本发明专利技术提供即使在严酷的使用环境下也能够长期维持弹性而固定蜂窝载体的氧化铝质纤维及由该纤维构成的氧化铝质纤维集合体。一种氧化铝质纤维，其中，氧化铝为70～98质量％、二氧化硅为2～30质量％，平均纤维直径为3.0μm以上且8.0μm以下，并且纤维直径大于10μm的纤维的比例以根数基准计为5％以下，而且每根纤维中含有的莫来石微晶的大小为10~1500Å，使用该纤维来制成氧化铝质纤维集合体，由此解决汽车用蜂窝载体的保持材料的问题。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氧化铝质纤维以及由该纤维构成的氧化铝质纤维集合体。
技术介绍
无机纤维、例如非晶质陶瓷纤维、结晶质氧化铝纤维、石棉、玻璃棉等，利用其优良 的耐火性、绝热性，作为例如加热炉的绝热材料而被广泛使用。另外，在汽车部件领域，作为 设置在用作废气净化催化剂转换器、柴油机的颗粒过滤器的陶瓷制蜂窝载体与其壳体之间 的保持材料（也称为保持材料）使用，防止由于振动、冲击等使蜂窝载体碰撞到壳体的内壁 而发生破损。特别是，近年的汽车重视环境性能，对于蜂窝载体的保持材料，为了使其在能 够耐受高温的废气、剧烈的振动的同时维持其性能，除了要求长期保持高度的耐热性、绝热 性以外，还要求长期保持一定以上的弹性而对压缩载荷不变软（专利文献1)。 另一方面，公开了出于对健康的考虑不含据称容易吸入人体的细径的纤维、即具 有适当的纤维直径的氧化铝质纤维集合体（专利文献2、专利文献3、专利文献4)。 但是，在质量相同的氧化铝质纤维集合体进行比较的情况下，其平均纤维直径越 大、刚性而容易断裂的单纤维的比例越增加，并且纤维的根数也相对减少，因此，有时难以 长期维持预定的厚度、回弹力。因此，通过着眼于通过纤维之间的熔合增加粗度而刚性化了 的纤维的根数，对其含有比例的上限进行规定，由此开发出实现了特性提高的氧化铝质纤 维集合体。此外，还已知对单纤维的强度、被称为硬粒的非纤维化物或粗径纤维的含有率、 纤维的结晶化度进行了规定的保持材料（专利文献1、专利文献5)。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平07-286514号公报 专利文献2 :日本特开2003-105658号公报 专利文献3 :日本特开2007-332531号公报 专利文献4 :日本特开2005-120560号公报 专利文献5 :日本特开2010-31416号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 本专利技术提供即使在严酷的使用环境下也比现有的制品更能够长期维持弹性而固 定蜂窝载体的氧化铝质纤维及由该纤维构成的氧化铝质纤维集合体。 用于解决问题的方法 本专利技术基于基本的观点对现有技术进一步进行研究而完成，通过对纤维的粗度及 其含有率、以及根据煅烧而变化的比表面积、每根纤维中含有的莫来石微晶的大小给将该 氧化铝质纤维成形而得到的集合体对压缩变形的复原性带来的影响进行详细研究而完成， 得到了例如即使在作为汽车用保持材料在严酷的使用环境下使用时也能够长期维持一定 以上的弹性的氧化铝质纤维和将该纤维成形而得到的氧化铝质纤维集合体。SP，本专利技术为： (1) -种氧化铝质纤维，其化学组成为氧化铝70质量％以上且98质量％以下、二 氧化硅2质量％以上且30质量％以下，平均纤维直径为3. 0ym以上且8. 0ym以下，并且 纤维直径大于10ym的纤维的比例以根数基准计为5%以下，而且每根纤维中含有的莫来 石微晶的大小为10A以上且]5〇〇A以下； (2)如⑴所述的氧化铝质纤维，其特征在于，氧化铝质纤维的比表面积为0.lm2/ g以上且70m2/g以下；以及 (3) -种氧化铝质纤维集合体，其由上述（1)、（2)所述的氧化铝质纤维构成。 专利技术效果 本专利技术能够提供氧化铝质纤维和由该纤维构成的氧化铝质纤维集合体，其与由现 有的氧化铝质纤维构成的集合体相比，反复施加压缩载荷时的纤维集合体的形状复原性更 良好，结果，即使在例如作为汽车用保持材料在严酷的使用环境中使用的情况下，也能够长 期维持弹性而固定蜂窝载体。【具体实施方式】 以下对本专利技术详细进行说明。 本专利技术的氧化铝质纤维为含有氧化铝成分70质量％以上且98质量％以下、二氧 化硅成分2质量％以上且30质量％以下的纤维，更优选为含有氧化铝成分72质量％以上 且95质量％以下、二氧化硅成分5质量％以上且28质量％以下的纤维。 另外，另一本专利技术为进一步使用上述的纤维而集聚成形为例如片状或毡状的集合 体。 氧化铝质纤维中含有的氧化铝成分低于70质量％、二氧化硅成分超过30质量％ 时，由于纤维的软质化而难以表现出对压缩变形的形状复原性。此外，氧化铝质纤维中含有 的氧化铝成分超过98质量％、二氧化硅成分低于2质量％时，存在纤维变脆而难以维持弹 性的倾向。另外，可以在不损害本专利技术的效果的范围含有数质量％左右的杂质。作为纤维 中含有的氧化铝成分，可以列举a -氧化铝、y-氧化铝、S -氧化铝、0 -氧化铝，作为二氧 化硅成分，除非晶性二氧化硅以外，还可以列举3A1203 ? 2Si02(莫来石）等，优选根据用途 改变形成的无机化合物的种类和量。 作为本专利技术的氧化铝质纤维和由该纤维构成的氧化铝质纤维集合体的制造方法， 可以列举如下方法作为一例：制备含有氧化铝源、二氧化硅源且添加有粘性赋予剂的纺丝 原液，对其进行纺丝和干燥而加工成纤维前体，接着，将纤维前体集聚成形为例如片状或毡 状后，进一步送至加热炉中，除去纤维前体中的残留物，进而进行煅烧，最终形成氧化铝质 纤维集合体。 作为制备氧化铝质纤维的纺丝原液的方法，例如，将羟基氯化铝水溶液等氧化铝 源和例如二氧化硅溶胶等二氧化硅源混合至氧化铝成分与二氧化硅成分之比，以使最终的 氧化铝质纤维达到期望的化学组成，进一步配合聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚乙二醇等粘性赋 予剂，均勾混合后，进行减压浓缩，由此制备粘度优选为500mPa?s以上且lOOOOmPa?s以 下、更优选为l〇〇〇mPa?s以上且5000mPa?s以下的粘稠的纺丝原液。纺丝原液的粘度降 低时，所得到的氧化铝质纤维的直径变细，反之，粘度增高时，纤维的直径有变粗的倾向，但 此时，纺丝原液的粘度低于500mPa?s时，纤维有时容易在中途断裂，超过lOOOOmPa?s时， 纤维直径过粗，有时给纺丝带来障碍。 需要说明的是，在粘性赋予剂为聚乙烯醇的情况下，其聚合度优选为1000以上且 2500以下，进一步优选为1600以上且2000以下。关于其浓度，在将氧化铝成分与二氧化硅 成分的固体成分的合计设为100质量％时，优选相对于该值为6质量％以上且12质量％以 下。低于6质量％时，即使进行浓缩至预定粘度，也存在纺丝性不充分、熔合纤维增多的倾 向，超过12质量％时，纺丝原液的粘度增高，因此无法充分进行浓缩，有时无法制备纺丝性 良好的纺丝原液。通过适当改变这些纺丝原液的制备条件，能够使最终的氧化铝质纤维的 直径落入优选的范围内。 作为将纺丝原液成形加工成氧化铝质纤维前体的方法，可以列举例如在将纺丝原 液从模具导丝嘴的细孔中以丝状喷出至空中的同时进行急速干燥的方法。模具导丝嘴的结 构和形状、细孔的直径和配置、以及纺丝原液的吐出量和吐出压力、以及使纺丝原液喷出之 处的空间温度、压力、气体成分、湿度、气流的有无没有特别限定。模具导丝嘴可以被固定， 也可以为可动的结构，任意一种均可。在更具体的例子中，向以5m/s以上且100m/S以下 的圆周速度旋转的中空圆盘内供给纺丝原液，使纺丝原液从设置于圆盘的圆周面的直径为 0. 1mm以上且1. 3mm以下的多个细孔中呈放射状（丝状）喷出，在使其与高速当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化铝质纤维，其化学组成为氧化铝70质量％以上且98质量％以下、二氧化硅2质量％以上且30质量％以下，平均纤维直径为3.0μm以上且8.0μm以下，并且纤维直径大于10μm的纤维的比例以根数基准计为5％以下，而且每根纤维中含有的莫来石微晶的大小为以上且以下。
【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：大岛康孝，酒井晴子，江口政孝，藤田一隆，铃木良知，
申请(专利权)人：电气化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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