JPS6077147A - Ａｌ↓２Ｏ↓３−ＳｉＯ↓２系セラミツク繊維とその製造法 - Google Patents
Ａｌ↓２Ｏ↓３−ＳｉＯ↓２系セラミツク繊維とその製造法Info
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- JPS6077147A JPS6077147A JP58186578A JP18657883A JPS6077147A JP S6077147 A JPS6077147 A JP S6077147A JP 58186578 A JP58186578 A JP 58186578A JP 18657883 A JP18657883 A JP 18657883A JP S6077147 A JPS6077147 A JP S6077147A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
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- Artificial Filaments (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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】
ｈｔｏｔｉｏ〜７θ重量％、Ｓｉ０ ３０〜６０重量％
１２３ ２ その他少量の不純物からなる組成の原料を溶かし、ブロ
ーイング又はスピニング法等によって繊維化した非晶質
のアルミナシリカ系セラミック繊維を得ること、またこ
のセラミック繊維を、失透温度以上の温度で熱処理して
、ガラス室中にムライト（３Ａｔ０ ・２ＳｉＯ）の結
晶を析出させ、熱収縮を２ａ ２ 小さくした、セラミック繊維の製造法は公知である。
１２３ ２ その他少量の不純物からなる組成の原料を溶かし、ブロ
ーイング又はスピニング法等によって繊維化した非晶質
のアルミナシリカ系セラミック繊維を得ること、またこ
のセラミック繊維を、失透温度以上の温度で熱処理して
、ガラス室中にムライト（３Ａｔ０ ・２ＳｉＯ）の結
晶を析出させ、熱収縮を２ａ ２ 小さくした、セラミック繊維の製造法は公知である。
非晶質のセラミック繊維は、約１ｏｏｏｃ以上の温度に
長時間曝すと、ガラス中にムライトの結晶が析出成長し
て、粗大結晶組織となり、繊維が脆弱化し、長期の耐熱
性、耐劣化の面で問題があった。
長時間曝すと、ガラス中にムライトの結晶が析出成長し
て、粗大結晶組織となり、繊維が脆弱化し、長期の耐熱
性、耐劣化の面で問題があった。
ムライトの結晶を析出させたセラミック繊維は、短期的
な熱収縮性は改善されるものの、長期的には、やはり予
備析出させたムライトの結晶成長が進行し、非晶質セラ
ミック繊維についてと同様、粗大結晶組織となり、長期
の強度劣化の点で問題があった。
な熱収縮性は改善されるものの、長期的には、やはり予
備析出させたムライトの結晶成長が進行し、非晶質セラ
ミック繊維についてと同様、粗大結晶組織となり、長期
の強度劣化の点で問題があった。
また上記の組成に酸化クロム（ａｒＯ）を／〜 ａ
６重量％程度含有させたセラミック繊維の製造法も公知
（ＴＪＳ Ｐａｔ、 ３ＱＩＩ９／３７ ）であるが、
この特許に基ずいて確認実験を行なったところ、物性の
向上は殆ど認められないことが判明している。
（ＴＪＳ Ｐａｔ、 ３ＱＩＩ９／３７ ）であるが、
この特許に基ずいて確認実験を行なったところ、物性の
向上は殆ど認められないことが判明している。
即ち、ｋｌ Ｏ−３ｉＯ系セラミック繊維にＯｒ ０２
３ ２ ２３ を添加するのみでは、高温長時間使用時に、再結晶の粗
大化が起こり、加熱収縮率が増大すると共に、繊維の脆
弱化が進行して、劣化が進むものである。
３ ２ ２３ を添加するのみでは、高温長時間使用時に、再結晶の粗
大化が起こり、加熱収縮率が増大すると共に、繊維の脆
弱化が進行して、劣化が進むものである。
発明者は、この改善について研究を重ねた結果、酸化ク
ロムと共に、極く少量の炭素を溶融物に添加して、ブロ
ーイング又はスピニング法等の在来法により繊維化して
、更にこのセラミック繊維を比較的低温での熱処理によ
って、ガラス組織内に予め分相を起こさせ、熱的に極め
て安定で、高温度まで使用可能なセラミック繊維を製造
できることを見出した。
ロムと共に、極く少量の炭素を溶融物に添加して、ブロ
ーイング又はスピニング法等の在来法により繊維化して
、更にこのセラミック繊維を比較的低温での熱処理によ
って、ガラス組織内に予め分相を起こさせ、熱的に極め
て安定で、高温度まで使用可能なセラミック繊維を製造
できることを見出した。
即ち、Ａ１０．３ｓ〜乙左重景％、ＳｉＯ３０〜６０重
２ ３ ２ ｆｆｉ％、０ｒ０２〜１１．重量％、炭素を０．０／
〜０．／重 ３ 量％の組成にした原料を電気溶融し、しかる後繊維化を
行ない、得られた非晶質繊維を、常温から７３０〜／／
ＳθＣの温度まで、短時間で昇温し、この温度に数分か
ら十数分程度保持し、次いで常温まで速やかに冷却して
、セラミック組織内に分相を起こさせることにより、７
３θＯＣ以上の高温においても線収縮率が一％以下と極
めて顕著に改善され、且つ繊維の脆弱化の少ないセラミ
ック繊維が得られるごとを見出したものである。
２ ３ ２ ｆｆｉ％、０ｒ０２〜１１．重量％、炭素を０．０／
〜０．／重 ３ 量％の組成にした原料を電気溶融し、しかる後繊維化を
行ない、得られた非晶質繊維を、常温から７３０〜／／
ＳθＣの温度まで、短時間で昇温し、この温度に数分か
ら十数分程度保持し、次いで常温まで速やかに冷却して
、セラミック組織内に分相を起こさせることにより、７
３θＯＣ以上の高温においても線収縮率が一％以下と極
めて顕著に改善され、且つ繊維の脆弱化の少ないセラミ
ック繊維が得られるごとを見出したものである。
本発明においてＯｒ Ｏの添加量を７．５〜グ重量 ａ
％、微量成分炭素の含有量を０．θ／〜０．／重毒％と
したのは、これ以下では第１図のＸ線回折分析に示す様
に、本発明の熱処理によっても、ムライトの結晶が顕著
に析出し、繊維が脆弱化するためであり、Ｏｒｏ をグ
重量％以上、微量成分炭素をθ、／ ３ 重量％以上添加しても、その効果を生じないためである
。
したのは、これ以下では第１図のＸ線回折分析に示す様
に、本発明の熱処理によっても、ムライトの結晶が顕著
に析出し、繊維が脆弱化するためであり、Ｏｒｏ をグ
重量％以上、微量成分炭素をθ、／ ３ 重量％以上添加しても、その効果を生じないためである
。
またＯｒ Ｏの添加のみで、微凰炭素が含有され３
ない場合は、高温長時間使用時に結晶がイ２大化し、加
熱収縮率が増大すると共に、繊維の脆弱化により、圧縮
復元性が劣化する。
熱収縮率が増大すると共に、繊維の脆弱化により、圧縮
復元性が劣化する。
熱処理温度をｑｓｏ〜１ｉｓｏｃ、、数分より十数分程
度としたのは、この範囲でのみ上記組成のセラミック繊
維の非晶質組織に、分相を起こさせるに必要且つ充分と
の実験結果が得られたためであり、具体的に説明すれば
９３ＯＣ１微分以内の短１１．ｌＨＪ 保持では、下記
の実施例に示す様に、加熱収縮率改善の効果が少なく、
／／ＪθＣ１十数分以上十数分間上持では、下記実施例
、及びＯｒ ２０ａ ｊ。３重量％のものについての試
験結果を示した、第２図のＸ線回折分析に示す様にムラ
イト、の結晶が析出し始め、繊維が脆弱化するためであ
る。
度としたのは、この範囲でのみ上記組成のセラミック繊
維の非晶質組織に、分相を起こさせるに必要且つ充分と
の実験結果が得られたためであり、具体的に説明すれば
９３ＯＣ１微分以内の短１１．ｌＨＪ 保持では、下記
の実施例に示す様に、加熱収縮率改善の効果が少なく、
／／ＪθＣ１十数分以上十数分間上持では、下記実施例
、及びＯｒ ２０ａ ｊ。３重量％のものについての試
験結果を示した、第２図のＸ線回折分析に示す様にムラ
イト、の結晶が析出し始め、繊維が脆弱化するためであ
る。
昇温速度を短時間としたのは、急速昇温においてのみ当
該組成のセラミック繊維組織の分相制御ができる為であ
り、具体的には、実施例に示すように長時間かけて灯０
〜／／３０ Ｃに昇温すると、／、３００ Ｃ以上で長
時間加熱したときの線収縮率がコ％以上となり、収縮改
善効果が期待できないだけでなく、繊維の脆弱化が起こ
るためである。
該組成のセラミック繊維組織の分相制御ができる為であ
り、具体的には、実施例に示すように長時間かけて灯０
〜／／３０ Ｃに昇温すると、／、３００ Ｃ以上で長
時間加熱したときの線収縮率がコ％以上となり、収縮改
善効果が期待できないだけでなく、繊維の脆弱化が起こ
るためである。
実験結果より、昇温速度は１００〜１０ｏｏｃ／分とす
るのが好ましい。
るのが好ましい。
次に実施例について説明する。
ＡＩＯりＯ重ｆｆｉ％、ＳｉＯ、ｔ４重ｆｔ％、０ｒ２
０３３．．３２３ ２ 重量％、炭素０．７重量％、残部不純物からなる配合原
料を電気炉で溶融した後、プ四−イング法によって繊維
径平均−２，ｊ ｌＪｍ ％繊維長さ最大／夕θａｍの
非晶質繊維を得、厚さ、２．３−鴎、かさ比重０．７ダ
のブランケット状とした後、下表に示す熱処理゛条件で
熱処理した。この熱処理品を／１００〜１ｌＩｏｏ ｒ
、 、２１１時間加熱後の線収縮率並びに柔軟性を示
すデータとして圧縮後の復元性を下表に示した。
０３３．．３２３ ２ 重量％、炭素０．７重量％、残部不純物からなる配合原
料を電気炉で溶融した後、プ四−イング法によって繊維
径平均−２，ｊ ｌＪｍ ％繊維長さ最大／夕θａｍの
非晶質繊維を得、厚さ、２．３−鴎、かさ比重０．７ダ
のブランケット状とした後、下表に示す熱処理゛条件で
熱処理した。この熱処理品を／１００〜１ｌＩｏｏ ｒ
、 、２１１時間加熱後の線収縮率並びに柔軟性を示
すデータとして圧縮後の復元性を下表に示した。
前記表から判るように、本発明処理法によれば、／３０
０ Ｃでコグ時間加熱後の線収縮率が、２％以下で、な
お柔軟性を有するブランケットを得ることができる。
０ Ｃでコグ時間加熱後の線収縮率が、２％以下で、な
お柔軟性を有するブランケットを得ることができる。
本発明の方法により、高温における加熱収縮率が少なく
、且つ柔軟性を有するセラミック繊維ブランケットが得
られる理由を説明する。
、且つ柔軟性を有するセラミック繊維ブランケットが得
られる理由を説明する。
即ち、添加したＯｒ Ｏが、ＡＩ Ｏ−Ｂｓ□ 系ガラ
２３ ２３ ２ スの構造中のｈｔ ｏ の一部と入れ換り、構造格子３ にストレスを生じさせ、結晶化の抑制効果を生じさせる
と共に、微量原子炭素の存在下で、ガラス構造格子間に
散在させ、ガラス中の構造格子の組換えを制限し、更に
急速加熱を組合せることにより、ガラス構造中の成分拡
散距離を短かくシ、結晶化を抑制し、Ｏｒ Ｏを中心と
して局所的に・成 ３ 公比に濃淡を生じさせた、いわゆる分相を多数微細に発
生させることにあると考えられる。
２３ ２３ ２ スの構造中のｈｔ ｏ の一部と入れ換り、構造格子３ にストレスを生じさせ、結晶化の抑制効果を生じさせる
と共に、微量原子炭素の存在下で、ガラス構造格子間に
散在させ、ガラス中の構造格子の組換えを制限し、更に
急速加熱を組合せることにより、ガラス構造中の成分拡
散距離を短かくシ、結晶化を抑制し、Ｏｒ Ｏを中心と
して局所的に・成 ３ 公比に濃淡を生じさせた、いわゆる分相を多数微細に発
生させることにあると考えられる。
分相を発生させた、本発明のセラミック繊維は、使用時
に高温下に曝されても、再結晶化が起り難く、仮により
高温度長時間の曝露によって、再結晶化が生じた場合に
も、結晶粒となる分相が小さく、且つ結晶の発生核であ
るＯｒＯと炭素の共存 ３ によって、上記の如く多数散在させであるため、発生し
た結晶サイズが極めて小さくなり、隣り合った結晶粒に
より、その成長も相互に抑制され、多数の微結晶より構
成される繊維となり、柔軟性を有し、且つ熱的に安定な
セラミック繊維ブランケットが得られる。第３図は、本
発明処理を行なった繊維をエツチングしたものの一万倍
電子顕微鏡写真で、全体が微細な分相から成ることが判
る。
に高温下に曝されても、再結晶化が起り難く、仮により
高温度長時間の曝露によって、再結晶化が生じた場合に
も、結晶粒となる分相が小さく、且つ結晶の発生核であ
るＯｒＯと炭素の共存 ３ によって、上記の如く多数散在させであるため、発生し
た結晶サイズが極めて小さくなり、隣り合った結晶粒に
より、その成長も相互に抑制され、多数の微結晶より構
成される繊維となり、柔軟性を有し、且つ熱的に安定な
セラミック繊維ブランケットが得られる。第３図は、本
発明処理を行なった繊維をエツチングしたものの一万倍
電子顕微鏡写真で、全体が微細な分相から成ることが判
る。
分相及び結晶の無いものは、同程度のエツチング処理に
より全て溶解する。
より全て溶解する。
第１図は酸化クロム含有量の変化とムライトの結晶生成
との関係を示したＸ線回折分析結果を示した図。 第２図は処理温度とムライトの結晶生成との関係を示し
たｘｍ回折分析結果を示した図。 第３図は本発明処理後のｍ維のエツチング後の一万倍電
子顕微鏡写真図である。 鬼３図 ８５００円） 、。５８４１２リ １゜１、事件の表示 昭和５８ 年特 許 願第１８６５７８号２、発明０名
称 ＡｊＯ−８ｉＯ□系セラミツク繊維と３ ３、補正をする者 そ０製造法 事件との関係 出 願 人 （，１ｇ ″”＋Ｑ 愛知県宝飯郡音羽町大字萩字向山
７番地ｎ’”’ｉ（１，） イソライト・バブコック耐
火株式会社４代理人 ８ 補止の内容 明細書全文を別紙の通り補正する明
細 書 １発明の名称 ＡＩ Ｏ−３ｉＯ系セラミック繊維と２
３ ２ その製造法 コ、特許請求の範囲 （１） ｈｔ ｏ ｓｓ〜６５重景％、京葉Ｏ３０〜６
０重量２３ ２ ％、Ｃｊｒ Ｏ１，５〜４ ｊ［ｉ ｆｆｉ ％、炭素
０．０１〜０．１重 ３ 量％、その他不純物からなり、全体が微細な分相からな
ることを特徴とするＡＩ０−８ｉＯ系セ２ ３ ２ ラミック繊維。 （２） Ａｔ ｏ ３５〜６５重量％、Ｓｉ０ ８０〜
６０重量２ ３ ２ ％、（！ｒ Ｏ１，５〜４重量％、炭素０．０１〜０．
１重 ３ 量％、その他不純物からなる原料を・電気炉にて溶融し
、ブローイング法又はスピニング法等によって繊維化し
、得られた非晶質繊維を常温から９５０〜１１５０ ｔ
：’の温度まで短時間で昇温し、数分から十数分程度こ
の温度に保持した後、常温まで速かに冷却することを特
徴とするＡＩＯ−３ ＳｉＯ糸セラミック繊維の製造法。 ３、発明の詳細な説明 Ａｔ２０３４０〜７０重量％、５ｉ０２８０〜６０重量
％１その他少量の不純物からなる組成の原料を溶かし、
ブローイング又はスピニング法等によって繊維化した非
晶質のアルミナシリカ系セラミック繊維を得ること、ま
たこのセラミック繊維を、失透温度以上の温度で熱処理
して、ガラス質中にムライト（ｓｈｔｏ ・２ｓ１ｏ）
の結晶を析出させ、熱収縮を２ ３ ２ 小さくした、セラミック繊維の製造法は公知である。 非晶質のセラミック繊維は、約１００００以上の温度に
長時間曝すと、ガラス中にムライトの結晶が析出成長し
て、粗大結晶組織となり、繊維が脆弱化し、長期の耐熱
性、耐劣化の面で問題があった。 ムライトの結晶を析出させたセラミック繊維は、短期的
な熱収縮性は改善されるものの、長期的には、やはり予
備析出させたムライトの結晶成長が進行し、非晶質セラ
ミック繊維についてと同様、粗大結晶組織となり、長期
の強度劣化の点で問題があった。 また上記の組成に酸化クロム（Ｏｒｂ）を１〜 ３ ６重量％程度含有させたセ“ラミック繊維の製造法も公
知（ＵＳ Ｐａｔ ３４４９１３７）であるが、この特
許に基いて確認実験を行なったところ、物性の向上は殆
んど紹められないことが判明している。 即ち、Ａ４０−３ｉＯ系セラミック繊維にＯｒ ０２
３ ２ ２３ を添加するのみでは、高温長時間使用時に、再結晶の粗
大化が起こり、加熱収縮率が増大すると共に、繊維の脆
弱化が進行して、劣化が進むものである。 発明者は、この改善について研究を重ねた結果Ａｌ０ａ
５〜６５重量％、Ｓｉ０ ８０〜６０重量％、２３ ２ ０ｒ Ｏ１，５〜４重量％、炭素０．０１〜０．１重Ｍ
％、 ３ その他不純物からなる組成の繊維の全体を微ｍな分相か
らなるものとすることにより、熱的に極めて安定で、高
温度まで使用可能なセラミック繊維とすることができる
ことを見出した。 本発明は、またＡＩｏ ８５〜６５重ｊＥｔ％、ＳｉＯ
８（２３２ 〜６０重量％、Ｏｒ Ｏ１，５〜４４重Ｍ％、炭素０．
０１ ３ 〜０．１重量％、その他不純物からなる原料をＸ電気炉
にて溶融し、ブローイング法又はスピニング法等によっ
て繊維化し、得られた非晶質繊維を、常温から９５０〜
１１５０ ｔｌ：’の湿度まで短時間で昇温し、数分か
ら十数分程度この温度に保持した後、常温まで速かに冷
却して全体が微細な分相からなるセラミック繊維をうろ
ことにある。 本発明においてＯｒ Ｏの添加量を１．５〜４重量 ３ ％、微量成分炭素の含有量を０．ＯＪ〜０．１重量％と
したのは、これ以下では第１図のＸＪＪ折分析に示す様
に、本発明の熱処理によっても、ムライト、の結晶が顕
著に析出し、繊維が脆弱化するためであり、ＣｒＯを４
重量％以上、微量成分炭素を０．１３ 重量％以上添加しても、その効果を生じないためである
。 またＯｒＯの添加のみでＳ微量炭素が含有され ３ ない場合は、高温長時間使用時に結晶が粗大化し、加熱
収縮率が増大すると共に、繊維の脆弱化によ１ リ、圧
縮復元性が劣化する。 本発明では以上のように０ｒ２ｏ３及び炭素を添加した
場合ＡｊＯＯ量が多いと、溶融物の表面張力 ３ が大きくなり、繊維化するとき粒状化し易くなって、繊
維状としにくくなり、またＡＩＯＯ■が少 ３ なくなると繊維化し易くなるが耐熱性が低下するＯ テ
Ａ）２０３３５〜６５ ｆｉｊｉｌ ％、ｓｉｏ ３０
〜ｅｏ重量重量 ％子る。′ 熱処理温度を９５０〜１１５０ｔＺ’、数分より十数分
程度としたのは、この範囲でのみ上記組成のセラミツタ
繊維の非晶質組織に、分相を起こさせるに必要且つ充分
との実験結果が得られたためであり１具体的に説明すれ
ば９５０ Ｃ，８分以内の短時間保持では、下記の実施
例に示す様に、加熱収縮率改善の効果が少なく 、１１
５０ Ｃ，士数分以上の長時間保持では、下記実施例、
及び０ｒＯ８，８重量％の３ ものについての試験結果を示した、第２図のＸ線回折分
析に示す様にムライトの結晶が析出し始め、繊維が脆弱
化するためである。 昇温速度を短時間としたのは、急速昇温においてのみ当
該組成のセラミック繊維組織の分相制御ができる為であ
り、具体的には、実施例に示すように長時間かけて９５
０〜１１５０ ｔ：”に昇温すると、１３００ Ｃ以上
で長時間加熱したときの線収縮率が２％以上となり、収
縮改善効果が鮪ｎア去ｆＰ Ｉハだ糾でなく、繊維の脆
弱化が起こるためである。 実験結果より、昇温速度は１００〜ｔｏｏｏＣ／分とす
るのが好ましい。 次に実施例について説明する。 Ａ１０４０重量％、Ｓｉ０ ５６重量％、ＯｒＯ３，３
２３２２３ 重量％、炭素０．１重量％、残部不純物からなる配合原
料を電気炉で溶融した後、ブローイング法によって繊維
径平均２．５μｍ１繊維長さ最大１５０ ｍの非晶質繊
維を得、厚さ２５關、かさ比重０．１４のブランケット
状とした後、下表に示す熱処理条件で熱処理した。この
熱処理品を１１００〜１４００ｔＺ”、２４時間加熱後
の線収縮率並びに柔軟性を示すデータとして圧縮後の復
元性を下表に示した。 前記表から判るように、本発明処理法によれば１８００
２：’で２４時間加熱後の線収縮率が２％以下で、なお
柔軟性を有するブランケットを得ることができる。 本発明により、高温における加熱収縮率が少なく、且つ
柔軟性を有するセラミック繊維ブランケットが得られる
理由を説明する。 即ち、添加したＯｒ Ｏが、Ａｔ０−８ｉＯ系ガラ２８
２３ ２ スの構造中のＡＩＯの一部と入れ換り、構造格子 ３ にストレスを生じさせ、結晶化の抑制効果を生じさせる
と共に、微量原子炭素の存在下で、ガラス構造格子間に
散在させ、ガラス中の構造格子の組換えを制限し、更に
急速加熱を組合せることにより、ガラス構造中の成分拡
散距離を短かくシ、結晶化を抑制し、ＣｒＯを中心とし
て局所的に、成 ３ 公比に濃淡を生じさせた、いわゆる分相を多数微細に発
生させることにあると考えられる。 分相を発生させた、本発明のセラミック繊維は、使用時
に高温下に曝されても、再結晶化が起り難く、仮により
高温度長時間の曝露によって、再結晶化が生じた場合に
も、結晶粒となる分相が小さく、且つ結晶の発生核であ
る０ｒ２０３と炭素の共存によって、上記の如く多数散
在させであるため、発生した結晶サイズが極めて小さく
なり、降り合った結晶粒により、その成長も相互に抑制
され、多数の微結晶より構成される繊維となり、柔軟性
を有し、且つ熱的に安定なセラミック繊維ブランケット
が得られる。第８図は、本発明による繊維をエツチング
したものの一万倍電子顕微鏡写真で、全体が微細な分相
から成ることが判る。分相及び結晶の無いものは、同程
度のエツチング処理により全て溶解する。 弘図面の簡単な説明 第１図は酸化クロム含有量の変化とムライトの結晶生成
との関係を示したＸ線回折分析結果を示した図。 第２図は処理温度とムライトの結晶生成との関係を示し
たＸ線回折分析結果を示した図。 第３図は本発明繊維のエツチング後の一万倍電子顕微鏡
写真図である。
との関係を示したＸ線回折分析結果を示した図。 第２図は処理温度とムライトの結晶生成との関係を示し
たｘｍ回折分析結果を示した図。 第３図は本発明処理後のｍ維のエツチング後の一万倍電
子顕微鏡写真図である。 鬼３図 ８５００円） 、。５８４１２リ １゜１、事件の表示 昭和５８ 年特 許 願第１８６５７８号２、発明０名
称 ＡｊＯ−８ｉＯ□系セラミツク繊維と３ ３、補正をする者 そ０製造法 事件との関係 出 願 人 （，１ｇ ″”＋Ｑ 愛知県宝飯郡音羽町大字萩字向山
７番地ｎ’”’ｉ（１，） イソライト・バブコック耐
火株式会社４代理人 ８ 補止の内容 明細書全文を別紙の通り補正する明
細 書 １発明の名称 ＡＩ Ｏ−３ｉＯ系セラミック繊維と２
３ ２ その製造法 コ、特許請求の範囲 （１） ｈｔ ｏ ｓｓ〜６５重景％、京葉Ｏ３０〜６
０重量２３ ２ ％、Ｃｊｒ Ｏ１，５〜４ ｊ［ｉ ｆｆｉ ％、炭素
０．０１〜０．１重 ３ 量％、その他不純物からなり、全体が微細な分相からな
ることを特徴とするＡＩ０−８ｉＯ系セ２ ３ ２ ラミック繊維。 （２） Ａｔ ｏ ３５〜６５重量％、Ｓｉ０ ８０〜
６０重量２ ３ ２ ％、（！ｒ Ｏ１，５〜４重量％、炭素０．０１〜０．
１重 ３ 量％、その他不純物からなる原料を・電気炉にて溶融し
、ブローイング法又はスピニング法等によって繊維化し
、得られた非晶質繊維を常温から９５０〜１１５０ ｔ
：’の温度まで短時間で昇温し、数分から十数分程度こ
の温度に保持した後、常温まで速かに冷却することを特
徴とするＡＩＯ−３ ＳｉＯ糸セラミック繊維の製造法。 ３、発明の詳細な説明 Ａｔ２０３４０〜７０重量％、５ｉ０２８０〜６０重量
％１その他少量の不純物からなる組成の原料を溶かし、
ブローイング又はスピニング法等によって繊維化した非
晶質のアルミナシリカ系セラミック繊維を得ること、ま
たこのセラミック繊維を、失透温度以上の温度で熱処理
して、ガラス質中にムライト（ｓｈｔｏ ・２ｓ１ｏ）
の結晶を析出させ、熱収縮を２ ３ ２ 小さくした、セラミック繊維の製造法は公知である。 非晶質のセラミック繊維は、約１００００以上の温度に
長時間曝すと、ガラス中にムライトの結晶が析出成長し
て、粗大結晶組織となり、繊維が脆弱化し、長期の耐熱
性、耐劣化の面で問題があった。 ムライトの結晶を析出させたセラミック繊維は、短期的
な熱収縮性は改善されるものの、長期的には、やはり予
備析出させたムライトの結晶成長が進行し、非晶質セラ
ミック繊維についてと同様、粗大結晶組織となり、長期
の強度劣化の点で問題があった。 また上記の組成に酸化クロム（Ｏｒｂ）を１〜 ３ ６重量％程度含有させたセ“ラミック繊維の製造法も公
知（ＵＳ Ｐａｔ ３４４９１３７）であるが、この特
許に基いて確認実験を行なったところ、物性の向上は殆
んど紹められないことが判明している。 即ち、Ａ４０−３ｉＯ系セラミック繊維にＯｒ ０２
３ ２ ２３ を添加するのみでは、高温長時間使用時に、再結晶の粗
大化が起こり、加熱収縮率が増大すると共に、繊維の脆
弱化が進行して、劣化が進むものである。 発明者は、この改善について研究を重ねた結果Ａｌ０ａ
５〜６５重量％、Ｓｉ０ ８０〜６０重量％、２３ ２ ０ｒ Ｏ１，５〜４重量％、炭素０．０１〜０．１重Ｍ
％、 ３ その他不純物からなる組成の繊維の全体を微ｍな分相か
らなるものとすることにより、熱的に極めて安定で、高
温度まで使用可能なセラミック繊維とすることができる
ことを見出した。 本発明は、またＡＩｏ ８５〜６５重ｊＥｔ％、ＳｉＯ
８（２３２ 〜６０重量％、Ｏｒ Ｏ１，５〜４４重Ｍ％、炭素０．
０１ ３ 〜０．１重量％、その他不純物からなる原料をＸ電気炉
にて溶融し、ブローイング法又はスピニング法等によっ
て繊維化し、得られた非晶質繊維を、常温から９５０〜
１１５０ ｔｌ：’の湿度まで短時間で昇温し、数分か
ら十数分程度この温度に保持した後、常温まで速かに冷
却して全体が微細な分相からなるセラミック繊維をうろ
ことにある。 本発明においてＯｒ Ｏの添加量を１．５〜４重量 ３ ％、微量成分炭素の含有量を０．ＯＪ〜０．１重量％と
したのは、これ以下では第１図のＸＪＪ折分析に示す様
に、本発明の熱処理によっても、ムライト、の結晶が顕
著に析出し、繊維が脆弱化するためであり、ＣｒＯを４
重量％以上、微量成分炭素を０．１３ 重量％以上添加しても、その効果を生じないためである
。 またＯｒＯの添加のみでＳ微量炭素が含有され ３ ない場合は、高温長時間使用時に結晶が粗大化し、加熱
収縮率が増大すると共に、繊維の脆弱化によ１ リ、圧
縮復元性が劣化する。 本発明では以上のように０ｒ２ｏ３及び炭素を添加した
場合ＡｊＯＯ量が多いと、溶融物の表面張力 ３ が大きくなり、繊維化するとき粒状化し易くなって、繊
維状としにくくなり、またＡＩＯＯ■が少 ３ なくなると繊維化し易くなるが耐熱性が低下するＯ テ
Ａ）２０３３５〜６５ ｆｉｊｉｌ ％、ｓｉｏ ３０
〜ｅｏ重量重量 ％子る。′ 熱処理温度を９５０〜１１５０ｔＺ’、数分より十数分
程度としたのは、この範囲でのみ上記組成のセラミツタ
繊維の非晶質組織に、分相を起こさせるに必要且つ充分
との実験結果が得られたためであり１具体的に説明すれ
ば９５０ Ｃ，８分以内の短時間保持では、下記の実施
例に示す様に、加熱収縮率改善の効果が少なく 、１１
５０ Ｃ，士数分以上の長時間保持では、下記実施例、
及び０ｒＯ８，８重量％の３ ものについての試験結果を示した、第２図のＸ線回折分
析に示す様にムライトの結晶が析出し始め、繊維が脆弱
化するためである。 昇温速度を短時間としたのは、急速昇温においてのみ当
該組成のセラミック繊維組織の分相制御ができる為であ
り、具体的には、実施例に示すように長時間かけて９５
０〜１１５０ ｔ：”に昇温すると、１３００ Ｃ以上
で長時間加熱したときの線収縮率が２％以上となり、収
縮改善効果が鮪ｎア去ｆＰ Ｉハだ糾でなく、繊維の脆
弱化が起こるためである。 実験結果より、昇温速度は１００〜ｔｏｏｏＣ／分とす
るのが好ましい。 次に実施例について説明する。 Ａ１０４０重量％、Ｓｉ０ ５６重量％、ＯｒＯ３，３
２３２２３ 重量％、炭素０．１重量％、残部不純物からなる配合原
料を電気炉で溶融した後、ブローイング法によって繊維
径平均２．５μｍ１繊維長さ最大１５０ ｍの非晶質繊
維を得、厚さ２５關、かさ比重０．１４のブランケット
状とした後、下表に示す熱処理条件で熱処理した。この
熱処理品を１１００〜１４００ｔＺ”、２４時間加熱後
の線収縮率並びに柔軟性を示すデータとして圧縮後の復
元性を下表に示した。 前記表から判るように、本発明処理法によれば１８００
２：’で２４時間加熱後の線収縮率が２％以下で、なお
柔軟性を有するブランケットを得ることができる。 本発明により、高温における加熱収縮率が少なく、且つ
柔軟性を有するセラミック繊維ブランケットが得られる
理由を説明する。 即ち、添加したＯｒ Ｏが、Ａｔ０−８ｉＯ系ガラ２８
２３ ２ スの構造中のＡＩＯの一部と入れ換り、構造格子 ３ にストレスを生じさせ、結晶化の抑制効果を生じさせる
と共に、微量原子炭素の存在下で、ガラス構造格子間に
散在させ、ガラス中の構造格子の組換えを制限し、更に
急速加熱を組合せることにより、ガラス構造中の成分拡
散距離を短かくシ、結晶化を抑制し、ＣｒＯを中心とし
て局所的に、成 ３ 公比に濃淡を生じさせた、いわゆる分相を多数微細に発
生させることにあると考えられる。 分相を発生させた、本発明のセラミック繊維は、使用時
に高温下に曝されても、再結晶化が起り難く、仮により
高温度長時間の曝露によって、再結晶化が生じた場合に
も、結晶粒となる分相が小さく、且つ結晶の発生核であ
る０ｒ２０３と炭素の共存によって、上記の如く多数散
在させであるため、発生した結晶サイズが極めて小さく
なり、降り合った結晶粒により、その成長も相互に抑制
され、多数の微結晶より構成される繊維となり、柔軟性
を有し、且つ熱的に安定なセラミック繊維ブランケット
が得られる。第８図は、本発明による繊維をエツチング
したものの一万倍電子顕微鏡写真で、全体が微細な分相
から成ることが判る。分相及び結晶の無いものは、同程
度のエツチング処理により全て溶解する。 弘図面の簡単な説明 第１図は酸化クロム含有量の変化とムライトの結晶生成
との関係を示したＸ線回折分析結果を示した図。 第２図は処理温度とムライトの結晶生成との関係を示し
たＸ線回折分析結果を示した図。 第３図は本発明繊維のエツチング後の一万倍電子顕微鏡
写真図である。
Claims (1)
- （１） １２０８３！ｒ〜訂重量％、Ｓｉ０□３０〜６
０重量％、Ｏｒ Ｏ／、！；Ｎ’Ｉ重量％、炭素ｏ、ｏ
ｉ 〜ｏ、ｉ重 ａ 量％、その低不純物からなる原料を、電気炉にて溶融し
、ブローイング又はスピニング法等によって繊維化し、
得られた非晶質繊維を常温からｑＳθ〜／／ｊＯｃの温
度まで短時間で昇温し、数分から十数分程度保持した後
、常温まで速やかに冷却することを特徴とするＡ１２０
３−５ｉｎ２系セラミツク繊維の製造法。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP58186578A JPS6077147A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | Ａｌ↓２Ｏ↓３−ＳｉＯ↓２系セラミツク繊維とその製造法 |
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