JPH06116893A - 無機繊維紙の製造方法 - Google Patents

無機繊維紙の製造方法

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JPH06116893A
JPH06116893A JP4289293A JP28929392A JPH06116893A JP H06116893 A JPH06116893 A JP H06116893A JP 4289293 A JP4289293 A JP 4289293A JP 28929392 A JP28929392 A JP 28929392A JP H06116893 A JPH06116893 A JP H06116893A
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Japan
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fibers
dispersant
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pref
inorganic
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JP4289293A
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Tatsuo Hojo
健生 北條
Naoto Yoshinaga
直人 吉永
Yoshiaki Kubota
義昭 久保田
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Kanebo Ltd
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Kanebo Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 無機繊維をポリエチレンオキサイド系分散剤
を添加した水を用いて中性にて離解する。これにポリア
クリルアミド系分散剤を添加し、更に分散する。得られ
た分散液を用いて抄紙する。 【効果】 無機繊維の均一分散を容易且つ速やかに行う
ことができるため、得られる無機繊維紙は、地合に優れ
ている。無機繊維紙を湿式抄紙法で効率良く行うことが
できる。抄紙工程において、作業を安全にすることがで
き、装置を腐食する虞もない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無機繊維を主原料とし
た湿式抄紙法による無機繊維紙の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】ガラス繊維,炭素繊維,金属繊維等の無
機繊維は、一般的に耐熱性、耐久性、耐蝕性等に優れて
いるため、住宅設備用,自動車用などさまざまな用途に
使用されている。例えば、炭素繊維は複合材料用の基材
として宇宙機器,事務機器,オーディオ機器,スポーツ
用具など広く用いられている。また、ガラス繊維をシー
ト状にしたガラスペーパーは、高性能エアフィルター或
いは、バッテリーセパレーター、断熱剤、吸音材などの
用途に使われている。
【0003】このような無機繊維を紙状に加工する方法
としては、湿式抄紙法によって製造する方法が従来より
知られている。ところで、無機繊維は表面が疎水性であ
るため親水性のパルプ繊維などに比べて、水中での分散
が著しく劣ることから、中性での湿式抄紙法では地合が
良好なものを得難く、実用に適した無機繊維紙を製造す
るのは困難とされていた。
【0004】このため従来は、「第19回紙・パルプシ
ンポジウム要旨集、第9〜19頁 (1984) 」で報告
されているように、無機繊維紙の抄造は中性ではなく硫
酸酸性水(pH3.2以下)を用いた湿式抄紙法によっ
て行われていた。しかしながら、硫酸酸性による無機繊
維紙の製造は作業の安全性や装置の腐食性などの点から
問題点が多く、中性において湿式抄紙する方法が望まれ
ている。
【0005】従来、無機繊維を中性において湿式抄紙す
る方法としては、ガラス繊維とポリビニルアルコール系
バインダーを中性下で水を用いて離解した後、N−アル
キルベタイン型両性界面活性剤を添加し分散して抄紙す
る方法(特公平3−25560号公報)、ガラス繊維と
ポリビニルアルコール系バインダーを中性下で水を用い
て離解した後、ポリエチレングリコールアルキルエーテ
ル型ノニオン性界面活性剤を添加し分散して抄紙する方
法(特公平3−43398号公報)が公知である。
【0006】しかしながら上述の方法は、繊維材料とし
て繊維長の短い極細ガラス繊維とチョップドストランド
ガラス繊維との混合物から成るものを使用する方法であ
り、例えば炭素繊維のように疎水性の特に強い無機繊維
や、繊維長の長い(例えば10mm以上)無機繊維を充分
に分散させることは容易でない。
【0007】なお、無機繊維の中でも疎水性の強い炭素
繊維を、液体中で均一に分散せしめ湿式抄紙法によって
紙状物を得る方法は、未だ満足すべきものが提案されて
いないのが現状である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上述の問
題点に鑑み鋭意研究した結果、無機繊維を特定の分散剤
を含んだ液体中で離解した後、他の特定の分散剤を追添
加することで、無機繊維の分散性が従来の方法に比べて
飛躍的に向上することを見い出し、本発明を完成したも
のである。
【0009】本発明の目的は、無機繊維紙を湿式抄造法
で製造するに際し、繊維が均一に分散し、地合に優れた
無機繊維紙を効率よく製造する方法を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、無機繊
維をポリエチレンオキサイド系分散剤を添加した水を用
いて中性にて離解した後、ポリアクリルアミド系分散剤
を添加し前記無機繊維を分散して抄紙することを特徴と
する無機繊維紙の製造方法によって達成される。
【0011】本発明に用いられる無機繊維の種類は特に
限定されるものではなく、その目的に応じて適宜選択す
ればよい。本発明に用いられる無機繊維としては、例え
ば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維
などを挙げることが出来る。また、上記無機繊維として
は、単繊維の直径が好ましくは5〜20μmであり、繊
維長が好ましくは100mm以下である。繊維長が長く
なるにしたがい、繊維は分散し難くなる傾向にある。
【0012】上記無機繊維は、複合材料を製造する際に
適宜行われている表面処理をしたものであっても良い。
この様な表面処理としては、例えばガラス繊維に対する
アミノシラン処理やエポキシシラン処理等のカップリン
グ剤処理等を挙げる事ができる。また、無機繊維は脱糊
剤処理され、分散液中で容易に解繊されることが好まし
い。このため、無機繊維を分散液中で脱糊剤処理しても
よいが、無機繊維を予めヒートクリーニング、精練、溶
媒洗浄等の適宜な方法で脱糊剤処理を施してもよい。
【0013】本発明に用いるポリエチレンオキサイド系
分散剤としては、分子量が300万〜500万程度で且
つ1%水溶液の粘度が1000〜5000cps程度
(東京計器製B型粘度計、25℃、12rpm、No.1ロ
ータ)のものが好ましい。この様なものとしては、例え
ば商品名「PEO−PF」(住友精化製)、商品名「ア
ルコックス」(明成化学製)として市販されているもの
を挙げることができる。
【0014】また、ポリアクリルアミド系分散剤として
は、0.1%水溶液の粘度が100〜300cps(上
記同条件)のアニオン変性体が好ましい。このようなも
のとしては、例えば商品名「クリオール800」(栗田
工業製)、商品名「パムオール」(明成化学製)として
市販されているものを挙げることができる。
【0015】本発明において、上記ポリエチレンオキサ
イド系分散剤及びポリアクリルアミド系分散剤の添加量
は、各分散剤の種類、組み合わせ、水温、及びその目的
に応じ適宜選定すればよいが、分散させる繊維に対し好
ましくは1〜25重量%、更に好ましくは2〜25重量
%、あるいは分散に用いる水量に対し好ましくは1〜1
00ppm、更に好ましくは2〜100ppmである。
過剰に添加した場合には、その効果をかえって発現しな
い場合がある。
【0016】本発明における無機繊維の投入量は、繊維
が均一に分散され、且つ有孔支持体上に堆積する工程及
び脱液して抄紙する工程において好ましい流動性を示す
ものであれば特に限定されるものではない。しかし、投
入される無機繊維の繊維長が長くなるほど繊維は絡まり
易くなり、また分散液の見かけの粘度も高くなる傾向に
ある。従って無機繊維の投入量は、繊維の種類によって
も異なるが通常5重量%程度までであり、例えば長さ1
3mmのガラス繊維を用いる場合、その投入量は分散に
用いる水量に対し、好ましくは1重量%程度まで、更に
好ましくは0.2重量%程度までである。
【0017】本発明の方法は、この様にして得られた無
機繊維分散液を通常行われている抄造法によりを無機繊
維紙と成すものである。即ち、得られた無機繊維分散液
を有孔支持体に注ぎ、堆積せしめた後、脱液し、必要に
応じ乾燥して無機繊維紙と成すのである。
【0018】本発明においては、ポリエチレンオキサイ
ド系分散剤及びポリアクリルアミド系分散剤を添加する
順序と時機とが極めて重要である。即ち、本発明におい
て、ポリエチレンオキサイド系分散剤とポリアクリルア
ミド系分散剤との添加を逆にした場合、あるいは両者を
一緒に添加した液に無機繊維を投入して離解せしめた場
合のいずれもが、良好なる分散状態を得ることができ
ず、本発明の目的を達成することができないのである。
【0019】
【発明の効果】本発明の方法によれば分散助剤として、
ポリエチレンオキサイド系分散剤とポリアクリルアミド
系分散剤とを逐次添加したため、湿式抄紙するに際し、
作業の安全性が図れ且つ装置を腐食させる虞もない。ま
た、従来、困難とされていた無機繊維の均一分散を良好
且つ速やかに行うことができるため、極めて均一に分散
した無機繊維分散液(抄造液)を容易に得ることができ
る。このため、本発明の方法によれば、地合に優れた無
機繊維紙を効率良く製造することが可能となり、例えば
エアーフィルター用,複合材料用基材として好適なもの
を効率よく製造することができる。
【0020】本発明の方法によれば、疎水性が高いた
め、従来困難とされていた無機繊維、就中炭素繊維から
成る繊維紙を抄造法により効率よく且つ容易に製造する
ことができ、産業上極めて有用である。
【0021】
【実施例】以下、本発明をその実施例によりさらに詳し
く説明する。なおその前に、本明細書における各種測定
法及び評価法について説明する。
【0022】〈地合〉得られた複合構造体の繊維の分散
状態の均一性を、熟練者が目視により観察した。 ○ 極めて均一に分散していた。 △ 分散繊維中に一部凝集繊維束がみられた。 × 繊維同士の凝集部分が多く見られた。
【0023】〈粘度〉1重量%の水溶液を下記条件で測
定した。 装置 東京計器製B型粘度計 温度 25℃ 回転数 12rpm ロータ No.1ロータ
【0024】実施例1 繊維径7μm、長さ13mmの炭素繊維チョップドスト
ランド2gを角型シートマシン(25cm×25cm、80
mesh)中の25 l、25℃の水中に投入し、これにポリ
エチレンオキサイド系分散剤として分子量約400万の
「PEO−PF」(商品名、住友精化製)の0.1%水
溶液を125ml添加し、30秒間攪拌して炭素繊維を離
解・分散した。次に、ポリアクリルアミド系分散剤とし
て粘度約150cpsの「パムオール」(商品名、明成
化学製、アニオン変成体)の0.1%水溶液を125ml
追添加し、同様に15秒間攪拌して繊維を更に均一に分
散させ、炭素繊維分散液と成した。この分散液を脱液し
て抄紙した。得られた炭素繊維紙の結果は、表1に示す
通りであった。
【0025】実施例2 ポリアクリルアミド系分散剤として、実施例1において
用いた「パムオール」に代えて、粘度約190cpsの
「クリオール800」(商品名、栗田工業製、アニオン
変成)を用いた以外は実施例1と同様にして炭素繊維紙
を得た。結果は表1に示す通りであった。
【0026】実施例3 ポリエチレンオキサイド系分散剤として、実施例1にお
いて用いた「PEO−PF」に代えて、分子量約350
万の「アルコックス」(商品名、明成化学製)を用いた
以外は実施例1と同様にして炭素繊維紙を得た。結果は
表1に示す通りであった。
【0027】実施例4 ポリエチレンオキサイド系分散剤として、実施例1にお
いて用いた「PEO−PF」に代えて、分子量約350
万の「アルコックス」(商品名、明成化学製)を用い、
更に実施例1において用いた「パムオール」に代えて、
粘度約190cpsの「クリオール800」(商品名、
栗田工業製、アニオン変成)を用いた以外は実施例1と
同様にして炭素繊維紙を得た。結果は表1に示す通りで
あった。
【0028】実施例5 無機繊維として、実施例1で用いた炭素繊維に代えて、
繊維径9μm、長さ13mmのガラス繊維チョップドス
トランド2.9gを用いた以外は実施例1と同様にして
ガラス繊維紙を得た。結果は表1に示す通りであった。
【0029】
【表1】 PEO−1:PEO−PF(商品名、住友精化製) PEO−2:アルコックス(商品名、明成化学製) PAA−1:パムオール (商品名、明成化学製) PAA−2:クリオール800(商品名、栗田工業製)
【0030】比較例1 ポリエチレンオキサイド系分散剤とポリアクリルアミド
系分散剤の添加順序を逆にした以外は、実施例1と同様
にして炭素繊維紙を得た。結果は表2に示す通りであっ
た。
【0031】比較例2 ポリエチレンオキサイド系分散剤とポリアクリルアミド
系分散剤を逐次添加するのではなく同時に添加した以外
は、実施例1と同様にして炭素繊維紙を得た。結果は表
2に示す通りであった。
【0032】比較例3 実施例1において、ポリエチレンオキサイド系分散剤の
添加量を125mlに代えて250mlとし、ポリアクリル
アミド系分散剤を添加しなかった。それ以外は実施例1
と同様にして炭素繊維紙を得た。結果は表2に示す通り
であった。
【0033】比較例4 実施例1において、ポリエチレンオキサイド系分散剤を
添加せずに、ポリアクリルアミド系分散剤の添加量を1
25mlに代えて250ml添加し、それ以外は実施例1と
同様にして炭素繊維紙を得た。結果は表2に示す通りで
あった。
【0034】
【表2】 PEO−1:PEO−PF(商品名、住友精化製) PEO−2:アルコックス(商品名、明成化学製) PAA−1:パムオール (商品名、明成化学製) PAA−2:クリオール800(商品名、栗田工業製)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7199−3B D21H 5/18 G 7199−3B 3/38 101 7199−3B 3/60

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機繊維をポリエチレンオキサイド系分
    散剤を添加した水を用いて中性にて離解した後、ポリア
    クリルアミド系分散剤を添加し前記無機繊維を分散して
    抄紙することを特徴とする無機繊維紙の製造方法。
JP4289293A 1992-10-02 1992-10-02 無機繊維紙の製造方法 Pending JPH06116893A (ja)

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