JPS6385115A

JPS6385115A - アルミナ繊維紡糸原液の調製法

Info

Publication number: JPS6385115A
Application number: JP61232165A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ando; 誠安東; Hatsuichi Miwa; 三輪　肇一; Akiyoshi Komori; 古森　堯喜
Original assignee: Taki Chemical Co Ltd
Current assignee: Taki Chemical Co Ltd
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-04-15
Also published as: JPH0143046B2

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紡糸原液の調製方法に関し、殊に
塩基性塩化アルミニウムとシリカゾルを主原料とするア
ルミナ繊維に於て、耐火強度特性に優れたアルミナｍＭ
１を提供するためのアルミナ繊維紡糸原液の調製方法に
関する。

（従来の技術）アルミナ繊維は耐熱性に優れ、ま、た高強度、高弾性で
あることより従来から高温用断熱材、プラスチック、金
属等の強化材として利用検討されている。

しかし、この繊維は１５００℃以上の高温で使用すると
、α−ＡＩ２０３結晶が急激に成長し、結晶粒径が大き
くなり、また多くの空孔が発生し、４１維強度は急激に
低下し、長時間の使用では１５００℃が限界温度である
とされている。

アルミナ繊維の粒成長を抑え、その結果、高温耐熱性を
改善するために、従来よりケイ素化合物をアルミナ繊維
中に導入する方法が知られており、シリカゾル等を紡糸
液と混合し、紡糸することが行われている。　また、塩
基性塩化アルミニウム溶液を濃縮して紡糸原液としたも
のは、曳糸性が不充分であり、紡糸原液が液滴下し易く
、シシットを多合したものしか得られないという欠点を
有するため、これを改善する方法としてポリビニルアル
コール、ポリビニルピロリドン、デンプン等の水溶性有
機高分子が使用される。

しかし、塩基性塩化アルミニウムとシリカゾルは種々な
面で相反する性質をイイし、塩基性塩化アルミニウムに
シリカ化合物を導入したものは、塩基性塩化アルミニウ
ムと相溶性の良い水溶性高分子とシリカ化合物との相互
作用を生じ、溶液が不均一となることより、４１維化し
た繊維中の組成が不均一となり、シリカ化合物の使用効
果が１）られない、　従って、通常水溶性高分子の内で
もシリカとの結合が比較的軽微なポリビニルアルコール
が使用されている。

しかし、ポリビニルアルコールは本来曳糸性に優れず、
このため未だ紡糸液の曳糸性が充分でなく、従って限ら
れた高粘度範囲で使用され、紡糸方法もジェット紡糸、
遠心力紡糸等による方法に制限されているのが現状であ
り、ショットを多含する問題は依然として残されてい−
る。

（発明が解決しようとする問題点）本発明者らはこの様な現状の中で、塩基性塩化アルミニ
ウムとシリカゾルを主原料とするアルミナｍ維の製造に
於て、強度、耐熱、耐火性の優れるアルミナｍ維を得る
ための紡糸原液を提供するために、その曳糸性を改善す
ること、並びにシリカゾルと水溶性高分子との相互作用
を生起させず、均一に紡糸液中にシリカゾルを分散させ
ることにより前記問題点を解決すべく、鋭意研究を進め
た。

（問題点を解決するための手段）その結果、シリカゾル又はシリカゾルと塩基性塩化アル
ミニウムとの混合液を、予め低分子量のポリエチレング
リコールで前処理した後、次いで、高分子量のポリエチ
レンオキサイドを紡糸助剤として使用することにより、
前記問題が解決されることを見い出し、本発明を完成し
たものである。

即ち本発明は、塩基性塩化アルミニウムとシリカゾルを
主原料とするアルミナ４＆ｌ雑の製造に於・て、シリカ
ゾル又はシリカゾルと塩基性塩化アルミニウムとの混合
液を、分子量２０，０００以下のポリエチレングリコー
ルで前処理した後、次いで分子Ｆｉ３０ｏ、ｏｏｏ以上
のポリエチレンオキサイドを紡糸助剤として使用するこ
とを特徴とするアルミナ繊維紡糸原液の調製法に関する
。

然して、本発明の目的は、紡糸原液の曳糸性を改善する
ことにより、従来紡糸方法が制限されていたアルミナｕ
Ａ維前駆体の製造を容易ならしめ、繊維形態の向上とシ
ョットの低減を図ることにあり、更にはシリカゾルを紡
糸原液中に均一に分散させることにより、アルミナｍ維
の耐熱耐火強度特性を向上させることにある。

（作　用）本発明について更に詳述すると、先ず本発明で使用する
塩基性塩化アルミニウムは、通常、塩基度が７０％以−
にのものでるり、これを下回ると本発明の効果を得るこ
とが困難となる。

またシリカゾルは、コロイド状態で無定形シリカ質から
なり、水溶液中で安定的にゾルを形成するものを使用す
る。

また、ポリエチレングリコールは分子量が２０，０００
以下のものとして、通常、２００〜２０，０００の範囲
のものを使用する。

更に、ポリエチレンオキサイドは分子量が３００，００
０以上のものを使用する。

即ち、これらポリエチレングリコール、ポリエチレンオ
キサイド以外の有機化合物、或いは分子量が前記の範囲
を逸脱するものを使用した場合には本発明の効果を得る
ことができない。

これらの原料を使用し、本発明のアルミナｍ雑紡糸原液
を調製する方法は、先ずシリカゾルを前記ポリエチレン
グリコールで前処理した後、ポリエチレンオキサイドを
加えるか、又はシリカゾルと塩基性塩化アルミニウムを
予め混合した液を、前記ポリエチレングリコールで前処
理した後、ポリエチレンオキサイド°を加える方法のい
ずれかの方法により行う。

その際のこれら原料の使用割合についていえば、塩基性
塩化アルミニウムは、調製後の紡糸液中のＡｌ２Ｏ３換
算濃度が２８重量％以下となるような割合で使用し、シ
リカゾルは概ねこのＡｌｌ！０３１に対して１．０〜４
０．０′ｇＬ量％の範囲となるようにする。

また、ポリエチレングリコールについては、同様に塩基
性塩化アルミニウムのＡｌｅＯｓ呈に対して概ね１．０
重１％以上であり、使用する塩基性塩化アルミニウムの
塩基度が低い程、その使用量を増やすことが望ましい。

更に、紡糸助剤として使用するポリエチレンオキサイド
については、紡糸の手段によっても異なるが、Ａｌ２Ｏ
３量に対して概ね０．１〜５．（ｌ量％の範囲である。

　本発明に於て殊に重要な点は、ポリエチレングリコー
ルのみ、又はポリエチレンオキサイドのみの使用、或い
はポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイドの
分子量が前記範囲外のものでは、本発明の効果を得るこ
とができず、必ず、分子量２０，０００以下のポリエチ
レングリコールで処理した後に、分子１３００，０００
以上のポリエチレンオキサイドを加えることである。そ
れぞれの有機化合物の添加後は、適度な攪はんを行ない
、有機化合物が均一に溶解すればよい。

前掲の従来技術に記載した如く、通常、紡糸助剤として
使用される高分子量のポリエチレンオキサイドの添加に
より、シリカとポリエチレンオキサイドどの相互作用で
紡糸原液は不均一なものとなり、多くの場合ガム状沈澱
を生成するが、本発明の方法によればポリエチレンオキ
サイドの添加後も紡糸原液は極めて均−且つ安定であり
、紡糸後の繊維強度の向上に寄与し、また紡糸液の曳糸
性に優れたものとなる。

（実施例）以下に本発明の実施例をあげて更に説明を行うが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

また、％は特にことわらない限り全て１ｉｆｔ％を示す
。

実施例１１Ｌ容のビーカーに、塩基性塩化アルミニウム（Ａ１２
０３２３．５％、塩基度８１％）　６００ｇを投入し、
次いでこれにシリカゾル（ＳｉＯａ２０．５％、触媒化
成（株）製、商品名「カタロイビ３ＭＪ　）１０３．２
ｇを攪拌下添加した。

この混合液は若干のチンダル光を放つ透明安定液であっ
た。この混合溶液に、ポリエチレングリコール（分子量
２０．Ｇｏｏ、日本油！ｉ？（株）製）４５ｇを添加溶
解した。

液が完全に透明となるまで攪拌した後、次いでこれにポ
リエチレンオキサイド（分子ｉ３，５００．Ｇｏｏ、製
鉄化学（株）製ＰＥ０−１５）を１．４１ｇ添加した。

ポリエチレンオキサイドは完全に均一溶解し、何等濁り
、沈澱も生じず、透明安定な本発明の紡糸原液を得た。

この紡糸液の粘度は８６０ＰＳと低いにもかかわらず、
曳糸性は８２ｃｍと非常に優れていた。（曳糸性測定法
：紡糸液温度２５℃、測定棒ＳＯ３（断面積２．８ｃｍ
”）で、棒の底部を紡糸液面と接触し、棒引上げ速度１
．５ｍ／ｆｆ１ｉｎで引上げた際の曳糸長を測定）また
、この紡糸原液を濃縮操作を行わずに原液のまま遠心方
法紡糸器を用いて紡糸したところ、非常に優れた紡糸性
を示し、ショットの生成が殆ど見られない美しいウール
状の嵩高い前駆体繊維を得た。この前駆体繊維を２００
℃ハｒの昇温速度で１０００°Ｃまで昇温焼成し、更に
４００９Ｃ／ｈｒで１２５０°Ｃまで昇温した後、この
温度で３０分間保持焼成を行った。

電気炉中で自然放冷した後、取り出した繊維は、平均直
径３μｍ、＋ｎ維長数ｃｍ以上の透明感のある強靭かっ
可撓性のある繊維であった。またＸ線的にはＡｌ−３ｉ
スピネル構造を有し、紡糸液中のＡｌ２Ｏ３，５１０２
成づ♂ａ≠→動粱＃吻＝を市；が証明された。

更に、繊維中のショット含有率は０％であり、１６００
’０２４時間での再加熱収縮率は０．４％以下であるこ
とがら、本発明の紡糸液の使用により、高温断熱材用等
として優れた性質を有するアルミナ繊維を得ることがで
きる。

尚、上記ショット含有率の測定はＪ　Ｉ　Ｓ　Ｒ−３３
１１（セラミックブランケット）（５，４ショット含有
率試験法）に基づき行ない、また再加熱数１ｉ１′４ｔ
、の測定は、同Ｒ−３３１１（５，５加熱線収縮率試験
法）に基づき行なった。

比較例１実施例１と同様に、ＩＬ容ビーカーに塩基性塩化アルミ
ニウム６０９ｇを入れ、更にシリカゾル１０３．２［を
攪拌下に添加分ｔｔｔさゼた。この混合溶液にポリエチ
レンオキサイド（前記ＰＥ０−１５）を１４１ＪＦ添加
し、攪拌溶解を行なった。

しかし、この溶液はポリエチレンオキサイド添加直後よ
り濁り始め、１０分後にはガノ、状沈澱を生成し、完全
に固液分離状態となった。またその化学分析の結果では
、沈澱物はシリカとポリエチレンオキサイドが主体であ
り、溶液はアルミ分が主体で、溶液中にシリカ分は殆ど
定量されず、シリカゾルとポリエチレンオキサイドとの
反応性の高さが実証された。

当然ながら、上記紡糸液からは均一組成の繊維は製造出
来なかった。

実施例２１Ｌ容ビーカーに塩基性塩化アルミニウム（＾１　ｅｏ
ｓ２３．５％、塩基度８１％）　９００ｇを投入し、次
いでこれにシリカゾル（ＳｉＯｅ２０．５％、日産化学
工業（株）製。

商品名「スノーテックス−０Ｊ）１５４．８ｇを攪拌下
に添加した。

この混合液を１００履ｌ容ビーカーに各々１００ｇづつ
分取し、第１表に示した分子量の異なるポリエチレング
リコールを所定量添加、溶解させた後、ポリエチレンオ
キサイド（分子量２，０００，０００、製鉄化学（株）
製ＰＥ０−８）を０．２ｇ添加し、その溶液状態を観察
した。結果を第１表に示した。

第１表の結果から、分子量２０，０００以下のポリエチ
レングリコールの使用により、シリカゾルとポ第１表リエチレンオキサイドとの反応が抑止されることが明ら
かである。

次いで、第１表の試料Ｎｏ、４．６．１３．１０と同一
組成液を更に５００ｇづつ調製し、これを実施例１と同
様に紡糸、焼成を行った。その結果を第２表に示した。

第２表の結果からも、分子量２０，０００以下のポリエ
チレングリコールを使用する紡糸液がアルミナ繊維とし
て優れた性能を供与することが明らかである。

第２表ゝ＼１、実施例２と同様に調製した塩基性塩化アルミニウムーシ
リカゾル混合液１００ｇに、ポリエチレングリコール（
分子１１２０，０００）５ｇと、ポリエチレンオキサイ
ド（前記ＰＥ０−８）０．２ｇを同時に添加溶解させた
ところ、混合液は沈澱を生成した。

比較例３実施例２と同様に調製した塩基性塩化アルミニウムーシ
リカゾル混合液ＩＱＯｇに、ポリエチレンオキサイド（
前記ＰＥ０−１３）０．２ｇを添加、溶解させたが、液
は白色沈澱を生じた。２時間の攪拌の後、ポリエチレン
グリコール（分子ｉ２０．Ｇｏｏ）５ｇを添加溶解させ
たが、白色沈澱に変化は生じなかった。

Claims

【特許請求の範囲】

　塩基性塩化アルミニウムとシリカゾルを主原料とする
アルミナ繊維の製造に於て、シリカゾル又はシリカゾル
と塩基性塩化アルミニウムとの混合液を、分子量２０，
０００以下のポリエチレングリコールで前処理した後、
次いで分子量３００，０００以上のポリエチレンオキサ
イドを紡糸助剤として使用することを特徴とするアルミ
ナ繊維紡糸原液の調製法。