JPS61239099A - 無機質シ−トの製造方法 - 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） 本発明は無機質繊維を使用する紙状物シートの製造方法
、特に原料繊維中に含まｎる粒子状異物を含まないシー
トの製造方法に関する。

本発明の製造方法による無機質シートは主として耐熱フ
ィルター材料、触媒担体、熱交換器用素子、セパレータ
ー、積層板基材、遠赤外線放射素子、電線被覆材料、耐
熱耐火紙、電子工業用耐熱絶縁材（例えばプリント配線
基板）、耐熱バッキング材、耐摩耗性材料（例えばブレ
ーキ材、クラッチ材）、不燃性種材（例えば石膏ボード
用紙）。

繊維強化セラミックス用基材、多孔質セラミックス等の
広範囲の用途で用いられる。

（従来の技術） 従来無機質シートとしてはアスベスト紙、ガラス繊維紙
など、がある。この両者は夫々の特徴があり、多くの用
途に使用されていた。アスベストはシート化適性、耐熱
性の点で優れているが公害問題が提起されて以来、他の
耐熱性繊維が求めらｎている。古くからある鉱滓綿など
のほかアルミナシリケート、アルミナなどのセラミック
ファイバーが最近実用さｎるようになってきたが、こｎ
らの繊維は高温溶融した原料をノズルから流出させその
流出口に空気又は蒸気を吹きつけて吹き飛ばしながら繊
維状にするブローイング法２回転ドラムに流延された溶
融原料を遠心力で飛散させて繊維状にするスピンニング
法などの方法がより安価に大量に綿状繊維を製造するの
に適しているので採用される。これらの方法で作られた
繊維は、断熱ボードブランケットなどのような厚さが１
ｍ以上の成型物用には充分使用に耐える。しかしこｎら
の方法で作られた無機繊維は繊維状にする際に溶融原料
の一部分は線維形状にならず粒子状、小塊状のまま固化
し、綿状繊維中に混在する。これをショットと呼ぶ。そ
の存在比率は１０〜６０重量％程度で、ショットを多く
含む無機質繊維をそのまま用いて紙状シートに抄造する
と抄造中ワイヤー、ドライヤー、キャレンダー、その他
の部分をショットにより損傷されたり、ポンプや管路を
閉塞したりする。

抄紙された無機繊維紙はショットを多く含むので表面が
平滑でなく他のものとの接着、又は＠布が円滑に行われ
ない。ショットが脱落するので含浸加工や塗工時の含浸
液等を汚損し、印刷・ラミネートができないなど折角紙
状のシートにしてもその！￥Ｆ徴を充分生かした利用法
を適用できなく。

甲途が制限されるという欠点があった。無機繊維原綿中
のショットｅ除去する方法として、（１）特公昭９３□
−１６９０８号には２個の７ラツシエ状ローラーの間で
繊維をほぐしショットと繊維を分離した後繊維を空気流
により運び出す方法、ω）特開昭５４−４６９２９号に
はショットを含有した無機繊維を搬送気流により一定速
度で縦型中空ダクト内を上昇させる方法、ノ）特開昭５
４−４６９２８号にはショットを含有した無機繊維を搬
送気流により分離装置を内戚した搬送気流導入ダクトに
導き２次いで搬送気流の流れを上昇気流にかえる縦型中
空ダクトに導いて無機繊維とショットを分離する方法、
（４）特開昭５８−２０８４１９号にはシｖツ）を含有
したセラミック繊維を水中にて攪拌し、一定の大きさの
ブロックに分離する屑綿工程、ブロック化された繊維を
攪拌羽根を有し緩かな乱流を発生させることのできる装
置でほぐし繊維の絡みの中のショットを分離する解繊工
程、ショットと分離さルた繊維を網で捕集しショットを
ふるい除去する分離捕集工程の３つの工程によりセラミ
ック繊維綿状物中のショット除去方法、などの諸手段が
提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来例（１）及び（２）の方法では繊維
の絡みの中に取り込まれている微細なショットは分離・
除去することができず、父、従来例（８）の方法では分
離装置により繊維が細片化されてしまい更に従来例（４
）の方法では（１）〜（８）の方法よりは水中で処理し
ている分だけ最初から繊維から分離されているショット
については効率的に除去されるが線維の先端に連結され
ているシ剪ットを折って分離するようないわゆる＃維を
部分的にでも破壊するような外力を加える装置は何ら使
用していないため、繊維の先端に連結されたショットは
分離・除去できないために粒径が４４〜１００μのショ
ットヲなす１０重８％以上含有しており、従来例（４）
で得られた繊維を使用して紙状物シートを作った場合２
例えば厚味が８０〜８００μ程度の薄いシートの場合に
はショットが突起物となって印刷等を行う場合の障害に
なるという欠点全有することが本発明者らは実験により
わかった。

すなわち１本発明の解決すべき問題点はシヨ・ｌトを多
く含む繊維の綿状物を水中にて解綿しながら、又はした
後に繊維先端に連結されているショットのできるだけシ
ョットに近い所から折って切断し、更に切断されたシ璽
ット分を効率良く分離・除去し、ショットを殆ど含まな
い無機繊維紙料を作り、これを用いてショットを殆ど含
壕ないシートラ抄造することである。

（問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決するため本発明者等は鋭意研究全型
ねた結果、ショットを多く含む無機質繊維綿状物を水中
にて解綿しながら、又はした後に機械的せん断力を加え
ることにより無機質繊維とショットを切断し、しかる後
に該ショットを遠心力を作用させる装置を通過させて効
率よく除去できることを見出して本発明を完成した。

以下１本発明の詳細な説明する。

ショットを含む無機質繊維綿状物を水中にて解綿するに
は高速ミキサー又はパルパーに水と無機質＃離線状物を
投入し、攪拌することによジ水分散体とする０この場合
固形分濃度は余り低くしない方が良く４〜７％位が適当
である０解綿には前記ハルパーの如き製紙轡械が適当で
あるがそｎに限られず、タンクに適当な攪拌機構を組み
合わせたものでもよい。分散に際しては分散助剤として
界面活性剤、曳糸性高分子すなわち、たも、ねりなどの
植物系粘剤、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸
塩、ポリアクリルアミド類などの合成高分子、ポリリン
酸、ボＩＪ　ＩＪン酸塩等の無機質分散剤を添加しても
良い。

次いで該分散体に機械的せん断力を加える。機械的せん
断力は繊維先端に連結されているショットの首の部分か
ら折れるように加えるのが最も望ましく、線維をむやみ
に切断しないようにする。

無機質繊維シートは繊維長が長い程強度に有利だからで
ある。但し、セラミックファイバーのように繊維長が数
■から数１０ｍ位の範囲に分布しているものは平均繊維
長を５〜１５曝位の範囲にそろえた方が抄造性の面から
もシートの強度の面からもバラシスの取れたものとなり
望ましい。機械的せん断力の加え方としては例えば回転
体の周囲表面に針状、櫛状、歯状、板状等の凸状体を有
する回転体と平面又は歯状、板状の凸状体を有する静止
体との間隙を該分散体が１時的に圧縮さｎ。

しかる後に開放されるように通過することによって加え
られる口せん断力の強さは回転体の回転速度あるいは回
転体と静止体との間隙の広狭によって調節される〇 機械的せん断力を加える装置としてはビータ−。

リファイナー、トップファイナ−、ジ冒ルダン。

パルパー等の製紙機械が挙げられるが、こｎらに限られ
るものではない。これらの製紙機械は本来セルロースパ
ルプをフィブリル化するためにたたいたり、すりつぶし
たり、切断したりするためのものであるが９本発明に用
いらｎる無機質線維及びショットは硬度が高いため１回
転体と静止体の間隙ヲ余り狭くすると１回転体及び静止
体表面の摩耗が激しくなるので適度な間隙が必要である
〇無機質繊維はセルロースバルブよりも剛直で折れ易い
ため圧縮するだけでショットの首の部分で折ることがで
きる。従って回転体と静止体が接触する程に近づける必
要はない。なお、無機質繊維の先端部に連結されている
ショットの首の部分は繊維部分よりは太くなっており、
ｓ械的せん断力がかかった場合に丁度ショットの首から
繊維になる付近において最も折れ易くなる。こｎら装置
は見かけ上は前記従来例（８）と似ているが従来例（３
）では直接繊維を強打し、不必要な所で繊維全切断して
しまい繊維を細片化してしまう点で本発明の方法とは根
本的に異なる。この装置を通過させる際の水分散体の固
形分濃度は前記解綿時の４〜７％位が適当である。濃度
が低くすぎるとせん断力が効果的に加えられないために
ショットが切断されにくくなる。

かくして切断さ汎たシラットヲ効率的に分離除去するに
は、切断されたショットヲ含む無機質繊維の水分散体に
遠心力を作用させる装置を通過させることにより達成さ
ｎる□これに用いる装置と穫は例えば英紙用遠心分離装
置が挙げられる。これは製紙用紙料の除塵に用いられる
ものであり。

紙料の水流に旋回運動を与え比重の違う異物を遠心力で
分離するものである。下方がテーパー状に細くなった細
長い円筒上部接線方向に分散体を圧入し遠心力を生ぜし
め、除くべき物を下部オリフィスから排出し、Ｆ＃選酸
成分上部から取り出す〇分離装置による処理は繊維の種
類、原繊維中のショットの含有量、ショットの大きさ、
＠度１分散状態、によって１回又は２回以上行わｎる。

本発明に用いるショク）ｋ含有する繊維はブローイング
法、又はスピンニング法で作られたものであればその材
質は問わない。例えばムライト繊維などの高アルミナ綾
維、アルミナシリカ繊維。

シリカ繊維、その他のセラミックファイバー、鉱滓綿、
ミネラルウール、などが挙げられる〇本発明のショット
除去手段によってショットヲ除去された繊維分散液はそ
のまま抄造するか、又は他の繊維１例えばガラス繊維、
アスベスト、ジルコニア繊維、ホウ素繊維、金属繊維、
炭素繊維等の無機質繊維、あるいはケイ石、ケイ砂、ケ
イ藻土、木節粘土、蛙目粘土、カオリン、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２酸性白土、陶石、ろう石、長
石１石灰石、ケイ灰石。

石膏、ドロマイト、マグネナイト、滑石１等の天然の無
轡物、そして水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム
、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
ム系水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、合成炭酸カルシウム、
リン酸カルシウム、その他の各種炭化物（ＴｉＣ，Ｚｒ
Ｃ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＴａＣ，ＮｂＣ，ＷＣ，Ｂ、Ｃ，Ｓ
ｉＣなど）、窒化物（ＴｉＮ、　ＶＮ、　Ｎ）Ｎ、　Ｔ
ａＮ、　ＨｆＮ、ＡｂＮ。

ＢＮ、　Ｓｉ、Ｎ、など）、酸化リチウム、酸化第一鉄
。

酸化第二鉄、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化ニッケル。

二酸化マンガン、酸化第二銅、酸化コバルト２酸イヒバ
ナジウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、炭酸マンガン
、チタン峻金属塩（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、チタン酸マグネシク
ムなど）９黒鉛、活性炭、モリブデン、タングステン、
鋼、アルミニウム、スズ、亜鉛、鉛等の金属粉末、又は
各種無機顔料などの人工無機物等の粉末、あるいは使維
状物、針物結晶（ウィスカー）、鱗片状結晶、７ンーり
状物、中空状物、更には本来平均繊維長１ｍ以上の繊維
状物を粉砕して粉末状又は微細繊維状にしたものなど９
　あるいはアラミド繊維、アラミド樹脂フィブリッド、
ノボロイド繊維、耐炎化繊維（炭素繊維の前駆体）など
の有機耐炎化繊維、ポリエステル。

ポリアミド、レーヨンなどの合成繊維、コツトン。

リンター、麻などの天然繊維、木材等のパルプ等。

更には有機合成ポリマーの微粉末、ポリアクリルアミド
系樹脂澱粉、ＰＶＡ、ＣＭＣ，カチオン化澱粉、アクリ
ル系樹脂エマルジッン、ビニル系樹脂エマルジョン、合
成ゴムラテックス等の結合剤。

紙力増強剤、メラミン樹脂、ポリアミドポリアミンエピ
クロルヒドリン樹脂、ポリイミン側脂等の湿潤紙力増強
剤、サイズ剤等から選ばれる材料を必要に応じて配合し
た後、抄造する。抄造は湿式抄紙法、又はそれに準じた
方法により行う。

湿式抄紙法又はそｎに準じた方法とは例えば帯状２円型
状、角型状の濾過網、濾過布若しくは濾過板のよりな濾
過媒体の上にかかる水分散液を均一の厚みを有するよう
に流した後、又はとｎらの濾過媒体で挾むなどして１例
えば自然濾過あるいは減圧濾過などの操作により濾過し
、シート状物となす方法の総称である。このようにして
得られたシート状物は濾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、短網式９円網７オーマ一式、傾
斜ワイヤ一式等の湿式抄紙機がある。

更に必要により本シート状物は含浸あるいはコーティン
グ加工を施したり、印刷、エンボッシング加工を施した
り、あるいはコルゲート、ハニカム加工を施したり、他
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
こともできる。

更に又、必要に応じて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。更に又。

７００℃以上の温度で焼結しセラミック質にしても良い
。

このようにして製造さｎたシートはショットを含む繊維
原料を本発明方法でショットを除去後紙料の１０％以上
使用した場合でもシ舊ットによる凹凸の殆どないシート
が作られる。特にシートの厚味が０．８　ｍ以下のもの
についてその効果が顕著である。

（作用） ショットヲ含有する繊維は繊維部分とショットの部分が
同じ物質であって真比重に差がない。例えばセルロース
パルプの場合真比重は工程度であリ、砂などの異物は２
．５〜３程胛であるから、遠心作用による異物の分離は
容易である。しかし。

ショット含有繊維の場合材質の差がない上、繊維の形態
も単純であるにもかかわらずパルプの異物と同様にショ
ットが分離除去できるのは、比重差によるものではなく
、現実に分離できた理由はやはりショットと線維との形
聾の差による流れに対する抵抗の差により分離できたも
のと考えざるを得す、これは予想外の効果である。又比
重の小さい木材パルプ用の装置がそのまま利用できたこ
とも予想外のことである。

なお２本発明に用いられる遠心分離装置によるシッット
除去効果は除去前と後の分散液を分散質が２ｆに相当す
る量だけ採＋１１．　ＪＩＳＰ　　８２０９の手すきシ
ート作成法によって手すきシートラ作成し９作られたシ
ートを顕微鏡等の拡大鏡によって観察しながら、ショッ
ト部分をピンセットで取出し９重量を測って分離効率を
計算することができる。分離前シ胃ット含有率５０％以
上のものを本発明の方法により、１０％以下にすること
ができる。

（実施例） 以下、実施例を挙げ本発明を具体的に説明する。

実施例１及び比較例１ 原綿のショット含有率が５４％のセラミックファイバー
（アルミナ・シリカ繊維：アルミナ５２チ、シリカ４８
％）を５チ濃度にて高速ミキサーで水中に屑綿した後、
フライバー（回転歯）とクレット（静止歯）の間隙を両
歯の間隙を繊維がすりつぶされない程度に調節したビー
タ−中に入ｎ約８０分間廻流させた。次いで濃度を１％
に希釈してから製紙用除塵機（遠心分離型）に辿した紙
料１ＪＩｓＰ８２０９の手すきシート作成法により乾燥
室ｔ２ｆのシートを作成し拡大鏡によりシ璽ッ）ｆピン
セットで取り出し重量及び長さを測定しショット含有率
と平均繊維長を求めた。

又、別に原材料、屑綿方法、遠心分離処理方法。

手抄き方法は全く同様にしてビータ−を通さない紙料に
よる乾燥室ｚ２ｒのシートを作成しショット含有率と平
均繊維長を同様に測定したものを比較例１として結果を
第１表に示した。

実施例１においてはシ胃ットがほとんど除去されており
、平均繊維長も抄紙するのに適度な長さであったのに対
し、比較例１においてはまだかなりのショットが含まれ
ており、又、平均繊維長は長すぎて抄造性の面で均一な
地合になりにくかったｎ 実施例２及び比較例２ 実施例１及び比較例１の紙料を用いそれぞれ固形分１０
０重量部に対しポリアクリルアミド糸紙力増強剤を２重
量部添加しＪＩＳＰ８２０９の手すきシート作成法によ
り坪量５０シーのシートを作成した。それぞ九の物性及
び外観全第２表に示した。（比較例１の紙料を使用した
シートを比較例２とする） 実施例８ ショット含有率５８％のミネラルウールと水をパルパー
に投入し濃度６％にて分散解綿後リファイナーの歯の間
隙を繊維がすりつぶされない程度に調節した状態で通過
させ、しかる後に濃度を２俤まで水希釈してから具紙甲
除塵機（遠心分離型）全通した。この紙料全実施例１と
同様の方法によりショット含有率と平均繊維長を測定す
るとショット含有率は９．８％、平均禮維長は８鴇であ
った。更にこの紙料固形分１００重量部に対し、ＳＢＲ
ラテックス８重量部、硫酸バンド２重量部を添加しロト
フォーマーにて厚味０．２ｍのシートを連続抄造した。

このシートの物性は第３表の如くになり不燃紙として建
材用に便用可能でおった。

第３表 実施例手 実施例１と同様の処理工程を通過させて、かつビータ−
のフライバーとクレットの間隙を狭くシ。

遠心弁ｔｌｌ能ヲ高めて処理したセラミックファイバー
の固形分１００重量部に対し芳香族アラミド樹脂のフィ
ブリッド繊維を５重量部とポリアミドポリアミンエピク
ロルヒドリン樹脂２重量部を水中にで混合分散した後傾
斜金網抄紙機で厚味０．０８簡のシートを抄造した。こ
のシートはシ嘗ットがほとんど含まれずプリント配線基
板として便用可能であった。この時のセラミックファイ
バー中に含まれるショット含有率は実施例１と同じ方法
により測定した結果、５チ以下であった。

（効果）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱溶融した原料から、プロウィング法又はスピンニング
   法によって繊維化した無機質繊維の先端部に球状物粒子
   （ショット）を有する該無機質繊維綿状物を水中に分散
   し湿式抄紙法又はそれに準じた方法によりシート化する
   に際し、該無機質繊維綿状物を水中にて解綿しながら又
   はした後に機械的せん断力を加えることにより該無機質
   繊維と該ショットを切断し、しかる後に該ショットを遠
   心力を作用させる装置を通過させて除去することを特徴
   とする無機質シートの製造方法。