特許 7245656 アルミナ繊維および自動車排ガス浄化装置用の把持材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-15

(45)【発行日】2023-03-24

(54)【発明の名称】アルミナ繊維および自動車排ガス浄化装置用の把持材

(51)【国際特許分類】

   D01F 9/08 20060101AFI20230316BHJP

   G01N 3/42 20060101ALI20230316BHJP

   F01N 3/28 20060101ALI20230316BHJP

【ＦＩ】

D01F9/08 A

G01N3/42 Z

F01N3/28 311P

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019005424

(22)【出願日】2019-01-16

(65)【公開番号】P2020111860

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-10-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003296

【氏名又は名称】デンカ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】大橋 寛之

(72)【発明者】

【氏名】酒井 謙嘉

(72)【発明者】

【氏名】大島 康孝

(72)【発明者】

【氏名】相京 輝洋

(72)【発明者】

【氏名】岡田 拓也

【審査官】横山 敏志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２７５３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２８６５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０８０５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３１４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３１７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４６３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１０８８８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２１６１８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／０６９５８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／１１５８１４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０１Ｆ １／００－６／９６

Ｄ０１Ｆ ９／００－９／３２

Ｇ０１Ｎ ３／４２

Ｆ０１Ｎ ３／２８

Ｊａｐｉｏ－ＧＰＧ／ＦＸ

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミナを７０質量％以上９８質量％以下含み、シリカを２質量％以上３０質量％以下含むアルミナ繊維であって、
当該アルミナ繊維を測定対象として以下の条件でナノインデンテーション法を実施して得られる、横軸を変位、縦軸を荷重とする荷重－変位曲線中の除荷曲線において、
最大荷重から１０％除荷した時点における変位をｈ１、
最大荷重から２０％除荷した時点における変位をｈ２、
最大荷重から８０％除荷した時点における変位をｈ３、
最大荷重から９０％除荷した時点における変位をｈ４とし、
点（変位ｈ２、荷重Ｐ（８０））と点（変位ｈ１、荷重Ｐ（９０））とを結ぶ線の傾きをＳ１、点（変位ｈ４、荷重Ｐ（１０））と点（変位ｈ３、荷重Ｐ（２０））とを結ぶ線の傾きをＳ２としたとき、
傾き比Ｓ２／Ｓ１が０．４以上０．８以下であるアルミナ繊維。
（条件）
・ＩＳＯ１４５７７に準拠した方式で押し込み試験を実施する。
・測定圧子：稜間角１１５度 ダイヤモンド三角錘圧子
・最大荷重：５ｍＮ
・負荷速度：０．３ｍＮ／秒
・最大荷重保持時間：５秒

【請求項2】

前記除荷曲線において、
｛荷重Ｐ（９０）－荷重Ｐ（８０）｝／（ｈ１－ｈ２）が３０ｍＮ／μｍ以上７５ｍＮ／μｍ以下である請求項１に記載のアルミナ繊維。

【請求項3】

前記除荷曲線において、
｛荷重Ｐ（２０）－荷重Ｐ（１０）｝／（ｈ３－ｈ４）が２０ｍＮ／μｍ以上５０ｍＮ／μｍ以下である請求項１または２に記載のアルミナ繊維。

【請求項4】

自動車用排ガス浄化装置の把持材の形成に用いられる請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアルミナ繊維。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアルミナ繊維を用いて形成された自動車排ガス浄化装置用の把持材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アルミナ繊維および自動車排ガス浄化装置用の把持材に関する。

【背景技術】

【0002】

アルミナ、シリカを主成分とするアルミナ繊維は、１５００℃を超える高温下においても高い耐久性を発揮することから、鉄鋼、金属、セラミックス、自動車などの幅広い分野で高温用耐火断熱材として使用されている。
こうした高温用耐火断熱材の用途の例として、自動車用排ガス浄化装置のケーシング内の把持材がある。把持材は、触媒担体を固定して振動による破損を防ぐ目的や排ガスシール材としての目的のため設けられる（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－２８６５１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

自動車用排ガス浄化装置のケーシングは、排ガスの熱により膨張し、自動車が走行と停止を繰り返すたびに、上記ケーシングに収められる把持材は負荷を受ける。このため、把持材には、繰り返し負荷を受け続けても、長期にわたり触媒担体を保持する性能が要求される。一方で、把持材には、繰り返し負荷を受けても、縦割れなどの破損が生じず、長期にわたり信頼性を良好に発揮するという性能が要求される。
こうした性能について求められる水準は年々高まっており、従来のアルミナ繊維についてもさらなる改良が求められている。把持材以外の用途においても、アルミナ繊維の高温使用時における諸特性に関し、より高い水準のものが求められている。具体的には、高温環境下の使用時において、より硬い強度を発揮するとともに、信頼性を高い水準で維持することができるアルミナ繊維が求められている。
上記を踏まえ、本発明は、十分な強度を発揮するとともに、信頼性を長期にわたり維持することができるアルミナ繊維を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明によれば、アルミナを７０質量％以上９８質量％以下含み、シリカを２質量％以上３０質量％以下含むアルミナ繊維であって、
当該アルミナ繊維を測定対象として以下の条件でナノインデンテーション法を実施して得られる、横軸を変位、縦軸を荷重とする荷重－変位曲線中の除荷曲線において、
最大荷重から１０％除荷した時点における変位をｈ１、
最大荷重から２０％除荷した時点における変位をｈ２、
最大荷重から８０％除荷した時点における変位をｈ３、
最大荷重から９０％除荷した時点における変位をｈ４とし、
点（変位ｈ２、荷重Ｐ（８０））と点（変位ｈ１、荷重Ｐ（９０））とを結ぶ線の傾きをＳ１（ｍＮ／μｍ）、点（変位ｈ４、荷重Ｐ（１０））と点（変位ｈ３、荷重Ｐ（２０））とを結ぶ線の傾きをＳ２（ｍＮ／μｍ）としたとき、
傾き比Ｓ２／Ｓ１が０．４以上０．８以下であるアルミナ繊維が提供される。
（条件）
・ＩＳＯ１４５７７に準拠した方式で押し込み試験を実施する。
・装置：島津製作所製 ダイナミック微小硬度計ＤＵＨ－２１１
・圧子弾性率：１．１４×１０^６Ｎ／ｍｍ^２
・測定圧子：稜間角１１５度 ダイヤモンド三角錘圧子
・最大荷重：５ｍＮ
・負荷速度：０．２９２６ｍＮ／秒
・最大荷重保持時間：５秒

【0006】

また、本発明によれば、上述したアルミナ繊維を用いて形成された自動車排ガス浄化装置用の把持材が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、十分な強度を発揮するとともに、信頼性を長期にわたり維持することができるアルミナ繊維を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ナノインデンテーション法によって得られる荷重－変位曲線の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。

【0010】

実施形態に係るアルミナ繊維は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を７０質量％以上９８質量％以下含み、シリカ（ＳｉＯ_２）を２質量％以上３０質量％以下含む。
当該アルミナ繊維を測定対象として以下の条件でナノインデンテーション法を実施して得られる、横軸を変位、縦軸を荷重とする荷重－変位曲線中の除荷曲線において、
最大荷重から１０％除荷した時点における変位をｈ１、
最大荷重から２０％除荷した時点における変位をｈ２、
最大荷重から８０％除荷した時点における変位をｈ３、
最大荷重から９０％除荷した時点における変位をｈ４とし、
点（変位ｈ２、荷重Ｐ（８０））と点（変位ｈ１、荷重Ｐ（９０））とを結ぶ線の傾きをＳ１、点（変位ｈ４、荷重Ｐ（１０））と点（変位ｈ３、荷重Ｐ（２０））とを結ぶ線の傾きをＳ２としたとき、傾き比Ｓ２／Ｓ１が０．４以上０．８以下である。
（条件）
・ＩＳＯ１４５７７に準拠した方式で押し込み試験を実施する。
・装置：島津製作所製 ダイナミック微小硬度計ＤＵＨ－２１１
・圧子弾性率：１．１４×１０^６Ｎ／ｍｍ^２
・測定圧子：稜間角１１５度 ダイヤモンド三角錘圧子
・最大荷重：５ｍＮ
・負荷速度：０．３ｍＮ／秒
・最大荷重保持時間：５秒

【0011】

本実施形態のアルミナ繊維は、アルミナおよびシリカの含有率と上述した傾き比Ｓ２／Ｓ１を同時に制御することにより、十分な強度を発揮するとともに、信頼性を長期にわたり維持することができる。

【0012】

以下、本実施形態のアルミナ繊維について詳細に説明する。
（アルミナ繊維の成分）
本実施形態のアルミナ繊維はアルミナおよびシリカを含む。本実施形態のアルミナ繊維におけるアルミナの含有率の下限は、７０質量％以上であり、７２質量％以上がより好ましい。一方、実施形態に係るアルミナ繊維におけるアルミナの含有率の上限は、９８質量％以下であり、９７質量％以下がより好ましい。

【0013】

アルミナ繊維におけるアルミナの含有率を７０質量％以上とすることにより、耐熱性を向上させることができ、特に、自動車排ガス浄化装置の把持材として使用したとき、高温の排気ガスによってアルミナ繊維が劣化することを抑制することができる。また、アルミナ繊維におけるアルミナの含有率を９８質量％以下とすることにより、アルミナ繊維の強度を十分なものとすることができ、特に、自動車排ガス浄化装置の把持材として使用したときの強度や保持力を十分なものとすることができる。

【0014】

また、実施形態に係るアルミナ繊維におけるシリカの含有率の下限は、２質量％以上であり、３質量％以上がより好ましい。一方、実施形態に係るアルミナ繊維におけるシリカの含有率の上限は、３０質量％以下であり、２８質量％以下がより好ましい。

【0015】

アルミナ繊維におけるシリカの含有率の下限を３質量％以上とすることにより、強度を高めることができる。一方、アルミナ繊維におけるシリカの含有率の上限を３０質量％以下とすることにより、耐熱性を高めることができる。

【0016】

本実施形態のアルミナ繊維において、アルミナとシリカの総質量に対するアルミナの含有率の下限は、７０質量％以上であり、７２質量％以上がより好ましい。一方、アルミナとシリカの総質量に対するアルミナの含有率の上限は、９８質量％以下であり、９７質量％以下がより好ましい。

【0017】

アルミナとシリカの総質量に対するアルミナの含有率の下限を７０質量以上とすることにより、耐熱性を向上させることができ、特に、自動車排ガス浄化装置の把持材として使用したとき、高温の排気ガスによってアルミナ繊維が劣化することを抑制することができる。また、アルミナとシリカの総質量に対するアルミナの含有率を９８質量％以下とすることにより、アルミナ繊維の強度を十分なものとすることができ、特に、自動車排ガス浄化装置の把持材として使用したときの強度や保持力を十分なものとすることができる。

【0018】

（ナノインデンテーション法により規定される指標）
本実施形態では、アルミナ繊維について、ナノインデンデーション法により上述した測定条件で取得される荷重－変位曲線から以下の指標が規定される。
図１は、ナノインデンテーション法によって得られる荷重－変位曲線の模式図である。荷重Ｐ（９０）、荷重Ｐ（８０）、荷重Ｐ（２０）、荷重Ｐ（１０）は、最大荷重Ｐｍａｘから、それぞれ１０％、２０％、８０％、９０％除荷された荷重である。
除荷曲線上の点（変位ｈ２、荷重Ｐ（８０））と点（変位ｈ１、荷重Ｐ（９０））とを結ぶ直線の傾きＳ１（ｍＮ／μｍ）は、下記式（１）で表される。
（Ｐ（９０）－Ｐ（８０））／（ｈ１－ｈ２）・・・・（１）
また、除荷曲線上の点（変位ｈ３、荷重Ｐ（２０））と点（変位ｈ４、荷重Ｐ（１０））とを結ぶ直線の傾きＳ２（ｍＮ／μｍ）は、下記式（２）で表される。
（Ｐ（２０）－Ｐ（１０））／（ｈ３－ｈ４）・・・・（２）
本実施形態のアルミナ繊維では、傾き比Ｓ２／Ｓ１の下限が０．４以上であり、０．４５以上が好ましく、０．５以上がより好ましい。また、傾き比Ｓ２／Ｓ１の上限が０．８以下であり、０．７５以下が好ましく、０．７以下がより好ましい。

【0019】

アルミナ繊維について、ナノインデンテーション法によって得られる傾き比Ｓ２／Ｓ１の上限を上記範囲とすることにより、十分な強度を発揮するとともに、信頼性を長期にわたり維持することができる。特に、本実施形態のアルミナ繊維を把持材に用いた場合には、繰り返し負荷を受け続けても、触媒担体の保持性能と信頼性をバランス良く長期にわたり発揮させることができる。

【0020】

また、本実施形態のアルミナ繊維では、上述した傾きＳ１の下限は３０ｍＮ／μｍ以上が好ましく、３５ｍＮ／μｍ以上がより好ましく、４０ｍＮ／μｍ以上がさらに好ましい。一方、当該傾きＳ１の上限は７５ｍＮ／μｍ以下が好ましく、７０ｍＮ／μｍ以下がより好ましく、６５ｍＮ／μｍ以下がさらに好ましい。
傾きＳ１を上記範囲とすることにより、アルミナ繊維に適度な弾性を持たせることができ、たとえば、把持材に用いたときに、触媒担体の保持性能をより一層高めることができる。

【0021】

また、本実施形態のアルミナ繊維では、上述した傾きＳ２の下限は２０ｍＮ／μｍ以上が好ましく、２５ｍＮ／μｍ以上がより好ましく、３０ｍＮ／μｍ以上がさらに好ましい。一方、当該傾きＳ２の上限は５０ｍＮ／μｍ以下が好ましく、４５ｍＮ／μｍ以下がより好ましく、４０ｍＮ／μｍ以下がさらに好ましい。

【0022】

傾きＳ２を上記範囲とすることにより、アルミナ繊維のしなやかさやクッション性を適度にすることができる。これにより、繰り返し負荷を受け続けても、縦割れなどの破損を生じにくくすることができ、たとえば、把持材に用いたときに、繰り返し負荷を受け続けても縦割れなどの破損がより一層生じにくくさせることができる。

【0023】

（アルミナ繊維の製造方法１）
実施形態に係るアルミナ繊維の製造方法１は、バルク状のアルミナ繊維（綿状繊維）の製法であり、原液調製工程、紡糸工程、集綿工程および焼成工程を含む。以下、各工程の詳細について説明する。

【0024】

（原液調製工程）
アルミナ源として、たとえば、オキシ塩化アルミニウム水溶液、アルミナゾル等が用いられ、シリカ源として、たとえば、シリカゾル、ポリシロキサン等を用いられる。必要に応じて、紡糸助剤として、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等を用いることができる。これらを所望の割合に混合し、減圧濃縮することで紡糸原液が得られる。

【0025】

（紡糸工程）
原液調製工程で調製された紡糸原液は、紡糸装置を用いて細孔から大気中に押出され、アルミナ繊維前駆体となる。使用される紡糸装置に特に制限はなく、ブローイング紡糸装置や回転円盤紡糸装置等を用いることができる。細孔から押し出された繊維の融着を防ぎ、高面圧を有するアルミナ繊維を製造するという観点からは、特開２０１０－３１４１６号公報に記載されている回転円盤紡糸法が好適に用いられる。

【0026】

細孔の大きさや押出条件を調節することにより、得られるアルミナ繊維の平均繊維径や繊維径分布、およびショットと呼ばれる非繊維化物の含有量を制御することができる。典型的には、アルミナ繊維の平均繊維径は３μｍ以上８μｍ以下の範囲に調整される。なお、５０μｍ以上の長さのショット含有率は１％未満であることが好ましい。

【0027】

（集綿工程）
紡糸工程で得られたアルミナ繊維前駆体は、集綿室内に設置したネットコンベアの下部から吸引を行うことにより、アルミナ繊維前駆体が集積され、アルミナ繊維前駆体の集積体が得られる。ネットコンベアの速度を調節することにより、得られる集積体の厚みや面重量が調整される。

【0028】

（焼成工程）
集綿工程で得られたアルミナ繊維前駆体は、焼成工程で焼成される。焼成工程では、焼成装置を用いて、脱脂工程、結晶化工程がこの順に行われる。

【0029】

脱脂工程の焼成速度は３℃／分以下が好ましい。脱脂工程では前駆体に含まれる水分、塩酸分、有機物の分解反応が生じるとともに焼成生成物が発生し、アルミナ繊維前駆体の体積が急激に収縮する。脱脂工程の焼成速度を３℃／分以下とすることにより、水分、塩酸分、有機物の分解を十分に生じさせた状態で体積の収縮が起こる。この結果、欠陥の発生が抑制されたアルミナ繊維となり、面圧を十分に高めることができる。たとえば、脱脂工程では３℃／分以下の焼成速度で８００℃となるまで焼成が行われる。

【0030】

脱脂工程ではアルミナ繊維前駆体１ｋｇあたり０．１Ｎｍ^３／ｈ以上３Ｎｍ^３／ｈ以下の排気が行われる。排気量を０．１Ｎｍ^３／ｈ以上とすることにより、焼成装置内での分解ガスの対流が十分なものとなり、分解反応の促進により欠陥の発生が抑制された繊維となり、ひいては面圧を高めることができる。また、排気量を３Ｎｍ^３／ｈ以下とすることにより、排気による持ち去り熱量が増加しすぎることを抑制し、炉内の温度制御が容易になり、ひいては、均一な加熱を行い易くなる。脱脂工程での焼成速度および排気量を制御することでアルミナ繊維の細孔構造を制御することができる。たとえば、全細孔容積が０．００５５ｍｌ／ｇ以下の微細構造を有するアルミナ繊維を製造することが可能となる。

【0031】

結晶化工程では最高焼成温度を変えることにより、アルミナ繊維の鉱物組成を制御することが可能である。

【0032】

結晶化工程では、無機繊維源の結晶化を生じさせる通常の条件（温度・保持時間）で焼成を行えばよいが、排ガス浄化装置の把持材に適したアルミナ繊維とする場合には、耐熱温度と優れた面圧とを達成するために、最高焼成温度１０００℃以上１２３０℃以下で５分以上６０分以下保持する工程とすることが好ましい。結晶化温度を１０００℃以上とすることにより、アルミナ繊維の耐熱性が向上し、排ガス浄化装置の把持材の使用温度に適合させることができる。一方、結晶化温度を１２３０℃以下とすることにより、ムライト化等のアルミナ繊維の結晶化が進みすぎて繊維強度が低下することを抑制し、面圧を十分な値に保つことができる。最高温度での保持時間を５分以上とすることにより、結晶化が十分に進行することから焼きムラの発生が抑制され、アルミナ繊維の面圧を十分な値に保持することができる。保持時間を６０分以下とすることによりアルミナ繊維の結晶成長が進みすぎ、面圧が低下することを抑制することができる。

【0033】

なお、アルミナ繊維を排ガス浄化装置の把持材以外の用途（たとえば、加熱炉・焼成炉などの工業炉）に用いる場合には、ムライト化等のアルミナ繊維の結晶化度を高めてもよく、結晶化温度の上限を１４００℃としてもよい。

【0034】

上述した脱脂工程および結晶化工程の焼成速度、排気条件を満たすことができれば、焼成に用いる焼成装置に特に制限はない。たとえば、カンタル炉、シリコニット炉等のバッチ炉やローラーハース炉、メッシュベルト型炉等の連続炉などを好適に用いることが可能である。また必要に応じてこれらの焼成装置を適宜組み合わせて用いることも可能である。

【0035】

（アルミナ繊維の製造方法２）
実施形態に係るアルミナ繊維の製造方法２は、ブランケット状のアルミナ繊維（綿状のアルミナ繊維の積層体、通常、厚さ５ｍｍ以上２５ｍｍ以下）の製法であり、原液調製工程、紡糸工程、集綿工程、ニードリング工程および焼成工程を含む。このうち、原液調製工程、紡糸工程、集綿工程および焼成工程は上述の製造方法１と同様である。

【0036】

本製造方法では、以下に説明するニードリング工程が、集綿工程と焼成工程との間に実施される。

【0037】

（ニードリング工程）
ニードリング工程では、アルミナ繊維前駆体からなる集積体に対してニードルの突き刺しが行われる。ニードリング工程では、上記集積体の上面から下方向への突き刺し、上記集積体の下面から上方向への突き刺しを同時または順次行うことが好ましい。ニードリング工程を実施することにより、ブランケット状成形体の厚さを制御でき、また、ブランケット状成形体の面圧、引張硬度、剥離強度などの特性を高めることができる。

【0038】

実施形態においては、アルミナ繊維に含まれる各成分の種類や配合割合、およびアルミナ繊維の製造条件を適切に調整することにより、上述のパラメータを満たすアルミナ繊維を得ることができる。

【0039】

なお、ブランケット状のアルミナ繊維の製造方法として、クロスラッパー（たとえば特開２０００－８０５４７号公報参照）によってアルミナ繊維前駆体からなる薄層積層体を重ね合わせる方法のように、一般のウエブ製造で用いられる方法を採用することができる。

【0040】

以上説明したアルミナ繊維は、十分な強度を発揮するとともに、信頼性についても長期にわたり維持することができる。

【0041】

（把持材）
実施形態に係るアルミナ繊維は、十分な面圧を発揮するとともに、繰り返し負荷を受け続けても縦割れなどの破損が生じにくいため、走行時の振動によって自動車用排ガス浄化装置に使用される触媒担体を固定して走行時の振動による破損を防ぐための把持材として好適に使用される。

【0042】

上述した製造方法１で得られるバルク状のアルミナ繊維を抄造用原料とする場合には、湿式成型により、把持材に加工することができる。また、上述した製造方法２で得られるブランケット状成形体のアルミナ繊維を用いる場合には、乾式成型により把持材に加工することができる。

【0043】

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【実施例】

【0044】

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0045】

（実施例１）
アルミナ成分が７３質量％、シリカ成分が２７質量％となるように、アルミナ濃度が２０．０質量％のオキシ塩化アルミニウム水溶液５０００ｇと、シリカ濃度が２０．０質量％のコロイダルシリカ１８５０ｇとを混合し、さらに紡糸助剤として１０質量％濃度の重合度１７００の部分ケン化ポリビニルアルコール水溶液１０９６ｇを混合してから減圧脱水濃縮を行い、３３００ｍＰａ・ｓの紡糸原液を調製した。
この紡糸原液を直径３５０ｍｍφの中空円板の円周面に等間隔に開いた３００個の直径０．２ｍｍφの細孔から、円盤の周速度４７．６ｍ／ｓｅｃで回転させることにより放射状に噴出させた。噴出した原液は、１５０℃の熱風中に浮遊落下させながら乾燥しアルミナ繊維前駆体を製造した。
このアルミナ繊維前駆体をローラーハース炉を用い大気雰囲気下で焼成した。焼成は、雰囲気温度が８００℃までの脱脂工程を前駆体１ｋｇあたり１．８Ｎｍ^３／ｈの排気を行いながら２℃／分で連続的に昇温し、８００℃を超え１２００℃までの結晶化工程は３０℃／分の速度で昇温し、１２００℃で３０分間保持した後、１２００℃から８００℃までを４０℃／分の冷却速度で、８００℃から３００℃までを１２５℃／分の冷却速度で冷却することで、アルミナ繊維を製造した。

【0046】

（実施例２）
アルミナ成分が８０質量％、シリカ成分が２０質量％となるように、原材料の配合割合を変えたことを除いて、実施例１と同様にアルミナ繊維を製造した。

【0047】

（実施例３）
最高焼成温度を１２３０℃とし、１２３０℃から８００℃までを４０℃／分の冷却速度で冷却したことを除いて、実施例１と同様にアルミナ繊維を製造した。

【0048】

（実施例４）
１２００℃で３０分保持後、１２００℃から８００℃までを８０℃／分の冷却速度で、８００℃から３００℃までを２５０℃／分の冷却速度で冷却したことを除いて、実施例１と同様にアルミナ繊維を製造した。

【0049】

（比較例１）
噴出した原液を５００℃の熱風中に浮遊落下させながら乾燥し、１２００℃で３０分保持した後、１２００℃から自然冷却してアルミナ繊維前駆体を製造したことを除いて、実施例１と同様にアルミナ繊維を製造した。

【0050】

（比較例２）
８００℃までの昇温速度を１５℃／分とし、１２００℃で３０分保持した後、１２００℃から自然冷却したことを除いて、実施例１と同様にアルミナ繊維を製造した。

【0051】

（アルミナおよびシリカの含有率）
得られたアルミナ繊維について、蛍光Ｘ線分析を実施し、アルミナおよびシリカの含有率をそれぞれ測定した。得られた結果を表１に示す。

【0052】

（ナノインデンテーション法による評価）
以下の条件によりＩＳＯ１４５７７に準拠した方式で押し込み試験を実施し、上述した傾きＳ１、Ｓ２および傾き比Ｓ２／Ｓ１を算出した。得られた結果を表１に示す。
・装置：島津製作所製 ダイナミック微小硬度計ＤＵＨ－２１１
・圧子弾性率：１．１４×１０^６Ｎ／ｍｍ^２
・測定圧子：稜間角１１５度 ダイヤモンド三角錘圧子
・最大荷重（Ｐｍａｘ）：５ｍＮ
・負荷速度：０．３ｍＮ／秒
・最大荷重保持時間：５秒

【0053】

（面圧測定）
アルミナ繊維の強度に関連して面圧測定を実施した。具体的には、上記各実施例および各比較例のアルミナ繊維について、オートグラフ（株式会社島津製作所製）を用いて、かさ密度を０．４４ｇ／ｃｍ^３から０．５ｇ／ｃｍ^３に圧縮してから開放するまでを１サイクルとし、１０００サイクルを実施した後の面圧を測定した。

【0054】

（縦割れの有無）
アルミナ繊維の信頼性に関連して耐久試験後のアルミナ繊維における縦割れの有無を調べた。ここで、縦割れとは、アルミナ繊維の軸方向（または長径方向）に沿って生じたスジやクラックを意味する。
具体的には、上記各実施例および各比較例のアルミナ繊維について、上述した１０００サイクルの圧縮－開放を実施した後、任意の１０本のアルミナ繊維を選び、光学顕微鏡を用いて縦割れが生じているか否かを評価した。

【表1】

【0055】

（評価結果１：面圧測定）
実施例１～４、比較例１では、面圧がいずれも、アルミナ繊維の面圧として実用上問題ないとされる９Ｎ／ｃｍ^２以上であるのに対して、比較例２では、面圧が９Ｎ／ｃｍ^２未満であった。
（評価結果２：耐久試験後の縦割れの有無）
実施例１～４、比較例２では、１０本のアルミナ繊維中、いずれのアルミナ繊維にも縦割れの発生が認められなかった。耐久試験後に縦割れが発生しないアルミナ繊維は、把持材として用いたときに信頼性を長期にわたり安定的に発揮すると考えられる。これに対して、比較例１では、１０本のアルミナ繊維中、１本のアルミナ繊維に縦割れの発生が認められ、把持材として用いたときに信頼性の持続が難しいことが確認された。

【図1】