JPH05170571A - 多孔質セラミックス断熱材 - Google Patents
多孔質セラミックス断熱材Info
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ケイ酸ソーダ、セラミックス微粉末、界面活
性剤及び金属アルミニウム粉末を主成分とするシリケー
トスラリーと、アルミン酸ソーダ、セラミックス微粉末
及び界面活性剤を主成分とするアルミネートスラリーと
を混合し、攪拌することにより発泡・ゲル化させて、多
孔質ヒドロゲル体を作製する。リーチング処理によって
ソーダ分を除去した後、乾燥、焼成する。多孔質セラミ
ックス断熱材の全領域にわたって、独立気泡率が80％以
上であり、かつ空孔率を40〜80％の範囲で、また気孔径
を 100〜800 μｍの範囲で均一に制御可能である。 【効果】 空孔率が極めて高いため優れた断熱特性を発
揮し、また細孔構造が成型体全域にわたって均一である
ため曲げ強度が高い。
性剤及び金属アルミニウム粉末を主成分とするシリケー
トスラリーと、アルミン酸ソーダ、セラミックス微粉末
及び界面活性剤を主成分とするアルミネートスラリーと
を混合し、攪拌することにより発泡・ゲル化させて、多
孔質ヒドロゲル体を作製する。リーチング処理によって
ソーダ分を除去した後、乾燥、焼成する。多孔質セラミ
ックス断熱材の全領域にわたって、独立気泡率が80％以
上であり、かつ空孔率を40〜80％の範囲で、また気孔径
を 100〜800 μｍの範囲で均一に制御可能である。 【効果】 空孔率が極めて高いため優れた断熱特性を発
揮し、また細孔構造が成型体全域にわたって均一である
ため曲げ強度が高い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多孔質セラミックス断熱
材に関し、更に詳しくは独立気泡率が高く、均一な気孔
径を有し、成形性に優れた多孔質セラミックス断熱材に
関する。
材に関し、更に詳しくは独立気泡率が高く、均一な気孔
径を有し、成形性に優れた多孔質セラミックス断熱材に
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
省エネルギー対策の一環として、一般建築用ならびに工
業用設備の断熱性に対する要求が高まっている。このよ
うな目的で用いられる断熱材は、素材からみて有機系と
無機系とに大別される。
省エネルギー対策の一環として、一般建築用ならびに工
業用設備の断熱性に対する要求が高まっている。このよ
うな目的で用いられる断熱材は、素材からみて有機系と
無機系とに大別される。
【０００３】有機系断熱材は、断熱特性に優れ、建築用
保温材として広範に使用されているが、燃え易く、また
有害ガスを発生するという問題がある。そのため、最
近、不燃性かつ耐熱性に優れた無機系断熱材の需要が高
まっている。
保温材として広範に使用されているが、燃え易く、また
有害ガスを発生するという問題がある。そのため、最
近、不燃性かつ耐熱性に優れた無機系断熱材の需要が高
まっている。
【０００４】無機系断熱材としては、古くからレンガが
あるが、重量が大きいために熱容量が大きく、またプレ
ス成形品であるため形状に制限があり、加工が困難であ
る等の問題がある。そのため、軽量化及び易加工性への
要望が高まっている。軽量化した断熱材としては、グラ
スウール等の繊維集合体、ケイ酸カルシウム発泡体等の
軽量セラミックス体、泡ガラス等がある。
あるが、重量が大きいために熱容量が大きく、またプレ
ス成形品であるため形状に制限があり、加工が困難であ
る等の問題がある。そのため、軽量化及び易加工性への
要望が高まっている。軽量化した断熱材としては、グラ
スウール等の繊維集合体、ケイ酸カルシウム発泡体等の
軽量セラミックス体、泡ガラス等がある。
【０００５】グラスウールは、軽量で乾燥状態における
断熱性が優れているため、一般建築用をはじめ多量に使
用されているが、繊維集合体であるため通気性が高く、
高湿条件下では断熱性が低下する。また高温、高風速、
高温度等の条件下では型くずれやバインダ焼損などの問
題も生じる。
断熱性が優れているため、一般建築用をはじめ多量に使
用されているが、繊維集合体であるため通気性が高く、
高湿条件下では断熱性が低下する。また高温、高風速、
高温度等の条件下では型くずれやバインダ焼損などの問
題も生じる。
【０００６】またケイ酸カルシウム軽量体は、低湿度下
では優れた断熱性を有するが、吸水性及び吸湿性が高い
ために、高湿度下での使用には適さず、用途が限定され
ている。
では優れた断熱性を有するが、吸水性及び吸湿性が高い
ために、高湿度下での使用には適さず、用途が限定され
ている。
【０００７】一方、泡ガラスは独立気泡を持つため、長
期間にわたって優れた耐熱性を保つが、その製法上気孔
径にばらつきが大きく、不均一な構造となるため、低強
度の物しか得られない。逆に強度を補うために密度を高
くすると、熱伝導率の高い物しか得られず、断熱性が不
十分になるだけでなく、成形品の歩留りも悪くなる。
期間にわたって優れた耐熱性を保つが、その製法上気孔
径にばらつきが大きく、不均一な構造となるため、低強
度の物しか得られない。逆に強度を補うために密度を高
くすると、熱伝導率の高い物しか得られず、断熱性が不
十分になるだけでなく、成形品の歩留りも悪くなる。
【０００８】従って、本発明の目的は、このような従来
の問題点を解消した多孔質セラミックス断熱材を提供す
ることである。
の問題点を解消した多孔質セラミックス断熱材を提供す
ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、所定の組成を有するシリケートス
ラリー及びアルミネートスラリーとを混合し、攪拌する
ことにより発泡・ゲル化させて、多孔質ヒドロゲル体を
作成し、それからソーダ分をリーチング処理によって除
去した後、乾燥、焼成することにより、独立気泡を高率
で含有するとともに均一な気泡径を有し、かつ成形性に
優れている多孔質セラミックス断熱材が得られることを
発見し、本発明を完成した。
の結果、本発明者は、所定の組成を有するシリケートス
ラリー及びアルミネートスラリーとを混合し、攪拌する
ことにより発泡・ゲル化させて、多孔質ヒドロゲル体を
作成し、それからソーダ分をリーチング処理によって除
去した後、乾燥、焼成することにより、独立気泡を高率
で含有するとともに均一な気泡径を有し、かつ成形性に
優れている多孔質セラミックス断熱材が得られることを
発見し、本発明を完成した。
【００１０】すなわち、本発明の多孔質セラミックス断
熱材は、ケイ酸ソーダ、セラミックス微粉末、界面活性
剤及び金属アルミニウム粉末を主成分とするシリケート
スラリーと、アルミン酸ソーダ、セラミックス微粉末及
び界面活性剤を主成分とするアルミネートスラリーとを
混合し、攪拌することにより発泡・ゲル化させて、多孔
質ヒドロゲル体を作成し、前記多孔質ヒドロゲル体から
ソーダ分をリーチング処理によって除去した後、乾燥、
焼成することによりなることを特徴とする。
熱材は、ケイ酸ソーダ、セラミックス微粉末、界面活性
剤及び金属アルミニウム粉末を主成分とするシリケート
スラリーと、アルミン酸ソーダ、セラミックス微粉末及
び界面活性剤を主成分とするアルミネートスラリーとを
混合し、攪拌することにより発泡・ゲル化させて、多孔
質ヒドロゲル体を作成し、前記多孔質ヒドロゲル体から
ソーダ分をリーチング処理によって除去した後、乾燥、
焼成することによりなることを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明においては、ケイ酸ソーダ、セラミック
ス微粉末、界面活性剤及びアルミニウム粉末を主成分と
するシリケートスラリーと、アルミン酸ソーダ、セラミ
ックス微粉末及び界面活性剤を主成分とするアルミネー
トスラリーとを混合し、攪拌することにより、下記式に
例示するように発泡及びゲル化が同時進行する。 2Al ＋ 2NaOH → Na2 O ・Al2 O 3 ＋ 2H 2 ↑〔発泡〕 Na2 O ・2SiO 2・ｘH 2 O(シリケート）＋ 1.2Na2 O ・Al 2 O 3・ yH 2 O (アルミネート) → Na 2 O ・ Al 2 O 3 ・ SiO 2・zH2 O ＋NaOH〔ゲル化〕 このようにして得られた多孔質ヒドロゲルから、ソーダ
分をリーチング処理によって除去した後、乾燥、焼成す
ると、細孔径、空孔径及び独立気泡率の制御が可能な多
孔質セラミックス断熱材を得ることができる。具体的に
は、以下の通りである。
ス微粉末、界面活性剤及びアルミニウム粉末を主成分と
するシリケートスラリーと、アルミン酸ソーダ、セラミ
ックス微粉末及び界面活性剤を主成分とするアルミネー
トスラリーとを混合し、攪拌することにより、下記式に
例示するように発泡及びゲル化が同時進行する。 2Al ＋ 2NaOH → Na2 O ・Al2 O 3 ＋ 2H 2 ↑〔発泡〕 Na2 O ・2SiO 2・ｘH 2 O(シリケート）＋ 1.2Na2 O ・Al 2 O 3・ yH 2 O (アルミネート) → Na 2 O ・ Al 2 O 3 ・ SiO 2・zH2 O ＋NaOH〔ゲル化〕 このようにして得られた多孔質ヒドロゲルから、ソーダ
分をリーチング処理によって除去した後、乾燥、焼成す
ると、細孔径、空孔径及び独立気泡率の制御が可能な多
孔質セラミックス断熱材を得ることができる。具体的に
は、以下の通りである。
【００１２】（１）シリケートスラリー及びアルミネー
トスラリー中の界面活性剤の量を制御することにより、
成形体の全領域にわたって均一な独立気泡を有する多孔
質セラミックスを製造することができる。これにより断
熱効果を高めることができ、また均一構造となるため高
強度のものが得られる。さらに軽量体であるため取り扱
いやすい。
トスラリー中の界面活性剤の量を制御することにより、
成形体の全領域にわたって均一な独立気泡を有する多孔
質セラミックスを製造することができる。これにより断
熱効果を高めることができ、また均一構造となるため高
強度のものが得られる。さらに軽量体であるため取り扱
いやすい。
【００１３】（２）界面活性剤の量、アルミニウム粉末
の表面積、及びシリケートスラリーとアルミネートスラ
リーとの混合比（重量比）を制御することによって、多
孔質セラミックス断熱材の細孔径および空孔率を成形体
全域にわたって、均一に制御することができる。特に空
孔率は最大で80％と従来品に比べて極めて高いものとす
ることができる。これによっても、（１）と同様に断熱
効果を高めることができ、また均一構造となるため高強
度のものが得られる。さらに軽量体であるため取り扱い
やすい。
の表面積、及びシリケートスラリーとアルミネートスラ
リーとの混合比（重量比）を制御することによって、多
孔質セラミックス断熱材の細孔径および空孔率を成形体
全域にわたって、均一に制御することができる。特に空
孔率は最大で80％と従来品に比べて極めて高いものとす
ることができる。これによっても、（１）と同様に断熱
効果を高めることができ、また均一構造となるため高強
度のものが得られる。さらに軽量体であるため取り扱い
やすい。
【００１４】本発明の多孔質セラミックス断熱材の製造
方法について、以下に説明する。
方法について、以下に説明する。
【００１５】〔１〕シリケートスラリー シリケートスラリー中に添加するセラミックス微粉末と
しては、どのようなセラミックスでも使用できるが、例
えば、コージェライト、カイアナイト、ムライト、炭化
ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア等の微粉末が挙げられ
る。特に高温で使用するための多孔質セラミックス断熱
材を得るためには、耐熱性の優れたセラミックス微粉末
（例えば、炭化ケイ素、ムライト、アルミナ等）を用い
れば良い。また断熱材の強度及び熱衝撃特性を高めるた
めに、 Mn 3 O 4 、La2 O 3 等の酸化物を加えることも
できる。なお、セラミックス微粉末の平均粒径は５〜50
μｍ程度が好ましい。
しては、どのようなセラミックスでも使用できるが、例
えば、コージェライト、カイアナイト、ムライト、炭化
ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア等の微粉末が挙げられ
る。特に高温で使用するための多孔質セラミックス断熱
材を得るためには、耐熱性の優れたセラミックス微粉末
（例えば、炭化ケイ素、ムライト、アルミナ等）を用い
れば良い。また断熱材の強度及び熱衝撃特性を高めるた
めに、 Mn 3 O 4 、La2 O 3 等の酸化物を加えることも
できる。なお、セラミックス微粉末の平均粒径は５〜50
μｍ程度が好ましい。
【００１６】界面活性剤を使用することにより、成型体
の全域にわたり、均一な独立気泡を有する多孔質セラミ
ックスの製造が可能となる。このような作用を有する界
面活性剤としては、ポリジメチルシロキサン、アミノシ
ラン、アクリルシラン等が好ましい。
の全域にわたり、均一な独立気泡を有する多孔質セラミ
ックスの製造が可能となる。このような作用を有する界
面活性剤としては、ポリジメチルシロキサン、アミノシ
ラン、アクリルシラン等が好ましい。
【００１７】アルミニウム粉末は、アルミネートスラリ
ーとの混合の際、下記反応により発泡を生じさせるため
に添加する。 2Al ＋ NaOH → Na 2 O ・Al2 O 3 ＋2H2 ↑
ーとの混合の際、下記反応により発泡を生じさせるため
に添加する。 2Al ＋ NaOH → Na 2 O ・Al2 O 3 ＋2H2 ↑
【００１８】この際形成される細孔の径は、アルミニウ
ム粉末の表面積に反比例する。従って、アルミニウム粉
末の表面積は0.05〜1.5 ｍ2 ／ｇであるのが好ましい。
表面積が0.05ｍ2 ／ｇ未満であると、発泡が不十分で気
泡率が上がらず、また1.5 ｍ2 ／ｇを超えると発泡が激
しく均一な細孔構造を得ることが困難となる。
ム粉末の表面積に反比例する。従って、アルミニウム粉
末の表面積は0.05〜1.5 ｍ2 ／ｇであるのが好ましい。
表面積が0.05ｍ2 ／ｇ未満であると、発泡が不十分で気
泡率が上がらず、また1.5 ｍ2 ／ｇを超えると発泡が激
しく均一な細孔構造を得ることが困難となる。
【００１９】また水は、シリケートスラリー中の固形分
（セラミック微粉末＋ケイ酸＋ケイ酸ソーダ中の固形分
含量）が約75〜90重量％となるように添加するのが好ま
しい。
（セラミック微粉末＋ケイ酸＋ケイ酸ソーダ中の固形分
含量）が約75〜90重量％となるように添加するのが好ま
しい。
【００２０】〔２〕アルミネートスラリー アルミネートスラリー中のセラミックス微粉末及び界面
活性剤は、シリケートスラリー中のものと同じでよい。
また水は、アルミネートスラリー中の固形分（セラミッ
ク微粉末＋アルミン酸ソーダ中の固形分含量）が約75〜
90重量％となるように添加するのが好ましい。
活性剤は、シリケートスラリー中のものと同じでよい。
また水は、アルミネートスラリー中の固形分（セラミッ
ク微粉末＋アルミン酸ソーダ中の固形分含量）が約75〜
90重量％となるように添加するのが好ましい。
【００２１】上記シリケートスラリーとアルミネートス
ラリーは、それぞれエアダイヤフラムポンプ等を用いて
14〜16時間循環させることにより、分散性が良く気泡の
混入がないスラリーとすることができる。
ラリーは、それぞれエアダイヤフラムポンプ等を用いて
14〜16時間循環させることにより、分散性が良く気泡の
混入がないスラリーとすることができる。
【００２２】〔３〕各成分の組成比 上記組成のシリケートスラリー及びアルミネートスラリ
ーは、以下の組成（固形分基準）を有するのが好まし
い。またその混合物が以下の組成（固形分基準）となる
ような混合比で混合するのが好ましい。
ーは、以下の組成（固形分基準）を有するのが好まし
い。またその混合物が以下の組成（固形分基準）となる
ような混合比で混合するのが好ましい。
【００２３】(a) シリケートスラリー ケイ酸ソーダ 10〜15重量％ セラミックス微粉末 65〜75重量％ 界面活性剤 0.05〜0.15重量％ アルミニウム粉末 0.1 〜0.5 重量％ 水 約10〜25重量％
【００２４】(b) アルミネートスラリー アルミン酸ソーダ 10〜15重量％ セラミックス微粉末 65〜75重量％ 界面活性剤 0.05〜0.15重量％ 水 約10〜25重量％
【００２５】(c) シリケートスラリー／アルミネート
スラリーの混合比：１／0.6 〜１／1.6
スラリーの混合比：１／0.6 〜１／1.6
【００２６】(d) 混合物 ケイ酸ソーダ 5〜8 重量％ アルミン酸ソーダ 5〜9 重量％ セラミックス微粉末 65〜75重量％ 界面活性剤 0.05〜0.15重量％ アルミニウム粉末 0.04〜0.3 重量％ 水 約10〜25重量％
【００２７】混合物中において、ケイ酸ソーダの含有量
が10重量％未満であると、骨材（セラミックス微粉末）
どうしの接着不十分であり、また15重量％を超えると焼
結時の収縮が激しく細孔の形状維持が困難となる。
が10重量％未満であると、骨材（セラミックス微粉末）
どうしの接着不十分であり、また15重量％を超えると焼
結時の収縮が激しく細孔の形状維持が困難となる。
【００２８】またセラミックス微粉末の含有量が65重量
％未満であると、ゲル強度が不十分で取り扱いが困難で
あり、また75重量％を超えると粘度が急激に上昇し、成
型性が悪くなる。
％未満であると、ゲル強度が不十分で取り扱いが困難で
あり、また75重量％を超えると粘度が急激に上昇し、成
型性が悪くなる。
【００２９】さらに界面活性剤の含有量が0.05重量％未
満であると、成形体全体にわたって均一な構造を形成す
ることが困難である。また0.15重量％を越えると、細孔
どうしが連続する開気孔が形成される。この範囲では、
成形体の細孔径は界面活性剤の添加量に反比例する。
満であると、成形体全体にわたって均一な構造を形成す
ることが困難である。また0.15重量％を越えると、細孔
どうしが連続する開気孔が形成される。この範囲では、
成形体の細孔径は界面活性剤の添加量に反比例する。
【００３０】さらにアルミニウム粉末の含有量が 0.04
重量％未満であると、発泡速度が遅く、スラリーのゲル
化前に十分な気孔率を得ることができない。また 0.3重
量％を越えると発泡速度が速く、均一な細孔構造に制御
することが困難となる。
重量％未満であると、発泡速度が遅く、スラリーのゲル
化前に十分な気孔率を得ることができない。また 0.3重
量％を越えると発泡速度が速く、均一な細孔構造に制御
することが困難となる。
【００３１】シリケートスラリーとアルミネートスラリ
ーとの混合比に関しては、両者の固形分重量比で、１／
0.6 〜１／1.6 の範囲とする。アルミネートスラリーの
混合比が 0.6未満であると、ゲル化速度が速く、成形が
困難であり、また十分な気孔率が得られない。逆にアル
ミネートスラリーの混合比が 1.6を越えると、ゲル化速
度が遅く、生産性が低く、また十分なゲル強度が得られ
ない。
ーとの混合比に関しては、両者の固形分重量比で、１／
0.6 〜１／1.6 の範囲とする。アルミネートスラリーの
混合比が 0.6未満であると、ゲル化速度が速く、成形が
困難であり、また十分な気孔率が得られない。逆にアル
ミネートスラリーの混合比が 1.6を越えると、ゲル化速
度が遅く、生産性が低く、また十分なゲル強度が得られ
ない。
【００３２】〔４〕乾燥、焼成 以上のように、シリケートスラリーにのみアルミニウム
粉末を添加し、攪拌した後、アルミネートスラリーと混
合攪拌し、所望のキャビティー形状を有する鋳型に流し
込む。これにより、下記式により表される発泡・ゲル化
反応が進行し、多孔質のヒドロゲルが得られる。 Na2 O ・2SiO2 ・ｘ H2 O （シリケート）＋ 1.2Na2 O ・Al2 O 3 ・yH2 O （アルミン酸ソーダ） → Na2 O ・Al2 O 3 ・SiO 2 ・zH2 O ＋ NaOH
粉末を添加し、攪拌した後、アルミネートスラリーと混
合攪拌し、所望のキャビティー形状を有する鋳型に流し
込む。これにより、下記式により表される発泡・ゲル化
反応が進行し、多孔質のヒドロゲルが得られる。 Na2 O ・2SiO2 ・ｘ H2 O （シリケート）＋ 1.2Na2 O ・Al2 O 3 ・yH2 O （アルミン酸ソーダ） → Na2 O ・Al2 O 3 ・SiO 2 ・zH2 O ＋ NaOH
【００３３】この時形成される細孔の径は、混合するシ
リケートスラリー／アルミネートスラリーの重量比に比
例する。シリケートスラリーとアルミネートスラリーと
の混合比は、上述の通り、両者の固形分重量比で、１／
0.6 〜１／1.6 の範囲にあることが好ましい。
リケートスラリー／アルミネートスラリーの重量比に比
例する。シリケートスラリーとアルミネートスラリーと
の混合比は、上述の通り、両者の固形分重量比で、１／
0.6 〜１／1.6 の範囲にあることが好ましい。
【００３４】なお、発泡、ゲル化にプラスチックの鋳型
を使用することができるため、成形品の形状の自由度が
大きく、また大型品の成形も可能である。
を使用することができるため、成形品の形状の自由度が
大きく、また大型品の成形も可能である。
【００３５】また成形工程において、鋳型に離型剤を塗
布することにより、得られる成形体の表面をメンブレン
構造にすることができる。離型剤としては、グリセリ
ン、水、界面活性剤からなるものを使用することができ
る。
布することにより、得られる成形体の表面をメンブレン
構造にすることができる。離型剤としては、グリセリ
ン、水、界面活性剤からなるものを使用することができ
る。
【００３６】〔４〕リーチング処理 上記の多孔質ヒドロゲルをイオン交換水で洗浄し、過剰
なソーダ分を除去した後、0.5 〜２％（例えば、１％）
の塩化アンモニウム溶液を用いて、ヒドロゲル結合中の
ナトリウムをアンモニウムイオンでイオン交換し、除去
する。さらにイオン交換水で洗浄することにより、過剰
な塩素イオンを除去する。
なソーダ分を除去した後、0.5 〜２％（例えば、１％）
の塩化アンモニウム溶液を用いて、ヒドロゲル結合中の
ナトリウムをアンモニウムイオンでイオン交換し、除去
する。さらにイオン交換水で洗浄することにより、過剰
な塩素イオンを除去する。
【００３７】〔５〕乾燥、焼成 リーチング処理によりソーダ分を除去した多孔質ヒドロ
ゲルを温風乾燥することにより、水分を除去し、さらに
オーブン乾燥する。これにより、吸着水及びアンモニウ
ムを除去する。次いで、約1200〜1600℃の高温焼成によ
り、多孔質セラミックス体を得る。
ゲルを温風乾燥することにより、水分を除去し、さらに
オーブン乾燥する。これにより、吸着水及びアンモニウ
ムを除去する。次いで、約1200〜1600℃の高温焼成によ
り、多孔質セラミックス体を得る。
【００３８】以上の方法により得られる本発明の多孔質
セラミックス断熱材は、独立気泡率が80％以上であり、
かつ空孔率を40〜80％の範囲で、また気孔径を 100〜80
0 μｍの範囲でそれぞれ均一に制御可能である。
セラミックス断熱材は、独立気泡率が80％以上であり、
かつ空孔率を40〜80％の範囲で、また気孔径を 100〜80
0 μｍの範囲でそれぞれ均一に制御可能である。
【００３９】
【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明する。
明する。
【００４０】実施例１ 下記表１に示す組成比（重量％）で、ケイ酸ソーダおよ
びアルミン酸ソーダに各種のセラミックス微粉末と界面
活性剤を加え、攪拌機で攪拌後、エアダイヤフラムポン
プで一昼夜循環させることにより、それぞれ比重 1.9ｇ
／cc、粘度4000cps(15℃）のスラリーを得た。
びアルミン酸ソーダに各種のセラミックス微粉末と界面
活性剤を加え、攪拌機で攪拌後、エアダイヤフラムポン
プで一昼夜循環させることにより、それぞれ比重 1.9ｇ
／cc、粘度4000cps(15℃）のスラリーを得た。
【００４１】 表１ シリケート アルミネート 原 料 （ｇ） スラリー スラリー ケイ酸ソーダ（固形分含量44％） 600 − アルミン酸ソーダ（固形分含量46％） − 600 水 202 206 コージェライト (200mesh) 560 560 仮焼カイアナイト (200mesh) 582 578 界面活性剤(1) 3 3 注：（１）ポリジメチルシロキサン
【００４２】シリケートスラリー中にのみ、スラリー10
00重量％に対してアルミニウム粉末（比表面積 1.3m 2
/g） 1.5重量％を加えてよく分散させた後、アルミネー
トスラター／シリケートスラリーの重量比が 1.2となる
ように、それぞれのスラリーを秤量し、混合攪拌後、 2
00mm× 200mm× 120mmの鋳型に流し込んだ。
00重量％に対してアルミニウム粉末（比表面積 1.3m 2
/g） 1.5重量％を加えてよく分散させた後、アルミネー
トスラター／シリケートスラリーの重量比が 1.2となる
ように、それぞれのスラリーを秤量し、混合攪拌後、 2
00mm× 200mm× 120mmの鋳型に流し込んだ。
【００４３】鋳型にはあらかじめグリセリン50重量％、
ぬれ剤４〜６重量％および水50重量％から成る離型剤を
塗布しておいた。鋳込み後、約10分間で体積が約３倍に
膨張し、 200mm× 200mm×90mmの多孔質ヒドロゲルが得
られた。
ぬれ剤４〜６重量％および水50重量％から成る離型剤を
塗布しておいた。鋳込み後、約10分間で体積が約３倍に
膨張し、 200mm× 200mm×90mmの多孔質ヒドロゲルが得
られた。
【００４４】この多孔質ヒドロゲルをイオン交換水で洗
浄し、過剰なソーダ分を除去した後、１％の塩化アンモ
ニウム水溶液で洗浄し、ヒドロゲル結合中のナトリウム
イオンをアンモニウムイオンで交換して除去し、さらに
イオン交換水で洗浄して塩素イオンを除去した。
浄し、過剰なソーダ分を除去した後、１％の塩化アンモ
ニウム水溶液で洗浄し、ヒドロゲル結合中のナトリウム
イオンをアンモニウムイオンで交換して除去し、さらに
イオン交換水で洗浄して塩素イオンを除去した。
【００４５】この多孔質ヒドロゲルを50℃で１昼夜温風
乾燥して水分を除去した後、図１に示す温度プログラム
で乾燥し、吸着水及びアンモニウムを除去した。さらに
図２に示す温度プログラムで焼成した。焼成品の物性を
表２に示す。
乾燥して水分を除去した後、図１に示す温度プログラム
で乾燥し、吸着水及びアンモニウムを除去した。さらに
図２に示す温度プログラムで焼成した。焼成品の物性を
表２に示す。
【００４６】実施例２ アルミニウム粉末として、比表面積0.7 ｍ2 ／ｇのもの
を用いた以外実施例１と同様にして、リーチング、乾
燥、焼成を行った。得られた焼成品の物性を表２に示
す。
を用いた以外実施例１と同様にして、リーチング、乾
燥、焼成を行った。得られた焼成品の物性を表２に示
す。
【００４７】実施例３ 実施例１において、シリケートスラリーとアルミネート
スラターとの重量比をアルミネート／シリケート＝ 1.5
になるように混合し、得られた多孔質ヒドロゲルを同様
にリーチング、乾燥、焼成した。得られた焼成品の物性
を表２に示す。
スラターとの重量比をアルミネート／シリケート＝ 1.5
になるように混合し、得られた多孔質ヒドロゲルを同様
にリーチング、乾燥、焼成した。得られた焼成品の物性
を表２に示す。
【００４８】実施例４ 各スラリーに添加する界面活性剤量を 1.5ｇとした以外
実施例１と同様にして、リーチング、乾燥、焼成を行っ
た。得られた焼成品の物性を表２に示す。
実施例１と同様にして、リーチング、乾燥、焼成を行っ
た。得られた焼成品の物性を表２に示す。
【００４９】実施例５ 比表面積が0.7 ｍ2 ／ｇのアルミニウム粉末を用い、各
スラリー中の界面活性剤量を 1.5ｇとした以外実施例１
と同様にして、リーチング、乾燥、焼成を行った。得ら
れた焼成品の物性を表２に示す。なお表２における熱伝
導率は1300℃における値である。
スラリー中の界面活性剤量を 1.5ｇとした以外実施例１
と同様にして、リーチング、乾燥、焼成を行った。得ら
れた焼成品の物性を表２に示す。なお表２における熱伝
導率は1300℃における値である。
【００５０】 表２ 空孔率 曲げ強度 熱伝導率 実施例Ｎｏ． （％） (kg/cm2 ) (cal/m・h ・℃) １ 70 18〜20 0.25 ２ 75 15〜17 0.23 ３ 78 14〜15 0.19 ４ 80 12〜14 0.16 ５ 82 10〜12 0.13
【００５１】
【発明の効果】本発明の多孔質セラミックス断熱材は、
上述したように空孔率が極めて高いため、優れた断熱特
性を発揮する。また細孔構造が成型体全域にわたって均
一であるため、同程度の断熱特性をもつ従来品に比べ、
曲げ強度が高い。さらに成形加工性が優れていることか
ら、従来品のように複雑な加工工程を経ることなく、種
々の形状の断熱材に成形することができる。このような
本発明の多孔質セラミックス断熱材は、工業用加熱炉、
窯業炉等の各種炉の炉材、スチーム用配管、ボイラー
室、乾燥室等の断熱材、住宅用断熱ボード、自動車のエ
ンジンルーム用マニホルド等、幅広い分野への応用が可
能である。
上述したように空孔率が極めて高いため、優れた断熱特
性を発揮する。また細孔構造が成型体全域にわたって均
一であるため、同程度の断熱特性をもつ従来品に比べ、
曲げ強度が高い。さらに成形加工性が優れていることか
ら、従来品のように複雑な加工工程を経ることなく、種
々の形状の断熱材に成形することができる。このような
本発明の多孔質セラミックス断熱材は、工業用加熱炉、
窯業炉等の各種炉の炉材、スチーム用配管、ボイラー
室、乾燥室等の断熱材、住宅用断熱ボード、自動車のエ
ンジンルーム用マニホルド等、幅広い分野への応用が可
能である。
【図１】各実施例において行う乾燥プログラムを示すダ
イヤグラムである。
イヤグラムである。
【図２】各実施例において行う焼成プログラムを示すダ
イヤグラムである。
イヤグラムである。
Claims (2)
- 【請求項１】 ケイ酸ソーダ、セラミックス微粉末、界
面活性剤及び金属アルミニウム粉末を主成分とするシリ
ケートスラリーと、アルミン酸ソーダ、セラミックス微
粉末及び界面活性剤を主成分とするアルミネートスラリ
ーとを混合し、攪拌することにより発泡・ゲル化させ
て、多孔質ヒドロゲル体を作製し、前記多孔質ヒドロゲ
ル体からソーダ分をリーチング処理によって除去した
後、乾燥、焼成することによりなる多孔質セラミックス
断熱材。 - 【請求項２】 請求項１に記載の多孔質セラミックス断
熱材において、その全領域にわたって、独立気泡率が80
％以上であり、かつ空孔率を40〜80％の範囲で、また気
孔径を 100〜800 μｍの範囲でそれぞれ均一に制御可能
であることを特徴とする多孔質セラミックス断熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35641291A JPH05170571A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 多孔質セラミックス断熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35641291A JPH05170571A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 多孔質セラミックス断熱材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170571A true JPH05170571A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18448887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35641291A Pending JPH05170571A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 多孔質セラミックス断熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05170571A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100369210B1 (ko) * | 2000-06-07 | 2003-01-24 | 한국과학기술연구원 | 다공성 세라믹 발열체, 그의 제조방법 및 그를 이용한 배기가스 필터 |
| JP2005288350A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高圧装置の効率的な断熱方法及び装置 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP35641291A patent/JPH05170571A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100369210B1 (ko) * | 2000-06-07 | 2003-01-24 | 한국과학기술연구원 | 다공성 세라믹 발열체, 그의 제조방법 및 그를 이용한 배기가스 필터 |
| JP2005288350A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高圧装置の効率的な断熱方法及び装置 |
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