JPS6119597B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炉内壁あるいは一般高熱で使用される
機器類に被覆して優れた耐久性と保護性能を示す
と共に優れた省エネルギー効果を発揮する炭化珪
素質コーテイング材に関するもので、その被覆性
能、コーテイング材としての保存性等を著しく改
善したものである。

従来、炭化珪素の有する優れた耐火性と化学的
安定性に加え、その黒体輻射性能に注目し、加熱
炉内壁等に被覆してこれを保護すると共にその輻
射性能を改善して所要熱エネルギーの節約を図る
ことを目的とする耐熱性炭化珪素質コーテイング
材の製法、あるいは製品が幾つか提唱されて来
た。（例えば特公昭47−15088号、特開昭51−
91916号、特公昭52−43732号等各公報）。

しかしながら、従来製品では、被覆面への接着
強度を維持するため、炭化珪素粉末の他に珪酸ソ
ーダ、リン酸アルミニウム、あるいは有機バイン
ダーといつた低融性の、あるいは耐酸化性の劣る
接着性助剤が必要であり、しかも使用する炭化珪
素粉末の粒度が粗いものであつたために、これら
の添加物質を例えば全量の20％以上等、相当多量
に使用することが必要であつた。

すなわち、これらの添加物質中、有機バインダ
ーは使用中、500℃以上で酸化分解して有害なガ
ス発生の原因となるし、珪酸ソーダはナトリウム
を含有するために高温域で溶融するばかりでな
く、炉壁などの耐火物と反能して寿命を縮めるな
どの弊害がある。また、リン酸アルミニウムは炭
化珪素原料粉末、あるいは炉壁の耐火物中に微量
含まれる鉄分などと反応して発泡現象や剥離現象
を引き起す原因にもなる。

このように、従来製品によれば、接着性助剤の
種類や量を加減してみても、高温での弊害をなく
し安定性を求めようとすれば低温での接着性が劣
るし、逆に低温での接着性を充分にすれば高温で
の耐久性や耐火物の寿命等に限界を生ずることが
避けられないものであつた。

さらに使用する炭化珪素粉末の粒度が粗いこと
は、混合分散液にした場合に、炭化珪素の沈降分
離あるいは凝固を起す原因になる。このことは、
長時間の保存が困難となり、安定化剤等を添加し
ても施工時には絶えず強制的な混合撹拌を要する
などの煩雑さがあつた。

このように従来製品では性能のみならず、使用
上の問題や制約があつて適用範囲が極めて限られ
るものであつた。

本発明の目的はかかる従来製品の性能上および
使用上の問題点を大巾に除外して低温から高温ま
での広い温度範囲にわたつて優れた耐久性と保護
効果と省エネルギー効果を発揮する分散液状の炭
化珪素質コーテイング材を提供することにある。

本出願人は、先に微細で活性に富むβ型炭化珪
素の量産ベースでの経済的な合成に成功し、特許
出願した。これらの方法は、 (1) 粒度20μｍ以下の炭素粉末を使用して、これ
と金属珪素粉末をモル比で１対0.6〜2.0の範囲
で混合物とし、酸素含有濃度0.3〜35容量％の
雰囲気下において加熱し、約800〜1400℃の温
度範囲において炭素と珪素の自発的連鎖反応を
誘起せしめて瞬間的に合成反応を完結させる方
法。（特願昭51−99281号、特開昭53−25300号
公報）。

(2) 粒度20μｍ以下の炭素粉末と、金属珪素粉末
と、珪酸粉末を用い、炭素（Ｃ）、珪素（Si）
および珪酸（SiO₂）の３成分系における各成分
のモル％がそれぞれ（Ｃ＝62.4，Si＝37.4，
SiO₂＝0.2），（Ｃ＝34.9，Si＝64.9，SiO₂＝
0.2），（Ｃ＝50，Si＝41，SiO₂＝９），および
（Ｃ＝68，Si＝23，SiO₂＝９）を結ぶ範囲内の
組成を有する混合物とし、前記と同様な方法で
加熱し、約800〜1450℃の温度範囲で瞬間的に
合成反応を完結させる方法。（特願昭52−
136461号）。

であり、これらの方法で得られる炭化珪素は何れ
も活性のあるβ型炭化珪素で、通常のボールミル
等の粉砕機で極めて容易に壊砕され、平均粒径１
〜0.005μｍの微粉末を得ることができる。な
お、第１および第２の方法では、原料粉末の純度
にもよるが、純度ほぼ95〜99％のβ型炭化珪素粉
末を容易に得ることができる。

而してこれらのβ型炭化珪素質粉末をコーテイ
ング材に使用すると、前記従来製品の有する種々
の欠点を解消し、その被覆性能、コーテイング材
の保存性等を著しく改善し得る知見を得た。

すなわち、このような微細で活性のあるβ型炭
化珪素粉末を使用すると接着性が良好となるた
め、従来多量に使用していた接着性助剤を大巾に
低減することができた。またβ型炭化珪素におい
てはその活性により、低温域において添加された
接着性助剤と相互作用を起こして接着性を一層強
化する一方、高温域では安定化して炭化珪素本来
の物性を充分に発揮するものと考えられる。

また、このような微細で活性のあるβ型炭化珪
質素粉末を使用すると分散液が安定し、別に多量
の安定化剤等を使用せずに長期間保存しても沈降
分離等を生ぜず、直ちに使用し得る利点を有す
る。

次に本発明のコーテイング材の使用原料につい
て説明する。

(1) 炭化珪素質粉末 上述の如く本発明コーテイング材に使用する
炭化珪素質粉末は微細で活性のあるβ型炭化珪
素が望ましく、その量は重量で30〜60％の範囲
が好ましい。この範囲より多くても性能に実質
上の変化はなく、また少なくては目的とする性
能を充分に発揮することが困難となる。

(2) 接着性助剤および分散液安定剤 前述の如く本発明コーテイング材において
は、接着性助剤、分散液安定化剤等の量は少量
でよいが、微粉SiO₂あるいはペントナイトの
一方もしくは両方を２〜６％程度使用すること
が望ましい。この範囲より少量であると分散液
の安定性、被覆面への接着性等が幾分劣り、ま
た多量の場合はコテイングの耐火度が劣化する
ので好ましくない。これらの粉末原料に水をほ
ぼ35〜68％の範囲内で加え、撹拌機、ボールミ
ル等で混合し分散液を作る。

次に本発明コーテイング材の特長について述べ
る。

(1) 通常の塗布方法、例えばスプレーガン、刷毛
塗り等によつて従来品に比べ平滑、均質、緻密
で、かつ被体への接着力の大きな被覆膜が形成
される。

(2) 塗布後自然乾燥により接着力が発現される。
勿論、加熱により一層接着力が向上する。

(3) 被覆膜が薄いため、コーテイング材の単位使
用量が少なくて済み、経済的である。

(4) 分散液は沈降分離がなく、長期間保存後も直
ちに使用できる。

(5) 炭化珪素の特性として耐熱性、輻射性能に優
れている。

次に本発明に係るコーテイング材の用途として
は、上記炭化珪素質の有する耐熱性、輻射特性を
利用して省エネルギー効果を発揮し得る個所、例
えば加熱炉等の内壁に使用すれば所要燃料を約10
〜20％節約することができる。その他インゴツト
鋳型内面、黒鉛坩堝、アルミニウム合金溶解用鋳
鋳鉄鍋などの内面に塗布使用することができ、ま
た風呂釜、湯沸し器、やかん等一般家庭用器具等
に使用することも可能である。

次に実施例について述べる。

実施例 １ 粒度が20μｍ以下の炭化珪素質粉末（β型、平
均粒度1.5μｍ）50重量％、微粉シリカ（平均粒
径１μｍ以下）1.0重量％、ベントナイト4.0重量
％、水が残部（45重量％）からなる配合物を混合
撹拌して得た分散液状の炭化珪素質コーテイング
材を以下の施工データに記した如く焼成実験炉の
マツフル内に塗布した。

塗布方法 はけ塗り 塗布面積 0.2m² コーテイング材使用量 45ｇ（0.225Kg／m²） 被 体 高アルミナ質レンガ（マツフル材） 10時間自然放置後、４℃／minの速度で1.450
℃に温度を上げ100時間保持した。使用電力量は
コーテイング材を使用せずに前記条件で100時間
保持した場合に比べて16.7％減少した。使用電力
量は積算電力計によつて測定した。このとき、塗
布面は異常がみられず塗布時と同様の状態を維持
していた。

実施例 ２ 実施例１において調製した分散液状のコーテイ
ング材を厚さ約２mmの薄い鋳鉄板に普通に塗布し
て空気中で自然乾燥しただけのものを溶融アルミ
ニウム中に30分間浸漬した。浸漬後の鋳鉄板はコ
ーテイング材とともに溶損もなく変化がなかつ
た。これに対して前記コーテイングをしないもの
は、同様条件の浸漬により溶損し、ほとんど残存
がなかつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粒度20μｍ以下の微細で活性のあるβ型炭化
   珪素粉末30〜60重量％、微粉シリカおよびベント
   ナイトのうち１種もしくは２種２〜６％、および
   残部が水からなる分散液状の炭化珪素質コーテイ
   ング材。