JPH01224281A - 多孔性耐火固体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は固体伝熱変換子、熱輻射体、触媒担体あるいは
濾過材等として使用される多孔性耐火固体に関する。

［従来の技術・課題〕 近時、固体伝熱変換子、熱輻射体、触媒担体あるいは一
過材として通気性を有する多孔性固体が注目されている
。

このような多孔性固体の製造法としては例えば軟質ポリ
ウレタンフォームを処理して気泡膜を除去して正十二面
体の積構造をもつスコツトフオームを製造し、このスコ
ツトフオームにセラミック泥漿を含浸させ、余剰泥漿を
除去して乾燥した後焼成することによりスコツトフオー
ムを気化除去すると共にセラミックを焼結させる方法が
ある。

この方法により得られる多孔性固体（セラミックフオー
ム）は軽量であり、空孔率が大きく、また柱構造であり
、流動抵抗が小さい等積々の利点を有している。しかし
、前記多孔性固体は柱構造であるために耐圧強度あるい
は曲げ強度に劣り、また、流動抵抗が過小であるために
固体伝熱変換子として使用する場合には、充分な蓄熱特
性が得られない等の欠点があった。

一方、通気性を有する多孔性固体の製法として耐火粒子
を焼結して得られる粒子焼結多孔体も提案されている。

この方法では厳密に粒度を調整した耐火粒を焼結して製
造された比較的均一な気孔を有する多孔体が得られるが
、しかし、空孔率は３０〜５０％程度であり、５０％以
上の空孔率は得られないという問題があった。

また、本発明者らは先に特開昭６０−２５１１８２号公
報で有機法を消去して得られる多孔体の製法を提案して
いるが、強度面、気孔形態面で不充分であり、更なる改
良が望まれている。

従って、本発明の目的は空孔率が大きく、通気性を有し
且つ曲げ強度及び耐圧強度の大きい多孔性耐火固体を提
供するにある。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明は所定形状の貫通孔を有する可撓性耐大物
板状成形体を各成形体の貫通孔が相互に連通するように
所定枚数積層してなる多孔性耐火固体に係る。

［作　用］ 本発明をその１実施態様を示す添付第１図ａ及び第１図
すを使用して説明する。

本発明は第１図ａ及び第１図すに示すように所定形状の
貫通孔（２）を有する可撓性耐火物板状成形体を各成形
体の貫通孔が相互に連通ずるように所定枚数積層して得
られる多孔性耐火固体である。

可撓性耐大物板状成形体の貫通孔の配置は第１図ａ及び
第１図すに示すように可撓性耐大物板状成形体を積層し
た場合に、各成形体の貫通孔が相互に連通することがで
きるような配置でなければならない、前記成形体を積層
した時に、各成形体の貫通孔が相互に連通していない場
合には圧力損失が大きくなり、多孔性耐火固体としての
所期の目的を達成することができない。

なお、第１図ａ及び第１図すでは円形の貫通孔を記載し
たが、可視性耐火物板状成形体に備えられる貫通孔の形
状及び大きさは特′に限定されるものではなく、目的・
用途に応じて任意の形状及び大きさとすることができる
ことを理解されたい。

また、第１図ａ及び第１図すに記載する本発明の多孔性
耐火固体の１実施態様では所定形状の貫通孔（２）を有
する可撓性耐火物板状成形体（１）を３枚積層する場合
を記載したが、可撓性耐火物板状成形体の積層枚数は任
意の所望の枚数であることができることを理解されたい
。

本発明に使用される可撓性耐火物板状成形体としては無
機耐火物粉末単独の、無機耐火物粉末と無機繊維との両
者の、無機耐火物粉末と有機繊維との両者の、または無
機耐火物粉末と無機繊維と有機繊維との王者を主原料と
し、これに結合剤及び可撓性付与剤等を添加・配合して
得られる配合物を成形・乾燥して得られる成形体である
。

本発明に使用する可撓性耐大物板状成形体に特に好適な
材料は、無機耐火物粉末単独の、無機耐火物粉末と無機
繊維との両者の、無機耐火物粉末と有機繊維との両者の
、無機耐火物粉末と無機繊維と有機繊維との王者の１０
０重量部を主原料とし、これに結合剤として合成樹脂エ
マルジョン及び／またはゴムラテックスを樹脂分として
３〜５０重量部添加・配合してなるものである。

可撓性耐火性板状成形体に使用される無機耐火物粉末と
しては、通常耐火物に使用されるシリカ、マグネシア、
アルミナ等の耐火性骨材粉末を使用することができる。

可視性耐火性板状成形体に使用される繊維原料としては
、無機繊維を単独にあるいは有機繊維を単独にまたはそ
れら両者を一緒に使用することができ、無機繊維として
はスラグウール、石綿、ガラス側Ｌセラミック繊維等を
挙げることができ、有機繊維としては木材バルブ、麻糸
、綿くず、合成繊維くず等を挙げることができる。無機
繊維及び有機繊維の長さは１０論−以下であることが混
線時の分散上望ましい。

無機繊維は常温時及び中間温度域で強度を付与する作用
があるが、該ボードの耐火度を低下させるので、その添
加量は３０重量部以下とするのが好ましい。

有機繊維は常温時の強度を付与し、使用時の燃焼によっ
て気孔が増加し、断熱性を向上する作用がある。その添
加量は５重量部以下が好ましく、５重量部を超えると使
用時の燃焼によって可撓性耐火性板状成形体の組織が脆
弱化する等の欠点が生ずる。

結合剤として使用する合成樹脂エマルジョン及びゴムラ
テックスとしてはそれらの水性乳濁液例えば酢酸ビニル
エマルジョン、エチレン−酢酸ビニルエマルジョン、酢
酸ビニル−アクリル酸エステルエマルジョン、スチレン
−ブタジェンラテックス、アクリロニトリルブタジェン
ラテックス等を１種または２種以上混合して使用するこ
とができるが、最低造膜温度（ＭＦＴ）５０℃以下のも
のが好ましい、最低造膜温度（ＭＦＴ）が５０℃よりも
高い時には乾燥後の可撓性耐火性板状成形体が充分な可
撓性を有しない場合があるために好ましくない。

結合剤の添加量は多いほど柔軟となり可視性を増すが、
結合剤の添加量が３重量部未満の場合には可撓性が充分
ではなく成形または貫通孔の打抜き時に亀裂が発生する
ことがあるので好ましくない、また、５０重量部を超え
ると焼成時に結合剤の消失により可撓性耐大物板状成形
体組織が脆弱化する等の欠点が発生する。結合剤の添加
量は上述の無機耐火物粉末、無機繊維及び／または有機
繊維からなる原料混合物１００重量部当たり３〜５０重
量部、好ましくは１０〜４０重量部である。

また、高温の強度を保持させるために少量の無機質の結
合剤例えば水ガラス、硼酸塩、リン酸塩等を併用し得る
。

更に、可撓性付与剤として粘土、水あるいは合成樹脂例
えばメチルセルローズ、カルボキシメチルセルローズ、
ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシプロピルセルロー
ズ等を配合することができる。可撓性付与剤の添加量は
前記原料混合物１００重量部当たり２〜２０重量部程度
である。

また、取汲作業時の強度、変形度を高めるなめに金網、
無機あるいは有機繊維網を可視性耐火物板状成形体内に
挿入させることも可能である。

可撓性耐火物板状成形体に断熱性を与えるために、中空
耐火粒を添加するかあるいは微小空気を含有させる手段
を使用することができる。中空耐火粒としてはシリカバ
ルーン、アルミナバルーン、シラス等を使用することが
でき、それらは単独で使用してもよく、通常の耐火粉末
と併用して使用される。微小空気を含有させる場合は中
空耐火粒を添加するのに比較して気孔の強度が弱く、外
圧により気孔が消失する場合があり、用途によって適宜
採用することができる。

可撓性耐火物板状成形体の組織内に微小空気を含有させ
て該成形体に断熱性を付与するには、上記原料からなる
配合物に界面活性剤を添加することが必要であり、混線
時微小空気泡含有状態にて成形後乾燥することにより断
熱性を有する可撓性耐火物板状成形体を得ることができ
るが、その際に使用される界面活性剤としてはアニオン
活性剤が発泡性及び空気泡の強度の面より望ましく、ド
デシルベンゼンスルホン酸ソーダ塩、ラウリル硫酸ソー
ダ塩等が使用される。その添加量は無機耐火物粉末、無
機繊維及び／または有機繊維よりなる原料混合物１００
重量部に対して０．０５〜２重量部で使用することが好
ましく、その使用量が０．０５重量部未満の場合には充
分な多孔性が得られない、また、２重量部を超える場合
には乾燥後強度が低下する。

本発明に使用する可視性耐火物板状成形体は上記組成よ
りなる配合物を通常のミキサーで混練し、ペースト状粘
土を通常の操作によりプレス成形するかあるいは所定形
状の枠に練土を入れてローラー等により線上表面を整形
する方法等にて成形したのち、１００〜１５０℃にて乾
燥することによって得られる。可視性耐火物板状成形体
は焼成品であっても、不焼成品であってもよい。

なお、貫通孔を有する可撓性耐火物板状成形体は上述の
成分よりなる配合物を貫通孔を有する形状で成形したも
のでも、板状に成形後、打抜きして貫通孔を設けてもよ
い。

次に、上述のようにして得られた貫通孔を有する可撓性
耐火物板状成形体を積層して接合する。

各成形体の接合は上述のようにして得られた積層体を焼
成することにより行なうことができる。焼成温度は使用
する成形体の材質によっても異なるが通常１０００〜２
０００℃程度である。

焼成雰囲気としてはアルミナ、マグネシア等酸化物の場
合は通常の空気雰囲気、炭化珪素質等の非酸化性物質の
場合は還元雰囲気を使用することができる。

上述のような操作により本発明の多孔性耐火固体を得る
ことができる。

［実　施　例］ 以下に実施例を挙げて本発明の多孔性耐火固体を更に説
明する。

衷１漬り一 以下の第１表に記載する組成物１を使用して万能ミキサ
ーにて混線後、ローラーニテ圧延成形し、次に１０論−
の穴穿はポンチ（パンチ）にて穴穿けすることにより直
径１０−の貫通孔を有する３００ｍｍＸ３００ｍｍＸ５
＋ｕ＋厚の可撓性耐大物板状成形体を製造した。

得られた成形体を第１図ａ及び第１図すに示すように貫
通孔が相互連通する形に成形体を３枚積層し、得られた
積層体を１５００℃で焼成することにより各成形体を接
合して本発明の多孔性耐火固体を得た。得られた多孔性
耐火固体の特性を第２表に従来品の特性と共に記載する
。

以下の第１表に記載する組成物２を使用して万能ミキサ
ーにて混線後、プレス成形により第２図ａに示すような
スリット状の貫通孔を有する３００輪論Ｘ３００ｍｍＸ
５論鶴厚の可撓性耐火物板状成形体を得た。

得られた成形体を第２図ａ及び第２図すに示すように各
成形体のスリット状の貫通孔が直交するように方向を変
えて成形体を３枚積層し、得られた積層体を１５００℃
で焼成した各成形体を接合して本発明の多孔性耐火固体
を得た。得られた多孔性耐火固体の特性を第２表に併記
する。

、／ ／ 第一−Ｖ−ｊ１ ＊１：酢ビエマルジョンは酢酸ビニル水エマルジョンを
表し、ＭＦＴは３０％濃度で５℃である。なお、ＭＦＴ
はエマルジョン等を水分蒸発乾燥させる時に皮膜が形成
されるに必要な最低温度をいう。

本２：ＭＦＴは２０％濃度で１５℃である。

ルＪＬＬＬ 直径５１の単一径の発泡スチロールビーズを含浸容器に
振動充填した後、パンチングプレートを上方より２ｋｇ
／ｃｍ”で押し付け、この状態で上方より粒径０．３−
以下のアルミナ６０重量部、アルミナセメント５重量部
及び水３５重量部よりなる泥漿を前記含浸容器内の前記
発泡スチロールビーズ集合体に浸漬し、常温硬化後、酢
酸エチル溶液に浸漬し、有機法を溶失した。得られた多
孔質耐火固体の特性を第２表に併記する。

直径１〇−輪及び直径１１の発泡ウレタンビーズを６０
：４０の重量比で混合しながら該発泡ウレタンビーズ表
面に自硬性エポキシレジンを塗布した後、紙製含浸容器
内に振動充填した０次に、マグネシアと水よりなる泥漿
を前記容器内の前記発泡ウレタンビーズ集合体の空隙へ
浸漬し、乾燥後、１４００℃で焼成を行ない、マグネシ
ア質多孔性耐火固体を製造した。得られた多孔性耐火固
体の特性を第２表に併記する。

［発明の効果］ 本発明によれば耐圧強度及び曲げ強度に優れ、また、乱
流流動が得られるだけでなく、貫通孔の形状等を適宜選
択することにより種々の通気性を有する多孔性耐火固体
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは可撓性耐火物板状成形体の積層体の１実施態
様を示す立体図であり、第１図すは第１図ａの断面図で
あり、第２図ａは実施例２で得られた多孔性耐火固体の
立体図であり、第２図すはその断面図である０図中：１
・・・可撓性耐火物板状成形体、２・・・貫通孔。 特許出願人　品川白煉瓦株式会社 第２１ ［０） （ｂ） 図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定形状の貫通孔を有する可撓性耐火物板状成形体を各
   成形体の貫通孔が相互に連通するように所定枚数積層し
   てなる多孔性耐火固体。