JP5371418B2 - Method for producing inorganic molded body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無機質成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an inorganic molded body.
従来より、電子部品や電池用電極材などを熱処理するために、工業炉による焼成が行われている。 Conventionally, firing in an industrial furnace has been performed to heat-treat electronic components, battery electrode materials, and the like.
また、工業炉の内部に設けられる炉材(断熱材)としては、熱容量および熱伝導率が低いものが求められ、このような炉材を用いることにより、加熱時の熱エネルギーを効率的に利用するとともに、タクトタイムを短縮して生産効率を向上させている。 In addition, furnace materials (heat insulating materials) provided inside industrial furnaces are required to have low heat capacity and thermal conductivity, and by using such furnace materials, heat energy during heating can be used efficiently. In addition, the tact time is shortened to improve production efficiency.
しかしながら、近年においては、焼成する部材によっては、被焼成物からリチウムガスやナトリウムガスなどのアルカリガスが発生する場合があり、このアルカリガスが工業炉内部に設けられた炉材を侵食して、剥離、クラック、脱落等の現象を生じ得るため、炉材が損耗し易くなってきている。 However, in recent years, depending on the member to be fired, alkali gas such as lithium gas or sodium gas may be generated from the object to be fired, and this alkali gas erodes the furnace material provided inside the industrial furnace, Phenomena such as peeling, cracking, and dropping off can occur, so that furnace materials are easily worn out.
上記炉材の損耗を抑制するために、炉材として、耐食性に優れたアルミナの含有比率が高いものが提案されている(例えば、特許文献1参照)が、十分な耐アルカリ性を有するものは報告されていなかった。
アルカリガスに対する耐食性が高い炉材としては、結晶性の高い高純度アルミナを高密度化することにより、アルカリガスの浸透を抑制してなるものが考えられる。 As a furnace material having high corrosion resistance against alkali gas, one that suppresses permeation of alkali gas by densifying high-purity alumina having high crystallinity can be considered.
しかしながら、本発明者等が検討したところ、上記高純度で高密度化したアルミナからなる炉材は、非常に高価であるとともに、アルカリガスと反応すると、炉材が剥離してしまうことが判明した。 However, as a result of studies by the present inventors, it has been found that the furnace material made of alumina having a high purity and a high density is very expensive, and the furnace material peels off when reacted with an alkali gas. .
また、本発明者等が検討したところ、アルミナ質繊維を無機バインダーで結着してなる従前の無機質成形体は、図1に示すように、アルミナ質繊維からなる骨格部の表面に無機バインダーが凝集して粒子状ないしはひげ状に付着してなる内部構造を有しており、上記無機バインダー成分がアルカリガスによる侵食を受け易いため、耐食性の高いアルミナ質繊維を用いても凝集した無機バインダーを通じて侵食され易いことが判明した。 Further, as a result of studies by the present inventors, a conventional inorganic molded body formed by binding alumina fibers with an inorganic binder has an inorganic binder on the surface of the skeleton portion made of alumina fibers as shown in FIG. It has an internal structure that aggregates and adheres in the form of particles or whiskers, and since the inorganic binder component is susceptible to erosion by alkali gas, even through the use of highly corrosion-resistant alumina fibers, It turned out to be susceptible to erosion.
このような状況下、本発明は、炉材として用いたときに、熱容量および熱伝導率が低く、十分な強度を有するとともに、アルカリガスに対する耐性が高い無機質成形体を安価にかつ簡便に製造する方法を提供することを目的とするものである。 Under such circumstances, the present invention, when used as a furnace material, produces an inorganic molded body having low heat capacity and low thermal conductivity, sufficient strength, and high resistance to alkali gas at low cost and in a simple manner. It is intended to provide a method.
上記技術課題を解決すべく、本発明者等が鋭意検討を行ったところ、無機質成形体を製造する方法として、アルミナ質繊維と、アルミナ粒子とを、アルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計量に対するアルミナ粒子の質量割合が30〜70質量%になるように溶媒中に添加するとともに、該溶媒中に、無機バインダーと、有機バインダーとしての澱粉および高分子凝集剤とを添加して、混合、攪拌することにより、ウェットボリュームが300mL/20g以上のスラリーを得る工程と、該スラリーを脱水成形又は抄造して湿潤成形体を得る工程と、該湿潤成形体を乾燥する工程とを含む方法により、前記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above technical problems, the present inventors have conducted intensive studies. As a method for producing an inorganic molded body, alumina fibers and alumina particles are produced by adding alumina to the total amount of alumina fibers and alumina particles. While adding to a solvent so that the mass ratio of particles is 30 to 70% by mass, an inorganic binder, starch as an organic binder, and a polymer flocculant are added to the solvent and mixed and stirred. By the method including a step of obtaining a slurry having a wet volume of 300 mL / 20 g or more, a step of obtaining a wet molded body by dehydrating or papermaking the slurry, and a step of drying the wet molded body. The inventors have found that the present invention can be solved, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、
(1)無機質成形体を製造する方法であって、
アルミナ質繊維と、アルミナ粒子とを、アルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計量に対するアルミナ粒子の質量割合が30〜70質量%になるように溶媒中に添加するとともに、該溶媒中に、チタニアゾルを除く無機バインダーと、有機バインダーとしての澱粉および高分子凝集剤とを添加して、混合、攪拌することにより、ウェットボリュームが300mL/20g以上800mL/20g以下のスラリーを得る工程と、
該スラリーを脱水成形又は抄造して湿潤成形体を得る工程と、
該湿潤成形体を乾燥する工程と
を含むことを特徴とする無機質成形体の製造方法、
(2)前記スラリー中に含まれるアルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合に、前記スラリーが、澱粉1〜8質量部と高分子凝集剤0.2〜4質量部とを含む上記(1)に記載の無機質成形体の製造方法、
(3)前記スラリー中に含まれるアルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合に、前記スラリーが、アルミナ含有割合量が80質量%以上であるアルミナ質繊維30〜70質量部と、アルミナ粒子30〜70質量部と、チタニアゾルを除く無機バインダー3〜15質量部とを含む上記(1)または(2)に記載の無機質成形体の製造方法、
(4)前記アルミナ粒子の平均粒径が5〜100μmである上記(1)〜(3)のいずれかに記載の無機質成形体の製造方法、
(5)得られる無機質成形体の嵩密度が100〜200kg/m3である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の無機質成形体の製造方法、
(6)得られる無機質成形体のASTM C522による通気抵抗率が6×105Pa・S/m2以下である上記(1)〜(5)のいずれかに記載の無機質成形体の製造方法、および
(7)得られる無機質成形体におけるアルミナ含有割合が80質量%以上である上記(1)〜(6)のいずれかに記載の無機質成形体の製造方法
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) A method for producing an inorganic molded body,
Alumina fibers and alumina particles are added to the solvent so that the mass ratio of the alumina particles to the total amount of the alumina fibers and alumina particles is 30 to 70% by mass, and the titania sol is removed from the solvent. Adding an inorganic binder, starch as an organic binder, and a polymer flocculant, and mixing and stirring to obtain a slurry having a wet volume of 300 mL / 20 g to 800 mL / 20 g ;
A step of dehydrating or paper-making the slurry to obtain a wet molded body;
A method for producing an inorganic molded body comprising the step of drying the wet molded body,
(2) When the total amount of alumina fibers and alumina particles contained in the slurry is 100 parts by mass, the slurry contains 1 to 8 parts by mass of starch and 0.2 to 4 parts by mass of the polymer flocculant. A method for producing an inorganic molded body according to (1) above, comprising:
(3) When the total amount of alumina fibers and alumina particles contained in the slurry is 100 parts by mass, the slurry has an alumina content ratio of 30 to 70 mass% with an alumina content ratio of 80 mass% or more. Part, an alumina particle 30-70 mass part, and the manufacturing method of the inorganic molded object as described in said (1) or (2) containing the inorganic binder 3-15 mass part except a titania sol ,
(4) The manufacturing method of the inorganic molded object in any one of said (1)-(3) whose average particle diameter of the said alumina particle is 5-100 micrometers,
(5) The manufacturing method of the inorganic molded object in any one of said (1)-(4) whose bulk density of the obtained inorganic molded object is 100-200 kg / m < 3 >,
(6) The method for producing an inorganic molded body according to any one of the above (1) to (5), wherein the ventilation resistance of the obtained inorganic molded body by ASTM C522 is 6 × 10 5 Pa · S / m 2 or less, And (7) The manufacturing method of the inorganic molded object in any one of said (1)-(6) whose alumina content rate in the inorganic molded object obtained is 80 mass% or more.
本発明によれば、無機質成形体の原料として、耐アルカリガス成分であるアルミナ粒子を所定量用いるとともに骨格形成成分であるアルミナ質繊維を用い、これらの原料を溶媒中に添加してスラリー化するときに、無機バインダーに加えて有機バインダーである澱粉および高分子凝集剤を用いることにより、ウェットボリュームが300mL/20g以上と嵩高なスラリーを得、このスラリーから得られる湿潤成形体を乾燥することによって、嵩密度が低く、通気抵抗率が低いばかりか、耐食性の低い無機バインダーが耐食性の高いアルミナ質繊維からなる骨格部から独立して膜状部を形成してなる無機質成形体を得ることができる。 According to the present invention, as a raw material of the inorganic molded body, a predetermined amount of alumina particles that are alkali-resistant gas components are used and alumina fiber that is a skeleton-forming component is used, and these raw materials are added to a solvent to form a slurry. Sometimes, by using starch and a polymer flocculant, which are organic binders, in addition to an inorganic binder, a bulky slurry having a wet volume of 300 mL / 20 g or more is obtained, and a wet molded body obtained from this slurry is dried. In addition, it is possible to obtain an inorganic molded body obtained by forming a film-like part independently of a skeleton part composed of alumina fiber having a low bulk density and low airflow resistance as well as low corrosion resistance and an inorganic fiber having high corrosion resistance. .
このため、本発明によれば、熱容量および熱伝導率が十分に低いとともに、その構造が、内部にアルカリガスを拡散し易く、アルカリガスに対する耐性の高い骨格部を有するものであるために、表面部分や内部においてアルカリガスの侵食が低減され、剥離やクラックの発生を抑制し得るとともに、十分な強度を有する無機質成形体を、安価にかつ簡便に製造する方法を提供することができる。 For this reason, according to the present invention, the heat capacity and the thermal conductivity are sufficiently low, and the structure has a skeleton part that easily diffuses alkali gas inside and has high resistance to alkali gas. It is possible to provide a method for producing an inorganic molded body having a sufficient strength at low cost and in a simple manner while reducing the erosion of alkali gas in the portion and the inside and suppressing the occurrence of peeling and cracking.
本発明の無機質成形体の製造方法は、アルミナ質繊維と、アルミナ粒子とを、アルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計量に対するアルミナ粒子の質量割合が30〜70質量%になるように溶媒中に添加するとともに、該溶媒中に、無機バインダーと、有機バインダーとしての澱粉および高分子凝集剤とを添加して、混合、攪拌することにより、ウェットボリュームが300mL/20g以上のスラリーを得る工程と、該スラリーを脱水成形又は抄造して湿潤成形体を得る工程と、該湿潤成形体を乾燥する工程とを含むことを特徴とするものである。 In the method for producing an inorganic molded body of the present invention, alumina fibers and alumina particles are added to a solvent so that the mass ratio of the alumina particles to the total amount of the alumina fibers and the alumina particles is 30 to 70% by mass. In addition, an inorganic binder, starch as an organic binder, and a polymer flocculant are added to the solvent, and mixed and stirred to obtain a slurry having a wet volume of 300 mL / 20 g or more, and The method includes a step of obtaining a wet molded body by dehydrating or paper-making the slurry, and a step of drying the wet molded body.
本出願において、アルミナ質繊維とは、アルミナを主成分とする金属酸化物繊維を意味し、アルミナを主成分とする限り、アルミナの他に、シリカ、ジルコニア等の成分を含んでもよい。 In the present application, the alumina fiber means a metal oxide fiber containing alumina as a main component, and may contain components such as silica and zirconia in addition to alumina as long as alumina is a main component.
アルミナ質繊維中のアルミナ含有量は80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。アルミナの含有量が80質量%以上であると、耐アルカリ性が向上してアルカリガスに侵食され難くなる。 The alumina content in the alumina fiber is preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more. When the content of alumina is 80% by mass or more, the alkali resistance is improved and the alkali gas is less likely to be eroded.
また、アルミナ質繊維に含まれるαアルミナの結晶化度が50%以上であると耐アルカリ性が向上するが、結晶化度が高い繊維ほど脆くなり、スラリー形成時に混合攪拌すると繊維が折れ易く、スラリーのウェットボリュームが小さくなるため、得られる成形体が高密度化し易くなる。一方、アルミナ質繊維に含まれるαアルミナの結晶化度が10%以下であると耐アルカリ性が僅かに低くなり、1300℃以上の温度まで加熱すると得られる成形体が僅かに収縮するが、繊維が折れにくくなるため、スラリーのウェットボリュームが大きくなり、得られる成形体が低密度化し易くなる。このため、アルミナ繊維の結晶化度に関しては、得ようとする成形体の特性に応じて、適宜選定することが好ましい。具体的には、アルミナ質繊維は、結晶化度が50%以上の高結晶質アルミナ繊維30〜70質量%と、結晶化度が10%以下の低結晶質アルミナ繊維70〜30質量%から構成されていてもよく、結晶化度が50%以上の高結晶質アルミナ繊維40〜60質量%と、結晶化度が10%以下の低結晶質アルミナ繊維60〜40質量%から構成されていてもよい。 Further, when the crystallinity of α-alumina contained in the alumina fiber is 50% or more, the alkali resistance is improved. However, the fiber with higher crystallinity becomes brittle, and the fiber is easily broken when mixed and stirred at the time of slurry formation. Since the wet volume of the material becomes small, the resulting molded product can be easily densified. On the other hand, when the crystallinity of α-alumina contained in the alumina fiber is 10% or less, the alkali resistance is slightly lowered, and the molded product obtained is slightly shrunk when heated to a temperature of 1300 ° C. or more. Since it becomes difficult to break, the wet volume of the slurry is increased, and the resulting molded product is easily reduced in density. For this reason, it is preferable that the crystallinity of the alumina fiber is appropriately selected according to the characteristics of the molded product to be obtained. Specifically, the alumina fiber is composed of 30 to 70% by mass of highly crystalline alumina fiber having a crystallinity of 50% or more and 70 to 30% by mass of low crystal alumina fiber having a crystallinity of 10% or less. Or may be composed of 40 to 60% by mass of highly crystalline alumina fibers having a crystallinity of 50% or more and 60 to 40% by mass of low crystalline alumina fibers having a crystallinity of 10% or less. Good.
アルミナ質繊維は、平均長さが100〜100,000μmであるものが好ましく、1,000〜80,000μmであるものがより好ましく、3,000〜50,000μmであるものがさらに好ましい。 The alumina fiber preferably has an average length of 100 to 100,000 μm, more preferably 1,000 to 80,000 μm, and still more preferably 3,000 to 50,000 μm.
なお、本出願において、アルミナ質繊維とは、アスペクト比(縦横比)が25以上であるものをいう。 In the present application, the alumina fiber means one having an aspect ratio (aspect ratio) of 25 or more.
アルミナ質繊維は、得られる無機質成形体において、骨格形成成分として機能すると考えられる。 The alumina fiber is considered to function as a skeleton-forming component in the obtained inorganic molded body.
また、アルミナ粒子は、結晶性の高いαアルミナからなるものであることが好ましく、αアルミナからなるアルミナ粒子を用いることにより、耐アルカリ性を向上させることができる。 The alumina particles are preferably made of α-alumina having high crystallinity, and alkali resistance can be improved by using alumina particles made of α-alumina.
アルミナ粒子の平均粒径は、5〜100μmであることが好ましく、10〜90μmであることがより好ましく、30〜80μmであることがさらに好ましい。ここで、アルミナ粒子は、例えば平均粒径が2〜10μmの1次粒子が凝集して平均粒径40〜80μm程度の2次粒子を形成していてもよい。こうしたアルミナ粒子は比表面積が大きく、アルミナ粒子自体が嵩高いので、得られる無機質成形体の嵩密度を低くし易く、耐アルカリ性をさらに向上させることができる。 The average particle diameter of the alumina particles is preferably 5 to 100 μm, more preferably 10 to 90 μm, and further preferably 30 to 80 μm. Here, for example, the primary particles having an average particle diameter of 2 to 10 μm may be aggregated to form secondary particles having an average particle diameter of about 40 to 80 μm. Since these alumina particles have a large specific surface area and the alumina particles themselves are bulky, the bulk density of the resulting inorganic molded body can be easily lowered, and the alkali resistance can be further improved.
アルミナ粒子の平均粒径が5μm未満であるとアルミナ粒子の比表面積が大きくなり、アルカリ成分と反応し易くなって耐アルカリ性が低下し易くなるとともに、得られる成形体の密度が高くなる。また、上記平均粒径が大きいほど得られる無機質成形体の密度や通気抵抗率が低減して、耐アルカリ性が向上し易くなり、平均粒径が100μmを超えると、得られる無機質成形体にざらつき感を生じ、粒子が脱落し易くなる。 When the average particle diameter of the alumina particles is less than 5 μm, the specific surface area of the alumina particles increases, and it easily reacts with the alkali component, and the alkali resistance is easily lowered, and the density of the obtained molded body is increased. In addition, as the average particle size is larger, the density and ventilation resistivity of the obtained inorganic molded body are reduced and the alkali resistance is easily improved. When the average particle size exceeds 100 μm, the resulting inorganic molded product has a rough feeling. And the particles easily fall off.
なお、本出願において、平均粒径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した値を意味する。 In addition, in this application, an average particle diameter means the value measured with the laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus.
本発明の方法においては、スラリー形成時に、上記アルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計量に対するアルミナ粒子の質量割合が30〜70質量%になるようにアルミナ粒子を溶媒中に添加する。上記質量割合は35〜65質量%であることが好ましく、40〜60質量%であることがさらに好ましい。このように、本発明の方法においては、添加するアルミナ質繊維量が増加するとアルミナ粒子量が減少する関係にあり、このような意味においてアルミナ質繊維とアルミナ粒子は相補的な関係にある。上記アルミナ粒子の質量割合が30質量%未満であると、得られる無機質成形体の骨格形成成分であるアルミナ繊維がアルカリガスによる侵食を受けた際に成形体の変形が大きくなり易く、クラックが発生し易くなる。また、上記アルミナ粒子の質量割合が70質量%を超えると、骨格形成成分であるアルミナ繊維の含有割合が小さくなって、得られる無機質成形体がアルカリガスによる侵食を受けた際に剥離が生じ易くなる。 In the method of the present invention, the alumina particles are added to the solvent so that the mass ratio of the alumina particles to the total amount of the alumina fibers and the alumina particles is 30 to 70% by mass when forming the slurry. The mass ratio is preferably 35 to 65% by mass, and more preferably 40 to 60% by mass. Thus, in the method of the present invention, the amount of alumina particles decreases as the amount of added alumina fibers increases, and in this sense, the alumina fibers and alumina particles are in a complementary relationship. When the alumina particles have a mass ratio of less than 30% by mass, deformation of the molded body is likely to increase when the alumina fiber, which is a skeleton-forming component of the obtained inorganic molded body, is eroded by alkali gas, and cracks are generated. It becomes easy to do. Further, when the mass ratio of the alumina particles exceeds 70 mass%, the content ratio of the alumina fibers as the skeleton-forming component becomes small, and peeling easily occurs when the obtained inorganic molded body is eroded by alkali gas. Become.
本発明の方法において、スラリー中に含まれるアルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合、上記スラリーは、アルミナ含有割合が80質量%以上であるアルミナ質繊維30〜70質量部と、アルミナ粒子30〜70質量部とを含むものであることが好ましい。 In the method of the present invention, when the total amount of alumina fibers and alumina particles contained in the slurry is 100 parts by mass, the slurry contains 30 to 70 masses of alumina fibers having an alumina content of 80 mass% or more. Part and 30 to 70 parts by mass of alumina particles are preferable.
アルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合、上記アルミナ質繊維の含有量は30〜70質量部が好ましく、35〜65質量部がより好ましく、40〜60質量部がさらに好ましい。また、アルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合、上記アルミナ粒子の含有量は30〜70質量部が好ましく、 35〜65質量部がより好ましく、40〜60質量部がさらに好ましい。 When the total amount of alumina fiber and alumina particles is 100 parts by mass, the content of the alumina fiber is preferably 30 to 70 parts by mass, more preferably 35 to 65 parts by mass, and further 40 to 60 parts by mass. preferable. Moreover, when the total amount of alumina fiber and alumina particles is 100 parts by mass, the content of the alumina particles is preferably 30 to 70 parts by mass, more preferably 35 to 65 parts by mass, and 40 to 60 parts by mass. Further preferred.
本発明の方法においては、スラリーを形成するために、上記アルミナ質繊維とアルミナ粒子とを溶媒中に添加するとともに、さらに、該溶媒中に、無機バインダーと、有機バインダーとしての澱粉および高分子凝集剤とを添加する。 In the method of the present invention, in order to form a slurry, the alumina fiber and alumina particles are added to a solvent, and further, an inorganic binder, starch as an organic binder, and polymer aggregation are added to the solvent. Add the agent.
無機バインダーとしては、特に制限されず、例えば、アニオン性のコロイダルシリカ、カチオン性のコロイダルシリカ等のコロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、ジルコニアゾル、チタニアゾル、アルミナゾル、ベントナイト等を挙げることができるが、これらの無機バインダーのうち、コロイダルシリカが好ましい。 The inorganic binder is not particularly limited, and examples thereof include colloidal silica such as anionic colloidal silica and cationic colloidal silica, fumed silica, zirconia sol, titania sol, alumina sol, bentonite, and the like. Of the inorganic binders, colloidal silica is preferred.
無機バインダーは、固形物の形態で溶媒中に添加してもよいし、懸濁液又は溶液等の形態で添加してもよい。 The inorganic binder may be added to the solvent in the form of a solid, or may be added in the form of a suspension or a solution.
本発明の方法において、スラリー中に含まれるアルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合、上記スラリーは、無機バインダーを3〜15質量部含むものであることが好ましく、4〜12質量部含むものであることがより好ましく、5〜11質量部含むものであることがさらに好ましい。スラリー中に含まれるアルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合、上記無機バインダーの含有量が3質量部未満であると、バインダーとしての結合力が低下し易くなり、15質量部を超えると得られる無機質成形体の耐アルカリ性が低下し易くなる。 In the method of the present invention, when the total amount of alumina fibers and alumina particles contained in the slurry is 100 parts by mass, the slurry preferably contains 3 to 15 parts by mass of an inorganic binder. More preferably, it contains 5 parts by mass, and even more preferably 5-11 parts by mass. When the total amount of the alumina fibers and alumina particles contained in the slurry is 100 parts by mass, if the content of the inorganic binder is less than 3 parts by mass, the binding force as the binder tends to be reduced, 15 When the amount exceeds mass parts, the alkali resistance of the obtained inorganic molded body tends to be lowered.
また、有機バインダーである澱粉としては、特に制限されず、例えば、通常の原料澱粉の他、カチオン澱粉、アニオン澱粉、両性澱粉等を挙げることができる。 Moreover, it does not restrict | limit especially as starch which is an organic binder, For example, cationic starch, anionic starch, amphoteric starch etc. other than normal raw material starch can be mentioned.
原料澱粉としては、例えば、バレイショ澱粉、タピオカ澱粉、トウモロコシ澱粉といった天然の多糖類やそれらの加水分解物を挙げることができる。 Examples of the raw material starch include natural polysaccharides such as potato starch, tapioca starch, and corn starch, and hydrolysates thereof.
カチオン澱粉は、原料澱粉にカチオン基を導入してなるものであり、原料澱粉の分子中に、1級、2級もしくは3級アルキルアミン又は4級アンモニウム塩を導入し、陽性に荷電させた澱粉を挙げることができる。 Cationic starch is obtained by introducing a cationic group into raw starch, and is a positively charged starch by introducing a primary, secondary or tertiary alkylamine or quaternary ammonium salt into the raw starch molecule. Can be mentioned.
アニオン澱粉は、原料澱粉にアニオン基を導入してなるものであり、原料澱粉の分子中に、リン酸基、スルホン酸基、カルボキシル基等を導入したものを挙げることができる。 Anionic starch is obtained by introducing an anionic group into raw material starch, and examples thereof include those in which a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, a carboxyl group or the like is introduced into the raw material starch molecule.
両性澱粉は、原料澱粉にカチオン基およびアニオン基を導入して、澱粉分子中に両官能基を含有させてなるものであり、カチオン基およびアニオン基としては、上述したものと同様のものを挙げることができる。 Amphoteric starch is a material in which a cationic group and an anionic group are introduced into raw starch and both functional groups are contained in the starch molecule. Examples of the cationic group and the anionic group are the same as those described above. be able to.
また、有機バインダーである高分子凝集剤としては、ポリアクリルアミド系高分子、アマイド系高分子、ポリアクリルエステル系高分子、ポリアクリルエーテル系高分子などの高分子からなるものが挙げられ、これらの高分子凝集剤のうちポリアクリルアミド系高分子からなるものが好適である。 Examples of the polymer flocculant that is an organic binder include those composed of polymers such as polyacrylamide polymers, amide polymers, polyacrylic ester polymers, polyacrylic ether polymers, and the like. Of the polymer flocculants, those composed of polyacrylamide polymers are preferred.
また、有機バインダーとしては、上記澱粉および高分子凝集剤とともに、必要に応じて、パルプや適当なエマルジョンなどを用いてもよい。 Moreover, as an organic binder, you may use a pulp, a suitable emulsion, etc. with the said starch and a polymer flocculent as needed.
本発明の方法において、所望の大きさのフロックを形成するために溶媒中に添加する有機バインダー種類および添加量は、無機バインダーの電荷量、電荷の性質、使用するアルミナ粒子のサイズ等に合わせて最適化すればよい。 In the method of the present invention, the kind and amount of the organic binder added to the solvent to form a floc having a desired size are adjusted according to the charge amount of the inorganic binder, the nature of the charge, the size of the alumina particles used, and the like. You can optimize.
有機バインダーは、固形物の形態で溶媒中に添加してもよいし、懸濁液又は溶液等の形態で添加してもよい。
本発明の方法においては、無機バインダーとともに、有機バインダーとして澱粉および高分子凝集体を用いることにより、フロックの形成を促進して、後述するようにウェットボリュームが300mL/20g以上という嵩高なスラリーを得ることを可能ならしめている。
The organic binder may be added to the solvent in the form of a solid, or may be added in the form of a suspension or a solution.
In the method of the present invention, starch and polymer aggregates are used as an organic binder together with an inorganic binder, thereby promoting floc formation and obtaining a bulky slurry having a wet volume of 300 mL / 20 g or more as will be described later. It makes it possible.
本発明の方法において、上記スラリー中に含まれるアルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合に、上記スラリーは、澱粉1〜8質量部と高分子凝集剤0.2〜4質量部とを含むことが好ましい。上記スラリー中に含まれるアルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合、上記スラリーは、澱粉を2〜7質量部含むことがより好ましく、3〜6質量部含むことがさらに好ましい。また、上記スラリー中に含まれるアルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合、上記スラリーは、高分子凝集剤を0.5〜3質量部含むことがより好ましく、1〜2.5質量部含むことがよりさらに好ましい。 In the method of the present invention, when the total amount of alumina fibers and alumina particles contained in the slurry is 100 parts by mass, the slurry contains 1 to 8 parts by mass of starch and 0.2 to It is preferable that 4 mass parts is included. When the total amount of alumina fibers and alumina particles contained in the slurry is 100 parts by mass, the slurry more preferably contains 2 to 7 parts by mass of starch, and further contains 3 to 6 parts by mass. preferable. Moreover, when the total amount of the alumina fibers and the alumina particles contained in the slurry is 100 parts by mass, the slurry more preferably contains 0.5 to 3 parts by mass of a polymer flocculant. More preferably, 2.5 parts by mass are included.
アルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部としたときのスラリー中の澱粉含有量が1〜8質量部であることにより、アルミナ質繊維とアルミナ粒子に無機バインダーを効果的に定着することが可能となる。また、アルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部としたときのスラリー中の高分子凝集剤含有量が0.2〜4質量部であることにより、スラリー中で材料を効果的に凝集させフロックを形成することが可能になる。 By setting the starch content in the slurry to 1 to 8 parts by mass when the total amount of the alumina fibers and alumina particles is 100 parts by mass, the inorganic binder is effectively fixed to the alumina fibers and the alumina particles. It becomes possible. Moreover, when the total amount of the alumina fiber and the alumina particles is 100 parts by mass, the polymer flocculant content in the slurry is 0.2 to 4 parts by mass, so that the material can be effectively used in the slurry. Aggregates to form floc.
また、上記スラリー中に含まれるアルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部とした場合、上記スラリーは、有機バインダーを総量で3〜12質量部含むことが好ましく、4〜10質量部含むことがより好ましく、5〜8質量部含むことがさらに好ましい。アルミナ質繊維とアルミナ粒子との合計量を100質量部としたときのスラリー中の有機バインダー含有量が3質量部未満であると、無機バインダーの定着作用、凝集作用、成形体の曲げ強度の何れかが不足し、同含有量が12重量部を超えると得られる無機質成形体を加熱した際の有機物の分解ガスが多量に発生するため好ましくない。 Moreover, when the total amount of the alumina fiber and the alumina particles contained in the slurry is 100 parts by mass, the slurry preferably contains 3 to 12 parts by mass of the organic binder in a total amount of 4 to 10 parts by mass. More preferably, it is more preferably 5 to 8 parts by mass. When the organic binder content in the slurry is less than 3 parts by mass when the total amount of alumina fibers and alumina particles is 100 parts by mass, any of the fixing action, agglomeration action of the inorganic binder, and the bending strength of the molded article If the content exceeds 12 parts by weight, a large amount of organic decomposition gas is generated when the resulting inorganic molded body is heated.
有機バインダーとして澱粉を単独で使用した場合には、無機バインダーを定着させ易くなり、得られる無機質成形体に曲げ強度を付与し易くなるが、スラリーの凝集作用が小さいためにフロック形成作用が小さくなり易く、このため、得られる無機質成形体に積層方向の配向性を生じて、十分な通気抵抗率を付与できず耐アルカリ性を低減させてしまう。また、有機バインダーとして高分子凝集剤を単独で使用した場合には、スラリーのフロック形成作用が大きく、得られる成形体の配向性を低減して十分な通気抵抗率を付与し易くなるが、成形体の焼成後における強度を十分に確保できず、このため、澱粉使用時と同等の焼成後強度を発現しようとすると多量の無機バインダーを必要とし、やはり耐アルカリ性を低減させてしまう。 When starch is used alone as the organic binder, it becomes easy to fix the inorganic binder, and it becomes easy to give bending strength to the resulting inorganic molded body, but the floc forming action is reduced due to the small agglomeration action of the slurry. For this reason, the resulting inorganic molded body is oriented in the stacking direction, so that sufficient ventilation resistance cannot be imparted and alkali resistance is reduced. In addition, when a polymer flocculant is used alone as the organic binder, the floc forming action of the slurry is large, and it becomes easy to give sufficient ventilation resistance by reducing the orientation of the obtained molded body. A sufficient strength cannot be ensured after the body is fired. For this reason, if an attempt is made to develop the strength after firing equivalent to that when starch is used, a large amount of an inorganic binder is required, which also reduces the alkali resistance.
これに対し、本発明の方法においては、有機バインダーとして、上記澱粉および高分子凝集剤の両者を用いることにより、無機バインダーをアルミナ質繊維およびアルミナ粒子と結合させる際に定着材として機能させて得られる無機質成形体に十分な曲げ強度を付与しつつ、スラリー中で材料を凝集させフロックを形成させるように機能して、ウェットボリュームが300mL/20g以上という嵩高なスラリーを形成し、得られる無機質成形体を低密度で嵩高な構造にして十分な通気抵抗率を付与し得る。 On the other hand, in the method of the present invention, by using both the starch and the polymer flocculant as the organic binder, the inorganic binder is obtained as a fixing material when combined with the alumina fibers and the alumina particles. Inorganic molding obtained by forming a bulky slurry with a wet volume of 300 mL / 20 g or more by functioning to agglomerate materials in the slurry and form flocs while giving sufficient bending strength to the resulting inorganic molded body The body can have a low density and bulky structure to provide sufficient ventilation resistance.
また、本発明の方法において、無機バインダーとしてコロイダルシリカを用いるとともに、有機バインダーとして澱粉を用いることにより、後述するように、無機質成形体として、アルミナ質繊維と、アルミナ粒子と、無機バインダーとを含み、その内部構造が、アルミナ質繊維が不規則方向に分散することにより形成されてなる骨格部と、アルミナ質繊維同士の交点近傍において、アルミナ質繊維同士を繋ぐように形成されてなる、無機バインダーを含む膜状部により構成されてなるものを得ることができる。 Further, in the method of the present invention, using colloidal silica as the inorganic binder and using starch as the organic binder, as described later, the inorganic molded body contains alumina fibers, alumina particles, and an inorganic binder. An inorganic binder whose inner structure is formed so as to connect the alumina fibers near the intersection of the alumina fibers and the skeleton formed by dispersing the alumina fibers in an irregular direction. What is comprised by the film-like part containing this can be obtained.
上記骨格部と膜状部が形成されてなる無機質成形体を作製するためには、無機バインダーであるコロイダルシリカと澱粉が反対の電荷を有していることが好ましい。例えば、澱粉がカチオン性の電荷を有するものである場合には、アニオン性の電荷を有するコロイダルシリカを組み合わせることが好ましく、澱粉がアニオン性の電荷を有するものである場合には、カチオン性の電荷を有するコロイダルシリカを組み合わせることが好ましい。コロイダルシリカと澱粉の最適な添加量は、ゼータ電位が等電点になるように組み合わせることで求めることができる。 In order to produce an inorganic molded body in which the skeleton part and the film-like part are formed, it is preferable that colloidal silica, which is an inorganic binder, and starch have opposite charges. For example, it is preferable to combine colloidal silica having an anionic charge when the starch has a cationic charge, and when the starch has an anionic charge, the cationic charge It is preferable to combine colloidal silica having The optimum amount of colloidal silica and starch can be determined by combining them so that the zeta potential becomes the isoelectric point.
本発明の方法において、スラリー形成時に使用される溶媒としては、特に制限されないが、水や極性有機溶媒等が挙げられる。 In the method of the present invention, the solvent used in forming the slurry is not particularly limited, and examples thereof include water and a polar organic solvent.
水としては、蒸留水、イオン交換水、水道水、地下水、工業用水等を挙げることができ、また、極性有機溶媒としては、エタノール、プロパノール等の1価のアルコール類、エチレングリコール等の2価のアルコール類を挙げることができる。これらのうち、上記溶媒としては、作業環境の悪化がなく環境への負荷がない点で水が好ましい。 Examples of water include distilled water, ion-exchanged water, tap water, ground water, and industrial water. Examples of polar organic solvents include monovalent alcohols such as ethanol and propanol, and divalents such as ethylene glycol. Can be mentioned. Among these, as the solvent, water is preferable in that the working environment is not deteriorated and there is no burden on the environment.
スラリー中に含まれる全固形分濃度は、0.1〜10質量%であることが好ましく、0.3〜8質量%であることがより好ましく、0.5〜3質量%であることがさらに好ましい。スラリー中に含まれる全添加成分濃度が0.1質量%未満であると脱水成形工程で除去する水の量が多くなり過ぎるので製造効率が低下し易くなり、また、10質量%を超えると、スラリーに固形分が均一に分散し難くなる。 The total solid content concentration contained in the slurry is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.3 to 8% by mass, and further preferably 0.5 to 3% by mass. preferable. If the concentration of all added components contained in the slurry is less than 0.1% by mass, the amount of water to be removed in the dehydration molding process becomes too large, so that the production efficiency tends to decrease. It becomes difficult to uniformly disperse the solid content in the slurry.
本発明の方法においては、溶媒中に上記各成分を順次添加して、混合、攪拌することにより、ウェットボリュームが300mL/20g以上のスラリーを得ることができる。上記ウェットボリュームは300〜800mL/20gであることが適当であり、300〜700mL/20gであることがより適当である。 In the method of the present invention, a slurry having a wet volume of 300 mL / 20 g or more can be obtained by sequentially adding the above components to a solvent, mixing and stirring. The wet volume is suitably 300 to 800 mL / 20 g, more preferably 300 to 700 mL / 20 g.
スラリーのウェットボリュームが300mL/20g以上であることにより、嵩密度が十分に低く、内部までアルカリガスを拡散し得る嵩高な構造を有する無機質成形体を得ることができる。
ウェットボリュームが300mL/20g以上であるスラリーは、上述したように、スラリーの形成時、溶媒中に、無機バインダーとともに有機バインダーとして澱粉および高分子凝集体を添加することにより、得ることができる。
When the wet volume of the slurry is 300 mL / 20 g or more, an inorganic molded body having a bulky structure that has a sufficiently low bulk density and can diffuse alkali gas to the inside can be obtained.
As described above, a slurry having a wet volume of 300 mL / 20 g or more can be obtained by adding starch and polymer aggregates as an organic binder together with an inorganic binder during the formation of the slurry.
なお、本出願において、ウェットボリュームは、以下の(1)〜(10)の手順により算出される値を意味する。
(1)アルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計20gを少数点2桁以上の精度を有する秤で計量する。
(2)(1)で計量した材料を2Lのビーカーに投入する。
(3)全体量が1Lとなるように調整したイオン交換水をビーカーに投入する。ここで、全体量とは、上記アルミナ質繊維、アルミナ粒子およびイオン交換水の合計量に、下記(5)で添加する無機バインダーおよび有機バインダーの合計量を加えた量である。
(4)イオン交換水とアルミナ質繊維とアルミナ粒子が均一になるように2分間攪拌する。攪拌はプロペラ型の攪拌羽を使用し、回転数は1100rpmとする。
(5)続いて、無機バインダーと、有機バインダーとして澱粉および高分子凝集剤をそれぞれ投入しつつ攪拌する。材料を投入する順序は特に制限されないが、投入する材料は一種類づつとし、一種類投入する毎に1分間攪拌する。
(6)全ての材料を投入、攪拌することで原料添加液を得る。
(7)攪拌停止後、1Lのメスシリンダーに(6)で得た原料添加液を移す。
(8)メスシリンダーの口を手等で塞ぎ、水が漏れないように注意しながら上下逆さまにして攪拌する。これを計10回繰り返す。
(9)室温下で静置し、15分経過後の沈降体積を目視で計測する。
(10)15分静置することにより得られるスラリー20gあたりの体積(mL/20g)をウェットボリュームとする。
In the present application, the wet volume means a value calculated by the following procedures (1) to (10).
(1) A total of 20 g of alumina fibers and alumina particles is weighed with a scale having an accuracy of two decimal places or more.
(2) Put the material weighed in (1) into a 2L beaker.
(3) Charge ion-exchanged water adjusted so that the total amount becomes 1 L into a beaker. Here, the total amount is an amount obtained by adding the total amount of the inorganic binder and the organic binder added in the following (5) to the total amount of the above-mentioned alumina fiber, alumina particles, and ion-exchanged water.
(4) Stir for 2 minutes so that ion-exchanged water, alumina fibers and alumina particles are uniform. Stirring uses a propeller-type stirring blade, and the rotation speed is 1100 rpm.
(5) Subsequently, stirring is performed while adding an inorganic binder and starch and a polymer flocculant as the organic binder, respectively. The order in which the materials are charged is not particularly limited, but the materials to be charged are one by one and stirred for 1 minute each time one material is charged.
(6) A raw material additive solution is obtained by adding and stirring all the materials.
(7) After the stirring is stopped, the raw material additive solution obtained in (6) is transferred to a 1 L graduated cylinder.
(8) Close the mouth of the graduated cylinder with your hands and stir it upside down taking care not to leak water. This is repeated a total of 10 times.
(9) Let stand at room temperature, and visually measure the sedimentation volume after 15 minutes.
(10) The volume (mL / 20 g) per 20 g of slurry obtained by allowing to stand for 15 minutes is defined as the wet volume.
本発明の方法においては、上記スラリーを脱水成形または抄造して湿潤成形体を得る。 In the method of the present invention, the slurry is subjected to dehydration molding or papermaking to obtain a wet molded body.
脱水成形方法としては、公知の方法を採用することができ、特に制限されないが、底部に網が設置された成形型中にスラリーを流し込み、溶媒を吸引する吸引脱水成形法や、加圧脱水成形法を挙げることができる。 As a dehydration molding method, a known method can be adopted, and is not particularly limited. However, a suction dehydration molding method in which slurry is poured into a mold having a net installed at the bottom and a solvent is sucked, or pressure dehydration molding. The law can be mentioned.
なお、本出願においては、スラリー形成時に用いる溶媒として水以外のものを用いる場合もあるが、水以外の溶媒を脱溶媒して成形する場合も含めて、脱水成形と呼ぶものとする。 In the present application, a solvent other than water may be used as the solvent used in forming the slurry, but the solvent is also referred to as dehydration molding, including the case where the solvent other than water is removed.
抄造法としては、公知の方法を採用することができ、特に制限されないが、帯状の多孔質担体上にフローボックスからスラリーを流し出すフローオン法や、ハチェック式抄造法や長網式抄造法などスラリーを連続的に抄造し得る方法を挙げることができる。 As a papermaking method, a known method can be adopted, and is not particularly limited. However, a flow-on method in which a slurry is poured from a flow box onto a belt-like porous carrier, a Hatschek-type papermaking method, or a long-net type papermaking method. For example, the slurry can be continuously made.
本発明の方法において、攪拌槽等で作製したスラリーを、上記脱水成形または抄造するために成形型や貯留槽等に搬送する際には、上記攪拌槽の下部に成形型や貯留槽等を配置する等して、スラリーの自重により移送することが好ましい。スラリーを自重により移送することにより、スラリーのウェットボリュームを低減することなく、移送することができる。従来、こうしたスラリーの搬送には、一般的にはポンプなどが使用されてきたが、ポンプの攪拌力により無機繊維がせん断されてしまいウェットボリュームが低減する場合がある。 In the method of the present invention, when the slurry produced in a stirring tank or the like is transported to a mold or a storage tank for dehydration molding or papermaking, a molding die or a storage tank is disposed below the stirring tank. For example, the slurry is preferably transferred by its own weight. By transferring the slurry by its own weight, the slurry can be transferred without reducing the wet volume of the slurry. Conventionally, a pump or the like has generally been used for the conveyance of such a slurry, but the inorganic fiber is sheared by the stirring force of the pump, and the wet volume may be reduced in some cases.
湿潤成形体は、得ようとする無機質成形体に相似する形状を有するものが適当であり、例えば、ボード状、シート状、ブロック状のものを挙げることができる。ここで、製造工程において、品質としての嵩密度を一定の範囲に保つために、湿潤成形体を必要に応じてプレスしても良いが、本発明においては、低い嵩密度を実現するためにできるだけプレスしないほうが好ましい。 As the wet molded body, those having a shape similar to the inorganic molded body to be obtained are suitable, and examples thereof include a board shape, a sheet shape, and a block shape. Here, in the production process, in order to keep the bulk density as a quality within a certain range, the wet molded body may be pressed as necessary. However, in the present invention, as much as possible in order to realize a low bulk density. It is preferable not to press.
このようにして得られた湿潤成形体は、次いで、乾燥処理される。 The wet molded body thus obtained is then dried.
乾燥処理は、公知の乾燥機により行うことができ、乾燥温度は、40〜180℃が好ましく、60〜150℃がより好ましく、80〜120℃がさらに好ましい。また、乾燥時間は、6〜48時間が好ましく、8〜40時間がより好ましく、10〜36時間がさらに好ましい。 The drying treatment can be performed with a known dryer, and the drying temperature is preferably 40 to 180 ° C, more preferably 60 to 150 ° C, and further preferably 80 to 120 ° C. The drying time is preferably 6 to 48 hours, more preferably 8 to 40 hours, and further preferably 10 to 36 hours.
本発明の方法においては、上記湿潤成形体の乾燥処理物をさらに焼成処理してもよい。 In the method of the present invention, the dried product of the wet molded body may be further baked.
焼成処理は、公知の加熱炉により行うことができ、焼成温度は、特に制限されないが、800℃以上が好ましく、800〜1600℃がより好ましい。また、上記湿潤成形体の乾燥処理物を断熱材や耐火材として使用する場合、使用時に加熱炉を所定温度に加熱することによって焼成処理してもよい。 The firing treatment can be performed with a known heating furnace, and the firing temperature is not particularly limited, but is preferably 800 ° C. or higher, and more preferably 800 to 1600 ° C. Moreover, when using the dried processed material of the said wet molded object as a heat insulating material or a refractory material, you may carry out a baking process by heating a heating furnace to predetermined temperature at the time of use.
本発明の方法においては、このようにして簡便かつ低コストに無機質成形体を得ることができる。 In the method of the present invention, an inorganic molded body can be obtained simply and at low cost in this way.
得られた無機質成形体は、例えば、ボード状、シート状、ブロック状の形状を有するものであることが好ましい。 The obtained inorganic molded body preferably has, for example, a board shape, a sheet shape, or a block shape.
本発明の方法により得られる無機質成形体は、アルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計量に対するアルミナ粒子の含有割合が30〜70質量%であるものである。本発明の方法により得られる無機質成形体としては、上記アルミナ粒子の含有割合が35〜65質量%であるものがより適当であり、40〜60質量%であるものがより適当である。 The inorganic molded body obtained by the method of the present invention has an alumina particle content of 30 to 70 mass% with respect to the total amount of alumina fibers and alumina particles. As the inorganic molded body obtained by the method of the present invention, the content of the alumina particles is more preferably from 35 to 65% by mass, and more preferably from 40 to 60% by mass.
また、本発明の方法で得られる無機質成形体は、アルミナ含有量が80質量%以上であるアルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計量を100質量部とした場合に、アルミナ質繊維30〜70質量部と、アルミナ粒子30〜70質量部と、無機バインダー3〜15質量部とを含むものであることが好ましい。アルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計量を100質量部とした場合、上記アルミナ質繊維の含有量は35〜65質量部であることがより好ましく、40〜60質量部であることがさらに好ましい。また、アルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計量を100質量部とした場合、上記アルミナ粒子の含有量は35〜65質量部であることがより好ましく、40〜60質量部であることがさらに好ましい。さらに、アルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計量を100質量部とした場合、上記無機バインダーの含有量は4〜12質量部であることがより好ましく、5〜11質量部であることがさらに好ましい。 Moreover, the inorganic molded body obtained by the method of the present invention is 30 to 70 parts by mass of alumina fibers when the total amount of alumina fibers and alumina particles having an alumina content of 80% by mass or more is 100 parts by mass. And it is preferable that 30-70 mass parts of alumina particles and 3-15 mass parts of inorganic binders are included. When the total amount of alumina fibers and alumina particles is 100 parts by mass, the content of the alumina fibers is more preferably 35 to 65 parts by mass, and still more preferably 40 to 60 parts by mass. Moreover, when the total amount of the alumina fiber and the alumina particles is 100 parts by mass, the content of the alumina particles is more preferably 35 to 65 parts by mass, and further preferably 40 to 60 parts by mass. Furthermore, when the total amount of alumina fibers and alumina particles is 100 parts by mass, the content of the inorganic binder is more preferably 4 to 12 parts by mass, and further preferably 5 to 11 parts by mass.
アルミナ質繊維、アルミナ粒子、無機バインダーとしては、上述したものと同様のものを挙げることができる。 Examples of the alumina fibers, alumina particles, and inorganic binder include the same ones as described above.
本発明の方法によれば、嵩密度が100〜200kg/m3である無機質成形体を得ることができるが、上記嵩密度が100〜195kg/m3である無機質成形体がより適当であり、100〜190kg/m3である無機質成形体がさらに適当である。 According to the method of the present invention, an inorganic molded body having a bulk density of 100 to 200 kg / m 3 can be obtained, but the inorganic molded body having a bulk density of 100 to 195 kg / m 3 is more suitable. An inorganic molded body of 100 to 190 kg / m 3 is more suitable.
嵩密度が200kg/m3を超えると得られる無機質成形体の強度は高くなるが、通気抵抗が増加して、表面部分が浸食され易くなり、成形体表面部分の剥離を生じさせ易くなる。また、嵩密度が100kg/m3未満であると通気抵抗率が低下して、アルカリガスの拡散性は向上するが、成形体の強度が低下して、炉材として使用した場合に成形体の変形等を生じ得る。 When the bulk density exceeds 200 kg / m 3 , the strength of the obtained inorganic molded body increases, but the airflow resistance increases, the surface portion is easily eroded, and the molded body surface portion is easily peeled off. In addition, when the bulk density is less than 100 kg / m 3 , the ventilation resistance is lowered and the diffusibility of the alkali gas is improved, but the strength of the molded body is reduced, and when the molded body is used as a furnace material, Deformation can occur.
また、本発明の方法によれば、ASTM C522による通気抵抗率が6×105Pa・S/m2以下である無機質成形体を得ることができるが、上記通気抵抗率は1×103〜6×105Pa・S/m2である無機質成形体がより適当であり、1×103〜1×105Pa・S/m2である無機質成形体がさらに適当である。 In addition, according to the method of the present invention, an inorganic molded body having an airflow resistance of 6 × 10 5 Pa · S / m 2 or less according to ASTM C522 can be obtained, but the airflow resistivity is 1 × 10 3 to An inorganic molded body of 6 × 10 5 Pa · S / m 2 is more suitable, and an inorganic molded body of 1 × 10 3 to 1 × 10 5 Pa · S / m 2 is more suitable.
上記通気抵抗率が6×105Pa・S/m2以下であると、成形体の内部へアルカリガスが拡散し易くなって、成形体表面部分への侵食が低減されるために無機質成形体の耐アルカリ性が向上するが、通気抵抗率が6×105Pa・S/m2を超えると、無機質成形体表面にアルカリガスが滞留し易くなって、成形体表面に剥離やクラックが生じ易くなる。また、無機質成形体の熱伝導率を低減させつつ強度等の断熱材としての性能を維持するためには、上記通気抵抗率が1×103Pa・S/m2以上であることが好ましい。 When the ventilation resistivity is 6 × 10 5 Pa · S / m 2 or less, an alkali gas easily diffuses into the molded body, and erosion to the surface of the molded body is reduced. However, if the airflow resistance exceeds 6 × 10 5 Pa · S / m 2 , alkali gas tends to stay on the surface of the inorganic molded body, and peeling and cracking are likely to occur on the surface of the molded body. Become. Moreover, in order to maintain the performance as a heat insulating material such as strength while reducing the thermal conductivity of the inorganic molded body, it is preferable that the ventilation resistance is 1 × 10 3 Pa · S / m 2 or more.
さらに、本発明の方法によれば、アルミナ含有割合が80質量%以上の無機質成形体を得ることができるが、上記アルミナ含有割合が81質量%以上である無機質成形体がより適当であり、83質量%以上である無機質成形体がさらに適当である。 Furthermore, according to the method of the present invention, an inorganic molded body having an alumina content ratio of 80% by mass or more can be obtained, but an inorganic molded body having an alumina content ratio of 81% by mass or more is more suitable. An inorganic molded body having a mass% or more is more suitable.
アルミナ含有割合が80質量%以上であることにより、得られる無機質成形体の耐アルカリ性を向上させることができる。 When the alumina content is 80% by mass or more, the alkali resistance of the obtained inorganic molded body can be improved.
また、本発明の方法によれば、無機質成形体として、アルミナ質繊維と、アルミナ粒子と、無機バインダーとを含み、その内部構造が、前記アルミナ質繊維が不規則方向に分散することにより形成されてなる骨格部と、アルミナ質繊維同士の交点近傍において、アルミナ質繊維同士を繋ぐように形成されてなる、無機バインダーを含む膜状部により構成されてなるものを得ることができる。 Further, according to the method of the present invention, the inorganic molded body includes alumina fibers, alumina particles, and an inorganic binder, and the internal structure is formed by dispersing the alumina fibers in an irregular direction. In the vicinity of the intersection between the skeletal part and the alumina fibers, a film-like part containing an inorganic binder formed so as to connect the alumina fibers can be obtained.
アルミナ質繊維を無機バインダーで結着してなる従前の無機質成形体は、図1に示すように、アルミナ質繊維からなる骨格部1の表面に無機バインダーが凝集してなる粒子状部ないしはひげ状部2を成す内部構造を有するが、本発明の方法で得られた無機質成形体は、図2に示すように、アルミナ質繊維の交点近傍において、アルミナ質繊維からなる骨格部1を繋ぐように無機バインダーが膜状部3を形成してなる内部構造を有している。
本出願において、骨格部とは、図2に示すように、アルミナ質繊維からなる繊維状部分を意味し、膜状部とは、同図に示すように、2本のアルミナ質繊維の成す交点を基点として、アルミナ質繊維間に、両者を繋ぐように拡幅形成されてなる薄膜状部分を意味する。図2に示すように、膜状部は、水かき状等の形状を有するものであるが、3本以上のアルミナ質繊維が複雑に交差し、アルミナ質繊維間に複数の膜状部が形成され、連結することにより、多角形状等多様な形状をなす場合もある。
As shown in FIG. 1, a conventional inorganic molded body formed by binding alumina fibers with an inorganic binder is a particulate portion or a whisker-like shape formed by agglomerating inorganic binders on the surface of a skeleton portion 1 made of alumina fibers. As shown in FIG. 2, the inorganic molded body obtained by the method of the present invention has an internal structure that forms
In the present application, the skeleton means a fibrous portion made of alumina fibers as shown in FIG. 2, and the film-like portion means an intersection of two alumina fibers as shown in FIG. As a base point, it means a thin film-like portion that is widened so as to connect both of the alumina fibers. As shown in FIG. 2, the membrane-like portion has a web-like shape, but three or more alumina fibers intersect in a complicated manner, and a plurality of membrane-like portions are formed between the alumina fibers. In some cases, various shapes such as a polygonal shape are formed by connecting them.
上記骨格部および膜状部全体に占めるアルミナの存在割合は60質量%以上90質量%未満であることが好ましく、70〜88質量%であることがより好ましく、75〜85質量%であることがさらに好ましい。また、上記膜状部が形成されていない部分の骨格部におけるアルミナの存在割合は90〜99質量%であることが好ましく、90〜98質量%であることがより好ましく、90〜97質量%であることがさらに好ましい。 The proportion of alumina present in the entire skeleton and film-like part is preferably 60% by mass or more and less than 90% by mass, more preferably 70 to 88% by mass, and 75 to 85% by mass. Further preferred. Moreover, it is preferable that the abundance ratio of the alumina in the skeleton part where the film-like part is not formed is 90 to 99% by mass, more preferably 90 to 98% by mass, and 90 to 97% by mass. More preferably it is.
なお、本出願においては、上記骨格部および膜状部全体に占めるアルミナの存在割合および骨格部におけるアルミナの存在割合は、エネルギー分散形X線分析装置付走査型電子顕微鏡により測定した値を意味する。 In the present application, the abundance ratio of alumina occupying the entire skeleton part and film-like part and the abundance ratio of alumina in the skeleton part mean values measured by a scanning electron microscope with an energy dispersive X-ray analyzer. .
図1に示す従前の無機質成形体は、アルカリガスと反応し易い無機バインダー成分がアルミナ質繊維からなる骨格部全体に付着している。このため、図1に示す従前の無機質成形体は、耐食性が高いアルミナ質繊維を使用した場合でも無機バインダーを通じて劣化を生じ易く、耐アルカリガス特性を低下させている。これに対し、本発明の方法で得られた骨格部と膜状部を有する無機質成形体は、アルミナ質繊維の交点近傍にバインダー成分が集合して、アルミナ繊維からなる骨格部を繋ぐように水かき状等の形状を有する膜状部が形成されているため、耐食性の高いアルミナ質繊維の特性を活かしつつ、耐アルカリガス特性を向上させ得ると考えられる。 In the conventional inorganic molded body shown in FIG. 1, an inorganic binder component that easily reacts with an alkali gas adheres to the entire skeleton portion made of alumina fibers. For this reason, the conventional inorganic molded body shown in FIG. 1 is liable to be deteriorated through the inorganic binder even when an alumina fiber having high corrosion resistance is used, and the alkali gas resistance is lowered. In contrast, the inorganic molded body having a skeleton part and a film-like part obtained by the method of the present invention is watered so that the binder component gathers in the vicinity of the intersection of the alumina fibers and connects the skeleton parts made of alumina fibers. It is thought that the alkali gas resistance can be improved while taking advantage of the characteristics of the alumina fiber having high corrosion resistance because the film-like portion having a shape such as a shape is formed.
本発明の方法において、上記骨格部と膜状部を有する無機質成形体は、上述したように、有機バインダーとして澱粉を用いつつ、無機バインダーとしてコロイダルシリカを用いることにより好適に作製することができる。水溶液中で膨潤した澱粉は、スラリーを脱水成形して得た湿潤成形体を乾燥する過程において、澱粉に定着している無機バインダーとともに、毛細管現象によりアルミナ質繊維の交点近傍に集合し、その際、澱粉と無機バインダーから水分が蒸発することで膜状部が形成されると考えられる。 In the method of the present invention, the inorganic molded body having the skeleton portion and the film-like portion can be suitably produced by using colloidal silica as the inorganic binder while using starch as the organic binder as described above. In the process of drying the wet molded product obtained by dehydrating the slurry, the starch swollen in the aqueous solution gathers near the intersection of the alumina fibers by capillary action together with the inorganic binder fixed on the starch. It is considered that a film-like part is formed by the evaporation of moisture from starch and an inorganic binder.
本発明の方法により得られる無機質成形体の耐アルカリ性評価方法としては、例えば、得られた無機質成形体からなる厚さ25mmの平板状試験片を形成し、リチウムとコバルトのモル比が1:1であるコバルト酸リチウム10gを収納した直径42mm、高さ35mmのアルミナ製のるつぼ上に蓋をするように上記試験片を配置した状態で、1100℃で8時間加熱する処理を1サイクルとして、上記処理を複数サイクル繰り返し行ったときに、上記試験片におけるクラック、剥離または侵食の有無を視認することにより行うことができる。 As a method for evaluating alkali resistance of an inorganic molded body obtained by the method of the present invention, for example, a plate-shaped test piece having a thickness of 25 mm made of the obtained inorganic molded body is formed, and the molar ratio of lithium to cobalt is 1: 1. In a state where the test piece is arranged so as to cover a crucible made of alumina having a diameter of 42 mm and a height of 35 mm containing 10 g of lithium cobaltate, heating at 1100 ° C. for 8 hours is performed as one cycle. When the treatment is repeated for a plurality of cycles, it can be carried out by visually confirming the presence or absence of cracks, peeling or erosion in the test piece.
本発明の方法により、上記処理を2回繰り返し行っても試験片にクラック、剥離または侵食が視認されない無機質成形体を得ることができるが、上記処理を3回繰り返し行っても試験片にクラック、剥離または侵食が視認されない無機質成形体がより適当であり、上記処理を4回以上繰り返し行っても試験片にクラック、剥離または侵食が視認されない無機質成形体がさらに適当である。 According to the method of the present invention, it is possible to obtain an inorganic molded body in which cracks, peeling or erosion are not visually recognized even if the above treatment is repeated twice. An inorganic molded body in which peeling or erosion is not visually recognized is more suitable, and an inorganic molded body in which cracks, separation or erosion is not visually recognized in the test piece even when the above treatment is repeated four or more times is more suitable.
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明は以下の例により何ら限定されるものではない。
(実施例1)
以下に示す方法により、実施例1に係る無機質成形体を作製した。
(1)スラリー作製工程
水に、アルミナ繊維(電気化学工業社製「B97N5」、アルミナ含有割合97質量%、シリカ含有割合3質量%、アルミナ中に占めるαアルミナ含有割合50〜59%であるもの)70質量部、アルミナ粒子(日本軽金属社製「A11」、平均粒径50μmであるもの)30質量部、無機バインダーであるコロイダルシリカ(日本化学工業社製「シリカドール30」、固形分30質量%の懸濁液、固形分の平均粒径15nm、pH10.0)を固形分換算で8質量部、澱粉(日澱化学社製、「ペトロサイズJ」)3質量部及び高分子凝集剤であるポリアクリルアミド(荒川化学工業社製「ポリストロン311」、カチオン性、不揮発分10質量%、pH4.2〜4.8、粘度500〜1500cps)3質量部を加え、更に、スラリー濃度が2質量%となるように、水を加えて攪拌し、スラリーを作製した。
得られたスラリーのウェットボリュームを測定したところ、700mL/20gであった。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by the following examples.
Example 1
An inorganic molded body according to Example 1 was produced by the method described below.
(1) Slurry preparation process In water, alumina fiber ("B97N5" manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., alumina content rate 97 mass%,
It was 700 mL / 20g when the wet volume of the obtained slurry was measured.
(2)湿潤成形体作製工程
上述のようにして得たスラリーを、底部に網が設置された成形型中にスラリーを流し込み、溶媒を吸引する吸引脱水成形法により脱水成形して、得ようとする無機質成形体に相似するボード形状を有する湿潤成形体を得た。
(2) Wet molded body preparation process The slurry obtained as described above was dehydrated and molded by a suction dehydration molding method in which the slurry was poured into a mold having a net installed at the bottom and the solvent was sucked. A wet molded body having a board shape similar to the inorganic molded body was obtained.
(3)乾燥工程
(2)で得た湿潤成形体を乾燥機により110℃で36時間乾燥処理することにより、嵩密度が100kg/m3で、アルミナ含有割合が89質量%で、厚さ25mmのボード形状の無機質成形体を得た。
(3) Drying step The wet molded body obtained in (2) was dried at 110 ° C. for 36 hours with a dryer, so that the bulk density was 100 kg / m 3 , the alumina content was 89% by mass, and the thickness was 25 mm. A board-shaped inorganic molded body was obtained.
得られた無機質成形体をエネルギー分散形X線分析装置付走査電子顕微鏡(日本電子社製JED−2300)を用いて測定したところ、図2に示すように、アルミナ質繊維が不規則方向に分散することにより形成されてなる骨格部と、アルミナ質繊維同士の交点近傍において、アルミナ質繊維同士を繋ぐように形成されてなる、無機バインダーを含む膜状部により構成されてなる微小構造を有するものであることが分かった。 When the obtained inorganic molded body was measured using a scanning electron microscope with an energy dispersive X-ray analyzer (JED-2300 manufactured by JEOL Ltd.), as shown in FIG. 2, alumina fibers were dispersed in an irregular direction. Having a microstructure composed of a film-like part containing an inorganic binder, formed so as to connect the alumina fibers in the vicinity of the intersection of the alumina fibers and the skeleton formed by It turns out that.
また、得られた無機質成形体について、以下の方法にて、通気抵抗率、曲げ強度および耐アルカリ性を測定した。結果を表1に示す。
<通気抵抗率測定>
通気抵抗率は、ASTM C522に準拠した方法により測定した。
<曲げ強度>
上記無機質成形体からなる縦150mm、横50mm、厚さ 25mmの平板状試験片の曲げ強度を、3点曲げ強度試験機を用いて、ヘッドスピード10mm/分の速度で荷重を加え、破断荷重を測定し、次式により算出した。
曲げ強度(MPa)={3×最大荷重(N)×下部支点間距離(mm)}/{2×の幅(mm)×(の厚さ(mm))2}
また、上記試験片を1300℃で24時間焼成して得られた焼成後試験片についても同様に曲げ強度を測定した。
<耐アルカリ性測定>
上記無機質成形体からなる縦80mm、横80mm、厚さ25mmの平板状試験片を形成した。
リチウムとコバルトのモル比が1:1であるコバルト酸リチウム10gを収納した直径42mm、高さ35mmのアルミナ製のるつぼ上に蓋をするように前記試験片を配置した状態で、1100℃で8時間加熱する処理を1サイクルとして、上記処理を繰り返し複数サイクル行い、試験片表面におけるクラック、剥離または侵食の有無を目視にて確認した。
なお、本試験においては、上記加熱処理を1回行う毎にコバルト酸リチウムを新品に入れ替えている。
In addition, the obtained inorganic molded body was measured for air permeability resistivity, bending strength, and alkali resistance by the following methods. The results are shown in Table 1.
<Measurement of ventilation resistance>
The ventilation resistivity was measured by a method based on ASTM C522.
<Bending strength>
The bending strength of a flat specimen having a length of 150 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 25 mm made of the inorganic molded body was applied at a head speed of 10 mm / min using a three-point bending strength tester, and the breaking load was Measured and calculated by the following formula.
Bending strength (MPa) = {3 × maximum load (N) × distance between lower fulcrums (mm)} / {2 × width (mm) × (thickness (mm)) 2 }
Further, the bending strength of the post-fired test piece obtained by firing the test piece at 1300 ° C. for 24 hours was also measured.
<Measurement of alkali resistance>
A flat test piece having a length of 80 mm, a width of 80 mm, and a thickness of 25 mm made of the inorganic molded body was formed.
In a state where the test piece was placed so as to cover a crucible made of alumina having a diameter of 42 mm and a height of 35 mm containing 10 g of lithium cobaltate having a molar ratio of lithium to cobalt of 1: 1, the temperature was 1100 ° C. The above-described treatment was repeated for a plurality of cycles, with the time heating treatment being one cycle, and the presence or absence of cracks, peeling or erosion on the surface of the test piece was visually confirmed.
In this test, every time the heat treatment is performed once, lithium cobalt oxide is replaced with a new one.
(実施例2〜実施例33)
表1〜表5に示すように、各成分の添加量を変化させたり、アルミナ質繊維として適宜ムライト繊維(三菱樹脂社製「マフテック」、アルミナ含有割合72質量%、シリカ含有割合28質量%、アルミナ中に占めるαアルミナ含有割合0〜59%であるもの)を用いたり、平均粒径が異なるアルミナ粒子(平均粒径が、それぞれ、120μm、100μm、60μm、30μm、15μm、5μm、3μmであるもの)を用いたりした以外は、実施例1と同様にして無機質成形体を作製した。
(Example 2 to Example 33)
As shown in Tables 1 to 5, the addition amount of each component is changed, or mullite fiber ("Maftech" manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc., alumina content ratio 72 mass%, silica content ratio 28 mass%, as alumina fiber, Alumina particles having an α-alumina content of 0 to 59% in the alumina) or alumina particles having different average particle diameters (average particle diameters of 120 μm, 100 μm, 60 μm, 30 μm, 15 μm, 5 μm, and 3 μm, respectively) An inorganic molded body was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was used.
得られた各無機質成形体をエネルギー分散形X線分析装置付走査電子顕微鏡(日本電子社製JED−2300)を用いて測定したところ、図2に示すように、アルミナ質繊維が不規則方向に分散することにより形成されてなる骨格部と、アルミナ質繊維同士の交点近傍において、アルミナ質繊維同士を繋ぐように形成されてなる、無機バインダーを含む膜状部により構成されてなる微小構造を有するものであることが分かった。 When each obtained inorganic molded body was measured using a scanning electron microscope with an energy dispersive X-ray analyzer (JED-2300, manufactured by JEOL Ltd.), as shown in FIG. In the vicinity of the intersection between the skeletal part formed by dispersion and the alumina fibers, it has a microstructure formed by a film-like part containing an inorganic binder formed so as to connect the alumina fibers. It turned out to be a thing.
得られた各無機質成形体における、無機質成形体製造時におけるスラリーのウェットボリュームを表1〜表5に示す。また、表1〜表5に、得られた無機質成形体における嵩密度やアルミナ含有割合とともに、実施例1と同様の方法で、通気抵抗率、曲げ強度および耐アルカリ性を測定した結果を示す。 Tables 1 to 5 show the wet volume of the slurry at the time of manufacturing the inorganic molded body in each of the obtained inorganic molded bodies. Moreover, the result of having measured ventilation resistance, bending strength, and alkali resistance with the method similar to Example 1 with the bulk density and alumina content rate in the obtained inorganic molded object in Table 1-Table 5 is shown.
なお、実施例3の結果については、表1に記載するとともに、表2、表3、表4においても、それぞれ、コロイダルシリカ添加量、澱粉添加量、高分子凝集剤添加量の相違による物性等の相違を比較するために同内容を重ねて記載している。また、実施例16の結果については、表3に記載するとともに、高分子凝集剤添加量の相違による物性等の相違を比較するために表4においても同内容を重ねて記載している。さらに、実施例25の結果については、表4に記載するとともに、アルミナ粒子の平均粒径の相違による物性等の相違を比較するために表5においても重ねて記載している。 In addition, about the result of Example 3, while describing in Table 1, also in Table 2, Table 3, and Table 4, the physical property by the difference in colloidal silica addition amount, starch addition amount, and polymer flocculant addition amount, respectively, etc. In order to compare the differences, the same content is repeated. Further, the results of Example 16 are described in Table 3, and the same contents are also described in Table 4 in order to compare differences in physical properties and the like due to differences in the amount of the polymer flocculant added. Further, the results of Example 25 are described in Table 4, and are also repeated in Table 5 in order to compare differences in physical properties and the like due to differences in the average particle diameter of alumina particles.
(比較例1〜比較例7)
表1〜表5に示すように、各成分の添加量を変化させたり、アルミナ質繊維として適宜ムライト繊維(三菱樹脂社製「マフテック」、アルミナ含有割合72質量%、シリカ含有割合28質量%、アルミナ中に占めるαアルミナ含有割合0〜59%であるもの)や、アルミナ粒子に代えてシリカ粒子(キンセイマテック社製「溶融シリカ」、平均粒径60μmであるもの)を用いたり、澱粉や高分子凝集剤を用いなかった以外は、実施例1と同様にして比較無機質成形体を作製した。
(Comparative Examples 1 to 7)
As shown in Tables 1 to 5, the addition amount of each component is changed, or mullite fiber ("Maftech" manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc., alumina content ratio 72 mass%, silica content ratio 28 mass%, as alumina fiber, Α-alumina content in the alumina is 0 to 59%), silica particles (“fused silica” manufactured by Kinsei Matec Co., Ltd. having an average particle size of 60 μm) are used instead of alumina particles, starch or high A comparative inorganic molded body was produced in the same manner as in Example 1 except that the molecular flocculant was not used.
得られた各比較無機質成形体における、製造時におけるスラリーのウェットボリュームを表1、表3、表4に示す。また、表1、表3、表4に、得られた比較無機質成形体における嵩密度やアルミナ含有割合とともに、実施例1と同様の方法で、通気抵抗率、曲げ強度および耐アルカリ性を測定した結果を示す。 Tables 1, 3 and 4 show the wet volume of the slurry at the time of production in each comparative inorganic molded body obtained. Tables 1, 3 and 4 show the results of measuring the air permeability, bending strength and alkali resistance in the same manner as in Example 1 together with the bulk density and alumina content in the obtained comparative inorganic molded bodies. Indicates.
実施例1〜実施例33と比較例1〜比較例7を対比することにより、本発明の方法で得られた無機質成形体は、嵩密度や通気抵抗率が低いために内部にアルカリガスを拡散し易く、アルカリガスにより浸食されやすい無機バインダーを含む膜状部がアルカリ質繊維からなる骨格部とは別に形成されてなり、耐アルカリ性を有するアルミナを含むものであるために、表面部分においてアルカリガスの侵食が低減され、剥離やクラックの発生を抑制し得るとともに、十分な曲げ強度を有する無機質成形体を安価にかつ簡便に製造し得ることが分かる。 By comparing Examples 1 to 33 and Comparative Examples 1 to 7, the inorganic molded body obtained by the method of the present invention has a low bulk density and low airflow resistance, and thus diffuses alkali gas therein. Since the film-like part containing an inorganic binder that is easily eroded by alkali gas is formed separately from the skeleton part made of alkaline fibers and contains alumina having alkali resistance, the surface part is eroded by alkali gas. It can be seen that the formation of an inorganic molded body having a sufficient bending strength can be produced inexpensively and easily while the occurrence of peeling and cracks can be suppressed.
また、実施例1〜実施例33で得られた結果より、本発明の方法で得られた無機質成形体は、アルカリガスによる侵食を受け易い無機バインダーがアルミナ質繊維からなる骨格部とは独立して膜状部を形成してなることにより表面ばかりか内部においてもアルカリガスによるアルミナ質繊維の侵食が低減されてなるものであることが分かる。 Further, from the results obtained in Examples 1 to 33, the inorganic molded body obtained by the method of the present invention is independent of the skeleton part in which the inorganic binder that is easily eroded by the alkali gas is made of alumina fibers. It can be seen that the formation of the film-like portion reduces the erosion of the alumina fiber by the alkali gas not only on the surface but also on the inside.
本発明によれば、炉材として用いたときに熱容量および熱伝導率が十分に低いとともに、十分な強度を有しアルカリガスに対する耐性が高い無機質成形体を安価にかつ簡便に製造することができる。 According to the present invention, an inorganic molded body having a sufficiently low heat capacity and thermal conductivity when used as a furnace material and having sufficient strength and high resistance to alkali gas can be produced inexpensively and easily. .
1 骨格部
2 粒子状ないしはひげ状部
3 膜状部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
アルミナ質繊維と、アルミナ粒子とを、アルミナ質繊維とアルミナ粒子の合計量に対するアルミナ粒子の質量割合が30〜70質量%になるように溶媒中に添加するとともに、該溶媒中に、チタニアゾルを除く無機バインダーと、有機バインダーとしての澱粉および高分子凝集剤とを添加して、混合、攪拌することにより、ウェットボリュームが300mL/20g以上800mL/20g以下のスラリーを得る工程と、
該スラリーを脱水成形又は抄造して湿潤成形体を得る工程と、
該湿潤成形体を乾燥する工程と
を含むことを特徴とする無機質成形体の製造方法。 A method for producing an inorganic molded body, comprising:
Alumina fibers and alumina particles are added to the solvent so that the mass ratio of the alumina particles to the total amount of the alumina fibers and alumina particles is 30 to 70% by mass, and the titania sol is removed from the solvent. Adding an inorganic binder, starch as an organic binder, and a polymer flocculant, and mixing and stirring to obtain a slurry having a wet volume of 300 mL / 20 g to 800 mL / 20 g ;
A step of dehydrating or paper-making the slurry to obtain a wet molded body;
And a step of drying the wet molded body.
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