JPH03257079A - 繊維質成形体およびその製造方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は工業用加熱炉等に使用される繊維質成形体およ
びその製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、工業用加熱炉の炉壁には煉瓦が使用されていたが
、最近では省エネルギーの点からセラミックファイバー
が使用されている。このセラミックファイバーは、ブラ
ンケットのままの施工、あるいは、品用白煉瓦製「パイ
ロブロック」のようにブランケットをモジュールに成形
して施工するなどのほかに、炉内点検孔やバーナータイ
ルなど特別な形状を必要とする部分に対しては短く解繊
されたセラミックファイバーとバインダーとを水中に分
散させたのち水分を吸引除去し、セラミックファイバー
をバインダーで結合して構成した真空成形体を使用して
いる。

（発明が解決しようとする課題） しかるに上記特別な形状を必要とする部分に於いて従来
の煉瓦によるものは、温度の急激な変化がある場合にス
ポーリングをおこしやすく、また、真空成形体は、セラ
ミックファイバーを短く解繊しなければならないので、
ブランケットやモジニールに比較してセラミックファイ
バー同士のからみが少なく、ファイバー特有の弾性変形
能に乏しいために耐スポーリング性がブランケットやモ
ジュールに比べて劣る等の問題があり、また、特公平１
−４４６７４号公報で提案の如く熱硬化性結合剤を含ん
だバルク状無機繊維を縦、横方向に加圧すると共に加圧
状態のまま加熱して該結合剤を硬化させる製造方法はき
わめて手数と時間がかかり煩雑である問題があった。

本発明はこれに鑑み、温度の急激な変化に対してもスポ
ーリングが発生することのない繊維質成形体とその製造
方法を提供することを目的としてなされたものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため本発明においては、ブランケ
ット状セラミックファイバーを無機酸化物として２〜２
０％を含むバインダーにより圧搾結合して複数の層を形
成したことを特徴とする繊維質成形体を第１番目の発明
とし、ブランケット状セラミックファイバーを重ね、バ
インダーへ浸漬してバインダーを含浸させ、このセラミ
ックファイバーを加圧し、所定の厚さに形成したのち乾
燥させて無機酸化物として２〜２０％を含むバインダー
により前記ブランケット状セラミックファイバーを結合
し、複数の層を有する繊維質成形体を成形することを特
徴とする繊維質成形体の製造方法を第２番目の発明とす
るものである。

（作　用） 本発明によれば、繊維質成形体の製造方法として、ブラ
ンケットにバインダーを含浸させ、これらのブランケッ
トを加圧して所定の厚さに成形したのち乾燥させてバイ
ンダーにより結合することにより複数の層が得られるの
で、繊維によるたわみ性と一定の硬さの保持された繊維
質成形体を製造することができる。またこれにより得ら
れた繊維質成形体は、たわみ性と一定の硬さを有する繊
維質成形体となる。

（実施例） 以下、本発明を第１図に示す実施例を参照して説明する
。なお、第１図の繊維質成形体１は、５層の積層とした
場合を示している。

図において、繊維質成形体１は、ＡｆＩ２０３Ｓ　１９
２系の板状（例えば厚さが２５１１１％幅が３４０１１
１％長さが４００ｍｍ程度）の５枚のブランケット２を
その平面部をそれぞれ重ねて積層し、バインダー３で結
合して形成したもので、ニーで使用されるブランケット
２は、ノズルから押し出した紡糸液をエアージェットで
吹き飛ばして延伸させた（ブローイング法）または回転
体に紡糸液を落下させ遠心力で延伸させる（スピニング
）等によってセラミックファイバー長さが５０〜１５０
μｍ程度であるバルク状セラミックファイバを一方向か
ら加圧してニードリングをかけるまたは長繊維で縫製し
厚み方向のサイズを均一にして嵩比重を０．１０〜０．
１層程度のブランケット状としたものである。

次に、繊維質成形体１の製造方法の一例を第５図を参照
して説明する。先ず、厚さが２５鰭、幅が３４０ｍｍ、
長さが４００ｍｍ程度の板状の５枚のブランケット２を
架台４上に載置し、５枚のブランケット２がずれないよ
うに一部を係着手段（図示せず）により係着する。そし
て、このブランケット２をシリカゾル及び／又はアルミ
ナゾルよりなるバインダー３の貯溜されているバインダ
ー槽５へ入れてバインダー３へ浸漬させる。そして、バ
インダー３がブランケット２に充分含浸されていること
を確認したのちバインダー槽５から取り出シ、バインダ
ー槽５に付設されている圧搾ローラ６．６・・・の間へ
ブランケット２を挿入する。この圧搾ローラ６．６・・
・の上下のローラ間隔は形成すべき繊維質成形体１の厚
さ（例えば５枚のブランケット２を重ねて８５龍にする
場合は８５ｍｍ）とされており、この圧搾ローラ６．６
・・・の間へブランケット２を挿入することによりブラ
ンケット２が圧搾されてブランケット２中の余分なパイ
ンダー３が絞り出されるとともに、所定の厚さの繊維質
成形体１に整えられる。したがって、圧搾ローラ６．６
・・・の上下の間隔を自由に選ぶことにより所定の厚さ
を有する繊維質成形体１を形成することができる。

ブランケット２を所定の厚さに成形後のバインダ含有量
は無機酸化物（固形分）として２〜２０重量％が好まし
い。２重量％未満では結合強度が弱く、成形体の硬さが
不足し、また２０重量％を超えると硬くなりすぎるのと
耐熱性が低下する。

次に、バインダー３の含浸されたブランケット２を係着
手段を外して乾燥室７へ入れ、乾燥させることにより厚
さが８５■ｍ１幅が３４０鰭、長さが４００鰭の５層に
積層された繊維質成形体１を得ることができる。

一方、更に厚さの厚い繊維質成形体１を形成するには、
上記の繊維質成形体１が圧搾ローラ６゜６・・・によっ
て８５鰭の厚さに圧搾された直後にその表面にバインダ
ー３を塗布して別の繊維質成形体１を重ねたのち乾燥さ
せて一体化させてもよく、さらに、乾燥の終った上記の
８５ａｍの厚さを有する繊維質成形体１の表面にバイン
ダー３を塗布して別の繊維質成形体１を重ねたのち再び
乾燥させて一体化させてもよい。なお、重ねられるブラ
ンケット２の表面をブラシ等で荒らしておくとブランケ
ット２間のからみがよくなりブランケット２間の結合を
容易にすることができる。

以上説明した繊維質形成体１は、繊維の配向方向が同一
のものを積層するものとしたが、加熱されたときの熱応
力が発生する方向に対応した強度を繊維質成形体１に保
持させるために第２図乃至第４図に示すように繊維の配
向方向が異なるようにブランケット２を組合せてもよい
。ニーで、第２図は、４つの繊維質成形体１を直交させ
るように合せて形成したもの、第３図は、４つの繊維質
成形体１をそれぞれ二等辺三角形状に形成しその頂点を
合せて形成したもの、第４図は第３図で示した繊維質成
形体１の頂点部に孔を形成したものを示している。

なお、繊維質成形体１はＡｌｌ２０３−８ｉＯ２系とし
た場合について示したが、Ａｇ２Ｏ３゜ＳｉＯまたはＺ
　ｒ　Ｏ２等でもよく、またプランケラトではなくマッ
トまたはフェルトとしてもよく、これらに限定されるも
のではない。

本発明においてバインダー３として用いられるシリカゾ
ルとは無水珪酸（ＳｉＯ２）の超微粒子を水中に分散さ
せたものである。これは商品名スノーチック（８産化学
社製）アプライドＡＴ（旭電化工業製）等として一般に
市販されていて、分散質である無水珪酸の粒子の大きさ
が１〜１００μｍ程度のものである。

また、シリカゾルは固形分２０〜４０％程度で０．７％
以下のＮ　ａ　２０を含むものでｐＨが８〜１０のアル
カリ安定化されたシリカゾルまたはｐＨが２〜４の酸安
定化されたシリカゾルが用いられる。

また、バインダ３として用いられるアルミナゾルとして
無水アルミナ（Ａ１２０３）の超微粒子を水中に分散さ
せたものである。アルミナゾルは固形分１０〜２０％程
度を含むものでｐＨが２．５〜６の酸安定化されたアル
ミナゾルが用いられる。バインダ３の溶液濃度（固形分
）は圧搾ローラ６による所定の厚さに成形後のブランケ
ット中のバインダー溶液含有量によって異なるが２〜２
０％が好ましい。２％未満では該繊維質成形体中のバイ
ンダー固形分が少なく強度が得られない。また２０％を
超えるとバインダー固形分が多くなりすぎ耐熱性が低下
する。

圧搾ローラ６による所定の厚さに成形後より乾燥による
バインダーの硬化までの該繊維質の形状保持はバインダ
ーによるところが大であり、バインダ溶液の粘性は０．
１〜１０ｃｐが好ましい。

バインダ溶液の粘性調整手段として ＯｐＨの異なるシリカゾルまたはアルミナゾルを混合使
用し、凝集状態で用い繊維質成形体中にバインダを効率
よく含有させることもできる。

Ｏ硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウムをバインダ溶液に
対し０．１〜５％の凝集剤、ポリアクリル産エステルエ
マルジョン、酢酸ビニール樹脂エマルジョンをバインダ
溶液に対し１〜２０％添加で凝集作用と該繊維質成形体
の乾燥強度の付与することもできる。

Ｏポリビニルアルコール、ポリエチレンクリコール、ハ
イドロオキシメチルセルロース、ハイドロオキシエチル
セルロース、ＣＭＣ，ＡＣガム、デキストリン等をバイ
ンダー溶液に対し０．０１〜０．５％添加し、増粘材と
して用いることもできる。

次に、実施例の効果を実験結果に基づき説明する。

実験例１ ５０龍厚さのＡ　ＩＩ　　ＯＳ　ｉＯ２系のプラン３ ケラト２を２枚重ねて５ｉ０２２０％含有のシリカゾル
５０部と水５０部とからなるシリカ系のバインダー３に
浸漬し、圧搾ローラ６によって５０１ｍの厚さに圧搾し
、乾燥室７へ入れて１００℃で４８時間乾燥した繊維質
成形体１を電気炉の天井板に使用した。最高温度１３０
０℃で使用したがスポーリングは発生しなかった。

実験例２ ２５＋ｓｍ厚さのムライト質系のブランケット２を５枚
重ねてＡｌ２０３１０％含有（ｐＨ５，０）のアルミナ
ゾル２０部、５ｉ０２２０％含有（ｐ　Ｈ３，０）のシ
リカゾル４０部、水４０部およびポリアクリル酸エステ
ルエマルジョン２部からなるシリカ−アルミナ系のバイ
ンダー３に浸漬し、圧搾ローラ６によって８５ｍｍの厚
さに圧搾し、乾燥室７で乾燥したのち、これを４枚接着
剤で貼り合わせて３４０ｍｍの厚さにしたのち再び乾燥
させたものをバーナータイルとして使用したが、貼り合
わせ部に若干の隙間がみられたものの長期間の使用にお
いてもスポーリングは発生しなかった。

実験例３ ２５＋ｎ厚さのＡｊ！　２　Ｏａ系ブランケットを２枚
重ねてＡｐ２０３１０％含有（ｐＨ５，０）のアルミナ
ゾル５部、５ｉ０２２０％含有（ｐＨ９，５）のシリカ
ゾル４５部および水５０部からなるシリカ−アルミナ系
バインダー３に浸漬し、圧搾ローラ６によって２５關の
厚さに圧搾し、乾燥室７で乾燥させたのち、天井に対し
てはこの２５１ｍ厚さのブランケットを５枚重ねたスタ
ック構造を使用し、側壁、妻壁は１枚構造としたものを
使用して最高１７００℃でテストしたが、スポーリング
の発生はなく、長期間安定して使うことができた。

これらの実験例と従来の真空成形体との比較を第１表に
示す。

この表かられかるように実験例１，２および３のものは
たわみが大きく曲げ強度の測定ができなかった。したが
って、これらはたわみが大きくて折れることがないので
熱応力を緩和できスポーリングが発生しにくいというこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ブランケットにバインダ
ーを含浸させ、圧搾結合して複数の層を形成−したので
、繊維のからみのためにたわみ性を有するとともに、バ
インダーによって一定の寸法が保持される硬さを有して
いるので、繊維質成形体するとともに、バインダーによ
って一定の寸法が保持される硬さを有しているので、繊
維質成形体を複雑な形状に形成することができる。また
、表面は適当な硬さを有するので、速度の早い熱風に対
しても表面が剥離することがない。さらに、炉内におい
て物体が当っても、たわみ性と一定の硬さのためにスポ
ーリングが発生することはない。

また、製造方法としては、ブランケットにバインダーを
含浸させ、加圧し所定の厚さとしたのち乾燥させてバイ
ンダーにより結合し複数の層を形成する製造方法である
から、従来の製造方法のように加圧状態で加熱してバイ
ンダーを硬化させることは不要となり、製造方法が簡単
となって製造コストが安価になる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の繊維質成形体の一実施例を示す斜視図
、第２図乃至第４図は本発明の繊維質成形体の組合せに
よる使用例を示す斜視図、第５図は本発明に係る繊維質
成形体の製造方法の一実施例を示す説明図である。 １・・・繊維質成形体、２・・・ブランケット、３・・
・バインダー、４・・・架台、５・・・バインダー槽、
６・・・圧搾ローラ、７・・・乾燥室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ブランケット状セラミックファイバーを無機酸化物
   として２〜２０％を含むバインダーにより圧搾結合して
   複数の層を形成したことを特徴とする繊維質成形体。 ２、ブランケット状セラミックファイバーを重ね、バイ
   ンダーへ浸漬してバインダーを含浸させ、このセラミッ
   クファイバーを加圧し、所定の厚さに形成したのち乾燥
   させて無機酸化物として２〜２０％を含むバインダーに
   より前記ブランケット状セラミックファイバーを結合し
   、複数の層を有する繊維質成形体を成形することを特徴
   とする繊維質成形体の製造方法。