JP2013112967A - Manufacturing method of silica cloth, and silica cloth as fire-resisting belt for expansion joint obtained by the manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリカクロスを製造するための方法並びにその製造方法により得られるシリカクロスに関し、詳しくは、エキスパンションジョイント用耐火帯として用いられるシリカクロスの製造方法並びにその製造方法により得られるシリカクロスに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a silica cloth and a silica cloth obtained by the production method, and more particularly relates to a method for producing a silica cloth used as a refractory zone for an expansion joint and a silica cloth obtained by the production method. It is.
従来より、防火シャッターやエキスパンションジョイント３１の耐火帯３０として、耐火性能に優れるシリカクロスが用いられている。
かかるシリカクロスを製造するにあたっては、例えば二酸化ケイ素５２〜５６質量％、アルミナ（酸化アルミニウム）１２〜１６質量％、ナトリウム１５〜２５質量％、酸化ホウ素（ボロン）５〜２５質量％、酸化マグネシウム０〜６質量％、酸化カルシウム１６〜２６質量％、酸化ナトリウム０〜１質量％により組成される原料が一般的に使用され、製造されている。
Conventionally, silica cloth having excellent fire resistance has been used as the fireproof zone 30 of the fireproof shutter and the expansion joint 31.
In producing such silica cloth, for example, silicon dioxide 52-56 mass%, alumina (aluminum oxide) 12-16 mass%, sodium 15-25 mass%, boron oxide (boron) 5-25 mass%, magnesium oxide 0 Raw materials composed of ˜6 mass%, calcium oxide 16-26 mass%, and sodium oxide 0-1 mass% are generally used and manufactured.
ところで、シリカクロスの製造過程において、完成品の二酸化ケイ素の比率を高くするために、酸処理によって余分な組成物を溶かし出す作業が行われる。しかしながら、上記のように多種の組成物から成る原料を使用した場合、図５の組成比較表からわかるように、二酸化ケイ素以外の余分な組成物が溶け出すことで、その後の完成品の密度は大きく減少し、それに伴って強度も著しく減少することとなる。 By the way, in the manufacturing process of the silica cloth, in order to increase the ratio of the finished silicon dioxide, an operation of dissolving the excess composition by acid treatment is performed. However, when raw materials comprising various compositions as described above are used, as can be seen from the composition comparison table of FIG. 5, the excess composition other than silicon dioxide dissolves, and the density of the finished product thereafter is The strength is greatly reduced, and the strength is significantly reduced accordingly.
また、上記原料の組成中にカルシウム成分が含まれているため、酸処理を行う際の酸性液体として硫酸を使用した場合、該カルシウム成分が硫酸カルシウム化（石膏化）してしまう。したがって、かかる酸処理に硫酸を使用することができず、代わって塩酸を使用した酸処理が行われているが、塩酸を使用することでアルミナ成分も溶け出てしまうこととなり、結果として完成するシリカクロスの強度が低くなってしまうこととなる。 Moreover, since the calcium component is contained in the composition of the raw material, when sulfuric acid is used as the acidic liquid for the acid treatment, the calcium component is calcium sulfated (gypsumized). Therefore, sulfuric acid cannot be used for such acid treatment, and acid treatment using hydrochloric acid is performed instead. However, the use of hydrochloric acid also dissolves the alumina component, resulting in completion. The intensity | strength of a silica cloth will become low.
エキスパンションジョイント３１の耐火帯３０については、上記のシリカクロスのほか、セラミックファイバーブランケットなどが用いられており、かかるエキスパンションジョイント３１の従来構造は、いずれの耐火帯３０を使用する場合においても、図７に示すような態様となっている。すなわち、躯体３２間の空間にＵ字状に耐火帯３０を配置し、取付部材３４の一端を耐火帯３０の端辺に固定するとともに、該取付部材３４の他端を躯体３２に固定して、ジョイントカバー３３で被覆した状態で該ジョイントカバー３３と躯体３２とを固定する態様である。これは、従来の耐火帯３０が強度的に低いため、躯体３２の角辺に当接した状態が長期間続くことにより当該当接箇所の劣化を招いてしまうことから、耐火帯３０が躯体３２角辺に当接しないよう躯体３２間の空間にＵ字状に配置する必要があったため、かかる態様を採らざるを得ないものであった。
なお、かかる態様を採用するには、耐火帯３０とジョイントカバー３３のほか、別途取付部材を必要とするため、部品点数増だけでなく、構造の複雑化及び作業の煩雑化の要因となっていた。
As for the fireproof zone 30 of the expansion joint 31, ceramic fiber blanket or the like is used in addition to the above silica cloth, and the conventional structure of the expansion joint 31 is shown in FIG. 7 regardless of which fireproof zone 30 is used. It is the form as shown in. That is, the fireproof belt 30 is arranged in a U-shape in the space between the housings 32, one end of the mounting member 34 is fixed to the end side of the fireproofing belt 30, and the other end of the mounting member 34 is fixed to the housing 32. In this state, the joint cover 33 and the casing 32 are fixed while being covered with the joint cover 33. This is because the conventional fireproof zone 30 is low in strength, and the contact with the corners of the housing 32 continues for a long period of time. Since it was necessary to arrange in a U-shape in the space between the casings 32 so as not to contact the corners, this mode had to be taken.
In addition, in order to employ | adopt this aspect, in addition to the refractory belt 30 and the joint cover 33, since an additional attachment member is required, it is not only an increase in the number of parts, but the cause of the complexity of a structure and complication of work. It was.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、部品点数減に資するとともに、構造の簡素化を図り、かつ、作業性の向上にも優れたエキスパンションジョイント用耐火帯としての高耐火性と高強度を兼ね備えたシリカクロスを提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and contributes to the reduction in the number of parts, simplifies the structure, and improves the workability. It is an object to provide a silica cloth having both properties and high strength.
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、二酸化ケイ素とアルミナと酸化ナトリウムとで組成され、微量の砒素が混入された原料を、ブッシング容器に入れ１３００度以上の高温で軟化し繊径が５．５〜６．５μｍの単繊維を生成するブッシング工程と、前記ブッシング工程により生成された単繊維に液体サイジング材を吹き付けてサイジングを施すサイジング工程と、前記サイジング工程によりサイジングが施された単繊維複数本を一にまとめて撚りをかけてできる糸体をボビンで巻き取る撚り工程と、前記撚り工程によりボビンに巻き取られた糸体を織り込むことで原反を生成する織工程と、前記織工程により生成された原反を酸性液体中に浸水させて酸処理を行う酸処理工程と、から成るシリカクロスの製造方法である。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a raw material composed of silicon dioxide, alumina and sodium oxide and mixed with a small amount of arsenic is put in a bushing container and softened at a high temperature of 1300 ° C. or more. A bushing step for producing a single fiber having a diameter of 5.5 to 6.5 μm, a sizing step for spraying a liquid sizing material onto the single fiber produced by the bushing step, and sizing by the sizing step. A twisting process in which a plurality of single fibers are twisted together and wound with a bobbin, and a weaving process in which a yarn is wound on the bobbin by the twisting process to produce an original fabric. And an acid treatment step of performing acid treatment by immersing the original fabric produced by the weaving step in an acidic liquid, and producing a silica cloth.
また、請求項２に係る発明は、前記請求項１に係る発明に加え、前記酸処理工程により酸処理が行われた原反を約６８０度の高温に熱せられた炉内を通過させて熱処理を行う熱処理工程が備えられているシリカクロスの製造方法である。 In addition to the invention according to claim 1, the invention according to claim 2 is a heat treatment by passing the raw material subjected to the acid treatment in the acid treatment step through a furnace heated to a high temperature of about 680 degrees. It is the manufacturing method of the silica cloth provided with the heat treatment process which performs.
さらに、請求項３に係る発明は、前記ブッシング工程において用いられる前記原料について、二酸化ケイ素７６〜７７質量％、アルミナ３〜４質量％、酸化ナトリウム２０質量％の組成割合から成るものを採用したシリカクロスの製造方法である。 Furthermore, the invention according to claim 3 is a silica in which the raw material used in the bushing step is composed of 76 to 77% by mass of silicon dioxide, 3 to 4% by mass of alumina, and 20% by mass of sodium oxide. It is a manufacturing method of cloth.
またさらに、請求項４に係る発明は、前記サイジング工程において用いられる前記液体サイジング材として、酸化亜鉛またはシラン（水素化ケイ素）のいずれか一方若しくは両方が含まれているものを採用したシリカクロスの製造方法である。 Furthermore, the invention according to claim 4 is a silica cloth in which one or both of zinc oxide and silane (silicon hydride) is used as the liquid sizing material used in the sizing step. It is a manufacturing method.
さらにまた、請求項５に係る発明は、前記酸処理工程において用いられる酸性液体として、硫酸を採用したシリカクロスの製造方法である。 Furthermore, the invention which concerns on Claim 5 is a manufacturing method of the silica cloth which employ | adopted the sulfuric acid as an acidic liquid used in the said acid treatment process.
そしてまた、請求項６に係る発明は、前記いずれかの方法により製造されたエキスパンションジョイント用耐火帯としてのシリカクロスである。 The invention according to claim 6 is a silica cloth as a fireproof zone for an expansion joint manufactured by any one of the above methods.
本発明にかかるシリカクロスの製造方法によれば、従来製法により製造されるシリカクロスに比して耐火性能はそのままに高強度のシリカクロスを製造することが可能であって、本製造方法により製造されたシリカクロスをエキスパンションジョイント用耐火帯として使用することで、当該エキスパンションジョイント全体の部品点数が減少され、それに伴って構造の簡素化に資するとともに作業効率の向上にも資するといった、優れた効果を奏するものである。 According to the method for producing a silica cloth according to the present invention, it is possible to produce a high-strength silica cloth while maintaining the fire resistance performance as compared with the silica cloth produced by the conventional production method. By using the silica cloth that has been used as a fireproof zone for expansion joints, the number of parts of the expansion joint as a whole is reduced, thereby contributing to the simplification of the structure and the improvement of work efficiency. It is what you play.
本発明は、二酸化ケイ素とアルミナと酸化ナトリウムとで組成された原料１から、ブッシング工程、サイジング工程、撚り工程、織工程、酸処理工程という各工程を経てシリカクロス１０を製造することを最大の特徴とする。以下、本発明にかかるシリカクロス１０の製造方法並びにその製造方法により得られるエキスパンションジョイント用耐火帯としてのシリカクロス１０の実施形態を、図面に基づいて説明する。 The present invention is the largest production of silica cloth 10 from raw material 1 composed of silicon dioxide, alumina, and sodium oxide through the steps of a bushing step, a sizing step, a twisting step, a weaving step, and an acid treatment step. Features. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a silica cloth 10 as an expansion joint refractory zone obtained by the manufacturing method of the silica cloth 10 and the manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、本発明は、下記の実施形態に示した構成・態様に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の要旨に逸脱しない範囲で、任意に変更することができるものである。 In addition, this invention is not limited to the structure and aspect shown to the following embodiment, In the range which does not deviate from the summary of the technical idea of this invention, it can change arbitrarily.
図１及び図２は、本発明の第一の実施例に係る製造方法によりシリカクロス１０が製造される工程を示しており、図１はフローチャート、図２は概略説明図である。本実施例に係るシリカクロス１０の製造方法は、ブッシング工程と、サイジング工程と、撚り工程と、織工程と、酸処理工程と、から構成されている。 1 and 2 show a process of manufacturing a silica cloth 10 by the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a flowchart, and FIG. 2 is a schematic explanatory view. The manufacturing method of the silica cloth 10 according to the present embodiment includes a bushing process, a sizing process, a twisting process, a weaving process, and an acid treatment process.
ブッシング工程は、原料１から単繊維３を生成する工程である。
具体的には、下面に複数の微細孔を有するブッシング容器２内にシリカクロス１０の原料１を投入した状態で、該ブッシング容器２を１３００度以上の高温域に加熱して原料１を溶融・軟化させることで、その溶融・軟化した原料１が微細孔から単繊維３として排出されることとなる。微細孔は、ブッシング容器２の下面に複数備えられており、その数については特に限定するものではないが、例えば５００〜５０００の微細孔が一つのブッシング容器２下面に備えられている。
溶融・軟化した原料１は、かかる複数の微細孔から同時に排出されることとなり、すなわち単繊維３は、ブッシング容器２下面に備えられた微細孔の数だけ同時に生成されることとなる。
The bushing step is a step of generating the single fiber 3 from the raw material 1.
Specifically, in a state where the raw material 1 of the silica cloth 10 is put into the bushing container 2 having a plurality of fine holes on the lower surface, the bushing container 2 is heated to a high temperature range of 1300 degrees or more to melt the raw material 1 By softening, the melted and softened raw material 1 is discharged as single fibers 3 from the fine holes. A plurality of fine holes are provided on the lower surface of the bushing container 2 and the number thereof is not particularly limited. For example, 500 to 5000 fine holes are provided on the lower surface of one bushing container 2.
The melted / softened raw material 1 is simultaneously discharged from the plurality of fine holes, that is, the single fibers 3 are simultaneously generated by the number of fine holes provided on the lower surface of the bushing container 2.
排出される単繊維３の繊径は、５．５乃至６．５μｍの範囲内とする。したがって、ブッシング容器２における微細孔の孔径について、かかる単繊維３の繊径を考慮して設定される。なお、単繊維３の繊径については、微細孔の孔径のみで決定されるものではなく、溶融・軟化した原料１の粘度や、後述する撚り工程時におけるボビン６での巻き取り速度によっても変化するため、実際はこれらの条件全てに基づいて、単繊維３の繊径を上記範囲内に調整することとなる。 The diameter of the single fiber 3 to be discharged is in the range of 5.5 to 6.5 μm. Therefore, the diameter of the fine holes in the bushing container 2 is set in consideration of the fine diameter of the single fibers 3. The fine diameter of the single fiber 3 is not determined only by the hole diameter of the fine holes, but also varies depending on the viscosity of the melted / softened raw material 1 and the winding speed of the bobbin 6 during the twisting process described later. Therefore, actually, the fine diameter of the single fiber 3 is adjusted within the above range based on all of these conditions.
本工程において使用する原料１は、二酸化ケイ素とアルミナと酸化ナトリウムとで組成されており、かつ、微量の砒素が混入されて成る。二酸化ケイ素はシリカクロス１０の主成分であり、また、アルミナはシリカクロス１０の強度に影響を及ぼすものである。組成中に酸化ナトリウムを有するのは、アルカリ金属を入れることで原料１の溶融温度を下げることができるためである。なお、砒素を混入するのは、生成される単繊維３内に空気が入って強度が落ちることを抑制するとともに、単繊維３の表面がザラつくことを抑制するためである。 The raw material 1 used in this step is composed of silicon dioxide, alumina, and sodium oxide, and is mixed with a trace amount of arsenic. Silicon dioxide is a main component of the silica cloth 10, and alumina affects the strength of the silica cloth 10. The reason why sodium oxide is contained in the composition is that the melting temperature of the raw material 1 can be lowered by adding an alkali metal. The reason why arsenic is mixed is to prevent air from entering the produced single fiber 3 and reducing its strength, and to prevent the surface of the single fiber 3 from becoming rough.
前記原料１の組成割合については、特に限定するものではなく、上記各組成物の機能・役割を考慮して適宜決定すればよい。
このとき、本実施例にかかる原料１として、例えば二酸化ケイ素７６〜７７質量％、アルミナ３〜４質量％、酸化ナトリウム２０質量％の組成割合から成るものを使用することが考え得る。従来原料１に比して、本実施例にかかる原料１における二酸化ケイ素の組成割合が大きいのは、後述する酸処理工程における酸処理後のシリカクロス１０について、高密度を維持するためである。また、アルミナの組成割合は、完成したシリカクロス１０に所定強度を保持させるため必要な量として決定されている。さらに、酸化ナトリウムの組成割合は、原料１が１３００度程度で溶融・軟化するために必要な量として決定されている。
The composition ratio of the raw material 1 is not particularly limited, and may be appropriately determined in consideration of the functions and roles of the respective compositions.
At this time, as the raw material 1 according to the present example, it can be considered to use, for example, a composition having a composition ratio of 76 to 77 mass% of silicon dioxide, 3 to 4 mass% of alumina, and 20 mass% of sodium oxide. The reason why the composition ratio of silicon dioxide in the raw material 1 according to this example is larger than that of the conventional raw material 1 is to maintain a high density in the silica cloth 10 after the acid treatment in the acid treatment step described later. Further, the composition ratio of alumina is determined as an amount necessary for the finished silica cloth 10 to maintain a predetermined strength. Further, the composition ratio of sodium oxide is determined as an amount necessary for melting and softening the raw material 1 at about 1300 degrees.
前記ブッシング工程後、次にサイジング工程へ移行する。該サイジング工程は、前記ブッシング工程により生成された単繊維３にサイジングを施す工程である。
サイジングとは、単繊維３の表面を保護することを目的に行われるもので、液体状のサイジング材（液体サイジング材）４を単繊維３表面に吹き付けることで行われる。
該液体サイジング材４としては、一般に澱粉液やポリビニルアルコール、液体シリコン樹脂などが用いられており、本実施例においても同様である。なお、本実施例にかかる液体サイジング材４として、液体状の酸化亜鉛やシラン（水素化ケイ素）を用いる態様が考え得る。これらは夫々単独で用いてもよく、あるいは、両方が含まれたものを液体サイジング材４として使用することも可能である。また、前記従来の液体サイジング材４との混合も考えられ、その使用態様に限定はない。
After the bushing process, the process proceeds to a sizing process. The sizing step is a step of sizing the single fiber 3 generated by the bushing step.
Sizing is performed for the purpose of protecting the surface of the single fiber 3, and is performed by spraying a liquid sizing material (liquid sizing material) 4 on the surface of the single fiber 3.
As the liquid sizing material 4, starch liquid, polyvinyl alcohol, liquid silicon resin, or the like is generally used, and the same applies to this embodiment. In addition, the aspect using liquid zinc oxide and silane (silicon hydride) can be considered as the liquid sizing material 4 concerning a present Example. Each of these may be used alone, or a material containing both of them may be used as the liquid sizing material 4. Further, mixing with the conventional liquid sizing material 4 is also conceivable, and there is no limitation on the use mode.
前記サイジング工程後、次に撚り工程へ移行する。該撚り工程は、前記サイジング工程によりサイジングが施された単繊維３から糸体５を生成する工程である。
すなわち、サイジングが施された単繊維３について、複数本を一にまとめて撚りをかけることで、糸体５を生成する。一にまとめる単繊維３の本数については、該単繊維３の繊径を考慮しつつ生成される糸体５の太さ設定によって決定されるもので、特に限定はないが、例えば５００〜５０００本の単繊維３を一にまとめ、糸体５が生成される。
このように、複数本の単繊維３を一にまとめて撚りをかけることで糸体５が生成されることとなるが、少数の単繊維３に撚りをかけて糸体５を生成した後、その少数単繊維３から成る糸体５複数本を更に撚りをかけつつ一にまとめて最終的に多数の単繊維３から成る糸体５を生成する態様も考え得る。
なお、このようにして生成された糸体５は、ボビン６によって巻き取られる。このとき、ボビン６に糸体５を巻き取る際の巻き取り速度が、前記ブッシング工程において生成される単繊維３の繊径に影響を及ぼすことは、上述した通りである。
After the sizing process, the process proceeds to the twisting process. The twisting step is a step of generating the yarn body 5 from the single fiber 3 sized by the sizing step.
That is, the yarn body 5 is generated by twisting the single fibers 3 subjected to sizing together into a single bundle. The number of single fibers 3 to be gathered together is determined by the thickness setting of the yarn body 5 generated in consideration of the fine diameter of the single fibers 3, and is not particularly limited. For example, 500 to 5000 The single fibers 3 are gathered together to form a thread body 5.
In this way, the yarn body 5 is generated by twisting a plurality of single fibers 3 together, but after producing a yarn body 5 by twisting a small number of single fibers 3, A mode is also conceivable in which a plurality of yarn bodies 5 made up of a small number of single fibers 3 are combined together while further twisted to finally produce a yarn body 5 made up of a large number of single fibers 3.
The thread body 5 generated in this way is wound up by the bobbin 6. At this time, as described above, the winding speed when winding the thread body 5 around the bobbin 6 affects the diameter of the single fiber 3 generated in the bushing step.
前記撚り工程後、次に織工程へ移行する。該織工程は、前記撚り工程により生成された糸体５から原反７を生成する工程である。
すなわち、ボビン６に巻き取られた糸体５を織り込むこと、本実施例にかかるシリカクロス１０の原反７が生成されることとなる。なお、糸体５を織り込む際の織り方については、特に限定するものではなく、平織や朱子織、綾織など、常法の織り方で足りる。
After the twisting process, the process proceeds to the weaving process. The weaving process is a process of generating the raw fabric 7 from the yarn body 5 generated by the twisting process.
That is, the yarn 5 wound around the bobbin 6 is woven, and the raw fabric 7 of the silica cloth 10 according to this embodiment is generated. In addition, the weaving method when weaving the thread body 5 is not particularly limited, and a conventional weaving method such as plain weaving, satin weaving, twill weaving is sufficient.
前記織工程後、次に酸処理工程へ移行する。該酸処理工程は、前記織工程により生成された原反７に酸処理を行う工程である。
具体的には、原反７を所定時間かけて酸性液体８中に浸水・通過させることで、酸処理が行われる。かかる酸処理により、原反７から酸化ナトリウムが溶け出し、すなわち不要なアルカリ成分が除去されることとなる。
酸処理に使用する酸性液体８については、塩酸や硫酸が考え得る。ただし、塩酸を酸処理に使用した場合には、アルカリ成分を除去するだけでなくアルミナも溶け出してしまうため、最終完成品の強度が低下してしまうこととなる。したがって、本実施例にかかる酸処理に使用する酸性液体８としては、硫酸を使用することが好ましい。
After the weaving process, the process proceeds to an acid treatment process. The acid treatment step is a step of subjecting the raw fabric 7 produced by the weaving step to acid treatment.
Specifically, the acid treatment is performed by allowing the raw fabric 7 to be immersed and passed through the acidic liquid 8 over a predetermined time. By such acid treatment, sodium oxide is dissolved from the raw fabric 7, that is, unnecessary alkali components are removed.
As the acidic liquid 8 used for the acid treatment, hydrochloric acid or sulfuric acid can be considered. However, when hydrochloric acid is used for the acid treatment, not only the alkali component is removed, but also alumina is dissolved, so that the strength of the final finished product is lowered. Therefore, it is preferable to use sulfuric acid as the acidic liquid 8 used for the acid treatment according to this embodiment.
ところで、上記酸処理を経ることでアルカリ成分が除去されてしまうため、酸処理前（原反７）と酸処理後（シリカクロス１０）とでは、密度に変化を生じることとなる。かかる密度の変化は、酸処理でどれだけの不要成分が除去されたかによって推し測ることができ、これは酸処理前（原反７）と酸処理後（シリカクロス１０）の重量比較によって容易に判別可能である。図５は、本発明に係る製造方法により製造されたシリカクロス１０と従来製法により製造されたシリカクロス３０との組成比較表である。図５の組成比較表からわかるように、本実施例に係る製造方法により製造されたシリカクロス１０は、酸処理前（原反７）に対し酸処理後（シリカクロス１０）において２４％減量されていることがわかる。 By the way, since an alkali component will be removed by passing through the said acid treatment, a change will arise in a density before an acid treatment (raw fabric 7) and after an acid treatment (silica cloth 10). Such a density change can be estimated by how much unnecessary components are removed by the acid treatment, and this can be easily done by comparing the weight before the acid treatment (raw fabric 7) and after the acid treatment (silica cloth 10). It can be determined. FIG. 5 is a composition comparison table between the silica cloth 10 manufactured by the manufacturing method according to the present invention and the silica cloth 30 manufactured by the conventional manufacturing method. As can be seen from the composition comparison table of FIG. 5, the silica cloth 10 produced by the production method according to this example was reduced by 24% after the acid treatment (silica cloth 10) with respect to the acid treatment (raw fabric 7). You can see that
本実施例にかかるシリカクロス１０は、以上の各工程を経て製造される。完成したシリカクロス１０は、図５の組成比較表からわかるように、その組成割合が二酸化ケイ素９４〜９８質量％、アルミナ１〜５質量％であり、酸処理後の減量率が２４％であって、アルミナ成分が含有されるとともに高密度であることから高い強度を有するとともに、優れた耐熱収縮性（熱収縮率７％）を備えたシリカクロス１０を提供するものである。
これに対し従来品は、図５からわかるように、二酸化ケイ素９９質量％、アルミナ０質量％であり、酸処理後の減量率が４８％であって、アルミナ成分が含まれないとともに低密度であることから、本発明品に比し強度が劣るとともに、耐熱収縮性（熱収縮率１５％）にも劣るシリカクロス３０となる。
The silica cloth 10 according to the present embodiment is manufactured through the above steps. As can be seen from the composition comparison table of FIG. 5, the completed silica cloth 10 has a composition ratio of 94 to 98 mass% silicon dioxide and 1 to 5 mass% alumina, and the weight loss after acid treatment was 24%. In addition, the silica cloth 10 is provided with high strength because it contains an alumina component and has a high density, and has excellent heat shrinkage (heat shrinkage rate 7%).
On the other hand, as can be seen from FIG. 5, the conventional product is 99% by mass of silicon dioxide and 0% by mass of alumina, and the weight loss after acid treatment is 48%. Therefore, the silica cloth 30 is inferior in strength to the product of the present invention and inferior in heat shrinkage (heat shrinkage rate 15%).
図３及び図４は、本発明の第二の実施例に係る製造方法によりシリカクロス１０が製造される工程を示しており、図３はフローチャート、図４は概略説明図である。本実施例に係るシリカクロス１０の製造方法は、ブッシング工程と、サイジング工程と、撚り工程と、織工程と、酸処理工程と、熱処理工程と、から構成されている。
なお、本実施例におけるブッシング工程から酸処理工程までは、上記第一の実施例と同様であるため、説明を省略する。
3 and 4 show a process of manufacturing the silica cloth 10 by the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart, and FIG. 4 is a schematic explanatory view. The manufacturing method of the silica cloth 10 according to the present embodiment includes a bushing process, a sizing process, a twisting process, a weaving process, an acid treatment process, and a heat treatment process.
In addition, since the bushing process to an acid treatment process in a present Example are the same as that of the said 1st Example, description is abbreviate | omitted.
本実施例においては、前記酸処理工程後に熱処理工程が行われる。該熱処理工程は、前記酸処理工程により酸処理が行われた原反７に熱処理を行う工程である。
具体的には、前記酸処理工程により酸処理が行われた原反７について、高温に熱せられた炉９内を通過させることで、熱処理が行われる。熱処理に要する温度、すなわち炉９内温度については、例えば６８０度前後の高温域とすることが想定される。また、熱処理に要する時間・速度については、特に限定するものではなく、製品のヒートストレスや完成品について目指す熱収縮率などを考慮して、適宜決定される。なお、シリカクロス１０のヒートストレスは大きく、あまり長時間をかけて熱処理を行うと、優れた耐熱収縮性を得ることはできるものの、強度が著しく低下してしまうこととなるため、熱処理態様として例えば約２ｍ／秒の速度で６ｍの炉９内を約３秒かけて通過させる態様が考え得る。
In this embodiment, a heat treatment step is performed after the acid treatment step. The heat treatment step is a step of heat-treating the raw fabric 7 that has been subjected to the acid treatment in the acid treatment step.
Specifically, the raw fabric 7 subjected to the acid treatment in the acid treatment step is passed through a furnace 9 heated to a high temperature to perform heat treatment. The temperature required for the heat treatment, that is, the temperature inside the furnace 9 is assumed to be a high temperature range of, for example, around 680 degrees. Further, the time and speed required for the heat treatment are not particularly limited, and are appropriately determined in consideration of the heat stress of the product, the desired heat shrinkage rate of the finished product, and the like. In addition, since the heat stress of the silica cloth 10 is large and heat treatment is performed for a long time, although excellent heat shrinkage can be obtained, the strength is remarkably lowered. A mode in which the inside of the 6 m furnace 9 is passed over about 3 seconds at a speed of about 2 m / second is conceivable.
本実施例にかかるシリカクロス１０は、以上の各工程を経て製造される。完成したシリカクロス１０は、図５の組成比較表からわかるように、その組成割合が二酸化ケイ素９４〜９８質量％、アルミナ１〜５質量％であり、酸処理後の減量率が２４％であって、アルミナ成分が含有されるとともに高密度であることから高い強度を有するとともに、優れた耐熱収縮性（熱収縮率１％以下）を備えたシリカクロス１０を提供するものである。
これに対し従来品は、図５からわかるように、二酸化ケイ素９９質量％、アルミナ０質量％であり、酸処理後の減量率が４８％であって、アルミナ成分が含まれないとともに低密度であることから、本発明品に比し強度が劣るとともに、耐熱収縮性（熱収縮率７％前後）にも劣るシリカクロス３０となる。
The silica cloth 10 according to the present embodiment is manufactured through the above steps. As can be seen from the composition comparison table of FIG. 5, the completed silica cloth 10 has a composition ratio of 94 to 98 mass% silicon dioxide and 1 to 5 mass% alumina, and the weight loss after acid treatment was 24%. The silica cloth 10 has a high strength because it contains an alumina component and has a high density, and has excellent heat shrinkage (heat shrinkage rate of 1% or less).
On the other hand, as can be seen from FIG. 5, the conventional product is 99% by mass of silicon dioxide and 0% by mass of alumina, and the weight loss after acid treatment is 48%. Therefore, the silica cloth 30 is inferior in strength to the product of the present invention and inferior in heat shrinkage (heat shrinkage rate around 7%).
図６は、上記第一の実施例または第二の実施例に係る製造方法により製造されたシリカクロス１０について、エキスパンションジョイント用耐火帯として使用した際の構造を示す説明図である。
すなわち、図面に示すように、シリカクロス１０の中央部が躯体１２間の空間部にＵ字状に配置されるとともに、シリカクロス１０の両端部は各躯体１２表面へ夫々延設された状態に配置される。かかる状態にてシリカクロス１０の上方からジョイントカバー１３を被覆することにより、エキスパンションジョイント１１が構築されることとなる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a structure when the silica cloth 10 manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment or the second embodiment is used as a fire zone for an expansion joint.
That is, as shown in the drawing, the central portion of the silica cloth 10 is disposed in a U-shape in the space between the housings 12, and both end portions of the silica cloth 10 are respectively extended to the surfaces of the housings 12. Be placed. In this state, the expansion joint 11 is constructed by covering the joint cover 13 from above the silica cloth 10.
本実施例において、上記構造を採用することにより、シリカクロス１０と躯体１２とを固定するための取付部材を別途用意する必要がなくなり、構造の簡素化、作業効率の向上に資することとなる。また、シリカクロス１０が、図面に示すようにジョイントカバー１３と躯体１２との間にも配置されることとなるため、従来のように躯体３２間の空間部だけでなく、より広範囲に耐火帯としての耐火機能を具備させることが可能となる。 In the present embodiment, by adopting the above structure, it is not necessary to separately prepare an attachment member for fixing the silica cloth 10 and the housing 12, which contributes to simplification of the structure and improvement of work efficiency. Further, since the silica cloth 10 is also disposed between the joint cover 13 and the housing 12 as shown in the drawing, not only the space between the housings 32 as in the prior art, but also a refractory zone in a wider range. It is possible to provide a fireproof function as.
ところで、本実施例にかかるシリカクロス１０を使用することで、取付部材を不要としてエキスパンションジョイント１１の構造を簡素化可能な理由は、当該シリカクロス１０が有する性能によるものである。
すなわち、本実施例で使用するシリカクロス１０は、上記第一の実施例または第二の実施例に係る製造方法により製造されていることから、従来品に比して高い強度を有しており、かつ、耐熱収縮性にも優れた効果を発揮するものである。したがって、図面に示すように躯体１２の角辺に当該シリカクロス１０が当接した状態で配置されても何ら問題がなく、また、かかる状態が長期間続いたとしてもシリカクロス１０における当接箇所の劣化の心配もない。
By the way, the reason that the structure of the expansion joint 11 can be simplified by using the silica cloth 10 according to the present embodiment without using an attachment member is due to the performance of the silica cloth 10.
That is, since the silica cloth 10 used in this embodiment is manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment or the second embodiment, it has higher strength than the conventional product. In addition, it exhibits an excellent effect in heat shrinkage resistance. Therefore, as shown in the drawing, there is no problem even if the silica cloth 10 is arranged in contact with the corners of the housing 12, and even if this state continues for a long period of time, the contact position in the silica cloth 10 There is no worry of deterioration.
なお、本実施例におけるシリカクロス１０を躯体１２へ固定する方法については、別途取付部材を用いないこと以外は特に限定はないが、例えば粘着材を介してシリカクロス１０と躯体１２とを接着したり、あるいは、ジョイントカバー１３を躯体１２に固定する方法をそのまま用いて、該ジョイントカバー１３上方からシリカクロス１０を突き抜けて躯体１２まで一体的に固定する態様が考え得る。 The method of fixing the silica cloth 10 to the housing 12 in this embodiment is not particularly limited except that a separate attachment member is not used. For example, the silica cloth 10 and the housing 12 are bonded via an adhesive material. Alternatively, a method of fixing the joint cover 13 to the housing 12 as it is, and an embodiment in which the silica cloth 10 is penetrated from above the joint cover 13 and fixed to the housing 12 can be considered.
本発明は、シリカクロス１０の製造に際し使用する原料１として、二酸化ケイ素とアルミナと酸化ナトリウムとで組成され、かつ、微量の砒素が混入されて成るものを使用することで、硫酸による酸処理を可能とし、それによりアルミナ成分を残存させるとともに高密度状態を確保し、もって完成品としてのシリカクロス１０の性能向上特に強度向上が図られるといった、優れた作用効果を発揮するものであって、本発明に係るシリカクロス１０の製造方法並びにその製造方法により得られるエキスパンションジョイント用耐火帯としてのシリカクロス１０の産業上の利用可能性は大である。 In the present invention, the raw material 1 used in the production of the silica cloth 10 is composed of silicon dioxide, alumina and sodium oxide, and mixed with a small amount of arsenic, so that acid treatment with sulfuric acid is performed. It is possible to maintain the high density state by allowing the alumina component to remain, thereby improving the performance of the silica cloth 10 as a finished product, particularly improving the strength. The industrial applicability of the silica cloth 10 as an expansion joint refractory zone obtained by the manufacturing method of the silica cloth 10 and the manufacturing method of the invention is great.
１ 原料
２ ブッシング容器
３ 単繊維
４ 液体サイジング材
５ 糸体
６ ボビン
７ 原反
８ 酸性液体
９ 炉
１０ シリカクロス
１１ エキスパンションジョイント
１２ 躯体
１３ ジョイントカバー
３０ 耐火帯
３１ エキスパンションジョイント
３２ 躯体
３３ ジョイントカバー
３４ 取付部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw material 2 Bushing container 3 Single fiber 4 Liquid sizing material 5 Thread body 6 Bobbin 7 Original fabric 8 Acidic liquid 9 Furnace 10 Silica cloth 11 Expansion joint 12 Body 13 Joint cover 30 Fire zone 31 Expansion joint 32 Body 33 Joint cover 34 Mounting member
Claims (6)
二酸化ケイ素とアルミナと酸化ナトリウムとで組成され、微量の砒素が混入された原料を、ブッシング容器に入れ１３００度以上の高温で軟化し繊径が５．５〜６．５μｍの単繊維を生成するブッシング工程と、
前記ブッシング工程により生成された単繊維に液体サイジング材を吹き付けてサイジングを施すサイジング工程と、
前記サイジング工程によりサイジングが施された単繊維複数本を一にまとめて撚りをかけてできる糸体をボビンで巻き取る撚り工程と、
前記撚り工程によりボビンに巻き取られた糸体を織り込むことで原反を生成する織工程と、
前記織工程により生成された原反を酸性液体中に浸水させて酸処理を行う酸処理工程と
から成ることを特徴とするシリカクロスの製造方法。 A method for producing silica cloth as a fireproof zone for an expansion joint,
A raw material composed of silicon dioxide, alumina, and sodium oxide and mixed with a small amount of arsenic is placed in a bushing container and softened at a high temperature of 1300 ° C. or more to produce a single fiber having a fine diameter of 5.5 to 6.5 μm. A bushing process;
A sizing process in which a liquid sizing material is sprayed on the single fiber generated by the bushing process to perform sizing;
A twisting process in which a bobbin is used to wind a yarn body that can be twisted by combining a plurality of single fibers subjected to sizing by the sizing process;
A weaving process for producing a raw fabric by weaving the thread wound around the bobbin by the twisting process;
A method for producing silica cloth, comprising: an acid treatment step in which an original material produced by the weaving step is immersed in an acidic liquid to perform an acid treatment.
前記酸処理工程により酸処理が行われた原反を約６８０度の高温に熱せられた炉内を通過させて熱処理を行う熱処理工程が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のシリカクロスの製造方法。 In the method for producing the silica cloth,
2. The heat treatment step of performing heat treatment by passing the raw material subjected to acid treatment in the acid treatment step through a furnace heated to a high temperature of about 680 ° C. 2. A method for producing silica cloth.
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