JPS62207779A - 繊維セラミツク断熱材 - 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】 産業上の利用分野 本発明は耐熱性無機繊維とセラミック原料粉末を主成分
としてなるｍ雑セラミック断熱材に関するものである。

従来の技術 耐熱性無機ｍ維のマットあるいはシート状の断熱材はそ
の高い空隙率によって断熱効果に優れているため、炉壁
の内貼りゃ各種の保温材として幅広く使われてきている
。しかし、これらはバインダを含まないものであったり
、無機バインダを用いる場合でもシリカコロイドを含浸
させたり、ベントナイトなどの粘着性粘土を用いて硬化
させて用いるのが一般的であった。

発明が解決しようとする問題点 上記のように、シリカコロイドやベントナイトなどのバ
インダを用いて耐熱性前＊ｆｍＮを互いに接着して桿ら
れる従来の断熱材は繊維相互の接着強症か弱く、雰囲気
のガスの８！速の小さいときにのみ使用可能であった。

ガスの流速が大きくなると、断熱材の表面から耐熱性無
機ａ維が吹き飛ばされ断熱効果が次第に損なわれるため
である。この吹き飛びを抑制するためにバインダの吊を
増加すると嵩密度がｊケ加し、断熱性能を低下させる結
果となる。シリカコロイドを含浸させて硬化させるもの
では、シリカコロイド液の含１ｆｆｉの調整が雌かしく
、嵩密度にバラツキを生じる結果、断熱効果を不均一な
ものとしていた。さらに、これらの断熱材のｍ＃ｆ１に
よって構成される空隙は表面から内部までづべて連なっ
ており、例えば高温ガス流中で使用する場合には高温ガ
スが断熱材の空隙に流入し、断熱効果を著しく低下させ
る結果となっていた。

本発明はこのような問題点を解決するもので、ガス流に
よる吹き飛びを生じない充分な強度が得られ、かつ成分
組成のバラツキもなく、さらに断熱効果を維持できる断
熱材を提供プることを目的とするものである。

問題点を解決づるための手段 この問題点を解決づるために本発明は、耐熱性態ｂ１繊
緒とセラミック原料粉末を湿式抄造して得られるマツ１
−もしくｔよブロックを焼結させてセラミック化した多
孔質の断熱材であって、その表面が稠密化されてガス不
透過性であるものである。

作用 この構成°により、耐熱性無機繊維とセラミック原料粉
末を湿式抄造して得られる成形体中には耐熱性無１１繊
維とセラミック原料粉末がバラツキなく均等に分散され
ており、焼結して得られる断熱材中においても嵩ｖＭ度
は均等に維持されるため、断熱効果の均等性の高いもの
となる。また、耐熱性無機繊維とセラミック原料粉末を
焼成して得られる焼結結合セラミックであるため、強度
が大きく、ガス流中で使用しても吹き飛びを生じること
がない。また、断熱材表面が稠密化されているので、断
熱材中へのガスの浸入を防止でき、断熱材の効果を維持
できる。

実施例 以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明す
る。

実施例１ 耐熱性態ｍａｎとして平均径約３μｍのシリカ−アルミ
ナ繊維を用いた。このシリカ−アルミナＳａを平均１ｆ
ｉＮ長６１Ｗ＋にチョップしたものを２０ｊｌ量部秤吊
して水１０００！Ｉ！　ｆｆｉ部に懸濁させた。一方、
セラミック原料粉末としてカオリナイト、スボジュメン
、非結晶質の酸化ケイ素粉末を２：２：１の割合で混合
させた混合物の６重量部を５０重量部の水に懸濁させた
。このａｎ懸濁液とセラミック原料粉末懸濁液を撹拌し
つつ混合した。つぎに有機質結合剤としてポリエステル
ディスバージョン液を１重量部を加え充分撹拌混合させ
た後、′１１集剤として澱粉溶液を加えて繊維、セラミ
ック原料粉末およびイ■機費結合剤を互いに凝集させた
。こうして得られた凝集懸濁液を水で３００唖＃部に稀
釈してブロック状基体の成形型に移して吸引脱水し、成
形型から取出した後乾燥し、ポリエステルでＩｌｉ維、
粉末を結合させたブロック状成形体を得た。つぎにシリ
カ−アルミナａｍをＯ，ｓ關以下の４１雌長に調整した
ものと上述のセラミック原料粉末を上述の割合で混合し
た混合物１０曖吊部を水１２０重小部に懸濁させ、充分
に撹拌しつつ上記で得られたブロック状成形体を浸漬さ
せ、直ちに引上げて乾燥した。このとき水は成形体中に
浸透するが、ブロック状成形体の表面には０．５闇以下
にチョップされたシリカ−アルミナ４ＩＩＩＩとセラミ
ック原料粉末がケーキ状となって付着しているのが観察
された。つぎにこのブロック状成形体を１２５０℃４時
間焼成すると、図面に示すように表面に稠密層１を有す
る繊維セラミックからなるブロック状断熱材２が得られ
た。この断熱材２の基体３は嵩密度０．３０（１／　ａ
ｓ　’であって、熱伝導率は０．０７にｃａｌ／ｍ・ｈ
−ｄｅｇであった。また、稠密層１は厚さ０．２ｍｍに
形成され、平滑で空隙のない壁状４Ｉ４造となっており
、ガス不透過性であってその内側では基体３の骨格をな
すａｍセラミックと焼結結合していることがｖＪ察され
た。この基体３は５ｍ／ｓｅｃのガス流中でも吹き飛び
によって欠損を生じることがなく優れた性能を維持する
ものであった。

鉤記稠密層１はセラミック原料粉末のみから形成しても
良いが、基体３と同一組成となるように細かくチョップ
した耐熱性態ｎｙａｔｍとセラミック原料粉末をスラリ
原料に用いて表面層を形成するのがより望ましい。これ
により基体３と表面層との熱膨張を同じにできるので、
温度変化に対してもクラックを発生したりする心配がな
い。

実施例２ 耐熱性無ｍｅａｎとして実施例１と同球にシリカ−アル
ミナ４１ｉ維を用い平均繊維長を約１闇に調節したちの
２０ｍ吊部を水１０００重量部に懸濁させた。

シリカ−アルミナ系のセラミック原料粉末として焼結性
の良いセリサイト粘土、ベタライト１０重量部を５０重
ａ部の水に懸濁させた後、繊維懸濁液に添加して撹拌混
合する。つぎに有機質結合剤として酢酸ビニル−アクリ
ル共重合エマルジョン１重量部を加え混合し、塩化アル
ミニウム溶液を添加した後、アンモニア水で中和して水
酸化アルミニウムのコロイドを生成させる。このコロイ
ドによって繊維、セラミック原料粉末、有機質結合剤を
一次凝集させる。この水酸化アルミニウムコロイドによ
る凝集は特に有機質結合剤のエマルジョンに対しては有
効である。つぎに澱粉溶液を添加して凝集を完結させた
後、３０００重吊部に稀釈してマットを成形する成形型
を用いて抄造成形した。これを取扱いを容易にするため
乾燥によってエマルジョン系有機結合剤の重合を行なわ
せた。一方、実施例１と同様にシリカ−アルミナ４１ｉ
維とセラミック原料（セリサイト粘土、ペタライト）の
懸濁液を作成し、これをマット状成形体の上からスプレ
ーにより吹き付けた。吹き付けられた懸濁液中の水は急
速にマット状成形体に吸引され、懸濁液中の固形分であ
るシリカ−アルミナ繊維とセラミック原料粉末がケーキ
となってマット状成形体表面に付着していた。このマッ
ト状成形体を１２５０℃２時間で加熱するとシリカ−ア
ルミナ繊維とセラミック原料粉末が焼結結合し、セラミ
ック化してマット状断熱材が得られる。表面の稠密層は
実施例１と同様のものが得られ、厚さは０．１１ｍであ
った。基体の嵩密度は０．４６１Ｊ／ｃ１１’であって
、熱伝導率は０．０９にｃａｌ／ｍ　−ｈ　−ｄｅｇ　
ｔ’あった。

発明の効果 以上のように本発明による断熱材は耐熱性無機繊維とセ
ラミック原料粉末を焼結結合させ、セラミンク化して得
られる断熱材であるため、熱伝導率を大きく変化させる
ことな（５ｍ／ｓｅｃの流速のガス流中でも吹き飛びを
生じない充分な強度を発揮するものである。また、耐熱
性無機ｍ＃ｌとセラミック原料粉末の凝集スラリから湿
式抄造して得られるため、成分組成のバラツキがなく、
均一な断熱効果が得られる。さらに、多孔質である断熱
材の空隙中をガスが通過して断熱効果を低減することを
防止するために、稠密化された断熱材表面を形成しであ
るので、断熱材中へのガスの浸入は防止でき、断熱材の
効果を損なうことなく維持できるものである。特に、稠
密化された断熱材表面を基体と同一成分で構成づること
で熱膨張率が一致するので、温度変化の生じ易い雰囲気
中でもクラックや欠ｆ）を生じることなく安全に使用で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例にＪ３ける断熱材の部分斜視図で
ある。 １・・・稠密層、２・・・ブロック状断熱材、３・・・
基体／−−−澗Ｌ＃ Ｚ−−−７’ｙｙ７Ｘｆ；＠ｔ＄ ３−−−基体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐熱性無機繊維とセラミック原料粉末を湿式抄造し
   て得られるマットもしくはブロックを焼結させてセラミ
   ック化した多孔質の断熱材であって、その表面が稠密化
   されてガス不透過性である繊維セラミック断熱材。 ２、稠密化された表面が耐熱性無機繊維とセラミック原
   料粉末の焼結した成分からなる特許請求の範囲第１項記
   載の繊維セラミック断熱材。 ３、耐熱性無機繊維および、あるいはセラミック原料粉
   末がアルミナおよびシリカを成分とする特許請求の範囲
   第１項記載の繊維セラミック断熱材。