JPS61222967A - セラミツクフアイバ−成形体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックファイバー成形体の製造方法に関
し、その目的とするところは、セラミックファイバーよ
り成るバルク状又はマット状の繊維集合物を開綿機で開
繊し、水に分散せしめてスラリーとなし、成形すること
により圧縮復元性、柔軟性に優れたセラミックファイバ
ー成形体を製造することにある。

〔従来の技術〕

従来からよく知られているように奄ラミックファイバー
は高温用断熱材として睡々の形態に成形されて使用され
ている。これらセラミックファイバー成形体（以下、成
形体という）は、バルク状又はマット状のａ集葉金物の
形でセラミックファイバーを直接水中に分散し、必要に
応じ無機結合剤及びその他の成形助剤を添加してスラリ
ーを形成し、金網を張った型枠に吸引して積層堆積させ
るか又は抄造類を用いて抄きあげて作られて来た。

また、セラミックファイバーを水に分散せしめてスラリ
ーを作る方法としては、パルパーやビータ−のような製
紙用に開発されて来た装置を利用してセラミックファイ
バーのバルク状又はマット状の繊維集合物を直接水に投
入して解繊する方法がとられてきた。

〔発明が解決しようとする問題〕

従来からセラミックファイバーの水中解繊に用いられて
きたパルパーやビータ−は繊維強度の高いパルプを対象
として改良を加えて開発されてきたものであり、パルプ
に比べて極めて折れ易いセラミックファイバーの場合に
は水中解繊に際して必要以上にａ維が短くなってしまう
。従ってパルパーやビータ−により水中解繊されたセラ
ミックファイバーのスラリーを用いて吸引成形又は抄造
して作られたセラミックファイバー成形体は比較的カサ
密度が高くなり断熱性が悪く、また比較的硬くなり圧縮
復元性や柔軟性が悪くなるという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は平
滑性を発揮せしめる繊維処理剤を添着したセラミックフ
ァイバーより成るバルク状又はマット状のｆｉＡＩ維集
合物を針布を巻いたシリンダーを備えた開綿機で開−し
、次いで水に分散せしめ、必要に応じて無菌・有機結合
剤及びその他の成形助剤を添加してスラリーとなし、吸
引成形又は抄造することを特徴とする圧縮復元性、柔軟
性に優れたセラミックファイバー成形体の製造方法を提
供するものである。

セラミックファイバーとしては、ガラス質のアルミナ・
シリカ繊維又は結晶質のアルミナ、ムライト繊維が最適
である。

前記ガラス質のアルミナ・シリカ繊維は、天然のカオリ
ン、カイヤナイトなどの人４２０Ｂ−８ｉＯｚ系鉱物又
は高純度なアルミナとシリカを原料として高温にて溶融
し、その高温融体を吹き飛ばして繊維化し、ネット状に
集綿してバルク状又はマット状の形で回収されている。

このようにして作られたアルミナ・シリカ繊維は太さ１
〜数μｍ１長さ２５０Ｍ以下の繊維が複雑にからみ合っ
て集合しており、一部繊維化時に繊維状になり切れなか
ったガラス粒が含まれている。

また、結晶質のアルミナ・ムライト繊維は金属アルミニ
ウム塩、アルミニウムアルコレートと珪素化合物と有機
ポリマーとの粘稠な溶成を吹き飛ばして前駆体繊維とな
してネット上に集綿してバルク状又はマット状の形で回
収され、次いで焼成することにより作られている。この
ようにして作られた結晶質のアルミナ・ムライト繊維は
太さ３μｍ程度の短繊維が複雑にからみ合って集合して
いる。

ガラス質のアルミナ・シリカ繊緋又は結晶質のアルミナ
、ムライト繊維から成るセラミックファイバーはａｍ自
体に平滑性がなく一旦からみ合った。ｌＩＭを解繊する
ことが櫛めて困難であり、無理に解繊すると繊維が短（
折れるという欠点がある。

セラミックファイバーの平滑性を付与するために、通常
平滑性を発揮する繊維処理剤が繊維表面に添着されてい
る。従来の平滑性を発揮する繊維処理剤を添着してなる
繊維は一般に攬水性も同時に有しており、繊維を水中に
分散してスラ＋ｉ−となし、吸引成形又は抄造するには
不都合を生ずるものであった。従って、セラミックファ
イバーとしては平滑性と同時に親水性も発揮する繊維処
理剤を０．１〜１゜ＯＮＮ量感添着てなるセラミックフ
ァイバーが好適である。前記平滑性と同時に親水性も発
揮する繊維処理剤としては、流動パラフィンとアルキル
アミノオキシ酸塩、アルキルアミノアルキルアミンオキ
シ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノオキシ酸塩
、ポリオキシエチレンアルキルアミノアルキルアミンオ
キシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル
、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエ
チレン脂肪酸エステル、アルキロールアミド、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマーの
うちのいずれかから選ばれた一種又は二種以上との乳化
混合物から成るもの、あるいは、モノグリセリド化合物
とアルキルアミノオキシ酸塩、アルキルアミノアルキル
アミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノ
オキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノアルキ
ルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミ
ノエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポ
リオキシエチレン脂肪酸エステル、アルキロールアミド
、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコ
ポリマーのうちのいずれか一種又は二種以上との乳化混
合物から成るｍ維処理剤、あるいは、アルキルアミノオ
キシ酸塩、アルキルアミノアルキルアミンオキシ＃塩、
ポリオキシエチレンアルキルアミノオキシ酸塩、ポリオ
キシエチレンアルキルアミノアルキルアミンオキシ酸塩
、ポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、？リオキシエチレン脂
肪酸エステル、アルキロールアミド、ポリオキシエチレ
ンポリオキシプロピレンブロックコポリマーのうちのい
ずれかから選ばれた一種又は二種以上の繊維処理剤のう
ちのいずれかであることが好適である。特に、流動パラ
フィン−ステアリルアミン乳酸塩−脂肪族ジェタノール
アミン乳化混合物、ポリオキシエチレンステアリルアミ
ノプロピルアミン乳酸塩、またはポリオキシエチレンポ
リオキシプロピレンブロックコポリマーが好ましいもの
である。

セラミックファイバーに対する前記繊維処理剤の付着量
は０．１〜１．０重量％が好適である。０．１重量％よ
り少ないと平滑性又は親水性の性能が充分に発揮されず
、一方１．０重量％より多いと吸引成形又は抄造時に泡
の発生が起り何れも成形体の品質が悪（なる問題があう
で好ましくない。

平滑性を有するセラミックファイバーより成るバルク状
又はマット状の＃ｌ維集合物は、表面に針布を巻いたシ
リンダーを備えた開綿機を用いて前記シリンダーを高速
回転させて開繊する。一般にこのようなシリンダーを備
えた開綿機は有機ｔａ雑の紡績用のカード機やオーブン
エンド紡績用に利用されている。

しかしながら、有機繊維に比べてセラミックファイバー
はしなやかさが劣り非常に折れやすいこと、また、上述
した紡績用のシリンダーは処理能力が小さいこと等の問
題があって、セラミックファイバーにこのような装置を
利用しても繊維が短（なってしまったり繊維の収率が低
くなったり、開繊の生産性が悪くなるという問題が生ず
る。

開繊能力を向上させ開繊機の生産性を高める手段として
、従来行なわれてきた複数のシリンダによる方法から単
一シリンダーにて開繊を行なう手段が考えられている。

たとえば、特公昭５４−２４００６号公報には、働き角
度９５〜１７０’の分繊ワイヤーを巻いた高速回転する
分繊ローラに短ｖｌＡ維塊を供給して分繊を行なう方法
が提案されている。しかしながら、この方法に用いられ
る分繊ワイヤーは波形の形状を呈しているために、供給
されると１維塊を細かく切断する目的には合致している
が、ｍ細塊からｍｌｓｌ本１本を引き抜く目的には合っ
ていない。

したがって、非常に折れやすいセラＥ７クフアイバーに
前記分繊ワイヤーを使用すると、老ラミックファイバー
が非常に短くなってしまい、繊維が長く分散性の良い状
態のものを得ることができなかった。

また、従来の複数のシリンダーの間で針布に引っかかっ
た繊維の受は渡しを行なう方法、すなわち、カード機は
有機繊維のようにしなやかな繊維では受は渡しが可能で
あるが、セラミックファイバーのように剛直な繊維にな
ると受は渡し効率が悪化し、収率が冷端に悪化する。

従って、平滑性のあるセラミックファイバーのバルク状
又はマット状の繊維集合物を開繊に適した表面に針布を
巻いたシリンダーを備えた開綿機を用いて、前記シリン
ダーを高速回転させて開繊する。この方法によれば、繊
維が長く分散性の良いセラミックファイバーを高生産性
で製造することができる。

集合状態にあるｍ紬１本１本を引き抜くためには、鋭利
な針のようなもので引っかけるのが好ましく、また、Ｉ
ａＭｉが針に引っかかった時に折れないためには、ａｍ
と針との衝突時の衝撃力を弱める構造を針に持たせるこ
とが重要である。すなわち、衝突時のシ冒ツクを柔らげ
るのに充分な長さを持った鋭利な針を用いることが好ま
しく、このような要求を満足すべき針布として、毛割用
針布あるいは石綿用針布が好適であり、特に毛割用針布
が最適である。ここで、前記の如き繊維処理剤がバルク
又はマットに付着していると開繊が容易になりより好ま
しいものである。開繊の生産性を向上させるためには、
開繊シリンダーの遠心力を利用して引き抜かれた繊維を
吹き飛ばして空気流に乗せ、空気を吸引してｍ維を回収
する方法が有効である。特に、ガラス質のアルミナ・シ
リカ繊維からなるセラミックファイバーの場合には、非
Ｉｓｌ維状物いわゆるシ暫ットと繊維とを空気流で運ば
れる間に、空気に対する抵抗力の差を利用して分離する
ことができ、従来から問題となっているセラミックファ
イバーの脱ショットを同時に行なうことができるため、
単一シリンダーで開繊を行なう方法は非常に有効な手段
である。

開繊シリンダーへ供給されるセラミックファイバーはマ
ット状又はバルク状の繊維集合物である。

特にマット状の繊維集合物は押さえローラーでマットを
押さえることができるために一層開繊が均一に行なわれ
るようになるので好適である。

ここで、押さえローラーの位置とシリンダーとの間隔を
調節すると繊維長を任憇に変化させることが出来る。

開繊シリンダーの回転数は、セラミックファイバーのバ
ルク状又はマット状の繊維集合物の供給量に応じて選択
され、できるだけ大きい方が生産性が直くなって好まし
いものである。

セラミックファイバーのバルク状又はマット状のｌａ維
集合物を開綿機で開繊するに際しては前述の繊維処理剤
の平滑性が重要な因子となる。すなわち、前述のような
平滑性の優れた繊維処理剤を添着してなるセラミックフ
ァイバーめバルク状又はマット状のｍ集合合物は開綿機
で開繊される際ｌｌ１ｌａの折れが少な（長い状態で均
一に開繊でき、未開繊状態の塊の発生を抑えることがで
きる。

開綿機により開繊されたセラミックファイバーは水に入
れ、一般に広く用いられている通常のプロペラ型攪拌機
などにてゆるく攪拌することによりｅめて容易に水中に
均一に分散させることができる。セラミックファイバー
を水中に分散させるに際しては前述の繊維処理剤の親水
性が重要な因子となる。すなわち前述のような平滑性と
同時に親水性に優れた繊維処理剤を添着してなるセラミ
ックファイバーは水中への分散性が極めて優れている。

セラミックファイバーを均一に分散した水に必要に応じ
てモンモリロナイト、ベントナイトなどの粘土系結合剤
、バルブなどのｍ細状結合剤、酢酸ビニル、ポリアクリ
ルアミド、ラテックスなどの有機樹脂結合剤、シリカゾ
ル、アルミナゾルなどコロイド状無機結合剤又は硫酸バ
ンド、ポリ塩化アルミ、高分子凝集剤などの凝集剤を添
加してスラリーとなし、金網を張った型枠に吸引して積
層堆積するか又は抄造機を用いて抄き上げて成形体とす
る。

前述のごとくして作られたセラミックファイバー成形体
は表面仕上がりが良く、圧縮復元性と柔軟性に極めて優
れた成形体である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について比較例と合わせて説明す
る。

流動パラフィン、ステアリルアミン乳酸塩および脂肪族
ジェタノールアミンとの混合物、また、ポリオキシエチ
レンステアリルアミノプロピルア剤を０．３重量％付着
させたセラミックファイバーマットを直径２０ｃＩＩの
表面に毛割針布を巻いた単一の開繊シリンダーへ連続的
に供給し、開繊シリンダーを１５０　Ｏｒ、ｐ、ｍ、で
回転させてセラミックファイバーの開繊を行ない空気吸
引して開繊されたバルクを回収し湿式成形原料とした。

上記原料バルク１００重量部に対してあらかじめパルパ
ーで叩解されたバルブを１０重量部配合し、水中でプロ
ペラ型攪拌機によりゆるく攪拌して混合した。

次に、混合したスラリーを２００Ｘ２００１！Ｉの吸引
型枠に圧力６　ｍＨｆで吸引し、脱型後乾燥して成形体
をつくり本発明の実施例とした。

比較例！および２は、上記セラミックファイバーマット
をパルパーまたはハンマーミルで解繊した後に上記と同
様の操作により成形体を製造したものであり、比較例３
と４は、繊維処理剤の付着していないマットあるいはポ
リエチレンワックスを０．３重量％付着させたマットを
原料として実施例に示した方法で繊維の開繊を行なった
ものであり、比較例５と６は繊維処理剤付着量が変化し
た場合を示したものである。

実施例と比較例についての成形条件、成形体の寸法およ
び成形体の評価を第１表に記した。

ここで、成形体寸法はノギスで縦、横、高さそれぞれ３
点ずつ測定した。また、繊維長は、セラミックファイバ
ーのみが水中に分散している状態で、目開き２０ｆｆの
ふるいで抄き取り、ふるい上に残った繊維重量％を測定
・比較した。さらに、繊維の分散性は成形体の光透過写
真観察から評価した。

成形体の柔軟性は、成形体の両端を持って約１２０”に
なるまで曲げた時に成形体が折れないかどうかで判断し
た。

第１表に記した結果から本発明の実施例はいずれも、特
に高さ方向での寸法精度が向上していること、また、分
散性と柔軟性について両者ともに優れていること、さら
に、従来の開繊手段に比較して短時間で均一分散ができ
ることが容易に判断できるものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば以下の如き効果が明らかと
なる。

■　繊維が均一にしかも長く分散され成形体精度が向上
する。

■　成形体に柔軟性が発揮され、曲げ加工が容易となる
。

■　繊維の分散時間を短くできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平滑性を有するセラミックファイバーより成るバル
   ク状又はマット状の繊維集合物を針布を巻いたシリンダ
   ーを備えた開綿機で開繊し、次いで水に分散せしめ、必
   要に応じて有機及び、又は無機結合剤及び他の成形助剤
   を添加してスラリーとなし、吸引成形又は抄造すること
   を特徴とする圧縮復元性および柔軟性の優れたセラミッ
   クファイバー成形体の製造方法。 ２、針布が毛割針布又は石綿針布のいずれかであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記セラミックファイバーが、流動パラフィンとア
   ルキルアミノオキシ酸塩、アルキルアミノアルキルアミ
   ンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノオキ
   シ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノアルキルア
   ミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノエ
   ーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオ
   キシエチレン脂肪酸エステル、アルキロールアミド、ポ
   リオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリ
   マーのうちのいずれかから選ばれた一種又は二種以上と
   の乳化混合物から成る繊維処理剤、あるいは、モノグリ
   セリド化合物とアルキルアミノオキシ酸塩、アルキルア
   ミノアルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンア
   ルキルアミノオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキル
   アミノアルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレン
   アルキルアミノエーテル、ポリオキシエチレンアルキル
   エーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、アルキ
   ロールアミド、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレ
   ンブロックコポリマーのうちのいずれかから選ばれた一
   種又は二種以上との乳化混合物から成る繊維処理剤、あ
   るいは、アルキルアミノオキシ酸塩、アルキルアミノア
   ルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキル
   アミノオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノ
   アルキルアミンオキシ酸塩、ポリオキシエチレンアルキ
   ルアミノエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
   ル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、アルキロール
   アミド、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロ
   ックコポリマーのうちのいずれかから選ばれた一種又は
   二種以上の繊維処理剤のうちのいずれかを０．１〜１．
   ０重量％付着していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項あるいは第２項記載の製造方法。