JPS62289612A - 耐火繊維およびその製造方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 本発明は、アルミナおよび五酸化リンの耐火繊維、およ
びそれから作った製品に関する。他の一面では、そのよ
うな耐火ＦＩＩ維の製造方法に関する。

この繊維は耐火性材料の製造に有用である。

アルミニウム／リン成分を含有するセラミック繊維は、
当業界では知られている。この繊維は構造が結晶質で、
そのため脆砕であると知られている。この繊維は編織布
の製造にはあまり適していない。

アルミニウムのリン酸塩を含有するセラミック繊維は、
既に発表されている。米国特許第４．００８，２９９号
明細書には、リン酸アルミニウムの、本質的に結晶質の
フィラメントの記載がある。各種の添加物によって、あ
る種の非結晶質特性を持たせることができる。米国特許
第３，７８８，８８５号明細書には、アルミニウムのリ
ン酸塩錯体の溶液全繊維質物質に適用することからなる
、無機織ｆａｆｆ物債ヲ結合するための方法が、発表さ
れている。

Ａｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５を含み、融点が１６００℃よシ高
い多結晶質酸化物繊維については、米国特許第３，３２
２．８６５号明細書に発表されている。

Ｐ２Ｏ５はセラミック繊維に添加物として存在すること
ができる。たとえば、添加物として１〜９チのＰ２Ｏ５
ｋ含有する多結晶質アルミナ−シリカ繊維が、米国特許
第３，５０３．７６５号明細書に発表されている。Ｐ２
０！Ｓ　ｋ添加物として有するアルミナ繊維は、米国特
許第３，９５０，４７８号明細書に発表されている。

英国特許第１，３６０．２　Ｃ１０号明細書には、金属
化合物およびポリビニルアルコール又は部分的に加水分
解したポリ酢酸ビニルからなる繊維、およびその製造方
法が発表されている。

端的にいえば、本発明は、全酸化物組成に基づいて、６
０〜９５重量％の無定形アルミナおよび４０〜５重量％
の無定形五酸化リンの組成物からなる、無定形耐火繊維
を提供する。随意的に、繊維に、全繊維組成に基づいて
、有機成分からの炭素を、２０重量％まで含有させるこ
とができる。

本発明の、新規な焼成した繊維は、Ａｌ２Ｏ３およびＰ
２Ｏ５の、無定形の均質な混合物からなる。

本発明のアルミナ−五酸化リン繊維は、固体で、滑らか
であり、可視光線に対し透明であり得る。

本発明の、焼成した、アルミナ−五酸化リン＃Ｒ維は、
指の間で繰り返しこすってもほとんどもろさを示すこと
がな（、並みはずれの磯維取シ扱い特性を保有し、耐火
織物の製造に有用である。前駆体組成物に少量の添加物
金加えてｆ＆雄を改変する、たとえば、ポリビニルピロ
リドンを添加して、軟らかな繊維を製造するか、あるい
は酸化物成分を添加して各種の色を着色することができ
る。これらの物理的特性は、従来技術で発表されている
、構造が結晶質である繊維の物理特性と対照的である。

従来技術の結晶質繊維はもろいことがあり得て、編織布
の製造には適していない。本発明の繊雄から作った織物
は、結晶質繊維織物がそうであるように、単に工業用途
ではなく、消費者向けの織物に特に適している。

本発明のセラミック繊維は、前駆体液の粘稠な濃縮液の
混合物を繊維の形に成形し、引き抜きあるいは紡糸した
繊維を、脱水的にあるいは蒸発的にゲル化、あるいは加
水分解する工程からなる、融解のない工程によシ作る。

これらの繊維は続いて乾燥して、「生の」又は未焼成の
繊維となる。

成形した生のＦｌ　ｕ　’ｔ−加熱し焼成して、水分を
除去し、望ましくない揮発成分を分解し蒸発させて、本
発明の繊維へと転化する。

本発明において； 「セラミック」は、熱の作用により固めた、無機質非金
属材料、たとえば金属および非金属酸化嵐を意味する； 「ゾル」は、流体溶液あるいはコロイド懸濁液を意味す
る； 「融解のない工程」は、成分の一つは融解することがあ
るかもしれないが、混合物は融解しないこと全意味する
； 「均質な」は、一様な組成であることを意味する。

「非ガラス状の」は、酸化物融体から形成されていない
ことを意味する； 「生の」は、未焼成のすなわち、仕上りセラミック状態
でないセラミック物体を指す； 「無定形の」は、拡散Ｘ線回折パターンを持ち、明確な
特性線がな（、結晶質成分の存在を示さない物質を意味
する； 「耐火性の」は、高温、すなわち９００〜１０口０°Ｃ
の温度にまで耐えることを意味する； 「脱水的なデル化」あるいは［蒸発によるケ９ル（ＩＪ
は、十分な水および揮発性物質を成形した生の繊維から
除去して、繊維の形および形状全十分に堅くして、所望
する繊維の形および形状に重大な損失あるいは変形がな
いように、取シ扱いあるいは工程処理することを意味す
る。従って、成形した繊維中のすべての水分全除去する
必要はない。かくして、ある意味では、この工程は部分
的な脱水的なゲル化と呼ぶことができる。未焼成の状態
の成形したｍ維は、一般に可視光線に対し透明で、光学
顕微鏡下では明瞭である。

「連続したｆＩｉ維」は、直径に比較して、実際上の目
的に対し無限の長さを有する繊維、（あるいはより糸の
ごとき多数の繊維）を意味する。

「織物用繊維」は、強力な工業用織物よりは消費者市場
に適した、手ざわりの軟らかい繊維を意味する。

本発明は、６０〜９５重量％の、無定形のアルミナと、
４０〜５重量％の、無定形の五酸化リンからなる、固体
の、滑らかな、焼成した、耐火性の、無定形で均質なア
ルミナ−五酸化リンの、連続したｍ維を提供する。

本発明の繊維を作るには、可溶性の塩、ゾルまたは分散
性のコロイドまたは混合物全含有することのできる、ア
ルミニウムおよびリンを含有する混合物を、他の随意的
な、着色または他の性質の改変のための成分、たとえば
、ポリビニルピロリドン、あるいは銅、鉄、ニッケル、
クロームノコとき酸化物の前駆体、と混合して、均質な
液体の前駆体混合物を作る。成分は、繊維を形成するコ
ンシスチンシー（すなわち、棒を中に入れて抜き上げた
とき、Ｆａ維ができる程度）にまで、前駆体溶液混合物
から、溶剤の蒸発または溶剤の除去によって、濃縮する
。濃縮液の粘度’ｉ、ｓｏ、ｏｏ。

〜１００＊０００　ｃｐｓの範囲内とし、連続した隙雄
の紡糸を容易とすることが好ましい。標準品位の繊維を
紡糸するには（紡糸ディスクあるいはブローイング法（
ｂｌｏｗｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　）　ｆ用いて）
、かな９低い粘度、すなわち１０，０００　ｃｐｓまで
利用できる。少くとも水分の一部を成形した繊維から乾
燥あるいは除去すると、Ｍ！雄はケ９ル化し、または固
まる。生成する成形した「生の」、または非耐火性の無
定形の襟雄を、次に加熱し、ｉ、ｏｏｃｒｃ以下の温度
（温度が高いとリン酸アルミニウムを生成する結果とな
る）で焼成し、残留する水分全除去し、好ましくない揮
発性成分を分解し、揮発して、耐火性繊維へと転化する
ことができる。特に好ましい組成は、４Ａ１２０３：１
Ｐ２０５の分子当量からなるものである。走査型電子順
微鏡でｉ　ｏ、ｏ　ｏ　ｏ〜１５，０００倍で見ると、
４　Ａｊ！２０３　：ｉ　Ｐ２Ｏ，の繊維は、約０．１
μｍ以上の薄い膜あるいは束（５ｈｅａｆ　）　ｔ−保
有するように見える。

本発明において有用なアルミナ前駆体には、アルミニウ
ムホルムアセテートあるいは次に述べる塩化アルミニウ
ム水溶液を含めることができる。

好ましくは、アルミナ前駆体はアルミニウム金属の箔を
熱した塩化アルミニウム水浴液中で、温浸して、最終の
混合物のアルミナ当量を、約２０〜２３重量％とするこ
とができる。

本発明で有用な五酸化リン前駆体には、リン酸、亜リン
酸および次亜リン酸アンモニウムを含めることができる
。市販の８５％リン酸は好ましい五酸化リン前駆体であ
る。五酸化リン前駆体を、実施例１に示すよって、前駆
体液に添加する。

炭素含有量の高い（黒い）繊維には、酸化物当量（ｈｌ
およびＰ）で１００部に対し、乾燥１量のポリビニルピ
ロリドン（ＰｖＰ）ｔ−基準として２５〜１００部の量
のｐｖｐが、好ましい炭素の給源である。ＰＶＰ重合体
は炭素給源としてのみではなく、紡糸の目的に対する粘
度調節剤として　　。

も効果がある。ＰｖＰの添加に好都合の形態は、５０重
量嗟のに−３０（登録商標）、４　Ｃｌ、［：ｌ　００
分子量（ガフ、テキサスシチー、テキサス、ＧＡＦ。

Ｔｅｘａｓ　Ｃ１ｔｙ　、　ＴＸ　）との水溶液である
。

モルで表わすと、アルミナ：五酸化リンは一般的に１０
＝１〜２：１の範囲にあシ、これらの繊維は白〜黒の範
囲の色となり得る。塩化換金重要な成分として、アルミ
ナ／リンのモル比が３：１〜５：１の、すぐれた織物特
性含有する、好ましい白色ｌ！ｌ維を得る。ｐｖｐ’６
用いて、好ましい白色の繊維が望ましい場合、Ｃ１：Ｐ
ｖＰのモル比は、少（とも５．５　：　１〜６：１であ
り、７．５：１まで高くてもよい。塩化物給源は、好ま
しいアルミニウムオキシ塩化物前駆体（塩基性塩化アル
ミニウム）にあってよい。

本発明の耐火繊維を製造するに用いる前お体液に、各種
の、他の水溶性金属化合物（か焼して金属酸化物になシ
得る）を随意的に含有させて、耐火性繊維に特別の所望
する特性全県えることができる。たとえば、随意の成分
を用いて、屈折率、誘電特性を調節し、あるいは、透明
さを犠牲にすることな（仕上シ耐火繊維の内部を着色す
ることを、それぞれの金属酸化物に転化あるいは酸化し
て、行うことができる。か（して、硝酸鉄（ｍ）を、オ
レンジないし金色の着色に、クロームのギ酸塩、酢酸塩
あるいは三酸化物を繊維に緑色の着色に、コバルトの酢
酸塩あるいは硝酸塩を青ないし薄紫色（’　１ａｖｅｎ
ｄｅｒ　）の着色に、硫酸バナジル（ｖａｈａｄｙｌ　
５ｕｌｆａｔｅ　）　ｆ黄色の着色に、酢ｆｆニッケル
を薄縁ないし青の着色に、添加する。このように着色し
た耐火繊維は、デヂイン編織布地（ｄｅｓｉｇｎ　ｔｅ
ｘｔｉｌｅ　ｆａｂｒｉｅｓ　）　？：作るのに望まし
い。このように着色した繊維は、セラミック繊維製品の
カラーコーディング（ｃｏｌｏｒ　ｃｏｄｉｎｇ　）に
もまた有用である。酸化鉄（ｍ）を含有する耐火性物を
、水素雰囲気下で還元して、黒色の、磁石に吸引され得
るサーメットとすることができる。

他の随意の化合物として、リチウム、ナトリウム。

カリウム、マクネシウム、カルシウム、スｌ−ｏンチウ
ム、バリウム、イツトリウム、チタン、ジルコニウム、
クローム、マンガン、鉄、コバルト。

ニッケル、銅、亜鉛、錫、アンチモン、ランタンの水溶
性硝酸塩、ギ酸塩、酢酸塩、クエン酸塩。

乳酸塩、酒石酸塩、シュウ酸塩、および硫酸バナジル（
ｖａｎａｄｙｌ　５ｕｌｆａｔｅ　）としてのバナジウ
ムがある。

耐火物成分におげろ、かかる他の随意の金属酸化物の量
は、所望の特性への効果により、たとえば、所望の色調
あるいは色合いによシ変わり得るが、しかし、一般的に
、耐火繊維中の酸化物成分の全重量を基準として、０．
０５〜０．５重量％の程度の低い範囲内の量からなり、
また２５％と高いこともあシ得る。

各々の繊維の前駆体材料は、始めは比較的希薄な液であ
り、一般的に、約１０〜３０１量％の酸化物当量を含有
し、ごの酸化物当量は、始めの材料中の固体の当量につ
いての情報と七の使用量から計算でき、あるいは、成分
の出発材料の試料上か焼して求めることができる。繊維
の製造には、Ｍおよびｐ’２含有する前駆体の、希薄な
液体混合物ケ、濃縮するか、あるいは粘稠な液として、
粘稠な、あるいはシロップ状の濃縮液へと転化すること
が必要である。＠線源は、繊維化し脱水すると、たとえ
ば、濃縮ｉｉ’［［ｋ空気中へ押し出し、引き抜いて繊
維化すると、容易にゲル化する。たとえば、混合物を、
真空下で、ロタペイバー（登録商標）　（７’　ｆ、　
スイスｃＢｕｃｈｉ　、　　５Ｗｉｌｚｅｒｌａｎｄ）
　）フラスコで、濃縮できる。濃縮の午ｊ償は、当業界
では公矧である；たとえは、米国ｔｖｆ訂第３．７９５
，５２４号明細を勿参照。歌化物固体の当量含有量が、
一般に２５〜５５の範囲にあり、（濃縮液のサンプルｔ
か焼して決める）、粘度（室温でブルックフィールド（
Ｂｒ０Ｏ１ｃｆｉｅｌｄ　）　）が、繊維化の方法ある
いは脱水ゲル化の方法および使用する装置お、入びデル
化し九繊維の希望する形状により　、１０．０００〜１
００．０００　ａｐｅの範囲内に、好ましくは４０．０
００〜１００．０００　ａｐｅの範囲内にあるとき、十
分な＃に縮が得られる。粘度が高いと、断面がより円形
の繊維となり、他方粘度が低いと、（九とえは、５０．
０００ｃｐｓ未満のとき）断面がよジ卵形ないし棒状（
伸びた卵形）の繊維となる。

連続した繊維を作るにさいし、粘性のある濃縮液全固定
したヘッド（Ｈｅａｄ　）から多数のオリフィス（ｏｒ
ｉｆｉｃｅｓ　）　（たとえは全体で１０〜４００個）
７通して押し出し、生成する未焼成の繊維を重力により
空気中を落下さセるか、るるいは、押し出す速てより速
い速度で回転する引き抜きロールまたはドラムまたは巻
き取り装置により、空気中で機械的に引き抜くことがで
きる。＃に粗液は、固定したあるいは回転するヘッドか
らオリフィス全通して押し出し、オリフィス出口で、平
行の、斜めの、あるいは直角の高圧空気流で（たとえは
綿朱子で作るかごと＜）、吹き飛ばすこともでき、生成
する吹き飛は嘔れた未焼成の繊維は、本質的に標準品位
か（５ｔａｐｌｅ　）あるいは短かく、一般的に２５ｃ
Ｉｎ以下の長石（連続した繊維であるよジＣしろ）であ
り、スクリーンあるいはマント状の類似物上に集める。

押し出した未焼成の繊維に作用するこれらの力は、いず
れも、繊維ケ細くし、あるいは引き伸ばし、七の径？約
５０〜９０％あるいはそれ以上に減小ぢせ、長ち會６０
０〜１０００％、あるいはそれ以上に増加し、未焼成繊
維の乾燥を早めあるいは促進する働きをすることができ
る。

未焼成ｍ維の脱水ゲル化は、室温の空気中で、望Ｃかめ
るいはより速く乾燥する必要があるなら、加熱した空気
中で、実施できる。乾燥の速嘔は繊維の形を開側１ｊる
のを助ける。（あまり速く乾燥しすぎると、繊維の形の
変形を世Ｃ丁ことかあることがわかっている。）乾燥用
の空気の相対湿度は、過剰な湿度ではケ゛ル化した未焼
成繊維が相互に付着するＯとがあり、過剰に乾燥し友空
気の場合、繊維が破断てる１頃向となるので、割イ卸す
る必要がある。一般的に、作業温度が１５〜６０°Ｃの
範囲内の場合、２０〜６０％の範囲内の相対湿度の空気
が最も効果的であるが、しかし、７０°Ｃ以上の温度の
乾燥用空気ケ用いることもできる。連続した未焼成の＠
維を作り、パラレルアラインメント（ｐａｒａｌｌｅｌ
　ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　）あるいは並置（ｊｕｘｔａｐ
ｏｓｉ＋、ｉｏｎ　）で、多繊維のより糸の形にまとめ
る場合には、轍＆あるいはより糸は、繊維が相互にくっ
つかないような寸法で処理するべぎである。

未焼成の、ゲル状の＆維は、相互にあるいは他の基材に
付着あるいは固着しないという意味で、乾いており、触
れた感じも乾いている。しかし、繊維は依然として水お
よび有機ｍを含有していることがあジ、全酸化物（炭素
のない）繊維上置Ｃなら、未焼成の繊維全加熱し、焼成
して、これらの残留する揮発性の物質を除去し、未・焼
成の繊維上耐火繊維に転化することが必要である。ああ
種の場合には、炭素が繊維中に残るように、たとえは黒
色とするため、萬熱放射率の繊維とするために、焼成す
るごとがある。嘔らに、有機物質（有機残留物）の一部
のみを除去して、非常にしなやかな、有機物と無機物と
の混成の繊維とする場合、効果的な繊維が得られる。焼
成し几繊維の２５重景％まで有機残存物（たとえは、Ｃ
，Ｈ，Ｏ，Ｎ等）であることがある。

連続した形の未焼成繊維は、好ましくは撚り糸状に集め
、撚ジ糸を工、ゆるく、ルーズな拘束していない状態で
、８の字形にずらしながら（Ｏｆｆｓｅｔ）おるいは重
なり合うよう（ｅｕｐｅｒｌｍｐｏａｅａ　）　ループ
（１ｏｏｐ　）状に集める。

未焼成の繊維ケ焼成する嘔いに、注意して、繊維中のあ
るいは繊維から出る可燃性の物質（たとえは、繊維内部
の有機物あるいは繊維上の糊）が燃焼し、焼成サイクル
の、温度上昇速さが不適当にならないようにする。この
ような過剰な焼成、または速い加熱速度により、折れや
すい繊維となることがある。過剰な焼成を防ぐ焼成およ
び雰囲気管理の、満足のいく計画は経験的に決めること
ができる。

本発明は、連続した、一様に丸い、卵形の、棒状の（伸
び几卵形）あるいはリボン状の、強い、しなやかな、滑
らかな、光沢のある耐火法め無定形繊維上、提供する。

本発明の繊維は、特に、５００〜１０００℃の＠度範囲
の適用性のみでなく、室内装飾織物のごとき耐火材料に
おいても適用性のある、セラミック繊維織物の製造に、
有用である。本発明の織物は、重合材料、たとえは、室
内装飾織物用の透明なビニル、と組合せる０とも１′１
″ｃＸ有用である。繊維はまた、プラスチック複合体の
増量剤および補強材としても、有用である。

本発明の目的および効果は、後記の央胞倒により、更に
説明するが、しかし、実施例に述べる特定の材料および
その量、およびその他の条件とＶ細は、本発明ケ不当に
限定するように解重べきでない。丁ぺてのパーセントお
よび部は、特に断わらないかぎり重量による。

以下、実施例において： ｒ２２．６９重ｎ％のアルミナゾル」は、アルミニウム
の箔（カイザー　アルミナム　カンパニー（Ｋ＆１８ｅ
ｒ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｃｏ、　）　）　ｆ　、脱イオ
ン水にＭ口３・６Ｈ２〇　　上洛かした溶液に、温浸し
、約８５〜９０℃に加熱し、七の温度に保持し、箔を完
全に温浸する、ことにより作ったアルミニウムー塩化ア
ルミニウムゾルである。

ｒ　２０．５１黄％アルミナゾル」は、上１己のごとく
に作成した、アルミニウムー塩化アルミニウムゾルであ
るが、しかし、アルミニウム箔は、レイノルズ　アルミ
ナム　カンパニー（ＲθｙｎｏｌｄｓＡｌｕｍｉｎｕｍ
　Ｃｏ、）製のもの音用いた。

ＰＶＰ［Ｋ−３０１ｋｓ、ｐｖｐ［ｘ−３０］粉末？脱
イオン水に、重量比で１　：１＃解して作った、５０％
水浴液である。丁べての実施例は、焼成した繊維の歌化
物当量組成の１００部に対して添加する量として示しで
ある。

実施例１ アルミニウム金属箔孕、熱した塩化アルミニウム水′＃
３８！Ｌに温浸して、アルミナ前小体？製作し九。

２３．１　、！ｊの、８５％リンａｔ’ｋ、４０．９９
ノＡｌ２Ｏ３の当ｉｋ′（Ｉｌ−含有する、１９６．５
　ｇのアルミナ前駆体に添加した。出来た混合物は、ｉ
ｓ、６ｘ量％のアルミナ当量？有していた。この液体の
混合物に、３６．６　ｇの、ポリビニルピロリドンＣＫ
−３０”１の５ｏｘｉ％水治ｔＬｋ、撹拌しながら除加
した。

繊維の前駆体は、４ｕ２０３　：　１　ｐ２ｏ５の分子
当量の６重量部、およびｐｖｐ　（乾燥基準で）１電量
部からなってい丸。

生成した分散液に、０．３μｍのポルストン（Ｂａ１ｓ
ｔｏｎ　（登録商標）　）カートリッジフィルター（ポ
ルストン　インニーボレーテッド、レキシントン、マサ
チューセッツ（Ｂａ１ｓｔｏｎ　、　　Ｉｎｃ、　。

ｌｅＸｉｎｇｔｏｎ　、　Ｍ　Ａ　）　）でろ過し、ロ
タベイパー（Ｈｏｔａｖａｐｏｒ　）フラスコで濃縮し
、６８．００００ｐ８ブｆｉｖツクフイールド（１３ｒ
ｏｏｋ　ｆｉｅｌｄ　）の粘度とした。濃縮液を、孔径
が１０２μｍで、６０１固の孔のある紡糸口金で、１．
３８　ＭＰａ　（２００ｐｓ１）Ｃ１ｐｓｉ　＝　６９
００　Ｐａ　〕の圧カケ用いて紡糸した。フィラメント
は、８２．２　”／ｍｉｎ、　（２７０ｆｔ　／　ｍｉ
ｎ　）の線速度で、長Ｇ　１−２ｍ　（４ｆｔ　）、直
径１７．３　ｃｍ　（７１ｎｃｈ　）　Ｏｉ角ノシリン
ターテ、下側に引き抜い友。乾燥した、室温の空気を、
円筒状のス、ｚ７り（５ｔａｃｋ　）　ｋ通して、約１
．４２Ｌ　／　ｓｅｃ　（３ｃｆｍ　）で、上向きに送
り几。繊維？６）　ｃｍ　（２４１ｎｃｈ　）のドラム
ニ集める際に、赤外線電灯を当てて、十分に乾燥するの
を補助し、卓絶が一緒にくっつかないようにした。

一点で切断しｔ繊維の束の一部ｔ１　ｖラムから取り、
５０℃のオーブン中に吊り下げて更に乾燥し比。５０℃
で乾燥したこれらの繊維を丘部に分割し、５０℃より更
に高い各糧の温度で焼成した。

結果のデータは、下記表１に示す。

第　１　表 温　　度　室温から所定鍋度　　　　　結　　　　果６
００’０１時間　　　　　澄んだ金色、直径１０μ導、
強く、光沢のあ る、滑らかな、軟かい、 透明である ７００°０１時間２０分　　オフホワイト、七の他の点
は６００℃のもの と同じ ８００’Ｃ１時間６５分　　ややオフホワイト、その他
の点は上記と＋ｍ＋じ ９００６０２時間　　　　　表面上は白色、七の他の点
は上記に同じ １０００°Ｃ２時間６０分　　白い、牛透明、曇ってい
る、弱く、もろい Ｘｉ回折データニヨれは、６００〜９００℃の範囲の温
度で焼成し九、丁べてのＭｌ、維は無定形であった。ｉ
　ｏｏｏｏＣで焼成し几繊維は、Ａｊ！ＰＯ４およびイ
ータ−（η）またはガンマ−（γ）アルミナに結晶して
いた。９００°Ｃの極線、の引張り強さは、１．３ＧＰ
＆　（１９０，０００Ｉ）８１　）であり、弾性係数は
、１３５０Ｐ＆　（１９，５百万ｐｓｉ　）　テロ　”
）　ｆｃ０実施例２−着色し７ｔＡ１２０３−　Ｐｐ０
３臘維（４Ｍ２０３：１　ｐ２ｏ５）の９８″１ｋｆｉ
％＋ＣＯＯの２％１００−のビーカーに、磁気撹拌器を
用いて次の材料を混ぜ合わせ友。

１、　　ＡＮ−威１３ゾル　　３７．４１　ｐ２、　　
Ｈ３Ｐ０４ｄ、２　．９ ５、　　ＰＶＰ　（Ｋ　−３０）　　の５０ｆｌｔ％水
浴ｉ　６．Ｏｇにより、酸化物当量１００重量部に対し
、ｐｖｐ　３　ｇ、またはｐｖｐ　３０重ｊ！１．部と
する。

４．３Ｑｍｊの脱イオン水に触着した、０．６７９のＣ
ｏ（ＣＨ３ＣＯＯ）２，４Ｈ２０ ＊　ｕ　−Ａｊ！ｃｔ３ゾルは、Ｍの箔を熱したｋｌ（
Ｊ３水浴液（８５〜９０℃）で温浸して作成した。Ｍ２
Ｏ３当量は１９．８重量％であり友。

生成した混合物は、０．１〜［１，１４ＭＰａ　（１５
ヘ２Ｏｐ８１）の圧力で、０．３μｍのポルストンフィ
ルターカートリッジと、１μｍのミリボア（Ｍｉｌｌｉ
ｐＯｒｅ　、　　（登録商標））フィルター（ミリボア
ニーボベッドフオードマサチューセッツｃＭ１１１１ｐ
ｏｒｅ　ｃｏｒｐ、　、　　Ｂｅｄｆｏｒｄ　、　　Ｍ
　Ａ）　）で、１００成の丸底フラスコ中へ加圧ろ過し
た。仄に、捉合物を回転する真空に引い友フラスコ（４
０９Ｃの水浴中で、２８〜２９インチＣ７１１〜７６７
Ｊ！Ｉ　Ｈｇの真空））中で、約７５，０００〜８０．
０００ｃｐｓの粘度に濃縮した。この、澄んだ、ピンク
色を帯び交青いゾルの濃縮液を、１０２／ＪＩＦ！の直
径の孔の８０個ある紡糸口金により、１．０４ＭＰａ（
１５０ｐｓｉ）で押し出した。繊維は下側に引き抜き、
線速度８０　ｆｐｍ　（２４ｍ７ｍ１ｎ、　）テ、ホイ
ールに集めた。紡糸室は、′Ｍ、紺が落下する造型じに
そって取９つけた加熱灯により加熱した。雰囲気の相対
湿度はＦＪ４５〜５０％であった。

得られた明るい青色の繊維は、室温から６００’Ｃまで
１時間で、６００〜７０口°Ｃに２０分、７００〜８０
０℃に１５分、しかる後約５０口°Ｃに冷却するような
焼成をした。焼成した繊維を炉から取Ｖ出した。繊維は
淡青色で透明であった。繊維は柔らかく截られ、強く、
光沢があり、滑らがであった。

実施例６ 実施例２の乎順で、ｋｌ　−ＮＣλ３ゾルと町？０゜７
．９７　ｇの混＠物７１．Ｉ］８．！ｉｌ（アルミナ当
量で１９−８３　”；’ｏ　）に、酢酸ニッケル３．３
４．９　（ＮｉＯ当量で５％になるように）と５０重量
％のＰＶＰ水浴液１２．０９を添加した。繊維の罰駆体
は７５〜８０．０００　ｃｐｅに濃縮し、実施例２の手
順で紡糸して繊維とした。繊維は８００°Ｃまで、次い
で９００℃まで熱した。０れらの繊維は褐色で柔らかく
強かった。一部の繊維は１０００℃まで焼成した。ごれ
らの繊維は淡緑色でこわれや丁くもろかった。

実施例４〜１５では、アルミナ−五酸化リン繊維を次の
基本的な手順で作り之。紡糸用のゾルの作成に用いる原
料の添加順序は記載の通りである。

この一群のサンプルを作成して、最終製品への塩素の効
果、ポリビニルピロリドン、モル比、奈加物および原料
源の効果を確立した。

実施例４　１　ＤＡ／−２０３：　Ｉ　Ｐ２Ｏ５ビーカ
ーで次の材料を混合し友。

１、　２２．６９重量％のアルミナ・戸ルア７．４ｇ２
、濃塩酸　　１１．７７．９ ６、　濃リン酸　　４．Ｏｙ ４、ＰＶＰ［Ｋ−ろＯ］の５０％水溶ｉ１２．０．！９
混合物を０．３μｍのざルストンカートリッジフィルタ
ーと１μｍミリポアフィルタ−でろ過し、ロタペイパー
でＦＪ９０．０００　ＣＦ２の粘度に濃縮し九〇粘稠な
ゾルを、１０２μｍの直径のオリフィスが４０個ある紡
糸口金から、押し出した。繊維は毎分６０ｍの速石で引
き抜き、実めた。押し出ちれ７′ｃ繊維は、温度をプロ
グラム匍制御する装置のある炉中で、セラミック棒にか
けて、友だちに焼成した◇ 焼成のスケジュールは、 呈温から６００°Ｃまで１時間、 ６００　’Ｃから７００°Ｃまでに次の２０分間、７０
［１℃から８００°Ｃ１では最後の２０分間で、それか
ら室＠ヱで冷却し九〇 焼成した繊維を炉から取ジ出し九ところ、極性は白色、
透明でかなＶ強かった。

実施例５　”’　２　ＡＺ２０３　：　Ｉ　Ｐ２Ｏ５１
、２２，６９’ｔｆｆｉ％のアルミナ当量を含有するア
ルミニウムー塩化アルミニウム浴液５２２．０塩＠７．
９ｇ ６、　　ｄ腎　リ　ン酸　　１　５．３　４　　ｇ４、
　　ＰＶＰ　（Ｋ　−３Ｑ　）の５０７！ｔｊＦｒ％水
浴液１２．０ゾルの粘度は９５，０口Ｑ　ａｐｅであり
、１０２μｍの直径のオリフィス４０個のある紡糸口金
で、ホイール速度毎分２．５−の引ぎ抜き速でで紡糸し
た。

繊維は８００′Ｃ’″′Ｃ焼成したところ、黒く、光沢
があり、柔らかくかつ強かった。

実施例６４　Ａｊ！２０３　：　Ｉ　Ｐ２Ｏ５を９８憲
堆％十酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２１ｔ％ １、　アルミニウムー塩化アルミニウムゾル（１９，８
３事ル％のアルミナン３７．４１　ｇ２、　　　ａ　リ
　ン【ぢビ　　　４．２　　、！ｉ’３、　　ＰＶＰ　
（Ｋ　−３０）　５０％水ｈＱ６−０９４、脱イオン化
水６０就に、ＦｅＣＪ３’　”　６　Ｈ２Ｏの０．６８
．９を俗解し、上記１〜乙の混名物中に拉拌しつつ入れ
た。

ゾルハ、７６．００口ｃｐｓの粘度ｔＴ：ｄ；ｉＫａシ
、７６μｍの直径のオリフィスの４０個ある紡糸口金で
紡糸し九。

未焼成の繊維は、微細で、縮れており、淡いオレンジ色
であった。

実施例７　１００ｍ１％のアルミナ １、　アルミニウムー塩化アルミニウム〔アルミナ２２
．６９組ｔ％１１００．９ ２、　　ｐｖｐ　（ｘ　−３０〕の５０！ｔ％水沼液８
．９３ゾルを１２０．０口Ｑ　ｃｐｓの粘度まで濃縮し
、７６μｍの直径のオリフィスの４０個ある紡糸口金で
紡糸した。繊＆は引き抜き、毎秒約１’１ｍの線速度で
集めた。′ｆＲ維を８００°Ｃで焼成し友ところ、白色
であるが、アルミナ−五酸化リン極軸より堅かつ文。

実施例８ 実施例４の手順を用いて、第２表に示す配合の繊維を、
約１００．［ｌ　［１［１ｃｐｓの粘度を有する艦稲ゾ
ルから作成し力。

第　　２　　表 塩化物ｓ　ｐｖｐ比 朗Ａｌ：ＡｌＣ１３Ｈ３ＰＯ４ＨｃＩＰＶＰ（Ｋ−３０
〕Ｃ１：ＰＶＰ＊ ゾル　　　　　酸　濃度５０％水亀液　　　比８Ａ　　
３６．２０９　４．２ｇ５．５０．！；Ｉ　　６．０９
　　７　：　１８Ｂ　　３６．２０　、ｌｉ’　　４．
２！９０．ＯＯ，！９　４．０９　　７　：　１本レイ
ノルズ（’Ｂｅ７ｎＯ１ａＢ　（登録商ｍ））、ａａ箔
から作ったゾル 二種の繊維は、同時に、同一炉中で、向−条件下で、８
００°Ｃで熱処理した。両者の繊維は澄んで、白色で、
柔らかかった。６Ｂの試料は８ＡよりＪＰや堅い（ｐｖ
ｐ含有振がより少ない〕。試料を空気中で熟成すると、
手ざわりが軟らかくなる。現数した繊維は、Ａｌ２Ｏ２
：　Ｐ２Ｏ５比が乙：１であった。

実施例９〜１１ 実施例４の手順を用いて、第３衣に示す配合の繊維を、
粘度が約１００．［ｌ　００　ｃｐｓのゾル袋縮体から
作成した。

これらの６種の試料は、同一リン酸量、ｐｖｐＣＫ−３
０１の５０％水浴液８．４ｇおよび１２．Ｏｌを用いて
作成した。データを下記の第６衣に示す０ １　　ｌ　　　　　　　　−−−− ＊　　８００°Ｃで焼成し九繊維の色 ＊＊　　カイず−（登録商標）のＭ箔から作ったゾル ＊＊＊　　レイノルズ（登録商標）のＭ箔から作つ友ゾ
ル 濃塩酸（３６，５％） データから、ｆ１５．５：１〜６：１のＣヱ：　ｐｖｐ
のモル比で、白色の繊維が得られることがわかる。モル
比は、ＰｖＰの単量体単位が分子量１１１どして計算し
九〇焼成し九繊維中のＡｉ　２０３　；Ｐ　２０５分子
比は、４：１と計算して得た。

実施例１２ 第４表に示すモル比を保有する、二つの、アルミナ−五
酸化リン繊維を、実施例４の＋＋ＩＴｈを用いて作成し
文。繊維は室温から８００°Ｃまで、１時間４０分を越
える時間をかけて、焼成し友。繊維は、下記の第４表に
示す特性を保有していえ。

実施例１６ ６色の繊維のロットを、各種の龜加剤を用いて、実施例
４の手順で作成し、この場合、Ａｌ２Ｏ３七Ｐ２Ｏ５の
分子比は４：１とし九。アルミナ源はＡｆｆｉ　−Ａｌ
ｌＣｌ　３ゾルであったｐ　Ｐ２Ｏ３源はＨ３Ｐ０４（
８５％〕でめった。丁べての試料において、液体前駆体
に、ｐｖｐ　（ｓ　ｏ％水浴液）を６０％加えた。デー
タを下記の第５表に示す。

実施例１５ 実施例４の手順により、五つの繊維のロットを、アルミ
ナおよび五酸化リンの給源を変えて、しかもＰｖＰを用
いておよび用いずに、作成し友。データを、下記第６表
に示す。

（ａ）　　比４：１は４　Ａｌ２Ｏ２”、　Ｉ　Ｐ２Ｏ
５である。

（ｂ）　　Ｎ１ａｃｅｔ　ニアルミニウムホルモアセテ
ート（ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｆｏｒｍｏａｃｅｔａｔｅ　
）（Ｃ）　　ＡＨＰ　：次亜リン酸アンモニウム（ａ）
　　ｐｖｐ　　：酸化物当量で１００重量部を基準とし
てポリビニルピロリドン（Ｋ−６０）の憲童部 （ｅ）　　Ａｉ−ＡＩ！ｃｉ３：三塩化アルミニウムの
水浴液にアルミニウムを温浸して作り九 ゾル （ｆ）　　約１８％の有機残留物を官有する繊維（ｇ）
　　数個の試料を分析して、炭素官有量が１６．４〜１
７．９とわかった。

実施例１６ ２０．７ｉｊｔ％のアルミナ当量からなる前駆体ゾル以
外は、実施例７の手順を用いて、繊維の試料を作成し友
。アルミニウムホルモアセテートＭ液を、７０°Ｃで４
０ｇのニアセット（Ｎ１ａｃｅｔ、　）を７０ｇの水に
入れて作成し友。ごの的久を、２０口ｙのアルミナゾル
へ撹拌しつつ入れた。ＰｖＰの５０％溶液６６９を、ゾ
ル浴液混合物の中へ撹拌して入れ友。この混合物をロタ
ベーパーで８８，０００Ｃｐ８まで１給した。静置しｔ
後に、粘度は２３２．００００ｐ８に増加した。繊維化
のできる一動液は重量で２４．４％のアルミナ当量を含
有していｔ０７５μｒｒＬ面径の孔を４０個保有する、
ステンレス鋼製の型で、ｄ　ＭＰ＆　（５８０’［）８
ｉ　）　（７）ＩＥ力’ｔ’押し出して紡糸し、繊維と
した。緑運度５４　ｍ／ｍｉｎ。

（１Ｂ［］　ｆｅｅｔ　／　ｍｉｎ、ンで、押し出シタ
繊維を、乾燥器（２７〜６２°Ｃ）を通して引き抜き、
次ぎにまとめて引き抜き撚り糸とし、４．２Ｉｎ（１４
ｆｏｏ℃）の長石の炉中を連続的に動くステンレス′鋼
ベルトに、無作意に堆積させた。撚り糸は、２０分以上
の時間炉中な通り、最高温度６００°Ｃに畝分間達した
。６００℃の繊維は無定形でめった。

生成した繊維は淡い褐色で、顕＠説］で透明で澄んでお
り、毛髪のごとき感触であった。繊維は粉立ちする０と
なく、指で連続的にこすることかでｙｉ。引張り強芒は
１．７　ｏｐａ　（２５０，０００ｐｓｉ）でろつ穴。

焼成した繊維の１径は１１〜１２μｍでおった。

６２０°Ｃで１５分間か焼すると、輯４維はその重石の
２１％を失ない、これは２１％の揮発性物質含有量であ
ることを示した。繊維を７００　’Ｃで焼＃：″″Ｉ′
ると、白色となり、もはや柔かい品質ではなくなつ’ｆ
ｃ。

本発明の、各種の改変および変更は、当業者にとっては
、本発明の範囲と柁神からそれることなく、明らかであ
ろうし、ｆｔ本発明は、ここに述べ友、例証し友実施例
に不当に限定して理解する八きではない。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）全酸化物組成を基準として、６０〜９５重量％の
   無定形アルミナおよび４０〜５重量％の無定形五酸化リ
   ンの、均質な混合物から本質的になる耐火繊維。
2. （２）全繊維組成を基準として、２０重量％以下の炭素
   、あるいは２５重量％以下の有機残留物から、さらにな
   る、特許請求の範囲第（１）項に記載の繊維。
3. （３）該炭素を、ポリビニルピロリドンから誘導する、
   特許請求の範囲第（２）項に記載の繊維。
4. （４）該繊維が、アルミナ前駆体あるいはＨＣｌから誘
   導した塩素を、さらに含有する、特許請求の範囲第（３
   ）項に記載の繊維。
5. （５）塩素対ポリビニピロリジンのモル比が５．５：１
   〜７．５：１の範囲にある、特許請求の範囲第（４）項
   に記載の繊維。
6. （６）織物製品あるいは複合材料製品に組み込んだ、特
   許請求の範囲第（１）項に記載の繊維。
7. （７）アルミナ／リンのモル比が、３：１〜５：１の範
   囲にある、特許請求の範囲第（１）項に記載の繊維。
8. （８）０．１ミクロン以上の薄い表皮を有する、特許請
   求の範囲第（７）項に記載の繊維。
9. （９）無定形アルミナおよび無定形五酸化リンからなる
   、均質な組成を保有する耐火繊維を製造する方法におい
   て、 （ａ）アルミナ前駆体および五酸化リン前駆体からなる
   、粘稠な、前駆体液の混合物を製造し、 （ｂ）該粘稠な濃縮液を、引き抜きあるいは紡糸により
   、繊維状に成形し、 （ｃ）生成した、成形した繊維を、蒸発させてゲル化あ
   るいは加水分解して、アルミナおよび五酸化リンの、該
   均質組成を保有する未焼成の繊維を製造し、 （ｄ）該未焼成の繊維を、高々１０００℃の温度で十分
   な時間、しかも該温度および時間は多結晶質繊維の生成
   には不十分な範囲で、焼成して、本質的に無定形アルミ
   ナおよび無定形五酸化リンの均質な混合物からなる、焼
   成した繊維を製造する、 工程からなる製造方法。
10. （１０）該未焼成繊維を、高々１０００℃の温度で焼成
    して、無定形アルミナおよび無定形五酸化リンからなる
    、焼成した繊維を製造する工程から、さらになる、特許
    請求の範囲第（９）項に記載の方法。
11. （１１）該アルミナ前駆体液をアルミニウム金属箔から
    作成し、該水浴塩化アルミニウムのアルミナ前駆体がア
    ルミニウムホルムアセテートである、特許請求の範囲第
    （９）項に記載の方法。
12. （１２）該五酸化リン前駆体液が、少くともリン酸、亜
    リン酸あるいは亜リン酸アンモニウムのうちの一つであ
    る、特許請求の範囲第（９）項に記載の方法。
13. （１３）該粘稠な前駆体液混合物が、少くともポリビニ
    ルピロリドンと水溶性金属化合物とのうちの一つをさら
    に含有する、特許請求の範囲第（９）項に記載の方法。
14. （１４）本質的に、無定形アルミナと、全繊維組成基準
    で２５重量％以下の有機残留物とからなる耐火繊維。
15. （１５）該有機残留物をポリビニルピロリドンから誘導
    する、特許請求の範囲第（１４）項に記載の繊維。