JPH0151600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、無機微粉末や無機短繊維を多量に吸
着しうる繊維質材に関するものである。

さらに詳しくは、水中に繊維質材を分散・離解
した後無機微粉末や無機短繊維と混合することに
より、無機微粉末や無機短繊維が繊維質材表面に
吸着した抄紙可能なフロツクを効率よく形成せし
めることのできる様に、予め高分子凝集剤を含浸
せしめた繊維質材に関するものである。

無機微粉末や無機短繊維のシート状成形物は、
無機微粉末や短繊維が本来有する種々の特徴を利
用して非常に広い分野において使用されている。
例えば、粘土、石膏、ポルトランドセメント、ア
スベスト等からなる耐火板、不燃板等の建築材料
として生産されており、また窯業においては焼結
性素地粉末や釉薬・顔料をシート化することによ
つて作業性や作業環境の向上が計られ、あるいは
また、活性炭の吸着性、金属粉末の導電性等、無
機微粉末特有の様々な性質を生かした特殊紙、フ
イルター類としても利用されている。かかる無機
微粉末や無機短繊維（以下単に無機微粉末と略称
する）のシート状成形物を得るには、繊維質材と
無機微粉末とを混合して繊維質材を無機微粉末の
担体とする方法が一般的である。これは無機微粉
末だけからなるシート状成形物は取扱いが非常に
難しく、運搬することなどほとんど不可能なため
で、具体的には、例えば特公昭52−1728号公報に
示されるように紙やフイルム等のシート状物に無
機微粉末を塗布あるいは含浸させる方法、あるい
は例えば特公昭45−8164号公報、特公昭52−5328
号公報に示されるように無機微粉末と繊維質材と
の混合スラリーにラテツクスエマルジヨン、界面
活性剤、凝集剤等の薬品を添加して抄紙可能な粗
大フロツクを生成せしめシート化する方法、ある
いはまた、特開昭49−104945号公報に示されるよ
うに無機微粉末が一般に水中で負のゼータ電位を
もつことから、カチオン化したパルプを無機微粉
末の担体とする方法等が知られている。

しかしながら、シート状物に無機微粉末を塗布
あるいは含浸させる方法では、無機微粉末の含有
量を制御し、シート内の無機微粉末の分布を均一
にするのが難しい等の欠点がある。また、繊維質
材と無機微粉末との混合スラリーに薬品類を添加
する方法は、シート内の無機微粉末の含有率を高
くできる点、汚泥・廃水処理等のシート化しない
場合にも利用可能でフイルタプレス等の脱水処理
を容易にできる点等の長所はあるものの、薬品類
の調合、保存、管理、添加方法等の工程管理が繁
雑にならざるを得ないという欠点がある。あるい
はまた、カチオン化したパルプは、パルプ自体に
無機微粉末を吸着できる能力があるために工程が
簡単で、容易に無機シートを得ることができる長
所はあるものの、パルプをカチオン化するために
別の多くの工程が必要なために高価であり、使用
できる繊維質材にも制限がある等の欠点があつ
た。

本発明者等は、かかる従来法の欠点を克服すべ
く研究を重ねた結果、繊維質材と無機微粉末とを
水中で混合するだけで抄紙可能なフロツクを効率
よく得ることのできる、しかもそれ自体安価な繊
維質材を得るに至つたもので、本発明は繊維質材
に予め高分子凝集剤を含浸せしめることに特徴が
ある。

以下に本発明を詳述する。

本発明は、予め高分子凝集剤を含浸させた繊維
質材が水中に分散・離解するに伴ない繊維質材表
面に付着・蓄積していた高分子凝集剤が水溶液中
に溶出するため、該繊維質材溶液中に無機微粉末
を混合すれば繊維質材表面に無機微粉末を吸着せ
しめることが可能であることに基づいている。無
機微粉末が水中で凝集して粗大フロツクとなる現
象は、無機微粉末表面のゼータ電位の低下、疎水
化、凝集剤の架橋・接着作用が複雑に作用してい
るものとされている。本発明者等は、繊維質材と
無機微粉末とを吸着させうる凝集剤を種々検討し
た結果、予め繊維質材に含浸せしめる凝集剤とし
ては架橋作用、接着作用の大きな、分子量が百万
以上望ましくは３百万以上のポリアクリルアミド
系、変性ポリアクリルアミド系、ポリアクリル酸
ソーダ系、アクリルアミド・アクリル酸ソーダ共
重合物等の合成高分子凝集剤が使用できることを
見出した。この場合、高分子凝集剤水溶液を無機
微粉末の懸濁液中、あるいは無機微粉末と繊維質
材との混合スラリー中へ添加してフロツクを形成
せしめる場合と同じく、吸着させる無機微粉末の
種類によつて高分子凝集剤のイオン性は決まる。
一般的には、アルミナ、水酸化マグネシウム等の
重金属酸化物粉末に対してはアニオン系のもの
が、スラツジ等の汚泥に対してはカチオン系のも
のが有効であり、粘土、石膏、顔料等多の無機微
粉末に対してはノニオン系、弱アルカリ系のもの
が有効である。

また高分子凝集剤を含浸させる繊維質材として
は、天然パルプ等のセルロース繊維、合成パルプ
等に合成繊維、アスベスト等の鉱物繊維、金属・
素・ガラス等の無機繊維等が使用できるが、水へ
の分散性が良好で繊維長が0.5mm以上望ましくは
15mm以上のものがよい。水分散性が良好なこと
は、高分子凝集剤を含浸させる場合、あるいは無
機微粉末を繊維質材表面に均一に吸着させる場合
に効果的であり、繊維が長いことはシート化する
際の脱水性やシート化した後の無機シートのハン
ドリングや強度向上のために極めて有効である。

かかる繊維質材表面に高分子凝集剤を含浸、付
着させる方法としては、繊維質材を0.01〜１％の
高分子凝集剤水溶液に浸せき含浸したり、スポン
ジロールやスプレーによる塗布含浸、あるいはま
た減圧含浸等の方法が可能である。

この場合、繊維質材はシート状、綿状いずれの
形状でもよいが、取扱い上シート状の方が有利で
ある。含浸させる高分子凝集剤の量は吸着させる
無機微粉末の種類および量で異なるが、高分子凝
集剤の含浸量が少ないと吸着効果が悪く、多過ぎ
ても吸着効果に対して特別の意味を持たない。し
たがつて高分子凝集剤の含浸量は固形分換算で繊
維質材の乾燥重量に対して0.01〜５％、望ましく
は0.1〜２％の範囲が適当である。

かかる繊維質材は高分子凝集剤を含浸後直ちに
連続して水中へ分散・離解し、該水溶中で無機微
粉末を吸着することができることはもちろん、繊
維質材をストツク品として保存することができる
特徴を有する。その場合、高分子凝集剤を含浸さ
せた繊維質材をできるだけ乾燥させることが保存
上、運搬上有利であるが、乾燥温度は繊維質材、
高分子凝集剤が熱変質しない温度以下にする必要
がある。一般に繊維質材の熱変質温度よりも高分
子凝集剤の熱変質温度の方が低く、したがつて乾
燥温度は高分子凝集剤の熱変質温度で決まるが、
高分子凝集剤の熱変質温度は高分子凝集剤の種類
によつて異なる。例えば、ポリアクリルアミド系
の場合、乾燥温度は約50℃以下にする。

高分子凝集剤を含浸する前の繊維質材の形状
が、シート状、綿状のいずれであつても、含浸・
乾燥後の繊維質材はそのままでは水中への分散・
離解が容易でない。高分子凝集剤は機械的せん断
力に対して高分子鎖が切断しやすく高分子鎖が切
断されて低分子量となる凝集・吸着効果が低下す
るため、できるだけ軽い撹拌によつて繊維質材を
水中に分散・離解する必要があり、このために
は、含浸・乾燥後の繊維状に解綿する方法が有効
である。繊維状に解綿した繊維質材は嵩が大き
く、また空気中に浮遊しやすい等取扱いにくい点
があるが、軽くプレスして固めれば取扱いも容易
となる。この場合、高圧力でプレスして固めると
水中への分散・離解が容易でなくなるため、プレ
ス圧力は５〜50Kg／cm²程度が適当である。

本発明による繊維質材を用いて無機微粉末を吸
着させ均一な無機微粉末シートを得る場合には、
繊維質材分散水溶液の濃度はあまり高くない方が
よく、例えば繊維質材が天然パルプの場合には５
％以下望ましくは１％以下がよい。また、吸着さ
せる無機微粉末も、水溶液中で充分に分散できる
程度に細かな方がよく、通常では200メツシユの
篩を通過する程度の粒径の微粉末が望ましい。

また、吸着しうる無機微粉末としては、カオリ
ン、アルミナ、絹雲母、陶土、酸性白土、陶石、
長石、石灰石、石膏、タルク、酸性白土、硅藻
土、炭酸カルシウム、アスベスト、ムライト、酸
化ゴバルト、二酸化マンガン、種々の釉薬、金
属、SiC、あるいはスラツジ、汚泥等の天然、人
工を含むほとんどすべての無機物、あるいはそれ
らの混合物の微粉末が吸着する。繊維質材と無機
微粉末との配合比率は、繊維質材と無機微粉末の
種類、あるいは無機微粉末シートの用途、シート
化する際の抄紙性によつて限定されるが、繊維質
材が無機微粉末の担体としての役目をするために
繊維質材の割合は無機微粉末シート内で２重量％
以上必要であり、また無機微粉末シートが無機微
粉末が本来もつ特徴を生かすためには、繊維質材
の割合は50重量％以下とするのが適当である。

さらに、硫酸アルミニウムや硫酸第２鉄等の無
機系凝集剤を混入した無機微粉末スラリーを、本
発明による繊維質材分散液と混合する複合的使用
法も相当吸着効果がある。

以上のように、本発明の繊維質材は多量の無機
微粉末を極めて容易に吸着させることができるの
で、使用者が本発明による繊維質材のみを入手す
れば、自分のところで所望の無機微粉末シートを
得ることができ、工場における大量生産のみなら
ず、需要者個人による単品生産にも適しており、
極めて優れている。また、カチオン化する等の特
別な化学処理をする必要もなく安価である点も優
れている。

その用途は、不燃紙、断熱板から陶磁器タイル
の製造はては廃水処理や廃葉物処理まで、広い用
途を有するものである。

以下に本発明による繊維質材の実施例を使用例
に基づいて示すが、これによつて本発明が限定さ
れるものではない。

実施例 １ 厚み約３mm、坪量500ｇ／m²の合成パルプSWP
（三井ゼラバツク製）シートに、0.2％のアニオン
性ポリアクリル酸ソーダ系高分子凝集剤サンポリ
Ａ―520（三共化成工業(株)製）水溶液をスポンジロ
ールにより高分子凝集剤の固形分が５ｇ／m²とな
るように塗布含浸する。しかる後、50℃で約５時
間熱風乾燥後、回転式精密粉砕機（(株)ヤリヤ機械
製作所製）で解綿する。解綿した含浸合成パルプ
を約10Kg／cm²の圧力で平プレスし、厚さ約５mm、
坪量130ｇ／m²の高分子凝集剤含浸合成パルプを
得た。かかるパルプを水中で分散・離解してパル
プ濃度１％のパルプ液とし、かかるパルプ液1000
重量部を約100r.p.mで撹拌しながらフラツクス
0.4％を含む粒径３〜5μｍのアルミナ微粉体90重
量部を添加して合成パルプ表面にアルミナ微粉体
を吸着させ、＃60メツシユのネツトにより抄紙し
てアルミナシートを得た。かかるアルミナシート
を1200℃で焼成したところ、厚さ２mm、大きさ約
30cm角のアルミナ焼結体を得た。

実施例 ２ 厚さ2.5mm、坪量500ｇ／m²の天然パルプ
（NBKP）シートに0.2％水溶液の非イオン性ポリ
アクリルアミド系高分子凝集剤サンポリＮ―500
（三共化成工業(株)製）を浸せき含浸法により高分
子凝集剤の固形分が５ｇ／m²となるように含浸
後、実施例１と同様にして厚さ約10mm、坪量250
ｇ／m²の高分子凝集剤含浸パルプを得た。かかる
含浸パルプを水中で分散・離解してパルプ濃度
0.5％のパルプ液を得、かかるパルプ液1000重量
部をゆつくり撹拌しながら、硫酸アルミニウム
0.2重量部を加えた石膏を50重量部少しずつ添加
してパルプ表面に石膏を吸着させ、脱水（抄紙）
後硬化させることにより、厚さ約７mm、坪量約９
Kg／m²の石膏ボードを得た。

実施例 ３ 厚さ５mm、坪量250ｇ／m²の天然パルプ
（NUKP）シートに、0.4％水溶液の非イオン性ポ
リアクリルアミド系高分子凝集剤サンポリＮ―
500（三共化成工業(株)製）を浸せき含浸法により高
分子凝集剤の固形分が10ｇ／m²となるように含浸
する。しかる後50℃で約６時間熱風乾燥後、自由
粉砕機（(株)奈良機械製作所製）で解綿し、10Kg／
cm²の圧力でプレスして厚さ約５mm、坪量130ｇ／
m²の高分子凝集剤を含浸したパルプを得た。かか
る含浸パルプを水中で分散・離解してパルプ濃度
0.5％のパルプ液を得、しかる後パルプ液1000重
量部を手でゆつくり撹拌しながら20％濃度の陶磁
器用粘土スラリー250重量部を少しずつ添加して
パルプ表面に陶磁器用粘土を吸着させ抄紙可能な
フロツクを生成する。かかるフロツクを実施例１
と同様にしてシート化し、厚さ約２mm、坪量1.8
Kg／m²の陶磁器用素地シートを得、かかる陶磁器
用素地シートを含水率30％の時円筒状に成形し、
乾燥後1200℃で焼成して円筒状の陶磁器を得た。

実施例 ４ 炭素繊維CF0808（日本カイノール(株)製）10重量
部に実施例３と同様にして高分子凝集剤の固形分
が0.1重量部となるように含浸後、50℃で約１時
間熱風乾燥し指触乾燥程度に乾燥した高分子凝集
剤含浸炭素繊維を得た。かかる含浸炭素繊維10重
量部を2000重量部の水中に手で分散撹拌して得た
炭素繊維液に硫酸アルミニウム0.1重量部とタル
ク90重量部とからなる20％濃度のタルクスラリー
450重量部をゆつくり撹拌しながら少しずつ添加
して炭素繊維表面にタルクを吸着させ、＃70メツ
シユのネツトで抄紙して、厚み約５mm、坪量約７
Kg／m²の耐火ボードを得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維質材に高分子凝集剤を乾燥時の固形分換
   算で0.01〜５重量％含まれるように含浸し、前記
   高分子凝集剤の熱変質温度より低い温度で乾燥
   し、乾燥後、繊維状に解綿したものを５〜50Kg／
   cm²の低圧でプレス成型してなり、水中で無機微粉
   末もしくは無機短繊維を吸着することを可能なら
   しめたことを特徴とする繊維質材の製造方法。 ２ 高分子凝集剤が、分子量百万以上のポリアク
   リルアミド系、変性ポリアクリルアミド系、ポリ
   アクリル酸ソーダ系、もしはアクリルアミド・ア
   クリル酸ソーダ系の合成高分子凝集剤から選択さ
   れたものである特許請求の範囲第１項記載の繊維
   質材の製造方法。