JPH02102116A

JPH02102116A - アルミナ繊維または膜状物の製造法

Info

Publication number: JPH02102116A
Application number: JP63251635A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Fujiki; 藤木　良規; Toshiyuki Nishio; 俊幸西尾
Original assignee: National Institute for Research in Inorganic Material
Current assignee: National Institute for Materials Science
Priority date: 1988-10-05
Filing date: 1988-10-05
Publication date: 1990-04-13
Also published as: JPH0478732B2

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】産業上の利用分野本発明はアルミナ繊維または膜状物の製造法に関する。

アルミナ繊維、アルミナ膜状物は耐熱材、断熱材、強化
補強材等として有用なものである。

従来の技術れている、これらの方法の代表例を挙げると次の通りで
ある。

前駆ポリマー法は＝ＡＩ−０−からなる主鎖を有する無
機重合体のポリアルミノキサンを含む粘稠溶液にけい酸
エステルを混合して乾式紡糸して焼成する。

スラリー法はＡ１．Ｏ，微粉及び少量の門ｇｃ１．・６
Ｈ２０にバインダー成分としてＡｌｚ（ＯＨ）ｓｃ＋を
加えて粘稠なスラリーとし、これを乾式紡糸して焼成す
る。

無機塩法はアルミニウム塩の水溶液にポリエチレンオキ
サイドやＰＶＡなどの水溶性有機高分子を加え、更に水
溶性ポリシロキサンを混合して粘稠液となし、ノズルよ
り吹き出し、これを焼成する。

ゾル−ゲル法はＨＣＯＯ，ＣＨａＣＯＯなどのイオンを
含むアルミナゾルにシリカゾル、はう酸を加えて粘稠液
とし、これを紡糸して焼成する。

しかし、これらの方法はいずれも次のような問題点があ
る。紡糸液を用いて紡糸して繊維とするには、紡糸原液
が重要であり、溶液の粘性、曳糸性、均一性、安定性の
物性が重要な要素であると共に、紡糸原液の製造が容易
で、かつ紡糸性が優れていることが重要な要素である。

このような観点からみたとき、前駆ポリマー法は均一性
は高いが、紡糸原液を作るための製造プロセスの制御が
難しい。ゾル−ゲル法は、その濃縮段階において、沈殿
、濁りが生じたり、また急激に粘度が増大したりするた
め、濃縮の制御が難しい。無機塩法は繊維形態を付与す
る粘性を水溶性有機重合体で行っているため、調液段階
でゲル化してしまうなど、原液の安定性を欠くことがあ
る。また、スラリー法は所謂不均一系であり、上糸原液
を構成する固体粒子の粒度、添加量、分散状態などが微
妙に紡糸性に影響を与え、制御が難しい等の問題点があ
る。

発明の目的本発明は従来法における紡糸原液の持つ問題点をなくし
ようとするものであり、その目的は紡糸原液の粘性を適
当に調整することが容易で、曳糸性、均一性、安定性に
優れ、紡糸性も良好であり、その製造も容易なものとな
し、これによりアルミナ繊維または膜状物を容易に製造
する方法を提供するにある。

発明の構成本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、カ
ルボキシル基を２〜３個と水酸基を１〜２個有する有機
酸あるいはカルボキシル基を２個有する有機酸の水溶液
にこれに可溶なアルミニウム有機化合物を溶解して均一
溶液となし、これを加熱濃縮することにより過剰の水及
び加水分解によって生成した有機残基を除去すると、紡
糸に適する粘稠性と曳糸性を有し、かつ均一で安定な紡
糸原液が容易に得られることを究明し得た。

また、前記アルミニウム有機化合物と適当量のアルミニ
ウム無機酸塩とを併用して、前記と同様にして粘稠液を
製造し、これを紡糸原液とすると、紡糸で得られた繊維
を焼成・焼結の際、揮発成分が少なくなり、焼結を容易
となし得ることを究明し得た。

これらの知見に基づいて本発明を完成した。

本発明の要旨は、ｌ）　有機酸水溶液に可溶なアルミニウム有機化合物を
、カルボキシル基を２〜３個と水酸基をｌ〜２個有する
有機酸あるいはカルボキシル基を２個有する有機酸の水
溶液に溶解したマン伽キ岡；嗜中を考塘加熱濃縮して粘
稠液となし、二〇粘稠液をノズルまたはスリットより押
し出して繊維状または膜状物に成形した後焼結すること
を特徴とするアルミナ繊維または膜状物の製造法。

２）有機酸水溶液に可溶なアルミニウム有機化合物がＡ
ｂＯｓに換算して５０モル％以上とアルミニウム無機酸
塩がＡ１．Ｏ，に換算して５０モル％未満の両化合物を
、カルボキシル基を２〜３個と水酸基を１〜２個存する
有機酸あるいはカルホキノズルまたはスリットより押し
出して繊維状または膜状物に成形した後焼結することを
特徴とするアルミナ繊維または膜状物の製造法、にある
。

本発明において用いる有機酸水溶液に溶解するアルミニ
ウム有機化合物としては、例えばアルミニウムアルコキ
シド、アルミニウムカルボキシレートアルミニウムアセ
チルアセトネートが挙げられる。アルミニウムアルコキ
シドとしては、その有機残基はメトキシ基、エトキシ基
、ノルマルプロポキシ基、イソプロポキシ基、ノルマル
ブトキシ基９セカンダリ−ブトキシ基、ターシャリ−ブ
トキシ基等が挙げられる。またアルミニウムカルボキシ
レートとしては、その有機残基はホルミルオキシ基、ア
セチルオキシ基が挙げられる。

本発明において用いるアルミニウム無機酸塩としては、
例えば、オキシ塩化アルミニウム、塩化アルミニウム、
硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム等が挙げられる。

アルミニウム有機化合物とアルミニウム無８！酸塩化合
物とを併用する場合は、アルミニウム有機化合物がＡＩ
２Ｏ３に換算して５０モル％以上であることが必要であ
る。これが５０モル％未満では繊維形成物に固化させる
ことが困難となる。

本発明において用いるカルボキシル基を２〜３個と水酸
基を１〜２個有する有機酸としては、例えばＣＨよＣ００ＨＣＩ（ｚｃＯＯＩｌ等が挙げられる。

また、カルボキシル基を２個有する有機酸としでは、例
えば、が挙げられる。

紡糸原液は、前記のようなアルミニウム有機化合物モル
数に対し、２０〜５０倍モルの蒸留水を含む前記有機酸
水溶液に溶解させる。有機酸の量はアルミニウム有機化
合物、またはアルミニウム無機酸塩のアルミニウム元素
に対し、１倍モル以上、好ましくは１．５〜２．０倍モ
ルであることが適当である。溶解は室温あるいは９０″
Ｃ程度までの温度で撹拌しながら行う。

この溶解液にアルミナ繊維または膜状物の諸物性を向上
させるために、必要に応じ、少量のリチウム、ベリリウ
ム、ホウ素、ナトリウム、カルシウム、カリウム、マグ
ネシウム、ケイ素、ベリリウム　クロム、マンガン、イ
ツトリウム、ランタン、タングステン、鉄、ニッケル、
銅、亜鉛などの１種または２種以上を、有機金属化合物
、炭酸塩、無機酸塩として添加する。

得られた溶液を開放系で１００°Ｃ以上に加熱して濃縮
する。この濃縮は粘稠状態になるまで行う。

得られる粘稠液は７０〜８０°Ｃでは流動性を有するが
、室温に放置すると徐々に粘度を増しついには固化する
性質を有する。この現象は乾燥雰囲気下においてはより
顕著となる。従って、この粘稠液を７０〜８０℃の加温
状態でノズルより室温以下の乾燥雰囲気中に押し出すと
連続した繊維が得られる。

得られた繊維を乾燥雰囲気中で水分を除去した後、７０
０〜１０００°Ｃで空気中で焼成すると有機成分は分解
除去される。これを１２００〜１４００″Ｃで焼結する
ことによりアルミナ長繊維が得られる。

この場合、太目の口径ノズルより押し出し、火炎で焼成
吹き飛ばすと極細の短繊維が得られる。

また、ノズルに代えスリットを用いると膜状物が得られ
る。アルミニウム原料組成として前記アルミニウム有機
化合物とアルミニウム無機酸塩をＡＩｇＯａに換算して
５０モル％未満の量を併用すると、焼成・焼結の際揮発
分が少なくなり焼結を容易にする。この場合、アルミニ
ウム無機酸塩が前記量より多く用いると、粘稠液が固化
し難くなるので、５０モル％未満であることが必要であ
る。

実施例１゜クエン酸２．８８　ｇを蒸留水２０−１に熔解した水溶
液にアルミニウムイソプロポキシド２．２０ｇを加え、
撹拌して透明な均一溶液を得た。この溶液を１００°Ｃ
で加熱してｖＡ縮し粘度１００ボイズとした。

この濃縮液を７０〜８０℃でノズルより室温乾燥大気中
に押し出し、直径５〜１００　ｐｍの無色透明な長繊維
を得た。得られた繊維を１００°Ｃで１晩乾燥し、次い
で９００°Ｃで２時間熱処理した後、１１００°Ｃで２
時間加熱し焼結した。これによりα−アルミナ長繊維が
得られた。

実施例２゜酒石酸３．００　ｇを蒸留水２０ｍ１に溶解した水溶液
を９０’Ｃに加熱し、これに塩基性酢酸アルミニウム・
４水和物３．７８ｇを加え、撹拌を行うことにより透明
な均一溶液を得た。これを実施例１と同様にして粘度１
００ボイズの濃縮液となし、紡糸原液とした。以下実施
例１と同様にしてα−アルミナ長繊維が得られた。

実施例３゜クエン酸３．８４ｇを蒸留水２０ｍ１に溶解した水溶液
にアルミニウムイソプロポキシド１．３２ｇを加え、撹
拌により透明な均一溶液を得た。これに塩化アルミニウ
ム・６水和物０．９７　ｇを加え、撹拌して透明な均一
溶液とした。この溶液を１００　’Ｃに加熱して濃縮し
て粘度１００ボイズとした。この粘稠液を使用し、実施
例１と同様にしてα−アルミナ長繊維を得た。

実施例４゜クエン酸３．８４　ｇを蒸留水２０１に溶解した水溶液
にアルミニウムイソプロポキシド１．５４　ｇを加え溶
解させ、透明な均一溶液を得た０次いで９０°Ｃに加熱
して硫酸アルミニウム０．５１　ｇを加え、撹拌して透
明な均一溶液を得た。

この溶液を実施例１と同様にして粘度１００ボイズの粘
稠液とし紡糸原液とした。これを実施例１と同様にして
α−アルミナ長繊維とした。

なお、ノズルに代え、スリットを使用すると膜状物が得
られ、また、太目の口径ノズルより押し出し、火炎で焼
成吹き飛ばすと、極細の短繊維が得られる。

発明の効果本発明の方法によると、紡糸原液の粘性を適当なものに
調整することが容易で、曳糸性、均一性。

安定性に優れ、紡糸性も良好せ、かつその製造も容易で
ある。しかも紡糸原液のアルミニウム原料がアルミニウ
ムの有機化合物あるいはこれと無機酸アルミニウムを使
用し、これを溶解する化合物が有機酸水溶液からなるた
め、加熱により分解成分の除去も容易で純粋なアルミナ
繊維または膜状物を紡糸により容易に得られる優れた効
果を有す特許出願人　科学技術庁無機材質研究所長瀬　
　　高　　信　　雄

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有機酸水溶液に可溶なアルミニウム有機化合物を
、カルボキシル基を２〜３個と水酸基を１〜２個有する
有機酸あるいはカルボキシル基２個を有する有機酸の水
溶液に溶解した後、加熱濃縮して粘稠液となし、この粘
稠液をノズルまたはスリットより押し出して繊維状また
は膜状物に成形した後焼結することを特徴とするアルミ
ナ繊維または膜状物の製造法。
（２）有機酸水溶液に可溶なアルミニウム有機化合物が
Ａｌ＿２Ｏ＿３に換算して５０モル％以上とアルミニウ
ム無機酸塩がＡｌ＿２Ｏ＿３に換算して５０モル％未満
の両化合物を、カルボキシル基を２〜３個と水酸基を１
〜２個有する有機酸あるいはカルボキシル基を２個有す
る有機酸の水溶液に溶解した混合液となしこれを加熱濃
縮して粘稠液となし、この粘稠液をノズルまたはスリッ
トより押し出して繊維状または膜状物に成形した後焼結
することを特徴とするアルミナ繊維または膜状物の製造
法。