JPH0558618A - ムライト質針状結晶及びムライト多孔質体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 強化材として良好なムライト質針状結晶及び
ムライト多孔質体を提供する。 【構成】 本願の第１発明は、断面が四角形であること
を特徴とするムライト質針状結晶である。本願の第２発
明は、断面が四角形であるムライト質針状結晶を含むこ
とを特徴とするムライト多孔質体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明はムライト質針状結晶及びム
ライト多孔質体に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック、金属、セラミックス、耐
火物等の強化材や改良材としてムライト質針状結晶及び
ムライト多孔質体が利用できる。ムライト質針状結晶及
びムライト多孔質体を加えることによって、母材の強
度、比剛性、高温強度等の諸特性を改善したり、母材の
諸特性を変化させたりするのである。また、ムライト多
孔質体は濾過材、触媒担体、微生物担体、断熱材等の用
途にも用いることができる。

【０００３】さて、従来のムライト質で繊維状のものは
ムライト多結晶質繊維として知られている。この繊維の
断面形状は円形状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】断面形状が円形状（又
はそれに近い形状）のムライト質多結晶繊維を例えば強
化材として用いた場合に、母材の諸特性を改善する効果
に限界があったり、少量の添加では顕著な改善効果が得
られないことがある。さらに、断面円形状のムライト質
多結晶繊維によって得られる母材特性の改善効果とは定
性的に異なる改善（質）効果を得たい場合もある。

【０００５】この発明は、従来のものに比べて、例えば
強化材としての効果及び、特に金属の磨耗に対する抵抗
力を向上させる効果が大きいムライト質針状結晶を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明は、断面
が四角形であることを特徴とするムライト質針状結晶を
要旨としている。

【０００７】本願の第２発明は、断面が四角形であるム
ライト質針状結晶を含むことを特徴とするムライト多孔
質体を要旨としている。

【０００８】

【作用】断面形状が四角形であるため、強化材として優
れた作用を有する。また、強化材として、断面円形状の
ムライト多結晶質繊維とは定性的に異なる作用を与える
場合もある。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は本発明のムライト質針状結晶を電子顕微鏡で観察
したスケッチ図である。ムライト質針状結晶１０の断面
は四角形であり、ほとんど大部分を充める矩形状のもの
と少量の台形状のものに分類される。台形状のものの中
には微量ではあるが、一辺が特に小さくて三角形のよう
に見えるものもある。１つの結晶１０において断面形状
が一様でないこともある。ムライト質針状結晶１０の大
きさは、例えば長さが５〜３０μｍ、断面の長辺が１〜
４μｍ、断面の短辺が０．５〜３μｍである。

【００１０】実施例Ａ 以下、本願第１発明のムライト質針状結晶を製造するた
めの方法を説明する。この方法は、ＳｉＯ₂ 源とＡｌ₂
Ｏ₃ 源を均質に含む出発原料にＡｌＦ₃ を添加して焼成
するムライト質針状結晶の製造方法において、出発原料
及び５〜７０重量％のＡｌＦ₃ からなる混合物１００重
量部に対し、Ｃの添加量が５〜５０重量部となるように
Ｃ又はＣを含む物質を均等に接触させた状態で焼成する
方法である。

【００１１】上記方法においては、ＡｌＦ₃ は、比較的
低い焼成温度でＳｉＯ₂ 源とＡｌ₂ Ｏ₃ 源からムライト
を生成する反応を促進するが、この反応にＣ（炭素）が
加わると、更に低い温度で結晶が生成され、未反応物が
残っても分散の容易な断面四角形のムライト質針状結晶
となる。しかし、上記反応の詳細は明らかでない。

【００１２】この方法において、ＳｉＯ₂ 源とＡｌ₂ Ｏ
₃ 源を均質に含む出発原料とは、ＳｉＯ₂ 源とＡｌ₂ Ｏ
₃ 源を別々に含む物質を均質に混合した混合物、ＳｉＯ
₂とＡｌ₂ Ｏ₃ を同時に含む物質、又はそれらを混合し
たものをいう。

【００１３】出発原料の中にＳｉＯ₂ 源とＡｌ₂ Ｏ₃源
以外に、目的とする断面四角形のムライト質針状結晶と
高温で安定に共存し得るような物質、例えばＺｒＯ
₂ （ジルコニア）、ＳｉＣ（炭化けい素）等が含まれて
いてもさしつかえない。

【００１４】一般に、合成されたムライト質針状結晶に
含まれるＡｌ₂ Ｏ₃ とＳｉＯ₂ の比率は、重量比で７２
／２８である。

【００１５】しかし、この方法においては、出発原料の
Ａｌ₂ Ｏ₃ とＳｉＯ₂ の重量比率は、７２／２８に限定
されることはない。いずれの場合でも、所定量のＡｌＦ
₃ とＣを作用させることによって分散性の良いムライト
質針状結晶を含んだ集合物が得られる。

【００１６】すなわち、出発原料のＡｌ₂ Ｏ₃ の含有量
が７２重量％未満の場合、得られる断面四角形のムライ
ト質針状結晶の集合物の中にＳｉＯ₂ がクリストバライ
トやトリジマイトやガラスとして混じるが、この集合物
は、指で押す程度の力で容易に分散することができる。

【００１７】同様に、Ａｌ₂ Ｏ₃ の含有量が７２重量％
をこえる場合、得られる断面四角形のムライト質針状結
晶の集合物の中にＡｌ₂ Ｏ₃ がコランダムとして混じる
が、この集合物は、指で押す程度の力で容易に分散する
ことができる。

【００１８】そして、断面四角形のムライト質針状結晶
の集合物の中に混じったこれらの夾雑物は、適当な方法
で分散後、適当な分離方法で容易に分離できる。

【００１９】得られた断面矩形状のムライト質針状結晶
は、必要に応じてふっ化水素酸液で洗浄してさらに純度
を上げることが好ましい。

【００２０】Ａｌ₂ Ｏ₃ 源としては、焼成時にＡｌ₂Ｏ
₃ になり得るように化合物であれば、どのような化合物
であっても用いることができる。

【００２１】例えば、Ａｌ（ＮＯ₃ ）₃ ・９Ｈ₂ Ｏ、Ａ
ｌＣｌ₃ 等の塩、Ａｌ（ＯＣＨ₃ Ｈ₇ ）₃ 等のアルコキ
シド、ベーマイト、アルミナゲル、アルミナゾル、γ−
アルミナ等が用いられる。

【００２２】ＳｉＯ₂ 源としては、焼成時にＳｉＯ₂ に
なり得る化合物であれば、どのような化合物であっても
用いることができる。

【００２３】例えば、Ｓｉ（ＯＣＨ₃ ）₄ 、Ｓｉ（ＯＣ
₂ Ｈ₅ ）₄ 等のアルコキシド、オルトけい酸化合物、シ
リカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ等が用いられ
る。

【００２４】ＳｉＯ₂ 源とＡｌ₂ Ｏ₃ 源が別々の場合
は、これらをできるだけ均質に混合することが大切であ
る。２つの原料がゾル状態の場合は、ゾルの状態で混合
した後ゲル状態にする等の公知の手段の適用が好まし
い。

【００２５】ＳｉＯ₂ 源とＡｌ₂ Ｏ₃ 源を同時に含む物
質としては、シリカ−アルミナゲルや、カオリナイト、
ハロイサイト、デッカイト等のアルミナ−シリカ質粘土
鉱物や、これらの粘土鉱物を含む粘土、例えばボールク
レー、チャイナクレー、フィーラクレー、フリントクレ
ー、ソフトクレー、頁岩粘土、木節粘土、蛙目粘土、熱
水性粘土等が用いられる。場合によっては、ベントナイ
ト等のようにＳｉＯ₂ とＡｌ₂ Ｏ₃ 以外の金属酸化物を
比較的多く含んだ粘土鉱物も用いられる。

【００２６】又、Ｃ又はＣを含む物質、すなわちＣ源と
しては、カーボンブラックや熱分解黒鉛等のＣそのも
の、ピッチ、フェノール樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂
等の炭化化物類や、でんぷん、もみがら、木材等の炭化
化物類の加熱分解によってＣを生じる化合物、ＣＯガ
ス、ＣＯ₂ ガス、及び尿素等の加熱によってＣＯガスや
ＣＯ₂ ガスを生じる化合物が用いられる。

【００２７】これらのＣ源は、一般に粉末状態で他の原
料物質と混合して用いられる。この場合、Ｃ源の大きさ
は、カーボンブラックのような微粒子から直径５ｍｍ程
度の大きさのものまで、広範囲の大きさで使用される。
小さな粒子は、反応容器内の酸素と反応してＣＯガス又
はＣＯ₂ ガスとして均等に出発原料に拡散して接触す
る。

【００２８】このように、適量の酸素がＣ源と共存する
ことは、むしろ反応を促進する上で好ましい状態であ
る。反応容器が密閉式の場合、通常、原料を反応容器に
充填する際に容器の中に原料と共に空気が残存される。
少なくともこの空気中に含まれる程度の酸素は、容器か
ら排除する必要はない。しかし、酸素が全く存在しない
からと言って反応が進まないわけではない。適量の酸素
が存在する場合より、酸素が共存しない場合の方が断面
矩形状のムライト質針状結晶の生成量や長さにおいてや
や劣る程度である。

【００２９】Ｃ源が高温で明らかにガス状態をとり得る
化合物、又はガス状態に転換できる化合物の場合、他の
原料物質との混合以外の方法を適用することができる。
例えばこの方法は、上記化合物を密閉容器内の別の場所
に配置し、この化合物の熱分解によって発生したガスを
容器内に充満させて他の原料物質と均一に接触させて反
応させる方法である。

【００３０】次に、出発原料に対するＡｌＦ₃ やＣ等の
添加物の適量について説明する。

【００３１】これらの添加物の適量は、出発原料の重量
に対する割合で決定される。添加物の計算に用いられる
出発原料の重量は、出発原料に付随する可燃物や付着水
や結晶水等の揮発分を除外した重量である。

【００３２】ＡｌＦ₃ と出発原料からなる混合物中のＡ
ｌＦ₃ の添加量が、５重量％未満であると、ムライト質
針状結晶の発達が悪く、又、得られた反応物の分散性も
悪い一方、７０重量％を超えると、結晶発達も良く分散
性も良いが、ふっ素ガスの発生も多くて作業環境にとっ
て良くない。

【００３３】ＡｌＦ₃ と出発原料の混合物１００重量部
に添加されるＣの添加量が、５重量部未満であると、Ａ
ｌＦ₃ の使用料を多くしないとムライト質針状結晶が得
られず、たとえ多量のＡｌＦ₃ を使用して得られたとし
ても反応物の分散性が良くない一方、５０重量部を超え
ると、密閉容器内におけるＣの占める面積が大きくなっ
て他の原料の占める割合が小さくなり、生産性を悪化さ
せる。

【００３４】なお、Ｃを含む物質のＣの量は、そのＣ成
分の量によって定まる。

【００３５】実験例Ａ１〜Ａ２７ 以下、本発明の実施例Ａの実験例Ａ１〜Ａ２７を詳細に
説明する。含有比率を異ならせたＳｉＯ₂ 源とＡｌ₂ Ｏ
₃ 源を均質に含む出発原料と、ＡｌＦ₃ と、Ｃを表１，
２に示すように種々の配合で均質に混合した。これらの
混合物を蓋付きのアルミナルツボに充填し、電気炉中で
１２００℃、１３００℃、１４００℃の各温度で２時間
加熱した後、ルツボの蓋を開けて炉内放冷し、各種の反
応物を得た。

【００３６】各種反応物の特性、すなわち分散性、生成
状態及びＸ線試験による生成鉱物の種類は、それぞれ表
１，２に示すようになった。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】 ここで、出発原料は、カオリン粉末、Ｃはカーボンブラ
ック、ＡｌＦ₃ は、試薬粉末を使用した。なお、カオリ
ン粉末の分析値は、表３に示すようであった。

【００３９】

【表３】 表１，２中、ＡｌＦ₃ の配合量は、カオリンに対する外
割（灼熱減量分）を除外したカオリンとＡｌＦ₃ の混合
物１００重量％中に含まれるＡｌＦ₃ の重量％）の重量
％で示し、Ｃの配合料は、カオリンとＡｌＦ₃ の混合物
１００重量部に対する内割の重量部で示した。

【００４０】又、反応物の特性における分散性及び生成
状態を示す、○、△、×の記号は、表４の評価と対応
し、Ｘ線試験による生成鉱物の種類を示すＭ、Ｃ、Ｑ、
Ｇ、Ａの記号は、表５の名称と対応している。

【００４１】

【表４】

【００４２】

【表５】 更に、表１，２中に、ＡｌＦ₃ とＣのいずれも添加しな
い場合を比較例Ａ１、ＡｌＦ₃ のみを添加しない場合を
比較例Ａ２〜Ａ７、Ｃのみを添加しない場合を比較例Ａ
８〜Ａ１１として記載し、かつそれぞれの反応物の特性
も併記した。

【００４３】表１，２からわかるように、ＡｌＦ₃ のみ
を添加した比較例Ａ８〜Ａ１１の場合、添加量が１０重
量％以下では全くムライト質針状結晶が生成せず、添加
量が２０重量％以上となると、焼成温度が１３００℃以
上の場合のみムライト質針状結晶が生成されるものの、
反応物の分散性は良くない。

【００４４】又、Ｃのみを添加した比較例Ａ２〜Ａ７の
場合、添加量が４０重量部以上でかつ焼成温度が１２０
０℃以下においてムライト質針状結晶を生成がみられる
が、その生成量はわずかである。

【００４５】ＡｌＦ₃ とＣのいずれも添加しない比較例
Ａは１２００〜１４００℃のどの場合もムライト質針状
結晶の生成がみられない。従って、出発原料にＡｌＦ₃
及びＣを共に添加しない場合、あるいはＡｌＦ₃ 又はＣ
を別々に添加した場合、ほとんどムライト質針状結晶を
生成せず、又、生成した場合でもその反応物は、分散性
が良くないことがわかる。

【００４６】一方、ＡｌＦ₃ の添加量をカオリンに対し
内割で５〜７０重量％、Ｃの添加量をカオリンとＡｌＦ
₃ の混合物１００重量％に対し内割で５〜５０重量部と
した実験例Ａ１〜Ａ２７の場合、いずれも断面四角形の
ムライト質針状結晶が生成されると共に、分散性も概ね
良好であり、全ての反応物中に、長さ／直径の比率が１
０〜２０程度の良好な断面矩形状のムライト質針状結晶
が観察された。

【００４７】特に、実験例Ａ１３〜Ａ２７の場合、１２
００℃と比較的低温の焼成温度でも多量のムライト質針
状結晶が生成され、反応物のほとんどが指で押すと簡単
に分散できる程度に分散性が良好であり、指で分散でき
ないものも水中で回転するプロペラ等を利用して簡単に
分散できた。

【００４８】多くの反応物中には、クリストバライト、
クオールツ、ガラス等のＳｉＯ₂ 源から由来したと考え
られる粒状物が観察された。図２はこのような反応物の
顕微鏡写真で、よく発達したムライト質針状結晶と粒状
物が互いに付着しないで良く分散している状態を示して
いる。なお、図１は顕微鏡写真のスケッチである。

【００４９】これらの粒状物は、水等の液体に分散させ
た場合、沈降速さの違いによりムライト質針状結晶から
容易に分離できる。なお、ムライト質針状結晶が少量で
も存在するかぎり△及び○も本発明の範囲内であるが、
前述したように、ムライト質針状結晶が微量過ぎて特有
の効果が観察しずらかったためこれらの例は便宜的に比
較例として表現した。

【００５０】実施例Ｂ 以下、本願の第２発明による実施例Ｂについて説明す
る。実施例Ｂは断面が四角形であるムライト質針状結晶
を含むムライト多孔質体である。このムライト多孔質体
は、主として交錯する多数のムライト針状結晶（断面四
角形）で構成され軽量で通気抵抗が小さいことを特徴と
している。

【００５１】次に、このムライト多孔質体の製造方法を
説明する。本発明において、粘土とはＡｌ₂ Ｏ₃ 及びＳ
ｉＯ₂ を主要成分として含む多種類の粘土鉱物をさす。

【００５２】このような粘土鉱物は焼成により化学反応
を起こし、ムライト（３Ａｌ₂ Ｏ₃ ２ＳｉＯ₂ ）を生成
する。通常、このような粘土鉱物は結晶水を伴ってい
る。結晶水は適当な温度で仮焼されることによって脱水
され無水物となる。

【００５３】本発明における配合割合は原則として結晶
水を伴った場合を想定して計算するが、もちろん無水物
にも適用することが出来る。無水物を使用する場合は、
結晶水を持つ粘土から結晶水を取去った場合を想定して
配合割合を決定する。

【００５４】一般に無水物よりも結晶水を含む粘土を使
用した方が、ムライト針状結晶の収率が大きい。また、
結晶水を含む粘土を使用すると、結晶水を含まない粘土
を使用した場合に較べて結晶の長さがいっそう長くなる
傾向がある。

【００５５】同様に粘土鉱物の種類をムライト針状結晶
の収率の面から判断すると、カオリナイトが最も好まし
い。

【００５６】本発明で使用し得る他の粘土鉱物は、ハロ
イサイト、デッカイト、ボールクレー、チャイナクレ
ー、フイーラクレー、フリントクレー、ソフトクレー、
頁岩粘土、木節粘土、蛙目粘土、熱水性粘土などがあ
る。場合によってはベントナイトのようにＳｉＯ₂ とＡ
ｌ₂ Ｏ₃ 以外の金属酸化物を比較的多く含んだ粘土も用
いることが出来る。

【００５７】なお、粘土は非常に微細な結晶なので、使
用に際してさらに小さく粉砕する必要はない。

【００５８】炭素は焼成反応の段階で化学記号Ｃで表さ
れる物質と、Ｃを容易に生成し得る物質をさす。このよ
うな炭素は、例えば前者はカーボンブラック、ガラス状
炭素、活性炭、天然黒鉛、人造黒鉛、炭素繊維、熱分解
炭素及び不浸透炭素であり、後者はフエノール樹脂、フ
ラン樹脂、アクリル樹脂などの合成樹脂である。

【００５９】このような炭素の内で黒鉛は特に好ましい
物質である。黒鉛の使用はムライト針状結晶の発達が特
に著しいし、またムライト針状結晶の収率も大きい。炭
素は、通常、粉末にして用いられる。粉末の寸法は、小
さいほうが反応性の観点から好ましいが、あまり小さす
ぎると成形性の観点から好ましくない、通常、直径０．
５〜５０μｍ程度で用いられる。炭素はムライト針状結
晶の生成と発達を促進し、さらにムライト針状結晶の生
成にあずからない過剰ＳｉＯ₂を分散する働きと、還元
して最終的に気化し揮発させる働きを持つ。

【００６０】このように焼成過程で生成する過剰のＳｉ
Ｏ₂ 又はＳｉＯ₂ を主成分とするガラス状物質からなる
小さい塊の状態で成形体の中で分散して存在する。

【００６１】したがって炭素の働きによって生成した針
状結晶はＳｉＯ₂ 又はＳｉＯ₂ を主成分とするガラス状
物質によって緻密な状態に埋められることがない。ほぼ
均質で連通した無数の間隙を周囲に持つことになる。こ
のような成形体の中の適度な間隙は焼成の最終段階にお
いて上述したＳｉＯ₂ 成分が揮発するための通路とな
る。

【００６２】ＡｌＦ₃ は粘土と共にムライト針状結晶の
生成に必要なＡｌ₂ Ｏ₃ 成分の供給源となるとともに、
ムライト針状結晶の生成する温度を下げる働きを持つ。

【００６３】使用時には、出来るだけ細かく粉砕して使
用する。

【００６４】本発明においては前述のごとく所定の原料
を所定量配合して混合物をつくり、この混合物を成形
し、その成形体を焼成する。そのとき、ある程度密封し
た容器内で焼成するのが好ましい。ある程度密封した容
器とは、封はされているが焼成に際し容器内の過剰のＳ
ｉＯ₂ 成分が炭素により還元されて容器外へ揮発出来る
ような機能を持つ容器をいう。

【００６５】焼成段階における容器内の雰囲気は特に限
定されない。例えば非酸化性の雰囲気でもよいし、少量
の酸素を含んでいてもよい。酸素を含む場合は容器内の
炭素は一部酸化除去されるが、少なくとも焼成の完了時
点まで容器内に一部の炭素が残っているような状態は許
容出来る。具体的にいえば、このような容器は、例えば
蓋付のルツボの場合、蓋をした状態又は蓋を一部開けて
おくような状態で容易に得られる。

【００６６】焼成後、容器内には、交錯したムライト針
状結晶、このムライト針状結晶の間隙に分散した状態で
存在する不定形のムライト物質又はガラス状物質、及び
炭素などからなる成形体が残る。

【００６７】この成形体を空気中又は酸素含有雰囲気中
で加熱し、残留炭素を酸化除去する。得られた多孔質体
は交錯したムライト針状結晶を主体とし、その間隙に存
在する少量の不定形のムライト物質又はガラス状物質か
らなるが、これをふっ化水素酸液で処理してムライトの
純度を上げることも可能である。

【００６８】加熱温度は残留炭素を酸化除去できる温度
であればよく、特に限定しない。通常、８００℃前後の
温度が適用される。具体的には、例えば焼成に使用した
容器を所定の温度に維持した状態で蓋をとり、開放状態
にすることによって行われる。

【００６９】成形は公知の方法で行われる。例えば原料
の混合物に少量の水や有機溶媒又はこれらに結合剤を含
んだ溶液を添加し、プレス成形法、押出し成形法などに
よって成形する。結合剤を使用する場合は、ムライト針
状結晶の生成を妨げないものの中から選ばれる。そのよ
うな結合剤として、例えば各種有機系合成樹脂、天然糊
材、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ、コロイド
状ジルコニア等を挙げることができる。

【００７０】本発明で使用するＡｌＦ₃ と粘土の合計物
において、ＡｌＦ₃ の割合を５〜５０％としたのは５％
未満では粘土のムライト化温度を十分に下げることが出
来ないし、またムライトの針状化を十分に促進すること
が出来ないからである。

【００７１】またＡｌＦ₃ の割合が５０％超の範囲では
成形することが困難であるからである。

【００７２】ＡｌＦ₃ と粘土の合計物１００部に対して
炭素を５〜１００部加えるとしたのは、５部未満では、
不定形のガラス状物質やムライト物質をムライト針状結
晶の間隙に分散させることが出来ないし、ムライトの針
状化を促進させることが出来ないからである。

【００７３】また１００部超では成形することが困難で
あるからである。

【００７４】焼成温度は１０００〜１７００℃にするの
が好ましい。というのは、１０００℃未満ではムライト
針状結晶が生成しにくいからである。一方、１６００℃
以上ではムライト針状結晶の他にβ−ＳｉＣも生成する
ようになるし、また一度生成したムライト針状結晶は一
部が分解溶融し嵩比重が大きくなる傾向を持つ。特に１
７００℃を超す範囲では、ムライト針状結晶の分解が著
しくなり、適当でない。

【００７５】焼成温度が１２００〜１５００℃の範囲は
特に好ましい範囲である。この範囲ではムライト針状結
晶の発達が特に著しいし、その生成量も多いからであ
る。

【００７６】実験例Ｂ 本発明をさらに具体的に説明するために実験例Ｂ１〜Ｂ
６８のを用いて説明をする。

【００７７】ニュージーランド産のカオリンの粉末と、
ＡｌＦ₃ の粉末と黒鉛の粉末を種々の配合比率に配合し
た。これらの混合物に３％のポリビニルアルコール溶液
を添加して良く配合し、２００Kg／ｃｍ² の圧力でプレ
ス成形し、厚み５mmの板状物とした。

【００７８】配合の方法はカオリンとＡｌＦ₃ の合計物
中のＡｌＦ₃ の含有量を５％、１０％、３０％、５０％
と変化させ、このカオリンとＡｌＦ₃ との合計物１００
部に対しそれぞれ黒鉛の粉末を５部、１０部、３０部、
５０部、１００部と変化させた。

【００７９】成形体をそれぞれ蓋付のアルミナルツボに
入れて蓋をして電気炉の中で１３００℃、１４００℃、
１５００℃の３種類の温度で２時間焼成した。ついでル
ツボの蓋を開け、８００℃で２時間加熱し、残留黒鉛を
酸化除去し、ムライト多孔質体を得た。

【００８０】別に比較例としてカオリンとＡｌＦ₃ の合
計に対しＡｌＦ₃ の含有量を０％、３％、５％、１０
％、３０％、５０％とし黒鉛の粉末の添加割合をカオリ
ンとＡｌＦ₃ の合計１００部に対し０部、３部、５部、
１０部、３０部、１００部とした配合物について前述の
実験例と同様に成形し、各温度で焼成した。

【００８１】得られたムライト多孔質体についてムライ
ト針状結晶の生成量の観察、気孔率％、嵩比重、収縮率
％を測定した。測定結果を原料配合割合と共に表６〜表
１２に示す。

【００８２】

【表６】

【００８３】

【表７】

【００８４】

【表８】

【００８５】

【表９】

【００８６】

【表１０】

【００８７】

【表１１】

【００８８】

【表１２】 表６と７、表８と９、表１０と１１はそれぞれ１３００
℃、１４００℃、１５００℃の焼成温度に対応する。ま
た、実験に使用したニュージーランド産のカオリンの分
析値を表１３に示す。

【００８９】

【表１３】 各表において収縮率％は焼成前の寸法に対する、焼成前
後の寸法差の割合とする。正の数値は焼成により収縮し
たことを示し、負の数値は焼成により膨張したことを示
す。

【００９０】ムライト針状結晶の生成量の観察結果は４
種類に分類し×、△、○、◎で表示する。針状結晶の生
成量は△＜○＜◎の順に多くなり、×はムライト針状結
晶が全く生成していないグループを示す。

【００９１】△及び○はムライト針状結晶が生成しても
少量であり、製造方法としては余り望ましくないグルー
プであることを示す。◎はムライト針状結晶の生成量が
最大のグループであることを示し、望ましい製造方法で
ある。

【００９２】表６〜表１２において比較例Ｂ１〜１６、
１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３〜３８、３
９、４０、４１、４２、４３、４４、４５〜６０、６
１、６２、６３、６４、６５、６６は、いずれもＡｌＦ
₃ の含有量が０〜３％又は黒鉛の添加量が０〜３部の範
囲であり、ムライト針状結晶が全く生成していないか、
生成していても少量で不満足な量であることを示す。ま
た、比較例は、すべて気孔率も小さく焼成に伴う収縮率
も大きな値を示した。

【００９３】ところで、ムライト針状結晶が少量しか存
在しない△及び○も本発明の範囲内であるが、前述のよ
うにムライト針状結晶が微量すぎて特有の効果が観察し
ずらかったため、これらの例は便宜的に比較例として表
現したこれに対し、実験例はいずれもＡｌＦ₃ の含有量
が５〜５０％及び黒鉛の添加量が５〜１００部の範囲で
あり、針状化状態は、◎で表されるように、ムライト針
状結晶の生成量は満足出来る量であった。同時に大部分
で、気孔率も十分大きく、収縮率も小さな値を示した。
また、この条件のものは生成したムライト針状結晶の長
さも比較的長い傾向を示した。しかもムライト針状結晶
の断面形状は四角形であった。

【００９４】次に焼成温度について実験例を参照して述
べる。

【００９５】表６〜１１で示した配合の内、ＡｌＦ₃ の
含有量が３０％、黒鉛の添加量が５０％の配合につき、
改めて焼成温度を９００℃から１００℃間隔で１７００
℃まで変化させた試験を行った。

【００９６】その結果を表１２と図３に示す。

【００９７】表１２において、比較例Ｂ６７は焼成温度
が９００℃と低いため成形体中にムライト針状結晶は全
く生成しなかった。

【００９８】これに対し、実験例Ｂ６１〜６８では、い
ずれも十分な量のムライト針状結晶が生成し、その長さ
も長かった。同時に気孔率も十分に高く、また収縮率も
十分に小さかった。

【００９９】

【発明の効果】本願の発明は断面が矩形状であることを
特徴とするムライト質針状結晶を要旨とし、第２発明は
断面が四角形であるムライト質針状結晶を含むことを特
徴とするムライト多孔質体を要旨としているので、強化
材として及び／又は磨耗抵抗を上げる目的で母材に添加
した時に、従来の断面円形状ムライト多結晶質繊維を用
いた場合にくらべて、繊維の断面積当りに対応する外周
の長さが大きいため定量的及び／又は定性的に異なる効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のムライト質針状結晶を顕微鏡で見たス
ケッチ図。

【図２】本発明のムライト質針状結晶の結晶構造を表わ
す写真。

【図３】実験例Ｂにおける焼成温度と嵩比重の関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１０ ムライト質針状結晶

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面が四角形であることを特徴とするム
   ライト質針状結晶。
2. 【請求項２】 断面が四角形であるムライト質針状結晶
   を含むことを特徴とするムライト多孔質体。