JPS62207780A - 耐熱セラミツクシ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、加熱管、加熱板等の加熱面に当てて使用され
る耐熱セラミックシートに関する。

（従来の技術） 従来、セラミックｌＩＮと１ｌｉＮ径１μｍ以上のガラ
スＩＩ維とから成る無ｌｌ１ｍ維と天然又は合成ｌＩ維
と有機バインダーとを配合成形して成る式の耐熱性シー
トは特許公報に開示されている。

又、天然又は合成ＩＪＡＮを配合せず、セラミック１６
維と繊維径１μｍ以上のガラス繊維とから成る無Ｉａ繊
維を有機バインダーで結着した式の無機質耐熱セラミッ
クシートも公知である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の公知の有機バインダーで１ＩＩｌｔ相ηを結着し
た式の耐熱性シートは、５ｆｆｌｌ＋以下の肉薄且つ強
靭なシートとして得られる便利があるが、比較的引張強
度、耐折強度などの機械的強度が小さく、使用過程にお
いて、その加熱昇温に伴ない石礫バインダーが焼失し、
その時点における強度は著しく低下して、シート全体が
脆弱化して、少しの振動や衝撃で亀裂や欠損、脱落を生
じ、本来の高耐熱性であるセラミック繊維を主体とする
耐熱性シートとしての使用目的をはださず、僅か５００
〜６００℃程度の低温で、使用に適さなくなる不都合を
有する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、かかる従来の耐熱セラミックシートの欠点で
ある常温での比較的小さい上記機械的強度の向上、並に
有機バインダー焼失後にも優れた機械的強度を維持し得
る信頼性の高い耐熱セラミックシートを提供するもので
、セラミック繊維とガラス綴紐とから成る無ｔｗＩ１ｇ
を有機バインダーで結着した式の無機質耐熱セラミック
シートにおいて、該ガラス＄３１　ｉｆｆの全部又は１
部を繊維径１μｍ以下の短ｍ維で構成することを￥ｒｙ
！ｉとする。

（作　用） 本発明の上記耐熱性セラミックシートは、常温において
は、有機バインダーによる繊維間の結着と特に！Ｉ維径
径１μｍ以下細い短繊維とセラミックＩ１ｍとの良好な
絡み結着により、極めて大きい機械的強度が得られ、特
に、５１１１１以下の場合には、強靭且つ肉薄のベーパ
ー状のセラミックシートを提供する。

更に、例えばヒートポンプなどに巻き付けて被包使用し
、そのパイプの加熱温度が上昇し、４５０℃以上に達し
て有機バインダーが焼失してしまっても、前記のｔｌＮ
径１μｍ以下、一般に０．５μｍ程度以下の細い繊維径
の短！ｌ維（繊維長が繊維径の約１０００〜５０００倍
）による絡み結着が極めて大きいので、シートが脆弱化
することがなく、大きい機械的強度を維持できる。

この場合、短ｍ雑として、３５０〜６００℃で軟化する
低軟化繊維を含むときは、この温度において軟化して、
セラミックｌ１１１ｔとの絡み着きを更に強固となり、
更にこの有機バインダーの焼失時点での機械的強度の増
大をもたらし更に優れた安定良好な耐熱性セラミックシ
ートとして役立つ。

（実施例） 次に本発明の実施例を詳述する。

セラミック繊維としては、Ａｊ！２０３とＳｉＯ□との
組成比が例えば、４７：５３．５６　：　４４などの要
求される耐熱性により選択し、その繊維径は１〜１０μ
ｍ、平均３μｍ、繊維維長１０〜１５ｍ１１程度有する
ものを使用することが一般である。

これに配合されるガラス短繊維は、ソーダガラス、リン
ｌｌｉ！２塩ガラス、ホウＩｆガラス、半田ガラス、ソ
ーダライムシリケート、無アルカリガラス（Ｅガラス）
、石英ガラスなどを材料とし、遠心法など従来法により
４１１組状としたものを使用する。その軟化程度は、そ
の材料の種類により３５０℃〜１２００℃程度の範囲に
有し、これを適宜選択使用する。この場合、本発明は、
特に、ｕＩＮ径が１μｍ以下の細いガラス短繊維で、セ
ラミック繊維に配合されるガラス！ｌ！雑の全て又はそ
の１部を構成する。

該ガラス類ｍｒａは、そのｉＩＮ長がＩＩＮ径の約１０
００〜５０００倍を有するものが一般に使用される。

配合されるガラス１１１ｍの１部を該ガラス短！ｌ維で
構成する場合は、ガラス短繊維を約９５〜４０重間％と
ＩＩＩＩｌ径５〜２０μｍ、、繊維長５〜１３ＩＩＩＩ
Ｉの太いガラス長繊維を約５〜６０重量％とを配合した
ものを使用する。これら長繊維の混入によりシート全体
の屈曲性を向上し、特に、繊維径７〜９μｍ、１ｉｉｉ
長１０〜１３ａｌｌ＋の艮ＩＩＩＩＩを４０〜６０１吊
％混入するときは、シート全体の補強芯材としての作用
をもたらす。配合されるガラスｍＭとして、３５０〜６
００℃で軟化する低軟化ｉ繊維、６００〜８００℃で軟
化する中秋化ｍＮ及び８００℃以上で軟化する高軟化繊
維との３種を混合したもの、中成化繊維と高軟化繊維の
２種を混合したものが使用される。３５０〜６００℃の
軟化ｍ維の代りに、３５０〜６００℃で軟化する低軟化
無機粉体を使用するようにしてもよい。これらの配合割
合は、例えば、低軟化繊維０〜１５ｗｔ％、中成化繊［
２０〜５０ｗｔ％、高枕化ＨＪＡ維５０〜７５ｗｔ％の
範囲から適宜選択使用され、この場合、そのガラス長繊
維は、その全てを前記の短繊維で構成するか、該短繊維
の１部をその略半分の儀まで前記の長繊維に変えたもの
を使用する。本発明によれば、特に、繊維径１μｍ以下
の例えば、平均繊維径０．５μｍの短繊維をセラミック
１！雑に対し約５〜５０重１ｗｔ％混入することにより
、セラミックシート全体の引張強度、耐折強度は、従来
の繊維径１μｍ以上の通常１〜５μｍ、平均繊維径３μ
ｍ程度をセラミックｍ維に対し周間混入したセラミック
シートに比し、常温から高温に亘り、著しく増大し得ら
れることが確認された。この場合、有機バインダーの焼
失時に３５０〜６００℃で軟化する低軟化繊維を含ませ
るときは、該繊維は軟化して、セラミック繊維との絡み
結着が更に強化されて強靭なセラミックシートを確保す
ることができ、従来、有機バインダー焼失によるセラミ
ックシートの脆弱化、亀裂、脱落などのおそれが確実に
防止できる。

セラミックシートの使用中における６００℃以上の胃温
においては、６００〜８００℃の中成化ｍＮと８００℃
〜１２００℃の高軟化ｕｕｉとの夫々の軟化によるセラ
ミックＩＩＮとの結着強化が夫々行なわれるので、機械
的強度が一層増大したセラミックシートを提供でき有利
である。

セラミックｌＩＮに対するガラス繊維の配合割合は、セ
ラミックｍ維に対し略等口まで、即ち約５０重Ｍ％まで
配合することができる。これ以上の配合になると１００
０℃以上の高耐熱性セラミック質シートとしての特性、
即ち、耐熱性が劣化する。

特に、０．５１１ｍ以下の極めて肉薄の強靭柔軟性に冨
むセラミックペーパーを得る場合は、ガラスｌｌｌ１ｌ
の配合量は２０〜３０重量％の範囲が好ましい。

これら無機繊維に対し有機バインダーは、５重量％添加
する。５重間％以上の添加は、シートの常温における強
度は大きくなるが、特に０．５ｓ以下の厚さのシートで
は、有機バインダー焼失後の６００℃以上の温度での強
度は、急激に低下し、実用上問題を生ずる。

又、有機バインダーは、焼失時、有害ガスが発生する関
係を考慮して、５１ｆｆｉ％以下の添加ωにとどめるこ
とが望ましい。有機バインダーとしては、フェノール樹
脂、尿素樹脂などの熱硬化性樹脂など一般に使用される
ものを選択使用する。

セラミックシートの製造は、抄紙機を使用して、湿式で
製造１゛ることか好ましい。即ち、上記のセラミック繊
維とこれに対し最大でも略同量の前記繊維径１μｍｒＬ
以下の細いガラス短繊維単独又は例えば該ガラス知繊維
と太いガラス長繊維とを６０対４０ので配合した混合ガ
ラス繊維とこれらｍ雑に対し５部量％以下の有機バイン
ダーとをパルパーにてよく離解混合したものを丸網抄紙
機にかけて、所定の厚さに抄造し、脱水、乾燥して、５
ｆｉ以下の厚さのセラミック抄紙を得る。特に厚みを０
．５ｍｍＤＩ以下のものを作成するには、ＩＩＮ径０．
４〜０．６μｍの短繊維単独、又は該短繊維６０〜ａｏ
ｗｔ％と繊維径６〜９μｍの長１１ｉ４０〜ｅｏｗｔ％
を配合したものがよく、この場合、有機バインダーは、
セラミック繊維とガラスｌｉＨに対し５ｗｔ％添加しな
いでも、一般に２〜３ｗｔ％の添加で、室温から高温に
亘り充分な機械的強度の大きいセラミックシートを得る
ことかでき、又この場合には、それだけ、有機バインダ
ー焼失による強度低下度が小さくなり同時に有害ガスの
発生も減少でき有利である。

有機バインダーを少なくするとき、それに応じて、本発
明の短繊維の混合量を増大し、常温乃至有機バインダー
焼失時のシート強度低下を防止することが好ましい。

次に、更に具体的な実施例を比較例と共に詳記する。

実施例１ セラミック繊、１ｆｆ（＾Ｊ！２０３：ＳｉＯ□＝　５
６　：　４４、軟化点１４００℃）を７５重ω部と平均
繊維径０．５μｍ、ｒａＮ長２．５ｍｍ、軟化点的６５
０℃のガラス短繊維２０重量部、同じｍｒａ径と繊維長
を有し軟化点的１１００℃のガラス短ｍ紺１０重Ｗ部と
を配合したものに、熱硬化性樹脂バインダー２ｗｔ％添
加し、パルパーにて離解混合し、これを通常の方法で抄
造乾燥し、厚さ０．５朧の強靭柔軟なペーパ一様セラミ
ックシートを得た。

このセラミックシートの空温での引張強度は、２、２Ｋ
ｇ／　２５．幅を有する。これを加熱炉に入れ加熱して
有機バインダーが完全に焼失した略５５０℃でその強度
を測定した所１．５ｔＣｓ／２ｓＩｌｌＩ幅の引張強度
を維持して居た。焼失後８００℃の時点では１．８に９
７２５ｍ幅に向上し、最終の１．２００℃の加熱時点で
は、１．８に９を維持していた。比較のため、実施例１
の短ｉ１Ｍを全て平均繊維径３μ雇のの全質のガラス繊
維に代えた、即ち３０重量部を配合した以外は実施例１
と同じ要領でセラミックシートを作成した所、空温での
引張強度は、０．８８９　／　２５ｍｍｌｌ１１幅にす
ぎなかった。これを同様に加熱炉に入れ耐熱性を試験し
た所、有機バインダーが完全に焼失したときの強度は、
０、１に’Ｊ　／　２５ｓ幅以下に低下し、脆弱化し、
指で触れただけで、破損、亀裂を生じた。

実施例２ 実施例１のうち、軟化点的６５０℃のガラス短繊１［ｉ
　２０ｗｔ％に代え１５ｗｔ％配合し、４００〜５００
℃で軟化する低軟化ガラス繊維を５ｗｔ％配合した以外
は、実施例１と同じ要領でセラミックシートを作成した
。これにつき、引張強度を測定した所空温での引張強度
は、実施例１と同様に２．２に９／２５．幅を有してい
た。これを前記と同様に加熱による耐熱試験を行なった
所、有機バインダーが完全に焼失した略５５０℃でその
強度は２Ｋｇ／２５ＩＩｓ幅と実施例１の場合よりは大
ぎい強度を有していた。その後の８００℃、１２００℃
での強度は、夫々１．８Ｋｇ／ｍ２５幅、１．８Ｋｇ／
ｓ＋＋２５幅を夫々維持していた。

上記実施例１及び２の耐折強度を空温時に測定した所、
夫々　９回／１００び、１０回／　１００９を有してい
た。

実施例３ 実施例１における短繊維の２０重ｆｆｉ部の配合に加え
、繊維径１μｍｍ維長１０μｍのガラス長繊維を１０重
量部更に配合した以外は、実施例１と同じ要領でセラミ
ックシートを作成した。

その引張強度は常温、５５０℃、ａＯＯ℃、１０００℃
、１２００℃で夫々１．８．１．１．１．４．１．４Ｋ
ｇ／２５Ｍ幅であり、その耐折強度は１２回７１００ｇ
と向上していた。

（発明の効果） このように本発明によるときは、セラミック繊維に対し
略同最までのｍ帷径１μｍ以下のガラス短ｍＭ単独又は
該ガラス短繊維とガラス長繊維の混合したガラス繊維を
配合し、これら無ｅｔａ維に対し少量の有機バインダー
を混合し、抄造等によりセラミックシートを形成するよ
うにしたので、特に、常温乃至有機バインダー焼失時点
におけるシートの機械的強度を著しく増大でき、ヒート
パイプなどに巻き付けて使用しても、従来のガラスｍ紺
として１μｍ以上通常１〜５μｍの範囲の繊維径を配合
した有機バインダー結着式のセラミックシートの場合の
ように、有機バインダー焼失時の脆弱化を伴い、僅かな
振動や衝撃で、シートの亀裂、脱落、破壊を生ずるおそ
れが全くなく、安定良好な耐熱セラミックシートとして
の実用性を向上し得られ、特に、Ｏ，Ｓ、以下の肉厚の
耐熱セラミックペーパーを提供できる等の効果を特する 特許　出　願　人　　日本無機株式会社代　　　　　理
　　　　　人　　　北　　　村　　　欣　　　−Ｃ１゛
他２名　　゛ 軟化繊維と、６００〜８００℃で軟化する中成化繊維と
８００℃以上で軟化する高軟化繊維から成る特許請求の
範囲１〜４のいづれかに記載のシート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック繊維とガラス繊維とから成る無機繊維を
   有機バインダーで結着した式の無機質耐熱セラミックシ
   ートにおいて、該ガラス繊維の全部又は１部を繊維径１
   μｍ以下の短繊維で構成することを特徴とする耐熱セラ
   ミックシート。 ２、セラミック繊維とこれに対し略等量までのガラス繊
   維とこれら繊維に対し５重量％以下の有機バインダーと
   を混合し厚さ５ｍｍ以下のシートに成形して成る特許請
   求の範囲第１に記載のシート。 ３、該ガラス繊維は、繊維径１μｍ以下繊維長０．１〜
   ５ｍｍを有する短繊維で全て構成される特許請求の範囲
   １又は２に記載のシート。 ４、該ガラス繊維は、繊維径１μｍ以下、繊維長０．１
   〜５ｍｍを有する短繊維約９５〜５０重量％と繊維径５
   〜２０μｍ、繊維長５〜１３ｍｍを有する長繊維約５〜
   ５０重量％との配合から成る特許請求の範囲１に記載の
   シート。 ５、該ガラス繊維は、３５０〜６００℃で軟化する低軟
   化繊維と、６００〜８００℃で軟化する中軟化繊維と８
   ００℃以上で軟化する高軟化繊維から成る特許請求の範
   囲１〜４のいづれかに記載のシート。