(57)【要約】  【課題】  セラミック長繊維編物を作るために効率よく編み立てできる方法を提供する。また、アルミナ長繊維前駆体を編成し、焼成してアルミナ長繊維編物とするに際し、アルミナ長繊維前駆体は腐食性の強い塩化水素が含まれているため、編機のベラ針やガイドなどの部品にサビを発生させ、編機を損傷させる原因の一つとなっていた。サビの発生を無くしながら、優れた性能を有するアルミナ長繊維編物を提供する。  【解決手段】  セラミック長繊維もしくはアルミナ長繊維前駆体の周囲に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付けるカバリング工程、紙テープカバリング糸を編成する工程、紙テープを焼却除去するとともにアルミナ長繊維前駆体をアルミナ長繊維に変成する焼成工程を採用することにより、編成時糸が接触する編機部品のサビ発生を抑制することができた。また毛羽の発生も無くすことができた。  【選択図】  図１
2008138312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック長繊維の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付けた紙テープカバリング糸からなる編物を５００℃以下の温度で加熱したことを特徴とするセラミック長繊維編物。
【請求項２】
セラミック長繊維の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付け、さらに上巻きに繊維を紙テープとは反対方向にら旋状に巻き付けた紙テープカバリング糸からなる編物を５００℃以下の温度で加熱したことを特徴とするセラミック長繊維編物。
【請求項３】
セラミック長繊維の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付けるカバリング工程、紙テープカバリング糸を編成する工程、５００℃以下の温度で加熱して紙テープを焼却除去する加熱工程とからなることを特徴とする請求項１および請求項２記載のセラミック長繊維編物の製造方法。
【請求項４】
アルミナ長繊維前駆体の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付けた紙テープカバリング糸からなる編物を焼成したことを特徴とするアルミナ長繊維編物。
【請求項５】
アルミナ長繊維前駆体の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付け、さらに上巻きに繊維を紙テープとは反対方向にら旋状に巻き付けた紙テープカバリング糸からなる編物を焼成したことを特徴とするアルミナ長繊維編物。
【請求項６】
アルミナ長繊維前駆体の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付けるカバリング工程、紙テープカバリング糸を編成する工程、紙テープを焼却除去するとともにアルミナ長繊維前駆体をアルミナ長繊維に変成する焼成工程とからなることを特徴とする請求項４および請求項５記載のアルミナ長繊維編物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙テープによりカバリングしたセラミック長繊維またはアルミナ長繊維前駆体を編成した編物を焼成して得られるセラミック長繊維およびアルミナ長繊維編物に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック繊維、アルミナ繊維やアルミナシリカ繊維は耐熱性に優れ、強度が強く、また電気絶縁性など多くの優れた有する繊維であり、高温耐熱材料として広い分野で使用されている。また、これらの繊維を製編織し、編物に加工することもできるが、これらセラミック繊維の伸度が極端に少ないという点、また硬いということから編機のガイドやベラ針などの編機部品が損傷を受けることから、織物へは比較的容易に加工できるものの、編物への加工は難しいものであった。
【０００３】
一方で、本発明者らは、伸縮性と耐熱性に優れたアルミナ長繊維編物を得るために研究し、繊維直径が３０μｍ以下のアルミナ長繊維前駆体と補強糸を相対湿度５０％以下の雰囲気で合撚し、編成し、焼成することにより優れた伸縮性を有するアルミナ長繊維編物を製造する方法をすでに提案している。
【０００４】
しかし、アルミナ長繊維前駆体編物を編成しようとすると、アルミナ長繊維前駆体の強度が弱いため、補強糸で補強しているにもかかわらず、編成時毛羽が発生しやすかった。また、アルミナ長繊維前駆体を製造するのに原料としてオキシ塩化アルミニウムを使用しているため、前駆体繊維表面から出る塩化水素により編機の糸が通過する部分、例えば、ベラ針などにサビが発生し、装置の損傷や編成不良の原因ともなっていた。
【特許文献１】特開２００６−２２４３０公報
【特許文献２】特開２００６−２２４３１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、毛羽の発生もなく、編成時編機のベラ針などの装置を損傷することのないセラミック長繊維前駆体を用いたアルミナ長繊維編物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究した結果、セラミック長繊維もしくはアルミナ長繊維前駆体を紙テープで繊維表面全体をカバリングし、得られたカバリンク糸を編成して編物にした後、焼成することによって紙テープを燃焼除去することでセラミック長繊維編物が得られること、もしくは紙テープを燃焼除去すると同時にさらに高温で加熱焼成して前駆体繊維をアルミナ長繊維に変成させることでアルミナ長繊維編物が生産性よく得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明の要旨とするところは、（請求項１）セミック長繊維の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付けた紙テープカバリング糸からなる編物を５００℃以下の温度で加熱したことを特徴とするセラミック長繊維編物。（請求項２）セラミック長繊維の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付け、さらに上巻きに繊維を紙テープとは反対方向にら旋状に巻き付けた紙テープカバリング糸からなる編物を５００℃以下の温度で加熱したことを特徴とするセラミック長繊維編物。（請求項３）セラミツク長繊維の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付けるカバリング工程、紙テープカバリンク糸を編成する工程、５００℃以下の温度で加熱して紙テープを焼却除去する加熱工程とからなることを特徴とする請求項１および請求項２記載のセラミック長繊維編物の製造方法。（請求項４）アルミナ長繊維前駆体の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付けた紙テープカバリング糸からなる編物を焼成したことを特徴とするアルミナ長繊維編物。（請求項５）アルミナ長繊維前駆体の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付け、さらに上巻きに繊維を紙テープとは反対方向にら旋状に巻き付けた紙テープカバリング糸からなる編物を焼成したことを特徴とするアルミナ長繊維編物。（請求項６）アルミナ長繊維前駆体の周囲全面に紙テープを無撚りの状態でら旋状に巻き付けるカバリング工程、紙テープカバリンク糸を編成する工程、紙テープを焼却除去するとともにアルミナ長繊維前駆体をアルミナ長繊維に変成する焼成工程とからなることを特徴とする請求項４および請求項５記載のアルミナ長繊維編物の製造方法にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、非常に腐食性の強い塩化水素が含まれている前駆体繊維の表面を紙テープで全面にカバリングしているため、編機の糸との接触部分の損傷を防ぐことができ、また前駆体繊維の吸湿による強度低下を防ぐこともできる。さらに毛羽が発生し、飛散することを防止することもできる。紙テープでカバリングすることによって、吸湿性を抑制し、また補強効果も期待できる。さらに紙テープであるため、後で行う焼成工程で紙テープを簡単に分解することができるので焼成時に生じる前駆体繊維の収縮も微少に抑制することができる。その上、カバリング素材が紙であるため、焼成時の燃焼カスの発生が極めて少ないのでアルミナ長繊維の強力低下に及ぼす影響はほとんどないのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明でいうセラミック長繊維とはシリカ繊維、アルミナ繊維、アルミナシリカ繊維などのことをいい、１０００℃以上の温度で加熱焼成されたものをいう。セラミック長繊維は硬く、耐屈曲強度が低いため、本発明では糸周囲全面に紙テープを無撚り状態でら旋状に巻き付けるのである。紙テープを全面に巻き付けたため、セラミック繊維の編成時、糸からの毛羽の発生を防ぐことができ、ベラ針やガイドを傷つけることも防止できるようになった。セラミック長繊維の紙テープのカバリング糸を編成し、紙テープや上巻き糸を焼却することによりセラミック長繊維編物が得られる。
【００１０】
さらにカバリング糸に柔軟性を求め、編成しやすくするために、セラミック長繊維の代わりにアルミナ長繊維前駆体を使うことができる。アルミナ長繊維前駆体を使うと、前駆体繊維から編成、焼成工程を経ることで連続してアルミナ長繊維編物を得ることができ、すでに焼成済みのセラミック長繊維を使用するよりメリットがある。しかし、エネルギーコストは高くなる。したがって、使用する原料繊維によってどちらかの方法を採用すればよい。
【００１１】
アルミナ長繊維前駆体を使う場合は、カバリングした紙テープや上巻き糸を燃焼工程で焼却除去した後、１０００℃以上の温度で前駆体繊維を焼成してアルミナ長繊維編物を得る。
【００１２】
この２種の繊維を使用する場合、本発明の最大の特徴であるカバリング工程と紙テープや上巻き糸を焼却除去するまでは両方とも同じ工程を採用しているため、以降はアルミナ長繊維前駆体を使った場合で本発明を説明する。本発明を実施するためには、まずアルミナ長繊維前駆体（以下、芯繊維ということもある。）の紙テープカバリング糸を作る必要がある。本発明で使用するアルミナ長繊維前駆体はオキシ塩化アルミニウム、シリカゾルおよびポリビニルアルコールからなる紡糸原液を乾式紡糸するという公知の方法により得られる。焼成工程後得られるアルミナ長繊維のアルミナ、シリカの成分比はアルミナ４０〜９９．５％、シリカが０．５〜６０％程度のアルミナ長繊維になるような前駆体を使用するのが好ましい。
【００１３】
前駆体繊維の直径は３０μｍ以下のもので、ヤーンの繊度としては太いほど好ましく、細い前駆体繊維を使う場合、カバリンクに用いる紙テープの量が相対的に大きくなるため、後の焼成時に燃焼カスを発生する量も多くなるおそれがあり、得られるアルミナ長繊維の強度が低下するおそれがあるため好ましくない。そのため５０〜１０００ｔｅｘ程度のヤーンが使用されることが多く、１００〜３００ｔｅｘが好ましく、１５０〜２５０ｔｅｘ程度のものがより好ましく用いられる。
【００１４】
本発明で用いる紙テープは、例えば、パルプ製の紙をテープ状にカットしたものであり、原料パルプとしては繊維長の長いものが強度の点から好ましく、松などの針葉樹、麻などの葉脈繊維、コウゾやミツマタなどの靭皮繊維からなるパルプが通常用いられる。特にカバリング撚り数を抑えることができ、燃焼した時可能な限り灰分の少ない幅広で薄い紙テープが好ましく用いられる。
【００１５】
紙テープの目付は小さいと紙テープの引張強さが低下するため、カバリング糸製造工程でテープの切断が起こりやすくなり、一方、大きすぎると前駆体繊維の編地の焼成時に燃焼カスが発生しやすく、焼成後のアルミナ長繊維の引張強さが低下する。そのため紙テープの目付は５〜５０ｇ／ｍ2が好ましく、８〜３０ｇ／ｍ2 の範囲がより好ましく用いられる。
【００１６】
また、紙テープの幅やカバリング撚り数は、芯繊維となる前駆体繊維の繊度により異なるが、芯繊維が２００ｔｅｘと太い場合、紙テープの幅は狭すぎるとテープを芯繊維にら旋状に巻き付ける撚り数が多くなり、柔軟性が無く、引張強さも不十分なものとなりやすいし、幅が広いとカバリング工程で巻き付け不良が発生しやすくなるため、テープ幅は１ｍｍ以上、好ましくは２〜６ｍｍの範囲である。
【００１７】
紙テープを芯繊維にら旋状に巻き付ける撚り数は、焼成後の編物の引張強さや風合いお
よびカバリング状態の面から１００〜６００Ｔ／ｍ、特に２００〜４００Ｔ／ｍの範囲が好ましい。
【００１８】
本発明のカバリング糸を製造する方法は特に限定されない。例えば、図２に示すような２個の中空スピンドルを備えたダブルカバリング装置が好ましく用いられる。２番目の中空スピンドルに装着するボビンには何も巻いていないか、もしくは通常の繊維を巻いたボビンが装着されている。２番目の中空スピンドルの回転方向は１番目の中空スビンドルの回転方向と逆にしてある。
【００１９】
前駆体繊維である芯繊維は送出装置３より一定張力で送出し、最初の中空スピンドル７に導かれる。最初の中空スピンドルには紙テープ専用ボビンが固定され、中空スピンドルと同時に回転し、中空部から出てくる芯繊維の周囲全面に紙テープを無撚り状態でら旋状に巻き付けることができる。ここでいう無撚り状態とは、紙テープが捩れることなく芯繊維の周囲に巻き付いた状態をいう。
【００２０】
紙テープを完全に被覆された前駆体繊維は、２番目の中空スピンドル８に導かれる。この中空スピンドルには、通常の繊維用ボビンが固定され、中空スピンドルと同時に最初の中空スピンドルとは逆方向に回転し、中空部から出てくるカバリング糸の外周に紙テープを抑える形で繊維がら旋状に巻き付けられる。この時使用する上巻き繊維は、後の焼成時に加熱分解されるものならどのような繊維でも使用できるが、溶融せず、灰化するような繊維、例えば、レーヨンなどが好ましい。図１にそのカバリング糸の模式図を示す。２番目の中空スピンドルに何も装着しなければ芯繊維に紙テープが無撚り状態でら旋状に巻き付いたカバリング糸となる。
【００２１】
このように芯繊維を一定張力で供給することにより、芯繊維の振れによる毛羽の発生を抑制し、糸切れを起こすことなく連続して本発明のカバリング糸を巻き取ることができる。紙テープを巻き付ける際、スピンドルの回転数を遅くすると、テープの巻付け応力が低下して、テープに余剰部分が生じ、ローラで潰されて扁平の糸となる。これに対してスピンドルの回転数を上げると、巻付応力が増加し、紙テープが切断する傾向を示す。アルミナ長繊維前駆体の周りに紙テープをら旋状に巻き付けたカバリング糸の糸形状が丸みを帯び連続して巻き取れるスピンドル回転数を設定することが好ましい。
【００２２】
また、紙テープ専用ボビンには、紙テープを一定張力、一定巻圧で平坦に巻いておくことでトラブル無くカバリング糸を製造することができる。ここでいう紙テープ専用ボビンとは、紙テープ専用ボビンワインダーによってボビンに紙テープを捩れることなく平坦に巻き付けることができるボビンのことである。この紙テープ専用ボビンワインダーを使うことにより、紙テープを一定の張力、一定の巻圧で平坦に巻き付けることが可能になったのである。従来から使用されている糸のボビンワインダーを使うと巻き取られた紙テープ同士に食い込みが起こり、均一な張力で紙テープを供給することが困難になる。
【００２３】
アルミナ長繊維前駆体が遊離した塩化水素を含むので編機の接触部分にサビを発生させるということは先にも述べた。カバリング前のアルミナ長繊維前駆体と本発明で得られたカバリング糸との腐食性を調べた。２０℃、６５％ＲＨの雰囲気で両者にベラ針を接触させ、１１日間放置した。前駆体繊維に接触させたベラ針は接触部分で大量のサビの発生が観察された。一方、カバリング糸ではサビの発生が認められず、カバリングすることにより防サビ効果は万全であることがわかった。このことは芯繊維表面の全面を紙テープでカバリングすることにより、前駆体繊維に含まれる塩化水素を遮蔽する効果が出ているからである。
【００２４】
前駆体繊維とカバリング糸の強伸度を比較したところ、前駆体繊維に３００Ｔ／ｍの撚り数でカバリングを施すことで、わずかに伸度は低下するものの、引張強さは４０％以上増加し、前駆体繊維への補強効果が得られていることがわかった。
【００２５】
以下、図面と実施例を交えて本発明を説明する。図１はセラミック長繊維もしくはアルミナ長繊維前駆体の周囲に紙テープを無撚り状態でら旋状に巻き付け、さらに通常の糸を逆方向に巻き付けたカバリング糸の模式図であり、図２には本発明のカバリング糸を製造する一例の装置の模式図である。
【実施例１】
【００２６】
目付１５ｇ／ｍ2、幅４ｍｍの紙テープを紙テープ専用ボビンワインダーにてカバリング用紙テープ専用ボビンに巻きかえた。図２に示すダブルカバリング装置にて、２００ｔｅｘアルミナ長繊維前駆体を芯繊維として用い、下巻きに上記紙テープを撚り数３００Ｔ／ｍでら旋状に巻き、上巻として２０ｔｅｘのレーヨンを撚り数７０Ｔ／ｍで巻いたカバリング糸を得た。得られたカバリング糸を焼成して得られたアルミナ長繊維の評価結果を表１に示す。また、このカバリング糸をメリヤス編機で製編した編物を焼成して得られたアルミナ長繊維編物の評価結果を表２に示す。
【００２７】
焼成条件は次の通りである。紙テープカバリング糸から編成された編物を炉内で１００℃／hrの昇温速度で３５０℃に昇温し、紙テープや上巻き糸を分解させ、次いで３００℃／hrで１１５０℃まで昇温して１時間焼成してアルミナ長繊維編物を得た。また、表２にステンレス繊維で作った編物の物性も示している。この編物は強化ガラス加工用耐熱緩衝材として使用されているものの一例である。
【表１】
2008138312.tif 000003
【表２】
2008138312.tif 000004
【実施例２】
【００２８】
実施例１で使用した紙テープおよびアルミナ長繊維前駆体を用い、撚り数を２００Ｔ／ｍ、４００Ｔ／ｍ、６００Ｔ／ｍとした以外は実施例１と同様にしてカバリング糸を得た。得られたカバリング糸を実施例１と同様の条件で焼成し、得られたアルミナ長繊維の評価結果を表１に示す。                                                    
【実施例３】
【００２９】
紙テープの幅を２ｍｍに変更し、撚り数を６００Ｔ／ｍにした以外は実施例１と同様にしてカバリング糸を得た。得られたカバリング糸を焼成して得られたアルミナ長繊維の評価結果を表１に示す。
【実施例４】
【００３０】
アルミナ：シリカ＝７０：３０のアルミナ長繊維を使い、実施例１と同様の方法で紙テープおよびレーヨン糸をカバリングした。このカバリング糸をメリヤス編機で製編した編物を４００℃で焼成してアルミナ長繊維編物を得た。またカバリング糸を４００℃で焼成した後のアルミナ長繊維は、４００℃程度の温度では何の物性変化もなく、元のアルミナ長繊維の物性を有していた。また、編立ての際、アルミナ長繊維はその表面全体を紙テープでカバリングされているため、編機部品の損傷は発生しなかった。
【００３１】
（比較例１）
目付１５ｇ／ｍ2、幅２ｍｍの紙テープを紙テープ専用ボビンワインダーにてカバリング用紙テープ専用ボビンに巻きかえた。図２に示すダブルカバリング装置にて、７０ｔｅｘアルミナ長繊維前駆体を芯繊維として用い、下巻きに上記紙テープを撚り数４００Ｔ／ｍでら旋状に巻き、上巻として２０ｔｅｘのレーヨンを撚り数７０Ｔ／ｍで巻いたカバリング糸を得た。得られたカバリング糸を焼成して得られたアルミナ長繊維の評価結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例２）
紙テープの代わりに３０ｔｅｘの綿糸を用いて撚り数１２００Ｔ／ｍで実施例１と同様にしてカバリング糸を得た。得られたカバリング糸を焼成して得られたアルミナ長繊維の評価結果を表１に示す。
【００３３】
このように紙テープではなく、綿糸のような糸条をカバリングした場合、撚り数を１２００Ｔ／ｍにしても前駆体繊維の表面は十分に被覆されておらず、前駆体繊維の吸湿を防ぐことはできず、またガイドで擦れて繊維表面が傷ついたことが、強度保持率の低下の原因であると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明で得られるセラミック長繊維編物もしくはアルミナ長繊維編物は毛羽もなく、伸縮性と嵩高性をも併せ持つので、複雑な形状の物体への貼り付けが可能となった。例えば、曲面ガラスを製造する際に用いられる強化ガラス成形用保護材料として使用できる。表２にも示しているように、強化ガラス加工用耐熱緩衝材として用いられているステンレス編物と比較しても、物性的に優れており、さらにサビが発生しない、軽い、取扱いが容易であるなどの特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明で得られるカバリング糸の模式図。
【図２】本発明を実施するためのダブルカバリング装置の一例を示す模式図。
【符号の説明】
【００３６】
１  セラミック長繊維またはアルミナ長繊維前駆体
２  紙テープ
３  供糸ローラ
４  ガイド
５  供給ガイドチューブ兼スピンドル
６  バルーンガイド
７  紙テープボビン
８  上巻き糸ボビン
９  上巻き繊維
10  巻取り糸
【図１】
2008138312.tif 000005
【図２】
2008138312.tif 000006