JPH0211550B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミツクフアイバー成形体の製造
方法に関し、その目的とするところは、セラミツ
クフアイバーより成るバルク状又はマツト状の繊
維集合物を開綿機で開繊し、水に分散せしめてス
ラリーとなし、成形することにより圧縮復元性、
柔軟性に優れたセラミツクフアイバー成形体を製
造することにある。 〔従来技術〕 従来からよく知られているようにセラミツクフ
アイバーは高温用断熱材として種々の形態に成形
されて使用されている。これらセラミツクフアイ
バー成形体（以下、成形体という）は、バルク状
又はマツト状の繊維集合物の形でセラミツクフア
イバーを直接水中に分散し、必要に応じ無機結合
剤及びその他の成形助剤を添加してスラリーを形
成し、金網を張つた型枠に吸引して積層堆積させ
るか又は抄造機を用いて抄きあげて作られて来
た。また、セラミツクフアイバーを水に分散せし
めてスラリーを作る方法としては、パルパーやビ
ーターのような製紙用に開発されて来た装置を利
用してセラミツクフアイバーのバルク状又はマツ
ト状の繊維集合物を直接水に投入して解繊する方
法がとられてきた。 〔発明が解決しようとする問題〕 従来からセラミツクフアイバーの水中解繊に用
いられてきたパルパーやビーターは繊維強度の高
いパルプを対象として改良を加えて開発されてき
たものであり、パルプに比べて極めて折れ易いセ
ラミツクフアイバーの場合には水中解繊に際して
必要以上に繊維が短くなつてしまう。従つてパル
パーやビーターにより水中解繊されたセラミツク
フアイバーのスラリーを用いて吸引成形又は抄造
して作られたセラミツクフアイバー成形体は比較
的カサ密度が高くなり断熱性が悪く、また比較的
硬くなり圧縮復元性や柔軟性が悪くなるという問
題点があつた。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明は平滑性を発揮せしめる繊維処理剤を添
着したセラミツクフアイバーより成るバルク状又
はマツト状の繊維集合物を針布を巻いたシリンダ
ーを備えた開綿機で開繊し、次いで水に分散せし
め、必要に応じて無機・有機結合剤及びその他の
成形助剤を添加してスラリーとなし、吸引成形又
は抄造することを特徴とする圧縮復元性、柔軟性
に優れたセラミツクフアイバー成形体の製造方法
を提供するものである。 セラミツクフアイバーとしては、ガラス質のア
ルミナ・シリカ繊維又は結晶質のアルミナ、ムラ
イト繊維が最適である。 前記ガラス質のアルミナ・シリカ繊維は、天然
のカオリン、カイヤナイトなどのAl₂O₃−SiO₂系
鉱物又は高純度なアルミナとシリカを原料として
高温にて溶融し、その高温融体を吹き飛ばして繊
維化し、ネツト状に集綿してバルク状又はマツト
状の形で回収されている。 このようにして作られたアルミナ・シリカ繊維
は太さ１〜数μｍ、長さ250mm以下の繊維が複雑
にからみ合つて集合しており、一部繊維化時に繊
維状になり切れなかつたガラス粒が含まれてい
る。 また、結晶質のアルミナ・ムライト繊維は金属
アルミニウム塩、アルミニウムアルコレートと珪
素化合物と有機ポリマーとの粘稠な溶液を吹き飛
ばして前駆体繊維となしてネツト上に集綿してバ
ルク状又はマツト状の形で回収され、次いで焼成
することにより作られている。このようにして作
られた結晶質のアルミナ・ムライト繊維は太さ
3μｍ程度の短繊維が複数にからみ合つて集合し
ている。 ガラス質のアルミナ・シリカ繊維又は結晶質の
アルミナ、ムライト繊維から成るセラミツクフア
イバーは繊維自体に平滑性がなく一旦からみ合つ
た繊維を解繊することが極めて因難であり、無理
に解繊すると繊維が短く折れるという欠点があ
る。セラミツクフアイバーの平滑性を付与するた
めに、通常平滑性を発揮する繊維処理剤が繊維表
面に添着されている。従来の平滑性を発揮する繊
維処理剤を添着してなる繊維は一般に撥水性も同
時に有しており、繊維を水中に分散してスラリー
となし、吸引成形又は抄造するには不都合を生ず
るものであつた。従つて、セラミツクフアイバー
としては平滑性と同時に親水性も発揮する繊維処
理剤を0.1〜1.0重量％添着してなるセラミツクフ
アイバーが好適である。前記平滑性と同時に親水
性も発揮する繊維処理剤としては、流動パラフイ
ンとアルキルアミノオキシ酸塩、アルキルアミノ
アルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレン
アルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレン
アルキルアミノアルキルアミンオキシ酸塩、ポリ
オキシエチレンアルキルアミノエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レン脂肪酸エステル、アルキロールアミド、ポリ
オキシエチレンポリオキシプロピレンブロツクコ
ポリマーのうちのいずれかから選ばれた一種又は
種以上との乳化混合物から成るもの、あるいは、
モノグリセリド化合物とアルキルアミノオキシ酸
塩、アルキルアミノアルキルアミンオキシ酸塩、
ポリオキシエチレンアルキルアミノオキシ酸塩、
ポリオキシエチレンアルキルアミノアルキルアミ
ンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミ
ノエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、アルキ
ロールアミド、ポリオキシエチレンポリオキシプ
ロピレンブロツクコポリマーのうちのいずれか一
種又は二種以上との乳化混合物から成る繊維処理
剤、あるいは、アルキルアミノオキシ酸塩、アル
キルアミノアルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキ
シエチレンアルキルアミノオキシ酸塩、ポリオキ
シエチレンアルキルアミノアルキルアミンオキシ
酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリ
オキシエチレン脂肪酸エステル、アルキロールア
ミド、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン
ブロツクコポリマーのうちのいずれかから選ばれ
た一種又は二種以上の繊維処理剤のうちのいずれ
かであることが好適である。特に、流動パラフイ
ン−ステアリルアミン乳酸塩−脂肪族ジエタノー
ルアミン乳化混合物、ポリオキシエチレンステア
リルアミノプロピルアミン乳酸塩、またはポリオ
キシエチレンポリオキシプロピレンブロツクコポ
リマーが好ましいものである。 セラミツクフアイバーに対する前記繊維処理剤
の付着量は0.1〜1.0重量％が好適である。0.1重量
％より少ないと平滑性又は親水性の性能が充分に
発揮されず、一方1.0重量％より多いと吸引成形
又は抄造時に泡の発生が起り何れも成形体の品質
が悪くなる問題があつて好ましくない。 平滑性を有するセラミツクフアイバーより成る
バルク状又はマツト状の繊維集合物は、表面に針
布を巻いたシリンダーを備えた開綿機を用いて前
記シリンダーを高速回転させて開繊する。一般に
このようなシリンダーを備えた開綿機は有機繊維
の紡積用のカード機やオープンエンド紡積用に利
用されている。 しかしながら、有機繊維に比べてセラミツクフ
アイバーはしなやかさが劣り非常に折れやすいこ
と、また、上述した紡積用のシリンダーは処理能
力が小さいこと等の問題があつて、セラミツクフ
アイバーにこのような装置を利用しても繊維が短
くなつてしまつたり繊維の収率が低くなつたり、
開繊の生産性が悪くなるという問題が生ずる。 開繊能力を向上させ開繊機の生産性を高める手
段として、従来行なわれてきた複数のシリンダに
よる方法から単一シリンダーにて開繊を行なう手
段が考えられている。たとえば、特公昭54−
24006号公報には、働き角度95〜170゜の分繊ワイ
ヤーを巻いた高速回転する分繊ローラに短繊維塊
を供給して分繊を行なう方法が提案されている。
しかしながら、この方法に用いられる分繊ワイヤ
ーは波形の形状を呈しているために、供給される
繊維塊を細かく切断する目的には合致している
が、繊維塊から繊維１本１本引き抜く目的には合
つていない。したがつて、非常に折れやすいセラ
ミツクフアイバーに前記分繊ワイヤーを使用する
と、セラミツクフアイバーが非常に短くなつてし
まい、繊維が長く分散性の良い状態のものを得る
ことができなかつた。 また、従来の複数のシリンダーの間で針布に引
つかかつた繊維の受け渡しを行なう方法、すなわ
ち、カード機は有機繊維のようにしなやかな繊維
では受け渡しが可能であるが、セラミツクフアイ
バーのように剛直な繊維になると受け渡し効率が
悪化し、収率が極端に悪化する。 従つて、平滑性のあるセラミツクフアイバーの
バルク状又はマツト状の繊維集合物を開繊に適し
た表面に針布を巻いたシリンダーを備えた開綿機
を用いて、前記シリンダーを高速回転させて開繊
する。この方法によれば、繊維が長く分散性の良
いセラミツクフアイバーを高生産性で製造するこ
とができる。 集合状態にある繊維１本１本を引き抜くために
は、鋭利な針のようなもので引つかけるのが好ま
しく、また、繊維が針に引つかかつた時に折れな
いためには、繊維と針との衝突時の衝撃力を弱め
る構造を針に持たせることが重要である。すなわ
ち、衝突時のシヨツクを柔らげるのに充分な長さ
を持つた鋭利な針を用いることが好ましく、この
ような要求を満足すべき針布として、毛割用針布
あるいは石綿用針布が好適であり、特に毛割用針
布が最適である。ここで、前記の如き繊維処理剤
がバルク又はマツトに付着していると開繊が容易
になりより好ましいものである。開繊の生産性を
向上させるためには、開繊シリンダーの遠心力を
利用して引き抜かれた繊維を吹き飛ばして空気流
に乗せ、空気を吸引して繊維を回収する方法が有
効である。特に、ガラス質のアルミナ・シリカ繊
維からなるセラミツクフアイバーの場合には、非
繊維状物いわゆるシヨツトと繊維とを空気流で運
ばれる間に、空気に対する抵抗力の差を利用して
分離することができ、従来から問題となつている
セラミツクフアイバーの脱シヨツトを同時に行な
うことができるため、単一シリンダーで開繊を行
なう方法は非常に有効な手段である。 開繊シリンダーへ供給されるセラミツクフアイ
バーはマツト状又はバルク状の繊維集合物であ
る。特にマツト状の繊維集合物は押さえローラー
でマツトを押さえることができるために一層開繊
が均一に行なわれるようになるので好適である。 ここで、押さえローラーの位置とシリンダーと
の間隔を調節すると繊維長を任意に変化させるこ
とが出来る。 開繊シリンダーの回転数は、セラミツクフアイ
バーのバルク状又はマツト状の繊維集合物の供給
量に応じて選択され、できるだけ大きい方が生産
性が高くなつて好ましいものである。 セラミツクフアイバーのバルク状又はマツト状
の繊維集合物の開綿機で開繊するに際しては前述
の繊維処理剤の平滑性が重要な因子となる。すな
わち、前述のような平滑性の優れた繊維処理剤を
添着してなるセラミツクフアイバーのバルク状又
はマツト状の繊維集合物は開綿機で開繊される際
繊維の折れが少なく長い状態で均一に開繊でき、
未開繊状態の塊の発生を抑えることができる。 開綿機により開繊されたセラミツクフアイバー
は水に入れ、一般に広く用いられている通常のプ
ロペラ型撹拌機などにてゆるく撹拌することによ
り極めて容易に水中に均一に分散させることがで
きる。セラミツクフアイバーを水中に分散させる
に際しては前述の繊維処理剤の親水性が重要な因
子となる。すなわち前述のような平滑性と同時に
親水性に優れた繊維処理剤を添着してなるセラミ
ツクフアイバーは水中への分散性が極めて優れて
いる。 セラミツクフアイバーを均一に分散した水に必
要に応じてモンモリロナイト、ベントナイトなど
の粘土系結合剤、パルプなどの繊維状結合剤、酢
酸ビニル、ポリアクリルアミド、ラテツクスなど
の有機樹脂結合剤、シリカゾル、アルミナゾルな
どコロイド状無機結合剤又は硫酸バンド、ポリ塩
化アルミ、高分子凝集剤などの凝集剤を添加して
スラリーとなし、金網を張つた型枠に吸引して積
層堆積するか又は抄造機を用いて抄き上げて成形
体とする。 前述のごとくして作られたセラミツクフアイバ
ー成形体は表面仕上がりが良く、圧縮復元性と柔
軟性に極めて優れた成形体である。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例について比較例と合わせ
て説明する。 流動パラフイン、ステアリルアミン乳酸塩およ
び脂肪族ジエタノールアミンとの混合物、また、
ポリオキシエチレンステアリルアミノプロピルア
ミン乳酸塩、あるいはポリオキシエチレン・ポリ
オキシプロピレンブロツクコポリマーそれぞれの
繊維処理剤を0.3重量％付着させたセラミツクフ
アイバーマツトを直径20cmの表面に毛割針布を巻
いた単一の開繊シリンダーへ連続的に供給し、開
繊シリンダーを1500r.p.m.で回転させてセラミツ
クフアイバーの開繊を行ない空気吸引して開繊さ
れたバルクを回収し湿式成形原料とした。 上記原料バルク100重量部に対してあらかじめ
パルパーで叩解されたパルプを10重量部配合し、
水中でプロペラ型撹拌機によりゆるく撹拌して混
合した。 次に、混合したスラリーを200×200mmの吸引型
枠に圧力60cmＨｇで吸引し、脱型後乾燥して成形
体をつくり本発明の実施例とした。 比較例１および２は、上記セラミツクフアイバ
ーマツトをパルパーまたはハンマーミルで解繊し
た後に上記と同様の操作により成形体を製造した
ものであり、比較例３と４は、繊維処理剤の付着
していないマツトあるいはポリエチレンワツクス
を0.3重量％付着させたマツトを原料として実施
例に示した方法で繊維の開繊を行なつたものであ
り、比較例５と６は繊維処理剤付着量が変化した
場合を示したものである。 実施例と比較例についての成形条件、成形体の
寸法および成形体の評価を第１表に記した。 ここで、成形体寸法はノギスで縦、横、高さそ
れぞれ３点ずつ測定した。また、繊維長は、セラ
ミツクフアイバーのみが水中に分散している状態
で、目開き20mmのふるいで抄き取り、ふるい上に
残つた繊維重量％を測定・比較した。さらに、繊
維の分散性は成形体の光透過写真観察から評価し
た。 成形体の柔軟性は、成形体の両端を持つて約
120゜になるまで曲げた時に成形体が折れないかど
うかで判断した。 第１表に記した結果から本発明の実施例はいず
れも、特に高さ方向での寸法精度が向上している
こと、また、分散性と柔軟性について両者ともに
優れていること、さらに、従来の開繊手段に比較
して短時間で均一分散ができることが容易に判断
できるものである。

【表】

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば以下の如き効果が
明らかとなる。 繊維が均一にしかも長く分散され成形体精度
が向上する。 成形体に柔軟性が発揮され、曲わ加工が容易
となる。 繊維の分散時間を短くできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平滑性を有するセラミツクフアイバーより成
   るバルク状又はマツト状の繊維集合物を針布を巻
   いたシリンダーを備えた開綿機で開繊し、次いで
   水に分散せしめ、必要に応じて有機及び、又は無
   機結合剤及び他の成形助剤を添加してスラリーと
   なし、吸引成形又は抄造することを特徴とする圧
   縮復元性および柔軟性の優れたセラミツクフアイ
   バー成形体の製造方法。 ２ 針布が毛割針布又は石綿針布のいずれかであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 前記セラミツクフアイバーが、流動パラフイ
   ンとアルキルアミノオキシ酸塩、アルキルアミノ
   アルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレン
   アルキルアミノオキシ酸塩、ポリオキシエチレン
   アルキルアミノアルキルアミンオキシ酸塩、ポリ
   オキシエチレンアルキルアミノエーテル、ポリオ
   キシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
   レン脂肪酸エステル、アルキロールアミド、ポリ
   オキシエチレンポリオキシプロピレンブロツクコ
   ポリマーのうちのいずれかから選ばれた一種又は
   二種以上との乳化混合物から成る繊維処理剤、あ
   るいは、モノグリセリド化合物とアルキルアミノ
   オキシ酸塩、アルキルアミノアルキルアミンオキ
   シ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノオキ
   シ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノアル
   キルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアル
   キルアミノエーテル、ポリオキシエチレンアルキ
   ルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステ
   ル、アルキロールアミド、ポリオキシエチレンポ
   リオキシプロピレンブロツクコポリマーのうちの
   いずれかから選ばれた一種又は二種以上との乳化
   混合物から成る繊維処理剤、あるいは、アルキル
   アミノオキシ酸塩、アルキルアミノアルキルアミ
   ンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミ
   ノオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミ
   ノアルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレ
   ンアルキルアミノエーテル、ポリオキシエチレン
   アルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エ
   ステル、アルキロールアミド、ポリオキシエチレ
   ンポリオキシプロピレンブロツクコポリマーのう
   ちのいずれかから選ばれた一種又は二種以上の繊
   維処理剤のうちのいずれかを0.1〜1.0重量％付着
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   あるいは第２項記載の製造方法。