JPH0466832B2 - - Google Patents

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JPH0466832B2
JPH0466832B2 JP62199934A JP19993487A JPH0466832B2 JP H0466832 B2 JPH0466832 B2 JP H0466832B2 JP 62199934 A JP62199934 A JP 62199934A JP 19993487 A JP19993487 A JP 19993487A JP H0466832 B2 JPH0466832 B2 JP H0466832B2
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JP
Japan
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adhesive
refractory
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fiber
fibers
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JP62199934A
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JPS6445780A (en
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Katsuhiro Tabata
Hajime Asami
Hiroyuki Asakura
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Shinagawa Refractories Co Ltd
Original Assignee
Shinagawa Refractories Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミツクスと鉄、耐火煉瓦と鉄、異
種セラミツクスなど、耐火材、不燃物あるいは金
属等熱膨脹係数の異なる材料間を相互に接着さ
せ、かつ熱変化を受けても接着材料間の熱膨脹差
による剥離現象が生じない接着方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、基材に異種材料を接着させ、基材にない
特性あるいは欠点を付与または解消せんとする試
みが数多く行われてきた。
例えば鉄製ライニング材の表面にアルミナ質や
炭化珪素質セラミツクスを接着させ、鉄製ライニ
ングの摩耗減少を改良せんとする試みが高温集塵
機、ロータリーキルン、ホツパー等の装置におい
てなされてきた。また逆に耐火煉瓦や通気性耐火
物のエアシールを目的とし鉄板を接着させる試み
や比較的安価で多孔質の耐火物やセラミツクスの
表面に緻密質のセラミツクスを接着させる試みが
なされてきた。この試みは熱及び熱変化を受けな
い状態では接着可能であつても、200℃以上の熱
及び熱変化を受ける場合には被接着材料間の熱膨
脹係数が異なるため、熱膨脹差による剥離現象が
起き、現在迄いかなる接着剤を用いてもこの問題
を解決するまでに到つていない。
また本発明者らが先に出願した特公昭58−
44634号公報の特許請求の範囲に記載の「アルミ
ナ、シリカ、酸化クロム等の耐火原料粉末と最大
粒径が耐火原料粉末の粒径よりも小さい粒度であ
るカチオン交換能を有すると共に構造中にOH基
を含まず、層状構造の発達した雲母および/また
は水膨潤性人造雲母およびバインダーとしてアル
カリ珪酸塩またはアルカリアルミン酸塩を配合し
てなる耐熱性組成物」でも接着剤として使用した
場合、他種接着剤に比べ比較的高温迄の接着が可
能であるが、800℃を超える温度には耐えること
ができず剥離した。
これら剥離現象は2種材料の膨脹差による応力
が接着剤の中間部に集中することによるものであ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上記実情に鑑み、熱膨脹係数の異なる
異種材料間相互の接着は勿論、高温における熱変
化に対しても熱膨脹差による剥離しない接着方法
を提供せんとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するため、本発明者らは、熱膨
脹係数の異なる材料を接着するための方法につき
種々検討した結果、接着剤に関する改良研究のみ
ならず、接着させる方法として、耐火繊維の引張
強度及び可撓性に着目し、熱膨脹係数の異なる材
料間に耐火繊維を介在させて接着剤により特定の
方法で接着させることにより本発明に到達した。
すなわち本発明は熱膨脹係数の異なる耐火材、
不燃材あるいは金属等を接着剤によつて接着させ
るに際し、該異種材料間に耐火繊維を下記()
〜()のいずれかの方法で接着させることを特
徴とする熱膨脹係数の異なる材料の接着方法。
() 耐火繊維を材料接着面にほぼ垂直に配置
し、耐火繊維の端をそれぞれの材料と接着剤で
接着させる。
() 耐火繊維を折りまげ積層し、材料接着面
にほぼ垂直に配向させ、耐火繊維の端をそれぞ
れの材料と接着剤で接着させる。
() 耐火繊維を材料接着面とほぼ平行に配置
し、一方の材料と耐火繊維とを接着剤で接着
し、次に他方の材料と耐火繊維とを接着剤で接
着し、1つおきに同一材料と耐火繊維を接着す
る。
である。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の三つの接着方法の中、代表的な態様と
して第1図に示すもので本発明を説明する。熱膨
脹係数の異なる2種材料、例えばセラミツクス1
に鉄板2を接着させる場合、2種材料の間に耐火
繊維3を接着面にほぼ直角になるように介在さ
せ、かつ耐火繊維の一方の端を接着剤4により一
方の材料と接着させると共に耐火繊維の他方の端
を他の材料と接着剤により接着させ2種材料を耐
火繊維を介して連結させるものである。
また第2図に示すものは、第1図における耐火
繊維のブランケツト、フエルト、ペーパー等を切
断し束状にして接着面に垂直にしたものである。
接着剤を用い耐火繊維と材料とを接着する方法は
第1図と同じである。
第二の接着方法として第3図に示すものは耐火
繊維のブランケツト、フエルト、ペーパー等を折
り曲げ積層し、耐火繊維が2種材料の接着面に対
しほぼ垂直に配向させた上で第1図と同じように
して接着する。
さらに第三の接着方法として第4図は第1図〜
第3図とは耐火繊維が材料の接着面とほぼ垂直に
しない点で異なる。すなわち耐火繊維を接着面と
ほぼ平行にし、一方の材料と耐火繊維とを接着剤
により接着し、次に他方の材料と耐火繊維とを接
着剤により接着し、一方の材料と接着した箇所で
は他方の材料とは接着せず、以下順次1つおきに
同一材料と耐火繊維とを接着したものである。従
つて耐火繊維は材料の接着面とはほぼ垂直ではな
いが、接着剤とはほぼ垂直になる。
本発明で使用される耐火繊維としてはアルミ
ナ・シリカ質、シリカ質、アルミナ質、ジルコニ
ア質、カーボン質等の耐火繊維が使用できる。た
だしカーボン質繊維は還元雰囲気では使用可能で
あるが、酸化雰囲気では酸化消失するので使用で
きない。また繊維の引張強度が50Kg/mm2未満のも
のは接着強度が発現しない。
また使用する耐火繊維の本数は耐火繊維を、ほ
ぼ垂直にする接着面1cm2当り1000本以上であるこ
とが望ましく、この本数以上であれば1Kg/cm2
上の引張接着強度が得られる。また耐火繊維の太
さについては制約がないが、長さについては接着
させる材料間の距離以上であることが必要であ
る。
さらに耐火繊維の形態はブランケツト、フエル
ト、ペーパーなどいずれの形態でもよい。ここで
ブランケツトとは耐火繊維を金網上に捕集させて
製造され、バインダーを添加していないものをい
い、繊維はブランケツト水平方向に配向している
ものが好ましい。フエルトはブランケツトに有機
バインダーを添加したもの、ペーパーはブランケ
ツト、フエルトの厚さの薄いものをいい、いずれ
も水平方向に繊維が配向しているものである。
本発明に使用される接着剤としては耐熱性を有
することが必要であり、通常市販されている無機
質接着剤を使用することができるが、好ましくは
特公昭58−44634号公報記載の「アルミナ、シリ
カ、酸化クロム等の耐火原料粉末と最大粒径が耐
火原料粉末の粒径よりも小さい粒度であるカチオ
ン交換能を有すると共に構造中にOH基を含ま
ず、層状構造の発達した雲母および/または水膨
潤性人造雲母およびバインダーとしてアルカリ珪
酸塩またはアルカリアルミン酸塩を配合してなる
耐熱性組成物」や特開昭57−209859号公報記載の
「鉄、銅、銀等の金属粉末とカチオン交換能を有
し、その最大粒径が金属粉末の粒径よりも小さい
粒度である層状無機化合物およびバインダーとし
てアルカリ珪酸塩またはアルカリアルミン酸塩を
配合してなる耐熱性組成物」、あるいは特願昭61
−280771号明細書記載の「Siアルコキシドと、
Tiアルコキシド、AアルコキシドおよびZrア
ルコキシドから選ばれた少なくとも1種とからな
る複合アルコキシドを部分加水分解ゾル化させる
ことを特徴とする無機耐熱塗料の製造方法」によ
つて得られる接着剤などがある。
以下本発明を実施例及び比較例によりさらに具
体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない
限り以下の実施例に限定されるものではない。
〔実施例〕
実施例 1 ステンレス鋼板の表面に1号水ガラス50重量
部、膨潤性人造雲母(粒度5μm)50重量部よりな
る無機質接着剤を塗布し、該塗布面にアルミナ・
シリカ質フアイバーブランケツトの端面を接着さ
せ、100℃で1時間乾燥硬化させた。その後フア
イバーブランケツトを2mm厚さに切断した。一方
アルミナセラミツクス板に上記と同様な接着剤を
塗布し、フアイバーとアルミナセラミツクス板を
接着硬化させ接着体試片を作製した。
使用したフアイバーの引張強度は100〜150Kg/
mm2であり、2種材料を連結するフアイバーの本数
は50000本/cm2であつた。
このようにして接着させたステンレス鋼板とア
ルミナセラミツクス板の接着体を900℃に急加熱、
急冷却を100回繰り返し、その接着強度を引張剥
離試験により測定した。その結果、50Kg/cm2の接
着強度を示すことがわかつた。
比較例 1 実施例1と同様な接着剤を使用し、ステンレス
鋼板とアルミナセラミツクス板をフアイバーを介
在せずに接着させ、乾燥硬化して作製した接着体
を900℃に急加熱、急冷却テストを行つたが1回
で剥離してしまつたため接着強度の測定は不可能
であつた。
実施例 2 第3図に示した如くシリカ質フアイバーの1mm
厚ペーパー(フアイバー平均長20〜30mm)を折り
曲げ加工し、実施例1と同様ステンレス鋼板とア
ルミナセラミツクス板を接着させた。
なお使用したフアイバーの引張強度は150Kg/
mm2であり、2種材料間を連結するフアイバーの本
数は10000本/cm2であつた。
この接着体を900℃に急加熱、急冷却を100回繰
り返しその接着強度を引張剥離試験により測定し
た。その結果、10Kg/cm2の接着強度を示すことが
わかつた。
実施例 3 第4図に示した如く3mm厚さのアルミナ・シリ
カ質セラミツクフアイバーペーパー(フアイバー
平均長10〜20mm)を実施例1と同様な接着剤にて
上部アルミナセラミツクス板とフアイバーとをス
ポツト的に接着させ、かつ下部ステンレス鋼板と
は接着しないようにし、また一方では下部ステン
レス鋼板とフアイバーをスポツト的に接着させ上
部セラミツクス板と接着しないようにしてセラミ
ツクス板とステンレス鋼板とをフアイバーを介し
て接着した。
なお使用したフアイバーの引張強度は100〜150
Kg/mm2であり、接着材間を連結するフアイバーの
本数は5000本/cm2であつた。
この接着体を900℃に急加熱、急冷却を100回繰
り返し、その接着強度を測定した。その結果、5
Kg/cm2の接着強度を示すことが判つた。
〔発明の効果〕 本発明により以下のような効果が得られる。
(1) 耐火繊維の引張強度が通常の無機材料に比べ
て大きく、強固な接着強度が得られる。
(2) 耐火繊維が2種材料の仲立ちをしているた
め、通常の接着剤の如く、接着剤の中央部への
応力集中が起こらず剥離が起きない。
(3) 耐火繊維がフレキシビリテイを有しているた
め、材料膨脹に追随できる。
(4) 耐火繊維層がクツシヨン性を有しているた
め、機械的な衝撃に対するクツシヨン効果も発
現し接着材料の機械的衝撃による割れを防止、
軽減できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の接着方法の一実施態様を示す
断面図であり、第2図〜第4図はそれぞれ別の実
施態様を示す断面図である。第5図は従来法を示
す断面図である。 1……セラミツクス板、2……鉄板、3……耐
火繊維、4,5……接着剤。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱膨脹係数の異なる耐火材、不燃材あるいは
    金属等を接着剤によつて接着させるに際し、該異
    種材料間に耐火繊維を下記()〜()のいず
    れかの方法で接着させることを特徴とする熱膨脹
    係数の異なる材料の接着方法。 () 耐火繊維を材料接着面にほぼ垂直に配置
    し、耐火繊維に端をそれぞれの材料と接着剤で
    接着させる。 () 耐火繊維を折り曲げ積層し、材料接着面
    にほぼ垂直に配向させ、耐火繊維の端をそれぞ
    れの材料と接着剤で接着させる。 () 耐火繊維を材料接着面とほぼ平行に配置
    し、一方の材料と耐火繊維とを接着剤で接着
    し、次に他方の材料と耐火繊維とを接着剤で接
    着し、1つおきに同一材料と耐火繊維を接着す
    る。 2 耐火繊維がアルミナ質、アルミナシリカ質、
    シリカ質、ジルコニア質またはカーボン質である
    特許請求の範囲第1項記載の接着方法。 3 接着剤が無機質接着剤である特許請求の範囲
    第1項記載の接着方法。
JP19993487A 1987-08-12 1987-08-12 Method for bonding material having different thermal expansion coefficients Granted JPS6445780A (en)

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