JPH1046484A

JPH1046484A - 薄葉耐熱性多孔紙

Info

Publication number: JPH1046484A
Application number: JP20084296A
Authority: JP
Inventors: Makoto Wakai; 誠若井; Terumi Fujimatsu; 照美藤松; Shinichiro Takaguchi; 真一郎高口
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】アラミド紙、ポリアリレート紙の抄紙性を改善
し、坪量が小さく厚さの極めて薄い、薄葉耐熱性多孔紙
を得ることを課題とする。【解決手段】濾水度１４０ｍｌ以下のパラ配向アラミド
繊維、濾水度３５０ｍｌ以下のポリアリレート繊維に、
扁平ガラス繊維を配合し、湿式抄紙法によって製造する
ことを特徴とする、坪量３０g/m²以下、厚さ５０μｍ以
下、密度０．２〜０．７、平均孔径１０μｍ以下の薄葉
耐熱性多孔紙。更に、該薄葉耐熱性多孔紙に耐薬品性樹
脂を含ませたのち、圧縮、熱処理し、化学的、熱的性質
をコントロールした薄葉耐熱性多孔紙。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パラ配向アラミド
繊維またはポリアリレート繊維に、扁平ガラス繊維を配
合し、該繊維混合物を湿式抄紙法により製造することを
特徴とする薄葉耐熱性多孔紙に関する。更に詳しくは，
パラ配向アラミド繊維（濾水度１４０ｍｌ以下まで叩
解）またはポリアリレート繊維（濾水度３５０ｍｌ以下
まで叩解）に、抄紙性改善のために扁平ガラス繊維を配
合し、該繊維混合物を湿式抄造し、得られたシートに耐
薬品性樹脂を含ませたのち圧縮、熱処理することを特徴
とする、通常の方法では抄紙が困難な、低米坪で厚さの
極めて薄い、薄葉耐熱性多孔紙に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年さまざまな産業分野において，耐熱
性と均一な多孔性を兼ね備えたシートが求められ，多方
面で用途開発が行われている。用途の一例を挙げると，
たとえばバッテリーセパレーター，耐熱フィルター，濾
材，断熱材，触媒担体などを挙げることができる。これ
らの用途にかなう材質を得るためのシートの製造方法に
ついても研究開発が行われている。耐熱性素材として
は、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ガラス繊維等
があげられ、たとえばパラ配向アラミド繊維を用いて湿
式抄紙法により製造するアラミド不織布に関しては、特
開昭６３−３５９００で、繊維長２〜１５ｍｍのアラミ
ド系繊維、０．５〜８ｍｍのアラミド系パルプ、フィブ
リル径０．０５〜０．５μの熱可塑性ミクロフィブリル
を主成分とし、アラミド系繊維とアラミド系パルプの混
合割合を３０：７０〜７０：３０で抄紙する、坪量７０
〜１００g/m²程度の合成紙の例があげられている。特公
平８−６２７７においては、パラ配向アラミド繊維から
なる不織布シートを硫酸で膨潤させた後、貧溶媒に接触
させて不融化し、洗浄、乾燥することにより、高強度を
有する、坪量９０g/m²程度のパラ系ポリアミド紙を得て
いる。抄紙性に難点があるアラミド繊維を用いて、湿式
抄紙法でシートを製造する場合、抄紙性を高め、シート
強度を発現させるため、該繊維をフィブリル化して使用
する方法も開発されており、たとえば特公平８−２３１
１６においては、そのためのアラミド繊維のフィブリル
化方法が提案されている。該例では、フィブリル化した
パラ配向アラミド繊維を用いて、坪量３０g/m²のシート
製造も試みている。ただ、このようにアラミド繊維をフ
ィブリル化処理しても、アラミド繊維単独で、湿式抄紙
法でシートを製造する場合の坪量は、この例に示される
ごとく、３０g/m²程度が限界であり、それより更に低米
坪の薄葉アラミドシートを抄造することは技術的に困難
であった。ポリアリレート繊維についても同様に、耐熱
性を必要とする分野での利用が期待され、たとえば特開
平７−４８７１８において、濾水度４５０ｍｌのポリア
リレートパルプに、繊維長２〜１０ｍｍのポリアリレー
ト短繊維を混入して、坪量４０g/m²程度のポリアリレー
ト紙を得ている。一方、繊維断面のアスペクト比を変え
た扁平ガラス繊維を利用し、ガラス繊維紙の厚さを薄く
する技術も一般に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、バッテリーセパ
レーター、耐熱性オイルフィルター等、耐熱性と微細多
孔質構造を兼ね備え、且つ坪量が小さく、厚さが極めて
薄い薄葉耐熱性多孔紙が要求されている。このような薄
葉紙を製造するには技術的に克服すべき課題が多い。と
りわけパラ配向アラミド繊維やポリアリレート繊維は、
耐熱性や機械的特性に優れている反面、繊維が剛直で、
叩解時にフィブリル化と同時に短繊維化が進み単独では
シート化が難しく、薄葉紙を製造しようとする場合更に
困難が伴う。

【０００４】すなわち、市販のパラ配向アラミド繊維ま
たはポリアリレート繊維を用いて薄葉紙を抄紙すると、
繊維間の絡みが少なく、ワイヤーからシートが剥離せ
ず、紙切れが起こり、また仮に抄紙できたとしても多孔
紙としての特性を満たす品質が得られなかった。本発明
の目的は，パラ配向アラミド繊維紙またはポリアリレー
ト繊維紙の抄紙性を改善し、これまで製造が困難であっ
た、耐熱性と多孔質構造を兼ね備え、且つ、坪量が小さ
く厚さの極めて薄い、薄葉耐熱性多孔紙を得ることにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，本発明は次の構成をとる。すなわち本発明は、「主
として、パラ配向アラミド繊維及び／またはポリアリレ
ート繊維に扁平ガラス繊維を配合した繊維混合物より、
湿式抄紙法によって製造することを特徴とする薄葉耐熱
性多孔紙」である。

【０００６】また，本発明の第二の発明は，上記第一の
発明の薄葉耐熱性多孔紙に耐薬品性樹脂を含ませたの
ち、必要に応じて圧縮、熱処理することを特徴とする薄
葉耐熱性多孔紙である。

【０００７】また，本発明の第三の発明は、上記第一ま
たは第二の発明のパラ配向アラミド繊維の濾水度が１４
０ｍｌ以下、ポリアリレート繊維の濾水度が３５０ｍｌ
以下であることを特徴とする薄葉耐熱性多孔紙である。

【０００８】また，本発明の第四の発明は、坪量３０g/
m²以下、厚さ５０μｍ以下、密度０．２〜０．７である
ことを特徴とする、上記第一〜第三の発明の薄葉耐熱性
多孔紙である。

【０００９】また，本発明の第五の発明は、平均孔径が
１０μｍ以下であることを特徴とする、上記第四の発明
の薄葉耐熱性多孔紙である。以下本発明について説明す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において、パラ配向アラミ
ド繊維は該繊維の濾水度が１４０ｍｌ以下となるよう
に、ポリアリレート繊維は濾水度が３５０ｍｌ以下とな
るように叩解することが好ましい。ここで言う濾水度と
は、ＪＩＳＰ８１２１に規定されるカナダ標準形の測
定によるものであるが、６０メッシュのワイヤーを用い
て測定した値を意味する。叩解処理により該繊維は、繊
維径が１μｍ以下の超極細繊維となる。叩解設備として
は、通常木材パルプの叩解に使用する叩解機すなわち、
リファイナー、ビーター等の叩解機を使用することがで
きる。叩解の結果得られた超極細パラ配向アラミド繊維
またはポリアリレート繊維に、扁平ガラス繊維を配合
し、この繊維混合物を湿式抄紙機により抄紙して薄葉シ
ートを得る。これまでは、米坪が小さく、厚さも極端に
薄いこのようなシートを湿式抄紙機で抄造しようとする
と、ワイヤーからの剥離性が悪い上に剥離強度も小さい
ため、ウエットシートをワイヤーから剥離することが困
難で、シート化が難しかったが、本発明により抄紙が可
能となった。得られたシートに耐薬品性樹脂を含ませた
のち、圧縮、熱処理する工程、特に圧縮工程を経ても、
通常のガラス繊維紙のように、シートの構造体としての
機能が失われたり、ピンホールが発生するようなことも
なく、厚み調整が極めて容易に行えることが分かった。

【００１１】本発明に用いる扁平ガラス繊維は、Ｅガラ
スを特殊な紡糸方法で直径方向の断面にアスペクト比を
設けたもので、扁平比が１：２〜１：８程度のものが好
適に用いられる。アスペクト比とは、断面が略楕円形の
繊維において、その楕円の短軸と長軸の比率である。ま
た、扁平ガラスの平均直径（円形換算）は５〜２０μｍ
が好ましい。該繊維のアスペクト比は大きいほどシート
の薄葉化に都合がよい。すなわち、扁平ガラス繊維は高
扁平比になるほど繊維間の接触面積が大きくなるので、
薄葉化で繊維本数が減り、繊維交点数が減っても、必要
なシート強度を確保することができる。これらの扁平ガ
ラス繊維は抄紙性改善をはかる目的で、パラ配向アラミ
ド繊維又はポリアリレート繊維に配合されるが、扁平ガ
ラス繊維の繊維径及びアスペクト比、アラミド繊維また
はポリアリレート繊維の繊維径（叩解度）、これらの繊
維の配合比等の調整により、目的とする多孔紙の空隙特
性をコントロールすることも可能である。

【００１２】扁平ガラス繊維の配合量は５〜９０％、好
ましくは２０〜８０％が適当である。配合量が５％以下
であると抄紙性改善効果が出にくく、また９０％以上だ
と孔径が大きくなり、ピンホールが出やすく、強度も低
下する傾向となる。

【００１３】本発明に用いる耐薬品性樹脂としては、耐
酸性、耐アルカリ性、耐溶剤性のある樹脂であれば、熱
可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであっても本発明の
目的は達成できるが、特に耐熱性が要求される場合は熱
硬化性樹脂やフッ素樹脂が使用可能であり、熱硬化性樹
脂では、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等
が、又フッ素樹脂としてはポリフッ化ビニリデン樹脂等
があげられる。また、シート構成材料の保護機能が特に
要求される場合は、皮膜形成性の良い樹脂、例えばポリ
オレフィン樹脂をベースにした水性懸濁液等が好適に使
用できる。

【００１４】本発明において耐薬品性樹脂を含ませる方
法としては、樹脂粉末をあらかじめ内添する、抄紙工程
で樹脂溶液をスプレーする、シートを樹脂溶液に浸せき
する等の方法があって、これらを併用することも可能で
あり、熱処理方法についても、多孔紙の用途に合わせ
て、熱キャレンダー処理及びキュアリング処理の組み合
わせを用いることができる。

【００１５】本発明における耐熱性多孔紙の好ましい密
度は０．２〜０．７の範囲にある。密度が０．２より小
さいと、パラ配向アラミド繊維またはポリアリレート繊
維の叩解により得られる超極細繊維の特徴が生かしにく
く、また０．７を超えると空隙率が減少し、多孔性紙と
しての機能が損なわれる結果となる。

【００１６】

【実施例】本発明を実施例及び比較例により更に詳細に
説明する。本発明の内容は実施例に限られるものではな
い。なお、濾水度の測定値は、カナディアンスタンダ
ードフリーネス（ＪＩＳ−Ｐ８１２１）において、濾
水度試験器のプレートを、６０メッシュワイヤータイプ
に変更して測定した値である。

【００１７】＜実施例１＞パラ配向アラミドパルプ（ト
ワロン１０９７：日本アラミド有限会社製）を１２イン
チの実験用リフィナー（熊谷理機工業(株)製）で叩解
し、濾水度２０ｍｌのパルプを得た。当該パルプ６０部
と、繊維径（円形断面換算）１３．２μｍ、扁平比１：
５、繊維長１３ｍｍの扁平ガラス繊維（ＨＩＳガラスチ
ョップストランド：日東紡績(株)）４０部とを混合し、
シートマシンで常法により米坪９．５g/m²の手抄シート
を調製した。得られたシートを濃度１％のエポキシ樹脂
（ディックファインＥＮ−０２７０：大日本インキ化学
工業(株)製）液に含浸、搾液、乾燥し、テストキャレン
ダーにかけた後、温度１５０℃で１０分間キュアリング
処理を行なった。更に、シートを濃度６％のフェノール
樹脂（ユニベックスＮタイプ：ユニチカ(株)製）液で
エポキシ樹脂の場合と同様に処理した後、温度２００℃
で６０分間キュアリング処理して、米坪１０．６g/m²の
薄葉耐熱性多孔紙を調製した。

【００１８】＜実施例２＞パラ配向アラミドパルプと、
扁平ガラス繊維の配合割合を変えたこと、扁平ガラス繊
維の扁平比を１：４に変えたこと、耐薬品性樹脂をフッ
化ビニリデン樹脂（「ＫＦポリマー」呉羽化学工業）に
変えたこと以外は、実施例１と同様にして、薄葉耐熱性
多孔紙を調製した。

【００１９】＜実施例３＞パラ配向アラミドパルプを濾
水度５０ｍｌに叩解したこと、耐薬品性樹脂にポリエチ
レン樹脂（「ザイクセンＡ−ＴＨ」住友精化）を用いた
こと以外は、実施例１と同様にして、薄葉耐熱性多孔紙
を調製した。

【００２０】＜実施例４＞パラ配向アラミドパルプを濾
水度１２０ｍｌに叩解したこと以外は、実施例３と同様
にして、薄葉耐熱性多孔紙を調製した。

【００２１】＜実施例５＞パラ配向アラミドパルプを濾
水度１４０ｍｌに叩解したこと以外は、実施例３と同様
にして、薄葉耐熱性多孔紙を調製した。

【００２２】＜実施例６＞繊維長５ｍｍのポリアリレー
ト繊維（ベクトランＮＴ：(株)クラレ製）を１２インチ
の実験用リフィナーで叩解し、濾水度３００ｍｌのパル
プを得た。パラ配向アラミドパルプを当該パルプで置換
した以外は、実施例３と同様にして、薄葉耐熱性多孔紙
を調製した。

【００２３】＜実施例７＞実施例６でポリアリレート繊
維の濾水度を３５０ｍｌに叩解した以外は、実施例６と
同様にして、薄葉耐熱性多孔紙を調製した。

【００２４】＜比較例１＞偏平ガラス繊維を繊維径１３
μｍの通常（円形断面）ガラス繊維（ＵＰＧ１／２：ユ
ニチカＵＭグラス(株)製）に置換した以外は、実施例１
と同様にして、シートマシンにより手抄シートの調製を
試みたが、剥離強度が低く、シートを抄きとることがで
きなかった。

【００２５】＜比較例２＞パラ配向アラミドパルプの配
合割合を１００部に変えた以外は、実施例３と同様にし
て、シートマシンにより手抄シートの調製を試みたが、
剥離強度が低く、シートを抄きとることができなかっ
た。

【００２６】＜比較例３＞ポリアリレート繊維の配合割
合を１００部に変えた以外は、実施例７と同様にして、
シートマシンにより手抄シートの調製を試みたが、剥離
強度が低く、シートを抄きとることができなかった。

【００２７】実施例１〜７で得られた薄葉耐熱性多孔紙
の米坪、厚さ、密度を測定するとともに、空隙特性とし
て透気度および平均孔径を測定した。透気度の測定はＪ
ＩＳ−Ｐ８１１７に、平均孔径はＡＳＴＭＦ３１６−
８０に準拠した。抄紙性はワイヤーからの剥離性および
ピンホールで評価した。結果を表１に示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明により，たとえば表１において、
パラ配向アラミド繊維に通常ガラス繊維を４０％配合し
た比較例１では、シート抄造が困難であるが、扁平ガラ
ス繊維を同一割合配合した実施例１では、抄紙性が改善
され、米坪１０．６g/m²、厚さ２０μｍの薄葉耐熱性多
孔紙を得ることができる。扁平ガラス繊維を全く含まな
い比較例１〜３では抄紙性が極めて悪く、パラ配向アラ
ミド繊維やポリアリレート繊維単独で、このような低米
坪で、厚さの極めて薄いシートを抄造することが困難で
あることが分かる。本発明によれば，パラ配向アラミド
繊維またはポリアリレート繊維の叩解条件、該繊維と扁
平ガラス繊維の配合割合、扁平ガラス繊維のアスペクト
比、繊維混合物より得られるシートの坪量、厚さ、含浸
する耐薬品性樹脂の種類、圧縮条件、熱処理条件等の各
種要因を整えることにより、これまで湿式抄紙によって
は得られなかった、低米坪で厚さの極めて薄い薄葉耐熱
性多孔紙を抄造することが可能となる。これまでフィル
ム材料でしか得ることができなかった、耐熱性と多孔質
構造を兼ね備え、しかも厚さの極めて薄い、このような
薄葉耐熱性多孔紙が湿式抄紙法で製造可能になるととも
に、含浸する耐薬品性樹脂の種類を選ぶことで、製品の
化学的、熱的性質を必要に応じて自由にコントロールす
ることができる。これにより、バッテリーセパレータ
ー，耐熱フィルター，濾材，断熱材，触媒担体、電気絶
縁紙等の薄葉化需要に応えるとともに、新規用途の拡大
が期待できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主として、パラ配向アラミド繊維及び／ま
たはポリアリレート繊維に扁平ガラス繊維を配合した繊
維混合物より、湿式抄紙法によって製造することを特徴
とする薄葉耐熱性多孔紙。
【請求項２】請求項１に記載の薄葉耐熱性多孔紙に耐薬
品性樹脂を含ませたのち、必要に応じて圧縮、熱処理す
ることを特徴とする薄葉耐熱性多孔紙。
【請求項３】請求項１に記載のパラ配向アラミド繊維の
濾水度（６０メッシュワイヤーを用いて測定したカナデ
ィアンスタンダードフリーネス）が１４０ｍｌ以下、
ポリアリレート繊維の濾水度（同上）が３５０ｍｌ以下
であることを特徴とする請求項１または請求項２のいず
れかに記載の薄葉耐熱性多孔紙。
【請求項４】坪量３０g/m²以下、厚さ５０μｍ以下、密
度０．２〜０．７であることを特徴とする、請求項１〜
３のいずれかに記載の薄葉耐熱性多孔紙。
【請求項５】平均孔径が１０μｍ以下であることを特徴
とする、請求項４に記載の薄葉耐熱性多孔紙。