專利名稱：連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法；詳細(xì)地說，涉及使用特定的高溫加熱爐，通過加熱處理由含有鋁化合物的紡絲液形成氧化鋁纖維的毛坯，制造連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法。
背景技術(shù)：
氧化鋁纖維的連續(xù)氈(連續(xù)片材)，通過對其進(jìn)行成形加工，可以作為各種耐熱材料-例如高溫爐或高溫管道的隔熱材料或粘接材料，或內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化用的觸媒轉(zhuǎn)換器的保持材料-使用。以前，作為連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法已知的是，將由含有鋁化合物的紡絲液形成的氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材，連續(xù)地輸送到高溫加熱爐內(nèi)，利用配置在該高溫加熱爐內(nèi)的傳送帶等輸送機(jī)構(gòu)，向一個(gè)方向輸送，同時(shí)進(jìn)行加熱處理的方法(例如，歐洲公開專利第971057號公報(bào)(日本公開專利2000-80547號公報(bào)))。
然而，利用上述方法得出的氧化鋁纖維氈會產(chǎn)生以下問題纖維在制作工序中被切斷、厚度或體積密度不均勻、強(qiáng)度不夠等。
本發(fā)明者對用高溫加熱爐進(jìn)行的氧化鋁纖維毛坯的處理工序反復(fù)進(jìn)行深入研究的結(jié)果，得出下列認(rèn)識。即在高溫加熱爐中，以一定的速度輸送作為微細(xì)纖維聚集體的氧化鋁纖維的毛坯時(shí)，由于氧化鋁纖維毛坯受到高溫加熱而收縮，收縮時(shí)與輸送機(jī)構(gòu)的摩擦使纖維切斷。
本發(fā)明是考慮上述問題而提出的，其目的是要提供一種改良的連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法，它是使用可能的高溫加熱爐進(jìn)行特定的高溫加熱處理，通過對由含有鋁化合物的紡絲液形成的氧化鋁纖維毛坯，進(jìn)行加熱處理，制造連續(xù)的氧化鋁纖維氈的方法，在該方法中，可以減少纖維的切斷，使整個(gè)氈達(dá)到均質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于上述的認(rèn)識，經(jīng)過反復(fù)研究完成的，其目的是要提供一種連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法，其特征為，將由含有鋁化合物的紡絲液形成的氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材，連續(xù)地送入高溫加熱爐內(nèi)，在利用配置在該高溫加熱爐內(nèi)的輸送機(jī)構(gòu)，向一個(gè)方向輸送的同時(shí)，進(jìn)行加熱處理，從而制造連續(xù)的氧化鋁纖維氈，在此過程中，與作為氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材的加熱收縮率相對應(yīng)，沿著輸送方向，使上述輸送機(jī)構(gòu)的速度減少。


圖1是作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而在加熱處理氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材時(shí)所使用的高溫加熱爐的一個(gè)示例的說明圖；(a)是沿著爐的長度剖開的高溫加熱爐的縱截面圖；(b)是沿著爐的長度的爐內(nèi)溫度分布的表示圖。
圖2是在實(shí)施例1、2和比較例1中，在加熱處理氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材情況下，連續(xù)片材的收縮比和輸送速度比相對于爐內(nèi)溫度分布的關(guān)系的表示圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，在以下的實(shí)施方式說明中，將高溫加熱爐簡稱為“加熱爐”。
本發(fā)明的連續(xù)氧化鋁纖維氈的制造方法，除了氧化鋁纖維毛坯的加熱處理(煅燒，結(jié)晶化)方法外，基本上與(例如)歐洲公開專利公報(bào)971057號所述的方法相同。在本發(fā)明中，將由含有鋁化合物的紡絲液形成的氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材，連續(xù)地送入加熱爐內(nèi)，并在利用配置在該加熱爐內(nèi)的多個(gè)輸送機(jī)構(gòu)向一個(gè)方向輸送時(shí)，進(jìn)行加熱處理。
氧化鋁纖維毛坯是按照通常的方法，由紡絲液制造的。作為紡絲液，可以使用(例如)在堿性氯化鋁水溶液中，添加硅溶膠，使最終得到的氧化鋁纖維的組成為Al2O3∶SiO2(重量比)，一般為65～98∶35～2，優(yōu)選為在70～97∶30～3的范圍內(nèi)。為了提高紡絲性，通常在紡絲液中加入聚乙烯醇、聚乙二醇、淀粉、纖維素衍生物等水溶性的有機(jī)聚合體。根據(jù)需要，紡絲液的粘度可通過濃縮操作，調(diào)節(jié)至10～100泊左右。
從紡絲液制造氧化鋁纖維毛坯(纖維)，可以利用將紡絲液供給高速的紡絲氣流中的噴吹法或利用回轉(zhuǎn)板的錠子法進(jìn)行。在噴吹法的噴嘴中，可將紡絲液噴嘴內(nèi)裝在產(chǎn)生紡絲氣流的氣流噴嘴中；和如同從紡絲氣流外供給紡絲液那樣，設(shè)置紡絲液噴嘴。使用哪一種方法都可以。噴吹法可以形成粗度通常為幾個(gè)微米(μm)，長度為幾十mm-幾百mm的氧化鋁纖維毛坯(纖維)，是制造長纖維的好方法。
通常，作為上述氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材，在用上述噴吹法紡絲，形成薄層的片材后，再通過將該薄層片材層疊起來，形成層疊的片材。在形成氧化鋁纖維毛坯的薄層片材時(shí)，最好使用如下結(jié)構(gòu)的集成裝置，即將金屬網(wǎng)制的無接頭環(huán)帶放置成與紡絲氣流大約成直角，使該無接頭環(huán)帶轉(zhuǎn)動，同時(shí)使含有氧化鋁纖維的毛坯(纖維)的紡絲氣流與該無接頭環(huán)帶沖擊。
如在上述歐洲公開專利公報(bào)971057號中所述那樣，氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材(層疊片材)是這樣制造的將薄層片材從集成裝置中連續(xù)地拉出，送至折疊裝置，折疊成規(guī)定的寬度，再重復(fù)層疊，通過在與折疊方向成直角的方向連續(xù)移動而制成。據(jù)此，由于薄層片材寬度方向的兩個(gè)端部配置在所形成的層疊片材的內(nèi)側(cè)，因此在整個(gè)片材上層疊片材的單位面積質(zhì)量均勻。
薄層片材的單位面積質(zhì)量通常為10～200g/m2，優(yōu)選為30～100g/m2。該薄層片材在其寬度方向和長度方向的任何一個(gè)方向上必然是不均勻的。因此，層疊片材至少要層疊5層以上，優(yōu)選8層以上，特別優(yōu)選層疊10～80層。這樣，薄層片材的部分不均勻性被抵消，可以確保整體均勻的單位面積質(zhì)量。
作為上述的氧化鋁纖維毛坯的層疊片材，通常通過在500℃以上，優(yōu)選在1000～1300℃的溫度下加熱處理而煅燒，制成氧化鋁纖維的層疊片材(氧化鋁纖維氈)。另外，在加熱處理前，通過對層疊片材進(jìn)行針刺，可使氧化鋁纖維成為在沿片材厚度方向機(jī)械強(qiáng)度大的氧化鋁纖維片材。針刺的針數(shù)通常為1～50針/cm2，一般，針數(shù)越多，所得到的氧化鋁纖維片材的體積密度和剝離強(qiáng)度越大。
在本發(fā)明中，對利用上述方法得到的氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材，使用特定的高溫加熱爐進(jìn)行特定的加熱處理。具體作法是，當(dāng)利用配置在高溫加熱爐內(nèi)的輸送機(jī)構(gòu)，將氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材向一個(gè)方向輸送，同時(shí)進(jìn)行加熱處理時(shí)，與氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材的加熱收縮率相對應(yīng)，沿著輸送方向，使上述輸送機(jī)構(gòu)的速度減小。
作為與氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材的加熱收縮率相對應(yīng)而沿著輸送方向使上述輸送機(jī)構(gòu)的速度減小的方法，理想的是，與加熱收縮率相適應(yīng)，連續(xù)地減小輸送速度；但實(shí)際上，逐漸減速的方法也可以。通常，最簡便的方法是在輸送機(jī)構(gòu)的中間減速的方法。例如，當(dāng)收縮前的輸送方向(長度方向)的尺寸為x，收縮后的尺寸為y，收縮率為{(x-y)/x}×100時(shí)，在最終的收縮率為30～70％的階段，可將輸送速度減小10～30％的方法即為這種方法的一個(gè)例子。另外，在中間減小輸送速度的情況下，最好是與加熱收縮率相對應(yīng)，分階段地減速。
在與氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材的加熱收縮率相對應(yīng)而沿著輸送方向減小上述輸送機(jī)構(gòu)的速度時(shí)，通常設(shè)定為，在高溫加熱爐內(nèi)，沿著輸送方向，從爐的入口緩慢地使溫度升高，在最高溫度1000～1300℃下保持一定，再在爐的出口前面，將溫度降低至常溫附近。上述輸送機(jī)構(gòu)的輸送速度的切換，可觀察收縮率來決定，但通常希望在爐內(nèi)溫度為300～800℃，優(yōu)選為400～600℃階段進(jìn)行切換。
在進(jìn)行上述的煅燒作業(yè)時(shí)，可以使用圖1所示結(jié)構(gòu)的高溫加熱爐。圖1所示的加熱爐是在加熱處理上述纖維聚集體的氧化鋁纖維的毛坯的連續(xù)片材(以下稱為“毛坯”)(W)時(shí)所使用的加熱爐，它具有隧道型的爐體(1)。爐體(1)是將由具有耐熱性的不銹鋼等金屬制的框架，與由同一種金屬板制成且內(nèi)表面敷設(shè)耐熱材料的壁部(爐頂，爐床和側(cè)壁)組合構(gòu)成的。爐體(1)也可以將上述的框架和由耐火磚等耐熱材料制成的壁材組合構(gòu)成。
與爐的長度垂直的爐體(1)的截面形狀(爐內(nèi)截面形狀)，考慮熱效率、毛坯的形態(tài)，強(qiáng)度等，可以作成四角形、圓形、橢圓形，上半部為圓頂形等各種形狀。爐體(1)的長度(爐長)，根據(jù)處理時(shí)間和后述的輸送機(jī)構(gòu)的輸送速度不同而不同，一般大約為20～100m。
另外，當(dāng)從側(cè)面看時(shí)，沿著爐長的爐體(1)的后段處理室(大致為后半部)(12)，與前段處理室(大致為前半部)(11)相比，是一個(gè)有爐頂部突出的結(jié)構(gòu)，即形成一個(gè)大體積的結(jié)構(gòu)。在加熱爐中，通過將爐體(1)的后段處理室(12)作成大體積的結(jié)構(gòu)，可滯留高溫的氣體，這樣，利用后述的加熱機(jī)構(gòu)，可將后段處理室(12)的溫度設(shè)定成更高的溫度。
在加熱爐的爐內(nèi)，利用上述爐體(1)的結(jié)構(gòu)和以下的加熱機(jī)構(gòu)，可以沿著爐長，將后段處理室(12)的溫度設(shè)定得比前段處理室(11)的溫度高。具體地說，在爐體(1)的后段處理室(12)中，配置了幾個(gè)燃燒器(4)。通過將燃燒器(4)配置在爐體(1)的二個(gè)側(cè)壁，爐體(1)的爐頂和爐體(1)的爐床處，可以從上下方向加熱后述的滾子傳送帶(3)上的毛坯(W)。從氣體供給設(shè)備(圖中省略)，將一定流量的燃燒用氣體供給燃燒器(4)；而且，再從鼓風(fēng)機(jī)(圖中省略)供給一定流量的燃燒用空氣。作為加熱裝置，除了上述直接燃燒的燃燒器以外，還可以使用輻射發(fā)熱管等間接加熱裝置或電氣式加熱器。
另外，在爐體(1)的大致中央的兩側(cè)壁和爐床上，設(shè)置了幾個(gè)空氣噴嘴(5)，用于提供給燃燒用的空氣，并且調(diào)整爐體(1)的大致中央處的爐內(nèi)溫度。通過外部鼓風(fēng)機(jī)(圖中省略)，將一定流量的空氣提供給空氣噴嘴(5)。另外，在爐體(1)的前段處理室(11)中的爐頂處，設(shè)有用于將燃燒產(chǎn)生的氣體從爐內(nèi)排出的幾根排氣管(7)。排氣管(7)與配置在外部的排氣風(fēng)扇(圖中省略)連接。
另外，在爐體(1)的前段處理室(11)的爐頂處，與排氣管(7)相鄰而設(shè)置了吹入空氣用的噴嘴(8)，用于調(diào)節(jié)前段處理室(11)中的爐內(nèi)溫度。從而，如圖1所示，在爐體(1)的出口配置著冷卻用空氣噴嘴(6)，用于供給燃燒用的空氣，而且使出口部位的爐內(nèi)溫度保持為低溫。通過外部風(fēng)扇(圖中省略)，將一定流量的外部空氣提供給冷卻用的空氣噴嘴(6)。
即在圖1所示的加熱爐中，通過將在爐體(1)的后段處理室(12)中產(chǎn)生的燃燒器的熱，向著與輸送方向相反的入口側(cè)送出，使得從爐體(1)的入口向著出口，爐內(nèi)溫度逐漸升高，從而設(shè)定為使后段處理室(12)中的爐內(nèi)溫度達(dá)到最高(參照圖(b))。
另外，在爐內(nèi)，沿著爐長，從爐體入口至出口，插入用于輸送上述毛坯(W)的輸送機(jī)構(gòu)。作為輸送機(jī)構(gòu)，其材質(zhì)應(yīng)能耐1000℃左右的高溫，其形狀應(yīng)保證將連續(xù)片材產(chǎn)生的水蒸氣等氣體平穩(wěn)地放出；而當(dāng)考慮安裝在爐體內(nèi)的結(jié)構(gòu)等時(shí)，一般可采用具有耐熱性的滾子傳送帶。但是，上述氧化鋁纖維毛坯等的毛坯(W)具有如下所謂性質(zhì)在充分進(jìn)行加熱處理之前，由于纖維本身對水份敏感，它吸收濕氣，容易發(fā)粘；并且因聚乙烯醇等有機(jī)高分子使纖維本身在環(huán)狀起毛的狀態(tài)下，容易掛在滾子等回轉(zhuǎn)體上。另一方面，氧化鋁纖維毛坯具有因高溫加熱處理(煅燒)而在纖維的前端成為相對伸長的狀態(tài)下，整個(gè)纖維容易收縮的所謂性質(zhì)。
在圖1的裝置中，在前段處理室(11)中配置掛住很少的特定的傳送帶，而在后段處理室(12)中配置具有高溫耐熱性，并且相對于毛坯(W)有一定程度的光滑性的特定的傳送帶；這樣可實(shí)現(xiàn)毛坯(W)的順利輸送。即上述輸送機(jī)構(gòu)由配置在前段處理室(11)中的金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)(或沖孔金屬片傳送帶)，和配置在后段處理室(12)中的耐熱瓷器制的滾子傳送帶(3)構(gòu)成。
例如，作為金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)可以使用具有網(wǎng)狀帶的不銹鋼制成的傳送帶，該網(wǎng)狀帶由以16mm左右間距配置的、金屬絲直徑為2mm左右的受力干線和以10mm左右的間距配置的、金屬絲直徑為2mm左右的螺線金屬絲制成。通過將金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)卷繞在架設(shè)于爐體(1)的內(nèi)部和外部的張力滾子上，而從爐體(1)的入口部延伸至爐體(1)的大致中央，再向爐體(1)的大致中央的下方引出，經(jīng)過爐體(1)的爐床下面，循環(huán)至爐體(1)的入口部。另外，雖然圖中沒有示出，但是金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)通常由配置在爐體(1)的外部的電機(jī)，通過配置在爐體(1)的入口部位或爐床床下部位的驅(qū)動滾驅(qū)動。
作為滾子傳送帶(3)，可以使用耐熱瓷器制的傳送帶。作為構(gòu)成這種傳送帶的耐熱瓷器，可以舉出富鋁紅柱石滾子。從與毛坯(W)的接觸面積、滑動性等觀點(diǎn)來看，滾子傳送帶(3)的直徑為25～40mm。將滾子傳送帶(3)的直徑設(shè)定在上述范圍的理由如下。
即在滾子傳送帶(3)的滾子直徑設(shè)定為小于20mm的情況下，除了滾子本身受熱容易彎曲以外，還擔(dān)心表面曲率大，纖維的卷繞增加，掛住的多，會產(chǎn)生纖維切斷。另一方面，在將滾子直徑設(shè)定成比40mm大的情況下，由于配置間距擴(kuò)大，纖維聚集體(W)的輸送力降低。另外，在使用大直徑的滾子，配置間距狹窄的情況下，就擔(dān)心爐體(1)的側(cè)壁的強(qiáng)度降低。另外，圖中沒有示出，通常，滾子傳送帶(3)，由配置在爐體(1)的外部的電機(jī)，通過卷繞在從爐體(1)的側(cè)面突出來的軸上的鏈輪上的鏈條驅(qū)動。
如上所述，在本發(fā)明中，毛坯(W)的煅燒是利用配置在加熱爐內(nèi)的輸送機(jī)構(gòu)，即上述的金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)(或沖孔金屬片傳送帶)和滾子傳送帶(3)，向一個(gè)方向輸送時(shí)，進(jìn)行加熱處理來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的最大特點(diǎn)是，為了更可靠地防止毛坯(W)輸送時(shí)，纖維切斷，與上述毛坯(W)的加熱收縮率相對應(yīng)，沿著輸送方向，減小上述各個(gè)輸送機(jī)構(gòu)的速度。
即將滾子傳送帶(3)的輸送速度設(shè)定成比金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)的輸送速度低。具體地說，毛坯(W)的加熱收縮率(長度收縮率)根據(jù)成分不同而不同，例如，可達(dá)20～30％左右。在上述加熱爐中，與毛坯(W)的加熱收縮率相適應(yīng)，將滾子傳送帶(3)的輸送速度設(shè)定為金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)的輸送速度的60～80％。關(guān)于上述整個(gè)輸送機(jī)構(gòu)的平均輸送速度，可根據(jù)處理時(shí)間和爐長度來決定；例如，金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)的輸送速度設(shè)定為50～500m/分鐘左右，滾子傳送帶(3)的輸送速度設(shè)定為35～350m/分鐘左右。
圖中沒有示出，滾子傳送帶(3)還可以分成多段。即滾子傳送帶(3)也可以順序配置4段傳送帶構(gòu)成。在這種情況下，通過將各段滾子傳送帶的輸送速度，從上游開始，設(shè)定為金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)的輸送速度的85％、80％、75％、70％，可以更可靠地防止纖維切斷。
本發(fā)明的毛坯(W)的加熱處理(煅燒)，可按上述方法進(jìn)行，在圖示的加熱爐中，在前段處理室(11)中，在小于500℃的溫度下預(yù)熱后，在后段處理室(12)中，在500℃以上，最高在1250℃的溫度下進(jìn)行加熱處理(圖(b))。
當(dāng)在溫度低的前段處理室(11)中加熱時(shí)，構(gòu)成前段處理室(11)中的輸送機(jī)構(gòu)的金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)，在多個(gè)點(diǎn)上支承送入的毛坯(W)，可以減少與毛坯(W)的接觸面積。因此，即使在如下情況下纖維本身，如開始供給的氧化鋁纖維毛坯一樣，由于對水分敏感，吸收周圍的濕氣，容易發(fā)粘；并且在用聚乙烯醇等有機(jī)高分子在前段處理室(11)中處理纖維前端為環(huán)狀的毛坯(W)，纖維掛住也可減少。結(jié)果，在前段處理室(11)中，不會因金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)而損壞毛坯的整體形狀，可以可靠地輸送毛坯(W)。
另外，當(dāng)在高溫的后段處理室(12)中加熱時(shí)，構(gòu)成后段處理室(12)中的輸送機(jī)構(gòu)的耐熱瓷器滾子傳送帶(3)，以其表面支承從前段處理室(11)送入的毛坯(W)，具有適當(dāng)?shù)墓饣浴Ｒ虼?，對于如氧化鋁纖維毛坯一樣，經(jīng)前段處理室(11)中的處理而使有機(jī)高分子被加熱，纖維的前端碳化，并且成為延伸狀態(tài)的毛坯，即使在后段處理室(12)中，處理所發(fā)現(xiàn)的收縮性大的毛坯(W)的情況下，纖維沒有掛住。結(jié)果，在后段處理室(12)中，不會因滾子傳送帶(3)而損壞毛坯的整體形狀，可以可靠地輸送毛坯(W)。
另外，在本發(fā)明中，通過與毛坯(W)的加熱收縮率對應(yīng)，使?jié)L子傳送帶(3)的速度相對小于上述金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)的，則在后段處理室(12)中毛坯(W)因加熱處理而收縮時(shí)，也可以可靠地減小與滾子傳送帶(3)的摩擦。換句話說，在后段處理室(12)中，由于與因收縮而引起的毛坯(W)的移動速度的降低相適應(yīng)，而預(yù)先設(shè)定滾子傳送帶(3)的輸送速度，因此，毛坯(W)與滾子傳送帶(3)的摩擦減小，可以可靠地防止毛坯(W)的纖維切斷。因此，根據(jù)使用上述特定的加熱爐的本發(fā)明的制造方法，可以制造不含切斷的纖維的，均質(zhì)和強(qiáng)度更高的氧化鋁纖維氈。
作為利用本發(fā)明的制造方法得出的氧化鋁纖維氈的組成，最好是氧化鋁占65～97％。(按重量計(jì))，其余為二氧化硅。特別是，氧化鋁占72～85％(按重量計(jì))的富鋁紅柱石組成的纖維，其高溫穩(wěn)定性和彈性好，是優(yōu)選的氧化鋁纖維。與相同的氧化鋁和二氧化硅系的非結(jié)晶質(zhì)的陶瓷纖維比較，結(jié)晶質(zhì)的氧化鋁纖維的耐熱性好，而且軟化收縮等受熱質(zhì)量惡化的現(xiàn)象極少。即結(jié)晶質(zhì)的氧化鋁纖維具有在低的體積密度下，產(chǎn)生大的恢復(fù)力，并且溫度變化小的所謂性質(zhì)。
另外，圖1所示的上述高溫加熱爐，不是僅限于制造氧化鋁纖維氈，也可用于利用與氧化鋁毛坯纖維同樣的制造方法得到的其他無機(jī)纖維等聚集體。
實(shí)施例以下，利用實(shí)施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。在不超過本發(fā)明的目的范圍內(nèi)，本發(fā)明不是僅限于以下的實(shí)施例。在以下的實(shí)施例中，使用圖1所示的結(jié)構(gòu)的高溫加熱爐來進(jìn)行氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材的加熱處理。氧化鋁纖維氈有無纖維切斷，可以用肉眼觀察，但在從上面觀看氧化鋁纖維氈的情況下，可以根據(jù)表面的凹凸(厚度不均勻)來判斷。
實(shí)施例1在堿性氯化鋁(鋁含量為70g/l，Al/Cl＝1.8(原子比))水溶液中，加入硅溶膠，使最終得到的氧化鋁纖維的組成為Al2O3∶SiO2＝72∶28(重量比)。再在加入聚乙烯醇后，濃縮，調(diào)制成粘度為40泊、氧化鋁、二氧化硅含量約為30重量％的紡絲液，使用該紡絲液，利用噴吹法紡絲。將含有所形成的氧化鋁纖維毛坯的紡絲氣流，與金屬網(wǎng)制的無接頭環(huán)帶沖突，捕集氧化鋁纖維毛坯，得到單位面積質(zhì)量約為40g/m2的比較不均勻，而且氧化鋁纖維毛坯在表面內(nèi)隨機(jī)分布的、寬度為1050mm的薄層片材。按照歐洲公開專利公報(bào)971057號所述的方法，將上述薄層片材折疊層疊，制造由寬度為950mm的30層薄層片材構(gòu)成的氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)的層疊片材。用5針/cm2的針數(shù)，對該層疊片材進(jìn)行針刺，作成厚度為15mm，體積密度為0.08g/cm3的層疊片材。
其次，使用圖1所示的高溫加熱爐，按下面的規(guī)定，加熱處理(煅燒)氧化鋁纖維毛坯的片材(層疊片材)。即將從折疊裝置送出的作為氧化鋁毛坯的片材，送至金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)上，在前段處理室(11)中，在100～500℃下，對該毛坯加熱處理1.5小時(shí)。金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)的輸送速度為300m/分鐘。其次，從金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)將氧化鋁纖維毛坯的片材送至滾子傳送帶(3)，在后段處理室(12)中，在500～1250℃下加熱處理1.5小時(shí)后，再在1250℃下加熱處理0.5小時(shí)。這時(shí)，滾子傳送帶(3)的輸送速度為210m/分鐘。在實(shí)施例1中，在加熱處理氧化鋁纖維氈的連續(xù)片材的情況下，連續(xù)片材的收縮比與輸送速度比相對于爐內(nèi)溫度布的關(guān)系，如圖2所示那樣。
通過上述的前段處理室(11)和后段處理室(12)中的加熱煅燒處理，可得到厚度約為12mm、寬度約為670mm，體積密度為0.1g/cm3，單位面積質(zhì)量為1200g/m2的連續(xù)氧化鋁纖維氈。用肉眼觀察所得到的氧化鋁纖維氈，在20m長度上僅發(fā)現(xiàn)1處有纖維切斷，如表1所示。
實(shí)施例2除了在實(shí)施例1中，用4根傳送帶構(gòu)成高溫加熱爐的輸送機(jī)構(gòu)的滾子傳送帶(3)，并且從上游開始，設(shè)定各個(gè)傳送帶的輸送速度為金屬網(wǎng)狀傳送帶(2)的輸送速度的85％、80％、75％、70％，即255m/分鐘，240m/分鐘，225m/分鐘和210m/分鐘以外，與實(shí)施例1同樣操作，連續(xù)地制造氧化鋁纖維氈。在實(shí)施例2中，在加熱處理作為氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材的情況下，連續(xù)片材的收縮比與輸送速度比相對于爐內(nèi)溫度分布的關(guān)系，如圖2所示。
如表1所示，在所得出的氧化鋁纖維氈中，沒有出現(xiàn)纖維切斷。
比較例1除了在實(shí)施例1中，在加熱處理(煅燒)薄層片材時(shí)，不使高溫加熱爐的輸送機(jī)構(gòu)的速度，向著輸送方向減小，而是保持一定以外，與實(shí)施例1同樣操作，連續(xù)地制造氧化鋁纖維氈。在比較例1中，在加熱處理氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材的情況下，連續(xù)片材的收縮比與輸送速度比相對于爐內(nèi)溫度分布的關(guān)系，如圖2所示。在得出的氧化鋁纖維氈中，如表1所示，在長20m內(nèi)發(fā)現(xiàn)4處纖維切斷。
表1

如上所述，由于采用使用特定的加熱爐的本發(fā)明的連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法，可以與因收縮而引起的氧化鋁纖維毛坯的片材的移動速度降低相適應(yīng)，預(yù)先設(shè)定輸送裝置的輸送速度，減小氧化鋁纖維毛坯的片材與輸送裝置的摩擦，可以可靠地防止氧化鋁纖維毛坯的片材的纖維切斷，因此可以制造不含切斷的纖維的、均質(zhì)的、且強(qiáng)度更高的氧化鋁纖維氈。
另外，采用本發(fā)明所使用的高溫加熱爐，由于在前段處理室和后段處理室中的各個(gè)傳送帶上，沒有氧化鋁纖維毛坯等的纖維聚集體纖維掛住，可以可靠地輸送纖維聚集體，因此不會損壞纖維聚集體最初的形狀，可以更平穩(wěn)地進(jìn)行加熱處理。又由于不切斷纖維聚集體的纖維，可以保證作為所得被處理物的氧化鋁纖維氈等的纖維聚集體的均質(zhì)性和很高的強(qiáng)度。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的氧化鋁纖維的連續(xù)氈的制造方法，在作為高溫爐或高溫管道的隔熱材料或粘接材料等各種耐熱材料，或內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化用的觸媒轉(zhuǎn)換器的保持材料使用的連續(xù)氈的制造方面有用。當(dāng)在高溫加熱爐內(nèi)熱處理氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材時(shí)，由于可以可靠地防止氧化鋁纖維毛坯的纖維切斷，因此適合于制造均質(zhì)且強(qiáng)度更高的氧化鋁纖維氈。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法，其特征為，將由含有鋁化合物的紡絲液形成的氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材，連續(xù)地送入高溫加熱爐內(nèi)，在利用配置在該高溫加熱爐內(nèi)的輸送機(jī)構(gòu)，向一個(gè)方向輸送的同時(shí)，進(jìn)行加熱處理，制造連續(xù)的氧化鋁纖維氈，在此過程中，與作為氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材的加熱收縮率相對應(yīng)，使所述輸送機(jī)構(gòu)的速度沿著輸送方向減小。
2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法，其特征為，與氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材的加熱收縮率相對應(yīng)，沿著輸送方向逐漸地減小輸送機(jī)構(gòu)的速度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法，其特征為，輸送機(jī)構(gòu)由配置在高溫加熱爐內(nèi)的前段處理室中的金屬網(wǎng)狀傳送帶或沖孔金屬片傳送帶，和配置在后段處理室中的耐熱瓷器滾子傳送帶構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法，其特征為，將作為氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材，在針刺處理后送入高溫加熱爐內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法，其特征為，在高溫加熱爐內(nèi)，在最高溫度1000～1300℃下進(jìn)行加熱處理。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法，其特征為，氧化鋁纖維氈的組成為，氧化鋁占65～97％的重量比，其余為二氧化硅。
7.一種高溫加熱爐，其特征為，它是用于加熱處理因加熱而收縮的纖維聚合體的隧道型的高溫加熱爐，輸送機(jī)構(gòu)沿著爐的長度插入爐內(nèi)，并且，后段處理室的溫度設(shè)定得比爐內(nèi)前段處理室的溫度高，而且，所述輸送機(jī)構(gòu)由配置在所述前段處理室中的金屬網(wǎng)狀傳送帶或沖孔金屬片傳送帶，和配置在所述后段處理室中的耐熱瓷器滾子傳送帶構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求7所述的高溫加熱爐，其特征為，纖維聚合體是由含有鋁化合物的紡絲液形成的氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材。
全文摘要
一種連續(xù)的氧化鋁纖維氈的制造方法，它使用可能的高溫加熱爐進(jìn)行特定的高溫加熱處理，通過加熱處理由含有鋁化合物的紡絲液形成的氧化鋁纖維毛坯，制造連續(xù)的氧化鋁纖維氈。在這種制造方法中，將由含有鋁化合物的紡絲液形成的氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材(W)，連續(xù)地送入高溫加熱爐內(nèi)，利用配置在該高溫加熱爐內(nèi)的多個(gè)輸送機(jī)構(gòu)(2、3)，在向一個(gè)方向輸送的同時(shí)進(jìn)行加熱處理。這時(shí)，與氧化鋁纖維毛坯的連續(xù)片材(W)的加熱收縮率相對應(yīng)，通過沿著輸送方向減少所述輸送機(jī)械的速度，可以減少氧化鋁纖維毛坯的纖維切斷，可得到厚度和體積密度均勻、強(qiáng)度高的連續(xù)的氧化鋁纖維氈。
文檔編號D01F9/08GK1463310SQ02801825
公開日2003年12月24日 申請日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月24日
發(fā)明者莊司守, 池田憲雄, 屜木利明 申請人:三菱化學(xué)產(chǎn)資株式會社