JPS5988917A - 耐火性アルミナ繊維 - Google Patents
耐火性アルミナ繊維Info
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- JPS5988917A JPS5988917A JP19817182A JP19817182A JPS5988917A JP S5988917 A JPS5988917 A JP S5988917A JP 19817182 A JP19817182 A JP 19817182A JP 19817182 A JP19817182 A JP 19817182A JP S5988917 A JPS5988917 A JP S5988917A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐火性アルミナ繊維及びその製造法に関する。
高温度で使用される無様質の繊維として種々のものが知
られ、まだは提案されている。代表的なものとしてシリ
カ質屋び/又はアルミナ負の原料を溶融紡糸することに
よって得られるガラス質の繊維があシ、既に広く利用に
供されている。しかしながらガラス質の9&、維は高温
度において再結晶を受けることによシ強度を失うので最
高使用温度は7200℃8度とされている。
られ、まだは提案されている。代表的なものとしてシリ
カ質屋び/又はアルミナ負の原料を溶融紡糸することに
よって得られるガラス質の繊維があシ、既に広く利用に
供されている。しかしながらガラス質の9&、維は高温
度において再結晶を受けることによシ強度を失うので最
高使用温度は7200℃8度とされている。
従って、よシ高温就の用途に対しては結晶質の繊維を使
用することが提案されている。
用することが提案されている。
結晶質アルミナ繊維は融点20!θ℃の酸化アルミニウ
ム(AJ20. )を主成分とするものであシ、本質的
に耐高温性である。し力)しながら従来知られている結
晶質アルミナ繊維は高温度での使用に対して必ずしも十
分な性能を有しているとは言えなかった。例えば特公昭
グア −372/6号には、アルミナゾル%塩化アルミ
ニウムゾル等の無機酸化物ゾルと繊維形成性有機重合体
とを混合して得られた反応混合物を引くか又は押し出す
妙)し、得られた繊維状先駆物を約30θ〜1000℃
の温度で焼成してアルミナ繊維などの無機酸化物繊維を
得る方法が開示されている。
ム(AJ20. )を主成分とするものであシ、本質的
に耐高温性である。し力)しながら従来知られている結
晶質アルミナ繊維は高温度での使用に対して必ずしも十
分な性能を有しているとは言えなかった。例えば特公昭
グア −372/6号には、アルミナゾル%塩化アルミ
ニウムゾル等の無機酸化物ゾルと繊維形成性有機重合体
とを混合して得られた反応混合物を引くか又は押し出す
妙)し、得られた繊維状先駆物を約30θ〜1000℃
の温度で焼成してアルミナ繊維などの無機酸化物繊維を
得る方法が開示されている。
この方法で得られたアルミナ繊維はα−アルSすから々
るものであるが、iooθ℃程度の温度においてもかカ
シの収縮を示す。さらにα−アルミナは/−20θ℃以
上の温度で結晶成長速度が著しく大きくなる。このこと
は比較的低温度で使用づれる触媒などの高表面積で多孔
質の繊維としての用途においては問題とならな込が、高
温度で使用される断熱材などの小さな繊維径と無孔質緻
密構造とが性能上要求される用途におりては結晶化傾向
がさらに顕著となシ易く、大きな問題となり得る。即ち
、繊維質断熱材としての使用においては高温に曝される
ことによって繊維の収系i白を生じ、目地開きなどのト
ラブルを生ずる。製造時の焼成温度をできるだけ高くし
て収縮を十分に先行させれば使用時の収縮を小さくする
ことができるが、これは高い焼成温度において繊維が脆
化し、粉化し易くなシ、取扱いを困難にするという致命
的欠点を伴う。
るものであるが、iooθ℃程度の温度においてもかカ
シの収縮を示す。さらにα−アルミナは/−20θ℃以
上の温度で結晶成長速度が著しく大きくなる。このこと
は比較的低温度で使用づれる触媒などの高表面積で多孔
質の繊維としての用途においては問題とならな込が、高
温度で使用される断熱材などの小さな繊維径と無孔質緻
密構造とが性能上要求される用途におりては結晶化傾向
がさらに顕著となシ易く、大きな問題となり得る。即ち
、繊維質断熱材としての使用においては高温に曝される
ことによって繊維の収系i白を生じ、目地開きなどのト
ラブルを生ずる。製造時の焼成温度をできるだけ高くし
て収縮を十分に先行させれば使用時の収縮を小さくする
ことができるが、これは高い焼成温度において繊維が脆
化し、粉化し易くなシ、取扱いを困難にするという致命
的欠点を伴う。
本発明者らは高温断熱材としての用途において耐熱収縮
性が強く髪留されることに着目し、アルミナ繊維中にお
ける酸化アルS−Sラムの基本的構造及びその繊維物性
に与える影舎の観点から鋭意検討を重ねだ結果、結晶相
の浦赳な安定化法によって前記の問題点が解決されるこ
とを見出して本発明に到達した。
性が強く髪留されることに着目し、アルミナ繊維中にお
ける酸化アルS−Sラムの基本的構造及びその繊維物性
に与える影舎の観点から鋭意検討を重ねだ結果、結晶相
の浦赳な安定化法によって前記の問題点が解決されるこ
とを見出して本発明に到達した。
即ち本発明の目的は高温での使用に適したアルミナ繊維
及びその工業的に有利な製造法を提供することにあり、
その値上は、 ■ 結晶性酸化アルミニウムを主成分とする金属酸化物
からなる繊維であって、 酸化アルミニウム(A’t”s )、酸化ケイ素(5i
n2)及び酸化ジルコニラA (Zr02)を、それぞ
れ IJ20. 70 〜9J”、9 N量%5i
n2/〜−タ、?λ量% ZrO20,/〜 3 ■量% の割合で含有し、 酌什ケイ素の含有率C81,(1量%)と酸化ジルコニ
ウムの含有率0zr(kn%)とが次の関係式二 Cl31≦−一〇”’gCzr 十/θを満だし、かつ
、 粉末X線回折スペクトル(対陰極二CU−にα)におけ
るδ−アルミナビーク(,2θに47、jo)の強度烏
とα−アルミナビーク(2θ之66、オ0)の強度工α
との比■δ/lαとして定義されるアルミナのδ化/[
がθ、s〜/、−tcr)範囲内であることを特徴とす
る耐火性アルミナ繊維、並びに、 ■ アルミニウム化合物を含む金属化合物及び水浴性’
14伝’を笥分子化合物を含有する曳糸性の水性液状物
から繊維化によって絨維状先駆吻を得、次いで焼成する
ことによって結晶性酸化アルミニウムを主成分とする金
属酸化物からなる繊維を製造するに当シ、該水性液状物
が(a、)焼成によって酸化アルミニウム(A4□03
)を生成するアルミニウム(AJ−)化合物、(b)焼
成によって酸化ケイ素(Sin2)を生成するケイ素(
Si )化合物及び(Q)焼成によって酸化ジルコニウ
ム(Zr’02)を生成するジルコニウム(zr)化合
物の三化合物を、各化合物の対応酸化物の酩和に2Jす
る各化合物の対応酸化物の駕童自分率(以下[酸化物換
算含有率」とbう)で表わして、それぞれ、 t−り什物換算含有率 Ai化合物 70〜?!、タル量%S1 化合 ル
η / 〜 、29.タ 】μ 1をタロz
r化合物 θ、/〜3 角量% の割合で含有し、 上記水性液状物中のケイ素化合物の酸化物換算含有率C
st (1量%)とジルコニウム化合物の酸化物換算含
有率Czr(k量%)とが次の関係式: %式% 上記fR維状状先駆物焼成の最高温度T(℃)が次の関
係式: %式% を満たすことを特徴とする耐火性アルミナ繊維の製造法
、に存する。
及びその工業的に有利な製造法を提供することにあり、
その値上は、 ■ 結晶性酸化アルミニウムを主成分とする金属酸化物
からなる繊維であって、 酸化アルミニウム(A’t”s )、酸化ケイ素(5i
n2)及び酸化ジルコニラA (Zr02)を、それぞ
れ IJ20. 70 〜9J”、9 N量%5i
n2/〜−タ、?λ量% ZrO20,/〜 3 ■量% の割合で含有し、 酌什ケイ素の含有率C81,(1量%)と酸化ジルコニ
ウムの含有率0zr(kn%)とが次の関係式二 Cl31≦−一〇”’gCzr 十/θを満だし、かつ
、 粉末X線回折スペクトル(対陰極二CU−にα)におけ
るδ−アルミナビーク(,2θに47、jo)の強度烏
とα−アルミナビーク(2θ之66、オ0)の強度工α
との比■δ/lαとして定義されるアルミナのδ化/[
がθ、s〜/、−tcr)範囲内であることを特徴とす
る耐火性アルミナ繊維、並びに、 ■ アルミニウム化合物を含む金属化合物及び水浴性’
14伝’を笥分子化合物を含有する曳糸性の水性液状物
から繊維化によって絨維状先駆吻を得、次いで焼成する
ことによって結晶性酸化アルミニウムを主成分とする金
属酸化物からなる繊維を製造するに当シ、該水性液状物
が(a、)焼成によって酸化アルミニウム(A4□03
)を生成するアルミニウム(AJ−)化合物、(b)焼
成によって酸化ケイ素(Sin2)を生成するケイ素(
Si )化合物及び(Q)焼成によって酸化ジルコニウ
ム(Zr’02)を生成するジルコニウム(zr)化合
物の三化合物を、各化合物の対応酸化物の酩和に2Jす
る各化合物の対応酸化物の駕童自分率(以下[酸化物換
算含有率」とbう)で表わして、それぞれ、 t−り什物換算含有率 Ai化合物 70〜?!、タル量%S1 化合 ル
η / 〜 、29.タ 】μ 1をタロz
r化合物 θ、/〜3 角量% の割合で含有し、 上記水性液状物中のケイ素化合物の酸化物換算含有率C
st (1量%)とジルコニウム化合物の酸化物換算含
有率Czr(k量%)とが次の関係式: %式% 上記fR維状状先駆物焼成の最高温度T(℃)が次の関
係式: %式% を満たすことを特徴とする耐火性アルミナ繊維の製造法
、に存する。
以下、本発明につして詳細に説明する。
本発明に従ってl天性アルミナ繊維を製造するには、先
ず、AJ−化合物、Si化合物、Zr仕合物人び有様高
分子化合物を含有する曳糸性の水性液状物を調製する。
ず、AJ−化合物、Si化合物、Zr仕合物人び有様高
分子化合物を含有する曳糸性の水性液状物を調製する。
該Ai化合物としては、焼成によってId、20゜を生
成する捕々のA1化合物が使用され、具体例としては塩
化アルミニウム、オキシ塩化アルミニウム、硫酸アルミ
ニウム、硝酸アルミニウムも、の無(6I2アルミニウ
ム(Ai)塩、並びに酢酸アルミニウム等の有様アルミ
コウム(AJ )地が挙げられる。これらA1化合物は
水溶液中で酸の陰イオンの不足する溶液又はゾルを形成
するような適宜の榮件下に処理され、そのようη形で水
性液状物中で使用される。か75)る酸の陰イオンの不
足する溶液又はゾルを形成する処理としては、例えば、
上記AJ墳を水溶液中で部分的に加水分解する方法、上
記AJ−又はその陰イオンを形成する酸の水浴液に適当
量の金属アルミニウムを添加し溶解させる方法、上記A
1塩の水溶液から加熱・電解等の物理的又は物理化学的
手段によって酸の陰イオンを部分的に除去する方法、等
が挙げられる。−例として塩化アルミニウムを原料とす
る系についてル1明すれば、塩化アルミニウム水溶液又
は塩酸に金屑アルミニウムの粒子又は薄板を加熱撹拌し
ながら溶解することKよシ塩化物イオンの不足する水溶
液を調製する。その際、水溶液中のアルミニウム原子と
塩素原子とのモル比(h1/ai ) が/〜コと々る
ようにするのが好ましい。
成する捕々のA1化合物が使用され、具体例としては塩
化アルミニウム、オキシ塩化アルミニウム、硫酸アルミ
ニウム、硝酸アルミニウムも、の無(6I2アルミニウ
ム(Ai)塩、並びに酢酸アルミニウム等の有様アルミ
コウム(AJ )地が挙げられる。これらA1化合物は
水溶液中で酸の陰イオンの不足する溶液又はゾルを形成
するような適宜の榮件下に処理され、そのようη形で水
性液状物中で使用される。か75)る酸の陰イオンの不
足する溶液又はゾルを形成する処理としては、例えば、
上記AJ墳を水溶液中で部分的に加水分解する方法、上
記AJ−又はその陰イオンを形成する酸の水浴液に適当
量の金属アルミニウムを添加し溶解させる方法、上記A
1塩の水溶液から加熱・電解等の物理的又は物理化学的
手段によって酸の陰イオンを部分的に除去する方法、等
が挙げられる。−例として塩化アルミニウムを原料とす
る系についてル1明すれば、塩化アルミニウム水溶液又
は塩酸に金屑アルミニウムの粒子又は薄板を加熱撹拌し
ながら溶解することKよシ塩化物イオンの不足する水溶
液を調製する。その際、水溶液中のアルミニウム原子と
塩素原子とのモル比(h1/ai ) が/〜コと々る
ようにするのが好ましい。
上記Si化合物としては、焼成によってSin2を生成
する釉々のSi化合物が使用され、具体例としては水分
散性のシリカゲル、四塩化ケイ素等の無機S1化合物、
並ひにオルトケイ酸エチル、オルトケイ酸メチル、シロ
キサン類、シラノール類、シラル−ト類等の有機S1仕
合物〃フ払げられる。上記Si化合物のうちシリカゲル
以外のものにつbては適宜加水分解等の処理をして水分
散性を高めて使用するのが望ましい。
する釉々のSi化合物が使用され、具体例としては水分
散性のシリカゲル、四塩化ケイ素等の無機S1化合物、
並ひにオルトケイ酸エチル、オルトケイ酸メチル、シロ
キサン類、シラノール類、シラル−ト類等の有機S1仕
合物〃フ払げられる。上記Si化合物のうちシリカゲル
以外のものにつbては適宜加水分解等の処理をして水分
散性を高めて使用するのが望ましい。
さらに前記Zr化合物としては、焼成によってZrO2
を生成する]3I!々のZr化合物か使用され、具体例
としてはオキシ塩化ジ/L、コニウム等の無@zr化合
物、並びにオキシ酢酸ジルコニウム等の有機Zr化合物
が享げられる。
を生成する]3I!々のZr化合物か使用され、具体例
としてはオキシ塩化ジ/L、コニウム等の無@zr化合
物、並びにオキシ酢酸ジルコニウム等の有機Zr化合物
が享げられる。
さて上nLのA1化合物、5化合物及びZr化合物の三
者は前bC水性液状物中に特定の量比で存在してしる必
要がある。即ち、これら三者は、各化合物の対応酸化物
(AJ20..5102及びZr02)の重量の総和を
基準とする各化合物の対応酸化物の1m N百分率(以
下「酸化物換算含有率」という)で表わしてそれぞれ次
の範囲内である必要がある。
者は前bC水性液状物中に特定の量比で存在してしる必
要がある。即ち、これら三者は、各化合物の対応酸化物
(AJ20..5102及びZr02)の重量の総和を
基準とする各化合物の対応酸化物の1m N百分率(以
下「酸化物換算含有率」という)で表わしてそれぞれ次
の範囲内である必要がある。
A1化合物 20〜りf、? i11%S1化合物
/〜、2り、り電量% Zr化合物 θ、/〜3 ル゛量% 上記三者のより好適な量比は酸化物換算含有率で表わし
てそれぞれ次の範囲内である。
/〜、2り、り電量% Zr化合物 θ、/〜3 ル゛量% 上記三者のより好適な量比は酸化物換算含有率で表わし
てそれぞれ次の範囲内である。
Aj化合物 70〜751掻高
Si化合物 3−.2.3 %量%
Zr 化合物l Q、2〜2 @ %:%こ
こで本発明方法におけるSi化合物及びZr化合物の使
用、従って本発明のアルミナ繊維中における5in2汲
びZrO2の存在による効果について欧明する。
こで本発明方法におけるSi化合物及びZr化合物の使
用、従って本発明のアルミナ繊維中における5in2汲
びZrO2の存在による効果について欧明する。
A1化合物と共K Eli化合物が存在することにより
%繊維状先駆物の焼成時にムライト(jAJ203・、
2 Sin、 )が生成するが、これはA1□03粒子
間の結合を強化してuX、維の強度を増大させる効果を
有、する。Si化合物の使用量が酸化物換1尊含有率で
7重量%未満の場合には、この効果か殆ど現われず、十
分な強度を有する繊組は得られ々b0一方、5化合物の
使用量が酢化物換算含有率でsoB量%以上の場合には
、葎絹状先駆物の焼成時にムライト組成を越えるS10
.が7200℃以上の高温でクリストバミナDI維を極
対1に脆弱化させる。
%繊維状先駆物の焼成時にムライト(jAJ203・、
2 Sin、 )が生成するが、これはA1□03粒子
間の結合を強化してuX、維の強度を増大させる効果を
有、する。Si化合物の使用量が酸化物換1尊含有率で
7重量%未満の場合には、この効果か殆ど現われず、十
分な強度を有する繊組は得られ々b0一方、5化合物の
使用量が酢化物換算含有率でsoB量%以上の場合には
、葎絹状先駆物の焼成時にムライト組成を越えるS10
.が7200℃以上の高温でクリストバミナDI維を極
対1に脆弱化させる。
Zr化合物は繊維状先駆物の焼成時にAJ20゜のα−
アルミナ化を促進すると共に結晶粒の過度の生長を抑制
する効果を′有する。Zr化合物の使用量が酸化物換算
含有率でθ、/ル量%未満の場合にはα−アルミナ化を
促進する効果は殆ど見られず、zl−化合物を使用しな
w4合と同程度の高?bA度での焼成が必要となる。Z
r化合物の使用量が酸化物換算含有率で31゛量%を超
える恥・合にはAJ、203のα−アルミナ化が過度に
促進され、粒界析出物のfも増大して、最終のアルミナ
繊維の強度は低下する。
アルミナ化を促進すると共に結晶粒の過度の生長を抑制
する効果を′有する。Zr化合物の使用量が酸化物換算
含有率でθ、/ル量%未満の場合にはα−アルミナ化を
促進する効果は殆ど見られず、zl−化合物を使用しな
w4合と同程度の高?bA度での焼成が必要となる。Z
r化合物の使用量が酸化物換算含有率で31゛量%を超
える恥・合にはAJ、203のα−アルミナ化が過度に
促進され、粒界析出物のfも増大して、最終のアルミナ
繊維の強度は低下する。
次に本発明が目的とする良好なアルミナ繊維を得るだめ
には前記水性液状物中でSi化合物とZr化合物とが特
定の量比関係を保持している必要がある。即ちSi化合
物とZr化合物との量比関係によっては紡糸原液となる
水性液状物の調製時に白濁イヒ又はケル(ヒの現象が生
起し、紡糸が不可能となる。これらの現象が生起する量
比関係は、水性液状物の調製に使用される有機高分子化
合物の釉卿及び性状にもある程度依存するが、例えば有
機高分子化合物としてポリビニルアルコールを使用した
場合のグル化現象生起時のSi(ヒ合物人びZr化合物
の量比関係を酸化物換算含有率で表わすと次の表−/の
通シである。
には前記水性液状物中でSi化合物とZr化合物とが特
定の量比関係を保持している必要がある。即ちSi化合
物とZr化合物との量比関係によっては紡糸原液となる
水性液状物の調製時に白濁イヒ又はケル(ヒの現象が生
起し、紡糸が不可能となる。これらの現象が生起する量
比関係は、水性液状物の調製に使用される有機高分子化
合物の釉卿及び性状にもある程度依存するが、例えば有
機高分子化合物としてポリビニルアルコールを使用した
場合のグル化現象生起時のSi(ヒ合物人びZr化合物
の量比関係を酸化物換算含有率で表わすと次の表−/の
通シである。
表−/
水性液状物からの繊維化形成が良好な状態で行なわれる
ためには、白濁化又はグル什の現象が生起してbないこ
とだけでは不十分であって、Si化合物及びZr化合物
はよシ厳しb量比関係を保持してbる必要がある。即ち
水性液状物が本発明の[」的に適う良好な繊維成能を有
するためには、水性液状物中のSi (ヒ合物の酸化物
涜11含有率Cs1(2tj量%)とZr化合物の酸化
物換算含有量”zr (%量%)とが次の関係式:%式
% を満たしていることが必要である。
ためには、白濁化又はグル什の現象が生起してbないこ
とだけでは不十分であって、Si化合物及びZr化合物
はよシ厳しb量比関係を保持してbる必要がある。即ち
水性液状物が本発明の[」的に適う良好な繊維成能を有
するためには、水性液状物中のSi (ヒ合物の酸化物
涜11含有率Cs1(2tj量%)とZr化合物の酸化
物換算含有量”zr (%量%)とが次の関係式:%式
% を満たしていることが必要である。
水性vf!L秋物の調製に使用される有様高分子化合物
としては、繊維形成能を有する種々の水溶性有様高分子
化合物が使用される。具体的には例えは澱粉、酢酸澱粉
、ヒドロキシエチル澱粉、メチルセルロース、エチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース船の天然有’tM K分子化合物;ポリ
ビニルアルコール、ポリウレタン、ポリアクリル酸塩、
ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド等の合成有
機高分子化合物が挙げられる。これらの中では特にポリ
ビニルアルコールが好適テする。
としては、繊維形成能を有する種々の水溶性有様高分子
化合物が使用される。具体的には例えは澱粉、酢酸澱粉
、ヒドロキシエチル澱粉、メチルセルロース、エチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース船の天然有’tM K分子化合物;ポリ
ビニルアルコール、ポリウレタン、ポリアクリル酸塩、
ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド等の合成有
機高分子化合物が挙げられる。これらの中では特にポリ
ビニルアルコールが好適テする。
上記有機高分子化合物の使用量は、水性液状物中のA、
i−化合物、Si化合物及びZr化合物の対応酸化物の
重量の総和を基準とするα世間分率(以下「酸化物基準
百分率」という)で表わして、通常5〜301貴%1好
ましくは10〜/!沌奮:%である。
i−化合物、Si化合物及びZr化合物の対応酸化物の
重量の総和を基準とするα世間分率(以下「酸化物基準
百分率」という)で表わして、通常5〜301貴%1好
ましくは10〜/!沌奮:%である。
本発明においては常法によシbケ記のAJ−化合物、S
i化合物、zr化化合大人有機高分子化合物を含有する
水性の溶液又はゾルを肌製し、必要によシ適度の粘度が
得られるまで濃縮して曳糸性の水性液状物を得る。繊維
化のだめに適当力粘度は繊維化の方法にある仕度依存す
るが、通′g/〜/’00θボイズ、好ましくは!〜1
00ボイズである。
i化合物、zr化化合大人有機高分子化合物を含有する
水性の溶液又はゾルを肌製し、必要によシ適度の粘度が
得られるまで濃縮して曳糸性の水性液状物を得る。繊維
化のだめに適当力粘度は繊維化の方法にある仕度依存す
るが、通′g/〜/’00θボイズ、好ましくは!〜1
00ボイズである。
このようにして調製された水性液状物に適当な繊維化操
作を施して繊維状先駆物を形成させる。利用する繊維化
操作は特に限定されな−が、例えば、水性液状物を細孔
がら押し出す方法、水性液状物を圧をによ′り#1孔か
ら吹き出す方法、水性液状物を遠心力にょシ吹き出す方
法、等の適宜の紡糸手段を利用すると七ができる。
作を施して繊維状先駆物を形成させる。利用する繊維化
操作は特に限定されな−が、例えば、水性液状物を細孔
がら押し出す方法、水性液状物を圧をによ′り#1孔か
ら吹き出す方法、水性液状物を遠心力にょシ吹き出す方
法、等の適宜の紡糸手段を利用すると七ができる。
繊維状先駆物の太さは最終のアルミナ繊維の封体的な用
途にも依存するが、高温断熱材としての用途に好適外繊
維径は約/〜/θμm、より好適には7〜5μmである
。
途にも依存するが、高温断熱材としての用途に好適外繊
維径は約/〜/θμm、より好適には7〜5μmである
。
舅維状先駆物を高温度で焼成すると七によって本発明の
アルミナ繊維が生成される。焼成処理に先立って気化性
の成分を除去するための予(1it+加熱処理を行なう
のが好ましい。予備刃U熱処理の温度は通常troθ℃
r下、好ましくは2oθ℃以下である。予備加熱処理は
単洒の工程として実施してもよく、また焼成処理と連結
させて−貝工程として実施してもよい。
アルミナ繊維が生成される。焼成処理に先立って気化性
の成分を除去するための予(1it+加熱処理を行なう
のが好ましい。予備刃U熱処理の温度は通常troθ℃
r下、好ましくは2oθ℃以下である。予備加熱処理は
単洒の工程として実施してもよく、また焼成処理と連結
させて−貝工程として実施してもよい。
本発明か目的とする耐火性アルミナ繊維は断熱側等とし
て高温度で使用した際の(長さ方向σ〕)収縮率(以下
「再加熱線収縮率」とbう)が極めて小さいものである
必要がちる。アルミナ繊維の再加熱線収縮率は#JJ1
.紹状先駆吻状燐酸物度にも依存する。本発明の目的に
対しては最高焼成温度を通常/2/θ〜/2と0℃、好
ましくtd/220〜/λ70℃の範囲とし、この温度
で2θ分〜一時間程度の焼成を行なうことによって良好
な結果が得られる。7210℃以下では前述のZrO2
の存在による効果は発現せず、AJ、03のα−アルミ
ナ化が不十分であるので、再加熱線収縮率が十分に小さ
なアルミナ繊維を得ることは困難である。一方、/2?
θ℃以上ではZr化合物の存在量を前bピした範囲内と
してもα−アルミナ化が通産に進行してアルミナ繊維が
脆弱化する傾向がある。
て高温度で使用した際の(長さ方向σ〕)収縮率(以下
「再加熱線収縮率」とbう)が極めて小さいものである
必要がちる。アルミナ繊維の再加熱線収縮率は#JJ1
.紹状先駆吻状燐酸物度にも依存する。本発明の目的に
対しては最高焼成温度を通常/2/θ〜/2と0℃、好
ましくtd/220〜/λ70℃の範囲とし、この温度
で2θ分〜一時間程度の焼成を行なうことによって良好
な結果が得られる。7210℃以下では前述のZrO2
の存在による効果は発現せず、AJ、03のα−アルミ
ナ化が不十分であるので、再加熱線収縮率が十分に小さ
なアルミナ繊維を得ることは困難である。一方、/2?
θ℃以上ではZr化合物の存在量を前bピした範囲内と
してもα−アルミナ化が通産に進行してアルミナ繊維が
脆弱化する傾向がある。
本発明のアルミナ繊維中におりてはA120.が完全に
α−アルミナとなっていてはなラス、部分的にδ−アル
ミナのような中間状態のアルミナとして存在してbる必
少がある。中間状態のアルミナの存在によってアルミナ
繊維に柔軟性が付与される。しかして前述のZrO,の
存在にエルα−アルミナ化の促進効果はZrO2の存在
ふtに依存する。従って最終のアルミナ繊維中のA4□
03のα−アルミナ化の程度を好適なものとするだめの
焼成温度はZrO2の存在量に依存することとなる。即
ち、最高焼成温度T (℃)が次の関係式ニ ー 、20 J−vg C2r+ /、22θ(T(−
201−og Oz、十/260を満たしている場合に
量的な結果を得ることができる。
α−アルミナとなっていてはなラス、部分的にδ−アル
ミナのような中間状態のアルミナとして存在してbる必
少がある。中間状態のアルミナの存在によってアルミナ
繊維に柔軟性が付与される。しかして前述のZrO,の
存在にエルα−アルミナ化の促進効果はZrO2の存在
ふtに依存する。従って最終のアルミナ繊維中のA4□
03のα−アルミナ化の程度を好適なものとするだめの
焼成温度はZrO2の存在量に依存することとなる。即
ち、最高焼成温度T (℃)が次の関係式ニ ー 、20 J−vg C2r+ /、22θ(T(−
201−og Oz、十/260を満たしている場合に
量的な結果を得ることができる。
土aしの不発明方法によって製造された本発明のin+
+火性アルミナ繊維につめて以下に駅間する。
+火性アルミナ繊維につめて以下に駅間する。
本発明のアルミナ繊維は、軸晶住A1.203を王1]
兄5jとする金属酸化物g維であって、A1.203、
S魁、及びZ rO2をそれぞれ ”20s 70〜り?、9重量重 量%5ィ027〜22.2 の割合で言イコしている。またSj.02の含有率Cs
1( 知知%)とZrO2の含有率”zr・C jla
量%)とは次の関係式; %式% さて、前述した通り、本発明のアルミナ繊維中におめて
Al2O2は見金にαーアルミナイヒしてはおらず、部
分的にδ−アルミナのような中間状態のアルミナとして
存在しておシ、そのことによって本発明のアルミナ極に
.は適度の柔軟性を有している。
兄5jとする金属酸化物g維であって、A1.203、
S魁、及びZ rO2をそれぞれ ”20s 70〜り?、9重量重 量%5ィ027〜22.2 の割合で言イコしている。またSj.02の含有率Cs
1( 知知%)とZrO2の含有率”zr・C jla
量%)とは次の関係式; %式% さて、前述した通り、本発明のアルミナ繊維中におめて
Al2O2は見金にαーアルミナイヒしてはおらず、部
分的にδ−アルミナのような中間状態のアルミナとして
存在しておシ、そのことによって本発明のアルミナ極に
.は適度の柔軟性を有している。
上記のα−アルミナ化の程fdV下に述べるδ化度によ
って却足される。不明#1牧中において「δ化度」とは
、粉末X線回折スペクトル(対陰(s:ou−にα)に
おけるδ−アルミナピーク(、2θに.t 7,ro)
のピーク%i工δとαーアルミプーヒ゛−り(、2θ之
乙乙.了0)のビ−り強度工α七の比重δ/Ia とし
て足表される。
って却足される。不明#1牧中において「δ化度」とは
、粉末X線回折スペクトル(対陰(s:ou−にα)に
おけるδ−アルミナピーク(、2θに.t 7,ro)
のピーク%i工δとαーアルミプーヒ゛−り(、2θ之
乙乙.了0)のビ−り強度工α七の比重δ/Ia とし
て足表される。
しかして本発明のアルミナ繊維中におけるアルミナのδ
化度は0,j−〜/.5の範囲内である必散があシ、α
−アルミナ部分とδ−アルミナ部分とが75)かる量的
関係にあることによってアルミナ繊維に適度の柔軟性が
付与される。
化度は0,j−〜/.5の範囲内である必散があシ、α
−アルミナ部分とδ−アルミナ部分とが75)かる量的
関係にあることによってアルミナ繊維に適度の柔軟性が
付与される。
第1図は本発明のアルミナ繊維の一例(最高焼成温度:
/.270℃)の粉末X線回折図である。
/.270℃)の粉末X線回折図である。
本例におけるδ化度は約/,j″である。
第一図は本発明のアルミナ繊維の他の一例(最高焼成温
度二/2!θ℃)の粉末X線回折図である。本例におけ
るδ化度は約0.!である。
度二/2!θ℃)の粉末X線回折図である。本例におけ
るδ化度は約0.!である。
本発明のアルミナ繊維の表面を走査型電子顕微鏡で観紐
すると、均−微細力結晶粒の分布に対応する表面状態と
なってbることか認められる。即ち本発明のアルミナ繊
維は無孔質で平滑な表面と緻脣な構造を有する。
すると、均−微細力結晶粒の分布に対応する表面状態と
なってbることか認められる。即ち本発明のアルミナ繊
維は無孔質で平滑な表面と緻脣な構造を有する。
捷た本発明のアルミナ繊維は脆化度が低く、書加熱線収
縮率が小ぢいので高温度での用途に通している。
縮率が小ぢいので高温度での用途に通している。
さらに本発明のアルミナ繊維の製造法においては従来法
と比較して低い焼成温度で十分な性能を有するアルミナ
繊維を製造することができるので、焼成時の熱エネルギ
ーを低減させることができ、工業的に有用である。
と比較して低い焼成温度で十分な性能を有するアルミナ
繊維を製造することができるので、焼成時の熱エネルギ
ーを低減させることができ、工業的に有用である。
次に実施例によシ本発明の具体的態様をさらに詳細Ki
d明するが、本発明はその要旨を越えない眠り以下の実
施例によって限定されるものではない。
d明するが、本発明はその要旨を越えない眠り以下の実
施例によって限定されるものではない。
実施例/
20%塩酸に全極アルミニウム片(純度り9,6%以上
)を!d101モル比が八fjとなるように添加し、9
5℃で3時間カリ熱した後、不溶分を戸別してkJ.7
01モル比が7.?のオキシ塩化アルミニウム水溶液を
得た。この水浴液に20%水性シリカゾル(日産化学製
:商品名スノーテックス−θ)、70%オキシ塩化ジル
コニウム水溶液及び70%ポリビニルアルコール(PV
A)水溶液(日本合成化字工業製:商品名ゴーセノール
GM−/7)を、成分量比が表−コに示す値となるよう
に添加し、次いで減圧下によ0℃で濃縮して水性液状物
を得た。宿られた水性液状物の性状(安定性)、粘度人
び曳糸性を表−一に示、す。
)を!d101モル比が八fjとなるように添加し、9
5℃で3時間カリ熱した後、不溶分を戸別してkJ.7
01モル比が7.?のオキシ塩化アルミニウム水溶液を
得た。この水浴液に20%水性シリカゾル(日産化学製
:商品名スノーテックス−θ)、70%オキシ塩化ジル
コニウム水溶液及び70%ポリビニルアルコール(PV
A)水溶液(日本合成化字工業製:商品名ゴーセノール
GM−/7)を、成分量比が表−コに示す値となるよう
に添加し、次いで減圧下によ0℃で濃縮して水性液状物
を得た。宿られた水性液状物の性状(安定性)、粘度人
び曳糸性を表−一に示、す。
上記の各水性液状物全圧空によ)細孔〃)ら吹き出す方
法によって繊維化して繊維径2〜3μmの繊維状先駆物
を得た。
法によって繊維化して繊維径2〜3μmの繊維状先駆物
を得た。
各繊維状先駆物を60θ℃で予備加熱処理した後、表−
一に示す最高焼成温度で焼成処理を行なって叡維径2〜
3μmのアルミナ繊維を得た。各アルミナ繊維につめて
の、粉末X &i回回折フッタ児、δ化度、7900℃
で−24を時間加熱時の再加熱線収縮率、汲び指触威察
による脆化住所M7葡表−3に示す。
一に示す最高焼成温度で焼成処理を行なって叡維径2〜
3μmのアルミナ繊維を得た。各アルミナ繊維につめて
の、粉末X &i回回折フッタ児、δ化度、7900℃
で−24を時間加熱時の再加熱線収縮率、汲び指触威察
による脆化住所M7葡表−3に示す。
表−一
注/)実験/、!及び?は本発明の実施例でhシ、実M
IA−2〜4t、6〜7及びり〜/Qは比載例である。
IA−2〜4t、6〜7及びり〜/Qは比載例である。
注2) Az化合物、Si化化合六人Zr化合物は酸化
物換算含有率で、またPvAは酸化物基準百分率で表わ
している。
物換算含有率で、またPvAは酸化物基準百分率で表わ
している。
表−3
実施例コ
実施例/と同様に、オキシ塩化アルミニウム水溶液(A
4 / Otモル比/、?)、20%水性シリカゾル、
10%オキシ地化ジルコニウム水溶液入び10%PVA
水溶液を、AJ ; Si ; Zr:PVAの成分量
比がタダ:クニ、2:10となるように混合し、減圧下
Vcsθ℃でDIRhして粘度、2.2ポイズの水性液
状物ノを得た。
4 / Otモル比/、?)、20%水性シリカゾル、
10%オキシ地化ジルコニウム水溶液入び10%PVA
水溶液を、AJ ; Si ; Zr:PVAの成分量
比がタダ:クニ、2:10となるように混合し、減圧下
Vcsθ℃でDIRhして粘度、2.2ポイズの水性液
状物ノを得た。
上記水性液状物を遠心力によシ吹き出す方法によって繊
維什して繊維状先駆物を得、ついで/24tθ℃で焼成
処理を行なってアルミナ繊維を得た。このアルミナ繊維
の7900℃で2yRI&11加熱時の杓加熱線収紬率
は0.7先で良好であった。
維什して繊維状先駆物を得、ついで/24tθ℃で焼成
処理を行なってアルミナ繊維を得た。このアルミナ繊維
の7900℃で2yRI&11加熱時の杓加熱線収紬率
は0.7先で良好であった。
次に上側における水性液状物の成分量比!d: S
i:Zr 二 PVA−P@:g:、二):/Q
−!。
i:Zr 二 PVA−P@:g:、二):/Q
−!。
Zr = 2.0%の基準表して、Zr化合物の添加量
のみを!、θ先、/、0%、0.7j%、0.23%、
0.7%及び0%(無添加)と変化させた水性液状物を
調製し、これらから得られた繊維状先駆物を釉々σ)最
高焼成温度で焼成処理してアルミナ繊維を得た。
のみを!、θ先、/、0%、0.7j%、0.23%、
0.7%及び0%(無添加)と変化させた水性液状物を
調製し、これらから得られた繊維状先駆物を釉々σ)最
高焼成温度で焼成処理してアルミナ繊維を得た。
上記各アルミナ繊維について粉末X線回折法によりαイ
ヒ度を求めた。ここに本実施例における「α化度」とは
、粉末X、@回折スペクトル(対陰憧;Cu−にα)に
おけるα−アルミナピーク(,2θ;、gg、t’)
のピーク強度の相対値でめっで、Zr =θ%(無添
加)で最高焼成温度が7220℃のもののそれを100
としたものである。
ヒ度を求めた。ここに本実施例における「α化度」とは
、粉末X、@回折スペクトル(対陰憧;Cu−にα)に
おけるα−アルミナピーク(,2θ;、gg、t’)
のピーク強度の相対値でめっで、Zr =θ%(無添
加)で最高焼成温度が7220℃のもののそれを100
としたものである。
求められたα化度を第3図に示す。
第3図からLllJらかなようにZr化合物の添加j(
土を増大させるに伴い、よシ低す最高焼成温度で1目」
−のα化度が達成される。しかしZr化合物の亦加量が
396となると添加効果も小さくなり、かつα化度も通
人(はぼ、25θ以上)となp易く、脆化性の小さいア
ルミナ繊維を得るための焼成温度幅が狭くなる。
土を増大させるに伴い、よシ低す最高焼成温度で1目」
−のα化度が達成される。しかしZr化合物の亦加量が
396となると添加効果も小さくなり、かつα化度も通
人(はぼ、25θ以上)となp易く、脆化性の小さいア
ルミナ繊維を得るための焼成温度幅が狭くなる。
第1図及び第2図は本発明のアルミナ繊維の例の粉末X
線回折図である。 第3図は本発明のアルミナ繊維におけるZr化合物添加
量及び焼成温にとαイヒ度との関係を示すグラフである
。横軸は最高焼成温度、縦軸はα化度、まだ各曲線に何
した数値はzr化合物の添加量をそれぞれ表わす。 出 願 人 三菱軽金kA工業株式会社代 理 人
弁理士 長谷用 − ほか7名 晃 1 図 第 2 図工3 図
線回折図である。 第3図は本発明のアルミナ繊維におけるZr化合物添加
量及び焼成温にとαイヒ度との関係を示すグラフである
。横軸は最高焼成温度、縦軸はα化度、まだ各曲線に何
した数値はzr化合物の添加量をそれぞれ表わす。 出 願 人 三菱軽金kA工業株式会社代 理 人
弁理士 長谷用 − ほか7名 晃 1 図 第 2 図工3 図
Claims (2)
- (1)結晶性酸化アルミニウムを主成分とする金属酸化
物からなる繊維であって、 lV化アルミニウム(A1203)、酸化ケイ素(S、
1.02)Etび酸化ジルコニウム(ZrO2)ヲ、そ
れぞれ A/:20370−9rJ重量% Sin、 / 〜λり、7 重量%Zr
O2θ、/〜3 重量% の割合で含有し、 酸化ケイ素の含有率C5t(重量%)と酸化ジルコニウ
ムの含有mA C2r (重量%)とが次の関係式: %式% 粉末、X線回折スペクトル(対陰極:0u−Ka)にお
けるδ−アルミナビーク(,2θ2t7.so)の強度
工δとα−アルミナビーク(2θ;+6.s−’)の強
glαとの比工δ/工σとして定義されるアルミナのδ
仕度がO8S〜7.5の範囲内であることを特徴とする
耐火性アルミナ繊維。 - (2) アルミニウム化合物をもむ金属化合物及び水
溶性有機高分子仕合物を含有する曳糸性の水性液状物か
らの繊維化によって極細状先駆物を得、次込で焼成する
ことによって結晶性酸化アルミニウムを主成分とする金
JFA酸化物〃)うなる繊維を製造するに当り、 該水性液状物が(a)焼成r(よって酸化アルミニウム
(Af20. )を生成するアルミニウム(A1)化合
物、(b)焼成によって酸化ケイ素(5io2)を生成
するケイ素(Sl)化合物及び(C)焼成によって酸化
ジルコニウム(Zr02) 全生成するジルコニウム(
zr)化合物の三化合物を、各化合物の対応酸化物の総
和に対する各、化合物の対応酸化物のM世間分率(以下
「酸化物換算含有率」と旨う)で表わして、それぞれ、 A4化合物 20〜??、9重量% S1 化合q勿 / 〜コタ、9′1量%zr
化合物 Q/〜3 元素% の割合で含有し、 上ロピ水性液状物中のケイ素化合物の酸化物換算含有率
CSt (重量%)とジルコニウム化合物の酸化物換算
含有率C2r(重量%)とが次の関係式: %式% 上記繊維状先駆物の焼成の最高温度T (℃)が次の関
係式: %式% を名1〜だすことを特徴とする耐火性アルミナ繊維の調
造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19817182A JPS5988917A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | 耐火性アルミナ繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19817182A JPS5988917A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | 耐火性アルミナ繊維 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5988917A true JPS5988917A (ja) | 1984-05-23 |
JPH045770B2 JPH045770B2 (ja) | 1992-02-03 |
Family
ID=16386647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19817182A Granted JPS5988917A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | 耐火性アルミナ繊維 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5988917A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09291421A (ja) * | 1996-04-22 | 1997-11-11 | Isolite Kogyo Kk | アルミナジルコニア繊維及びその製造方法 |
JP2009120814A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-06-04 | Mitsubishi Chemicals Corp | 樹脂組成物 |
CN103820882A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-05-28 | 武汉大学 | 无机氧化物中空纤维及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101666501B1 (ko) * | 2015-02-24 | 2016-10-17 | 정성화 | 건류식 폐전선 및 폐통신선 열분해 처리시스템 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5522092A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-16 | Carborundum Co | Shrinkage resistant and fire retarded fiber and method |
JPS55142718A (en) * | 1979-03-05 | 1980-11-07 | Johns Manville | Method and composition for producing alumina containing fiber |
JPS5620361A (en) * | 1979-07-26 | 1981-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Multiple data frame transmission system |
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 |
-
1982
- 1982-11-11 JP JP19817182A patent/JPS5988917A/ja active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5522092A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-16 | Carborundum Co | Shrinkage resistant and fire retarded fiber and method |
JPS55142718A (en) * | 1979-03-05 | 1980-11-07 | Johns Manville | Method and composition for producing alumina containing fiber |
JPS5620361A (en) * | 1979-07-26 | 1981-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Multiple data frame transmission system |
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 |
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JP2009120814A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-06-04 | Mitsubishi Chemicals Corp | 樹脂組成物 |
CN103820882A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-05-28 | 武汉大学 | 无机氧化物中空纤维及其制备方法 |
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---|---|
JPH045770B2 (ja) | 1992-02-03 |
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