JPS60173151A - セラミツクフアイバ−ブランケツトの製造方法 - Google Patents

セラミツクフアイバ−ブランケツトの製造方法

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JPS60173151A
JPS60173151A JP59027781A JP2778184A JPS60173151A JP S60173151 A JPS60173151 A JP S60173151A JP 59027781 A JP59027781 A JP 59027781A JP 2778184 A JP2778184 A JP 2778184A JP S60173151 A JPS60173151 A JP S60173151A
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JP
Japan
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fibers
blanket
fiber
ceramic fiber
needle punching
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JP59027781A
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English (en)
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穂積 遠藤
達夫 安藤
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Mitsubishi Kasei Corp
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Mitsubishi Kasei Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミックファイバーブランケットの製造方法
に関するものである。詳しくは、本発明は、鉄又はその
酸化物のダストが発生する雰囲気で使用するのに好適な
セラミックファイバーブランケットの製造方法に関する
ものであし、各種の耐火断熱材として用いられている。
従来、一般使用されているアルミナ系セラミックファイ
バーは、酸化アルミニウムや、酸化珪素等を含む配合原
料を溶融したのち繊維化する、所謂、溶融繊維化法で得
られたものである。
しかして、該プロセスから得られたままのファイバーは
、これをそのまま使用することも不可能ではないが、一
般的には、このファイバーからなる原綿を高嵩密度化(
例えばo、1y7cnt前後の嵩密度)シ、且つ取扱い
の容易な材料とするだめにニードルパンチング処理して
ブランケットに加工したり或いは、無機バインダーと共
に水中に分散させたのち加圧脱水成形してフェルトやボ
ードに加工して使用している。
ブランケットの製造方法としては、原綿をその壕ま層状
に集積してニードルパンチング処理を施す方法の他、原
綿を予め繊維処理剤で処理したり、或いは、層状集積体
の間に補強用の不織布を介在させる等の改良方法が知ら
れている。
これらの改良方法は、セラミックファイバー自体が比較
的硬いだめに、そのままニードルパンチング処理を行っ
た場合には繊維の絡み合いが十分性われないことがら高
嵩密度化や高強度化を図るために行われるものである。
近時、特に高温用のセラミックファイバーとして、所謂
、前駆体繊維化法で得られたセラミックファイバーが注
目されつつある。この方法は、無機化合物の繊維前駆体
溶液、例えば、アルミナ系セラミックファイバーの場合
には、オキシ塩化アルミニウム等の溶液を繊維化したの
ち焼成して揮発成分を除去してセラミックファイバーを
得る方法である。しかしながら、前駆体繊維化法で得ら
れたセラミックファイバーは、溶融繊維化法のファイバ
ーとは異なり、これをブランケット化しようとすると原
綿その!までは繊維の絡み合いは全く得られず、繊維処
理剤で処理しても繊維の絡み合いを良好にし原綿の嵩密
度を0./1/cr/1以上とすることはできず、却っ
て、繊維処理剤の使用によるコスト高を招くものである
また、セラミックファイバーブランケットは、製鉄にお
ける加熱炉や均熱炉のように鉄やその酸化物が発生する
雰囲気で用いた場合には、意外にも番・・−・・・・・
繊維自体が粉化現象を呈して消耗が激しいという欠点が
ある。
本発明者等は、上記実情に鑑み、前駆体繊維化法で得ら
れたセラミックファイバーのブ7yケット化について鋭
意検討した結果、繊維化工程における最終製品であるフ
ァイバー、即ち焼成されたファイバーからなる原綿を加
工するという従来の技術常識を打破して、最終製品とな
る前のファイバー、つまり、未焼成繊維の原綿にニード
ルパンチング処理を施すならば、繊維処理剤を施しだ場
合と同等ないしはそれ以上程度の絡み合いが発現され、
しかもその後に焼成しても何ら問題を生ずることなく、
良好なブランケットが得られることを見出した。
更にまた、繊維についての前記粉化現象は、繊維中のア
ルミナと密接な関係を有し、α−アルミナを含む繊維は
繊維の粉化を起し易いとの知見を得た。
本発明は、かかる意外な知見を基に完成されたものであ
シ、その目的は、前駆体繊維化法で得られたセラミック
ファイバーを使用し、粉化現象の改善されたブランケッ
トの工業的有利な製造方法を提供することにある。しか
して、かかる目的は、前駆体繊維化法で得られ、且つ、
八1□03と5i02の総量に対するAl2O3の割合
がお90重量%以上72.0重量%未満の未焼成のセラ
ミックファイバーを層状に集積したのちニードルパンチ
ング処理を施し、次いで焼成することによって容易に達
成される。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明方法で用いるセラミックファイバーは前駆体繊維
化法により製造される。
前駆体繊維化法は、有機金属化合物や金属のオキシハロ
ゲン化物を適当な有機増粘剤の存在下若しくは不存在下
に繊維化したのち、揮発部分ないしは揮発成分を焼成除
去する方法であシ、本発明方法は、各種の方法で得られ
た未焼成のセラミックlファイバーを使用し得るが、通
常は、オキシ塩化アルミニウムと珪素化合物を含む紡糸
原液の繊維化で得られた未焼成のセラミックlファイバ
ーが用いられる。
オキシ塩化アルミニウム溶液の製法は公知であシ、例え
ば塩酸または塩化アルミニウム水溶液に金属アルミニウ
ムを溶解させることにより容易に製造できる。オキシ塩
化アルミニウムのAt7ctの原子比は通常/、2〜コ
、o1好ましくは/、J〜ハタである。この比が小さす
ぎると紡糸原液として適当なアルミニウム濃度の溶液を
得るのが困難であり、逆にこの比が大きすぎると、溶液
が不安定となシ、水酸化アルミニウムのゲルが析出する
恐れがある。
珪素化合物としてはシリカゾルが好ましいが、テトラエ
チルシリケートや水溶性シロキサン誘導体等の水溶性珪
素化合物も用いられる。これらの珪素化合物も前駆体繊
維の焼成過程においてシリカに変化し、アルミナがα−
アルミナ化するのを抑制すると共に、アルミナの結晶成
長を抑制する効果を奏する。
紡糸原液中のオキシ塩化アルミニウムと珪素化合物の割
合は、 Al2O3と5i02に換算して、これらの総
量に対するA1□o3の割合がt j、0重量%以上7
2.0重量%未満の範囲にあることが必要である。Al
2O3の量が72.0重量%よシも多いと、繊維を構成
するアルミナがα−アルミナ化しやすく、生成したアル
ミナ粒子が粗大化して繊維が粉化現象を呈する。まだ逆
にA1□03 の量が乙S、O重量%よシ少ない場合は
、ムライト(3A1203・、zsio2)の他にシリ
カ(S10□)が生成し耐熱性が著しく低下する。
紡糸原液中には有機重合体を存在させるのが好ましい。
オキシ塩化アルミニウム水溶液に珪素化合物を添加して
所定の濃度になるように濃縮しただけの紡糸原液を用い
ても本発明を実施することはできるが、紡糸原液中に有
機重合体が存在すると紡糸性が向上する。有機重合体と
しては、繊維形成能のある天然ないし合成の種々の高分
子化合物、例えば酢酸化澱粉、ヒドロキシエチル澱粉、
メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の澱
粉やセルロースの可溶性誘導体、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等の水
溶性合成高分子化合物などが用いられる。なお、有機重
合体の選択に際しては、紡糸原液が白濁したり、沈澱が
生じたりしないように注意する。
有機重合体は紡糸原液に適用される紡糸法に最適な粘度
になるように添加するが、通常は紡糸原液の粘度が/〜
/、000ボイズになるように添加すればよい。
紡糸原液は、オキシ塩化アルミニウム水溶液に珪素化合
物および有機重合体を添加し、アルミニウム濃度が所定
の値となるように濃縮することにより調製される。まだ
所望ならば珪素化合物および有機重合体は、濃縮の途中
ないしは濃縮後に溶液に添加してもよい。特に有機重合
体は濃縮に際し、発泡を引起すことがあり、かかる場合
には濃縮後に有機重合体を添加するのが好ましい。
紡糸方法としては、押出し法、延伸法、吹出し法、遠心
法など、公知の任意の方法を採用することができる。例
えば吹出し法による場合には、J−−100ポイズに調
整された紡糸原液をo、i〜OJ1nmφの細孔から高
速の空気流中に押出すことによシ紡糸が行なわれる。押
出された紡糸原液はコooC以下、好ましくはθ〜10
0Cの空気流中で延伸、乾燥されて前駆体繊維となる。
この方法では空気流から前駆体繊維を捕集するまでに、
前駆体繊維を十分に乾燥させる必要がある。乾燥が不十
分であると、捕集した前駆体繊維が相互に接着したり、
弾性回復により液滴化してショットを生ずることがある
従って、必要に応じて、加熱空気を使用して発泡を生じ
ない範囲で溶媒の蒸発を促進してもよい。
一方、乾燥が強すぎると、前駆体繊維が十分に延伸しき
れず、繊維径が太くなりすぎだシ、前駆体繊維中のH2
O分や、C1分や、有機重合体等が熱分解を起こし揮散
するだめ繊維が柔軟性に欠は後述のニードルパンチング
処理に適さなくなる。すなわち、本発明方法は、未焼成
のセラミックガフアイバーにニードルパンチング処理を
行うことを特徴とするものであるが、これは前駆体繊維
が有機金属化合物や金属のオキジハロゲン化物の状態で
は、その性状が柔軟であることを利用してニードルパン
チング処理を行わんとするものであシ、従って、叙上の
如く熱分解が生じたのでは、本発明の効果は発現されな
い。またかかる点からしてもポリビニルアルコールのよ
うな有機増粘剤を含む紡糸原液を用いることが好ましい
前駆体繊維の未焼成体は非晶質であり柔軟性に富んでい
るため、この状態で層状に集積したのち、ニードルパン
チング処理を施すことにより、大半の繊維を切断するこ
となく、互いに絡み合わせることが出来る。ニードルパ
ンチングの回数をl〜30回/αtの範囲から適宜選択
することにより、所望の嵩密度を有したブランケットを
得ることが出来るが、焼成後の嵩密度o、lz/cnt
程度のブランケットを得るにはニードルパンチングは!
〜io回/ at行なうのが好ましい。このようにして
得られる繊維の未焼成体からなるブランケットは次いで
1000以上の高温で焼成することによシ、有機重合体
が焼失後も繊維間の絡み合いをそのまま維持し所望の嵩
密度及び引張強度を有するアルミナ繊維のブランケット
とすることが出来る。焼成は常法に従いtooC以上、
好ましくは/200〜/300Cで行なわれる。zoo
C未満では得られるブランケットのアルミナ繊維は強度
が小さく、脆弱で、しかもlμooCでの再加熱収縮率
が大きく実用に適さない。また/≠ooC以上に加熱す
ると、結晶の粒成長が進行し、得られる繊維の強度が小
さくなる。
本発明によれば繊維の焼成前にニードルパンチング処理
を施すことにより焼成後に何らの特別な処理を施さすと
結晶質のアルミナ繊維のブランケットを容易に製造する
ことができる。また、本発明方法により得られるセラミ
ックファイバーのブランケットは溶融繊維化法で得られ
たセラミックファイバーよりなるブランケットよシも耐
熱性に優れ、耐火材等に有用である。
更にまた、本発明方法により得られるブランケットは、
鉄やその酸化物が発生する雰囲気で使用しても粉化現象
を惹起することがなく、従って、製鋼における加熱炉や
均熱炉等の耐火断熱材として特に有用である。
以、下実施例によシ本発明をさらに具体的に説明するが
、本発明はその要旨を超えない限シ、以下の実施例に限
定されるものではない。
実施例/ オキシ塩化アルミニウム水溶液(アルミニウム含有量7
0 f/l、At101(原子比)=/、♂)/lに、
20%シリカゾル溶液270f、jf%ポリビニルアル
コール水溶液27ざ?を添加して混合した。この混合液
を減圧下、jO’l:)、で濃縮して紡糸原液(粘度2
7ポイズ、アルミナ含量λ乙、t wt%)とし、吹出
し法によシ紡糸して生繊維を得た。このものの概略の嵩
密度はθ、ozy−7ct−’r2あった。これを層状
に集綿しニードルパンチング機械(ニードル間隔/−t
〜、23胴:220本針)によ!llt〜7回/dパン
チングを行ってブランケットを得だ。次いでこれを/2
tOCで1時間空気中で焼成した。このブランケットは
嵩密度0.0 !;’乙y−/(’!、引張強度八’へ
 kg / crt!であった。また、その組成はAl
2O3とsio□の総量に対するAl2O3量が7/、
0重量%であシ、α−アルミナは含まれていなかった。
次に、上記ブランケットの耐粉化テストを次の簡易テス
ト方法によって行った。すなわち、ブランケットに対し
て約1重量%の酸化鉄(Fe203)粉を均一に散布し
たのち、加熱炉内で/1I00C,11141時間処理
した。次いで、その一定量をサンプルとし、これの一平
面に300の角度から単位面積当930m/aαC6の
高速気流を室温で1時間吹付た後、ブランケットの重量
減を測定し、 /crl当シの値をめた。実施例/で得
られたブランケットの値は10m9であった。
比較例/ 実施例1の方法で得られた生繊維を/2tOCで1時間
空気中で焼成してアルミナ繊維とした。
その後、実施例1と同様に集綿し、ニードルパンチング
処理を行ってブランケットを得た。このブランケットは
嵩密度0.03 P/cd、引張強度O0乙ky / 
crdであった。
比較例コ 実施例/の方法で得られた生繊維を/コtoCで7時間
空気中で焼成してアルミナ繊維を得た。
これをH20/、200部、灯油5部、脂肪酸アミンア
セテート/部の水エマルジョンからなる繊維処理剤に含
浸させ実施例/と同様のニードルパンチング処理を施し
た後、乾燥してブランケットを得た。このブランケット
は嵩密度0.09ff/d、引張強度へ〇kg/cr/
Iであった。
比較例3 実施例/の方法において1.20%シリカゾル溶液の使
用量を/679−に変更してA1□03とSiO2の総
量に対するA1□03含量がto、o重量%の組成にな
るようにした他は実施例/と同様の方法でブランケット
を製造した。
得られたブランケット(嵩密度0.10y−/cd、引
張強度へ弘ky/cyst)について実施例1と同様の
耐粉化テストを行ったところ、高速気流処理後の重量減
は/d当シ/ 00部m9であった。
出 願 人 三菱化成工業株式会社 代 理 人 弁理士 長谷用 − ほか/名

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 前駆体繊維化法で得られ、且つ、Al2O3と
    −を層状に集積したのちニードルパンチング処理を施し
    、次いで、焼成することを特徴とするセラミックファイ
    バーブランケットの製造方法。
  2. (2) セラミックファイバーがオキシ塩化アルミニウ
    ム及び珪素化合物を含む紡糸原液を繊維化して得られた
    ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の方法。
  3. (3)紡糸原液が有機重合体を含んでいることを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載の方法。
  4. (4) ニードルパンチング処理がl〜30回/cm’
    で行われることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    しは第3項のいずれかに記載の方法。
  5. (5) セラミックファイバーが紡糸原液を200C以
    下の雰囲気温度で繊維化したものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項ないし第グ項のいずれかに記載
    の方法。
JP59027781A 1984-02-16 1984-02-16 セラミツクフアイバ−ブランケツトの製造方法 Pending JPS60173151A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4931239A (en) * 1985-06-17 1990-06-05 Mitsubishi Kasei Corporation Alumina fiber structure and process for its production
US8475721B2 (en) 2005-10-07 2013-07-02 Ibiden Co., Ltd. Holding sealer and exhaust gas processing device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6438901A (en) * 1987-07-11 1989-02-09 Heraeus Gmbh W C Surgery light

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