JP4902797B1 - 湿潤ブランケット - Google Patents
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Abstract
【課題】施工後に高い強度を発揮することができる安全性の高い可撓性耐火材を提供する。
【解決手段】生体溶解性無機繊維からなるブランケットに、コロイダルシリカ液を含浸させ湿潤してなることを特徴とする湿潤ブランケット。湿潤ブランケットが硬化した硬化ブランケット。
【選択図】 なし
【解決手段】生体溶解性無機繊維からなるブランケットに、コロイダルシリカ液を含浸させ湿潤してなることを特徴とする湿潤ブランケット。湿潤ブランケットが硬化した硬化ブランケット。
【選択図】 なし
Description
本発明は、生体溶解性無機繊維からなる湿潤ブランケットに関する。
一般に、熱処理装置、工業炉、焼成炉等において、加熱室の内壁面には耐火材が設けられており、この耐火材としては、例えば、無機繊維からなるブランケット等が知られている。ブランケット等の可撓性耐火材は、施工箇所が複雑な形状を有する場合等であっても施工箇所の形状に応じて容易に曲面施工することができる。
上記耐火材は、特に炉の内張り材として用いるとき、耐風速性が求められる。また、施工後に、所望強度を発現して耐火性を発揮することが求められる。
可撓性耐火材の基材となるブランケットとしては、従来より、繊維径の小さなアスベスト（石綿）やセラミックスファイバーからなるものが用いられてきた。しかし、近年、無機繊維が人体に吸入されて肺に侵入することによる問題が指摘され、人体に吸入されても問題を起こさない又は起こしにくい生体溶解性無機繊維が開発されている（例えば、特許文献１）。
尚、特許文献２に記載の発明は、ブランケットではなく漆喰に関するものではあるが、同文献には、生体溶解性ケイ酸アルカリ土類金属塩繊維とｐＨが４〜７のアニオン性コロイダルシリカとを含む漆喰が開示されており、この漆喰は、ｐＨが４〜７のアニオン性コロイダルシリカをバインダーとして使用することにより、さらにＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）等のキレート剤を含有することで漆喰の固化を防ぐことができると記載されている。
本発明は、施工後に高い強度を発揮することができるとともに、人体に安全な可撓性耐火材を提供することを目的とするものである。
上記技術課題を解決すべく、本発明者等が鋭意検討を行ったところ、生体溶解性無機繊維からなるブランケットに対し、コロイダルシリカ液を含浸させ湿潤化してなる可撓性耐火材により、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の湿潤ブランケット等を提供するものである。
１．生体溶解性無機繊維からなるブランケットに、コロイダルシリカ液を含浸させ湿潤してなることを特徴とする湿潤ブランケット。
２．前記コロイダルシリカが、酸性カチオン性コロイダルシリカである１に記載の湿潤ブランケット。
３．前記コロイダルシリカが、酸性アニオン性コロイダルシリカである１に記載の湿潤ブランケット。
４．前記コロイダルシリカ液のｐＨが２〜６である１〜３のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
５．前記コロイダルシリカが、アルカリ性アニオン性コロイダルシリカである１に記載の湿潤ブランケット。
６．前記コロイダルシリカ液のｐＨが８〜１１である５に記載の湿潤ブランケット。
７．前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成である１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
ＳｉＯ２とＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２との合計 ５０重量％〜８２重量％
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物との合計 １８重量％〜５０重量％
８．前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成である１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
ＳｉＯ２ ５０〜８２重量％
ＣａＯとＭｇＯとの合計 １０〜４３重量％
９．前記生体溶解性無機繊維が、６６〜８２重量％のＳｉＯ２、１０〜３３重量％のＣａＯ、１重量％以下のＭｇＯおよび３重量％未満のＡｌ２Ｏ３を含む１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
１０．前記生体溶解性無機繊維が、６６〜８２重量％のＳｉＯ２、１〜９重量％のＣａＯ、１０〜３０重量％のＭｇＯおよび３重量％未満のＡｌ２Ｏ３を含む１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
１１．固形分換算で、前記生体溶解性無機繊維１００重量部に対して、前記コロイダルシリカを１０〜２００重量部含む１〜１０のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
１２．溶媒率が１５〜７５重量％である１〜１１のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
１３．１〜１２のいずれかに記載の湿潤ブランケットが硬化した硬化ブランケット。
１．生体溶解性無機繊維からなるブランケットに、コロイダルシリカ液を含浸させ湿潤してなることを特徴とする湿潤ブランケット。
２．前記コロイダルシリカが、酸性カチオン性コロイダルシリカである１に記載の湿潤ブランケット。
３．前記コロイダルシリカが、酸性アニオン性コロイダルシリカである１に記載の湿潤ブランケット。
４．前記コロイダルシリカ液のｐＨが２〜６である１〜３のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
５．前記コロイダルシリカが、アルカリ性アニオン性コロイダルシリカである１に記載の湿潤ブランケット。
６．前記コロイダルシリカ液のｐＨが８〜１１である５に記載の湿潤ブランケット。
７．前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成である１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
ＳｉＯ２とＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２との合計 ５０重量％〜８２重量％
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物との合計 １８重量％〜５０重量％
８．前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成である１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
ＳｉＯ２ ５０〜８２重量％
ＣａＯとＭｇＯとの合計 １０〜４３重量％
９．前記生体溶解性無機繊維が、６６〜８２重量％のＳｉＯ２、１０〜３３重量％のＣａＯ、１重量％以下のＭｇＯおよび３重量％未満のＡｌ２Ｏ３を含む１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
１０．前記生体溶解性無機繊維が、６６〜８２重量％のＳｉＯ２、１〜９重量％のＣａＯ、１０〜３０重量％のＭｇＯおよび３重量％未満のＡｌ２Ｏ３を含む１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
１１．固形分換算で、前記生体溶解性無機繊維１００重量部に対して、前記コロイダルシリカを１０〜２００重量部含む１〜１０のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
１２．溶媒率が１５〜７５重量％である１〜１１のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
１３．１〜１２のいずれかに記載の湿潤ブランケットが硬化した硬化ブランケット。
本発明によれば、施工後に高い強度を発揮することができる安全性の高い可撓性耐火材を提供することができる。
本発明は、生体溶解性無機繊維からなるブランケットにコロイダルシリカ液を含浸して湿潤化しているもの（可撓性耐火材）である。生体溶解性繊維を用いているので人体に吸入されても健康被害の危険が少ない。コロイダルシリカ液を含浸させることにより、施工後に乾燥、加熱等して硬化したとき、耐風速性や曲げ強度等を高めることができる。ブランケットに溶媒が含まれることで乾燥時に溶媒が表面へ移行し、合わせてシリカも表面に移動するため、表層部分がコロイダルシリカリッチになるため表面強度が高まる。また、湿潤化している状態では柔軟性を維持できる。
ブランケットを構成する生体溶解性無機繊維としては、Ｃａ元素を含むものを挙げることができる。
本発明者等の検討によれば、ブランケットを構成する生体溶解性繊維が特にＣａ元素を含むものである場合には、保管中にＣａイオンが溶出してコロイダルシリカの安定性に影響する結果、耐火材が劣化し易くなることが判明した。しかしながら、コロイダルシリカを含浸させることにより、ブランケットを構成する生体溶解性無機繊維がＣａ元素を含むものである場合であっても、長期間保存しても劣化の進行を抑制することができる。
生体溶解性無機繊維は、以下の組成の無機繊維であってもよい。
ＳｉＯ２とＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２との合計 ５０重量％〜８２重量％
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物との合計 １８重量％〜５０重量％
ＳｉＯ２とＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２との合計 ５０重量％〜８２重量％
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物との合計 １８重量％〜５０重量％
また、生体溶解性無機繊維は、以下の組成の無機繊維であってもよい。
ＳｉＯ２ ５０〜８２重量％
ＣａＯとＭｇＯとの合計 １０〜４３重量％
ＳｉＯ２ ５０〜８２重量％
ＣａＯとＭｇＯとの合計 １０〜４３重量％
生体溶解性繊維は、ＭｇＯを多く含むＭｇシリケート繊維と、ＣａＯを多く含むＣａシリケート繊維に大別できる。Ｍｇシリケート繊維として以下の組成を例示できる。
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １〜９重量％
ＭｇＯ １０〜３０重量％
Ａｌ２Ｏ３ ３重量％以下
他の酸化物 ２重量％未満
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １〜９重量％
ＭｇＯ １０〜３０重量％
Ａｌ２Ｏ３ ３重量％以下
他の酸化物 ２重量％未満
Ｃａシリケート繊維として以下の組成を例示できる。
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％（例えば、６８〜８０重量％、７０〜８０重量％、７１〜８０重量％又は７１〜７６重量％とできる）
ＣａＯ １０〜３４重量％（例えば、２０〜３０重量％又は２１〜２６重量％とできる）
ＭｇＯ ３重量％以下（例えば、１重量％以下とできる）
Ａｌ２Ｏ３ ５重量％以下（例えば３．５重量％以下又は３重量％以下とできる。また、１重量％以上又は２重量％以上とできる）
他の酸化物 ２重量％未満
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％（例えば、６８〜８０重量％、７０〜８０重量％、７１〜８０重量％又は７１〜７６重量％とできる）
ＣａＯ １０〜３４重量％（例えば、２０〜３０重量％又は２１〜２６重量％とできる）
ＭｇＯ ３重量％以下（例えば、１重量％以下とできる）
Ａｌ２Ｏ３ ５重量％以下（例えば３．５重量％以下又は３重量％以下とできる。また、１重量％以上又は２重量％以上とできる）
他の酸化物 ２重量％未満
上記の無機繊維は、他の酸化物として、アルカリ金属酸化物（Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ等）、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｐ２Ｏ４、Ｂ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ３（ＲはＳｃ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙ又はこれらの混合物から選択される）等を１以上含んでもよく、含まなくてもよい。他の酸化物は、それぞれ、０．２重量％以下又は０．１重量％以下としてよい。
また、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３の合計を９８ｗｔ％超又は９９ｗｔ％超としてよい。
また、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３の合計を９８ｗｔ％超又は９９ｗｔ％超としてよい。
なお、生体溶解性繊維は、ＳｉＯ２と、アルカリ土類金属酸化物（例えば、ＭｇＯ及びＣａＯの少なくとも一方）と、に加えて、さらに他の成分を含有してもよい。例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、チタニア（ＴｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）からなる群より選択される１種又は２種以上をさらに含有してもよい。
生体溶解性無機繊維は、例えば、４０℃における生理食塩水溶解率が１％以上の無機繊維である。
生理食塩水溶解率は、例えば、次のようにして測定される。すなわち、先ず、無機繊維を２００メッシュ以下に粉砕して調製された試料１ｇ及び生理食塩水１５０ｍＬを三角フラスコ（容積３００ｍＬ）に入れ、４０℃のインキュベーターに設置する。次に、三角フラスコに、毎分１２０回転の水平振動を５０時間継続して加える。その後、ろ過により得られた濾液に含有されている各元素の濃度（ｍｇ／Ｌ）をＩＣＰ発光分析装置により測定する。そして、測定された各元素の濃度と、溶解前の無機繊維における各元素の含有量（重量％）と、に基づいて、生理食塩水溶解率（％）を算出する。すなわち、例えば、測定元素が、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）及びアルミニウム（Ａｌ）である場合には、次の式により、生理食塩水溶解率Ｃ（％）を算出する；Ｃ（％）＝［ろ液量（Ｌ）×（ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４）×１００］／［溶解前の無機繊維の重量（ｍｇ）×（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４）／１００］。この式において、ａ１、ａ２、ａ３及びａ４は、それぞれ測定されたケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、ｂ１、ｂ２、ｂ３及びｂ４は、それぞれ溶解前の無機繊維におけるケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの含有量（重量％）である。
生理食塩水溶解率は、例えば、次のようにして測定される。すなわち、先ず、無機繊維を２００メッシュ以下に粉砕して調製された試料１ｇ及び生理食塩水１５０ｍＬを三角フラスコ（容積３００ｍＬ）に入れ、４０℃のインキュベーターに設置する。次に、三角フラスコに、毎分１２０回転の水平振動を５０時間継続して加える。その後、ろ過により得られた濾液に含有されている各元素の濃度（ｍｇ／Ｌ）をＩＣＰ発光分析装置により測定する。そして、測定された各元素の濃度と、溶解前の無機繊維における各元素の含有量（重量％）と、に基づいて、生理食塩水溶解率（％）を算出する。すなわち、例えば、測定元素が、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）及びアルミニウム（Ａｌ）である場合には、次の式により、生理食塩水溶解率Ｃ（％）を算出する；Ｃ（％）＝［ろ液量（Ｌ）×（ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４）×１００］／［溶解前の無機繊維の重量（ｍｇ）×（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４）／１００］。この式において、ａ１、ａ２、ａ３及びａ４は、それぞれ測定されたケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、ｂ１、ｂ２、ｂ３及びｂ４は、それぞれ溶解前の無機繊維におけるケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの含有量（重量％）である。
ブランケットの構成材料となる無機繊維は、平均繊維径が１０μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以下であることが更に好ましい。
なお、平均繊維径は、走査型電子顕微鏡(日本電子製ＪＳＭ‐５８００ＬＶ)により撮影した写真(倍率２０００〜５０００倍)から無作為に選定した４００本以上の繊維の幅を計測し、これ等の幅から算出した平均値を意味する。
なお、平均繊維径は、走査型電子顕微鏡(日本電子製ＪＳＭ‐５８００ＬＶ)により撮影した写真(倍率２０００〜５０００倍)から無作為に選定した４００本以上の繊維の幅を計測し、これ等の幅から算出した平均値を意味する。
本発明で用いるコロイダルシリカとしては、例えば、固形分換算で、ＳｉＯ２を１７．５〜１９．０重量％、Ａｌ２Ｏ３を１．５〜２．７重量％含むものを挙げることができる。
コロイダルシリカとして、酸性カチオン性コロイダルシリカを用いることができる。酸性カチオン性コロイダルシリカを用いると耐熱性に優れる。
カチオン性コロイダルシリカとは、表面にプラスの電荷を有するコロイダルシリカを意味する。カチオン性コロイダルシリカとしては、例えば、アニオン性のコロイダルシリカの表面または内部に、アルミニウムイオン等の多価金属イオンの化合物又は有機カチオン性化合物を含有させてシリカ粒子表面をカチオン性に帯電させたものを挙げることができる。
酸性カチオン性コロイダルシリカ液は、ｐＨが２〜６であるものが好ましく、２〜５であるものがより好ましく、４〜５であるものがさらに好ましい。
コロイダルシリカとして、アルカリ性アニオン性コロイダルシリカ又は酸性アニオン性コロイダルシリカを用いることができる。特にアルカリ性アニオン性コロイダルシリカをＣａシリケート繊維からなるブランケットに含浸させると耐熱性が高まる。
アニオン性コロイダルシリカとは、表面にマイナスの電荷を有するコロイダルシリカを意味する。
アニオン性コロイダルシリカとは、表面にマイナスの電荷を有するコロイダルシリカを意味する。
アルカリ性アニオン性コロイダルシリカ液は、ｐＨが８〜１１であるものが好ましく、９〜１１であるものがより好ましい。酸性アニオン性コロイダルシリカ液は、ｐＨが２〜６であるものが好ましく、２〜５であるものがさらに好ましい。
酸性カチオン性コロイダルシリカやアルカリ性アニオン性コロイダルシリカを含浸されたブランケットは、酸性アニオン性コロイダルシリカを含浸されたブランケットに比べ、保存安定性がよい。これは、無機繊維から溶出する無機イオンによるゲル化が生じにくいためと考えられる。
ブランケットに含浸させるコロイダルシリカ液は、固形分濃度が、１〜４０重量％であるものが適当であり、１〜３０重量％であるものがより適当であり、１〜２５重量％であるものがさらに適当である。溶媒は通常水である。
湿潤ブランケットは、固形分換算で、無機繊維１００重量部に対して、通常、コロイダルシリカを１０〜２００重量部含む。
酸性カチオン性コロイダルシリカは、１０〜１８０重量部がより好ましく、３０〜１５０重量部がさらに好ましい。アニオン性コロイダルシリカは、１０〜１８０重量部がより好ましく、１０〜１６０重量部がさらに好ましく、３０〜１６０重量部が特に好ましい。
コロイダルシリカの含有量が多すぎるとハンドリング性に問題が生じる恐れがある。コロイダルシリカの含有量が少なすぎると含浸にムラが生じ強度が均一にならない恐れがある。
酸性カチオン性コロイダルシリカは、１０〜１８０重量部がより好ましく、３０〜１５０重量部がさらに好ましい。アニオン性コロイダルシリカは、１０〜１８０重量部がより好ましく、１０〜１６０重量部がさらに好ましく、３０〜１６０重量部が特に好ましい。
コロイダルシリカの含有量が多すぎるとハンドリング性に問題が生じる恐れがある。コロイダルシリカの含有量が少なすぎると含浸にムラが生じ強度が均一にならない恐れがある。
本発明の湿潤ブランケットは、キレート剤等の安定剤を含まなくても保存安定性がよく、着色性等を考慮した場合には安定剤は含有しないことが好ましいが、着色性等を考慮しない場合等には、固形分換算で０．１〜１重量％程度含んでもよい。
湿潤ブランケットに含み得る安定剤としては、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）・Ｈ・３（ＮＨ４）の組成のキレート剤、ＥＤＴＡ・Ｈ・２（ＮＨ４）の組成のキレート剤、クエン酸、りんご酸、酒石酸、サリチル酸等を挙げることができる。
湿潤ブランケットに含み得る安定剤としては、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）・Ｈ・３（ＮＨ４）の組成のキレート剤、ＥＤＴＡ・Ｈ・２（ＮＨ４）の組成のキレート剤、クエン酸、りんご酸、酒石酸、サリチル酸等を挙げることができる。
本発明の湿潤ブランケットは、漆喰に用いるような粘度調整剤や有機バインダーを含まないとしてもよい。
湿潤ブランケットの溶媒率は、１５〜７５重量％であるものが適当であり、１５〜７０％重量％であるものがより適当であり、３０〜７０％重量％であるものがさらに適当である。
溶媒率が上記範囲にあることにより、所望の可撓性を発揮することができる。
溶媒率が上記範囲にあることにより、所望の可撓性を発揮することができる。
湿潤前の基材となるブランケットは、無機繊維が集合した綿状物を連続的に積層し、ニードルパンチ処理することにより作製することができる。
ブランケットの幅や長さは、適宜選択できる。厚みは、通常、４〜６０ｍｍ程度である。ブランケットは、嵩密度が０．０８〜０．２０ｇ／ｃｍ３であるものが好ましく、０．１０〜０．２０ｇ／ｃｍ３であるものがより好ましく、０．１０〜０．１８ｇ／ｃｍ３であるものがさらに好ましい。
湿潤ブランケットは、ブランケットに対し、コロイダルシリカ液を含浸させ湿潤化することにより作製することができる。
コロイダルシリカ液の含浸は、ブランケットに対してコロイダルシリカ液をスプレーしたり、ディッピングすることにより行うことができ、含浸後、適宜、脱水処理やプレス成形を行うことにより、溶媒率や厚みを調整してもよい。
コロイダルシリカ液の含浸は、ブランケットに対してコロイダルシリカ液をスプレーしたり、ディッピングすることにより行うことができ、含浸後、適宜、脱水処理やプレス成形を行うことにより、溶媒率や厚みを調整してもよい。
湿潤ブランケットは、湿潤状態を維持するために、通常はポリ袋等に保存されるが、製造後直ぐに使用する場合等は、ポリ袋等に保存することなくそのまま施工してもよい。
施工された湿潤ブランケットは、乾燥、加熱等により硬化する。
湿潤ブランケットは、１０５℃２４時間乾燥後の嵩密度が０．１８〜０．５０ｇ／ｃｍ３であるものが好ましく、０．２０〜０．４６ｇ／ｃｍ３であるものがより好ましく、０．２０〜０．４３ｇ／ｃｍ３であるものがさらに好ましい。
また、製造後一週間経過時における湿潤ブランケット、及び製造後一カ月経過時における湿潤ブランケットの、１０５℃２４時間乾燥後の加熱線収縮率が、いずれも、０〜３．５％であるものが好ましく、０．１〜３．５％であるものがより好ましく、０．１〜３．０％であるものがさらに好ましい。
以下、本発明を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明は以下の例により何ら限定されるものではない。
実施例１（酸性カチオン性コロイダルシリカ）
酸性カチオン性コロイダルシリカであるＳＴ−ＡＫ（日産化学工業（株）社製、固形分２０重量％、平均粒子径２０ｎｍ、ｐＨ４．２、溶媒：水）を用い、生体溶解性無機繊維ａ（ＳｉＯ２含有量が７４重量％、ＣａＯ含有量が２５重量％、ＭｇＯ含有量が０．３重量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が２重量％）からなるブランケット１００重量部に対して、酸性カチオン性コロイダルシリカを固形分換算で５０重量部含有するようにスプレーした後、吸引脱水を行い、水分率が５７重量％である湿潤ブランケットを作製した。水分（溶媒）率は以下の式から求めた。
溶媒率（％）＝固形分を除いたコロイダルシリカ液の重量／（ブランケット重量＋コロイダルシリカ液重量）×１００
酸性カチオン性コロイダルシリカであるＳＴ−ＡＫ（日産化学工業（株）社製、固形分２０重量％、平均粒子径２０ｎｍ、ｐＨ４．２、溶媒：水）を用い、生体溶解性無機繊維ａ（ＳｉＯ２含有量が７４重量％、ＣａＯ含有量が２５重量％、ＭｇＯ含有量が０．３重量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が２重量％）からなるブランケット１００重量部に対して、酸性カチオン性コロイダルシリカを固形分換算で５０重量部含有するようにスプレーした後、吸引脱水を行い、水分率が５７重量％である湿潤ブランケットを作製した。水分（溶媒）率は以下の式から求めた。
溶媒率（％）＝固形分を除いたコロイダルシリカ液の重量／（ブランケット重量＋コロイダルシリカ液重量）×１００
得られた湿潤ブランケットをポリエチレン製の袋中に密封し、２３℃の温度下で１カ月及び２カ月保管し、製造直後、製造１カ月後及び２カ月後に評価した。評価方法は以下のとおりである。結果を表１に示す。
（１）密度
製造直後の湿潤ブランケットを１０５℃２４時間乾燥して測定した。
製造直後の湿潤ブランケットを１０５℃２４時間乾燥して測定した。
（２）加熱線収縮率
湿潤ブランケットを所定期間保管後に１０５℃２４時間乾燥した。１１００℃８時間加熱後の、線方向の加熱線収縮率を測定した。
湿潤ブランケットを所定期間保管後に１０５℃２４時間乾燥した。１１００℃８時間加熱後の、線方向の加熱線収縮率を測定した。
（３）曲げ強度
湿潤ブランケットを所定期間保管後に１０５℃２４時間乾燥した。万能試験機を用いてヘッドスピード１０ｍｍ／分の速度で荷重を加えて破断荷重を測定し、以下の式によって曲げ強度を算出した。
曲げ強度（ＭＰａ）＝｛３×破断荷重（Ｎ）×下部支点間距離（ｍｍ）｝／｛２×ブランケットの幅（ｍｍ）×（ブランケットの厚み（ｍｍ））２｝
湿潤ブランケットを所定期間保管後に１０５℃２４時間乾燥した。万能試験機を用いてヘッドスピード１０ｍｍ／分の速度で荷重を加えて破断荷重を測定し、以下の式によって曲げ強度を算出した。
曲げ強度（ＭＰａ）＝｛３×破断荷重（Ｎ）×下部支点間距離（ｍｍ）｝／｛２×ブランケットの幅（ｍｍ）×（ブランケットの厚み（ｍｍ））２｝
（４）耐風速性
湿潤ブランケットを所定期間保管後に１０５℃２４時間乾燥した。乾燥したブランケットに風速４０ｍ／ｓのエアをブランケットに垂直になる方向から１時間あて、表面の状態に変化がない場合を○、表面が大きく削れる、捲れる場合を×とした。
湿潤ブランケットを所定期間保管後に１０５℃２４時間乾燥した。乾燥したブランケットに風速４０ｍ／ｓのエアをブランケットに垂直になる方向から１時間あて、表面の状態に変化がない場合を○、表面が大きく削れる、捲れる場合を×とした。
（５）巻付け性
厚さ１２ｍｍ、幅１０ｃｍの湿潤ブランケットを、直径１２０ｍｍのＳＵＳ製の円筒に巻き付けたとき、外観目視で、湿潤ブランケットが破れる等の支障が無い場合を○、支障があった場合を×とした。
厚さ１２ｍｍ、幅１０ｃｍの湿潤ブランケットを、直径１２０ｍｍのＳＵＳ製の円筒に巻き付けたとき、外観目視で、湿潤ブランケットが破れる等の支障が無い場合を○、支障があった場合を×とした。
実施例２〜７（酸性カチオン性コロイダルシリカ）
実施例１において、酸性カチオン性コロイダルシリカのスプレー量（含浸量）を固形分換算で５０重量部から８０〜１８０重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表１に示す。
実施例１において、酸性カチオン性コロイダルシリカのスプレー量（含浸量）を固形分換算で５０重量部から８０〜１８０重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表１に示す。
実施例８（酸性カチオン性コロイダルシリカ）
実施例３において、生体溶解性無機繊維ａからなるブランケットに代えて、生体溶解性無機繊維ｂ（ＳｉＯ２含有量が７６重量％、ＣａＯ含有量が４重量％、ＭｇＯ含有量が１８重量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が２重量％）からなるブランケットを用いた以外は、実施例３と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表１に示す。
実施例３において、生体溶解性無機繊維ａからなるブランケットに代えて、生体溶解性無機繊維ｂ（ＳｉＯ２含有量が７６重量％、ＣａＯ含有量が４重量％、ＭｇＯ含有量が１８重量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が２重量％）からなるブランケットを用いた以外は、実施例３と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表１に示す。
比較例１
実施例１において、酸性カチオン性コロイダルシリカを含浸させなかったブランケットを評価した。結果を表１に示す。ブランケットの曲げ強度は測定できなかった。
実施例１において、酸性カチオン性コロイダルシリカを含浸させなかったブランケットを評価した。結果を表１に示す。ブランケットの曲げ強度は測定できなかった。
比較例２
実施例８において、酸性カチオン性コロイダルシリカを含浸させなかったブランケットを評価した。結果を表１に示す。ブランケットの曲げ強度は測定できなかった。
実施例８において、酸性カチオン性コロイダルシリカを含浸させなかったブランケットを評価した。結果を表１に示す。ブランケットの曲げ強度は測定できなかった。
実施例９〜１５（アルカリ性アニオン性コロイダルシリカ）
実施例１において、酸性カチオン性コロイダルシリカ５０重量部を、アルカリ性アニオン性コロイダルシリカであるＳＴ−３０（日産化学工業（株）社製、固形分３０重量％、平均粒子径２０ｎｍ、ｐＨ１０．０、溶媒：水）１０〜１７０重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表２に示す。
実施例１において、酸性カチオン性コロイダルシリカ５０重量部を、アルカリ性アニオン性コロイダルシリカであるＳＴ−３０（日産化学工業（株）社製、固形分３０重量％、平均粒子径２０ｎｍ、ｐＨ１０．０、溶媒：水）１０〜１７０重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表２に示す。
実施例１６（アルカリ性アニオン性コロイダルシリカ）
実施例１２において、生体溶解性無機繊維ａからなるブランケットに代えて、生体溶解性無機繊維ｂからなるブランケットを用いた以外は、実施例１２と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表２に示す。
実施例１２において、生体溶解性無機繊維ａからなるブランケットに代えて、生体溶解性無機繊維ｂからなるブランケットを用いた以外は、実施例１２と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表２に示す。
実施例１７（酸性アニオン性コロイダルシリカ）
実施例３において、酸性カチオン性コロイダルシリカに代えて、酸性アニオン性コロイダルシリカであるＳＴ−Ｏ４０（日産化学工業（株）社製、固形分４０重量％、固形分の平均粒子径３０ｎｍ、ｐＨ２．４、溶媒：水）を用いた以外は、実施例３と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表２に示す。
実施例３において、酸性カチオン性コロイダルシリカに代えて、酸性アニオン性コロイダルシリカであるＳＴ−Ｏ４０（日産化学工業（株）社製、固形分４０重量％、固形分の平均粒子径３０ｎｍ、ｐＨ２．４、溶媒：水）を用いた以外は、実施例３と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表２に示す。
実施例１８（酸性アニオン性コロイダルシリカ）
実施例１７において、生体溶解性無機繊維ａからなるブランケットに代えて、生体溶解性無機繊維ｂからなるブランケットを用いた以外は、実施例１７と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表２に示す。
実施例１７において、生体溶解性無機繊維ａからなるブランケットに代えて、生体溶解性無機繊維ｂからなるブランケットを用いた以外は、実施例１７と同様にして、湿潤ブランケットを作製し評価した。結果を表２に示す。
表１，２より、実施例の湿潤化ブランケットは、比較例にくらべ、強度に優れていることが分かる。また、酸性カチオン性コロイダルシリカは、Ｍｇシリケート繊維、Ｃａシリケート繊維からなるブランケットについて耐熱性、巻き付け性に優れていた。アルカリ性アニオン性コロイダルシリカは、Ｃａシリケート繊維からなるブランケットについて耐熱性に優れていた。
本発明の湿潤ブランケットを、炉等に施工し、乾燥、加熱等により硬化して、内張り材等の耐火材を製造することができる。
Claims (13)
- 生体溶解性無機繊維からなるブランケットに、コロイダルシリカ液を含浸させ湿潤してなることを特徴とする湿潤ブランケット。
- 前記コロイダルシリカが、酸性カチオン性コロイダルシリカである請求項１に記載の湿潤ブランケット。
- 前記コロイダルシリカが、酸性アニオン性コロイダルシリカである請求項１に記載の湿潤ブランケット。
- 前記コロイダルシリカ液のｐＨが２〜６である請求項１〜３のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
- 前記コロイダルシリカが、アルカリ性アニオン性コロイダルシリカである請求項１に記載の湿潤ブランケット。
- 前記コロイダルシリカ液のｐＨが８〜１１である請求項５に記載の湿潤ブランケット。
- 前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成である請求項１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
ＳｉＯ２とＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２との合計 ５０重量％〜８２重量％
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物との合計 １８重量％〜５０重量％ - 前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成である請求項１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
ＳｉＯ２ ５０〜８２重量％
ＣａＯとＭｇＯとの合計 １０〜４３重量％ - 前記生体溶解性無機繊維が、６６〜８２重量％のＳｉＯ２、１０〜３３重量％のＣａＯ、１重量％以下のＭｇＯおよび３重量％未満のＡｌ２Ｏ３を含む請求項１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
- 前記生体溶解性無機繊維が、６６〜８２重量％のＳｉＯ２、１〜９重量％のＣａＯ、１０〜３０重量％のＭｇＯおよび３重量％未満のＡｌ２Ｏ３を含む請求項１〜６のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
- 固形分換算で、前記生体溶解性無機繊維１００重量部に対して、前記コロイダルシリカを１０〜２００重量部含む請求項１〜１０のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
- 溶媒率が１５〜７５重量％である請求項１〜１１のいずれかに記載の湿潤ブランケット。
- 請求項１〜１２のいずれかに記載の湿潤ブランケットが硬化した硬化ブランケット。
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