JPH0794347B2 - 断熱材 - Google Patents

断熱材

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JPH0794347B2
JPH0794347B2 JP3061101A JP6110191A JPH0794347B2 JP H0794347 B2 JPH0794347 B2 JP H0794347B2 JP 3061101 A JP3061101 A JP 3061101A JP 6110191 A JP6110191 A JP 6110191A JP H0794347 B2 JPH0794347 B2 JP H0794347B2
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研一 柴田
康一 木村
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、１４００〜１６００
℃の高温雰囲気炉用の断熱材として好適な、成形された
断熱材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高温加熱炉用の断熱材としては種
々のものが使われているが、多結晶質アルミナ繊維を用
いた多孔質成形体はその軽量性に基づく小さい熱伝導率
と熱容量、高度の耐熱性、耐久性等、すぐれた性能を有
し、施工も容易なので、近年多くの分野で使われるよう
になった。しかしながら、従来のアルミナ繊維質成形体
は、原料のアルミナ繊維に由来するＳiＯ2を少なくとも
２％は含んでおり、１４００℃以上の高温になるとこれ
が蒸発して被焼成物を汚染したり、炉の付帯設備表面に
析出して機器故障の原因になったりすることが指摘され
るに至った。また、水素雰囲気ではきわめて還元され易
く、ＳiＯ2の蒸発が顕著となるため、使用できない場合
があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の多結晶質アルミナ繊維質断熱材の上述のような欠点を
解消し、いかなる雰囲気の高温で使用しても被焼成物を
汚染したり炉に付属する機器を損傷したりする恐れの無
いアルミナ質断熱材を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明が提供することに
成功した断熱材は、アルミナ繊維またはアルミナ繊維と
アルミナ粉末との混合物がアルミナ質結合剤により相互
に結合され且つ高温度（望ましくは１４００〜１７００
℃）で焼成されてカサ比重０.２〜１.２の多孔質成形体
を形成してなり、全Ａl2Ｏ3含有量が９９.０重量％以上
であることを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明の断熱材は、製造に当たり従来のアルミ
ナ質断熱材の製造に使用されていた多結晶質アルミナ繊
維よりもアルミナ含有率の高いアルミナ繊維、好ましく
は９９重量％以上のＡl2Ｏ3を含有するアルミナ繊維を
用い、アルミナ粉末および結合剤としてもＡl2Ｏ3含有
率がなるべく高いものを用いることにより、断熱材全体
としてのＡl2Ｏ3含有率を９９.０重量％以上にしたもの
である。以下、その製造法を詳述する。
【０００６】主原料であるアルミナ繊維としては、Ａl2
Ｏ3純度が９９重量％以上の高純度アルミナ繊維を用い
る。アルミナ繊維が結晶質であるか否かは問わない。こ
のような高純度アルミナ繊維は、繊維製造原料からシリ
カその他アルミナ以外の成分を徹底的に排除することに
より製造可能である。あるいは、シリカを少量（通常４
〜５％程度）含有する通常のアルミナ繊維から還元によ
りＳiＯ2を除去することによっても製造可能である。繊
維の太さは特に制限されるものではないが、約１〜５μ
の範囲にあることが望ましい。
【０００７】充填材とするアルミナ粉末として適当なの
は、焼成アルミナ粉末、電融アルミナ粉末、水酸化アル
ミニウムなどの、高純度アルミナ粉末である。アルミナ
粉末の配合量は、重量比でアルミナ繊維の約９倍以下に
することが望ましい。アルミナ質結合剤として適当なも
のには、コロイダルアルミナ、アルミスラッジ（アルマ
イト処理で生成する水酸化アルミニウムゲル）、硫酸ア
ルミニウムにアルカリを作用させて得られる水酸化アル
ミニウムゲルなどがある。この結合剤の使用量（Ａl2Ｏ
3換算量）は、アルミナ繊維およびアルミナ粉末の混合
物に対して２〜３０重量％とすることが望ましく、過剰
量の使用は耐火性粉末の過剰使用と同様の弊害がある。
【０００８】これらの原料を上述の比率で混合し、さら
に混合の前後において適量の水を加えて、全体を湿潤状
態ないしスラリー状にする。次いで原料混合物を脱水成
形の常法により成形するが、成形は、最終製品のカサ比
重が約０.２〜１.２になるような条件で行うことが望ま
しい。得られた成形体を乾燥したのち、約１４００〜１
７００℃で焼成して結合剤を硬化させれば、本発明の断
熱材が得られる。本発明の耐火物は、そのまま、あるい
は必要に応じて切削加工を施して、雰囲気を選ぶことな
く高温焼成炉の断熱材として使用することができる。
【０００９】
【実施例】下記の原料を表１記載の比率で水中に分散さ
せ、得られたスラリーを吸引脱水成形し、得られた成形
体を、熱風で乾燥後、１５００℃で３時間焼成した。 アルミナ繊維Ａ：多結晶質アルミナ質繊維 繊維径３μ；Ａl2Ｏ3 ９９.９％；ＳiＯ2 ０.１％ アルミナ繊維Ｂ：多結晶質アルミナ質繊維 繊維径３μ；Ａl2Ｏ3 ９５.０％、ＳiＯ2 ５.０％ アルミナ粉末：焼結アルミナ 結合剤：コロイダルアルミナ 得られた断熱材の性能値を表１に示す。
【００１０】
【表１】 − 実 施 例 − − 比 較 例 − １ ２ ３ １ ２ ３ ４ 原料配合（重量部） アルミナ繊維Ａ 50 40 30 − 50 50 50 アルミナ繊維Ｂ − 10 20 50 − − − アルミナ粉末 50 50 50 50 50 40 50 シリカ粉末 − − − − − 10 − コロイダルアルミナ 10 10 10 10 10 10 − コロイダルシリカ − − − − − − 10製品化学組成 Ａl2Ｏ3（重量％） 99.9 99.5 99.0 97.7 99.9 90.9 90.9 ＳiＯ2 （重量％） 0.1 0.5 1.0 2.3 0.1 9.1 9.1製品性能値 かさ比重 0.60 0.55 0.50 0.45 0.55 0.65 0.60 常態曲げ強度（kgf/cm2） 17 15 13 12 2 18 17 酸化雰囲気加熱による収縮 1400℃・24時間後（％） 0.0 0.1 0.2 0.0 2.5 0.1 0.0 1600℃・24時間後（％） 1.0 3.0 4.0 0.8 5.5 0.5 0.3 10-4mmHg・1500℃・5H加熱後 曲げ強度(kgf/cm2） 14.8 13.2 8.5 4.3 14.2 10.9 12.8 寸法変化率（％） 0.4 1.0 2.0 3.8 3.0 6.2 5.3 窒素流通下1500℃・5H加熱後 曲げ強度(kgf/cm2） 16.3 14.5 10.5 7.5 15.8 14.3 15.1 寸法変化率（％） 0.3 0.7 1.0 2.6 3.1 5.4 4.9 水素流通下1500℃・5H加熱後 曲げ強度(kgf/cm2） 15.6 13.8 9.1 6.4 15.1 13.8 13.7 寸法変化率（％） 0.4 0.8 1.2 2.9 3.5 5.6 5.2 （注：比較例２は原料混合物を脱水成形後乾燥しただけで焼成していない。）
【００１１】
【発明の効果】上述のように、実質的にアルミナのみか
らなる本発明の断熱材は酸化雰囲気だけでなく還元雰囲
気や真空中でも優れた耐熱性を示す。また、高温に加熱
されたときシリカを遊離して被焼成物を汚染したり炉付
属の機器を損傷する恐れも無い。したがって、これを用
いることにより炉の寿命が従来よりも長くなるだけでな
く、その炉で行われる焼成処理においても不良品率が減
少するなど好ましい結果が得られるようになる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルミナ繊維またはアルミナ繊維とアル
    ミナ粉末との混合物がアルミナ質結合剤により相互に結
    合され且つ焼成されてカサ比重０．２〜１．２の多孔質
    成形体を形成してなり、全Ａｌ２Ｏ３含有量が９９．０
    重量％以上であることを特徴とする断熱材。 【請求項２】 アルミナ繊維またはアルミナ繊維とアル
    ミナ粉末との混合物がアルミナ質結合剤により相互に結
    合され且つ１４００〜１７００℃で焼成されてカサ比重
    ０．２〜１．２の多孔質成形体を形成してなり、全Ａｌ
    ２Ｏ３含有量が９９．０重量％以上であることを特徴と
    する断熱材。
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