JPS5860656A

JPS5860656A - 耐熱繊維組成物

Info

Publication number: JPS5860656A
Application number: JP56155455A
Authority: JP
Inventors: 皆木　敏宏; 研一柴田; 智彦原
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1983-04-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は耐熱性繊維組成物及びこれを成型して得た成型
体に関する。

従来から各種の耐熱性を必要とする機器あるいけ部材の
ケーシング等に耐熱繊維成型体が使用されている。そし
て当然のことながら、この楡の耐熱繊維成型体にあって
は、成型時にバインダーを添ノル配合しなければならな
い。いいかえれば、適用するバインダーの良否によって
得られる製品の品質が左右される。このために、種々な
バインダーが提案され、かつ現実に使用されている。例
えば、有機バインター、アルミナセメント、ケイ酸アル
カリ、シリカゾルやアルミナゾル、そしてリン酸塩がバ
インダーとして使用されているが、いずれも満足のいく
結果を与えていない。有機バインダーでは＾―ふん囲気
で消失する恐ｎが強く、またアルミナセメントは高温ふ
ん囲気において消失はしないが劣化する傾向がある。さ
らに、ケイ酸アルカリには高温収縮性がおり、またマイ
グレーションが起きるため製品の内部強度が低下する欠
点がめる。一方、上記ゾルにも同じような欠点がある。

最後に、リン酸塩について説明すれば、同じようなマイ
グレーションが起睡ると共に、使用瞼を多ぐしなければ
効果を発揮しない欠点がある。

従って、上記バインダー金使用して成型した繊維製品は
いずれもそれらに固有な欠点を解消せずにそのまま継承
している。また、バインダーの各特徴に応じて成型方法
及び装置を選定する必要がある。

本発明の目的は成型手段に関係なく所望形状に成形でき
ると共に１通常の乾燥焼成方法によりバインダーのマイ
グレーションのない、内部まで高強度を均一に保持でき
る成型体を得ることができ、しかも高温雰囲気において
収縮率が小さく、強度、寸法安定性耐スポーリング性に
膀れた低ｍｔ成型体を得ることができる耐熱繊維組成物
を提供することにある。

本発明によれば、上記目的は耐熱繊維と粘土鉱物の混合
物にリン酸水溶液を均一に接触させて、＃Ｘ粘土鉱物と
リン酸を反らさせてバインダーとして作用するリン酸塩
を形成すれば達成できる。

すなわち、本発明の耐熱繊維組成物は耐熱繊維と粘土鉱
物の混合物Ｋ　１７７酸水溶液を均一に接触させること
を特徴とするものである。

一般に、リン酸塩には水溶性のリン酸アルミニウム、リ
ン酸ソーダ、リン酸カリクム、そして水に不溶かあるい
は難溶性のリン酸カルシクム、リン酸マグネシウムなど
があるが、これらのうち特にバインダー効果の高いもの
はリン酸アルミニウムであり、従ってこれがよく利用さ
れている。リン酸アルミニウムの場合、硬化反応は１７
０Ｃ以上で起こる脱水反応及びさらに高温での結晶転移
を経て進むものであるが、通常の乾燥では硬化する前に
マイグレーション（ボンド移動）が起こり内部まで均一
な強度をもつ硬化体が得られにぐい。

一方、本発明の場合リン酸と粘土鉱物中のアルミニウム
が反応することにより祷られるリン酸アルミニウムがバ
インダー効果を発揮するものである。本出願人の知昆に
よれば、リン酸と粘土の反応はまず第１段階としてリン
酸イオンがＯＨＫ：より置換される結果生じる粘土表向
への吸着反応が起こり、その後第２段階としてケイ酸イ
オンの解重とリン酸アルミニウムの生成が並行して起こ
る。このリン酸アルミニウムは水に不溶な粘土鉱物とつ
ながり′を持った形で存在するため、通常の乾燥を行っ
てもマイグレーションを起こすことはない。従って、内
部まで均一な強度を有する硬化体を得ることが可能にな
る。

以下１本発明の詳細な説明すると、主原料である耐熱繊
維としてはアルミノシリケート線維、シリカ繊維、結晶
性アルミナ繊維が使用できる。

好適な使用量は２　Ｑ−、，９５重Ｊｔ［チである。２
０重量−以下では、製品のかさ密度が大きくなり、繊維
材料が本来持っている断熱性能が十分発揮されなくなる
ので好ましくない。また、９０重量−以上の配合量も相
対的に他の成分が少なくなるためバインダー不足となり
製品の強度が不十分となるので、有利ではない。

粘土鉱物としてはカオリナイト、ハロイサイト、モンモ
リロナイト、セリサイト、パイロ７エライトなどを含有
するものが好適である。この粘土鉱物は、繊維間の結合
を向上させると共に、リン酸と比較的ゆるやかに反応し
てリン酸塩を形成するが、このリン酸塩が良好なバイン
ダー効果を発揮するものである。本発明によれば、リン
酸はオルトリン酸の水溶液として使用するのが好ましい
。このようにして形成したリン酸塩は乾燥焼成時にマイ
グレーションを起こすことなく繊維間に良好に定着して
、バインダー効果を発揮する。このようなバインダー効
果は従来のリン酸塩をそのまま使用する方法では得られ
ないものである。

粘土鉱物の配合率は５チＪメ下では効果が十分ではなく
、５０％を越えるとかさ密度か大となり繊維質材料の断
熱性能損なう結果になるので。

一般には５〜５０チの範囲が好適である。−力、リン酸
の配合蓋は％　１チ以−ＦＫなると上記バインダー効果
が不十分になり、５０チを越すと耐熱性の低下やかさ密
度の増加を引き起こするので、一般に１〜３０チの範囲
が好適である。

低い焼成温度を適用しなければならないときには、過当
緻のホウ酸を添加すればよい。ホウ酸の添加は低温焼成
を５ｆ能にする上に、製品の慢度増加にも効果があるの
で−１有利である。

しかし、ホウ酸の配合率が２０％以上になると、製品の
耐熱性が低下するので、ホウ酸配合儀の上限は２０％以
下である。

本発明による組成物を成型するためには、抄造法、脱水
成型法、真空成型法、プレス成型法。

キャスティング法、半乾式法の各種成型方法を単独か、
あるいはこれらを適宜に組合わせで適用すればよい。ま
た、成型時に必要があれば、・公知手段によって凝集剤
、粘度調節剤、可塑剤を添加することも可能である。さ
らに、無機フィラーや少量の有機物も製品用途に応じて
加えることも可能である。

本発明による組成物を５００℃以上の温度に加熱すれば
、成型品に耐水性を付与することができるが、マグネシ
アなどの硬化剤を使用するときＫは、加熱は２００℃の
温度からでも実施できる。

本発明はまた上記組成物を成型した得た耐熱繊維成型体
をも包含するものである。

以下１本発明を実施例によシ説明する。

実施例（１）−組成物の調製アルミノシリケート繊維６０重量部、本節粘土２０重量
部、ベントナイト１０重量部に対して濃度１０−のオル
）Ｕン酸水溶液１０００重量部を加え、回転型ミキサー
を使用して６００ｒｐｍで約５分間混合して均一なスラ
リー状の組成物（Ａ）を得た。同様な方法により、組成
物（Ｂ）。

（Ｃ）　、　（Ｄ＞及び（Ｅ）を作った。ただし１組成
物（Ｂ）では上記成分のほかに硼酸を添加配合した。

より詳しく述べれば、アルミノンリケードＭ１．維６０
重量部、本節粘土２０重を部、ベントナイト１０重量部
をディスインチグレーターで乾式均一混合を行い、その
後オルトリン酸８チ及び硼酸２％を含む水溶液１０００
重ｉｔを加え、回転ミキサーにより６００ｒｐｍ１分間
攪拌して均一なスラリーを得た。組成物（Ｄ）はシリカ
繊維５０重量部、タルク５５重量部にオルトリン酸１０
チ及び硼酸５チを含む水溶液を４００重量部加え、ニー
ダ−により５分間攪拌混合して均一なスラリーを得るこ
とにより作った。

なお、組成物（Ｃ）及び（Ｅ）については表をみられた
い。

実施例（２）−成型体の製造組成物（Ａ）を脱水成型プレスして含水率が１００チの
成型素材を得た。これを８０℃で２４時間乾燥した後、
５００℃で１時間焼成した。焼成により得られた成型体
はかさ笥度［１４２ｒ／ｃｙ　。

曲げ強さａ７ｋｅ／ｃｉ　、層間剥離強度１．４に４）
／α、そして線収縮率（１２００℃３時間加熱）ｔ２チ
であり、内部まで均一な強度を有していた。

同様にして、組成（Ｂ）〜（Ｅ）を成型した。結果は表
にまとめて示しておく。

なお、比較対照のために、比較例（１）及び（２）の結
果を併記しておく。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　耐熱繊維と粘土鉱物との混合物にリン酸水癖
液を均−Ｋ　＊触させて、該粘土鉱物とリン酸を反応さ
せてバインダーとして作用するリン酸塩を形成し九こと
を特徴とする、成型手段に関係なく所望形状に成形でき
ると共和、ｉｈ常の乾燥焼成方法によりバインダーのマ
イグレーションのない、内部まで高強度を均一に保持で
きる成型体を得ることができ、しかも高温ふん囲気にお
いて収縮率が小さく強度１寸法安定性、耐スポーリング
性に勝れた低密変成型体を得ることができる耐熱繊維組
成物。
（２）　　耐熱繊維と粘土鉱物との混合物にリン酸水溶
液を均一に接触させて、該粘土鉱物とリン酸を反応させ
てバインダーとして作用するリン酸塩を形成し、さらに
、２０重量−までのホカ゛酸を含むことを特徴とする。成型手段に関係なく所望形状に成形できると共に、通常
の乾燥焼成方法によりバインダーのマイグレーションの
ない、内部まで高強度を均一に保持できる成型体を得る
ことができ、しかも高温ふん囲気において収縮率が小さ
く強度、寸法安定性、耐スポーリング性に勝れた低密変
成型体を得ることができる耐熱繊維組成物。
（３）リン酸水溶液としてボルトリン酸の水溶液を使用
する特許請求の範囲ｖｇ１項または第２項に記載の組成
物。
（４）使用する耐熱繊維がアルミノシリケート繊維、シ
リカ繊維、及び／父は結晶性アルミナ繊維でめる特許請
求の範囲第１項または第２項に記載の組成物。
（５）使用する粘度鉱物がカオリナイト、ハロサイト、
モンモリロナイト、セリサイト及び／又はパイロフェラ
イトを含有する粘土鉱である特許請求の範囲第１項また
は第２項に記載の組成物。
（６）耐熱繊維２０〜９５重＊’ｓ、粘土鉱物２〜５０
重ｉｌ−、リン酸１〜３０重量％及び所定量の水からな
る特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の組成物
。
（７）特許請求の範囲第１〜６ｆＪ４のいずれかＩＪＪ
に記載の組成物から得た成型体。