JPS6088162A - セラミツクフアイバ−ブランケツトの製造方法 - 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】 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。