KR900002763B1 - 내화성 섬유의 공간구조물 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

내화성 섬유의 공간구조물 및 그의 제조방법
제 1 도는 본 발명에 있어서 내화성 섬유 공간구조물을 이루는 섬유형 물질의 단면부상의 코어부분 및 표면부분에 있는 내화성 결정질 화합물의 배열상태를 나타내는 도면이다.
제 2a 도에서 제 2c 도는 각각 연소단계에서 소결단계까지의 변하는 단면부를 나타내는 섬유형 물질 단면부의 현미경 사진이다.
제 3a 도에서 제 3e 도는 X-선 미량 분석기로 분석한 섬유형 물질의 단면부 사진이며, 상기 도면에서 제 1 도의 문자 a∼e로 지정되어 있는 각각의 위치는 제 3a 도∼제 3e 도의 각각의 사진내에 있는 수직선과 수평선의 교점에 의해 지정되어 있다.
본 발명의 내화성 섬유의 공간구조물 및 내화성 섬유형 물질의 제조방법에 관한 것이다.
더 상세하게 설명하면, 본 발명은 내화성 섬유형 물질, 단단한 형태이며 내열필터, 내약품성 필터, 가솔린 엔진용 배기가스 필터, 디이젤 엔진용 입자필터, 용용 금속용필터, 촉매용 담체, 미생물 또는 효소 고정용 담체와 같은 물질 제조에 사용될 수 있는 내화성 섬유형 물질로 구성되어 있는 내화성 섬유의 공간구조물, 섬유 강화 금속등의 구조물, 가열성분으로 구성되어 있는 내화성 섬유의 공간구조물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
내화성 섬유형 물질은 고온에 대한 우수한 내성, 부식에 대한 우수한 내성 및 인성을 가지고 있으므로, 이 물질은 내열필터, 내약품 필터, 배기가스 필터, 용융 금속용 필터, 촉매용 필터, 섬유 강화 금속등의 구조물에 적절하게 사용됨이 잘 알려져 있다. 예를들어, 고온용 분진 수집 필터로 내화성 섬유형 물질로 구성되어 있는 내화성 섬유공간 구조물의 사용에 대한 문헌["New Fibers and Fabrics in Hot Gas Fabric Filtration." Journal of Industrial Fabrics, Vol I, p44∼48]에 기재되어 있다.
상응되는 내화성 섬유형 물질 및 이 물질로 구성되어 있는 상응되는 내화성 섬유의 공간상 구조물은 비교적 휘어지기 쉬우므로, 이 물질은 백 필터(Bag Filter)에 사용하는 것은 적합하지만, 고정형 필터, 고정베드형 촉매용 담체(Fixed bed type catalyst carrier), 미생물 또는 효소등을 고정하는 고정 베드형 담체에 사용하는 것은 적절하지 못하다. 그외에도 상응되는 섬유 공간구조물이 섬유 강화 금속의 구조물로서 사용될 때, 섬유 공간구조물에 용융된 금속이 주입되면 그 구조물이 쉽게 변형되는 단점이 있다.
단단한 종류 또는 구조물이 내화성 섬유의 공간구조물에 사용된다면 그 구조물은 쉽게 변형되지 않는다.
그외에도 내화성 섬유형 물질로 구성되어 있는 내화성 섬유의 공간구조물은 그 내부에 큰 표면적을 가지고 있다.
즉 상기 구조물이 다공성이므로, 단단한 형태를 갖는 내화성 섬유의 공간구조물이 수득될 수 있다면, 이 구조물은 상기 언급된 용융에 가장 적절한 구조물이다. 그러나 이와 같은 단단한 구조물을 갖는 내화성 섬유의 공간구조물은 지금까지 알려져 있지 않다.
예를들어, 미합중국 특허 제3,849,181호에 내화성 섬유형 물질 및 그의 제조방법이 기재되어 있다. 상기 미합중국 특허에 기재된 내화성 섬유형 물질은 내화성 결정질 산화물 섬유에 유리를 코팅하여 제조되며, 상기 섬유에는 아마섬유, 인조섬유, 홀섬유가 있다. 이와 같은 섬유형 물질은 잡아당겨 졌을 때, 이 물질의 표면상에서 균열이 거의 일어나지 않으며, 따라서 내화성 결정질 산화물만으로 제조된 산화물만으로 제조된 섬유형 물질과 비교하여 높은 인장력을 가지고 있다. 그러나 내화성 섬유형 물질의 성형물은 단단하지 않으므로, 이 물질로 제조된 구조물은 외부의 힘에 의해 쉽게 변형될 수 있다. 그외에도 상기 섬유형 물질은 전혀 유연성이 없으므로, 섬유의 공간구조물을 상응되는 유기섬유가 사용되었을 때 쉽게 수득될 수 있는 임의의 형태로 변형시키는 것이 어렵다. 섬유형 물질표면을 오일 또는 수지로 처리하여 이 물질을 보호하더라도 비교적 간단한 문양을 갖는 직물만 수득될 수 있다. 그외에도, 섬유형 물질은 직조 과정중에 유동장치및/또는 리드(Reed)에 의해 쉽게 휘어져 부스러질 수 있으므로 수득된 질물의 질 및 그의 생산성이 떨어지게 된다. 편성포 및 부직포가 상기의 섬유형 물질로 제조될 때 위와 동일한 문제가 발생하며, 섬유형 물질이 편성포 또는 부직포에 비해 비교적 작은 곡률로 휘어진 것과 같은 상태에서 이 물질이 성형될 때를 제외하고는 그의 높은 인장력을 효율적으로 사용하는 것은 불가능하다. 그외에도 비교적 간단한 문양을 가지며, 거의 유연성이 없는 상기의 섬유형 물질과 함께 사용되는 섬유의 공간구조물은 단단한 형태를 가지지 않으며, 유연성이 있어서 쉽게 변형되므로 이 섬유의 공간구조물은 상기 언급한 직조에 적절하지 않다.
미합중국 특허 제3,385,915호에 내화성 산화물 섬유 및 금속화합물을 유기섬유에 주입시킨 내화성 산화물 섬유로 구성된 구조물 또는 그 유기섬유들로 구성된 구조물을 제조하는 방법 및 이들을 소결시키는 방법이 기재되어 있다. 미합중국 특허 제3,406,025호에 금속화합물을 유기섬유로 구성되어 있는 구조물에 주입함으로써 질화물 섬유로 구성된 구조물 제조방법 및 그 구조물에서 유기섬유를 융해시켜 질소를 함유하고 있는 화합물내에서 그 구조물을 소결시키는 방법이 기재되어 있다. 그외에도 미합중국 특허 제3,403,008호에 금속화합물을 유기섬유로 구성된 구조물에 주입시킨 카바이드 섬유로 구성된 구조물 제조방법 및 비 산화대기 내에서 그 구조물을 소결시키는 방법이 기재되어 있다. 유연성을 갖는 유기 섬유들이 상기의 세 방법에서 기본 섬유 공간구조물을 제조하는데 사용되므로, 각각 임의의 형태를 갖는 내화성 섬유 공간구조물이 수득될 수 있다. 그러나, 상기의 세 방법으로 제조되는 내화성 섬유 공간구조물의 압축강도는 극히 작으며, 내화성 섬유 공간 구조물로 구성되어 있는 섬유형 물질은 비교적 부드러우며, 내화성 섬유 공간구조물 그 자체 또한 유연성이 있다. 만일 내화성 섬유 공간구조물의 압축강도가 작으면 섬유 공간구조물의 모양 또는 형태가 쉽게 파괴되므로, 작은 압축강도를 갖는 내화성 섬유 공간구조물은 상기 언급한 적용에 사용될 때 결정적인 단점을 가지며, 이 구조물의 유연성 또한 상기 언급한 적용에 사용하는 것은 적절하지 않다. 상기 언급한 세 방법에 의해 제조되는 내화성 섬유 공간구조물의 압축강도가 낮은 이유는 명확하지 않으나, 유기물질이 용해된 후 남아 있는 무기물질이 캐스트 오프(Cast off) 표면상태로 섬유를 형성하게 하여 결합력이 상기 언급한 공정중에 발생하는 미세무기입자 사이에서 적용할 수 없게 때문인 것 같다. 본 발명의 첫 번째 목적은 단단한 형태를 갖는 내화성 섬유형 물질을 제공함에 있다.
본 발명의 두 번째 목적은 단단한 형태이며, 내화성 섬유형 물질로 구성되어 있는 내화성 섬유 공간구조물을 제공함에 있다.
본 발명의 세 번째 목적은 단단한 형태이며 두종류가 반복하여 적재되어 있는 것과 같은 방법으로 가열성분이 내화성 섬유 공간구조물과 결합되어 있는 내화성 섬유 공간구조물로 이루어진 조성구조물을 제공함에 있다.
본 발명의 네 번째 목적은 단단한 형태를 갖는 섬유 공간구조물 제조의 보다 바람직한 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 있어서, 첫 번째 목적은 결정질 화합물 B로 구성되어 있는 (Core)부분 및 코어부분의 표면에 내화성 결정질 화합물 물질 A, 즉 내화성 결정질 화합물 또는 그의 선구 물질을 코팅하고 이들을 소결시켜 형성된 내화성 결정질 화합물 A로 대체로 구성되어 있는 표면부분으로 이루어진 내화성 섬유형 물질로 달성할 수 있다. 내화성 섬유형 물질로 구성된 내화성 결정질 화합물 A 및 내화성 결정질 화합물 B을 상기 소결공정에 의해 소결시키고, 내화성 결정질 화합물 A의 일부분을 코어부분내의 소결상태에 있는 부위에 함침시킨다.
본 발명의 두 번째 목적은 내화성 결정질 화합물 B로 구성되어 있는 코어부분 및 코어부분의 표면에 내화성 결정질 화합물 물질 A, 즉 내화성 결정질 화합물 A 또는 그의 선구물질을 코팅하고 이들을 소결시켜 형성된 내화성 결정질 화합물 A로 대체로 구성되어 있는 표면부분으로 이루어진 내화성 섬유형 물질로 구성되어 있으며 다공정 구조를 갖는 내화성 섬유 공간구조물에 의해 달성될 수 있다. 내화성 섬유형 물질을 이루고 있는 내화성 결정질 화합물 A 및 내화성 결정질 화합물 B를 상기 언급된 소결공정으로 소결시키고, 코어부분내의 소결된 부위에 내화성 결정질 화합물 A를 주입하고, 내화성 섬유 공간구조물의 단단한 형태를 인접해 있는 내화성 섬유형 물질의 접촉표면을 서로 결합시키는 방법과 동일한 방법으로 제공해준다.
본 발명의 세 번째 목적은 내화성 결정질 화합물 B로 구성되어 있는 코어부분 및 내화성 결정질 화합물질, 즉 내화성 결정질 화합물 또는 그의 선구물질을 코어부분의 표면에 도포하고 소결시켜 형성된 내화성 결정질 화합물 A로 대체로 이루어진 내화성 섬유형 물질로 구성되어 있고 다공성 구조를 가지는 내화성 섬유 공간구조물로 이루어진 조성구조물로 달성될 수 있다. 내화성 섬유형 물질을 이루는 내화성 결정질 화합물 A 및 내화성 결정질 화합물 B를 상기 언급한 소결 공정으로 소결시키고, 내화성 결정질 화합물 A의 일부분을 코어 부분내에 있는 소결된 부위에 주입해주어, 내화성 섬유 공간구조물의 단단한 형태와 인접한 내화성 섬유형 물질의 접촉 표면을 서로 결합시키는 것과 동일한 방법으로 수득하고, 가열성분과 내화성 섬유 공간구조물이 반복하여 적재되어 있는 것과 같은 방법으로 가열성분이 내화성 섬유 공간구조물에 융합되어 있다.
본 발명의 네 번째 목적은 제조된 내화성 섬유 공간구조물의 형태에 상응하는 형태를 갖는 기본 섬유 공간 구조물을 유기섬유형 물질로부터 제조하는 첫 번째 단계, 내화성 결정질 화합물 B의 선구물질을 기본 섬유공간구조물상에 도포하고 내화성 결정질 화합물 B의 선구물질과 함께 기본섬유공간구조물을 소결시켜 내화성 섬유공간 예비성형물을 제조하는 두 번째 단계 및 내화성 결정질 화합물 물질 A를 내화성 섬유 공간 예비성형물에 도포한 다음 내화성 섬유 공간 예비성형물을 내화성 결정질 화합물 물질 A와 함께 소결하여 내화성 섬유 공간구조물을 제조하는 세 번째 단계로 이루어진 내화성 섬유 공간구조물을 제조함으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 의한 내화성 섬유 공간구조물을 구체적으로 설명해주는 도면을 참고로 하여 지금부터 본 발명에 대해 상세히 기술하겠다.
본 발명에 기재된 내화성 결정질 화합물 A 및 내화성 결정질 화합물 B는 존 윌리 엔드 선즈사(John Wiley ＆ Sons Inc.) 간행 1976년판, 킹거리(W,D,Kingery)등에 의해 저술된 "세라믹 입문(2판 ; Introduction to Ceramics 2nd Edition)"의 우찌다로까꾸호 간행 일본어판 59면에 있는 표2, 6에 실린 금속산화물, 상기 책의 76-77면에 기술되어 있는 전이금속 카바이드, 카바이드, 전이금속 질화물, 실리콘 카바이드, 보톤 카바이드, 질화규소, 질화붕소 및 상기의 물질 중에서 적어도 두 종류 물질로 이루어진 혼합물 또는 상기의 물질 중에서 적어도 두 종류로 이루어지며, 500℃ 또는 그 이상의 용융점 또는 분해온도를 갖는 화합물 또는 고체의 용액이다. 특히 바람직한 내화성 결정질 산화물은 BeO, MgO, SrO, BaO, Sc2O3, Y2O3, La2O2, Ce2O3, TiO2, ZrO2, HfO2, V2O3, Nb2O5, Ta2O5, Cr2O3, SiO2, MoO3, WO3, MnO2, Co2O3, Ni2O3, CuO, ZnO, CdO, Al2O3, CaO, SnO2, ThO2, UO3, Ga2O3, 또는 PuO3이며, 바람직한 내화성 결정질 카바이드는 TiC, ZrC, HfC, VC, NbC, TaC, Cr3C2, Mo2C, MoC, W2C, WC, UC, UC2, ThC, ThC2, PuC, PuC2, B4,C, Al4C, 또는 SiC 이며, 바람직한 내화성 결정질 질화물은 Si2N4, AIN 또는 BN이다. 적어도 두종류의 산화물로 구성되어 있는 보다 바람직한 내화성결정질 물질은 뮬라이트(Mullite) 코디어라이트(Cordierite) 또는 스피넬(Spinel)이며, 산화물, 카바이드 및 질화물 중에서 적어도 두종류 물질로 이루어진 바람직한 화합물은 시알론(Sialon)이다.
본 발명에 기재되어 있는 섬유형 물질은 인조섬유, 홑섬유, 아마섬유, 방적사등과 같은 신장형(elongated shape)이며, 이후에 기술되어 있는 내화성 결정질 화합물에 의해 제조되고 신장형이며 때로는 강체상태로 있는 물질이다. 본 발명에 기재된 공간구조물은 직포, 편성포, 부직포와 같은 섬유형 물질을 사용하여 3차원적으로 제조된 구조물이거나 상기 언급한 직물을 융털화하여 제조한 구조물이며 내화성 섬유형 물질로 이루어진 구조물을 포함한다.
본 발명에 의한 내화성 섬유형 물질 및 내화성 섬유 공간구조물의 구성에 대해 더 쉽게 이해할 수 있도록 지금부터는 내화성 섬유형 물질 및 내화성 섬유 공간구조물 제조방법에 대해 기술하겠다.
내화성 섬유형 물질 제조방법 및 내화성 섬유 공간 구조물 제조방법은 기본적으로는 동일하지만 내화성 섬유 공간구조물 제조방법에 있어서는 제조되는 내화성 섬유 공간구조물 형태에 상응하는 형태를 갖는 기본 섬유 공간구조물이 이후에 상세히 설명이 될 섬유형 물질을 사용하여 초기 제조단계에서 제조된다는 점이 다르다.
그러므로, 이후에는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법이 기술될 것이며 본 분야에서 통상의 지식을 갖는 자는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법을 설명하는 기재내용에 근거하여 내화성 섬유형 물질 제조방법을 쉽게 이해할 것이다.
내화성 섬유 공간구조물 제조의 첫번째 단계에서 내화성 공간구조물의 형태에 상응하는 형태를 갖는 기본 섬유 공간구조물이 이전에 기술된 섬유형 물질을 사용하여 제조된다. 유기섬유의 섬유형 물질이 보통 사용되나 이후에 상세히 기술될 내화성 결정질 화합물 또는 그의 선구물질을 포함하는 유기섬유의 섬유형 물질이 사용될 수 있다.
본 발명에 기재되어 있는 유기섬유로는 셀룰로우즈계통 섬유, 폴리아미드 계통 섬유, 폴리에스테르계통 섬유, 폴리아크릴계통 섬유, 폴리올레핀계통 섬유, 폴리우레탄계통 섬유 등이 있다. 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 유기섬유는 셀룰로우즈계통 섬유이다.
기본 섬유 공간구조물은 내화성 공간구조물의 형태에 상응하는 형태를 수득해주는 적절한 구조물 형성장치, 즉 직조기(Weaving Loom), 편성포 직조기(Knitting Maching), 부직포 직조기등을 사용하여 제조될 수 있다.
내화성 섬유 공간구조물 제조과정중 두번째 단계에서는, 내화성 결정질 화합물 B의 선구물질을 기본 섬유 공간구조물에 도포한 다음, 이를 소결시켜 내화성 섬유 공간 예비성형물을 수득한다.
본 발명에 기재된 내화성 결정질 화합물 B의 선구물질은 예를들어 내화성 결정질 산화물인 경우 산화성 대기, 내화성 결정질 질화물인 경우 질소 또는 암모니아 대기, 내화성 결정질 카바이드인 경우 비산화성 대기와 같이 특정대기 내에서 선구물질을 가연반응시켜서 내화성 결정질 화합물로 치환될 수 있는 물질이다.
예를들어 염화물, 수산화물, 황산염, 염기성 히드로클로라이드, 염기성 황산염, 염기성 질산염, 암모늄염 등과 같은 무기화합물 및 금속 할리드, 실란 화합물 등과 같은 유기 화합물이 선구 물질로서 사용될 수 있다. 보다 상세히 예를 들면, 염화알루미늄, 황산알루미늄, 질산알루미늄, 염기성 염화알루미늄, 염기성 황산알루미늄, 염기성 질산알루미늄, 제1염화주석, 제2염화주석, 사염화 지르코늄, 지르코늄 옥시클로라이드, 염화 나트륨, 삼염화티탄, 염화니켈, 염화마그네슘, 염화칼슘, 붕산알루미늄 등이 선구물질의 무기화합물로 사용될 수 있다. 염기성 알루미늄 아세테이트, 염기성 알루미늄 락테이트, 트리부틸틴 아세테이트, 알루미늄 아세테이트 아연 아세테이트, 트리메틸클로로실란, 트리메톡시메틸실란등과 같은 실란 화합물 및 폴리알루미늄녹산등과 같은 알루미늄 화합물이 선구물질의 유기화합물로서 사용될 수 있다.
선구물질은 수용액 또는 유기용매 용액내에서 유기섬유로 흡수될 수 있다. 선구물질이 기체상태에서 사용될 때 선구물질은 기체상태에서 유기섬유에 흡수될 수 있다. 흡수는 단독으로 흡수될 수 있거나, 화합반응에 의해서 흡수될 수 있다. 유기섬유를 팽창시킬 능력을 갖는 유기용매가 바람직하게 사용될 수 있다. 그외에도 유기섬유에 선구물질이 흡수되는 양을 증가시키기 위해, 선구물질을 흡수시키기 전에 유기섬유를 팽창시키는 능력을 갖는 물 또는 유기용매로 유기섬유를 처리하는 것이 바람직하다.
공지의 유기섬유용 각종 팽창제(Swelling Agent)들은 상기 언급한 처리에서 사용되는 용매로서 사용될 수 있다. 예를들어 물, 메탄올, 에탄올, 에탄올 아민, 에틸렌 디아민, 포름산, 아세트산, DMF, DMSO, 페놀족, 클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로포름, 사염화탄소, 트리클로로에틸렌, 피클로로에틸렌등이 상기의 목적으로 사용될 수 있다.
선구물질이 유기섬유로 흡수된 이후, 과량의 선구물질을 기본 섬유 공간구조물을 조정하고 있는 유기섬유 표면에서 제거하고 기본 섬유 공간구조물을 건조시킨다.
내화성 결정질 화합물 B 또는 그의 선구물질을 포함하는 기타의 섬유 공간구조물은 다음과 같이 방법에 의해 제조될 수 있다. 즉, 내화성 결정질 화합물 B 또는 그의 선구물질을 유기중합체와 혼합하고 혼합된 중합체를 상용되는 중합체용의 적절한 방사법 즉, 습식방사, 건식방사, 용융방사, 겔 방사 등과 같은 방법으로 섬유형 물질로 방적하여 섬유형 물질을 제조한다. 섬유 공간구조물은 상기의 섬유형 물질로 사용하여 제조된다. 상기 언급된 유기중합체는 유기섬유, 유기실리콘 중합체, 폴리알루미녹산 등을 제조하는 물질로서 사용되는 상응의 중합체들을 포함한다. 내화성 결정질 화합물 B 또는 그의 선구물질을 포함하는 섬유형 물질의 회분함량이 섬유형 물질의 오븐 건조 중량에 대해 10% 이상 95% 미만이 되는 것이 바람직하다.
회분함량이 10% 미만이면 섬유형 물질은 소결시켜 유기섬유를 제거한 후 섬유형 물질의 강도가 약해지므로 뒤이은 공정에서 섬유형 물질을 이루는 것이 어렵게 된다.
내화성 결정질 화합물 B 또는 그의 선구물질을 포함하는 기본 섬유 공간구조물을 소결시켜 내화성 결정질 화합물 B의 내화성 섬유공간 예비성형물을 제조한다. 이 소결단계에 있어서, 유기섬유는 분해되어 제거된다. 유기섬유를 분해하는 가열공정은 유기섬유가 착화되지 않은 온도에서 수행된다. 소결 단계에서 사용되는 대기는 상용하는 내화성 화합물을 소결시키는 대기와 대체로 동일하다. 즉 공기, 질소기체, 암모니아 기체, 수소기체, 헬륨기체, 아르곤기체, 네온기체등을 정상압력, 진공하에서 사용하거나, 상기 언급한 기체를 상기 언급한 목적을 위해 정성압력 이상의 압력에서 사용할 수 있다. 예를들어, 내화성 결정질 산화물 제조시, 비활성대기가 소결공정의 초기단계에서 사용될 수 있으며, 산화대기는 소결공정의 후기단계에서 사용될 수 있다. 내화성 결정질 질화물 제조시, 산화대기는 초기단계에서 사용될 수 있으며, 질소를 함유하는 화합물 대기, 즉 질소, 암모니아, 유기 아민족 등을 함유하는 대기는 최종단계에서 사용될 수 있다. 그외에 내화성 결정질 카바이드 제조시, 산화대기가 초기단계에서 사용될 수 있으며, 비활성대기가 최종단계에서 사용될 수 있다.
가열온도, 가열시간등과 같은 소결조건은 각각의 화합물에 따라 다르며 유기물질이 제거된 후 내화성 화합물의 섬유 공간전조물이 후기공정에 있어서 쉽게 조절될 수 있는 충분한 강도를 가지게 해주는 것과 동일한 방법으로 결정된다. 예를들어, 다음과 같은 가열온도가 각 화합물에 있어서 사용된다.
화합물 명칭 가열온도
SnO2600℃∼800℃
Al2O3700℃ 부근
ZrO2600℃∼800℃
SiN41300℃∼1400℃
AIN 1200℃ 부근
SiC 1400℃ 부근
이전에 기술한 방법에 의해 제조된 섬유형 공간 전조물을 구성하는 내화성 결정질 화합물 B의 섬유형 물질은 11㎛∼3mm 사이의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 섬유형 물질의 단면부는 비원형이며, 직경은 측정된 섬유형 물질의 단면적에 상응하는 단면적을 갖는 원의 직경으로 계산된다. 3mm 이상의 직경을 갖는 섬유 유형물질의 제조시 제조공정 및 더 나아가서 본 발명에 의한 섬유형 물질 또는 섬유형 공간구조물의 특성에 있어서 문제점을 야기시키며, 이는 즉 본 발명에 의한 물질이 3mm 이상의 직경을 가지는 섬유형 물질을 사용하여 제조될 때 이 섬유형 물질을 사용하여 수득될 수 있는 물질의 큰 표면적이 본 발명에 의한 물질 또는 구조물의 사용시 손실될 수 있다는 것을 뜻한다. 내화성 물질의 직경이 11㎛ 이하일 때, 섬유형 물질의 강도가 너무 약해지며 섬유의 절단이 없이는 후기 제조공정의 처리를 견뎌낼 수 없다. 섬유공간 전조물을 이루는 내화성 결정질 화합물 B의 섬유형 물질 다공성도는 5%∼50% 사이가 됨이 바람직하다. 다공성도가 5%미만이면, 두번째 또는 세번째 제조단계에 있어서 섬유 공간 전조물에 도포되는 내화성 결정질 화합물 A 또는 그의 선구물질의 침투를 방해하여 본 발명에 의한 특성을 갖는 내화성 공간구조물의 제조를 매우 어렵게 한다. 다공성도가 50% 이상일 때, 섬유형 물질의 강도를 매우 약하게 하며 후기 제조공정의 처리를 견디지 못한다. 섬유형 물질 다공성도의 보다 바람직한 범위는 15%∼40%이다. 다공성도는 유기섬유 회분 함량및/또는 소결조건을 조정함에 의해 조절된다. 물론 섬유 공간전조물에 사용된 각각의 내화성 결정질 화합물 또는 각각의 그의 선구물질에 적절한 조정조건을 결정하여 그에 따른 내화성 결정질 화합물 또는 그의 선구물질에 적절한 다공성도를 갖게 함이 필수적이다.
내화성 섬유 공간구조물의 제조방법에 세번째 단계는 내화성 결정질 화합물 물질 A를 내화성 섬유 공간 전조물에 도포한 다음 내화성 결정질 화합물 A를 포함하는 내화성 섬유공간전조물을 소결하는 단계이다.
내화성 결정질 화합물 A 및/또는 그의 선구물질이 내화성 결정질 화합물 원료로서 사용된다. 세번째 단계에서 사용되는 내화성 결정질 화합물 A 및 그의 선구물질의 종류의 기본적으로 내화성 결정질 화합물 B 및 그의 선구물질의 종류와 동일하다. 동일한 결정질 화합물 또는 선구물질이 내화성 결정질 화합물 A 및 B와 각각의 선구물질로서 사용될 수 있다. 물론 다른 화합물 또는 선구물질등이 화합물 A 및 화합물 B 또는 화합물 A의 선구물질로서 사용될 수 있다. 그러나, 바람직한 선구물질로는 염기성 알루미늄 락테이트, 염기성 염화알루미늄, 염기성 황산알루미늄, 염기성 질산 알루미늄, 염기성 알루미늄 아세테이트, 일염기성 알루미늄 포스페이트, 염화알루미늄, 사염화규소 및 부분 가수분해물질, 염기성 염화크롬, 염화크롬, 염기성 염화 지르코늄, 사염화 지르코늄, 염화주석, 염화 안티몬, 염화 이트륨 등이 사용될 수 있다.
내화성 결정질 화합물 A 및 그의 선구물질이 혼합상태 또는 화합물 A 및/또는 그의 선구물질의 두종류 이상이 연속하여 사용될 수 있다. 섬유 공간전조물에 도포되는 물질의 형태, 즉, 화합물 또는 그의 선구물질의 형태는 콜로이드분산용액, 용액, 액체, 증기등이며 사용되는 형태는 사용되는 물질에 따라 선택된다. 상기 물질들은 분자상태 또는 콜로이드 입자상태로 분산되어야 한다. 콜로이드 입자는 0.11㎛ 또는 그 미만의 직경을 갖는 입자이다. 내화성 결정질 화합물 A의 대부분이 물에 불용성이므로, 콜로이드 입자로서 화합물 A를 사용하는 것이 바람직하다. 예를들어 SiO2, TiO2, ZrO2, MgO, PbO, SnO2가 비교적 안정한 콜로이드 분산액을 형성할 수 있으나, 내화성 결정질 화합물 A의 선구물질이 수용액, 액체 또는 증기상에 분자 분산상으로 사용될 수 있다. 사용되는 물질이 분산액이거나 화합물 A 또는 두종류 또는 그 이상의 선구물질이 사용되어 침전되는 경향이 있을 때, 분산제를 사용하여 물질의 응집을 방지해준다. 상기 언급된 물질을 섬유공간 예비성형물에 도포하는 각종 방법이 사용될 수 있다. 예를들어 섬유 공간전조물을 도포할 물질의 증기상에 두는 방법, 섬유 공간 예비성형물을 도포할 물질의 분산액, 용액 또는 액체에 통과시키는 방법, 분무장치, 키쓰 로울(Kiss roll),로타그라비야 로울 (Rotagravure roll)등을 사용하여 섬유 공간구조물에 물질을 도포하는 방법등이 사용될 수 있다. 상기 물질들이 분산액, 용액 또는 액체상태로 섬유 공간전조물에 도포될 때, 그의 잔류양은 여과지에 의한 흡수, 원심탈수기, 흡수탈수기, 압축공기에 의한 탈수 등에 의해 제거될 수 있다. 상기 언급한 처리후 상기 언급한 물질로 도포한 섬유 공간전조물에 가열하여 건조시킨다.
섬유 공간전조물의 무게에 대해 내화성 화합물 A 또는 그의 선구물질의 부착도는 1∼50% 사이가 바람직하며, 보다 바람직하게는 2% 또는 그 이상이다. 부착도가 1% 이하일 때, 실제로 사용될 수 있는 충분한 강도를 갖는 내화성 섬유 공간구조물을 수득하는 것이 불가능해진다. 반면에, 부착도가 50% 이상일 때, 내화성 섬유 공간구조물의 표면에서 내화성 결정질 화합물 A의 결정성장이 증진되므로 내화성 섬유 공간구조물이 부스러지기가 쉽다. 더구나. 내화성 섬유 공간구조물을 이루는 섬유형 물질이 내화성 결정질 화합물 A의 많은 양으로 도포되어 있고 본 발명에 의한 내화성 섬유 공간구조물에 기본적으로 도포된 섬유형 물질의 형태가 소멸되므로 본 발명에 의한 내화성 섬유 공간구조물이 다공성이라는 특징이 없어지게 된다.
그렇기 때문에, 도포된 물질의 형태의 안정도를 증가시킬 수 있고 본 발명에 의한 내화성 섬유 공간구조물의 압축강도를 증가시킬 수 있는 범위에서 부착도를 최소치로 결정하는 것이 필요하다.
그 다음, 내화성 결정질 화합물 A 또는 그의 선구물질이 도포된 섬유 공간전조물이 소결된다.
본 발명에서 사용되는 "소결"이라는 용어는 주로 고체 분말로 이루어져 있는 물질의 용융점 미만의 온도에서 고체분말의 집합체를 가열하여 연소에 의해 고체분말을 경화시키는 공정이며, 그리고 상기 언급한 공정에 의해 수득되는 상태를 의미하기도 한다. 즉 소결은 고체분말의 집합체를 고온에서 가열하여 고체분말의 입자들을 서로 결합시켜 기계적 강도를 갖는 블럭을 형성시키는 현상이거나 공정이다. 소결은 고체상 소결 및 액상 소결을 포함한다. 고체상 소결은 고체 입자간의 결합을 뜻한다. 고체분말의 특정혼합물이 사용될 때 고체분말을 가열하는 동안 몇 종류의 용융된 물질이 생기는 경우도 있다. 액상소결은 열 종류의 용융된 물질이 포함되었을 때 일어나는 농밀화 현상이다.
소결의 조건에 관해서는, 대기, 온도 및 섬유 공간전조물을 이루는 섬유형 물질의 내부로부터 섬유 공간전조물에 도포되는 내화성 결정질 화합물 A 또는 그의 선구물질을 충분히 분산시켜, 선구물질이 내화성 경정질 화합물 A 대신 사용될 때 선구물질을 결정질 화합물로 바꾸어주고, 내화성 결정질 화합물 A 및 B의 고체 수용액 또는 새로운 화합물의 형성 및/또는 내화성 결정질 화합물 B의 결정입자의 접촉면적을 결합시키는 것을 증진시켜 줄 수 있는 공정시간을 선택할 수 있다. 예를들어, 공기, 질소기체, 암모니아기체, 수소기체, 헬륨기체, 아르곤기체, 내온기체, 진공등과 같은 상용되는 디기조건이 소결공정시 대가로서 사용될수 있다. 두종류 또는 그 이상의 기체혼합물이 사용될 수 있다. 예를들어, 내화성 결정질 산화물 제조시 소결공정의 초기단계에서는 비활성 기체가 사용될 수 있으며, 후기단계에서는 산화성 대기가 사용될 수 있다.
내화성 결정질 질화물 제조시 소결공정의 초기단계에서는 산화성 대기가 사용될 수 있으며 후기단계에서는 질소함유 화합물, 즉 질소기체, 암모니아기체 또는 유기아민이 사용될 수 있다. 내화성 결정질 카바이드 제조시, 소결 공정의 초기단계에서는 산화성 대기가 사용될 수 있으며 후기단계에서는 비활성 기체 또는 탄소함유 기체가 사용될 수 있다. 상기 언급된 조건의 대기하에서, 적절한 온도 및 적절한 공정시간이 선택된다.
내화성 결정질 화합물 A 또는 그의 선구물질이 도포되는 섬유공간전조물은 적재되거나 바람직한 형태 또는 모양을 형성하여 소결공정 전에 사용에 적절한 형태를 갖는 내화성 섬유 공간구조물을 수득하게 해준다. 즉 상기 언급한 소결 공정전의 섬유 공간전조물은 비교적 유연하며 필요시에는 성형공정이 섬유 공간전조물에 적용될 수 있다. 예를들어, 직포, 편성포, 또는 부직포와 같은 형태를 갖는 섬유 공간전조물은 원통형을 갖는 전조물로 만들어질수 있거나 파형으로 사용될 수 있다.
가열성분은 한 종류 또는 그 이상의 섬유 공간전조물과 함께 적재될 수 있다. 800℃이상의 열에 견디어내는 상응되는 각종 가열성분이 본 목적을 위해 사용될 수 있다. 예를들어, 니켈-크롬 합금, 철-크롬-알루미늄 합금, 몰리브데늄디실리사이드, 실리콘 카바이드, 텅스텐 카바이드, 텅스텐, 백금 등으로 만든 선이 사용된다. 그외에도 가열증진(Heat Build-up)성질을 갖는 내화성 결정질 화합물, 즉, 실리콘카바이드의 화합물, 몰리브데늄 실리사이드등의 화합물 또는 그의 조성물이 사용될 수 있다.
이전에 상세히 기술된 방법에 의해 제조된 내화성 섬유형 물질 및 내화성 섬유 공간구조물의 구조 및 조성에 대해 이후에 기술될 것이다.
본 발명에 의한 내화성 섬유형 물질은 내화성 결정질 화합물질 A를 내화성 결정질 물질 B로 제조된 섬유형 물질에 도포하고 소결하여 형성된 섬유형 물질이다. 그리고 적어도 내화성 결정질 화합물 A의 일부분이 내화성 결정질 화합물 B의 섬유형 물질 내부로 침투하여 화합물 A 및 B가 합해져 섬유형 물질을 이루게 된다. 즉 내화성 섬유형 물질을 내화성 결정질 화합물 B의 코어 부분 및 내화성결정질 화합물 A의 표면부분으로 이루어진 표면-코어구조를 갖는다. 그러나 뚜렷한 경계면이 코어부분과 표면부분에 주어져 있지 않으며 적어도 내화성 결정질 화합물 A의 한부분은 코어부분의 표면으로 침투하여 내화성 결정질 화합물 A 및 B가 합해져 있는 상태가 내화성 섬유형 물질내에 형성된다. 그외에도 섬유형 물질 단면부 내의 내화성 결정질 화합물 농도는 내화성 섬유형 물질의 표면에서 그의 중심부로 갈수록 점차 감소한다. 예를들어 코어내의 내화성 결정질 화합물 A의 소량은 내화성 섬유형 물질 표면에서 검출될 수 있다.
적어도 내화성 결정질 화합물 A의 일부분이 섬유형 물질의 표면에서 섬유형 물질의 중심까지 침투함을 X-선 미소 분석기로 한 성분을 분석하여 확인할 수 있다. 즉 제 1 도에서 표시되어 있는 내화성 섬유형 물질의 단면부에 있는 각점 A,B,C,D 및 E에 대해 X-선 미소 분석기의 점 분석을 사용하여 섬유형 물질을 이루는 각 성분의 농도변화를 조사하는 것이 가능하다. 제 3a 도에서 제 3e 도는 X-선 미소 분석기로 관찰된 내화성 섬유형 물질 단면부의 현미경 사진이며, 각 도면에 있는 수평선과 수직선의 교점은 제 1 도의 각점 A,B,C,D 및 E에 상응한다.
내화성 결정질 화합물 A의 조성이 내화성 결정질 화합물 B의 조성과 완전하게 동일한 경우가 있다. 이 경우에 있어서는, 주사형 전자현미경으로 제 1 도상의 각점 A, B, C, D 및 E에 있는 결정질 입자의 크기를 측정하여 내화성 결정질 화합물 A 및 내화성 결정질 화합물 B의 농도변화를 조사할 수 있다. 내화성 결정질 화합물 A는 보통 최저 필요량으로 선구물질의 콜로이드상태 또는 분자 분산상태로 사용되며, 내화성 결정질 화합물 A는 내화성 결정질 화합물 B의 입자보다 더 작은 결정질 미세입자를 형성한다.
제 1 도는 X선 미소분석기로 분석하여 내화성 섬유형 물질1의 단면부상의 내화성 결정질 화합물 A 및 B의 농도변화를 설명해주는 모델 도면이다. 제 1 도에 있어서, 2는 내화성 결정질 화합물 B를 표시하고, 3은 내화성 결정질 화합물 A를 표시한다. 명백하게 이해될 수 있는 것처럼, 내화성 결정질 화합물 B는 제 2a 도에서 보듯이 내화성 섬유형 물질의 표면에 있을 수 있으며 내화성 결정질 화합물 A는 내화성 섬유형 물질의 중심 가까이에 있을 수 있다.
수득된 섬유형 물질이 결정질 물질인지 아닌지를 광각 X-선 회절법(Wide Angle X-ray Diffraciton)으로 확인할 수 있다. 명백한 회절선을 회절방법 또는 투과방법을 사용하는 X-선 회절법으로 관찰할 때, 관찰된 내화성 섬유형 물질은 결정질 물질인 듯하다. 회절선의 각도 크기를 근거로 하여 결정을 확인할 수 있다. 그외에도, X-선 미소 분석기를 사용하는 원소분석을 기초로 하고 주사 전자현미경을 사용하여 관찰하여 결정의 존재를 확인할 수 있다.
내화성 결정질 화합물 B로 이루어져 있고 섬유형 전조물을 구성하는 섬유형 물질은 내화성 결정질 화합물 B 또는 선구물질을 포함하는 유기섬유를 연소하여 유기섬유를 캐스트 토프(Cast-off)표면상태로 만들어 주어 제조되는 것이 중요하며, 이렇게 하여 수득된 섬유형 물질은 보통 높은 다공성도 및 결정 입자간의 약한 결합력을 가지므로 큰 압축강도를 가질 수 없으나, 결정입자의 표면의 활성도는 크다. 그러므로 내화성 결정질 물질 A 즉 섬유 공간전조물에 도포된 내화성 결정질 A 또는 그의 선구물질은 쉽게 내화성 결정질 화합물 B의 섬유형 물질로 침투할 수 있으며, 내화성 결정질 화합물 B와내화성 결정질 화합물 A 사이의 강한 결합이 소결 공정중에 일어난다. 즉 내화성 결정질 물질 A는 콜로이드 입자 또는 분자 분산상태에 있으므로, 내화성 결정질 화합물 A는 매우 활성적인 중간물을 거쳐 소결 공정중에 결정 미세입자 또는 결정질로 변하여 내화성 결정질 화합물 A, 내화성 결정질 화합물 B의 고체용액을 거쳐 형성되는 내화성 결정질 물질 B의 결정 미세입자의 표면과 내화성 결정질 화합물 A 사이에 강한 결합이 형성되거나 그들 사이에 새로운 결정질 화합물이 형성되어 내화성 결정질 화합물 B의 결정 입자 사이에 강한 결합을 이루도록 한다.
본 발명에 의한 내화성 섬유형 물질은 이전에 기술된 섬유형 물질의 내부구조를 가지므로, 내화성 섬유형 물질은 강체형태 및 결합력을 강하게 해주는 큰 압축강도를 갖는다. 상기 특징으로부터 내화성 결정질 물질 B에 내화성 결정질 화합물 A의 섬유형 물질을 단지 도포만 하거나 충전만 할 수 없다는 것이 명백하다. 내화성 결정질 화합물 A의 양이 비교적 소량이다 할지라도 상기 언급된 특징이 얻어질수 있다. 반대로 많은 양의 내화성 결정질 물질 A가 사용되면, 내화성 섬유형 물질의 표면에서 내화성 결정질 화합물 A의 결정 성장률이 증진되므로 결정입자들 사이에 균열이 일어나 섬유형 물질이 부스러지기 쉽게 된다.
본 발명에 의한 내화성 섬유 공간구조물은 내화성 섬유형 물질들이 대체적으로 내화성 섬유 공간구조물에 함께 고정되어 있는 것과 동일한 방법으로 상기 언급한 다수의 내화성 섬유형 물질들로 구성되어 있다. 즉 내화성 섬유 공간구조물은 내화성 결정질 화합물 A를 거쳐 생성되거나 내화성 결정질 화합물 A와 내화성 결정질 화합물 B 사이에 고체 용액의 생성에 의해 일어나는 강한 결합을 가지거나 다수의 내화성 섬유형 물질 사이에 접촉면적을 가지며, 내화성 섬유형 물질 내부에서 발생하는 결합력 및 그의 접촉표면에서 발생하는 결합력에 의해 야기되는 0.3kg/cm2∼500kg/cm2의 강한 압축강도를 갖는다. 내화성 섬유 공간구조물은 대체로 다공성 구조이며 강한 압축강도를 가지므로, 내열 필터등과 같은 각종 분야에 효율적으로 사용될 수 있다.
[실시예 ]
본 발명은 실시예들에 의해 더 상세히 설명될 수 있으며, 이 실시예들은 본 발명을 국한시키지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 각종 특성의 정의 및 측정은 다음과 같다.
측정조건
시료길이:2cm
인장속도(일정속도):1cm/분
압축강도(JIS K-7220)
측정조건
압축속도:0.1cm/분
압력은 섬유속의 길이방향에 직각 방향으로 섬유속에 가해진다.
세점 휨 시험
세점 휨 시험은 JIS R 1601에 근거하여 파인 세라믹(Fine-Ceramic)의 휨 강도를 시험하는 방법에 의해 수행된다.
측정조건
시료의 총길이 : Lt :70mm
시료의 폭 : W :30mm
시료의 두께 : t :임의의 정함
지지체 사이의 거리 : L :30mm
크로스(Cross)가열속도 : 0.5mm/분
휨 강도는 다음식으로부터 계산되는 평균 값으로서 얻어진다.
세점 휨 강도=
Figure kpo00001
상기식에서 P는 시료가 파괴될 때 걸린 최대 부하값을 나타낸다.
다공성도
다공성도는 하기식에서 의해 표시된다 :
다공성도(%)=
Figure kpo00002
겉보기 비중은 시료약 0.1g과 공기 비중계를 사용하여 측정된다. 시험될 섬유형 물질을 600℃온도에서 2분간 가열한다. 모르타즈(Mortise) 및 페슬(Peste)을 사용하여 분쇄한 다음, 섬유형 물질의 평균 직경의 5배 또는 그 미만의 길이를 갖는 분말시료를 제조하여 분말성 시료의 함량을 임의의 닫혀진 공간내에서 최소화시킨다.
이렇게 하여 비료의 참 비중과 동일하거나 거의 동일한 겉보기 비중의 값이 측정된다.
부피 비중의 측정은 다음과 같이 수행된다.
시료를 프로판 불꽃에 매달라 섬유형 물질의 길이를 측정한다. 마이크로미터가 장치되어 있는 현미경이 사용되며 섬유형 물질의 길이는 섬유형 물질의 전 길이를 주사하여 마이크로미터가 이동하는 거리로서 측정된다. 프로판 불꽃에 의해 파괴되는 경향을 가진 섬유형 물질의 부피비중 측정시에는 섬유형 물질이 확대사진을 사용하여 그 길이를 측정할 수 있다. 섬유형 물질의 직경은 2.5×10-3mm의 정밀도로 전선이 장치된 한 개의 접안렌즈를 갖는 현미경으로 측정될 수 있다. 시료의 무게는 1×10-7g의 정밀도로 측정할 수 있는 저울로 측정한다. 섬유형 물질의 사용된 최소량은 1×10-5g이다.
원형 단면적을 갖는 섬유형 물질의 부피비중은 하기식에 의해 계산된다.
부피비중=
Figure kpo00003
비원형 단면적을 갖는 섬유형 물질의 부피비중은 하기식에 의해 계산된다.
부피비중=
Figure kpo00004
회분함량
유기섬유 및 유기섬유에 도포된 내화성 결정질 화합물 B 또는 그의 선구물질의 회분함량은 하기식에 의해 계산된다.
회분함량 Wa(%)=
Figure kpo00005
상기식에서 W는 유기섬유 및 유기섬유에 도포된 내화성결정질 화합물 B 또는 그의 선구물질의 오븐 건조 중량을 표시하며, W1은 무게 W를 갖는 물질이 가열된 백금 도가니에 장치되어 일정한 무게를 가지게 될 때의 상기 언급한 섬유형 물질의 무게를 표시한다.
물질의 유기성분이 분해된 다음 그 물질은 회분이 된다.
내화성 섬유 공간전조물에 대하여 사용되는 내화성 결정
질 화합물의 양
상기 언급한 양은 다음식에 의해 표시된다.
유도양 WA(%)=
Figure kpo00006
상기식에서 W2(g)는 섬유 공간전조물의 섬유형 물질의 오븐 건조 중량을 나타내며, W3(g)는 섬유형 물질의 오븐 건조중량을 나타낸다.
원소의 분석
원소의 분석은 니흔 덴시사(Nihon Denshi CO., Ltd.)에서 제조하는 "JSM-T 300"형 전자 현미경 및 오르테크사(Ortec Co)에서 제조하는 "EEDS-1"형 X-선 미소 분석기로 이루어진 X-선 미소분석기에 의해 수행된다.
결정의 확인
결정의 확인은 섬유형 물질 및 내화성 결정질 화합물로 이루어진 섬유 공간구조물과 내화성 결정질 화합물 A가 더 도포된 물질 및 섬유 공간구조물을 X-선 분석법으로 분석하여 수행한다. 그러나, 시료의 형태 또는 강도가 약할 때, 시료를 모르타즈나 페슬로 분말화하여, 결정의 확인을 불말상에서 수행한다.
[실시예 1]
6단/인치 및 5웨일스/인치로 된 리브 편성포(Rib Knitted Fabric)는 5GG횡편기에 비스코스레이온 필라멘트 250d/10f로 만든 얀(Yarn) 세가닥을 사용하여 기본 섬유 공간구조물로 제조된다.
기본섬유 공간구조물 실온에서 1시간동안 30중량%의 염화 제2주석에 담근후 헹궈주고, 인산수소이나트륨 7중량%에 60℃에서 1시간 동안 담근후 헹궈준다. 기본 섬유 공간 구조물의 무게는 상기 언급한 처리를 5회 반복하면 원래 무게의 214% 만큼 증가한다. 그 외에도, 기본 섬유 공간구조물 4% 소듐 실리케이트 (제1번)에 담갔다가 헹구어 주어 과량의 소듐 실리케이트를 제거해준다. 상기 처리후, 기본 섬유 공간 구조물의 무게는 원래 무게보다 245% 증가한다. 생성된 기본섬유 공간구조물을 열류 건조기내 80℃에서 건조시킨 후 상자형 전기 용광로에 정치하고 이 구조물을 소결시킨다. 연소공정에 있어서 용광로의 온도는 공기중에서 50시간 동안 400℃로 증가시키고, 4시간동안 400에서 800℃로 증가시키고 800℃에서 5시간 유지시킨다. 수득된 섬유 공간 구조물, 즉 본 명세서에서 설명된 내화성 섬유 공간건조물은 73%의 회분 함량 WB및 31.3%의 다공성도를 갖는다. 내화성 섬유 공간 전조물은 백색이며, 생성된 전조물은 이산화주석의 섬유 공간 구조물임이 광각 X-선 회절법으로 회절선을 검증하여 확인된다. 생성된 내화성 섬유 공간전조물을 상응하는 원래의 기본 섬유 공간구조물의 크기를 수축하려고 하나 원래의 기본 섬유 공간구조물에 상응하는 형태가 유지된다. 내화성 섬유 공간전조물의 구조는 매우 약하여 측정될 수 없다. 즉 내화성 섬유 공간전조물의 압축강도는 50g/cm2정도로 작거나 그 미만이나 주의깊게 다루면 일련의 공정에 있어서 상기 전조물을 사용할 수 있다.
다음, 하기와 같은 처리들을 내화성 섬유 공간전조물에 사용하여 내화성 섬유 공간구조물을 수득한다.
내화성 섬유 공간전조물 Al2O326.5%, SiO212% 및 락트산 27%를 함유하고 있고 다끼 가가꾸사(TaKi KagaKu Co., Ltd)다끼셀룸 2500(Takiselum 2500)으로 생산하는 알루미늄락테이트 및 이산화규소의 혼합물의 10중량% 현탁용액에 담근 다음, 여분의 용액은 여과지게 이 건조물을 통과시켜 제조한다. 내화성 섬유 공간전조물상에 있는 혼합물질의 유도된 WA양은 8.9중량%이다. 혼합물질이 도포된 내화성 섬유 공간전조물을 100℃열류 건조기내에서 건조시킨 후 상자형 전기 용광로에 정치시켜 내화성 섬유 전조물을 소결처리한다. 소결 공정시 용광로의 온도는 공기내에서 5시간 동안 400℃로 증가시키고, 그 다음 5시간 동안에 500℃에서 1350℃로 증가시키고 1350℃를 1시간 동안 유지해준다.
수득된 섬유 공간구조물, 즉, 본 명세서에 상술된 내화성 섬유 공간구조물을 광각 X-선 회절법으로 측정할 때, 이산화 주석 결정 및 뮬라이트 결정의 뚜렷한 회절선이 관찰되며, 이는 내화성 섬유공간구조물이 주로 이산화주석 결정 및 뮬라이트 결정으로 구성되어 있음을 확인해준다. 내화성 섬유 공간구조물을 이루는 내화성 섬유 물질 사이의 결합이 부분적으로 일어나기 때문에, 내화성 섬유 공간구조물은 강체 상태의 원래의 기본 섬유 공간구조물의 수축된 형태를 갖는다.
비교실시에 1에서, 다음과 같은 섬유 공간구조물이 제조된다. 즉 실시예 1의 중간물로서 사용되는 내화성 섬유 공간 전조물을 변형된 디메틸 폴리실록산(제품명:폴론(Polon MR, 신에쓰 가가꾸사(Shinestsu Kagaku Co.,Ltd)의 20중량% 용액에 담갔다가 건조시킨다. 이 전조물을 프로판 불꽃 및 공기에서 5시간 동안 가열하여 도포된 층을 유리화한다. 수득된 섬유 공간구조물이 주로 산화주식, 뮬라이트 및 알루미나로 이루어져 있음이 광각 X-선 회절법에 의한 회절선을 확인할 수 있다.
본 발명에 의한 내화성 섬유 공간구조물의 실시예 1 및 비교실시예 1에서의 압축강도를 측정하여 표 1에 실었다.
그외에도 내화성 섬유 공간구조물을 제조하는데 사용된 것과 동일한 소결공정으로 내화성섬유 공간전조물에서 방지한 얀을 처리하여 내화성 섬유형 물질을 제조한다. 또한 비교실시예 1에 상응하는 유리질화 안 이 제조된다. 두종류 얀의 인장강도 및 인장 탄성률을 측정하여 표 1에 실었다.
실시예 1의 내화성 섬유 공간구조물의 압축강도, 인장강도 및 인장 탄성율이 크게 개선되었음이 표 1에 나타나 있다. 실시예 1의 얀은 경화성 있는 잘 분리되는 섬유로 되어 있다.
[표 1]
Figure kpo00007
제 1 도에 지정된 5개의 점 A∼E에 대해 X-선 미소분석기로 점(Point) 분석한 결과로 표 2에 실었다. 본 발명에 의한 섬유형 물질의 표면부분을 기본적으로 이루는 내화성 결정질 화합물인 알루미늄이 섬유형 물질의 표면에서 섬유형 물질의 내부로 침투함을 보여주고 있다.
[표 2]
Figure kpo00008
실시예 1에 상응하는 섬유형 물질의 단면부가 소결공정에서 소결단계로의 변화상태가 제 2a 도에서 제 2c 도에 실린 전자현미경 사진에 나타나 있다. 제 2a 도는 800℃에서 5시간동안 소결된 섬유형 물질의 단면부를 나타내는 전자현미경사진이다. 제 2a 도는 기본 섬유 공간구조물 제조용 비스코스레이온필라멘트의 섬유 구조가 남아있음을 보여주고 있다. 전자현미경 사진에서 "S"로 지정되어 있는 부분은 소결된 섬유형 물질의 표면부분이며 소결처리된 후 농밀한 구조를 갖는다. 전자현미경사진에서 "C"로 지정되어 있는 부분은 소결된 섬유형 물질의 코어부분이며 소결처리된 후 다공성 구조를 갖는다.
제 2b 도는 소결공정중 온도가 1300℃까리 올라갔을 때 전지 용광로에 방출해낸 섬유형 물질의 단면부를 설명해주는 전자현미경사진이며, 결정입자가 섬유형 물질의 외부표면에서 성장하기 시작하며, 결정의 성장 및 소결현상은 섬유형 물질의 내층에서 시작되고 있음을 보여주고 있다. 상기 언급한 모든 경우에 해당되는 것은 아니지만, 표층이 제 2 도로부터 알 수 있듯이 농밀하므로 결정입자의 성장 및 소결현상이 코어층과 비교하여 외부표면에서 더 급속히 진전된다고 생각한다.
제 2c 도는 소결된 섬유형 물질의 단면부를 설명해주는 전자현미경사진이다. 이 사진으로부터 알수 있듯이, 섬유형 물질은 매우 농밀하게 된다.
[실시예 2]
17단/인치 및 14웨일스/인치로 된 리브 편성포는 10GG횡편기에서 비스코스레이온 필라멘트 120d/8f로 만든 두 개의 얀을 사용하여 기본 섬유 공간구조물로 제조된다.
내화성 결정질 화합물의 선구물질을 함유하고 81%의 회분성분을 가지고 있는 비스코스레이온 필라멘트로 구성되는 있는 기본 섬유 공간구조물은 실시예 1에서 기본 섬유공간구조물에 대해 사용한 처리와 동일한 처리를 사용하여 수득된다. 선구물질을 갖는 기본섬유 공간구조물은 800℃에서 정치시키는 시간만 1시간에서 20시간으로 바꾸어 주는 것만 제외하고 실시예 1과 동일한 처리로 소결하여 내화성 섬유 공간전조물을 수득한다. 결정의 상태, 형태의 변형 및 수득된 내화성 섬유 공간전조물의 강도는 대체적으로 실시예 1과 동일하다.
실시예 1에서 사용한 것과 동일한 내화성 결정질 화합물질을, 이 물질의 용액농도를 표 3의 A난의 값으로 유도된 이 물질의 용액 양 WA를 표 3의 B난의 값으로 대체하여, 내화성섬유 공간전조물에 도포한다.
그외에 본 실시예 2에 대한 비교 실시예에서는 실시예 2에서 사용된 내화성 결정질 화합물질을 대신하여 단지 물만 사용하여 실시된다.
다음, 내화성 결정질 화합물질을 도포한 내화성 섬유 공간전조물 5장 사이트를 적재상태로 상자형 전기 용광로에 정치하고 대기내에서 소결하여 내화성 섬유 공간구조물을 수득한다. 소결공정에 있어서 용광로의 온도는 8시간에 걸쳐 800℃로 증가시키고, 그다음 30분간에 걸쳐 800℃에서 1200℃, 2시간에 걸쳐 1200℃에서 1400℃로 증가시키고 1시간 동안 1400℃에서 정치시킨다. 수득된 내화성 섬유 공간구조물의 결정상태는 실시예 1에서의 경우와 같다.
적재된 내화성 섬유 공간구조물의 세점 휨 강도의 측정값을 표 3의 C난에 실었다. 표 3으로부터 알 수 있듯이 유도양 WA가 1% 이상일 때, 휨 강도는 증가한다. 휨강도는 유도양 WA가 증가할수록 더 증가하며 적재된 내화성 섬유 공간구조물의 외형은 기본 섬유 공간구조물의 수축된 형태를 갖는 5개의 내화성 섬유 공간구조물이 적재된 상태를 유지하며, 적재된 내화성 섬유 공간구조물로 구성되어 있는 섬유형 물질이 부분적으로 결합되어 있으므로 적재된 내화성 섬유 공간구조물이 단단해진다. 유도양 WA가 40% 가까이 될 때, 섬유형 물질 일부분이 내화성 결정질 화합물로 도포되어 있으므로 단일 필라멘트형이 되지만, 섬유 공간구조물의 특성은 여전히 유지된다. 그러나 유도양 WA가 70%가까이 되면, 섬유 공간구조물 그 자체는 소결공정에 사용되는 내화성 결정질 화합물로 완전히 도포되며, 이 경우에
[표 3]
Figure kpo00009
있어서 내화성 섬유 공간구조물은 그의 특성을 상실하여 판형 물질이 된다.
[실시예 3]
16단/인치 및 10웨일스/인치로 된 밀라노-리브(Milano-Rib)편성포는 7GG 횡편기에서 비스코스레이온 필라멘트 120d/8f의 4개의 얀을 사용하여 기본 섬유 공간구조물로 제조된다.
생성된 기본 섬유 공간구조물을 1시간 동안 물에 담가 비스코스레이온 필라멘트의 섬유를 팽창시킨 다음, 이 기본 섬유 공간구조물을 5분간 원심탈수기(2500r.p.m)로 처리하여 과량의 물을 제거한다. 기본 섬유 공간구조물을 실온의 온도를 갖는 염화알루미늄용액 2.8몰/1에 50시간 동안 담근후 원심탈수기로 5분간 탈수시켜 과량의 용액을 제거한다.
상기 기본 섬유 공간구조물을 50℃에서 열류 건조기로 건조시킨 후 관형 전기용광로에 정치하여 소결시킨다. 염화알루미늄 함유된 기본 섬유 공간구조물의 회분함량 WB는 24%이다. 소결 고정에 있어서 용광로의 온도는 질소 기체내에서 10시간에 걸쳐 400℃로 올리고, 그 다음 400℃에서 1300℃로 3시간 동안에 증가시키고, 다시 40시간에 걸쳐 1300℃에서 1400℃로 증가시킨다. 굉각X선 회절법을 사용하여 회절선을 확인하여 상기 전조물이 질화 알루미늄의 섬유공간 구조물로 되어 있음을 확인한다. 작은 힘이 내화성 섬유공간전조물위에 걸리더라도 상기 건조물의 형태는 파괴되어 분말형 물질이 된다. 그러나, 뒤이은 공정에서 상기 전조물을 주의깊게 다루면 사용할 수 있다.
40℃ 대기온도 및 상대습도 95%에서 질화 알루미늄으로 이루어진 내화성 섬유 공간전조물을 24시간동안 방치하여 물성분이 전조물에 흡수될 수 있게한 다음, 건조기에 정치한다.
건조기내의 대기를 흡인하여 진공으로 만든 후, 상기 건조물을 1시간동안 트리메틸실란의 대기내에서 반응시킨다. 건조물을 건조기에서 꺼내어 열류 건조기 내에서 100℃로 건조시킨다. 건조물에 도포된 트리메틸실란의 유도량 WA는 8.5%이다. 상기 전조물을 관형 전기 용광로에 정치하고 소결 처리한다. 먼저, 용광로의 온도를 질소기체 및 에탄올기체가 혼합된 기체내에서 10시간에 걸쳐 1300℃로 올린 다음, 3시간에 걸쳐 1300℃에서 1400℃로 증가시키고 1400℃에서 5시간동안 유지시킨다. 광각 X선 회절법으로 수득된 내화성 섬유 공간구조물을 측정하여 질화 알루미늄 결정 및 실리콘 카바이드 결정의 뚜렷한 회절선을 관찰할 수 있으며, 내화성 섬유 공간구조물이 주로 질화 알루미늄 결정 및 실리콘 카바이드 결정으로 이루어져 있음을 확인할 수 있다. 이 시료의 내화성 섬유 공간구조물은 부분적으로 생성되는 내화성 섬유 공간구조물로 이루어진 내화성 섬유형 물질사이의 결합에 의한 강체상태의 원래의 기본섬유공간구조물의 형태보다 수축된 형태를 갖는다.
내화성 섬유공간구조물의 압축강도는 0.8kg/㎠ 이다 실시예 3의 내화성 섬유 공간구조물을 구성하는 섬유형 물질의 점 분석은 X-선 미소 분석기로 5개의 점에 대해 실시하며 그 결과가 제 3a 도에서 제 3e 도까지의 현미경 사진에 나타나 있다. 제 3e 도는 큰 배율을 사용하여 섬유형 물질의 외부표면에 모습을 가능한한 자세히 알수 있도록 하였다. 사진에서 수평선과 수직선의 교점은 분석대상이 점이며, 제 1 도에서 실시예 1의 섬유형 물질구조를 설명하는데 사용된 각점 A∼E 에 상응한다.
표 2는 소결공정에 사용된 규소가 섬유형 물질의 외부표면에서 그의 내부표면으로 침투하는 현상을 보여준다.
[실시예 4]
실시예 2에서 사용된 기본 섬유 공간구조물이 실시예 4의 기본 섬유 공간구조물로 사용된다.
상기 기본 섬유 공간전조물을 1시간동안 물에 담가 비스코스레이온 필라멘트의 섬유을 팽창시킨 다음 기본 섬유 공간구조물을 원심탈수기(2500r.p.m)로 5분간 탈수시켜 과량의 물을 제거한다. 기본 섬유 공간구조물을 실온에서 표 4의 A난에 기술된 화합물 용액에 담근다. 화합물의 농도는 표 4의 B난에 기술되어 있으며 기본 섬유 공간구조물의 용액에 담그는 시간은 표 4의 C난에 기술되어 있다. 화합물 용액이 함유된 기본 섬유 공간구조물을 원심탈수기로 5분간 탈수시켜 과량의 용액을 제거하고 일류 건조기로 50℃에서 건조시킨 후 상자형 전기 용광로에 정치시켜 대기에서 기본 섬유 공간구조물을 소결시킨다. 소결 공정은 표 4의 E 난에 기술되어 있다. 수득된 섬유 공간구조물, 즉 내화성 섬유 공간전조물의 회분함량 WB는 표 4D난에 기술 되어 있다. 표 4에 기술된 시료 1,2 및 3의 내화성 섬유 공간전조물의 다공성도는 19.7%이다. 광각 X-선 회절법으로 회절선을 확인하여 각각의 전조물이 표 4의 F 난에 기술된 결정질 화합물의 섬유 공간구조물임을 확인한다. 작은 힘이 내화성 섬유 공간전조물에 걸린다 하더라도, 상기 전조물의 형태가 파괴되어 분말성 물질이 된다. 그러나 주의깊게 다루면 뒤이은 공정에서도 상기의 전조물을 사용할 수 있다.
각각의 내화성 섬유 공간전조물을 표 4의 G난에 기술된 화합물을 용액에 담그고 과량의 용액을 여과지를 통해 제거한다. 사용된 화합물 용액의 농도가 표 4의 H 난에 기록되어 있다. 전조물에 도포된 화합물의 유도된 양 WA는 표 4의 J 난에 기록되어 있다. 상기 화합물로 도포된 내화성 섬유 공간전조물을 열류 건조기로 100℃에서 가열한 후 상자형 전기용광로에 정치시키고 대기에서 소결처리한다. 소결공정의 조건은 표 4의 I 난에 기재되어 있다. 수득된 각각의 섬유 공간구조물을 광각 X-선 회절법으로 측정하여 표 4의 K 난에 기재된 뚜렷한 결정질의 화합물의 결정의 회절선을 관찰하였으며, 각각의 내화성 섬유 구조물이 주로 표 4의 K 난에 기재되어 있는 결정질 화합물의 결정으로 이루어져 있음을 확인하였다. 수득된 내화성 섬유 공간구조물은 기본 섬유 공간구조물의 수축된 형태이며 내화성 섬유 공간구조물을 이루는 섬유형 물질이 부분적으로 결합되어 있으므로, 강체화된다. 내화성 섬유 공간구조물의 압축 강도가 표 4의 L 난에 기재되어 있다.
제 1 도에 표시된 5개의 점 A∼E 에 대한 시료 1,4 및 5의 X-선 미소 분석기에 의한 점 분석결과가 표 2에 기재되어 있다. 표 2는 소결공정에서 사용된 내화성 섬유 공간구조물의 원소들이 섬유형 물질의 외부표면에서 내부로 침투함을 보여주고 있다.
[표 4]
Figure kpo00010
[실시예 5]
실시예 5에서 본 발명에 의한 내화성 섬유 공간구조물의 사용에 의존하는 기본 섬유 공간구조물의 각종 형태가 사용될 수 있다. 예를들어 직포, 편성포, 다수의 파일(Pile)을 갖는 직포 또는 편성포 혹은 부직포가 기본섬유 공간구조물로 사용될 수 있다.
실시예 5에서 다음과 같은 기본 섬유 공간구조물을 사용한다.
기본섬유 공간구조물 I
두께가 5mm이고 단위 면적당 중량이 450g/m2이며 1.5d×38f인 큐프르암모늄 레이온 스테이플의 웨브(Web)에서 니들 펀칭(Needle Punching)공정으로 제조한 부직포.
기본 섬유 공간구조물 II
인치당 107올 및 70위사를 갖고 75d/50f인 큐프르암모늄 레이온 필라멘트를 사용하는 평직포.
기본섬유 공간구조물 III
하기 조성을 따르고 파일 얀으로써 비스코스레이온 필라멘트, 지경사얀으로써 큐프므암모늄 레이온 필라멘트 그리고 위사얀(weft yarn)을 벨벳 직조기(velet loom)에서 직조하여 제조한 파일 직포
지경사 100d/60f 인치당 80올
위사 100d/60f 인치당 80위사
파일경사 120d/44f 인치당 40올
기본섬유 공간구조물 IV
인치당 17단 및 14웨일스를 갖는 리브 편성포는 10GG에서 비스코스레이온 필라멘트 120d/8f의 두 얀을 사용함으로써 제조된다.
기본 섬유 공간구조물 I,II,III 그리고 IV 각각을 실시예 3에서 사용된 것과 같게 처리하여, 내화성 결정질 화합물의 선구물질 (precursor)을 포함하는 기본 섬유 공간구조물을 수득한다.
상기 얻은 기본 섬유 공간구조물 각각을 실시예 1에서 적용된 것과 같은 조건에서 소결하며, 이는 각각의 내화성 섬유 공간전조물을 만들기 위함이다. 각 내화성 섬유 공간전조물의 회분 함유량 WB는 24%이다.
광각 X-선으로 회절선을 분석한 결과 상기 전조물을 r-알루미나의 섬유 공간구조물이 확실하다. 내화성 섬유 공간구조물에 작은 힘이 인가되어도 상기 전조물의 형태는 파괴되고 분말형 물질로 된다. 그러나 상기 전조물을 주의깊게 다루면 차후 공정에서도 사용될 수 있다.
각 내화성 섬유 공간전조물을 염화 지르코늄 2몰/1 및 염화이트륨 0.06몰/1(안정화제로서 사용)의 수용액에 함침시킨다. 그리고 과량 용액은 흡인 여과법으로 제거하며 각 전조물을 열류 건조기로 100℃에서 건조시킨다. 각 건조물에서의 염화 지르코늄의 함유량 WA는 13%이다. 염화 지르코늄을 갖는 각 내화성 섬유 공간전조물을 공기중에서 소결 처리하기 위하여 상자형 전기로에 넣는다. 소결공정에서 전기로의 온도를 5시간동안 400℃로 증가시키고 반시간동안 400℃에서 1500℃로 증가시키며 2시간동안 1500℃에서 1600℃로 증가시킨다. 마지막으로 1600℃의 온도에서 4시간동안 유지시킨다. 수득된 내화성 섬유 공간구조물을 광각 X-선 회절 측정하면 α-알루미나 및 지르코늄 결정의 뚜렷한 회절선을 얻을 수 있고, 이로부터 각 내화성 섬유 공간구조물이 주로 α-알루미나 결정과 지르코늄 결정으로 구성되어 있음을 확인하였다. 상기 내화성 섬유 공간구조물은 내화성 섬유 공간구조물을 구성하는 섬유형 물질들이 부분적으로 결합되어 있기 때문에 기본 섬유 공간구조물의 수축된 형태를 가지는 강성체로 된다.
[실시예 6]
99.52% α-Al2O3를 갖고 입자 평균직경이 0.51㎛이며 참비중이 3.91인 쇼와 덴꼬(Showa Denko)사가 제조한 α-알루미나 (제품명:AL-160SG-3)를 전술한 내화성 결정질 화합물 B로서 준비하고 폴리우레탄을 유기물질로서 준비한다.
폴리우레탄을 20중량% 용객으로 디메틸 포름아미드(차후, DMF라 칭함)에 용해시킨다. 반면 α-알루미나 분말 1600g이 DMF 200ml에 분산된 용액을 제조한다. 상기 α-알루미나액을 메시 스크린 여과기(Mesh Screen Filter)로 여과하면서 폴리우레탄 용액을 α-알루미나액과 혼합한다. 그리고 상기 혼합용액을 12시간 동안 교반시킨다. 그 다음 2시간 교반시키는 동안 혼합액을 포함하는 용기를 진공상태로 만들어 혼합액을 변형 시켜준다.
α-알루미나를 포함하는 폴리우레탄 용액을 하기의 방사조건으로 방사한다.
노즐구멍의 직경 : 1mm
구멍의 수 : 5
압출 용량 : 6.25ml/분
방사 속도 : 5.0m/분
방사 용액 : 60℃인 물
방사 드래프트(Spinnning Draft) : 3.08
7500d의 폴리우레탄 필라멘트를 함유하며, 강도가 175g 이며 신도가 350%인 α-알루미나가 수득된다. 래핑(Wrapping)번호 500T/M에서 폴리우레탄 필라멘트를 100d/24인 폴리에스테르 가연사로 래핑함으로써 커버링사(Covering Yarn)를 제조한다. 기본 섬유 공간구조물을 제조하기 위해 100GG 횡편기에서 상기 커버링사를 사용함으로써 리브 편성포를 제조한다.
상기 기본 섬유 공간구조물을 기본 섬유 공간구조물을 소결하는 상자형 전기로에 넣는다. 소결공정에 전기로의 온도를 50시간 동안 400℃로 증가시키고 10시간 동안 400℃에서 1300℃로 증가시키며, 또한 24시간동안 1300℃에서 유지시킨다. 상기 얻은 섬유 공간구조물, 즉 내화성 섬유 공간구조물의 회분함유량 WB는 91%이다. 상기 전조물을 광각 X-선 회절법으로 얻은 회절선을 분석한 결과 상기 전조물은 α-알루미나의 섬유공간구조물임을 확인하였다. 상기 전조물의 강도는 너무 약하여 측정할 수 없다. 그러나 차후 공정에서 주의깊게 다루면 상기 전조물을 사용하는 것이 가능하다.
다끼 가가꾸사가 제조한(제품명:다끼세룸2500(Takiser um 2500)Al2O326.5%, SiO212% 그리고 락트산 27%를 포함하는 혼합물질인 알루미늄 락트산 염과 실리콘 산화물의 혼합물질 10중량%의 현탁액에 상기 전조물을 함침시킨다. 그리고 과량용액은 원심 탈수기로 제거한다. 또한 상기 전조물을 열류 건조기로 상기 내화성 섬유 곤간구조물의 압축강도는 1.5kg/cm2이다. 100℃의 온도에서 건조시킨다. 전조물에서 혼합물질의 함유량은 4.2%이다. 혼합물질을 갖는 전조물을 소결 처리하기 위하여 상자형 전기로에 넣는다. 소결공정에서 전기로의 온도를 4시간동안 1500℃로 증가시키고 3시간동안 1500℃에서 160℃로 증가시키며 4시간동안 1600℃의 온도에서 유지시킨다. 상기에서 수득된 내화성 섬유 공간구조물을 광각 X-선 회절측정하면 α-알루미나 결정 및 뮬라이트 결정의 뚜렷한 회절선을 얻을 수 있고 각 내화성 섬유 공간구조물은 α-알루미나 결정 및 뮬라이트 결정으로 주로 구성되어 있다는 것을 확인하였다. 내화성 섬유 공간구조물을 구성하는 섬유형 물질들이 부분적으로 결합되어 있기 때문에 상기 수득한 내화성 섬유 공간구조물이 기본 섬유 공간구조물의 수축된 형태를 가지게 되어 강성체로 된다.
[실시예 7]
실시예 7에서는 하기 기본 섬유 공간구조물이 사용된다.
기본섬유 공간구조물 V
실시예 2에서 사용한 리브 편성포아 같은 구성물을 이루는 리브 편성포.
기본 섬유 공간구조물 VI
10GG 횡편기에서 나일론 670d/24f의 3얀을 사용하여 제조한 인치당 20단 및 15웨일스를 갖는 리브 편성포.
실시예 1과 같은 조건에서 각 기본 섬유 공간구조물을 염화제2주석 및 인산염 수소이나트륨으로 처리한다. 그러나 처리반복횟수는 기본 섬유 공간구조물 V 에 대하여 네 번 내지 다섯 번, 기본 섬유 공간구조물 IV에 대하여 세 번에서 다섯 번, 소듐 실리케이드 처리는 하지 않는 것으로 공정조건으로 변경한다. 상기 성분을 갖는 기본 섬유 공간구조물 V의 회분함량 WB는 56%이고 기본 섬유 공간구조물 VI의 회분함량은 53%이다. 각 기본 섬유 공간구조물을 실시예 1에서와 같은 조건에서 소결한다. 상기 얻은 섬유 공간구조물, 즉 내화성 섬유 공간전조물의 색깔은 백색이며 광각 X-선으로 회절선을 분석한 결과, 각 전조물은 주로 산화주석으로 구성되어 있는 것을 확인하였다.
내화성 섬유 공간 구조물을 얻기 위하여 각 내화성 섬유 공간전조물을 전술한 내화성 결정질 화합물 물질 A로 도포한다. 실시예 5에서와 동일한 화합물과 방법을 기본 섬유 공간구조물 V로 제조된 전조물에 대하여 적용한다. 그리고 실시예 1에서와 동일한 화합물과 방법을 기본 섬유 공간구조물 VI으로 제조된 전조물에 대하여 사용한다. 전자에 대하여 상기 화합물의 유도량 WA는 전자에 대해 13%이고 후자에 대해 8.3%이다.
상기 성분을 갖는 각 전조물을 소결처리 하기 위하여 상자형 전기로에 넣는다. 소결공정에서 전기로의 온도를 공기중에서 5시간동안 400℃로 증가시키고 반시간 동안 400℃에서 1300℃로 증가시키며 2시간 동안 1300℃에서 1400℃로 증가시킨다. 마지막으로 1400℃의 온도에서 4시간동안 유지한다. 상기는 기본 섬유 공간구조물 V로 제조한 전조물에 대한 경우이며, 기본 섬유 공간구조물 VI인 경우에는 공기중에서 4시간동안 1200℃로 증가시키고 3시간동안 1200℃에서 1400℃로 증가시키며 1400℃의 온도에서 4시간동안 유지시킨다.
기본 섬유 구조물 V로 제조하여 얻은 상기 내화성 섬유 공간구조물을 광각 X-선 회절분석한 결과 이산화주석 및 지르코니아 결정의 뚜렷한 회절선을 얻었으며 내화성 섬유 공간구조물은 이산화주석 및 지르코니아 결정으로 주로 구성되어 있는 것이 확실하다. 기본 섬유 공간구조물 VI로 제조하여 얻은 상기 내화성 섬유 공간구조물을 광각 X-선 회절분석한 결과 산화 주석 결정, α-알루미나 결정 그리고 지르코늄 결정의 뚜렷한 회절선을 얻었으며 내화성 섬유 공간구조물은 산화 주석 결정, α-알루미나 결정 그리고 지르코늄 결정으로 주로 구성되어 있는 것이 확실하다. 상기 내화성 섬유 공간구조물의 압축강도는 0.37kg/cm2이다.
[실시예 8 ]
7GG 횡편기에서 기본 섬유 공간구조물로서 비스코스레이온 필라멘트 120d/8f의 두 얀을 사용하여 인치당 17단 및 14웨일스를 갖는 리브 편성포를 제조한다.
기본 섬유 공간구조물을 구성하는 섬유를 팽윤시키기 위하여 1시간동안 물에 함침시키고 과량수를 제거하기 위해 상기 기본 섬유 공간구조물 5분동안 원심 탈수기(2500r.p.m)로 처리한다. 기본 섬유 공간구조물을 상온에서 1시간동안 트리메틸클로로실란 용액에 함침시키고 과량용액을 제거하기 위해 열류 건조기로, 50℃의 온도에서 건조시킨다.
트리메틸클로로실란을 갖는 기본 섬유 공간구조물의 회분 함량 WB는 24%이다. 트리메틸클로로실란을 갖는 상기 기본 섬유 공간구조물을 소결하기 위해 관형 전기로에 넣는다. 첫 번째 소결공정에서 전기로의 온도를 2시간동안 질소 기체 중에서 400℃로 증가시키고 기타 휘발성 유기물을 제거하기 위해 400℃의 온도에서 2시간동안 유지시킨다. 그리고 상기 얻은 섬유공간구조물, 즉 탄소 섬유 같은 물질의 잔류물을 구성하는 구조물을 암모니아와 질소의 혼합 기체중에서 소결하는데 이는 내화성 섬유 공간 전조물을 제조하기 위함이다. 두 번째 소결공정에서 전기로의 온도를 1시간동안 1200℃로 증가시키고 15시간 동안 1200℃에서 1500℃로 증가시키며 1400℃의 온도에서 5시간동안 유지시킨다. 광각 X-선 회절분석 결과 상기 전조물이 질화규소의 섬유 공간구조임을 확인하였다. 상기 전조물에 작은 힘이 인가되어도 전조물의 형태는 파괴되어 분말형 물질로 된다. 그러나 상기 전조물을 주의깊게 다루면 차후 공정에서도 사용하는 것이 가능하다.
다까 가가꾸사가 제조한 알루미늄 락트산염 10중량%의 수용액에 상기 전조물을 함침시키고 과량용액은 전조물을 여과지에 통과시켜 제거한다. 그리고 상기 전조물을 열류 건조기로 100℃의 온도에서 건조시킨다.
알루미늄 락트산염의 유도양 WA는 13%이다. 전조물을 소결처리하기 위하여 관형 전기로에 알루미늄 락트산염을 갖는 전조물을 넣는다. 소결공정에서 로의 온도를 공기중에서 8시간 동안 800℃로 증가시키고 유기물을 제거한 후에, 2시간동안 800℃에서 1100℃로 증가시키며 1100℃의 온도에서 3시간동안 유지시킨다. 상기 얻은 내화성 섬유 공간구조물을 광각 X-선 회절 분석한 결과 질화규소 결정과 알루미나 결정의 뚜렷한 회절선을 얻었으며 내화성 섬유 공간구조물이 주로 질화규소 결정과 알루미나 결정으로 구성되어 있음을 확인하였다. 내화성 섬유 공간구조물을 구성하는 섬유형 물질들이 부분적으로 결합되어 있기 때문에 상기 얻은 내화성 공간구조물이 기본 섬유 공간구조물의 수축된 형태를 가지며 강성체로 된다.
[실시예 9 ]
하기 조성으로 되어 있고, 비스코스레이온 필라멘트를 벨벳 직조기로 직조한 파일직포를 기본 섬유 공간 구조물로서 제조한다.
지경사 100d/50f 인치당 80올
위사 100d/50f 인치당 80위사
파일경사 100d/50f 인차당 40올
파일크기 20mm
상기 기본 섬유 공간구조물을 구성하는 섬유를 팽윤시키기 위하여 1시간동안 물에 함침시키고 과량수를 제거하기 위해 기본 섬유 공간구조물을 5분동안 원심탈수기(2500r.p.m)로처리한다. 상온에서 1시간동안 기본 섬유 공간구조물을 4염화규소액에 함침시키고 과량용액을 가열하여 제거한다. 4염화규소를 갖는 기본 섬유 공간구조물의 회분함량 WB는 32%이다. 4염화규소를 갖는 기본 섬유 공간구조물을 열류 건조기로 50℃에서 건조시킨 후에 상기 기본 섬유 공간구조물을 소결하기 위해 관형 전기로에 넣는다. 첫 번째 소결공정에서 휘발성 유기물을 제거하고 탄소 섬유형 물질의 잔류물로 구성되는구조물을 얻기 위해 전기로의 온도를 공기중에서 10시간 동안 200℃로 증가시킨다. 다음에 전기로의 공기를 질소기체로 바꾸고 건조된 수소기체가 전기로에서 흐르도록 하는 조건에서 두 번째 소결공정의 전기로 온도를 4시간동안 1400℃로 증가시키고 상기 구조물을 소결하기 위하여 1400℃의 온도에서 5시간 동안 유지시킨다. 광각 X-선 회절분석 결과 상기 전조물은 탄화규소 섬유공간구조물인 것이 확실하다. 전조물에 작은 힘이 인가되어도 전조물의 형태는 파괴되고 분말형 물질이 된다. 그러나 주의깊게 다루면 차후 공정에서 상기 전조물을 사용하는 것이 가능하다.
다끼 가가꾸사가 제조한 알루미늄 락트산염 10중량% 수용액에 상기 전조물을 함침시키고 과량용액은 전조물을 여과지에 통과시켜 제거한다. 전조물을 열류 건조기로 100℃의 온도에서 건조시킨다. 알루미늄 락트산 염의 유도양 WA는 4%이다. 알루미늄 락트산염을 갖는 전조물을 소결처리하기 위해 상자형 전기로에 넣는다. 소결공정에서 전기로의 온도를 공기 중에서 8시간동안 800℃로 증가시키고, 유기물이 제거된 후에, 2시간 동안 800℃에서 1100℃로 증가시키며 1100℃의 온도에서 4시간동안 유지시킨다. 상기 얻은 내화성 섬유 공간구조물을 광각 X-선 회절분석한 결과 질화 규소 결정과 α-알루미나 결정의 뚜렷한 회절선을 얻었으며 상기 내화성 섬유 공간구조물은 주로 질화 규소 결정 및 α-알루미나 결정으로 구성되어 있음을 확인하였다. 내화성 함유 공간구조물을 구성하는 섬유형 물질들이 부분적으로 결합되어 있기 때문에 상기 얻은 내화성 섬유 공간구조물이 기본 섬유 공간구조물의 수축된 형태를 갖고 강성체로 된다.
[실시예 10 ]
실시예 9에서 사용한 기본 섬유 공간구조물을 본 실시예에서의 기본 섬유 공간구조물로서 사용한다.
기본 섬유공간구조물을 구성하는 섬유를 팽윤시키기 위해 상기 기본 섬유 공간구조물을 1시간동안 물에 함침시키고 과량수를 제거하기 위해 원심 탈수기(2500r.p.m)로 5시간동안 처리한다. 상기 기본 섬유 공간구조물을 염화지르코늄 2몰/l와 염화나트륨 0.06몰/l의 혼합 수용액에 30분동안 함침시키고 과량수를 제거하기 위해 원심탈수기(2500r.p.m)로 5분동안 처리한다. 기본 섬유 공간구조물을 열류 건조기로 50℃에서 건조시킨 후, 소결하기 위해 상자형 전기로에 넣는다. 소결공정에서 전기로의 온도를 공기중에서 50시간동안 400℃로 제거하기 위함이다. 그리고 4시간동안 400℃에서 700℃로 증가시키며, 700℃의 온도에서 5시간 동안 유지시킨다. 상기 얻은 내화성 섬유공간구조물의 회분함유량 WB는 27%이다. 광각 X-선 회절 피크분석결과 상기 전조물이 지르코늄인 섬유 공간구조물임을 확인하였다. 상기 전조물에 작은 힘이 인가되어도 전조물의 형태가 파괴되고 분말형 물질로 된다. 그러나 주의깊게 다루면 차후 공정에서 상기 전조물을 사용하는 것이 가능하다.
상기 전조물이 수분을 흡수하도록 하기 위하여 전조물을 상대습도가 95%이고 온도가 60℃인 분위기에 5시간동안 놓은 후에, 전조물을 1시간동안 4염화 규소액에 함침시키고 열류건조기로 100℃에서 건조시킨다. 4염화규소의 유도양 WA는 18%이다. 4염화규소를 갖는 전조물을 소결처리하기 위해 관형 전기로에 넣는다. 소결공정에서 전기로의 온도를 일산화 탄소 기체중에서 8시간동안 1400℃로 증가시키고 1400℃의 온도에서 4시간동안유지시킨다. 상기 얻은 내화성 섬유 공간구조물을 광각 X-선 회절분석 결과, 지르코니아 결정 및 탄화규소 결정의 뚜렷한 회절선을 얻었으며 상기 내화성 섬유 공간구조물이 지르코니아 결정과 탄화 규소 결정으로 구성되어 있음을 확인하였다. 내화성 섬유 공간구조물을 구성하는 섬유형 물질이 부분적으로 결합되어 있기 때문에 상기 수득한 내화성 섬유 공간구조물은 기본 섬유 공간구조물의 수축된 형태를 가지며 강성체로 된다.
[실시예 11]
실시예 2에서 사용한 내화성 섬유 공간전조물을 본 실시예에서의 내화성 섬유 공간전조물로서 사용한다. 수용액의 농도를 10중량%∼20중량%으로 변경하고 그외는 실시예2에서 사용한 것과 같은 방법으로 알루미늄 락트산염과 산화규소의 혼합물질로 전조물을 도포한다. 혼합물질의 유도양 WA는 9%이다. 혼합물질을 갖는 전조물의 30장 시이트는 함께 반복 적재되어 실시예 2에서와 같은 소결공정으로 처리한다.
상기 수득한 내화성 섬유 공간구조물의 결정상태 및 외양은 실시예 2에서의 경우와 같고, 내화성 섬유 공간전조물의 각층이 견고하게 결합되어 있기 때문에 내화성 섬유 공간구조물은 강성체로 된다. 반복적재된 내화성 섬유공간구조물의 압축강도는 380kg/cm2이다.
[실시예 12]
본 실시예 12에서는 섬유 공간구조물의 두 형태가 반복 적재된 상태로 사용되는 경우에 관한 것이다.
실시예 11에서 설명한 소결처리한 내화성 섬유 공간구조물의 전 구조물(차후에 비소결 구조물 X라 칭함)과 실시예 4의 시료1(표 4 참조)로 기술된 소결처리한 내화성 섬유 공간구조물의 전 구조물(차후 예비소결 구조물 Y라 칭함)이 본 실시예 12에서 준비된다. 예비소결 구조물 X의 30장 시이트와 예비소결 구조물 Y 30장 시이트를 함께 반복 적재하고 이 구조물을 소결처리하기 위해 상자형 전기로에 넣는다. 소결공정에서 전기로의 온도를 공기중에서 8시간동안 800℃로 증가시키고 유기물을 제거한 후 반시간동안 800℃에서 1200℃로 증가시키며 2시간동안 1200℃에서 1400℃로 증가시킨다. 그리고 1400℃의 온도에서 3시간동안 유지한다.
반복 적재된 내화성 섬유 공간구조물을 구성하는 섬유형 물질이 부분적으로 결합하고 있기 때문에 상기 얻은 내화성 섬유 공간구조물은 기본 섬유 공간구조물의 대부분인 수축된 형태를 갖고 강성체로 된다. 반복적재된 내화성 섬유 공간구조물의 압축강도는 150kg/cm2이다.
본 발명에 따르면 내화성 섬유 공간구조물의 유체 투수율(fluid permeability)을 측정하기 위해 실시예 12에서의 내화성 섬유 공간구조물에 대한 입자 급기 효율(particulate trapping efficiency)과 초기 압력손실을 하기 조건에서 측정한다.
사용한 입자 : 스테아르산 입자
입자직경 : 0.3㎛
축정된 시료크기 : 28cm2
입자를 포함한 공기의 흐름 : 25l/분
상기의 결과는 하기와 같다.
입자 급기 효율 : 6.41%
초기 압력손실 : 4.4mmH2O
[실시예 13 ]
본 발명에 의한 내화성 섬유 공간구조물을 가열성분과 함께 사용하는 것의 실시예에 대해 본 실시예에서 기술한다.
실시예 12에 기술되어 있는 예비 소결구조물 X 및 예비 소결구조물 Y가 실시예 13에서도 역시 사용되며, 각각의 예비 소결구조물을 20cm×20cm의 정사각형 단편으로 전달한다. 칸탈 가델리우스가(Kanthal Gadelius Co., Ltd)에서 칸탈
Figure kpo00011
A-l(KANTHAL
Figure kpo00012
A-l 로서 생산하는 철,크롬,알루미늄 합금 1mm
Figure kpo00013
의 전선을 가열성분으로 사용한다.
먼저, 예비 소결구조물 X의 단편 5개 및 예비 소결구조물 Y의 단편 5개로 교대로 적재하여 단편군을 만든다. 가열성분을 단편군위 10mm 거리에 병렬로 배치한다. 다른 단편군 또는 두번째 단편군을 가열성분위로 배열한다. 다시 두번째 단편군위로 10mm 거리에 병렬로 가열성분을 배치하는데 이때에 가열성분의 방향이 첫번째 상태의 가열성분의 방향과 수직되게 배치한다. 마지막으로 세 번째 단편군을 두번째 가열성분위에 배치한다. 이와 같이 예비 소결구조물 X, 예비 소결구조물 Y 및 가열성분으로 이루어진 반복적재된 구조물을 상자형 전기로에 정치하여 소결처리한다. 소결공정중 전기로의 온도증가는 실시예 12에서 사용된 온도증가와 동일한 값이 적용된다.
수득된 내화성 섬유 공간구조물은 다량의 기본 섬유 공간구조물이 수축된 형태를 가지며, 반복적재된 내화성 섬유 공간구조물이 부분적으로 결합되어 있으므로 강성체가 된다.
본 발명에 의한 내화성 섬유 공간구조물이 유체 침투성을 가지고 있으므로, 내화성 섬유 공간구조물은 이 전에 기술한 바와 같이 여과기등으로 사용될 수 있다. 그러므로 디이젤 엔진용 여과기 단위장치는 디이젤 엔진의 모든 배기 기체가 같은 방법으로 통과되는 내화성 섬유 공간구조물로 제조되며, 디이젤 엔진의 배기 기체관이 부착되어 있다. 이 디이젤 엔진은 700r.p.m에서 구동된다. 수득된 결과는 하기와 같다.
최소 압력손실 : 45mmH2O
1시간 후 압력손실 :200mmH2O
디이젤 엔진 입자 급기 효율 : 71%
다음, 여과기 단위장치에 포획된 디이젤 엔진에서 나오는 입자를 연소하기 위해 50V 및 55A의 전류를 여과기 단위장치를 통과하는 배기 기체양이 25%로 감소된 후 5분간 가열성분에 공급해 준다. 배기 기체양이 원상태로 회복되었을 때 압력손실값은 50mmH2O이며, 내화성 섬유 공간구조물에서 포획된 디이젤 엔진의 입자들이 대체로 실시예 13의 내화성 섬유 공간구조물의 가열성분에 의해 제거될 수 있음을 확인하였다. 상기 실험을 반복하여, 비슷한 결과를 얻었다.
내화성 섬유 공간구조물과 가열성분이 반복 적재되어 제조된 일시예 13의 여과기 단위장치는 디이젤 엔진용 입자 여과기로서 우수한 포획능력 및 여과기의 재생이 쉽게 될 수 있는 특징을 가지고 있다.

Claims (38)

  1. 내화성 결정질 화합물 B로 이루어진 코어부분 및 주로 내화성 결정질 화합물 A로 이루어진 표면부분으로 구성되어 있으며, 상기의 코어부분 표면을 내화성 결정질 화합물 물질 A로 도포한 다음 소결시켜 제조되고, 상기의 내화성 결정질 화합물 A 및 내화성 결정질 화합물 B가 상기 소결 공정에 의해 소결상태의 내화성 섬유형 물질을 구성하고, 상기의 내화성 결정질 화합물 A의 일부분이 소결된 상태에서 코어부분에 함침됨을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  2. 제 1 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 산화물임을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  3. 제 1 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 질화물임을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  4. 제 1 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 카바이드 임을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  5. 제 1 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 산화물, 질화물 및 카바이드 중에서 적어도 두 종류가 섞인 혼합물임을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  6. 제 1 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 산화물, 질화물 및 카바이드의 적어도 두 종류로 구성된 화합물임을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  7. 제 1 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B가 산화물임을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  8. 제 1 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B가 질화물임을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  9. 제 1 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B가 카바이드 임을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  10. 제 1 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B가 산화물, 질화물 및 카바이드 중에서 적어도 두 종류가 섞인 혼합물임을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  11. 제 1 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B가 산화물, 질화물 및 카바이드의 적어도 두 종류로 구성되어 있는 화합물임을 특징으로 하는 내화성 섬유형 물질.
  12. 내화성 결정질 화합물 B로 이루어진 코어부분 및 주로 내화성 결정질 화합물 A로 이루어진 표면부분으로 구성되어 있으며 다공성 구조를 가지며, 상기의 코어부분의 표면을 내화성 결정질 화합물 물질 A로 도포한 다음 소결시켜 제조되고, 상기의 내화성 결정질 화합물 A 및 내화성 결정질 화합물 B가 상기 소결공정에 의해 소결상태의 내화성 섬유형 물질을 구성하고, 내화성 결정질 화합물 A의 일부분이 소결된 상태에서 코어부분에 함침되고, 인접한 내화성 섬유형 물질의 표면이 접촉하여 함께 결합을 이루어 상기의 내화성 섬유 공간구조물의 강성체가 형성됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  13. 제 12 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 산화물임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  14. 제 12 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 질화물임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  15. 제 12 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 카바이드 임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  16. 제 12 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 산화물, 질화물 및 카바이드중 적어도 두 종류가 혼합된 혼합물임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  17. 제 12 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 산화물, 질화물 및 카바이드중 적어도 두 종류로 구성된 화합물임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  18. 제 12 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B가 산화물임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  19. 제 12 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B가 질화물임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  20. 제 12 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B가 카바이드 임을 특징으로 하는 공간구조물.
  21. 제 12 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B가 상기의 산화물, 질화물 및 카바이드중 적어도 두 종류가 혼합된 혼합물임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  22. 제 12 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B가 상기의 산화물, 질화물 및 카바이드중 적어도 두 종류로 구성되어 있는 화합물임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  23. 제 12 항에 있어서, 내화성 섬유 공간구조물의 압축강도가 0.3kg/cm2∼500kg/cm2임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물.
  24. 내화성 결정질 화합물 B로 이루어진 코어부분 및 내화성 결정질 화합물 A로 이루어진 표면부분으로 구성되어 있으며, 상기의 코어부분의 표면을 내화성 결정질 화합물 물질 A로 도포한 다음 소결시켜 형성되고, 상기의 내화성 결정질 화합물 및 내화성 결정질 화합물 B가 상기 언급된 소결공정에 의해 소결 상태가 되는 내화성 섬유형 물질을 구성하고, 상기의 내화성 결정질 화합물 A의 일부분이 소결상태의 코어부분에 함침되고, 인접한 내화성 섬유형 물질의 표면이 접촉하여 함께 결합을 이루어 상기의 내화성 섬유 공간구조물의 강성체가 형성되는 내화성 섬유형 물질로 구성되며 다공성 구조를 갖는 내화성 섬유 공간구조물을 이룸을 특징으로 하는 조성 구조물.
  25. 내화성 섬유 공간구조물 제조방법에 있어서, 내화성 섬유 공간구조물의 형태에 상응하는 형태를 갖는 기본 섬유 공간구조물이 유기 섬유형 물질에 의해 제조되는 첫 번째 단계 ; 내화성 결정질 화합물 B의 선구물질이 상기의 기본 섬유 공간구조물에 도포되고, 이를 소결시켜 내화성 섬유 공간전조물을 제조하는 두번째 단계 및 ; 내화성 결정질 화합물 물질 A를 상기의 내화성 섬유 공간구조물에 도포한 다음, 이를 소결시켜 상기의 내화성 섬유 공간구조물을 제조하는 세 번째 단계로 구성되어 있음을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 기본 섬유 공간구조물이 유기 섬유형 물질을 직조하여 제조됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  27. 제 25 항에 있어서, 기본 섬유 공간구조물이 유기 섬유형 물질을 편직하여 제조됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  28. 제 25 항에 있어서, 기본 섬유 공간구조물이 유기 섬유형 물질에 의해 제조되는 부직포임을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  29. 제 25 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 내화성 결정질 화합물 물질 A로 사용됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  30. 제 25 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A의 선구물질이 내화성 결정질 화합물 물질 A로 사용됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  31. 내화성 섬유 공간구조물 제조방법에 있어서, 내화성 결정질 화합물 물질 B를 함유하는 섬유형 물질을 유기중합체 및 상기의 내화성 결정질 화합물 물질 B의 혼합물질을 방사하여 제조하는 첫 번째 단계 ; 제조된 상기의 내화성 섬유 공간구조물의 형태에 상응하는 형태를 갖는 기본 섬유 공간구조물을 상기의 내화성 결정질 화합물 물질 B를 함유하는 상기의 섬유형 물질에 의해 제조하고 이를 소결하여 내화성 섬유 공간전조물을 제조하는 두번째 단계 및 ; 내화성 결정질 화합물 물질 A를 상기의 내화성 섬유 공간전조물에 도포한 다음 소결하여 상기의 내화성 섬유 공간구조물을 제조하는 세번째 단계로 구성되어 있음을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조 방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 기본 섬유 공간구조물이 섬유형 물질을 직조하여 제조됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  33. 제 31 항에 있어서, 기본 섬유 공간구조물이 섬유형 물질을 편직하여 제조됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  34. 제 31 항에 있어서, 기본 섬유 공간구조물이 섬유형 물질에 의해 제조되는 부직포임을 특징으로 하는 내화성 공간구조물 제조방법.
  35. 제 31 항에 있어서, 내화성 화합물 B가 내화성 결정질 화합물 물질 B로 사용됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  36. 제 31 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 B의 선구물질이 내화성 결정질 화합물 물질 B로 사용됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  37. 제 31 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A가 내화성 결정질 화합물 물질 A로 사용됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
  38. 제 31 항에 있어서, 내화성 결정질 화합물 A의 선구물질이 상기의 내화성 결정질 화합물 물질 A로 사용됨을 특징으로 하는 내화성 섬유 공간구조물 제조방법.
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