JPS5869773A - セラミツク繊維含有組成物 - Google Patents

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】 仝九明は耐火性繊維品およびその製造方法に関し、史に
特定的には耐火セメントで一緒に結合された耐火性セラ
ミック繊維から成る耐火性繊維品に関する。更に特定的
には、本兄明はアスベストのミルボードにかわり得る耐
火性繊維品に関する。

先行技術では、不燃性のボードが望まれる場合の数多く
の応用に、ポルトランドセメントおよび充填剤で結合さ
れたアスベスト繊維から成るアスベストミルボードが慣
習的に使用されてきた。例えｄ、アスベストミルボード
社ボイラーの覆い、人の保護、溶接はねの防護および型
のライニングの絶縁に使用された。

不幸にして、アスベストの微粉が肺病をひき起す甚だ健
庫に有否なものであることが見出され、従ってアスベス
トの使用は急速に減少した。それにも拘らず、アスベス
トミルボードと共血の実實的１に全ての主要な有用特性
を有する、アスベスト非含有耐火性繊維ボードは、尚未
だ製造されていない。これは。

少なくとも部分的には、アスベストミルボードの物理特
性の全てを再現することが予想外に困峻であることに拠
っている。

アスベストミルボード代替物は、しかしながら市場に出
ているが、しかし、これらのボードは、ボードをアスベ
ストミルボードの理想的な代替物とするであろう、１つ
またはそれ以上の特性が全て不十分である。

殊に、密度、破壊係数、引張強度、有機物含有率。

圧縮および回後％般篩使用温度または耐水性のうちの１
つまたはそれ以上のものが通常のアスベストミルボード
より劣っている。

本釦明に従い、繊維がセラミックセメントで結合された
、通常のアスベストミルボードの特性と実質的に同等ま
たはより優れた特性を有するセラミック繊維品が提供さ
れる。普通幾らかの劣位性を示す唯一の重要な特性は破
壊係数であるが、これも矢張、通常のアスベス）１ルボ
ードの初期破壊係数の約５０％乃至通常のアスベストミ
ルボードの初期破壊係数の１００％以上までの初ｗ３飯
に調整し得るう更に１本釦明の品のＩＩｋ島使用温度は
通常めアスベス）４ルボードの最高使用温度より優れて
いる。本９ｅ明の品の破壊係数は高温に−すと実線に改
善されるが、一方、アスベストミルボードの破−係数は
同じ条件下で悪くなる。

本釦明に従い、同体組成物は、セラミックボードとする
ことができるが、１０重ｉｔ％より小の水を含有し、残
部は固体である。固体は、約１乃至約６重ｔｈ［１％の
有ｆｈ４繊維、約１５乃至約４０富嵩邦のセラミック繊
維、約１乃至約６重蓋％の有機バインダー、Ｄ乃至約５
重′ＩＩｋ％のコルイド状シリカ、約０．２乃キ約２ｍ
意％の凝集も、および約５０乃至約８０重電％の無輸高
温充−剤を含有する。本兄明は、更に、そこから品物が
製造される組成物を包含する。この組成物は水および水
の約α１乃キ約１５ｈＭ％の前述の如き固体混合物を含
有する。

本兜明は、更に、水および約α１乃至約１５凰ｍ％の固
体を含有する組成物を必要があれば更に水で希釈してα
ｆ−２，０％鵬体とし１次にある形のものの中へ或いは
スクリーンの上へ導いて、組成物から水が流れ去るのを
可能とすることから成る、セラミックボードの如き品物
の製鮨方法をも含む。畝まし１れば、組成物から水を取
り去るのを助りるのに真空を用いることができる。流出
流の組成物を次に乾燥させて象みの製品を作る。

本兄明に従って用いられる有伽編維は、仕上けられた生
成物に強度を与えるものならば好適な如何なる有機組紐
でもよい。殊に好適な繊維の例は、木材パルプ、亜麻繊
維または綿繊維中に見出されるものの如きセルロース繊
維である。セルロースアセテートの繊維の如き修飾セル
ロース繊維もまた優秀である。ナイｐン、ポリオレアイ
ンおよびビニルポリマ、−の如き他のポリマーおよび樹
脂の繊維もまた使用し得る。クラフトパルプ繊維社。

生成物に良い強度を与える点および低コストの両方の点
で殊に望ましい。

本兜明の品を製造するのに使用されるセラミック繊維は
、慎リケードガラス繊維またはアルミノシリケート繊維
の如き如何なるセラミック繊維とすることもできる。Ｉ
ｌ＃ｉ温耐性のため、アルミノシリケート紘Ｈｋ　ｔＪ
：蛛に望ましい。アルミノシリテート繊維は、逓当なバ
インダーと組み合せると、約２、３００下を超える使用
温度を与え得る。セラミック線＆祉、普通、約［１５μ
乃至約α１ｍの直径およびｂｏ、５乃至約５Ｑｓａの長
さを有する。

本ンＢ明に従って使用される有軸バインダーね、組成物
中の成分を接着させる作用をするものならば如何なる耐
水性物質とすることもできる。そのようなバインダーの
１つの例はスチレンブタジェンゴムラテックスである。

このバインダーは、初勘にけ通常のアスベストミルボー
ドのｉｎ！係数の普通約５０％・である破壊係数を除け
ば、ｗＳな結果を与える。他の好適なバインシーＬフェ
ノール樹脂の如き熱硬化性プラスチックである。これら
のバインダーは、仙常のアスベストミルボードの破壊係
数と同様の実質的により高い破壊係数を与える。前に一
一した如く。

ｔｌｉ体の重置に対して約１乃至約６嵐短％の有機バイ
ンダーか、十分な強度を得るためには望ましい。デンプ
ンを使用する時は仕上がった生成物の耐水性はそれはど
良くないが、デンプンもまたバインダーとして使用し得
る。

ボードを熱に瞼した後に効果を光揮する充填剤および付
加バインダーとしてＩＩ′ｉ、コロイド状シリカを０乃
至約５重ｉｔ％の鰍だけ混合することができる。コロイ
ド状シリカは全く必須という訳ではなく、即ち０％でよ
いが、普通は、１乃至５重置％の開の固体を用いる。

約０．２万全約２重量％の凝集剤を、移動を妨げる目的
でコロイド状シリカ及び時々はバインダーを繊維の上へ
沈殿させるのに使用する。凝集剤は。

バインダーを繊維およびもし存すれば充填剤の上へ＃集
または沈殿させるものならば、好適な如何なる化合物と
することもできる。好適な凝集剤の例は、ポリアクリル
アミド、ポリアクリルイミド、修飾グアーゴム、アミノ
ポリアミドおよび溶解して多価のイオンを生成する、酸
化カルシウム、硫酸アルミニウムおよび塩化鉄の如き化
合物である。

約５０乃至約８０重量％の無機高温充填剤を組成物の中
に混合する。そのような充填剤には、シリカ、アルミナ
、粘土およびジルコニアが含まれるＯ 本矢明の方法を実際に行なう際は、約１乃至約６重ｉｔ
％の有機繊維、約１５乃至約４０重量％のセラミック繊
維、約１乃至約６旭１１ｔ％の有機バインダー、０乃至
約５重ｌｉｔ％のコロイド状シリカ、約α２乃至約２重
−％の凝集剤および約５０乃至約８０重量−の無機高温
充填剤を、約１乃至約１５重量％の水となる濃度で水の
中へ混合する。

材料は叩解機または他の好適な混合軸の中で結合させる
。凝集剤の添加によって一度バインダーの沈殿が達成さ
れた後、スクリーン上また＃ｉｍ体から水の流出を可能
とする孔を有する型の中で生成物を生成させる。生成さ
れた材料の薄いシー１゜次に、プレス機械中、或いはロ
ール上に巻き上けることによって共にプレスして、路面
に＆層されたシートから作られた厚いボード（即ちｉ乃
至３インチの厚さ）を形成し得る。湿潤生型されたボー
ドは、オーブン中で２５０’Ｆまでの温度で直ちに乾燥
させることができる。セメント結合され、そして仕上げ
および包装の前には２遍間までの間装置して硬化させな
ければならないアスベスト宅ルボードに比してこの点が
顕著な利点である。ボード＃′ｉ、成型、積層およびボ
ードの乾燥のための手段を有する通常のミルボード機械
で製造し得る。

アスベストミルボードで使用される水和セメント結合と
興なり１本開明に従って製造されるボードは高温に−し
た後、実際により強くなり、即ち破壊係＆ａ約１００％
という位増大し得るが、一方。

通常のアスベストミルボードの破壊係数は、高温に曝す
と７５襲という位実際に減少させられる。

次の実施例は例示のためのものであり、本発明を限定す
るもので杜ない。他に指示しなければ、全ての分散剤お
よび溶液は水中のものであり、全ての部および優は重量
基準のものである。

実施例■ 本発明に従って、ボードへ積層させるのに好適なシート
を生成させるのを例示するために、クラフトパルプ繊維
α９Ｉをｓ　Ｗａｒｉｎｇ”配合機中で、５００−の水
と４５秒間配合させた０この配合液をビーカーの中の２
０００ｍｇの水に加え、他の成分を別々に加える間、一
様なＭ＊が維持されるよう連続的に混合した。アルミノ
シリケート線維６ｙを次に加え、続いてシリカ粉（約２
９０メツシりＺ５１１．カオリン土１　（Ｌ５１１．４
０％：ＩＩ：ｌイド状シリカ２．７　ｇ、デンプン２．
４１１およびα１％カチオン性ポリアクリルアミド凝集
剤５０ｍを加えた。

仕上けられた混合物を次に８０メツシユのしんちゅうス
クリーンを有する８インチ平方のシート蚤に江いた。約
２０秒間で液体を流出させた後、約０．０２９インチの
厚さのシートを生成させた。

シートｈワイヤから容易に取れ、２５ｐｓｉでプレスし
た後は立方フィートあたり５５ボンドの密度を有した。

実り例Ｕ シリカ粉９３１１を使用し、４６％スチレンブタジェン
ラテックスｔ３ｐでデンプンを諷きかえ、１％のボリア
〉リルアミド凝集剤５ｄを使用し１０％石灰水４０ｍを
使用した点板外は実り例■の手順を追った。生成した生
成物は、スクリーンからの離型がより良くなった点以外
祉実施例■の生成物の特性と同様の特性を有した。

実り部属 クラフト−維１０９ポンドをパルプ叩解軸中で５００ガ
ｐンの水の中へ叩解した。アルミノシリケート繊維２０
０ボンドを次に混合したが。

クラフト繊維スラリーの中へ叩解することはしなかった
。伽かな疹ＪＪｕｊｌ！ｉの水をスラリー流体の保持に
必要な時に加えた。シリカ粉末２５０ボンドおよヒ粘土
３５０ボンドを次にスラリーの中へ混合した。デンプン
８０ボンドを次にゆっくりと加え、続いて４０％のコロ
イド状シリカ９０ポンドを加えた。３１ボンドのポリア
クリルアミド凝集剤を約５００ガロンの水に加え、生成
した混合物をスラリーに加えた。高分子型ポリエチレン
オキシトノ０，５％浴液１ｏｏガロンを水５００ガロン
と混合し、そして２５分後混合物をスラリーに加えた。

生成した組成物をミルボード機の中を走らせると、成る
良好なボードが生成されたが、組成物の粘着性のために
連続的には製造できなかった。

実施例■ ｍ−クラフト繊維５４ボンドを５００ガロンの水の中へ
叩解した。アルミノシリケート稙赴１００ボンドを改に
混合したが、スラリーの中へａ　１ｌｌｊ　解しなかっ
た。水３００ガロン中の粘土１７５ボンドおよびシリカ
粉末１００ボンドの予備分散剤を次にスラリーに加えた
。４０％コロイド状シリ力分散剤４５ボンドを次にスラ
リーに加え、絖いて、５０ガロンの水の中へ分散させた
スチレンブタジェンラテックス２２ボンドを加えた。

２００ガロンの水の中のカチオン性ポリアクリルアミド
凝集剤１１２４ボンドの分散剤１２ガロンを次に加えた
。

生成した組成物をミルボード軸の中に辿した。

本組成物を使用することにより、擾秀な離型特性および
ｆｋ寿なミルボードが得られた。

このミルボードと通常のアスベストミルボードおよび先
行技術の市販の非アスベス）ミルボート。

の特性の比較を第１表に示す。

特　　性　　　　　　　実施例■のミルボード密度（ｐ
ｃｆ）　　　　　　　　　　　　　　６５破壊係数（ｐ
ｓｉ） 未硬化　　　　　　　　　　　　　　　〜４２５１００
０下で５時曲後　　　　　　　　・・・’２７５’Ｆで
１時間後　　　　　　　　　４９４２３００下で２４時
曲後　　　　　　　８５６引倶強度（ｐｓｉ）　　　　
　　　　　　　２７５惚焼時の損失（ＬＯＩ）％　　　
　　　　　１１％圧縮率 １ｅ１００［＋ｐｓｉ　　　　　　　　　　　　　１５
％助後率　　　　　　　　　　　　　　　４６最高使用
湛度（ア）２５ｏ。

＊Ｊｏｈｎｓ　　Ｍａｎｖｉｌｌｅ　　ＣｏｒＢ　　　
　　　１１・＋　　　Ｊａｎｏｉ第　　１　　表 ８９０　　　　　　　　　　　　２７５　　　　　　　
川　　　　　　１７００２４４　　　　　　　　　　　
　山　　　　　　　、・・・　　　　　　　　・・・２
９６　　　　・・・　７１ＤＯ４１０＜２０　　　　　
　　　　　　　　５　　　　　　　２５　　　　　　　
　１５７−１５　　　７４５　　７５　　３６３５　　
　　・・・　　５７５０ 〜１６００　　　１２００　１２００　〜１８００Ｉｎ
ｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｉｎ５ｕｌａｔｉｏｎ　Ｃａｒｐ。

判る通り、本発明のミルボードの特性はアスストミルボ
ードの特性と比べて殆どの場合で向゛または離島であり
、更に％　１０００ｐｓｊにお“る圧縮の後の実際の回
復率でｉｊ　Ｊａｎｏｉ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　　Ｉ
ｎ５ｕｌａｔｉｏｎ　　Ｃｏｒｐｏｒａｔｔｏｎ　　の
Ｎｕ−ポド１８００よりも優れている。Ｎｕ−ボード１
８００は３６％圧縮して３６％圧縮の５０％−１復して
１８％の圧縮効果を残すが、一方、本二ゆＪのボードれ
最初に１５％圧縮するのみで１５圧縮の４６％を回復し
８％の圧縮効果のみを残更に、本発明のボードは他のボ
ードのどれよりｈい使用温度を有し、そして実際に加熱
するとり強くなる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔｔｏ龜ｍ％より少ない量の水を含有し、そして残部が
   下記の成分 ａ）釣１乃至約６富に％の有機繊維、 ｂ）約１５乃至約４０重蓋％のセラミック繊維、Ｃ）約
   １乃キ約６＊−％の有機バインダー、ｄ）０乃至約５重
   １１１ｎ％のコロイド状シリカ、ｅ）約０．２万全約２
   重蓋％の凝集剤、およびｆ）約５０乃至約８０菖ｍ％の
   無憧尚温充填剤ｇ）１０重蓋％より小の水 を含有する同体であることを特徴とする、固体組成物。 ２、組成物がボードの形態にある、符、ｆＦｉｉ＋ｖ求
   の範囲第１項記載の組成物。 ３、組成物が固体に対して約１乃至約５凰ｉｔ％のコロ
   イド状シリカを特徴する特許請求の範囲第１項記載の組
   成物。 ４、　バインダーがフェノール樹脂である特許請求の範
   囲８１項記載の組成物。 ５、有機繊維が木材パルプにより供給されるセルロース
   １ｉＡ維である。特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ６　セラミック繊維がアルミノシリナート繊維である特
   許Ｉｆ＃求の範囲第１項記載の組成物。 ７、　凝集剤がポリアクリルアミドである特許―求の軛
   ｉ第１項記載の組成物。 ８、繊維が、シリカ、アルミナおよび粘土より成る群か
   ら選ばれる特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ９　水および水の重量の約α１乃至約１５％の、下記の
   成分 ａ）約１乃至約６重量％の有機１１ ｂ）約１５乃主約４０龜に％のセラミック繊維。 Ｃ）約１乃至＃Ｊ６重Ｍ％の有機バインダー。 ｄ）０万全約５重ｔ１１％のコロイド状シリカ、ｅ）約
   ０，２万全約２重閂％の凝集剤、およびｆ）約５０乃至
   釣８０重に％の無機Ｉ％ｉ６渇九−剤を含有する混合物
   を含むことを特徴とする組成物。 １ｏ、ｔＭ合物が固体の東意の約１乃至約５慮Ｍ％のコ
   ロイド状シリカを含有する特許請求の範囲第９項記載の
   組成物。 １１　バインダーが７エノール他°脂である特許請求の
   範り第９項記載の組成物。 １２、　　有＋４繊維が木材パルプにより併結されるセ
   ルロース繊維である特許請求の範門第９項記載の組成物
   。 １３　セラミック繊維がアルミノシリケート←維である
   特許請求の範囲第９項記載の組成物。 １４、　　凝集剤がポリアクリルアミドである特許請求
   の範囲第９項記載の組成物。 １５、繊維が、シリカ、アルミナおよび粘土より成る群
   から選ばれる特許請求の範囲第９項記載の組成物。 １６１０重量％より少ない皺の水を含有しそして残部が
   下記の成分 ａ）約１乃至約６重量％の有機繊維、 ｂ）約１５乃至約４０重鑓％のセラミック繊維、Ｃ）約
   １乃至約６重量襲の有機バインダー、ｄ）０乃至約５重
   量［％のコロイド状シリカ、Ｃ）約０．２乃至約２本ｉ
   ｍ１％の凝集剤、ｆ）ＩＩＪｓｏ乃主約８万全瀘％の無
   機高温充填剤、および ｇ）１０重Ｍ％より少ない量の水 を含有する（２）体であることを特徴とする繊維強化耐
   熱ボード。 １２、特）１−請求の範囲第９項記載の組成物から水を
   流し出しそして残る固体を乾燥させることを特徴とする
   縁ｗ製品の製造方法。 １８　製品がセラミック繊維ボードである特許請求の範
   囲第１７項記載の方法。 １９　それから水を流出させてセラミック繊維製品を作
   ることができる組成物を製造する方法であって、この方
   法は水の重量の約１乃至約１５本−％の固体を水の中へ
   混合すること、および該固体が下記の成分 ａ）約１乃至約６Ｊｌｉ′ｔＩｋ％の有Ｍ＆紐、ｂ）約
   １５乃至約４０患ｍｌＬ％のセラミック１ＬＣ）約１乃
   主約６重′＃Ｉｋ％の有機バインダー、ｄ）０乃至約５
   皇紛％のコロイド状シリカ。 ｅ）ぞノロ２乃至約２１Ｍ量％の凝集剤、およびｆ）約
   ５０乃至約８０＊Ｍ％の無機高湿充填剤を含有すること
   を特徴とする方法。