JPH02149453A

JPH02149453A - 無機繊維の表面処理法

Info

Publication number: JPH02149453A
Application number: JP63300619A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Kawasaki; 川崎　博信; Hatsuo Inagaki; 稲垣　波津生; Yasuo Kiyomoto; 清本　靖雄
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-08
Also published as: JPH052619B2; CA2003990A1

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】［産業上の利用分野］この発明は、無＠繊維の表面処理法に係り、特に石綿、
ロックウール、ガラスｌ！維、石英繊維等の無機繊維を
改質するための表面処理法に関する。

［従来の技術］産業上の利用分野で利用されている無機繊維としては、
例えば石綿、ロックウール、ガラス繊維、石英繊維等が
知られており、なかでも石綿は従来から各分野で広く使
用されてきた。

そして、この石綿には、一般にアスベストとして広く使
用されているＭｑＯ８Ｓ　！　０２を主成分＼　　、とする白石綿（クリソタイル）のほか、茶石綿（アモサ
イト、Ｆｅ２　ｏ３＊Ｓ　ｉ０２を主成分）、青石綿（
クロシトライト、Ｆｅ２Ｏ３・ＳｉＯ２を主成分）等も
少量ではあるが使用されており、耐火性、耐久性、断熱
性、耐摩耗性等の長所を有した天然繊維として優れた特
性を有している。このため、このような石綿は、成形板
として、あるいは、耐火被覆、吸音材料、断熱材料等の
吹付は材料として建築関係の分野で幅広く使用されてき
た。また、ロックウール、ガラス繊維、石英繊維等の他
の無機繊維もその断熱性や耐火性を利用して建造物の断
熱材や耐火材として多くの分野で幅広く使用されている
。

しかしながら、このような無機繊維は、その取扱の際に
針状繊維が人の皮膚に刺さり、皮膚が傷付いたり荒れた
りすることがあったほか、特に石綿においては針状繊維
の粉塵が発生し、これが呼吸器官等を介して人体に取込
まれると健康を害することが判明し、この石綿公害が大
きな社会問題になってきた。

そこで、従来においては、例えば無機繊維の取扱上の問
題を解決する方法として、有機系樹脂を使用してこの無
機繊維を接着し、あるいは、その表面を被覆することが
試みられているが、この無機繊維の処理剤として有機系
樹脂を使用すると、有機系樹脂の耐火性や耐久性が低い
ことに起因して無機繊維が有する特長、すなわち耐火性
、耐久性、断熱性、耐摩耗性等を損なうことになり、無
機繊維の特長を損なうことなくこれらの無機繊維が有す
る問題を解決する方法の開発が要請されていた。

また、特に石綿については、従来すでに用いられた石綿
含有物質について、これを除去して廃棄しようとする考
えが生じ、これまでに除去されて廃棄物となった石綿含
有物質を袋詰めやコンクリート詰めにして土中に埋める
等の方法が試みられてきた。

しかしながら、このような方法での石綿含有物質の処理
は、何らかの機会、例えば地震等によって土中から地表
に露出し、再び粉塵となって公害入発生の原因となる可能性もあり、地方自治体によっては
、このような方法での石綿含有物質の廃棄処理を禁止す
るところもでてきた。このため、石綿含有物質をいかに
して無害なものに処理できるかが大ぎな課題となってい
た。

ところで、石綿をはじめとする無機繊維は、化学的に安
定な物質であり、弗化水素酸を除いては通常一般の酸に
容易には溶解せず、化学的に改質することが極めて困難
であると考えられていた。

このため、これまでにこの無機繊維を化学的に改質しよ
うとする試みはほとんどなされておらず、無機繊維の処
理については根本的な解決には至っていないのが実情で
あった。

そこで、本発明者らは、これら無機繊維が酸に対して比
較的安定である理由について検討した結果、石綿のクリ
ソタイルやロックウールに関しては、それらの主成分が
それぞれＳｉＯ２・ＭｇＯあるいは５ｉｎ２・Ｍｏｏ−
ＣａＯ等であって塩基性の強い繊維であり、酸と反応し
溶解する可能性があるが、その繊維表面が通常の酸には
ほとんど溶解しない安定なＳｉＯ２を主成分とする皮膜
で覆われていると考えられるからである。また、他の種
類の石綿のアモサイトやクロシトライト、あるいは、ガ
ラスＩ！維や石英ｍ帷についても、上記クリソタイルや
ロックウールと同様にその表面［発明が解決しようとす
る課題］そこで、本発明者らは、これら無機繊維の表面を改質し
、上述したような種々の取扱上の問題や公害の問題を解
決することができる方法について鋭意研究を重ね、特に
化学的に無機ＩＱ緒の表面を改質し得る処理剤について
種々検討を行なった結果、重リン酸塩水溶液を含む処理
液で無機繊維を処理すると、この無機繊維が塊状に固化
し、あるいは、ｌｌｉ帷が互いに結合することを見出し
、本発明に到達した。

従って、本発明の目的は、無Ｉｌｌ雑に施してその断熱
性、耐火性、耐久性等の無機繊維本来の性能を損うこと
なく、無機繊維自体を改質し、その取扱上の問題や公害
問題を解決することができる無機繊維の表面処理法を提
供することにある。

また、本発明の他の目的は、ロックウール、ガラスｌ！
維、石英繊維の表面に施して繊維表面を改質し、この無
機繊維の表面に接着性に優れた皮膜を形成せしめて例え
ば耐熱性、耐火性、耐久性等に優れた不織布の製造に適
している無機繊維に改質する無機繊維の表面処理法を提
供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、針状ｍ、＊を溶解し塊状
化させながら固結化して改質し、特に石綿等の無機繊維
を人体に対して無害化し得る無機繊維の表面処理法を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］すなわち、本発明は、重リン酸塩水溶液を主成分とする
処理液で無機繊維の表面処理を行う無機繊維の表面処理
法であり、また、この際に処理液中に水溶性弗素化合物
を含有せしめる無機繊維の表面処理法である。

本発明で使用する重リン酸塩水溶液は、第二水素リン酸
の金属塩の水溶液でおり、水溶液中で高粘度の重合体と
して存在し、水中ではリン酸と第三リン酸塩重合体に解
離し、屹燥後はゲル化して固化し、接着性のある皮膜あ
るいは固体を形成すする。このような重リン酸塩水溶液
を形成する金属としては、周期律表第■、■及び■族の
金属を挙げることができるが、好ましくはアルミニウム
又はマグネシウムである。

本発明の処理液中における上記重リン酸塩水溶液の濃度
については、処理される無機繊維の種類や塩基性の強弱
等の性質によって異なるが、固形分として通常０．１〜
５０重潰％、好ましくは５〜３０重量％程度がよい。こ
の使用量が０．１重量％より少ないと、無機繊維の表面
の塩基性皮膜との反応性に乏しく、硬化性や接着性も悪
くなり、反対に５０重母％より多いと重リン酸塩が水に
溶解しきれなくなって固体が析出し不均一となるので好
ましくない。なお、ロックウールは極めてその塩基性が
強く、かなり低濃度の重リン酸塩水溶液でもこれを溶解
し乾燥すると塊状に固化する。

また、この重リン酸塩は、一般には固化粉体化すると水
に溶解し難くなるので、通常は遊離のリン酸を含む固形
分濃度が約５０重量％の水溶液として保存し、これを水
で稀釈して使用する。

ざらに、本発明においては、無機繊維の表面に存在する
ＳｉＯ２を主成分とする皮膜の溶解反応を促進するため
に、上記重リン酸塩水溶液に加えて水溶性弗素化合物を
添加することもできる。この水溶性弗素化合物としては
、例えば弗化水素酸、珪弗化水素酸、チタン弗化水素酸
等の弗素を含有する酸の１種又は２種以上の混合物、あ
るいは、これらのアンモニウム、ナトリウム、カリウム
、ストロンチウム、ルビジウム等の塩の１種又は２種以
上の混合物を挙げることができ、その使用間については
、処理液中０．５〜２０重量％、好ましくは１〜１０重
量％である。使用間が０．５重間％より少ないと、その
添加効果、すなわち無機繊維の表面を覆う５１０２主成
分の皮膜に対する溶解反応を促進するのに不十分であり
、反対に２０重量％より多いと、同化後に水可溶性の弗
化物が残存して接着性等に悪影響を及ぼす。なお、使用
された水溶性弗素化合物は、無機繊維中にカルシウム分
やマグネシウム分があると、水に不溶性の弗化カルシウ
ムや弗化マグネシウムとなって固化するので、場合によ
り新たにカルシウムイオンやマグネシウムイオンを添加
して上記のように固定化することも可能である。

次に、本発明で使用する処理液を製造するには、重リン
酸塩水溶液に攪拌下に適当量の水を添加してその濃度調
整を行い、場合により水溶性弗素化合物の水溶液を撹拌
しながら添加すればよい。

さらに、本発明で使用する処理液には、本発明方法で表
面処理されて得られた改質処理物の接着性や水不溶性を
向上させるために、適量の水溶性あるいは水分散性の有
機高分子化合物、例えばポリアクリル酸、ポリアクリル
アミド、アクリルエマルジョン、ポリビニルブヂラール
部分加水分解物等を添加したり、あるいは、繊維への浸
透性を向上させるために酸性液中で安定な界面活性剤を
添加してもよい。

本発明において、この処理液を使用して、例えば建築材
料として吹付けられた石綿を処理するには、石綿にその
まま噴霧あるいは塗布することにより、その耐火性、耐
久性を損なうことなく石綿自体を改質しながら針状繊維
の粉塵発生を封じ込む処理を行うことができる。

また、ロックウール、ガラス繊維、石英繊維等に本発明
の処理液を噴霧すると、繊維表面を一部溶解しながらゲ
ル化し、固化して繊維同志を接着させることができ、耐
熱性に優れた不織１５とすることができる。

ざらに、これら針状繊維に本発明の処理液を噴霧、塗布
等の方法で接触させ、場合により撹拌、粉砕等の補助手
段を用いて強制的によく接触させることにより、これら
繊維を溶解し塊状化させなから固結化させ、人体を傷つ
けることのない塊体あるいは粉体へと無害化することが
できる。

［作　用］本発明の重リン酸塩水溶液を特徴とする特許液を使用し
、例えば４１ｉ維状の白石綿（クリソタイル）等の無機
繊維を処理すると、重リン酸塩が白石綿の表面で重合し
固化する際に収縮応力が作用し、無機繊維表面の５ｉ０
２あるいはＳｉ０２ＭｑＯを主成分とする皮膜に亀裂が
入り、そこに反応性に富む活性点ができ、処理液中で解
離し生成しているリン酸がこの活性点を攻撃し、無機繊
維成分を溶解し、改質してＭｇ３　　（ＰＯ４）２等の
新しい化合物を生成せしめ、重リン酸塩の重合物と共に
塊状にゲル化し固化するものと考えられる。

［実施例］以下、実施例に基いて、本発明を具体的に説明する。

実施例１カラー鉄板の上に白石綿（クリソタイル系）を２／Ｉｌ
／Ｉｌの厚さに吹付は被覆して得られた石綿被覆カラー
鉄板を供試体とした。

また、固形分換算で水に重リン酸アルミニウム２０重間
％と重リン酸マグネシウム５重量％とを溶解せしめ、処
理液を調製した。

この処理液を上記石綿被覆カラー鉄板に５００ｇ／′ｒ
ｄ（処理液としての膜厚）の厚みに噴霧し、２日経過後
のものを観察し分析した。

得られた皮膜の成分はリン酸アルミニウム、リン酸マグ
ネシウム、シリカ、及び、微量のリン酸鉄とリン酸カル
シウムからなっており、また、この皮膜は固く強固に固
結化していた。ざらに、この処理皮膜をＸ線回折により
分析した結果、白石綿は検出されなかった。

このように針状繊維の石綿は塊状に改質され、また、そ
の組成も無害な成分になって固結化していることが判明
した。

実施例２０ツクウ一ル８０重間％とガラス繊維２０重司％とを含
む厚さ３０＃、空隙率０．０５のシートを供試体とした
。

また、固形分換算で水に重リン酸アルミニウム２重量％
と珪弗化水素酸２重量％とを溶解し、処理液を調製した
。

この処理液を２００ｇ／Ｔ！ｉ（処理液としての膜厚）
の割合で上記シートに噴霧し、ロールで圧着しながら熱
風屹燥し、厚さ３Ｍの不織布を製造した。

得られた不織布は、そのｉａｉ同志がよく接着しており
、また、その接着部分の組成はリン酸アルミニウム、リ
ン酸マグネシウム、シリカ、珪弗化マグネシウム及び微
量の弗化アルミニウムからなり、全て無機質であって耐
熱性に優れた不織布であることが判明した。

［発明の効果］本発明方法によれば、無機繊維の表面の一部を溶解しつ
つ接着性に優れた皮膜を形成することができるので、断
熱性、耐火性、耐久性等の無機繊維本来の性能を損なう
ことなくこの無機繊維自体を改質し、その取扱上の問題
や公害問題を解決することができ、また、この性質を利
用して針状繊維の粉塵発生のない不織布を製造したり、
ざらには、針状繊維を塊状化して全く別の形状のものに
改質することにより、人体、特に皮膚、肺等に針状物質
が刺さることのないように無害化できる等、多くの優れ
た効果を発揮するものであり、実用上の効果は極めて顕
著である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重リン酸塩水溶液を主成分とする処理液で無機繊
維の表面処理を行うことを特徴とする無機繊維の表面処
理法。
（２）処理液が水溶性弗素化合物を含有する請求項１記
載の無機繊維の表面処理法。