JPH0633185B2

JPH0633185B2 - 無機繊維成形体の製法

Info

Publication number: JPH0633185B2
Application number: JP61012663A
Authority: JP
Inventors: 建文小栗; 秀逸高橋; 巌増島
Original assignee: Asahi Denka Kogyo KK
Current assignee: Adeka Corp
Priority date: 1986-01-23
Filing date: 1986-01-23
Publication date: 1994-05-02
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: JPS62171971A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、無機繊維成形体の製法、詳しくは、コロイダ
ルシリカの歩留りの良い、無機繊維成形体の製法に関す
るもので、この無機繊維成形体は、保温断熱材、特に高
温の保温断熱材、例えば高炉用断熱材として利用される
他、建材としても利用される。

〔従来の技術及びその問題点〕

一般に、無機繊維に結合剤としてコロイダルシリカ水溶
液を使用して得られる無機繊維成形体は耐熱性、断熱性
及び耐熱衝撃性に優れているため、高温用の保温断熱材
料に広く使われている。

このような無機繊維成形体、即ち無機繊維とコロイダル
シリカ結合剤からなるペーパー、ボード、マット或いは
チューブ、ロッド、ブロック等の成形物を得る方法とし
て従来種々の方法が提案されている。例えば、簡単な方
法としては無機繊維予備成形物にコロイダルシリカの懸
濁液をそのまま塗布、或いは含浸させる方法がある。

しかしながら、上記の方法によるとコロイダルシリカの
歩留りが悪く、経済性が悪いばかりか排水汚染の問題が
生じる。

また、上記のような欠点を改善する方法として、米国特
許第３２２４９２７号明細書には、無機繊維スラリーに
カチオン性の澱粉を結合剤として添加し、次いでコロイ
ダルシリカを添加し、更に酸を加えてpH３〜５とし、得
られたスラリーを過した後、乾燥して成形物を得る方
法が示されている。

しかしながら、上記の方法では添加したコロイダルシリ
カの定着率が悪く、歩留りは不十分である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、無機繊維、凝結剤、及び高分子凝集剤から中
間成形体を製造し、次いでこれにコロイダルシリカ水溶
液を含浸させ無機繊維成形体を得る方法であって、高分
子凝集剤として、カチオン性高分子凝集剤（以下、ポリ
カチオンという）とアニオン性高分子凝集剤（以下、ポ
リアニオンという）を、それぞれ無機繊維に対して純分
にて０．００１重量％以上で、且つカチオン性高分子凝
集剤とアニオン性高分子凝集剤の重量比が１：９９〜９
９：１となるように併用することを特徴とする無機繊維
成形体の製法を提供することにより、無機繊維成形体を
製造するに際しての、成形加工時のコロイダルシリカの
歩留りを著しく改良したものである。

以下に本発明の無機繊維成形体の製法について詳述す
る。

本発明で使用される無機繊維としては、ガラスファイバ
ー、アルミナ、シリカファイバー、アルミナファイバ
ー、ジルコンファイバー、石英ウール、ロックウール、
スラグウール、アスベスト、チタン酸ファイバー、炭化
硼素ファイバー、炭化珪素ファイバー、各種ウィスカー
等が挙げられ、これらの各種繊維及びそれらの混合物よ
り成る群から選択が可能であるが、繊維の耐熱性、経済
性の面でアルミナ・シリカファイバーが最も適してい
る。

上記無機繊維は、その径が０．１〜１０ｍμのものが好
ましく、又その長さは特に問題にならないが、使い易さ
等の観点から２５cm以下のものが好ましい。

また、本発明で使用されるコロイダルシリカ（通称シリ
カゾル）水溶液は、ＳｉＯ_２（シリカ）のコロイド状分
散体水溶液で、例えばケイ酸ソーダ中和、ケイ酸ソーダ
のイオン交換処理等、各種の方法で得ることができ、具
体的には、例えば、アデライト（旭電化工業(株)製
品）、ルドックス（デュポン社製品）等が挙げられ、通
常、コロイド粒子の大きさが５〜１００ｍμのものを、
ＳｉＯ_２（シリカ）濃度５〜５０重量％、好ましくは１
０〜４０重量％として使用される。

また、本発明で使用される凝結剤としては、酸（例えば
塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、有機酸）、塩（例えば塩化
物、硫酸塩、硝酸塩）アルミナゾル、アルミン酸ソーダ
等が挙げられるが、鉱酸、硫酸アルミニウム、塩化アル
ミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アルミナゾルが特に
好ましい。

上記凝結剤の添加量は、シリカ１００重量部に対して
０．３〜２０重量部とするのが好ましい。

本発明において重要なことは高分子凝集剤を用いること
によりコロイダルシリカが無機繊維に強固に定着し、歩
留りの良い成形体が得られることである。ポリカチオン
又はポリアニオン単独でもある程度効果が発揮される
が、ポリアニオン、ポリカチオンを併用することによ
り、より以上の効果が発揮され、より安定なものが得ら
れる。

ここでいう凝集剤とは一般に紙パルプ、水処理分野で使
用される高分子凝集剤を言い、上記ポリカチオンとして
は、エポキシ化ポリアミドポリアミン、カチオン変成ポ
リアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリエチレン
ポリアミン、ポリアミドポリアミン、カチオン化デンプ
ン、アミンエピクロロヒドリン縮合物等が挙げられ、前
記無機繊維に対して純分にて０．００１重量％以上、好
ましくは０．００１〜３．０重量％、さらに好ましくは
０．０２〜１．０重量％添加する。又は、上記ポリカチ
オンは、分子量が１０００〜５００万のものを用いるの
が好ましい。

また、上記ポリアニオンとしては、ポリアクリル酸、ポ
リアクリルアミドの部分加水分解物、アクリル酸・アク
リルアミドの共重合物、アクリル酸・マレイン酸共重合
物及びこれらの塩等が挙げられ、前記無機繊維に対して
純分にて０．００１重量％以上、好ましくは０．００１
〜３．０重量％、さらに好ましくは０．０２〜１．０重
量％添加する。又、上記ポリアニオンは、分子量が１０
０万〜２０００万のものを用いるのが好ましい。

ポリカチオン又はポリアニオンの添加量が３．０重量％
以上になると、水性が悪くなる。

本発明で併用する上記ポリカチオン及び上記ポリアニオ
ンの重量比率は、ポリカチオン：ポリアニオン＝１：９
９〜９９：１、好ましくは１０：９０〜９０：１０であ
る。

ポリカチオン又はポリアニオンの重量比が上記比率の範
囲外であると、コロイダルシリカの歩留りが著しく低下
し、また成形体の硬度も低いものとなってしまう。

而して、本発明の無機繊維成形体の製法の好ましい実施
態様としては、次の態様が挙げられる。

先ず、前記無機繊維、前記凝結剤、及び前記２種類の高
分子凝集剤を、それぞれ前記添加量の範囲内で分散媒に
添加し、スラリーを調製する。

上記分散媒としては、水が最適であるが、メタノール、
エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、グリセリン及びこれらの混合物も単独若しくは水と
の混合として使用できる。分散媒の量は、無機繊維の量
に応じて調整できるが、少なくとも該繊維が十分分散さ
れる量が必要であり、例えば分散媒と無機繊維の重量比
が好ましくは１０００：１〜１０：１であり、より好ま
しくは、２００：１〜１０：１である。

上記スラリーには、必要に応じて、砂、粘度、鉱物粉末
等の充填剤を添加することができる。

また、凝結剤の添加効果を充分に発揮させるために、必
要に応じ、上記スラリーにアルカリを加えて、該スラリ
ーのpHを４〜８の範囲内に調整するのが好ましい。

次いで、上記スラリーを吸引脱水して成形し、所定形状
の中間成形体を得る。

然る後、この中間成形体に、前記範囲内の濃度の前記コ
ロイダルシリカ水溶液を含浸させ、吸引脱水してコロイ
ダルシリカを上記中間成形体に定着させ、本発明に係る
無機繊維成形体を得る。

尚、前記コロイダルシリカ水溶液の使用量は、目的とす
る無機繊維成形体の違いによって異なるが、例えば、無
機繊維１０ｇに対して３０〜５０mlとすれば良い。

上述の如くして得られる本発明に係る無機繊維成形体
は、未乾燥のままでも保温断熱材等として用いることが
できるが、用途によっては、乾燥させ高硬度にして、あ
るいは焼成し可燃性物質を除去して用いることができ
る。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定
されるものではない。

実施例−１水道水１kgにアルミナ・シリカファイバー（耐熱性１３
００℃，Ａｌ_２Ｏ_３／ＳｉＯ_２＝５０／５０）１０ｇを
入れ、ミキサーにて解繊し、均一なスラリー状物とし
た。このスラリー状物に、ポリカチオン〔住友化学(株)
製スミフロックＦＣ−２００（分子量３００万〜４００
万）〕の０．２％水溶液１．８ｇ、ポリアニオン〔東亜
合成化学(株)製アロンフロックＡ−２０７（分子量１３
００万）〕の０．２％水溶液４．２ｇ、及び５％硫酸ア
ルミニウム水溶液０．５ｇを添加し、スラリーを調製し
た。このスラリーを吸引脱水して成形し、中間成形体を
得た。次いで、この中間成形体に、ＳｉＯ_２分として１
５％のコロイダルシリカ４０mlを含浸させ、吸引脱水し
た後、１１０〜１４０℃で６時間乾燥し、縦・横７cm
角，厚さ０．８cmの板状の無機繊維成形体を得た。

また、同時に下記(1)〜(3)に示す方法により水性、コ
ロイダルシリカの歩留り、及び無機繊維成形体の硬度を
測定し、その結果を下記表−１に示した。

(1)水性スラリーを吸引脱水して成形するときに、水時間を測
定し、液１当りの水時間を求めた。

(2)コロイダルシリカの歩留り中間成形体にコロイダルシリカ水溶液（含浸液）を含浸
させ、吸引脱水した後の液について、ＳｉＯ_２分を測
定し、下記の式より歩留り（％）を求めた。

(3)硬度無機繊維成形体の金網面（吸引脱水した際の金網側の
面）、上面（金網面の反対面）、及び内面（金網面と上
面との中間を切断した面）について、アスカーラバー硬
度計Ｃ型（高分子計器製作所製）を使用して硬度を求め
た。

実施例−２高分子凝集剤の使用量をポリカチオンの０．２％水溶液
３ｇ及びポリアニオンの０．２％水溶液３ｇとした以外
は実施例−１と同様にして無機繊維成形体を得、実施例
−１におけると同様の測定を行った。その結果を下記表
−１に示した。

実施例−３高分子凝集剤の使用量をポリカチオンの０．２％水溶液
４．２ｇ及びポリアニオンの０．２％水溶液１．８ｇと
した以外は実施例−１と同様にして無機繊維成形体を
得、実施例−１におけると同様の測定を行ったその結果
を下記表−１に示した。

実施例−４スラリーを苛性ソーダ水曜液で中性（ｐＨ６〜８）にし
た以外は実施例−２と同様にして無機繊維成形体を得、
実施例−１におけると同様の測定を行った。その結果を
下記表−１に示した。

実施例−５ポリカチオンとして、ポリカチオン〔日本触媒化学工業
(株)製エポミンＳＰ−０１２（分子量１２００）〕の
０．２％水溶液を３ｇ添加した以外は実施例−２と同様
にして無機繊維成形体を得、実施例−１におけると同様
の測定を行った。その結果を下記表−１に示した。

実施例−６ポリアニオンとして、ポリアニオン〔東亜合成化学(株)
製アロンフロックＡ−１（分子量６００万）〕の０．２
％水溶液を３ｇ添加した以外は実施例−２と同様にして
無機繊維成形体を得、実施例−１におけると同様の測定
を行った。その結果を下記表−１に示した。

実施例−７高分子凝集剤の使用量をポリカチオンの０．２％水溶液
１２ｇ及びポリアニオンの０．２％水溶液１２ｇとした
以外は実施例−１と同様にして無機繊維成形体を得、実
施例−１におけると同様の測定を行った。その結果を下
記表−１に示した。

実施例−８高分子凝集剤の使用量をポリカチオンの０．２％水溶液
３６ｇ及びポリアニオンの０．２％水溶液３６ｇとした
以外は実施例−５と同様にして無機繊維成形体を得、実
施例−１におけると同様の測定を行った。その結果を下
記表−１に示した。

比較例−１高分子凝集剤を添加しない以外は実施例−１と同様にし
て無機繊維成形体を得、実施例−１におけると同様に測
定を行った。その結果を下記表−１に示した。

比較例−２高分子凝集剤として、実施例−１と同様のポリカチオン
の０．２％水溶液６ｇのみを添加した以外は実施例−１
と同様にして無機繊維成形体を得、実施例−１における
と同様の測定を行った。その結果を下記表−１に示し
た。

比較例−３高分子凝集剤として、実施例−６と同様のポリアニオン
の０．２％水溶液６ｇのみを添加した以外は実施例−１
と同様にして無機繊維成形体を得、実施例−１における
と同様の測定を行った。その結果を下記表−１に示し
た。

〔発明の効果〕本発明の無機繊維成形体の製法は、無機繊維、凝結剤及
び高分子凝集剤から中間成形体を製造し、次いでこれに
コロイダルシリカ水溶液を含浸させ、吸引脱水して無機
繊維成形体を得る方法であって、高分子凝集剤として、
ポリカチオンとポリアニオンを併用するもので、本発明
によれば、コロイダルシリカの歩留りを大幅に向上で
き、また無機繊維成形体を乾燥させた場合の硬度も向上
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機繊維、凝結剤、及び高分子凝集剤から
中間成形体を製造し、次いでこれにコロイダルシリカ水
溶液を含浸させ無機繊維成形体を得る方法であって、高
分子凝集剤として、カチオン性高分子凝集剤とアニオン
性高分子凝集剤を、それぞれ無機繊維に対して純分にて
０．００１重量％以上で、且つカチオン性高分子凝集剤
とアニオン性高分子凝集剤の重量比が１：９９〜９９：
１となるように併用することを特徴とする無機繊維成形
体の製法。