JPH1149581A - 無機繊維軽量多孔質セラミック材及びその製造方法 - Google Patents

無機繊維軽量多孔質セラミック材及びその製造方法

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JPH1149581A
JPH1149581A JP22093097A JP22093097A JPH1149581A JP H1149581 A JPH1149581 A JP H1149581A JP 22093097 A JP22093097 A JP 22093097A JP 22093097 A JP22093097 A JP 22093097A JP H1149581 A JPH1149581 A JP H1149581A
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fiber
fibers
inorganic
porous ceramic
ceramic material
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JP22093097A
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Yoshimoto Katou
芳基 加藤
Misao Iwata
美佐男 岩田
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Noritake Co Ltd
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Noritake Co Ltd
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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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/46—Rock wool ; Ceramic or silicate fibres
    • C04B14/4618—Oxides
    • C04B14/4631—Silica
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の多孔質セラミック材よりも軽量性や断熱
性に優れると共に、耐熱性・耐酸化性にも優れる無機繊
維軽量多孔質セラミック材及びその製造方法を提供する
ことである。 【解決手段】無機質繊維及び窒化ホウ素粉末が分散する
分散液のｐＨを調整して前記窒化ホウ素粉末を捕集した
前記無機質繊維の凝集体を形成し、前記凝集体の乾燥し
た真空成形体を焼成するという製造方法により得られ
る、全ての無機質繊維のうちの８０ｗｔ％が径５μｍの
非晶質シリカ繊維であり、残りの２０ｗｔ％がアルミナ
繊維であり、ボロシリケート、アルミナボロシリケート
の１種以上を結合剤として繊維間が融着され、空隙率が
９８％であり、気孔径が５０μｍを越える無機繊維軽量
多孔質セラミック材。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無機繊維軽量多孔
質セラミック材及びその製造方法に関する。特に、無機
繊維の径と、必要であればさらに、用いる無機繊維の種
類とその重量比を制御し、軽量で空隙率が多く、かつ、
断熱性に富む無機繊維軽量多孔質セラミック材及びその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平６−３４０４７８号公報に
は、シリカ非晶質繊維８５０ｇとアルミナ結晶質繊維２
４０ｇと酸化ホウ素粉末５４．５ｇから成る成形体を、
乾燥し焼成して、かさ密度０．１１ｇ／ｃｍ3の軽量耐
火物を得た旨が記載されている（４頁５欄１６〜３７
行）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の軽
量耐火物は、軽量性や断熱性がなお不十分であった。本
発明の目的は、上記従来の軽量耐火物の問題点を解消
し、従来の多孔質セラミック材よりも軽量性や断熱性に
優れると共に、耐熱性・耐酸化性にも優れる無機繊維軽
量多孔質セラミック材及びその製造方法を提供すること
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、特定の無機
質繊維とホウ素酸化物形成原料粉末が分散する分散液の
ｐＨを調整することにより、前記ホウ素酸化物形成原料
粉末を捕集した前記無機質繊維の凝集体を当該凝集体の
凝集の程度（密度）を制御して得ることができること、
また、前記分散液のｐＨの調整により前記凝集体の凝集
の程度（密度）を制御することができると共に焼成後に
得られる軽量耐火物の空隙率を制御することができるこ
と、さらには前記凝集体の成形体を焼成して得られた無
機繊維軽量多孔質セラミック材は、空隙率が極めて大き
く超軽量であると共に気孔径が大きく、熱伝導率が小さ
いという優れた特性を有することを見出し、本発明を完
成するに至った。
【０００５】即ち、本発明によれば、次の無機繊維軽量
多孔質セラミック材及びその製造方法により、上記目的
を達成することができる。
【０００６】実質的に非晶質のシリカ繊維を主たる無
機質繊維とし、アルミナ繊維、アルミノシリケート繊
維、アルミノボロシリケート繊維のうちの一つ又は複数
の繊維を補強用無機質繊維として含み、ボロシリケー
ト、アルミナボロシリケートの１種以上を結合剤として
繊維間が融着され、空隙率が９５％以上であり、気孔径
が５０μｍを越える無機繊維軽量多孔質セラミック材。
【０００７】熱伝導率が０．２１Ｗ／ｍ・Ｋ未満である
上記無機繊維軽量多孔質セラミック材。前記実質的に非
晶質のシリカ繊維の径は２μｍを越える上記無機繊維軽
量多孔質セラミック材。前記実質的に非晶質のシリカ繊
維の径は２μｍ以下であり、前記実質的に非晶質のシリ
カ繊維の重量Ｓ１と前記補強用無機質繊維の重量Ｈの重
量比Ｓ１／Ｈが３／２≦Ｓ１／Ｈ＜４である上記無機繊
維軽量多孔質セラミック材。
【０００８】前記実質的に非晶質のシリカ繊維の径は２
μｍ以下であり、含有する全ての無機質繊維における前
記実質的に非晶質のシリカ繊維の含有率は５０ｗｔ％以
上８０ｗｔ％未満であり、前記補強用無機質繊維の含有
率は２０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満である上記無機繊維
軽量多孔質セラミック材。８００℃以上の耐熱性及び８
００℃以上の耐熱衝撃性を有する上記無機繊維軽量多孔
質セラミック材。含有する全ての無機質繊維の全重量に
対する結合剤の重量が３〜７．５ｗｔ％である上記無機
繊維軽量多孔質セラミック材。前記実質的に非晶質のシ
リカ繊維は、真比重が２．５ｇ／ｃｍ3以下である上記
無機繊維軽量多孔質セラミック材。
【０００９】無機質繊維及びホウ素酸化物形成原料粉
末が分散する分散液のｐＨを調整して前記ホウ素酸化物
形成原料粉末を捕集した前記無機質繊維の凝集体を形成
する凝集体形成工程と、前記凝集体の成形体を１２００
〜１４００℃の温度で焼成する焼成工程を含み、前記凝
集体形成工程における前記無機質繊維として、径が２μ
ｍを越える実質的に非晶質のシリカ繊維を主原料として
含有し、アルミナ繊維、アルミノシリケート繊維、アル
ミノボロシリケート繊維のうちの一つ又は複数の繊維を
副原料として含有する無機質繊維を用いる無機繊維軽量
多孔質セラミック材の製造方法。
【００１０】前記凝集体形成工程における無機質繊維と
して、径が２μｍ以下の実質的に非晶質のシリカ繊維を
主原料として含有し、アルミナ繊維、アルミノシリケー
ト繊維、アルミノボロシリケート繊維のうちの一つ又は
複数の繊維を副原料として含有する無機質繊維を用い、
前記主原料の重量Ｓ２と前記副原料の重量Ｆの重量比Ｓ
２／Ｆを３／２≦Ｓ２／Ｆ＜４にする上記無機繊維軽量
多孔質セラミック材の製造方法。前記分散液を成形直前
にｐＨ３〜９に調整し、前記無機質繊維の凝集の程度を
変化させることによって、焼成後に得られる無機繊維軽
量多孔質セラミック材の空隙率を制御する上記無機繊維
軽量多孔質セラミック材の製造方法。なお、本発明にお
いて数値範囲の記載は、両端値のみならず、その中に含
まれる全ての任意の中間値を含むものとする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔無機繊維軽量多孔質セラミック材〕本発明の無機繊維
軽量多孔質セラミック材は、実質的に非晶質のシリカ繊
維を主たる無機質繊維とし、アルミナ繊維、アルミノシ
リケート繊維、アルミノボロシリケート繊維のうちの一
つ又は複数の繊維を補強用無機質繊維として含み、ボロ
シリケート、アルミナボロシリケートの１種以上を結合
剤として繊維間が融着されている。
【００１２】実質的に非晶質とは、Ｘ線回折的に非晶質
のみから構成されることである。例えば図５に示すとお
りである。図５は、シリカ非晶質繊維７６．８ｗｔ％、
アルミナ繊維１９．２ｗｔ％、窒化ホウ素４ｗｔ％で調
合した乾燥成形体を１３００℃で焼成して得られた焼成
体のＸＲＤパターンであり、補強用無機質繊維のアルミ
ナ繊維のコランダムのピークは確認できるが、クリスト
バライトのピークは確認できず、シリカ非晶質繊維の非
晶質パターンだけである。
【００１３】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
は、空隙率が９５％以上であり、好ましくは９５〜９８
％（より好ましくは９６〜９８％、さらに好ましくは９
７〜９８％）である。本発明の無機繊維軽量多孔質セラ
ミック材は、気孔径が５０μｍを越え、好ましくは５５
〜１００μｍ、より好ましくは６０〜９０μｍ、最も好
ましくは７０〜８０μｍである。
【００１４】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
は、熱伝導率が好ましくは０．２１Ｗ／ｍ・Ｋ未満（好
ましくは０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下、より好ましくは０．
１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、さらに好ましくは０．０７５Ｗ／
ｍ・Ｋ以下、よりさらに好ましくは０．０４９Ｗ／ｍ・
Ｋ以下、特に好ましくは０．０４０Ｗ／ｍ・Ｋ以下）で
あり、０．０５７Ｗ／ｍ・Ｋ以下にすることができる。
【００１５】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
は、嵩密度が０．１０５ｇ／ｃｍ3未満（好ましくは
０．１００ｇ／ｃｍ3以下、より好ましくは０．０９５
〜０．１００ｇ／ｃｍ3）にすることができ、高さ方向
の引張り強度が２．５ｋｇｆ／ｃｍ2（およそ０．２４
５ＭＰａ）以上（好ましくは０．２９４ＭＰａ以上）に
することができる。
【００１６】高さ方向の引張り強度における「高さ方
向」とは、成形時における加圧方向のことであり、通常
は、成形に用いるプレス装置の軸方向のことをいう。例
えば、プレス装置により得られた成形体のプレス面に対
して直交する方向である。
【００１７】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
における無機質繊維は、好ましくは、Ｘ線回折的に非晶
質の繊維のみから構成されるか、又はＸ線回折的に非晶
質の繊維を主として構成される。例えば、無機質繊維が
シリカ繊維の場合、Ｘ線回折的に非晶質のシリカ繊維の
みから構成されるとは、ＳｉＯ2の明確なメインピーク
が現れないことをいう。
【００１８】前記実質的に非晶質のシリカ繊維の径が２
μｍを越える場合は、好ましくは２．５μｍ以上、より
好ましくは３．５〜７μｍ、さらに好ましくは４〜６μ
ｍ、最も好ましくは４．５〜５．５μｍである。
【００１９】前記実質的に非晶質のシリカ繊維の径が２
μｍ以下の場合は、好ましくは０．５〜２μｍ、より好
ましくは１〜２μｍであり、さらに、前記実質的に非晶
質のシリカ繊維の重量Ｓ１と前記補強用無機質繊維の重
量Ｈの重量比Ｓ１／Ｈが３／２≦Ｓ１／Ｈ＜４（好まし
くは３／２≦Ｓ１／Ｈ＜７／３）である。
【００２０】前記実質的に非晶質のシリカ繊維の径は２
μｍ以下の場合は、含有する全ての無機質繊維における
前記実質的に非晶質のシリカ繊維の含有率は５０ｗｔ％
以上８０ｗｔ％未満（好ましくは６０〜８０ｗｔ％、よ
り好ましくは６０〜７０ｗｔ％）であり、前記補強用無
機質繊維の含有率は２０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満（好
ましくは２０〜４０ｗｔ％、より好ましくは３０〜４０
ｗｔ％）である。
【００２１】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
が含有する無機質繊維は、実質的に非晶質のシリカ繊維
が５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％未満であり（より好ましく
は６５〜７５ｗｔ％）、アルミナ繊維、アルミノシリケ
ート繊維、アルミノボロシリケート繊維のうちの一つ又
は複数の繊維が２０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満（より好
ましくは２５〜３５ｗｔ％）にすることができる。
【００２２】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
における無機質繊維と無機結合材の重量比は、無機質繊
維の全重量に対して無機結合材が３〜７．５ｗｔ％（よ
り好ましくは３〜６ｗｔ％、さらに好ましくは３〜５ｗ
ｔ％）にすることができる。
【００２３】〔無機繊維軽量多孔質セラミック材の製造
方法〕本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材の製造
方法は、凝集体形成工程と焼成工程を含む。凝集体形成
工程は、無機質繊維及びホウ素酸化物形成原料粉末が分
散する分散液のｐＨを調整して前記ホウ素酸化物形成原
料粉末を捕集した前記無機質繊維の凝集体を形成する工
程である。この凝集体形成工程により、ホウ素酸化物形
成原料粉末を捕集した前記特定の無機質繊維の凝集体の
成形体を得ることができる。
【００２４】焼成工程は、前記凝集体の成形体を１２０
０〜１４００℃の温度で焼成する工程である。即ち、前
記凝集体形成工程により得られた凝集体の成形体（ホウ
素酸化物形成原料粉末を捕集した前記特定の無機質繊維
の凝集体の成形体）を１２００〜１４００℃の温度で焼
成する工程である。
【００２５】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
の製造方法の第１の態様では、前記凝集体形成工程にお
ける前記無機質繊維として、径が２μｍを越える実質的
に非晶質のシリカ繊維を主原料として含有し、アルミナ
繊維、アルミノシリケート繊維、アルミノボロシリケー
ト繊維のうちの一つ又は複数の繊維を副原料として含有
する無機質繊維を用いる。
【００２６】前記実質的に非晶質のシリカ繊維の径が２
μｍを越える場合は、当該径は好ましくは２．５μｍ以
上、より好ましくは３．５〜７μｍ、さらに好ましくは
４〜６μｍ、最も好ましくは４．５〜５．５μｍにす
る。この第１の態様において、前記主原料の重量Ｓ２と
前記副原料の重量Ｆの重量比Ｓ２／Ｆは、好ましくは３
／２≦Ｓ２／Ｆ≦４（好ましくは７／３≦Ｓ２／Ｆ≦
４）にする。
【００２７】前記実質的に非晶質のシリカ繊維の径が２
μｍを越える場合は、含有する全ての無機質繊維におけ
る前記実質的に非晶質のシリカ繊維の含有率は５０〜８
０ｗｔ％（好ましくは７０〜８０ｗｔ％）であり、前記
補強用無機質繊維の含有率は２０〜５０ｗｔ％（好まし
くは２０〜３０ｗｔ％）である。
【００２８】例えば、２．５ｇ／ｃｍ3以下の真比重で
５μの直径の非晶質シリカ繊維を８０ｗｔ％、２．５〜
４ｇ／ｃｍ3の真比重で３μの直径のアルミナ繊維を２
０ｗｔ％、これらの無機質繊維の全重量に対して窒化ホ
ウ素を３ｗｔ％とし、前記各繊維を洗浄液（ｐＨ２〜
３）にて分散洗浄し、成形直前に前記繊維と前記窒化ホ
ウ素が分散する分散液をｐＨ３〜９に調整し、繊維の凝
集の程度を制御することにより、嵩密度が０．１００±
０．０５０ｇ／ｃｍ3と軽量であり、空隙率が９８％、
熱伝導率が０．０３５Ｗ／ｍ・Ｋと断熱性に富む無機繊
維軽量多孔質セラミック材が得られた。
【００２９】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
の製造方法の第２の態様では、前記凝集体形成工程にお
ける無機質繊維として、径が２μｍ以下（好ましくは
０．５〜２μｍ、より好ましくは１〜２μｍ）の実質的
に非晶質のシリカ繊維を主原料として含有する。この場
合において、アルミナ繊維、アルミノシリケート繊維、
アルミノボロシリケート繊維のうちの一つ又は複数の繊
維を副原料として含有する無機質繊維を用い、さらに前
記主原料の重量Ｓ２と前記副原料の重量Ｆの重量比Ｓ２
／Ｆを３／２≦Ｓ２／Ｆ＜４（好ましくは３／２≦Ｓ２
／Ｆ＜７／３）にする。
【００３０】前記実質的に非晶質のシリカ繊維の径が２
μｍ以下の場合は、含有する全ての無機質繊維における
前記実質的に非晶質のシリカ繊維の含有率は５０ｗｔ％
以上８０ｗｔ％未満（好ましくは６０〜８０ｗｔ％、よ
り好ましくは６０〜７０ｗｔ％）であり、前記補強用無
機質繊維の含有率は２０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満（好
ましくは２０〜４０ｗｔ％、より好ましくは３０〜４０
ｗｔ％）である。
【００３１】例えば、２．５ｇ／ｃｍ3以下の真比重で
２μの直径の非晶質シリカ繊維と、２．５〜４ｇ／ｃｍ
3の真比重で３μの直径のアルミナ繊維を用いて、非晶
質シリカ繊維の重量をＳ２としアルミナ繊維の重量をＡ
とした場合のＳ２：Ａの重量比を、それぞれ８０：２
０、７０：３０、６０：４０にすると、以下のようにな
った。Ｓ２：Ａの重量比が８０：２０の場合には、嵩密
度が０．１０５ｇ／ｃｍ3、空隙率が９５％、熱伝導率
が０．０５７Ｗ／ｍ・Ｋのものが得られ、Ｓ２：Ａの重
量比が７０：３０の場合には、嵩密度が０．１００ｇ／
ｃｍ3、空隙率が９６％、熱伝導率が０．０４９Ｗ／ｍ
・Ｋのものが得られ、Ｓ２：Ａの重量比が６０：４０の
場合には、嵩密度が０．０９５ｇ／ｃｍ3、空隙率が９
７％、熱伝導率が０．０４２Ｗ／ｍ・Ｋのものが得ら
れ、それぞれ軽量でかつ、断熱性に富む無機繊維軽量多
孔質セラミック材が得られた。
【００３２】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
の製造方法は、前記凝集体形成工程よりも前に、凝集体
形成工程で用いる無機質繊維を洗浄する洗浄工程を設け
ることができる。この無機質繊維の洗浄工程は、ｐＨ２
〜３の洗浄液に無機質繊維を分散させて分散洗浄する工
程である。
【００３３】ホウ素酸化物形成原料粉末としては、水に
溶解しない非金属系のホウ化物を用いることができ、か
かるホウ化物としては例えば窒化ホウ素（ＢＮ）、炭化
ホウ素（Ｂ4Ｃ）、ホウ化珪素（ＳｉＢ4、ＳｉＢ6）等
がある。好ましくは、窒化ホウ素を用いる。窒化ホウ素
としては、六方晶窒化ホウ素あるいは立方晶窒化ホウ素
を用いることができるが、好ましくは安価な六方晶窒化
ホウ素を用いる。
【００３４】ホウ素酸化物形成原料粉末として窒化ホウ
素粉末を用いた場合、前記分散液における前記窒化ホウ
素粉末の重量は、好ましくは無機質繊維の全重量に対し
て３〜７．５ｗｔ％（より好ましくは３〜６ｗｔ％、さ
らに好ましくは３〜５ｗｔ％）にする。
【００３５】前記分散液のｐＨは、弱酸性（好ましくは
ｐＨ３〜６）にする。前記分散液は、焼成後に得られる
無機繊維軽量多孔質セラミック材の空隙率（９５％以
上）に対応するｐＨ３〜９の範囲内の所定ｐＨに調整す
ることができる。前記凝集体の成形体は、通常は、乾燥
させた成形体を用いる。
【００３６】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
の製造方法により本発明の無機繊維軽量多孔質セラミッ
ク材を製造することができる。以下、本発明の無機繊維
軽量多孔質セラミック材の製造方法により、本発明の無
機繊維軽量多孔質セラミック材を製造する場合の好適な
実施形態について説明する。
【００３７】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
は、好ましくは、前記特定の無機質繊維と前記ホウ素化
合物粉末を水中で分散、混合した後、真空成形し、乾燥
後１２００〜１４００℃の温度で焼成することで製造さ
れる。
【００３８】上記無機質繊維のうちの主原料としては、
無機繊維軽量多孔質セラミック材全体の嵩密度を低下さ
せるという点から、比重の小さい実質的に非晶質のシリ
カ質の無機質繊維を選択する。シリカ質繊維は、真比重
で約２．０ｇ／ｃｍ3と無機繊維軽量多孔質セラミック
材で主に使用されているアルミナ繊維の３〜４ｇ／ｃｍ
3や、アルミノボロシリケート繊維の２．７ｇ／ｃｍ3よ
りも軽量である。シリカ質繊維は、好ましくはＳｉＯ2
を９９ｗｔ％以上含有するものを用いる。
【００３９】また、本発明の無機繊維軽量多孔質セラミ
ック材に含まれるシリカ質繊維は、高温雰囲気での使用
や、急熱、急冷の使用を考慮しているためにガラス転移
点のあるシリカガラス質繊維ではなくシリカ非晶質繊維
（実質的に非晶質のシリカ繊維、以下同様）であるべき
である。しかしながら、シリカ非晶質繊維は繊維自体の
強度は弱いため、本発明の無機繊維軽量多孔質セラミッ
ク材はアルミナ繊維、アルミノシリケート繊維、アルミ
ノボロシリケート繊維のうちの一つ又は複数の繊維を補
強用無機質繊維として含有するということが、無機繊維
軽量多孔質セラミック材全体の強度向上には望ましい。
アルミナ繊維は、好ましくはＡｌ2Ｏ3を９６ｗｔ％以上
含有するものを用いる。
【００４０】また、シリカ非晶質繊維は加熱されると結
晶化しクリストバライトとなり繊維自体が更に脆くなる
のみならず、クリストバライトは２５０℃付近で相転移
に伴う体積変化を起こすことから、シリカ非晶質繊維を
用いて得られた無機繊維軽量多孔質セラミック材に対し
て加熱、冷却を繰り返すと亀裂を発生してしまう。本発
明の無機繊維軽量多孔質セラミック材は前述したように
急熱、急冷での使用を考慮しているため、クリストバラ
イトの生成やその体積変化は望ましくない。そのため、
本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材を製造する場
合は、製造過程における加熱、焼成後もシリカ非晶質繊
維を非晶質のまま保持する必要がある。そこで、シリカ
の結晶化抑制材料を用いる。
【００４１】シリカの結晶化抑制材料としてはホウ素が
良く知られている。また、ホウ素は無機結合材としても
働き、シリカと反応しボロシリケートを生成し、シリカ
及びアルミナとアルミノボロシリケートを生成すること
から無機質繊維間を融着させることを可能とする。従っ
て、シリカ非晶質繊維を使用する場合には無機結合材は
ホウ素化合物を使用する。
【００４２】ホウ素化合物としては様々な化合物が知ら
れているが金属ホウ化物はシリカ非晶質繊維を結晶化さ
せる可能性があるのみならず、ボロシリケート、アルミ
ノボロシリケートのガラス化温度を変化させ無機質繊維
間の融着を阻害するため望ましくない。非金属系のホウ
化物としては酸化ホウ素（Ｂ2０3）、窒化ホウ素（Ｂ
Ｎ）、炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）、ホウ化珪素（ＳｉＢ4、Ｓ
ｉＢ6）等が知られているが、酸化ホウ素は水溶性であ
り、本発明の製造方法で用いている水中での分散、混合
には適していない。窒化ホウ素、炭化ホウ素、ホウ化珪
素は、それぞれ使用可能であるが、入手の容易さから窒
化ホウ素の方が望ましい。
【００４３】無機質繊維の直径は無機繊維軽量多孔質セ
ラミック材の嵩密度を小さくするために細い方が望まし
いが、細すぎると無機繊維軽量多孔質セラミック材全体
の強度が低下してしまうために、特に０．６５〜４μｍ
程度（好ましくは０．６５〜２．７μｍ）が望ましい。
【００４４】また、無機質繊維の長さには特に制限はな
いが、無機質繊維の長さが長すぎると水中への分散の際
に、分散し難くなる。また、無機質繊維の長さが短すぎ
ると無機質繊維間の絡み合いが少なくなり無機繊維軽量
多孔質セラミック材全体の強度が低下してしまう。その
ため、無機質繊維の長さは１〜３０ｍｍ程度が望まし
い。
【００４５】なお、シリカ非晶質繊維と補強用無機質繊
維（アルミナ繊維、アルミノシリケート繊維、アルミノ
ボロシリケート繊維のうちの一つ又は複数の繊維）との
割合は、超軽量の無機繊維軽量多孔質セラミック材が欲
しい場合にはシリカ繊維の重量割合を多くし、強度が欲
しい場合には補強用無機質繊維を多くすればよい。
【００４６】無機結合材として添加する窒化ホウ素（ホ
ウ素酸化物形成原料）は１２００〜１４００℃で焼成す
る際に酸化し、無機質繊維とボロシリケート、又はアル
ミノボロシリケートを生成させ無機質繊維の界面を融着
させなければならないため、本発明の製造方法でホウ素
酸化物形成原料粉末として窒化ホウ素粉末を用いる場合
の窒化ホウ素粒度は、９００〜１２００℃付近で酸化反
応を起こす程度の粒度が望ましい。
【００４７】９００℃よりも低温で酸化反応を起こすと
無機質繊維と反応する前に窒化ホウ素が酸化して生成し
た酸化ホウ素の昇華が進み、所定量よりもホウ素量が不
足し、製造した無機繊維軽量多孔質セラミック材の強度
低下の原因となる。また、１２００℃よりも高い温度で
酸化する窒化ホウ素では焼成時の最高温度保持の間に窒
化ホウ素の酸化、無機質繊維との反応が起こるために最
高温度保持時間を長くする必要が発生しコスト的に不利
である。最も望ましくは１０００℃付近で最も活発な酸
化反応が起こる窒化ホウ素である。窒化ホウ素は扁平な
形状をしているため、測定方法により平均粒径は大きく
異なるので、あくまでも、本発明の製造方法で窒化ホウ
素粉末をホウ素酸化物形成原料粉末として使用する場合
の窒化ホウ素の粒度は、酸化反応を引き起こす温度から
決定すべきである。
【００４８】窒化ホウ素は無機質繊維の全重量に対して
約３〜７．５ｗｔ％（より好ましくは３〜６ｗｔ％、さ
らに好ましくは３〜５ｗｔ％）添加する。３ｗｔ％未満
では無機質繊維間の融着度合いが低く嵩密度は低くなる
が強度が不足する。特に、シリカ非晶質繊維を使用する
場合には３ｗｔ％以上ホウ素化合物粉末を添加しない
と、焼結中にシリカ非晶質繊維の一部が結晶化してしま
い無機繊維軽量多孔質セラミック材の強度を著しく低下
させてしまう。また、７．５ｗｔ％よりも多くホウ素化
合物粉末を添加しても、嵩密度を増加させるだけで、強
度上昇も確認できないためである。
【００４９】無機質繊維はそのまま水中に分散させるこ
とは困難であるので、一旦ｐＨ２〜３程度の強酸水溶液
中に攪拌モータにて１〜２時間分散させ、無機質繊維表
面に親水基を吸着させる。強酸水溶液を除去した後、水
を加え無機質繊維を１５〜３０分程度攪拌モータで攪拌
する。その後、加えた水を除去し、再度水を加え無機質
繊維を１５〜３０分程度攪拌モータで攪拌すれば、水中
に均質に分散できる。
【００５０】水を加え攪拌したのち、一旦水を除去する
のは、無機質繊維、特にシリカ非晶質繊維は強酸水溶液
中に長時間分散させておくと溶解が開始するためであ
り、無機質繊維を分散させる水溶液のｐＨを３〜６程度
にする必要があるからである。２回の脱水でｐＨが３よ
りも大きくならない場合には、ｐＨが３よりも大きくな
るまで同様の操作を行う。
【００５１】この時用いる水は水道水でも構わないが脱
イオン水の方が望ましい。特に、シリカ非晶質繊維を用
いる場合には、水道水中のナトリウム、カリウム、マグ
ネシウムといったアルカリ金属、及びアルカリ土類金属
がシリカ非晶質繊維の結晶化を促進するため、脱イオン
水を使用する。
【００５２】強酸水溶液中、及び水中に無機質繊維を分
散させる際には、無機質繊維を全体の１〜３ｗｔ％程度
になるように分散させることが望ましい。分散させる際
の無機質繊維の重量割合を大きくすると、分散させる攪
拌モータの出力を大きくする必要があり、分散中に無機
質繊維を短く折ってしまい、無機繊維軽量多孔質セラミ
ック材全体の強度を低下させてしまう可能性がある。
【００５３】窒化ホウ素粉末は攪拌モータと超音波洗浄
機を用いてｐＨ３〜６の水溶液中に分散させておく。こ
れは一つには窒化ホウ素が弱酸性域で分散が良好である
ためであり、もう一つには分散させた無機質繊維懸濁液
に合わせるためである。窒化ホウ素の分散はｐＨ３〜６
の水溶液に対し、１．５〜２．０ｗｔ％とすることが望
ましい。窒化ホウ素粉末を分散させた後、窒化ホウ素懸
濁液を無機質繊維を分散させたｐＨが３よりも大きい水
溶液中に加え、３０分間程度混合する。
【００５４】無機質繊維はｐＨ３〜６の弱酸域で水中に
分散されているが、無機質繊維はｐＨをアルカリ側に変
化させることで分散状態から凝集状態へと変化する。凝
集した無機質繊維は脱水・成形時に緩衝材料のように抵
抗として働くため、無機質繊維の凝集度合いを変化させ
ることにより、成形時の抵抗の度合いを変化させ、その
結果得られる無機質繊維の成形体の充填度合いを変化さ
せる。即ち、凝集状態の無機質繊維が多いほど成形時の
抵抗が大きくなり成形体生密度は小さくでき、逆に凝集
状態の無機質繊維が少なければ成形時の抵抗が少なく成
形体生密度は大きくできる。
【００５５】また、無機質繊維の凝集体中には窒化ホウ
素等のホウ素酸化物形成原料粉末が捕集されているため
に、焼成時に無機質繊維の界面を効率よく融着でき無機
繊維軽量多孔質セラミック材の強度を向上できる。
【００５６】また、成形中にも無機質繊維の凝集体単位
で成形されるため、無機質繊維の配向を抑制できる。一
般に抄造といった成形方法を用いる場合、加圧により繊
維が加圧方向に垂直に配向してしまい、高さ方向の引っ
張りには著しく弱いとの問題があった。しかしながら、
本発明の製造方法によれば、無機質繊維の配向を抑制で
きるために、高さ方向の引っ張りにも強い無機繊維軽量
多孔質セラミック材を得ることを可能にした。
【００５７】以上の結果、成形直前に前記特定の無機質
繊維と窒化ホウ素粉末等のホウ素酸化物形成原料粉末の
混合水溶液のｐＨを制御することにより、成形体生密
度、焼成体嵩密度、さらには強度を制御することが可能
となる。本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材の空
隙率を９５％以上にするためには、前記特定の無機質繊
維と窒化ホウ素等のホウ素酸化物形成原料粉末の混合懸
濁液のｐＨを成形直前に３以上に調整してやれば良い
が、特に望ましいのはｐＨ３〜９（より好ましくはｐＨ
５〜７）である。ｐＨ９よりもアルカリ側に調整しても
空隙率の上昇は確認できず、廃液の処理等、工程管理が
煩雑になるためである。
【００５８】ｐＨ調整に用いられるｐＨ調整剤は、アン
モニア水、又は酢酸アンモニウム等が望ましく、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム等の金属水酸化物はシリカ
非晶質繊維を結晶させ、無機繊維軽量多孔質セラミック
材全体の強度を著しく低下させてしまうため望ましくな
い。
【００５９】従来技術の多くでは、軽量耐火物の嵩密度
の制御は、加える耐熱性無機質粉末や無機結合材の添加
量の制御、又は成形体に加える加圧の程度で行われてい
た。本発明の製造方法を用いれば、同じ原料、同じ調
合、同じ成形法を用いてもｐＨ調整により軽量耐火物の
空隙率を変化させることができるということが本発明の
製造方法の特徴である。
【００６０】ｐＨ制御を行った前記特定の無機質繊維と
ホウ素化合物粉末等のホウ素酸化物形成原料粉末の混合
懸濁液は真空成形により脱水、成形する。その後、８０
〜１１０℃で乾燥し、ホウ素酸化物形成原料粉末として
窒化ホウ素を用いた場合は、窒化ホウ素が酸化し無機質
繊維と反応する温度以上の１２５０〜１４００℃（好ま
しくは１３００〜１４００℃）で焼成する。昇温速度は
成形体内部まで均一な温度になるように選択されるべき
であり、１時間で１００〜２５０℃昇温させる程度、即
ち１００〜２５０℃／ｈｒ．（好ましくは１００〜２０
０℃／ｈｒ．）程度が望ましい。
【００６１】最高温度での保持時間は９００〜１２００
℃で酸化反応を起こす窒化ホウ素を使用しているならば
１〜２時間で良い。また、焼成時の雰囲気は焼成中に無
機質繊維と窒化ホウ素とがボロシリケート、又はアルミ
ノボロシリケートを作りやすいように酸化雰囲気とする
べきである。
【００６２】
【実施例】
［実施例１］ １−１．シリカ非晶質繊維（米国Ｓｈｕｌｌｅｒ社製Ｑ
Ｃ−Ｆｉｂｅｒ、純度：９９．７ｗｔ％ＳｉＯ2、真比
重：２．３ｇ／ｃｍ3、繊維径：５μｍ）４５０ｇを２
バッチ分（計９００ｇ）、それぞれｐＨ２の塩酸水溶液
３０リットル（ｌ）中に攪拌モータを用いて２時間分散
させ、強酸水溶液を除去した。強酸水溶液を除去したシ
リカ非晶質繊維に脱イオン水をそれぞれ３０リットル
（ｌ）加え、攪拌モータで２０分間分散後、分散液を除
去する操作を２回繰り返した。
【００６３】１−２．アルミナ繊維（英国ＩＣＩ社製Ｓ
ＡＦＦＩＬ、純度：９６ｗｔ％Ａｌ2Ｏ3、真比重：３．
２ｇ／ｃｍ3、繊維径：３μｍ）２２５ｇもｐＨ２の塩
酸水溶液３５リットル（ｌ）中に攪拌モータを用いて２
時間分散させ、強酸水溶液を除去した。強酸水溶液を除
去したアルミナ繊維に脱イオン水を３５リットル（ｌ）
加え、攪拌モータで２０分間分散後、分散液を除去する
操作を２回繰り返した。
【００６４】１−３．このシリカ非晶質繊維とアルミナ
繊維を混合し、六方晶窒化ホウ素粉末（電気化学工業
（株）製デンカボロンナイトライド、平均粒径：７．３
μｍ）３４．８ｇを分散させた水溶液３リットル（ｌ）
を加え攪拌モータで３０分間混合した後、濃アンモニア
水（２８％ＮＨ3）でｐＨ３〜４に調整した。
【００６５】１−４．ｐＨ調整後、□３６０ｍｍ（３６
０ｍｍ×３６０ｍｍ）の真空成形機中で脱水、成形高さ
１２５ｍｍまで脱水・成形し、オーブンにて１００℃×
４８時間で乾燥した。乾燥後、成形体を大気雰囲気中１
３１５℃×１．５時間焼成した。その後、焼成体より□
１００ｍｍ×２ｔｍｍ（縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×
厚さ２ｍｍ）の平板を切り出しＴ．Ｐ（テストピース）
とした。
【００６６】［参考例１］ ２−１．シリカ非晶質繊維（米国Ｓｈｕｌｌｅｒ社製Ｑ
−Ｆｉｂｅｒ、純度：９９．７ｗｔ％ＳｉＯ2、真比
重：２．０ｇ／ｃｍ3、繊維径：２μｍ）４５０ｇを２
バッチ分（計９００ｇ）、それぞれｐＨ２の塩酸水溶液
３０リットル（ｌ）中に攪拌モータを用いて２時間分散
させ、強酸水溶液を除去した。強酸水溶液を除去したシ
リカ非晶質繊維に脱イオン水をそれぞれ３０リットル
（ｌ）加え、攪拌モータで２０分間分散後、分散液を除
去する操作を２回繰り返した。
【００６７】２−２．アルミナ繊維（英国ＩＣＩ社製Ｓ
ＡＦＦＩＬ、純度：９６ｗｔ％Ａｌ2Ｏ3、真比重：３．
２ｇ／ｃｍ3、繊維径：３μｍ）２２５ｇもｐＨ２の塩
酸水溶液３５リットル（ｌ）中に攪拌モータを用いて２
時間分散させ、強酸水溶液を除去した。強酸水溶液を除
去したアルミナ繊維に脱イオン水を３５リットル（ｌ）
加え、攪拌モータで２０分間分散後、分散液を除去する
操作を２回繰り返した。
【００６８】２−３．このシリカ非晶質繊維とアルミナ
繊維を混合し、六方晶窒化ホウ素粉末（電気化学工業
（株）製デンカボロンナイトライド、平均粒径：７．３
μｍ）３４．８ｇを分散させた水溶液３リットル（ｌ）
を加え攪拌モータで３０分間混合した後、濃アンモニア
水（２８％ＮＨ3）でｐＨ８〜９に調整した。
【００６９】２−４．ｐＨ調整後、□３６０ｍｍ（縦３
６０ｍｍ×横３６０ｍｍ）の真空成形機中で脱水、成形
高さ１２５ｍｍまで脱水・成形し、オーブンにて１００
℃×４８時間で乾燥した。乾燥後、成形体を大気雰囲気
中１３１５℃×１．５時間焼成した。その後、焼成体よ
り□１００ｍｍ×２ｔｍｍ（縦１００ｍｍ×横１００ｍ
ｍ×厚さ２ｍｍ）の平板を切り出しＴ．Ｐ（テストピー
ス）とした。
【００７０】［評価方法］評価方法は、実施例１及び参
考例１のそれぞれのＴ．Ｐの嵩密度（外寸、重量により
測定）、引張強度、熱伝導率（ホットワイヤー法により
測定）、空隙率（水銀圧入法により測定）の測定を行っ
た。
【００７１】その結果、次の表１の通り、実施例１の製
造方法により、嵩密度：０．０９５ｇ／ｃｍ3と軽量で
あり、空隙率：９８％、熱伝導率：０．０３５Ｗ／ｍ・
Ｋと断熱性に富む無機繊維軽量多孔質セラミック材が得
られた。また、実施例１で得られた無機繊維軽量多孔質
セラミック材（繊維径５μｍのシリカ非晶質繊維使用）
の細孔径（気孔径）分布（平均８０μｍ）を図３に示
し、参考例１で得られた無機繊維軽量多孔質セラミック
材（繊維径２μｍのシリカ非晶質繊維使用）の細孔径
（気孔径）分布（平均５０μｍ）を図４に示す。なお、
気孔径（細孔径）は、水銀圧入法細孔分布測定装置（マ
イクロメリティックス社製のポロシメータ９３００）に
より測定した。
【００７２】
【表１】
【００７３】［実施例２〜４］シリカ非晶質繊維（米国
Ｓｈｕｌｌｅｒ社製Ｑ−Ｆｉｂｅｒ、純度：９９．７ｗ
ｔ％ＳｉＯ2、真比重：２．０ｇ／ｃｍ3、繊維径：２μ
ｍ）、アルミナ繊維（英国ＩＣＩ社製ＳＡＦＦＩＬ、純
度：９６ｗｔ％Ａｌ2Ｏ3、真比重：３．２ｇ／ｃｍ3、
繊維径：３μｍ）を用いて、使用する全繊維中のシリカ
非晶質繊維をそれぞれ８０ｗｔ％（実施例２）、７０ｗ
ｔ％（実施例３）、６０ｗｔ％（実施例４）にし、使用
する全繊維中のアルミナ繊維を２０ｗｔ％（実施例
２）、３０ｗｔ％（実施例３）、４０ｗｔ％（実施例
４）にし、無機結合剤である六方晶窒化ホウ素粉末（電
気化学工業（株）製デンカボロンナイトライド、平均粒
径：７．３μｍ）を、使用する全繊維の全重量に対して
３ｗｔ％にて各々、前記実施例１と前記参考例１と同様
の方法にて□１００ｍｍ×２ｔｍｍの（縦１００ｍｍ×
横１００ｍｍ×厚さ２ｍｍ）平板Ｔ．Ｐを作製し、前記
実施例１と前記参考例１と同様の評価方法によって測定
を行った。
【００７４】その結果、次の表２の通り、シリカ非晶質
繊維の重量：アルミナ繊維の重量が８０：２０の場合、
嵩密度：０．１０５ｇ／ｃｍ3、空隙率：９５％、熱伝
導率：０．０５７Ｗ／ｍ・Ｋ（実施例２）、シリカ非晶
質繊維の重量：アルミナ繊維の重量が７０：３０の場
合、嵩密度：０．１００ｇ／ｃｍ3、空隙率：９６％、
熱伝導率：０．０４９Ｗ／ｍ・Ｋ（実施例３）、シリカ
非晶質繊維の重量：アルミナ繊維の重量が６０：４０の
場合、嵩密度：０．０９５ｇ／ｃｍ3、空隙率：９７
％、熱伝導率：０．０４２Ｗ／ｍ・Ｋ（実施例４）と、
軽量でかつ、断熱性に富む実施例２〜４の無機繊維軽量
多孔質セラミック材が得られた。
【００７５】
【表２】
【００７６】以上のように、シリカ非晶質繊維の径を５
μｍにすること（実施例１）、また、シリカ非晶質繊維
の径が２μｍの場合には、シリカ非晶質繊維の重量Ｓ２
とアルミナ繊維の重量Ａの重量比Ｓ２／Ａを、３／２≦
Ｓ２／Ａ＜４にすることにより（実施例２〜４）、空隙
率９５％以上で気孔径が５０μｍを越える無機繊維軽量
多孔質セラミック材が得られた。実施例２〜４の無機繊
維軽量多孔質セラミック材の気孔径は、それぞれ５０μ
ｍをわずかに越える（実施例２）、６０μｍ（実施例
３）、６５μｍ（実施例４）である。また、本発明の無
機繊維軽量多孔質セラミック材は、８００℃／１．５時
間急熱・急冷１０回繰り返し試験後の強度低下が７〜９
％であり、かつ、図６に示す通り結晶相の変化も見られ
ないことから、８００℃以上の耐熱性及び８００℃以上
の耐熱衝撃性に富んでいる。
【００７７】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材
は、内部に９５％以上の空隙を有しており、気孔径が５
０μｍを越えるので、軽量で断熱性に富んでいるだけで
なく、通気抵抗が小さく、また、三次元構造になってい
るため、除塵性能が良いと考えられる。これらのことか
ら、触媒、粉塵フィルター等に活用可能である。
【００７８】
【発明の効果】請求項１〜８の無機繊維軽量多孔質セラ
ミック材は、実質的に非晶質のシリカ繊維を主たる無機
質繊維とし、アルミナ繊維、アルミノシリケート繊維、
アルミノボロシリケート繊維のうちの一つ又は複数の繊
維を補強用無機質繊維として含み、ボロシリケート、ア
ルミナボロシリケートの１種以上を結合剤として繊維間
が融着され、空隙率が９５％以上であり、気孔径が５０
μｍを越えるので、軽量性や断熱性に優れると共に、耐
熱性・耐酸化性にも優れる、という基本的な効果を奏す
る。
【００７９】請求項２〜８の無機繊維軽量多孔質セラミ
ック材は、前記特定の構成をさらに具備するので、上記
基本的な効果が顕著である。
【００８０】請求項９〜１０の無機繊維軽量多孔質セラ
ミック材の製造方法は、無機質繊維及びホウ素酸化物形
成原料粉末が分散する分散液のｐＨを調整して前記ホウ
素酸化物形成原料粉末を捕集した前記無機質繊維の凝集
体を形成する凝集体形成工程と、前記凝集体の成形体を
１２００〜１４００℃の温度で焼成する焼成工程を含
み、請求項９では前記凝集体形成工程における前記無機
質繊維として、径が２μｍを越える実質的に非晶質のシ
リカ繊維を主原料として含有し、アルミナ繊維、アルミ
ノシリケート繊維、アルミノボロシリケート繊維のうち
の一つ又は複数の繊維を副原料として含有する無機質繊
維を用い、請求項１０では前記凝集体形成工程における
無機質繊維として、径が２μｍ以下の実質的に非晶質の
シリカ繊維を主原料として含有し、アルミナ繊維、アル
ミノシリケート繊維、アルミノボロシリケート繊維のう
ちの一つ又は複数の繊維を副原料として含有する無機質
繊維を用い、前記主原料の重量Ｓ２と前記副原料の重量
Ｆの重量比Ｓ２／Ｆを３／２≦Ｓ２／Ｆ＜４にするの
で、上記優れた特性を有する本発明の無機繊維軽量多孔
質セラミック材を簡単に製造することができる、という
基本的な効果を奏することができる。
【００８１】請求項１１の無機繊維軽量多孔質セラミッ
ク材は、前記特定の構成をさらに具備するので、上記基
本的な効果が顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】製造原料として用いたシリカ非晶質繊維の繊維
径（μｍ）と、得られた無機繊維軽量多孔質セラミック
材の空隙率（％）及び得られた無機繊維軽量多孔質セラ
ミック材の気孔径（μｍ）の関係を示す図である。
【図２】製造原料として用いたシリカ非晶質繊維とアル
ミナ繊維の重量比（シリカ非晶質繊維の重量：アルミナ
繊維の重量）と、得られた無機繊維軽量多孔質セラミッ
ク材の空隙率（％）の関係を示す図である。
【図３】実施例１で得られた無機繊維軽量多孔質セラミ
ック材（繊維径５μｍのシリカ非晶質繊維使用）の細孔
径分布（平均８０μｍ）を示す図である。
【図４】参考例１で得られた無機繊維軽量多孔質セラミ
ック材（繊維径２μｍのシリカ非晶質繊維使用）の細孔
径分布（平均５０μｍ）を示す図である。
【図５】シリカ非晶質繊維７６．８ｗｔ％、アルミナ繊
維１９．２ｗｔ％、窒化ホウ素４ｗｔ％の乾燥成形体を
１３００℃で焼成して得られた焼成体のＸＲＤパターン
（Ｘ線回折法によるパターン）である。
【図６】本発明の無機繊維軽量多孔質セラミック材の８
００℃／１．５時間の急熱・急冷をしないもの（未処
理）、前記急熱・急冷を５回繰り返したもの及び前記急
熱・急冷を１０回繰り返したもののＸ線回折法によるパ
ターンである。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】実質的に非晶質のシリカ繊維を主たる無機
    質繊維とし、アルミナ繊維、アルミノシリケート繊維、
    アルミノボロシリケート繊維のうちの一つ又は複数の繊
    維を補強用無機質繊維として含み、ボロシリケート、ア
    ルミナボロシリケートの１種以上を結合剤として繊維間
    が融着され、空隙率が９５％以上であり、気孔径が５０
    μｍを越えることを特徴とする無機繊維軽量多孔質セラ
    ミック材。
  2. 【請求項２】熱伝導率が０．２１Ｗ／ｍ・Ｋ未満である
    ことを特徴とする請求項１に記載の無機繊維軽量多孔質
    セラミック材。
  3. 【請求項３】前記実質的に非晶質のシリカ繊維の径は２
    μｍを越えることを特徴とする請求項１〜２のいずれか
    に記載の無機繊維軽量多孔質セラミック材。
  4. 【請求項４】前記実質的に非晶質のシリカ繊維の径は２
    μｍ以下であり、前記実質的に非晶質のシリカ繊維の重
    量Ｓ１と前記補強用無機質繊維の重量Ｈの重量比Ｓ１／
    Ｈは３／２≦Ｓ１／Ｈ＜４であることを特徴とする請求
    項１〜２のいずれかに記載の無機繊維軽量多孔質セラミ
    ック材。
  5. 【請求項５】前記実質的に非晶質のシリカ繊維の径は２
    μｍ以下であり、含有する全ての無機質繊維における前
    記実質的に非晶質のシリカ繊維の含有率は５０ｗｔ％以
    上８０ｗｔ％未満であり、前記補強用無機質繊維の含有
    率は２０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であることを特徴と
    する請求項１〜２及び４のいずれかに記載の無機繊維軽
    量多孔質セラミック材。
  6. 【請求項６】８００℃以上の耐熱性及び８００℃以上の
    耐熱衝撃性を有することを特徴とする請求項１〜５のい
    ずれかに記載の無機繊維軽量多孔質セラミック材。
  7. 【請求項７】含有する全ての無機質繊維の全重量に対す
    る結合剤の重量が３〜７．５ｗｔ％であることを特徴と
    する請求項１〜６のいずれかに記載の無機繊維軽量多孔
    質セラミック材。
  8. 【請求項８】前記実質的に非晶質のシリカ繊維は、真比
    重が２．５ｇ／ｃｍ3以下であることを特徴とする請求
    項１〜７のいずれかに記載の無機繊維軽量多孔質セラミ
    ック材。
  9. 【請求項９】無機質繊維及びホウ素酸化物形成原料粉末
    が分散する分散液のｐＨを調整して前記ホウ素酸化物形
    成原料粉末を捕集した前記無機質繊維の凝集体を形成す
    る凝集体形成工程と、前記凝集体の成形体を１２００〜
    １４００℃の温度で焼成する焼成工程を含み、前記凝集
    体形成工程における前記無機質繊維として、径が２μｍ
    を越える実質的に非晶質のシリカ繊維を主原料として含
    有し、アルミナ繊維、アルミノシリケート繊維、アルミ
    ノボロシリケート繊維のうちの一つ又は複数の繊維を副
    原料として含有する無機質繊維を用いることを特徴とす
    る無機繊維軽量多孔質セラミック材の製造方法。
  10. 【請求項１０】前記凝集体形成工程における無機質繊維
    として、径が２μｍ以下の実質的に非晶質のシリカ繊維
    を主原料として含有し、アルミナ繊維、アルミノシリケ
    ート繊維、アルミノボロシリケート繊維のうちの一つ又
    は複数の繊維を副原料として含有する無機質繊維を用
    い、前記主原料の重量Ｓ２と前記副原料の重量Ｆの重量
    比Ｓ２／Ｆを３／２≦Ｓ２／Ｆ＜４にすることを特徴と
    する請求項９に記載の無機繊維軽量多孔質セラミック材
    の製造方法。
  11. 【請求項１１】前記分散液を成形直前にｐＨ３〜９に調
    整し、前記無機質繊維の凝集の程度を変化させることに
    よって、焼成後に得られる無機繊維軽量多孔質セラミッ
    ク材の空隙率を制御することを特徴とする請求項９〜１
    ０のいずれかに記載の無機繊維軽量多孔質セラミック材
    の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000000402A (ja) * 1998-06-15 2000-01-07 Agency Of Ind Science & Technol 油水分離フィルターとその製造方法
CN111925225A (zh) * 2020-07-21 2020-11-13 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 一种轻质高温低导热坩埚及其制备方法

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