JPS62501595A - 絶縁材料とその製造方法およびその使用 - 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】 絶縁材料とその製造方法およびその使用本発明は、Ｃａ−ハイドロシリケ−１− （Ｃａ−ｈｙｄｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ）を基本とし、熱的絶縁性、電気′的絶縁 性および音や振動を弱める性質を有しかつ高ａ械強度と永続的な耐水耐ＣＯ，性 とを有する新規材料；その材料の新規製造方法：および永続的な優れた絶縁性と 同時に適切な機械強度・高い熱安定性が要求される技術分野における該新規材料 の使用に関する。

繊維を含みうるＣａ−ハイドロシリケートを基本とした熱絶縁性材料が知られて いる。しかしながら、それらは、ａ械的強度を欠いたり　（特に高温にさらされ たとき）および／あるいは絶縁性質を欠く過酷な条件下での例えば熱集合体とし ての使用または他の使用に充分ではない。それらは熱安定性や耐水性などに劣っ ているので、その耐久年限は比較的短い。

市場に供給されているＣａ−ハイドロシリケートは１２７３．１５に下においた 後は４９Ｎ／ｃｆｆｌの圧縮抵抗を示す。

それゆえ、それらの応用分野は特殊で狭く、かつ絶縁性および機械強度ならびに 熱安定性を兼ね備えた万能材料を見つけ出すという課題は従来技術ではまだ解決 されていない。

Ｃａ−ハイドロシリケートを基本とし、かつ主として繊維状構造の１１人−トバ モライト（ｔｏｂｅｒｍｏｒ　ｉ　ｔｅ）を有する材料（少量の無機および／ま たは有機繊維が含まれることがある）は。

過酷な使用条件においてもすぐれた熱絶縁性、電気絶縁性と音や振動を弱める性 質を有するとともにＣＯ□と水に対する永続的な耐久性および高機械強度を示す ことがわかった。この材料は、少なくとも８０重量％の繊維状でよく結晶化され た構造の１１人−トバモライトを有するときに最もすぐれた性質を有する。

当業者に容易に考えられない特徴を有する該材料を提供することが本発明の第一 の目的である。

本発明の他の目的は、溶液および懸濁液からそれぞれ始まる湿式法を用いた以下 の反応式に基づく主として繊維状ｔ／、ｌｉ造の１１人−トバモライトを有する Ｃａ−ハイドロシリケート材料の新規な製造方法である： ５Ｃａ（Ｏｉｌ）ｚ　＋　６ＳｉＯｚ　＋　５．５ＨｚＯ＋　ｑ（Ｊ）　−”５ ＣａＯＸ　６ＳｉＯｚ　Ｘ　１０．５．Ｈ２０他方、従来の公知の合成方法は湿 った成形体もしくは単なる成形体にて行われている。

本発明の方法は以下の様に実施される：水酸化カルシウムと最大粒子径が９３μ ｍで、少なくとも８０重量％のＳｉＯ□を含む粉砕石英とが水酸化カルシウムと ５ｉ０２の割合が０．７３〜０．７６となるよう順次カルボキシメチルセルロー スのアルカリ塩を０．３〜１．５重量％含む水溶液中に加えられる。次にこの混 合液が、懸濁液中の固相と液相との割合が４．５〜５．５の範囲内となるように 、最大長さが約１０ｍｍの無機あるいは有機繊維を５〜８重量％（固相重量に基 づいて算出された）含む懸濁液に加えられる。その後この懸濁液が鋳型に注入さ れ、７．０〜１１．０ｂａｒの圧力で１２〜１６時間水蒸気との反応が行われる 。最後にこの生成物が鋳型から取り出され、最高温度４９３にで乾燥される。

カルボキシメチルセルロースのアルカリ塩としてはカルボキシメチルセルロース ナトリウムが好ましい。無機繊維は約１０ｍ１１長さの石綿繊維が特によい。

有機繊維としては、好ましくは約１０１長さの亜麻繊維、麻繊維、黄麻繊維がよ い。

上記の繊維はＣａ−ハイドロシリケート構造を強化する目的で加えられるのでは ない。これは、繊維状のよく結晶化された構造である１１人−トバモライトの形 成に対し結晶化を促進させる添加剤として加えられる。繊維が合成中に減速剤と して作用し、それゆえ１１人−トバモライトへの選択的な結晶化を促進し得ると 、いかなる理論にも限定されることなく１本発明者は考えている。生成物のＸ線 回折図を分析することにより、うまく形成された１１八−トバモライトの含量が 高いことがわかった。

１１八−トバモライト結晶が完全に形成された後には、ｇｌｉ維の存在はもはや 重要ではなく、この繊維は次工程の材料を高温に加熱する間に消失するだろう。

新規材料の性質は、実質的に均質構造体であるというところに明らかな特徴があ る。これに対し、従来技術による生成物は、高温になるとその個々の成分に分解 される。

構造的および構成的なこれらの新規な特徴により１本発明の材料は、静的かつ動 的な集合体、熱的および他の集合体に−Ｃ的に適用可能である。

本発明の他の目的は、主として１１人−トバモライトの繊維状構造を有するＣａ −ハイドロシリケートに基づく材料を熱的絶縁性、電気的絶縁性、および音や振 動を弱めると同時に高機械強度と永続的な耐水耐ＣＯ，性を存する材料（これら は当業者のいずれも予想し得る）として使用するところにある。

本発明を以下の実施例により説明するが、これらは限定事項とみなされるもので はない。

実施例１ 水酸化カルシウム（３３０ｋｇ　；　ＣａＯ含量７２重量％）を水（１，５、？ ）とカルボキシメチルセルロースナトリウム（３ｋｇ）とからなるプレミックス に加えた。つぎに、この混合物中に粉砕石英（３０９ｋｇ　；　５ｉＯｚ含ｆｆ １９７．５重量％；粒子径＜９３μｍ）を加えた。得られた混合物を温石綿（ｃ ｈｒｙｓｏｔｉｌｅ）繊維（３８ｋｇ；長さ約１０朋）と水（１２，３ｒｒ？　 ）とのプレミックスに加えた。すべての成分を攪拌によって完全に混合し、そし て鋳型（内径１．２ｍｘ０．６　ｍＸ　Ｏ，３ｍ）中に注入した。注入された鋳 型をオートクレーブ中で９．１８〜１０．２ｂａｒの圧力で１４時間熱水処理し た。完全に熱水処理を行った後、塊状物から白色の塊を取り出し乾燥後試験に供 した。

実施例２ 、水酸化カルシウム（４６５，６５ｋｇ　；　ＣａＯ含量含量７量ボキシメチル セルロースナトリウム（　３．８ｋｇ）と水（２０００β）との溶液中に加えた 。そこで直ちにこの溶液中に粉砕石英（これら成分を攪拌し，そして完全に混合 された懸濁液を，水（２２００　ｊ２　）と繊維（長さ１０　〜１２１１（７） 亜麻繊維１９ｋｇと長さ約１。

朋の温石線繊Ｉｔ４８．５ｋｇ）とを含む第二のミキサーに移した。

すべての成分を完全に混合し，得られたパルプ様の懸濁液を実施例１で規定され た鋳型中に注入した。

注入された鋳型は下記の温度勾配に従ってオートクレーブによる熱水処理に供し た。

■。予熱；２．５時間（　９．５ｂａｒまで）２、等工期間：　９．５〜１０ｂ ａｒで１１時間３、冷却；３時間 熱水処理の後鋳型から取り出された塊状物の全体積は３．６５ｍ′であり遊離の 水分含量は７９重■％であった。得られた塊を約４４８にで約２０時間乾燥した 。

結果 実施例１および２によって生成した塊状物の性質：容積密度：　２２０　２８０ ｋｇ／　ｍ圧縮抵抗：　１４７０９００　−　１９６１２００　Ｎ／ｍたわみ強 度：　９８０６００　−　１００００００　Ｎ／　ｍ全空孔率＝７５〜８５％ 加熱２４時間後の線収縮率：平均１２７３．　１５にの温度で１、８−２％ 平均温度におけるみかけの熱伝導度 ４７３、１５Ｋ　Ｏ．０６９７８　Ｗ／ｍＫ５７３、１５Ｋ　Ｏ．０８７２　Ｗ ／　ｍＫ６７３、１５Ｋ　Ｏ．０９７６９　Ｗ／ｍＫ上記の試験は下記に従って 行った。

ＡＳＴＭ　Ｃ　１６５　（圧縮特性） ＡＳＴＭ　Ｃ　２０３　（たわみ強度）ＡＳＴＭ　Ｃ　３０３　（密度） ＡＳＴＭ　Ｃ　３５６　（線収縮率） ＡＳＴＭ　Ｃ　５１８　（熱伝導） 耐火性材料（多孔性）における多孔性分析のためのＡＳＴＭ（空気と水銀）法 標準試験ＪＵＳ．Ｕ．Ｊ．　１．０４０，　７項目（燃焼試験）試験試料は難燃 性であった。

標準試験ＪＵＳ．Ｕ．Ｊ．　Ｌ．０６０．　７項目（可燃性試験）試験試料は可 燃性でなく，材料はクラス１に属した。

Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｎ ｄ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｆｏｒｔｈｅ　Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ　Ｉｎ５ｕｌ ａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｒ１ｃｋｉＩｌｏｒｋ　（Ｏｆｆｉｃｉａｌ　Ｇａｚｅｔ ｔｅｏｆ　Ｙｕｇｏｓｌａｖｉａ，Ｎｃｉ３５／７０）による評価；５　ｃｒｎ 厚の試験壁板の音舌絶縁性能は２８デシベルであった。

平均偏差・−デシベル 音の伝達性の平均減少値は３２デシベルであった。

振動を弱める性質は本発明材料の特徴的な性質であり．これは、　Ｃａ−ハイド ロシリケートをベースとする熱絶縁材料の新規な長所である。

この新しい発明材料は耐湿性ををしており．空気が乾燥状態に達するまで水分を 吸収する。それはまた水中においても永久的に安定である。それは飽和する以前 に水をもらすことはない。吸収可能な水の量は最初の体積の５倍を超える。それ ゆえ、この材料は水分絶縁の目的の場合にも用いられる。

それはまた湿潤状態においてさえ霜の発生を防止する。

再乾燥後もこの材料はその最初の特性を示す。拡散抵抗因子（発明材料のある層 厚の水蒸気伝動値を同じ層厚の空気層の水蒸気伝動値で割ったもの）ばμ＝　１ ７．８として決定された。

本発明の新規材料は．　ＣＯ□ガスや例えば、害虫（鰯歯動物や昆虫）に対して 抵抗性がある。

この請求された新規材料は白色（鮮明な白色でさえある）かつ非常に惑じのよい 色であり，建築物や食品加工などの厳密性を要する適用分野にも受容可能である 。

仕上げ：例えば木工用の道具によって加工できる。特に。

裁断やのこぎりでひく手段によって得難い形状を要する場合や，最終産物がまっ たくあるいはほとんど最初のままで機械加工されていない表面がより好ましい場 合には，この材料の成形は材料そのものの製造段階で完全に行うこともできる。

材料の製造中にこの形成された部分の表面は１通常の方法により１例えば塗装に よって仕上げられてもよい。

この新しい発明材料は１種々の技術分野において非常に広い適応性を有すること が合理的に結論づけられ得る。

それゆえ、この新規な本発明材料（これは、この明細書の導入部分で定義されて いる）から形成されるすべての物品。

要素または部分品は２本発明のさらなる目的として定義された。これらは、全体 の絶縁性と同時に圧力、火、振動、水蒸気、ＣＯ，などに対する良好な抵抗性だ けでなく高温における良好な安定性が要求されるいかなる技術分野においても、 用いられる。適用し得る形態の範囲（これは当該分野に熟達した研究者であれば 、過度の創作努力なしで見出される）を限定することなく、以下の技術分野が例 として考慮される。すなわち、耐火性材料、電気や熱の絶縁２発電所の設備、不 順な気候地の建築物、建具、金属構造物の保護、水槽、冷蔵庫。

たとえば化学工業におけるコンデンザー、飛行機や造船の部材などである。予想 され得る興味ある使用方法としては触媒の担体として用いられるかも知れない。

１８表昭６２−５０１５９５　（４） 手続補正書（自発） 昭和６２年４月１６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．Ｃａ−ハイドロシリケートを基本とし，熱的絶縁性，電気的絶縁性および音 や振動を弱める性質を有しかつ高機械強度と永続的な耐水耐ＣＯ２性とを有する 材料であって，該Ｃａ−ハイドロシリケートは主として好ましくは少なくとも８ ０重量％の繊維状構造の１１Å−トバモライトを含むことを特徴とし，ことで， 必要に応じて，少量の無機繊維および／あるいは有機繊維を含む材料。 ２．ＡＳＴＭによる物性が下記の値を示す請求の範囲第１項に記載の材料； かさ密度：約２２０〜２８０ｋｇ／ｍ３，見かけの熱伝導：約０．０６９７８〜 ０．１Ｗ／ｍｋ，圧縮抵抗：約１５０００００〜１９０００００Ｎ／ｍ３，２４ 時間加熱後の線収縮率：平均温度１２７３．１５Ｋで最大２％，１５７３Ｋを超 える温度でも熱的に安定である，曲げ強度：約９８００００Ｎ／ｍ２まで。 ３．前記無機繊維が長さ約１０ｍｍの石綿繊維である請求の範囲第１項に記載の 材料。 ４．前記有機繊維が長さ約１０ｍｍの亜麻繊維，麻繊維あるいは黄麻繊維である 請求の範囲第１項に記載の材料。 ５．Ｃａ−ハイドロシリケートを基本とし，熱的絶縁性，電気的絶縁性および音 や振動を弱める性質を有しかつ高機械強度と永続的な耐水耐ＣＯ２性とを有する 材料の製造方法であって， 該材料を，水酸化カルシウムと粉砕石英（最大粒子径は９３μｍ；ＳｉＯ２含量 は少なくとも８０重量％）とを水酸化カルシウムとＳｉＯ２の割合が０．７３〜 ０．７６となるように，順次カルボキシメチルセルロースのアルカリ塩を０．３ 〜１．５重量％含む水溶液に加えた後，この混合液を懸濁液中の固相と液相の割 合が４．５〜５．５の範囲内となるように最大長さが約１０ｍｍの無機繊維ある いは有機繊維を固相重量計算で５〜８重量％含む懸濁液に加え，さらに 該懸濁液を鋳型に注入し７．０〜１１．０ｂａｒの圧力で１２〜１６時間水蒸気 を作用させ，最後に生成物を鋳型から取り出し最高温度４９３Ｋで乾燥すること を特徴とする材料の製造方法。 ６．前記無機繊維が長さ約１０ｍｍの石綿繊維である請求の範囲第５項に記載の 材料の製造方法。 ７．前記有機繊維が長さ約１０ｍｍの亜麻繊維，麻繊維あるいは黄麻繊維である 請求の範囲第５項に記載の材料の製造方法。 ８．請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の材料を含む生成物。 ９．請求の範囲第５〜７項のいずれかに記載の方法によって製造された材料を含 む生成物。 １０．例えば，耐火性材料，電気や熱の絶縁材，発電所の設備，建築部材，建具 ，金属構造物の保護，水槽，冷蔵庫，化学工業におけるコンデンサー，飛行機や 造船の部材，触媒の担体および全体的に非常に良好な絶縁性と充分な機械的強度 が要求される類似製品のような，請求の範囲第８項または第９項に記載の生成物 の使用。