(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ繊維ブランケットを裁断して紐状とした、アルミナ繊維からなる紐状の繊維集合体を複数本ロープ状に撚り合わせた構造からなることを特徴とするロープ状耐熱材。
【請求項２】
繊維集合体が、アルミナ繊維の前駆体繊維又はこれと有機繊維とを混合してシート状とし、これを帯状に裁断して紐状としたものを焼成して形成されたものであることを特徴とする請求項１記載のロープ状耐熱材。
【請求項３】
繊維集合体が、アルミナ繊維と有機繊維を混合してシート状とし、これを帯状に裁断して紐状としたものを焼成して形成されたものであることを特徴とする請求項１記載のロープ状耐熱材。
【請求項４】
繊維集合体が、撚りが施されているものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のロープ状耐熱材。
【請求項５】
繊維集合体を複数本撚り合わせたものを更に複数本撚り合わせることを１回ないし複数回行った構造を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のロープ状耐熱材。
【請求項６】
アルミナ繊維のアルミニウムと珪素の比が、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２の重量比に換算して、６５：３５〜９９：１であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のロープ状耐熱材。
【請求項７】
直径が１．５〜１２０ｍｍであり、重さが１〜２２００ｇ／ｍであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のロープ状耐熱材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温炉や高温ダクトなどの高温にさらされる壁面に適用する断熱材や、壁面に取り付けられている断熱材の間隙に充填する目地材などとして用いるのに好適なロープ状耐熱材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高温炉や高温ダクトなどの高温にさらされる壁面に適用する断熱材や断熱材の目地を充填する目地材として、アルミナ・シリカ系セラミック繊維などの無機繊維からなるものが広く用いられている。しかしながら、これらの無機繊維は、高温にさらされると収縮したり、熱劣化したりする。従って、目地にこれらの無機繊維を充填しておいても、高温にさらされている間に収縮して間隙が生じたり、充填してある目地材に亀裂が生じたりして、断熱効果やシール性が低下するという問題がある。使用中における収縮を予め想定して目地材を充填するには、目地材を予め大きく圧縮しておくことが必要であり、加工上困難である。
【０００３】
使用中における目地材の収縮を回避する方法として、無機繊維に、バーミキュライトなどを併用して加熱膨張性能を付与することにより、高温下での無機繊維の収縮を吸収し、全体としての収縮を抑える方法が知られている。しかしながら、この方法は目地材の加工上に難点があり、また、８００℃を超える高温域での使用には適していない。
【０００４】
また、無機繊維の集合体を芯材とし、これを可燃性外装材で被覆したり、又は外面を金属線で袋編みした紐状の耐熱材も提案されている（特開平１０−８１８７１、特開平１１−３０４８６号公報参照）。しかしながら、これらも加工性に難点があり、また金属線の存在により断熱性が低下するなどの問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明は、可燃物を含まず、加工が容易で、且つ、高温にさらされても収縮が少なく、しかも施工性の良い耐熱材を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる耐熱材は、アルミナ繊維ブランケットを裁断して紐状とした、アルミナ繊維からなる紐状の繊維集合体を複数本ロープ状に撚り合わせた構造からなるロープ状耐熱材である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係わるロープ状耐熱材の素材としては、公知のアルミナ繊維を用いる。アルミナ繊維は、実質的にアルミナとシリカとから成る結晶質の繊維で、そのアルミニウムと珪素の比は、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2の重量比に換算して、通常６５：３５〜９９：１である。なかでもＡｌ2Ｏ3：ＳｉＯ2=７２：２８〜８０：２０のムライト組成のものは、高温での安定性と弾力性に優れているので、本発明に係わるロープ状耐熱材の素材として好適である。周知のようにアルミナ繊維は前駆体繊維化法により工業的に大量に製造されている。この方法では、まずアルミニウム塩、好ましくはＡｌＣｌｎ(ＯＨ)3-nで表される組成の塩基性塩化アルミニウムの濃厚水溶液に、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子を加えて粘稠密な紡糸溶液を調製する。この紡糸溶液を外管から空気が高速で流出し、内管から紡糸溶液が流出する二重管式ノズルを用いて紡糸して前駆体繊維とする。この前駆体繊維を焼成するとアルミナ繊維が得られる。アルミナ繊維の直径は通常１〜５０μmであるが、本発明に係わるロープ状耐熱材の素材としては３〜８μmのものを用いるのが好ましい。また、繊維の長さは５mm以上、特に１０mm以上であるのが好ましい。繊維長の上限は任意であるが、通常は３００mm以下であり、長くても５００mm以下である。
【０００８】
本発明に係わるロープ状耐熱材は、このアルミナ繊維を細長い紐状の繊維集合体とし、更にこれを複数本撚り合わせた構造のものである。アルミナ繊維を紐状の繊維集合体とするのは任意の方法によることができる。アルミナ繊維そのものは強度が小さく折れやすいが、前駆体繊維は強度もあり且つ柔軟なので、前駆体繊維をその長さ方向に引き揃えつつ撚りをかけて太い紐状とし、次いでこれを焼成することによりアルミナ繊維からなる紐状の繊維集合体とすることができる。焼成は前駆体繊維を集めて紐状としたものについて行っても良く、また紐状のものを複数本撚り合わせてロープ状とした後に行っても良い。また別法として、アルミナ繊維又はその前駆体繊維に有機繊維を混合したものをシート状に成型し、これを帯状に裁断して紐状とし、次いでこれを焼成することによりアルミナ繊維からなる紐状の繊維集合体とすることができる。この場合は、焼成は紐状としたものについて行っても良く、またこれを複数本撚り合わせてロープ状とした後の行っても良い。また更なる別法として前駆体繊維をマット状に集積し、これにニードリングを施した後焼成してブランケットとしたものを紐状に裁断して繊維集合体とすることもできる。紐状の繊維集合体は、その強度を高めるため、それ自体に撚りが施されているのが好ましい。撚りの回数は、通常は５〜１００回／ｍ程度である。また紐状の繊維集合体の重量は、通常は０．４〜３０ｇ／ｍであるが、１〜１５ｇ／ｍが好ましい。その嵩密度は０．０５〜０．６ｇ／ｃｍ3程度が好ましい。この紐状のアルミナ繊維集合体を複数本撚り合わせることにより本発明に係わるロープ状耐熱材が得られる。所望ならば紐状のアルミナ繊維集合体を複数本撚り合わせたものを更に複数本撚り合わせるなど、撚り合わせは複数回反復しても良い。紐状の繊維集合体を撚り合わせてロープ状とするのは、通常のロープ製造法に準じて行うことができる。例えばアルミナ繊維に有機繊維を少量混合したものを薄いシート状に成型し、これを帯状に裁断したものに揉み皮などにより仮撚りを付与して紐状の繊維集合体とする。次いでこの繊維集合体をアップツイスター等により加撚、合糸してロープ状とし、最後に焼成して有機繊維を除去することにより本発明に係わるロープ状耐熱材が得られる。いずれの方法によるものであっても、ロープ状耐熱材は直径が１．５〜１２０ｍｍ、特に３〜５０ｍｍであり、引っ張り強度は０．０１〜８０ｋｇ、特に０．０３〜３０ｋｇであり、重量は１〜２２００ｇ／ｍ、特に８〜８００ｇ／ｍであるものが好ましい。またその嵩密度は０．０５〜０．６ｇ／ｃｍ3が好ましい。一般に嵩密度が小さいと弾力性が小さく、目地材やガスケットなどとして用いた場合に十分なシール性を発現させ難くなる。また嵩密度が大きいものは加工が困難であり、且つ断熱性も低下する。
【０００９】
【実施例】
以下に実施例により本発明を更に具体的に説明する。
実施例１
１５打／ｃｍ2の密度でニードリングが施されているアルミナ繊維ブランケット（嵩密度０．１６ｇ／ｃｍ3、厚さ７．５ｍｍ、平均繊維径４μｍ、繊維長２０〜２００ｍｍ；組成は、アルミナ７２重量％、シリカ２８重量％）を、裁断機で幅１０ｍｍに裁断して紐状の繊維集合体とした。これに加撚機で３０回／ｍの撚りを施した後３本撚り合わせ、直径２２ｍｍ、重さ３５ｇ／ｍ、引張束強度７ｋｇのロープ状耐熱材とした。このロープ状耐熱材を、外形２５０ｍｍのパイプの断熱用に巻回施工を施したところ、施工効率に優れ、且つ、アルミナ繊維ブランケットなどで断熱施工を行う場合に発生する材料ロスも殆ど生じなかった。
実施例２
アルミナ繊維前駆体(アルミニウムと珪素の比はＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2 として７２：２８、平均繊維径７μｍ、繊維長３０〜３００ｍｍ)に、重量比で１０％のビニロン繊維を混合し、これをカード機により解繊して２６ｇ／ｍ2のシート状とした。これを裁断機で幅４０ｍｍの帯状に裁断し、これに皮ベルト式の仮撚り装置(揉み皮)で仮撚りを行い、１．０４ｇ／ｍの紐状の繊維集合体とした。この紐状の繊維集合体を加撚機で２本撚り合わせて一次小縄とし、更にこの一次小縄を１０本撚り合わせて二次小縄とした。この二次小縄を合撚機で８本撚り合わせて直径１７ｍｍの三次小縄とした。この三次小縄を３本撚り合わせた後、空気中で１２５０℃で焼成し、直径２８ｍｍ、重さ２２５ｇ／ｍ、引張束強度１２ｋｇのアルミナ繊維からなるロープ状耐熱材を得た。このロープ状耐熱材を、製鋼用加熱炉の加熱バーナー取り付けフランジのガスケットパッキンとして用いたところ、施工効率に優れ、繰り返し使用に耐えた。
実施例３
アルミナ繊維(平均繊維径４μｍ、繊維長２０〜２００ｍｍ；組成はアルミナ７２重量％、シリカ２８重量％)に重量比で１５％のビニロン繊維を混合し、これをカード機により解繊して、２５ｇ／ｍ2のシート状とした。これを裁断機で幅２５ｍｍの帯状に裁断し、皮ベルト式の仮撚り装置(揉み皮)で仮撚りを行い、０．５ｇ／ｍの紐状の繊維集合体とした。この紐状の繊維集合体を加撚機で２本撚り合わせて一次小縄とし、更にこの一次小縄を１０本撚り合わせて二次小縄とした。この二次小縄を合撚機で８本撚り合わせて直径１２ｍｍの三次小縄とした。三次小縄を３本撚り合わせた後、空気流通下に８００℃で１時間焼成し、直径２３ｍｍ、重さ２００ｇ／ｍ、引張束強度８ｋｇのアルミナ繊維よりなるロープ状耐熱材を得た。
【００１０】
【発明の効果】
本発明に係わるロープ状耐熱材は、高温特性に優れているアルミナ繊維から構成されており、容易に製造することが出来、且つ、ロープ状なので施工性にも優れているので、断熱材や目地材などとして用いられるのに好適である。特にロープ状であって適宜変形させて装着可能なので、Ｏリング溝の様な嵌合溝を有するシール部、狭い間隔のシール部、奥深い隙間などに適用する目地材として用いるのに好適である。