JP2885697B2 - アルミナジルコニア繊維及びその製造方法 - Google Patents
アルミナジルコニア繊維及びその製造方法Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック、金
属、セラミックス等の強化複合材料に用いる繊維強化材
として有用な、高強度で直径の細いアルミナジルコニア
繊維及びその製造方法に関する。
属、セラミックス等の強化複合材料に用いる繊維強化材
として有用な、高強度で直径の細いアルミナジルコニア
繊維及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、強化複合材料の強化材として種々
の繊維の研究がなされ、これら繊維強化材を用いたプラ
スチック、金属、セラミックス等の繊維強化複合材料の
開発と実用化が進んでいる。特にプラスチックや金属の
強化繊維としては、アルミナ繊維、アルミナシリカ繊
維、ムライト繊維等の短繊維が多く使用されている。
の繊維の研究がなされ、これら繊維強化材を用いたプラ
スチック、金属、セラミックス等の繊維強化複合材料の
開発と実用化が進んでいる。特にプラスチックや金属の
強化繊維としては、アルミナ繊維、アルミナシリカ繊
維、ムライト繊維等の短繊維が多く使用されている。
【0003】しかし、これらの強化繊維はセラミックス
であるから、耐熱性には優れているものの、靭性が低
く、脆性であるという欠点がある。かかるセラミックス
の靭性を高める方法の一つとして、ジルコニアの相転移
作用がある。即ち、ZrO2の正方晶(t−相)から単
斜相(m−相)への体積増加によって、亀裂先端の応力
を吸収し、亀裂の進展を遮断するものである。
であるから、耐熱性には優れているものの、靭性が低
く、脆性であるという欠点がある。かかるセラミックス
の靭性を高める方法の一つとして、ジルコニアの相転移
作用がある。即ち、ZrO2の正方晶(t−相)から単
斜相(m−相)への体積増加によって、亀裂先端の応力
を吸収し、亀裂の進展を遮断するものである。
【0004】このジルコニアの相転移作用を利用した高
強度のアルミナジルコニア繊維が、特開昭63−505
27号公報により提案されている。これによれば、アル
ミナ粒子のスラリーにジルコニア塩、クロロ水酸化アル
ミニウム、イットリウム塩を混合して撹拌し、この混合
液を真空又は加熱により水を除去して40〜1200ポ
イズの粘度とし、この紡糸液から紡糸して、加熱焼成す
る方法により、ジルコニアで変性したアルミナ繊維を製
造している。
強度のアルミナジルコニア繊維が、特開昭63−505
27号公報により提案されている。これによれば、アル
ミナ粒子のスラリーにジルコニア塩、クロロ水酸化アル
ミニウム、イットリウム塩を混合して撹拌し、この混合
液を真空又は加熱により水を除去して40〜1200ポ
イズの粘度とし、この紡糸液から紡糸して、加熱焼成す
る方法により、ジルコニアで変性したアルミナ繊維を製
造している。
【0005】しかし、この方法においては、40ポイズ
以上の相当高い粘度に調整しなければ紡糸できず、しか
も得られる繊維の直径は10μm以上であり、10μm
未満の細い繊維を得ることが困難であるという欠点があ
った。ところが、金属複合材料等の繊維強化材として
は、平均直径が3μm程度の短繊維が一般的に使用され
ている実情である(特開平1−242739号公報、特
開平6−3224549号公報など参照)。
以上の相当高い粘度に調整しなければ紡糸できず、しか
も得られる繊維の直径は10μm以上であり、10μm
未満の細い繊維を得ることが困難であるという欠点があ
った。ところが、金属複合材料等の繊維強化材として
は、平均直径が3μm程度の短繊維が一般的に使用され
ている実情である(特開平1−242739号公報、特
開平6−3224549号公報など参照)。
【0006】また、このアルミナジルコニア繊維の組成
は、アルミナ(Al2O3)とジルコニア(ZrO2)、
及びジルコニアの安定化剤であるイットリア(Y2O3)
からなるが、高温で使用する場合α−アルミナへの結晶
化が充分抑えられないうえ、安定化剤として塩化イット
リウム等のイットリウム塩を使用するのでコスト高にな
るという問題があった。
は、アルミナ(Al2O3)とジルコニア(ZrO2)、
及びジルコニアの安定化剤であるイットリア(Y2O3)
からなるが、高温で使用する場合α−アルミナへの結晶
化が充分抑えられないうえ、安定化剤として塩化イット
リウム等のイットリウム塩を使用するのでコスト高にな
るという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の事情に鑑み、耐熱性に優れ、高強度且つ高靭性で
あるばかりでなく、安価に製造でき、繊維の直径が細
い、特に強化複合材料の繊維強化材として有用な直径が
10μm未満の細いアルミナジルコニア繊維を提供する
ことを目的とする。
従来の事情に鑑み、耐熱性に優れ、高強度且つ高靭性で
あるばかりでなく、安価に製造でき、繊維の直径が細
い、特に強化複合材料の繊維強化材として有用な直径が
10μm未満の細いアルミナジルコニア繊維を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供するアルミナジルコニア繊維は、10
〜40重量%のジルコニアを含むアルミナジルコニア繊
維であって、1〜6重量%のシリカを含有し、平均直径
が10μm未満であることを特徴とする。
め、本発明が提供するアルミナジルコニア繊維は、10
〜40重量%のジルコニアを含むアルミナジルコニア繊
維であって、1〜6重量%のシリカを含有し、平均直径
が10μm未満であることを特徴とする。
【0009】また、かかる本発明のアルミナジルコニア
繊維の製造方法は、アルミナ源とジルコニア源及びジル
コニアの安定化剤を含む粘稠液を紡糸し、加熱焼成する
アルミナジルコニア繊維の製造方法において、アルミナ
源としてアルミナ固形分で60〜90重量%のオキシ塩
化アルミニウム及びジルコニア源としてジルコニア固形
分で40〜10重量%のオキシ塩化ジルコニウムを用
い、安定化剤として加熱焼成によりシリカを生成する化
合物を使用すると共に、ゲル化防止剤として水溶性のカ
ルボン酸をオキシ塩化ジルコニウムのジルコニア固形分
に対して35〜110重量%混合した粘稠液を紡糸する
ことを特徴とする。
繊維の製造方法は、アルミナ源とジルコニア源及びジル
コニアの安定化剤を含む粘稠液を紡糸し、加熱焼成する
アルミナジルコニア繊維の製造方法において、アルミナ
源としてアルミナ固形分で60〜90重量%のオキシ塩
化アルミニウム及びジルコニア源としてジルコニア固形
分で40〜10重量%のオキシ塩化ジルコニウムを用
い、安定化剤として加熱焼成によりシリカを生成する化
合物を使用すると共に、ゲル化防止剤として水溶性のカ
ルボン酸をオキシ塩化ジルコニウムのジルコニア固形分
に対して35〜110重量%混合した粘稠液を紡糸する
ことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明者は、前記特開昭63−5
0527号公報に記載の方法に比べて、低コストで更に
容易に紡糸できる方法を検討し、アルミナ源をオキシ塩
化アルミニウム及びジルコニア源をオキシ塩化ジルコニ
ウムを使用すれば、この2種類の塩は分子レベルで混合
し得るので、繊維径の細いアルミナジルコニア繊維の製
造が可能であると考えた。しかしながら、実際にオキシ
塩化アルミニウムとオキシ塩化ジルコニウムを混合する
とゲル化が起こり、紡糸が可能な粘稠液を得ることがで
きなかった。
0527号公報に記載の方法に比べて、低コストで更に
容易に紡糸できる方法を検討し、アルミナ源をオキシ塩
化アルミニウム及びジルコニア源をオキシ塩化ジルコニ
ウムを使用すれば、この2種類の塩は分子レベルで混合
し得るので、繊維径の細いアルミナジルコニア繊維の製
造が可能であると考えた。しかしながら、実際にオキシ
塩化アルミニウムとオキシ塩化ジルコニウムを混合する
とゲル化が起こり、紡糸が可能な粘稠液を得ることがで
きなかった。
【0011】このゲル化の原因は次のように考えられ
る。オキシ塩化アルミニウムは、一般式Aln(OH)mC
l3n-mで表される無機高分子電解質であり、活性の大き
な水酸基を有するため架橋性を示し、適当な多価イオン
により更なる高分子化や三次元化を起こし易い。従っ
て、オキシ塩化アルミニウムにオキシ塩化ジルコニウム
ZrOCl2を加えると、水中で解離して生成したZr
(OH)2 2+がオキシ塩化アルミニウムの水酸基と結合
し、架橋反応を起こしてゲル化する。
る。オキシ塩化アルミニウムは、一般式Aln(OH)mC
l3n-mで表される無機高分子電解質であり、活性の大き
な水酸基を有するため架橋性を示し、適当な多価イオン
により更なる高分子化や三次元化を起こし易い。従っ
て、オキシ塩化アルミニウムにオキシ塩化ジルコニウム
ZrOCl2を加えると、水中で解離して生成したZr
(OH)2 2+がオキシ塩化アルミニウムの水酸基と結合
し、架橋反応を起こしてゲル化する。
【0012】そこで、本発明者は、オキシ塩化アルミニ
ウムとオキシ塩化ジルコニウムのゲル化を防ぐため種々
検討した結果、カルボキシル基をもつ水溶性のカルボン
酸を添加することによってゲル化が防止でき、任意の直
径のアルミナジルコニア繊維を製造できることを見い出
し、本発明に至ったものである。
ウムとオキシ塩化ジルコニウムのゲル化を防ぐため種々
検討した結果、カルボキシル基をもつ水溶性のカルボン
酸を添加することによってゲル化が防止でき、任意の直
径のアルミナジルコニア繊維を製造できることを見い出
し、本発明に至ったものである。
【0013】水溶性のカルボン酸の添加によりオキシ塩
化アルミニウムとオキシ塩化ジルコニウムのゲル化を防
止できる理由は明らかではないが、添加されたカルボン
酸のカルボキシル基がオキシ塩化アルミニウムの水酸基
と結合し、更に一部のカルボキシル基はZr(OH)2 2+
と結合するため、オキシ塩化アルミニウムの水酸基とZ
r(OH)2 2+との結合が遮断されるためであると考えら
れる。
化アルミニウムとオキシ塩化ジルコニウムのゲル化を防
止できる理由は明らかではないが、添加されたカルボン
酸のカルボキシル基がオキシ塩化アルミニウムの水酸基
と結合し、更に一部のカルボキシル基はZr(OH)2 2+
と結合するため、オキシ塩化アルミニウムの水酸基とZ
r(OH)2 2+との結合が遮断されるためであると考えら
れる。
【0014】本発明方法においては、アルミナ源として
オキシ塩化アルミニウムを使用し、ジルコニア源として
はオキシ塩化ジルコニウムを使用する。このオキシ塩化
アルミニウムとオキシ塩化ジルコニウムのほかに、安定
化剤として加熱焼成によりシリカを生成する化合物、及
びゲル化防止剤として水溶性のカルボン酸を添加混合し
て粘稠液を調整し、この粘稠液を紡糸して得られた繊維
状前駆体を加熱焼成することによりアルミナジルコニア
繊維を製造する。
オキシ塩化アルミニウムを使用し、ジルコニア源として
はオキシ塩化ジルコニウムを使用する。このオキシ塩化
アルミニウムとオキシ塩化ジルコニウムのほかに、安定
化剤として加熱焼成によりシリカを生成する化合物、及
びゲル化防止剤として水溶性のカルボン酸を添加混合し
て粘稠液を調整し、この粘稠液を紡糸して得られた繊維
状前駆体を加熱焼成することによりアルミナジルコニア
繊維を製造する。
【0015】アルミナ源及びジルコニア源の混合量は、
オキシ塩化アルミニウムをAl2O3固形分として60〜
90重量%、及びオキシ塩化ジルコニウムをZrO2固
形分として10〜40重量%の範囲とする。オキシ塩化
ジルコニウムの量がZrO2固形分で10重量%未満で
はZrO2の相転移作用による繊維の靭性向上が不十分
となり、また40重量%を越えてももはや靭性の向上が
認められないばかりか、オキシ塩化ジルコニウムがオキ
シ塩化アルミニウムよりも高価であるため、これ以上の
添加はコスト増加の原因となり好ましくない。
オキシ塩化アルミニウムをAl2O3固形分として60〜
90重量%、及びオキシ塩化ジルコニウムをZrO2固
形分として10〜40重量%の範囲とする。オキシ塩化
ジルコニウムの量がZrO2固形分で10重量%未満で
はZrO2の相転移作用による繊維の靭性向上が不十分
となり、また40重量%を越えてももはや靭性の向上が
認められないばかりか、オキシ塩化ジルコニウムがオキ
シ塩化アルミニウムよりも高価であるため、これ以上の
添加はコスト増加の原因となり好ましくない。
【0016】ジルコニアの安定化剤としては、通常はイ
ットリア(Y2O3)が使用される。しかし、本発明方法
において、加熱焼成によりシリカを生成する化合物を使
用することにより、ジルコニアの安定化とアルミナの結
晶化防止とを同時に達成できることが分かった。これ
は、オキシ塩化アルミニウムとオキシ塩化ジルコニウム
が分子レベルで混合しているため、加熱焼成により生成
するシリカ(SiO2)がアルミナ及びジルコニアと容
易に固溶して、アルミナのα−アルミナへの結晶化を防
止すると共に、ジルコニアの正方晶から斜方晶への転移
を防ぐものと考えられる。
ットリア(Y2O3)が使用される。しかし、本発明方法
において、加熱焼成によりシリカを生成する化合物を使
用することにより、ジルコニアの安定化とアルミナの結
晶化防止とを同時に達成できることが分かった。これ
は、オキシ塩化アルミニウムとオキシ塩化ジルコニウム
が分子レベルで混合しているため、加熱焼成により生成
するシリカ(SiO2)がアルミナ及びジルコニアと容
易に固溶して、アルミナのα−アルミナへの結晶化を防
止すると共に、ジルコニアの正方晶から斜方晶への転移
を防ぐものと考えられる。
【0017】かかる安定化剤としては、加熱焼成により
シリカを生成する化合物であれば特に制限はないが、中
でもシリカゾル又は水溶性シリコーンオイルが好まし
い。また、安定化剤の添加量は、オキシ塩化アルミニウ
ムのアルミナ固形分とオキシ塩化ジルコニウムのジルコ
ニア固形分の合計に対して1〜6重量%の範囲が好まし
い。この添加量が1重量%未満では上記アルミナの結晶
化防止効果及びジルコニアの安定化効果が得られず、6
重量%を越えると繊維の耐熱性が低下する恐れがあるか
らである。
シリカを生成する化合物であれば特に制限はないが、中
でもシリカゾル又は水溶性シリコーンオイルが好まし
い。また、安定化剤の添加量は、オキシ塩化アルミニウ
ムのアルミナ固形分とオキシ塩化ジルコニウムのジルコ
ニア固形分の合計に対して1〜6重量%の範囲が好まし
い。この添加量が1重量%未満では上記アルミナの結晶
化防止効果及びジルコニアの安定化効果が得られず、6
重量%を越えると繊維の耐熱性が低下する恐れがあるか
らである。
【0018】オキシ塩化アルミニウムとオキシ塩化ジル
コニウムのゲル化を防止するゲル化防止剤は、前記のご
とく水溶性のカルボン酸であり、具体的には酢酸CH3
COOH、プロピオン酸C2H5COOH、乳酸CH3C
HOCOOH、シュウ酸HOCOCOOH、アクリル酸
CH2CHCOOH等の各種の脂肪族カルボン酸、及び
安息香酸、フタル酸、サリチル酸のような芳香族カルボ
ン酸がある。
コニウムのゲル化を防止するゲル化防止剤は、前記のご
とく水溶性のカルボン酸であり、具体的には酢酸CH3
COOH、プロピオン酸C2H5COOH、乳酸CH3C
HOCOOH、シュウ酸HOCOCOOH、アクリル酸
CH2CHCOOH等の各種の脂肪族カルボン酸、及び
安息香酸、フタル酸、サリチル酸のような芳香族カルボ
ン酸がある。
【0019】これらのカルボン酸の添加量は、オキシ塩
化ジルコニウムのジルコニア固形分に対して35〜11
0重量%とする。この添加量が35重量%未満ではゲル
化を十分に防止することができず、逆に110重量%を
越えてもゲル化防止効果はもはや向上しないばかりか、
紡糸のための粘稠液の固形分濃度が低下するので好まし
くない。
化ジルコニウムのジルコニア固形分に対して35〜11
0重量%とする。この添加量が35重量%未満ではゲル
化を十分に防止することができず、逆に110重量%を
越えてもゲル化防止効果はもはや向上しないばかりか、
紡糸のための粘稠液の固形分濃度が低下するので好まし
くない。
【0020】紡糸に供する粘稠液は、粘度を好ましくは
3〜20ポイズ程度に、及び曳糸性を好ましくは3〜6
cm程度に調整する。上記の各成分を混合した水溶液の
粘度は一般的に上記範囲より低いので、増粘剤を添加し
て粘度や曳糸性を調整する。増粘剤としては、通常使用
されている水溶性の有機ポリマー、例えば澱粉、カルボ
キシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン等を使用
できるが、中でもポリエチレングリコール、ポリエチレ
ンオキサイド、ポリビニルアルコールのうち少なくとも
1種を使用することが好ましい。
3〜20ポイズ程度に、及び曳糸性を好ましくは3〜6
cm程度に調整する。上記の各成分を混合した水溶液の
粘度は一般的に上記範囲より低いので、増粘剤を添加し
て粘度や曳糸性を調整する。増粘剤としては、通常使用
されている水溶性の有機ポリマー、例えば澱粉、カルボ
キシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン等を使用
できるが、中でもポリエチレングリコール、ポリエチレ
ンオキサイド、ポリビニルアルコールのうち少なくとも
1種を使用することが好ましい。
【0021】これら増粘剤の添加量は、通常はオキシ塩
化アルミニウムのアルミナ固形分に対して3〜10重量
%程度が好ましい。この添加量が3重量%未満では粘度
と曳糸性が不十分であり、紡糸が困難で糸にならずにシ
ョットになり、10重量%を越えると粘稠液中の有機物
含有量が多くなるため、焼成過程で焼失する増粘剤の抜
け跡を十分埋めることができず、従って得られる繊維に
空孔が残り、満足すべき強度が得られなくなるからであ
る。
化アルミニウムのアルミナ固形分に対して3〜10重量
%程度が好ましい。この添加量が3重量%未満では粘度
と曳糸性が不十分であり、紡糸が困難で糸にならずにシ
ョットになり、10重量%を越えると粘稠液中の有機物
含有量が多くなるため、焼成過程で焼失する増粘剤の抜
け跡を十分埋めることができず、従って得られる繊維に
空孔が残り、満足すべき強度が得られなくなるからであ
る。
【0022】粘度調整した粘稠液は通常のスピニング法
により紡糸され、得られた繊維状前駆体を乾燥した後、
通常は1000〜1250℃の温度で焼成することによ
り、アルミナジルコニア繊維が得られる。このアルミナ
ジルコニア繊維は、10〜40重量%のジルコニアと、
1〜6重量%のシリカを含有し、耐熱性に優れると同時
に、高強度で且つ高靭性である。しかも、本発明のアル
ミナジルコニア繊維は、その平均直径を任意に制御する
ことができ、例えば平均直径10μm未満の細い繊維と
することが可能である。
により紡糸され、得られた繊維状前駆体を乾燥した後、
通常は1000〜1250℃の温度で焼成することによ
り、アルミナジルコニア繊維が得られる。このアルミナ
ジルコニア繊維は、10〜40重量%のジルコニアと、
1〜6重量%のシリカを含有し、耐熱性に優れると同時
に、高強度で且つ高靭性である。しかも、本発明のアル
ミナジルコニア繊維は、その平均直径を任意に制御する
ことができ、例えば平均直径10μm未満の細い繊維と
することが可能である。
【0023】
【実施例】実施例1 オキシ塩化アルミニウム(多木化学(株)製「タキバイ
ン」、Al2O3固形分23.5重量%、塩基度83.5
%)2000gに、ゲル化防止剤として乳酸150gを
添加して50〜75℃で10分間混合した。これにオキ
シ塩化ジルコニウム(新日本金属化学(株)製、ZrO
2固形分35重量%)614gと、水溶性シリコーンオ
イル(信越シリコーン(株)製「KF355A」)35
gを添加し更に混合した。
ン」、Al2O3固形分23.5重量%、塩基度83.5
%)2000gに、ゲル化防止剤として乳酸150gを
添加して50〜75℃で10分間混合した。これにオキ
シ塩化ジルコニウム(新日本金属化学(株)製、ZrO
2固形分35重量%)614gと、水溶性シリコーンオ
イル(信越シリコーン(株)製「KF355A」)35
gを添加し更に混合した。
【0024】次に、この混合液に、増粘剤としてポリエ
チレンオキサイド14gを添加し、1時間撹拌しながら
濃縮して、粘度800cp、曳糸性6cmの透明な粘稠
液を得た。尚、曳糸性の測定は、断面積0.785cm2
のSUS製測定棒の端部を液温30℃の粘稠液の液面に
接触させ、測定棒を引き上げ速度2.8cm/秒で引き
上げたときの曳糸長を測定した(以下同様)。
チレンオキサイド14gを添加し、1時間撹拌しながら
濃縮して、粘度800cp、曳糸性6cmの透明な粘稠
液を得た。尚、曳糸性の測定は、断面積0.785cm2
のSUS製測定棒の端部を液温30℃の粘稠液の液面に
接触させ、測定棒を引き上げ速度2.8cm/秒で引き
上げたときの曳糸長を測定した(以下同様)。
【0025】この粘稠液を通常のスピニング法で紡糸
し、得られた繊維状前駆体を200℃で乾燥した後、1
100℃で1時間の加熱焼成を行い、図1に示すアルミ
ナジルコニア繊維を製造した。得られたアルミナジルコ
ニア繊維は、結晶化率が30%で、結晶相はt−ZrO
2のみであり、平均直径はほぼ2.8μm(図1参照)、
平均引張強度は165kg/mm 2 であった。
し、得られた繊維状前駆体を200℃で乾燥した後、1
100℃で1時間の加熱焼成を行い、図1に示すアルミ
ナジルコニア繊維を製造した。得られたアルミナジルコ
ニア繊維は、結晶化率が30%で、結晶相はt−ZrO
2のみであり、平均直径はほぼ2.8μm(図1参照)、
平均引張強度は165kg/mm 2 であった。
【0026】比較例1 実施例1と同じオキシ塩化アルミニウム(Al2O3固形
分23.5重量%)2000gに、ゲル化防止剤として
乳酸64gを添加して50〜75℃で10分間混合し
た。これに、実施例1と同じオキシ塩化ジルコニウム
(ZrO2固形分35重量%)614gを添加したとこ
ろ、ゲル化して白いゼリー状の塊になり、繊維化が全く
できなかった。
分23.5重量%)2000gに、ゲル化防止剤として
乳酸64gを添加して50〜75℃で10分間混合し
た。これに、実施例1と同じオキシ塩化ジルコニウム
(ZrO2固形分35重量%)614gを添加したとこ
ろ、ゲル化して白いゼリー状の塊になり、繊維化が全く
できなかった。
【0027】実施例2 実施例1と同様に、オキシ塩化アルミニウム(Al2O3
固形分23.5重量%)2000gに、ゲル化防止剤と
して乳酸41.5gを添加して50〜75℃で10分間
混合した。これに、オキシ塩化ジルコニウム(ZrO2
固形分35重量%)237gを加え、シリカゾル(日産
化学(株)製「ST−40」、SiO2固形分40重量
%)25gを添加して更に混合した。
固形分23.5重量%)2000gに、ゲル化防止剤と
して乳酸41.5gを添加して50〜75℃で10分間
混合した。これに、オキシ塩化ジルコニウム(ZrO2
固形分35重量%)237gを加え、シリカゾル(日産
化学(株)製「ST−40」、SiO2固形分40重量
%)25gを添加して更に混合した。
【0028】次に、この混合液に、増粘剤としてポリビ
ニルアルコール38gを添加し、1時間撹拌しながら濃
縮して、粘度1200cp、曳糸性4cmの透明な粘稠
液を得た。この粘稠液を通常のスピニング法で紡糸し、
得られた繊維状前駆体を200℃で乾燥した後、110
0℃で1時間の加熱焼成を行ってアルミナジルコニア繊
維を製造した。得られたアルミナジルコニア繊維は、結
晶化率が30%で、結晶相はt−ZrO2のみであり、
その平均直径はほぼ3μmであって、平均引張強度は1
50kg/mm 2 であった。
ニルアルコール38gを添加し、1時間撹拌しながら濃
縮して、粘度1200cp、曳糸性4cmの透明な粘稠
液を得た。この粘稠液を通常のスピニング法で紡糸し、
得られた繊維状前駆体を200℃で乾燥した後、110
0℃で1時間の加熱焼成を行ってアルミナジルコニア繊
維を製造した。得られたアルミナジルコニア繊維は、結
晶化率が30%で、結晶相はt−ZrO2のみであり、
その平均直径はほぼ3μmであって、平均引張強度は1
50kg/mm 2 であった。
【0029】比較例2 実施例1と同じオキシ塩化アルミニウム(Al2O3固形
分23.5重量%)2000gに、撹拌しながらオキシ
塩化ジルコニウム(ZrO2固形分35重量%)237
gを添加した後、ゲル化防止剤として乳酸41.5gを
添加したが、直ちに溶液が白濁してゲル化が起こり、1
0分後には白いゼリー状の塊になり、繊維化が全くでき
なかった。
分23.5重量%)2000gに、撹拌しながらオキシ
塩化ジルコニウム(ZrO2固形分35重量%)237
gを添加した後、ゲル化防止剤として乳酸41.5gを
添加したが、直ちに溶液が白濁してゲル化が起こり、1
0分後には白いゼリー状の塊になり、繊維化が全くでき
なかった。
【0030】比較例3 シリカゾルを添加しない以外は実施例2と同様にして、
粘度1200cp、曳糸性4cmの透明な粘稠液を得
た。この粘稠液を通常のスピニング法で紡糸し、得られ
た繊維状前駆体を200℃で乾燥した後、1100℃で
1時間の加熱焼成を行ってアルミナジルコニア繊維を製
造した。得られたアルミナジルコニア繊維は、結晶相が
θ−Al2O3とt,m−ZrO2であり、平均直径はほ
ぼ3μmであったが、平均引張強度は70kg/mm 2
に過ぎなかった。
粘度1200cp、曳糸性4cmの透明な粘稠液を得
た。この粘稠液を通常のスピニング法で紡糸し、得られ
た繊維状前駆体を200℃で乾燥した後、1100℃で
1時間の加熱焼成を行ってアルミナジルコニア繊維を製
造した。得られたアルミナジルコニア繊維は、結晶相が
θ−Al2O3とt,m−ZrO2であり、平均直径はほ
ぼ3μmであったが、平均引張強度は70kg/mm 2
に過ぎなかった。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、アルミナ源及びジルコ
ニア源としてそれぞれオキシ塩化アルミニウム及びオキ
シ塩化ジルコニウムを使用して、粘稠な紡糸液を調整す
ることが可能であり、この紡糸液からの繊維化によっ
て、耐熱性に優れ、高強度且つ高靭性であるばかりでな
く、任意の直径のアルミナジルコニア繊維を安価に提供
することができる。
ニア源としてそれぞれオキシ塩化アルミニウム及びオキ
シ塩化ジルコニウムを使用して、粘稠な紡糸液を調整す
ることが可能であり、この紡糸液からの繊維化によっ
て、耐熱性に優れ、高強度且つ高靭性であるばかりでな
く、任意の直径のアルミナジルコニア繊維を安価に提供
することができる。
【0032】特に、平均直径が10μm未満の細いアル
ミナジルコニア繊維を容易に製造することができ、この
細いアルミナジルコニア繊維は強化複合材料の強化材と
して非常に有用なものである。
ミナジルコニア繊維を容易に製造することができ、この
細いアルミナジルコニア繊維は強化複合材料の強化材と
して非常に有用なものである。
【図1】本発明の実施例1により得られた細いアルミナ
ジルコニア繊維を示す1000倍の顕微鏡写真である。
ジルコニア繊維を示す1000倍の顕微鏡写真である。
Claims (4)
- 【請求項1】 10〜40重量%のジルコニアを含むア
ルミナジルコニア繊維であって、1〜6重量%のシリカ
を含有し、平均直径が10μm未満であることを特徴と
するアルミナジルコニア繊維。 - 【請求項2】 アルミナ源とジルコニア源及びジルコニ
アの安定化剤を含む粘稠液を紡糸し、加熱焼成するアル
ミナジルコニア繊維の製造方法において、アルミナ源と
してアルミナ固形分で60〜90重量%のオキシ塩化ア
ルミニウム及びジルコニア源としてジルコニア固形分で
40〜10重量%のオキシ塩化ジルコニウムを用い、安
定化剤として加熱焼成によりシリカを生成する化合物を
使用すると共に、ゲル化防止剤として水溶性のカルボン
酸をオキシ塩化ジルコニウムのジルコニア固形分に対し
て35〜110重量%混合した粘稠液を紡糸することを
特徴とするアルミナジルコニア繊維の製造方法。 - 【請求項3】 上記安定化剤がシリカゾル又は水溶性シ
リコーンオイルであって、その添加量がオキシ塩化アル
ミニウムのアルミナ固形分とオキシ塩化ジルコニウムの
ジルコニア固形分の合計に対して1〜6重量%であるこ
とを特徴とする、請求項2に記載のアルミナジルコニア
繊維の製造方法。 - 【請求項4】 上記粘稠液の粘度を、増粘剤のポリエチ
レングリコール、ポリエチレンオキサイド、又はポリビ
ニルアルコールを添加して調整することを特徴とする、
請求項2又は3に記載のアルミナジルコニア繊維の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8124098A JP2885697B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | アルミナジルコニア繊維及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8124098A JP2885697B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | アルミナジルコニア繊維及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09291421A JPH09291421A (ja) | 1997-11-11 |
JP2885697B2 true JP2885697B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=14876881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8124098A Expired - Fee Related JP2885697B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | アルミナジルコニア繊維及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2885697B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108395258A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-08-14 | 南京理工大学 | 一种利用微波烧结萝藦纤维获得氧化铝中空纤维的方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103993387B (zh) * | 2014-05-30 | 2016-08-17 | 山东大学 | 一种耐超高温千米级连续氧化锆晶体纤维的制备方法 |
CN103993388B (zh) * | 2014-05-30 | 2016-05-04 | 山东大学 | 一种用于制备高性能氧化锆晶体纤维的高温压力解析技术 |
CN107266081B (zh) * | 2017-07-28 | 2020-11-24 | 山东大学 | 一种氧化铝-氧化锆复合陶瓷连续纤维的制备方法 |
SG11202009303SA (en) | 2018-03-29 | 2020-10-29 | Toray Industries | Polymetalloxane, composition, cured film, member, electronic component, fiber, binder for ceramic molding, cured film production method, and fiber production method |
CN111074379B (zh) * | 2019-12-26 | 2022-06-03 | 山东鲁阳浩特高技术纤维有限公司 | 一种氧化铝-氧化锆复合短纤维及其制备方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58186613A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-10-31 | Mitsubishi Keikinzoku Kogyo Kk | 耐火性アルミナ繊維の製造法 |
JPS5988917A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-23 | Mitsubishi Keikinzoku Kogyo Kk | 耐火性アルミナ繊維 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP8124098A patent/JP2885697B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|---|---|---|
CN108395258A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-08-14 | 南京理工大学 | 一种利用微波烧结萝藦纤维获得氧化铝中空纤维的方法 |
CN108395258B (zh) * | 2018-04-26 | 2021-03-02 | 南京理工大学 | 一种利用微波烧结萝藦纤维获得氧化铝中空纤维的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09291421A (ja) | 1997-11-11 |
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