JPS60137874A - セラミツク成形体の製造法 - 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】 本発明はセラミックシート状物及びその製造法に関する
ものである。

セラミック素材の粉末あるいは繊維状物はその耐熱性、
不燃性ｓ　′？ｌ′ｉ’、気絶縁性、吸着性、断熱性。

焼結性、半導電性、導電性、化学安定性、遠赤外放射性
、耐摩耗性、ち恰性等、故多くの特長を鳴しているため
、この特長を生したシート化する方法が柾々提案されて
いる。

例えば、結合成分としてセルロースパルプあるいは有機
質稙維更には有機質ポリマーを用いて湿式抄紙法により
シート化するもの、アルミナゾル。

シリカゾル、あるいは石綿、の如き無機物質を用いて湿
式抄紙法によりシート化するもの、あるいは、その両方
を併用してシート化を試みるものがある。しかしながら
これらの従来技術にはそれぞれ欠点があり満足した形で
の用品が市場に出ていないのが現状である。

即ち、セルロースパルプあるいは有機質繊維（には有機
ｚｔｘポリマー全結合成分としてシート化したものは常
温でｕ４４足の行くものであっても３００℃以−Ｆの高
温にさらした場合には有機物は焼去されるため強度が極
端に弱くなり崩壊して形状を１呆！寺できなくなってし
まう。

父、アルミナゾル、シリカゲル等を結合成分として使用
したものはシート化する工程における粉末状物の定着が
悪く、又２　シート化物が硬く、又。

もろくなって折れ易くなり、シート状物としての可撓性
を失し、用途範囲は極端に快くなってしまう、−に又１
石綿を結合成分として１更用したものは発ガン性が問題
となり用途が限定されつつある。

以上のようにセラミック素材の粉末あるいは繊細状物の
特性がすぐれているにもかかわらずシート化工程におけ
るセラミック素材の定１Ｚ性、シート化物のシートとし
ての特性にはなお多くの問題点を含んでいる。

本発明者らはかかる春情に鑑み鋭意１英討を行なった結
果、シート化原料に極細；ｉｌｌ？機繊維全繊維すると
従来技術の欠点を解消し得る事を見い出し。

本発明に到達した。

即ち２本発明は（へ）：セラミック素材の粉末及び／又
は繊維状物、（Ｌ（）：平均繊維径５μ以下、乎均繊維
長１ｗｎ以上の極細無機繊維、及び０：水利膨潤性鉱物
とをノ＋１当に７阻み合せる事により（（（を燃、不燃
は勿論の事２表面平滑度を上げて印刷等も可能になり、
又、３００℃見上の高温にさらしても強度がはとんど劣
イ１１せず父、形状も保持され、史にはそれを頃ｔｒな
らばある温度以上では焼結してセラミック賀にＩｊ’＝
うす事も町ａはを万能型のセラミックシート状物を提供
するものである＾ 本発明に使用するセラミック素材の粉末及び／又は繊維
状物としてはケイ石、ケイ砂、ケイ藻土。

木節粘土、蛙目粘土、カオリン、カオリナイト。

ボーキサイト、雲母、粘土状雲母（セリサイト。

イライト）、バーミキュライト、ベントナイト。

ゼオライト、リン鉱石、ダイアスボア、ギブサイト、ｒ
ｐ性白土、陶石、ろう石、長石１石灰石、ケイ灰石２石
膏、ドロマイト、マグネサイト＊ｉ骨石。

などの天然の無機物、そして、水酸化アルミニウム、水
管化マグネシウム、水酸化第二鉄等の金属水酸化物及び
トベルモナイト、ゾノトライト、等のケイ酸カルシウム
系７に和物又は、カルシウムアルミネート水和物、カル
シウムスルホアルミネート水和物等の各種酸化物の水和
物、又はアルミナ。

シリカ、マグネシア、カルシア、ジルコニア、ドリア、
ベリリア、酸化チタン、スピネル、合成コージライト、
合成ムライト、合成ゼオライト、クロム質、クロムマグ
ネシア質、マグネシアクロム質２合成炭酸カルシウム、
リン酸カルシウム、その他各種炭化物（ＴｉＣ，ＺｒＣ
，ＨｆＣｒ　ＶＣ，ＴａＣ。

ＮｂＣ，ＷＣ，Ｂ、Ｃ，ＳｉＣｆｘト）　、　”ａ化’
ＪＲＪ　（ＴｉＮ。

ＶＮ、　ＩＴｈＮ、　ＴａＮ、　、ＨｆＮ、　ＡＩ）Ｎ
、　ＢＮ、　Ｓｉ３Ｎ４など〕。

ｌｐ化リチウム、酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化鉛。

酸化唾鉛、１り化ニッケル、二酸化マンガン、酸化第二
銅、酸化コバルト、酸化バナジウム、炭酸バリウム、炭
酸マンガン、チタン酸金属塩（チタン酸カリウム、チタ
ン酸カルシウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸バリウ
ム、チタン酸ストロン゛チウム、チタン酸マグネシウム
、など）、黒鉛、活性炭、モリブデン、タングステン等
の金属粉末。

又は、各種フハ（機顔料などの人工無橙物等の粉末ある
いは繊維状物が挙げられる。なお、午こで言うセラミッ
ク素材の粉末及び／又は繊維状物とは。

平均繊維径が５μ以下で平均繊維長が］郷以上の極細無
機繊維及び水利膨潤性鉱物の範中に入らない前記記載の
鉱物群の総称であり針状結晶９Ｍ片片状結晶スフレーク
状物中窒伏物、史には本来平均繊維長１ｍｍ以上の繊維
状物を粉砕して粉末状又は微細！＆維状にしたもの等も
言ま扛る。こｎらのセラミック素材の粉末及び／又は繊
維状物はその使用目的に応じて１椎又は２種以上適宜列
択使用される。

次に本発明に１史用される極！（１１＝延機繊維として
は平均繊維径５μ以７望ましくは８μ以下で平均繊維長
がｌｌｌ１＋Ｉ＋以上望ましくは８１１１＋＋＋以上の
１ａ細ガラス繊維、高硅酸ファイバー、ロックウール、
セラミックファイバー、アルミナ繊維２石莢繊維、ムラ
イトファイバー□、ホウ素繊維、ジルコニア７アイバー
、炭素繊維、ステンレス繊維２等の中より１種又は２種
以上、その使用目的に応じて選ばれるがこれらに限られ
るものではない。これらの極細無機繊維を加える事によ
り例えばシート化物のつなき゛としての補強性、フィル
ター効果による粉末類の定着性、１ＩＩＩｔ熱性が向上
する。％に平均繊維径が０．８〜Ｂ、　、Ｏμ２．平均
繊維長が８−１．５ｍのものは、その効果の発現が顕著
である。

父１本発明に使用する水利膨潤性鉱物は結晶単位格子が
厚味方向に繰り返さス１．た結晶構造を持つ熊楼イＬ合
物であり結晶層間に水分子を引き入れて膨潤する性質が
あり、この膨潤性の最も発達した段階に？・丁結晶が＠
壊［２て超微粒子体となり、水中で安定したゾルを形成
する鉱物の総称であり１例えば水和膨部性ベントナイト
群（例：コロイド性ベントナイト、コロイド性ソジウム
モンモリロナイトなど）などの天然物、水利膨潤性鉱物
群（例：ソジウムテトラシリジクマイカ、ソジウム又は
リチウムデュオライト、ソジウム又はリチウムへクトラ
イトなど）などの合成物があるがこｎらに限られるもの
ではない。

これらの水利膨潤性鉱物は造膜性、乾燥団結性等がある
ためセラミック素材の紛＊及び／又は繊維状物と極細無
機繊維同士を結合する働きがあり。

シート状物の可撓性と高温にさらした場合の形状そのシ
ート状物の使用目的により適宜決定されるが、各々の機
能を発揮させるためにはＡ　／　Ｂ　ｔｒＪ、ｇＯ／１
０乃至１０／９０の範囲が良く、父、ＣばＡ−）−Ｂに
×寸し５〜５０重量係の］１厄囲が望ましい０丸にその
他に添加物としては必要に応じて、セルロース繊維の他
にポリアミド、ポリエステル。

ポリオレフィンの如き各種合成繊維、史には必要に応じ
て（曳糸性）高分子凝集剤でめる゛アニオン系ポリマー
（例：ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド
などの部分加水分解物の塩、マレイン酸共重合物の塩）
、カチオン系ポリマー（例：ポリアクリルアミドの部分
加水分博物など）。

ノニオン系ポリマー（例：ポリアクリルアミド。

ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド）ある
いは卵白、トロロアオイ、オクラの実の粘液などの天然
の曳糸性高分子も混合使用しても良い。史に父、水溶４
′ｌ：暖！　杓４１１旨、メラミン樹■旨、カチオン化
澱１ｉ’ｔｋ、　ＣＭＣ、ポリアミドポリアミンエピク
ロルヒドリン樹脂、ポリイミン樹脂、水浴件アクリル樹
脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシ
エチルセルロース、等のｉｔ力増強剤、マレイン酸系中
性サイズ剤、ロジン系サイズ剤１右油系サイズ剤、高分
子樹脂エマルジョン。

コ゛ムラテックス等を力１１えても良い。しかしながら
。

これらの有機物は無機質ヶ体の８０重量係以下。

好ましくは２０重伊係以下の添加量が望ましい。

更に又、その他の添加物としてはフッ素系耐油剤。

ｒ４１１型剤、シリコン系撥水剤＋　１４ｉｔ型剤、シ
ランカップリング削、硫酸パン士、アルミン酸ソーダ、
ポリリン峻、ポリリン酸アンモニウム等を必要に応じて
添加し７ても艮い。

次に本発明の実施の方法を説明する。

まず、セラミック素材の粉末及び／又は繊維状物と極細
無機繊維、更には水利膨潤性鉱物、史には必要に応じて
他の添加物を水に分散した後、湿式ｆｐ昶、法又はそれ
に準じた方法によりシート化する。

湿式抄紙法又はそれに準じた方法とは例えば帯状１円型
状、角型状のｆ５過網、沖過イ１若しくは一過板のよう
な瀘過媒体の上Ｋかかる＊分散１１ηを均一の７１みを
有するように流した鏝又は、これらのｆｆ５過媒体で挾
むなどし−（ｆ／＋ｉえば自然濾過あるいは成用濾過な
どの１・ψ作により濾過し、シート状物となす方法の総
称である。このようにして得らｎたシート状物はｐ過媒
体より剥離後乾燥するか、乾燥後剥離するかして乾燥工
程を経てシートとなる。

これらのシート化を連続的に行う方法としては従来より
公知の長網式２円網式、短綱式２円網フォーマ一式、傾
斜ワイヤー式等の湿式抄Ｉｔ　機がある。

史に必要によりセラミックシート状物は宮浸あるいはコ
ーティング加工を施し７たり、印刷、エンボッシング等
の加工を施したり、あるいはコルゲータ−によりコルゲ
ート加工を施したり、・池の素材とラミネート加工した
り適当な大きさに切ったり。

折ったり１曲げたり、貼ったりして二次加工を施す事も
できる。更に父、必要に応じて８００℃以上好１しくは
４００℃以上の温度で加熱、焼成処理して有機物を除去
しても良い。更に父、５５０”Ｃ以上好ましくｕｓｏｏ
℃以上の温度で焼結し。

セラミック質にしても良い。

かくして得られたセラミックシート状物はその用途とし
て、耐熱フィルター材料、触媒担体、熱交換器片素子、
セパレーター、積層板基材、遠赤外、糧放射素子、電線
波覆材料、耐熱・耐火紙、電子工業用耐熱絶縁材（例え
ばセラミックプリント基板、ＩＣチップなど）、耐熱パ
ッギング材、耐摩耗性材料（自勅屯用ブＶ−キ、クラッ
チ等）。

不燃性建材、不燃性情報Ｉｌ！ｌ業用紙、多孔質セラミ
ックス、陶紙、線維強化セラミックスなどの広範囲に拡
大することができ、これらの分野では極めて有用なもの
である。

以下実施例を盛げ、大発明を具体的に説明する。

実施例　ｌ 高アルミナ繊維（電気化学工業■製、デンカアルセンバ
ルタ：平均繊維径８μ）５（）重量部をあらかじめ水に
分赦し、ビータ−にて平均繊維長を８〜５簡にそろえだ
ものに水利膨潤性ベントナイト群鉱物の一種であるコロ
イド性ベントナイト２５重量部を水に膨潤させて務加し
９次いでシリカ粉末１５重量部、アルミナ粉末１５重邦
部、マグネシア粉末ＩＯ重量部、長石１５重量部を添加
混合し９次いでカチオン化澱粉を５重量部、８０’Ｃの
湯で溶解したものを添加した後、良く攪拌し２だ後、　
Ｔａｐｐｉミルルミ角型シートマシン０．２　ｗｎに抄
紙し、１２０″ＣＸ２分間乾燥し、てシート状物を得だ
。このシート状物を４００℃にて３０分間脱脂した後強
度を測定しまた結果は表１のようになり脱脂前の約６０
ｑｂは保持１〜ており、（に１２００℃にて焼結すると
ＦＵｔｌ性の強いセラミック叛となった。こ扛らの性質
を利用してセラミックプリント配線基板、セラミックヒ
ータ−１遠赤外線放射体等に使用可能であった。

実施例　２ 極矧［ガラス構維（ジョンズ・マンビル社製、Ｔファイ
バー−＃１０６：平均繊維径０．５４〜０．６８Ｉｔ）
を８０重量部あらかじめ水に分散シフ、ビータ−にて平
均繊細・長？５〜８燗にそろえだものに水オ旧彫潤性；
１５母群鉱物の一種であるソジウムテトラシリシックマ
イ力（ドビー工業■製）を水に膨潤させて２０重量部添
加し２次いでアルミナ粉末１５’ｆｉ量部と酸化チタン
粉末１５垂部部を添加混合し２次いでポリアミドポリア
ミンエピクロルヒドリン４も・１１１旨Ｆｉｔ窟部、Ｃ
［ｖｔＣ］重量部添加した後良＜’＋を替拌しＩ″ａｎ
ｐ　ｉ角型シートマシンにて、ｌ＋＠味０．１５鰭のシ
ート状物′ｆ：得た。このシート状物全実施例１と同６
＊　Ｋ　ｌ−、て脱脂及びす（１＾結を行った。結ψ−
は表１に示しだ如くになり、実用性の高いものであり。

実施例１と同様の丼１途の他に不燃性壁が、フスマ昶等
の建材用にも使ｊｊｌｌｉｆ’［１化であった。

実施例　３ セラミックファイバー（力１日本製鉄化学工業■製、ニ
スファイバーＳＣバルク１２６０グレード：平均繊維径
３．５μ）を５０重量部あらかじめ水に分散し、ビータ
−にて平均繊維長を６〜ｌ（１ｍｎにそろえたものに水
和膨濶性雲団鉱物の一種であるリチウムテニオライトを
８０重量部水にＩｉ　＋閏させて添加し、更にロックウ
ール８８Ｘ　（日体幼請（慟製）を５０重量部あらかじ
め水に労敗しビータ−にて平均繊維長を５（）０μにそ
ろえだものをτ嶺加混合し２次いで繊維状チタン酸カリ
ウム（大塚化学場品（４１３製、ティスモ−）を１ｏｏ
ｗデ市１部添加した。次いでカチオン化澱粉５沖市部を
実施例１と同様に添加してから良く攪拌し、実施例■と
同様にして厚味（１，８ｗｎのシート状物を得た。この
シート状物を実施例］と同様にして脱脂し、た。結末は
表１に示したとおり、　′−ＪＬ川性の用いものであり
。

特に４００℃以上の１１７士熱性を：ＪＪ　＞、ｌ’ｌ
−される分野（（２１１えばφ￥Ｊ鉄関係、浴暎関係な
ど）の耐熱材料と１．て１史用ｏｆ口巨であった。

実施例　４ セラミックファイバー（イソライトパブコック耐火■製
、カオウールバルクＳ：平均繊維径２．５μ）を５０重
置部あらかじめ水にか赦しビーターにて平均繊絹長を（
３〜１０ｍｍにそろえたものに水オ（１膨潤性ベントナ
イト鉱物の−ｉＩｆであるコロイド性モンモリロナイト
（クニミ不工朶■製、クニビアＧ）を３０重媚一部水に
Ｊ彫潤させて添加し７．史にスジライトマイカ４・０８
（（ｌクラレ製、　’ｒｊｆ　量平均フレーク径６５０
μ）’？＝５０重量部添加混合し２次いでポリアミドポ
リアミンエピクロルヒドリン樹脂４・重量部１次いでア
ニオン性ポリアクリルアミド留脂を２７ｔｊ量部添加混
合し、　Ｔａｐｐｉミルルミ角型シートマシン０．１　
＋ｍのシート状物を得た□このシート状物を実施例１と
同様にして脱脂した。

結果１／ｊ、表１に記載したとおり実用性の高いもので
あり、特に耐火電線被覆材等の耐熱・耐火性電巖岐緯材
として利」可ｉ１目であった。

比・咬例１〜４・ 実施例Ｊ〜４・のシート状物を抄造する際に各々水和膨
潤性鉱物を除いた処方により比較例１〜４のサンプルを
作成し、４００℃８０分間の熱処理を行ったものと未処
坤のものとの物性比較を行った。表１　＋ｄその結果で
ある。

手続補正書 昭和夕を年／λ月ンＯ口 特許庁雀官もわｊ０丸　殿 住　所 氏　名 ５、補１１．命令の１１付 ６、　補正により増／Ｊｌける発明の数　イＦＬ。

７、　＃Ｉｉ　＋Ｉ：の対寮Ｂ斤＃Ｉめｌ所ｆ坪礫刀ｔ
よＭフの稠碧補正の内容 朗畑嵜１明つ叶＃Ｊ（船１精Ｅ　Ｊ火トっｖ＋７）フリ
と 「−・アルミ　ナゾル、ン’）　ｆｆ　／”ルｖｒＥ　
−Ｊｋ灯ｉｙる。

２−２　明＃刃１【　の　’４ｔ　禽〕ｉ　ｚ　イっハ
　」二’　−−−１１’！Ａ　”　＠’４”ｌ）Ｊ￥　
’）ｂＪＦでＴｈ　９−。

ヒ巧みの炎 「−・・τど軟りと撤ン秒１屹オｆの６ム称　イ゛ゎ９
−・）に訂正１）。

３２朗ａ−１ｃｐＩｓ７ｉ丁カ；　３４ｆ　ｌｌｊ　Ｉ
＝「：ソジ゛クヘ７トラシνゴ７７づｆｌ、−」ビ、１
つを ［：ンジクＡテトラシνシックでイカ、−」 ）・打正寥ｙ　）。

クツ　８月Ｎ　Ｊ’ｊｒ　Ｑ　’４　’　ｉＬ　％’　
９　ｑ−ｒ’　１ｊＪ　＋＝「−、！Ｌ蝋圃飴柱Ｊ と　あ　リ／ＩＥ 「−７転熾）」始裡」 ｌ；シＴ正ｙ）。

、リ　明相１）ｆ）苓　ｌ　λ　ラ（２ト　／　ρ　イ
丁　ｉｆ　ｔ；［−漆２１Ｏし艮錬、−’Ｌ１ １−ｈ３クモ ｒ−、＝４珈り、−’　」 Ｉ＝灯正ｇ３、 猛Ｎ攻狂琥友 手続補正書 昭和夕２年３月に日 特許庁表有　晃杉如丸　殿 １、事件の表示 昭和夕ｒ年椅岬飽　第２／ｆ３〆？号 住　所 氏　名 ５、　補ｉｆ＜命令の１１付 ６、　補正により増加する発明の数 ７、補正の対象稍＃１肥り月／）呼＃げｋＡ−Ｕ苧、補
正の内容 蛎陶１ｑ４ノ月勺坪城ジ亥虻、綱の、才御妃も吹下のヒ
ｈり灯り杖しよ７・ ｒＬ７　”ｔ　７　’＞　＝　ル５　ｋに（ｅ＊＃堕、
１１；訂正■う・ １　）　明、＃−ｆｔつ筈／グ隻二かシ芙／汀ｇｔ・「
−′平均癒鄭表庖タρρムｌ；・−“」ヒｔｎろ／７１
ｔ 「・−寸ｄ３６！／ｉｔ、ｖＩｉ長Ｅ　２１−ρＡＩ＝
　−−−−１に釘ｉ７’＞。

Ａへ次ｋ　演友 手続補正書 昭和６０年２月　１日 特許庁長官　志賀　学　毀 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２１９３６８号 ２、発明の名称 セラミックシート状物及びそのＰＲ造法３、補正をする
者 事件との関係　出願人 住所　東京都港区新横−丁目１番１号 昭和５９年３月１５日付提出した手続補正ｒＯｙり’７
−ＪＬ＋ＳＫＫ　（日ＩＪＩｖｉ４］１ｊとあるのを ［ロックウールＳＫＸ　（日東紡績」 に訂正します。

株式会社　興人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　（Ａ）　粉末状及び繊維状セラミック素材よりなる
   群 （１３）　平均繊維径５μ以下且つ平均繊維長１問以上
   の極細無機繊維よりなる群 ◎　水和膨潤性鉱物よりなる群 の各群より各々少くとも１種以上ｆ：構成装素とする事
   を特徴とするセラミックシート状物。 ２、（５）粉末状及び繊維状セラミック素材よりなるｔ
   洋 ０３）平均ゆ細径５μ以下且つ平均繊維長１問以上の極
   細無機繊維よりなる群 ０　水和膨潤性鉱物よりなる群 の各群より各々少くとも１ｆ１ｒ以上を選択してなる構
   成狡１を水中に分散した後、湿式抄紺法又はそれに準じ
   た方法によりシート状に成形する事を特徴とするセラミ
   ックシート状物の製造法。