一种陶瓷纤维的制造方法，其特征在于，包括：陶瓷原料组合液配制工序，其配制陶瓷原料组合液，所述陶瓷原料组合液含有成为构成陶瓷纤维的金属氧化物源的金属元素和纤维形成助剂和表面活性剂，并且溶剂是水，该金属氧化物源的金属元素含量以换算成金属氧化物计为3.0～9.0质量%，具有该金属元素的化合物和该纤维形成助剂和该表面活性剂的不挥发成分的合计总含量为10.0～21.0质量%，该表面活性剂的含量为0.05～5.0质量%；纺丝工序，其通过静电纺丝法对该陶瓷原料组合液进行纺丝，从而获得纺丝纤维；以及，烧成工序，其通过烧成该纺丝纤维以使其陶瓷化，从而获得陶瓷纤维。基于本发明专利技术，当作为纺丝用陶瓷原料组合液，采用溶剂为水溶剂的陶瓷原料组合液时，能够获得平均纤维直径在100nm以下的陶瓷纤维。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种陶瓷纤维的制造方法，其特征在于，包括：陶瓷原料组合液配制工序，其配制陶瓷原料组合液，所述陶瓷原料组合液含有成为构成陶瓷纤维的金属氧化物源的金属元素和纤维形成助剂和表面活性剂，并且溶剂是水，该金属氧化物源的金属元素含量以换算成金属氧化物计为3.0～9.0质量%，具有该金属元素的化合物和该纤维形成助剂和该表面活性剂的不挥发成分的合计总含量为10.0～21.0质量%，该表面活性剂的含量为0.05～5.0质量%；纺丝工序，其通过静电纺丝法对该陶瓷原料组合液进行纺丝，从而获得纺丝纤维；以及，烧成工序，其通过烧成该纺丝纤维以使其陶瓷化，从而获得陶瓷纤维。基于本专利技术，当作为纺丝用陶瓷原料组合液，采用溶剂为水溶剂的陶瓷原料组合液时，能够获得平均纤维直径在100nm以下的陶瓷纤维。【专利说明】陶瓷纤维的制造方法和陶瓷纤维制造用的陶瓷原料组合液
本专利技术涉及一种人造无机纤维，具体而言，涉及一种平均纤维直径细微的陶瓷纤维的制造方法以及在该陶瓷纤维的制造中使用的陶瓷原料组合液。
技术介绍
无机纤维是通过发挥其耐热性、电绝缘性、低导热性、高弹性等性质而被应用于电绝缘材料、隔热材料、填充材料、过滤器等各种各样的领域中的有用材料。这种无机纤维通常是采用熔融法、前驱体法等进行制造，其中，熔融法是通过将材料熔融后采用纺丝机(spinner)或空气等进行喷吹甩丝的方法；前驱体法是制备无机纤维的前驱体并将其通过空气或纺丝机、旋转圆盘等进行喷吹甩丝以进行纤维化，然后对此进行烧成，由此获得无机纤维的方法。并且，采用这些方法制造的无机纤维的纤维直径通常为几微米(μ m)。近年来，特别是在过滤器、填充材料的领域中，为了增大与基质材料的粘接面积、提高过滤器的效率，需要更细的无机纤维。但是，在以往的无机纤维的制造方法中，在细化纤维直径方面存在限度。另外，对以往的无机纤维的制造方法而言，在基于2000°C附近的高温下进行的熔融纺丝工序或者前驱体法的纺丝法中，由于包含被称为“散粒(short)”的未纤维化颗粒物，因此，为了将以往的无机纤维作为过滤器等来使用，需要设置去除“散粒”的工序。在专利文献I中，作为获得微细纤维直径的无机纤维的方法，公开了一种无机系结构体的制造方法，其特征在于，包括:(I)形成以无机成分作为主体的溶胶溶液的工序；(2)从喷嘴挤出前述溶胶溶液的同时，将电场作用于挤出的溶胶溶液而使其细化，从而形成无机系凝胶状细纤维，并使无机系凝胶状细纤维在支撑体上聚集的工序；以及，(3)将前述聚集的无机系凝胶状细纤维进行干燥，从而形成含有无机系干燥凝胶状细纤维的无机系结构体的工序。另外，在非专利文献I中公开了一种获得陶瓷纤维的方法，其中，在手套式操作箱内，将四异丙醇钛(Titanium Tetraisopropoxide)与醋酸加以混合,然后添加乙醇和聚乙烯吡咯烷酮并进行搅拌，从而获得混合液，接着使用该混合液并采用静电纺丝法(Electrospinning)进行纺丝,从而获得纺丝纤维，接着，进行纺丝纤维的凝胶化反应，然后对该纺丝纤维进行烧成而获得纤维直径为IOOnm以下的陶瓷纤维。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特许3963439号公报(权利要求书)非专利文献非专利文献1:DAN Li and Younan Xia,Fabrication of Titania Nanofbers byElectrospinning, Nano Letter, Amerian Chemical Society,2003 年 3 月 13 日，Vol.3,N0.4,第555页?第560页
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，即使是专利文献I中公开的无机纤维的制造方法，也在纤维直径的微细化上存在限度，只能制造平均纤维直径在150nm左右的纤维(专利文献I的实施例4)。因此，根据专利文献I中公开的无机纤维的制造方法，无法制造出平均纤维直径在IOOnm以下的无机纤维。另外，尽管在非专利文献I中获得了纤维直径在IOOnm以下的陶瓷纤维，但必须在聚乙烯吡咯烷酮的存在下，在乙醇溶剂中通过醋酸对钛醇盐进行水解，并基于此形成由聚乙烯吡咯烷酮稳定化的溶胶-凝胶中间体。即，在非专利文献I中，当采用通过特殊的反应体系即通过聚乙烯吡咯烷酮-钛醇盐-乙醇溶剂获得的纺丝液时，才能得到纤维直径为IOOnm以下的陶瓷纤维。换言之，当将金属醇盐以外的金属化合物作为金属源时，或者，当使用水溶剂时，得不到纤维直径在IOOnm以下的陶瓷纤维。当工业化制造由各种金属元素构成的陶瓷纤维时，作为金属源，与使用金属醇盐之类的不稳定化合物的情况相比，使用金属氧化物或者硫酸盐、醋酸盐、硝酸盐、盐酸盐等金属盐更有利。而且，当使用金属氧化物和金属盐时，特别是，当使用多种金属氧化物或者金属盐作为原料以制造由多成分金属元素构成的陶瓷纤维时，基于生产时的安全性和对环境的负荷少的观点，使用水作为溶剂是有利的。然而，如上所述，非专利文献I公开的是一种极其特殊的反应体系，因此，当作为溶剂使用水溶剂来代替乙醇时，则得不到纤维直径为IOOnm以下的陶瓷纤维。在非专利文献I中，为了防止水的混入而在手套式操作箱内进行四异丙醇钛和醋酸的混合。并且，在非专利文献I中，在采用聚乙烯吡咯烷酮-钛醇盐-乙醇溶剂的特殊反应体系时，才能够获得稳定的溶胶-凝胶中间体，但是，当作为金属源使用金属氧化物或金属盐来代替钛醇盐时，或者，当作为溶剂使用水溶剂时，不能获得同样稳定的溶胶-凝胶中间体。因此，本专利技术的目的在于，提供一种陶瓷纤维的制造方法，根据该方法，作为纺丝用的陶瓷原料组合液，采用溶剂为水溶剂的陶瓷原料组合液时，能够获得平均纤维直径在IOOnm以下的陶瓷纤维。解决课题的方法为了解决上述现有技术中的课题，本专利技术人等反复进行了精心研究的结果发现:当作为陶瓷原料组合液的溶剂使用水溶剂时，通过在陶瓷原料组合液中含有表面活性剂，能够使其表面张力减少，并且，通过采用静电纺丝法对陶瓷原料组合液进行纺丝，并对所获得的纺丝纤维进行烧成，由此能够获得平均纤维直径IOOnm以下的陶瓷纤维，其中，所述陶瓷原料组合液是将金属元素的换算成氧化物的含量(A)，具有金属元素的化合物和纤维形成助剂和表面活性剂的不挥发成分的合计总含量(B)，以及表面活性剂的含量调节在特定范围内的陶瓷原料组合液。进而还发现:通过调节陶瓷原料组合液的表面张力、粘度或者PH值等，可提高抑制珠、结节状块产生的效果等，从而完成了本专利技术。S卩，本专利技术(I)提供一种陶瓷纤维的制造方法，其特征在于，包括:陶瓷原料组合液配制工序，其配制陶瓷原料组合液，所述陶瓷原料组合液含有成为构成陶瓷纤维的金属氧化物源的金属元素和纤维形成助剂和表面活性剂，并且溶剂是水，该金属氧化物源的金属元素含量以换算成金属氧化物计为3.0?9.0质量％，具有该金属元素的化合物和该纤维形成助剂和该表面活性剂的不挥发成分的合计总含量为10.0?21.0质量％，该表面活性剂的含量为0.05?5.0质量％ ；纺丝工序，其通过静电纺丝法对该陶瓷原料组合液进行纺丝，从而获得纺丝纤维；以及烧成工序，其通过烧成该纺丝纤维以使其陶瓷化，从而获得陶瓷纤维。另外，本专利技术(2)提供一种本专利技术(I)的陶瓷纤维制造用的陶瓷原料组合液，其特征在于，该本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种陶瓷纤维的制造方法，其特征在于，包括：陶瓷原料组合液配制工序，配制陶瓷原料组合液，所述陶瓷原料组合液含有成为构成陶瓷纤维的金属氧化物源的金属元素和纤维形成助剂和表面活性剂，并且溶剂是水，该金属氧化物源的金属元素含量以换算成金属氧化物计为3.0～9.0质量%，具有该金属元素的化合物和该纤维形成助剂和该表面活性剂的不挥发成分的合计总含量为10.0～21.0质量%，该表面活性剂的含量为0.05～5.0质量%；纺丝工序，通过静电纺丝法对该陶瓷原料组合液进行纺丝，从而获得纺丝纤维；以及烧成工序，通过烧成该纺丝纤维以使其陶瓷化，从而获得陶瓷纤维。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：村山和贵，永井幸治，吉田昌平，
申请(专利权)人：霓佳斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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