JPH0260795B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は特にシート状の複合系プラスチツクの
補強材料として有効なアルミナペーパーおよびボ
ロンナイトライドペーパー等の無機ペーパーに関
する。 〔従来技術〕 一般に複合系プラスチツクの補強材料として汎
用されているものとして、粒子状の無機化合物す
なわち充填剤、あるいは各種パルプを原料とする
紙基材、さらに補強性の高いものとして、ガラス
繊維に代表される各種の無機繊維化合物が知られ
ている。これらの補強材料は複合系プラスチツク
の要求性能やコストに応じて種々選択され使用さ
れている。 上述のような無機化合物を含む複合系プラスチ
ツクの成形材料の形態は、粉体、ペレツト、シー
ト状と様々であるが、積層成形品を得る場合、シ
ート状が必要となる。シート状成形材料の特徴
は、厚肉成形品や大形成形品さらに薄肉成形品や
複雑な形状でも容易に成形できるなどの利点を持
つている。 従来、シート状の無機補強材料としては、ガラ
ス繊維や炭素繊維等の織布又は繊維を数ミリから
数センチメートルに切断した短繊維を均一に散布
し、結合剤により繊維を接着させた不織布などが
あり、複合系プラスチツクの補強材料として有効
な材料となつている。これらの補強材料は、通常
液状樹脂や溶剤を用いた樹脂液を含浸させるた
め、含浸処理に耐える強度が要求され、また、液
状樹脂や樹脂液によつてシートがほぐれないよう
な結合力も必要である。したがつて結合剤の耐溶
剤性、耐水性、耐薬性も重要な特性となる。 しかし、これらの補強材料は連続繊維あるいは
数ミリメートル以上の繊維長を必要とし、繊維長
が非常に短かい無機化合物、例えばウイスカーや
繊維状粒子を上述のような織布や不織布の形態に
製造することは困難である。 ウイスカーや繊維状粒子のようなミクロフアイ
バーを織布、不織布、紙などのような連続シート
に製造しようした場合、繊維間のからみあいによ
り補強効果が期待できないため、多量の結合剤が
必要となる。また、多量の結合剤を使用して、シ
ート状に製造しても、もろく強度の低いものとな
るという欠点があつた。なお、従来抄紙材として
用いられていた、例えば刊行物（入門・特殊紙の
化学、森賀弘之著、高分子刊行会刊、昭和50年７
月25日発行、第４〜５頁）に示されているパルプ
等の繊維の繊維径は10〜2000μｍであつた。 〔発明の概要〕 本発明は上記従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、主成分として繊維径が100ミ
クロン以下で、繊維長が繊維径の10倍以上の長さ
である繊維状アルミナ、および結合剤としてミク
ロフイブリル化した繊維を含むものを抄紙して得
られるもの、および主成分として繊維径が100ミ
クロン以下で、繊維長が繊維径の10倍以上の長さ
である繊維状ボロンナイトライド、および結合剤
としてミクロフイブリル化した繊維を含むものを
抄紙して得られるものを用いることにより、無機
化合物の含有量がより高く、結合剤の量が少量で
も抄紙が可能で実用紙としての紙強度を有し、主
成分の特性に近づいたアルミナペーパーおよびボ
ロンナイトライドペーパー等の無機ペーパーを得
ることを目的とするものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明のアルミナペーパーおよびボロン
ナイトライドペーパーを実施例による具体的に説
明するが、上記アルミナペーパーおよびボロンナ
イトライドペーパー以外の無機ペーパーを参考例
として含めたものを無機ペーパーとして同時に説
明する。 本発明の一実施例の繊維状アルミナおよび繊維
状ボロンナイトライド等の繊維状無機化合物とし
ては、例えばマグネシア、アルミナ、酸化ベリリ
ウム、炭化ホウ素、炭化ケイ素窒化ケイ素、チタ
ン酸カリウム、およびグラフアイト等のウイスカ
ー並びに連続繊維を数ミリメートル以下に切断し
た粉体を適宜選んで用いることができる。また、
ガラスや石綿、ジルコニア繊維などを細かく切断
した粉末を使用することもできる。 その繊維径は100ミクロン以下で繊維長は繊維
径の10倍以上の長さである。繊維径100ミクロン
以下では抄紙した無機ペーパーの柔軟性が欠け、
繊維長が繊維径の10倍以下では抄紙できなく又ほ
ぼ50ミリメートル以上の長さになると抄紙原液を
調整する際均一に分散しにくくなる。 本発明の結合剤としての繊維は、例えば綿、亜
麻、羊毛、絹などの不純物を除き、繊維径が数ミ
クロン以下に細かく開繊された単繊維、木材を原
料とするセルロース、およびセルロース誘導体で
あるビスコースレーヨンやアセテート繊維等の天
然繊維や再生繊維をミクロフイブリル化したもの
が用いられ、特に各種セルロースの使用が少量で
紙強度の強いものを得る点で、好ましい。さら
に、セルロース繊維と同様に単繊維径が数ミクロ
ンオーダまでミクロフイブリル化した各種合成繊
維を使用することができる。例えば、ポリアミト
繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビ
ニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリア
クリロニトリル系繊維、ポリエステル系繊維、ポ
リエチレン系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリ
ウレタン系繊維、ポリシアン化ビニリデン系繊
維、およびポリフルオロエチレン系繊維などを極
限近くまで延伸処理した後、強力なせん断力によ
つて単繊維にほぐされたものを適宜選んで用いる
ことができる。その他、全芳香族ポリアミド繊維
やフエノールーホルムアルデヒド繊維などの耐熱
有機繊維をミクロフイブリル化したものが用いら
れる。又、上記以外の繊維でも、単繊維が数ミク
ロンオーダー以下にフイブリル化され、抄紙時に
上記繊維と同様の効果を示すものであればどのよ
うな物質も結合剤として使用できる。 上記のように、繊維を数ミクロンオーダ以下に
フイブリル化して結合剤として用いるのが好まし
く、単繊維が数ミクロン以上の繊維を使用した場
合、例えば、上記10〜2000μｍせんい径のパルプ
を用いた場合、無機ペーパーの強度が低下し、強
度を向上させるためには多量の結合剤の添加が必
要となるため好ましくない。以上のことから、結
合剤は使用する繊維状無機化合物の繊維径より極
端に細い繊維を使用し、繊維状無機化合物の繊維
径に対し1/10以下に調整された繊維が好ましい。
又は結合剤の繊維長は繊維状無機化合物より長い
ものを使用するのが好ましいが特に限定されるも
のではない。 なお結合剤の割合は、繊維状アルミナおよび繊
維状ボロンナイトライド等の繊維状無機化合物に
対し、0.5〜10重量パーセントの範囲で使用する
のが最も好ましい。0.5重量％以下の場合、アル
ミナペーパーおよびボロンナイトライドペーパー
等の無機ペーパーの強度が非常に低くなるため実
用紙にはならない。また、10重量％以上添加した
場合、繊維状無機化合物の特質が低減する。 本発明のアルミナペーパーおよびボロンナイト
ライドペーパー等の無機ペーパーは上記のような
もので構成され、例えば以下に示す製造方法によ
り得られる。即ち、上記繊維状無機化合物および
上記結合剤の所定量を水および有機溶剤等の分散
媒の中で均一に分散させ結合剤を繊維状無機化合
物の表面に均一にからめた後、繊維状無機化合物
が通過しない程度の金網（メツシユ）を使用して
通常の抄紙機により抄紙を行なう。メツシユ上に
残つた繊維及び結合剤の混合物をメツシユからは
がし、結合剤の融点付近の温度で圧力をかけ熱融
着させ、乾燥させることにより本発明の一実施例
のアルミナペーパーおよびボロンナイトライドペ
ーパー等の無機ペーパーが得られる。 なお結合剤は水又は有機溶剤等の分散媒の中で
均一に分散し、かつ繊維状無機化合物の表面に付
着させる必要があるため、繊維状無機化合物及び
結合剤の混合は、多量の分散媒の中で強力な撹拌
を実施しなければならない。例えば撹拌機とし
て、撹拌時にせん断力が加わる高速撹拌機やホモ
ジナイザーを使用するのが最も好ましい。また、
上記撹拌機を用いた撹拌時に、結合剤以外の添加
物として、抄紙する際に使用される通常の添加
剤、例えば紙力増強剤、耐水化剤、粘度調整剤、
消泡剤等を適当量添加することができる。 以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものでない。 実施例 １ 30の容器に繊維径３ミクロンで繊維長が50〜
100ミクロンのアルミナ短繊維（サフイル 、ICI
社製）200ｇを正確に秤量し、ついで結合剤とし
てミクロフイブリル化されたセルロース繊維
（MFC 繊維含有量２％の水溶液、ダイセル化学
社製）1110ｇ（この中の繊維量はその２％で22.2
ｇである。）を加えさらに水20を加える。この
調製液を高速撹拌機によつて約５分間撹拌する。
撹拌後、アルミナ繊維が均一に分散しているかを
確認するため、500c.c.のメスシリンダーに少量の
分散液を取り、大量の水を加え十分混合して、繊
維の分散状態を目視で確認する。ここで、アルミ
ナ繊維やセルロース繊維が離解されずに固りとな
つて浮遊していれば、さらに５分間高速撹拌を実
施する。繊維が均一に分散していることを確認し
た後、分散液250c.c.を用いて角形シートマシン
（熊谷理機工業社製）により抄紙した。抄紙した
後、回転ロール乾燥機（160℃）で乾燥すること
により紙厚さ約0.15mm250×250mmのアルミナペー
パーを得た。該、アルミナペーパーの性質を表１
に示した。 実施例 ２〜３ 本発明１と同様の方法によつてアルミナ含有量
の異なるアルミナペーパー２種を得た。該、アル
ミナペーパーの組成と性質を第一表に示した。

【表】 参考例 繊維径が0.1〜100ミクロンの範囲にあり、繊維
長が10〜1000ミクロンの範囲にあるSiCウイスカ
ー（トーカマツクス 、東海カーボン社製）を用
いて実施例１と同様の方法でSiCペーパーを得
た。 該、SiCペーパーの組成と性質を表２に示し
た。

【表】 実施例 ４ アルミナ短繊維（サフイル 、ICI社製）200ｇ
を30容器に取り、同容器に結合剤として、以下
の方法で前処理したケブラー繊維（ケブラー49
、デユポン社製）10.5ｇを加えた。ケブラー繊
維の前処理としては、先ずフイラメント径11.9ミ
クロンの連続繊維を10mmの長さに切断し、切断し
た繊維を多量の水の中でホモジナイザー（日本精
機社製）にかけて10分間処理する。これにより繊
維はより細くなり、フイラメント径もより小さく
なる。水中に細かく分散した繊維をロ過によつて
回収し、乾燥したものを結合剤とした。 次に水を20加え、高速撹拌機を用いて繊維を
均一に分散させた。繊維の分散状態を確認した
後、角形シートマシンを用いて抄紙した。抄紙し
たペーパーを乾燥させた後、250℃に加熱された
２本ロールを通して、厚さ0.2mmのアルミナペー
パーを得た。該アルミナペーパーの引張強度は37
Kg／cm²あり、エポキシ樹脂を含浸させた場合も、
含浸作業に十分耐える強度を有していた。 実施例 ５〜７ ボロンナイトライド（BN）の繊維状粉末、
（シービエヌ VHP−FM、昭和電工社製）を用
いて、実施例１と同様の方法でBNペーパーの製
作を行なつた。該、BNペーパの組成と性質を表
３に示した。

【表】 参考例 チタン酸カリウムウイスカー（テイスモ 、大
塚化学薬品社製）を無機ペーパーの主原料とし、
結合剤として、（MFC 、ダイセル化学社製）お
よびポリビニールアルコール短繊維（Ｓ，Ｍ，Ｈ
ユニチカ社製）を用いて、実施例１と同様の方
法でチタン酸カリウムペーパーの抄紙を行なつ
た。抄紙原液の組成と得られたペーパーの性質を
表４に示した。

〔発明の効果〕

以上説明したとうり、本発明は主成分として繊
維径が100ミクロン以下で、繊維長が繊維径の10
倍以上の長さである繊維状アルミナ、および結合
剤としてミクロフイブリル化した繊維を含むもの
を抄紙して得られるもの、および主成分として繊
維径が100ミクロン以下で、繊維長が繊維径の10
倍以上の長さである繊維状ボロンナイトライド、
および結合剤としてミクロフイブリル化した繊維
を含むものを抄紙して得られるものを用いること
により、無機化合物の含有量がより高く、結合剤
の量が少量でも抄紙が可能で実用紙としての紙強
度を有する無機ペーパーを得ることができ、例え
ば連続抄紙が可能であり、ガラス布、ガラスマツ
トに替るプラスチツクス用補強材料として有効で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主成分として繊維径が100ミクロン以下で、
   繊維長が繊維径の10倍以上の長さである繊維状ア
   ルミナ、および結合剤としてミクロフイブリル化
   した繊維を含むものを抄紙して得られるアルミナ
   ペーパー。 ２ 結合剤が主成分に対して0.5〜10重量パーセ
   ントである特許請求の範囲第１項記載のアルミナ
   ペーパー。 ３ 主成分として繊維径が100ミクロン以下で、
   繊維長が繊維径の10倍以上の長さである繊維状ボ
   ロンナイトライド、および結合剤としてミクロフ
   イブリル化した繊維を含むものを抄紙して得られ
   るボロンナイトライドペーパー。 ４ 結合剤が主成分に対して0.5〜10重量パーセ
   ントである特許請求の範囲第３項記載のボロンナ
   イトライドペーパー。