JPH0229799B2

JPH0229799B2 - Tainetsudanseishiitojobutsunoseizohoho

Info

Publication number: JPH0229799B2
Application number: JP1975782A
Authority: JP
Inventors: Kicha Matsuno
Original assignee: Ibiden Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Ibiden Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-02-12
Filing date: 1982-02-12
Publication date: 1990-07-02
Anticipated expiration: 2002-02-12
Also published as: JPS58144196A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、α−セピオライト、セラミツク繊
維、有機結合剤、未膨張バーミキユライトからな
る耐熱弾性シート状物の製造方法に関する。従来、セピオライトや膨張性雲母を使用した成
形体は多くの発明が提案されている。たとえば、セピオライトを使用したものとして
は、(1)特公昭49−45602号に、セピオライトから
成る不燃性紙が、また、(2)特公昭51−43485号に
は、セラミツク繊維とセピオライおよびセラミツ
ク繊維とセピオライト、シリカゾルから成る成形
品が、さらに(3)特開昭53−28705号には、セピオ
ライトと同質の山皮と高温耐熱物粉末からなる耐
熱性紙などが記載されている。しかしながら、このようなセピオライトをセラ
ミツク繊維、シリカゾル、耐熱物粉末と共に使用
した成形品やシート状物に関しては、弾力性、復
元性に乏しく、また、1000℃以上の高温では脆く
なるという欠点を有することが、本発明者らは実
験によりわかつた。一方、膨張性雲母を使用した成形品、複合材お
よびシート材料に関しても、未膨張、膨張後のも
のも含め多くの発明が提案されている。たとえば、(4)特公昭49−21036号に過酸化物膨
積バーミキユライト−ポリウレタン複合材が、(5)
特公昭50−23049号には、電磁波膨積バーミキユ
ライト−ポリウレタンが、また、(6)特公昭50−
1571号には、膨積バーミキユライト固形体、さら
には、(7)特開昭48−70716号に、膨積バーミキユ
ライトと無機質結合剤（例えば水硝子、シリカゾ
ル等、充填物（例えば無機質繊維材料等）から成
るバーミキユライトモールド成形物などが記載さ
れている。しかしながら、これら従来の膨張性雲母を主と
して使用した成形品、複合材のうちポリウレタン
を用いたものは、300℃以上の高温では形状維持
が出来なかつたり、また無機質結合剤を用いたも
のは固くて可撓性や弾力性といつた特性は全くな
いなどの欠点を有することが、本発明者らは実験
によりわかつた。これら従来例に対し、耐熱性と弾力性を有する
シートや組成物として次のような発明が提案され
ている。たとえば、(8)特開昭50−55603号には、膨張性
雲母、無機繊維材料、無機結合剤から成る膨張性
シート材料が、また、(9)特開昭51−69507号には、
膨張性雲母、無機繊維材料、有機弾性結合剤から
成る可撓−膨張性シート材料、さらに、(10)特開昭
51−64483号には、起泡膨張性材料、無機結合剤、
充填剤、液体ビヒクルからなる充填組成物が、さ
らに(11)特開昭54−30218号には、未膨張ヒル石、
無機繊維物質、有機エラストマー結合剤、無機粘
土交結合剤からなる可撓性膨張性シート物質が示
されている。しかし、無機結合剤を使用した従来例(8)のシー
ト材料は、本発明者らの実験によれば常温での可
撓性、弾力性に欠け、一方、有機結合剤を使用し
た従来例(9)のシート材料は、高温ではこの結合剤
が焼失し強度が低下してしまうことがわかつてい
る。さらに有機と無機の結合剤を併用した従来例
(10)の組成物および従来例(11)のシート物質でも使用
している無機結合剤が硬化性のものであるため、
有機結合剤が焼失する高温では、弾力性、可撓性
を失なうことが本発明者らは、実験によりわかつ
た。また、これら従来例(8)〜(11)によれば、製造さ
れるシート状物は高温になると非常に脆くなるこ
とを本発明者らは実験によりわかつた。以上、従来提案されているセピオライトや膨張
性雲母をそれぞれ使用した各種シート材料、成形
物に属するものは、耐熱性、可撓性、強度、弾力
性などの諸特性において何らかの欠点を有してお
り、その用途が大きく制限されるという不利があ
つた。これらの欠点を除去、改善したシート状物に係
る発明について、本発明者らは特願昭56−190931
号（特開昭58−95636号）により特許出願したが、
このシート状物は、その製造法によればセラミツ
ク繊維が折れ、強度および圧縮復元性が低いとい
う欠点があり、問題のあることを発見した。本発明は、前記従来例ならびに、本発明者らの
先行提案に係る特開昭58−95636号公報に記載の
シート状物の有する欠点を改善したシート状物を
提供することを目的とし、特許請求の範囲記載の
シート状物の製造方法を提供することにより前記
目的を達成するものである。以下、本発明を詳細に説明する。本発明の主構成材料であるセラミツク繊維は、
一般的に高純度のシリカとアルミナのほぼ等量を
電気溶融し、その細流を高圧の空気または蒸気で
吹き飛ばし繊維化したものである。この繊維は、
通常の200〜300℃で軟化するガラス繊維と異な
り、ガラス質ではあるが1000℃以上の高温に耐え
る優れた耐火性を有する繊維である。次にα−セピオライトについて説明する。 α−セピオライトとは、複鎖状構造型の含水マ
グネシウムケイ酸塩鉱物の一種であり、その結晶
化度により２種類がある。そして結晶化度の高い
繊維状のものはα−セピオライト、低結晶化度な
いし非晶質で塊状のものはβ−セピオライトと呼
ばれている。β−セピオライトは塊状形態である
ため、セラミツク繊維や未膨張バーミキユライト
などの他の材料と絡み合う性質を有しないことか
ら、α−およびβ−セピオライトからなる従来の
セピオライト原鉱をそのまま使用することはα−
セピオライトのみを使用したものよりも絡み合い
が弱くなるということを本発明者は研究により新
規に知見した。かくして本発明者は、セピオライ
トから選鉱して得たα−セピオライトを使用する
ことが最適でありかつ必須であることを知見し
た。このα−セピオライトは、第１図に示すよう
にSi−Ｏ四面体層１とMg−Ｏ（OH）八面体層２
とからなるタルク状２：１型層構造を基本とする
各リボンが四面体層の頂点方向の周期的な逆転に
よりつながつた鎖状構造を結晶構造の基本とし、
Ｃ軸方向に結晶が良く発達し卓越した繊維形態を
示す繊維状物である。さらに、このα−セピオラ
イトは、水または有機溶媒に対する分散性、増粘
効果に優れ、微細繊維状で極めて柔軟性に富むた
め、他の種々の材料とも良く絡み合い、前記他の
材料と均一に分散された場合には他の材料と強固
に結合する優れた効果を有する。α−セピオライ
トの化学組成は、一般的に第１表に示すごとくで
あり、その化学組成からわかるように耐熱性にも
優れている。

【表】次に、未膨張バーミキユライトについて説明す
る。本発明のシート状物に使用する未膨張バーミキ
ユライトは、バーミキユライト鉱物で第２図に示
したようにSi−Ｏ四面体層１とMg−Ｏ（OH）ま
たはAl−Ｏ八面体層３とからなるタルク状２：
１型層構造を基本とし、それらが層間に水を介し
てつながつた雲母状構造の含水鉱物である。外見
上は不定形板状または薄片状の粒子で、層間に水
を介してなる多重構造であるため、加熱すると脱
水して、はく離膨張し原容積の10〜25倍に伸張す
るので、あたかも蛭状を呈するようになる。よつ
て、膨張したバーミキユライトは弾力性、断熱性
などの特性を有するが、この蛭状の薄片多重構造
体の層間の結合力が乏しいので外力を受けると薄
片化してばらばらになり易く、膨張したバーミキ
ユライト単独では、その薄片多重構造からなる一
定形状を保持した形態を維持することは難かし
い。未膨張バーミキユライトの化学組成は第２表
に示したようにSiO₂とMgOが主成分となつてお
り前記α−セピオライトと組成的には似ている
が、構造前には上記のようにα−セピオライトが
複鎖構造からなる繊維状であるのに対し、未膨張
バーミキユライトは板状、薄片状多重構造という
全く異なる形態を有している。

【表】本発明のシート状物のもう一つの構成材料であ
る有機結合剤としては、アクリロニトリルブタジ
エン、スチレンブタジエン、アクリル酸エステル
など各種ラテツクス、ポリウレタン、酢酸ビニ
ル、メチルセルロースなどを用いることが有利で
ある。本発明者らはこれらの材料と水よりなるスラリ
ーを抄造し、該抄造物を脱水プレス成形した後乾
燥し、さらにプレスすることにより優れた弾力性
や圧縮復元性を有するシート状物を製造すること
ができることを新規に知見した。以下にこれらの材料を混合使用して抄造した後
プレス成形するシート状物の製造方法並びにシー
ト状物の特性について説明する。まず、α−セピオライトを液体中に投入し、解
綿、分散させ、0.01〜10％濃度のスラリーを作
る。このスラリーを作るには２％程度までなら高
速ミキサーを用いて解綿、分散させることが出来
るが、それ以上高濃度の場合は練り込みが出来る
ニーダー型式のものが適当である。次に上記スラ
リー中にセラミツク繊維、有機結合剤、未膨張バ
ーミキユライト、さらに必要によりポリアクリル
アミド、硫酸バンドなどの凝集剤を所定量投入
し、撹拌、混合を行ない均一に分散させる。こうして得られたスラリーを抄造して得る抄造
物を未乾燥の状態で吸取紙または金網の間にはさ
み脱水プレスを施し脱水プレス成形物を得る。次
にこの脱水プレス成形物を100〜110℃の温度で乾
燥した後さらにプレスを施す。この乾燥後のプレ
スは、プレス前とプレス後でシートの厚さに変化
をきたさない最大の圧力で行なうことが望まし
い。このようにして得られたシート状物は、弾力
性、可撓性、強度に優れるという特徴を有する。本発明者らが先に提案した特開昭58−956363公
報記載の耐熱弾性シート状物の製造方法は、抄造
物を脱水プレスせずに乾燥し、得られた乾燥抄造
物にプレスを施し、一定厚さに成形するという方
法である。この方法によれば、乾燥抄造物を圧縮
して、一定厚さのシート状物に成形するのに要す
る圧縮の度合が大きくなるために、α−セピオラ
イトにより結合され動きにくくなつているセラミ
ツク繊維が圧縮により折れ、得られるシート状物
の強度及び弾力性が低下するという欠点がある。これに対し、本発明の製造法によれば、セラミ
ツク繊維がα−セピオライトにより、まだ結合さ
れず自由に動くことが出来る状態にある未乾燥の
抄造物を、脱水プレスにより一定厚さに成形する
ために、成形時のセラミツク繊維の折れは極めて
少ない。本発明では、この脱水プレス成形物を乾
燥した後さらにプレスを施すが、このプレスはセ
ラミツク繊維とα−セピオライトの絡みをほぐし
可撓性、弾力性を与えるために行なうものであ
り、圧縮の度合は小さく、セラミツク繊維を折る
ことはほとんどない。従つて本発明の製造法により得られるシート状
物は、セラミツク繊維がプレス成形時に折られて
いないために強度だけでなく弾力性も大きいとい
う特徴を有する。次に本発明を実施例について説明する。実施例１ α−セピオライト47ｇを8000mlの水中に投入し
充分に解綿、分散させた。このスラリー中に市販
のセラミツク繊維205ｇ、アクリロニトリルブタ
ジエン系ラテツクス（固形分40％）79ml、市販の
未焼成南アフリカ産バーミキユライト１号32ｇを
この順にて添加し充分撹拌、混合した。これに市
販のポリアクリルアミド系凝集剤の0.1％溶液230
ml、硫酸バンド10％溶液15mlを添加し撹拌混合し
た。このようにして作成したスラリーを角型の手
抄き機にて抄造し、厚さ25mmの抄造物を得た。次
にこの抄造物を吸取紙の間にはさみ脱水プレス
し、厚さ５mmの脱水プレス形成物を得た。次にこ
の脱水プレス成形物を110℃の温度にて乾燥した
後、ステンレス製の平板の間に入れ、プレスして
30×30cm、厚さ５mm、嵩密度0.7ｇ／cm³のシート
状物を得た。このようにして得られたシート状物について以
下に示す常温、高温での弾力性、強度の評価試験
を実施しその結果を第３表に示した。本発明の製造法により得られたシート状物につ
いて実施した常温での弾力性評価試験は、
ASTMF−36−79の変形法に基づく試験で、該変
形法は、ペネトレーターを直径10cmのアンビルで
置き換え、25mm平方の試験片に113Kgの荷重を加
え、圧縮率と復元率を測定するという方法であ
る。また、高温での弾力性評価試験とは、900℃の
雰囲気下にて元の厚さの40％までくり返し圧縮を
行ない、その時のシートの圧縮復元力を測定し、
そのくり返しにともなう変化を記憶するという方
法である。この復元力の値が大きく、しかもくり
返しによる減少率が小さい程弾力性は優れている
との評価がなされる。一方本発明のシート状物について実施した高温
での強度の評価試験は900℃の雰囲気下で
JISP8113に基づいて測定した。実施例２実施例１と同じ材料を使用し、α−セピオライ
ト16ｇ、セラミツク繊維221ｇ、ラテツクス79ml、
バーミキユライト47ｇ、ポリアクリルアミド100
ml、硫酸バンド15ml、水8000mlの配合にて実施例
１と同様の方法により抄造、脱水プレス、乾燥、
プレスを行ない厚さ５mm、嵩密度0.7ｇ／cm³のシ
ート状物を得た。このシート状物について実施例
１と同様の測定を行ない、その結果を第３表に示
した。比較例１実施例１と全く同じ配合割合のスラリーを用
い、実施例１と同様の方法にて抄造し、厚さ25mm
の抄造物を得た。次にこの抄造物を110℃の温度
にて乾燥した後ステンレス製の平板の間に入れ、
プレスして30×30cm、厚さ５mm、嵩密度0.7ｇ／
cm³のシート状物を得た。このようにして得られたシート状物について実
施例１と同様の測定を行ない、その結果を第３表
に示した。比較例２実施例２と全く同じ配合割合のスラリーを用
い、比較例１と同様の方法にて厚さ５mm、嵩密度
0.7ｇ／cm³のシート状物を得た。このシート状物
について実施例１と同様の測定を行ない、その結
果を第３表に示した。

【表】第３表からわかるように、本発明の製造法によ
り得られる実施例１，２に示すシート状物は、常
温で97％以上という極めて高い復元率を有し、ま
た高温でも150回のくり返しに対して圧縮復元力
は10％程度しか減少せず、常温でも高温でも優れ
た弾力性を有しているほか、高温での強度も3.5
Kg／cm²以上あり優れた強度を有していた。これに対し、本発明者らによる先に提案した特
開昭58−95636号公報記載の製造法と同じ方法に
より得られた比較例１，２のシート状物は、実施
例１，２と同じ組成であるにもかかわらず、セラ
ミツク繊維が折れているために常温で90％程度の
復元率しかなく、高温でも150回のくり返しによ
り17％程度の減少が見られた。また、高温での強
度も２〜2.2Kg／cm²程度しかなく実施例に比べか
なり小さかつた。このように、脱水プレスを省略
した製造法では、セラミツク繊維が折れてしまう
ために本発明の製造法により得られるような極め
て優れた弾力性や強度を有するシート状物を得る
ことは難かしい。以上、本発明のシート状物の製造法によれば、
α−セピオライト、セラミツク繊維、バーミキユ
ライト、有機結合剤からなる混合抄造物を、セラ
ミツク繊維を破壊することなくプレス成形し、セ
ラミツク繊維とα−セピオライトの絡みを適度に
ほぐすことが可能である。よつて、この製造法により得られるシート状物
は、従来この種の材料には見られなかつた弾力
性、強度を有する優れた材料であり、各種シール
材、断熱材、充填材などとして幅広い用途への使
用が期待出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はα−セピオライトの構成を示す模型図
であり、第２図は未膨張バーミキユライトの構造
を示す模型図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１配合原料としてセラミツク繊維、α−セピオ
ライト、未膨張バーミキユライト、有機結合剤を
用い、それらの配合割合は、それぞれ60〜85重量
％、５〜20重量％、５〜22重量％、５〜15重量％
であり、かつそれらの合計は100％である配合原
料を用い、先ず、α−セピオライトを水中にて解
綿、分散した後セラミツク繊維、有機結合剤、未
膨張バーミキユライトを添加、混合してスラリー
となし、このスラリーを抄造して得られる抄造物
を未乾燥のまま吸取紙ないしは金網の間にはさみ
脱水プレスを施し、該脱水プレス成形物を100〜
110℃の温度で乾燥した後、さらにプレス成形す
ることを特徴とする耐熱弾性シート状物の製造方
法。