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JPH08245277A - 切削加工可能な断熱材 - Google Patents

切削加工可能な断熱材

Info

Publication number
JPH08245277A
JPH08245277A JP3016496A JP3016496A JPH08245277A JP H08245277 A JPH08245277 A JP H08245277A JP 3016496 A JP3016496 A JP 3016496A JP 3016496 A JP3016496 A JP 3016496A JP H08245277 A JPH08245277 A JP H08245277A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat insulating
insulating material
fiber
fibers
asbestos
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3016496A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Kubota
和雄 久保田
Masaaki Kayama
正秋 加山
Yasumichi Mukoda
泰通 向田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichias Corp filed Critical Nichias Corp
Priority to JP3016496A priority Critical patent/JPH08245277A/ja
Publication of JPH08245277A publication Critical patent/JPH08245277A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B28/18Compositions 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 mixtures of the silica-lime type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/30Nailable or sawable materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削加工性、耐熱性、強度、電気特性等に優
れている、石綿不含の断熱材を提供する。 【解決手段】 ケイ酸カルシウム水和物からなるマトリ
ックス中に、長さ3〜12mmの芳香族ポリエーテルアミ
ド繊維1〜5重量%および繊維状ワラストナイト20〜
70重量%を均一分散状態で含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、切削加工可能な石綿不
含の断熱材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】JIS C2210に規定されている電
気絶縁用セメント板(通称ヘミットおよびランバー)
は、ポルトランドセメントを結合剤として石綿を成形す
ることにより作られるものであって、切削加工が容易で
耐熱性や機械的強度も優れているため、電気絶縁材とし
ての用途以外にも、使用前に切削加工を必要とし使用状
態においては高い強度を要求されるような断熱材、たと
えば熱プレス機の断熱板、誘導炉のケーシング等に使用
される。しかしながら、上記JIS規格品は石綿を約4
0%も含んでいるため、切削加工時に多量の石綿粉塵が
発生し、これが健康上有害であることから、石綿を含ま
ない代替品の出現が求められている。
【0003】石綿を含有しないセメント質断熱材の代替
品としては、従来、タルク粉末とパルプをポルトランド
セメントで結合して得られる密度1.6〜2.0の耐熱材
料が提案されている(特開昭61−109205)。し
かしながら、この材料は補強用繊維がパルプだけなので
加熱による機械的強度の低下と寸法収縮が大きい。ま
た、靱性(タフネス)が不足し、高荷重を加えたり拘束
した状態で加熱されると亀裂を生じ易いという欠点があ
った。したがって、石綿をまったく含まないという長所
はあるものの、ヘミット等に代わって広く使われるには
至っていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、ヘミットやランバーに匹敵する良好な切削加工性を
有し、耐熱性、強度、電気特性等においても優れてい
る、石綿不含の断熱材を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、単繊維状に分
散した長さ3〜12mmの芳香族ポリエーテルアミド繊維
1〜5重量%および繊維状ワラストナイト20〜70重
量%を含有し、マトリックスがケイ酸カルシウム水和物
からなり、密度が1.3〜1.9g/cm3であること特徴と
する、切削加工が可能な石綿不含の断熱材を提供するも
のである。
【0006】
【作用】上述のような本発明の断熱材において、芳香族
ポリエーテルアミド繊維は少量で大きな補強効果を示
し、断熱材に高い靱性を与えている。その含有量は0.
5〜5重量%が適当であって、0.5重量%未満では多
くの用途において断熱材の強度が不十分になり、また5
重量%をこえる多量を含有させようとすると、製造工程
において繊維を均一に分散させるのが困難になり、繊維
の塊が残って切削加工性を悪くする。繊維長は3〜12
mmが適当であって、3mm未満の繊維は補強効果が十分で
なく、一方、12mmをこえるものは、製造工程における
分散性が悪いから、上記過剰配合の場合と同様の好まし
くない結果を招く。
【0007】繊維状ワラストナイトは、本発明の断熱材
の切削加工性に重要な役割をしている。すなわち、繊維
状ワラストナイトが配合されていることにより、本発明
の断熱材は高密度の成形体でありながら切削加工が可能
である。また、芳香族ポリエーテルアミド繊維はその大
きな靱性のため切断されにくく、セメント質成形体やケ
イ酸カルシウム質成形体の補強に用いると補強効果は大
でも切削仕上げ面に毛羽だちを生じ易いが、繊維状ワラ
ストナイトを多量に含む本発明の断熱材では繊維の毛羽
だちを生じることがなく、美しい加工面を与える。この
理由は定かでないが、断熱材中で芳香族ポリエーテルア
ミド繊維のそばにある硬い繊維状ワラストナイト粒子が
切削工具の刃先から逃げようとする芳香族ポリエーテル
アミド繊維を刃先との間で捕らえ、切断を助けるためと
考えられる。繊維状ワラストナイトはまた、断熱材の加
熱収縮率の低減および曲げ強さの向上にも役立ってい
る。
【0008】繊維状ワラストナイトの含有率が20重量
%未満では上述の作用が十分現れないが、70重量%を
こえる多量含有させることも、かえって強度低下を招く
ので好ましくない。密度を1.3〜1.9g/cm3とするこ
とは、機械加工性を確保しながら十分な強度を得るのに
必要である。すなわち、1.9g/cm3をこえる高密度品
は、強度は高くても切削加工が困難である。また、断熱
性も悪くなる。
【0009】次に、上記断熱材の代表的な製造法を説明
する。まず、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルア
ミドまたはポリアクリル酸ソーダ等の繊維分散剤を溶か
した水を用意し、これに芳香族ポリエーテルアミド繊維
を投入し撹拌して分散させる。芳香族ポリエーテルアミ
ド繊維は、帝人株式会社から市販されており(商品名:
テクノーラ)、これを用いることができるが、マルチフ
ィラメントヤーンはあらかじめ長さ3〜12mmに切断し
ておく。この繊維分散液には、芳香族ポリエーテルアミ
ド繊維だけでなく、必要に応じて添加するパルプ、減水
剤等の成形助剤を繊維添加の前または繊維添加と同時
に、添加して分散もしくは溶解させておく。
【0010】十分撹拌して繊維が単繊維まで分散した分
散液が得られたならば、そこに無機質結合剤を加える。
結合剤としては、ポルトランドセメントとケイ酸質微粉
末を用いる。ケイ酸質微粉末としては、ケイ石粉末、シ
リカフラワー等を用いることができる。シリカフラワー
のように特別微細なケイ酸質原料は、均一混合が困難な
ので、前述の繊維分散液調製の際に添加して分散させて
おいてもよい。ケイ酸質微粉末は、成形後のオートクレ
ーブ処理においてポルトランドセメントから遊離した石
灰と反応してケイ酸カルシウムを生成する。この原料
は、ポルトランドセメントに対して30〜100重量%
程度を併用する。
【0011】無機質結合剤の添加と同時に、あるいは添
加後、繊維状ワラストナイトも添加し、よく混合する。
前述のポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、
ポリアクリル酸ソーダ等の繊維分散剤は、この混合過程
でセメントのアルカリにより変質して曳糸性、粘性およ
び保水性を失い、変わって粉体凝集作用を示して脱水成
形を容易にするので、本発明の製造法において用いる繊
維分散剤として特に好ましい。
【0012】上述のようにして均一なモルタルが得られ
たならば、それを脱水プレス成形する。その際、成形条
件を調節して、最終製品の密度が1.3〜1.9g/cm3
なるようにする。得られた成形体は、常法に従い常温で
前養生を行い、次いでオートクレーブ中に移して、約1
50〜179℃で7〜10時間、加熱加圧下に養生す
る。この処理条件では、生成するケイ酸カルシウムはほ
とんどがいわゆるC-S-Hの段階であるが、芳香族ポリ
エーテルアミド繊維の劣化を防ぐため、上記オートクレ
ーブ養生の条件をこえる苛酷な処理にならないように注
意する。処理後の成形体は、必要に応じて切断、穴開
け、表面研磨などの加工を施して、使用に供する。
【0013】
【実施例】以下の実施例および比較例において使用した
繊維状ワラストナイトはインド産のもの(規格A60)
であって、繊維状粒子の平均径は16μm、平均長さは
150μmである。芳香族ポリエーテルアミド繊維はテ
クノーラT320(帝人株式会社製品;単繊維径12μ
m;1500デニール1000フィラメントのマルチフ
ィラメントヤーン)を長さ6mmに切断して用いた。無機
質結合剤としては、ポルトランドセメント、ケイ石粉末
およびシリカフラワーの重量比60:20:20の混合
物を用いた。減水剤は花王マイテイ(花王株式会社)、
繊維分散剤として用いたポリエチレンオキサイドはアル
コックスE160(明成化学工業株式会社)である。ま
た、製品の試験方法は下記のとおりである。
【0014】1.曲げ強さおよびタフネス:105℃ま
たは200℃で24時間加熱した後の試験片(60mm×
120mm×10mm)をスパン100mmで3点曲げ試験し
た。タフネスは、曲げ試験の応力−たわみ曲線における
たわみ量2mmまでの面積(仕事量)を試験片断面積で割
った値で示した。 2.加熱収縮率:上記曲げ試験片を200℃で24時間
加熱したときの収縮率を測定する。 3.切削面の平滑性:製品の表面をフライス盤でミーリ
ング切削し、切削面に出る芳香族ポリエーテルアミド繊
維の毛羽だち、および未解繊繊維束による毛玉の有無を
調べた。 ◎ 毛羽だち、毛玉が全く無く均質な平滑面 ○ 毛羽だちが少しある平滑面 △ 分散不十分な繊維束や毛玉があり部分的に凹凸のあ
る面 × ほとんど分散されていない繊維束や毛玉による凹凸
のある面
【0015】4.穴開け試験:直径10mm、回転数26
0rpm、送り速度40mm/分のドリルにより、下板なしで
穴開け加工を行い、ドリルの突き抜けによる資料の欠け
の大きさを測定する。 5.裁断試験:ダイアモンドセグメントソウ(三菱ノー
トンIAIRSS、外形356mm、刃厚さ3mm)を用
い、回転数180rpm、送り速度2000mm/分で乾式裁
断し、試料の切り口の欠けの大きさを測定する。
【0016】実施例1;比較例1,2 パルプ、シリカフラワー、減水剤を水中で混合し、得ら
れた混合液の所定量をオムニミキサーに取り、繊維分散
剤・ポリエチレンオキサイドを加えてさらに撹拌する。
その後、芳香族ポリエーテルアミド繊維を加え、よく撹
拌して単繊維状態まで解繊する。これに繊維状ワラスト
ナイト、ポルトランドセメント、ケイ石粉末、減水剤を
加えて撹拌し、均一なモルタルを調製する。得られたモ
ルタルを、最終製品の密度が1.6g/cm3になるような条
件で、120mm×150mm×15mmの板状に脱水プレス
成形し、常温で12時間前養生後、179℃で10時
間、オートクレーブ中で養生する。上記製造法におい
て、繊維状ワラストナイトを用いないか、その配合量を
変更することにより、3種類の断熱材を製造した。各例
における原料配合および製品特性を表1に示す。
【0017】
【表1】 比較例1 実施例1 比較例2 原料配合比(重量部) 繊維状ワラストナイト 0 45 75 芳香族ポリエーテルアミド繊維 2 2 2 無機質結合剤 95 50 20 パルプ 1 1 1 減水剤 0.1 0.1 0.1 ポリエチレンオキサイド 0.2 0.2 0.2 水 100 140 180製品特性 曲げ強さ(kgf/cm2) 105℃ 180 310 150 200℃ 150 300 120 タフネス(kgf/cm2) 105℃ 2.0 2.4 1.9 200℃ 1.8 2.3 1.6 加熱収縮率(%) 0.21 0.06 0.04 切削面の平滑性 △ ◎ ○ 穴開け試験(mm) 2.5 0.5 0.5 裁断試験(mm) 2.0 0.5 0.5
【0018】実施例2;比較例3,4 繊維状ワラストナイトおよび無機質結合剤の配合比を固
定し、芳香族ポリエーテルアミド繊維の配合比を変更し
て、実施例1の場合と同様の手順により3種類の断熱材
を製造した。各例における原料配合および製品特性を表
2に示す。
【0019】
【表2】 比較例3 実施例2 比較例4 原料配合比(重量部) 繊維状ワラストナイト 40 40 40 芳香族ポリエーテルアミド繊維 0 2 6 無機質結合剤 45 45 45 タルク 10 10 10 パルプ 3 1 1 減水剤 0.1 0.1 0.1 ポリエチレンオキサイド 0.2 0.2 0.2 水 140 140 180製品特性 曲げ強さ(kgf/cm2) 105℃ 280 310 250 200℃ 220 300 240 タフネス(kgf/cm2) 105℃ 0.9 2.4 3.9 200℃ 0.6 2.3 3.6 加熱収縮率(%) 0.07 0.06 0.04 切削面の平滑性 ◎ ◎ × 穴開け試験(mm) 0.5 0.5 1.5 裁断試験(mm) 0.5 0.5 2.0
【0020】実施例3〜5 表3記載の原料配合により、実施例1の場合と同様の手
順で3種類の断熱材を製造した。得られた断熱材の特性
を表3に併せて示す。
【0021】
【表3】 実施例3 実施例4 実施例5 原料配合比(重量部) 繊維状ワラストナイト 45 45 45 芳香族ポリエーテルアミド繊維 2 2 2 無機質結合剤 50 50 50 パルプ 1 1 1 減水剤 0.1 0.1 0.1 ポリアクリル酸ソーダ 0.2 0 0 ポリエチレンオキサイド 0 0.1 0 ポリアクリルアミド 0 0 0.2 水 140 140 140製品特性 曲げ強さ(kgf/cm2) 105℃ 300 330 320 200℃ 280 300 300 タフネス(kgf/cm2) 105℃ 2.4 2.5 2.6 200℃ 2.2 2.4 2.4 加熱収縮率(%) 0.07 0.06 0.07 切削面の平滑性 ○ ◎ ○ 穴開け試験(mm) 0.5 0.5 0.5 裁断試験(mm) 0.5 0.5 0.5
【0022】
【発明の効果】上述のように、本発明による断熱材は石
綿を全く含有しないにもかかわらず単繊維状に分散した
芳香族ポリエーテルアミド繊維と繊維状ワラストナイト
の相乗作用に基づくすぐれた強度と靱性を備えており、
耐熱性や切削加工性も良好なものであるから、電気絶縁
板、断熱材等の用途に石綿セメント板・ヘミットの代替
品として広く使用可能なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 14:38) 111:30 111:40

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単繊維状に分散した長さ3〜12mmの芳
    香族ポリエーテルアミド繊維1〜5重量%および繊維状
    ワラストナイト20〜70重量%を含有し、マトリック
    スがケイ酸カルシウム水和物からなり、密度が1.3〜
    1.9g/cm3であること特徴とする切削加工可能な断熱
    材。
JP3016496A 1996-01-25 1996-01-25 切削加工可能な断熱材 Pending JPH08245277A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3016496A JPH08245277A (ja) 1996-01-25 1996-01-25 切削加工可能な断熱材

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JP3252730A Division JP2538459B2 (ja) 1991-09-05 1991-09-05 切削加工可能な高強度断熱材の製造法

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JPH08245277A true JPH08245277A (ja) 1996-09-24

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ID=12296123

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Cited By (1)

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JP2008162853A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Nichias Corp 無機繊維質成形体及び不定形無機繊維質組成物

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