JPH10292229A - 無機繊維製品 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被加熱物を汚染しない高純度の無機繊維製品
を提供する。 【解決手段】 アルミナシリカ繊維と、アルミナ繊維を
主成分とし、必要に応じて耐火粉末と、有機バインダー
および無機バインダーのいずれか1種以上を含み、Na
とKの合計が400ppm以下であり、Caが130p
pm以下であり、Feが200ppm以下である無機繊
維製品。
を提供する。 【解決手段】 アルミナシリカ繊維と、アルミナ繊維を
主成分とし、必要に応じて耐火粉末と、有機バインダー
および無機バインダーのいずれか1種以上を含み、Na
とKの合計が400ppm以下であり、Caが130p
pm以下であり、Feが200ppm以下である無機繊
維製品。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不純物の少ないア
ルミナ繊維とアルミナシリカ繊維を主成分とする無機繊
維製品に関する。
ルミナ繊維とアルミナシリカ繊維を主成分とする無機繊
維製品に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミナ繊維は、一般に、Al2 O3 の
含有率が70重量%以上であり、アルミナとシリカを主
成分とする直径約2〜4μm、最大長さ100mm程度
の短繊維である。
含有率が70重量%以上であり、アルミナとシリカを主
成分とする直径約2〜4μm、最大長さ100mm程度
の短繊維である。
【0003】アルミナ繊維は、アルミナの含有率によ
り、ムライトのみ、ムライトとコランダムの混合、また
はコランダムのみの多結晶体である。そのため、加熱に
より新たな結晶の析出がなく、繊維の劣化が少なくて、
1500℃付近にも使用できる。しかし、高価であるの
で、単独で使用されることは少ない。安価なアルミナシ
リカ繊維と共に使用されることが多い。
り、ムライトのみ、ムライトとコランダムの混合、また
はコランダムのみの多結晶体である。そのため、加熱に
より新たな結晶の析出がなく、繊維の劣化が少なくて、
1500℃付近にも使用できる。しかし、高価であるの
で、単独で使用されることは少ない。安価なアルミナシ
リカ繊維と共に使用されることが多い。
【0004】アルミナシリカ繊維は、Al2 O3 の含有
率が40〜65重量%であり、アルミナとシリカを主成
分とする直径約2〜4μm、最大長さ250mm程度の
非晶質の短繊維で、耐熱温度が1000℃以上である。
アルミナシリカ繊維はこの特性により、補強繊維として
用いられたり、ブランケットやボード、練物などの不定
形の製品に加工されて、各種の工業炉に広く使用され
る。しかし、非晶質であるアルミナシリカ繊維は、10
00℃程度に加熱されると、ムライトの結晶を析出し始
め、1100℃以上ではクリストバライトの結晶を析出
する。
率が40〜65重量%であり、アルミナとシリカを主成
分とする直径約2〜4μm、最大長さ250mm程度の
非晶質の短繊維で、耐熱温度が1000℃以上である。
アルミナシリカ繊維はこの特性により、補強繊維として
用いられたり、ブランケットやボード、練物などの不定
形の製品に加工されて、各種の工業炉に広く使用され
る。しかし、非晶質であるアルミナシリカ繊維は、10
00℃程度に加熱されると、ムライトの結晶を析出し始
め、1100℃以上ではクリストバライトの結晶を析出
する。
【0005】ムライトは、熱に安定であり、繊維の耐熱
性を向上する。一方、クリストバライトは、200〜3
00℃の温度域で、熱膨張率が急激に変化する。そのた
め、クリストバライトが多い繊維は、加熱あるいは冷却
による劣化が大きい。繊維の劣化が進行すると強度や耐
熱性が低下したり、また繊維が粉塵となって、炉内の被
加熱物を汚染する等の不具合がある。
性を向上する。一方、クリストバライトは、200〜3
00℃の温度域で、熱膨張率が急激に変化する。そのた
め、クリストバライトが多い繊維は、加熱あるいは冷却
による劣化が大きい。繊維の劣化が進行すると強度や耐
熱性が低下したり、また繊維が粉塵となって、炉内の被
加熱物を汚染する等の不具合がある。
【0006】かかる不具合に対処するため、不純物を少
なくすることが試みられている。
なくすることが試みられている。
【0007】例えば、アルミナシリカ繊維としては、N
aとKの合計が250ppm以下、又はこれに加え、更
にFeが500ppm以下である繊維が知られている
(特開平4−108115号公報参照)。
aとKの合計が250ppm以下、又はこれに加え、更
にFeが500ppm以下である繊維が知られている
(特開平4−108115号公報参照)。
【0008】また、NaとKの合計が2000ppm以
下であり、Feが500ppm以下であり、Cuが50
ppm以下であり、Niが50ppm以下である無機繊
維積層体も知られている(特開平5−215473号公
報参照)。
下であり、Feが500ppm以下であり、Cuが50
ppm以下であり、Niが50ppm以下である無機繊
維積層体も知られている(特開平5−215473号公
報参照)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】最近は、一部で工業製
品の高品質化が著しく進み、工業炉においても汚染を完
全に防止することが望まれている。
品の高品質化が著しく進み、工業炉においても汚染を完
全に防止することが望まれている。
【0010】特開平4−108115号公報のアルミナ
シリカ繊維や特開平5−215473号公報の無機繊維
積層体では、それらに含まれる不純物を少なくし、不純
物による汚染防止にある程度成功している。しかし、不
純物の影響を十分に小さくできずに、被加熱物の汚染を
満足に防止することができなかった。
シリカ繊維や特開平5−215473号公報の無機繊維
積層体では、それらに含まれる不純物を少なくし、不純
物による汚染防止にある程度成功している。しかし、不
純物の影響を十分に小さくできずに、被加熱物の汚染を
満足に防止することができなかった。
【0011】本発明は、被加熱物を汚染しない高純度の
無機繊維製品を提供することを目的としている。
無機繊維製品を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願の第1発明は、アル
ミナシリカ繊維と、アルミナ繊維を主成分とし、必要に
応じて耐火粉末と、有機バインダーおよび無機バインダ
ーのいずれか1種以上を含み、NaとKの合計が500
ppm以下であり、Caが130ppm以下であり、F
eが200ppm以下である無機繊維製品を要旨として
いる。
ミナシリカ繊維と、アルミナ繊維を主成分とし、必要に
応じて耐火粉末と、有機バインダーおよび無機バインダ
ーのいずれか1種以上を含み、NaとKの合計が500
ppm以下であり、Caが130ppm以下であり、F
eが200ppm以下である無機繊維製品を要旨として
いる。
【0013】本願の第2発明は、アルミナシリカ繊維
と、アルミナ繊維を主成分とし、必要に応じて耐火粉末
と、有機バインダーおよび無機バインダーのいずれか1
種以上を含み、NaとKの合計が500ppm以下であ
り、Caが130ppm以下であり、Feが200pp
m以下であり、Cuが2ppm以下であり、Niが4p
pm以下である無機繊維製品を要旨としている。
と、アルミナ繊維を主成分とし、必要に応じて耐火粉末
と、有機バインダーおよび無機バインダーのいずれか1
種以上を含み、NaとKの合計が500ppm以下であ
り、Caが130ppm以下であり、Feが200pp
m以下であり、Cuが2ppm以下であり、Niが4p
pm以下である無機繊維製品を要旨としている。
【0014】本願の第3発明においては、アルミナシリ
カ繊維は、NaとKの合計が150ppm以下であり、
Caが100ppm以下であり、Feが100ppm以
下であり、Cuが1.5ppm以下であり、Niが2p
pm以下である。
カ繊維は、NaとKの合計が150ppm以下であり、
Caが100ppm以下であり、Feが100ppm以
下であり、Cuが1.5ppm以下であり、Niが2p
pm以下である。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明者らは、アルミナシリカ繊
維の加熱に伴うクリストバライトの析出が、主にCa、
Cu、Ni、更にNa、K、Feなどの不純物に起因す
ることを知見して本発明をなしたものである。
維の加熱に伴うクリストバライトの析出が、主にCa、
Cu、Ni、更にNa、K、Feなどの不純物に起因す
ることを知見して本発明をなしたものである。
【0016】アルミナシリカ繊維に含まれるCaは、N
aやKなどのアルカリ金属元素と同様にシリカ部分の融
点を低下させ、クリストバライトの結晶化を著しく促進
させる。
aやKなどのアルカリ金属元素と同様にシリカ部分の融
点を低下させ、クリストバライトの結晶化を著しく促進
させる。
【0017】また、アルミナシリカ繊維に含まれるCu
と、Niの挙動については、明確に解明できていない
が、CuやNiはアルミナシリカ繊維のシリカ中を拡散
移動して繊維表面に濃縮してクリストバライトの析出が
局部的に促進されるものと推定される。
と、Niの挙動については、明確に解明できていない
が、CuやNiはアルミナシリカ繊維のシリカ中を拡散
移動して繊維表面に濃縮してクリストバライトの析出が
局部的に促進されるものと推定される。
【0018】無機繊維製品の製造に際して、使用する
水、耐火粉末、有機バインダーや無機バインダーなど
は、繊維の表面或いは交点に凝集しやすいので、限定し
て使用することが好ましい。
水、耐火粉末、有機バインダーや無機バインダーなど
は、繊維の表面或いは交点に凝集しやすいので、限定し
て使用することが好ましい。
【0019】例えば、水はイオン交換水或いは蒸留水を
使用すると、無機繊維製品に含まれるNa、Fe、C
a、K、Mgなどの不純物が減少して好ましい。
使用すると、無機繊維製品に含まれるNa、Fe、C
a、K、Mgなどの不純物が減少して好ましい。
【0020】耐火粉末は、アルミナ粉やムライト粉が好
ましい。これらの耐火粉末においても、アルコキシドを
原料とする高純度品や、アルカリの含有量を抑えた低ソ
ーダ品が好ましい。
ましい。これらの耐火粉末においても、アルコキシドを
原料とする高純度品や、アルカリの含有量を抑えた低ソ
ーダ品が好ましい。
【0021】無機バインダーは、Na含有量の少ない低
ソーダのコロイダルシリカやアルミナゾル、気相法で作
られた高純度の微粒シリカ(例えば商品名アエロジル)
などが好ましい。これらの1種又は2種を同時に使用し
ても良い。
ソーダのコロイダルシリカやアルミナゾル、気相法で作
られた高純度の微粒シリカ(例えば商品名アエロジル)
などが好ましい。これらの1種又は2種を同時に使用し
ても良い。
【0022】有機バインダーは、Naなどのアルカリ金
属元素や他の不純物の少ない高純度の澱粉やアクリルや
セルロースなどが好ましい。
属元素や他の不純物の少ない高純度の澱粉やアクリルや
セルロースなどが好ましい。
【0023】アルミナシリカ繊維とアルミナ繊維と耐火
粉末と無機バインダーの配合構成は、次の重量比が好ま
しい。
粉末と無機バインダーの配合構成は、次の重量比が好ま
しい。
【0024】アルミナシリカ繊維とアルミナ繊維の重量
比は100:0〜100:100であり、繊維と耐火粉
末の重量比は100:0〜100:100であり、繊維
と耐火粉末の合計と無機バインダーの重量比は100:
0〜80:20である。
比は100:0〜100:100であり、繊維と耐火粉
末の重量比は100:0〜100:100であり、繊維
と耐火粉末の合計と無機バインダーの重量比は100:
0〜80:20である。
【0025】次に、本発明の無機繊維製品が含有する不
純物について説明する。
純物について説明する。
【0026】NaとKの合計は500ppm以下が好ま
しく、Feは200ppm以下が好ましく、Caは13
0ppm以下が好ましく、Cuは2ppm以下が好まし
く、Niは4ppm以下が好ましい。これらの値を越え
ると、いずれも、使用の際に、発生する粉塵が多くなっ
て、被加熱物を汚染する。
しく、Feは200ppm以下が好ましく、Caは13
0ppm以下が好ましく、Cuは2ppm以下が好まし
く、Niは4ppm以下が好ましい。これらの値を越え
ると、いずれも、使用の際に、発生する粉塵が多くなっ
て、被加熱物を汚染する。
【0027】本発明のアルミナシリカ繊維が含有する不
純物については、NaとKの合計は150ppm以下が
好ましく、Feは100ppm以下が好ましく、Caは
100ppm以下が好ましく、Cuは1.5ppm以下
が好ましく、Niは2ppm以下が好ましい。これらの
値を越えると、いずれも、使用の際に、発生する粉塵が
多くなって、被加熱物を汚染する。
純物については、NaとKの合計は150ppm以下が
好ましく、Feは100ppm以下が好ましく、Caは
100ppm以下が好ましく、Cuは1.5ppm以下
が好ましく、Niは2ppm以下が好ましい。これらの
値を越えると、いずれも、使用の際に、発生する粉塵が
多くなって、被加熱物を汚染する。
【0028】アルミナシリカ繊維は、1000℃〜11
00℃に加熱してムライト結晶を析出させると耐熱性、
および耐久性が一層向上して好ましい。
00℃に加熱してムライト結晶を析出させると耐熱性、
および耐久性が一層向上して好ましい。
【0029】繊維に含まれるショットは、落下しやすい
ので、被加熱物の汚染を防止するために、処理をしてシ
ョットを少なくするのが好ましい。
ので、被加熱物の汚染を防止するために、処理をしてシ
ョットを少なくするのが好ましい。
【0030】無機繊維製品は、その表面に、例えば、ア
ルミナゾル、アルミニウムのアルコキシド溶液などの高
純度のアルミナ系バインダー、または例えばコロイダル
シリカとアルミナゾルを混合した、高純度のムライト系
バインダーさらに低ソーダのコロイダルシリカなどのシ
リカ系バインダーを塗布すると、更に粉塵を防止でき
て、一層好ましい。
ルミナゾル、アルミニウムのアルコキシド溶液などの高
純度のアルミナ系バインダー、または例えばコロイダル
シリカとアルミナゾルを混合した、高純度のムライト系
バインダーさらに低ソーダのコロイダルシリカなどのシ
リカ系バインダーを塗布すると、更に粉塵を防止でき
て、一層好ましい。
【0031】有機バインダーを嫌う炉などに無機繊維製
品を使用する場合は、予め800〜1600℃で熱処理
すると、有機バインダーを除去できて好ましい。熱処理
の温度が800℃未満ではそのような処理をするのに長
時間を要し、1600℃を越えると、製品の強度が低下
する。
品を使用する場合は、予め800〜1600℃で熱処理
すると、有機バインダーを除去できて好ましい。熱処理
の温度が800℃未満ではそのような処理をするのに長
時間を要し、1600℃を越えると、製品の強度が低下
する。
【0032】
【実施例】アルミナシリカ繊維、アルミナ繊維およびア
ルミナ粉を所定量計量し、これらの繊維とアルミナ粉の
合計量で1kgを水100リットルに混合分散した。そ
の後、陽性澱粉と低ソーダのコロイダルシリカをそれぞ
れ固形分で60g添加してスラリーを作り、真空成形法
により厚さ20mmの成形品を製作した。
ルミナ粉を所定量計量し、これらの繊維とアルミナ粉の
合計量で1kgを水100リットルに混合分散した。そ
の後、陽性澱粉と低ソーダのコロイダルシリカをそれぞ
れ固形分で60g添加してスラリーを作り、真空成形法
により厚さ20mmの成形品を製作した。
【0033】アルミナシリカ繊維の不純物の分析値を表
1に示し、アルミナ繊維の不純物の分析値を表2に示
し、アルミナ粉の不純物の分析値を表3に示す。
1に示し、アルミナ繊維の不純物の分析値を表2に示
し、アルミナ粉の不純物の分析値を表3に示す。
【0034】アルミナシリカ繊維は、ほぼアルミナが5
3重量%、シリカが47重量%である。アルミナ繊維
は、ほぼアルミナが72重量%、シリカが28重量%で
ある。
3重量%、シリカが47重量%である。アルミナ繊維
は、ほぼアルミナが72重量%、シリカが28重量%で
ある。
【0035】成形品の構成と不純物の分析値を表4に示
し、その特性値を表5に示す。
し、その特性値を表5に示す。
【0036】実施例2は、成形品を1200℃で1時間
加熱処理したものである。実施例3では、1000℃で
15分間加熱処理をしたアルミナシリカ繊維を使用し
て、成形後に高純度のアルミナゾルを成形品の表面に塗
布した。実施例4においては、1000℃で15分間加
熱処理をしたアルミナシリカ繊維をアルミナシリカ繊維
全体の70%使用し、アルミナ粉は高純度品を使用し、
成形品を1400℃で3時間加熱処理した。 特性値の
試験方法を説明する。
加熱処理したものである。実施例3では、1000℃で
15分間加熱処理をしたアルミナシリカ繊維を使用し
て、成形後に高純度のアルミナゾルを成形品の表面に塗
布した。実施例4においては、1000℃で15分間加
熱処理をしたアルミナシリカ繊維をアルミナシリカ繊維
全体の70%使用し、アルミナ粉は高純度品を使用し、
成形品を1400℃で3時間加熱処理した。 特性値の
試験方法を説明する。
【0037】粉塵発生量は、アルミナ板を置き、このア
ルミナ板上の4隅に高さ20mmの支えを置き、その支
えの上に150mm角の成形品を置いて、1400℃−
8時間加熱を5回繰り返し、アルミナ板に落下した繊維
の数を数えた。
ルミナ板上の4隅に高さ20mmの支えを置き、その支
えの上に150mm角の成形品を置いて、1400℃−
8時間加熱を5回繰り返し、アルミナ板に落下した繊維
の数を数えた。
【0038】汚染反応性は、細かく粉砕した成形品0.
3gを石英ガラス板の上に約30mm角に置いて、13
00℃で6時間加熱し、石英ガラスの失透を観察した。
失透の程度により、無、微少、少、中、大の5段階に分
けて評価した。失透の程度が大の状態では、石英ガラス
に無数の泡状物が観察された。
3gを石英ガラス板の上に約30mm角に置いて、13
00℃で6時間加熱し、石英ガラスの失透を観察した。
失透の程度により、無、微少、少、中、大の5段階に分
けて評価した。失透の程度が大の状態では、石英ガラス
に無数の泡状物が観察された。
【0039】前述実施例1〜2と同様に比較例を作製し
た。
た。
【0040】比較例1はCuが多い例である。比較例2
はNiが多い例である。比較例3は、Caが多い例であ
る。比較例5では、通常品のアルミナ粉を使用した。比
較例4および5は、Na、K、Fe、Ca、Cu、Ni
が多い例であり、粉塵発生量および汚染が多い。
はNiが多い例である。比較例3は、Caが多い例であ
る。比較例5では、通常品のアルミナ粉を使用した。比
較例4および5は、Na、K、Fe、Ca、Cu、Ni
が多い例であり、粉塵発生量および汚染が多い。
【0041】実施例2と比較例4の成形品を1400℃
で1000時間加熱した後、アルミナシリカ繊維の表面
状態をSEMにより観察した。その結果を、図1と図2
に示す。図1と図2を比較すると、図1では、図2のも
のよりも結晶成長が抑制されている。
で1000時間加熱した後、アルミナシリカ繊維の表面
状態をSEMにより観察した。その結果を、図1と図2
に示す。図1と図2を比較すると、図1では、図2のも
のよりも結晶成長が抑制されている。
【0042】
【発明の効果】本発明の無機繊維製品によると、加熱に
よる繊維の結晶化を抑制できて、耐熱性が向上し、粉塵
の発生が極めて少なく、被加熱物との汚染反応性も少な
い。この理由により、本発明の無機繊維製品を使用すれ
ば、被加熱物を汚染することがなく、被加熱物の品質お
よび生産量の向上が可能になる。
よる繊維の結晶化を抑制できて、耐熱性が向上し、粉塵
の発生が極めて少なく、被加熱物との汚染反応性も少な
い。この理由により、本発明の無機繊維製品を使用すれ
ば、被加熱物を汚染することがなく、被加熱物の品質お
よび生産量の向上が可能になる。
【図1】本発明のアルミナシリカ繊維のSEM観察結果
を示す図。
を示す図。
【図2】比較例のアルミナシリカ繊維のSEM観察結果
を示す図。
を示す図。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年5月7日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 無機繊維製品
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不純物の少ないア
ルミナ繊維とアルミナシリカ繊維を主成分とする無機繊
維製品に関する。
ルミナ繊維とアルミナシリカ繊維を主成分とする無機繊
維製品に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミナ繊維は、一般に、Al2O3の
含有率が70重量%以上であり、アルミナとシリカを主
成分とする直径約2〜4μm、最大長さ100mm程度
の短繊維である。
含有率が70重量%以上であり、アルミナとシリカを主
成分とする直径約2〜4μm、最大長さ100mm程度
の短繊維である。
【0003】アルミナ繊維は、アルミナの含有率によ
り、ムライトのみ、ムライトとコランダムの混合、また
はコランダムのみの多結晶体である。そのため、加熱に
より新たな結晶の析出がなく、繊維の劣化が少なくて、
1500℃付近にも使用できる。しかし、高価であるの
で、単独で使用されることは少ない。安価なアルミナシ
リカ繊維と共に使用されることが多い。
り、ムライトのみ、ムライトとコランダムの混合、また
はコランダムのみの多結晶体である。そのため、加熱に
より新たな結晶の析出がなく、繊維の劣化が少なくて、
1500℃付近にも使用できる。しかし、高価であるの
で、単独で使用されることは少ない。安価なアルミナシ
リカ繊維と共に使用されることが多い。
【0004】アルミナシリカ繊維は、Al2O3の含有
率が40〜65重量%であり、アルミナとシリカを主成
分とする直径約2〜4μm、最大長さ250mm程度の
非晶質の短繊維で、耐熱温度が1000℃以上である。
アルミナシリカ繊維はこの特性により、補強繊維として
用いられたり、ブランケットやボード、練物などの不定
形の製品に加工されて、各種の工業炉に広く使用され
る。しかし、非晶質であるアルミナシリカ繊維は、10
00℃程度に加熱されると、ムライトの結晶を析出し始
め、1100℃以上ではクリストバライトの結晶を析出
する。
率が40〜65重量%であり、アルミナとシリカを主成
分とする直径約2〜4μm、最大長さ250mm程度の
非晶質の短繊維で、耐熱温度が1000℃以上である。
アルミナシリカ繊維はこの特性により、補強繊維として
用いられたり、ブランケットやボード、練物などの不定
形の製品に加工されて、各種の工業炉に広く使用され
る。しかし、非晶質であるアルミナシリカ繊維は、10
00℃程度に加熱されると、ムライトの結晶を析出し始
め、1100℃以上ではクリストバライトの結晶を析出
する。
【0005】ムライトは、熱に安定であり、繊維の耐熱
性を向上する。一方、クリストバライトは、200〜3
00℃の温度域で、熱膨張率が急激に変化する。そのた
め、クリストバライトが多い繊維は、加熱あるいは冷却
による劣化が大きい。繊維の劣化が進行すると強度や耐
熱性が低下したり、また繊維が粉塵となって、炉内の被
加熱物を汚染する等の不具合がある。
性を向上する。一方、クリストバライトは、200〜3
00℃の温度域で、熱膨張率が急激に変化する。そのた
め、クリストバライトが多い繊維は、加熱あるいは冷却
による劣化が大きい。繊維の劣化が進行すると強度や耐
熱性が低下したり、また繊維が粉塵となって、炉内の被
加熱物を汚染する等の不具合がある。
【0006】かかる不具合に対処するため、不純物を少
なくすることが試みられている。
なくすることが試みられている。
【0007】例えば、アルミナシリカ繊維としては、N
aとKの合計が250ppm以下、又はこれに加え、更
にFeが500ppm以下である繊維が知られている
(特開平4−108115号公報参照)。
aとKの合計が250ppm以下、又はこれに加え、更
にFeが500ppm以下である繊維が知られている
(特開平4−108115号公報参照)。
【0008】また、NaとKの合計が2000ppm以
下であり、Feが500ppm以下であり、Cuが50
ppm以下であり、Niが50ppm以下である無機繊
維積層体も知られている(特開平5−215473号公
報参照)。
下であり、Feが500ppm以下であり、Cuが50
ppm以下であり、Niが50ppm以下である無機繊
維積層体も知られている(特開平5−215473号公
報参照)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】最近は、一部で工業製
品の高品質化が著しく進み、工業炉においても汚染を完
全に防止することが望まれている。
品の高品質化が著しく進み、工業炉においても汚染を完
全に防止することが望まれている。
【0010】特開平4−108115号公報のアルミナ
シリカ繊維や特開平5−215473号公報の無機繊維
積層体では、それらに含まれる不純物を少なくし、不純
物による汚染防止にある程度成功している。しかし、不
純物の影響を十分に小さくできずに、被加熱物の汚染を
満足に防止することができなかった。
シリカ繊維や特開平5−215473号公報の無機繊維
積層体では、それらに含まれる不純物を少なくし、不純
物による汚染防止にある程度成功している。しかし、不
純物の影響を十分に小さくできずに、被加熱物の汚染を
満足に防止することができなかった。
【0011】本発明は、被加熱物を汚染しない高純度の
無機繊維製品を提供することを目的としている。
無機繊維製品を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願の第1発明は、アル
ミナシリカ繊維と、アルミナ繊維を主成分とし、必要に
応じて耐火粉末と、有機バインダーおよび無機バインダ
ーのいずれか1種以上を含み、NaとKの合計が500
ppm以下であり、Caが130ppm以下であり、F
eが200ppm以下である無機繊維製品を要旨として
いる。
ミナシリカ繊維と、アルミナ繊維を主成分とし、必要に
応じて耐火粉末と、有機バインダーおよび無機バインダ
ーのいずれか1種以上を含み、NaとKの合計が500
ppm以下であり、Caが130ppm以下であり、F
eが200ppm以下である無機繊維製品を要旨として
いる。
【0013】本願の第2発明は、アルミナシリカ繊維
と、アルミナ繊維を主成分とし、必要に応じて耐火粉末
と、有機バインダーおよび無機バインダーのいずれか1
種以上を含み、NaとKの合計が500ppm以下であ
り、Caが130ppm以下であり、Feが200pp
m以下であり、Cuが2ppm以下であり、Niが4p
pm以下である無機繊維製品を要旨としている。
と、アルミナ繊維を主成分とし、必要に応じて耐火粉末
と、有機バインダーおよび無機バインダーのいずれか1
種以上を含み、NaとKの合計が500ppm以下であ
り、Caが130ppm以下であり、Feが200pp
m以下であり、Cuが2ppm以下であり、Niが4p
pm以下である無機繊維製品を要旨としている。
【0014】本願の第3発明においては、アルミナシリ
カ繊維は、NaとKの合計が150ppm以下であり、
Caが100ppm以下であり、Feが100ppm以
下であり、Cuが1.5ppm以下であり、Niが2p
pm以下である。
カ繊維は、NaとKの合計が150ppm以下であり、
Caが100ppm以下であり、Feが100ppm以
下であり、Cuが1.5ppm以下であり、Niが2p
pm以下である。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明者らは、アルミナシリカ繊
維の加熱に伴うクリストバライトの析出が、主にCa、
Cu、Ni、更にNa、K、Feなどの不純物に起因す
ることを知見して本発明をなしたものである。
維の加熱に伴うクリストバライトの析出が、主にCa、
Cu、Ni、更にNa、K、Feなどの不純物に起因す
ることを知見して本発明をなしたものである。
【0016】アルミナシリカ繊維に含まれるCaは、N
aやKなどのアルカリ金属元素と同様にシリカ部分の融
点を低下させ、クリストバライトの結晶化を著しく促進
させる。
aやKなどのアルカリ金属元素と同様にシリカ部分の融
点を低下させ、クリストバライトの結晶化を著しく促進
させる。
【0017】また、アルミナシリカ繊維に含まれるCu
と、Niの挙動については、明確に解明できていない
が、CuやNiはアルミナシリカ繊維のシリカ中を拡散
移動して繊維表面に濃縮してクリストバライトの析出が
局部的に促進されるものと推定される。
と、Niの挙動については、明確に解明できていない
が、CuやNiはアルミナシリカ繊維のシリカ中を拡散
移動して繊維表面に濃縮してクリストバライトの析出が
局部的に促進されるものと推定される。
【0018】無機繊維製品の製造に際して、使用する
水、耐火粉末、有機バインダーや無機バインダーなど
は、繊維の表面或いは交点に凝集しやすいので、限定し
て使用することが好ましい。
水、耐火粉末、有機バインダーや無機バインダーなど
は、繊維の表面或いは交点に凝集しやすいので、限定し
て使用することが好ましい。
【0019】例えば、水はイオン交換水或いは蒸留水を
使用すると、無機繊維製品に含まれるNa、Fe、C
a、K、Mgなどの不純物が減少して好ましい。
使用すると、無機繊維製品に含まれるNa、Fe、C
a、K、Mgなどの不純物が減少して好ましい。
【0020】耐火粉末は、アルミナ粉やムライト粉が好
ましい。これらの耐火粉末においても、アルコキシドを
原料とする高純度品や、アルカリの含有量を抑えた低ソ
ーダ品が好ましい。
ましい。これらの耐火粉末においても、アルコキシドを
原料とする高純度品や、アルカリの含有量を抑えた低ソ
ーダ品が好ましい。
【0021】無機バインダーは、Na含有量の少ない低
ソーダのコロイダルシリカやアルミナゾル、気相法で作
られた高純度の微粒シリカ(例えば商品名アエロジル)
などが好ましい。これらの1種又は2種を同時に使用し
ても良い。
ソーダのコロイダルシリカやアルミナゾル、気相法で作
られた高純度の微粒シリカ(例えば商品名アエロジル)
などが好ましい。これらの1種又は2種を同時に使用し
ても良い。
【0022】有機バインダーは、Naなどのアルカリ金
属元素や他の不純物の少ない高純度の澱粉やアクリルや
セルロースなどが好ましい。
属元素や他の不純物の少ない高純度の澱粉やアクリルや
セルロースなどが好ましい。
【0023】アルミナシリカ繊維とアルミナ繊維と耐火
粉末と無機バインダーの配合構成は、次の重量比が好ま
しい。
粉末と無機バインダーの配合構成は、次の重量比が好ま
しい。
【0024】アルミナシリカ繊維とアルミナ繊維の重量
比は100:0〜100:100であり、繊維と耐火粉
末の重量比は100:0〜100:100であり、繊維
と耐火粉末の合計と無機バインダーの重量比は100:
0〜80:20である。
比は100:0〜100:100であり、繊維と耐火粉
末の重量比は100:0〜100:100であり、繊維
と耐火粉末の合計と無機バインダーの重量比は100:
0〜80:20である。
【0025】次に、本発明の無機繊維製品が含有する不
純物について説明する。
純物について説明する。
【0026】NaとKの合計は500ppm以下が好ま
しく、Feは200ppm以下が好ましく、Caは13
0ppm以下が好ましく、Cuは2ppm以下が好まし
く、Niは4ppm以下が好ましい。これらの値を越え
ると、いずれも、使用の際に、発生する粉塵が多くなっ
て、被加熱物を汚染する。
しく、Feは200ppm以下が好ましく、Caは13
0ppm以下が好ましく、Cuは2ppm以下が好まし
く、Niは4ppm以下が好ましい。これらの値を越え
ると、いずれも、使用の際に、発生する粉塵が多くなっ
て、被加熱物を汚染する。
【0027】本発明のアルミナシリカ繊維が含有する不
純物については、NaとKの合計は150ppm以下が
好ましく、Feは100ppm以下が好ましく、Caは
100ppm以下が好ましく、Cuは1.5ppm以下
が好ましく、Niは2ppm以下が好ましい。これらの
値を越えると、いずれも、使用の際に、発生する粉塵が
多くなって、被加熱物を汚染する。
純物については、NaとKの合計は150ppm以下が
好ましく、Feは100ppm以下が好ましく、Caは
100ppm以下が好ましく、Cuは1.5ppm以下
が好ましく、Niは2ppm以下が好ましい。これらの
値を越えると、いずれも、使用の際に、発生する粉塵が
多くなって、被加熱物を汚染する。
【0028】アルミナシリカ繊維は、1000℃〜11
00℃に加熱してムライト結晶を析出させると耐熱性、
および耐久性が一層向上して好ましい。
00℃に加熱してムライト結晶を析出させると耐熱性、
および耐久性が一層向上して好ましい。
【0029】繊維に含まれるショットは、落下しやすい
ので、被加熱物の汚染を防止するために、処理をしてシ
ョットを少なくするのが好ましい。
ので、被加熱物の汚染を防止するために、処理をしてシ
ョットを少なくするのが好ましい。
【0030】無機繊維製品は、その表面に、例えば、ア
ルミナゾル、アルミニウムのアルコキシド溶液などの高
純度のアルミナ系バインダー、または例えばコロイダル
シリカとアルミナゾルを混合した、高純度のムライト系
バインダーさらに低ソーダのコロイダルシリカなどのシ
リカ系バインダーを塗布すると、更に粉塵を防止でき
て、一層好ましい。
ルミナゾル、アルミニウムのアルコキシド溶液などの高
純度のアルミナ系バインダー、または例えばコロイダル
シリカとアルミナゾルを混合した、高純度のムライト系
バインダーさらに低ソーダのコロイダルシリカなどのシ
リカ系バインダーを塗布すると、更に粉塵を防止でき
て、一層好ましい。
【0031】有機バインダーを嫌う炉などに無機繊維製
品を使用する場合は、予め800〜1600℃で熱処理
すると、有機バインダーを除去できて好ましい。熱処理
の温度が800℃未満ではそのような処理をするのに長
時間を要し、1600℃を越えると、製品の強度が低下
する。
品を使用する場合は、予め800〜1600℃で熱処理
すると、有機バインダーを除去できて好ましい。熱処理
の温度が800℃未満ではそのような処理をするのに長
時間を要し、1600℃を越えると、製品の強度が低下
する。
【0032】
【実施例】アルミナシリカ繊維、アルミナ繊維およびア
ルミナ粉を所定量計量し、これらの繊維とアルミナ粉の
合計量で1kgを水100リットルに混合分散した。そ
の後、陽性澱粉と低ソーダのコロイダルシリカをそれぞ
れ固形分で60g添加してスラリーを作り、真空成形法
により厚さ20mmの成形品を製作した。
ルミナ粉を所定量計量し、これらの繊維とアルミナ粉の
合計量で1kgを水100リットルに混合分散した。そ
の後、陽性澱粉と低ソーダのコロイダルシリカをそれぞ
れ固形分で60g添加してスラリーを作り、真空成形法
により厚さ20mmの成形品を製作した。
【0033】アルミナシリカ繊維の不純物の分析値を表
1に示し、アルミナ繊維の不純物の分析値を表2に示
し、アルミナ粉の不純物の分析値を表3に示す。
1に示し、アルミナ繊維の不純物の分析値を表2に示
し、アルミナ粉の不純物の分析値を表3に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
【表3】
【0037】アルミナシリカ繊維は、ほぼアルミナが5
3重量%、シリカが47重量%である。アルミナ繊維
は、ほぼアルミナが72重量%、シリカが28重量%で
ある。
3重量%、シリカが47重量%である。アルミナ繊維
は、ほぼアルミナが72重量%、シリカが28重量%で
ある。
【0038】成形品の構成と不純物の分析値を表4に示
し、その特性値を表5に示す。
し、その特性値を表5に示す。
【0039】
【表4】
【0040】
【表5】
【0041】実施例2は、成形品を1200℃で1時間
加熱処理したものである。実施例3では、1000℃で
15分間加熱処理をしたアルミナシリカ繊維を使用し
て、成形後に高純度のアルミナゾルを成形品の表面に塗
布した。実施例4においては、1000℃で15分間加
熱処理をしたアルミナシリカ繊維をアルミナシリカ繊維
全体の70%使用し、アルミナ粉は高純度品を使用し、
成形品を1400℃で3時間加熱処理した。
加熱処理したものである。実施例3では、1000℃で
15分間加熱処理をしたアルミナシリカ繊維を使用し
て、成形後に高純度のアルミナゾルを成形品の表面に塗
布した。実施例4においては、1000℃で15分間加
熱処理をしたアルミナシリカ繊維をアルミナシリカ繊維
全体の70%使用し、アルミナ粉は高純度品を使用し、
成形品を1400℃で3時間加熱処理した。
【0042】特性値の試験方法を説明する。
【0043】粉塵発生量は、アルミナ板を置き、このア
ルミナ板上の4隅に高さ20mmの支えを置き、その支
えの上に150mm角の成形品を置いて、1400℃−
8時間加熱を5回繰り返し、アルミナ板に落下した繊維
の数を数えた。
ルミナ板上の4隅に高さ20mmの支えを置き、その支
えの上に150mm角の成形品を置いて、1400℃−
8時間加熱を5回繰り返し、アルミナ板に落下した繊維
の数を数えた。
【0044】汚染反応性は、細かく粉砕した成形品0.
3gを石英ガラス板の上に約30mm角に置いて、13
00℃で6時間加熱し、石英ガラスの失透を観察した。
失透の程度により、無、微少、少、中、大の5段階に分
けて評価した。失透の程度が大の状態では、石英ガラス
に無数の泡状物が観察された。
3gを石英ガラス板の上に約30mm角に置いて、13
00℃で6時間加熱し、石英ガラスの失透を観察した。
失透の程度により、無、微少、少、中、大の5段階に分
けて評価した。失透の程度が大の状態では、石英ガラス
に無数の泡状物が観察された。
【0045】前述実施例1〜2と同様に比較例を作製し
た。
た。
【0046】比較例1はCuが多い例である。比較例2
はNiが多い例である。比較例3は、Caが多い例であ
る。比較例5では、通常品のアルミナ粉を使用した。比
較例4および5は、Na、K、Fe、Ca、Cu、Ni
が多い例であり、粉塵発生量および汚染が多い。
はNiが多い例である。比較例3は、Caが多い例であ
る。比較例5では、通常品のアルミナ粉を使用した。比
較例4および5は、Na、K、Fe、Ca、Cu、Ni
が多い例であり、粉塵発生量および汚染が多い。
【0047】実施例2と比較例4の成形品を1400℃
で1000時間加熱した後、アルミナシリカ繊維の表面
状態をSEMにより観察した。その結果を、図1と図2
に示す。図1と図2を比較すると、図1では、図2のも
のよりも結晶成長が抑制されている。
で1000時間加熱した後、アルミナシリカ繊維の表面
状態をSEMにより観察した。その結果を、図1と図2
に示す。図1と図2を比較すると、図1では、図2のも
のよりも結晶成長が抑制されている。
【0048】
【発明の効果】本発明の無機繊維製品によると、加熱に
よる繊維の結晶化を抑制できて、耐熱性が向上し、粉塵
の発生が極めて少なく、被加熱物との汚染反応性も少な
い。この理由により、本発明の無機繊維製品を使用すれ
ば、被加熱物を汚染することがなく、被加熱物の品質お
よび生産量の向上が可能になる。
よる繊維の結晶化を抑制できて、耐熱性が向上し、粉塵
の発生が極めて少なく、被加熱物との汚染反応性も少な
い。この理由により、本発明の無機繊維製品を使用すれ
ば、被加熱物を汚染することがなく、被加熱物の品質お
よび生産量の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアルミナシリカ繊維のSEM観察結果
を示す図。
を示す図。
【図2】比較例のアルミナシリカ繊維のSEM観察結果
を示す図。
を示す図。
Claims (3)
- 【請求項1】 アルミナシリカ繊維と、アルミナ繊維を
主成分とし、必要に応じて耐火粉末と、有機バインダー
および無機バインダーのいずれか1種以上を含み、Na
とKの合計が500ppm以下であり、Caが130p
pm以下であり、Feが200ppm以下である無機繊
維製品。 - 【請求項2】 アルミナシリカ繊維と、アルミナ繊維を
主成分とし、必要に応じて耐火粉末と、有機バインダー
および無機バインダーのいずれか1種以上を含み、Na
とKの合計が500ppm以下であり、Caが130p
pm以下であり、Feが200ppm以下であり、Cu
が2ppm以下であり、Niが4ppm以下である無機
繊維製品。 - 【請求項3】 アルミナシリカ繊維は、NaとKの合計
が150ppm以下であり、Caが100ppm以下で
あり、Feが100ppm以下であり、Cuが1.5p
pm以下であり、Niが2ppm以下である請求項1ま
たは2記載の無機繊維製品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9111742A JPH10292229A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 無機繊維製品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9111742A JPH10292229A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 無機繊維製品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10292229A true JPH10292229A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14569044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9111742A Pending JPH10292229A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 無機繊維製品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10292229A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6348428B1 (en) * | 1999-02-23 | 2002-02-19 | Toshiba Monofrax Co., Ltd. | High-purity crystalline inorganic fiber, molded body thereof, and method of production thereof |
| JP2003082569A (ja) * | 2001-04-13 | 2003-03-19 | Toshiba Monofrax Co Ltd | 無機繊維製品 |
| JP2011132629A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Isolite Insulating Products Co Ltd | セラミック繊維製防炎ペーパー及びその製造方法 |
| CN104704151A (zh) * | 2012-08-15 | 2015-06-10 | 3M创新有限公司 | 上胶的短氧化铝基无机氧化物纤维、制备该纤维的方法和包括该纤维的组合物 |
| JP2019039106A (ja) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | デンカ株式会社 | アルミナ繊維、アルミナ繊維集合体及び排ガス浄化装置用把持材 |
| JP2020040034A (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体の製造方法 |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP9111742A patent/JPH10292229A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6348428B1 (en) * | 1999-02-23 | 2002-02-19 | Toshiba Monofrax Co., Ltd. | High-purity crystalline inorganic fiber, molded body thereof, and method of production thereof |
| JP2003082569A (ja) * | 2001-04-13 | 2003-03-19 | Toshiba Monofrax Co Ltd | 無機繊維製品 |
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| CN104704151A (zh) * | 2012-08-15 | 2015-06-10 | 3M创新有限公司 | 上胶的短氧化铝基无机氧化物纤维、制备该纤维的方法和包括该纤维的组合物 |
| US9617659B2 (en) | 2012-08-15 | 2017-04-11 | 3M Innovative Properties | Sized short alumina-based inorganic oxide fiber, method of making, and composition including the same |
| JP2019039106A (ja) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | デンカ株式会社 | アルミナ繊維、アルミナ繊維集合体及び排ガス浄化装置用把持材 |
| EP3623504A4 (en) * | 2017-08-25 | 2020-07-15 | Denka Company Limited | ALUMINA FIBERS, ALUMINA FIBER AGGREGATE AND RETENTION MATERIAL FOR USE IN AN EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE |
| US11345641B2 (en) | 2017-08-25 | 2022-05-31 | Denka Company Limited | Alumina fibers, alumina fiber aggregate, and retaining material for use in exhaust gas purification device |
| JP2020040034A (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040802 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040817 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041014 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060801 |