JPH02225333A

JPH02225333A - アルミナシリカ系と酸素精製装置及び通電型発熱体

Info

Publication number: JPH02225333A
Application number: JP4307089A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tsuchiya; 土谷　敏雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1990-09-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】し産業上の利用分野］この発明は、耐熱性に優れ、更には防錆、発熱、磁性等
の性能を有するアルミナシリカ系と該アルミナシリカ系
を利用した酸素精製装置及び通電型発熱体に関する。

［従来の技術］非晶質のアルミナシリカ系は現在まで知られておらず、
アルミナとシリカの粉末を用いたムライトの作製も焼結
性が悪く多くの問題点が残されている。従って耐熱性に
優れ防錆、発熱、磁性等の性能を有するアルミナシリカ
系も知られていない。

［発明が解決しようとする課題］この発明は、耐熱性に加え防錆、発熱、断熱性、磁性等
を有するアルミナシリカ系と、比較的に低温で焼結でき
るアルミナシリカ系、多数の空隙を有するアルミナシリ
カ系、及びこれらを利用してできる酸素精製装置と通電
型発熱体を捉供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］上記目的を達するためこの発明のアルミナシリカ系は、
組成が下記の化学式で表され、かつその中にフェライト
、顔料、及び発熱体のうちの１種または２種以上を含有
していることを特徴とする。

χ△ＪｌｚＯ２・（１００−Ｘ’　）　５ｓＯ２但し　
χ＝Ｏ〜１００上記アルミナシリカ系は、アルミナシリカ系をゾル・ゲ
ル法でつくるとき、フェライト、顔料、及び発熱体のう
ちの１種または２種以上を加えてつくったものでもよく
、上記化学式で表される粉末に、フェライト、顔料、及
び発熱体のうちの１種または２種以上を加えて任意の形
状に成型し焼結したものであってもよい。

また、この発明の他のアルミナシリカ系は、上記化学式
で表される粉末を、任意の形状に成型し焼結してつくら
れることを特徴とし、更に他のアルミナシリカ系は、以
上述べたアルミナシリカ系が、多数の空隙を有すること
を特徴とする。

またこの発明の酸素精製装置は、上記化学式で表される
粉末を任意の形状に成型し焼結したアルミナシリカ系か
、上記化学式で表され、かつその中にフェライトを含有
するアルミナシリカ系の両側に電位差を印加して、強制
的に酸素を一方側に移動させるように構成したことを特
徴とし、この発明の通電型発熱体は、発熱体を含有し上
記化学式で表されるアルミナシリカ系に電極を設けたこ
とを特徴とする。

［作用］組成が化学式ＸＩ、Ｏ，−（１００−、￥　’）　５ｉ
０２但しｘ＝０〜１００で表され、かつその中にフェラ
イト、顔料、及び発熱体のうちの１種または２種以上を
含有しているアルミナシリカ系はゾル・ゲル法でつくら
れ、ゾルを金属やコンクリ−１〜等の表面に塗設し加熱
するとゲル化して１０００程度の温度で非晶質被膜を形
成し、略８００’Ｃ程度迄の加熱により硬度が大となり
、それ以上の温度では結晶化し、耐熱性に優れているば
かりか、フェライトを含有するものは磁性化し、顔料を
含有するものは着色され、発熱体を含有するものは通電
すると発熱する。またフェライト、顔料、及び発熱体の
うちの２種以上を含有するものは、２以上の性能を具備
したものとなる。

上記アルミナシリカ系をゾル・ゲル法でつくる場合は、
アルミナとシリカの分相なくフエライ１〜等を含有する
アルミナシリカ系を容易につくることができ、ゾル・ゲ
ル法でつくったアルミナシリカの粉末と発熱体等の混合
物を焼結して発熱体等を含有するアルミナシリカ系をつ
くる場合は、比較的に低温で焼結することができる。

また、ゾル・ゲル法でつくったアルミナシリカの粉末は
任意の形状に成型して焼結することや加熱溶融して繊維
にすることもでき、繊維を加熱焼結して多空隙物を作る
こともできる。

以上述べたアルミナシリカ系は、ゾル・ゲル法でつくる
過程で、界面活性剤を利用して泡をつくったり、空気を
吹込んだり、酸や水を多量使用すること等により、或い
はゾル・ゲル法でつくる過程で繊維状に成型し、該繊維
を焼結すること等により空隙を構成することができ、耐
熱性に加えて断熱性を付与することもできる。

また、ゾル・ゲル法でつくったアルミナシリカの粉末を
任意の形状に成型して焼結したものや、フェライトを含
有するアルミナシリカ系の両側に電位差を印加すると、
酸素を強制的に一方側に移動させることができ、発熱体
を含有するアルミナシリカ系に電極をΔ々１プで通電す
ると発熱する。

し実施例］実施例１硝酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、及び塩化アルミ
ニウムをＸＡλ）０３・（１００−工）Ｓｈｏ＞但しχ
＝Ｏ〜１００の化学式に従い所定量計りとり、水を加え
て溶解させ、この溶液に触媒としての酸を加えて攪はん
した後、溶媒としてアルコールを加え、攪はんしながら
エチルシリケートを加え、加水分解してゾルを作製し、
該ゾル中にフェライト、顔料、及び発熱体のうちの１種
または２種以上を加え、その侭或いは基板に塗布して７
０〜８０’Ｃで水とアルコールを然発させ、更に空気或
いは酸素雰囲気下で１００〜１００σＣの間で熱処理す
ることにより、フェライト等を含有する非晶質のアルミ
ナシリカ系を得た。

実施例２硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、或いは流酸アル
ミニウムを実施例１の化学式に従い所定量計りとり、純
水をＨ，Ｏ／　Ａ　Ｌ　Ｏ，−ＳｉＯ，＝１０〜３０加
え、その後触媒として１規定の酸をモル比で酸／Ａア２
Ｏ，−Ｓζ０．＝０．０３加え、攪はんしながら溶解さ
せる。この溶液に溶媒を溶媒／ＡムＯ，−８，０２＝　
’ｌ　〜１０加え、高分子のシートで覆い均一になる迄
連続的に攪はんし、この溶液にエチルシリケートを加え
、磁気スターラー等の上で連続的に加熱攪はん（３０〜
６０′Ｃで１〜３時間）して加水分解を行い、この溶液
を３５゛Ｃの恒温槽に静置して重量減少が殆どなくなっ
たら１００’Ｃ迄昇温して乾燥ゲルを作り、これを微粉
砕して２００〜１０００’Ｃで熱処理し、非晶質または
結晶質のアルミナシリカ粉末を得た。該粉末を任意の形
状に成型し焼結してアルミナシリカ系焼結体を得た。

実施例３実施例２でつくられるアルミナシリカ粉末にフェライト
、顔料、及び発熱体のうちの１種または２種以上を加え
て任意の形状に成型し、焼結してフェライト等を含有す
るアルミナシリカ系を得た。

実施例４実施例２でつくられるゾルを繊維状に成型し加熱ゲル化
させるかまたは粉末の加熱溶融体で繊維をつくり、多空
隙を構成し焼結して、多空隙アルミナシリカ系焼結体を
得た。

実施例５実施例１または３でつくられるフエライＩ〜を含有する
アルミナシリカ系、または実施例２でつくられるアルミ
ナシリカ系を、円筒状に成型しておき、その内側と外側
に電極を設けて酸素精製装置をつくった。更に詳しく説
明すると、第１図は酸素精製装置１例を示し、１はアル
ミナシリカ系有底筒、２は有底筒１の外側に間隙を設け
て装着した外筒、３は外筒２の一側に設けられた空気供
給管、４は外筒２の他側に設けられた排出管、５は右底
筒１によって形成された精製酸素放出口、６は有底筒１
の外側に設けられた電極、７は有底筒１の内側に設けら
れた電極であり、空気を供給管から供給し、有底筒の両
側に外部から電位差を印加すると、酸素は有底筒１を通
過して放出口５から放出され、窒素と残存酸素は排出管
４から排出される。

実施例６実施例１または３でつくられる発熱体（抵抗発熱体）を
含有するアルミナシリカ系の両側に電極を設は通電型発
熱体をつくる。電極に通電すると、発熱体に電流が流れ
発熱する。尚電極はアルミナシリカ系に埋設してもよく
、両側に設けてもよい。

以上実施６例について説明したが、アルミナシリカは、
アルミニウム塩とシリコンアルコキシドに、水、溶媒、
或いは更に酸を加えてゾルをつくり、該ゾルを乾燥して
ゲル化した後、熱処理してつくることができ、アルミニ
ウム塩には、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、流
酸アルミニウム、アルミニウムホルモアセテート等を使
用することができ、溶媒としてのアルコールにはメチル
アルコール、１−プロパツール、１−ブタノール、エヂ
レングリコール等を使用することができる。また、加水
分解を促進するために使用される触媒には塩酸、硝酸、
酢酸等の酸を使用することができるが、触媒の使用は必
ずしも必要ではない。そして上記したゾル・ゲル法では
水等の気化が進むに従い粘性を増すので、適当な粘度に
調整して繊維状に成型することが可能であり、フエライ
１〜等を良好に混合することもできる。また約８０００
Ｃ程度迄の熱処理では非晶質、それ以上の熱処理では結
晶質になるので、目的に応じた熱処理を加えればよい。

また発熱体には黒鉛（生状黒鉛・原状黒鉛・人造黒鉛を
含む。）、炭素、炭化珪素、珪化モリブデン、ゲルマニ
ウム、ニッケル、ニッケルクロム、鉄、酸化鉄、鉄クロ
ム、コバルチタン酸バリウムを主体とするＰＴＣサーモ
スク等の粉粒体の１または２以上を使用することができ
るが、発熱体が接触していることが望ましく、導電体を
加えてつくってもよい。通電型発熱体の製造には、アル
ミナシリカの粉末と発熱体の混合物を焼結する方法が適
している。また多数の空隙を有するアルミナシリカ系を
つくるには、起泡性界面活性剤を利用してゾルを含泡さ
せ或いはゾルに気体を送り込んで含泡させる等してゲル
化させ、熱処理してつくることもできる。また、加えら
れるフェライトには、公知のフェライトの他、組成が下
記の化学式の何れかで表されるスピネル型フェライトを
使用することができる。

（ａ）　５０ＭＯ・５０　ＦＡ□０３（Ｍ＝Ｃ，、Ｍ牙）（ｂ）６０　（Ｌｉ−、−Ｆｚ−、ｒ＞　０　・４０　
ＦＪ２０ｓ（ｃ）　ｆｖｔ−ｘＺ＊工ＦＪＬバＸ（Ｘ＝０〜０．８＞（Ｍ＝Ｎｉ、Ｃ，、Ｌｉ　　）また
、組成が下記の化学式の何れかで表されるマグネトブラ
ンバイト型フェライトを使用することもできる。

（ａ　）　Ｍ　ＦｊＬｒ＞　Ｏ＋ｑ（Ｍ＝Ｂら７Ｓす　）（ｂ）Ｍ　Ｆ、ｚ＋２−コ荒丁Ｘｘ　　　Ｃａ＜Ｑ＋ｑ
（χ＝０〜１．２）（Ｃ）　Ｍ　Ｆ　＋１−ｘ−Ｃｏｙ−０＋ｑ（Ｘ＝Ｏ〜
１．２）上記スピネル型フェライトとマグネトブランバイト型フ
ェライトは、前記したアルミナシリカと同様にゾル・ゲ
ル法で作られる。即ち、鉄塩と、Ｃｏ、　Ｍｇ−Ｌｉ、
　２％、　Ｎｉ、　Ｂａ、、Ｓ　ｔｔ王の各塩の１種ま
たは２種以上に、アルコール、酸、或いは更にホルムア
ミドを加えて溶解させ、これを攬４まんしながら反応さ
せ、乾燥後焼成して作ることができる。例えば、鉄の硝
酸塩或いは鉄の塩化物に、各種の硝酸塩、酢酸塩、塩化
物等を上記組成に応じて計りとる。この場合ファクター
（Ｆ）は、マグネトブランバイト型フェライトが、１１
５０ｍｏｌスピネル型フスピネル型フェライトｏｌ　と
する。これらの原料に適量のグリセリンと、ホルムアミ
ド（ｙ′Ｊ末を作る時は必ずしも必要でない。）及び塩
酸を加え、よく隔はんして均一な溶液とし、この溶液を
３０〜７０′Ｃで贋はんして反応させ原液を作製する。

薄膜の作製は、上記原液中にガラスセラミック、或いは
金属等の基板を浸漬し、一定速度でゆっくり引上げたり
、原液を超音波スプレー等で基板に吹きつけたりするこ
と等により作製することができ、これを乾燥した後熱処
理して結晶化させ、膜状フェライトを得ることができる
。菌膜の厚さは、原液の濃度とディッピング回数を変え
ることにより、０．０９〜１ｏパまで自由に変えること
ができる。

また、粉末を作るとぎは、上記原液を乾燥させた後粉砕
し、この粉末を焼成して結晶化させ更に粉砕して微粉を
作ることができる。

［発明の効果１この発明は前記のように構成され、ゾル・ゲル法で作っ
たアルミナシリカ粉末を任意の形状に成型して焼結（ホ
ットプレス法やＨＩＰ法で焼結してもよい。）したもの
は、純度の高いアルミナシリカ系を比較的に低温で経済
的に作ることができ、フェライトを含有するものはフェ
ライト特有の磁性を有し、フェライトを混合したゾルを
金属に塗りゲル化して熱処理すると防錆耐熱被膜を構成
することもできざ顔料や色調調整剤を加えたゾルをコン
クリート（酸を使用しないゾルの使用が好ましい。）ヤ
金属板等に塗りゲル化させて熱処理すると、耐熱被膜を
構成することができ、焼結アルミナシリカ系またはフェ
ライト（異方性が望ましい。）を含有する焼結アルミナ
シリカ系に電極（酸素の通過をよくするため多孔質電極
をアルミナシリカ系の両側路全面に亙り設けるか、平行
な線状電極複数を両側に設けることが好ましい。）を設
（ブると酸素精製装置として利用することができ、発熱
体を含有するアルミナシリカ系に電極を設けると通電型
発熱体として利用することができ、多空隙を右するアル
ミナシリカ系は耐熱性と断熱性を具備する等多々の効果
を右する。またゾル・ゲル法でアルミナシリカをつくる
過程、及びゾル・ゲル法で作ったアルミナシリカの粉末
を任意の形状に成型して焼結する場合に加えられる物質
は前記したフエライ１〜や発熱体等に限定されるもので
はなく、加える物質が有効でおればどのような物質を加
えてもよく、種々の特性を有するアルミナシリカ系を得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸素精製装置１例の断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）組成が化学式ｘＡｌ＿２Ｏ＿３（１００−ｘ）Ｓ
ｉＯ＿２但しｘ＝０〜１００で表され、かつその中にフ
ェライト、顔料、及び発熱体のうちの１種または２種以
上を含有していることを特徴とするアルミナシリカ系。
（２）請求項１記載のアルミナシリカ系が、アルミナシ
リカ系をゾル・ゲル法でつくるとき、フェライト、顔料
、及び発熱体のうちの１種または２種以上を加えつくら
れたものであることを特徴とするアルミナシリカ系。
（３）請求項１記載のアルミナシリカ系が、請求項１記
載の化学式で表される粉末に、フェライト、顔料、及び
発熱体のうちの１種または２種以上を加えて任意の形状
に成型し焼結したものであることを特徴とするアルミナ
シリカ系。
（４）請求項１記載の化学式で表される粉末を任意の形
状に成型し焼結してつくられることを特徴とするアルミ
ナシリカ系。
（５）請求項１〜４記載のアルミナシリカ系が、多数の
空隙を有することを特徴とするアルミナシリカ系。
（６）請求項４記載のアルミナシリカ系またはフェライ
トを含有する請求項１〜３記載のアルミナシリカ系の両
側に電位差を印加して、強制的に酸素を一方側に移動さ
せるように構成したことを特徴とする酸素精製装置。
（７）発熱体を含有する請求項１〜３記載のアルミナシ
リカ系に電極を設けたことを特徴とする通電型発熱体。