JPH10226582A

JPH10226582A - 複層断熱材及びその製造法

Info

Publication number: JPH10226582A
Application number: JP9042974A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Tagami; 伸一田上; Masayuki Yamashita; 政之山下; Junichi Ogawa; 純一小川; Toshiyuki Anji; 敏行安治; Yoshihiro Kawasaki; 美宏川崎
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nichias Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nichias Corp
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-08-25
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JP3195266B2

Abstract

(57)【要約】【課題】約１５００℃を超える温度域で使用可能であ
り、かつ簡易な方法で製造される機械的特性及び耐熱性
に優れる断熱材を提供すること。【解決手段】次の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）；（Ａ）ムライト繊維７５〜９５重量％及びシリカ繊維５
〜２５重量％を含有する耐熱層、（Ｂ）中間層、（Ｃ）
ムライト繊維１５〜３５重量％及びシリカ繊維６５〜８
５重量％を含有する断熱層、の３層から成り、かつ該繊
維の交絡点を固定するガラス状ホウ素化合物とを有して
三次元網目構造となっていることを特徴とする複層断熱
材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１５００℃を超え
るような過酷な温度条件下で使用する断熱材として好適
な、高度の耐熱性と耐熱衝撃性を備えた複層断熱材及び
その製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＮＡＳＡの宇宙往還機・スペースシャト
ルの表面保護材のように、著しい高温や激しい熱的衝撃
によく耐え、低密度で断熱性に優れる一方、一定水準以
上の強度と機械加工性を備えていることを要求される板
状断熱材の代表的なものとしては、耐熱無機繊維を主材
とする多孔質断熱材が知られている。

【０００３】この種の材料で最初に用いられたものは、
バインダーとしてのコロイダルシリカと高純度シリカ繊
維との混合物の成形体を約１３００℃で焼成して作られ
た、シリカタイルと呼ばれる材料である。しかしなが
ら、この材料は強度が低く、また物性の劣化も早く、使
用時の機械的衝撃によって欠けたり、接着したものが剥
離したりする等の欠点があった。そこで、バインダーを
使用することによるシリカタイルの上述のような欠点を
解消するものとして、例えばシリカ繊維、アルミノシリ
ケート繊維及び酸化ホウ素の混合物又はシリカ繊維及び
アルミノボロシリケート繊維の混合物を成形した後焼成
することにより繊維間融着を生じさせた断熱材（特開昭
５５−３７５００号公報）、特定の繊維径のシリカ繊維
とアルミナ繊維とを酸化ホウ素により融着させた断熱材
（特開昭６０−１５１２６９号公報）、シリカ繊維、ア
ルミノシリケート繊維及びアルミノボロシリケート繊維
の混合物に有機繊維及び酸化ホウ素を混合し、成形した
のち焼成することにより繊維間融着を生じさせた断熱材
の製造法（特開平４−１１９９５８号公報）及びシリカ
繊維６５〜８５重量％、ムライト繊維１５〜３５重量
％、セルロースパウダー及びホウ素化合物粉末の混合物
を成形したのち焼成することにより繊維間融着を生じさ
せる断熱材の製造法（特開平６−１７２０１０号公報）
等が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
断熱材は既にかなりの高水準の性能を達成しているもの
の、いずれの断熱材も、その断熱材を構成する原材料の
性質上１４００℃を超えるような超高温域では断熱材の
収縮が大きくなり、形状が保持できなくなるため使用に
耐えない。しかし、ＮＡＳＡの宇宙往還機においては、
１５００℃を超える温度域で使用可能な断熱材も要求さ
れており、現状ではカーボンカーボンと呼ばれる炭素繊
維複合耐熱材を利用した断熱材が唯一存在するのみであ
る。しかしながら、該カーボンカーボンは製造が極めて
難しい。そこで、高性能でかつ容易に製造され１５００
℃を超える温度域で使用可能な断熱材の開発が要望され
ている。

【０００５】従って、本発明の目的は、約１５００℃の
高温度域まで使用可能であり、かつ簡易な方法で製造で
きる高性能複層断熱材及びその製造法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意検討を行った結果、従来、繊維間融着が不
十分という理由で配合量が制限されていたムライト繊維
の表面を、予めコロイダルシリカで処理すれば高配合量
としても繊維間融着が強固になり、従って、耐熱性に極
めて優れるとともに高性能な耐熱材が得られること、こ
れを表層とした複層断熱材が機械的特性にも優れること
を見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明は、次の（Ａ）、（Ｂ）
及び（Ｃ）；（Ａ）ムライト繊維７５〜９５重量％及びシリカ繊維５
〜２５重量％を含有する耐熱層、（Ｂ）中間層、（Ｃ）
ムライト繊維１５〜３５重量％及びシリカ繊維６５〜８
５重量％を含有する断熱層、の３層から成り、かつ該繊
維の交絡点を固定するガラス状ホウ素化合物とを有して
三次元網目構造となっていることを特徴とする複層断熱
材を提供するものである。

【０００８】また、本発明は、予め、ムライト繊維７５
〜９５重量％と酸性コロイダルシリカを水中にて混合
し、次いで該混合体にシリカ繊維５〜２５重量％及びホ
ウ素化合物を加えて作製される耐熱層用スラリー、中間
層用スラリー及びムライト繊維１５〜３５重量％とシリ
カ繊維６５〜８５重量％及びホウ素化合物を水中にて混
合し作製される断熱層用スラリーを順次加えて一体成形
し、乾燥後焼成することを特徴とする複層断熱材の製造
法を提供するものである。

【０００９】また、本発明は、前記断熱層用スラリー
が、予め、ムライト繊維１５〜３５重量％と酸性コロイ
ダルシリカを水中にて混合し、次いで該混合体にシリカ
繊維６５〜８５重量％及びホウ素化合物を加えて作製さ
れるものである複層断熱材の製造法を提供するものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の複層断熱材（以下、単に
断熱材ともいう）は、耐熱層、中間層及び断熱層の３層
から成り、該耐熱層はムライト繊維とシリカ繊維の無機
繊維混合物（以下、混合繊維ということもある）を基本
組成とするものであり、該ムライト繊維は混合繊維中、
７５〜９５重量％とすることが耐熱層の熱膨張率を低く
押さえつつ、かつ高耐熱性能を得るために必要である。
上記混合物は、好ましくは７８〜９２重量％である。該
ムライト繊維の配合量が７５重量％未満では耐熱層は加
熱による収縮が大きく１５００℃以上の高温での使用に
耐えられなくなり、また、９５重量％を超えると強度が
低下し、目的の断熱材としては使用できなくなる。な
お、ムライト繊維はＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃モル比が２／
３の斜方晶結晶からなる繊維であって、十分な断熱性能
を発揮するために平均繊維径が２〜５μｍ、平均繊維長
が０．２〜１０mmとすることが好ましい。

【００１１】耐熱層において、前記シリカ繊維の配合量
は、混合繊維中、５〜２５重量％とすることが耐熱層の
熱膨張率を低いレベルに維持し、高い強度を発現させる
ために必要である。上記配合量は、好ましくは８〜２８
重量％である。該シリカ繊維の混合物が５重量％未満で
は耐熱層の強度が低下し、使用上の要求レベルを下回
り、また、２５重量％を超えると加熱にする収縮が大き
くなり１５００℃以上の温度での耐熱性が低下すること
となる。なお、シリカ繊維としては、ＳｉＯ₃含有率が
９５重量％以上の高純度シリカ繊維が好ましく、平均繊
維径が０．３〜３μｍ、平均繊維長が１〜５mmとするこ
とが好ましい。

【００１２】また、前記断熱層は前記耐熱層と同様にム
ライト繊維とシリカ繊維の混合繊維を基本組成とするも
のであり、該シリカ繊維は混合繊維中、６５〜８５重量
％とすることが高い断熱性能及び低い熱膨張率を得るう
えで必要である。この繊維が６５重量％未満では高い断
熱性能を得るために必要な微細構造が乱れて、十分な断
熱性能が得られなくなる。また８５重量％を超えると、
目的とする温度での耐熱性が低下し、加熱による収縮が
大きくなる。なお、シリカ繊維としては、前記耐熱層で
使用のシリカ繊維と同様のものが挙げられる。

【００１３】前記断熱層に配合されるムライト繊維は断
熱層の混合繊維中、１５〜３５重量％とすることが、耐
熱性を向上させ、かつ熱膨張率を低いレベルに維持する
ために必要である。この繊維が１５重量％未満では、相
対的にシリカ繊維の比率が過大になり、前述のように耐
熱性が低下する。また３５重量％を超えると相対的にシ
リカ繊維が不足することとなり、断熱性能が低下するこ
ととなる。なお、ムライト繊維としては、前記耐熱層で
使用のムライト繊維と同様のものが挙げられる。

【００１４】また、前記中間層は前記耐熱層と前記断熱
層を両面で接着するもので、断熱材の焼成時及び使用時
の加熱による歪みの緩和や強度を維持するのに不可欠の
ものであり、その組成は前記耐熱層と前記断熱層の中間
的組成のものが好ましく、具体的には、ムライト繊維２
０〜８０重量％、シリカ繊維２０〜８０重量％のものが
好ましい。２０重量％未満及び８０重量％を超える配合
量のものでは、両面での接着性を共に満足することがで
きにくい。なお、ムライト繊維及びシリカ繊維として
は、共に、前記耐熱層で使用のものと同様のものが挙げ
られる。

【００１５】本発明の複層断熱材の概略図を図１に示
す。耐熱層、中間層及び断熱層の相対的な厚みとして
は、用途により異なるが、耐熱層と中間層と断熱層が
１：１：１程度が好ましい。具体的には耐熱層及び断熱
層の厚みはそれぞれ１０〜２０mm、中間層の厚みは１０
〜２０mmとするのが好ましい。中間層の厚みが薄すぎる
と焼成時等の加熱による歪みを吸収できず反りや割れの
原因となり、厚すぎると耐熱層及び断熱層が薄くなり性
能が劣ることとなる。

【００１６】本発明において、３層のそれぞれで使用さ
れるムライト繊維とシリカ繊維の交絡点を固定するガラ
ス状ホウ素化合物は、後述の酸性コロイダルシリカ処理
又は非処理ムライト繊維、シリカ繊維及びホウ素化合物
粉末を含有する原料混合物（スラリー）を成形し、焼成
したときに該ホウ素化合物が酸化溶融し、次いで繊維の
酸化ケイ素成分と反応してホウ珪酸化合物として生成し
たものであり、冷却過程でガラス状化し、無機繊維の交
絡点を固定するものである。

【００１７】本発明の複層断熱材は、上記特定配合割合
のムライト繊維とシリカ繊維が該繊維の交絡点でガラス
状ホウ素化合物で固定され、かつ三次元網目構造を示す
ものであり、その物性としては、嵩密度が０．０８〜
０．４g/cm³、好ましくは０．１〜０．３g/cm³、熱伝
導率が０．０７〜０．１５w/mK、層間引張強さが常態で
２．０〜４．０kgf/cm²、１５００℃加熱後で１．５〜
３．０kgf/cm²、加熱収縮率が面方向で０．０〜１．０
％、厚さ方法で０．３〜１．０％である。

【００１８】上記層間引張強さは、一般的な層間はく離
試験により求められる。具体的には、適当な大きさで正
方形の試験片を１試験体に対し数個、通常３個以上用意
する。試験用の治具としては試験片と同じかそれ以上の
面積を有し、試験により変形しない十分な強度を持つも
ので、通常鋼製の治具を用いる。試験片の対向する２面
に治具を接着し試験体とする。接着剤は例えば常温硬化
エポキシ樹脂を用い、接着剤の所用硬化時間以上に養生
する。このようにして用意された試験体を引張試験機で
所定の速度で引張り、最大荷重Ｗを測定する。層間引張
強さＮは最大荷重Ｗと試験片の面積Ｓ（引張方向と垂直
な面の面積）から次の式で求められる。Ｎ（kgf/cm²) ＝Ｗ(kgf) ／Ｓ(cm ²) 上記加熱収縮率は、一般的な繊維質断熱材の加熱試験に
より求められる。具体的には、適当な大きさ（通常４０
〜５０mm）で立方体の試験片を用意し端面から約１０mm
内側にアルミナピンを埋め込む。アルミナピンは頭部の
高さが試験片の表面と同一となるように埋め込む。試験
片の加熱は通常徐熱徐冷法で行われ、例えば電気炉で約
２００℃／時間の速度で昇温、所定温度を所定時間保持
し、その後炉内で自然冷却させる。加熱前のアルミナピ
ン間の長さｌ₁と加熱後のアルミナピン間の長さｌ₂を
ノギス等で測定する。加熱収縮率は以下の式で求められ
る。加熱収縮率＝（ｌ₁−ｌ₂）／ｌ₁×１００（％）

【００１９】本発明の複層断熱材の用途としては、宇宙
往還機に限らず、各種工業用断熱材が挙げられる。特
に、最高使用温度が１５００℃を超える温度、例えば１
６００℃の温度下で使用することが有用である。

【００２０】本発明の複層断熱材の製造は、予め耐熱層
用スラリー、中間層スラリー及び断熱層用スラリーを作
製し、これを順次加えて一体成形し、乾燥後焼成するこ
とにより行われる。

【００２１】耐熱層用スラリーの作製法は、予め混合繊
維基準で７５〜９５重量％のムライト繊維と酸性コロイ
ダルシリカを水中にて混合し、酸性コロイダルシリカを
ムライト繊維表面に吸着させる。次に、この混合体に混
合繊維基準で５〜２５重量％のシリカ繊維及びホウ素化
合物を加え耐熱層用スラリーとすればよい。

【００２２】前記ムライト繊維に酸性コロイダルシリカ
を吸着させる際、該酸性コロイダルシリカの配合量とし
ては、混合繊維重量に対して１０〜３０重量％とするの
がよい。１０重量％より少ないと、十分な補強効果が得
られず、結果的に強度が不足することとなる。また、３
０重量％を超えると、原材料混合時の凝集状態が悪くな
り、品質にバラツキを生じやすくなる。コロイダルシリ
カの含有量が多すぎると、相対的にシリカ成分が過大と
なり、耐熱層としての耐熱性を悪くする。また、酸性コ
ロイダルシリカとしては、原料繊維の有する耐熱性が損
なわれないようソーダ成分の少ないものを使用すること
が好ましい。

【００２３】また、上記酸性コロイダルシリカをムライ
ト繊維表面に吸着させる際に、界面活性剤を添加するこ
とが好ましい。該界面活性剤としては、特に制限され
ず、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤及び
両性界面活性剤等が挙げられ、このうち、ノニオン性界
面活性剤を用いることが、均一かつ十分に吸着できるこ
とから好ましい。

【００２４】上記の如く吸着処理された水中スラリー
に、シリカ繊維及びホウ素化合物を加える際に、該ホウ
素化合物としては、特に制限されないが、例えば酸化ホ
ウ素、窒化ホウ素及び炭化ホウ素等を用いればよい。ま
た、該ホウ素化合物の配合量としては、混合繊維重量に
対しＢ₂Ｏ₃換算で３〜５重量％とするのがよい。３重
量％よりも少ないと、後述の交絡点におけるガラス化融
着ポイントが少なくなり、強度の低下を招く。また、５
重量％を超えると、成形体焼成時の収縮が大きくなり、
耐熱層が高密度のものとなる。さらに含有量が多すぎる
とそこから生じるガラス繊維を被覆し、断熱性を悪くす
るばかりか各無機繊維がそれらの特性を最高度に発揮す
るのを妨げて、耐熱性を悪くする。

【００２５】また、前記吸着処理された水中スラリー
に、炭化ケイ素質熱輻射材、有機バインダー及び軽質化
添加剤を配合することが好ましい。

【００２６】該炭化ケイ素質熱輻射材は輻射熱の透過を
妨げて断熱性能を一層向上させるが、過度の配合は密度
を高くしてしまい好ましくない。したがって、その配合
量としては、混合繊維重量に対し２０重量％以下、特に
１０〜２０重量％とすることが耐熱層の熱伝導率低減効
果と密度への影響の観点から好ましい。該炭化ケイ素質
熱輻射材としては、例えば炭化ケイ素粉体及び炭化ケイ
素ウィスカ等が挙げられる。

【００２７】該有機バインダーは乾燥後断熱材にハンド
リング性を付与する目的で添加する。添加する配合量と
しては、混合繊維重量に対し１〜１０重量％程度とする
ことが好ましい。該有機バインダーとしては、例えば澱
粉、変性デンプン、有機高分子エマルジョン等が挙げら
れる。

【００２８】該軽質化添加剤は所望する耐熱層の密度に
より任意の配合量とすることができ、その配合量として
は、混合繊維重量に対し５〜４０重量％とするのが好ま
しい。該軽質化添加剤としては、脱水成形の過程で無機
繊維が自然な配置をとろうとする動きを妨げないことが
必要であり、例えば、高度漂白パルプを酸加水分解処理
し高純度のセルロース結晶として取り出したセルロース
パウダー、市販品としては「ＫＣフロック」（新日本製
紙社製）；機械的粉砕により精選パルプを微粉末化した
セルロースパウダー、市販品としては「パルプフロッ
ク」（新日本製紙社製）及び水溶液として供給される高
分子飽和共重合体樹脂、市販品として「ニチゴーポリエ
スター」（日本合成化学工業社製）等が挙げられる。

【００２９】原料の全てを配合した後、十分に混合した
耐熱層用スラリー中の固形分濃度は０．５〜１．５重量
％とするのが好ましい。

【００３０】断熱層用スラリーの製法としては、シリカ
繊維が６５〜８５重量％、ムライト繊維が１５〜３５重
量％の混合物を混合繊維重量に対しＢ₂Ｏ₃換算で２〜
５重量％のホウ素化合物と必要ならば混合繊維重量に対
し５〜４０重量％のセルロースパウダーを水中に分散さ
せて断熱用スラリーとすればよい。ホウ素化合物の配合
量が２重量％未満であると、繊維の交絡点におけるガラ
ス化融着ポイントが少なくなり、強度の低下を招く。ま
た、５重量％を超えると、成形体焼成時の収縮が大きく
なり、断熱層が高密度のものとなる。さらに含有量が多
すぎるとそこから生じるガラスが繊維を被覆し、断熱性
を悪くするばかりか各無機繊維がそれらの特性を最高度
に発揮するのを妨げて、耐熱性を悪くする。

【００３１】また、断熱層用スラリーの他の製法は、予
め、ムライト繊維と酸性コロイダルシリカを水中にて混
合して作製される前述の耐熱層用スラリーの製法と同様
に行えばよい。この場合、ムライト繊維とシリカ繊維の
配合重量比は１５〜３５：６５〜８５であり、酸性コロ
イダルシリカの配合量は混合繊維重量に対し５重量％以
下、好ましくは１〜４重量％とするのがよい。酸性コロ
イダルシリカの配合量が少なすぎると十分な補強効果が
得られず、結果的に強度が不足することとなる。また、
５重量％を超えると成形体焼成時の収縮が大きくなり断
熱層の密度が大きくなる。また、コロイダルシリカの含
有量が多すぎると、相対的にシリカ成分が過大となり、
断熱層としての耐熱性を悪くする。

【００３２】中間層用スラリーの作製方法としては、前
記耐熱層用スラリー及び断熱層用スラリーの作製方法と
同様の方法が挙げられるが、予め作製された耐熱層用ス
ラリーと断熱層用スラリーを単に混ぜ合わせるだけでも
よい。この場合の配合割合としては１：１が好ましい。

【００３３】次に、上記方法で作製された耐熱層用スラ
リー、中間層用スラリー及び断熱層用スラリーを順次加
えて一体成形を行う。加える順序は、これに限らず断熱
層用スラリー、中間層用スラリー及び耐熱層用スラリー
の順でもよい。また、中間層スラリーはムライト繊維と
シリカ繊維の配合比率を変えた２種類以上を作製し、配
合比率が急激に変わることのないよう作製し用いてもよ
い。

【００３４】該３種のスラリーは常法により所望の形状
に脱水成形する。脱水成形はプレスを用いて真空下で行
えばよく、得られた成形体は乾燥後、温度を上げて焼成
する。乾燥温度は１２０℃以下で行い、焼成温度はホウ
素化合物と酸性コロイダルシリカがムライト繊維及びシ
リカ繊維と反応する温度であればよく通常約１１００℃
〜１４００℃の範囲である。焼成後の成形物は、冷却後
必要に応じて切削加工を施し目的とする断熱材を得る。

【００３５】上記スラリーを成形し、乾燥後焼成する
際、ホウ素化合物は酸化溶融し、次いで繊維の酸化ケイ
素分と反応しホウ珪酸化合物となり、次いで冷却過程に
おいてガラス化し無機繊維の交絡点を固定するものであ
る。本発明の耐熱層は、繊維中ケイ素分が少ないため上
記反応が弱く固定化され難いムライト繊維を予め酸性コ
ロイダルシリカにより、該ムライト繊維の表面を酸化ケ
イ素リッチに処理したため、その混合割合を７５〜９５
重量％に増加させても繊維の交絡点を確実に固定でき、
強度を発現することができる。また、これによりムライ
ト繊維が有する高耐熱性を十分生かすことができる。ま
た、焼成時には、上記有機バインダー及び軽量化添加材
は焼失するため、これにより断熱材には微細な空隙が多
量かつ均一な分布で存在する。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、断熱材を耐熱層、中間
層及び断熱層の３層とし、各層それぞれムライト繊維と
シリカ繊維との特定比率の混合物とし、かつ繊維間の交
絡点をホウ珪酸化合物で強固に固定するため、０．１〜
０．３kg/cm²の密度の製品としても断熱性、耐熱性及
び機械的特性に極めて優れる断熱材を得ることができ
た。

【００３７】

【実施例】

実施例１及び２下記原料を表１に示した比率で耐熱層用スラリー及び断
熱層用スラリーを個別に製造した。まず多量の水中にム
ライト繊維と酸性コロイダルシリカを投入し、十分混合
した。次いで活性剤（ノニオン性界面活性剤；ポリオキ
シエチレンモノオレート）を投入して酸性コロイダルシ
リカをムライト繊維に吸着させた。その後、順次その他
の原材料を投入し、十分に混合してスラリー状にした。
ここで、スラリーの固形分濃度は１％であった。中間層
用スラリーは、耐熱層用スラリーと断熱層用スラリーを
それぞれ５０重量％ずつ混合して得た。得られたスラリ
ーを断熱層、中間層、耐熱層の順序で脱水プレス成形に
より一体成形で板状に成形し、得られた成形物を１０５
℃で１６時間乾燥した。成形物はさらに大気中に１３０
０℃で２時間焼成し、有機バインダおよび軽量化添加材
を焼失させるとともに、ホウ素化合物が酸化溶融した結
果、ガラス状となったＢ₂Ｏ₃による繊維間融着を生じ
させた。冷却後、焼成処理品に切削加工を施して、厚さ
５０mm（耐熱層及び断熱層が各々２０mm、中間層１０m
m）、１辺が２００mmの板状断熱材を得た。得られた断
熱材の物性値を表１に示した。

【００３８】（原料）ムライト繊維；Ａｌ₂Ｏ₃：ＳｉＯ₂＝７２：２８、平
均繊維径２．７μｍ、平均繊維長２mm シリカ繊維；ＳｉＯ₂９９．５％以上、平均繊維径
０．９μｍ、平均繊維長２mm ホウ素化合物；窒化ホウ素粉末、平均粒子径４μｍ酸性コロイダルシリカ；平均粒子径１０〜２０nm、含有
Ｎａ₂Ｏ分０．０１〜０．０４重量％炭化ケイ素質熱輻射材；炭化ケイ素ウイスカ、平均粒子
径０．２６μｍ有機バインダ及び軽量化添加材；飽和ポリエステル樹
脂、ＳＯ₃Ｎａ高分子量型分子量１６，０００、Ｔｇ＝
３４

【００３９】比較例１上記原料及び表１に示す配合割合で、中間層を設けない
ようにした以外は実施例１と同様の方法により板状断熱
材を製造した。得られた断熱材の物性値を表１に示し
た。

【００４０】比較例２上記原料及び表１に示す配合割合で、ムライト繊維に代
えてアルミナ繊維（Ａｌ₂Ｏ₃９５重量％、平均真繊維
径３μｍ、平均繊維長２mm）を用いた以外は実施例１と
同様にして板状断熱材を製造した。得られた断熱材の物
性値を表１に示した。

【００４１】表１に示すとおり、本実施例は１５００℃
を超える過酷な環境にさらされても非常に収縮率が小さ
い。宇宙機器の表面材としては１％以下の収縮率である
ことが要求されるが、本実施例のみが要求をクリアして
いる。また、引張強さは機体への接着強度を維持するた
め、高温加熱後において１．５kgf/cm²以上を要求され
るが本実施例はその要求をクリアしている。熱伝導率に
関しても、従来のものと同等以上の性能で、十分に小さ
い。

【００４２】顕微鏡による組織観察の結果、本発明の実
施例１及び実施例２の断熱材は、ムライト繊維とシリカ
繊維の交絡点がガラス状のホウ珪酸により固定され、断
熱材中に一様に微細かつ均一な大きさの空隙とが形成さ
れた三次元網目構造となっている。本断熱材は、耐熱層
においてムライト繊維を相当量配合したことにより高い
耐熱性を示し、酸性コロイダルシリカを優先的にムライ
ト繊維に作用させたことが十分な強度を示し、優れた特
性として得られたものと考えられる。また、中間層を設
けたことで配合の異なる層に歪みを生じさせることなく
一体成形ができ、優れた複層断熱材を得ることができ
た。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１中、窒化ホウ素粉末の配合量はＢ₂Ｏ
₃換算値であり、熱伝導率は真空１０^-2Torr下、１００
０℃における値であり、層間引張強さ及び加熱収縮率は
前述の方法及び条件により求めた値である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複層断熱材の模形図を示す。

【符号の説明】

１複層断熱材２耐熱層３中間層４断熱層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川純一横浜市瀬谷区阿久和西１−２−３ (72)発明者安治敏行横浜市戸塚区平戸３−６−10−302 (72)発明者川崎美宏横浜市神奈川区松見町４−1000 ニチアス株式会社妙蓮寺寮３−Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】次の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）；（Ａ）ムライト繊維７５〜９５重量％及びシリカ繊維５
〜２５重量％を含有する耐熱層、（Ｂ）中間層、（Ｃ）
ムライト繊維１５〜３５重量％及びシリカ繊維６５〜８
５重量％を含有する断熱層、の３層から成り、かつ該繊
維の交絡点を固定するガラス状ホウ素化合物とを有して
三次元網目構造となっていることを特徴とする複層断熱
材。
【請求項２】内部にムライト繊維とシリカ繊維の合計
量に対し２０重量％以下の炭化ケイ素質熱輻射材を有す
る請求項１記載の複層断熱材。
【請求項３】嵩密度が０．１〜０．３g/cm³、加熱収
縮率が１．０％以下及び１５００℃加熱後の層間引張強
さが１．５kgf/cm²以上である請求項１又は請求項２記
載の複層断熱材。
【請求項４】予め、ムライト繊維７５〜９５重量％と
酸性コロイダルシリカを水中にて混合し、次いで該混合
体にシリカ繊維５〜２５重量％及びホウ素化合物を加え
て作製される耐熱層用スラリー、中間層用スラリー及び
ムライト繊維１５〜３５重量％とシリカ繊維６５〜８５
重量％及びホウ素化合物を水中にて混合し作製される断
熱層用スラリーを順次加えて一体成形し、乾燥後焼成す
ることを特徴とする複層断熱材の製造法。
【請求項５】予め、ムライト繊維７５〜９５重量％と
酸性コロイダルシリカを水中にて混合し、次いで該混合
体にシリカ繊維５〜２５重量％及びホウ素化合物を加え
て作製される耐熱層用スラリー、中間層用スラリー及び
予め、ムライト繊維１５〜３５重量％と酸性コロイダル
シリカを水中にて混合し、次いで該混合体にシリカ繊維
６５〜８５重量％及びホウ素化合物を加えて作製される
断熱層用スラリーを順次加えて一体成形し、乾燥後焼成
することを特徴とする複層断熱材の製造法。