JPH0689518B2 - 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

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

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JPH0689518B2
JPH0689518B2 JP2108696A JP10869690A JPH0689518B2 JP H0689518 B2 JPH0689518 B2 JP H0689518B2 JP 2108696 A JP2108696 A JP 2108696A JP 10869690 A JP10869690 A JP 10869690A JP H0689518 B2 JPH0689518 B2 JP H0689518B2
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真一郎 高口
節夫 豊島
久一 中村
舜一 天久
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本州製紙株式会社
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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0.2mm以下
で安定して抄造可能な薄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、ジルコニア繊維、
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工し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・5mm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44μ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
プの5〜20重量部を加えた後、このものにエルマジョン
粒子表面をカチオン変成した両性イオンエマルジョンバ
インダー5〜20重量部(ただし、パルプの使用量以下と
する)を添加することにより該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0.05〜0.2mm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及びその方法による無機ペーパー
である。
セラミック繊維等の無機繊維に木材パルプ等の有機繊維
を配合繊維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5〜80重量部との混
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0.27mm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以下までフィブリング化さ
れた天然繊維及び合成繊維などの有機繊維を混合して抄
紙する無機ペーパーの製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十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(CSF)95〜10ml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とを
得るためにパルプ量を0.5〜2.9重量部と少なくしてお
り、厚さも2.6mm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
成鉱物繊維と未漂白の硫酸塩パルプなどのセルロース繊
維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する繊維マッ
トの製造方法の提案がある。
しかし、この提案はシートを予備乾燥してから結合剤と
してラテックスエマルジョンを噴霧していること、この
シートは厚さの明示はないが繊維マットとして称してい
ることから厚いものと見られる。
このほか、無機繊維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63−182499号公報が
見られるが、厚さが0.8mmと厚い非アスベスト系ビータ
ーシートである。
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、湿式抄紙法ではなく、セラミック粉末に結合剤な
どを混練したペーストを、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0.2mm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0.2mm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繊維を使用するこ
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以下のショットの
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が、
市販品がない場合に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た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
プをレファイナー等でカナダ標準濾水度が100ml以下、1
0ml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、無機繊維100重量部(以下重
量部は単に部と略記する)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
を越えると濾水度性が悪化し操業安定性を損なうからで
ある。
等をエマルジョン化に当っては、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
を用いるもので、その場合には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。
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、乾燥後は繊維間で造膜接着するため、高叩パルプの
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量は、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ヨットレ
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常の
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は、ショットレス無機繊維を用いる
ため、ショットによる欠陥のない良好な地合が得られ、
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
繊維を使用と相俟って従来にはなかった強度を発揮する
ため、定坪量化しても充分安定した抄造が可能である。
[実施例] 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44μm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ス繊維(新日鉄化
学製SCバルク1260D2)10Kgを投入し、2000回転/分で10
分間分散処理した。このセラミック繊維水系スラリーに
NBKPをレファイナーでカナダ標準濾水度(以下フリーネ
スと略記)50mlに叩解したものを0.5Kg(固形分)投入
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
ナミッド製C−122)0.5Kg(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、坪量
30g/m2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:JIS P8128にる 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維10Kgに
対し、フリーネス50mlのNBKPを2Kg(固形分)両性イオ
ンラテックスエマルジョン2Kg(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アを得た。
実施例3 実施例1において、ショットレスセラミック繊維10Kgに
対し、フリーネス50mlのNBKPを2Kg(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アを得
た。
実施例4 実施例2において、ショットレスセラミック繊を分散処
理後、2Kgのガラス短繊維(ユニチカUMグラシス製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
クペーパを得た。
実施例5 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、次いでアルミナ繊維(ICI製サフィル)10.5Kg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0.2%に希釈し、3段の堰を
設けたリフラーに40l/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4.8%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50mlに叩解したものを2Kg(固形分)投入し、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の手順により坪量30
g/m2のアルミナパーパーを得た。
実施例6 実施例5アルミナ繊維10.5Kgの代わりにジルコニア繊維
(ニチアス製)15.5Kgを用い実施例5と同様にして分散
およびショット除去処理を行った。ショット捕集率は3
5.5%であった。このジルコニア繊維スラリーを用い
て、実施例5と同一配合で実施例1の手順により坪量30
g/m2のジルコニアペーパーを得た。
実施例7 実施例2において、ショットレスセラミック繊維10Kgの
代わりにマイクロガラス繊維10Kgの代わりにマイクロガ
ラス繊維(ジョンズ・マンビル製108E)を用いた以外は
実施例2と同様にして坪量30Kg/m2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10Kgに
対し、フリーネス50mlに叩解したNBKPを2.5Kg、両性イ
オンラテックスエマルジョンを2.5Kg添加した以外は、
実施例1と同様にしてセラミックスペーパーを得た。
比較例2 実施例1において、ショットレスセラミックス繊維10Kg
に対し、フリーネス50mlに叩解したNBKP0.3Kg、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12
60)を10Kg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50mlに叩解したNBKPの代
わりに、フリーネス150mlに叩解したNBKP2Kgを添加する
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5 実施例1において、ショットレスセラミック繊維10Kgに
対し、フリーネス50mlに叩解したNBKP2Kg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2Kg添加する以外は、
実施例1と同様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維10Kgに
対し、両性イオンラテックスエマルジョンをNBKP使用量
より多い2Kg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6においてジルコニア繊維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、ジルコニア繊維
10Kgを用いて実施例5と同様にして分散処理のみを行う
以外は、実施例5と同一配合で実施例1の手順により坪
量30Kg/m2のジルコニアペーパーを得た。
実施例1〜7、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
1〜7に示された無機ペーパーは、ショットレス無機繊
維100部に対し、フリーネス100ml以下に叩解されたパル
プ5〜20部と両性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4はショットレス無機繊維に、フリーネス100ml
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100ml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。
[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、これに適量の高叩
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0.2mm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
のローラー用だけでなく、様々な産業分野にも有効に活
用できるものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 D21H 17/37 7199−3B D21H 5/18 G 7199−3B 5/14 C 7199−3B 3/38 101

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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100m1以下に叩解されたパルプ
    5〜20重量部を加えた後、エルマジョン粒子表面をカチ
    オン変成した両性イオン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)を添加す
    ることにより該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0.05〜0.2mm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。
JP2108696A 1990-04-26 1990-04-26 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 Expired - Lifetime JPH0689518B2 (ja)

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