JPH0478600B2 - - Google Patents
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Description
ゴム、塗料、金属、セラミツクスなど各種材料の
補強材として使用されるウイスカー状の短繊維で
あつて、その取扱いを容易にした顆粒状ウイスカ
ーおよびその製造方法に関する。 〔従来の技術〕 ウイスカーとは断面積が8×10-5平方インチ
(直径約0.2mmφ)以下で長さが直径の10倍以上で
ある単結晶(広義には多結晶も含まれる)の繊維
物質を言う。 本発明においてウイスカーとは、上記繊維物質
であるチタン酸カリウムウイスカー、炭化ケイ素
ウイスカー、窒化ケイ素ウイスカーの他、ウイス
カーに限らず同様の形状と同様のサイズを有する
ガラス繊維、塩基性マグネシウム塩、ケイ酸カル
シウム等を言う。 各種材料を繊維によつて強化する方法には種々
の方法がある。大形の成形物用としては、繊維を
織布として入れたり数十mmの長さで束にしたもの
を入れる。小形の成形物用には短繊維あるいはウ
イスカーが用いられる。両者では目的・方法も異
なり、大形の成形物ではマクロ補強として吹き付
けやプリフオームの形で使われるのに対し、小形
の成形物ではミクロ補強として材料に練り込む方
法で用いられる。 繊維径0.1〜10μm、繊維長5〜200μmの細かい
繊維状物質は、粉体の嵩比重が0.1程度で嵩ばる
ばかりでなく、空中に舞いやすいため取扱い難い
ものであつた。 ウイスカーは練り込まれた時、その材料中で均
一に分散するものでなければならず、繊維一本一
本が解きほぐされた状態の嵩ばつた粉体のまま使
用されてきた。もし分散しないと部分的に繊維の
濃い部分、淡い部分ができ材質にむらが生じるた
めで、これまではこのウイスカーを塊状の顆粒に
しようという思想も生れなかつた。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明はこのようなウイスカーを集合体化し、
顆粒の直径が0.1〜10mmの顆粒状にして嵩比重を
高め、その取扱を容易にするものである。 良く解きほぐされたウイスカーの粉体は嵩比重
が0.1程度で容積が大きくなり、貯蔵、運搬、混
合などが容易でなく、かつ取扱い時には空中に舞
い上り易い欠点があつた。 この欠点を解消する一般的な考え方としてはバ
インダーで固める技術がある。バインダーで固め
ると取扱いは容易となるものの、固結しすぎて均
一分散強化するという本来の目的に合わないか、
またはバインダーの材料中での相溶性が取れない
問題がある。 本発明は貯蔵、運搬、混合などの取扱いが容易
な顆粒状化したウイスカーであつて、使用時には
容易に元の繊維状となつて材料中に均一に分散す
るようにした顆粒状ウイスカーを提供することを
目的とする。また併せてその製造方法を提供しよ
うとするものである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、繊維径0.1〜10μm、繊維長5〜
200μmのウイスカーの顆粒化体から成り、顆粒の
直径が0.1〜10mmで嵩比重が0.2〜1.0Kg/である
顆粒状ウイスカーである。このような顆粒状ウイ
スカーは次の手段によつて製造することができ
る。 攪拌する混合機中で繊維状の微細なウイスカー
粉末を水で加湿して、混合攪拌して一次凝集体を
つくる。この後この一時凝集体である粉体に転が
り運動を与えて二次凝集体をつくる。例えば傾斜
回転皿を用いて粒状化し、この後乾燥させ、顆粒
化したウイスカー粉末を得る。傾斜回転皿に代え
てインペラーを有する混練機で二次凝集体を得る
こともできる。得られた顆粒はほとんど球形で加
湿および転動の条件により0.1〜10mmの大きさと
なる。加湿の時有機金属を併用するとさらに造粒
性は良くなる。 このような方法で造られた顆粒状ウイスカーは
化学結合的なバインダーを使用していないため、
完全固結でなく各種材料へ混合した時、元の繊維
状に分解し即座に材料中に分散するものである。 有機金属を併用した場合はウイスカー表面が極
薄い有機層で被覆されるため、一層繊維間の固結
を防止することができる。有機金属としてはシラ
ン、チタン、アルミニウム等の有機化合物があ
り、加水分解により無機物表面に付着する特性を
有するものがよい。 〔作用〕 繊維状のウイスカー粉体を加湿するのは水の界
面張力を応用するもので、加湿の後、この粉体に
転がり運動を与えると、ウイスカーの界面と界面
が接するようになり嵩比重が上がる。 加湿の時水が多過ぎると転がり運動を与えた
時、余剰水が出て流体化してしまい、乾燥によつ
てウイスカーが束状に強固な固結をして後で分散
しにくくなる。また、水が少な過ぎるとウイスカ
ー粉体がからみ合わず粒状化しない。適切な加湿
水分量はウイスカーの形状、得ようとする粒の大
きさによつて異なり、例えば直径0.7μm、長さ30
〜50μmのウイスカーの混合では、加湿水分量は
ウイスカーの重量部当り0.6〜1.0重量部が好まし
い。 本発明の顆粒状ウイスカーは顆粒の粒径が0.1
〜10mmのほぼ球形に近いもので、嵩比重が0.2〜
1.0Kg/であり、元の繊維状粉末では嵩比重が
0.1Kg/であるのに対して、容積が減つて取扱
い易くなつたばかりでなく、顆粒体であるから粉
体の流動性も顕著に改善され、移送、添加操作も
非常に迅速に行うことができるようになつた。 〔実施例〕 チタン酸カリウムウイスカー、炭化ケイ素ウイ
スカー、窒化ケイ素ウイスカーそれぞれについ
て、10Kgをヘンシエルミキサに入れ、攪拌しなが
ら水および有機金属としてアミノプロピルトリエ
トキシシラン50mlを混合加湿した。次にこの加湿
粉体を傾斜回転皿に入れ、10分間回転運動を与え
た。この後、これを105℃で乾燥してウイスカー
の顆粒を得た。その結果を第1表に示す。また、
第1表中の実施例2の粒度分布を第2表に示し
た。 このようにして得られた顆粒状ウイスカーの顆
粒はほぼ球形のものである。この顆粒状ウイスカ
ーの分散性を調べた。水中へ顆粒状ウイスカーを
入れ攪拌した場合、速やかに分散してスラリー化
し、100メツシユの篩を全量通過した。また、ポ
リプロピレン樹脂へ30重量%添加し、200℃で10
分間混練した後シート成形し倍率200倍の顕微鏡
によつて外観を観察したところ粒状のものは全く
観察されなかつた。
るために、粉状ウイスカーが用いられてきたが、
本発明によればこのような嵩比重の小さい粉状ウ
イスカーを使用時に分散できる顆粒にし、嵩比重
を著しく高めることで、容積を従来の数分の1に
減じ、従つてその移送、取扱が容易になり、かつ
粉塵が舞い上がる心配もないため、作業環境も著
しく改善することができた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 繊維径0.1〜10μm、繊維長5〜200μmのウイ
スカーの顆粒化体から成り、顆粒の直径が0.1〜
10mmで嵩比重が0.2〜1.0Kg/である顆粒状ウイ
スカー。 2 ウイスカーがチタン酸カリウムウイスカー、
炭化ケイ素ウイスカー、窒化ケイ素ウイスカーま
たは短繊維ガラスフアイバーである請求項1記載
の顆粒状ウイスカー。 3 繊維径0.1〜10μm、繊維長5〜200μmのウイ
スカー粉末に水または水と有機金属の混合液を加
え、混合攪拌して一次凝集体を形成し、次いでこ
の一次凝集体に転がり運動を与えて顆粒化し、顆
粒の直径が0.1〜10mmで嵩比重が0.2〜1.0Kg/の
顆粒体を製造することを特徴とする顆粒状ウイス
カーの製造方法。
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