(57)【要約】【課題】  耐熱性及びサイクル面圧に優れる無機繊維集合体の製造方法を提供する。【解決手段】  アルミナ含有量が８２重量％以上９０重量％未満、かつ、以下の方法によって測定されるθアルミナ率が２５重量％以下であるアルミナ−シリカ繊維を集合してなることを特徴とする無機繊維集合体。＜θアルミナ率の測定方法＞θアルミナ粉末［大明化学工業（株）製  タイミクロン  ＴＭ−１００］を標準物質とし、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを測定し、θアルミナの特徴ピークである２θ＝４４．５〜４５°のピーク強度（ｈ０）を測定する。これに対して、測定条件を同一にして測定対象のＸＲＤスペクトルを測定し、２θ＝４４．５〜４５°のピーク強度（ｈ）を測定する。標準物質のピーク強度（ｈ０）がθアルミナ１００重量％であるとして、ｈ／ｈ０で計算される値をθアルミナ率とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ含有量が８２重量％以上９０重量％未満、かつ、以下の方法によって測定されるθアルミナ率が２５重量％以下であるアルミナ−シリカ繊維を集合してなることを特徴とする無機繊維集合体。
＜θアルミナ率の測定方法＞
θアルミナ粉末［大明化学工業（株）製  タイミクロン  ＴＭ−１００］を標準物質とし、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを測定し、θアルミナの特徴ピークである２θ＝４４．５〜４５°のピーク強度（ｈ０）を測定する。これに対して、測定条件を同一にして測定対象のＸＲＤスペクトルを測定し、２θ＝４４．５〜４５°のピーク強度（ｈ）を測定する。標準物質のピーク強度（ｈ０）がθアルミナ１００重量％であるとして、ｈ／ｈ０で計算される値をθアルミナ率とする。
【請求項２】
前記アルミナ−シリカ繊維のアルミナ含有量が８６重量％を超え９０重量％未満である請求項１に記載の無機繊維集合体。
【請求項３】
前記アルミナ−シリカ繊維の、以下の方法によって測定されるムライト率が、１〜６５重量％である請求項１又は２に記載の無機繊維集合体。
＜ムライト率の測定方法＞
ムライト標準物質（日本セラミックス協会認証標準物質ＪＣＲＭ−Ｒ０４１）の粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを測定し、ムライトの特徴ピークである２θ＝４０．９°のピーク強度（ｈ０）を測定する。これに対して、測定条件を同一にして測定対象のＸＲＤスペクトルを測定し、２θ＝４０．９°のピーク強度（ｈ）を測定する。標準物質のピーク強度（ｈ０）がムライト１００重量％であるとして、ｈ／ｈ０で計算される値をムライト率とする。
【請求項４】
前記アルミナ−シリカ繊維の、以下の方法によって測定されるαアルミナ率が、５重量％未満である請求項１〜３のいずれかに記載の無機繊維集合体。
＜αアルミナ率の測定方法＞
αアルミナ［大明化学工業（株）製  タイミクロン  ＴＭ−ＤＡ］を標準物質として粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを測定し、αアルミナの特徴ピークである２θ＝４３．０〜４３．５°のピーク強度（ｈ０）を測定する。これに対して、測定条件を同一にして測定対象のＸＲＤスペクトルを測定し、２θ＝４３．０〜４３．５°のピーク強度（ｈ）を測定する。標準物質のピーク強度（ｈ０）がαアルミナ１００重量％であるとして、ｈ／ｈ０で計算される値をαアルミナ率とする。
【請求項５】
前記無機繊維集合体は、排ガス処理体の保持シール材に使用される請求項１〜４のいずれかに記載の無機繊維集合体。
【請求項６】
少なくともＡｌ及びＳｉを含み、ＡｌとＳｉの比率が重量比率で８４．３：１５．７〜９１．８：８．２である紡糸用混合物を準備する紡糸用混合物準備工程と、
前記紡糸用混合物を紡糸してアルミナ−シリカ繊維前駆体を得る紡糸工程と、
前記アルミナ−シリカ繊維前駆体を最高温度１２００〜１３５０℃で加熱し、その後１０００℃まで１０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で急冷してアルミナ−シリカ繊維を得る焼成工程と、
前記アルミナ−シリカ繊維を集合させて無機繊維集合体とする集合工程と、
を備えることを特徴とする無機繊維集合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機繊維集合体及び無機繊維集合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、スス等のパティキュレートマター（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境や人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯやＨＣ、ＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境や人体に及ぼす影響についても懸念されている。
【０００３】
そこで、排ガス中のＰＭを捕集したり、有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、炭化ケイ素やコージェライトなどの多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を収容するケーシングと、排ガス処理体とケーシングとの間に配設される無機繊維集合体からなる保持シール材とから構成される排ガス浄化装置が種々提案されている。この保持シール材は、自動車の走行等により生じる振動や衝撃により、排ガス処理体がその外周を覆うケーシングと接触して破損するのを防止することや、排ガス処理体とケーシングとの間から排ガスが漏れることを防止すること等を主な目的として配設されている。そのため、保持シール材には、圧縮されることによる反発力で発生する面圧を高め、排ガス処理体を確実に保持する機能が求められている。
【０００４】
特許文献１には、アルミナ含有量７４〜８６重量％、シリカ含有量１４〜２６重量％でムライト率が２０〜６０重量％の無機質短繊維の集積体である保持材用無機質短繊維集積体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１７４４７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたアルミナ含有量は、無機質短繊維全てがムライトとなる場合のアルミナ含有量である７２重量％よりも多いため、アルミナ過多の組成（以下、高アルミナ組成）であるといえる。アルミナ成分が多いアルミナ−シリカ繊維は耐熱性に優れるが、繊維の柔軟性が低下するという問題がある。
さらに、高アルミナ組成であっても、面圧の経時劣化が少なく（以下、サイクル面圧が高いともいう）、熱クリープにより面圧が低下しにくいことが望まれている。
【０００７】
本発明者が、上記高アルミナ組成のアルミナ−シリカ繊維について、鋭意研究したところ、ムライトを構成していないアルミナについて、θアルミナやαアルミナが多く生成されていることがわかった。
アルミナには、安定構造のαアルミナ、及び、準安定構造のγアルミナ、δアルミナ、θアルミナ等が存在する。ムライトは約１０００℃でアルミナとシリカが反応して生成する。一方、ムライトを構成しない過剰分のアルミナは、低温相であるγアルミナから順に、δアルミナ（約９５０℃）、θアルミナ（約１１００℃）と相転移すると考えられている（カッコ内の数字は相転移のおおよその温度を示している）。
θアルミナはアルミナを約１１００℃以上に加熱した際に生成される結晶相であり、機械的強度は高いが、繊維としては硬いため、θアルミナの含有量が増加すると、アルミナ−シリカ繊維の繊維強度及び繊維集合体の柔軟性を低下させると考えられる。
【０００８】
特許文献１に記載されたアルミナ−シリカ繊維の製造方法では、紡糸法により製造された無機繊維前駆体を最高温度１２００〜１３００℃で焼成することにより繊維の微細構造を緻密化させていると考えられる。
しかしながら、１２００℃〜１３００℃で焼成することによって、繊維の微細構造の緻密化が進行すると同時に、ムライトの生成に寄与しなかったアルミナ成分がθアルミナへと徐々に相転移し、繊維集合体の柔軟性が低下していると考えられる。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされた発明であり、本発明の目的は、耐熱性及びサイクル面圧に優れる無機繊維集合体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明の無機繊維集合体は、アルミナ含有量が８２重量％以上９０重量％未満、かつ、以下の方法によって測定されるθアルミナ率が２５重量％以下であるアルミナ−シリカ繊維を集合してなることを特徴とする。
＜θアルミナ率の測定方法＞
θアルミナ粉末［大明化学工業（株）製  タイミクロン  ＴＭ−１００］を標準物質とし、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを測定し、θアルミナの特徴ピークである２θ＝４４．５〜４５°のピーク強度（ｈ０）を測定する。これに対して、測定条件を同一にして測定対象のＸＲＤスペクトルを測定し、２θ＝４４．５〜４５°のピーク強度（ｈ）を測定する。標準物質のピーク強度（ｈ０）がθアルミナ１００重量％であるとして、ｈ／ｈ０で計算される値をθアルミナ率とする。
【００１１】
本発明の無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維は、アルミナ含有量が８２重量％以上であるため、アルミナ成分を多く含み、耐熱性に優れる。
【００１２】
さらに、本発明の無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維は、θアルミナ率が２５重量％以下である。
本発明の無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維は、θアルミナ率が２５重量％以下であるから、アルミナ−シリカ繊維の繊維強度及び繊維集合体の柔軟性を低下させる要因となる成分の含有量が少なく、サイクル面圧特性に優れている。
【００１３】
本発明の無機繊維集合体においては、上記アルミナ−シリカ繊維のアルミナ含有量が８６重量％を超え９０重量％未満であることが望ましい。
アルミナ−シリカ繊維のアルミナ含有量が上記範囲であると、サイクル面圧特性に優れるだけでなく、熱クリープにより面圧が低下しにくくなる。
【００１４】
本発明の無機繊維集合体においては、上記アルミナ−シリカ繊維の、以下の方法によって測定されるムライト率が、１〜６５重量％であることが望ましい。
＜ムライト率の測定方法＞
ムライト標準物質（日本セラミックス協会認証標準物質ＪＣＲＭ−Ｒ０４１）の粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを測定し、ムライトの特徴ピークである２θ＝４０．９°のピーク強度（ｈ０）を測定する。これに対して、測定条件を同一にして測定対象のＸＲＤスペクトルを測定し、２θ＝４０．９°のピーク強度（ｈ）を測定する。標準物質のピーク強度（ｈ０）がムライト１００重量％であるとして、ｈ／ｈ０で計算される値をムライト率とする。
ムライト率が上記範囲内であると、アルミナ−シリカ繊維の柔軟性と耐熱性とを両立させることができる。
【００１５】
本発明の無機繊維集合体においては、上記アルミナ−シリカ繊維の、以下の方法によって測定されるαアルミナ率が、５重量％未満であることが望ましい。
＜αアルミナ率の測定方法＞
αアルミナ［大明化学工業（株）製  タイミクロン  ＴＭ−ＤＡ］を標準物質として粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを測定し、αアルミナの特徴ピークである２θ＝４３．０〜４３．５°のピーク強度（ｈ０）を測定する。これに対して、測定条件を同一にして測定対象のＸＲＤスペクトルを測定し、２θ＝４３．０〜４３．５°のピーク強度（ｈ）を測定する。標準物質のピーク強度（ｈ０）がαアルミナ１００重量％であるとして、ｈ／ｈ０で計算される値をαアルミナ率とする。
αアルミナはアルミナを約１３００℃まで加熱した際に出現する結晶相であり、θアルミナと同様に、アルミナ−シリカ繊維の繊維強度及び繊維集合体の柔軟性を低下させる要因となるため、αアルミナ率は５重量％未満であることが望ましい。
【００１６】
本発明の無機繊維集合体は、排ガス処理体の保持シール材に使用されることが望ましい。
本発明の無機繊維集合体は、サイクル面圧特性に優れるため、排ガス処理体を保持する保持シール材として好適に用いることができる。
【００１７】
本発明の無機繊維集合体の製造方法は、少なくともＡｌ及びＳｉを含み、ＡｌとＳｉの比率が重量比率で８４．３：１５．７〜９１．８：８．２である紡糸用混合物を準備する紡糸用混合物準備工程と、上記紡糸用混合物を紡糸してアルミナ−シリカ繊維前駆体を得る紡糸工程と、上記アルミナ−シリカ繊維前駆体を最高温度１２００〜１３５０℃で加熱し、その後１０００℃まで１０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で急冷してアルミナ−シリカ繊維を得る焼成工程と、上記アルミナ−シリカ繊維を集合させて無機繊維集合体とする集合工程と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の無機繊維集合体の製造方法においては、少なくともＡｌ及びＳｉを含み、ＡｌとＳｉの比率が重量比率で８４．３：１５．７〜９１．８：８．２である紡糸用混合物を紡糸する紡糸工程によってアルミナ−シリカ繊維前駆体を得る。紡糸用混合物のＡｌとＳｉの比率は紡糸されたアルミナ−シリカ繊維前駆体においても変わらないから、得られるアルミナ−シリカ繊維中に占めるアルミナの比率が高く、耐熱性に優れる。
【００１９】
紡糸用混合物準備工程において、ＡｌとＳｉの比率が上記範囲にある紡糸用混合物を準備することによって、焼成後に得られるアルミナ−シリカ繊維のアルミナ含有量を８２重量％以上９０重量％未満に制御することができる。
【００２０】
本発明の無機繊維集合体の製造方法においては、紡糸工程により準備されるアルミナ−シリカ繊維前駆体を最高温度１２００〜１３５０℃で加熱し、その後１０００℃まで１０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で急冷する。
最高温度での加熱後、１０００℃まで１０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で急冷することにより、繊維の微細構造の緻密化を進行させつつ、アルミナ−シリカ繊維を構成するムライト以外のアルミナ成分がθアルミナに転移することを最小限に抑制して、アルミナ−シリカ繊維の柔軟性を向上させることができると考えられる。また、急冷することによって、ムライト以外のアルミナ成分の一部を非晶質化することにより、θアルミナへの転移を抑制することも可能と考えられる。
そのため、このようなアルミナ−シリカ繊維を集合させて無機繊維集合体とすることによって、サイクル面圧が低下しにくい無機繊維集合体が得られる。
【００２１】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明の無機繊維集合体について詳述する。
【００２２】
本発明の無機繊維集合体は、アルミナ含有量が８２重量％以上９０重量％未満、かつ、以下の方法によって測定されるθアルミナ率が２５重量％以下であるアルミナ−シリカ繊維を集合してなることを特徴とする。
＜θアルミナ率の測定方法＞
θアルミナ粉末［大明化学工業（株）製  タイミクロン  ＴＭ−１００］を標準物質とし、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを測定し、θアルミナの特徴ピークである２θ＝４４．５〜４５°のピーク強度（ｈ０）を測定する。これに対して、測定条件を同一にして測定対象のＸＲＤスペクトルを測定し、２θ＝４４．５〜４５°のピーク強度（ｈ）を測定する。標準物質のピーク強度（ｈ０）がθアルミナ１００重量％であるとして、ｈ／ｈ０で計算される値をθアルミナ率とする。
【００２３】
本発明の無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維は、アルミナ含有量が８２重量％以上であるため、アルミナ成分を多く含み、耐熱性に優れる。
【００２４】
さらに、本発明の無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維は、上記の方法によって測定されるθアルミナ率が２５重量％以下である。
本発明の無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維は、θアルミナ率が２５重量％以下であるから、アルミナ−シリカ繊維の繊維強度及び繊維集合体の柔軟性を低下させる要因となる成分の含有量が少なく、サイクル面圧特性に優れている。
【００２５】
本発明の無機繊維集合体においては、上記アルミナ−シリカ繊維のアルミナ含有量が８６重量％を超え９０重量％未満であることが望ましい。
アルミナ−シリカ繊維のアルミナ含有量が上記範囲であると、サイクル面圧特性に優れるだけでなく、熱クリープにより面圧が低下しにくくなる。
【００２６】
本発明の無機繊維集合体においては、上記アルミナ−シリカ繊維の、以下の方法によって測定されるムライト率が、１〜６５重量％であることが望ましい。
＜ムライト率の測定方法＞
国際公開第２０１４／０６９５８９号に記載されているように、ムライト標準物質（日本セラミックス協会認証標準物質ＪＣＲＭ−Ｒ０４１）の粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを測定し、ムライトの特徴ピークである２θ＝４０．９°のピーク強度（ｈ０）を測定する。これに対して、測定条件を同一にして測定対象のＸＲＤスペクトルを測定し、２θ＝４０．９°のピーク強度（ｈ）を測定する。標準物質のピーク強度（ｈ０）がムライト１００重量％であるとして、ｈ／ｈ０で計算される値をムライト率とする。
ムライト率が上記範囲内であると、アルミナ−シリカ繊維の柔軟性と耐熱性とを両立させることができる。
【００２７】
本発明の無機繊維集合体においては、上記アルミナ−シリカ繊維の、以下の方法によって測定されるαアルミナ率が、５重量％未満であることが望ましい。
＜αアルミナ率の測定方法＞
αアルミナ［大明化学工業（株）製  タイミクロン  ＴＭ−ＤＡ］を標準物質として粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを測定し、αアルミナの特徴ピークである２θ＝４３．０〜４３．５°のピーク強度（ｈ０）を測定する。これに対して、測定条件を同一にして測定対象のＸＲＤスペクトルを測定し、２θ＝４３．０〜４３．５°のピーク強度（ｈ）を測定する。標準物質のピーク強度（ｈ０）がαアルミナ１００重量％であるとして、ｈ／ｈ０で計算される値をαアルミナ率とする。
αアルミナはアルミナを約１３００℃まで加熱した際に出現する結晶相であり、θアルミナと同様に、アルミナ−シリカ繊維の繊維強度及び繊維集合体の柔軟性を低下させる要因となるため、αアルミナ率は５重量％未満であることが望ましい。
【００２８】
本発明の無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維の平均繊維径は、特に限定されないが、２〜８μｍであることが望ましい。
【００２９】
本発明の無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維の平均繊維長は、特に限定されないが、０．１〜１５０ｍｍであることが望ましい。
【００３０】
本発明の無機繊維集合体の厚さは、特に限定されないが、４〜２５ｍｍであることが望ましい。
【００３１】
本発明の無機繊維集合体は、排ガス処理体の保持シール材に使用されることが望ましい。
本発明の無機繊維集合体は、サイクル面圧特性に優れるため、排ガス処理体を保持する保持シール材として好適に用いることができる。
【００３２】
続いて、本発明の無機繊維集合体の製造方法について説明する。
本発明の無機繊維集合体の製造方法は、少なくともＡｌ及びＳｉを含み、ＡｌとＳｉの比率が重量比率で８４．３：１５．７〜９１．８：８．２である紡糸用混合物を準備する紡糸用混合物準備工程と、上記紡糸用混合物を紡糸してアルミナ−シリカ繊維前駆体を得る紡糸工程と、上記アルミナ−シリカ繊維前駆体を最高温度１２００〜１３５０℃で加熱し、その後１０００℃まで１０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で急冷してアルミナ−シリカ繊維を得る焼成工程と、上記アルミナ−シリカ繊維を集合させて無機繊維集合体とする集合工程と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
本発明の無機繊維集合体の製造方法においては、少なくともＡｌ及びＳｉを含み、ＡｌとＳｉの比率が重量比率で８４．３：１５．７〜９１．８：８．２である紡糸用混合物を紡糸する紡糸工程によってアルミナ−シリカ繊維前駆体を得る。紡糸用混合物のＡｌとＳｉの比率は紡糸されたアルミナ−シリカ繊維前駆体においても変わらないから、得られるアルミナ−シリカ繊維中に占めるアルミナの比率が高く、耐熱性に優れる。
【００３４】
紡糸用混合物準備工程において、ＡｌとＳｉの比率が上記範囲にある紡糸用混合物を準備することによって、焼成後に得られるアルミナ−シリカ繊維のアルミナ含有量を８２重量％以上９０重量％未満に制御することができる。
【００３５】
本発明の無機繊維集合体の製造方法においては、紡糸工程により準備されるアルミナ−シリカ繊維前駆体を最高温度１２００〜１３５０℃以下で加熱し、その後１０００℃まで１０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で急冷する。
最高温度での加熱後、１０００℃まで１０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で急冷することにより、繊維の微細構造の緻密化を進行させつつ、アルミナ−シリカ繊維を構成するムライト以外のアルミナ成分がθアルミナに転移することを最小限に抑制し、アルミナ−シリカ繊維の柔軟性を向上させることができる。また、急冷することによって、ムライト以外のアルミナ成分の一部を非晶質化することにより、θアルミナへの転移を抑制することも可能と考えられる。
そのため、このようなアルミナ−シリカ繊維を集合させて無機繊維集合体とすることによって、サイクル面圧が低下しにくい無機繊維集合体が得られる。
【００３６】
以下、本発明の無機繊維集合体の製造方法を構成する各工程について説明する。
【００３７】
（紡糸用混合物準備工程）
まず、紡糸用混合物準備工程について説明する。
紡糸用混合物準備工程では、少なくともＡｌ及びＳｉを含み、ＡｌとＳｉの比率が重量比率で８４．３：１５．７〜９１．８：８．２である紡糸用混合物を準備する。
具体的には、例えば、Ａｌ：Ｃｌ＝１：１．８となるよう調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、アルミニウム含有量が所定の比率（すなわち、紡糸用混合物におけるＡｌとＳｉの比率が重量比率で８４．３：１５．７〜９１．８：８．２となり、焼成後のアルミナ−シリカ繊維における組成比が、アルミナ換算で８２重量％以上、９０重量％未満となる比率）となるようにシリカゾルを添加し、さらにポリビニルアルコール等の有機重合体を適量添加する方法が挙げられる。
【００３８】
（紡糸工程）
紡糸工程では、上記紡糸用混合物を紡糸してアルミナ−シリカ繊維前駆体を得る。
紡糸用混合物を紡糸する方法としては、ブローイング法、スピニング法等が挙げられる。
【００３９】
（焼成工程）
焼成工程では、まず、アルミナ−シリカ繊維前駆体を最高温度１２００〜１３５０℃で加熱し、一定時間保持する。最高温度における保持時間は、５分〜１時間であることが望ましい。
最高温度における保持時間が５分未満であると、繊維の微細構造の緻密化が充分に進行しないことがある。一方、最高温度における保持時間が１時間を超えると、繊維の微細構造の緻密化だけでなくθアルミナへの転移が進行しすぎて、アルミナ−シリカ繊維の柔軟性が失われることがある。
【００４０】
続いて、１０００℃まで１０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で急冷する。
急冷の方法は、例えば、ドライアイスによる急冷、液体窒素による急冷、冷却風の送風による急冷、ブライン液による急冷等が挙げられる。ブライン液としては、食塩水、塩化カリウム水溶液、エチレングリコール等が挙げられる。
【００４１】
（集合工程）
集合工程では、アルミナ−シリカ繊維を集合させて無機繊維集合体とする。
なお、集合工程は、焼成工程と並行して行ってもよい。例えば、アルミナ−シリカ繊維前駆体を集合させ、集合させた状態で焼成工程を行ってもよい。
アルミナ−シリカ繊維前駆体を集合させる方法としては、ニードリング法等が挙げられる。ニードリング法により集合させたアルミナ−シリカ繊維前駆体を上記焼成工程により焼成することで、アルミナ−シリカ繊維が集合した無機繊維集合体を得ることができる。
また、焼成工程を経た後のアルミナ−シリカ繊維を集合させる方法としては、抄造法等が挙げられる。
【００４２】
ニードリング法により無機繊維集合体を準備する場合、例えば、紡糸工程によって紡糸されたアルミナ−シリカ繊維前駆体をシート状に集合させて、焼成前にニードリング処理を施し、その後焼成工程を行うことによって、無機繊維集合体を準備することができる。
すなわち、ニードリング法の場合、焼成工程と集合工程が並行して進行していることになる。
【００４３】
抄造法により無機繊維集合体を準備する場合、例えば、紡糸工程によって紡糸されたアルミナ−シリカ繊維前駆体をシート上に集合させて焼成工程を行い、その後得られたアルミナ−シリカ繊維集合体を開繊して短繊維化したスラリーを調製し、該スラリーを抄造機等により抄造し、乾燥させることによって、無機繊維集合体を準備することができる。
すなわち、抄造法の場合、焼成工程を行った後に、集合工程を行うことになる。
【００４４】
（実施例）
以下に、本発明をより具体的に説明する具体例を示すが、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１）
（紡糸用混合物準備工程）
Ａｌ含有量が７０ｇ／Ｌであり、Ａｌ：Ｃｌ＝１：１．８（原子比）となるように調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、ＡｌとＳｉの比率が重量比率で８４．３：１５．７となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体（ポリビニルアルコール）を適量添加して混合液を調製し、濃縮して紡糸用混合物を得た。
紡糸用混合物におけるＡｌとＳｉの比率は、焼成後のアルミナ−シリカ繊維における組成比が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝８２：１８（重量比）となる比率である。
【００４６】
（紡糸工程）
紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して、平均繊維径が６．５μｍであるアルミナ−シリカ繊維前駆体を作製した。続いてこのアルミナ−シリカ繊維前駆体を圧縮して、長方形のシート状物を作製した。
【００４７】
（焼成工程）
圧縮したシート状物を焼成炉中で最高温度１３００°で３０分加熱し、その後、焼成炉のダンパーを開いて、ファンによりダンパー内に送風することによって、焼成されたアルミナ−シリカ繊維を急冷し、アルミナ−シリカ繊維を得た。この時の冷却速度は、１５℃／ｍｉｎであった。また、得られたアルミナ−シリカ繊維における組成比をＩＣＰ発光分析で測定したところ、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝８２：１８（重量比）であった。
【００４８】
（開繊工程）
上記アルミナ−シリカ繊維１０ｋｇを水１５００Ｌに投入し、６０Ｈｚで２０分間、市販のスラッシュパルパー（容量２０００Ｌ程度）を用いて撹拌することで、アルミナ−シリカ繊維を破砕し、短繊維化することで、開繊されたアルミナ−シリカ繊維の溶液を得た。
【００４９】
（スラリー調製工程）
上記（開繊工程）により得た開繊された上記アルミナ−シリカ繊維の溶液の一部を、繊維分が１７０ｇ、水が７５Ｌとなるように取り出し、ここにアクリル系樹脂を水に分散させた市販のアクリルラテックス溶液（固形分重量５０重量％）を１０．０ｇ投入し、６０Ｈｚで１分間撹拌することにより、スラリーを調製した。
なお、開繊工程で得られた溶液から特定量の繊維及び水を取り出す場合、あらかじめ乾燥状態のアルミナ−シリカ繊維の重量及び水分を含んだ状態のアルミナ−シリカ繊維の重量を測定して、アルミナ−シリカ繊維がどの程度の水分を含有できるのかを求めておくことにより、必要量を逆算することができる。
【００５０】
（抄造工程）
３３５ｍｍ×３３５ｍｍのタッピ式抄造機を用いて、上記スラリーを抄造することにより、目付量（単位面積当たりの重量）が１２４０ｇ／ｍ２のアルミナ−シリカ繊維集合体を得た。
【００５１】
（乾燥工程）
プレス式乾燥機を用いて、得られたアルミナ−シリカ繊維集合体を厚さ７．０ｍｍに圧縮した状態で、１４０℃で１５分間熱処理することにより、アルミナ−シリカ繊維集合体を乾燥させ、実施例１に係る無機繊維集合体を作製した。
【００５２】
（実施例２）
（紡糸用混合物準備工程）において、シリカゾルの配合量を、焼成後のアルミナ−シリカ繊維における組成比が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝８６：１４（重量比）となるように調整したほかは、実施例１と同様の手順で、実施例２に係る無機繊維集合体を得た。
【００５３】
（実施例３）
（紡糸用混合物準備工程）において、シリカゾルの配合量を、焼成後のアルミナ−シリカ繊維における組成比が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝８８：１２（重量比）となるように調整したほかは、実施例１と同様の手順で、実施例３に係る無機繊維集合体を得た。
【００５４】
（比較例１）
（紡糸用混合物準備工程）において、シリカゾルの配合量を、焼成後のアルミナ−シリカ繊維における組成比が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝７２：２８（重量比）となるように調整したほかは、実施例１と同様の手順で、比較例１に係る無機繊維集合体を得た。
【００５５】
（比較例２）
（紡糸用混合物準備工程）において、シリカゾルの配合量を、焼成後のアルミナ−シリカ繊維における組成比が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝８０：２０（重量比）となるように調整したほかは、実施例１と同様の手順で、比較例２に係る無機繊維集合体を得た。
【００５６】
（比較例３）
（紡糸用混合物準備工程）において、シリカゾルの配合量を、焼成後のアルミナ−シリカ繊維における組成比が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝９０：１０（重量比）となるように調整したほかは、実施例１と同様の手順で、比較例３に係る無機繊維集合体を得た。
【００５７】
（比較例４）
（紡糸用混合物準備工程）において、シリカゾルの配合量を、焼成後のアルミナ−シリカ繊維における組成比が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝９６：４（重量比）となるように調整したほかは、実施例１と同様の手順で、比較例４に係る無機繊維集合体を得た。
【００５８】
（比較例５）
（焼成工程及び集合工程）において、急冷を行わず、自然冷却したほかは、実施例３と同様の手順で、比較例５に係る無機繊維集合体を得た。この時の冷却速度は、５℃／ｍｉｎであった。
【００５９】
（ムライト率の測定）
粉末Ｘ線回折装置［（株）リガク製  Ｕｌｔｉｍａ  ＩＶ］を用いて、以下の条件で、ムライト標準物質（日本セラミックス協会認証標準物質ＪＣＲＭ−Ｒ０４１）、並びに、実施例１〜３及び比較例１〜５に係る無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維を、めのう乳鉢を用いて充分に粉砕し、ＸＲＤスペクトルを測定した。各アルミナ−シリカ繊維の４０．９°ピーク強度（ｈ）及びムライト標準物質の４０．９°ピーク強度（ｈ０）を比較することにより、ムライト率を求めた。結果を表１に示す。
測定条件
線源：ＣｕＫα
加速電圧：２０ｋＶ
加速電流：１０ｍＡ
走査範囲：１０〜７０°
【００６０】
（αアルミナ率の測定）
粉末Ｘ線回折装置を用いて、ムライト率の測定と同じ手順及び条件で、αアルミナ標準物質［大明化学工業（株）製  タイミクロン  ＴＭ−ＤＡ］、並びに、実施例１〜３及び比較例１〜５に係る無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維のＸＲＤスペクトルを測定した。各アルミナ−シリカ繊維の４３．０〜４３．５°のピーク強度（ｈ）及びαアルミナ標準物質の４３．０〜４３．５°のピーク強度（ｈ０）を比較することにより、αアルミナ率を求めた。結果を表１に示す。
【００６１】
（θアルミナ率の測定）
粉末Ｘ線回折装置を用いて、ムライト率の測定と同じ手順及び条件で、θアルミナ標準物質［大明化学工業（株）  タイミクロン  ＴＭ−１００］、並びに、実施例１〜３及び比較例１〜５に係る無機繊維集合体を構成するアルミナ−シリカ繊維のＸＲＤスペクトルを測定した。各アルミナ−シリカ繊維の４４．５〜４５°のピーク強度（ｈ）及びθアルミナ標準物質の４４．５〜４５°のピーク強度（ｈ０）を比較することにより、θアルミナ率を求めた。結果を表１に示す。
【００６２】
（１０００サイクル後面圧の測定）
無機繊維集合体を熱間面圧測定装置上部板と下部板との間に配置し、上記無機繊維集合体の空隙かさ密度（ＧＢＤ）が０．５ｇ／ｃｍ３となるように圧縮する圧縮工程を行い、上記圧縮工程の後、圧縮した状態で４５℃／ｍｉｎの昇温速度で上記無機繊維集合体を９０５℃まで加熱し、温度を９０５℃に保ったまま、上記無機繊維集合体の空隙かさ密度（ＧＢＤ）が０．４５ｇ／ｃｍ３となるように解放する解放工程を行い、上記解放工程の後、上記無機繊維集合体の空隙かさ密度（ＧＢＤ）が０．５ｇ／ｃｍ３となるように再圧縮し、その後、上記無機繊維集合体の空隙かさ密度（ＧＢＤ）が０．４５ｇ／ｃｍ３となるように再解放し、上記再圧縮及び上記再解放を合計１０００回繰り返すサイクル工程を行い、上記サイクル工程の最後の再解放時の荷重を測定し、上記荷重を上記無機繊維集合体の面積で除算することにより１０００サイクル後の面圧（ｋＰａ）（以降、１０００ｃ面圧ともいう）を求めた。１０００ｃ面圧が６０ｋＰａ以上のものを○と評価し、６０ｋＰａ未満のものを×と評価した。結果を表１に示す。
【００６３】
（面圧低下率（熱クリープ）の測定）
無機繊維集合体を上部板と下部板との間に配置し、上記無機繊維集合体の空隙かさ密度（ＧＢＤ）が０．５ｇ／ｃｍ３となるように圧縮する圧縮工程を行い、圧縮した状態で４５℃／ｍｉｎの昇温速度で上記無機繊維集合体を９０５℃まで加熱し、その時の面圧を初期面圧とした。その後、上記所定の試験温度の状態を６時間維持する加熱工程を行い、加熱工程後の面圧を測定し、終端面圧とした。以下の式により、面圧低下率（％）を求めた。また、面圧低下率が１０％以下のものを○と評価し、１０％を超えるものを評価×とした。結果を表１に示す。
面圧低下率（％）＝［（初期面圧）−（終端面圧）］／（初期面圧）×１００  （％）
【００６４】
【表１】
2018145532.tif 000002
【００６５】
表１の結果より、実施例１〜３に係る無機繊維集合体では、１０００サイクル後面圧が６０ｋＰａ以上、かつ、面圧低下率が１０％以下となっており、サイクル面圧特性及び耐熱性に優れることがわかった。
アルミナ成分の多くない（アルミナ含有量７２重量％）比較例１に係る無機繊維集合体では、１０００サイクル後面圧が低く、面圧低下率が高かった。
アルミナ成分が少し多い（アルミナ含有量８０重量％）比較例２に係る無機繊維集合体では、１０００サイクル後面圧は優れていたが、面圧低下率が１０％を超えて高かった。
アルミナ成分が多すぎる（アルミナ含有量９０重量％以上）比較例３〜４に係る無機繊維集合体では、面圧低下率が５％以下と耐熱性に優れていたが、１０００サイクル後面圧が低く、繊維の柔軟性が失われていた。
急冷工程を行わなかった比較例５に係る無機繊維集合体では、アルミナ含有量が同じ実施例３に係る無機繊維集合体と比較してθアルミナ率が高くなっていた。そのため、耐熱性には優れていたが、繊維の柔軟性が失われた結果、１０００サイクル後面圧が低下したと考えられる。
以上より、本発明の無機繊維集合体は、耐熱性及びサイクル面圧に優れることがわかった。