JP2886362B2

JP2886362B2 - セラミック繊維紙

Info

Publication number: JP2886362B2
Application number: JP3151596A
Authority: JP
Inventors: 博松岡
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1999-04-26
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: JPH055294A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は保温・断熱成形体、強化
複合材料としてあらゆる産業分野に利用されているセラ
ミック繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミナ・シリケート繊維等のセラミッ
ク繊維は他の人造無機繊維と同様に、剛直でもろく折り
曲げに弱い。この繊維をシート化するためにはセラミッ
ク繊維単体ではシート状物質に形成できない。このた
め、副材料としてガラス繊維、有機繊維等を混合し、そ
の後結合剤で繊維を接着させてシート状物質を得る方法
が一般的である。このようにして、得られたシートはセ
ラミック繊維自体が有する優れた耐熱性、断熱性を生か
して、高温部のパッキング材、各種高温部シール材等に
利用されている（例えば、紙パ技術タイム、土屋、２８
（５）、２５〜２９、１９８５参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記したセラミック繊
維紙の比較的シート厚みの薄いもの（０．５〜１．５ｍ
ｍ）は問題ないが、厚物（１．５ｍｍ超）ではシートを
ロール化しようとするとシート内部での剥離およびシー
ト表面のヒビ割れが発生する。シート内部での剥離はシ
ートの厚み方向での繊維間接着が弱いために発生する。
また、シート表面のヒビ割れはシートロールにする際に
外周部の柔軟性の欠如によって発生する。そこで本発明
の目的はシート厚みの比較的厚いもの（１．５ｍｍ超）
においてもシート内部の剥離およびシート表面のヒビ割
れを発生させることなしにロール状製品に仕上げること
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成により達成される。すなわち、セラミック繊維８０
〜８９重量％にガラス繊維５〜１４．５重量％、フィブ
リル化繊維０．５〜２．０重量％および感熱凝固型結合
剤２〜７重量％とを加えて得られるセラミック繊維紙で
ある。

【０００５】セラミック繊維紙のベース繊維となるセラ
ミック繊維としてはアルミナ・シリケート繊維、酸化ク
ロム添加アルミナ・シリケート繊維、シリカ繊維等が用
いられる。ここでセラミック繊維には後述のガラス繊維
は含まないこととする。表１にセラミック繊維の製品例
を示すが本発明はいずれのセラミック繊維にも適用でき
る。

【０００６】

【表１】

【０００７】セラミック繊維の使用量は本セラミック繊
維紙の全重量の８０％未満にならない範囲で用いる。そ
の使用量が８０重量％未満で用いると繊維紙の熱収縮率
が大きくなる。また８９重量％を超えて添加すると繊維
紙内部の剥離、繊維紙表面のヒビ割れ発生の原因とな
る。

【０００８】ガラス繊維は繊維径の細い、柔軟な、直径
２〜０．８μｍのものが好ましい。直径２μｍを超える
ものはセラミック繊維との絡み合いが少なくなり、層間
剥離が発生しやすくなる。また、直径０．８μｍ未満の
ものは繊維紙表面に凹凸が出来て、平滑でなくなり、凸
部の影響で表面ヒビ割れが発生し易くなる。また、直径
０．８μｍ未満のものではセラミック繊維紙の製造時に
おいて、抄紙機での脱水性が悪くなり、乾燥能力不足で
生産性が落ちる。また、そのガラス繊維の含有量は５．
０〜１４．５重量％の範囲で用いられる。ガラス繊維の
含有量が５．０重量％未満だと繊維のからみ合いが少な
くなり、セラミック繊維紙内部で剥離が発生する。ま
た、１４．５重量％を超えるとセラミック繊維、フィブ
リル化繊維および感熱凝固型結合剤のいずれかが適性範
囲以下になってしまう。ガラス繊維の長さは長い方が好
ましいが、繊維径が細く、絡み合った状態の物の繊維長
を測定する有効な手段がないので、その範囲は特定でき
ない。また、ガラス繊維の組成は特に限定はないが、安
価で繊維径の種類が豊富なので含アルカリケイ酸塩ガラ
スまたは無アルカリケイ酸塩ガラスが好ましい。

【０００９】フィブリル化繊維についての明確な定義は
ないが、外部からの物理的な力によって繊維が長手方向
に破裂する現象を一般にフィブリル化と称し、フィブリ
ル化した部分を含んだ繊維をフィブリル化繊維と言う。
フィブリル化繊維の材質はセルロース、リンターアラミ
ド繊維等の結晶性の繊維に限られ、非晶質の繊維はフィ
ブリル化しない。セルロースはＮ（針葉樹）パルプ、Ｌ
（広葉樹）パルプのいずれでも使用できる。また、本発
明においてはフイブリル化繊維の使用量は０．５〜２．
０重量％の範囲内で用いる。使用量が０．５重量％未満
の使用量では得られるセラミック繊維紙の層間強度が１
００ｇ以下となり、層間剥離が発生する。また、使用量
が２．０重量％を超えるとセラミック繊維紙の剛度が１
０００ｍｇを超え、セラミック繊維紙が硬くなりすぎ、
表面にヒビ割れが発生する。

【００１０】次に感熱凝固型結合剤について述べる。通
常のエマルジョン系の結合剤は熱を加えて揮発分（水、
溶剤その他）を飛ばして皮膜を作らせるが、揮発分（特
に水）の移動と共にエマルジョン粒子が熱の加わる部分
に移動する。従ってセラミック繊維紙の表面裏面の表層
部において結合剤の量が多くなる。これに対して、感熱
凝固型結合剤は使用されている乳化剤の曇点が低いた
め、エマルジョン粒子の移動がなくなりセラミック繊維
紙の表層だけでなく、内部でも皮膜の生成が起こる。こ
の皮膜が生成することにより接着力が生じて、セラミッ
ク繊維紙の層間剥離が起こりにくくなる。

【００１１】感熱凝固型結合剤は熱硬化性樹脂のポリエ
ーテルウレタンを主成分とする固形分４０重量％のエマ
ルジョンである。また、感熱凝固型結合剤の使用量の範
囲は理論上はアルミナ・シリケート繊維紙等のセラミッ
ク繊維紙の耐熱性が損なわれない範囲、即ち１０．０重
量％未満で用いる必要がある。しかし、実用上はセラミ
ック繊維紙の用途上、有機物は少ない方が望ましいが、
２重量％未満では層間剥離に対して効果がなく、７重量
％を超えると剛度が高くなり表面ヒビ割れが発生するお
それがある。従って好ましい範囲は２〜５重量％であ
る。

【００１２】有機繊維はセラミック繊維紙の物性には寄
与しないけれど、外観光沢を保つため必要に応じて添加
される。その光沢効果を出すためには２重量％以上は必
要である。例えば、アクリロニトリル−塩化ビニル共重
合体、ポリアクリロニトリル等の繊維が用いられる。な
お、セラミック繊維紙の製造方法（抄造方法）は通常の
方法であるので詳細な説明は省略する。

【００１３】上記各組成成分からセラミック繊維紙を作
製すると、層間強度が１００ｇ以上、剛度が１０００ｍ
ｇ以下、熱収縮率が２％未満である厚さ１．５ｍｍを超
すものが得られる。

【００１４】

【作用】本発明によれば、高度にフィブリル化した繊維
を用いることにより本来自己接着性のないセラミック繊
維にからみ合いが発生する。また、通常、セラミック繊
維等のシート化用の結合剤は熱が加わるとシートの表層
に移動する。このため、シート厚さ方向での結合剤の量
分布はシート表層に多く、内部には少ないという結果に
なる。一方、本発明の感熱凝固型の結合剤は熱によって
の移動はないため、シート厚さ方向での結合剤の量分布
は均一となる。これらの作用により、シート内部の剥離
が防止できる。

【００１５】さらに、本発明は繊維径の細いガラス繊維
を混合することにより、セラミック繊維紙とのからみ合
いが生じて剛直さが緩和され、繊維紙をロール化しても
外周部のヒビ割れは発生しない。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を以下説明する。（イ）セラミック繊維として、アルミナ・シリケート繊
維を用いた。当該アルミナ・シリケート繊維はムライト
質のアモルファス系繊維である表１のカオウールであ
る。その繊維径は２．５〜３．５μｍであり、繊維長は
１００ｍｍ以下である。（ロ）ガラス繊維Ａとしてチョップドストランド（９μ
ｍ×１３ｍｍ）である日本硝子繊維（株）製のＲＥＳ１
３ＧＰ１０ＷＧ（商標名）を用い、繊維径の細いガラス
繊維Ｂとして日本硝子繊維（株）製の含アルカリガラス
（径：０．７〜０．９μｍ）であるＣＭＬＦ２０８（商
標名）を用いた。（ハ）フィブリル化繊維は濾水度１０ミリリットル以下
まで叩解したＮパルプを用いた。（ニ）本発明の実施例には感熱凝固型の結合剤（結合剤
Ｂ）として大日本インキ化学（株）のウレタン系のボン
ディック１５１０（商標名）を用いた。また、比較例に
セラミック繊維紙を得るために通常の結合剤（結合剤
Ａ）として大日本インキ化学（株）製のポリウレタンで
あるボンディック１９３０Ａ（商標名）（比較例４、
５）と日本アクリル（株）のアクリル樹脂であるプライ
マルＥ−３５８（商標名）（比較例１、２、３、６、
７、８）を用いた。（ホ）有機繊維としてアクリロニトリル塩化ビニル共重
合体繊維（直径：１０〜２０μｍ、長さ：１０〜２５ｍ
ｍ）である鐘ケ淵化学（株）製のカネカロンＳＮＬ（商
標名）を用いた。

【００１７】通常の抄造法に従って、実施例および比較
例のセラミック繊維紙を作製した。その組成割合と得ら
れた性状について表３と表４にそれぞれ示す。

【００１８】なお、物性の測定方法は次の通りである。
シート内部剥離：目視および剥離感応試験（これを定量
化するために層間強度を測定した。）層間強度：ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩ法Ｉ（Ｊ．ＴＡＰＰ
ＩＮｏ．１８）剛度：ＪＩＳＬ１０９６表面ひび割れ：目視耐熱性：セラミック繊維紙（２５ｃｍ×２０ｃｍ）を１
０００℃×１００時間の加熱後の収縮率が２％未満のも
のを○、２％以上のものを×とした。

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【表４】

【００２２】以上のように本発明の実施例のセラミック
繊維紙は比較例のそれに比べ、シート内部の剥離が発生
しなく、シート表面でのヒビ割れが発生しない特徴を持
っている。

【００２３】なお、前記実施例において、アルミナ・シ
リケート繊維紙を作製し得る範囲を可能な範囲とし、本
発明の範囲に入る使用可能を適正な組成範囲（いずれも
重量％）とすると、次の表５に示す通りである。

【００２４】

【表５】

【００２５】前記実施例においてはセラミック繊維とし
てアルミナ・シリケート繊維を用いたが、表１に記載し
たようなその他のセラミック繊維を用いても同様な性能
を持つセラミック繊維紙が得られる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、セラミック繊維紙のシ
ート内部にも剥離が発生しなく、シート表面でのヒビ割
れが発生しない。また、こうした利点があるために製品
形状をロール状とすることが可能となり、シートを平板
状だけでなくロール状で出荷することができ、ユーザー
の使い勝手が良くなる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック繊維８０〜８９重量％にガラ
ス繊維５〜１４．５重量％、フィブリル化繊維０．５〜
２．０重量％および感熱凝固型結合剤２〜７重量％とを
加えて得られることを特徴とするセラミック繊維紙。
【請求項２】請求項１記載の組成成分からなる層間強
度が１００ｇ以上、剛度が１０００ｍｇ以下、熱収縮率
が２％未満である厚さ１．５ｍｍを超すセラミック繊維
紙。