JPS62288183A

JPS62288183A - 耐火複合材料の製造法

Info

Publication number: JPS62288183A
Application number: JP13113286A
Authority: JP
Inventors: 浅見　肇; 杉本　弘之; 浅倉　寛行
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1986-06-06
Filing date: 1986-06-06
Publication date: 1987-12-15
Also published as: JPH0448756B2

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】３、発明の詳細な説明（産業上の利用分野）この発明は、耐火複合材料の製造法に関し、種々の耐火
材として利用できる耐火繊維含有複合材の！ｉｌ造法に
関する。

（従来の技術）従来、耐火Ｍｉｌｌ含有複合材を得る方法としては、マ
トリックスとしての耐火物粉末に耐火ｉ１Ｍの織布また
は／および不織布を複合する方法（参照、特開昭５９−
２６９８２号公報）、アルミナシリカ！雑に合成無機化
合物ジルコニアを複合し、また、さらに、この表面に窒
化ケイ素のコーティング剤を塗布する方法（参照、特開
昭５９−７８９９０号公報）、セラミック１ｌＪｉｌｔ
とセラミック粉末とを無機結合剤で複合し、この複合体
と焼結し、また、さらに、その表面にジルコニア粉末を
塗布して被覆層を形成する方法（参照、特開昭６０−２
１５５８２号公報）などがある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、表面をコーティング剤で塗布して被覆層
を形成する場合、充分な強度を得る為に厚塗りにする必
要があり、その結果、全体の重量が増大する問題がある
。

また、マトリックスとしてのセラミックスに、ペーパー
状またはクロス状の耐火繊維を補強材として複合した薄
板状耐火物は、従来の方法によって得ろことができない
。これは、焼成時に薄板が反るなどの現象が現われるか
らである。

この発明は、上述の事情に鑑みなされたものであり、そ
の目的とするところは、表面に充分な強度を持ち薄い耐
火物層を有する耐火複合材料、およびマトリックスとし
てのセラミックスに耐火繊維を補強材として複合した薄
板状耐火材を製造することのできる方法を提供すること
である。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、耐火複合材料について種々の試験、研究
をした結果、意外にも、セラミック粉末を溶射すれば、
この発明の目的達成に有効であることを見出しこの発明
を完成するに至った。

すなわち、この発明の耐火複合材料の製造法は、耐火繊
維質成形体に、耐火セラミックスを溶射することを特徴
とするものである。

この発明の好ましい態様として、ペーパー状もしくはク
ロス状の耐火繊維質成形体の両表面に、耐火セラミック
スを溶射して、耐火セラミックスを７１−リツクスとし
て前記耐火繊維を補強材とする薄板耐火複合材料を形成
することができる。

この発明の別の態様として、ブランケット状、フェルト
状もしくはボード状の耐火ｍＮ質成形体の表面に、耐火
セラミックスを溶射して、成形体の表面に耐火セラミッ
クスの被覆層を形成することができる。

この発明をより詳細に説明する。

この発明において使用することのできる耐火繊維として
は、アルミナシリカ系ｍＮ１アルミナ繊維、ジルコニア
繊維、シリカ繊維、チタン酸カリ繊維などがある。その
選択は、所望する耐火複合材料の材質に応じて適宜選択
することができる。

例えば、クリーン焼成用軽量炉材、あるいは、エレクト
ロニクス用素子やセラミックスス質素子などの製造用棚
板として用いる場合、素子類との反応防止の観点よりジ
ルコニア＄１１１が望ましい。この耐火ｉａａの成形体
の形状は、複合材の用途に応じて種々に変更することが
できる。そのようなものとして、ボード状、フェルト状
、ブランケット状、ペーパー状、クロス状、テープ状、
ロープ状、板状、角柱状、円柱状などがある。

耐火繊維質成形体には、ｍＨ以外に、必要に応じて種々
の添加剤を含めることができる。その具体例として、耐
火原料粉末、結合剤、金属粉、金属ｍ維などがある。

耐火セラミックスをマトリックスとし耐火繊維を補強材
とする耐火複合材料を製造しようとする場合、耐火ｍｕ
ｍ成形体はペーパー状またはクロス状であり、その両表
面から溶射することが望ましい。この場合、好ましい厚
さは１〜０．０１ａｍである。これは、１ａｓ＋を超え
ると溶射セラミックスがクロスまたはペーパーと一体化
せず複合材が得られ難い。また、０．０１ｓ未満では耐
火ｉＩｎの補強効果が発現しない。

この発明において溶射材として用いられる耐火セラミッ
クスは、一般的に使用される耐火物原料であり、例えば
、アルミナ、ジルコニア、シリカ、マグネシア、耐火粘
土、シＶモット、コランダム、ボーキサイト、ミョウバ
ン石、炭化ケイ素、ドロマイト、クロム鉄鉱などがある
。この選択は、所望の複合材料の用途・材質に応じて適
宜変更することができる。原料の耐火セラミックスは、
通常粉末状で使用いられるが、溶射法に応じて種々の形
状にすることができる。

この発明において使用されるＷｊｔｉ４方法としては、
ガス式溶射法、アーク式溶射法、プラズマジェット式溶
射法、高周波誘導式溶射法などがあり、その実施に最適
の溶射法を選んで使用してもよい。

例えば、高融点（２７００℃）のジルコニアを溶射する
場合、また、耐火繊維が加熱によって変質し易い場合、
プラズマジェット溶射が望ましい。

この発明の製造法において、溶射量はｒ８８ｍの厚さが
ペーパーまたはクロスの厚さの１．５〜２倍の範囲にな
るように、調熱することが望ましい。

この範囲外では耐火繊維の補強効果が発現しないからで
ある。

また、厚さ１Ｍ１を超えるボード、フェルト、ブランケ
ットなどの耐火繊維質成形体の表面に溶射する場合、溶
射層の厚さは０．１１〜５ｍが望ましい。これは、０．
１＃Ｉ未満では溶射層が薄すぎて製品のハンドリングが
困難となるからであり、また、５ｍｍを超えると溶射層
の重量が重くなってその自重で成形体を破断するからで
ある。

（作　用）この発明の製造法において耐火セラミックスが溶射され
る。この溶射によって耐火セラミックスは、例えばプラ
ズマ炎中で加熱溶融され、この溶融物が成形体表面に衝
突して冷却固化する。従って、成形体表面の溶射層は均
一かつ緻密であり、従って、Ｈ層であっても強度が大き
い。

また、耐火セラミックスの溶融が、耐火１ＩｔＮ１成形
体から離れた箇所で行なわれるので、耐火繊維の熱によ
る劣化・屓傷が少なくすることができる。

（発明の効果）この発明の製造法によって次の効果を１ｑることができ
る。

（ａ）　　溶射層は薄く且つ緻密であり更に強度が大き
く、軽量な耐火繊維質成形体表面に該溶射層を形成させ
ることにより表面のみ緻密且つ補強された軽量な耐火繊
維質複合体が得られる。又、ブランケット表面に溶射層
を形成させた場合には表面のみ固くその他は軽い綿状の
特異な複合体が１９られる。

表面に耐火物粉末泥臭を塗布或いは含浸させた後焼成す
るという従来の方法では、焼成時に表面層が変形する或
いは表面層を緻密にすべく焼成温度を高めた場合には、
繊維層が結晶化或いは粒成長を起し、変質劣化する。こ
の発明において上述の問題はない。

（ｂ）　　厚さ１１１１Ｉ以下の耐火繊維のペーパー又
はクロスの表裏に耐火原料粉末を溶射して得られる耐火
ＩＭ質ペーパー又はクロスで補強された薄板複合体は緻
密且つ靭性を有する薄板である。従来法即ちペーパー又
はクロスに耐火原料粉末の泥臭を塗布或いは含浸した後
焼成したものは焼成時に反り、変形が起きる。この発明
において、上述の問題点はない。

（Ｃ）　　繊維質成形体を高温炉の天井材として使用す
る場合に観られる短繊維の落下、いわゆるボロ振り現象
が発生するが、本発明法を実施することによりその様な
現象を防止することができる。

（ｄ）　　１１１１質成形体は、大きな通気性を有し、
断熱材として使用する場合、熱風の侵入が起り、断熱性
が低下する。本発明の方法を使用すればその様な欠点を
も解消できる。

（ｅ）　　従って、この発明のＩＩＨＩ法によって表面
に充分な強度を持ち薄い耐火物層を有する耐火複合材料
、およびマトリックスとしてのセラミックスに耐火繊維
を補強材として複合した薄板状耐火材を製造することの
できる。

（実施例）以下、本発明による実施例および従来法による比較例に
よって、この発明を具体的に説明する。

実施例１ジルコニアファイバーにバインダーとして酢酸ジルコニ
ウムを添加し、真空成形後、３００℃で熱処理してｌ製
した。得られた厚さ３０Ｉｌｌｌ＋のジルコニアファイ
バーボード表面に０．３ｔｕｔｘ以下のジルコニア粉末
をプラズマジェット溶射して表面層のみジルコニアの約
１履且つ見掛気孔率８％曲げ強度１０（１ｇ／ｄの緻密
質層を有するジルコニア１１ｉｆｆ質耐火複合体を製造
することができた。

比較例１従来の方法、即ち、０．３履以下のジルコニア粉末泥臭
を１ｍ厚さまで含浸、その後１７５０゜で焼成して耐火
複合材を製造した。この表面層の気孔率は２０％且つ曲
げ強度は２０に９／ｃｉであった。

友ｉ亘ユ５０層厚さのジルコニアファイバーブランケットの表面
に０．３ｍ以下のジルコニア粉末をプラズマジェット溶
射し、表面層のみ見掛気孔率５％曲げ強度１５（ｌｙ／
ｄのジルコニア硬質緻密層厚さ２履を形成させた。この
ジルコニア繊維質耐火複合体は表面層２１１１Ｉのみ硬
質でありその他はｌＩＮの特性である綿状の状態を維持
したものであった。

実施例３０．５１１１＋厚さのジルコニアファイバーペーパーの
表裏に０．１８以下のジルコニア粉末をプラズマジェッ
ト溶射し、ジルコニアファイバーペーパーとジルコニア
粉末とが一体化した０、７ｔａａ厚さの複合材を製造し
た。得られたジルコニア繊維補強溝板の物性は、曲げ強度　　＝１００幻／ｄ見掛気孔率　＝　９％最大撓みｆｆｉ　　：２０ａｍ（スパン１１００ａ＋曲げ強度測定時の破壊時最大撓み
Ｉ：　ｍ／ｍ）比較例２従来法として０．５履厚のジルコニアファイバーペーパ
ーに０．１ｍｍ以下のジルコニア粉末泥漿を含浸させた
後１８００℃で焼成し、０．７ｍ厚さの複合体を試作し
た。焼成後の試作品は上方に凹型で反っており、平滑な
薄板を１することはできなかった。その物性は曲げ強度　　：２０に９／ｃｉ見掛気孔率　：１８％最大撓みｆｆｉ　　：　　５ｍであり、実施例３から得られた複合材とは全く異なるも
のであった。

実施例４アルミナ５０％シリカ５０％組成のセラミックファイバ
ー５０層厚プランケット表面に０．３ｍ以下のアルミナ
粉末をガス式溶射払にて溶射し、表面層のみ見掛気孔率
８％曲げ強度１３ＯＮｉｉｌ／ＣＩｉのアルミナ緻密層
厚さ３ｍｍを形成させた。このアルミナ表面層を有する
実施例２と類似した形態を有するアルミナシリカ質セラ
ミックファイバー複合体は表面層のみ硬質であり、その
他は繊維の特性である綿状の状態を維持したものであっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１より得られた複合材料を概略的に示す
断面図、第２図は実施例２および４より得られた複合材
料を概略的に示す断面図、第３図は実施例３より得られ
た複合材料を概略的に示す断面図である。１・・・溶射層、２・・・ファイ°バーボード、３・・
・ブランケット、４・・・ベーパー状繊維質成形体。

Claims

【特許請求の範囲】１、耐火繊維質成形体に、耐火セラミックスを溶射する
ことを特徴とする耐火複合材料の製造法。２、ペーパー状もしくはクロス状の耐火繊維質成形体の
両表面に、耐火セラミックスを溶射して、耐火セラミッ
クスをマトリックスとし前記耐火繊維を補強材とする耐
火複合材料を形成する、特許請求の範囲第１項記載の製
造法。３、ブランケット状、フェルト状もしくはボード状の耐
火繊維質成形体の表面に、耐火セラミックスを溶射して
、前記成形体の表面に耐火セラミックスの被覆層を形成
する、特許請求の範囲第１項記載の製造法。４、粉末状耐火セラミックスをプラズマ炎で溶融して、
溶射する、特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
記載の製造法。