JPS58208179A - 耐熱膨張性シ−ト状物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、α−セピオライト、未膨張バーミキユライト
、有機結合剤、及びセラミック繊維からなる層とα−セ
ビオライト、有機結合剤、セラミック繊維からなる層の
二層構造を有する一体製の耐熱膨張性ソート状物に関す
るものである。

従来、セラミック繊維と未膨張バーミキュライとを有機
あるいは無機結合剤をもって結合させ、耐熱性及び弾力
性を付与したシート状物が桶々提案されている。

たとえば、（１）特開昭←０−５ｓＡＯ３号には、膨張
性雲母、無機繊維材料、無機結合Ｄｉｉからなる彰＋性
／−ト材料が５また（、２）特開昭ヤ／−Ａ９３０７号
には、膨張性雲母、無機繊維材料、有機弾性結合剤から
なるロエ涜−彰張性シート材料、きらに（３）特開昭５
４’−３０２１ｇ号には、未膨張ヒル石、無＠繊維物質
。

有磯エラストマー結合剤、無機粘土結合剤からなるＯＴ
涜性＃張性７−ト＃Ａ質が開示されている。

しかし、無磯軸合剤ｆ！：便用した従来例（１）の７−
ト材料は、不発明者らの実験によれは常温での可俊性、
憚カ性に欠け、一方、有機結合剤を使用した従来例（コ
）のノート材料は、高温ではこの結合剤が焼失し回度が
低下してしまうことがわかっている。さらに、有機と無
機の結ぢ剤を併用した従来例（３）のソート物質でも使
用している無＠結曾剤が硬化性のものであるため、有機
結合剤が焼失する高温で＋１１弾力性、可撓性を失なう
ことが本”発明者らの実験によりわかった。甘た。これ
ら従来例（１）〜（３）によれは、製造されるシート状
物は高温になると非常に脆くなることを本発明者らは実
験により知見した。それらの欠一点が生ずる理由は、そ
れぞれ使用されている未膨張バーミキユライトの貧有率
がいずれも３０重量％以上と多く、また使用されている
無機結合剤はバーミキュライトの自由膨張を押さえる機
能を有しないため、バーミキュライトが膨張する高温に
おいては非常に瞬くなるからであると考えられる。

以上、従来提案されている未膨張バーミキユライトを使
用したシート材料あるいは組成物は、常温や高温での弾
力性９強度、可撓性などの緒特性において上記のような
欠点をそれぞれ有してお丸その用途が大きく制限される
という不利があった。

本発明者らは、先にこｎら従来例の欠点を除去。

改善したシート状物に係る発明を特願昭５Ａ　−１９０
９３１号により提案した。このシート状物は、加熱膨張
率が低いために、加熱により隙間が大きくなるような場
所へはシール材として使用することが困難であることが
わかった。

筐た、特開昭九−１０９ｇｔ＞／号Ｖこげ、未膨張バー
ミキユライトと膨張させたバーミキュライト及び有機結
合剤とからなる膨張性シート材及びそのノート材の一方
の面にセラミック繊維ペーパーが、もう−万の面にアル
ミ箔が接着されている膨張性シート材が示されているう
しがし、このシート材は、バーミキュライトが有機結合
剤で接着されているたけであり、常温でもこのバーミキ
ュライトが脱落し、取扱い上不便であるほか、有機結合
剤が焼失し、バーミキュライトが膨゛張する高温では強
度の低下が著しいという欠点がある。

本発明は、前記、諸従来例及び％願昭呉−／ｑθ９３ノ
号に示されたシート状物の有する上記欠点を除去、改善
したシート状物を提供することを目的とし、特許請求の
範囲記載のシート状物を提供することにより、前記目的
を達成するものである。

以Ｆ１本発明の詳細な説明する。

本発明の主構成材料であるセラミック繊維は、一般的に
高純度のシリカとアルミナのほぼ等量を電気溶融し、そ
の細流を高圧の空気または蒸気で吹き飛ばし繊維化した
ものである。この繊維は、通常のコθ０〜３θθ℃で軟
化するガラス繊維と異なり、ガラス質ではあるが１００
０℃以上の高温に耐える優れた耐火性を有する繊維であ
る。

次にα−セビオライトについて説明する。

α−セビオライトとは、複鎖状構造型の含水マグネ７ウ
ムケイ酸塩鉱物の一種であり、その結晶化度により２種
類がある。そして結晶化度の高い繊維状のものばα−セ
ビオライト、低結晶化度ないし非晶質で塊状のものばβ
−セビオライトと呼ばれ゛ている。β−セビオライトは
塊状形態であるため、セラミック繊維や未膨張バーミキ
ユライトなどの他の材料と絡み合う性質を有しないこと
から、α−およびβ−セビオライトからなる従来のセビ
オライト原鉱をそのまま使用することはα−セビオライ
トのみを使用したものよりも絡み合いか弱くなるという
ことを本発明者は研究によシ先に知見した。かくして本
発明者は、セピオライトから選鉱して得たα−セビオラ
イトを使用することが最適でありかつ必須であることを
知見した。

このα−セビオライトは、第１図に示すように８１−〇
四面体）−／とＭｇ−ｏ（○Ｈ）八面体層コとからなる
タルク状２：／型層構造を基本とする各リボンが四面体
層の頂点方向び）周期的な逆転によりつながった鎖状構
造を結晶構造Ｖ）基本とｌ〜４　Ｃ軸方向に結晶が良く
発達し卓越した繊維形態を示す繊維状物である。さらに
、このα−セビオライトは、水または有機溶媒に対する
分散性、増粘効果に優れ、微細繊維状で極めて柔軟性に
富むため、他の種々の材料とも良く絡与合い、＠配信の
材料と均一に分散された場合には他の材料と強固に結合
する優れた効果を有する、α−セビオライトの化学組成
は、一般的に第１表に示すごとくであり、その化学組成
かられかるように耐熱性にも優れている。

４７表 次（で、未膨張バーミキユライトについて説明する７、 本発明のノート状物に使用する未膨張バーミソニライト
ｕ、バーミキュライト鉱物で第一図に示したように８１
−〇四面体層／とＭｃ＠　−０（ＯＨ）またはＡｌ−０
（ＯＨＩ八面へ層コとからなるタルク状２：／型層構造
を基本とし、それらが層間に水を介してつながった雲母
状構造の含水鉱物である。

外見上は不定形板状または薄片状の粒子で、層間に水を
介してなる多重構造であるため、加熱すると脱水して、
はく耐膨張し原容積の７０〜８倍に伸張するので、あた
かも幹状を呈するようになる。

よって、膨張したバーミキュライトは弾力性、断熱性な
どの特性を有するが、このせ状の薄片多重構造体の音間
の結合力が乏しいので外力を受けると薄片化してはらは
らになり易く、膨張し７たバーミキュライト単独で：は
、その薄片多重構造からなる一定形状を保持した彩りを
維持することは難かしい。未膨張バーミキュライトの化
学組成は第２表に示し７たようにＳ　ｉＯ２とＭｇＣ’
、　　が主成分となってお１′）前記（ニーセピオライ
トと組成的に（ｄ似ているが、構造的には上記のように
α−セビオライトが複軸構造からなる繊維状であるのに
灯し、未膨張バーミキュライト（１板状、薄片状多重構
造という全く異なる形態を有している。

第−表 ／Ｉ（発明のシート状物のもう一つの構成材料である有
機結合剤としては、アクリロニトリ゛ルブタジエ／、ス
チレンブタジェン、アクリル酸エステルなど各棟ラテッ
クス、ボ”リウレタン、酢酸ビニル。

メチルセルロースなどを用いること艇有利である。

本発明者らは、これらｑ種類の原料を混合使用したシー
ト状物と、これらの原料のうち未膨張バーミキユライト
を除いた３種の原料を混合使用したシート状物を貼り合
わせた二層構造の一体製シート状物が優れた特性を有す
ることを新規に知見した。

以ド、これらの原料を混合便用したシート状物を貼り合
わせることによる作用効果、並びにシート状物の特性に
ついて説明する。

促米：Ｍ　／ｉ〜（３）、／）欠点を除去することを目
的とし、本兄明者らが元に提案した特願昭九−／ｑ０９
３／号による耐熱弾性ノート状物は、ｔｏｏｏ’ｃ以上
の耐熱性を待つセラミック繊維及び未膨張バーミキユラ
イトが柔軟性、耐熱性かつ弾力性に富むα−セビオライ
トと均一に絡み合ってなるものであり。

１０００℃以上の冒温でも取り扱いに支障のない光分な
強度を有し、１だ常温でも１０００℃以上の高温でも優
れた弾力性を有している。

しかし、この／−ト状物は、未膨張バーミキユライトの
含有率シ重量壬以丁と少なく加熱膨張率が低い。

シートの加熱膨張率を上げるためには、未膨張バーミキ
ユライトの含有率を噌せは極めて容易に上げることが出
来る。しかし１本発明者らは、未膨張バーミキユライト
含有率を増したり、未膨張バーミキユライトの選別や薬
品による処理などを行なわずに、ノートの加熱膨張率全
土けることを鋭意研究した結果、未膨張バーミキユライ
トをシート状物の厚さ方向片側に偏在させることにより
シート状物のか０熱膨張率を上けることに成功したつ本
発明のシート状物は、それぞれ厚さ及び嵩密度は同じで
あるが、組成の異なる２つの１＠からなる構造を有し、
そのうちの−一は、未膨張バーミキユライトを含まない
α−セビオライト、セラミック繊維、有機結合剤からな
り、もう−鳴を、未膨張バーミキュライトの含有率の高
い、未膨張バーミキユライト、α−セピオライト、有機
結合剤。

セラミック繊維からなる層とすることにより未膨張バー
ミキユライトをシートの片面に偏在づせたシート状物で
ある。

本発明の／−ト秋物において、未膨張バーミキユライト
の含有率の高い層は、その含有率がり重量係と多いが、
このＩｉｉは、体積９重量ともシート全体の１／２を占
めるにすぎず、シート全体に対する未膨張バーミキユラ
イトの含有率は３重量幅程度と極めて少ない。

下発明のシート状゛吻における未膨張バーミキユライト
を含まない層の組成からなるノート状物は。

加熱膨張率が全くないという欠点があり、一方。

未膨張バーミキユライト含有率の高い層の組成からなる
ノート状物は未膨張バーミキュライトの膨張によりノー
トの強度が高温で低いという欠点を有する。

本発明のソート状物は、前記のように未膨張バーミキユ
ライトをシートの片側に偏在させ、バーミキュライトの
加熱膨張力を集中させているために、未膨張バーミキユ
ライトがシート状物全体に均一分散して（ハる特願昭ｓ
Ａ　−／ｑＯｑ、？／号に示したシート状物に比べ、加
熱膨張率が高いという特徴を有する。

さらに、本発明のシート状物における。未膨張バーミキ
ユライトを含まない層は、α−セピオライトとセラミッ
ク繊維の絡みにより高温での強度が高く、従ってこの層
を片面に有する本発明の７−ト状物ｉｄ、高温でも強度
が高いという特徴を有する。

従来例（Ｕ）には、バーミキュライトと有機結合剤から
なる１脅を、セラミック繊維ペーパーとアルミ箔ではさ
んたシート材が示されている。しかし、このノート材に
おけるバーミキュライトと有機結合剤からなる層に（は
、あらかじめ膨張させたバーミキュライトが未膨張バー
ミキユライトと混ぜて使用されているために、このシー
ト材は加熱膨張率が低いという欠点を有する。さらに、
このシート材は、結合剤とし、て有機結合剤しか使用さ
れていな１．１”＞ために、有機結合剤が焼失する高温
では、強度が大幅に低下してしまう。

これに対し、本発明のシート状物は、未膨張バーミキユ
ライト含有率の高い１−にも、耐熱性に富むセラミック
繊維とα−セピオライトを使用しており、これらがバー
ミキュライトと絡み合っているために高温でも強度の低
下は小さいという特徴を有する。

次に４、本発明を実施例につ（八で説明する。

実施例Ｊ α−セビオライトＡｆＩ、市販のセラミック繊維６乙２
．アクリロニトリルブタジェン系ラテックス（固型分ｑ
０チｆ、Ｈｍｌ、市販の未焼成南アフリカ産バーミキュ
ライ）２号Ａ９ｆ’ｌ−ダ００θｍｌの水中に投入し光
分攪拌、混合した。これに市販のポリアクリルアミド系
凝集剤の０．　／％溶液３７　ｍｌと硫酸バンド溶液’
７ｍｌを添加し攪拌、混合した。このようにして作成し
たスラリーを角型の手抄き機にて抄造物を得た。一方α
−セビオライ）　／Ａ　ｆ　、市販のセラミック繊維７
２４　？　、アクリロニトリルブタジェン系ラテックス
（固型分ｔＡｏ％）３９　ｒｗｌを≠０００　ｍｌの水
中に投入し充分攪拌した後、市販のポリアクリルアミド
系凝集剤の０．７％溶液１００　ｍｌと硫酸バンドＩＯ
係溶液７ａｌを添加し攪拌、混合し友。このよう１（シ
て作成したスラリーを角型手抄き機内の前記抄造物の上
に流し込み抄潰し、厚さｎｌの抄造物を得たっこの抄造
物を１００℃にて乾燥した後２プレスし３０　Ｘ　３０
（ｚ　、厚さ５電、嵩密度０．７　ｙ／ｃｅｌｌ　〕本
発明のシート状物を得た、このシート状物について、以
下に示す高温での強度及び加熱膨張率の評価試験を実施
しその結果を第３表ＩＣ示した。

本発明の７−ト秋物について実施した高温での強度の評
価域＠（グ、　　ｑｏｏ℃の雰囲気下で、ＴＩＳ　　ｊ
・Ｋ／八へ　に基づいて測定した。

さらに、加熱膨張率の評価域＠は、２５ＦＩ７１＋平方
の試験片を各温度にて２時間厘熱し、加熱前と加熱後の
厚さをダイヤルゲージにて測定して膨張率を計算する方
法である。

実施例２ 実施例、１と同じ原料を使用し、α−セビオライトＡ？
、セラミック繊維７／２．ラテックス３９ｒｎｌ。

バーミキュライトＡ３２．ポリアクリルアミド３７ｍ／
　、硫酸バンド？　ｍｌ　、水ｔｉｏｏｏ　ｍｌの配合
よりなるスラリーとα−セピオライトΔ７．セラζツク
繊維／／ｇｆ、ラテックス３９　ｍｌ　、ポリアクリル
アミド／呉ｍｌ　、硫酸バンド７　ｍｌ　、水ｔ１００
０　ｍｌの配合よりなるスラリーから実施例１と同様の
方法にて厚さ５　ｍ　、嵩密度θ、７２〜のシート状物
を得た。

この／−ト状物について実施例１と同様の測定を行ない
その結果を第３表に示した。

比較例１ 実施例１と同じ原料を使用し、α−セピオライト〃２．
セラミック繊維／’１２　Ｆ　、ラテックス７９ｍ１．
バーミキュライトＡ９　ｆ　ｆ　１０００　ｍｌの水中
に投入し充分攪拌、混合した。これに市販のポリアクリ
ルアミド／、３７　ｍｌ　、硫酸バンド／ｓｍｌ？ｒ：
添加し攪拌、混合した。このようにして作成したスラリ
ー全角型の手抄き機にて抄造し、厚さ２３１１３Ｒの抄
造物を得た。この抄造物を１００℃にて乾燥した後プレ
スし３０　Ｘ　ＪＯｃＩＬ、厚さ！；　＄１１　、嵩密
度０．７　ｙ７ｆｘ／ｌのシート状′＄ＩＪを（４だ。

このシート状物について実施例１と同様の測定を行ない
その結果を第３表に示した。

比較例２ 実励例１と同じ原料を使用し１α−セピオライ）　、ｊ
２　ｆ　、セラミック繊維ｉｇｑ　ｙ　、　ラテックス
７９ｍ／　、バミュキライト４３２．ポリアクリルアミ
ド／９９　ｒｎｌ　、　愉酸バンド／５ｒｎｌ、水ｇ０
００　ｍｌの配合にて比較例１と同様の方法により厚さ
５朋、嵩密度０、７　ｑ／ｃｒｌのシート状物を得た。

このノート状物について実施例１と同様の測定を行ない
その結果を第３表に示した。

第３表かられかるように、本発明の実施例１及び２に示
すノート状物は、高温での強度が、２　Ｋｒ）’ｃｔｄ
以上あり取扱いに何ら支障のない強度を有していた。さ
らに加熱膨張率は、　　３００℃の低温においてもｉｏ
ｏチ近くあり、６θＯ℃では２００チ程度と大きな値を
有していた。

比較例１及び２に示したシート状物は、シート全体に含
まれる各原料の配合割合は、−ｆ：わぞれ実施例１及び
２のシート状物と同じであるが、比較例のシート状物は
未膨張バーミキユライトが、シート全体に均一分散され
ているために、加熱膨張率が実施例のシート状物の１／
２程度しかない。

以上、本発明のシート状物は、未膨張バーミキュライト
をシートの片側に偏在をせたものであるため、実施例に
よりわかるように、・・−ミ千ニライトが極めて少量で
あるにもかかスつらず大きな加熱膨張率を有する優れた
材料であり、高温部での７−ル材、断熱材、光填材など
として幅広い用途への使用が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はα−セヒオライトの構造を示す模型図であり、
第一図は未膨張バーミキユライトの構造を示す模型図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　α−セビオライ）５−ｒ重量係、未膨張バーミキュ
   ライトｌＯ〜Ｉ！ダ重量係、有機結合剤５〜７５重量％
   、残部実質的にセラミック繊維からなる７−トとα−セ
   ピオライト５〜Ｊ重量係、有機結合剤５〜／３重量憾、
   残部実質的にセラミック繊維からなるシートが貼り合わ
   され、全体としてα−セピオライトＳ　−Ｘ重量係、未
   膨張バーミキュライト５〜２．２重量％。 有機結合剤！−／！；重量係、重量係員残部実質的ック
   繊維からなる二層一体製の耐熱膨張性シート状物。