JPH05319949A

JPH05319949A - アルミナ質繊維成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH05319949A
Application number: JP4148038A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Date; 重之伊達; Atsushi Matsumoto; 敦松本; Motoji Kawakami; 元司川上; Takashi Shinpo; 隆新保
Original assignee: Mitsui Mining Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining Co Ltd
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1993-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】高温断熱材や各種複合材料の基材等に好適な
アルミナ質繊維成形体の製造方法を提供すること。【構成】高純度アルミナ繊維前駆体を主成分とする紡
糸液を紡糸して得られる前駆体繊維を仮焼した仮焼体繊
維を成形し、金属化合物の溶液又はスラリ−を含浸さ
せ、乾燥、焼結させることによりアルミナ質繊維成形体
とする。【効果】金属化合物を紡糸液中に添加することなく、
金属改質され、耐熱性あるいは耐蝕性の改良されたアル
ミナ質繊維成形体を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種工業用材料として
好適な改質されたアルミナ質繊維成形体の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】アルミナ繊維は、高い強度と優れた耐熱
性を有する材料であり、各種の高温耐熱材料、複合材料
の補強材などの分野で広く用いられている。現在市販さ
れているアルミナ繊維の大部分は、オキシ塩化アルミニ
ウムなどの無機塩類あるいはポリアルミノキサン等のア
ルミナ繊維前駆体ポリマ−を主原料とする無機塩法ある
いは前駆体ポリマ−法によって製造されている。これら
の方法においては紡糸時の原料及び得られる繊維の取扱
性を改良するため珪素分を添加しているので、アルミナ
繊維とはいっても、通常１０％程度以上のシリカを含ん
でいるアルミナ−シリカあるいはアルミナ−シリカ−ホ
ウ素系セラミックス繊維となっている。このように多量
のシリカ分を含む繊維は、高温下での強度の低下が大き
く、常用できる温度は１２５０℃程度までで、さらに鉄
などの金属と反応し、劣化しやすく、使用分野の制約が
多い。これに対し、アルミナ微粉末を無機塩類の溶液中
に分散させたスラリ−を紡糸原料とするスラリ−法で
は、アルミナ純度９５％以上の高純度のアルミナ繊維を
得ることができる。この方法で得られる高純度のアルミ
ナ繊維は、シリカ分を含有する繊維に比較して金属類と
の反応性は小さく、１７５０℃での連続使用に耐える高
温耐熱性を有している。これらのアルミナ繊維に、耐熱
性あるいは特定の金属に対する反応性などを改良する目
的でＺｒ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｈｆなどの金属化合物を添加し
て改質する試みも提案されている（特開昭５２−１１４
７２７号公報、特開昭６１−１８６５１７号公報、特開
平３１７４０１７号公報など）。これらのアルミナ系繊
維は、長繊維状、長繊維を短く切断したチョップドファ
イバ−、綿状、織物など種々の形態で使用されている
が、特にアルミナ系繊維を各種バインダ−成分やマトリ
ックス成分を用いて成形した成形体は、嵩密度が小さく
軽量で、断熱効果も大きく高温断熱材などに好適であ
る。これらのアルミナ系繊維の成形体は、従来、アルミ
ナ、アルミナ−シリカあるいはアルミナ−シリカ−ホウ
素系セラミックス繊維を適当な長さに切断し、これにシ
リカ繊維やアルミナゾル、シリカゾルなどの無機バイン
ダ−あるいは有機バインダ−を加えて成形乾燥すること
によって製造されている（例えば、特開昭５９−１５２
２８１号公報、特開昭６１−１４１６８３号公報、特開
昭６４−４２３７３号公報など）。また、これらの方法
により製造された成形体をさらに適当な温度で焼成する
方法もある。さらにアルミナ、シリカ、ジルコニア等の
前駆体繊維を成形し焼成することによって、製造時のエ
ネルギ−消費を少なくし、強度の高い繊維質耐火材を得
る方法も提案されている（特公平２−２５８７３号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、アルミ
ナ繊維に金属化合物を添加して改質する場合、均一に混
合させるためには、紡糸原料中に添加するのが好まし
い。しかしながら、紡糸液中への金属化合物の添加は、
曳糸性等の紡糸性能に悪影響を与えやすく、一般にアル
ミナ繊維の紡糸条件の許容範囲は狭いので、紡糸液の調
整に工夫を要する上に、添加できる金属化合物の種類、
添加量はごく限られてしまうという問題点がある。ま
た、一旦焼成したアルミナ繊維を金属塩等の溶液中に浸
漬させたのち、加熱処理する方法では、金属塩等のアル
ミナ繊維中への浸透が十分でなく、アルミナ繊維の反応
性も小さくなっているため、十分な効果が得られにく
い。さらに、成形方法に関しては、一旦完全に焼結させ
た繊維を再度焼結する方法では、繊維自身の焼結性が低
くなっているため、繊維どうしの焼結が不充分となり、
成形体の強度が低かったり、高温時の熱収縮によるひび
割れの発生など耐熱性に問題がある。また、前駆体繊維
を使用する方法では、前駆体繊維が保存時に融着しやす
く、溶媒中に分散させて抄造・成形する際、溶媒は前駆
体が溶解しないものに限定され、かつ、繊維が分散しに
くく、不均一な成形体となり、後の焼成時の収縮率も不
均一となって、ひび割れが発生しやすいなどの問題点が
あった。本発明の目的は、前記従来技術のアルミナ系繊
維の改質及び成形体製造工程における問題点を解決し、
操作が容易で簡単なプロセスにより、高温断熱材や各種
複合材料の基材あるいは触媒担体などとして有用な、軽
量、高強度で耐熱性や特定物質に対する安定性が改良さ
れたアルミナ質繊維成形体を製造できる方法を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するべく鋭意検討の結果、高純度アルミナ繊維の
製造過程で得られる仮焼体繊維を成形し、この段階で金
属化合物を含浸させて焼成することにより、各種金属酸
化物で改質された繊維が強固に焼結したアルミナ質繊維
成形体が得られることを見出し、本発明を完成した。す
なわち、本発明は、高純度のアルミナ繊維前駆体を主成
分とする紡糸液を紡糸して前駆体繊維とし、その前駆体
繊維を４００〜１０００℃で仮焼して得られる仮焼体繊
維を、必要により成形助剤を用いて成形し、得られた仮
焼体繊維成形体に金属化合物の溶液又はスラリ−を含浸
させたのち、焼成することを特徴とするアルミナ質繊維
成形体の製造方法である。さらに本発明の好ましい態様
として、金属化合物がＬｉ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒの中から
選ばれる１種以上の金属の化合物である前記アルミナ質
繊維成形体の製造方法、及び高純度アルミナ繊維前駆体
を主成分とする紡糸液が、塩基性アルミニウム塩を水又
は水系溶媒に溶解させた溶液に、アルミナあるいは焼成
によりアルミナとなるアルミニウム化合物の粉末を添加
し、さらに必要により焼結助剤あるいは紡糸助剤を添加
したスラリ−である前記アルミナ質繊維成形体の製造方
法がある。ここで「高純度」とはこのアルミナ繊維前駆
体を主成分とする紡糸液を紡糸した前駆体繊維をそのま
ま焼成した際に得られるアルミナ繊維中のアルミナが９
５％以上となるものをいう。

【０００５】以下、本発明の方法を詳細に説明する。本
発明の方法においては、先ず、高純度アルミナ繊維の前
駆体繊維を製造し、これを仮焼して仮焼体繊維とする。
前駆体繊維を得る方法は特に限定されるものではなく、
無機塩法、前駆体ポリマ−法、スラリ−法、ゾル法など
が適用できるが、特に高純度のアルミナ繊維の製造法と
して実用化されているスラリ−法（特公昭５７−２７２
１０号公報、特開昭６３−７５１１７号公報など）が好
適である。以下、スラリ−法に基づいて本発明の方法を
詳細に説明する。先ず、塩基性アルミニウム塩の水溶液
又は水とアルコ−ル類等の水溶性溶媒との混合溶媒等の
水系溶媒溶液中に焼成後の繊維中の全酸化物量基準で１
０〜４０重量％相当の平均粒径０．１μｍ以下のアルミ
ナあるいは焼成によりアルミナとなるアルミニウム化合
物の粉末、４〜１０重量％相当の紡糸助剤、さらに所望
により酸化物基準で３重量％以下の焼結助剤とを含有す
るスラリ−を紡糸液とし、これを紡糸、乾燥して前駆体
繊維とする。

【０００６】ここで使用する塩基性アルミニウム塩とし
ては塩基性塩化アルミニウム、塩基性硝酸アルミニウ
ム、塩基性酢酸アルミニウム、塩基性アルミニウムクロ
ロアセテ−トなどがあげられる。また、紡糸原料の流動
性及び前駆体の安定性を向上させかつ仮焼及び焼成時の
揮発分を少なくし、繊維強度の向上を図るために添加す
る粉末としてはアルミナのほか、ギブサイト、ベ−マイ
ト、バイヤライト、ダイアスポアあるいは擬ベ−マイト
などの焼結によりアルミナとなるアルミニウム化合物を
使用することができる。さらに紡糸原料の曳糸性を向上
させるための紡糸助剤として、エチレングリコ−ル、グ
リセリン、酢酸等の有機化合物又は、ポリビニルアルコ
−ル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンキシド等
の水溶性有機高分子化合物あるいはこれらの混合物を酸
化物基準で０．１〜１０重量％添加する。また、焼結助
剤として CuO、MgO 、ZrO₂、PbO 、Cr₂O₃ 、Fe₂O₃ 、Mo
O₃、及びTiO₂の中から選ばれる１種以上の酸化物あるい
は CuSO₄、MgCl₂、ZrOCl₂などの焼成によりこれらの酸
化物となる化合物を添加するのが好ましい。このように
して得られた前駆体繊維は繊維径５〜２００μｍ程度で
あり、これを、酸化雰囲気中で４００〜１０００℃の比
較的低温度で仮焼して仮焼体繊維とする。「仮焼体繊
維」とは、前駆体繊維を４００〜１０００℃で仮焼した
繊維であり、溶媒中に分散させた際に繊維の形状が損な
われることがなく、繊維どうしの融着性もないが、仮焼
温度より高い１０００℃以上の温度で焼成することによ
り焼結し得る性状を有する繊維をいう。通常、高純度ア
ルミナ繊維の製造工程（前駆体−仮焼−焼成（１０００
℃以上））における最終の焼成工程を実施する前段階で
得られる。仮焼温度は、前駆体繊維の性状、成形工程で
の処理条件、添加する成形助剤の性状や配合割合、目的
とする成形体の性状等により、前記温度範囲内において
適宜設定すればよいが、４００℃未満では仮焼処理の間
に繊維が融着する虞があり、また、１０００℃を超える
と繊維の焼結が進み過ぎて仮焼体繊維の焼結活性が低下
し、成形体の強度が得られないので好ましくない。ま
た、成形体の原料として、１０００℃以上の焼成品を用
いると、溶媒への分散性が良好な仮焼体繊維に比較して
成形時の水等の溶媒への分散性が悪く、さらに前駆体繊
維を使用すると焼成に伴う成形体の収縮が大きく寸法安
定性が低くなり、また、特にスラリ−法の場合には水が
使用できないため操作が複雑となり好ましくない。

【０００７】このようにして得られた仮焼体繊維を０．
１〜１００ｍｍの長さに調整したのち、成形し、仮焼体
繊維成形体とする。繊維の長さは目的とする用途に応じ
て適宜設定すればよい。仮焼体繊維の長さの調整は仮焼
体繊維の状態で切断してもよいが、前駆体繊維の状態で
長さを調整したのち仮焼してもよい。このように長さを
調整した仮焼体繊維を必要により成形助剤を添加した溶
媒中に分散させてスラリ−とし、これを抄造、濾過、蒸
発などの方法により成形し、過剰の溶媒を除去し、さら
に必要により加圧処理などの手段を施すことにより仮焼
体繊維成形体とする。仮焼体繊維成形体の形状は、適当
な型枠中で溶媒除去を行うか、成形体の段階で切削加工
を行う等の方法によりシ−ト状、ボ−ド状、柱状、筒状
あるいはハニカム状など任意の形状とすることができ
る。ここで使用する溶媒としては、取扱の容易さから水
が最適であるが、使用するアルミナ繊維前駆体の種類に
応じて分散性や揮発性等を勘案し、メタノ−ル、エタノ
−ル、ジエチレングリコ−ルなどのアルコ−ル系溶媒、
ベンゼン、トルエンなどの芳香族系溶媒あるいはアセト
ン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒などの有機
溶媒又はこれらの混合溶媒あるいはこれらの有機溶媒と
水との混合溶媒を使用することができる。

【０００８】また、成形工程において必要により使用す
る成形助剤は、成形性及び成形体の物性を改良する効果
があり、例えばポリビニルアルコ−ル、ポリビニルメチ
ルエ−テル、ポリアクリル酸アミド、ポリエチレングリ
コ−ル、ポリビニルピロリドン、グリセリン、酢酸セル
ロ−ス、メチルセルロ−ス、カルボキシメチルセルロ−
ス、アルギン酸等が挙げられる。このようにして得られ
た仮焼体繊維成形体に、金属化合物の溶液又はスラリ−
を含浸させたのち、乾燥して仮焼体繊維に金属化合物を
均一に浸透、付着させる。使用する金属化合物の種類
は、アルミナ繊維に付与しようとする特性に応じて適宜
選定する。金属化合物としては焼成により酸化物に変化
するものであれば特に制限なく使用できるが、水溶液の
形で使用できる LiCl₂、LiBr、Li(NO₃) 、MgCl₂、Mg(NO
₃)₂、TiCl₄、Ti(NO₃)₄、TiBr₃、ZrCl₄、Zr(NO₃)₄、Zr(C
H COO)₄などが好適である。この含浸操作は成形体を乾
燥後に行ってもよいが、乾燥する前の湿潤状態の仮焼体
繊維成形体について行うのが溶液又はスラリ−の親和性
が良好であり好ましい。なお、成形助剤や金属化合物
は、仮焼体繊維の分散時に添加することもできるが、添
加効率（歩留り）及び分散性の点から、成形後に含浸さ
せるのが有利である。ここで使用する溶媒としては、前
の成形工程と同じ溶媒が挙げられるが、ここでも、水が
最適である。金属化合物の添加量は、金属の種類あるい
は成形体に要求される特性により任意に定めることがで
きる。大まかな目安としては、焼成後の状態で、酸化物
基準で１〜５０重量％の範囲となるような量とする。１
重量％未満では効果が小さく、また、５０重量％を超え
るとアルミナ質繊維としての特性が小さくなるので好ま
しくない。このようにして得られた金属化合物を含浸さ
せた仮焼体繊維成形体を、仮焼時よりも高い１０００〜
１９５０℃の温度で焼成することにより、金属化合物に
より改質されたアルミナ質繊維成形体を得ることができ
る。１０００℃未満では焼結が不充分であり、１９００
℃を超えると成形体の形状保持に問題を生ずる虞があ
る。焼成温度及び焼成時間は、仮焼体繊維及び含浸させ
る金属化合物の性状、成形体の大きさ及び形状、アルミ
ナ質繊維成形体に要求される特性等により適宜設定す
る。通常は内部まで均質に改質するのが望ましいが、必
要により、繊維の表面近傍のみが改質された層状構造又
は傾斜構造の状態で止めてもよい。

【０００９】本発明の方法では、未だ完全に焼結してい
ない仮焼体繊維成形体の段階で金属化合物を含浸させ、
焼成しているので、金属化合物が繊維内部に浸透しやす
く、また、反応性も高いので、繊維は均質に改質されて
いる。本発明の方法によって得られるアルミナ質繊維成
形体は、仮焼体繊維の段階で成形し、金属化合物を含浸
させたのち焼成しているので、繊維間の接着が強固で５
〜８０ｋｇ／ｃｍ²の圧縮強度を有しており、嵩密度が
０．０５〜１．０ｇ／ｃｍ³と軽量で、微細な気孔が均
一に分布した気孔率７０〜９８％の多孔体であり、任意
の形状に切削加工が可能である。このアルミナ質繊維成
形体は、高温断熱材、各種の炉のライニング材や耐熱ボ
−ドなどの高温耐熱材料、各種金属強化金属の補強材な
どに好適な材料である。

【００１０】すなわち、ＭｇあるいはＺｒを添加したも
のでは、高温時における粒成長抑制効果があり、特定温
度下に１００時間保持後の線収縮率が３％以下である温
度で表した耐熱性が１８００℃以上に向上するとともに
耐蝕性も向上し、構造スポ−リング損傷が抑制され、ス
ラグに対する耐蝕性が改善される。また、強度の向上、
高靭性化の効果もある。この材料は、各種の炉のライニ
ング材や耐熱ボ−ドなどに好適である。

【００１１】また、ＬｉやＴｉを添加したものは、溶融
炭酸塩やチタン化合物に対する耐蝕性が改良されるの
で、溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板や各種の繊維強化
金属等の補強材として好適である。

【００１２】

【実施例】以下実施例により本発明の方法をさらに具体
的に説明する。

【００１３】（実施例１）塩化アルミニウム４．２重量
部、無水塩基性塩化アルミニウム４６．７重量部、平均
粒径０．０２μｍのγ- アルミナ微粉末１０．２重量部
及び塩化マグネシウム０．４３重量部を水３４重量部に
溶解、分散させ、このスラリ−にポリエチレンオキシド
（平均分子量約１００万）４．５重量部を添加し充分混
合して紡糸原液とした。この原液を紡糸し、繊維径２０
μｍの前駆体繊維を得た。この前駆体繊維を最高温度が
９００°Ｃの電気炉内を滞留時間１分間で通過させて仮
焼体繊維とした。この仮焼体繊維を長さ４．０ｍｍに切
断したもの４００ｇを、水２０リットルに塩化マグネシ
ウム５ｋｇ、ポリビニルアルコ−ル２００ｇを溶解させ
た溶液中に分散させたのち、濾過、抄造した。抄造後、
１０５°Ｃで２４時間乾燥させ２５０×２５０×２０ｍ
ｍの塩化マグネシウムを含浸させた仮焼体繊維成形体を
得た。これを、１００℃／ｈｒの昇温速度で１０００℃
まで昇温し、次いで２５０℃／ｈｒの昇温速度で１２５
０°Ｃまで昇温し、さらに１６００℃で４時間加熱し、
焼結させた。得られた成形体は、60wt% Al₂O₃ −40wt%
MgAl₂O₄複合酸化物繊維よりなる成形体で、圧縮強度は
１５ｋｇ／ｃｍ²、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ³、気孔率８
９％の多孔体であった。

【００１４】（実施例２）実施例１で作製したのと同じ
前駆体繊維を長さ３．５ｍｍに切断したもの５４５ｇを
電気炉内に入れ、最高温度８００℃で１時間保持し仮焼
体繊維とした。この仮焼体繊維４００ｇを、水２０リッ
トルに分散させたのち、濾過、抄造した。抄造後、水３
００ミリリットルにオキシ塩化ジルコニウム１００ｇ、
メチルセルロ−ス６ｇを溶解させた水溶液を十分含浸さ
せたのち、乾燥させ、２５０×２５０×３５ｍｍのオキ
シ塩化ジルコニウムを含浸させた仮焼体繊維成形体を得
た。これを１００℃／ｈｒの昇温速度で１１００℃まで
昇温し、次いで２５０℃／ｈｒの昇温速度で１３００°
Ｃまで昇温し、さらに１００℃／ｈｒの昇温速度で１７
００℃まで昇温したのち同温度でで４時間加熱し、焼結
させた。得られた成形体は、80wt% Al₂O₃−20wt% ZrO₂
複合酸化物繊維よりなる成形体で、圧縮強度は２０ｋｇ
／ｃｍ²、嵩密度０．５ｇ／ｃｍ³、気孔率８７％の多孔
体であった。

【００１５】（比較例１）市販のアルミナ繊維（綿状、
アルミナ純度９７％）を長さ５ｍｍに切断したもの４１
０ｇを水１５リットルに分散し、ポリビニルアルコ−ル２１
０ｇ、アルミナゾル３ｋｇを添加したのち、濾過、抄造
して２５０×２５０×２０ｍｍの成形体を得た。これを
１００℃／ｈｒの昇温速度で１５００℃まで昇温し、４
時間保持して焼成した。得られた焼結体は、アルミナ９
６．５％で圧縮強度１３ｋｇ／ｃｍ²、かさ密度０．３
５ｇ／ｃｍ³、気孔率９１％の多孔体であった。

【００１６】（比較例２）市販のアルミナ繊維（綿状、
アルミナ純度９５％）を長さ３．５ｍｍに切断したもの
９０ｇを水１５リットルに分散し、ポリビニルアルコ−ル１
５０ｇ、コロイダルシリカ１ｋｇを添加したのち、濾
過、抄造して１００×１００×７０ｍｍの成形体を得
た。これを２００℃／ｈｒの昇温速度で１６００℃まで
昇温し、４時間保持して焼成した。得られた焼結体は、
アルミナ−２０ｗｔ％シリカのアルミナ−シリカ質成形
体で、圧縮強度１９ｋｇ／ｃｍ²、かさ密度０．３０ｇ
／ｃｍ³、気孔率９１％の多孔体であった。

【００１７】実施例１、２及び比較例１、２で作製した
成形体について、１００時間保持後の線収縮率が３％以
下である温度で表した耐熱性、及び１８００℃で２時間
熱処理し、徐冷した後の成形体の変形（線収縮率）を測
定した結果を表１に示す。

【表１】表１の結果から、Ｍｇ及びＺｒで改質したアルミナ質繊
維成形体は、従来のアルミナ質繊維成形体に比較して耐
熱性が著しく向上し、高温下に保持した場合の変形が小
さいことがわかる。

【００１８】（実施例３）実施例１で作製したのと同じ
前駆体繊維を長さ４．１ｍｍに切断したもの５００ｇを
電気炉内に入れ、最高温度７５０℃で１時間保持し仮焼
体繊維とした。この仮焼体繊維９０ｇを、水１５リット
ルに分散させたのち、濾過、抄造した。抄造後、水３０
０ミリリットルに四塩化チタニウム１８０ｇ、メチルセ
ルロ−ス６ｇを溶解させた水溶液を十分含浸させたの
ち、乾燥させ、１００×１００×６０ｍｍの四塩化チタ
ニウムを含浸させた仮焼体繊維成形体を得た。これを１
７００℃で４時間加熱し、焼結させた。得られた成形体
は、40wt% Al₂O₃−60wt% βTiAl₂O₅複合酸化物繊維より
なる成形体で、嵩密度０．３ｇ／ｃｍ³、気孔率９２％
の多孔体であった。

【００１９】（実施例４）実施例１で作製したのと同じ
前駆体繊維を長さ４．１ｍｍに切断したもの５００ｇを
電気炉内に入れ、最高温度７００℃で１時間保持し仮焼
体繊維とした。この仮焼体繊維９０ｇを、水１５リット
ルに分散させたのち、濾過、抄造した。抄造後、水３０
０ミリリットルに硝酸リチウム１０２ｇ、ポリビニルア
ルコ−ル８ｇを溶解させた水溶液を十分含浸させたの
ち、乾燥させ、１００×１００×５０ｍｍの硝酸リチウ
ムを含浸させた仮焼体繊維成形体を得た。これを１５０
０℃で８時間加熱し、焼結させた。得られた成形体は、
20wt% Al₂O₃−80wt% LiAlO₂の複合酸化物繊維よりなる
成形体で、嵩密度０．３５ｇ／ｃｍ³、気孔率８７％の
多孔体であった。

【００２０】実施例３、４及び比較例１、２で作製した
成形体を、Li₂CO₃とK₂CO₃とを１：１の割合（重量比）
で混合した混合物を７００℃に加熱し溶融させたフラッ
クス中に浸漬し、１０００時間保持後の重量減少を測定
した結果は、それぞれ２、１、１０及び１３重量％であ
った。この結果から、Ｔｉ又はＬｉで改質したアルミナ
質繊維成形体は、溶融炭酸塩に対する耐食性が著しく改
良されていることがわかる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の方法によれば、任意の金属化合
物を任意の割合で添加して改質したアルミナ質繊維で構
成され、しかも繊維どうしが強固に焼結したアルミナ質
繊維成形体を、簡単なプロセスにより得ることができ
る。すなわち、繊維の紡糸条件を変更することなく、任
意の金属化合物を任意の割合で添加することができるの
で、目的に応じた改質が可能である。さらに、仮焼体繊
維の段階で成形し、金属化合物を含浸させたのち焼成し
ているので、繊維間の接着は強固である。また、仮焼体
繊維は従来法における前駆体繊維に比較して保存性や溶
液中での分散性が良好で、成形時の取扱いも容易な上、
得られた仮焼体繊維成形体の焼成時の収縮率も小さく形
状保持性がよいため、前駆体繊維を使用する場合よりも
大型あるいは複雑な形状の成形体を得ることができる。

【００２２】本発明の方法によって得られるアルミナ質
繊維成形体は、圧縮強度が５〜８０ｋｇ／ｃｍ²、嵩密
度が０．０５〜１．０ｇ／ｃｍ³と軽量で、微細な気孔
が均一に分布した気孔率７０〜９８％の多孔体で、任意
の形状に切削加工が可能である。このアルミナ質繊維成
形体は、高温断熱材、各種の炉のライニング材や耐熱ボ
−ドなどの高温耐熱材料、溶融炭酸塩型燃料電池の電解
質板、各種金属強化金属の補強材などに好適な材料であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新保隆栃木県栃木市国府町１番地三井鉱山株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高純度のアルミナ繊維前駆体を主成分と
する紡糸液を紡糸して前駆体繊維とし、その前駆体繊維
を４００〜１０００℃で仮焼して得られる仮焼体繊維
を、必要により成形助剤を用いて成形し、得られた仮焼
体繊維成形体に金属化合物の溶液又はスラリ−を含浸さ
せたのち、焼成することを特徴とするアルミナ質繊維成
形体の製造方法。
【請求項２】金属化合物がＬｉ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒの
中から選ばれる１種以上の金属の化合物である請求項１
に記載のアルミナ質繊維成形体の製造方法。
【請求項３】高純度のアルミナ繊維前駆体を主成分と
する紡糸液が、塩基性アルミニウム塩を水又は水系溶媒
に溶解させた溶液に、アルミナあるいは焼成によりアル
ミナとなるアルミニウム化合物の粉末を添加し、さらに
必要により焼結助剤あるいは紡糸助剤を添加したスラリ
−である請求項１又は２に記載のアルミナ質繊維成形体
の製造方法。