JPS6088199A - 複合ペ−パ− - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、複合系プラスチックへ補強性、Ｎ１気絶縁
性、熱伝導性および耐熱性などの機能を付与する基材と
して有効な複合ペーパーニ関する。

〔従来技術〕

一般にプラスチックに１強度の向上や機能性を付与する
目的で金属化合物、無機化合物、有機化合物等の副資材
が混合されている。副資材の形態は様々であるが大別す
ると、金属粒子やカーボンブラックなどのような粉末状
あるいはガラスやカーボンなどの連続繊維又は短繊維な
どの繊維状。

さらに連続繊維の織布や短繊維を接着させた不織布又は
紙などのシート状の三つに分類することｂ″−できる。

これらの副資材はプラスチックの要求特性や加工性に応
じて種々選択され使用されている。

複合系プラスチックの製品成形において、シート状の副
資材は特に有用であシ、その特徴は厚肉成形品や大形成
形品、さらに薄肉成形品や複雑な形状の成形品でも容易
に成形できる利点を持っている。さらにシート状の副資
材を利用した複合系プラスチックの成形材料は、積層条
件や副資材の種類を変化させることによシ１機能化の設
計ができるため、複合系プラスチックのより有効な副資
材となっている。

従来、シート状の副資材としては、プラスチックの強度
を向上させる目的でガラス繊維やカーポン繊維の織布又
は繊維を数ミリから数センチメートルに切断した短繊維
を均一に散布し、接着剤によシ繊維を接着させた不織布
などが一般に用いられている。

これらの副資材は通常液状樹脂や溶剤を含む樹脂液を含
浸させるためシート状副資材は、含浸作業に耐える強度
が必要とされ、また、液状樹脂や樹脂液によってほぐれ
ないような結合力も要求される。

したがって、結合剤の耐溶剤性、耐水性、耐薬品性も重
要な特性となる。

しかし、これらの副資材は連続繊維あるいは数ミリメー
トル以上の長さを持つ繊維を原材料としなければならな
い。また、不織布のような場合。

繊維の分布密度が不均一になるため、特性の均質化が困
難であるなどの欠点を持っている。

さらに、繊維長が非常に短かいウィスカーや繊維状粒子
を上述のような織布や不織布の形態に製造することは困
難である。

ウィスカーや繊維状粒子のようなミクロファイバーを織
布、不織布２紙などのような連続シートに製造しようと
した場合、繊維間のからみあいによるシートの補強が期
待できないため、多量の結合剤が必要となる。また、多
量の結合剤を添加してシート状ＫＷ造しても、もろ（強
度の低いものとなるという欠点があった。

〔発明の概要〕

この発明は上記従来のものの欠点を除去するためになさ
れたもので、生成分として繊維径が１００ミクロン以下
で、繊維長が繊維径の１０倍以上３０ミリメートル以下
の範囲の長さである金属短繊維、無機短繊維および有機
短繊維のうちの少なくとも２種、並びに結合剤としてミ
クロフィブリル化したセルロース繊維を含むものを抄紙
して得られるものを用いることにょシワ複合系プラスチ
ックへ補強性、電気絶縁性、熱伝導性および耐熱性など
の機能を付与する基材として有効な複合ペーパーを得る
ことを目的とする。

〔発明の実施例〕

以下、短繊維とはウィスカーや繊維状粒子のようなミク
ロファイバーから数１０ミリメートル。

はｒ３ｏミリメートルの繊維の総称とする。

この発明の金属短繊維、とじては１例えば引抜き法で製
造されたスチール、ステンレス、アルミニウム、銅、タ
ングステンおよびモリブデンなどの長繊維を切断したも
の、浴融防糸法で製造された上記金属、切削法で製造さ
れた上記金属、並びに気相及び液相金属から合成される
金ハウイスカー。

例えばスズ、鉛、亜鉛、銅、鉄、ニッケル、シリコンお
よびマンガンなどのウィスカーを挙げることができる。

また、アルミニウム、銅、ニッケル。

スズ、亜鉛などの金属を粉砕したものも用いることがで
きる。

また、無機短繊維としては、マグネシア、アルミナ、酸
化ベリリウム、炭化ホウ素、炭化ケイ素。

窒化ケイ素、チタン酸カリウムおよびグラファイト等の
ウィスカー、並びに連続繊維を数ミリメートル以下に細
かく切断した粉体を用いることができる。さらにガラス
や石綿、ジルコニア繊維を細かく切断した粉体も使用す
ることができる。

さらに有機短繊維としては、ポリエステル繊維。

ポリアクリロニトリル繊維、ポリアミド繊維など多数の
合成繊維があるが、全芳香族ポリアミド繊維、ポリフル
オロエチレン繊維、フェノール繊維等の耐熱高強度繊維
の使用が最も好ましい。

上記各短繊維の繊維径は１００ミクロン以下で繊維長は
繊維径の１０倍以上３０ミリメートル以下の範囲の長さ
である。繊維径が１００ミクロン以上では抄紙した複合
ペーパーの柔軟性が欠け、繊維長が繊維径の１０倍以下
では抄紙できなくなシ。

又数１０ミリメートル、はＳ：３０ミリメートル以上で
は、抄紙原液を調整する際に繊維が均一に分散しないた
め紙厚が不均質となる。

この発明の複合ペーパーは、上記繊維を単独で用いるの
ではなく、金属短繊維と無機短繊維、金属短繊維と有機
短繊維、無機短繊維と有機短繊維のような組合せで、異
種繊維材料を用いる。異種繊維材料の混合割合は、２種
類の繊維材料のうちいずれか一方を１〜９９重量パーセ
ントの割合で変化させ用いることができる。ただし、有
機短繊維を用いる場合、有機短繊維の混合割合は１〜５
０重量パーセントまでが最も好ましい。有機短繊維が１
チ以下の場合、この発明の目的である複合ペーパーの強
反が低下する。また、５０％以上の場合。

複合ペーパーの機能２例えは複合系プラスチックの補強
性、耐熱性、熱伝導性、電気伝導注などの特性を低下さ
せる。

この発明の結合剤としてのセルロースは通常のセルロー
ス繊維を例えは強力なせん断力によって。

単繊維径が１ミクロン以下までフィブリル化されたセル
ロース繊維が最も有効である。同種のセルロース繊維で
も単繊維径が１ミクロン以上になると、結合剤としての
配合量を増加させる必要がある。

又、結合剤は前記の金属短繊維、無機短繊維。

有機短繊維に比べ極端に繊維径の細いセルロース繊維を
使用するのが最も好ましい。

この発明の複合ペーパーは上記のようなもので構成され
９例えば以下に示す製造方法によシ得られる。即ち、少
なくとも２種類の上記短繊維および上記結合剤の所定量
を多量の分散媒１例えは水又は有機溶剤の中へ分散させ
る。分散方法は２４■類の繊維材料を均一に分散させる
目的と、結合剤を繊維材料の表面に付着させるため１強
力な攪拌を必要とする。攪拌方法は、攪拌時にせん断力
か加わる高速攪拌機やホモジナイザーを使用するのが最
も好ましい。このようにして調製された複合ペーパーの
原液を、金属メツシュを用いた通常の抄紙機で抄紙した
後２分散媒を乾燥によって取シ除きさらに加熱ロールを
通して熱処理を行ないこの発明の一実施例の複合ペーパ
ーを得る。加熱ロールの温度は用いた短繊維材料によっ
て異なるが。

１５０℃〜２５０℃の加熱ロールを通すことによシ複合
ペーパーの結合力は著しく増加する。

以下、この発明をよシ詳細に説明するため、実施例にも
とづき説明を行なう。尚、この発明の詳細な説明のため
のものであシ、実施例のみに限定されるものではない。

実施例１゜ ３０２の容器に所定量の金属短繊維と無機短繊維を計量
し、水１０２を加える。ついで高速攪拌機（コーレス形
、島崎製作７′５Ｔ製）を用いて１両者の繊維が均一に
分散するまで十分攪拌を行なう。

約１０分間の攪拌で両者の繊維は均−ＶＣからみ合い分
散する。この混合繊維に結合剤として、ミクロフィブリ
ル化されたセルロース繊維（ＭＦ（３■含水量９８　ｗ
ｔ％、ダイセル化学社製）を所定量加え、同じく高速攪
拌機によって５分間混合を行なう。この混合液を複合ペ
ーパーの抄紙原液とし。

該抄紙原液３００　ｍｌを正確に計量し、角形シートマ
シン（熊谷埋機工業社製）を用いて２５０　Ｘ　２５０
　ｒｔａｎの複合ペーパーを抄紙した。抄紙後、圧縮プ
レスによって脱水した後、１６０℃の加熱ロールを通し
て乾燥させることによシ２紙強度の高い複合ペーパーを
得た。各複合ペーパーの組成と性質を表１に示した。

表１ １・ − ［ − １０ステンレス・スチールファイバー１を組径４廓を繊
維長１岨にカット、埋経社製） ２）サフイル■（アルミナ繊維、繊維径３μｍ。

繊維長１００〜５００　ｔｔｍ　、■ＣＩ社製）３）ト
ーカマックス■（５ｌｉＯ繊維、繊維径。、１〜１．０
　ｐｍ　、繊維＆＜　５０〜２００　ｐｍ　、東海カー
ボン社ｍ） リ　アルミ合金ファイバー（Ｋ（３メタルファイバー■
繊維径３０μｍ、繊維長２　Ｍ　、　Ｐ１１戸鋳鉄社製
）５）　純ｆｌｉｔｌファイバー（ＫＯメタルファイバ
ー〇、繊維径３０μｍ、繊維長２聴、神戸鋳鉄社製）実
施例１〜７で得られた金属短繊維と無機短繊維で構成さ
れた複合ペーパーは２紙強度が高く。

しかも屈曲性が優れているため、樹脂などを含浸又はコ
ーチイブしたシする時の作業性に優れた実用紙であった
。したがって、各種合成樹脂等の良好なシート状補強基
材として有用である。

実施例８〜１３ 実施例１と同様の方法によって表２ＶＣ示した金属短繊
維と有機短繊維を用いて複合ペーパーを得た。抄紙原液
の調製法及び抄紙方法は全〈実施例１と同様であるが、
抄紙後の乾燥条件は、　２４０　Ｃの熱ロールを通した
。

ｔ４噌） 表２ １）ステンレス・スチールファイバー（繊ｆ（Ｉｔ　Ｈ
ａμｍを繊維長Ｉ　Ｉｎにカット、埋経社製）−〇 ２）ケブ７−４９（繊維径１１．９μｍを繊維長４１ｒ
ｒＩｎにカット、デュポン社製） ■ ３）カイノール　（繊維径１０〜４０μｔｎ　、繊維長
１〜５腿、郡栄化学工業社製） ％ｌＩノ ■ ４）アルミ合金ファイバー（ＫＯメタルファイバー繊維
径３０μｍ、繊維長２ｗｍ、伸戸鋳鉄社製）表２に示さ
れた複合ペーパーは、いずれも紙強度が高く、各種合成
樹脂の含浸性が優れた実用紙であった。また、有機繊維
として、ケブラー４９を用いた複合ペーパーは、２５０
℃で１時間熱処理をしても９強度や寸法が全く変化しな
い耐熱ペーパーであった。

実施例１４〜１８ 実施例１と同様の方法によって１表３に示した無機短繊
維と有機短繊維を用いて複合ペーパーを抄紙した。抄紙
原液の調製方法及び抄紙方法は実施と全く同様の方法で
行なった。表３に複合ペーパーの組成と性質を示した。

（１２） 表３ リ　サフイル■（アルミナ繊維、繊維径３μｍ。

繊維長１００〜５００　ａｍ　、■ＣＩ社製）２）ケプ
ラー４９■（繊維径１１．９μｍを繊維長１゜咽にカッ
ト、デュポン社製） ３）ティスモ■（チタン酸カリウムウィスカー。

大塚化学薬品社製） １〜５咽、郡栄化学工業社製） 実施例１４〜１８で得られた複合ペーパーは紙強度が高
く、高度の電気絶縁性を有するペーパーであった。

なお、３種の短繊維を用いた複合ペーパーも同様に抄紙
することができ、同程度の機能が期待されるので、必要
に応じて使用できる。

実施例１９〜２０ 実施例１　、１３　、１４で得た複合ペーパーのそれぞ
れに以下の組成のエポキシ樹脂を含浸させて。

複合ペーパー、エポキシ樹脂よシ成るプリプレグシート
を得た。

含浸用エポキシ樹脂の組成（油化シェル社製）プリプレ
グシートの作製条件は、複合ペーパーを樹脂液に含浸し
た後、１６０℃で４分間乾燥させ（１５） ることによシ粘着性のないプリプレグシートを得た。該
、プリプレグシート（２００Ｘ　２００　Ｘ　Ｏ，２ｔ
Ｏｒｒｍ）　）　２５枚を重ね合せ、１６０℃のホット
プレスで積層成形を行ない、厚さ約１．２〜１．５　ｍ
の積層板を得た。積層板の諸性質を表４に示した。

それによると、抄紙原料である金鵜短繊維、無機短繊維
、有機短繊維の組合せおよび組成比によって２強度、熱
伝導性および電気絶縁性などの機能を適宜付与した複合
系プラスチックを得ることができる。

表４ リ　１８０℃Ｘ５００ｈｒ加熱処理後の寸法変化率（試
料寸法２０　Ｘ　４０　Ｘ　１ｔ　）（１６） 〔発明の効果〕 以上説明したとうり、この発明は繊維径が１００ミクロ
ン以下で、繊維長が繊維径の１０倍以上３０ミリメート
ル以下の範囲の長さである金属短繊維。

無機短繊維および有機短繊維のうちの少なくとも２種、
並びに結合剤としてミクロフィブリル化したセルロース
繊維を含むものを抄紙して得られるものを用いることに
よシ、″ｒ５Ｊ合系プラスチックへ補強性、電気絶縁性
、熱伝導性および耐熱性などの機能を伺与する基材とし
て有効な複合ペーパーを得ることができ９例えば上記短
繊維の組合せおよび組成量によって、上記機能を多様に
コントロールでき、さらに、複合ペーパー自身に実用上
さしつかえない紙強度を有しているため各種の合成樹脂
を含浸させたシコーティング処理を施すことが可能とな
シ、各棟複合系プラスチックの補強基材として有効であ
る。

代理人　大岩増雄 手続補正書（自発） １、事件の表示　特願昭５８−１９１９３２号３、補正
をする者 代表者片山仁へ部 ４、代理人 ６、補正の内容 ｆｉｌ　明細書の第１頁第１６行〜第１７行、第４頁第
１６行〜第１７行、および第１７頁第９行の「電気絶縁
性、熱伝導性および耐熱性」を「熱伝導性、耐熱性並び
に（電気絶縁性又は電気伝導性）」に訂正する。

（２）同第１６頁第１０行の「ができる。」の次に「特
に実施例１３の複合ペーパーは電気伝導性に富むもので
ある。」を追加挿入する。

以上 （２） ６６０−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）生成分として繊維径が１００ミクロン以下で。 繊維長が繊維径の１０倍以上３０ミリメートル以下の範
   囲の良さである金属短繊維、無機短繊維および有機短繊
   維のうちの少なくとも２種、並びに結合剤としてミクロ
   フィブリル化したセルロース繊維を含むものを抄紙して
   得られる複合ペーノ（−８（２）結合剤のミクロフィブ
   リル化したセルロース繊維の単繊維径が１ミクロン以下
   である特許請求の範囲第１項記載の複合ペーパー。