JPH0450439B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維状チタン酸アルカリ金属塩含有シ
ート状物に関するものであり、更に詳しくは繊維
状チタン酸アルカリ金属塩と極細無機繊維と水和
膨潤性鉱物とを混合し湿式抄紙法によりシート化
して成るシート状物に関する。 従来、繊維状チタン酸アルカリ金属塩の湿式抄
紙法によるシート化は主としてセルロースパルプ
あるいは有機物ポリマー等の結合成分との混抄に
よる方法が知られている。 しかしながら、これらの有機質結合成分の力を
借りてシート化した場合、繊維状チタン酸アルカ
リ金属塩の特徴の１つである耐熱性は犠牲とな
り、折角シート化できたとしてもその本来の特質
を生かす事ができなかつた。繊維状チタン酸アル
カリ金属塩は繊維状とは言つてもその平均繊維長
はほとんど100μ以下であり、これを湿式抄紙法
によりシート化しようとしても通常湿式抄紙法で
使用する金網の網目を通過してしまうためこれ単
独でのシート化は不可能であつた。一方セルロー
スパルプや有機物ポリマー等を結合成分として繊
維状チタン酸アルカリ金属塩をシート化する事は
一般的に行われ可能であるが、例えば400℃以上
の高温に加熱した場合には有機物は燃えてしまう
ため繊維状チタン酸アルカリ金属塩のみが残り、
シートとしての形状を保持する事はできない。従
つてチタン酸アルカリ金属塩そのものは1000℃以
上の耐熱性はあつてもそのシートはたかだか400
℃の耐熱性すら保持できないという欠点を有して
いた。 本発明者らはかかる欠点を解消し、繊維状チタ
ン酸アルカリ金属塩が本来保有している耐熱性、
光学特性、親水性、親油性等の優れた性能をその
まま発現できる様なシートを作るべく鋭意検討を
重ねた結果、本発明の完成に到達した。 すなわち、本発明は繊維状チタン酸アルカリ金
属塩と、平均繊維径5μ以下望ましくは3μ以下で
平均繊維長１mm以上望ましくは３mm以上の極細無
機繊維との比率を90／10〜10／90に混合し抄紙す
る事により、繊維状チタン酸アルカリ金属塩を紙
層中に均一に留める事ができ、シート化が可能と
なり、更には無機質結合助剤として水和膨潤性鉱
物を無機質全体の５〜30重量％使用する事により
その結合力は更に強くなる。本発明に使用する繊
維状チタン酸アルカリ金属塩は一般式M₂O.n
（TiO₂）（但し、式中Ｍはアルカリ金属を意味す
る）で表わされるものであり具体的には例えば４
チタン酸アルカリ金属塩、６チタン酸アルカリ金
属塩、８チタン酸アルカリ金属塩などであり、こ
のうち特に好ましいものは４チタン酸アルカリ塩
と６チタン酸アルカリ塩でありこれらは市場にお
ける入手も容易である。 また本発明において用いる極細無機繊維は、平
均繊維径が5μ以下望ましくは3μ以下で平均繊維
長が１mm以上望ましくは３mm以上のものであり、
例えば極細ガラス繊維、セラミツクフアイバー、
アルミナ繊維、ロツクウール、石英繊維、ホウ素
繊維等の中より１種又は２種以上、その使用目的
に応じて選ばれるがこれらに限られるものではな
い。これらの極細繊維を加える事により例えばシ
ート化物のつなぎとしての補強性、フイルター効
果による粉末類の定着性、耐熱性が向上する。な
かでも極細ガラス繊維はこれのみでもシート化す
る事が可能であり、また、フイルター効果も優れ
ているため繊維状チタン酸アルカリ金属塩を良く
紙層中に捕獲する事ができ特に望ましい。 また、本発明において用いる無機質結合助剤と
しての水和膨潤性鉱物は結晶単位格子が厚み方向
に繰り返された結晶構造を持つ無機化合物であり
結晶層間に水分子を引き入れて膨潤する性質があ
り、この膨潤性の最も発達した段階には結晶が崩
壊して超微粒子体となり、水中で安定したゾルを
形成する鉱物の総称であり、例えば水和膨潤性雲
母群（例：ソジウムテトラシリジツクマイカ、ソ
ジウム又はリチウムテニオライト、ソジウム又は
リチウムヘクトライトなど）、水和膨潤性バーミ
キユライト群、水和膨潤性ベントナイト群（例：
コロイド性含水ケイ酸アルミニウムなど）などが
ある。 これらの水和膨潤性鉱物は皮膜を形成する能力
があり、その乾燥固結性によつて繊維状チタン酸
アルカリ金属と極細繊維間の結合を更に強固にす
る働きがあり、シート状物の可撓性と高温にさら
した場合の形状保持性、更には結合性等に寄与す
る。 更にまた焼成により焼結できる焼結助剤として
セラミツク素材の粉末（例えばケイ石、ケイ砂、
ケイ藻土、木節粘土、蛙目粘土、カオリン、カオ
リナイト、ボーキサイド、ベントナイト、ゼオラ
イト、リン鉱石、酸性白土、陶石、ろう石、長
石、石灰石、ケイ灰石、石膏、ドロマイト、マグ
ネサイト、滑石、水酸化アルミニウム、アルミ
ナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、酸化チタ
ン、スピネル、合成コーデイエライト、合成ムラ
イト、合成ゼオライト、合成炭酸カルシウム、リ
ン酸カルシウム、トベルモナイト、ゾノトライト
等のケイ酸カルシウム系水和物、又はカルシウム
アルミネート水和物、カルシウムスルホアルミネ
ート水和物等の各種酸化物の水和物など）を混合
使用する事もできる。更にまた、必要に応じて有
機結合成分として例えば、唐松、エゾ松などの針
葉樹から得られるパルプ、ナラ、ブナ等の広葉樹
から得られるパルプ、みつまた、こうぞ、がんぴ
などの和紙用長繊維、麻、木綿などの天然繊維、
又はこれらセルロースパルプをカチオン変性した
カチオン化パルプ、更にはビニロン、ナイロン、
アクリル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリクラール、人
絹、PVA繊維などを必要に応じて混合使用して
も良い。更にまた、必要に応じて（曳糸性）高分
子凝集剤としてアニオン系ポリマー（例：ポリア
クリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミドなどの
部分加水分解物の塩、マレイン酸共重合物の塩）
カチオン系ポリマー（例：ポリアクリルアミドの
部分加水分解物など）、ノニオン系ポリマー
（例：ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレンオキサイド）あるいは卵白、ト
ロロアオイ、オクラの実の粘液などの天然の曳糸
性高分子も混合使用してもよい。更にまた、水溶
性尿素樹脂、メラミン樹脂、カチオン化澱粉、
CMC、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリ
ン樹脂、ポリイミン樹脂、水溶性アクリル樹脂等
の紙力増強剤、マレイン酸系中性サイズ剤、高分
子樹脂エマルジヨン、ゴムラテツクス等を加えて
も良い。しかしながら、これらの有機物結合成分
は無機質全体に対して30重量％好ましくは20重量
％以下の添加量が望ましい。更にまた、その他の
添加物としてはフツ素系耐油剤、離型剤、シリコ
ン系撥水剤、離型剤、シランカツプリング剤、硫
酸バン土、アルミン酸ソーダ、ポリリン酸ソー
ダ、ポリリン酸アンモニウム等を必要に応じて添
加しても良い。 このようにして繊維状チタン酸アルカリ金属塩
と極細無機繊維更に必要に応じて他の添加物とを
水に分散した後、湿式抄紙法によりシート化す
る。 湿式抄紙法とは、例えば帯状、円型状、角型状
の過網、過布、若しくは過板のような過
媒体の上にかかる水分散液を均一の厚みを有する
ように流した後、例えば自然過あるいは減圧
過などの操作により過し、シート状物となす方
法の総称である。このようにして得られたシート
状物は過媒体より剥離後乾燥するか、乾燥後剥
離するかして、乾燥工程を経てシートとなる。こ
れらのシート化を連続的に行う方法としては従来
より公知の長網式、円網式、短網式、円網フオー
マー式、傾斜ワイヤー式等の湿式抄紙機がある。
このようにして得られた繊維状チタン酸アルカリ
金属塩のシート状物は更に含浸あるいはコーテイ
ング加工を施したり、更にまた、コルゲーターに
よりコルゲート加工を施したり、あるいは印刷、
エンボツシング等の加工を施したり、また、適当
な大きさに切つたり、折つたり、曲げたり、貼つ
たり二次加工を施すこともできる。更にまた、必
要に応じて250℃以上、好ましくは400℃以上の温
度で加熱・焼成処理して有機物を除去しても良
い。更にまた、550℃以上好ましくは800℃以上の
温度で焼結しセラミツク質にしても良い。 かくして得られた繊維状チタン酸アルカリ金属
塩のシート状物は、その用途として耐熱フイルタ
ー材料、触媒担体、熱交換器用素子、セパレータ
ー、積層板基材、遠赤外線放射素子、電線被覆材
料、耐火紙、電子工業用耐熱材、絶縁材（例えば
プリント基板）、耐熱パツキング材料、耐摩耗性
材料（自動車用ブレーキ、クラツチ等）、不燃性
建材、不燃性情報産業用紙などの広範囲に拡大す
る事ができ、これらの分野では極めて有用なもの
である。 以下実施例をあげ、本発明を具体的に説明す
る。 実施例 １ セラミツクフイアバー（イソライトバブコツク
耐火(株)製、商品名：カオウール1400バルク、平均
繊維径2.5μ）50重量部をあらかじめ水に分散しビ
ーターにて平均繊維長を６〜10mmにそろえたもの
に、繊維状チタン酸カリウム（大塚化学薬品製、
商品名：テイスモＤ）100重量部を分散し、更に
水和膨潤性雲母群鉱物であるソジウムテトラシリ
ジツクマイカを水に膨潤させて20重量部添加し
Tappi角型シートマシンにて厚さ0.2mmのシート
状物を得た。この物をフイルター材料として使用
したところ約800℃の高温にも形状の変化なく耐
える事ができた。 実施例 ２ 極細ガラス繊維（ジヨンズマンビル社製、商品
名：Ｔ−フアイバ＃108B、平均繊維径1.2〜2.4μ）
20重量部をあらかじめ水に分散しビーターにて平
均繊維長を５〜８mmにそろえたものに、繊維状チ
タン酸カリウム（大塚化学薬品製、商品名：テイ
スモＤ）100重量部を分散し、更に水和膨潤性ベ
ントナイト群鉱物であるコロイド性含水ケイ酸ア
ルミニウムを30重量部、及び紙力増強剤としてポ
リアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂４重
量部を添加して、実施例１と同様の方法により厚
さ0.15mmのシート状物を得た。この物にグラビア
印刷にて、絵柄模様を印刷した後、アルミナゾル
系無機接着剤にて板状電熱体の表面に貼りつけ
て、板状電熱板の温度を400℃に加熱してみた。
この放熱体の表面からは波長5μ以上の遠赤外線
の放射が認められ、遠赤外線放射パネルヒーター
として使用可能であつた。 実施例 ３ 高アルミナ繊維（電気化学工業(株)製、商品名：
デンカアルセンバルク、平均繊維径3μ）50重量
部をあらかじめ水に分散し、ビーターにて平均繊
維長を３〜５mmにそろえたものに実施例１，２と
同様のテイスモＤを50重量部分散し、更に水和膨
潤性雲母群鉱物の一種であるリチウムテニオライ
ト15重量部、及びシリカ20重量部、アルミナ10重
量部、長石15重量部、粘土10重量部を添加混合
し、更にカチオン化澱粉を５重量部添加して実施
例１と同様の方法により厚さ0.2mmのシート状物
を得た。このシート状物をキヤレンダー処理しベ
ツク平滑度を50〜100秒にした後、無機導電性塗
料により配線図を印刷し、印刷してないものとの
間にサンドイツチした後500℃にて脱脂し、更に
1100℃にて焼結しセラミツク板を作成した。焼結
された配線の両端に電極をつなぎ電流を通すとセ
ラミツクヒーターとして使用可能であつた。 実施例 ４ 実施例２と同様のガラス繊維を用い同様に処理
した極細ガラス繊維100重量部にテイスモＤを20
重量部分散し、更にソジウムテトラシリジツクマ
イカ15重量部と実施例２と同様の紙力増強剤を４
重量部添加し、実施例１と同様の方法により厚さ
0.25mmのシート状物を得た。この物は不燃性であ
り、キヤレンダー処理してベツク平滑度50〜10秒
にすると印刷適性も向上し絵柄模様を印刷し、更
にエンボツシング加工を施すと不燃性の壁紙ある
いは不燃性フスマ紙として使用可能であつた。こ
の場合繊維状チタン酸カリウムの白さ、遮蔽性が
非常に意匠性の発現に効果があつた。 比較例 １〜４ 実施例１〜４のシート状物を抄造する際にそれ
ぞれ水和膨潤性鉱物を除いた処方により比較例１
〜４のサンプルを作成し、400℃30分間の熱処理
を行つたものと未処理のものとの物性比較を行つ
た。表−１はその結果である。 これらの結果から、水和膨潤性鉱物を使用した
ものは熱処理後もある程度強度を保持していたが
水和膨潤性鉱物を使用しない比較例では熱処理後
の物性は大きく低下する事がわかる。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 繊維状チタン酸アルカリ金属塩を湿式抄紙法
   によりシート化するに際し該繊維状チタン酸アル
   カリ金属塩と平均繊維径5μ以下平均繊維長１mm
   以上の極細無機繊維とを90／10乃至10／90の比率
   にて、無機質結合助剤として水和膨潤性鉱物を無
   機質全体の５〜30重量％混合抄紙して成る事を特
   徴とする繊維状チタン酸アルカリ金属塩含有シー
   ト状物。