JPH01275007A - 無機繊維を主材とする成形体の製造方法 - 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、金属溶湯の流し樋や燃焼装置の吸音材等とし
て使用され、無機繊維を主材として一体的に構成される
成形体の製造方法に関するものである。

（従来の技術） セラミウクファイハー等の無機ｔａｍを主材とする成形
体は、この無機繊維か耐熱性に優れていることから、種
々な高温雰囲気て使用されるものとして形成される。こ
の°ような成形体としては、例えば、第６図に示すよう
な流し樋（ＩＯＡ）　、あるいは、第８図に示すような
容器（１０８）　、さらには第９図に示すような消音器
（ＩＯｃ）等がある。

第６図の流し樋（ＩＯＡ）は、アルミニウム溶融炉から
の溶湯を受けて他に配分したりする場合に使用されるも
のであり、溶湯温度を均一にするための互い違いにした
隔壁（１１）や、アルミニウム溶湯表面のスラグを取り
除くための堰（１２）をその内部に形成したものである
。同様に第８図に示した容器（１０８）においても、そ
の内部に堰（１２）を形成したものである。これらの流
し樋（ｌ０Ａ）や容器（ＩＯＢ）は上面が開放されたも
のであるか、第９図に示した消音器（ＩＯＣ）は、排気
ガスの出入口以外は密閉した状態のものであり、また吸
汗効果を増加するための隔壁（１１）を内部に有するも
のである。以上のような隔壁（１１）や堰（１２）等の
内部Ｊ！Ｉ！続部は、流し樋（ＩＯＡ）等の外壁を形成
している部分と一体的てかつこれらと同様な１耐熱性を
有する材料によって形成する必要のあるものである。

従来の流し樋（ＩＯＡ）等におけるこれらの内部連続部
は、流し樋（ＩＯＡ）等の外壁等と一体的に形成するこ
とが容易でなかったため、これらの隔壁（１１）等の内
部連続部を別途形成しておいて、これを流し樋（１０＾
）等の外壁に対し耐火接着剤等を使用して一体化するこ
とか行なわれていたのである。

ところが、以上のようにして各内部連続部を外壁等に対
して一体化した場合には、その耐火接着剤が流し樋（Ｉ
ＯＡ）等を構成している主材とは一般に材質が異なるこ
と、及び第７図に示すように、内部連続部とその接着さ
れる部分における無機繊維か分断されておりかつ無機繊
維の配列方向も大きく異なることから、従来の流し樋（
ＩＯＡ）等は、次のような種々な問題を内在していたの
である。

■この種の成形体は、常温から高温までの温度域で加熱
・冷却を繰り返しながら何度も使用されるものであり、
このヒートサイクルによって内部連続部か外壁等から剥
れてしまうことかある。

（り接着面における接着剤か不均一であると、接着面に
空間かでき易く、この空間によって金属溶湯等の不必要
な漏れやショートバスの発生原因となる。

■特に、排気ガスを通すための通路を１１３密閉した、
第９図に示したような消音器（ＩＯＣ）を形成しようと
すると、この消音ｉ（Ｉ［１Ｇ）を複数の部品に分割し
た状態て形成しておいてから、これらの部品を接着して
一体化しなければならず、その結果上記の■及び■の問
題はどうしても避けられないばかりでなく、その製造コ
ストも大きくなることになる。

そこて１本発明者等は、隔壁（１１）等の内部連続部を
、外壁と同一の素材によってこれと一体的に形成する方
法について鋭意研究してきた結果、未発ＩＪＩを完成し
たのである。

（発明か解決しようとする課題） 本発明は以上のような経緯に基づいてなされたものて、
その解決しようとする課題は、従来の無機繊維を主材と
する成形体における内部連続部の外壁からの分離及び剥
離である。

そして、本発明の目的とするところは、内部連続部か外
壁と一体的に構成され、これによって内部連続部の分濱
及び剥離を確実に防１トすることのてきる成形体を安価
に製造する方法を簡単な構成によって提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段及び作用）以上の課題を解
決するために、第一請求項に係る発明か採った手段は、
実施例に対応する図面を参照して説明すると、 「無！ｊ＆繊維を主材として構成される容器状の成形体
であって、その中に隔壁（１１）・堰（１２）等の内部
連続部を有する一体的な成形体を１次の（（）〜（ハ）
の各工程を経て製造する方法。

（イ）少なくとも二分割された外型（３０）内に、 成形体の内部連続部の表面から所定寸法内方に位置する
第一・濾過面（２１）と、この第一濾過面（２１）に連
続し成形体の外表面形状に対応する第一二１！−而（２
２）と、この第二濾過面（２２）の一部にて開口するス
ラリー導入口（２３）と、内部に形成されてスラリー導
入口（２］）に連続する鑓＾空間（２４）とを有し、か
つ無機Ｍ＆雑を濾過する金網等ｃｒ＞Ｉ！！！！（２０
）を配置することにより、この濾過材（２０）のスラリ
ー導入口（２３）を外型（３０）側に形成した導入口（
３３）に連結し、かつ濾過材（２０）と外型（３０）内
面間にＴＩ＝いに連続した吸引通路（３・ｉ　）を形成
する工程： （ロ）濾過材（２０）をその内部に配置した外型（１０
）を無機繊維な解繊・分散させたスラリー中に浸積して
、吸引通路（３４）に連通する外型（３０）の吸引口か
ら溶媒を吸引することにより、濾過材（２０）のＩ！！
過空凹空間４）内にスラリーを順次導入しなから、Ｉｌ
！過材（２０）の第一濾過面（ｚｌ）及び第二−濾過面
（２２）上に・！＃、機繊維をｆｌＨ積させる「程；（
ハ）この堆積した無ａ繊維のみを取り出して乾燥させる
工程。」 である。

すなわち、この第一請求項に係る製造方法も。

後述の第一請求ダ１に係る製造方法も、第６［Ａ、第８
図及び第９１Ｘに示したような−・体重な成形体を製造
するための方法てあり、特に各成形体内に位こする隔壁
（１１）等の内部連続部をその外壁と一体的に形成する
方法なのである。

以下の説明においては、形成すべき成形体として、小型
石７１′ｌＩ給湯器等に付設され第９図に示したような
消音器（ＩＯｃ）を採用した場合について説明する。つ
まり、この消音器（ＩＯＣ）は、　ＪＪ気ガスの出入口
となる二つの開口（１３）以外は密閉された空間をＨす
るものであり、この空間内に排気ガスの通路を形成する
複数の隔壁（１１）を設けたものである。

以上のような成形体を！Ａ造するためには、まずこの成
形体の工Ｆ材となる無機ｍＭ＆を濾過するための濾過材
（２０）を用５へしなければならない。この濾過材（２
０）としては、スラリー中の無機Ｍ＆雄を濾過すること
かできるものであればどのような材料によって形成した
ものでもよいか、その保形か自らできるものであること
か有利であることから、特に金、＊を採用するのか適し
ている。勿論、この濾過材（２０）の網目の大きさ、形
状等は対象とする無機繊維の状態によって適宜選択する
ことかできるものてあり、必要に応してこの濾過材（２
０）自体あるいは後述の外型（３０）に対１ノて補強材
を採用するようにしてもよいものである。

そして、（イ）この濾過材（２０）に対しては、第一・
ｇ！過面（２１）、第二０６面（２２）及びスラリー導
入１−＋（２：ｌ）を形成するのである。第一濾過面（
２１）は消音器（ＩＯＣ）の隔壁（ｌＩＬ７；の内部ｉ
！！！続部を形成するだめのものであり、第１図及び第
２　Ｌｇに示すように、尖った凸状のものに形成される
。つまり、この第一濾過面（２１）は、その外周面に無
機繊維を堆積させて、これにより隔壁（１１）等の内部
連続部を形成するものであり、そのために、この第一濾
過面（２１）は形成さろべき内部ｉ！Ｉ続部の表面から
所定＝Ｊ法内方に位置するものとして形成されるもので
ある。そして、この第一濾過面（２］）は、形成すべき
内部連続部の形状等に応して種々なものか採用し得るも
のである。つまり、第１図に示した装置におい゛Ｃ採用
した第一濾過面（２１）は−・個てあって、その先端が
後述の第一濾過面（２２）の内面に近接したものである
か、第４図に示した装置の場合は、一対の第一濾過面（
２１）を互いに対向させその各先端を所定圧ｇｌ蕩した
ものである。また。

第５図に示した場合も、一対の第一・濾過面（２１）を
Ｗいに対向させたちの′〔あるが、この場合は各第一・
０Ｉ過面（２りの先端がＷいに接した状！島にあるもの
である。なお、この：ＪＳＳ図に示した各第一！！−面
（２Ｉ）を採用した場合には、内部連続部内に外方に１
３Ｆ４１１するｄ通孔な形成することができるものであ
る。

また、この逮過材（２０）の第一濾過面（２１）を形成
する場合に注意しなければならないことかある。

すなわち、この濾過材（２０）の第一岐過面（２りの内
面には無機繊維か一つの生成形体となって堆積するので
あるか、このｆｉ！ｊ１繊維の生成形体を濾過材（２０
）から取り外す場合のことを考慮して、第一濾過面（２
１）には第１図に示したように抹き勾配θを形成する必
要かあるのである。この勾配０としては少なくともｌｏ
は必要である。この抜き勾配θ及び生成形体の取り外し
作業を考慮すると、第４図に示したような一対の第一濾
過面（２Ｉ）を互いに対向させる方法を採用することが
、薄い隔ｙ　（ｌ　Ｌ　）あるいは堰（Ｉ２）を必要と
する場合には、各Ｆ４−Ｓ壁（ＩＩ）あるいはＪｌｉ（
１２）のＰｌさの調製を行なう場合にＡ：常に有効であ
る。

第二＋！！過而（面２）は、この第一癲＾面（２１）に
連続した状態て形成され、消音器（ＩＯＣ）の外表面形
状に対応したものである。すなわら、第１［Ｊに示すよ
うに、この第一濾過面（２２）の内面に無機繊維か堆積
するのである。そして、この第二濾過面（２２）の一部
にはスラリー導入口（２３）か形成しである。

このスラリー導入口（２３）は、上述したように、濾過
材（２０）に第一濾過面（２１）及び第一濾過面（２２
）を形成することにより、その内部に濾過室ＦｉＪＪ（
２４）か形成されるか、このｉｌ！過空凹空間４）内に
スラリーを導入するためのものである。

以上のように形成した濾過材（２０）は、第１図に示し
、たように、外型（３０）内に固定することにより外５
（：Ｊｌｉ）と一体止されるのである。このように。

外型（３０）と濾過材（２０）とを一体止することによ
って、無機繊維を主材とする成形体の製造をよう効率良
く行なえるものである。

また、以」−の濾過材（２０）と外型（３０）との一体
止は、濾過材（２０）を外型（３０）内面に対して所定
寸法蕩した状態で溶接等によって固定して行なってもよ
く、また補強材（］７）等を利用して固定して行なって
もよいものである。この場合の外型（３０）としＣは、
一過材（２０）の外型（：１ｆ１）に対する固定を行な
い易くすること、及び生成形体の取り出しを容易するた
めに、少なくとも二つの型、すなわち第一！ｃｉ（３１
）と第二型（３２）とに分割したものである必要かある
。また、この外型（３Ｄ）の一部には無機繊維を含むス
ラリーを導入する導入口（３３）か形成してあり、この
導入ｏ（３：ｌ）の内側には濾過材（２０）のスラリー
導入口（２３）か接続される。第１図に示した例にあ−
）ては、この導入口（３３）は外型（３０）のヒ丁の二
箇所に、没けである。

この外型（３０）内に濾過材（２０）を収納・固定する
と、外型（３０）の内壁と一過材（２０）の外側には吸
引通路（３４）か形成される。この吸引通路（］４）は
、外型（３０）の一部に設けた吸引口（３５）にＩｉ！
通しており、この吸引口（３５）に接続した真空ポンプ
笠の吸引装置（３６）によってスラリー中の溶媒の吸引
かなされるのである。

しかして、以上のように濾過材（２０）を内部に支持・
固定した外型（］０口を、（ロ）無機繊維を解講分散さ
せたスラリー中に＆！清して、吸弓１装置（コロ）を駆
動させるのである。そうすると、吸引通路（３４）内か
負圧になるから、各スラリー導ノ、口（２３）及び導入
口（３３）を通しＣｉｌ！ｔ４材（２０）内に吸引・導
入されたスラリーは濾過材（２０）の各第二濾過面（２
１）及び第一濾過面（２２）にて＠適され、第一濾過面
（２１）及び第二濾過面（２２）の内面上にスラリー中
に解繊されている無機繊維か生成形体となって堆積する
のである。勿論、スラリー中の溶媒は吸引ＪＡ置（３６
）側に吸引される。

吸引装置（３６）による溶媒の吸引を所定時間行なえば
、ｐ！一過材２０）の各第二濾過面（２１）及び第二濾
過面（２２）の内面には、第１　ｒ、！］の斜線部にて
示したような状！Ｅで、！＃機！ａ威か所定厚さに堆積
し、成形体を形成するのにａｌｌｌな厚さとなる。また
、この准蹟した無ｅｔｍｍの、特に内部連続部における
状態をみてみると、第２Ｎ及び第３図に示すようになっ
ている。すなわち、所定長さを口する無機繊維は、その
長さ方向か一過材（２０）の第一濾過面（２１）または
第二ｉｌ！４面（２２）か形成している面と略平行に配
列されているとともに、切れ目なく　？Ｍ続しているの
である。この第２図及び第３図に示した部分は消ｒｆ器
（ＩＯＣ）の隔壁（１１）等の内部連続部を構成するも
のであるか、この部分における無機繊維か以［−のよう
にして並んでいろことにより、消音器（ｔｏｅ）の外壁
等に対する隔壁−ｌ）等の接続か確実になされているこ
とになるのである。

そして、（ハ）以りのように一過材（２０）の第一濾過
１ｆｆｉ（２１）及び第二濾過面（２Ｚ）に堆積した無
機繊維は、一つの生成形体として取り出され、これを乾
燥することにより、消ＦＦ−Ｗ（１０（：）　′ｇの無
機Ｉｉａ雄を１ミ材とする成形体か完成されるのである
。

また、第二請求ダ１に係る製造方法は、ヒ記の第一・請
求項に係る製造方法と節回し構成のものであるか、次の
点のみか付加されるものである４すなわち、乾燥する前
の無機繊維の生成形体には、濾過材（２０）の第二濾過
面（２２）に対応する凹所（２５）が存在している。こ
の凹所（Ｚ５）は、消音器（１（ＩＣ）の隔壁（１１）
等の内部連続部の中心に位芒するものであるため、この
内部連続部に所定の強度をもたせたい場合に、第３図に
示すように、この凹所（２５）内に補強材（２６）を充
填するのである。第９図に示した消音ｎ（ＩＯＣ）は、
このようにして凹所（２５）内に補強材（２６）を充填
したものであり、従ってその表面は開口（＋１）以外は
全くＦらなものとなっているのである。

【実施例） 次に、本発明を実施例に基づいて説明する。この実施例
における無機繊維を−Ｌ材とする成形体とし′〔は、第
９ＩＡに示したような消音器（ＩＯＣ）を採用した。そ
して、この消音器（ＩＯＣ）の高さ、横及び縦の長ざは
、そ才１ぞれ１５０ａｍ、４５０麿ｍ及び２５０Ｒ１１
てあり、外壁の厚さは２０＋ｓｍである。なお、このこ
の消音器（ＩＯＣ）の高さ、横及び縦の長ざは、１００
〜３５０１１１．３５０〜８５０ｍ１１．及び１５０〜
４００１程度の範囲内で適宜選択されるものであり、ま
た外壁の厚さはｌＯ〜４０ＩＩＩＩ程度のものとして形
成されるものである。また、この実施例における消音器
（ＩＯＣ）内に形成されるべき３つの隔壁（ＩＬ）の厚
さは、４５ｍｍ程度のものであるが、この厚さは１５へ
一６０ｍ＋＊の範囲で適宜選択されるものである。各隔
壁（１１）の一方の端部は、消音器（ＩＯｃ）の外壁に
対して約Ｂｏｗｍ程度交尾に離してあり、これによって
当該消音器（ＩＯＣ）内に排気ガスのための連続空間を
形成したものである。そして、排気ガスの出入口となる
ｔＪＲｒｌ（１３）は、その直径か８０〜９〇−層のも
のとしである６以トのような形状を有する消ｆ′ｆ器ｆ
　１ＤＣ）は、次のようにして形成されるのである。

まず、一過材（２０）を第１　Ｌ：４に示したような形
状に形成した。この場合、抜き勾配θとしてはｔ’であ
り、第一ａ過面（２１）の先端とこれに対向する第二［
ｉ面（２２）との距離をｉｏｍｓに、没定した。このよ
うな濾過材（２０）を外型（３０）内に支持・固定して
、この外型（３０）を、水中にセラミウクファイハ−を
１屯沿％分散させたスラリー中に浸漬し、７００ｍｔａ
Ｈｇ、　５ｒｒｒ’／ｍ　ｉ　ｎの吸引装置（３６）（
ｇ空ポンプ）で１０秒間吸引して引きＩ−げた。外型（
３０）をスラリー中から引き上げて１０秒後に吸引装置
（３６）を停＋）−させて、無機繊維の生成形体を脱型
した。

この脱型した無機繊維の生成形体に対して、無機バイン
ダーであるシリカゾル３０張礒％溶液を含浸させた。こ
の含浸量は、ｐ機繊維に対し固形分換算で１５ｉｊ１％
となるようにした。その後。

無機バインターを含浸させたものを１５０℃で５時間熱
風乾燥することにより、所定の成形体を得た。

得られた成形体に対し、電気炉で１０００°Ｃに加熱し
た後常温にまて冷却するヒートサイクルを５００サイク
ル繰り返したところ、特に内部連続部の両端において、
クラックの発生やちぎれは全く確認されなかった。

なお、上記の条件で作成した板を数種の耐火接着材（シ
リカゾル系、アルミナゾル系、耐火セメント系、本ガラ
ス系）て接着したものをＬ記のヒートサイクルで試験し
てみたところ、全て８０サイクル以下てクラックあるい
ははかれか発生した。

なお、第８１−２１に示した容器（ＩＨ）の具体的な形
状については、ＩＡ中に寸法を入れて示ｊノだ。

（発１１の効果） 以、Ｌ、詳述した通り、第一請求項に係る製造方法にお
いては、 「　（イ）少なくとも二分割された外型（３旧内に、 成形体の内部連続部の表面から所定−１法内方に位置す
る第一濾過面（２１）と、この第一濾過面（２１）に律
統し成形体の外表面形状に対応する第二鹸過面（２２）
と、この第二濾過面（２２）の一部にて開口するスラリ
ー導入口（２：＋）と、内部に形成されてスラリー導入
口（２３）に連続する濾過室１１１１（２４）とを有し
、かつ無機繊維をｉＩ！適する金、ＩＦｌ等の濾過材（
２０）を配２することにより、この濾過材（２０）のス
ラリー導入口（２３）を外型（３０）側に形成した導入
口（３３）にｒ１結し、かつ濾過材（２０）と外５（３
０）内面間に７ｆいに連続した吸引通路（コ４）を形成
する工程： （ロ）濾過材（２０）をその内部に配置１ノだ外型（３
０）を無機Ｍ１１雄を解磁・分散させたスラリー中に浸
漬して、吸引通路（３４）に連通する外型（３０）の吸
引口から溶媒を吸引することにより、濾過材（２０）の
１！過空間（２４）内にスラリーを順次導入しながら、
濾過材（２０）の第一濾過面（２１）及び第二濾過面（
２２）ヒに無機繊維を堆積させる工程：（ハ）この堆積
した無ａ１繊維のみを取り出して乾煙させる工程」 の各工程を経て無機！Ｒ雄を主材とする成形体を製造す
るようにしたので、内部連続部か外壁と一体ｒ０にａ成
され、これによって内部連続部の分）及び剥離を確実に
防ｌ］−することのできる成形体の製造方法を簡単な構
成によって提供することができろう すなわち、この製造方法によれば、隔１．Ｌｔ（ＩＩ）
＄の内部ｉＪ！統部とこれを支持する外壁とが一体化さ
れた成形体を確実かつ容易に製造することかてきるので
ある。この製造方法によって製造された成形体は、その
隔壁（ＩＩ）等の内部ｉ１！ｂｃ部と外壁とか強固に一
体化されており、常温から高温までのヒートサイクルに
おいて煩繁に使用しても、内部連続部の分離及び剥離は
全く生しないものである。

また、第二請求項に係る発明においては、上記第一請求
項に係る発明と同様の効果か得られる他、隔壁（ＩＩ）
等の内部連続部の強度か高い成形体を製造することかで
きる。

４．１Ａ面の簡「ｉな説＋ｊｌ 第１ＩＡは本発明に係る製造方法な′Ｘ施才るにあたっ
て使用される装置の断面図、第２図は第１図の要部を示
す断面図、第３図は凹所内に補強材を充填した状態を示
す部分断面図である。

また、第４図及び第５１閏のそれぞれは濾過材における
第一濾過面の他の形態を示す部分断面１７１である。

さらに、：１ＩｌＧ図は本発明によって製造される浣し
樋の斜視図、第７　［；’＜は従来の流し樋における接
続部の状態を示す部分断面図、第８図及び第９（Ａは無
機！ａ誰を主材とする容器及び消音器の斜視［Ａである
。

符　　　号　　　の　　　説　　　明 １（）Ａ・・・流し樋、１０Ｂ・・・容Ａ′、、Ｉ　ｆ
ｌ　Ｇ・・・消音器、１１・・・隔壁、１２・・・堰、
２０・・・濾過材、２１・・・第一濾過面２２・・・第
二濾過面、２３・・・スラリー導入口、２４・・・Ｉ！
！過空間、３０・・・外型、３３・・・導入［１，３４
・・・吸引通路、３６・・・吸引装置。

以　　　Ｌ 第１図 第４図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、無機繊維を主材として構成される容器状の成形体
   であって、その中に隔壁・堰等の内部連続部を有する一
   体的な成形体を、次の（イ）〜（ハ）の各工程を経て製
   造する方法。 （イ）少なくとも二分割された外型内に、 前記成形体の内部連続部の表面から所定寸法内方に位置
   する第一濾過面と、この第一濾過面に連続し前記成形体
   の外表面形状に対応する第二濾過面と、この第二濾過面
   の一部にて開口するスラリー導入口と、内部に形成され
   て前記スラリー導入口に連続する濾過空間とを有し、か
   つ前記無機繊維を濾過する金網等の濾過材を配置するこ
   とにより、この濾過材のスラリー導入口を前記外型側に
   形成した導入口に連結し、かつ前記濾過材と前記外型内
   面間に互いに連続した吸引通路を形成する工程； （ロ）前記濾過材をその内部に配置した前記外型を前記
   無機繊維を解繊・分散させたスラリー中に浸積して、前
   記吸引通路に連通する前記外型の吸引口から溶媒を吸引
   することにより、前記濾過材の濾過空間内に前記スラリ
   ーを順次導入しながら、前記濾過材の第一濾過面及び第
   二濾過面上に前記無機繊維を堆積させる工程； （ハ）この堆積した無機繊維のみを取り出して乾燥させ
   る工程。 ２）、前記堆積させた無機繊維を取り出した後、前記内
   部連続部に対応する部分の凹所内に補強材を充填し、そ
   の全体を乾燥するようにした第一請求項に記載の成形体
   の製造方法。