JPH0155222B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0155222B2 JPH0155222B2 JP60241834A JP24183485A JPH0155222B2 JP H0155222 B2 JPH0155222 B2 JP H0155222B2 JP 60241834 A JP60241834 A JP 60241834A JP 24183485 A JP24183485 A JP 24183485A JP H0155222 B2 JPH0155222 B2 JP H0155222B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fibers
- weight
- boron compound
- water
- compound powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高温耐熱用断熱材、高熱流体用フイ
ルター、触媒担体、金属補強用等に用いるセラミ
ツクフアイバー製の多孔質耐火物の製造方法に関
する。 〔従来の技術〕 Al2O3−B2O3−SiO2繊維を成形し焼結した繊
維多孔質耐火物は米国航空宇宙局でスペースシヤ
トル等に使用され公知である。この繊維は結合剤
を使用しなくても繊維間の接触部を加熱によつて
融着でき、強度の大きい繊維多孔質耐火物を形成
できる。しかしこの繊維は非常に高価であつて経
済性を必要とする一般工業用材料としては使用で
きない。 一般工業用には、Al2O3−SiO2繊維、Al2O3繊
維、SiO2繊維を、シリカゾル、アルミナゾル等
の無機バインタと共に水中に分散して、真空成形
し、乾燥して焼成し、繊維間の接触部をSiO2、
AL2O3で融着して作つた繊維多孔質耐火物が用
いられている。しかしこのものは強度がなく、曲
げ強さ（JIS9503−1969 5.7曲げ強さ、による。
以下同じ）は２〜４Kg／cm2で、取扱いに耐える充
分な強さを有しない。シリカゾル、アルミナゾル
以外のリン酸、水ガラス等を結合剤として用いる
と、繊維を劣化させ、耐熱性や強度が低下する。 Al2O3繊維と、SiO2繊維と、酸化ホウ素とを水
中に分散し、真空成形し、乾燥し焼成して酸化ホ
ウ素で繊維間の接触部を融着した繊維多孔質耐火
物も提案されている。この場合、酸化ホウ素
（B2O3）は潮解性を有し水と反応してホウ酸とな
つて水に溶ける（溶解度４ｇ／100ml20℃）為、
真空成形の際水中に残つて損失となり、繊維に付
着したものも、乾燥や焼成中に、メタホウ酸、四
ホウ酸を経てB2O3に変化する過程でも昇華して
散逸する。これは分散媒である水の温度、乾燥及
び焼成の時の条件によつて微妙に変化し、繊維へ
の付着量が一定しないため、得られた繊維多孔質
耐火物の強度が一定しないという問題がある。 また酸化ホウ素のみを結合剤として用いた場
合、繊維中のAl2O3、SiO2と、ガラス状物質を生
成することによつて結合強度が生ずるので、使用
した酸化ホウ素がこのガラス状物質を充分生成す
るように長時間熱エネルギーを与える必要があ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明はAl2O3−SiO2繊維、Al2O3繊維、SiO2
繊維を使用し、安定した強度の繊維多孔質耐火物
を経済的に製造する方法を提供せんとするもので
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記の目的を達するために、Al2O3−
SiO2繊維、Al2O3繊維、SiO2繊維の一つ又は複数
の繊維と、シリカゾルと、水に溶解せずシリカと
共存状態で加熱によりボロシリケートを形成する
ホウ素化合物粉末を水中に分散し、真空成形し、
成形物を焼成して焼結することにある。 本発明に使用しうるホウ素化合物としては、
BNの他B4C、TiB2、CrB2、TaB2、MnB2、
MoB2、VB2、HfB2、AlB2、MgB2、ZrB2、
W2B5、Mo2B5等を挙げることができる。 ホウ素化合物粉末の粒度は、小さすぎると真空
成形した成形物を乾燥の際、粒子が水と共に表面
まで移動し、乾燥板に貼りつき、取外しに苦労し
商品性を損なうことがしばしば生じ、また粒度が
大きすぎると真空成形時に一方に片寄り、焼結状
態が不均一となるので、平均10μｍ前後で80重量
％以上が粒径１〜44μｍの粒度分布を有するもの
を使用する。 ホウ素化合物粉末は繊維100重量部に対しB2O3
換算で２〜７重量部を使用する。２重量部未満で
は、焼結性が不足し、７重量部を超える量使用し
ても、焼結した後の強度はもはや向上せず、更に
未反応のホウ素化合物が焼結体中に残存するよう
になるため、再加熱時に製品の強度が低下するよ
うになる。 シリカゾルの添加量は繊維100重量部に対し、
固形分として３〜10重量部程度用いる。 繊維は長さ30〜１mm、大部分を５〜７mmの長さ
とし、水100重量部に対し約10重量部以下を水中
に分散させ、シリカゾルと、ホウ素化合物粉末を
添加して、有機凝集剤を加え、真空成形を行ない
乾燥し、1250〜1400℃で１〜1.5時間焼成して焼
結し繊維多孔質耐火物を作る。 〔作 用〕 水中に繊維と共に分散されたシリカゾルとホウ
素化合物粉末は、真空成形後、乾燥されるとき、
毛細管現象により繊維と繊維の接触点に主に沈着
する。乾燥沈着したシリカゾルは、ホウ素源であ
るホウ素化合物粉末と接しており、非晶質且つ多
孔質で反応性に富み接触面積も大きいため、高温
によつて昇華したホウ素化合物の又は加熱によつ
て分解したホウ素と反応しボロシリケートガラス
となつて繊維と繊維の接触部を強固に結合する。
そしてホウ素化合物は焼成の際、高温で分解や昇
華するまで、成形体物にとどまるので、B2O3を
使用した場合よりも、効率良くボロシリケートの
生成に使用できる。特にホウ素化合物としてBN
を使用すると窒素を含有したボロシリケートガラ
スを形成して繊維を結合する。 〔実施例〕 実施例 １ 水100重量部に10重量部のAl2O3−SiO2繊維
（出願人製造の商品名カオウール）と、固形分で
0.7重量部のシリカゾルと、B2O3換算で、１〜15
重量部のBNとを水中に分散し、有機凝集剤を加
えたのち、真空成形を行ない乾燥し、1300℃で１
時間焼成し焼結した。焼結体より曲げ強度試験片
を作成し強度比較を行なつた。 結果を第１表に示す。
ルター、触媒担体、金属補強用等に用いるセラミ
ツクフアイバー製の多孔質耐火物の製造方法に関
する。 〔従来の技術〕 Al2O3−B2O3−SiO2繊維を成形し焼結した繊
維多孔質耐火物は米国航空宇宙局でスペースシヤ
トル等に使用され公知である。この繊維は結合剤
を使用しなくても繊維間の接触部を加熱によつて
融着でき、強度の大きい繊維多孔質耐火物を形成
できる。しかしこの繊維は非常に高価であつて経
済性を必要とする一般工業用材料としては使用で
きない。 一般工業用には、Al2O3−SiO2繊維、Al2O3繊
維、SiO2繊維を、シリカゾル、アルミナゾル等
の無機バインタと共に水中に分散して、真空成形
し、乾燥して焼成し、繊維間の接触部をSiO2、
AL2O3で融着して作つた繊維多孔質耐火物が用
いられている。しかしこのものは強度がなく、曲
げ強さ（JIS9503−1969 5.7曲げ強さ、による。
以下同じ）は２〜４Kg／cm2で、取扱いに耐える充
分な強さを有しない。シリカゾル、アルミナゾル
以外のリン酸、水ガラス等を結合剤として用いる
と、繊維を劣化させ、耐熱性や強度が低下する。 Al2O3繊維と、SiO2繊維と、酸化ホウ素とを水
中に分散し、真空成形し、乾燥し焼成して酸化ホ
ウ素で繊維間の接触部を融着した繊維多孔質耐火
物も提案されている。この場合、酸化ホウ素
（B2O3）は潮解性を有し水と反応してホウ酸とな
つて水に溶ける（溶解度４ｇ／100ml20℃）為、
真空成形の際水中に残つて損失となり、繊維に付
着したものも、乾燥や焼成中に、メタホウ酸、四
ホウ酸を経てB2O3に変化する過程でも昇華して
散逸する。これは分散媒である水の温度、乾燥及
び焼成の時の条件によつて微妙に変化し、繊維へ
の付着量が一定しないため、得られた繊維多孔質
耐火物の強度が一定しないという問題がある。 また酸化ホウ素のみを結合剤として用いた場
合、繊維中のAl2O3、SiO2と、ガラス状物質を生
成することによつて結合強度が生ずるので、使用
した酸化ホウ素がこのガラス状物質を充分生成す
るように長時間熱エネルギーを与える必要があ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明はAl2O3−SiO2繊維、Al2O3繊維、SiO2
繊維を使用し、安定した強度の繊維多孔質耐火物
を経済的に製造する方法を提供せんとするもので
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記の目的を達するために、Al2O3−
SiO2繊維、Al2O3繊維、SiO2繊維の一つ又は複数
の繊維と、シリカゾルと、水に溶解せずシリカと
共存状態で加熱によりボロシリケートを形成する
ホウ素化合物粉末を水中に分散し、真空成形し、
成形物を焼成して焼結することにある。 本発明に使用しうるホウ素化合物としては、
BNの他B4C、TiB2、CrB2、TaB2、MnB2、
MoB2、VB2、HfB2、AlB2、MgB2、ZrB2、
W2B5、Mo2B5等を挙げることができる。 ホウ素化合物粉末の粒度は、小さすぎると真空
成形した成形物を乾燥の際、粒子が水と共に表面
まで移動し、乾燥板に貼りつき、取外しに苦労し
商品性を損なうことがしばしば生じ、また粒度が
大きすぎると真空成形時に一方に片寄り、焼結状
態が不均一となるので、平均10μｍ前後で80重量
％以上が粒径１〜44μｍの粒度分布を有するもの
を使用する。 ホウ素化合物粉末は繊維100重量部に対しB2O3
換算で２〜７重量部を使用する。２重量部未満で
は、焼結性が不足し、７重量部を超える量使用し
ても、焼結した後の強度はもはや向上せず、更に
未反応のホウ素化合物が焼結体中に残存するよう
になるため、再加熱時に製品の強度が低下するよ
うになる。 シリカゾルの添加量は繊維100重量部に対し、
固形分として３〜10重量部程度用いる。 繊維は長さ30〜１mm、大部分を５〜７mmの長さ
とし、水100重量部に対し約10重量部以下を水中
に分散させ、シリカゾルと、ホウ素化合物粉末を
添加して、有機凝集剤を加え、真空成形を行ない
乾燥し、1250〜1400℃で１〜1.5時間焼成して焼
結し繊維多孔質耐火物を作る。 〔作 用〕 水中に繊維と共に分散されたシリカゾルとホウ
素化合物粉末は、真空成形後、乾燥されるとき、
毛細管現象により繊維と繊維の接触点に主に沈着
する。乾燥沈着したシリカゾルは、ホウ素源であ
るホウ素化合物粉末と接しており、非晶質且つ多
孔質で反応性に富み接触面積も大きいため、高温
によつて昇華したホウ素化合物の又は加熱によつ
て分解したホウ素と反応しボロシリケートガラス
となつて繊維と繊維の接触部を強固に結合する。
そしてホウ素化合物は焼成の際、高温で分解や昇
華するまで、成形体物にとどまるので、B2O3を
使用した場合よりも、効率良くボロシリケートの
生成に使用できる。特にホウ素化合物としてBN
を使用すると窒素を含有したボロシリケートガラ
スを形成して繊維を結合する。 〔実施例〕 実施例 １ 水100重量部に10重量部のAl2O3−SiO2繊維
（出願人製造の商品名カオウール）と、固形分で
0.7重量部のシリカゾルと、B2O3換算で、１〜15
重量部のBNとを水中に分散し、有機凝集剤を加
えたのち、真空成形を行ない乾燥し、1300℃で１
時間焼成し焼結した。焼結体より曲げ強度試験片
を作成し強度比較を行なつた。 結果を第１表に示す。
【表】
【表】
実施例 ２
またBNの代りにB4Cを用いた以外は実施例１
と同様にして焼結体を作り試験した結果は第２表
の通りであつた。
と同様にして焼結体を作り試験した結果は第２表
の通りであつた。
【表】
備考
第１表と同じ
対比例 実施例１においてシリカゾルを使用せずBNの
代りにB2O3を使用した以外は、実施例１と同様
にして焼結体を作り試験した結果は第３表に示す
通りであつた。
第１表と同じ
対比例 実施例１においてシリカゾルを使用せずBNの
代りにB2O3を使用した以外は、実施例１と同様
にして焼結体を作り試験した結果は第３表に示す
通りであつた。
B2O3に代えて、水に溶解せずシリカと共存状
態でボロシリケートを形成するホウ素化合物粉末
を使用することにより、B2O3使用の場合よりも
安定に、強度の大きい繊維多孔質耐火物を経済的
に作ることができる。
態でボロシリケートを形成するホウ素化合物粉末
を使用することにより、B2O3使用の場合よりも
安定に、強度の大きい繊維多孔質耐火物を経済的
に作ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Al2O3−SiO2繊維、Al2O3繊維、SiO2繊維の
一つまたは複数の繊維と、シリカゾルと、水に溶
解せずシリカと共存状態で加熱によりボロシリケ
ートを形成するホウ素化合物粉末を水中に分散
し、真空成形し、成形物を焼成して焼結すること
を特徴とする繊維多孔質耐火物の製造方法。 ２ ホウ素化合物粉末が窒化ホウ素である特許請
求の範囲１項記載の繊維多孔質耐火物の製造方
法。 ３ ホウ素化合物粉末が平均粒径10μｍ前後で80
重量％以上が粒径１〜44μｍである粒度分布を有
する特許請求の範囲１項又は２項に記載の繊維多
孔質耐火物の製造方法。 ４ ホウ素化合物粉末を繊維100重量部に対し
B2O3換算で２〜７重量部使用する特許請求の範
囲１、２、３項の何れかひとつに記載の繊維多孔
質耐火物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24183485A JPS62100488A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 繊維多孔質耐火物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24183485A JPS62100488A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 繊維多孔質耐火物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62100488A JPS62100488A (ja) | 1987-05-09 |
| JPH0155222B2 true JPH0155222B2 (ja) | 1989-11-22 |
Family
ID=17080188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24183485A Granted JPS62100488A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 繊維多孔質耐火物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62100488A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62230683A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-10-09 | ニチアス株式会社 | 高耐熱性・高強度繊維質成形体およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4510253A (en) * | 1983-05-26 | 1985-04-09 | Combustion Engineering, Inc. | Aluminum resistant ceramic fiber composition |
-
1985
- 1985-10-28 JP JP24183485A patent/JPS62100488A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62100488A (ja) | 1987-05-09 |
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