JPH02307953A - アルミナ繊維製ブランケットの製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、結晶質アルミナ繊維からなるブランケットの
製造法に関するものである。

〔従来の技術〕

高温の炉などに使用する耐火性断熱材の一つに無機繊維
からなるブランケットがあるが、無機繊維の中でも耐熱
性のよいセラミック繊維からなるものを製造することは
容易でない。これは、セラミック繊維が概して剛直で絡
みあいを生じに＜＜、ニードルパンチ処理によって絡み
あいを生じさせようとすると、もろく、折れ易いためで
ある。結晶質アルミナ繊維は特にこのような性質が著し
く、その優れ１こ耐熱性をブランケットの状態で利用す
ることが困難である。

上述の問題点を解決する手段の一つは特開昭６０−８８
１６２号公報に開示されており、そこでは、前駆体繊維
化法で得られたまだ柔軟な未焼成繊維を層状に集積しｔ
；ものに対してニードルパンチング処理が施され、その
後、焼成が行われる。しかしながら、未焼成の前駆体繊
維は柔軟ではあっても強度が低く、ニードルパンチ処理
によって切れ易いから、最終製品について見た場合、ニ
ードルパンチ処理の効果は不十分なものになり易い。

また、未焼成の前駆体繊維は、吸湿性であるため、ニー
ドルパンチ工程で使用する減摩剤が非水系のものに制限
されるという欠点もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明の目的は、ニードルパンチ処理による繊維
の確実な絡み合いを生じさせ、層状剥離を起こしにくく
物性的にもすぐれたアルミナ繊維質ブランケットを高能
率で製造し得る方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成することに成功した本発明のブランケッ
ト製造法は、アルミニウム化合物の繊維形成性溶液を紡
糸してアルミナ繊維の前駆体繊維を製造し、得られた前
駆体繊維を層状に集積し、次いで薄い炭素繊維マットを
重ね合わせて該マットの炭素繊維を前駆体繊維層に進入
させるプレニードルパンチ処理ヲ行い、次いで不活性雰
囲気で低温焼成し、得られｔ；低温焼成ブランケットを
ニードルパンチ処理し、次いで結晶質アルミナ繊維が生
成するまで酸化性雰囲気で焼成することを特徴とする。

この製造法は、前駆体繊維の低温焼成物の有利な性質を
利用している。すなわち、前駆体繊維を焼成して結晶質
アルミナ繊維を製造する過程において一旦比較的低温度
で焼成する工程を設けると、そこで得られた低温焼成繊
維は、前駆体繊維よりもはるかに強度が高いことは勿論
、高温焼成して結晶質アルミナを十分に生じさせた場合
よりも柔軟性がある。また、減摩剤として非水系のもの
は勿論のこと水系のものも使用できるため、それを繊維
に付着させるのにいわゆるディッピング法を採用でき、
減摩剤の均一含浸が容易である。

以上により、低温焼成繊維は、ニードルパンチ処理を行
うのにきわめて適した性質のものである。しかしながら
、かさ高な前駆体繊維をそのまま焼成して低温焼成繊維
にしようとすると大型の炉を必要とし、消費熱量が多い
ので、炭素繊維マットを重ねてプレニードルパンチ地理
を行い、焼成し易い圧縮状態にする。プレニードルパン
チ処理は、高強度の炭素繊維が前駆体繊維層に進入する
ようにニードリングされるため、前駆体繊維の切断はほ
とんど生じない。

以下、本発明の製造法を工程順に詳述する。

アルミニウム化合物の溶液から前駆体繊維を製造する工
程は、周知の方法を参照し、任意の方法によって行うこ
とができる。通常、好ましい厘料アルミニウム化合物は
、オキシ塩化アルミニウム、塩基性酢酸アルミニウム、
塩基性乳酸アルミニウムなどである。これに少量配合す
るシリカ源としては、シリカゾル、テトラエチルシリケ
ートなどが適当である。アルミニウム化合物の溶液に繊
維形成性を与えるために添加する有機重合体としては、
ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリ
アクリルアミドなどを用いることができる。上記諸原料
の溶液を濃縮し、粘度約１〜５００ポイズの紡糸液を調
製し、遠心法、吹出し法などの紡糸法により繊維化し、
乾燥する。

得られた前駆体繊維を、所定の坪量の層状に集積する。

別に、坪量２０〜１００　ｇ／ｒｍ”程度の薄い炭素繊
維マットを用意し、これを上記前駆体繊維ブランケット
と重ね合わせる。

次いで、ブランケットを圧縮した状態で、炭素繊維マッ
ト側から１〜１０回／ｃＩＩｌ！程度のプレニードルパ
ンチを施して炭素繊維が前駆体繊維層に進入するように
する。この処理により、炭素繊維が前駆体繊維層に絡み
付き、前駆体繊維群が圧縮状態になったブランケットを
生じる。

ニードルパンチ処理後のブランケットを次いで窒素ガス
等の不活性雰囲気中で焼成し、前駆体繊維中の有機物お
よびアルミニウム化合物を分解する。この焼成は、通常
のアルミナ繊維製造工程においては結晶質アルミナを生
じさせ得る１０００°Ｃ前後で焼成を行うのに対し、そ
れよりも低い温度、好ましくは約４００　’Ｃ〜８００
　’Ｏで、実質的に結晶質アルミナを生じさせないよう
にして行う。

低温焼成後のブランケットに対し、望ましくは減摩剤（
たとえばパラフィン乳化物からなるもの）を含浸し、乾
燥後、１〜６０回／　ｃｍ”程度の密度でニードルパン
チ処理を行う。このニードルパンチ処理は、主として炭
素繊維による絡合を生じさせたプレニードルパンチの場
合とは反対に、主として低温焼成繊維間の絡合が生じる
ように行うことが望ましい。

その後、約８００〜１３００℃の高温酸化性雰囲気で焼
成し、繊維を結晶質アルミナ繊維に変換する。前躯体繊
維ブランケットの段階で積層された炭素繊維マットはこ
の過程で焼失するので、結晶質アルミナ繊維からなるブ
ランケットが得られる。

〔実施例〕

オキシ塩化アルミニウム水溶液（固形分濃度５０％。

Ａ　Ｉ、０　、換算濃度２３％）１０００ｉ１に、２０
％シリカゾル５２０ｍ１，６％ポリビニルアルコール水
溶液７００ｍ１を添加し、減圧下、４０℃で濃縮し、粘
度３０ポイズの紡糸原液を得た。この紡糸原液を、遠心
法により紡糸、集綿、乾燥して、前駆体繊維を得た。こ
の前駆体繊維を、坪量２５００　ｇ／ａ”のブランケッ
ト状に集積し、その表面に坪量５０　ｇ／ａ”の炭素繊
維マットを重ね合わせてニードルパンチ処理を施した。

処理は炭素繊維マット面から、繊維を押し込むように作
用する針を用いて５回／ｃｔｍ”の密度で行い、それに
より、嵩密度０　、０８１／ａｍ’のブランケットを得
た。このブランケットを窒素中、ａ　ｏ　ｏ　’ａで３
０分間焼成した。

得られた低温焼成ブランケットにパラフィン系減摩剤を
含浸し、乾燥してから、ニードルパンチ機で３０回／Ｃ
♂のニードルパンチを施した。次いで、空気中、１２５
０　’（！で２０分間焼成し、結晶質アルミナ繊維から
なるブランケットを得た。このブランケットは、嵩密度
が０　、１２１／ｃｍ’で、引張強度は１．４Ｊ／ｃ♂
、剥離強度は２０１７０ｍ”であった。

〔発明の効果〕

上述のように、本発明においては低温焼成により前駆体
繊維がニードルパンチ処理に最も適した物性になったと
ころで、アルミナ繊維の絡合を生じさせるための本格的
なニードルパンチ処理が行われる。そして、この段階の
繊維集積物は、厚み制度が良好なため前駆体繊維集積物
よりも減摩剤の均一含浸が容易である。これらの理由に
より、本発明によれば前駆体繊維やアルミナ繊維の状態
でニードルパンチを行う場合よりも繊維の折れが少なく
て済み、それにより、ニードルパンチ処理が容易になる
だけでなく処理効果が高まり、層状剥離を起こしにくく
、形状安定性が優れたブランケットを得ることができる
。　本発明においてはまた、前駆体繊維を炭素繊維マッ
トと重ね合わせ、炭素繊維を繊維間絡合に利用するニー
ドルパンチにより、前駆体繊維に損傷を生じさせること
なしに、また特別の装置を必要とすることなしに、該繊
維を圧縮状態にして低温焼成を行うので、前駆体繊維を
直接低温焼成する方法よりも、小型の炉で、かつ少ない
熱消費で、効率よく低温焼成を行うことができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム化合物の繊維形成性溶液を紡糸して
   アルミナ繊維の前駆体繊維を製造し、得られた前駆体繊
   維を層状に集積し、次いで薄い炭素繊維マットを重ね合
   わせて該マットの炭素繊維を前駆体繊維層に進入させる
   プレニードルパンチ処理を行い、次いで不活性雰囲気で
   低温焼成し、得られた低温焼成ブランケットをニードル
   パンチ処理し、次いで結晶質アルミナ繊維が生成するま
   で酸化性雰囲気で焼成することを特徴とするアルミナ繊
   維製ブランケットの製造法。
2. （２）前駆体繊維の低温焼成を８００℃以下で行う請求
   項１記載の製造法。
3. （３）ニードルパンチ処理する低温焼成ブランケットに
   減摩剤を付着させる請求項１記載の製造法。