JPH0597497A - 断熱材及びその製造方法 - Google Patents
断熱材及びその製造方法Info
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- JPH0597497A JPH0597497A JP28219691A JP28219691A JPH0597497A JP H0597497 A JPH0597497 A JP H0597497A JP 28219691 A JP28219691 A JP 28219691A JP 28219691 A JP28219691 A JP 28219691A JP H0597497 A JPH0597497 A JP H0597497A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 柔軟性及び高温条件下に於ける強度と断熱性
に優れた断熱材とすること。 【構成】 セラミックファイバー５０〜８０ｗｔ％、酸
化チタン５〜３０ｗｔ％、合成マイカ５〜２０ｗｔ％及
び有機質弾性物質５〜１５ｗｔ％からなるスラリーに凝
集剤を添加した後、抄造、脱水プレス、乾燥をすること
により嵩密度０．１〜０．５ｇ／ｃｍ3 の断熱材が製造
される。
に優れた断熱材とすること。 【構成】 セラミックファイバー５０〜８０ｗｔ％、酸
化チタン５〜３０ｗｔ％、合成マイカ５〜２０ｗｔ％及
び有機質弾性物質５〜１５ｗｔ％からなるスラリーに凝
集剤を添加した後、抄造、脱水プレス、乾燥をすること
により嵩密度０．１〜０．５ｇ／ｃｍ3 の断熱材が製造
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高温電池の断熱材や
アルミニウム溶解炉等の炉のバックアップ材、蓄熱ヒー
タの断熱材等として利用される断熱材及びその製造方法
に関するものである。
アルミニウム溶解炉等の炉のバックアップ材、蓄熱ヒー
タの断熱材等として利用される断熱材及びその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃焼電池等に使用される断熱材と
しては、例えば平均粒子径２０ｍμ程度の合成シリカ
（例えば日本アエロジル株式会社製商品名アエロジ
ル）、酸化チタン及びセラミックファイバーを乾式で混
合し、乾式プレス成形を行った後、機械加工することに
よって得られたものが知られている。また、前記各成分
が均一に分散させることにより、酸化チタンの熱輻射散
乱特性や、微粒シリカの気体対流防止特性が十分に発揮
されて、所望の熱伝導率を有する断熱材が得られること
が知られている。
しては、例えば平均粒子径２０ｍμ程度の合成シリカ
（例えば日本アエロジル株式会社製商品名アエロジ
ル）、酸化チタン及びセラミックファイバーを乾式で混
合し、乾式プレス成形を行った後、機械加工することに
よって得られたものが知られている。また、前記各成分
が均一に分散させることにより、酸化チタンの熱輻射散
乱特性や、微粒シリカの気体対流防止特性が十分に発揮
されて、所望の熱伝導率を有する断熱材が得られること
が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
断熱材は、使用材料の９０％以上が微小粉体であり、乾
式プレスによりセラミックファイバーが折れるため、極
めて曲げ強度及び圧縮強度が小さく脆い材料といえる。
従って、この断熱材を湾曲面に使用する際には、ガラス
ファイバークロス等で被覆しなければいけないという問
題点があった。また、乾式プレスでは、複雑な形状を有
する断熱材を精度良く成形することが難しいため、後加
工をする必要があるという問題があった。
断熱材は、使用材料の９０％以上が微小粉体であり、乾
式プレスによりセラミックファイバーが折れるため、極
めて曲げ強度及び圧縮強度が小さく脆い材料といえる。
従って、この断熱材を湾曲面に使用する際には、ガラス
ファイバークロス等で被覆しなければいけないという問
題点があった。また、乾式プレスでは、複雑な形状を有
する断熱材を精度良く成形することが難しいため、後加
工をする必要があるという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、断熱性を低下させずに、
脆性、曲げ強度及び圧縮強度を向上させ、しかも後加工
が不要な断熱材及びその製造方法を提供することにあ
る。
脆性、曲げ強度及び圧縮強度を向上させ、しかも後加工
が不要な断熱材及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、セラ
ミックファイバー５０〜８０ｗｔ％、酸化チタン５〜３
０ｗｔ％、合成マイカ５〜２０ｗｔ％及び有機弾性物質
５〜１５ｗｔ％さらに必要に応じて酸化チタン以外の各
種酸化物５〜１０ｗｔ％からなり、嵩密度が０．１〜
０．５ｇ／ｃｍ3 であるようにしている。
ミックファイバー５０〜８０ｗｔ％、酸化チタン５〜３
０ｗｔ％、合成マイカ５〜２０ｗｔ％及び有機弾性物質
５〜１５ｗｔ％さらに必要に応じて酸化チタン以外の各
種酸化物５〜１０ｗｔ％からなり、嵩密度が０．１〜
０．５ｇ／ｃｍ3 であるようにしている。
【０００６】また、この断熱材の製造方法としてセラミ
ックファイバー、酸化チタン、合成マイカ、有機弾性物
質及び必要に応じて酸化チタン以外の各種酸化物を水中
に分散させたのち、硫酸アルミニウムとカチオン系高分
子凝集剤を添加することにより得られた凝集体を湿式抄
造することにより製造されることを特徴とする断熱材に
関するものである。
ックファイバー、酸化チタン、合成マイカ、有機弾性物
質及び必要に応じて酸化チタン以外の各種酸化物を水中
に分散させたのち、硫酸アルミニウムとカチオン系高分
子凝集剤を添加することにより得られた凝集体を湿式抄
造することにより製造されることを特徴とする断熱材に
関するものである。
【０００７】
【作用】次に本発明の構成を詳細に説明する。セラミッ
クファイバーは補強材としての機能を有するアルミノシ
リケート製であることが望ましい。又、平均繊維径が
２．１μｍ以下で、かつ粒子径４９μｍ以上の非繊維状
粒子（通称ショット）が２０％未満であることが好まし
い。
クファイバーは補強材としての機能を有するアルミノシ
リケート製であることが望ましい。又、平均繊維径が
２．１μｍ以下で、かつ粒子径４９μｍ以上の非繊維状
粒子（通称ショット）が２０％未満であることが好まし
い。
【０００８】セラミックファイバーの配合割合は５０〜
８０ｗｔ％の範囲である。この割合が５０ｗｔ％未満で
は、繊維での補強効果が得られ難く、著しく柔軟性、機
械的強度が低下してしまう。一方、８０ｗｔ％を越える
と空隙が大きくなり空気の対流による伝熱が大きくなる
ばかりでなく、輻射熱の散乱材である酸化チタンの添加
量が少なくなるため、輻射による伝熱も大きくなるため
断熱特性が著しく低下してしまう。次に、断熱材中の酸
化チタンの配合割合は５〜３０ｗｔ％の範囲である。こ
の割合が５ｗｔ％未満では、断熱性を左右する１つの要
因である輻射熱の抑制、特に赤外線を散乱させることが
できず、３０ｗｔ％を超えると、得られる断熱材の嵩密
度が増加し、断熱性が劣ってしまうこととなる。
８０ｗｔ％の範囲である。この割合が５０ｗｔ％未満で
は、繊維での補強効果が得られ難く、著しく柔軟性、機
械的強度が低下してしまう。一方、８０ｗｔ％を越える
と空隙が大きくなり空気の対流による伝熱が大きくなる
ばかりでなく、輻射熱の散乱材である酸化チタンの添加
量が少なくなるため、輻射による伝熱も大きくなるため
断熱特性が著しく低下してしまう。次に、断熱材中の酸
化チタンの配合割合は５〜３０ｗｔ％の範囲である。こ
の割合が５ｗｔ％未満では、断熱性を左右する１つの要
因である輻射熱の抑制、特に赤外線を散乱させることが
できず、３０ｗｔ％を超えると、得られる断熱材の嵩密
度が増加し、断熱性が劣ってしまうこととなる。
【０００９】次に、本発明においては有機弾性物質を用
いる。この物質は本発明においてはとりわけ有用であ
り、例えば、天然ゴムのエマルジョンやＮＢＲ、ＳＢＲ
等の合成ゴムラテクスバインダーが好適である。かかる
有機質弾性物質の配合割合は５〜１５ｗｔ％の範囲にあ
る。この割合が５ｗｔ％未満では、得られる断熱材の柔
軟性や機械的強度が著しく低下してしまい、１５ｗｔ％
を超えると７００℃以上の高温域で使用する際にこの有
機質弾性物質が焼失し発生する空隙が極めて多くなるた
め、断熱性が著しく低下してしまう。
いる。この物質は本発明においてはとりわけ有用であ
り、例えば、天然ゴムのエマルジョンやＮＢＲ、ＳＢＲ
等の合成ゴムラテクスバインダーが好適である。かかる
有機質弾性物質の配合割合は５〜１５ｗｔ％の範囲にあ
る。この割合が５ｗｔ％未満では、得られる断熱材の柔
軟性や機械的強度が著しく低下してしまい、１５ｗｔ％
を超えると７００℃以上の高温域で使用する際にこの有
機質弾性物質が焼失し発生する空隙が極めて多くなるた
め、断熱性が著しく低下してしまう。
【００１０】さらに本発明においては、低温での柔軟性
と高温での強度維持のため、合成マイカを用いる。かか
る合成マイカの配合割合は５〜２０ｗｔ％の範囲にあ
る。この割合が５ｗｔ％未満では、得られる断熱材の柔
軟性及び高温強度が著しく低下してしまい、２０ｗｔ％
を超えると合成マイカの水に対する膨潤性能によりゴム
ラテックスなどの凝集不良を招いて濾水性を悪化させ、
シート状物の製造を困難にする。
と高温での強度維持のため、合成マイカを用いる。かか
る合成マイカの配合割合は５〜２０ｗｔ％の範囲にあ
る。この割合が５ｗｔ％未満では、得られる断熱材の柔
軟性及び高温強度が著しく低下してしまい、２０ｗｔ％
を超えると合成マイカの水に対する膨潤性能によりゴム
ラテックスなどの凝集不良を招いて濾水性を悪化させ、
シート状物の製造を困難にする。
【００１１】最後に、本発明においては必要に応じて酸
化チタン以外の各種酸化物を５〜１０ｗｔ％添加でき
る。かかる各種酸化物としては、輻射熱散乱材としての
ＺｒＯ2 及びＦｅ2 Ｏ3 、また空気の対流による伝熱を
防止するＳｉＯ2 等が用いられる。さて、上述のような
配合割合で配合した組成物を、湿式抄造、脱水プレスし
てシート状物としたものは、嵩密度０．１〜０．５ｇ／
ｃｍ3 の範囲である。０．１ｇ／ｃｍ3 未満では、対流
又は輻射が大きくなり、０．５ｇ／ｃｍ3 を超えると固
体伝導熱が大きくなってしまう。
化チタン以外の各種酸化物を５〜１０ｗｔ％添加でき
る。かかる各種酸化物としては、輻射熱散乱材としての
ＺｒＯ2 及びＦｅ2 Ｏ3 、また空気の対流による伝熱を
防止するＳｉＯ2 等が用いられる。さて、上述のような
配合割合で配合した組成物を、湿式抄造、脱水プレスし
てシート状物としたものは、嵩密度０．１〜０．５ｇ／
ｃｍ3 の範囲である。０．１ｇ／ｃｍ3 未満では、対流
又は輻射が大きくなり、０．５ｇ／ｃｍ3 を超えると固
体伝導熱が大きくなってしまう。
【００１２】次に、本発明の断熱材の製造方法について
説明する。まず、前記セラミックファイバー、酸化チタ
ン、合成マイカ及び有機質弾性物質を水中で分散させた
後、硫酸アルミニウム水溶液、カチオン系高分子凝集剤
の順に上記水中に添加することにより凝集体が得られ
る。この凝集体を所定形状の型内へ投入し抄紙すること
により成形体を得る。得られた成形体を脱水プレスした
後、乾燥することにより目的とする断熱材が得られる。
上記のようにして得られた断熱材では、セラミックファ
イバーにより強度を補強し、酸化チタンにより熱の輻射
が散乱され、嵩密度が所定の範囲内にあることによって
断熱材内部に存在する空隙内での空気の対流と断熱材の
固体伝導を抑制するため、その断熱性は従来の物とほぼ
等しい特性が維持される。さらに、本発明では合成マイ
カ及び有機質弾性物質を配合し、加えて湿式抄造法によ
り製造されるため、従来に比べ飛躍的に柔軟性は向上さ
れる。次に本発明を具体化した実施例および比較例を以
下に説明する。
説明する。まず、前記セラミックファイバー、酸化チタ
ン、合成マイカ及び有機質弾性物質を水中で分散させた
後、硫酸アルミニウム水溶液、カチオン系高分子凝集剤
の順に上記水中に添加することにより凝集体が得られ
る。この凝集体を所定形状の型内へ投入し抄紙すること
により成形体を得る。得られた成形体を脱水プレスした
後、乾燥することにより目的とする断熱材が得られる。
上記のようにして得られた断熱材では、セラミックファ
イバーにより強度を補強し、酸化チタンにより熱の輻射
が散乱され、嵩密度が所定の範囲内にあることによって
断熱材内部に存在する空隙内での空気の対流と断熱材の
固体伝導を抑制するため、その断熱性は従来の物とほぼ
等しい特性が維持される。さらに、本発明では合成マイ
カ及び有機質弾性物質を配合し、加えて湿式抄造法によ
り製造されるため、従来に比べ飛躍的に柔軟性は向上さ
れる。次に本発明を具体化した実施例および比較例を以
下に説明する。
【００１３】
（実施例１）水２５リットルにアルミノシリケート繊維
として、大きな粒子を除いた、いわゆる脱ショットバル
ク（イビデン株式会社製、商品名イビウール）を１３９
ｇ添加し解繊させた。次に、酸化チタン（石原産業株式
会社製、商品名タイアペーク）４６ｇと合成マイカ（ト
ピー工業株式会社製、商品名ＤＭＡ−３５０）２３ｇを
前記の水２５リットル中に加えてよく混合した後、さら
にＮＢＲ系ラテックス（日本ゼオン株式会社製、商品名
ニポール１５６２、濃度４１％のもの）５６ｇを加え、
硫酸アルミニウム、カチオン系高分子凝集剤をこの順番
で添加し凝集させることによりスラリーを調整した。
として、大きな粒子を除いた、いわゆる脱ショットバル
ク（イビデン株式会社製、商品名イビウール）を１３９
ｇ添加し解繊させた。次に、酸化チタン（石原産業株式
会社製、商品名タイアペーク）４６ｇと合成マイカ（ト
ピー工業株式会社製、商品名ＤＭＡ−３５０）２３ｇを
前記の水２５リットル中に加えてよく混合した後、さら
にＮＢＲ系ラテックス（日本ゼオン株式会社製、商品名
ニポール１５６２、濃度４１％のもの）５６ｇを加え、
硫酸アルミニウム、カチオン系高分子凝集剤をこの順番
で添加し凝集させることによりスラリーを調整した。
【００１４】次に前記スラリーを３４０ｍｍ×３４０ｍ
ｍの手抄機に供給して抄造し、厚み８ｍｍの湿潤したシ
ート状物とした。このシート状物を面圧１００Ｋｇ／ｃ
ｍ2 でプレスし、１２０℃×２Ｈｒの条件で乾燥させ
た。乾燥後に得られたシート状物の端部を切断して厚さ
５ｍｍ、３００ｍｍ角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ3 のシ
ート状物を得た。このシート状物の熱伝導率、曲げ強度
及びφ５０の治具を用いたベンディング特性を表１に示
す。
ｍの手抄機に供給して抄造し、厚み８ｍｍの湿潤したシ
ート状物とした。このシート状物を面圧１００Ｋｇ／ｃ
ｍ2 でプレスし、１２０℃×２Ｈｒの条件で乾燥させ
た。乾燥後に得られたシート状物の端部を切断して厚さ
５ｍｍ、３００ｍｍ角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ3 のシ
ート状物を得た。このシート状物の熱伝導率、曲げ強度
及びφ５０の治具を用いたベンディング特性を表１に示
す。
【００１５】（比較例１）実施例１で使用したのと同じ
原料を用い、その原料配合割合をセラミックファイバー
１８３ｇ、酸化チタン２ｇとし、他の原料割合及び製造
方法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ
角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ3 のシート状物を得た。こ
のシート状物についても実施例１同様の物性測定を行
い、その結果を表１に示す。
原料を用い、その原料配合割合をセラミックファイバー
１８３ｇ、酸化チタン２ｇとし、他の原料割合及び製造
方法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ
角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ3 のシート状物を得た。こ
のシート状物についても実施例１同様の物性測定を行
い、その結果を表１に示す。
【００１６】（比較例２）実施例１で使用したのと同じ
原料を用い、その原料配合割合を合成マイカ３７ｇ、有
機弾性物質２３ｇとして、他の原料割合及び製造方法は
実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ角、嵩密
度０．４０ｇ／ｃｍ3 のシート状物を得た。このシート
状物についても実施例１同様の物性測定を行い、その結
果を表１に示す。
原料を用い、その原料配合割合を合成マイカ３７ｇ、有
機弾性物質２３ｇとして、他の原料割合及び製造方法は
実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ角、嵩密
度０．４０ｇ／ｃｍ3 のシート状物を得た。このシート
状物についても実施例１同様の物性測定を行い、その結
果を表１に示す。
【００１７】（比較例３）実施例１で使用したのと同じ
原料を用い、その原料配合割合を合成マイカ９ｇ、有機
弾性物質９０ｇとして、他の原料割合及び製造方法は実
施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ角、嵩密度
０．４０ｇ／ｃｍ3 のシート状物を得た。このシート状
物についても実施例１同様の物性測定を行い、その結果
を表１に示す。
原料を用い、その原料配合割合を合成マイカ９ｇ、有機
弾性物質９０ｇとして、他の原料割合及び製造方法は実
施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ角、嵩密度
０．４０ｇ／ｃｍ3 のシート状物を得た。このシート状
物についても実施例１同様の物性測定を行い、その結果
を表１に示す。
【００１８】（比較例４）従来の乾式混合、乾式プレス
で成形した市販の断熱材について実施例１同様の物性測
定を行い、その結果を表１に示す。
で成形した市販の断熱材について実施例１同様の物性測
定を行い、その結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１から明らかなように、比較例１の如
く、酸化チタンの量を少なくすると、輻射熱による伝熱
が大きくなるため、熱伝導率が著しく低下してしまう。
一方、比較例２の如く有機質弾性物質の量を少なくする
と熱伝導率への影響は無いと言ってよいが、柔軟性が著
しく低下してしまう。比較例３の如く、合成マイカの量
を少なくすると著しく高温強度が低下してしまう。従来
の断熱材（比較例４）との比較でも、本発明による断熱
材は、熱伝導率については、従来品とほぼ同等の特性を
有し、しかも柔軟性及び機械的強度は、著しく向上され
ていることが判る。
く、酸化チタンの量を少なくすると、輻射熱による伝熱
が大きくなるため、熱伝導率が著しく低下してしまう。
一方、比較例２の如く有機質弾性物質の量を少なくする
と熱伝導率への影響は無いと言ってよいが、柔軟性が著
しく低下してしまう。比較例３の如く、合成マイカの量
を少なくすると著しく高温強度が低下してしまう。従来
の断熱材（比較例４）との比較でも、本発明による断熱
材は、熱伝導率については、従来品とほぼ同等の特性を
有し、しかも柔軟性及び機械的強度は、著しく向上され
ていることが判る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
柔軟性及び機械的強度が飛躍的に向上され、しかも断熱
性は従来品とほぼ同等の特性を有する断熱材が得られ
る。その結果、次のような波及的効果がある。高温電池
及び地区熱ヒーターの断熱材として使用する際、従来品
では成形体をガラスファイバークロスで被覆もしくは二
次加工をする必要があったが、本発明による断熱材で
は、このような作業を一切必要としないため、大幅なコ
ストの低減が可能である。
柔軟性及び機械的強度が飛躍的に向上され、しかも断熱
性は従来品とほぼ同等の特性を有する断熱材が得られ
る。その結果、次のような波及的効果がある。高温電池
及び地区熱ヒーターの断熱材として使用する際、従来品
では成形体をガラスファイバークロスで被覆もしくは二
次加工をする必要があったが、本発明による断熱材で
は、このような作業を一切必要としないため、大幅なコ
ストの低減が可能である。
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミックファイバー５０〜８０ｗｔ
％、酸化チタン５〜３０ｗｔ％、合成マイカ５〜２０ｗ
ｔ％及び有機弾性物質５〜１５ｗｔ％からなるスラリー
に凝集剤を添加した後、抄造、脱水プレス、乾燥をする
ことにより得られる嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ3
の断熱材である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28219691A JPH0597497A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 断熱材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28219691A JPH0597497A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 断熱材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0597497A true JPH0597497A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17649327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28219691A Pending JPH0597497A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 断熱材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0597497A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190112423A (ko) * | 2018-03-26 | 2019-10-07 | 주식회사 스웨코 | 단열 운모페이퍼의 제조방법 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP28219691A patent/JPH0597497A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190112423A (ko) * | 2018-03-26 | 2019-10-07 | 주식회사 스웨코 | 단열 운모페이퍼의 제조방법 |
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