JPH0541726B2 - - Google Patents

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JPH0541726B2
JPH0541726B2 JP59106036A JP10603684A JPH0541726B2 JP H0541726 B2 JPH0541726 B2 JP H0541726B2 JP 59106036 A JP59106036 A JP 59106036A JP 10603684 A JP10603684 A JP 10603684A JP H0541726 B2 JPH0541726 B2 JP H0541726B2
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JP
Japan
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fibers
fiber
aluminum
blanket
treatment agent
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JP59106036A
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Hozumi Endo
Tatsuo Ando
Hisataka Hosoi
Mamoru Shoji
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はセラミツクフアイバーブランケツトの
製造方法に関するものである。セラミツクフアイ
バー、例えばアルミナ系セラミツクフアイバー等
は、優れた耐火性を有し、各種の耐火断熱材とし
て用いられている。
従来の技術 従来、一般使用されているアルミナ系セラミツ
クフアイバーは、酸化アルミニウムや、酸化珪素
等を含む配合原料を熔融したのち繊維化する、所
謂、熔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アイバー
は、これをそのまま使用することも不可能ではな
いが、一般的には、このフアイバーからなる原綿
を高嵩密度化(例えば0.1g/cm3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ツトに加工したり
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エルトやボードに加工し
て使用している。
ブランケツトの製造方法としては、原綿をその
まま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り、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、セラミツクフア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つた
場合には繊維の絡み合いが十分行われないことか
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ツクフアイバーとし
て、所謂、前駆体繊維化法で得られたセラミツク
フア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
セラミツクフアイバーの場合には、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ツクフアイバーを得る方
法である。
発明が解決しようとする問題点 前駆体繊維化法で得られたセラミツクフアイバ
ーは、熔融繊維化法のフアイバーとは異なり、こ
れをブランケツ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
密度を0.1g/cm3以上とすることはできず、これ
までアルミナ系セラミツクフアイバーの高嵩密度
ブランケツトは製造不可能と考えられてきた。
問題を解決するための手段 本発明者等は、上記実情に鑑み、アルミニウム
塩を原料とする前駆体繊維化法で得られたセラミ
ツクフアイバーのブランケツ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
フアイバー、即ち焼成されたフアイバーからなる
原綿を加工するという従来の技術常識を打破し
て、最終製品となる前のフアイバー、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、焼成されたフアイバーに繊維処理剤を施
しニードルパンチング処理した場合よりも繊維の
絡み合いの度合が大きく、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
ツトが得られることを見出した。さらに本発明者
らは、未焼成繊維の原綿に非水系の繊維処理剤を
添加した後ニードルパンチング処理し、その後に
焼成すれば、絡み合いはさらに向上し、高強度で
良好なブランケツトが得られることを見出した。
本発明は、かかる意外な知見を基に完成された
ものであり、その目的はアルミニウム塩を原料と
する前駆体繊維化法で得られたセラミツクフアイ
バーを使用したブランケツ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、アルミニウム塩を原料とする前駆体繊維化
法で得られた未焼成のセラミツクフアイバーを集
積し、非水系の繊維処理剤を添加した後、ニード
ルパンチング処理を施し、次いで焼成し、その
際、繊維処理剤を除去することによつて容易に達
成される。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明方法で用いるセラミツクフアイバーは前
駆体繊維化法により製造される。
前駆体繊維化法は公知である。この方法でアル
ミナ系のセラミツクフアイバーを製造するには、
有機アルミニウム化合物やオキシ塩化アルミニウ
ムその他のアルミニウム塩を、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してセラミツ
クフアイバーとする。本発明ではアルミニウム塩
を原料とする前駆体繊維化法で得られた未焼成の
セラミツクフアイバーを用いる。アルミニウム塩
を原料とする前駆体繊維化法としては、蟻酸アル
ミニウム、酢酸アルミニウム、オキシ塩化アルミ
ニウムなどが用いられている。(特公昭47−
33021、特開昭48−75823参照) 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Al/Cl
の原子比は通常1.2〜2.0、好ましくは1.6〜1.9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、逆にこの比が大きすぎると、溶液が不安定と
なり、水酸化アルミニウムのゲルが折出する恐れ
がある。
珪素化合物としてはシリカゾルが好ましいが、
テトラエチレン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−アルミナ化をする
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、Al2O3とSiO2との比に換算して、
99:1〜65:35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りも少ないと、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(3Al2O3・2SiO2)の他に過剰のシリカ
(SiO2)が生成し耐熱性が低下する。
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を実施すること
はできるが、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り、沈澱が生じたりしな
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1〜1000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を添加し、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。特に有機重合体は濃縮に際
し、発泡を引起すことがあり、かかる場合には濃
縮後に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、公知の任意の方法を採用するこ
とができる。例えば吹出し法による場合には、5
〜100ポイズに調整された紡糸原液を0.1〜0.5mm
φの細孔から高速の空気流中に押出すことにより
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0〜100℃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た
り、弾性回復のより液滴化してシヨツトを生ずる
ことがある。
従つて、必要に応じて、加熱空気を使用して発
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、繊維径が太くなりすぎたり、前駆
体繊維中のH2O分や、Cl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け
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、未焼成のセラミツクフ
ア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行わんとするものであり、
従つて、叙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ない。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。
かくして得られた前駆体繊維を集積し、これ
に、非水系の繊維処理剤を添加した後、ニードル
パンチング処理を施し、次いで焼成すれば、から
み合いの度合いの向上した良好なブランケツトが
得られる。
本発明で用いる繊維処理剤としてはラウリン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸
のエステルを、n−ヘプタン、ミネラルオイルな
どの溶媒で10倍程度に希釈したものが好ましい。
水性溶媒を使用したのでは前駆体繊維が溶解し、
繊維形状を保持できなくなるので好ましくない。
また繊維処理剤は焼成後にハルツを形成しないも
のを使用することが必要である。繊維処理剤の添
加方法としては未焼成繊維の原綿に噴霧する等、
均一に散布する方法が採用される。
繊維処理剤は前駆体繊維に対して0.5〜1.5wt
%、好ましくは0.7〜0.8wt%の割合で使用され
る。添加割合がこの範囲より小さいと繊維の絡み
具合いを十分に向上させることはできず、またこ
の範囲を超えても繊維の絡み合いの向上に顕著な
効果がみられず、未焼成繊維のベタつきを生じた
り、焼成時に多量の熱エネルギーと時間を要し、
経済的ではない。
ニードルパンチングの回数は1〜50回/cm3の範
囲から適宜選択することにより、所望の嵩密度を
有したブランケツトを得ることが出来るが、焼成
後の嵩密度0.1g/cm3程度のブランケツトを得る
にはニードルパンチングは5〜10回/cm3行なうの
が好ましい。ブランケツトの嵩密度は通常0.05〜
0.2の範囲から適宜選択されるが、1000℃以上の
高温下で使用する場合は0.08〜0.12であることが
好ましい。ニードルパンチング処理を施したブラ
ンケツトは次いで500℃以上の高温で焼成するこ
とにより、有機重合体及び繊維処理剤が焼失後も
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ツ
トとすることが出来る。焼成は常法に従い500℃
以上、好ましくは1200〜1300℃で行なわれる。
500℃未満では得られるブランケツトのアルミナ
繊維は強度が小さく、脆弱で、しかも1400℃での
再加熱収縮率が大きく実用に適さない。また1400
℃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
処理を施さずとも結晶質のアルミナ繊維のブラン
ケツトを容易に製造することができる。さらにニ
ードルパンチング処理前に非水系繊維処理剤を添
加することにより繊維の絡み合いが、さらに向上
した高嵩密度、高強度ブランケツトを得ることが
できる。また、本発明方法により得られるセラミ
ツクフアイバーのブランケツトは熔融繊維化法で
得られたセラミツクフアイバーよりなるブランケ
ツ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り、以下
の実施例に限定されるものではない。
実施例 1 オキシ塩化アルミニウム水溶液(アルミニウム
含有量70g/、Al/Cl(原子比)=1.8)/1
に、20%シリカゾル溶液35g、5%ポリビニルア
ルコール水溶液278gを添加して混合した。この
混合液を減圧下、50℃で濃縮して紡糸原液(粘度
27ポイズ、アルミナ含有量26.5wt%)とし、吹出
し法により紡糸して生繊維を得た。このものの概
略の嵩密度は0.05g/cm3であつた。これを層状に
集綿した後、パルミチン酸エステル
(C15H31COOC8H17)をn−ヘプタンで10倍に希
釈したものを繊維処理剤として生繊維に対し
0.7wt%となる割合で均一に噴霧し、ニードルパ
ンチング機械(ニードル間隔15〜23mm:220本針)
により6〜7回/cm3パンチングを行つてブランケ
ツトを得た。
次いでこれを1260℃で1時間空気中で焼成し
た。このブランケツトは嵩密度0.10g/cm3、垂直
剥離強度1.0g/cm3であつた。
比較例 1 実施例1の方法で得られた生繊維を層状に集綿
し、繊維処理剤を用いずに実施例1と同様のニー
ドルパンチング処理を行つてブランケツトを得
た。次いでこれを1260℃で1時間空気中で焼成し
た。このブランケツトは嵩密度0.10g/cm3、垂直
剥離強度0.6g/cm3であつた。
比較例 2 実施例1の方法で得られた生繊維を1260℃で1
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1と同様に集綿し、ニードルパンチン
グ処理を行つてブランケツトを得た。このブラン
ケツトは嵩密度0.05g/cm3、垂直剥離強度0.2
g/cm3であつた。
比較例 3 実施例1の方法で得られた生繊維を1260℃で1
時間空気中で焼成してアルミナ繊維を得た。これ
をH2O1200部、灯油5部、脂肪酸アミンアセテ
ート1部の水エマルジヨンからなる繊維処理剤に
含浸させ実施例1と同様のニードルパンチング処
理を施した後、乾燥してブランケツトを得た。こ
のブランケツトは嵩密度0.09g/cm3、垂直剥離強
度0.5g/cm3であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルミニウム塩を原料とし前駆体繊維化法で
    得られた未焼成のセラミツクフアイバーを集積
    し、非水系の繊維処理剤を添加した後、ニードル
    パンチング処理を施し、次いで焼成し、その際、
    繊維処理剤を除去することを特徴とするセラミツ
    クフアイバーブランケツトの製造方法。 2 セラミツクフア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1項記載の方法。 3 紡糸原液中のアルミニウムと珪素との比が
    Al2O3とSiO2との比に換算して99:1〜65:35の
    範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項記載の方法。
JP59106036A 1984-05-25 1984-05-25 セラミツクフアイバ−ブランケツトの製造方法 Granted JPS60252717A (ja)

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