JPS6350318B2 - - Google Patents

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JPS6350318B2
JPS6350318B2 JP58025871A JP2587183A JPS6350318B2 JP S6350318 B2 JPS6350318 B2 JP S6350318B2 JP 58025871 A JP58025871 A JP 58025871A JP 2587183 A JP2587183 A JP 2587183A JP S6350318 B2 JPS6350318 B2 JP S6350318B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alumina
heat insulating
fiber
weight ratio
polycrystalline
Prior art date
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Expired
Application number
JP58025871A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59152281A (ja
Inventor
Yasuo Saito
Kenichiro Myahara
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Saint Gobain TM KK
Original Assignee
Toshiba Monofrax Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Monofrax Co Ltd filed Critical Toshiba Monofrax Co Ltd
Priority to JP2587183A priority Critical patent/JPS59152281A/ja
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Publication of JPS6350318B2 publication Critical patent/JPS6350318B2/ja
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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は高温用断熱構造体に関し、特に1600℃
を超える高温で使用される多結晶高アルミナフア
イバーを含む断熱構造体に係る。 近年、省エネルギーのための断熱材としてセラ
ミツクフアイバーの使用が一般的に行なわれるよ
うになつてきている。こうしたセラミツクフアイ
バーの使用温度は次第に高くなり、それに伴つて
1600℃までの温度に耐える多結晶高アルミナフア
イバーが開発され、高温用断熱材として使用され
ている。 このような多結晶高アルミナフアイバーは従来
からのアルミナ・シリカを主成分とするガラス質
セラミツクフアイバーの使用限界温度以上の高温
でも使用できるように開発されたものであり、ア
ルミナ・シリカを主成分とするものではあるが、
従来のガラス質セラミツクフアイバーと比較して
アルミナ分の高いものである。構成成分の組成と
しては100%アルミナのものもあるが、通常シリ
カを重量で5〜30%含み、第三成分としてB2O3
Cr2O3,P2O5等を含むものもある。また、結晶相
はα―アルミナ、中間アルミナ、ムライト結晶の
単一相又はこれらの混合物が主相として存在す
る。例えば、アルミナ微粉を主原料にして作製さ
れた100%アルミナフアイバー(USP3705223),
95%アルミナ,5%シリカの組成を有し、α―ア
ルミナ、ムライト結晶からなるもの(英国ICI社
製 商品名「サフイル」),67〜77%アルミナ、23
〜33%シリカの他B2O3,P2O5,Cr2O3,Fe2O3
少量含み、主としてムライト結晶からなるもの
(USP4047965)等が知られている。 しかしながら、上述した多結晶高アルミナフア
イバーは、1600℃を超える高温では温度が高くな
るにつれて熱安定性が失なわれ、収縮が大きくな
つていくという欠点がある。 本発明は上記欠点を解消するためになされたも
のであり、多結晶高アルミナフアイバーの熱安定
性を改善し、1600℃を超える高温でも使用し得る
高温用断熱構造体を提供しようとするものであ
る。 すなわち、本願第1の発明はアルミナ含有率が
70重量%以上の多結晶高アルミナフアイバーにア
ルミナ粉を重量比で 0.05≦Al2O3/多結晶高アルミナフアイバー≦
10 の範囲で添加し、成形してなる高温用断熱構造体
である。 本願第1の発明において、アルミナ含有率が70
重量%以上の多結晶高アルミナフアイバーを用い
るのは、アルミナ含有率が70%未満のガラス質セ
ラミツクフアイバーを用いた場合には1600℃を超
える高温における収縮率が大きく、熱安定性が劣
るためである。 また、アルミナ粉の添加量を重量比で 0.05≦Al2O3/多結晶高アルミナフアイバー≦
10 の範囲としたのは、0.05未満では1600℃を超える
高温における収縮率が大きく、熱安定性が劣るた
めであり、一方10を超えると1000℃以下の低温に
おける熱伝導率が大きく、断熱性が劣るためであ
る。 また、本願第2の発明はアルミナ含有率が70重
量%以上の多結晶高アルミナフアイバーにアルミ
ナ粉及びコロイダルシリカをそれぞれ重量比で 0.05≦Al2O3/多結晶高アルミナフアイバー≦
10、 SiO2/多結晶高アルミナフアイバー≦2 の範囲で添加し、成形してなる高温用断熱構造体
である。 本願第2の発明において、アルミナ含有率が70
重量%以上の多結晶高アルミナフアイバーを用い
る理由及びアルミナ粉の添加量を重量比で 0.05≦Al2O3/多結晶高アルミナフアイバー≦
10 の範囲とする理由は本願第1の発明と同様であ
る。また、コロイダルシリカの添加量を重量比で SiO2/多結晶高アルミナフアイバー≦2 の範囲としたのは、2を超えると1600℃を超える
高温における収縮率が大きく、熱安定性が劣るう
えに1000℃以下の低温における熱伝導率が大き
く、断熱性が劣るためである。 こうした高温用断熱構造体を得る方法としては
例えば以下のような真空成形法を挙げることがで
きる。すなわち、水中で多結晶高アルミナフアイ
バー,アルミナ粉,コロイダルシリカ及び(又
は)有機結合剤を良く撹拌して混合した後、型を
用いて真空吸引することにより成形体を得て、こ
の成形体を乾燥するものである。なお、本発明の
高温用断熱構造体を得る方法は上述した真空成形
法に限らず、例えば多結晶高アルミナフアイバ
ー,アルミナ粉,コロイダルシリカ及び(又は)
有機結合剤をペースト状に練り合わせたものを型
に流し込んで乾燥させる方法(ペースト流し込み
法)、あるいは上記原料を粘土状に練つたものを
型に入れてスタンプする方法(スタンプ法)又は
プレス成形する方法(プレス成形法)等でもよ
い。 以下、本発明の実施例を説明する。 実施例1〜7及び比較例1〜3 まず、多結晶高アルミナフアイバーとして
Al2O372重量%、SiO228重量%の化学組成でムラ
イト結晶からなる平均繊維径3μmの短繊維(以
下、ムライトフアイバーと称する)60gを用い、
有機結合剤として澱粉3%水溶液680gとともに
100メツシユの焼結アルミナ粉をムライトフアイ
バーとの重量比が下記第1表に示す値となるよう
に添加し、これらを水20中で充分に撹拌混合し
た。次に、15cm×15cmの型を用いて真空成形した
後、乾燥して断熱構造体を得た。これら断熱構造
体は分析の結果、明らかにムライトフアイバー,
アルミナ粉及び澱粉とからなることが確認され
た。つづいて、500℃で仮焼して澱粉を燃焼揮散
させた。 得られた断熱構造体について密度,1650℃,
1750℃における収縮率及び室温、1000℃、1700℃
における熱伝導率を測定し、下記第1表に併記す
る。 なお、収縮率は各断熱構造体から10cm×4cm×
1cmの寸法(L0)の試料を切り出し、1650℃及
び1750℃において24時間加熱後の寸法(L′)か
ら、下記式 (L0−L′)/L0×100(%) により求めた。
【表】 上記第1表から明らかなように比較例1及び2
の断熱構造体はAl2O3とムライトフアイバーとの
重量比が0.05未満であるため、特に1750℃におけ
る収縮率が大きく、熱安定性に劣る。また、比較
例3の断熱構造体はAl2O3とムライトフアイバー
との重量比が10を超えるため、1000℃以下の温度
における熱伝導率が大きく、断熱性に劣る。これ
に対して、実施例1〜7の断熱構造体はいずれも
収縮率が小さく熱安定性に優れ、また熱伝導率が
どの温度でも小さく断熱性も優れている。 実施例8〜14及び比較例4〜6 Al2O372重量%、SiO228重量%のムライトフア
イバー60gにSiO2含有率20重量%のコロイダル
シリカ68g,有機結合剤として澱粉3%水溶液
680gとともに1000メツシユの焼結アルミナ粉を
ムライトフアイバーとの重量比が下記第2表に示
す値となるように添加し、これらを水20中で充
分に撹拌混合した。次に、15cm×15cmの型を用い
て真空成形した後、乾燥して断熱構造体を得た。
これら断熱構造体は分析の結果明らかにムライト
フアイバー、アルミナ粉、コロイダルシリカ及び
澱粉からなることが確認された。つづいて、500
℃で仮焼して澱粉を燃焼揮散させた。 得られた断熱構造体について、密度、1650℃と
1750℃における収縮率及び室温、1000℃,1700℃
における熱伝導率を測定し、下記第2表に併記す
る。
【表】
【表】 上記第2表から明らかなように比較例4及び5
の断熱構造体はAl2O3とムライトフアイバーとの
重量比が0.05未満であるため特に1750℃における
収縮率が大きく、熱安定性に劣る。また、比較例
6の断熱構造体はAl2O3とムライトフアイバーと
の重量比が10を超えるため、1000℃以下の温度に
おける熱伝導率が大きく、断熱性に劣る。これに
対して、実施例8〜14の断熱構造体はいずれも収
縮率が小さく熱安定性に優れ、また熱伝導率がど
の温度でも小さく断熱性も優れている。 実施例15〜21及び比較例7 上記第2表から熱安定性及び断熱性が最良と判
定されたAl2O3/ムライトフアイバーの重量比2.0
を一定にしてコロイダルシリカをSiO2/ムライ
トフアイバーが重量比で下記第3表に示す値とな
るように添加し、前記方法と同様に15cm×15cmの
型を用いて真空成形した後、乾燥して断熱構造体
を得た。 これら断熱構造体について密度、収縮率及び熱
伝導率を測定し、下記第3表に併記する。
【表】 上記第3表から明らかなように比較例7の断熱
構造体はSiO2とムライトフアイバーとの重量比
が2を超えるため収縮率が大きく、熱安定性に劣
るのに対し、実施例15〜20の断熱構造体はいずれ
も収縮率が小さく熱安定性に優れ、熱伝導率が小
さく断熱性も優れている。 実施例21〜24及び比較例8,9 下記第4表に示す各種多結晶高アルミナフアイ
バー及びガラス質セラミツクフアイバーを用い、
これらフアイバーにアルミナ粉及びコロイダルシ
リカを重量比でそれぞれAl2O3/フアイバー=
2.0,SiO2/フアイバー=0.3となるように添加
し、前記したと同様な方法で断熱構造体を得た。 これら断熱構造体について、密度、収縮率及び
熱伝導率を測定した結果を下記第4表に併記す
る。
【表】 上記第4表から明らかなように、比較例8及び
9の断熱構造体はアルミナ含有率が70%未満のガ
ラス質セラミツクフアイバーを用いているため、
収縮率が大きく、熱安定性が劣るのに対し、実施
例21〜24の断熱構造体はいずれも収縮率が小さ
く、熱安定性に優れ、また熱伝導率が小さく、断
熱性にも優れている。 実施例 25,26 上述した真空成形法以外の方法により製造され
た断熱構造体について、熱安定性及び断熱性を調
べるために以下のような2つの方法により断熱構
造体を得た。 (i) Al2O372重量%,SiO228重量%のムライトフ
アイバーに325メツシユの電融アルミナ粉及び
30%のSiO2を含むコロイダルシリカを重量比
でそれぞれAl2O3/ムライトフアイバー=0.3,
SiO2/ムライトフアイバー=0.15の割合で添加
して粘土状に混合し、23cm×6.5cmの型に入れ
てスタンプし、乾燥して断熱構造体を得た(実
施例25)。 (ii) (i)と同じ組成のムライトフアイバーにアルミ
ナ粉とコロイダルシリカとを上記(i)と同一割合
で添加し、更に2%メチルセルロース溶液を重
量比で2%メチルセルロース溶液/ムライトフ
アイバー=7.5の割合で加えてペースト状に練
り合わせた後、15cm×15cmの型に流し込み、乾
燥して断熱構造体を得た(実施例26)。 これら断熱構造体について、密度、収縮率及び
熱伝導率を測定した結果を下記第5表に示す。
【表】 上記第5表から明らかなようにスタンプ法(実
施例25)、ペースト流し込み法(実施例26)のい
ずれの方法でも真空成形法と同様に、熱安定性及
び断熱性に優れた断熱構造体を得ることができる
ことが確認された。 以上詳述した如く、本発明によれば1600℃を超
える高温においても熱安定性及び断熱性に優れた
高温用断熱構造体を得ることができるものであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルミナ含有率が70重量%以上の多結晶高ア
    ルミナフアイバーにアルミナ粉を重量比で 0.05≦Al2O3/多結晶高アルミナフアイバー≦
    10の範囲で添加し、成形してなる高温用断熱構造
    体。 2 アルミナ含有率が70重量%以上の多結晶高ア
    ルミナフアイバーにアルミナ粉及びコロイダルシ
    リカをそれぞれ重量比で 0.05≦Al2O3/多結晶高アルミナフアイバー≦
    10, SiO2/多結晶高アルミナフアイバー≦2 の範囲で添加し、成形してなる高温用断熱構造
    体。
JP2587183A 1983-02-18 1983-02-18 高温用断熱構造体 Granted JPS59152281A (ja)

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