(57)【要約】【課題】  従来のアスベストセメントは耐熱性、断熱性、機械的強度、コスト低廉などの長所により、耐熱・断熱構造材や建築材などに多く使用されてきた。しかし、アスベストは危険物質であり中皮腫や肺癌などで多くの人が犠牲になっている。【解決手段】  セラミック繊維やマイカ粉末などノンアスベスト材を強化材とし、耐熱性に優れたリン酸アルミニウムを結合剤として組み合わせ、振動鋳込み後、乾燥した単板を重ね合わせて加熱加圧成形で一体化せたこの発明の耐熱板は表１に示す特性でも明らかなように耐熱性、機械的強度、断熱性などに優れアスベスト代替品として使用でき、さらに高耐熱を必要とする耐熱部材としても適している。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック繊維とマイカ粉末からなる混合粉末にリン酸アルミニウム水溶液と水を添加混合して泥しょう物を作製する工程。泥しょう物をプラスチック製金型に振動鋳込成形する工程。つぎに乾燥して泥しょう物の水分を飛散させ固化させる工程。固化物をプラスチック金型から脱型する工程。脱型した固化物をさらに乾燥して単板を作製する工程。単板を単数または複数枚重ね合わせて１３０〜１５０℃のプレス熱盤間で平方センチメートルあたり２０キログラム以上の加圧力で成形して作製した耐熱板の製法。
【請求項２】
セラミック繊維とマイカ粉末の混合比率はセラミック繊維１０〜８０重量％マイア粉末２０〜９０重量％である請求項１記載の耐熱板の製法。
【請求項３】
セラミック繊維はアルミナ系繊維であり、マイカ粉末は天然または合成マイ力粉末である請求項１または２記載の耐熱板の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、耐熱性、不燃性、断熱性などが要求される耐熱・断熱構造材などの分野に使用可能で環境負荷の小さく機械加工が可能な耐熱板の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】  この分野では過去にはアスベストセメントが主に使用され、アスベストがもつ優れた耐熱性と安価なコストでプレス、金型の断熱構造材、車両消弧板など耐熱性、耐アーク性や電気絶縁性、機械的強度などが必要な機器の部材として多く使用されていた。【０００３】  アスベストは中皮種や肺癌などの症状を引き起こす原因とされ、平成１７年６月以降情報公開が行われ、多くの犠牲者がすでに出、今後とも増加すると推定されている。【０００４】  最近は、ノンアスベスト化を図った耐熱・断熱構造材が知られている。これはガラス繊維を無機結合剤で成形したもので、特許文献１および特許文献２に記載されている。しかし耐熱性はガラス繊維に左右されるため、４００〜５００℃までである。過去のアスベストセメントの場合はセメント水和物の分解が関係し、耐熱性は３００℃程度であるので、アスベスト代替品としては一応効果がある。
【特許文献１】特公昭５６−１４３５９５号公報
【特許文献２】特開平５−１５１８５２号公報
【０００５】  飛躍的に耐熱性、不燃性に優れた材料としてセラミックス類があるが、一般に緻密質で熱電導率が高く、断熱性の面で問題がある。また難加工材料で一般の設備で所望の形状に加工できない課題もある。すなわち耐熱・断熱構造材としては適さない。セラミックスの範疇で機械加工性に優れたものが知られている。マシナブルセラミックスと称するもので特許文献３に記載されている。通常の設備と超硬工具で加工できるものであるが、一般のセラミック同様緻密質で熱電導率が大きく断熱性に劣る。また価格が非常に高価であり、この分野では使用されていない。
【特許文献３】特開平２−２２５３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  過去に使用されていたアスベストセメントは安全衛生上好ましくない課題を有する。また最近アスベスト代替品として開発されている耐熱・断熱構造材はガラス繊維が強化材としたものが多く、耐熱性が５００℃以下のものである。【０００７】  この発明では、従来のアスベスト代替品と同様にノンアスベスト化を図り、環境負荷を小さくして安全性を高め、しかも高耐熱化を図ることを目標とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  ノンアスベスト化を図るために、アスベスト繊維の代わりにセラミック繊維とマイカ粉末の混合粉末を用いた。これらの材料は特定化学物質には含まれない取り扱い容易な材料である。これらの材料はいずれも粉末であるため全く新しい製造プロセスで作製した。従来のプロセスは例えばシート状のガラスチョップストランドマットやガラスクロスを強化材とし、それに結合剤（有機系樹脂や無機結合剤）を塗布乾燥してプリプレグを作製する。プリプレグを所定厚さになるように重ね合わせ、加熱加圧成形で作製するのが一般的な製法である。しかしガラス繊維は耐熱性の面で５００℃が限界である。それ以上の耐熱性を向上させるためには融点のさらに高いセラミック繊維やマイカ粉末の使用が好ましい。ところで粉末状の材料を強化材とした場合には一般的には金型を用いて成形する方法が採られ、金型により形状化が図れる長所があるが、大型形状品の作製は不向きである。【０００９】  この発明では粉末材料を結合剤と水で泥しょう物にし、プラスチック製金型に鋳込んだ後、乾燥して固化させ、脱型後さらに乾燥して水分調整後、単板を作製する。単板を単数または複数に重ね合わせて加熱加圧成形して耐熱板を作製する製法であり、従来の製法と異なる。【００１０】  請求項１にかかわる発明は、セラミック繊維とマイカ粉末からなる混合粉末にリン酸アルミニウム水溶液と水を添加混合して泥しょう物を作製する工程。泥しょう物をプラスチック金型に振動鋳込成形する工程。乾燥して泥しょう物の水分を飛散させ、固化させる工程。固化物をプラスチック金型から脱型する工程。脱型した固化物をさらに乾燥して単板を作成する工程。単板を単数または複数枚重ね合わせて１３０〜１５０℃のプレス熱盤間で平方センチメートルあたり２０キログラム以上の加圧力で成形して作製する耐熱板の製法に関するものである。【００１１】  請求項２にかかわる発明は、セラミック繊維とマイカ粉末の混合比率について記載したものである。セラミック繊維は１０〜８０重量％、マイカ粉末２０〜９０重量％で構成される。セラミック繊維が１０重量％未満の場合（マイカ粉末９０重量％を超える）には、機械加工性は優れるが、機械的強度が劣り好ましくない。一方セラミック繊維が８０重量％を越える場合（マイカ粉末２０重量％未満）には、機械的強度は優れるが、機械加工性が劣ることになり、いずれも好ましくない。【００１２】  請求項３にかかわる発明は、セラミック繊維の種類、マイカ粉末の種類を記載したものである。セラミック繊維としては、耐熱性を有し、比較的コストの安価なものが好ましい。アルミナ系繊維（アルミナ繊維、ほう酸アルミニウム繊維、アルミナシリカ繊維など）が最適である。マイカ粉末としては耐熱性によって選択する。例えば５００℃付近でいい場合には天然マイカ粉末を用い、１０００℃と高い場合には合成フッ素金雲母粉末を用いる。マイカを併用する主な理由は機械的強度以外に機械加工性を容易にするためである。
【発明の効果】
【００１３】  セラミック繊維とマイカ粉末の混合粉末をリン酸アルミニウムで成形したこの発明品は環境負荷の小さい安全なポストアスベスト材料であり、耐熱性も従来のアスベスト代替品に比べて著しく改善された。高耐熱・断熱構造材としてプレス熱盤や、金型の断熱構造材電気炉などの耐熱支持板などの用途に利用できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  この発明の耐熱板の製法を実施例に基づき詳細に説明するが、この発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【実施例】
【００１５】実施例１【００１６】  リン酸アルミニウム５０％水溶液（多木化学（株））４５０ｇに水１５０ｇを添加して混合した。つぎにセラミック繊維としてホウ酸アルミニウム（四国化学（株））を３２０ｇ、と合成マイカ（トピー工業（株））８０ｇを加え混合して、泥しょう物を作製した。泥しょう物の組成比率はリン酸アルミニウム４５重量％、水１５重量％、セラミック繊維３２重量％、マイカ粉末（合成マイカ）８重量％であり、セラミック繊維とマイカ粉末の重量比率はセラミック繊維８０：マイカ２０の比率である。【００１７】  つぎに泥しょう物を幅３００ｍｍ、長さ５００ｍｍ、高さ５０ｍｍのプラスチック製容器に振動鋳込みした。つぎに４０〜６０℃の熱風循環式乾燥機にいれ１２時間放置した。表面は固化した状態で、幅２９５ｍｍ、長さ４９５ｍｍのステンレス製金網をのせ反対に返してプラスチック製容器から脱型した。表面は固化しているが、裏面はまだやわらかい状態にあった。金網上にのせた半固化物を再び４０〜６０℃のオーブンに入れ乾燥した。固化物の重量が６２０〜６７０ｇの範囲まで乾燥したものを単板とした。単板の厚さは２．５〜３．５ｍｍ、幅約２９０ｍｍ、長さ約４８５ｍｍの形状を有していた。【００１８】  つぎに単板４枚を重ね合わせ、１３０〜１５０℃の熱盤間に挿入し３０分間、加圧力３０ｋｇ／ｃｍ２で３０分間加熱加圧成形した。その後熱盤を５０℃以下に冷却して、成形板を取り出した。厚さ約６ｍｍ、幅約２９５ｍｍ、長さ約４９０ｍｍであった。【００１９】  成形板を熱風循環式オーブンに入れ、常温から３００℃まで徐々に昇温させ、３００℃で３時間保持したのち常温まで徐冷して取り出し、この発明による耐熱板を作製した。【００２０】  耐熱板の特性を測定して表１に示す。
実施例２【００２１】  セラミック繊維をアルミナ繊維（ニチアス（株））に代えて用いた以外は実施例１と同様にして、この発明の耐熱板を作製した。【００２２】  耐熱板の特性を測定して表１に示す。
実施例３【００２３】  実施例１の合成マイカを天然マイカ（レプコ（株））に代えた以外は同様にして、この発明の耐熱板を作製した。耐熱板の特性を測定して表１に示す。
実施例４【００２４】  リン酸アルミニウム５０％水溶液（実施例１と同じ）４００ｇに水１００ｇを添加して混合した。次にセラミック繊維としてホウ酸アルミニウム（実施例１と同じ）５０ｇと天延マイカ（実施例３と同じ）４５０ｇを加え混合して泥しょう物を作製した。泥しょう物の組成はリン酸アルミニウム水溶液４０重量％、水１０重量％、セラミック繊維５重量％、マイカ粉末（天然マイカ）４５重量％である。なおセラミック繊維とマイカ粉末の重量比率はセラミック繊維１０：マイカ粉末９０の比率である。以下実施例１と同様にしてこの発明の耐熱板を作製した。【００２５】  耐熱板の特性を測定して表１に示す。
比較例１【００２６】  アスベストとセメントで材料構成された過去のアスベストセメント板（厚さ５ｍｍ）の特性を表１に示す。【００２７】
【表１】
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【産業上の利用分野】
【００２８】  この発明による耐熱板は環境負荷が小さく、従来のアスベストセメントに比べて耐熱性が高く、機械強度、断熱性にも優れ、耐熱・断熱構造材分野に有効に利用できる。例えばプレスや金型の断熱材、電気炉用支持部材などである。