JP2010505047A - 多結晶コランダム繊維及びその製造方法 - Google Patents
多結晶コランダム繊維及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010505047A JP2010505047A JP2009529560A JP2009529560A JP2010505047A JP 2010505047 A JP2010505047 A JP 2010505047A JP 2009529560 A JP2009529560 A JP 2009529560A JP 2009529560 A JP2009529560 A JP 2009529560A JP 2010505047 A JP2010505047 A JP 2010505047A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- corundum
- fiber
- oxide
- fibers
- group
- 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
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 239000010431 corundum Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 12
- LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H dialuminum chloride pentahydroxide dihydrate Chemical compound [Cl-].[Al+3].[OH-].[OH-].[Al+3].[OH-].[OH-].[OH-].O.O LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 9
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- 229910001648 diaspore Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- -1 oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HDYRYUINDGQKMC-UHFFFAOYSA-M acetyloxyaluminum;dihydrate Chemical compound O.O.CC(=O)O[Al] HDYRYUINDGQKMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MJWPFSQVORELDX-UHFFFAOYSA-K aluminium formate Chemical compound [Al+3].[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O MJWPFSQVORELDX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940009827 aluminum acetate Drugs 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 description 1
- 238000000578 dry spinning Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 1
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62227—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres
- C04B35/62231—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres based on oxide ceramics
- C04B35/62236—Fibres based on aluminium oxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/30—Preparation of aluminium oxide or hydroxide by thermal decomposition or by hydrolysis or oxidation of aluminium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/634—Polymers
- C04B35/63404—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B35/63444—Nitrogen-containing polymers, e.g. polyacrylamides, polyacrylonitriles, polyvinylpyrrolidone [PVP], polyethylenimine [PEI]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
- C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5264—Fibers characterised by the diameter of the fibers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
- C04B2235/781—Nanograined materials, i.e. having grain sizes below 100 nm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
- C04B2235/782—Grain size distributions
- C04B2235/784—Monomodal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/298—Physical dimension
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
コランダムと周期表の第Ｉ主族又は第ＩＩ主族の元素の酸化物から本質的になる多結晶コランダム繊維であって、該コランダム繊維の結晶子は、以下の粒度分布、０〜０．１５μｍ（３４％）、０．１５〜０．２９μｍ（５５％）、及び０．２９〜０．４３μｍ（１１％）を有する前記多結晶コランダムが特許請求される。これらコランダム繊維は、アルミニウムクロロハイドレートを、核と周期表の第Ｉ主族及び第ＩＩ主族の元素の酸化物形成体と混合し、水溶性ポリマーを添加し、そこから繊維を紡糸し、その繊維を１１００℃より高い温度でか焼して製造される。
Description
本発明は、出発化合物としてアルミニウムクロロハイドレート（Ａｌｕｍｉｎｕｍｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒａｔ）を用いる、新規な多結晶コランダム繊維及びその製造方法に関する。
セラミック繊維は、長年にわたって製造されかつ様々な分野で採用されている。それらセラミック繊維は、高い化学的不変性、高い熱安定性、並びに注目に値する機械特性が特徴である。短繊維は、アスベストに代わるものとして、高温の絶縁材料において極めて価値あるものとなっているが、一方、入手できるフィラメント状繊維はニッチ商品であり、その高いコストのために限られた範囲における特定の用途でしか使用されていない。
絶縁材料として、酸化アルミニウム、及び酸化アルミニウム／二酸化ケイ素（ムライト）をベースとするセラミック繊維は、炉の構造、航空宇宙産業、及び自動車産業での用途が見いだされている。
これらの酸化アルミニウム繊維とムライト繊維の製造には、相当する金属酸化物の前駆体が出発材料として使われる。結晶相を安定化しかつ結晶成長を抑制するために、二酸化ケイ素を使用する場合が多々ある（特許文献１及び特許文献２）。繊維中の結晶構造と結晶成長に影響を与える他の添加物は、例えば、ＭｇＯと酸化鉄であり、それらは特許文献３に開示されている。
酸化アルミニウム繊維とムライト繊維の製造のための前駆体としては、アルミニウムクロロハイドレート（特許文献１）もしくはギ酸アルミニウム−酢酸アルミニウムの混合塩（特許文献３）のようなアルミニウム塩類が使用されている。それに反して、特許文献４においては酸化アルミニウム粒子（１３〜８０％の割合）と、適したバインダー、例えばアルミニウムクロロハイドレート、との混合物から出発する。特許文献４に従い使用される酸化アルミニウム粒子は、９９．５％が５μｍ未満、９８％が３μｍ未満、かつ５０％が０．２μｍより大きいコランダム粒度分布のものでなければならない。
ドープ（Ｍａｓｓｅｎ）のレオロジーと可紡性の改善のために、水溶性ポリマー、例えばポリエチレンオキシドやポリビニルアルコールを添加する場合が多々ある。
本発明の対象は、コランダムと、周期表の第Ｉ主族又は第ＩＩ主族の元素の酸化物から本質的になる多結晶コランダム繊維であり、ここで該コランダム繊維の結晶子は、以下の粒度分布、０〜０．１５μｍ（３４％）、０．１５〜０．２９μｍ（５５％）、及び０．２９〜０．４３μｍ（１１％）を有する。好ましくは、０〜０．０６μｍ（３４％）、０．０６〜０．１２２μｍ（５５％）、及び０．１２２〜０．３μｍ（１１％）の粒度分布である。この粒度分布を有することにより、本発明によるコランダム繊維は、特許文献３に開示のコランダム繊維とは明らかに異なる。後者のコランダム繊維は、特許文献３に記載のデータによると全く別の粒度分布を有しかつはるかに大きい粒度を示す。
本発明のコランダム繊維は、好ましくは第Ｉ主族又は第ＩＩ主族の元素の酸化物を０．０１重量％〜２０重量％含む。そのような酸化物は特にＣａＯとＭｇＯである。
本発明の更に別の対象は、前述のコランダム繊維の製造方法である。この方法は、アルミニウムクロロハイドレートの水溶液を、周期表の第Ｉ主族又は第ＩＩ主族の元素の酸化物形成体とα−酸化アルミニウムの形成を補助する結晶核と混合し、この混合物を水溶性ポリマーと混合し、繊維を紡糸し、そしてこれら繊維を１１００℃より高い温度でか焼することから構成される。
ここで使用するアルミニウムクロロハイドレートは、式Ａｌ２（ＯＨ）ｘＣｌｙ（式中、ｘは２．５〜５．５の数であり、ｙは３．５〜０．５の数であり、ｘとｙの合計は常に６である。）で表される。好ましくは商業的に入手可能であるような５０％濃度の水溶液から出発する。そのような溶液に、Ａｌ２Ｏ３のα変態の形成を補助する結晶核を加える。特に、そのような核は、後続の熱処理の際のα変態の形成に要する温度を低下させる。核としては、好ましくは、極めて微細に分散した（ｆｅｉｎｓｔｄｉｓｐｅｒｓｅ）コランダム、ダイアスポア、又はヘマタイトが挙げられる。特に好ましくは、平均粒度が０．１μｍ未満の極めて微細に分散したa−Ａｌ２Ｏ３核が利用される。一般に、生じる酸化アルミニウムに基づいて０．１〜１０重量％の核で十分である。
この出発溶液は、周期表の第Ｉ主族又は第ＩＩ主族の元素の酸化物ＭｅＯを生じさせるための酸化物形成体をさらに含む。このためには、特に塩化物、特にＣａ元素とＭｇ元素の各塩化物が挙げられるが、それだけでなくその他の可溶性又は可分散性の塩、例えば酸化物、オキシ塩化物、炭酸塩もしくは硫酸塩も挙げられる。酸化物形成体の量は、完成した繊維が酸化物ＭｅＯを０．０１〜２０重量％含むように算定される。第Ｉ主族元素又は第ＩＩ主族元素の酸化物は、酸化アルミニウムの他に分離相として存在することができるか、あるいは酸化アルミニウムと一緒に真の混合酸化物、例えばスピネル等を形成することができる。 “混合酸化物”という用語は、本発明の範囲内では両方のタイプを包含するものと解釈される。
アルミニウムクロロハイドレートと、第Ｉ主族元素及び第ＩＩ主族元素の酸化物形成体と、結晶核との水性混合物に対してさらに水溶性ポリマーが添加され、それにより、ドープの可紡性のためのレオロジーが調整される。ポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン及びその他の水溶性有機ポリマーが挙げられ、この場合、ポリマー含有量は（混合物の酸化物含有量に基づいて）１０〜４０重量％の範囲内とすることができる。固形分を増加させるために、紡糸ドープから水を除去することもまた有利であり得る。これは、常圧もしくは真空下での加熱によって行うことができる。
本発明の紡糸ドープはノズルからブローするか又は絞り出し、その時、生じた未か焼の繊維（Ｇｒｕｅｎｆａｓｅｒｎ）は短繊維として集められる。本発明の紡糸ドープを用いて長繊維を製造することも可能であり、この場合、糸を取り出して糸巻きに巻きつける。そのように得られた未か焼の繊維は、後続のか焼工程で所望のコランダム繊維に変える。本発明の紡糸ドープから始めて、α−酸化アルミニウムの形成は１１００℃より高い温度で行われる。このように得られた繊維は、少なくとも８０％までの酸化アルミニウムと、少なくとも７０％までのα−Ａｌ２Ｏ３（コランダム）とからなる。コランダム結晶子の平均的な直径は３００ｎｍ未満であり、全結晶子の平均的な直径は０．５μｍ未満である。結晶子の小ささとその均一な分布のために、本発明の繊維は可撓性を保持すると同時に、高い引張弾性率と非常に良好な機械強度を示す。
本発明の長繊維は、特にセラミック繊維布地を製造するのに、及びセラミックマトリックス−及び金属マトリックス−複合材料を製造するための出発材料として適している。
例１
アルミニウムクロロハイドレートの５０％濃度水溶液に塩化マグネシウムを、か焼後の酸化アルミニウムと酸化マグネシウムの比率が９９．５重量％：０．５重量％に達するまで混合した。さらに、その溶液に（酸化物含有量に基づいて）２％の結晶核を極めて微細なコランダムの懸濁液の形態で添加した。撹拌によって溶液を均質にした後、ポリビニルピロリドンの水溶液の添加を実施した。真空における水の蒸発による濃縮後、紡糸ドープを多孔ノズルに通して乾式紡糸法で紡糸した。得られた未か焼の繊維をゆっくりと１１００℃まで加熱した。形成されたコランダム繊維は、１０〜１５０ｎｍの範囲（走査電子顕微鏡写真）のコランダム結晶子を示した。
アルミニウムクロロハイドレートの５０％濃度水溶液に塩化マグネシウムを、か焼後の酸化アルミニウムと酸化マグネシウムの比率が９９．５重量％：０．５重量％に達するまで混合した。さらに、その溶液に（酸化物含有量に基づいて）２％の結晶核を極めて微細なコランダムの懸濁液の形態で添加した。撹拌によって溶液を均質にした後、ポリビニルピロリドンの水溶液の添加を実施した。真空における水の蒸発による濃縮後、紡糸ドープを多孔ノズルに通して乾式紡糸法で紡糸した。得られた未か焼の繊維をゆっくりと１１００℃まで加熱した。形成されたコランダム繊維は、１０〜１５０ｎｍの範囲（走査電子顕微鏡写真）のコランダム結晶子を示した。
Ｘ線構造解析は、α−酸化アルミニウムが主として存在していることを示した。
Claims (7)
- コランダムと、周期表の第Ｉ主族又は第ＩＩ主族の元素の酸化物から本質的になる多結晶コランダム繊維であり、該コランダム繊維の結晶子が、以下の粒度分布、０〜０．１５μｍ（３４％）、０．１５〜０．２９μｍ（５５％）、及び０．２９〜０．４３μｍ（１１％）を有する、上記多結晶コランダム繊維。
- コランダム繊維の結晶子が、以下の粒度分布、０〜０．０６μｍ（３４％）、０．０６〜０．１２２μｍ（５５％）、及び０．１２２〜０．３μｍ（１１％）を有する、請求項１に記載の多結晶コランダム繊維。
- 前記コランダム繊維が、周期表の第Ｉ主族元素又は第ＩＩ主族元素の酸化物を０．０１〜２０重量％含む、請求項１に記載の多結晶コランダム繊維。
- 請求項１の多結晶コランダム繊維の製造方法であって、アルミニウムクロロハイドレートの水溶液を、結晶核と、周期表の第Ｉ主族及び第ＩＩ主族の元素の酸化物形成体と混合し、水溶性ポリマーを添加し、そこから繊維を紡糸し、そしてその繊維を１１００℃より高い温度でか焼する、上記方法。
- 酸化物形成体として周期表の第Ｉ主族又は第ＩＩ主族の元素の塩化物を添加する、請求項３に記載の方法。
- 核として極めて微細に分散されたコランダム、ダイアスポア、又はヘマタイトを添加する、請求項３に記載の方法。
- 完成したコランダム繊維に基づいて０．１〜１０重量％の核を添加することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102006045816A DE102006045816A1 (de) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | Polykristalline Korundfasern und Verfahren zu deren Herstellung |
| PCT/EP2007/007845 WO2008037340A2 (de) | 2006-09-28 | 2007-09-08 | Polykristalline korundfasern und verfahren zu deren herstellung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010505047A true JP2010505047A (ja) | 2010-02-18 |
Family
ID=38739440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009529560A Pending JP2010505047A (ja) | 2006-09-28 | 2007-09-08 | 多結晶コランダム繊維及びその製造方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100009187A1 (ja) |
| EP (1) | EP2076476A2 (ja) |
| JP (1) | JP2010505047A (ja) |
| KR (1) | KR20090082201A (ja) |
| CN (1) | CN101516803B (ja) |
| CA (1) | CA2664745A1 (ja) |
| DE (1) | DE102006045816A1 (ja) |
| RU (1) | RU2465247C2 (ja) |
| TW (1) | TW200831727A (ja) |
| WO (1) | WO2008037340A2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016065333A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 三菱樹脂株式会社 | 無機繊維、無機繊維集合体及び無機繊維成形体 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005039435A1 (de) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | Clariant International Limited | Verfahren zur Herstellung von mit Silanen oberflächenmodifiziertem Nanokorund |
| EP1922368B1 (de) * | 2005-08-18 | 2016-12-21 | Clariant Finance (BVI) Limited | Beschichtungsmassen enthaltend mischoxid-nanopartikel bestehend aus 50-99,9 gew% al2o3 und 0,1-50 gew% oxiden von elementen der i. oder ii. hauptgruppe des periodensystems |
| DE102007018147A1 (de) * | 2007-04-16 | 2008-10-23 | Clariant International Ltd. | Spinnmasse zur Herstellung von oxidischen Keramikfasern |
| JP5655094B2 (ja) * | 2010-11-30 | 2015-01-14 | ニチアス株式会社 | 無機繊維およびその製造方法 |
| RU2458861C1 (ru) * | 2011-04-11 | 2012-08-20 | Николай Евгеньевич Староверов | Трубчатое или комбинированное корундовое нановолокно и способ его получения |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3808015A (en) * | 1970-11-23 | 1974-04-30 | Du Pont | Alumina fiber |
| US3853688A (en) * | 1971-06-23 | 1974-12-10 | Du Pont | Continuous filaments and yarns |
| GB1414854A (en) * | 1973-07-04 | 1975-11-19 | Du Pont | Process for preparing alumina yarns |
| JPS61296122A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-26 | インペリアル・ケミカル・インダストリ−ズ・ピ−エルシ− | 無機酸化物繊維製品及びその製造法 |
| JPS63319249A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-27 | ミネソタ マイニング アンド マニユフアクチユアリング カンパニー | 耐火性固体物品及びその製法 |
| EP0791560A2 (en) * | 1993-06-15 | 1997-08-27 | Alcan International Limited | Refractory oxides |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3982955A (en) * | 1971-12-22 | 1976-09-28 | Bayer Aktiengesellschaft | Aluminum oxide fibers and their production |
| DE2163678C2 (de) * | 1971-12-22 | 1981-10-15 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Aluminiumoxidfasern und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| GB1445331A (en) * | 1972-08-07 | 1976-08-11 | Ici Ltd | Liquid composition comprising metal and organic silicon compounds |
| US4094690A (en) * | 1972-08-07 | 1978-06-13 | Imperial Chemical Industries Limited | Liquid composition |
| JPS584096B2 (ja) * | 1976-07-23 | 1983-01-25 | 東芝モノフラツクス株式会社 | 酸化物多結晶繊維の製造方法 |
| SU1154243A1 (ru) * | 1982-09-22 | 1985-05-07 | Предприятие П/Я Р-6209 | Состав дл получени волокон на основе оксида алюмини |
| CN87103775A (zh) * | 1987-05-19 | 1988-12-07 | 冶金工业部马鞍山钢铁设计研究院 | 氧化铝多晶纤维的生产方法 |
| US4954462A (en) * | 1987-06-05 | 1990-09-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Microcrystalline alumina-based ceramic articles |
| GB8727410D0 (en) * | 1987-11-23 | 1987-12-23 | Ici Plc | Inorganic oxide fibres |
| RU2212388C2 (ru) * | 2001-11-19 | 2003-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Способ получения высокотемпературного волокна на основе оксида алюминия |
| CN1253413C (zh) * | 2003-12-18 | 2006-04-26 | 山东理工大学 | 多晶Al2O3纤维预成型体法制备多孔陶瓷的方法 |
| US20090041656A1 (en) * | 2005-07-16 | 2009-02-12 | Norbert Roesch | Nanoparticles of alumina and oxides of elements of main groups I and II of the periodic table, and their preparation |
| DE102005039435A1 (de) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | Clariant International Limited | Verfahren zur Herstellung von mit Silanen oberflächenmodifiziertem Nanokorund |
| DE102005033393B4 (de) * | 2005-07-16 | 2014-04-03 | Clariant International Limited | Verfahren zur Herstellung von nanokristallinem α-Al2O3 |
| DE102005039436B4 (de) * | 2005-08-18 | 2009-05-07 | Clariant International Limited | Beschichtungsmassen enthaltend mit Silanen modifizierte Nanopartikel |
| EP1922368B1 (de) * | 2005-08-18 | 2016-12-21 | Clariant Finance (BVI) Limited | Beschichtungsmassen enthaltend mischoxid-nanopartikel bestehend aus 50-99,9 gew% al2o3 und 0,1-50 gew% oxiden von elementen der i. oder ii. hauptgruppe des periodensystems |
| DE102006032582A1 (de) * | 2006-07-13 | 2008-01-24 | Clariant International Limited | Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln aus Aluminiumspinellen und deren Anwendung |
-
2006
- 2006-09-28 DE DE102006045816A patent/DE102006045816A1/de not_active Withdrawn
-
2007
- 2007-08-06 TW TW096128857A patent/TW200831727A/zh unknown
- 2007-09-08 JP JP2009529560A patent/JP2010505047A/ja active Pending
- 2007-09-08 RU RU2009115873/03A patent/RU2465247C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-09-08 KR KR1020097008665A patent/KR20090082201A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-09-08 EP EP07802225A patent/EP2076476A2/de not_active Withdrawn
- 2007-09-08 CN CN2007800360683A patent/CN101516803B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-09-08 WO PCT/EP2007/007845 patent/WO2008037340A2/de active Application Filing
- 2007-09-08 US US12/443,334 patent/US20100009187A1/en not_active Abandoned
- 2007-09-08 CA CA002664745A patent/CA2664745A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3808015A (en) * | 1970-11-23 | 1974-04-30 | Du Pont | Alumina fiber |
| US3853688A (en) * | 1971-06-23 | 1974-12-10 | Du Pont | Continuous filaments and yarns |
| GB1414854A (en) * | 1973-07-04 | 1975-11-19 | Du Pont | Process for preparing alumina yarns |
| JPS61296122A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-26 | インペリアル・ケミカル・インダストリ−ズ・ピ−エルシ− | 無機酸化物繊維製品及びその製造法 |
| JPS63319249A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-27 | ミネソタ マイニング アンド マニユフアクチユアリング カンパニー | 耐火性固体物品及びその製法 |
| EP0791560A2 (en) * | 1993-06-15 | 1997-08-27 | Alcan International Limited | Refractory oxides |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016065333A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 三菱樹脂株式会社 | 無機繊維、無機繊維集合体及び無機繊維成形体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101516803A (zh) | 2009-08-26 |
| EP2076476A2 (de) | 2009-07-08 |
| WO2008037340A3 (de) | 2008-05-29 |
| US20100009187A1 (en) | 2010-01-14 |
| CN101516803B (zh) | 2012-09-26 |
| RU2009115873A (ru) | 2010-11-10 |
| WO2008037340A2 (de) | 2008-04-03 |
| TW200831727A (en) | 2008-08-01 |
| DE102006045816A1 (de) | 2008-04-03 |
| RU2465247C2 (ru) | 2012-10-27 |
| KR20090082201A (ko) | 2009-07-29 |
| CA2664745A1 (en) | 2008-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102965764B (zh) | 一种氧化铝陶瓷连续纤维的制备方法 | |
| US5185299A (en) | Microcrystalline alumina-based ceramic articles | |
| US4954462A (en) | Microcrystalline alumina-based ceramic articles | |
| CN106927808B (zh) | 一种钇铝石榴石连续纤维的制备方法 | |
| CA1099871A (en) | Process for producing polycrystalline oxide fibers | |
| JPS6395151A (ja) | 炭化ケイ素含有セラミツク物品及び製造方法 | |
| JP2010505047A (ja) | 多結晶コランダム繊維及びその製造方法 | |
| JP2756258B2 (ja) | 耐火性固体物品及びその製法 | |
| CN109437862A (zh) | 一种含1~5wt%B2O3的氧化铝基陶瓷连续纤维的制备方法 | |
| JPH02212317A (ja) | 改良された酸化ジルコニウム繊維とその製造方法 | |
| JPS6375117A (ja) | α−アルミナ長繊維の連続製造方法 | |
| JP2005501984A (ja) | ジルコニウム／金属酸化物繊維 | |
| JP6796390B2 (ja) | アルミナ系酸化物連続繊維及びその製造方法 | |
| DE102007022821B4 (de) | Spinnmasse für die Herstellung von Aluminiumoxid- und Mullitfasern und Verfahren zu deren Herstellung | |
| CN110282963A (zh) | 一种高韧性含铁莫来石柔性纤维及其制备方法 | |
| JP2023542070A (ja) | ＺｒＯ２強化ムライト繊維、その製造のためのプロセスおよびその使用 | |
| RU2716621C1 (ru) | Способ получения модифицированных волокон оксида алюминия | |
| CN102351516B (zh) | 用SiO2纳米粉原料制备氧化铝基连续纤维的方法 | |
| JPH045770B2 (ja) | ||
| JP4260067B2 (ja) | アルミナ質繊維の製造方法 | |
| JPH0274527A (ja) | ホーランダイト型構造を有するチタン酸塩の繊維または膜状物の製造法 | |
| JPH01124624A (ja) | 高強度ジルコニア系連続繊維の製造方法 | |
| Mirjalili et al. | The effect of adding different amount of spinning additives on preparation of nano Alumina fibers using a combined method of sol gel and electrospining | |
| CN115650723A (zh) | 一种氧化锆陶瓷棒的制备方法 | |
| JPS61186519A (ja) | 高強度アルミナ系連続繊維の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100604 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100907 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111109 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111213 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120312 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120319 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120412 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120419 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120511 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120518 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120612 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130305 |