JPH0411091A - 無機ペーパーの製造方法及びその方法による無機ペーパー - Google Patents

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］ 本発明は無機ペーパーの製造方法及びその方法による無
機ペーパーに関し、更に詳細にはその厚さが０．２鎮以
下で安定して抄造可能な博物無機ペーパーの製造方法及
びその方法による無機ペーパーに関する。

［従来の技術］ 近年セラミック繊維、アルミナ繊維、ジルコニアｆｉＡ
Ｍ、マイクロガラス繊維等の無機繊維をペーパー化した
無機ペーパーをコルゲート加］ニジて製作される熱交換
器或いは触媒担体用ローターの性能向上のために、ロー
ターセルの細孔化或いは多孔化が要請されてきている。

ローターセルを細孔化或いは多孔化するためには、無機
ペーパーの厚さを薄くする必要があるが、従来の無機ペ
ーパーは厚さを薄くすると強度が大きく低下し、安定抄
造が困難になるという問題があった。このため一般的に
は無機ペーパーを高坪量化して全体の強度を確保して抄
造するため、厚さも市販品では０．５ｍ＋＋以上が普通
で上記の要請に応えることは困難であった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上述の問題点を解消し、厚さを薄くしても安定
抄造が可能な高い強度を有する薄物無機ペーパーの製造
方法及びその方法により得られる無機ペーパーを提供す
ることを目的とする。

本発明者等は上記目的を達成するため、鋭意研究の結果
、ペーパーの強度が低下する要因として、無機繊維に含
まれる多量のショットによるペーパーの欠陥が発生する
こと並びにバインダーが不適切なため紙力が得られない
等の知見を得て、本発明を完成するに至った。

［課題を解決するための手段］ すなわち本発明は、粒径４４μｍ以上のショットの含有
率が１０重量％以下であるショットレス無機繊維１００
重量部に対し、カナダ標準濾水度が１００−以下に叩解
されたパルプ５〜２０重饅部を加えた後、エマルジョン
バインダー５〜２０型動部（ただし、パルプの使用量以
下とする）を添加してエマルジョンバインダーを主とし
て前記パルプに定着させた水系スラリーを、厚さ００５
〜０．２ａｍのシートに抄造することを特徴とする無機
ベーパーの製造方法及びその方法による無機ペーパーで
ある。

セラミック１ＩＩｌｉ等の無機繊維に木材パルプ等の有
機ＩＩＮを配合ｌＨ又は結合剤として使用することは知
られている。

たとえば、特開昭５２−１４０６０５号公報には、セラ
ミックファイバー７０〜９５重量部と有機質繊維５〜８
０重四部との混合繊維に、難燃剤と結合剤を添加して抄
造するセラミックファイバー質の紙葉状物の製造法が開
示されている。この提案の場合、パルプを結合剤として
使用する意味もあるが、別に結合剤としてポリビニルア
ルコールなどを用いており、実施例の厚さの最も薄いも
のでも０．２１−である。

更に、結合剤として細径化した有機繊維を混合するもの
として、たとえば、特開昭６２−１９１５９９号公報に
はガラス繊維、カーボン繊維、アルミナ繊維などの無機
繊維に、結合剤として繊維径が１０μｍ以下までフィブ
リル化された天然繊維及び合成ＩＩＡＨなどの有機繊維
を混合して抄紙する無機ペーパーの’ＦＪ造法が提案さ
れている。この提案には薄物無機ペーパーが開示されて
いるが、抄紙機で安定して抄造するには不充分な強度レ
ベルである。

なお、特公昭６２−５９０７０号公報には、ファインセ
ラミックス原料粉末１００重量部に濾水度（Ｃ８Ｆ）９
５〜１０ｄの範囲よりなる天然パルプなどを０．５〜２
９重量部を加えて、セラミックシートを抄造することが
開示されているが、原料がセラミックの粉末であり、よ
り緻密な焼成シートを得るためにパルプ１を０５〜２．
９重量部と少なくしており、厚さも２，６Ｍである。

また、無機繊維にエマルジョンバインダーを添加して抄
造することも従来知られている＝たとえば、特開昭５５
−１０３３９９号公報には３〜６ミクロンの平均直径を
有する合成鉱物ＩＩ雑と未漂白の硫酸塩パルプなどのセ
ルロースＳＩＷの混合水性懸濁体をシート化して予備乾
燥した後、ラテックスエマルジョンを繊維マットに送給
プる繊維マットの製造方法の提案がある。

しかし、この提案はラテックス１マルジジンをシートを
予備乾燥してから結合剤としてＩＩ霧していること、こ
のシートは厚さの明示はないが繊維マットと称している
ことから厚いものと見られる。

このほか、無機ＩＩ雑シートにエマルジョンバインダー
を添加している例、たとえば、特開昭６３１８２４９９
号公報が見られるが、厚さが（１，８ａｍと厚い非アス
ベスト系ビータ−シートである。

前述のように、無機繊維のバインダーとしてエマルジョ
ンバインダーは一般的に用いられるが、バインダーが主
体繊維に定着されていないので、乾燥時にバインダーマ
イグレーションが発生し特に紙厚が薄い場合大きな強度
低下をおこすおそれがある。

なお、湿式抄紙法でなく、セラミック粉末に結合剤など
をＵ練したペーストを、キャリアフィルムに塗布して、
フィルムと共に乾燥した後、フィルムから剥して厚さ　
０．２厘のグリーンシートを得るドクターブレード法に
よるものが知られているが、この場合有機溶媒を用いる
ので、パルプ或いはエマルジョンバインダーを使用する
ことはないのが普通である。

本発明でいう無機ペーパーは、通常湿式抄紙で得られる
無機ペーパー或いは無機繊維不織布と称するものが含ま
れる。

本発明は厚さ０２ＩｌｌＩＩ！以下という薄物無機ペー
パーの欠陥発生の要因として、無機繊維中に多量に含ま
れるショットに着目し、ショットを除去した無機ｍ帷を
使用することに特徴がある。

本発明に用いられるショットレス無機繊維は通常の方法
で製造される無機繊維から粒径４４μｍ以上のショット
の含有率が１０％以下になるように処理されたものを使
用する。このようなショットレス無機繊維は無機繊維の
種類によっては市販品があるためそれを利用してもよい
。市販品がない場合は別にショット除去操作が必要とな
る。ショット除去操作は第１段から順に高さを低くした
堰を数段設けたリフラーを用いると良い結果を得ること
ができる。このリフラーにより分散処理後の無機繊維ス
ラリーを最適な濃度と流速で処理すれば、本発明のショ
ットレス無機繊維の条件を満す無機繊維スラリーを効率
良く得ることができる。

次に本発明に用いられるパルプは、ＮＢＫＰやＮＵＫＰ
等のパルプをレファイナー簀でカナダ標準濾水度が１０
０ｍｆｌ以下、１０部以上になるように高度に叩解した
ものを使用する。

高叩解パルプの使用量は、無機ｌ雑１００重量部（以下
重量部は単に部と略記号る）に対し、５〜２０部が好ま
しい。

使用量が５部未満ではエマルジョンバインダーの定着面
積が少なくなるため十分な強度が得られず、一方、２０
部を超えると濾水性が悪化し操業安定性を損なうからで
ある。

本発明に用いられるエマルジョンバインダーとしては、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、合成ゴム等をエマルジョ
ン化したものが使用される。これらのエマルジョンバイ
ンダーは、定着剤を用いて主としてパルプに定着され、
一部は無機繊維にも定着される。この場合、好ましくは
エマルジョン粒子表面をカチオン変性した両性イオンエ
マルジョンバインダーを用いると、負のゼータ電位を持
つパルプ等に定着剤なしで自己定着するため好都合であ
る。

このようなエマルジョンバインダーは、高叩解パルプ等
の表面に定着されているため、抄紙後紙層内に均一に存
在し、乾燥時の紙表面へのマイグレーションも小さい。

従って、熱溶融型のＰＶＡバインダーのように乾燥時の
バインダーマイグレーションによる強度低下が発生せず
、また、乾燥後はＩｌ維間で造膜接着するため、高叩解
パルプのみをバインダーとして用いた場合と比べて強度
を大きく向上させることができる。

エマルジョンバインダーの添加曾は、無機繊維１００部
に対し、５〜２０部が好適であるが、パルプの使用量以
下にすることが必要である。パルプの使用量以上にエマ
ルジョンバインダーを添加しても定着面積が不足するた
め、過剰のエマルジョンバインダーの大半は、抄紙時に
流失してしまうからである。

以上述べたように、本発明の無機ペーパーはショットレ
ス無機繊維を主体繊維とし、バインダーとして高叩解パ
ルプとエマルジョンバインダーを併用することを必須要
件としていることに特徴があり、ショットレス無機繊維
、高叩解パルプ、エマルジョンバインダーの三者の相乗
効果により本発明の目的を達成できるのである。

本発明の無機ペーパーは、湿式抄紙に用いられる通帛の
円網、長網又は傾斜金網式等の抄紙機で抄造することが
できる。

本発明の無機ペーパーは、ショットレス無機繊維を用い
ているため、ショットによる欠陥のない良ＩＥな地合が
得られ、また、バインダーとしてそれぞれ単独ではバイ
ンダー作用が不充分な高叩解パルプとエマルジョンバイ
ンダーを併用し、主に高叩解パルプにエマルジョンバイ
ンダーを定着させ、複合バインダーとしていることに特
徴がある。

このため、バインダーマイグレーションによる強度低下
が発生せず、更にショットのない良好な分散状態の無機
Ｉｌ雑の使用と相俟って従来にはなかった強度を発揮す
るため、低坪吊化しても充分安定した抄造が可能である
。

［実施例１ 以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ 高速攪拌機を備えた容量１ｍ３の攪拌槽に、０．８ｍ３
の水を注入し、次いで粒径４４μＴｒＬ以上のショット
の含有率が１０％以下であるショットレスセラミック繊
Ｉｆｌ′（新日鉄化学製ＳＣバルク１２６０Ｄ２）１０
＃を投入し、２０００回転／分で１０分間分散処理をし
た。このセラミック繊維水系スラリーにＮＢＫＰをレフ
ァイナーで力±ダ標準濾水度（以下フリーネスと略記）
　５（ｌｄに叩解したものを０．５　Ｋ９（固形分）投
−人し、攪拌混合した。

更に、両性イオンラテックスエマルジョン（三井サイア
ナミツド製Ｃ−１２２）　　０．！Ｊｇ（固形分）を前
記水系スラリーに添加し、パルプ等に自己定着させた。

この原料を円網ヤンキー式テストマシンで抄紙し、坪１
３０ｇ／ＴＩｔのセラミックペーパーを得た。

得られたセラミックペーパーの諸物性を表に示す。

試験方法 坪量：　ＪＩＳ　　Ｐ８１２４による 厚さ、密度：　ＪＩＳ　　Ｐ８１１８による灰分：　Ｊ
ＩＳ　　Ｐ８１２８による 引張強さ：　ＪＩＳ　　Ｐ８１１３による操業性：実施
例、比較例で使用した円網ヤンキーマシンによる抄造中
の原料の濾水性、通紙状況を観察した結果を示す。

実施例２ 実施例１において、ショットレスセラミック繊＠’ｌ０
Ｋｇに対し、フリーネス５０＋ｄｆ７）ＮＢＫＰを２　
Ｋ９く固形分）両性イオンラテックスエマルジョン２に
９（固形分）を添加した以外は、実施例１と同様にして
セラミックペーパーを得た。

実施例３ 実施例１において、ショットレスセラミック繊１１０Ｋ
ｇニ対シ、’７’Ｊ−ネス５０ｍ（７）ＮＢＫＰ’を２
Ｋｆｆ（固形分）添加した以外は、実施例１と同様にし
てセラミックペーパーを得た。

実施例４ 実施例１において、ショットレスセラミック繊＠１０Ｋ
ｇに対し、両性イオンラテックスエマルジョンの代わり
にアクリル樹脂エマルジョン（大日本インキ化学製５Ｆ
Ｃ−５５＞　　０．５８９（固形分）を添加した後、硫
酸バンドを前記セラミックｌ雑とパルプ繊維合計量に対
し２重け％添加することにより定着させた以外は、実施
例１と同様にしてセラミックペーパーを得た。

実施例５ 実施例２において、シミツトレスセラミック繊を分散処
理後、２　Ｋ９のガラス類ｍｔｍ＜ユニチカＵＭグラス
製ＵＰＧ１／２）を添加し、セラミック繊維と混合分散
した以外は、実施例２と同一配合で、実施例１の手順に
よりセラミックペーパーを得た。

実施例６ 高速撹拌機を備えた容１１ｍ”の撹拌槽に０８ＴｒＬ３
の水を注入し、次いでアルミナ繊Ｍ（ＩＣＩ製サフサフ
ィル０．５Ｋｇを投入し、２０００回転／分で１０分間
分散処理をした。このアルミナ繊維スラリーを濃度０２
％に蝉釈し、３段の堰を設けたリフラーに４０１／分の
流速で流すことによりショットを除去した。ショット捕
集率は４８％であった。

このアルミナ繊維スラリーに、ＮＢＫＰをリファイナー
でフリーネス５０ｄに叩解したものを２　Ｋｙ（固形分
）投入し、撹拌混合した。更に両性イオンラテックスエ
マルジョン２Ｋｇ（固形分）を前記スラリーに添加しパ
ルプ等に自己定着させた。この原料を用いて実施例１の
手順により坪［３０９／尻のアルミナペーパーを得た。

実施例７ 実施例６におい、て、アルミブ繊１１０．５ｋｇの代わ
りにジルコニア繊維にチアス製）１５．５Ｋｇを用い実
施例６と同様にして分散およびショット除去処理を行っ
た。シミツト捕集率は３５５％であった。

このジルコニア繊維スラリーを用いて、実施例６と同一
配合で実施例１の手順により坪ｆｆ１３０ｇ／麓のジル
コニアベーパーを得た。

実流例８ 実施例２において、ショットレスセラミック繊１１［１
０／（ｇの代わりにマイクロガラス繊１ｆｆｌ（ジョン
ズ・マンビル類１０８Ｅ）を用いた以外は実施例２と同
様にして坪Ｎ３０ｇ／ｉのマイクロガラスペーパーを得
た。

比較例１ 実施例１において、ショットレスセラミック繊維１０に
！ｌに対し、フリーネス５０Ｉｌ！Ｉ２に叩解したＮＢ
ＫＰを２．５８９、両性イオンラテックスエマルジョン
を２５Ｋｇを添加した以外は、実施例１と同様にしてセ
ラミックペーパーを得た。

比較例２ 実施例１において、ショットレスセラミック繊維１０　
Ｋｇに対し、フリーネス５０ａ１２に叩解したＮＢＫＰ
　０．３Ｋｙ、両性イオンラテックスエマルジョン０．
３Ｋｇに添加した以外は、実施例１と同様にしてセラミ
ックペーパーを得た。

比較例３ 実施例２において、ショットレスセラミック繊維の代わ
りに、通常のセラミック繊維（新日鉄化学製ＳＣバルク
１２６０）を１０　Ｋｇ用いる以外は、実施例２と同一
配合で実施例１の手順によりセラミックペーパーを得た
。

比較例４ 実施例２において、フリーネス５０ｄに叩解したＮＢＫ
Ｐの代わりに、フリーネス１５０〆に叩解したＮＢＫＰ
２＃を添加する以外は、実施例２と同・配合で実施例１
の手順によりセラミックペーパーを得た。

比較例５ 実施例１において、ショットレスセラミック繊維１０　
Ｋｙに対し、フリーネス５０Ｊ！ｉ！に叩解したＮＢＫ
Ｐ　２　Ｋｔ並びに両性イオンラテックスエマルジョン
の代わりに、ＰＶＡバインダー（電気化学工業製デンカ
ＫＶＧ）を２　Ｋｇ添加する以外は、実施例１と同様に
してセラミックペーパーを得た。

比較例６ 実施例１において、ショットレスセラミック繊１１１０
Ｋｇに対し、両性イオンラテックスエマルジョンをＮＢ
ＫＰ使用量より多い２　Ｋｙ添加する以外は実施例１と
同様にしてセラミックペーパーを得た。

比較例７ 実施例７においてジルコニア繊１！１５．５Ｋｇを用い
て分散およびショット除去処理を行う代わりに、ジルコ
ニア１ｌｌｌｔ１０１（９を用いて実施例６と同様にし
て分散処理のみを行う以外は、実施例６と同一配合で実
施例１の手順により坪量３０ｇ／ｍのジルコニアペーパ
ーを得た。

実施例１〜８、比較例１〜７で得られた無機ペーパーの
紙質及びテストマシンにおける操業性を表に示す。

表に示された結果から明らかなように、本発明の実施例
１〜４および６〜８に示された無機ペーパーは、ショッ
トレス無＠＠＠　１００部に対し、フリーネス１００ｄ
以下に叩解されたパルプ５〜２０部とエマルジョンバイ
ンダー５〜２０部を併用することにより、本発明の範囲
外の比較例１．２に比べて低坪量化しても安定操業に不
可欠な充分な強度と良好な地合を得ることができる。た
だし、比較例６で示すように、パルプの使用量よりエマ
ルジョンバインダーの添加量を多くすると、パルプ繊維
の定着面積を越えるバインダーは、パルプに定着されず
、抄紙時に流失してしまうので好ましくない。

実施例５はショットレス無機ｌ１ｌＮｌに、フリーネス
　１００ｉｄ以下に叩解されたパルプ及びエマルジョン
バインダーを添加するほかに、ガラス短繊維を添加した
例を示し、これにより引張強度が向上し、操業性も安定
している。

また、比較例３および比較例〜７のショットを多量に含
む通常の無機繊維を使用したシートは、地合不良でシー
トの強度が弱く、操業性が悪い。

更に、比較例４のフリーネス１００ｄ以下まで叩解しな
い叩解不充分なパルプを使用したもの及び比較例５のエ
マルジョンバインダーの代りに通常の熱溶融型のＰＶＡ
バインダーを使用したものは、いずれも無機ペーパーの
強度が不充分でそのため紙切等が多く操業が不安定であ
った。

（以下余白） ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の無機ペーパーの製造方法
は、ショットレス無機繊維を使用し、これに適−の高叩
解パルプとエマルジョンバインダーを併用することによ
り、従来湿式抄紙では抄造が困難であった厚さ０．２厘
以下という薄物無機ペーパーを、安定して抄造すること
ができたものである。この製造方法により得られる無機
ペーパーはシート強度が強いため、熱交換器や触媒担体
等のローター用だけでなく、様々な産業分野にも有効に
活用できるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒径４４μｍ以上のショットの含有率が１０重量％
   以下であるショットレス無機繊維１００重量部に対し、
   カナダ標準濾水度が１００ｍｌ以下に叩解されたパルプ
   ５〜２０重量部を加えた後、エマルジョンバインダー５
   〜２０重量部（ただし、パルプの使用量以下とする）を
   添加してエマルジョンバインダーを主として前記パルプ
   に定着させた水系スラリーを、厚さ０．０５〜０．２ｍ
   ｍのシートに抄造することを特徴とする無機ペーパーの
   製造方法。 ２、請求項１記載の製造方法により抄造されてなる厚さ
   ０．０５〜０．２ｍｍの無機ペーパー。