JPH0559866B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミツクフアイバーを基本組成物と
した不定形断熱耐火材組成物及び該組成物を形成
してなる断熱耐火材成形体に関する。 〔従来の技術〕 無機質繊維のバルクフアイバーがぬれた程度の
水の量である場合（バルクフアイバーに対し水50
以下）両者は均等に混合されたと言えるかも知れ
ないが、これより少し水量が多くなると水は分
離、或いは分離し易い状態になり、均質な組成物
を形成していない。そこで適当な可塑性や流動性
を与えるために水に増粘材を加える必要がある。
このような目的のためにアクリル系高分子やポリ
エチレンオキサイドが用いられている。これらは
水に溶けて少量で大きな増粘効果を有し、繊維や
共存する微粉末を水（溶液）に分散させ、ほぼ均
質な組成物を形成するが、これらは余りにも増粘
効果と分散効果が大きく、後に組成物から水（溶
液）だけを分離しようとする場合過脱水特性が
極めて悪く、その添加量を少なくしても、この特
性を改善することはできない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、プラスチツク耐火物の如く、比較的
大きな応力下では自由に変形するが、自重のよう
な小さな応力下では変形しがたい性状を有し、か
つ、目地のない一体の耐火熱壁を構築することが
できる無機繊維質断熱耐火組成物（第一の組成
物）であり、他の一方では、泥しよう状の水を多
量に含む組成物であつて、その流動性が優れてい
るために小さな隙間を容易に充填する性状と隙間
を構成する壁の全部またはその一部が吸水性或い
は多孔質の物質である場合、上記組成物から容易
に脱水され含水率のより小さな前述の第一の組成
物に還元されるべき性状を有する無機繊維質耐火
材組成物（第二の組成物）であり、第一の組成物
と第二の組成物の間に多数と中間的性状を示す組
成物が存在する。さらに第一の組成物の場合には
プレス成形、第二の組成物の場合には真空成形
法、多孔質鋳型、セラミツクフアイバー壁の間隙
等への流し込みにより所望のまたは必要な形状を
容易に成形することが可能であり、乾燥、焼成に
より広範囲にわたる物理的性状（嵩比重、通気
率、熱伝導率など）を有する成形体を造ることが
できる巾広い組成範囲を有する。 本発明による組成物は水を媒体としており、水
を多量に含む場合でも物質な泥しようであるにも
拘わらず、脱水を極めて容易であり、高価なコロ
イド状シリカまたはコロイド状アルミナ及びその
他エマルジヨンは殆んど脱水組成体に残留し、排
水に混入して失われる割合は少ない。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は中程度の増粘効果を有し、水に溶
けた場合に、電気的極性の小さな増粘材を選択し
た。 このようなものにメチルセルローズ、澱粉、
PVAなどがある。これらは水に溶けて適度な増
粘効果を有するとともに後の過時に大きな抵抗
を示さない。 本発明の基本材料の一つはバルクフアイバーで
あるが、同時に耐火物微粉末の添加は組成物や成
形体の高温における使用条件によつては極めて優
れた効果である。例えば、その添加によつて耐火
度、耐蝕性、熱伝導率、強度率を改善し得る。 アルミナ、ムライト、粘土、ジルコン、シリ
カ、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素等通常の耐
火材の微粉末であつて凡そ200μより細かなもの
であれば容易に繊維と混合され得る。その量はバ
ルクフイバーの10倍以下とすべきである。（特公
昭57−35087号参照） 次に本組成物の構成に必要なものは、高温で有
効な結合材である。高温の使用条件においてセラ
ミツクフアイバーや微粉末を結合して一定の形状
を保持するとともに断熱或いは耐火壁等を構成す
べき必要な強度を有さねばならない。このために
用いる結合材は、コロイド状シリカまたはコロイ
ド状アルミナである。これ等はセラミツクフアイ
バーの結合材として、通常用いられるものである
が、コロイド状シリカまたはコロイド状アルミナ
を凝集させて繊維や微粉末に架橋せしめ排水中に
コロイド状シリカやコロイド状アルミナを無駄に
排出させないようにすることはかなり困難なこと
である。 本発明において、凝集材として高級脂肪酸のエ
マルジヨンを用いる。特に優れているのは、ステ
アリン酸のエマルジヨンであつて、例えばメチル
セルローズ溶液中でコロイド状シリカを凝集して
大きな二次エマルジヨンを形成し、セラミツクフ
アイバー繊維や微粉末に係合し、架橋した状態を
形成する。しかも組成物は均質の可塑性物または
泥しよう状物であり、後に脱水を行う場合、架橋
構造を保ちつつ大部分の水（溶液）を容易に分離
し得る。従来、コロイド状シリカをセラミツクフ
アイバーの結合材として用いる場合、その混合組
成物を乾燥するとき、水の蒸発とともにコロイド
状シリカが組成物の外表面に移動する現象（マイ
グレーシヨンという）が起る。本発明の組成物は
このコロイド状シリカのマイグレーシヨンが起ら
ず均等な硬度の乾燥体を与える。 次に、本発明の不可欠ではないが、その採用に
よつて本発明をより有効ならしめる要件の第一と
しては変形防止材としてのグリセリンの添加があ
る。本組成物を例えばプレス成形して薄板を形成
し、これを乾燥する場合、薄板は平面を保つこと
が必要であるが、実際にはこれは非常に困難であ
る。 本発明者は、本発明の組成物にグリセリンを添
加することによつて乾燥時の変形を効果的に防止
し得ることを発見した。しかし、その理由は末だ
解明されていない。 次に本組成物から脱水する場合に、脱水された
ある組成物に流動性を与えるワツクスエマルジヨ
ンの効果についてである。 ワツクスエマルジヨンは高級脂肪酸のエマルジ
ヨンとコロイド状シリカで形成した架橋大粒子に
結合し、脱水時、大粒子間の水（溶液）を効果的
に排出させるとともに大粒子間の相互のすべりを
改善し部分脱水組成物の成形性を改善するものと
思われる。ワツクスエマルジヨンを添加しないと
流動性に乏しく成形性が悪い。ワツクスエマルジ
ヨンを添加すると、これ等の点は解消するが、同
一プレス圧では添加しないものに較べ嵩比重の小
さな成形体を得ることになる。 次に本発明の構成上必要な条件について説明す
る。 (a) 水の添加量はバルクフアイバー100部に対し
50部以上である。水の添加量が50部より少ない
とバルクフアイバーが単にしめつた或いはぬれ
た状態にすぎず、適当な可塑性を与え得ない。
水の量が多い場合には、さほど問題はなく本組
成物は適度の量まで脱水することも可能であ
る。 (b) 増粘材であるメチルセルローズ、澱粉、
PVAは水の添加量100部に対し、0.5〜10部で
あつて、増粘材の１または２種以上の組合せで
もよい。増粘材の量は当然のことながら有効な
上、下限を有し、これ等は実験により定められ
た。増粘材が0.5部より少ないと水（溶液）に
適度の粘性を与えることができなく、その結
果、バルクフアイバーや、共存する耐火微粉末
が適度に分散しない。10部より多いと水（溶
液）に過乗の粘性を与え、その結果、後でこの
組成物から水（溶液）を脱水することが困難で
ある。 (c) 組成物の高温における使用時の特性を改善す
る目的で耐火材微粉末を加えることができる。
その添加量はバルクフアイバー100部に対し
1000部以下である。耐火材微粉末の種類は通常
用いられるアルミナ、ムライト、粘土、シリ
カ、ジルコン、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪
素などであり、その粒度は200μより小さいこ
とが好ましい。耐火材微粉末を1000部以上添加
すると耐火材微粉末どうしが凝集する割合が多
くなり、バルクフアイバーと均一な混合状態が
得られ難い。1000部以下の場合、バルクフアイ
バーの表面に均一に付着したような状態で均一
な混合状態が得られる。 (d) 高温で繊維や微粒子を結合して断熱耐火壁な
どを構成せしめ、かつ他の添加材と結合して本
組成物に適度な可塑性、流動性とともに優れた
脱水性を与える動きをなすための結合材として
コロイド状シリカまたはコロイド状アルミナは
40％懸濁液を用いることとした場合は、バルク
フアイバーと耐火材微粉末の合計100部に対し
５〜50部である。この添加量も上、下限が存在
することも当然である。結合材の添加量を５部
以下の場合は乾燥後の組成物の強度が不足す
る。50部以上の場合はこのの組成物を脱水する
時に脱水時間が長くなる。 (e) 前記コロイド状シリカまたはコロイド状アル
ミナと結合して、本組成物に適当な可塑性、流
動性及び優れた脱水性を与えるための凝集材
は、高級脂肪酸のエマルジヨンである。そのう
ちステアリン酸のエマルジヨンが容易に入手で
き便利である。その添加量はコロイド状シリカ
またはコロイド状アルミナ40％懸濁液100部に
対し0.1部以上で効果が現れる。0.1部以下では
効果は現れない。 (f) 本発明に必須ではないが、添加により効果的
にならしめる二つの要件があり、その第一はグ
リセリンである。グリセリンの添加は本組成物
を脱水したあと、乾燥する場合に特に薄板の乾
燥時に「そり」の発生を防止する働きを有する
その添加量は水100部に対し３部以下である。
３部以上添加した場合、この組成物を乾燥する
時、乾燥に要する時間がながくなりすぎる。 (g) 第二の要件はワツクスエマルジヨンである。
ワツクスエマルジヨンは本組成物の脱水中また
は脱水後に脱水物に流動性を与える効果があ
り、成形時の成形性を改善する。その添加量は
コロイド状シリカまたはコロイド状アルミナ40
％懸濁液100部に対し10部以下である。10部以
上添加しても効果に変りはない。 なお、本組成物を使用して公知の方法で脱水、
成形、乾燥或いは焼成して成形体を製造し得る。 〔実施例〕 本発明の実施例について説明する。 第一表の実験No.イ、ロ、ハ、ニ、ホは本発明で
あり、実験No.ヘ、ト、チは参考例を示す。（なお、
数字は夫々の配合割合は示すもので重量部を示
す） イ及びロは中程度の水分量と柔軟性を有する組
成物で、こて塗り、手作業による施工用またはプ
レス脱水性形用の組成物である。 ハ、ニは水分量の多い流し込み用スラリー状組
成物で、真空成形法や鋳込成形法に適した組成物
である。 ホは水分量が少く硬い組成物でプラスチツク耐
火物に似た組成物であり、プレス成形も可能であ
る。 参考例ヘは高級脂肪酸エマルジヨンの添加量が
不足のためにコロイドシリカの凝集が不十分であ
り、組成物を乾燥する際コロイド状シリカのマイ
グレーシヨンが起り、表面は硬化したが、内部は
柔らかな成形体となつた。 参考例トは増粘材の添加量が不足のため、均質
の組成物を形成せず、繊維と水溶液が分離し易い
ものになつた。 参考例チはコロイド状シリカの添加量が不足で
繊維や微粒子を結合する働きがなく、これらが水
溶液と分離し易く、均質な組成物を形成しない。 本発明のイ、ロ、ハ、ニ、ホのものは、これら
参考例のような繊維と水溶液が分離することもな
く繊維や微粒子と結合し、均質な組成物を形成
し、マイグレーシヨンを起さず、均等な硬度の乾
燥体を造るものである。

【表】

【表】 構成要件を充足しない実験

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツクフアイバーのバルクフアイバー
   100部に対し水50部以上と、水100部に対しメチル
   セルローズ、澱粉、PVA等の増粘材の１または
   ２種以上を0.5〜10部とバルクフアイバー100部に
   対しアルミナ、ムライト、粘土、シリカ、ジルコ
   ン、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素等の耐火材
   微粉末の１または２種以上を1000部以下とバルク
   フアイバーと前記耐火材微粉末の含量100部に対
   し、コロイド状シリカまたはコロイド状アルミナ
   の40％懸濁液５〜50部に相当する固形分を含む懸
   濁液とコロイド状アルミナまたはコロイド状シリ
   カ懸濁液100部に対し高級脂肪酸エマルジヨン0.1
   部以上よりなる組成物であつて、必要によつて前
   記水100部に対し、グリセリン３部以下または／
   及びコロイド状シリカまたはコロイド状アルミナ
   の懸濁液100部に対しワツクスエマルジヨン10部
   以下を添加することを特徴とする無機繊維質不定
   形断熱耐火材組成物。 ２ セラミツクフアイバーのバルクフアイバー
   100部に対し水50部以上と水100部に対しメチルセ
   ルローズ、澱粉、PVA等の増粘材の１または２
   種以上を0.5〜10部とバルクフアイバー100部に対
   しアルミナ、ムライト、粘土、シリカ、ジルコ
   ン、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素等の耐火材
   微粉末の１または２種以上を100部以下とバルク
   フアイバーと前記耐火材微粉末の含量100部に対
   し、コロイド状シリカまたはコロイド状アルミナ
   の40％懸濁液５〜50部に相当する固形分を含む懸
   濁液とコロイド状アルミナまたはコロイド状シリ
   カ懸濁液100部に対し高級脂肪酸エマルジヨン0.1
   部以上よりなる組成物であつて、必要によつて前
   記水100部に対し、グリセリン３部以下または／
   及びコロイド状シリカまたはコロイド状アルミナ
   の懸濁液100部に対しワツクスエマルジヨン10部
   以下を添加した組成物を脱水、成形、乾燥或いは
   焼成した無機繊維質断熱耐火材成形体。