JPH0154305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は無機繊維を含有する耐火性の成形品、
特に、ガラスタンク窯のバツクアツプ材、陶磁器
焼成用セツター、製鋼用取鍋及びタンデイシユ等
の耐スケール性、耐風速性などが重視される用途
に適する無機繊維質成形品の押出成形に関する。 〔従来の技術〕 無機繊維質の成形品を製造する場合、一般的に
は真空成形法が広く使用されている。この方法
は、無機繊維バルクをチヨツプした短繊維を無機
又は有機バインダーと共に水中に分散させてスラ
リー状とした後、細かい網などで構成した濾過式
型を用いて真空吸引し、網の表面に堆積した無機
繊維層を脱型し、乾燥して成形品するものであ
る。しかしこの方法では、無機繊維の保有する圧
縮復元性を殆んど抑制していないため、完成品の
密度は0.1〜0.3Kg／と比較的軽量となり、断熱
性には優れているものの強度的には不充分であ
る。従つて、係る成形品は一般に余り強度の要求
されない用途に施工方法を工夫しながら使用され
ている。 しかし、用途によつては施工方法のみで無機繊
維質成形品の強度を補うことは難かしく、例えば
ガラスタンク窯のバツクアツプ材、陶磁器焼成用
セツター、製鋼用の取鍋やタンデイシユ等の用途
には従来の無機繊維質成形品は使用できず、無機
繊維のもつ断熱性、耐スポーリング性と、耐火物
のもつ高強度の両方を合わせもつ製品の開発が望
まれていた。 このような高強度の無機繊維質成形品を製造す
るために現在、プレス成形法又は鋳込成形法が少
量ではあるが実施されている。しかし、いずれの
方法においても、成形後のタレ、変形を防止する
ために極力水分量を減らす必要があり、時には原
料組成物を半乾燥状態に調整する必要がある。こ
のような高濃度では繊維が互にからみ合つて均一
に分散、混合されずそのまゝ成形されてしまうの
で、得られた成形品は密度の不均一や強度のアン
バランスを生じ易く、且つバツチ式であるため製
造能率も低い等の欠点があつた。 このようなプレス成形法や鋳込成形法に代えて
押出成形法も検討されているが、無機繊維は非可
塑性原料であると云うだけでなく、スポンジのよ
うに外圧を加えると簡単にへこむが、外圧が解放
されると殆んど元の状態にまで復元する性質を有
するため、無機繊維の多い原料組成物の押出成形
は不可能であると考えられてきた。 〔発明が解決しようとするする問題点〕 本発明は従来不可能とされていた、無機繊維質
原料を押出成形法によつて高品質の成形品を連続
的に製造する方法を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明者は無機繊
維の可塑化に関して鋭意研究を行ない、本発明に
至つたものであり、その無機繊維質押出成形品の
製造方法は実質繊維重量部が100重量部の、平均
繊維径１〜10μm及び平均繊維長0.5〜20mmの無機
繊維に、24〜50重量部のベントナイト、0.6〜3.2
重量部の増粘剤及び120〜360重量部の水を添加混
合し、混合原料組成物を押出成形し、乾燥するこ
とを特徴とする。 本発明に用いられる無機繊維は、一般にセラミ
ツクフアイバーと呼ばれるアルミノシリケートフ
アイバー、アルミナフアイバー、ムライトフアイ
バー、ジルコニアフアイバー、アルミノボロシリ
ケートフアイバー、シリカフアイバー、ミネラル
フアイバー等であり、成形品の用途に応じて一種
又は二種以上を適宜選択できる。 無機繊維は予めハンマークラツシヤ、デシンタ
ー等で破砕し、平均繊維径１〜10μm及び平均繊
維長0.5〜20mmとする。 無機繊維を押出成形に適するように可塑化する
ための塑性原料としてはベントナイトを使用す
る。ベントナイトは均一な混合を達成するために
乾燥微粉として無機繊維に添加するのが好まし
い。カオリン、ボールクレー等の他の粘土類は大
量に配合しないと無機繊維の可塑化に有効でな
く、このため得られる成形品は高密度となり良好
な耐スポーリング性が得られない。又、強度改善
のために一般に用いられているバインダーは繊維
の特徴を失なわない程度に少量使用することがで
きるが、コロイダルシリカは成形後の乾燥時に成
形品の表面部に移行し、特に硬質ボードの場合に
表面亀裂の原因となるので使用を避けるのが好ま
しい。 脱粘剤としては、ポリアクリル酸ソーダ、ポリ
ビニルアルコール、カルボキシメチルセルロー
ス、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロ
ース等を使用でき、ポリアクリル酸ソーダが好ま
しい。増粘剤は0.5〜1.0％程度の低濃度水溶液と
し、特に添加配合すべき全量の水を増粘剤水溶液
として供給すると便利である。 各原料の配合は、無機繊維とベントナイトとを
１〜60分間乾式混合し、更に増粘剤水溶液を加え
て１〜60分間混合する。混合機については、マラ
ー型、リボン型、スクリユー式等の混合機を使用
できるが、混合完了後少なくとも24時間放置して
から押出成形すると、成形自体が容易であるばか
りか、品質的にも良好である。押出成形後は直ち
に乾燥しても問題はなく、乾燥にも特別な条件は
ない。又、必要に応じて乾燥後に焼成処理を行な
うこともできる。 〔作用〕 無機繊維はその平均繊維径が10μmを超えると
混練度合によつて嵩密度にバラツキを生じ、成形
品の強度、耐スポーリング性が低下するので、
10μm以下が適当であり、5μm以下が好ましい。
又、平均繊維長が20mmを超えると繊維の分散が悪
くなり、やはり嵩密度にバラツキを生じて、成形
品の強度、耐スポーリング性が悪化するので、20
mm以下が適当であり、10μm以下が好ましい。 実質繊維重量部が100重量部の無機繊維に対し
て、ベントナイトが24重量部未満では可塑性が不
足し、押出成形が困難であり、50重量部を超える
と成形時のタレや変形、乾燥時の収縮や亀裂など
が発生し、又嵩密度が大きくなり耐スポーリング
性が失なわれ、成形品の耐熱性も低下する。ベン
トナイトの配合量を比較的少量に抑える代りに
0.6〜3.2重量部の増粘剤を使用するが、増粘剤が
3.2重量部を超えると成形時のタレや変形、乾燥
時の亀裂などが発生しやすく、0.6重量部未満で
は押出成形が困難であり、例え成形できても成形
能率が著しく低下する。 なお、実質繊維重量部とは、無機繊維中に存在
する非繊維質球状粒子（シヨツト）を除外した実
質繊維部分の重量部を意味する。 〔実施例〕 実施例 １〜８ 平均繊維径2.8μm、組成Al₂O₃47％―SiO₂52％
―酸化物１％のセラミツクフアイバー（イソライ
ト・バブコツク耐火(株)製の商品名カオウール）を
ハンマークラツシヤーで平均繊維長４〜10mmとし
たもの180重量部（実質繊維重量部で100重量部）
に、ベントナイト28重量部をマラー型混合機で３
分間乾式混合し、更にポリアクリル酸ソーダの
0.5％水溶液280重量部を加えて５分間混合した。
混合原料組成物を48時間ねかした後、真空押出成
形機により長さ600mm×幅300mm×厚さ20mmのボー
ドを成形し、直ちに乾燥処理してセラミツクフア
イバー質の硬質ボードを得た。この製品の品質は
下記第１表に示す他、灼熱減量1.6％、、熱伝導率
0.17Kcal／mh℃（平均温度600℃）であつた。 この実施例１と同様にして、但しベントナイト
及びポリアクリル酸ソーダの配合量を変えて、実
施例２〜８及び比較例１〜３を実施し、その配合
及び品質を第１表に示した。

【表】 実施例 ９〜11 実施例１と同一のセラミツクフアイバーをデシ
ンターで平均繊維長２〜７mmとしたもの180重量
部（実質繊維重量部で100重量部）に、ベントナ
イト26重量部を乾式混合し、ポリアクリル酸ソー
ダの0.5％水溶液180重量部を加えて混合した。混
合原料組成物を48時間ねかした後、真空成形機に
より外径40mm×内径30mm×長さ300mmの円筒を成
形し、乾燥してセラミツクフアイバー質の硬質ス
リーブを製造した。この製品の品質は下記第２表
に示す他、灼熱減量1.6％、圧縮強度が常温で
23.6Kg／cm²及び1000℃×24h焼成後40Kg／cm²であ
つた。 この実施例９と同様にして、但しベントナイト
及びポリアクリル酸ソーダの配合量を変えて、実
施例10〜11及び比較例４〜７を実施し、その配合
及び品質を第２表に示した。

〔発明の効果〕

本発明によつて、無機繊維質成形品を押出成形
法により連続的に効率良く製造することが可能と
なり、得られる無機繊維質押出成形品は耐熱性、
耐スポーリング性と、高強度とを合わせ具えたも
のであつて、耐スケール性及び耐風速性等が重視
される用途に充分使用可能であり、無機繊維質製
品の応用範囲を拡大するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質繊維重量部が100重量部の、平均繊維径
   １〜10μm及び平均繊維長0.5〜20mmの無機繊維
   に、24〜50重量部のベントナイト、0.6〜3.2重量
   部の増粘剤及び120〜360重量部の水を添加混合
   し、混合原料組成物を押出成形し、乾燥すること
   を特徴とする、無機繊維質押出成形品の製造方
   法。 ２ 上記増粘剤がポリアクリル酸ソーダであるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲１項記載の無機
   繊維質押出成形品の製造方法。