JPS6088162A - 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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JPS6088162A
JPS6088162A JP58196778A JP19677883A JPS6088162A JP S6088162 A JPS6088162 A JP S6088162A JP 58196778 A JP58196778 A JP 58196778A JP 19677883 A JP19677883 A JP 19677883A JP S6088162 A JPS6088162 A JP S6088162A
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JP
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needle punching
fiber
ceramic fiber
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穂積 遠藤
田中 憲昭
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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7TAパーブランケツトの製造方法
に関するものである。セラミックファイバー、例えばア
ルミナ系セラミックファイバー等は、優れた耐火性を優
し1.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
般的拠は、このファイバーからなる原綿を高嵩密度化(
例えば001g/cyd前後の嵩密度)し、且つ取扱い
の容易な材料とするた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υ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゛のまま層
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シ、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
的硬いために、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
ーとは異なシ、これをブランケット化しようとすると原
綿そのま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@ o、7g /crd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。
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ラン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、最終製品と々
 3 − 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、繊維処理剤を施した場
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、本発明に
到達した。
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た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
化法によシ製造される。
前駆体繊維化法は、有機金属化合物や金属のオキシハロ
ゲン化物全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
去する方法であり、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スファイバー全使用し得るが、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スファイバ
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り、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p、t7atの原子比は通常/、−2
〜、2.0 、好ましくは/、に〜7.9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、逆釦この比が大きすぎ
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比
は、Al2O2と5in2 との比に換算して、??:
/〜7.2:、2/の範囲にあることが好ましい。珪素
化合物の量がこの範囲よシも少ないと、繊維を構成する
アルミナがα−アルミナ化しやすく、かつアルミナ粒子
が粗大化して繊維が脆化しやすい。また逆に珪素化合物
の量が多すぎると、ムライト(3A 1203・、2S
iO2)の他にシリカ(SiO2)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
ても本発明全実施、る することはできl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シ、沈澱が生じたシしないよ
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/〜
4θ00ポ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全添加し、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。また
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
R一 体は濃縮に際し、発泡を引起すことがあり、か一 かる場合には濃縮後学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、公知の任意の方法全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θ、/〜θ、!咽φ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200℃以下、好ましくは0〜700℃
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だ9、弾性
回復によシ液滴化してショットヲ生ずることがある。
従って、必要に応じて、加熱空気全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、繊維径が太くなシすぎたシ、前駆体繊維中のH2
O分や、aZ分や、有機重合体等が熱分解を起こし揮散
するた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
のセラミックスファ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シ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
チング処理をへ 行わんとするものであり、従って、I+β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麦い。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。二一ドルパ
ンチングの回数を7〜30回/dの範囲から適宜選択す
ることによシ、所望の嵩密度を有したブランケットi得
ることが出来るが、焼成後の嵩密度θ、/、!i’ /
d程度のブランケットを得るにはニードルパンチングは
!〜/θ回/d回外8行が好ましい。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1
00°C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soo℃以上、
好ましくは7200〜/、300℃で行なわれる。j0
0℃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/グ00゛0での再カn熱
収縮率が大きく実用に適さない。また7700℃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
よシ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シなるブ
ランケットよりも耐熱性に優れ、耐火材等に有用である
以下実施例により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
01//l、 At/C1(原子比) =/、J’)/
lに、aθ%シリカゾル溶液33g、3%ポリビニルア
ルコール水溶液27Zi′fr:添加して混合した。こ
の混合液を減圧下、10°Cで濃縮して紡糸原液(粘度
22ポイズ、アルミナ含有量21.j 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、θ!l/diであった。これ全層状に集
綿しニードルパンチング機械に一ドル間隔/j〜23 
Wern;220本針)によシに〜7回/dパンチング
を行ってブランケットを得た。次いでこれヲ/=2に0
℃で7時間空気中で焼成した。このブランケットは嵩密
度θ、 / Ofl /ad、引張強度/、−kg /
 clであった。
比較例/ 実施例/の方法で得られた生繊維を1260℃で7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/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=得た。このブランケットは
嵩密度0゜0 ! g/ crd、引張強度θ、にkg
lcdtであった。
比較例コ 実施例/の方法で得られた生繊維を7230℃で7時間
空気中で焼成してアルミナ繊維を得た。
これfH20/200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翫=シzシム=被吻繊維処
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θ、09 、jil / crd、引
張強度/、okg/cl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 (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)前駆体繊維化法で得られた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φ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7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)紡糸原液中のアルミニウムと珪素との比がAl2
    O3と5102との比に換算して99=7〜2.2:コ
    ♂の範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第2項
    又は第3項記載の方法。
  5. (5) ニードルパンチング処理が/〜30回/d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2項のいずれかに記載の方法。
  6. (6) セラミックファイバーが紡糸原液f、200℃
    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7項ないし第5項のいずれかに記
    載の方法。
JP58196778A 1983-10-20 1983-10-20 セラミツクフアイバ−ブランケツトの製造方法 Granted JPS6088162A (ja)

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