JPH11100279A - 不定形耐火物用金属粉末とその製造方法 - Google Patents
不定形耐火物用金属粉末とその製造方法Info
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- JPH11100279A JPH11100279A JP9264742A JP26474297A JPH11100279A JP H11100279 A JPH11100279 A JP H11100279A JP 9264742 A JP9264742 A JP 9264742A JP 26474297 A JP26474297 A JP 26474297A JP H11100279 A JPH11100279 A JP H11100279A
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
- C04B20/12—Multiple coating or impregnating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不定形耐火物材料として好適な水和反応抑制
効果を有する，金属アルミニウムまたはその合金からな
る不定形耐火物用金属粉末を提供する。 【解決手段】 金属アルミニウムまたはその合金からな
る不定形耐火物用金属粉末の表面に、高級脂肪酸と第１
りん酸塩との混合層を有し、さらにその外側表面にりん
酸塩被膜強化物質の層を有することを特徴とする、金属
アルミニウムまたはその合金からなる不定形耐火物用金
属粉末であり、金属粉末を、高級脂肪酸で表面処理した
のち第１りん酸塩にて表面処理し、さらにその表面をり
ん酸塩被膜強化物質で表面処理することにより得られ
る。
効果を有する，金属アルミニウムまたはその合金からな
る不定形耐火物用金属粉末を提供する。 【解決手段】 金属アルミニウムまたはその合金からな
る不定形耐火物用金属粉末の表面に、高級脂肪酸と第１
りん酸塩との混合層を有し、さらにその外側表面にりん
酸塩被膜強化物質の層を有することを特徴とする、金属
アルミニウムまたはその合金からなる不定形耐火物用金
属粉末であり、金属粉末を、高級脂肪酸で表面処理した
のち第１りん酸塩にて表面処理し、さらにその表面をり
ん酸塩被膜強化物質で表面処理することにより得られ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、不定形耐火物用金
属粉末とその製造方法に関し、とくに、不定形耐火物材
料として好適な水和反応抑制効果を有する，金属アルミ
ニウムまたはその合金からなる不定形耐火物用金属粉末
についての提案である。
属粉末とその製造方法に関し、とくに、不定形耐火物材
料として好適な水和反応抑制効果を有する，金属アルミ
ニウムまたはその合金からなる不定形耐火物用金属粉末
についての提案である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、不定形耐火物の熱間強度や耐ス
ラグ性の向上および含有黒鉛の酸化防止を図るために、
アルミニウム等の金属粉末を添加することが有効である
ことは良く知られている。ただし、水の使用を伴う流し
込み用不定形耐火物については、アルミニウム等の金属
粉末の水和防止が不可欠であり、そのための技術がこれ
までにも数多く提案されている（例えば、特公昭58−49
511 号、特公平２−33666 号、特公昭62−20153 号、特
開平５−43336 号、特開昭59−35068 号、特開平４−13
9073号、特開平４−16567 号各公報参照）。
ラグ性の向上および含有黒鉛の酸化防止を図るために、
アルミニウム等の金属粉末を添加することが有効である
ことは良く知られている。ただし、水の使用を伴う流し
込み用不定形耐火物については、アルミニウム等の金属
粉末の水和防止が不可欠であり、そのための技術がこれ
までにも数多く提案されている（例えば、特公昭58−49
511 号、特公平２−33666 号、特公昭62−20153 号、特
開平５−43336 号、特開昭59−35068 号、特開平４−13
9073号、特開平４−16567 号各公報参照）。
【０００３】それらの既知技術は、大別して、 金属アルミニウムまたはその合金の粉末表面を、フ
ェノール樹脂等の合成樹脂やピッチ、有機酸性りん酸エ
ステル化合物、酸化被膜などで被覆する技術、 アルミニウムを合金化することにより、水和反応性
を低下させる技術、 水和反応抑制剤として、セメントからのカルシウム
イオンの溶出を抑制するのに有効な物質を添加する技
術、 の３種類もしくはこの組み合わせにかかるものであっ
た。
ェノール樹脂等の合成樹脂やピッチ、有機酸性りん酸エ
ステル化合物、酸化被膜などで被覆する技術、 アルミニウムを合金化することにより、水和反応性
を低下させる技術、 水和反応抑制剤として、セメントからのカルシウム
イオンの溶出を抑制するのに有効な物質を添加する技
術、 の３種類もしくはこの組み合わせにかかるものであっ
た。
【０００４】これらの技術のうち、金属アルミニウムま
たはその合金の粉末表面を樹脂や酸化被膜などで被覆す
る方法では、その多くの場合、耐火物骨材などとの混練
操作で金属粉末表面の被覆層が損傷を受けやすい。その
ため、これらの方法では、どうしても被覆されない金属
表面が残り、施工後のアルカリ性環境下において水和反
応を完全には抑制できないという問題があった。これに
対しては、被覆材の被覆量を多くする試みなどがある。
しかしながら、被覆材の被覆量が多すぎると、耐アルカ
リ性を有していても、施工後の耐火物乾燥時あるいは耐
火物の使用前の昇温時に、被覆材の分解、蒸発によって
ガスの発生が多くなり、耐火物施工体の割れや剥離、ま
た気孔率の増大を招くという問題があった。
たはその合金の粉末表面を樹脂や酸化被膜などで被覆す
る方法では、その多くの場合、耐火物骨材などとの混練
操作で金属粉末表面の被覆層が損傷を受けやすい。その
ため、これらの方法では、どうしても被覆されない金属
表面が残り、施工後のアルカリ性環境下において水和反
応を完全には抑制できないという問題があった。これに
対しては、被覆材の被覆量を多くする試みなどがある。
しかしながら、被覆材の被覆量が多すぎると、耐アルカ
リ性を有していても、施工後の耐火物乾燥時あるいは耐
火物の使用前の昇温時に、被覆材の分解、蒸発によって
ガスの発生が多くなり、耐火物施工体の割れや剥離、ま
た気孔率の増大を招くという問題があった。
【０００５】また、より反応性の低いアルミニウムの合
金を用いる技術では、アルミナセメントを使用しない場
合には水和反応の遅延に効果が認められる。しかしなが
ら、耐火物中にアルミナセメントが共存すると、混練後
の材料が強アルカリ性となるため、アルミニウムの合金
化による水和反応抑制効果がほとんど認められない。
金を用いる技術では、アルミナセメントを使用しない場
合には水和反応の遅延に効果が認められる。しかしなが
ら、耐火物中にアルミナセメントが共存すると、混練後
の材料が強アルカリ性となるため、アルミニウムの合金
化による水和反応抑制効果がほとんど認められない。
【０００６】また、アルミナセメントからのカルシウム
イオンの溶出を抑制するための水和防止剤を添加する技
術もあるが、この技術は、水和反応抑制に対しての効果
は認められるものの、極端な硬化遅延や硬化促進を引き
起し、却って施工性が悪化するという問題があった。こ
れに対し発明者らは、先に、硬化性状への影響の少ない
化合物を水和防止剤として添加した黒鉛含有不定形耐火
物を提案した（特願平９−65096 号参照）。しかしなが
ら、かかる化合物（水和防止剤）によっても金属アルミ
ニウムまたはその合金からなる金属粉末の水和反応を完
全に抑制することは難しく、それ故に、施工後の耐火物
成形体が前記水和反応で生成した水和物の発生ガスによ
って膨張するという問題が依然として残されていた。
イオンの溶出を抑制するための水和防止剤を添加する技
術もあるが、この技術は、水和反応抑制に対しての効果
は認められるものの、極端な硬化遅延や硬化促進を引き
起し、却って施工性が悪化するという問題があった。こ
れに対し発明者らは、先に、硬化性状への影響の少ない
化合物を水和防止剤として添加した黒鉛含有不定形耐火
物を提案した（特願平９−65096 号参照）。しかしなが
ら、かかる化合物（水和防止剤）によっても金属アルミ
ニウムまたはその合金からなる金属粉末の水和反応を完
全に抑制することは難しく、それ故に、施工後の耐火物
成形体が前記水和反応で生成した水和物の発生ガスによ
って膨張するという問題が依然として残されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、上記
各従来技術については、とくに不定形耐火物中に金属ア
ルミニウムまたはその合金からなる金属粉末を添加する
にはなお多くの改良を必要としている。そこで、本発明
の目的は、不定形耐火物に使用される金属粉末のなかで
もとくに、金属アルミニウムまたはその合金からなる金
属粉末の水和反応抑制に効果的な技術を開発し、もって
不定形耐火物材料として好適な水和反応抑制効果を有す
る金属粉末を提供することにある。
各従来技術については、とくに不定形耐火物中に金属ア
ルミニウムまたはその合金からなる金属粉末を添加する
にはなお多くの改良を必要としている。そこで、本発明
の目的は、不定形耐火物に使用される金属粉末のなかで
もとくに、金属アルミニウムまたはその合金からなる金
属粉末の水和反応抑制に効果的な技術を開発し、もって
不定形耐火物材料として好適な水和反応抑制効果を有す
る金属粉末を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題について鋭
意研究した結果、発明者らは、金属アルミニウムまたは
その合金からなる金属粉末の表面に強固な耐水性被膜を
形成させることが、水和反応抑制効果に有効であること
を知見し、以下に示す本発明を開発した。
意研究した結果、発明者らは、金属アルミニウムまたは
その合金からなる金属粉末の表面に強固な耐水性被膜を
形成させることが、水和反応抑制効果に有効であること
を知見し、以下に示す本発明を開発した。
【０００９】すなわち、本発明の不定形耐火物用金属粉
末は、金属アルミニウムまたはその合金からなる不定形
耐火物用金属粉末の表面に、高級脂肪酸と第１りん酸塩
との混合層を有し、さらにその外側表面にりん酸塩被膜
強化物質の層を有することを特徴とする、金属アルミニ
ウムまたはその合金からなる。
末は、金属アルミニウムまたはその合金からなる不定形
耐火物用金属粉末の表面に、高級脂肪酸と第１りん酸塩
との混合層を有し、さらにその外側表面にりん酸塩被膜
強化物質の層を有することを特徴とする、金属アルミニ
ウムまたはその合金からなる。
【００１０】なお、本発明の上記構成において、高級脂
肪酸は、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン
酸、ラウリン酸、パルミチン酸およびミリスチン酸から
選ばれるいずれか１種もしくは２種以上の混合物であ
り、第１りん酸塩はりん酸二水素アンモニウムであり、
りん酸塩被膜強化物質は、脂肪酸ポリエチレングリコー
ルジエステル、オキシエチレン・プロピレンブロックポ
リマー、エポキシ樹脂、フラン樹脂、流動パラフィンお
よびエチルヘキシルアシッドホスフェートのなかから選
ばれるいずれか１種あるいは２種以上の混合物であるこ
とが好ましい。
肪酸は、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン
酸、ラウリン酸、パルミチン酸およびミリスチン酸から
選ばれるいずれか１種もしくは２種以上の混合物であ
り、第１りん酸塩はりん酸二水素アンモニウムであり、
りん酸塩被膜強化物質は、脂肪酸ポリエチレングリコー
ルジエステル、オキシエチレン・プロピレンブロックポ
リマー、エポキシ樹脂、フラン樹脂、流動パラフィンお
よびエチルヘキシルアシッドホスフェートのなかから選
ばれるいずれか１種あるいは２種以上の混合物であるこ
とが好ましい。
【００１１】また、本発明の不定形耐火物用金属粉末の
製造方法は、金属アルミニウムまたはその合金からなる
金属粉末を、高級脂肪酸で表面処理したのちりん酸塩に
て表面処理し、さらにその表面をりん酸塩被膜強化物質
で表面処理することを特徴とする。
製造方法は、金属アルミニウムまたはその合金からなる
金属粉末を、高級脂肪酸で表面処理したのちりん酸塩に
て表面処理し、さらにその表面をりん酸塩被膜強化物質
で表面処理することを特徴とする。
【００１２】なお、本発明の上記構成において、高級脂
肪酸としては、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレ
イン酸、ラウリン酸、パルミチン酸およびミリスチン酸
から選ばれるいずれか１種もしくは２種以上の混合物を
用い、第１りん酸塩としてはりん酸二水素アンモニウム
を用い、りん酸塩被膜強化物質としては、脂肪酸ポリエ
チレングリコールジエステル、オキシエチレン・プロピ
レンブロックポリマー、エポキシ樹脂、フラン樹脂、流
動パラフィンおよびエチルヘキシルアシッドホスフェー
トのなかから選ばれるいずれか１種あるいは２種以上の
混合物を用いることが好ましい。また、本発明の上記構
成において、金属粉末に対し、外枠量で、１〜３重量％
の高級脂肪酸、５〜30重量％の第１りん酸塩、２〜20重
量％のりん酸塩被膜強化物質をそれぞれ添加して表面処
理を行うことが好ましい。
肪酸としては、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレ
イン酸、ラウリン酸、パルミチン酸およびミリスチン酸
から選ばれるいずれか１種もしくは２種以上の混合物を
用い、第１りん酸塩としてはりん酸二水素アンモニウム
を用い、りん酸塩被膜強化物質としては、脂肪酸ポリエ
チレングリコールジエステル、オキシエチレン・プロピ
レンブロックポリマー、エポキシ樹脂、フラン樹脂、流
動パラフィンおよびエチルヘキシルアシッドホスフェー
トのなかから選ばれるいずれか１種あるいは２種以上の
混合物を用いることが好ましい。また、本発明の上記構
成において、金属粉末に対し、外枠量で、１〜３重量％
の高級脂肪酸、５〜30重量％の第１りん酸塩、２〜20重
量％のりん酸塩被膜強化物質をそれぞれ添加して表面処
理を行うことが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の不定形耐火物用金属粉末
は、その表面に、高級脂肪酸と第１りん酸塩との混合層
を有し、さらにその表面にりん酸塩被膜強化物質の層を
有することを特徴とする。これにより、強固な耐水性被
膜が形成されるので、耐火物骨材などとの混練操作で金
属粉末表面の被覆層が損傷を受けることはなく、施工後
のアルカリ性環境下においても水和反応を完全に抑制す
ることができるようになる。
は、その表面に、高級脂肪酸と第１りん酸塩との混合層
を有し、さらにその表面にりん酸塩被膜強化物質の層を
有することを特徴とする。これにより、強固な耐水性被
膜が形成されるので、耐火物骨材などとの混練操作で金
属粉末表面の被覆層が損傷を受けることはなく、施工後
のアルカリ性環境下においても水和反応を完全に抑制す
ることができるようになる。
【００１４】このような水和反応抑制効果を有する本発
明の不定形耐火物用金属粉末にかかる金属アルミニウム
またはその合金の粉末は、その金属粉末を、高級脂肪酸
で表面処理したのちりん酸塩にて表面処理し、さらにそ
の表面をりん酸塩被膜強化物質で表面処理する３段階の
処理によって得られる。
明の不定形耐火物用金属粉末にかかる金属アルミニウム
またはその合金の粉末は、その金属粉末を、高級脂肪酸
で表面処理したのちりん酸塩にて表面処理し、さらにそ
の表面をりん酸塩被膜強化物質で表面処理する３段階の
処理によって得られる。
【００１５】第１段の表面処理は、金属アルミニウムま
たはその合金からなる金属粉末の表面を高級脂肪酸で被
覆する処理であり、その高級脂肪酸は、該金属粉末の表
面に楔形状に吸着する。このため、この高級脂肪酸によ
る表面処理は、引き続き実施される第２段および第３段
の表面処理における金属粉末表面の酸化劣化防止、金属
アルミニウムまたはその合金からなる金属粉末表面の疎
水化、ならびに第２段の表面処理における金属粉末表面
へのりん酸塩化合物の吸着促進のために有効でる。な
お、この処理を実施しないと、金属アルミニウムまたは
その合金からなる金属粉末の表面に、第２段および第３
段の表面処理による被膜が安定して形成されず、その金
属粉末は十分な水和反応抑制効果が得られなくなる。
たはその合金からなる金属粉末の表面を高級脂肪酸で被
覆する処理であり、その高級脂肪酸は、該金属粉末の表
面に楔形状に吸着する。このため、この高級脂肪酸によ
る表面処理は、引き続き実施される第２段および第３段
の表面処理における金属粉末表面の酸化劣化防止、金属
アルミニウムまたはその合金からなる金属粉末表面の疎
水化、ならびに第２段の表面処理における金属粉末表面
へのりん酸塩化合物の吸着促進のために有効でる。な
お、この処理を実施しないと、金属アルミニウムまたは
その合金からなる金属粉末の表面に、第２段および第３
段の表面処理による被膜が安定して形成されず、その金
属粉末は十分な水和反応抑制効果が得られなくなる。
【００１６】このような表面処理に用いる高級脂肪酸と
しては、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン
酸、ラウリン酸、パルミチン酸およびミリスチン酸から
選ばれるいずれか１種もしくは２種以上の混合物を用い
ることが好ましい。この高級脂肪酸での処理量は、金属
アルミニウムまたはその合金の粉末の合計量に対して１
〜３重量％とすることが望ましい。この理由は、その処
理量が１重量％未満では、上記の水和反応抑制効果が不
十分であり、一方、３重量％を超える処理量では、顕著
な添加効果が見られない上に、混練した耐火物が気泡を
持ちやすくなって気孔率が上昇し、却って耐食性に悪影
響を与えるからである。なお、上記表面処理は、ボール
ミルやアトライターミルあるいはヘンシェルミキサー等
を使用して混合攪拌処理する方法が経済的である。
しては、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン
酸、ラウリン酸、パルミチン酸およびミリスチン酸から
選ばれるいずれか１種もしくは２種以上の混合物を用い
ることが好ましい。この高級脂肪酸での処理量は、金属
アルミニウムまたはその合金の粉末の合計量に対して１
〜３重量％とすることが望ましい。この理由は、その処
理量が１重量％未満では、上記の水和反応抑制効果が不
十分であり、一方、３重量％を超える処理量では、顕著
な添加効果が見られない上に、混練した耐火物が気泡を
持ちやすくなって気孔率が上昇し、却って耐食性に悪影
響を与えるからである。なお、上記表面処理は、ボール
ミルやアトライターミルあるいはヘンシェルミキサー等
を使用して混合攪拌処理する方法が経済的である。
【００１７】第２段の表面処理は、上記第１段の表面処
理を終えた金属アルミニウムまたはその合金からなる金
属粉末の表面を、第１りん酸塩で被覆する処理である。
この第１りん酸塩による表面処理は、金属粉末と水との
接触を阻止して水和反応を抑制するために有効である。
理を終えた金属アルミニウムまたはその合金からなる金
属粉末の表面を、第１りん酸塩で被覆する処理である。
この第１りん酸塩による表面処理は、金属粉末と水との
接触を阻止して水和反応を抑制するために有効である。
【００１８】このような表面処理に用いる第１りん酸塩
としては、りん酸二水素アンモニウムを用いることが好
ましい。この理由は、りん酸一水素アンモニウムや第三
りん酸アンモニウムは空気中で加水分解しやすく、安定
な被膜が得られないからである。また、第１りん酸塩で
あっても、ナトリウム塩やカルシウム塩では、安定な被
膜を形成しにくく、それの水和反応抑制効果は小さい。
この第１りん酸塩での処理量は、上記第１段の表面処理
を終えた金属粉末の合計量に対して５〜30重量％とする
ことが望ましい。この理由は、その処理量が５重量％未
満では、上記の水和反応抑制効果が不十分であり、一
方、30重量％を超える処理量では、顕著な添加効果が見
られない上に、混練した耐火物が気泡を持ちやすくなっ
て気孔率が上昇し、却って耐食性に悪影響を与えるから
である。なお、上記表面処理は、ニーダー等を使用して
攪拌混練する方法が好ましい。
としては、りん酸二水素アンモニウムを用いることが好
ましい。この理由は、りん酸一水素アンモニウムや第三
りん酸アンモニウムは空気中で加水分解しやすく、安定
な被膜が得られないからである。また、第１りん酸塩で
あっても、ナトリウム塩やカルシウム塩では、安定な被
膜を形成しにくく、それの水和反応抑制効果は小さい。
この第１りん酸塩での処理量は、上記第１段の表面処理
を終えた金属粉末の合計量に対して５〜30重量％とする
ことが望ましい。この理由は、その処理量が５重量％未
満では、上記の水和反応抑制効果が不十分であり、一
方、30重量％を超える処理量では、顕著な添加効果が見
られない上に、混練した耐火物が気泡を持ちやすくなっ
て気孔率が上昇し、却って耐食性に悪影響を与えるから
である。なお、上記表面処理は、ニーダー等を使用して
攪拌混練する方法が好ましい。
【００１９】第３段の表面処理は、上記第２段の表面処
理を終えた金属粉末を、被覆済の第１りん酸塩被膜を安
定強化させる物質（りん酸塩被膜強化物質）で被覆する
処理である。このりん酸塩被膜強化物質による表面処理
は、先の第１りん酸塩被膜をさらに被覆することで、第
１りん酸塩被膜の剥離等を防止し安定強化させるのに有
効である。
理を終えた金属粉末を、被覆済の第１りん酸塩被膜を安
定強化させる物質（りん酸塩被膜強化物質）で被覆する
処理である。このりん酸塩被膜強化物質による表面処理
は、先の第１りん酸塩被膜をさらに被覆することで、第
１りん酸塩被膜の剥離等を防止し安定強化させるのに有
効である。
【００２０】このような表面処理に用いるりん酸塩被膜
強化物質としては、脂肪酸ポリエチレングリコールジエ
ステル、オキシエチレン・プロピレンブロックポリマ
ー、エポキシ樹脂、フラン樹脂、流動パラフィン、エチ
ルヘキシルアシッドホスフェート等が好適に用いられ
る。なお、エポキシ樹脂エマルジョンを用いる場合に
は、変性アミンのような硬化剤を添加することが望まし
い。このりん酸塩被膜強化物質での処理量は、上記第２
段の表面処理を終えた金属粉末の合計量に対して２〜20
重量％とすることが好ましい。この理由は、その処理量
が２重量％未満では、第１りん酸塩被膜を被覆する効果
が不十分でその被膜が破壊しやすく、一方、20重量％を
超える処理量では、添加効果の著しい向上は見られない
上に、混練した耐火物が気泡を持ちやすくなって気孔率
が上昇し、却って耐食性に悪影響を与えるからである。
なお、上記表面処理は、第１りん酸塩による第２段の表
面処理が、ニーダー等を用いる攪拌混練によって十分な
された時点で、りん酸塩被膜強化物質をさらに添加し、
引き続き攪拌混練処理する方法が経済的である。
強化物質としては、脂肪酸ポリエチレングリコールジエ
ステル、オキシエチレン・プロピレンブロックポリマ
ー、エポキシ樹脂、フラン樹脂、流動パラフィン、エチ
ルヘキシルアシッドホスフェート等が好適に用いられ
る。なお、エポキシ樹脂エマルジョンを用いる場合に
は、変性アミンのような硬化剤を添加することが望まし
い。このりん酸塩被膜強化物質での処理量は、上記第２
段の表面処理を終えた金属粉末の合計量に対して２〜20
重量％とすることが好ましい。この理由は、その処理量
が２重量％未満では、第１りん酸塩被膜を被覆する効果
が不十分でその被膜が破壊しやすく、一方、20重量％を
超える処理量では、添加効果の著しい向上は見られない
上に、混練した耐火物が気泡を持ちやすくなって気孔率
が上昇し、却って耐食性に悪影響を与えるからである。
なお、上記表面処理は、第１りん酸塩による第２段の表
面処理が、ニーダー等を用いる攪拌混練によって十分な
された時点で、りん酸塩被膜強化物質をさらに添加し、
引き続き攪拌混練処理する方法が経済的である。
【００２１】本発明では、上述した３段階の表面処理に
よって、金属アルミニウムまたはその合金からなる金属
粉末は、水和反応が確実に抑制される。そのメカニズム
は不明であるが、金属粉末表面に図１に示すような構造
の被膜が形成するものと考えられる。この図において、
高級脂肪酸は、その構造的特徴から金属粉末表面に楔形
状に吸着し、その高級脂肪酸の周囲に粉末のりん酸二水
素アンモニウムが付着して混合層を形成する。そしてさ
らに、その混合層の表面に、りん酸塩被膜強化物質が層
状に吸着する。このような被膜構造によって、金属粉末
の水和反応が効果的に抑制されていると考えられる。
よって、金属アルミニウムまたはその合金からなる金属
粉末は、水和反応が確実に抑制される。そのメカニズム
は不明であるが、金属粉末表面に図１に示すような構造
の被膜が形成するものと考えられる。この図において、
高級脂肪酸は、その構造的特徴から金属粉末表面に楔形
状に吸着し、その高級脂肪酸の周囲に粉末のりん酸二水
素アンモニウムが付着して混合層を形成する。そしてさ
らに、その混合層の表面に、りん酸塩被膜強化物質が層
状に吸着する。このような被膜構造によって、金属粉末
の水和反応が効果的に抑制されていると考えられる。
【００２２】以上説明したように、本発明にかかる金属
アルミニウムまたはその合金からなる金属粉末は、水和
反応抑制効果を有するので、不定形耐火物用材料として
好適に用いることができる。特に、水との反応によって
表面に塩基点を形成するアルミナやマグネシア等の材料
を耐火物骨材および耐火物微粉として使用している不定
形耐火物、あるいは混練後の材料が強アルカリ性となる
アルミナセメント含有の不定形耐火物に好適に用いられ
る。
アルミニウムまたはその合金からなる金属粉末は、水和
反応抑制効果を有するので、不定形耐火物用材料として
好適に用いることができる。特に、水との反応によって
表面に塩基点を形成するアルミナやマグネシア等の材料
を耐火物骨材および耐火物微粉として使用している不定
形耐火物、あるいは混練後の材料が強アルカリ性となる
アルミナセメント含有の不定形耐火物に好適に用いられ
る。
【００２３】なお、本発明にかかる上記金属粉末を含む
不定形耐火物には、耐火物骨材、耐火物微粉あるいはア
ルミナセメントの表面に吸着する化合物を水和防止剤と
して添加することが好ましい。この化合物（水和防止
剤）は、本発明にかかる金属粉末が、混練後に、耐火物
骨材、耐火物微粉あるいはアルミナセメントの表面に生
成する水和生成物と接触するのを阻止することで、水和
反応抑制効果をさらに向上させる効果がある。このよう
な水和防止剤としては、例えば、六価アルコール類、単
糖類、オキシカルボン酸およびその塩、アルキルカルボ
ン酸およびその塩、ケトカルボン酸およびその塩が好適
に用いられる。具体的には、ソルビトール、マンニトー
ル、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクト
ース、グルコヘプトン酸およびそのナトリウムあるいは
カルシウム塩、グルコン酸およびそのナトリウムあるい
はカルシウム塩、グリセリン酸およびそのナトリウムあ
るいはカルシウム塩、粘液酸およびそのナトリウムある
いはカルシウム塩、酒石酸およびそのナトリウムあるい
はカルシウム塩、クエン酸およびそのナトリウムあるい
はカルシウム塩等が挙げられる。この水和防止剤は、耐
火物骨材や耐火物微粉（耐火材料）とアルミナセメント
の合計量に対して0.02〜１重量％の範囲内で添加するこ
とが望ましい。この添加量が0.02重量％未満では、上記
の耐火物骨材、耐火物微粉あるいはアルミナセメントの
水和生成物と金属アルミニウムまたはその合金からなる
金属粉末との接触防止効果が不十分であり、被膜破壊に
よるとみられる水和反応が発生しやすくなる。一方、添
加量が１重量％を超えると、硬化性状への影響が大きく
なるとともに水和反応が促進される現象が見られ好まし
くない。
不定形耐火物には、耐火物骨材、耐火物微粉あるいはア
ルミナセメントの表面に吸着する化合物を水和防止剤と
して添加することが好ましい。この化合物（水和防止
剤）は、本発明にかかる金属粉末が、混練後に、耐火物
骨材、耐火物微粉あるいはアルミナセメントの表面に生
成する水和生成物と接触するのを阻止することで、水和
反応抑制効果をさらに向上させる効果がある。このよう
な水和防止剤としては、例えば、六価アルコール類、単
糖類、オキシカルボン酸およびその塩、アルキルカルボ
ン酸およびその塩、ケトカルボン酸およびその塩が好適
に用いられる。具体的には、ソルビトール、マンニトー
ル、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクト
ース、グルコヘプトン酸およびそのナトリウムあるいは
カルシウム塩、グルコン酸およびそのナトリウムあるい
はカルシウム塩、グリセリン酸およびそのナトリウムあ
るいはカルシウム塩、粘液酸およびそのナトリウムある
いはカルシウム塩、酒石酸およびそのナトリウムあるい
はカルシウム塩、クエン酸およびそのナトリウムあるい
はカルシウム塩等が挙げられる。この水和防止剤は、耐
火物骨材や耐火物微粉（耐火材料）とアルミナセメント
の合計量に対して0.02〜１重量％の範囲内で添加するこ
とが望ましい。この添加量が0.02重量％未満では、上記
の耐火物骨材、耐火物微粉あるいはアルミナセメントの
水和生成物と金属アルミニウムまたはその合金からなる
金属粉末との接触防止効果が不十分であり、被膜破壊に
よるとみられる水和反応が発生しやすくなる。一方、添
加量が１重量％を超えると、硬化性状への影響が大きく
なるとともに水和反応が促進される現象が見られ好まし
くない。
【００２４】
【実施例】まず、金属アルミニウム粉末（アトマイズア
ルミ、純度99.3％以上、粒度 150μｍ未満）あるいはア
ルミニウム合金粉末（75％Al−25％Si合金粉末、粒度 1
80μｍ未満）からなる金属粉末に対し、２重量％の高級
脂肪酸（ステアリン酸）を添加し、ボールミルにて数時
間の攪拌混合を行うことにより、前記金属粉末を高級脂
肪酸で表面処理した（第１段の表面処理）。次に、第１
段の表面処理を終えた金属粉末に、乳鉢で軽く解砕した
りん酸二水素アンモニウムを所定量加え、ニーダーにて
攪拌混合することにより、第１りん酸塩による第２段の
表面処理を行った。そして、上記混合が十分になされた
時点で、所定量のりん酸塩被膜強化物質を加え、再びニ
ーダーにて攪拌混合することにより、第３段の表面処理
を行い、一連の表面処理を施した金属アルミニウムまた
はその合金の粉末試料を作成した。
ルミ、純度99.3％以上、粒度 150μｍ未満）あるいはア
ルミニウム合金粉末（75％Al−25％Si合金粉末、粒度 1
80μｍ未満）からなる金属粉末に対し、２重量％の高級
脂肪酸（ステアリン酸）を添加し、ボールミルにて数時
間の攪拌混合を行うことにより、前記金属粉末を高級脂
肪酸で表面処理した（第１段の表面処理）。次に、第１
段の表面処理を終えた金属粉末に、乳鉢で軽く解砕した
りん酸二水素アンモニウムを所定量加え、ニーダーにて
攪拌混合することにより、第１りん酸塩による第２段の
表面処理を行った。そして、上記混合が十分になされた
時点で、所定量のりん酸塩被膜強化物質を加え、再びニ
ーダーにて攪拌混合することにより、第３段の表面処理
を行い、一連の表面処理を施した金属アルミニウムまた
はその合金の粉末試料を作成した。
【００２５】このような方法にしたがって、表１および
表２に記載の条件、即ち、りん酸二水素アンモニウムの
添加量、りん酸塩被膜強化物質の種類およびその添加量
で粉末試料を作成した。
表２に記載の条件、即ち、りん酸二水素アンモニウムの
添加量、りん酸塩被膜強化物質の種類およびその添加量
で粉末試料を作成した。
【００２６】また、上記の粉末試料とは別に、金属アル
ミニウム粉末を、２モル／l のりん酸二水素アンモニウ
ム水溶液に１昼夜浸漬し、その後、その溶液を濾過乾燥
して粉末試料を作成した。この粉末試料による試験結果
は、表１に比較例３として示す。
ミニウム粉末を、２モル／l のりん酸二水素アンモニウ
ム水溶液に１昼夜浸漬し、その後、その溶液を濾過乾燥
して粉末試料を作成した。この粉末試料による試験結果
は、表１に比較例３として示す。
【００２７】このようにして得られた粉末試料を、表３
に示す配合割合にて混練し、３時間混練した不定形耐火
物の所定量を、図２に示す評価装置を使って湯浴（ウォ
ーターバス）中で50℃に保持し、ガス発生量を測定し
た。その測定結果を、表１，表２および図３，図４に示
す。
に示す配合割合にて混練し、３時間混練した不定形耐火
物の所定量を、図２に示す評価装置を使って湯浴（ウォ
ーターバス）中で50℃に保持し、ガス発生量を測定し
た。その測定結果を、表１，表２および図３，図４に示
す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】これらの表および図に示す結果から明らか
なように、本発明に適合する不定形耐火物用金属粉末を
使用することにより、水で混練する不定形耐火物材料に
おいても金属アルミニウムまたはその合金からなる金属
粉末の水和反応が抑制されることが分かる。なお、比較
例６および７では、第１りん酸塩またはりん酸塩被膜強
化物質の処理量が多いので、混練した耐火物が気泡を持
ちやすくなって気孔率が上昇し、却って耐食性に悪影響
を与えるという問題があった。
なように、本発明に適合する不定形耐火物用金属粉末を
使用することにより、水で混練する不定形耐火物材料に
おいても金属アルミニウムまたはその合金からなる金属
粉末の水和反応が抑制されることが分かる。なお、比較
例６および７では、第１りん酸塩またはりん酸塩被膜強
化物質の処理量が多いので、混練した耐火物が気泡を持
ちやすくなって気孔率が上昇し、却って耐食性に悪影響
を与えるという問題があった。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属アルミニウムまたはその合金からなる金属粉末を高級
脂肪酸で表面処理したのち第１りん酸塩にて表面処理
し、さらにその表面をりん酸塩被膜強化物質で表面処理
することにより、その金属粉末の耐火物中での水和反応
を効果的に抑制することができる。これにより、金属ア
ルミニウムまたはその合金からなる金属粉末の不定形耐
火物材料への適用が可能となる。
属アルミニウムまたはその合金からなる金属粉末を高級
脂肪酸で表面処理したのち第１りん酸塩にて表面処理
し、さらにその表面をりん酸塩被膜強化物質で表面処理
することにより、その金属粉末の耐火物中での水和反応
を効果的に抑制することができる。これにより、金属ア
ルミニウムまたはその合金からなる金属粉末の不定形耐
火物材料への適用が可能となる。
【図１】本発明にかかる３段階の表面処理によって被覆
される被膜の構造を示す図である。
される被膜の構造を示す図である。
【図２】ガス発生量評価装置の概略図である。
【図３】りん酸二水素アンモニウム量とガス発生量との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図４】りん酸塩被膜強化物質量とガス発生量との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 正人 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 磯村 敬一郎 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 熊谷 正人 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 古川 淳二 奈良県高市郡高取町谷田254 大和金属粉 工業株式会社内 (72)発明者 南 彰彦 奈良県高市郡高取町谷田254 大和金属粉 工業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 金属アルミニウムまたはその合金からな
る不定形耐火物用金属粉末の表面に、高級脂肪酸と第１
りん酸塩との混合層を有し、さらにその外側表面にりん
酸塩被膜強化物質の層を有することを特徴とする、金属
アルミニウムまたはその合金からなる不定形耐火物用金
属粉末。 - 【請求項２】 前記高級脂肪酸が、ステアリン酸、イソ
ステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パルミチン酸
およびミリスチン酸から選ばれるいずれか１種もしくは
２種以上の混合物であり、前記第１りん酸塩がりん酸二
水素アンモニウムであり、前記りん酸塩被膜強化物質
が、脂肪酸ポリエチレングリコールジエステル、オキシ
エチレン・プロピレンブロックポリマー、エポキシ樹
脂、フラン樹脂、流動パラフィンおよびエチルヘキシル
アシッドホスフェートのなかから選ばれるいずれか１種
あるいは２種以上の混合物であることを特徴とする、請
求項１に記載の不定形耐火物用金属粉末。 - 【請求項３】 金属粉末を、高級脂肪酸で表面処理した
のち第１りん酸塩にて表面処理し、さらにその表面をり
ん酸塩被膜強化物質で表面処理することを特徴とする、
金属アルミニウムまたはその合金からなる不定形耐火物
用金属粉末の製造方法。 - 【請求項４】 前記高級脂肪酸として、ステアリン酸、
イソステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パルミチ
ン酸およびミリスチン酸から選ばれるいずれか１種もし
くは２種以上の混合物を用い、前記第１りん酸塩として
りん酸二水素アンモニウムを用い、前記りん酸塩被膜強
化物質として、脂肪酸ポリエチレングリコールジエステ
ル、オキシエチレン・プロピレンブロックポリマー、エ
ポキシ樹脂、フラン樹脂、流動パラフィンおよびエチル
ヘキシルアシッドホスフェートのなかから選ばれるいず
れか１種あるいは２種以上の混合物を用いることを特徴
とする、請求項３に記載の製造方法。 - 【請求項５】 金属粉末に対し、外枠量で、１〜３重量
％の高級脂肪酸、５〜30重量％の第１りん酸塩、２〜20
重量％のりん酸塩被膜強化物質をそれぞれ添加して表面
処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9264742A JPH11100279A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 不定形耐火物用金属粉末とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9264742A JPH11100279A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 不定形耐火物用金属粉末とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11100279A true JPH11100279A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17407555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9264742A Pending JPH11100279A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 不定形耐火物用金属粉末とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11100279A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006134355A3 (en) * | 2005-06-15 | 2007-03-15 | Halliburton Energy Serv Inc | Gas-generating additives having improved shelf lives for use in cement compositions, and associated methods |
| US7334638B2 (en) | 2005-06-15 | 2008-02-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of improving the shelf life of a cement composition comprising a coated gas-generating material |
| US7473313B2 (en) | 2005-06-15 | 2009-01-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Gas-generating additives having improved shelf lives for use in cement compositions |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP9264742A patent/JPH11100279A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006134355A3 (en) * | 2005-06-15 | 2007-03-15 | Halliburton Energy Serv Inc | Gas-generating additives having improved shelf lives for use in cement compositions, and associated methods |
| US7334638B2 (en) | 2005-06-15 | 2008-02-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of improving the shelf life of a cement composition comprising a coated gas-generating material |
| US7473313B2 (en) | 2005-06-15 | 2009-01-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Gas-generating additives having improved shelf lives for use in cement compositions |
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