JPH0689459B2 - 金属のセラミックコーティング - Google Patents
金属のセラミックコーティングInfo
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- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属への断熱性コーティングを形成するに適し
たセラミックの組成物に関するもので、該コーティング
は上記組成物を水性スラリー状として行なわれる。本発
明はまた、上記組成物の調製方法、上記組成物を用いた
断熱性コーティングの形成方法、並びに上記組成物の層
でコーティングした内燃機関の排気管に関するものであ
る。
たセラミックの組成物に関するもので、該コーティング
は上記組成物を水性スラリー状として行なわれる。本発
明はまた、上記組成物の調製方法、上記組成物を用いた
断熱性コーティングの形成方法、並びに上記組成物の層
でコーティングした内燃機関の排気管に関するものであ
る。
［従来技術および発明が解決しようとする課題］ 現在の技術において、高温での耐熱性、優れた断熱性、
優れた耐熱衝撃性および優れた耐化学腐食性をもった効
率的で形成可能な絶縁材料に対する要望が高まってい
る。かかる絶縁材料は大量の金属板、鋼およびアルミニ
ウムを使用する金属加工工業にとって特に魅力的であ
る。
優れた耐熱衝撃性および優れた耐化学腐食性をもった効
率的で形成可能な絶縁材料に対する要望が高まってい
る。かかる絶縁材料は大量の金属板、鋼およびアルミニ
ウムを使用する金属加工工業にとって特に魅力的であ
る。
かかる絶縁材料に対する興味は特に自動車工業（排気管
やエンジン部品のコーティング用）や、沖合産業や造船
産業（火、腐食および浸食に対する保護コーティング
用）にみられる。さらに、これらの材料は燃焼プラント
やプロセスおよび家庭用品（キッチン・レンジ、冷蔵
庫）においても使われる。しかしながら、何ものにもま
して自動車工業は、触媒を装備した自動車がその排気管
に適切な絶縁物を要求するため、これらの材料に興味を
もっている。
やエンジン部品のコーティング用）や、沖合産業や造船
産業（火、腐食および浸食に対する保護コーティング
用）にみられる。さらに、これらの材料は燃焼プラント
やプロセスおよび家庭用品（キッチン・レンジ、冷蔵
庫）においても使われる。しかしながら、何ものにもま
して自動車工業は、触媒を装備した自動車がその排気管
に適切な絶縁物を要求するため、これらの材料に興味を
もっている。
DE−OS 2,751,918には、自動車の排気管に熱絶縁物を内
部コーティングすることに関し、そのコーティングは埋
込み（embedded）金属格子をもち、その格子空間が例え
ば珪酸ソーダ、アルミナ、バインダーおよび水を含有す
るスラリーで満たされたセラミックスラリーより成るも
のであることが示されている。EP−A 101,911は、セラ
ミックコーティング、特に排気管の内部に対するもの
で、該コーティングが従来の成分以外にリチウム・アル
ミニウム・シリケートを含有するものについて開示して
いる。US−A 4,248,752は、熱絶縁コーティングの組成
物につじて、該組成物がセラミック・ファイバー、微粉
砕されたシリカ、接着剤および必要に応じてプラスチッ
クまたはセラミック材の中空球よりなるものについて開
示している。こられの材料は炉壁や炉部材の絶縁用に使
用することができるとのみ記されており、自動車部品や
排気管については、なんら言及されていない。
部コーティングすることに関し、そのコーティングは埋
込み（embedded）金属格子をもち、その格子空間が例え
ば珪酸ソーダ、アルミナ、バインダーおよび水を含有す
るスラリーで満たされたセラミックスラリーより成るも
のであることが示されている。EP−A 101,911は、セラ
ミックコーティング、特に排気管の内部に対するもの
で、該コーティングが従来の成分以外にリチウム・アル
ミニウム・シリケートを含有するものについて開示して
いる。US−A 4,248,752は、熱絶縁コーティングの組成
物につじて、該組成物がセラミック・ファイバー、微粉
砕されたシリカ、接着剤および必要に応じてプラスチッ
クまたはセラミック材の中空球よりなるものについて開
示している。こられの材料は炉壁や炉部材の絶縁用に使
用することができるとのみ記されており、自動車部品や
排気管については、なんら言及されていない。
GB−A 1,117,950では、耐火性繊維よりなる絶縁巻布を
金属表面に結合させて使用するためのセラミックの組成
物が述べられ、珪酸カリウム，炭酸バリウムおよびこと
によるとアルミナ粉末を含む組成物が示されている。微
細に刻まれたセラミック繊維は結合物の耐熱衝撃性を増
加させるためにこの結合組成物に少量含められる事が述
べられてはいるが、この結合用組成物は単に、絶縁巻布
と金属表面の間の接着剤として作用するにすぎない。大
面積上および鋼板上への使用について言及されているの
が唯一の使用であり、排気管に使用することについては
なんら言及されていない。
金属表面に結合させて使用するためのセラミックの組成
物が述べられ、珪酸カリウム，炭酸バリウムおよびこと
によるとアルミナ粉末を含む組成物が示されている。微
細に刻まれたセラミック繊維は結合物の耐熱衝撃性を増
加させるためにこの結合組成物に少量含められる事が述
べられてはいるが、この結合用組成物は単に、絶縁巻布
と金属表面の間の接着剤として作用するにすぎない。大
面積上および鋼板上への使用について言及されているの
が唯一の使用であり、排気管に使用することについては
なんら言及されていない。
［課題を解決するための手段］ 本発明によって、金属上に機械的強度および耐熱性に優
れた断熱性コーティングを形成させるのに適した熱絶縁
性の組成物が開発された。該組成物は、接着性、絶縁
力、および温度、腐食、熱衝撃に対する抵抗力という点
で優れた特性をもっている。この組成物には、セラミッ
ク繊維、無機質充填材、シリカ結合材および中空状マイ
クロ粒子が特定の比率で含有され、さらに珪酸カリウム
および必要であれば表面活性剤が含有される。さらに、
この組成物は、担体物質として水を含む。かくして、本
発明の組成物は、重量％で示すと以下のごとくである： 珪酸カリウム 10 − 50％ シリカ 10 − 50％ 無機質充填剤 ５ − 40％ セラミック繊維 １ − 25％ 水 ２ − 40％ 中空状マイクロ粒子 ２ − 20％ 表面活性剤 ０ − 5％ また、好ましい本発明の組成物は、重量％で示すと以下
のものである： 珪酸カリウム 20 − 35％ コロイド珪酸 20 − 35％ 無機質充填剤 10 − 25％ Al2O3及びSiO2からなる アルミナシリカ系セラミック繊維 ４ − 15％ 水 ８ − 25％ 中空状マイクロ粒子 ２ − 8％ 表面活性剤 ０ − 5％ 結合力および焼結性を得るために本発明の組成物には珪
酸カリウムを採用しているが、これは同様の状況で以前
より使用されている珪酸ナトリウムに較べると、より高
温での耐久性があるので耐熱性の基本的な改善となって
いる。さらにこの成分は、かかる応用面で以前より使用
されているリチウム・アルミニウム・シリケートに較べ
るとはるかに安い。好ましい珪酸カリウムはカリウム水
ガラスであり、適したモル比はK2O：SiO2が約3.3であ
る。モル比がより大きいとスラリーの粘度が高くなる。
れた断熱性コーティングを形成させるのに適した熱絶縁
性の組成物が開発された。該組成物は、接着性、絶縁
力、および温度、腐食、熱衝撃に対する抵抗力という点
で優れた特性をもっている。この組成物には、セラミッ
ク繊維、無機質充填材、シリカ結合材および中空状マイ
クロ粒子が特定の比率で含有され、さらに珪酸カリウム
および必要であれば表面活性剤が含有される。さらに、
この組成物は、担体物質として水を含む。かくして、本
発明の組成物は、重量％で示すと以下のごとくである： 珪酸カリウム 10 − 50％ シリカ 10 − 50％ 無機質充填剤 ５ − 40％ セラミック繊維 １ − 25％ 水 ２ − 40％ 中空状マイクロ粒子 ２ − 20％ 表面活性剤 ０ − 5％ また、好ましい本発明の組成物は、重量％で示すと以下
のものである： 珪酸カリウム 20 − 35％ コロイド珪酸 20 − 35％ 無機質充填剤 10 − 25％ Al2O3及びSiO2からなる アルミナシリカ系セラミック繊維 ４ − 15％ 水 ８ − 25％ 中空状マイクロ粒子 ２ − 8％ 表面活性剤 ０ − 5％ 結合力および焼結性を得るために本発明の組成物には珪
酸カリウムを採用しているが、これは同様の状況で以前
より使用されている珪酸ナトリウムに較べると、より高
温での耐久性があるので耐熱性の基本的な改善となって
いる。さらにこの成分は、かかる応用面で以前より使用
されているリチウム・アルミニウム・シリケートに較べ
るとはるかに安い。好ましい珪酸カリウムはカリウム水
ガラスであり、適したモル比はK2O：SiO2が約3.3であ
る。モル比がより大きいとスラリーの粘度が高くなる。
その結合機能のほか、上記シリカはスラリー組成物の増
粘剤としても働き、また焼結剤としても働く。その好ま
しい形状は微粉シリカであり、コロイド状が好ましい。
コロイド珪酸の製品は重量で、50％のSiO2と50％の水を
含有している。
粘剤としても働き、また焼結剤としても働く。その好ま
しい形状は微粉シリカであり、コロイド状が好ましい。
コロイド珪酸の製品は重量で、50％のSiO2と50％の水を
含有している。
本発明にかかる無機質充填剤はコーティング層の絶縁性
を改善し、また粘度、分散力および均一性に関するスラ
リーの性質に影響を及ぼす。適当な無機質充填剤は、例
えば、タルクやジルコニアである。
を改善し、また粘度、分散力および均一性に関するスラ
リーの性質に影響を及ぼす。適当な無機質充填剤は、例
えば、タルクやジルコニアである。
本発明にかかるセラミック繊維は通常鉱物材料より成
り、原則として、長さ対幅の比の高い繊維でできたもの
が使用される。この繊維として好ましいものは、Al2O3
及びSiO2からなるアルミナシリカ系セラミック繊維であ
り、900℃から1600℃の間の温度に耐え得る材料であ
る。この繊維の融点は、Al2O3とSiO2の比で変わる。
り、原則として、長さ対幅の比の高い繊維でできたもの
が使用される。この繊維として好ましいものは、Al2O3
及びSiO2からなるアルミナシリカ系セラミック繊維であ
り、900℃から1600℃の間の温度に耐え得る材料であ
る。この繊維の融点は、Al2O3とSiO2の比で変わる。
本発明の組成物における水の含有量についての記述は、
適当なスラリーを得るために加えられる量に関し、珪酸
カリウムは結合水を持っており、またシリカ結合剤、特
にコロイド珪酸は製品としての水（product water）を
含有することに注意すべきである。
適当なスラリーを得るために加えられる量に関し、珪酸
カリウムは結合水を持っており、またシリカ結合剤、特
にコロイド珪酸は製品としての水（product water）を
含有することに注意すべきである。
本発明にかかる中空状マイクロ粒子は、スラリーの粘稠
度の改良のためと、組織をより多孔質とすることによっ
て、水を除去しかつ仕上層に低熱伝導性を付与するため
の乾燥工程を簡易化するために混合される。中空状のマ
イクロ粒子によって空気の含有量が増加し、それによっ
てコーティングの熱絶縁能力が相当増加する。上記マイ
クロ粒子は中空状の充填体であり、通常球形である。か
かる中空状マイクロ粒子はガラス、セラミック等より成
り、通常約１μｍ〜約500μｍの直径を有する。好まし
い中空状マイクロ粒子はガラスより成るものである。
度の改良のためと、組織をより多孔質とすることによっ
て、水を除去しかつ仕上層に低熱伝導性を付与するため
の乾燥工程を簡易化するために混合される。中空状のマ
イクロ粒子によって空気の含有量が増加し、それによっ
てコーティングの熱絶縁能力が相当増加する。上記マイ
クロ粒子は中空状の充填体であり、通常球形である。か
かる中空状マイクロ粒子はガラス、セラミック等より成
り、通常約１μｍ〜約500μｍの直径を有する。好まし
い中空状マイクロ粒子はガラスより成るものである。
対象とする金属の種類によっては少量の表面活性剤が、
適用される基材上のスラリーの流動性に関するレオロジ
ー的性質を改善するために、上記組成物に混合される。
適用される基材上のスラリーの流動性に関するレオロジ
ー的性質を改善するために、上記組成物に混合される。
本発明による組成物は、第一に排気管の内側に適用しよ
うとするものである。現在の触媒を装備した自動車で
は、排気管はエンジンと触媒の間で熱絶縁性であり、触
媒は急速に活性化温度に達する。原則として、かかる絶
縁性は排気管の外側に施されるが、これは特に排気管の
内側が腐食性雰囲気でありかつ温度変化が激しいことか
ら内部施工が困難なためである。しかし絶縁層が排気管
の内側に施工されるならば、排気温度はいっそう早く、
約10〜20％早く、上昇することとなり、このような状態
では排気管は加熱されずそのかわり熱は直接に触媒に伝
えられる。他方、従来は内側層に必要な特性を与えるこ
とは困難であると認識されていた。
うとするものである。現在の触媒を装備した自動車で
は、排気管はエンジンと触媒の間で熱絶縁性であり、触
媒は急速に活性化温度に達する。原則として、かかる絶
縁性は排気管の外側に施されるが、これは特に排気管の
内側が腐食性雰囲気でありかつ温度変化が激しいことか
ら内部施工が困難なためである。しかし絶縁層が排気管
の内側に施工されるならば、排気温度はいっそう早く、
約10〜20％早く、上昇することとなり、このような状態
では排気管は加熱されずそのかわり熱は直接に触媒に伝
えられる。他方、従来は内側層に必要な特性を与えるこ
とは困難であると認識されていた。
よく似た組成物がUS−A 4,248,752に開示されている
が、排気管への適用およびその関係での特別の問題につ
いて、なんら言及していない。既存の技術の組成物が、
本発明による組成物とともに数多く比較テストされた。
その結果、既存の組成物は本発明の組成物と比べて、高
い腐食傾向を有することが明らかになった。これは、第
一にそのpHが本発明の組成物ではpH＝９であるのに対し
て既存の組成物ではpH＝11と高いこと、さらに、仕上り
のコーティングが本発明の組成物では硬いのに対して既
存の組成物では、多分接着剤の含有のためか、かなり柔
らかい。
が、排気管への適用およびその関係での特別の問題につ
いて、なんら言及していない。既存の技術の組成物が、
本発明による組成物とともに数多く比較テストされた。
その結果、既存の組成物は本発明の組成物と比べて、高
い腐食傾向を有することが明らかになった。これは、第
一にそのpHが本発明の組成物ではpH＝９であるのに対し
て既存の組成物ではpH＝11と高いこと、さらに、仕上り
のコーティングが本発明の組成物では硬いのに対して既
存の組成物では、多分接着剤の含有のためか、かなり柔
らかい。
本発明の特に好ましい態様における組成物は、重量％
で、 カリウム水ガラス 25 − 30％ コロイド珪酸 25 − 30％ 無機質充填剤 15 − 20％ Al2O3及びSiO2からなる アルミナシリカ系セラミック繊維 ５ − 10％ 中空状マイクロ粒子 ２ − 5％ 水 10 − 20％ からなるものである。
で、 カリウム水ガラス 25 − 30％ コロイド珪酸 25 − 30％ 無機質充填剤 15 − 20％ Al2O3及びSiO2からなる アルミナシリカ系セラミック繊維 ５ − 10％ 中空状マイクロ粒子 ２ − 5％ 水 10 − 20％ からなるものである。
本発明による組成物は、１）珪酸カリウムをセラミック
繊維とともに混合し、２）連続的撹拌下でシリカバイン
ダーを添加し、３）無機質充填剤と水を添加して均一な
混合物が得られるまで撹拌を続け、そして４）撹拌しな
がら中空状マイクロ粒子を添加することによって調製さ
れる。
繊維とともに混合し、２）連続的撹拌下でシリカバイン
ダーを添加し、３）無機質充填剤と水を添加して均一な
混合物が得られるまで撹拌を続け、そして４）撹拌しな
がら中空状マイクロ粒子を添加することによって調製さ
れる。
本発明による組成物を内燃機関の排気管の断熱性コーテ
ィング用に使用する際には、上記組成物を、粘性の水−
スラリー状で、いわゆる“ポーリングスルー（pouring
through）”という技法によって適用し、すなわち上記
スラリーを該パイプを通して流してコーティングし、50
〜150℃で0.5〜３時間、そして150〜300℃で0.5〜２時
間乾燥し、要すればさらにこの乾燥サイクルを１回また
はそれ以上行ない、さらに上記手順を２から５回、好ま
しくは３回繰り返す。各層の厚さは約0.5mmで、全体で
は１〜1.5mmの厚さの層が得られることが好ましい。
ィング用に使用する際には、上記組成物を、粘性の水−
スラリー状で、いわゆる“ポーリングスルー（pouring
through）”という技法によって適用し、すなわち上記
スラリーを該パイプを通して流してコーティングし、50
〜150℃で0.5〜３時間、そして150〜300℃で0.5〜２時
間乾燥し、要すればさらにこの乾燥サイクルを１回また
はそれ以上行ない、さらに上記手順を２から５回、好ま
しくは３回繰り返す。各層の厚さは約0.5mmで、全体で
は１〜1.5mmの厚さの層が得られることが好ましい。
極端な温度条件での使用のためには排気口ライナーが用
いられ、本発明によるセラミック組成物をキャスティン
グ−イン（casting−in）によって該パイプの間隙中に
加え、いわゆるサンドイッチ構造を形成する。所望の層
をつくるために浸漬技術が用いられ、さらに層を形成す
るならその形成に先立つて、前記のようにして乾燥され
る。このようなキャスト−イン（cast−in）によるコー
ティングでは機械的な強度特性よりも著しく高耐熱性で
あることが重要である。
いられ、本発明によるセラミック組成物をキャスティン
グ−イン（casting−in）によって該パイプの間隙中に
加え、いわゆるサンドイッチ構造を形成する。所望の層
をつくるために浸漬技術が用いられ、さらに層を形成す
るならその形成に先立つて、前記のようにして乾燥され
る。このようなキャスト−イン（cast−in）によるコー
ティングでは機械的な強度特性よりも著しく高耐熱性で
あることが重要である。
［実施例］ 実施例１ 本発明によるセラミック組成物のうち、以下の組成から
なるスラリーを調製した： 上記スラリーは、55％の固形分を含有し、次のごとく調
製された。
なるスラリーを調製した： 上記スラリーは、55％の固形分を含有し、次のごとく調
製された。
カリウム水ガラスとセラミック繊維を、該繊維が湿るま
で混合する。連続的撹拌下でこれにシリカゾル50/80を
添加し、さらにタルクと水を加えて均一な混合物が得ら
れるまで撹拌を続けた。そして、上記混合物に、撹拌し
ながら中空状球体を添加した。
で混合する。連続的撹拌下でこれにシリカゾル50/80を
添加し、さらにタルクと水を加えて均一な混合物が得ら
れるまで撹拌を続けた。そして、上記混合物に、撹拌し
ながら中空状球体を添加した。
このように調製された本発明の組成物は自動車の排気管
の内側をコーティングするのに適しており、その最高使
用温度は800℃に達するものである。かかるコーティン
グは約1000℃の高温に加熱しても破損しない高耐熱性の
ものであった。
の内側をコーティングするのに適しており、その最高使
用温度は800℃に達するものである。かかるコーティン
グは約1000℃の高温に加熱しても破損しない高耐熱性の
ものであった。
上記コーティングは、テストパイプの内面にいわゆる
“ポーリングスルー”技法によって施された。一層のみ
施され、これを70〜100〜150℃で２時間、次いで200〜3
00℃で１時間乾燥した。得られたコーティング層は0.5m
m以上の厚みをもっていた。
“ポーリングスルー”技法によって施された。一層のみ
施され、これを70〜100〜150℃で２時間、次いで200〜3
00℃で１時間乾燥した。得られたコーティング層は0.5m
m以上の厚みをもっていた。
この層の機械的性質は以下のごとくであった： 振動テスト 25Hzで10×106サイクル 圧潰強度 50〜100kg/cm2 硬度 5mm球で120kgの負荷で圧縮して１〜3mmの
凹み。
凹み。
これらのテスト結果から、本発明による組成物を用いて
形成されたコーティング層は、機械的応力に対する耐性
が高いことが明らかである。
形成されたコーティング層は、機械的応力に対する耐性
が高いことが明らかである。
実施例２ 本発明によるセラミック組成物のうち、以下の組成から
なるスラリーを調製した： 上記スラリーは約58％の固形分を含有していたが、これ
にさらに100gの水を添加して52％に希釈された。このス
ラリーは実施例１と同様の方法で調製された。
なるスラリーを調製した： 上記スラリーは約58％の固形分を含有していたが、これ
にさらに100gの水を添加して52％に希釈された。このス
ラリーは実施例１と同様の方法で調製された。
このように調製された組成物は、全ての成分の融点が極
めて高く、最低1400℃の温度（鉄の融解温度）に加熱し
ても破損しないことが要求される適用に適しており、特
にキャスティング−インの技法を用いる適用に適してい
るが、その他の高温の用途にも適している。
めて高く、最低1400℃の温度（鉄の融解温度）に加熱し
ても破損しないことが要求される適用に適しており、特
にキャスティング−インの技法を用いる適用に適してい
るが、その他の高温の用途にも適している。
上記組成物を以下の方法で排気口ライナーに適用した。
該ライナーを上記スラリー中に浸漬し、そして乾燥機に
入れ、以下のごとく乾燥した： 50〜70〜100℃で45分、100〜120〜140℃で45分、 150〜170℃で30分、200℃で10分。
該ライナーを上記スラリー中に浸漬し、そして乾燥機に
入れ、以下のごとく乾燥した： 50〜70〜100℃で45分、100〜120〜140℃で45分、 150〜170℃で30分、200℃で10分。
室温まで冷却後、同様の方法で第二層を形成し、以下の
ごとく乾燥した： 50〜70〜100〜120〜150℃で２時間、 150〜200〜250〜300℃で２時間。
ごとく乾燥した： 50〜70〜100〜120〜150℃で２時間、 150〜200〜250〜300℃で２時間。
得られたコーティングの厚みは約１〜1.5mmであった。
この実施例では、機械的強度はテストしなかった。なぜ
なら、本実施例のように排気口ライナーにキャスト−イ
ンによって適用され、いわゆるサンドイッチ構造となっ
ているコーティングは、機械的応力に対しては該ライナ
ーによって保護されているため、コーティング自体の機
械的強度はあまり問題とならないからである。
なら、本実施例のように排気口ライナーにキャスト−イ
ンによって適用され、いわゆるサンドイッチ構造となっ
ているコーティングは、機械的応力に対しては該ライナ
ーによって保護されているため、コーティング自体の機
械的強度はあまり問題とならないからである。
この実施例においては、得られたコーティングが約1400
℃の高温に加熱しても破損しない、すなわち著しく高耐
熱性であったということが極めて重要である。
℃の高温に加熱しても破損しない、すなわち著しく高耐
熱性であったということが極めて重要である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によるセラミック組成物を
使用することによって、内燃機関の排気管等の金属上
に、機械的強度が高くかつ高耐熱性の断熱性コーティン
グを形成することが可能となる。
使用することによって、内燃機関の排気管等の金属上
に、機械的強度が高くかつ高耐熱性の断熱性コーティン
グを形成することが可能となる。
Claims (10)
- 【請求項１】重量％で、 珪酸カリウム 10 − 50％ シリカ 10 − 50％ 無機質充填剤 ５ − 40％ セラミック繊維 １ − 25％ 水 ２ − 40％ 中空状マイクロ粒子 ２ − 20％ 表面活性剤 ０ − 5％ からなることを特徴とする、金属上に断熱性セラミック
コーティングを形成させるための組成物。 - 【請求項２】前記珪酸カリウムが、カリウム水ガラスで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の組
成物。 - 【請求項３】前記シリカが、コロイド状を形成するよう
に微粉砕されたものであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の組成物。 - 【請求項４】前記セラミック繊維が、Al2O3及びSiO2か
らなるアルミナシリカ系セラミックからなるものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の組成
物。 - 【請求項５】前記無機質充填剤がタルクまたはジルコニ
アからなるものであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の組成物。 - 【請求項６】重量％で、 珪酸カリウム 20 − 35％ コロイド珪酸 20 − 35％ 無機質充填剤 10 − 25％ Al2O3及びSiO2からなる アルミナシリカ系セラミック繊維 ４ − 15％ 水 ８ − 25％ 中空状マイクロ粒子 ２ − 8％ 表面活性剤 ０ − 5％ からなることを特徴とする、特許請求の範囲第１項から
第５項のうちのいずれかに記載の組成物。 - 【請求項７】１）珪酸カリウムとセラミック繊維を混合
し、 ２）連続的撹拌下でシリカを添加し、 ３）無機質充填剤と水を添加して均一な混合物が得られ
るまで撹拌を続け、そして ４）撹拌しながら中空状マイクロ粒子を添加する、 ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の組成
物の調製方法。 - 【請求項８】重量％で、 珪酸カリウム 10 − 50％ シリカ 10 − 50％ 無機質充填剤 ５ − 40％ セラミック繊維 １ − 25％ 水 ２ − 40％ 中空状マイクロ粒子 ２ − 20％ 表面活性剤 ０ − 5％ からなる組成物を金属上にコーティングした後に乾燥さ
せることによって断熱性コーティングを形成させること
を特徴とする、金属上への断熱性コーティングの形成方
法。 - 【請求項９】前記断熱性コーティングを排気管に適用す
るにあたり、粘性の水−スラリー状の前記組成物を該排
気管を通して流すか、または、該排気管を該スラリー中
に浸漬するかした後、さらに該管を50〜200℃で0.25〜
３時間、そして100〜300℃で0.5〜２時間乾燥し、要す
ればさらに上記乾燥サイクルを一回またはそれ以上行な
い、要すれば所望の層の厚みが得られるまでさらに上記
コーティング手順を１から５回繰り返すことを特徴とす
る、特許請求の範囲第８項に記載の方法。 - 【請求項１０】特許請求の範囲第１項に記載の組成物の
一層またはそれ以上の層からなるコーティングが施され
ていることを特徴とする内燃機関の排気管。
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|---|---|---|---|
| SE8802689A SE463513B (sv) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | Komposition foer beredning av en vaermeisolerande keramisk belaeggning paa en metall, foerfarande foer dess framstaellning, anvaendning av densamma samt avgasroer foersett med en belaeggning av en saadan komposition |
| SE8802689-3 | 1988-07-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0277582A JPH0277582A (ja) | 1990-03-16 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003514748A (ja) * | 1999-11-18 | 2003-04-22 | ベスビウス クルーシブル カンパニー | 断熱性耐火材料 |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5137789A (en) * | 1990-12-03 | 1992-08-11 | Caterpillar Inc. | Composite ceramic and metal article |
| JPH05505648A (ja) * | 1991-03-11 | 1993-08-19 | キャタピラー インコーポレイティド | エンジンを塗装する方法 |
| DE9307468U1 (de) * | 1993-05-17 | 1994-09-29 | Huettenes Albertus | Schlichte zur Herstellung von Formüberzügen |
| DE4411436A1 (de) * | 1994-03-31 | 1995-10-05 | Elring Gmbh | Wärmedämmformteile |
| US5634598A (en) * | 1994-09-20 | 1997-06-03 | Minerals Technologies, Inc. | Abrasion resistant lined sweep nozzle |
| DE4441591C2 (de) * | 1994-11-11 | 2001-05-03 | Peter Goerzen | Verfahren zum Korrosionsschutz der Auspuffröhren und Schalldämpfer für Abgase der Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren |
| DE19510544C1 (de) * | 1995-03-23 | 1996-08-08 | Zimmermann & Jansen Gmbh | Absperrvorrichtung für Medien hoher Temperatur |
| DE19536124A1 (de) * | 1995-09-28 | 1997-04-03 | Elringklinger Gmbh | Abgaskrümmer |
| US5718046A (en) * | 1995-12-11 | 1998-02-17 | General Motors Corporation | Method of making a ceramic coated exhaust manifold and method |
| US6726884B1 (en) | 1996-06-18 | 2004-04-27 | 3M Innovative Properties Company | Free-standing internally insulating liner |
| US5691259A (en) * | 1996-11-08 | 1997-11-25 | Fiber Ceramics, Inc. | Process of making a self sintering ceramic composition |
| US6923942B1 (en) | 1997-05-09 | 2005-08-02 | 3M Innovative Properties Company | Compressible preform insulating liner |
| DE19738622C2 (de) * | 1997-09-04 | 2003-06-12 | Daimler Chrysler Ag | Abgasleitung für eine einen Katalysator aufweisende Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine |
| US6977060B1 (en) * | 2000-03-28 | 2005-12-20 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Method for making a high temperature erosion resistant coating and material containing compacted hollow geometric shapes |
| FR2779716B1 (fr) * | 1998-06-15 | 2000-08-18 | Vesuvius France Sa | Materiau refractaire isolant, procede de preparation et pieces a base de ce materiau |
| EP1144330A2 (en) * | 1998-10-30 | 2001-10-17 | HOLBEK, Kjeld | Binder systems derived from amorphous silica and bases |
| SE521670C2 (sv) * | 1999-05-27 | 2003-11-25 | Sandvik Ab | Modifiering av ytan av metalliska högtemperaturmaterial och legeringar |
| GB2361750B (en) * | 2000-04-25 | 2003-05-21 | Federal Mogul Technology Ltd | Gasket compression limiters |
| US6576330B1 (en) * | 2000-07-28 | 2003-06-10 | Rex Roto Technologies, Inc. | Boron nitride paste composition, boron nitride “shell” coated ceramic structure, and process of manufacturing |
| US20030086832A1 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-08 | Turek Alan G. | End cones for exhaust emission control devices and methods of making |
| US8163081B2 (en) * | 2002-04-04 | 2012-04-24 | Kirby Wayne Beard | Composite materials using novel reinforcements |
| WO2004064996A2 (en) | 2003-01-22 | 2004-08-05 | 3M Innovative Properties Company | Molded three-dimensional insulator |
| US6797327B1 (en) * | 2003-02-05 | 2004-09-28 | Northrop Grumman Corporation | System and method for forming a low temperature cured ceramic coating for elevated temperature applications |
| FR2857393B1 (fr) * | 2003-07-09 | 2005-10-07 | Gerard Noale | Dispositif coupe-feu pour la protection de parois ou de structures |
| US20070084382A1 (en) * | 2003-08-01 | 2007-04-19 | Aaborg Universitet | Method for preparing materials containing binder systems derived from amorphous silica and bases |
| US20050103232A1 (en) * | 2003-11-19 | 2005-05-19 | Gadkaree Kishor P. | Composition and method for making ceramic filters |
| FR2881505B1 (fr) * | 2005-02-01 | 2007-04-27 | Faurecia Sys Echappement | Procede pour fabriquer une conduite isolee, notamment pour ligne d'echappement de vehicule automobile et conduite obtenue |
| WO2008116188A1 (en) | 2007-03-21 | 2008-09-25 | Ash Tech Industries, L.L.C. | Utility materials incorporating a microparticle matrix |
| US8445101B2 (en) | 2007-03-21 | 2013-05-21 | Ashtech Industries, Llc | Sound attenuation building material and system |
| US20090239429A1 (en) | 2007-03-21 | 2009-09-24 | Kipp Michael D | Sound Attenuation Building Material And System |
| US8591677B2 (en) | 2008-11-04 | 2013-11-26 | Ashtech Industries, Llc | Utility materials incorporating a microparticle matrix formed with a setting agent |
| DE102010004960A1 (de) * | 2010-01-20 | 2011-07-21 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG, 73730 | Rohrkörper und Abgasanlage |
| JPWO2012011232A1 (ja) * | 2010-07-22 | 2013-09-09 | パナソニック株式会社 | プラズマディスプレイパネル用ガラスペーストおよびプラズマディスプレイパネル |
| JP2012072746A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-12 | Mazda Motor Corp | 断熱構造体 |
| BR112014007033A2 (pt) | 2011-09-22 | 2017-04-11 | 3M Innovative Properties Co | componentes termicamente isolados para uso com sistema de exaustão |
| JP6136861B2 (ja) * | 2013-11-06 | 2017-05-31 | マツダ株式会社 | 断熱層の形成方法 |
| JP6294068B2 (ja) * | 2013-12-19 | 2018-03-14 | 株式会社ユタカ技研 | 排気系部品の遮熱カバー及びその製造方法 |
| DE102014100568A1 (de) * | 2014-01-20 | 2015-07-23 | Tenedora Nemak, S.A. De C.V. | Gussteil und Einsatz für ein solches Gussteil |
| GB2535458B (en) * | 2015-02-13 | 2020-10-07 | Zircotec Ip Ltd | A heat shield and a heat shield assembly |
| JP7049076B2 (ja) * | 2017-07-12 | 2022-04-06 | 日本パーカライジング株式会社 | 静電粉体塗料、並びに塗膜を有する塗装物品及びその製造方法 |
| JP2019157193A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 日本特殊陶業株式会社 | 遮熱膜 |
| JP2019157192A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 日本特殊陶業株式会社 | 遮熱膜 |
| TR201905135A2 (tr) * | 2019-04-05 | 2020-10-21 | Tuepras Tuerkiye Petrol Rafinerileri A S | Isı izolasyon malzemesi ve uygulama yöntemi. |
| JP7252689B1 (ja) * | 2021-09-03 | 2023-04-05 | 株式会社キュー・アールシステム | 水性組成物及びその硬化物 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3389002A (en) * | 1965-01-08 | 1968-06-18 | Air Preheater | Heat and corrosion resistant coating composition |
| GB1117950A (en) * | 1966-05-04 | 1968-06-26 | Morganite Res & Dev Ltd | Bonding of refractory fibre to metal surfaces and composition therefor |
| US3568723A (en) * | 1967-06-23 | 1971-03-09 | Du Pont | Metal-ceramic composite structures |
| GB1393247A (en) * | 1971-06-02 | 1975-05-07 | Foseco Int | Gas converters |
| BE792348A (fr) * | 1971-12-28 | 1973-03-30 | Uss Eng & Consult | Procede de liaison de garnitures dans des tubes metalliques |
| US3837899A (en) * | 1972-06-14 | 1974-09-24 | Continental Oil Co | Method of coating the interior surface of a metal vessel and the coated vessel |
| US4248752A (en) * | 1972-06-23 | 1981-02-03 | The Carborundum Company | Refractory moldable composition |
| JPS5248602B2 (ja) * | 1973-03-06 | 1977-12-10 | ||
| JPS5239652B2 (ja) * | 1974-03-26 | 1977-10-06 | ||
| JPS60238080A (ja) * | 1984-05-11 | 1985-11-26 | Kimio Ishimaki | 取鍋への耐熱コ−テイング膜形成方法 |
| DE3600574A1 (de) * | 1985-01-11 | 1986-07-17 | Hitachi Metals, Ltd., Tokio/Tokyo | Auspuffvorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung |
| DE3520955A1 (de) * | 1985-06-12 | 1986-12-18 | Wacker-Chemie GmbH, 8000 München | Katalysatorauspuff mit waermedaemmung |
-
1988
- 1988-07-21 SE SE8802689A patent/SE463513B/sv not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-06-29 EP EP89850221A patent/EP0352246B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-29 DE DE89850221T patent/DE68910599T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-18 CA CA000606022A patent/CA1327873C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-19 US US07/381,946 patent/US4950627A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-20 JP JP1186200A patent/JPH0689459B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003514748A (ja) * | 1999-11-18 | 2003-04-22 | ベスビウス クルーシブル カンパニー | 断熱性耐火材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0352246A2 (en) | 1990-01-24 |
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