JPS6218516B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6218516B2
JPS6218516B2 JP57078171A JP7817182A JPS6218516B2 JP S6218516 B2 JPS6218516 B2 JP S6218516B2 JP 57078171 A JP57078171 A JP 57078171A JP 7817182 A JP7817182 A JP 7817182A JP S6218516 B2 JPS6218516 B2 JP S6218516B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slurry
temperature
ceramic fiber
firing
molded
Prior art date
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Expired
Application number
JP57078171A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58199781A (en
Inventor
Yoichi Shiraki
Akiro Kurata
Kozo Sugiura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KURATA KOKYU TAIKABUTSU SEIZOSHO KK
Original Assignee
KURATA KOKYU TAIKABUTSU SEIZOSHO KK
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はセラミツクフアイバー、焼結およびガ
ラス化部分、および空孔で構成される高温断熱用
複合材料成形体およびその製造方法にかかり、そ
の目的とするところは比較的大きな強度を有し、
しかも収縮や変形などの有害な挙動を伴わずに高
温度まで使用できる高温断熱用複合材料成形体を
提供することにある。 ここに云うセラミツクフアイバーとは、アルミ
ナ、シリカなどを主成分とする原料を電気炉など
で溶融し、これを蒸気や空気などの高速気流を利
用するか、あるいは回転円盤の遠心力を利用して
繊維化するなどして得た耐火断熱材であり、広く
市販されているものはAl2O340〜60%、SiO260〜
40%を主な成分とするガラス質のものであるが、
その他、近年市販されているAl2O370%以上の組
成のものや、ジルコニア質のようなものでもよ
い。 セラミツクフアイバーはバルク綿のままでも市
盤されているが、ボード、ブロツク、チユーブそ
の他各種モールド品などの成形体としてより多く
市販され、各種窯炉、その他の設備、特に高温ダ
クト、ボイラー燃焼室、高温パイプなどにライニ
ング材、バツクアツプ材、保温材などとして盛ん
に使用され、省エネルギーの国家的要求もあり、
近年その需要量は急激に伸長している。 本発明はセラミツクフアイバー成形体に関係す
る。 セラミツクフアイバーを種々の形状に成形する
方法としては、現在一般に次の方法が採られてい
る。セラミツクフアイバーを比較的多量の水の中
に投じ、これに解膠剤、結合材、場合によつては
消泡剤を添加して撹拌、混合してスラリーを調製
し、このスラリーを成形型中に流し込み、成形型
面上から吸引脱水することにより、セラミツクフ
アイバーの積層よりなる成形体とするが、このと
き必要ならば吸引中、あるいは吸引後積層上部よ
り加圧する。結合材としては一般に無機質のゾル
(シリカゾル、アルミナゾルなど)や、けい酸
塩、アルミン酸塩、りん酸塩などをそれぞれ主体
とするセメント類などが用いられ、また有機質の
糊剤も同時に用いられることもある。成形体は乾
燥させただけで製品として市販される。このよう
な方法で製造された市販の断熱用セラミツクフア
イバー成形体は諸産業部門における窯炉、その他
の高温部に使用され、そのすぐれた断熱性を発揮
し省エネルギーの面で重要な役割を果している
が、一方それらの製品は一般に次に記すような重
大な欠点を有していることが指摘されている。 1 1200℃以上の温度で使用すると成形体は俄か
に脆くなる。 2 1200℃以上の温度で使用すると成形体は大き
な収縮や変形を起す。 これらの現象が生起する主な原因としては次の
ことがあげられる。 a 市販セラミツクフアイバー成形体は、上記の
ような温度に使用された場合、その結合部(無
機ヒドロゲル、有機糊剤)が著しく変質し、そ
のためにその結合が甚しく低下したり、大きな
収縮を起すこと。 b ガラス質セラミツクフアイバーが用いられた
成形体は上記のような温度に使用された場合、
その種のフアイバーの宿命的欠点とも云えるガ
ラスの結晶化が活発となり、そのためフアイバ
ー自身が急激に脆化し、また変形すること。 本発明者らは、市販されているセラミツクフア
イバー成形体が使用時にあらわす上述の欠点を除
去した、新しいタイプの高温断熱用成形体を製造
することを目的とした研究をなが年にわたり行つ
てきた結果、相当高い温度まで上述の欠点を生じ
ることなく安心して使用できる、セラミツクフア
イバー、焼結およびガラス化部分、および空孔で
構成される断熱用複合材料成形体を開発し、さら
にその製造方法の確立に成功した。 次に本発明の製造方法を示す。 スラリー()調製工程 本複合材料成形体の主材料の一つである天然
鉱物、又は人工鉱物の1種以上からなる粉末状
物質しては、その構成成分の約50%(重量)以
上がに記述する焼成工程後においても残存す
る化学組成を有し、しかも微細な粒子からなる
天然のもの(例えば溶化性又は耐火性の粘土、
カオリンなどの水簸物、ボーキサイト粉砕物)
か人工のもの(例えばアルミナ粉、シヤモツト
粉砕物)を用いる。これらの粉末状物質の1種
類か2種類以上の混合物を水中に分散させてス
ラリー()とする。このさい粉末状物質を分
散させるために必要な解膠条件は、云うまでも
なく、粉末状物質それぞれ個有の性質に適合さ
せねばならない。なお、に記述する成形、乾
燥、工程後、成形体の取扱い上、より高い乾燥
強度が必要な場合はこのスラリー()調製の
さいか、あるいはに記述するスラリー()
調整のさいに、有機糊剤を添加することが有効
である。 セラミツクフアイバー前処理工程 セラミツクフアイバーをスラリー()中に
分散する粉末状物質を凝集させるに適した性状
を有する溶液、あるいはコロイド溶液で処理す
る。ここに云う「凝集させるに適した性状」と
は、用いた粉末状物質個有の性質を考慮して、
それに適合した性状を指すことは勿論である。
用いるセラミツクフアイバーはバルク綿の状態
が好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。
尚、バルク綿使用の場合には溶液を含浸せしめ
ることができる。また凝集剤(溶液又はコロイ
ド溶液)はに記述する焼成工程において全く
消失する性質のものでもよく、あるいは焼成工
程後においてもその溶質の一部又は全部が残存
する性質のものでもよい。 スラリー()調製工程 に記述したように前処理されたセラミツク
フアイバーバルク綿をスラリー()中に投入
し、スラリー()を調製する。セラミツクフ
アイバーバルク綿の投入量は、スラリー()
中に分散している粉末状物質の量が30〜100%
(重量)に相当するように調節する。投入中か
ら投入後にわたり充分撹拌することは必要であ
るが、その際セラミツクフアイバーが可及的に
折損しないで原繊維長を維持するような条件と
することが望ましい。 成形、乾燥、焼成工程 スラリー()中の水分を増量、又は減量す
ることにより採用する成形方法に適した水分量
に調整してから成形し乾燥し、次に焼成する。
焼成は肉眼的に認められるセラミツクフアイバ
ーのもとの繊維組織が、かなり具体的には約50
%(半分)以上が消失し、さらにガラス質セラ
ミツクフアイバーバルク綿を使用した場合はそ
れが結晶化し、しかも成形体の形状を焼成前後
で概ね保持している(相似形を保持していると
いう意味であり、収縮自体は10〜20%位生ずる
ことが多い)温度−時間条件内に焼成する。但
し、焼成温度の下限は1000℃、特には1200℃と
する。 以上〜の4工程により本発明の高温断熱用
複合材料成形体が製造される。 本発明の高温断熱用複合材料成形体の長所は次
の通りである。 (1) 成形体中において、セラミツクフアイバーど
うし、あるいはセラミツクフアイバーとその表
面上に沈着し焼結している粉末状物質および場
合によつては凝集材の残存成分との間にセラミ
ツクボンドを形成しているため成形体としての
強度が大きく、しかも比較的高い温度に使用し
ても結合部は変質することがなく、安定であ
り、結合部の変質に原因した成形体の収縮や強
度の低下はない。 (2) セラミツクフアイバーは使用前概ね結晶化し
ているので、高温度で使用中、ガラス質セラミ
ツクフアイバーが結晶化するためにおこるフア
イバー自身の脆化や変形は無く、従つてそれら
に原因した成形体の脆化や変形は認められな
い。 (3) 成形体中には、残存する比較的長い繊維と部
分的に溶融、生成したガラスとで多くの空隙が
形成されているので、その断熱性は非常に高
い。 すなわち、従来市販されているセラミツクフア
イバー成形体の欠点を除去し、高い温度まで安心
して使用できる高性能の高温断熱用複合材料であ
ると云うことができる。 ここに主材料の一つである粉末状物質は、その
組成の一部として焼成工程時に分解、揮発する性
質の成分を約50%(重量)以下なら含有していて
も差支えないが、それ以上であると一般に焼成時
に収縮が大きすぎて亀裂を発生したり、形状を保
持することが、むずかしくなつたり、製品寸法の
精度維持も困難になることが多いから好ましくな
い。 その粉末度は普通に入手できる範囲内では細か
い方がセラミツクフアイバーに対する結合力や成
形体の強度に関し良好であり、実験によると平均
粒径30μ(50%通過粒径)以下、好ましくは5μ
以下の場合、良い結果が得られた。しかし2種類
以上の粉末状物質を混合使用し、うち1種類が全
粉末状物質の30%以上を占めるときは、その1種
類以外は上記の平均粒径より大きくても差支えな
かつた。従つて2種類以上の粉末状物質を混合使
用するとき、うち1種類として空孔を包含した比
較的粗い小粒(例えばアルミナバブル)を使用す
ることも可能であり、そのことによつて、より高
性能の高温断熱用複合材料成形体を製造すること
もできる。 セラミツクフアイバーに対する粉末状物質の割
合は、少なすぎると成形体の強度が不足し、多す
ぎると成形体の断熱性が不充分となる。種々の実
験を行つた結果、セラミツクフアイバーの30〜
100%(焼成前重量)に相当する粉末状物質を添
加することが実用的であることが判明した。 また粉末状物質中に、焼成中ガスを発生する物
質を添加すれば、焼成中に成形体中の粉末状物質
部分が発泡して空孔を増加し、その断熱性をさら
に向上することができる。 凝集材(溶液又はコロイド溶液)はスラリー
()中に分散する粉末状物質の種類に応じ、そ
れを凝集させるに適した性状を有しなければなら
ないことは前述の通りであるが、それらの中には
焼成工程で完全に揮発消失してしまう種類のもの
(例えば多くの無機および有機酸)と焼成工程後
にも溶質の一部又は全部の成分が残存する種類の
もの(例えば多くの金属塩溶液、無機質ヒドロゾ
ル)があるが、何れでもよく、後者を用いた場合
は一般に焼成工程におけるセラミツクボンド形成
を助ける効果もある。 焼成は成形体の強度、空孔の生成、増大、およ
び高温使用時での安定性を得ることを第1の目的
として行うが、焼成条件が低すぎては勿論この目
的を果すことができず、また高すぎては成形時の
形状を保持した焼成体を得ることが困難となる。
多くの実験を繰り返し行つた結果、実際上の目安
を、成形時の成形体に認められるセラミツクフア
イバーの繊維組織の約半分以上が消失し、しかも
成形体形状を保持している条件(温度、時間)内
で焼成すること、に置けば、上述の目的を果せる
ことが判明した。 この選択される焼成条件は、セラミツクフアイ
バーの化学組成と寸法(径、長さ)、粉末状物質
の化学、および鉱物組成、セラミツクフアイバー
と粉末状物質との割合、無機添加剤を用いるなら
ばその性質と添加量、成形方法、製品の寸法と形
状、製品の品質目標などにより異なることは云う
までもない。何れにしても、上述の条件(温度、
時間)内で焼成すれば、可及的に原繊維長が維持
されたセラミツクフアイバーと粉末状物質とが焼
結し、あるいは小部分的に溶融してガラスを形成
し、それらに伴つて多くの空孔が生成する。 また、ガラス質セラミツクフアイバーを用いた
場合は、それを結晶化して高温でも安定な性質に
することが成形体焼成の第2の目的である。この
目的は、上述の条件内での焼成でほとんどの場合
達成することができるが、なおこのことにも充分
留意して焼成条件を設定せねばならない。 なお、焼成温度が低すぎると使用温度によつて
は欠点のあらわれることがあるから焼成温度の下
限は1000℃とし、それ以下であつてはならない。
望ましいのは1200℃以上である。 次に実施例を示す。 実施例 1 スラリー()調製工程 使用した市販の水簸カオリン(A)、および同(B)
の化学組成および粉末度を表1および表2に示
す。
The present invention relates to a high-temperature heat insulating composite material molded body composed of ceramic fibers, sintered and vitrified parts, and holes, and a method for manufacturing the same, and its purpose is to have relatively high strength.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a composite material molded article for high-temperature insulation that can be used up to high temperatures without causing harmful behavior such as shrinkage or deformation. The ceramic fiber mentioned here is made by melting raw materials whose main ingredients are alumina, silica, etc. in an electric furnace, and then using high-speed airflow such as steam or air, or by using the centrifugal force of a rotating disk. It is a fireproof insulation material obtained by making fibers, etc., and the widely commercially available materials are Al 2 O 3 40-60% and SiO 2 60-60%.
It is a glassy substance whose main component is 40%.
In addition, materials having a composition of 70% or more Al 2 O 3 that have been commercially available in recent years, or materials such as zirconia may also be used. Ceramic fiber is commercially available as bulk cotton, but it is more commonly marketed as molded products such as boards, blocks, tubes, and various molded products, and is used in various furnaces and other equipment, especially high-temperature ducts, boiler combustion chambers, It is widely used as a lining material, backup material, heat insulating material, etc. for high-temperature pipes, and there is a national requirement for energy conservation.
In recent years, its demand has been increasing rapidly. The present invention relates to ceramic fiber molded bodies. Currently, the following methods are generally used to mold ceramic fibers into various shapes. Ceramic fiber is poured into a relatively large amount of water, a deflocculant, a binder, and in some cases an antifoaming agent are added to it, stirred and mixed to prepare a slurry, and this slurry is poured into a mold. A molded article consisting of a stack of ceramic fibers is obtained by pouring the mixture into a mold and dehydrating it by suction from the surface of the mold. At this time, if necessary, pressure is applied from the top of the stack during suction or after suction. As binding materials, inorganic sols (silica sol, alumina sol, etc.) and cements based on silicates, aluminates, phosphates, etc. are generally used, and organic glues are also used at the same time. There is also. The molded body can be sold as a product just by drying. Commercially available heat-insulating ceramic fiber molded bodies manufactured by this method are used in furnaces and other high-temperature parts in various industrial sectors, exhibiting excellent heat-insulating properties and playing an important role in energy conservation. However, it has been pointed out that these products generally have the following serious drawbacks. 1. When used at temperatures above 1200°C, the molded product suddenly becomes brittle. 2. If used at temperatures above 1200℃, the molded product will undergo significant shrinkage and deformation. The following are the main causes of these phenomena. a. When a commercially available ceramic fiber molded product is used at the above temperatures, its bonding parts (inorganic hydrogel, organic glue) will be significantly altered, resulting in a significant decrease in bonding or significant shrinkage. thing. b. When a molded product made of vitreous ceramic fiber is used at the above temperatures,
The fateful drawback of this type of fiber is that the crystallization of the glass becomes active, and as a result, the fiber itself rapidly becomes brittle and deforms. The present inventors have been conducting research for many years with the aim of producing a new type of high-temperature insulation molded product that eliminates the above-mentioned drawbacks that commercially available ceramic fiber molded products exhibit during use. As a result, we developed a heat-insulating composite material molded body consisting of ceramic fibers, sintered and vitrified parts, and pores that can be safely used up to considerably high temperatures without causing the above-mentioned drawbacks, and we also developed a manufacturing method for it. successfully established. Next, the manufacturing method of the present invention will be described. Slurry () Preparation Step If the powdered material is made of one or more natural minerals or artificial minerals, which is one of the main materials of the composite material molded product, approximately 50% (weight) or more of its constituent components are Natural materials that have a chemical composition that remains after the described firing process and that also consist of fine particles (e.g., solubilizable or refractory clays,
Elutriated substances such as kaolin, crushed bauxite)
Or use artificial materials (e.g. alumina powder, pulverized powder). One type or a mixture of two or more of these powdery substances is dispersed in water to form a slurry. Needless to say, the peptization conditions necessary for dispersing the powdered material must be adapted to the particular properties of the powdered material. In addition, if higher dry strength is required after the molding, drying, and processes described in (2) and in handling of the molded object, this slurry (2) should be prepared during the preparation of this slurry (2), or the slurry (20) described in
It is effective to add an organic sizing agent during adjustment. Ceramic fiber pre-treatment step Ceramic fiber is treated with a solution or colloid solution having properties suitable for agglomerating the powdery substance dispersed in the slurry. The term "properties suitable for agglomeration" as used herein refers to properties suitable for agglomeration, taking into account the unique properties of the powdered material used.
Of course, it refers to properties that are compatible with this.
The ceramic fiber used is preferably in the form of bulk cotton, but this need not necessarily be the case.
In addition, when bulk cotton is used, it can be impregnated with a solution. Further, the flocculant (solution or colloidal solution) may be of a nature that completely disappears during the firing step described in (2), or it may be of such a nature that some or all of the solute remains even after the firing step. Slurry () Preparation Step Ceramic fiber bulk cotton, which has been pretreated as described in the above, is put into the slurry () to prepare the slurry (). Ceramic fiber bulk cotton input amount is slurry ()
The amount of powdery material dispersed in the material is 30-100%
(weight). Although it is necessary to stir thoroughly during and after charging, it is desirable to maintain the fibril length without breaking the ceramic fibers as much as possible. Molding, Drying, and Firing Steps The amount of water in the slurry () is adjusted to be suitable for the molding method by increasing or decreasing it, and then the slurry is molded, dried, and then fired.
During firing, the original fiber structure of the ceramic fiber that can be seen with the naked eye changes to approximately 50%.
% (half) or more disappears, and if vitreous ceramic fiber bulk cotton is used, it crystallizes, and moreover, the shape of the molded product is generally maintained before and after firing (meaning that it retains a similar shape) (The shrinkage itself often occurs by about 10 to 20%) during firing within the temperature-time conditions. However, the lower limit of the firing temperature is 1000°C, especially 1200°C. The high-temperature heat insulating composite material molded article of the present invention is manufactured through the above four steps. The advantages of the composite material molded article for high temperature insulation of the present invention are as follows. (1) In the compact, a ceramic bond is formed between ceramic fibers, or between a ceramic fiber and a powdery substance deposited and sintered on its surface, and in some cases, a residual component of an aggregate. As a result, the strength of the molded product is high, and even when used at relatively high temperatures, the joints do not change in quality and are stable, and the molded product does not shrink or lose strength due to deterioration of the joints. do not have. (2) Ceramic fibers are mostly crystallized before use, so there is no embrittlement or deformation of the fiber itself that occurs due to crystallization of glassy ceramic fibers during use at high temperatures, and therefore molded products caused by these do not No embrittlement or deformation was observed. (3) Since many voids are formed in the molded body by the remaining relatively long fibers and partially melted glass, the molded body has extremely high heat insulation properties. In other words, it can be said that it is a high-performance high-temperature heat insulating composite material that eliminates the drawbacks of conventionally commercially available ceramic fiber molded bodies and can be safely used up to high temperatures. The powdered substance, which is one of the main materials here, may contain components that decompose and volatilize during the firing process as part of its composition, up to about 50% (by weight), but more than 50% (by weight) This is generally undesirable because it often shrinks too much during firing, causing cracks, making it difficult to maintain the shape, and making it difficult to maintain the precision of product dimensions. Within the range of commonly available particles, the finer the powder, the better the bond strength to ceramic fibers and the strength of the molded product.Experiments have shown that the average particle size is 30μ (50% passing particle size) or less, preferably 5μ.
Good results were obtained in the following cases. However, when two or more types of powdered substances are mixed and used, and one of them accounts for 30% or more of the total powdered substances, the average particle size of the particles other than that one may be larger than the above-mentioned average particle size. Therefore, when using a mixture of two or more types of powdered substances, it is also possible to use relatively coarse small particles containing pores (for example, alumina bubbles) as one of the types, thereby achieving higher It is also possible to produce a composite material molded body for high-temperature insulation with high performance. If the ratio of the powdery substance to the ceramic fiber is too small, the strength of the molded product will be insufficient, and if it is too large, the heat insulation properties of the molded product will be insufficient. As a result of various experiments, ceramic fiber 30~
It has been found practical to add powdered material corresponding to 100% (weight before firing). Additionally, if a substance that generates gas during firing is added to the powdered material, the powdered material portion of the compact will foam during firing, increasing the number of pores and further improving its insulation properties. . As mentioned above, the agglomerating material (solution or colloidal solution) must have properties suitable for agglomerating it depending on the type of powdery substance to be dispersed in the slurry (). Some types of solutes completely volatilize and disappear during the calcination process (e.g., many inorganic and organic acids), while others in which some or all of the solute components remain after the calcination process (e.g., many metal salt solutions). , inorganic hydrosol), but any of them may be used, and when the latter is used, it generally has the effect of assisting ceramic bond formation in the firing process. Firing is performed with the primary purpose of increasing the strength of the compact, generating and increasing pores, and obtaining stability during high-temperature use, but of course this purpose cannot be achieved if the firing conditions are too low. If the temperature is too high, it will be difficult to obtain a fired product that retains its shape during molding.
As a result of many repeated experiments, we have established a practical guideline under which conditions (temperature, time, ) It has been found that the above purpose can be achieved by firing it in The firing conditions selected depend on the chemical composition and dimensions (diameter, length) of the ceramic fiber, the chemistry and mineral composition of the powder material, the ratio of ceramic fiber to powder material, and the use of inorganic additives, if any. Needless to say, it varies depending on the properties and amount added, molding method, product size and shape, product quality goals, etc. In any case, the above conditions (temperature,
If the ceramic fiber is fired within a certain period of time, the powder material and the ceramic fiber whose fibril length is maintained as much as possible will be sintered or partially melted to form glass. Vacancies are generated. Further, when a vitreous ceramic fiber is used, the second purpose of firing the compact is to crystallize it and make it stable even at high temperatures. Although this objective can be achieved in most cases by firing within the above-mentioned conditions, the firing conditions must be set with due consideration given to this fact. Note that if the firing temperature is too low, defects may appear depending on the temperature used, so the lower limit of the firing temperature should be 1000°C and not lower than that.
A temperature of 1200°C or higher is desirable. Next, examples will be shown. Example 1 Slurry () Preparation Step Commercially available elutriated kaolin (A) and kaolin (B) used
The chemical composition and fineness of the powder are shown in Tables 1 and 2.

【表】【table】

【表】 これらを市販のデキストリンおよびエチルア
ミンと共に下記の量的割合に水の中に投じ、撹
拌して充分解膠させて、スラリー()を調製
した。 水簸カオリン(A) 2500g 〃 (B) 2500g デキストリン 50g エチルアミン 10g 水 70 セラミツクフアイバー前処理工程 使用した市販のセラミツクフアイバーバルク
綿の品質を表3に示す。
[Table] These were poured into water together with a commercially available dextrin and ethylamine in the following quantitative proportions, and stirred to fully decompose and glue, to prepare a slurry (). Elutriated kaolin (A) 2500g (B) 2500g Dextrin 50g Ethylamine 10g Water 70 Ceramic fiber pre-treatment process Table 3 shows the quality of the commercially available ceramic fiber bulk cotton used.

【表】 上記のセラミツクフアイバーバルク綿を酸性
ヒドロゾルであるカタロイドSN(触媒化成(株)
製)の中に浸漬した。その量的割合は次の通り
である。 カタロイドSN溶液 70 セラミツクフアイバーバルク綿 10Kg スラリー()調製工程 の工程で前処理されたセラミツクフアイバ
ーをスラリー()中に撹拌を行いながら投入
し、なお適当に撹拌を続行し、カオリン粉末
と、セラミツクフアイバーとが均一、混然とな
つて水中に浮遊する状態を見屈けてから撹拌を
停止した。撹拌中はセラミツクフアイバーを可
及的に折損しないように特に留意した。セラミ
ツクフアイバー中にその一部が含浸しているカ
タロイドSNはスラリー()中に解膠してい
る2種類のカオリンを擬集する性質を有してい
るので、本工程で得られたスラリー中のセラミ
ツクフアイバー表面にカオリンは擬集し、よく
密着していた。このスラリーをスラリー()
とした。 成形、乾燥、焼成工程 スラリー()を1面が金網となつている木
製型中に注入し、金網側から吸引、その反対側
をプレスすることにより約200×200×50mmの板
に成形し、これを105℃乾燥室中で乾燥したの
ち、焼成炉で最高1350℃(2時間)に焼成し
た。 試製品は、焼成前の成形体に認められたセラ
ミツクフアイバーの繊維組織が肉眼的に半分以
上消失し、寸法は焼結による収縮はしたものの
外形は保持されていた。カオリンやカタロイド
SNの残存成分(シリカ)が、充分に結晶(ム
ライト+コランダム)化したセラミツクフアイ
バーを包囲して焼結し、強固なセラミツク成形
体を構成していた。また原形が残存しているセ
ラミツクフアイバーは、ほとんど折損されてい
ないので、原繊維長が維持され、また部分的に
周囲のカオリンやカタロイドSNの残存成分
(シリカ)と共に溶融した部分は、その見掛容
積を特に縮小してガラスを生成し、これらの比
較的長い繊維とガラスとで成形体中には多くの
空孔が生成、あるいは増大していた。 このようにして試製された高温断熱用複合材料
成形体の品質は次の通りである。
[Table] The above ceramic fiber bulk cotton is used as an acidic hydrosol, Cataloid SN (Catalyst Kasei Co., Ltd.).
(manufactured by). The quantitative proportions are as follows. Cataroid SN solution 70 Ceramic fiber bulk cotton 10Kg Slurry () Preparation process The ceramic fibers pretreated in the step are poured into the slurry () while stirring, and stirring is continued appropriately to mix the kaolin powder and the ceramic fibers. The stirring was stopped after the mixture was uniformly mixed and suspended in the water. During stirring, particular care was taken not to break the ceramic fibers as much as possible. Cataloid SN, a part of which is impregnated in the ceramic fiber, has the property of aggregating the two types of kaolin that are peptized in the slurry (), so the Kaolin aggregated on the surface of the ceramic fiber and adhered well. slurry()
And so. Forming, drying, and firing process The slurry () is poured into a wooden mold with a wire mesh on one side, suction is applied from the wire mesh side, and the other side is pressed to form a plate of approximately 200 x 200 x 50 mm. After drying this in a drying room at 105°C, it was fired in a firing oven at a maximum temperature of 1350°C (2 hours). In the sample product, more than half of the ceramic fiber fiber structure observed in the pre-fired molded body had disappeared to the naked eye, and although the dimensions had shrunk due to sintering, the external shape was maintained. kaolin and cataloids
The remaining component of SN (silica) surrounded and sintered the sufficiently crystallized ceramic fiber (mullite + corundum), forming a strong ceramic molded body. In addition, the ceramic fibers that still have their original shape are hardly broken, so the length of the fibrils is maintained, and the parts that have partially melted together with the surrounding kaolin and the remaining components (silica) of cataloid SN are Glass was produced by particularly reducing the volume, and many pores were generated or increased in the molded product due to the glass and these relatively long fibers. The quality of the composite material molded article for high-temperature heat insulation trial-produced in this way is as follows.

【表】 すなわち、本試製品は強度において各社セラミ
ツクフアイバー成形体のカタログに見られる値を
遥かにしのぎ、これを加熱したとき、後者は未焼
成品であるがため1100℃ですでに著しい収縮を示
して変形も甚しく、ほとんど使用に耐えないのに
対し、前者は1400℃でも収縮を示さず、形状も使
用前とほとんど変化しなかつた。しかも熱伝導率
は各社セラミツクフアイバー成形体のカタログに
見られる値と同じか、むしろ幾分か小さい値を示
し、本試製品は良好な高温断熱性を有していると
云える。 以上述べたように、本発明の方法で試製された
本発明の高温断熱用複合材料成形体は、比較的高
い強度を有するので取扱いやすく、しかも相当の
高温度まで安心して使用でき、使用中は高度の断
熱性を発揮する、優秀な品質の高温断熱用複合材
料成形体であると云える。
[Table] In other words, in terms of strength, this sample product far exceeds the values found in the catalogs of ceramic fiber molded products from various companies, and when heated, it already shrinks significantly at 1100℃ because the latter is an unfired product. However, the former showed no shrinkage even at 1400°C and its shape remained almost unchanged from before use. Moreover, the thermal conductivity was the same as, or even slightly smaller than, the values found in the catalogs of ceramic fiber molded products from various companies, and it can be said that this sample product has good high-temperature insulation properties. As described above, the high-temperature insulation composite material molded article of the present invention trial-produced by the method of the present invention has relatively high strength, is easy to handle, and can be used safely up to considerably high temperatures; It can be said that this is an excellent quality composite material molded product for high-temperature insulation that exhibits a high degree of heat insulation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (イ) 天然鉱物、又は人工鉱物の中の1種以上
からなる粉末状物質を水中に分散させてスラリ
ー()を調整すること、 (ロ) 予めセラミツクフアイバーを、スラリー
()中に分散する上記粉末状物質を凝集させ
るに適した性状を有する溶液、あるいはコロイ
ド溶液で処理すること、 (ハ) 前記(ロ)の項に記述したようにして前処理され
たセラミツクフアイバーにスラリー()を、
スラリー()中の上記粉末状物質がセラミツ
クフアイバーの30〜100%(重量)に相当する
量となるように加え、撹拌してスラリー()
を調整すること、 (ニ) スラリー()を、その水分量が採用する成
形方法に適した値になるように調整後成形し、
乾燥し、次にこれを肉眼的に認められる繊維組
織の約半分以上が消失し、しかも成形体の形状
を焼成前後で概ね保持している温度−時間条件
内であつてかつ1000℃以上の温度で焼成するこ
と、 の各工程からなることを特徴とする高温断熱用複
合材料成形体の製造方法。
[Claims] 1. (a) Dispersing a powdered substance made of one or more types of natural minerals or artificial minerals in water to prepare a slurry (b) Preparing ceramic fibers in the slurry. (2) treatment with a solution or colloidal solution having properties suitable for agglomerating the powdery substance dispersed therein; (c) ceramic fibers pretreated as described in (b) above; slurry (),
Add the above powdered substance to the slurry (2) in an amount equivalent to 30 to 100% (by weight) of the ceramic fiber, stir and make the slurry (2).
(d) The slurry () is molded after adjusting its moisture content to a value suitable for the molding method to be adopted,
After drying, the temperature and time are such that more than half of the fibrous structure visible to the naked eye disappears, and the shape of the molded product is maintained before and after firing, and at a temperature of 1000°C or higher. 1. A method for producing a composite material molded article for high-temperature insulation, comprising the following steps:
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