JP7373430B2

JP7373430B2 - 再生アラミド紙の製造方法

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Publication number: JP7373430B2
Application number: JP2020027846A
Authority: JP
Inventors: 竜士藤森; 新二成瀬
Original assignee: DuPont Teijin Advanced Papers Japan Ltd
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Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2023-11-02
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Also published as: WO2021166461A1; KR20220113826A; JP2021130893A; CN115087776A

Description

本発明は、再生アラミド紙の製造方法に関する。

強度が改善され、かつ、熱安定性を有する材料から製造された紙として、アラミド紙がある。アラミド紙は、芳香族ポリアミドからなる合成紙であり、優れた耐熱性、耐燃性、電気絶縁性、強靱性および可撓性を有し、電気絶縁材料及び航空機ハニカム用ベースとして使用されてきた。これらの材料のうち、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）（米国）のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）繊維を含む紙は、ポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）フロックと、ファイブリッドとを水中で混合し、混合したスラリーを抄紙し、カレンダー加工することによって製造されている。この紙は、高温下においても、高い強度および強靱性を有すると共に優れた電気絶縁性を有する。

このようなアラミド紙の製造工程において発生する端材や破損材を再利用する方法がこれまで検討されている。例えば、特許文献１には、乾燥アラミド紙を６．４－１２.７ｍｍのふるいを通過しうる大きさに粉砕し、この乾燥アラミド紙を用いて製造されたアラミド紙パルプを含有するアラミド紙が開示されている。

特許第３０１２３６５号公報

しかしながら、特許文献１には、紙の原料として使用可能なアラミド紙パルプの特性については規定されておらず、再利用するための微細化処理が不十分であると、アラミド紙パルプ中に紙片の形状を残したままの原料が残存することとなり、この状態の原料を用いて紙を作製すると、外観や厚みが不均一な紙となるため好ましくない。

本発明は、アラミド紙を再利用したアラミド紙パルプを使用し、十分な機械的特性を有し、且つ外観も良好な再生アラミド紙の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らはかかる状況に鑑み、抄紙製造されたアラミド紙を再利用したアラミド紙パルプを用いて、機械的特性に優れ、外観良好なアラミド紙を開発すべく鋭意検討を進めた結果、本発明に到達した。

本発明の一態様による再生アラミド紙の製造方法は、アラミド短繊維及びアラミドファイブリッドから形成される乾燥アラミド紙の紙片を水中で離解させて、アラミド紙パルプを得る離解工程と、紙パルプを抄紙する抄紙工程と、を含み、離解工程において、離解度が９３％以上となるようにアラミド紙パルプを離解させることを特徴とする。
上記の再生アラミド紙の製造方法によれば、離解工程において、離解度が９３％以上となるようにアラミド紙パルプを離解させることにより、アラミド紙パルプ中に紙片の形状を残したままの原料がほとんど残存しなくなり、機械的特性が向上され、かつ、外観が良好な再生アラミド紙を得ることができる。

本発明の一態様において、アラミド紙パルプに微細化処理を行う微細化処理工程をさらに含む。
上記の再生アラミド紙の製造方法によれば、アラミド紙の紙片の粒度を小さくすることができ、高品質なアラミド紙を再生することができる。

本発明の一態様において、離解工程では、水中で鉛直方向の撹拌力を発生させるように構成された離解機を用いてアラミド紙を離解させる。
アラミド紙は水との親和性が低く、アラミド紙の紙片を水中に投下しても、紙片が水面に浮遊してしまい、十分に離解が進まない。特に、アラミド紙の寸法が大きい場合には、水中に沈みにくい。これに対して、上記の再生アラミド紙の製造方法によれば、鉛直方向の攪拌力を発生させるように構成された離解機により離解工程を行うため、寸法が大きなアラミド紙の紙片であっても、紙片が水面に留まらずに水中まで沈んで回流するため、アラミド紙を離解させることができ、抄紙用原料としての再利用が可能になる。これにより、乾燥アラミド紙を細かく破砕等することなく、抄紙用原料として再利用することが可能になる。

本発明の一態様において、乾燥アラミド紙を粉砕及び／又は切断して紙片を得る粉砕／切断工程をさらに含み、粉砕／切断工程では、乾燥アラミド紙を、最大寸法が１２．７ｍｍを超えるように粉砕及び／又は切断する。
アラミド紙は水との親和性が低いため、最大寸法が１２．７ｍｍを超える大きい紙片は水面に浮遊してしまい、離解が進まない。これに対して、上記の再生アラミド紙の製造方法によれば、鉛直方向の攪拌力により、紙片が水中に沈んで回流するため、最大寸法が１２．７ｍｍを超えるようなアラミド紙の紙片であっても、離解させることができる。

本発明の一態様において、アラミド紙パルプに、アラミドファイブリッド及び／又はアラミド短繊維を混合する混合処理を行う。
上記の再生アラミド紙の製造方法によれば、より機械的性能が向上された再生アラミド紙が得られる。

本発明によれば、アラミド紙の抄紙製造の際に発生する端材や破損材を再利用したアラミド紙パルプを使用し、適度な機械的特性を有し、且つ外観も良好な再生アラミド紙の製造方法が提供される。

本発明の一実施形態による紙パルプの製造方法で用いられる離解機の構成を示す斜視図である。

［アラミド］
本実施形態において、アラミドとは、アミド結合の６０％以上が芳香環に直接結合した線状高分子化合物を意味する。このようなアラミドとしては、例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミドおよびその共重合体、ポリパラフェニレンテレフタルアミドおよびその共重合体、コポリパラフェニレン・３，４’－ジフェニルエーテルテレフタルアミドなどが挙げられる。これらのアラミドは、例えば、芳香族酸二塩化物および芳香族ジアミンとの縮合反応による溶液重合法、二段階界面重合法等により工業的に製造されており、市販品として入手することができるが、これに限定されるものではない。これらのアラミドの中では、ポリメタフェニレンイソフタルアミドが、良好な成型加工性、熱接着性、難燃性、耐熱性などの特性を備えている点で好ましく用いられる。

［アラミドファイブリッド］
本発明においてアラミドファイブリッドとは、アラミドからなるフィルム状微小粒子で、アラミドパルプと称することもある。製造方法は、例えば特公昭３５－１１８５１号、特公昭３７－５７３２号公報等に記載の方法が例示される。アラミドファイブリッドは、通常の木材（セルロース）パルプと同じように抄紙性を有し、水中分散した後、抄紙機にてシート状に成形することができる。この場合、抄紙に適した品質を保つ目的でいわゆる叩解処理を施すことができる。この叩解処理は、ディスクリファイナー、ビーター、その他の機械的切断作用を及ぼす抄紙原料処理機器によって実施することができる。この操作において、ファイブリッドの形態変化は、ＪＩＳＰ８１２１に規定の濾水度（フリーネス）でモニターすることができる。本発明において、叩解処理を施した後のアラミドファイブリッドの濾水度は、１０～３００ｃｍ³（カナダ標準ろ水度（カナディアンスタンダードフリーネス））の範囲内にあることが好ましい。濾水度が３００ｃｍ³よりも大きいアラミドファイブリッドでは、それから成形されるシート状材料の強度が低下する可能性がある。他方、１０ｃｍ³よりも小さな濾水度のアラミドファイブリッドを得ようとすると、投入する機械動力の利用効率が小さくなり、また、単位時間当たりの処理量が少なくなることが多く、さらに、アラミドファイブリッドの微細化が進行しすぎるため、いわゆるバインダー機能の低下を招きやすい。

［アラミド短繊維］
本実施形態において、アラミド短繊維とは、アラミドを原料とする繊維を所定の長さに切断した耐熱性短繊維であり、そのような繊維としては、例えば、帝人株式会社の「テイジンコーネックス（登録商標）」、デュポン社の「ノーメックス（登録商標）」等の商品名で入手することができるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

アラミド短繊維の長さは、一般に１ｍｍ以上２５ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ以上１２ｍｍ未満の範囲から選ぶことができる。短繊維の長さが１ｍｍよりも小さいと、シート材料の力学特性が低下し、他方、２５ｍｍ以上のものは、後述する湿式法でのアラミド紙の製造に際して「からみ」「結束」などが発生しやすく欠陥の原因となりやすいため好ましくない。
アラミド短繊維の繊維径は、０．１～４０μｍの範囲から選ぶことができ、好ましくは、０．５～２５μｍ、より好ましくは１～２０μｍである。

［乾燥アラミド紙］
本実施形態において、乾燥アラミド紙とは、上記のアラミドファイブリッド、アラミド短繊維、又はこれらの混合物から主として構成されるシート状物であり、後述の「アラミド紙」と分けて表記する。乾燥アラミド紙は一般に２０μｍ～１０００μｍの範囲内の厚さを有し、さらに、乾燥アラミド紙は、一般に１０ｇ／ｍ²～１０００ｇ／ｍ²、好ましくは１０ｇ／ｍ²～５００ｇ／ｍ²の範囲内の坪量を有している。

乾燥アラミド紙は、一般に、上記のアラミドファイブリッドとアラミド短繊維とを混合した後、混合したアラミドファイブリッドとアラミド短繊維をシート化する方法により製造される。具体的には、例えばアラミドファイブリッド及びアラミド短繊維を乾式ブレンドした後に、気流を利用してシートを形成する方法、アラミドファイブリッド及びアラミド短繊維を液体媒体中で分散混合した後、液体透過性の支持体、例えば網またはベルト上に吐出してシート化し、液体を除いて乾燥する方法などが適用できるが、これらのなかでも水を媒体として使用する、いわゆる湿式抄造法が好ましく選択される。ここで、アラミドファイブリッドとアラミド短繊維の混合割合は任意であるが、アラミドファイブリッド／アラミド短繊維の割合（質量比）を１／９～９／１とするのが好ましく、より好ましくは２／８～８／２とするのがよい。

湿式抄造法では、少なくともアラミドファイブリッド、アラミド短繊維を含有する単一または混合物の水性スラリーを、抄紙機に送液し分散した後、脱水、搾水および乾燥した後、シートとして巻き取る方法が知られている。抄紙機としては長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜型抄紙機およびこれらを組み合わせたコンビネーション抄紙機などが利用される。コンビネーション抄紙機での製造の場合、配合比率の異なるスラリーをシート成形し合一することで複数の紙層からなる複合体シートを得ることができる。抄造の際に必要に応じて分散性向上剤、消泡剤、紙力増強剤などの添加剤が使用される。

［カレンダー加工］
上記のようにして得られた乾燥アラミド紙は、一対のロール間にて高温高圧で熱圧加工することにより、密度、結晶化度、耐熱性、寸法安定性ほか機械強度を向上することが知られている。熱圧加工の条件は、例えば、金属製ロールを使用する場合、温度１００～３５０℃ 、線圧５０～４００ｋｇ／ｃｍの範囲内とすることができるが、これらに限定されるものではない。熱圧の際に複数のアラミド紙を積層することもできる。また、上記の熱圧加工を任意の順に複数回行うこともできる。

［アラミド紙パルプ］
本実施形態においてアラミド紙パルプとは、上記の乾燥アラミド紙を粉砕及び／又は切断して細かくしたものを示す。

［紙パルプの製造方法］
本実施形態の紙パルプの製造方法は、乾燥状態のアラミド紙を水中に投入し、アラミド紙を離解させて耐熱性紙パルプを得る離解工程と、耐熱性紙パルプに湿式微細化処理を施す湿式微細化処理工程とを行うことにより製造される。また、離解工程の前にアラミド紙を粉砕又は切断して紙片を得る粉砕／切断工程を行ってもよいし、離解工程の後に除じん工程を行ったり、湿式微細化処理工程の後に防じん工程や湿式ふるい分け工程を行ったりしてもよい。

［離解工程］
離解工程は、上記のアラミド紙を乾燥した乾燥状態のアラミド紙（以下「乾燥アラミド紙」という）を鉛直方向に撹拌力を有する離解機を用いて水中で離解させる。鉛直方向に撹拌力を有する離解機としては、例えばタブの側面（壁面）にローターを配したパルパー、ニーダー、インテンサパルパなどが好ましく使用されるが、これらに限定されるものではない。

図１は、本実施形態による紙パルプの製造方法で用いられる離解機の構成を示す斜視図である。図１に示すように、離解機１は、いわゆるインテンサパルパであり、タブ６と、モーター２と、ローター４とを備える。
タブ６は、斜めに配置された底面６Ａと、底面６Ａの縁に上方に向かって立設された側壁６Ｂとを備える。タブ６は、底面６Ａの下面が複数の脚部材８に接続されて、支持されている。複数の脚部材８の長さは異なっており、ローター４が設けられた側が下方に位置するように支持されている。

底面６Ａは楕円形であり、ローター４に向かって下方に傾斜している。側壁６Ｂは、底面６Ａの縁から鉛直上方に向かって延び、先端部が中心に向かって先細り形状となっている。側壁６Ｂの上端縁で囲まれた部分には、円形の開口が形成されている。

ローター４は、円形の円板の上面に複数のブレードが中心から半径方向外方に向かって放射状に延びて構成されている。ローター４は、タブ６の底面６Ａの長軸に沿った一方の端部に設けられており、底面６Ａの最下部に位置している。ローター４は、タブ６の下方に配置されたモーター２の回転軸に接続されている。モーター２の回転軸が回転駆動されることにより、ローター４が回転する。

タブ６内には、側壁６Ｂに沿って上下方向に延びるようなバッフル１０が設けられている。バッフル１０は、タブ６の底面６Ａの長軸に沿った他方の端部に設けられている。バッフル１０は、水平断面が三角形状であり、上方に向かって幅及び奥行きが大きくなっている。バッフル１０は、鉛直方向に側壁６Ｂの略全長にわたって延びている。

離解機１のタブ６には水が充填されている。ローター４が回転するとローター４の回転軸を中心とした旋回流が鉛直方向全域にわたって発生する。タブ６の底面６Ａがローター４に向かって下方に傾斜しているため、タブ６の底面６Ａ近傍の旋回流は上昇流となる。また、旋回流はバッフル１０に衝突すると、下方に向かう下降流が生じる。これにより、タブ６内には、底部から表面近くまで流れる上昇流と、表面近くから底部まで流れる下降流とが生じ、これら上昇流及び下降流が紙片を鉛直方向に攪拌する攪拌力として作用する。さらに、タブ６内の底部に存在する紙片は上昇流により上昇し、水面近くに存在する紙片は下降流によりタブ６の底部まで引き込まれ、ローター４のブレードにより切断される。

一般的に乾燥アラミド紙は水との親和性が低く、単に水に触れさせるだけでは水中に沈まない。このため、例えば木材パルプからなるパルプ繊維の離解に用いられる、円筒型のタブの底面中心にローターを有する低濃度パルパーや高濃度パルパーでは、乾燥アラミド紙と水が混合しにくく離解が進まない。このため、工業的にアラミド紙パルプを製造することが困難である。

本実施形態において、離解工程において、水中に投入する乾燥アラミド紙の長辺のサイズ（又は最大寸法）は１２．７ｍｍを超えるサイズであり、好ましくは５０ｍｍ以上である。１２．７ｍｍ以下の細かいサイズを用いる場合においては、より細かくなる程乾燥アラミド紙の比表面積が増加し、それにより前述の水との親和性が良くなるものの、粉砕／切断工程で粉塵が発生し易くなり、粉砕／切断工程における作業環境上好ましくない上、サイズが小さくなる程粉砕効率も低くなり、更にその後粉砕アラミド紙を離解機に投入する際に粉塵や紙片が舞うなど、取扱いが非常に困難となるため好ましくない。

また、水中に投入する乾燥アラミド紙の寸法及び形状はこれに限らず、離解工程において、水中に投入する乾燥アラミド紙が連続したシート形状を有していてもよい。本実施形態において連続したシート形状とは、長辺が１ｍ以上であるシートのことを示し、幅は離解機のタブのサイズにもよるが、１０～３０００ｍｍ、好ましくは５０～２０００ｍｍである。

上記の離解工程における乾燥アラミド紙の濃度は、１．０～７．０重量％、好ましくは１．５～６．０重量％、より好ましくは２．０～５．０重量％である。乾燥アラミド紙の濃度が１．０重量％未満の場合は得られる離解処理されたアラミド紙パルプ（以下、離解アラミド紙パルプと称すことがある）が相対的に少なくなり、エネルギーや生産効率の点で好ましくなく、７．０重量％を超えると離解の際にスラリーの粘性が高くなり過ぎ、離解を進めることが困難となる。また離解工程におけるアラミド紙パルプ懸濁液の液温は、１０～８０℃、好ましくは常温～７０℃である。一般的に液温を高めた方が離解処理効率は向上するものの、８０℃を超えるとその効果は飽和するため、エネルギーの無駄になり好ましくない。
また、離解の際に、前述の抄造の際にも添加可能な分散性向上剤、消泡剤、紙力増強剤、或いは離解促進剤などの添加剤を使用してもよい。

［粉砕／切断工程］
乾燥アラミド紙を離解機に投入する前に、乾燥アラミド紙がタブ６の開口に対して大きい場合には、乾燥アラミド紙に対して粉砕／切断工程を行う。粉砕／切断工程では、乾燥アラミド紙を長辺（最大寸法）が１２．７ｍｍを超えるサイズ、より好ましくは、長辺が５０ｍｍ以上のサイズである紙片に粉砕及び／又は切断する。なお、乾燥アラミド紙を長辺（最大寸法）は、１０００ｍｍ以下であることが好ましい。粉砕方法としては、特に指定は無いが、乾式法で粉砕する方法が好ましい。具体的には、シュレッダー、クラッシャー、ボールミル、ジェットミル等を用いて粉砕する方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明においては、裁断時のサイズのバラツキが少なく、且つ粉塵が出にくいという点で、シュレッダーが好ましく使用される。

［湿式微細化工程］
このようにして得られた耐熱性紙パルプに、湿式微細化処理を施す湿式微細化工程を行うことができる。湿式微細化処理とは、水媒体中でアラミド紙に衝撃を与えて粒度を小さくする方法であり、そのような微細化処理を効率的に実施する設備としては、高速離解機、リファイナー、ビーター等が例示できるが、これらに限定されるわけではない。

湿式微細化処理を施すことが可能な耐熱性紙パルプの特性の指標として、離解度が挙げられ、本実施形態においては、離解度は３０％以上、好ましくは３５％以上である。
乾燥アラミド紙の紙片のサイズが大きい場合には、離解が不十分となり、紙パルプ中にサイズの大きい紙片が残存する可能性があり、その場合には湿式微細化処理を行う際に微細化設備が詰まりを起こす可能性がある。このため、特に離解工程の際に水中に投入する乾燥アラミド紙のサイズが５０ｍｍ以上の場合には、離解度が３０％以上であることが好ましい。

［離解度］
本実施形態において、離解度とは、ＪＩＳＰ８２３２に規定される、スクリーン板を配した実験用スクリーン装置を用いて、離解処理した耐熱性紙パルプの絶乾１０ｇ相当分を、スリット間隙１５０μｍの板を備えたスクリーン装置に通し、スクリーンを通過した耐熱性紙パルプの、投入した耐熱性紙パルプの全重量に対する絶乾重量比率で表され、下記の式により計算される。

［スクリーンを通過したアラミド紙パルプの絶乾重量］／（［スクリーン上に残ったアラミド紙パルプの絶乾重量］＋［スクリーンを通過したアラミド紙パルプの絶乾重量］）×１００（％）

本実施形態において、再生アラミド紙に用いられるアラミド紙パルプの、離解度は９３％以上であり、好ましくは９４％、より好ましくは９５％以上である。離解度が９３％未満の場合、シート状物を形成した時にシート表面に未離解の紙片状物が顕在化し、外観不良はもとより、得られたシートの厚みも不均一となるため好ましくない。

［再生アラミド紙］
本実施形態において、再生アラミド紙とは、上記のアラミド紙パルプを含有するシート状物のことを示し、上記の乾燥アラミド紙と同様に、一般に２０μｍ～１０００μｍの範囲内の厚さを有している。さらに、本実施形態の再生アラミド紙は、一般に１０ｇ／ｍ²～１０００ｇ／ｍ²、好ましくは１０ｇ／ｍ²～５００ｇ／ｍ²の範囲内の坪量を有している。

本実施形態の再生アラミド紙の全重量中に占めるアラミド紙パルプの含有量は、所望の特性を達成するのであれば特に制限はないが、再生アラミド紙の製造中における工程強度を保つためには１～９０重量％が好ましく、より十分に工程強度を発現させるためには１～８０重量％が好ましく、さらにアラミド紙の特徴である電気絶縁性を十分に発現するためには１～７０重量％が特に好ましい。残部は、新たなアラミドファイブリッド、又はこれとアラミド短繊維を併用するのがよいが、これらに限定されるものではない。

［再生アラミド紙の製造方法］
本実施形態の再生アラミド紙は、上記の紙パルプの製造方法により得られた紙パルプ単独で、或いは紙パルプとアラミドファイブリッドやアラミド短繊維などとを混合した後、シート化する方法により製造される。

シート製造にあたっては、例えば上記のアラミド紙パルプとアラミドファイブリッドやアラミド短繊維などとを乾式ブレンドした後に、気流を利用してシートを形成する方法、上記のアラミド紙パルプとアラミドファイブリッドやアラミド短繊維などとを液体媒体中で分散混合した後、液体透過性の支持体、例えば網またはベルト上に吐出してシート化し、液体を除いて乾燥する方法などを適用できるが、これらのなかでも水を媒体として使用する、いわゆる湿式抄造法が好ましい。

湿式抄造法では、少なくとも上記のアラミド紙パルプ、及び／又はアラミドファイブリッドを含有する単一または混合物の水性スラリーを、抄紙機に送液し分散した後、脱水、搾水および乾燥操作することによって、シートとして巻き取る方法である。抄紙機としては長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜型抄紙機およびこれらを組み合わせたコンビネーション抄紙機などが利用される。コンビネーション抄紙機での製造の場合、配合比率の異なるスラリーをシート成形し合一することで複数の紙層からなる複合体シートを得ることができる。抄造の際に必要に応じて分散性向上剤、消泡剤、紙力増強剤などの添加剤が使用される。

また、これ以外にその他の繊維状成分（例えばアラミド繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、セルロース系繊維、ＰＶＡ系繊維、ポリエステル繊維、アリレート繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリイミド繊維などの有機繊維、ガラス繊維、ロックウール、アスベスト、ボロン繊維などの無機繊維ガラス繊維）を添加することが出来る。この場合、全構成繊維中に占めるアラミド短繊維の割合は、８０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上である。

本実施形態の再生アラミド紙において、アラミドファイブリッドは、バインダーとして優れた特性を有しているため微粒子および他の添加成分を効率的に捕捉できる。そして、本実施形態のアラミド紙の製造において原料歩留まりが良好となると同時にシート内で層状に重なり、貫通孔を減少させることが可能で、電気絶縁性が向上する。

このようにして得られた再生アラミド紙は、一対の平板間または金属製ロール間にて高温高圧で熱圧加工することで密度、機械強度を向上することができる。熱圧加工の条件は、たとえば金属製ロール使用の場合、温度１００～３５０℃、線圧５０～４００ｋｇ／ｃｍが例示できるが、これらに限定されるものではない。加熱操作を加えずに常温で単にプレスだけを行うこともできる。熱圧加工の際に複数の再生アラミド紙を積層することもできる。の熱圧加工を任意の順に複数回行うこともできる。

［作用効果］
本実施形態によれば、以下の作用効果が奏される。
本実施形態によれば、離解工程において、離解度が９３％以上となるようにアラミド紙パルプを離解させることにより、アラミド紙パルプ中に形状を残した紙片がほとんど残存しなくなり、機械的特性が向上され、かつ、外観が良好な再生アラミド紙を得ることができる。

また、本実施形態によれば、アラミド紙パルプに微細化処理を行う微細化処理工程を含むため、アラミド紙の紙片の粒度を小さくすることができ、高品質なアラミド紙を再生することができる。

また、アラミド紙は水との親和性が低く、アラミド紙の紙片を水中に投下しても、紙片が水面に浮遊してしまい、十分に離解が進まない。特に、アラミド紙の寸法が大きい場合には、水中に沈みにくい。これに対して、本実施形態によれば、鉛直方向の攪拌力を発生させるように構成された離解機１により離解工程を行うため、寸法が大きなアラミド紙の紙片であっても、紙片が水面に留まらずに水中まで沈んで回流するため、アラミド紙を離解させることができ、抄紙用原料としての再利用が可能になる。これにより、乾燥アラミド紙を細かく破砕等することなく、抄紙用原料として再利用することが可能になる。

また、本実施形態によれば、粉砕／切断工程では、乾燥アラミド紙を、最大寸法が１２．７ｍｍを超えるように粉砕及び／又は切断する。

アラミド紙は水との親和性が低いため、最大寸法が１２．７ｍｍを超える大きい紙片は水面に浮遊してしまい、離解が進まない。これに対して、本実施形態によれば、鉛直方向の攪拌力により、紙片が水中に沈んで回流するため、最大寸法が１２．７ｍｍを超えるようなアラミド紙の紙片であっても、離解させることができる。

また、本実施形態によれば、アラミド紙パルプに、アラミドファイブリッド及び／又はアラミド短繊維を混合する混合処理を行うため、より機械的性能が向上された再生アラミド紙が得られる。

以下、本発明について実施例を挙げて説明する。なお、これらの実施例は、本発明の内容を例示するためのものであり、本発明の内容を何ら限定するためのものではない。
［測定方法］
（１）離解度
ＪＩＳＰ８２３２に準じて、アラミド紙パルプからなるスラリーの絶乾１０ｇ相当分を、スリット間隙１５０μｍの板を備えた試験用フラットスクリーン（熊谷理機工業株式会社製）に投入し、スクリーンを通過するアラミド紙パルプがなくなるまで十分に通過させた後、スクリーンを通過したアラミド紙パルプ、及びスクリーン上に残ったアラミド紙パルプの絶乾重量を測定し、下記の式で計算した。

（２）長さ加重平均繊維長
メッツォオートメーション社製ファイバーサイズアナライザーを用い、約１００００個の原料繊維についての長さ加重平均繊維長を測定した。

（３）シートの坪量、厚み、密度
シートの坪量及び厚みはＪＩＳＣ２３００－２に準じて測定し、密度は（坪量／厚み）により算出した。

（４）シートの厚みむら
上記の（３）の厚み測定で用いた方法にて、連続した４０点の厚みを測定し、その標準偏差を厚みむらとした。

（５）引張強度
ＡＳＴＭＤ－８２８に準じて、縦方向と横方向について実施し、両者の平均値を引張強度として算出した。

（６）シート外観
２０ｃｍ角のシート各５枚の外観を目視で観察し、未離解の紙片状物が無く均一に見えるものを「○」、わずかに未離解の紙片状物が残存している（長辺サイズが１０ｍｍを超える紙片状物が合計５個以下）ものを「△」、未離解の紙片状物がはっきりと確認できる（「△」よりも多い）ものを「×」とした。

［原料調成１］
特開昭５２－１５６２１号公報に記載のステーターとローターの組み合わせで構成されるパルプ粒子の製造装置（湿式沈殿機）を用いる方法によって、ポリメタフェニレンイソフタルアミドのファイブリッドを製造した。これを、離解機、叩解機で処理して長さ加重平均繊維長を０．９ｍｍに調製した（アラミドファイブリッドの濾水度：１００ｍｌ（カナディアンスタンダードフリーネス））。一方、デュポン社製メタアラミド繊維（ノーメックス（登録商標）、単糸繊度２デニール）を長さ６ｍｍに切断し、アラミド短繊維を得た。

［乾燥アラミド紙の製造］
調製したアラミドファイブリッドとアラミド短繊維をおのおの水中で分散しスラリーを作成した。これらのスラリーを、アラミドファイブリッドとアラミド短繊維が１／１の配合比率（重量比）となるように混合した後、フォードリニヤー型抄紙機へ送液し、脱水、搾水の後、１５０℃で乾燥して巻取り、乾燥アラミド紙を作製した。

［原料調成２］
上記の乾燥アラミド紙を粉砕又は切断し、表１及び表２に示すサイズに調整した。このサイズ調整した乾燥アラミド紙３重量部と水９７重量部とを、図１に示すような、インテンサパルパ（株式会社ＩＨＩフォイトペーパーテクノロジー製）に投入し、温度５０℃で４０分間離解し、離解アラミド紙パルプを調製した。

［実施例１～３］
上記の離解アラミド紙パルプを濃度１．０％に希釈し、リファイナー（熊谷理機工業株式会社製、ディスクレファイナー）に流量５０Ｌ／ｍｉｎ、クリアランス最小で通し、アラミド紙パルプを得た。この調製したアラミド紙パルプ、アラミドファイブリッド、及びアラミド短繊維を、水に分散させてスラリーを作製した。これらのスラリーを、表１に示す配合比率（重量比）となるように混合し、タッピー式手抄き機（断面積６２５ｃｍ²）にて再生アラミド紙を作製した。次いで、作成した再生アラミド紙を金属製カレンダーロールにより温度３３０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍで熱圧加工し、カレンダー加工された再生アラミド紙を得た。このようにして得られたアラミド紙パルプ及びカレンダー加工された再生アラミド紙の主要特性値を表１に示す。

［従来例］
上記の原料調成１で調製したアラミドファイブリッドとアラミド短繊維をおのおの水中で分散しスラリーを作成した。これらのスラリーを、アラミドファイブリッドとアラミド短繊維が１／１の配合比率（重量比）となるように混合し、タッピー式手抄き機（断面積６２５ｃｍ²）にてシート状物を作製した。次いで、シート状物を金属製カレンダーロールにより温度３３０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍで熱圧加工し、カレンダー加工された再生アラミド紙を得た。このようにして得られた、カレンダー加工された再生アラミド紙の主要特性値を表１に示す。

※連続：裁断されていない状態（ロール状）から乾燥アラミド紙を引き出しながら連続的に離解機に投入した

表１の結果から、実施例１～３で得られた、カレンダー加工された再生アラミド紙は、アラミド紙パルプを高い比率で配合しているものの、従来例と同等の密度、引張強度を有し、外観もわずかに紙片が確認されたものの良好で、更に熱処理後の外観も変化が無く、アラミド紙として電気絶縁紙等の用途向けに有用である。

［実施例４、５］
上記の原料調成２で得た離解アラミド紙パルプを濃度１．０％に希釈し、リファイナー（熊谷理機工業株式会社製、ディスクレファイナー）に流量５０Ｌ／ｍｉｎ、クリアランス最小で通し、その後更に開口径１．４ｍｍの湿式ふるいに通し、アラミド紙パルプを得た。この調製したアラミド紙パルプ、アラミドファイブリッド、及びアラミド短繊維を、水に分散させてスラリーを作製した。これらのスラリーを、表２に示す配合比率（重量比）となるように混合し、タッピー式手抄き機（断面積６２５ｃｍ²）にて再生アラミド紙を作製した。次いで、これを金属製カレンダーロールにより温度３３０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍで熱圧加工し、カレンダー加工された再生アラミド紙を得た。このようにして得られたアラミド紙パルプ及びカレンダー加工された再生アラミド紙の主要特性値を表２に示す。

［比較例１］
上記の原料調成２で得た離解アラミド紙パルプ、調製したアラミドファイブリッド、及びアラミド短繊維を、水に分散させてスラリーを作製した。これらのスラリーを、表２に示す配合比率（重量比）となるように混合し、タッピー式手抄き機（断面積６２５ｃｍ²）にて再生アラミド紙を作製した。次いで、これを金属製カレンダーロールにより温度３３０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍで熱圧加工し、カレンダー加工された再生アラミド紙を得た。このようにして得られたアラミド紙パルプ及びカレンダー加工された再生アラミド紙の主要特性値を表２に示す。

［比較例２］
上記の原料調成２で得た離解アラミド紙パルプを濃度１．０％に希釈し、高速離解機（株式会社新浜ポンプ製作所製、ＶＦ）に流量５０Ｌ／ｍｉｎで通し、アラミド紙パルプを得た。この調製したアラミド紙パルプ、アラミドファイブリッド、及びアラミド短繊維を、水に分散させてスラリーを作製した。これらのスラリーを、表２に示す配合比率（重量比）となるように混合し、タッピー式手抄き機（断面積６２５ｃｍ²）にて再生アラミド紙を作製した。次いで、これを金属製カレンダーロールにより温度３３０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍで熱圧加工し、カレンダー加工された再生アラミド紙を得た。このようにして得られたアラミド紙パルプ及びカレンダー加工された再生アラミド紙の主要特性値を表２に示す。

表２の結果から、実施例４、５で得られた、カレンダー加工された再生アラミド紙は、アラミド紙パルプを高い比率で配合しているものの、従来例と同等の密度、引張強度を有し、さらに混合するアラミド紙パルプの離解度を高めたことにより、良好な外観を示した。一方で、比較例１、２のカレンダー加工されたアラミド紙は、混合するアラミド紙パルプの離解度が低いため、密度、厚みむら、引張強度が実施例よりも劣り、更にシート外観も不良である。したがって、アラミド紙の抄紙製造の際に発生する端材や破損材を再利用したアラミド紙パルプを使用し、従来のアラミド紙に匹敵する機械的特性を有し、外観も良好なアラミド紙を得るためには、上記実施例で例示した条件が有効であることが判明した。

１離解機
２モーター
４ローター
６タブ
６Ａ底面
６Ｂ側壁
８脚部材
１０バッフル

Claims

アラミド短繊維及びアラミドファイブリッドから形成される乾燥アラミド紙の紙片を水中で離解させて、アラミド紙パルプを得る離解工程と、
前記紙パルプを抄紙する抄紙工程と、を含み、
前記離解工程において、離解度が９３％以上となるように前記アラミド紙パルプを離解させることを特徴とする再生アラミド紙の製造方法。
前記アラミド紙パルプに微細化処理を行う微細化処理工程をさらに含む、
請求項１に記載の再生アラミド紙の製造方法。
前記離解工程では、水中で鉛直方向の撹拌力を発生させるように構成された離解機を用いて前記アラミド紙を離解させる、
請求項１又は２に記載の再生アラミド紙の製造方法。
前記乾燥アラミド紙を粉砕及び／又は切断して紙片を得る粉砕／切断工程をさらに含み、
前記粉砕／切断工程では、前記乾燥アラミド紙を、最大寸法が１２．７ｍｍを超えるように粉砕及び／又は切断する、
請求項３に記載の再生アラミド紙の製造方法。
前記アラミド紙パルプに、アラミドファイブリッド及び／又はアラミド短繊維を混合する混合処理を行う、
請求項１～４のいずれか一項に記載の再生アラミド紙の製造方法。