JPS62283884A - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、耐熱性無機繊維を用いた多孔質体からなるコ
ルゲートハニカム形状をした断熱材であって、高温ガス
流中でも使用可能なものに関する。

従来の技術 耐熱性無機繊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（使われてきている
。しかし、これらは、マット状、あるいはシート状のま
ま使用しており断熱効果をさらに向上させようとする工
夫は、なんらなされていなかった。また、これらはバイ
ンダを含まなかったり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
粘土で硬化させて用いるのが一般的であった。また、こ
れら断熱材の表面を特にガス不透過性にして用いようと
したものはみられない。

コルゲートハニカム形状の断熱材としては、特公昭３６
−１７２７２号公報にみられるものがある。ここでは、
有機繊維紙や布などの可撓性有機担体に、セラミック原
料粉末を固着させてコルゲートハニカムに成形し、焼成
して得られるコルゲートハニカム形状の断熱材が用いら
れ、緻密なセラミックからなるものである。

発明が解決しようとする問題点 上２己のよう（こ、シリカコロイドやベントナイトなど
のバインダーを用いて耐熱性無機繊維を互いに接着して
得られる従来の断熱材は、繊維相互の接着強度が弱く、
雰囲気のガス流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
無機繊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ーの量を増すと
嵩密度が増加し、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
コロイド液の含浸量の調整が難しく、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、これらの断熱材の繊維によって構成される空隙
は表面から内部まですべて貫なっており、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ていた。

一方、特公昭３６−１７２７２号公報においてはコルゲ
ートハニカムが緻密なセラミックで構成されているため
、高温ガス流中でも充分なガス不透過性を維持するもの
の、緻密であるためにセラミックの材質そのものを伝わ
る伝導伝熱が大きくなって断熱効果を損なうものであっ
た。

問題点を解決するための手段 本発明の繊維セラミック断熱材は、耐熱性無機繊維とセ
ラミック原料粉末とを焼成して得られる多孔質材料を用
いてコルゲートハニカムとし、その表面を緻密にしてガ
ス不透過性を持たせたものである。

作　　用 耐熱性無機繊維を主原料として、セラミック原料粉末で
繊維を互いに焼結結合して得られる材料であるため、著
しく多孔質に構成できる。従って材料の伝導伝熱量が小
さく優れた断熱効果かえられ、さらにこの材料を用いて
コルゲートハニカム形状に構成することで、ハニカムセ
ル内に断熱効果の最も優れた空気をとりこむことができ
、断熱効果を一段と向上させることができる。

一方、多孔質な材料で構成されるので、高温ガスは容易
に断熱材中に侵入することができ、断熱効果が失われる
恐れもあるが、本発明では、これを防止するために、ハ
ニカム構造体の表面を耐熱性無機材料とセラミック原料
粉末を緻密に焼結さ゛せてガス不透過性として、ガスの
流入による断熱性の低下を防止した。さらに緻密に焼結
されたセラミックで表面を覆っているため流速の速いガ
ス流中で使用しても多孔質な材料が保護され、吹き飛び
などによる損耗をも防ぐことができる。

実施例 以下に、本発明の一実施例を述べる。

耐熱性無機繊維として平均径的３μｍのシリカ−アルミ
ナ繊維を用いた。このシリカ−アルミナ繊維を平均繊維
長６ｍ＠にチョップしたものを２０重量部秤量して水１
０００重量部に懸濁させた。

一方、セラミック原料粉末としてセリサイト粘土、ペタ
ライトの混合物１０重量部を５０重量部の水に懸゛濁さ
せた。この繊維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。次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溶液を１重量部加えて充
分撹拌混合させた後、塩化アルミニウム溶液を添加して
塩化ナトリウム溶液で中和して水酸化アルミニウムコロ
イドを生成させた。このコロイドで繊維、セラミック原
料粉末、有機質結合剤を凝集させた。次に、澱粉糊溶液
を添加して凝集を完結させた。

こうして得られた凝集懸濁液を水で３０００重量部に稀
釈したものを、通常の抄紙機で抄造してシートを作成し
た。このシートを２分し、コルゲートマシンを用い、波
形シートと平板シートを、耐熱性無機繊維とセラミック
原料粉末を含んだ有機質の接着剤で接合して、段ボール
形状のシートとなしたものを得た。適当な寸法に切断し
たこのシートの波形頂部に、さらに上記接着剤を塗布し
て接着しつつ積層してハニカム構造に成形した。他方、
０．５ｍ以下に調整したシリカ−アルミナ繊維とセラミ
ック原料粉末を混合した混合物１０重量部をスラリ成分
として水１２０重量部に懸濁させたスラリを、上記で得
られたハニカム構造体に塗布したのち乾燥した。ハニカ
ム構造体の表面には上記のスラリ成分がケーキ状となっ
て堆積しているのが観察された。次に、このハニカム構
造体を１２５０℃で焼成すると、シートに含まれる有機
質は焼失し、シリカ−アルミナ繊維、セラミック原料粉
末はともに焼結してセラミック化して繊維セラミックハ
ニカム構造の断熱材を得た。

本実施例で得られた断熱材の一部を図に示す。

同図において、多数のハニカムセル１を有するノ＼二カ
ム構造体２の外表面は、上下とも緻密膜３で被覆され、
ガス不透過性を有するものである。

上記スラリ成分が焼結して形成される断熱材の表面の緻
密膜は、厚さ０．２ｍｍであった。一方、ハニカムの材
料そのものの嵩密度は０．４６ｇ／ｃｊで、熱伝導率は
０　、０９ｋｃａｌ／ｍｈ’ｃであった。この材料を用
いて作成したハニカム構造の断熱材で、コルゲートピッ
チが５ｍｎ＋、コルゲート高さが３ｒａＩｌ１１壁厚が
０．４５ｍａ＋のものの熱伝導率は、０、０７ｋｃａｌ
／■ｈ’Ｃであって、材料そのものの熱伝導率より０　
、０２ｋｃａｌ／ｌｌ１ｈ’ｃ低（することができた。

他の実施例としては、耐熱性無機繊維にアルミナ繊維を
、セラミック原料粉末にγ−アルミナを用いて、同様の
方法でハニカム構造を作成し、１６００℃で焼成して、
はぼ同等の特性を示す断熱材を得ることもできた。

発明の効果 上述のように、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凝集させ、抄造して成形したの
ち焼結させ、セラミック化して得られる断熱材であるた
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、本発明の断熱材は、通常の耐火煉瓦か
らなる断熱材より軽量で断熱効果に優れたものとなって
いる。

従って、以上のように優れた性能を有する本発明の断熱
材を用いて、例えば電気炉を製造すると、従来に無いコ
ンパクトで軽量なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例における繊維セラミック断熱材
の斜視図である。 １・・・ハニカムセル、２・・・ハニカム構造体、３・
・・緻密膜。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐熱性無機繊維とセラミック原料粉末を湿式抄造
   して得られるシートをコルゲートハニカムに成形し、焼
   成してセラミック化した多孔質体からなる多数のハニカ
   ムセルを有する繊維セラミック断熱材。
2. （２）繊維セラミック断熱材の表面が緻密化されてガス
   不透過性であることを特徴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。
3. （３）繊維セラミック断熱材の緻密化された表面が、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
   なることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の繊維
   セラミック断熱材。
4. （４）耐熱性無機繊維およびセラミック原料粉末の少な
   くとも一方が、アルミナおよびシリカから選ばれた少な
   くとも一種を主成分とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の繊維セラミック断熱材。