JPS58104059A - 繊維質成形体用組成物 - Google Patents

繊維質成形体用組成物

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JPS58104059A
JPS58104059A JP20196081A JP20196081A JPS58104059A JP S58104059 A JPS58104059 A JP S58104059A JP 20196081 A JP20196081 A JP 20196081A JP 20196081 A JP20196081 A JP 20196081A JP S58104059 A JPS58104059 A JP S58104059A
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colloidal silica
slurry
polyethylene oxide
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桜井 誠二
薫 海野
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Nichias Corp
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Nichias Corp
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols

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  • Silicon Compounds (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Paper (AREA)

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】 本発明は、コロイダル7リカで結合せしめた無機繊維組
成物、特に無機繊維をコロイダルシリカと均一かつ強固
に結合させて得た高温用途に適した成形体用組成物に関
する。
従来、無機繊維とコロイダル7リ力結合剤からなるペー
パー、ボード、マットあるいはチューブ、ロッド、ブロ
ック等の成形物を得る方法は檀々提案されている。例え
ば、最も簡単な方法としては、無機繊維成形物にコロイ
ダル7リカの懸濁液管そのまま途布あるいは含浸させる
方法がある。しかしながら、この方法によれば、コロイ
ダル7リカのマイグレー7!i1ンが起り、結ビが成形
物の表面に果申し、均一な硬さの成形物を得ることがで
きず、またコロイダルシリカの定着1lll會精確に制
御することが困−な九め、得られた成形物は非常に品質
にバラツキの多いものとなってしまう不利があった。
こうした不利會改善する方法として米国特許45702
279号公報には無機繊維材料にコロイダルシリカを含
浸せしめた後、(NH4)l C01のような塩基性塩
、あるいはアンモニアガス等管作用させてコロイダルシ
リカtゲル化させてマイグレーションを防ぎ、乾燥及び
焼成して成形物1!を得る方法が示されている。しかし
ながら、この方法ではゲル化処理が厄介であり、マイグ
レー73ンを充分に防いで均一な結合を得るこ′1:1 とは困峻である。また米国′特許第5224927号公
報には無機繊維スラリーにカチオン性の澱粉を結合助剤
として添加し、次でアニオン性コロイダルシリカを添加
し、更にrIRを加えてスラリーのpkl (−S〜5
とし、潜られ九スラリーtF遇し九後、乾燥して成形物
を得る方法が示されている。しかしながら、この方法で
は添加したコロイダルシリカの全量會繊維表面に定着さ
せることは困−であり、相当量が未定着のまtS液中に
+残存してしまう不利がある。
本発明は前述した従来技術の欠点を改善し、無機繊維に
コロイダル7リカを均一、かつ強固に結合させて4た高
温用途に適し九成形体用組成物に関する。
すなわち、本発明は、無機繊維、コロイダル7リカ、凝
結剤、高分子量ポリエチレンオキティド、および必要量
の充填材からなる組成物を提供するもの!ある。より詳
細にいえば、無機繊維および必要な量の充填材とコロイ
ダルシリカ七水中に分散せしめてスラリーとし、次で凝
結剤および高分子量ポリエチレンオキサイド溶gt−添
加してコロイダル7リカtia繊維に定着せしめて得た
スラリー状組成物を提供するものである。
本発明はまた得られたメラリー状組成物t−濾過し、所
定の形に成形しft後乾燥して、必要ならkに加熱して
可燃物を除去して作った成形体tも包含するものである
本発明組成物は無機繊維を主成分とし、そして癲慎繊維
は鉱物繊維、珪酸アルミニウム、ガラス、アルミナ、ジ
ルコニア、酸化硼素、炭化硼素、7リカ、窒化珪素、炭
化珪素、珪酸アルミニツムカルシウムの各繊維およびそ
れらの混合物よシ成る群から選択が可能である。また該
組成物の物性ti1ilnあるいは改善するために必要
に応じて耐火性無機物、可燃性有機物を更に含むことが
できる。
無機繊維および必要な量の充填材をスラリーとするのに
必要な分散媒としては水が好適であるが、メタノール、
エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、およびこれらの混合物もまた、単独もしくは水との
混合物として使用することができる。分散媒の量は該繊
維の嵩およびコロイダル7リカの量に応じて―整される
が、少なくとも該繊維が充分に分散される量が必要であ
る。例えば、無機繊維に対して50倍前後(重量)が好
ましい。
バインダーとして作用するコロイダルシリカの量は、目
的とする成形体の所望強度および成形方法に応じてam
される0例えは、吸引−過による成形方法の場合には、
好ましい該シリカ量は3〜201(該繊維量基準)であ
る。即ちコロイダルシリカの量が少ないと成形物のI・
ンドリングに必要な強度が得られず、20−以上とした
場合には、濾過性の点で困−が生ずる。
しかしながらプレス方式による成形方法の場合には、該
繊維量と同量4しくにそれ以上の量(固形分として)と
することが可能である。ここで本発明でいうコロイダル
シリカとはStO。
を基本単位とする水分散体(いわゆるシリカゾル)を意
味する。コロイダルシリカの平均粒子径は通常4〜10
0ミリミクロンであるが、本発明には、できるだけ粒径
の小さいものが好適である。これは粒径が小さい程、結
合力が強いという場内による。
本発明に好適な凝結剤としては酸(例えば鉱は、カルボ
ン酸)、塩(例えば食塩、硫酸アルミ)、電解質(例え
ばアルミナゾル)等があげられるが、1!IIまたは酸
性塩およびカチオン性のアルミナゾルが特に好ましい。
ここで「凝結」とはシリカ粒子間の結合を意味する。即
ち、凝結剤の添加目的はコロイダルシリカ粒子表面の1
位倉低下せしめて、ポリエチレンオキサイドへの凝集を
9罷にするためである。凝結剤を添V口しない@&には
、コロイダルシリカをポリエチレンオキサイドへ凝集さ
せることは殆んど不uT匝であり、コロイダルクリ力の
大部分は該繊維に禾建涜のまま該スラリー中に残存して
しまう。それ故、本発明では凝結−jの添加は不可欠で
ある。          ・ ・:: 本発明の最も大きな特徴は、高分子量ポリエチレンオキ
サイドによってコロイダル7リカを1&維表面に定着せ
しめる点におり、種々検討した結果、凝結剤によってコ
ロイダルシリカ粒子を凝結せしめ、しかる後に高分子量
ポリエチレンオキサイド會添加することによって、コロ
イダルシリカ會殆んど完全に繊維表面へ均一、かつ強固
に定着できることtgめ、それにもとづいて本発明tな
すに至った。
本発明に使用する高分子量ポリエチレンオキサイドは本
質的にノニオン性であるが、鎖中に分布し九酸素は水溶
液中においてオキソニ9ムカチオン會形成する結果、コ
ロイダルシリカ粒子はポリエチレンオキサイドと顕著に
凝集し、侍られ九ポリエチレンオキtイドーコロイダル
シリカ凝集体と繊維はスラリー中でからみ合いこの結果
、コロイダルクリ力は殆んど完全に繊維に定着される。
不発明に使用するポリエチレンオキサイドについて更に
言えば、・:□#記し良溶媒とあらかじめ□ 混合攪拌して必要な濃tx、o溶液として使用する。
浴液の粘度はポリエチレンオキサイドの分子量によって
大きく変化する。更に本発明で使用するポリエチレンオ
キサイドは分子量約10万以上のものに制限され、好ま
しくは分子量25万以上のものである。該分子量が約1
0万以下の場合には該繊維へのコロイダルシリカの定着
が極めて悪くなる。理論的にはまだ解明されていないが
、これは該コロイダルシリカと叔ポリエデレンオキサイ
ドとの凝集体と該繊維とのからみ合いが悪くなるためと
思われる。同様の理由から1ポリエチレンオキサイドは
できるだけ分岐が少なく、直鎖状で、分子鎖の長いもの
が好ましい。また、ポリエチレンオキサイドの添加1i
Fiクリカに対してI11重量重量上が好ましい。
本発明になる組成物から成形体を得る方法としては、例
えばペーパーあるいはボードの製造の場合には、該組成
物のスラリ1.金網上で炉遇し、圧縮ローラーで水を脱
水するか、あるいは吸引脱水によ)水を除去して成形す
る。他の成形体の場合には、該組成物のスラ’) −t
−濾過してケーキとし、適当な型に入れて成形すること
ができる。得られた繊維質成形体は乾燥した後使用に供
される。
本発明によれば、広範囲の種類の無機繊維に無機結合剤
としてのコロイダルシリカを定着させることができ、該
繊維に定着できるコロイダルシリカの量は繊維重量と同
量4しくはそれ以上まで可能であ如、得られ九組成物は
乾燥によって全くマイグレー7ョンを起さず、内・表面
とも殆んど均一な硬さを保ち、強度の高い、高温使用に
適した成形体1a造するために使用できる。
以下、本発明會実施例によ)説明するが、本発明はそれ
に限定されるものではない。
実施例(1) ケイ酸アルミニウム繊維1−と水60に4Fとアニオン
性のコロイダルクリ力(固形分3o−)4norts分
間攪拌してスラリー會!11!1シ、次でこのスラリー
に硫酸アルミ二りム25饅液t−50f添加して;ロイ
ダルシリカtゲル化させ、R後に分子量50万のポリエ
テレ/オキサイド2g!液teOt添加し、得られ友ス
ラリー状組成物から真空成形によって成形物をつく9史
に乾燥した。それによって祷られた成形体の重置、強度
、収縮特性音下記に示す。
乾燥後密度(110c24時間、Kg/m” )  =
240乾燥後曲げ強[(110C24時間、Kf/cd
  )  −92焼成後 #   (1100℃ 3時
間、Kg/al  )  −4,5焼成#  #   
(1200℃ 3時間、Kg/ls”  )  −40
焼成後縁収4ii(1100℃ 3時間、 11)=−
2,1tlAbX、fik  I   (1200℃ 
3時間、*)=2.9実施例(2)〜(5) 繊維、コロイダルンリカ、凝結剤、ポリエチレンオキサ
イドの各量を変えて、実施例(1)と同様の操作を繰返
して成形体、を得た。それらの物性を下表に示す。ただ
し、実施例(4)、(6)はプレス成形によって14た
ものである。
”’、1j1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +1)  無機繊維とコロイダルシリカを分散媒中に分
    散せしめてなるスラリーに凝結剤を添加し、次いでポリ
    エチレンオキサイド會添加して該コロイダルシリカt−
    該繊維に定着せしめてスラリー状組成榔t−得ることを
    特徴とする繊維買成形体用組成物。 (2)無機繊維は鉱物繊維、珪酸アルミニウム、ガラス
    、アルミナ、ジルコニア、酸化硼素、炭化硼素、シリカ
    、窒化珪素、炭化珪素、珪酸アルミニウムカルシウム、
    およびそれらの混合物より成る群から選択した%耗縛求
    の範囲第1項記載の組成物。 (3)凝結剤は酸、塩、電解質およびこれらの混合物よ
    り成る群から選択した特許請求の範囲第1項記載の組成
    物。 (43該スラリー状組成物が耐火性無機物、可燃性有機
    物を更に含む特許請求の範曲第1項〜第δ項のいずれか
    に記載の組成物。 (5)  少なくとも10(LOOOの分子量をもつポ
    リエチレンオ命サイドを使用する特許請求の範囲第1項
    〜第4項のいずれかに記載の組成物。 (6)  少なくとも25(LOOOの分子量14つポ
    リエチレンオキティドを使用する特許請求の範囲s5項
    に記載の組成物。 (7)  特許請求の範v7!A第1項〜纂6項のいず
    れか1項に記載の組成物から成形し九成形体。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS623081A (ja) * 1985-06-26 1987-01-09 三菱化学株式会社 耐火断熱ボ−ドの製造方法
US6790275B2 (en) 2001-09-25 2004-09-14 W. R. Grace & Co.-Conn. Pumpably verifiable fluid fiber compositions
US6808560B2 (en) * 2001-09-25 2004-10-26 W. R. Grace & Co.-Conn. Pumpably verifiable fluid fiber compositions
JP2016141598A (ja) * 2015-02-02 2016-08-08 ニチアス株式会社 金属鋳造用不定形耐火組成物及びその製造方法、金属鋳造用不定形耐火組成物の硬化物

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JP2016141598A (ja) * 2015-02-02 2016-08-08 ニチアス株式会社 金属鋳造用不定形耐火組成物及びその製造方法、金属鋳造用不定形耐火組成物の硬化物

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