JPH0218299B2

JPH0218299B2 -

Info

Publication number: JPH0218299B2
Application number: JP59039965A
Authority: JP
Inventors: Masaomi Hayakawa; Kunihiko Myashita; Yoshihiko Tada
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1984-03-01
Filing date: 1984-03-01
Publication date: 1990-04-25
Also published as: JPS60186452A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、耐火繊維と無機質充填材、無機質結
合材からなる耐火繊維成形体であつて、強度、断
熱性、熱収縮率などの特性に優れた耐火繊維成形
体に関するものである。〔従来の技術〕ところで、本出願人は先に特願昭51−108421号
により粘着性付与物を含浸させたセラミツクフア
イバーから成る繊維集束物の表面を耐火骨材ある
いは耐火骨材と結合材との混合物で被覆してなる
セラミツクフアイバー複合体に係る発明を提案し
ている。また、特願昭51−118384号によりセラミ
ツクの集合物から成る繊維部と耐火材料および無
機質結合材から成る無機物のセル状骨格部とによ
つて構成されるセラミツクフアイバーの耐火断熱
複合体に係る発明を、さらにまた特願昭52−8996
号によりセラミツクフアイバー集合体と合成ムラ
イト、アルミナゾルから成る無機質のセル状骨格
部材とを混合して構成されたセラミツクフアイバ
ー複合体に係る発明をそれぞれ提案している。こ
れらの発明は、セラミツクフアイバーの耐火断熱
複合体の構造は第１図に示す様にセラミツクフア
イバーから成る繊維集束物１とその表面を被覆し
てなるセル状骨格を形成した無機物２とから成つ
ており、この複合体は不定形耐火物として、或い
は板状、円筒状等の各種形状の成形物となつてい
ることを特徴としている。〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、前述の構造から成る複合体をプ
レス成形機、押し出し成形機、流し込み成形機等
で成形するに際して、セラミツクフアイバーから
成る繊維集束物の大きさ、耐火骨材と結合剤とか
ら成る無機物の構成などに未解決の問題があり、
成形が非常に困難であつた。また、成形体の嵩密
度を高め、強度、耐浸食性を向上させることから
セラミツクフアイバーの繊維集束物に対して耐火
骨材と結合材とからなる無機物の構成比が大きく
なり熱スポーリングを起こし易くなる欠点があつ
た。〔問題点を解決するための手段〕本発明は、これらの欠点を除去、改善した耐火
繊維成形体を提供することを目的とする。すなわ
ち、本発明は耐火繊維が70〜90重量％、無機質充
填材と無機質結合材の合計が10〜25重量％、成形
助剤が0.5〜10重量％とからなり、粒径５mm以下
の耐火繊維粒状物が解繊された状態の耐火繊維と
前記無機質充填材と無機質結合材とから構成され
る耐火組成物で覆われた構造を有する嵩密度0.5
〜0.9ｇ／cm³の耐火繊維成形体を提供することに
よつて、前記目的を構成することができるもので
ある。以下、本発明の耐火繊維成形体を詳しく説明す
る。本発明の耐火繊維成形体は、従来のこの種の成
形体の構成、構造から成るものに比較して非常に
成形が容易で寸法精度がよく、成形体の強度、耐
浸食性、耐熱スポーリング性が著しく向上したも
のである。次に、本発明の耐火繊維成形体について図面に
基づいて詳細に説明する。本発明の耐火繊維成形体の構造は、第２図に示
す様に粒径５mm以下の耐火繊維の粒状物の表面を
覆う無機質充填材、無機質結合材と少量の成形助
剤とからなる耐火組成物中に耐火繊維が解繊され
た状態で均一に分散されている。また、無機質充
填材、無機質結合材と少量の成形助剤とから成る
耐火組成物の中に大部分の耐火繊維の粒状物が独
立分散した構造からなる。本発明の成形体は前述の如く耐火組成物中に耐
火繊維の一部が均一に分散されているために、プ
レス成形機、押出成形機などにより成形する際し
て成形原料の流動特性が著しく改善され、成形体
の寸法精度がよくなる。さらに、繊維の補強効果が発揮されて成形体の
嵩密度が0.5〜0.9ｇ／cm³であるにも拘わらず耐熱
スポーリング性が非常に大きい成形体である。ま
た、耐火繊維の粒状物が耐火組成物の中で独立し
て分散されているために嵩密度が0.5〜0.9ｇ／cm³
であつても耐火組成物の特性が充分に発揮され、
しかも強度、耐浸食性が非常に高い成形体であ
る。耐火繊維の構成比率を70〜90重量％の範囲に限
定する理由は、70重量％未満では耐火繊維のうち
成形に供する成形原料の流動特性の改善、成形体
の耐火組成物の補強に用いられる残りの粒状物が
少なくなるために断熱性が不充分となり、一方90
重量％を越えると耐火繊維の粒状物を耐火組成物
の中に独立して分散せしめることができず、強
度、耐浸食性が充分でなくなるからである。無機質充填材、無機質結合材の合計の構成比率
を10〜25重量％の範囲に限定する理由は、10重量
％未満では耐火組成物の中に独立させて耐火繊維
の粒状物を分散させることができず、一方25重量
％を越えると相対的に耐火繊維の量が少なくな
り、断熱性に寄与する粒子状の耐火繊維が充分確
保されなくなるからである。成形助剤の構成比率を0.5〜10重量％の範囲に
限定する理由は、0.5重量％未満では成形原料を
成形するに際して寸法精度良く成形することが困
難となり、一方10重量％を越えると成形体の使用
に際して発煙等の問題を生ずるからである。本発明の成形体を構成する耐火繊維としては、
アルミナ−シリカ系セラミツク繊維、結晶質アル
ミナ繊維、結晶質ムライト繊維などがあり、特に
無機質充填材、無機質結合材、成形助剤とから成
る耐火組成物中に解繊された状態で均一に分散さ
せる耐火繊維については1000℃以上の高温で熱収
縮が少ない結晶質アルミナ繊維、結晶質ムライト
繊維、あるいはアルミナ−シリカ系のセラミツク
繊維を800〜1100℃の温度で熱処理されたものが
有効である。本発明の成形体を構成する無機質充填材として
は、特にアルミナ、ムライト、シヤモツトの粉末
が有効でその他に、酸化クロム、ジルコニア、コ
ージエライト、炭化ケイ素、マグネシア、シリカ
等の一般に知られている耐火材料の粉末であつて
も良く、これらの中から選ばれる何れか１種、ま
たは２種以上である。本発明の成形体を構成する無機質結合材として
は、特にアルミナゾル、シリカゾル、粘土が有効
で、その他に第１リン酸アンモニウム、塩基性乳
酸アルミニウム、アルミニウムヒドロキシクロラ
イド等の一般に知られている無機質結合材であつ
ても良く、これらの中から選ばれる何れか１種ま
たは２種以上である。次に、本発明に係わる耐火繊維成形体の製造方
法を具体的に説明する。本発明の耐火繊維成形体は、耐火繊維を予め粉
砕機の一種であるカツターミル、フエザーミルな
どの切断、せん断ミル、あるいはロールクラツシ
ヤー等により所定の大きさのチツプ状となし、必
要に応じて造粒機の一種であるパン型、ドラム
型、振動コンベヤー型、水平振動盤などの転動造
粒機で造粒したものに無機質充填材、無機質結合
材と成形助剤と所定量の水を加えてモルタルミキ
サー、ニーダーなどの混練機で均一に混練して可
塑性を有する塑性物となし、次いで押し出し成形
機、プレス成形機、流し込み成形機、振動成形機
により希望の形状に成形し、乾燥した後、焼成す
る方法、あるいは、耐火繊維をバルク状で無機質
充填材、無機質結合材と成形助剤と所定量の水に
配合して、ニーダー、パドルミキサー、カツター
ミキサー、万能ミキサーなどのブレード形混練機
でバルク状耐火繊維をチツプ化、造粒すると同時
に均一に混練して可塑性を有する組成物となし、
次いで、成形し、乾燥した後、焼成する方法によ
り製造される。前記成形助剤としては、メチルセルロース、カ
ルボキシメチルロース、ポリアクリルアミドが有
効であり、その他に、デンプン、ヒドロキシエチ
ルロース、アラビアゴム、ワツクスエマルジヨ
ン、リグニン、デキストリン、ポリビニル、ポリ
ビニールアルコール、ポリエチレンオキサイド、
アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウ
ム、酢酸ビニル、ゼラチン、天然樹脂、合成樹
脂、ステアリン酸塩など一般に知られている増粘
剤や、潤滑剤、可塑剤等の成形助剤であつても良
く、これらの中から選ばれる何れか１種又は２種
以上である。こうして得られた成形体の形状の板状には、板
状のものから筒状、あるいはハニカム状のものま
であり、かなり複雑な形状のものまで成形が可能
である。次に本発明による耐火繊維成形体の実施例を比
較例と合わせて示す。実施例１耐火繊維を予めカツターミルで切断し、その後
パン型造粒機で２〜５mmの粒状にしたものと、バ
ルク状の耐火繊維と無機質充填材、無機質結合材
と成形助剤の混合物に所定量の水を加えてモルタ
ルミキサーで混練し、次いで流し込み成形機によ
りボード状に成形し、乾燥して得た成形体を解折
したところ、第１表に示すような結果が得られ
た。尚、第１表中Ａ、Ｂはそれぞれ前記同一方法
によつて耐火繊維、無機質充填材、無機質結合
材、成形助剤の種類と構成比をかえたものを示し
た。実施例２耐火繊維を予めロールクラツシヤーで切断し、
その後ドラム型造粒機で２〜５mmの粒状にしたも
のと、バルク状の耐火繊維と無機質充填材、無機
質結合材と成形助剤との混合物に所定量の水を加
えて、ニーダーで混練し、次いでプレス成形機に
てボード状に成形して乾燥して得た成形物の解折
を行つたところ第１表に示すように結果が得られ
た。尚、第１表中Ｃ、Ｄはそれぞれ前記同一方法
によつて耐火繊維、無機質充填材、無機質結合
材、成形助剤の種類と構成比をかえたものを示し
た。比較例１ 10〜20mm径位の楕円球状に造粒したアルミナ−
シリカ系セラミツク繊維の集合物に、CMC溶液
を含浸させ、次いでムライト粉末、アルミナ粉末
とシリカゾルを加えて、オムニミキサーで混合し
て得られる成形原料を流し込み成形機にてボード
状に成形して得た成形体の解折結果を第１表に示
す。尚、第１表中Ｅ、Ｆはそれぞれ前記同一方法
によつて耐火繊維、無機質充填材、無機質結合
材、成形助剤の種類と構成比をかえたものを示し
た。

【表】以上のように本発明によれば、耐火繊維と無機
質充填材、無機質結合材と成形助剤とからなる耐
火繊維成形体は曲げ強度が大きく、熱収縮が小さ
く寸法安定性があり、断熱性にも優れた成形体で
あり、特くに耐熱スポーリング性が著しく改善さ
れた成形体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によらない従来のセラミツクフ
アイバー成形体の構造を模式的に示した説明図で
あり、第２図は本発明による耐火繊維成形体の構
造を模式的に示した説明図である。１……セラミツクフアイバー繊維集束物、２…
…無機物からなるセル状骨格、３……耐火繊維の
粒状物、４……耐火繊維の解繊物、５……耐火組
成物。

Claims

【特許請求の範囲】１耐火繊維が70〜90重量％、無機質充填材と無
機質結合材の合計が10〜25重量％とからなり、粒
径５mm以下の耐火繊維粒状物が、解繊された状態
の耐火繊維と前記無機質充填材と無機質結合材と
から構成される耐火組成物で覆われた構造を有す
る嵩密度0.5〜0.9ｇ／cm³の耐火繊維成形体。２耐火繊維はアルミナ−シリカ系セラミツク繊
維、結晶質アルミナ繊維、結晶質ムライト繊維の
なかから選ばれる何れか１種又は２種以上である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の耐
火繊維成形体。３無機質充填材はアルミナ、ムライト、シヤモ
ツトの粉末から選ばれる何れか１種又は２種以上
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は２項記載の耐火繊維成形体。４無機結合材は、アルミナゾル、シリカゾル、
粘土から選ばれる何れか１種、又は２種以上であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から３
項に記載の耐火繊維成形体。