JPS63120200A - ガラスマイクロファイバーに基づく紙 - Google Patents
ガラスマイクロファイバーに基づく紙Info
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- JPS63120200A JPS63120200A JP62259818A JP25981887A JPS63120200A JP S63120200 A JPS63120200 A JP S63120200A JP 62259818 A JP62259818 A JP 62259818A JP 25981887 A JP25981887 A JP 25981887A JP S63120200 A JPS63120200 A JP S63120200A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
- D21H13/36—Inorganic fibres or flakes
- D21H13/38—Inorganic fibres or flakes siliceous
- D21H13/40—Inorganic fibres or flakes siliceous vitreous, e.g. mineral wool, glass fibres
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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。
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〕
この発明は、その平均直径が3ミクロンより小さい、と
くに高性能のエーロゾルフィルター用および電池で使用
するセパレーター用に使用する本質的にガラス繊維で構
成された紙に関する。
くに高性能のエーロゾルフィルター用および電池で使用
するセパレーター用に使用する本質的にガラス繊維で構
成された紙に関する。
「ガラス繊維」という総称は、種々の特性を有する製品
すべてを指すものであり、その中とくに挙げられる特性
として使用された繊維の引抜き技術および生成ファイバ
ーの平均径がある。生成ガラスフィラメントをダイを使
って連続的に引抜いて得る、「紡織」繊維として知られ
るものは、単一フィラメントのみを考慮すれば平均径は
一般に5〜15μmである。引抜き工程のためにガス流
を用いる遠心分離法で得るいわゆる「絶縁」繊維の平均
径は、標準絶縁製品用の5〜6μmのものから、もっと
も高度な利用分野用のll1m未満のものにわたってい
る。一般的に、この後者の方法で得られるガラス繊維で
あって、その平均の直径が3μm未満のものを指称する
「マイクロファイバー」なる用語を採用することにする
。
すべてを指すものであり、その中とくに挙げられる特性
として使用された繊維の引抜き技術および生成ファイバ
ーの平均径がある。生成ガラスフィラメントをダイを使
って連続的に引抜いて得る、「紡織」繊維として知られ
るものは、単一フィラメントのみを考慮すれば平均径は
一般に5〜15μmである。引抜き工程のためにガス流
を用いる遠心分離法で得るいわゆる「絶縁」繊維の平均
径は、標準絶縁製品用の5〜6μmのものから、もっと
も高度な利用分野用のll1m未満のものにわたってい
る。一般的に、この後者の方法で得られるガラス繊維で
あって、その平均の直径が3μm未満のものを指称する
「マイクロファイバー」なる用語を採用することにする
。
この例外的繊度以外に、このマイクロファイバーはまた
、特に他の鉱物繊維にくらべ、化学的にきわめて安定し
ていること、使用が容易であること、比較的生産コスト
が低いこと、等すべてのガラス繊維に期待される特色を
も持ち合わせている。
、特に他の鉱物繊維にくらべ、化学的にきわめて安定し
ていること、使用が容易であること、比較的生産コスト
が低いこと、等すべてのガラス繊維に期待される特色を
も持ち合わせている。
これらの全ての特色がマイクロファイバーに大きな魅力
的能力を与えている。とくに本発明が目的としているも
のの一つは、たとえば、とくにクリーンルームで採用す
るエーロゾルフィルター用、または電池のセパレーター
要素用が考えられるマイクロファイバーに基づく紙の製
造である。
的能力を与えている。とくに本発明が目的としているも
のの一つは、たとえば、とくにクリーンルームで採用す
るエーロゾルフィルター用、または電池のセパレーター
要素用が考えられるマイクロファイバーに基づく紙の製
造である。
この種の紙は従来の製紙技術で製造されるが、いわゆる
絶対エーロゾルフィルターとしての代表的構成に、マイ
クロファイバーの他に、例えば、約5%の切断紡織繊維
、アクリル系バインダー、場合により殺菌剤および防水
剤等が用いられる。
絶対エーロゾルフィルターとしての代表的構成に、マイ
クロファイバーの他に、例えば、約5%の切断紡織繊維
、アクリル系バインダー、場合により殺菌剤および防水
剤等が用いられる。
現在まで、この製造方法に関しては、各種添加物の性状
とそれぞれの量の面で、またマイクロファイバーの平均
径について、換言すれば2〜3μmのマイクロファイバ
ーと1μm以下のマイクロファイバーとの重量比率につ
いての改良が種々行われてきた。米国特許第4,286
.977号明細書はその効果が達成されると見込まれる
改良例を提示しており、同種の組成物は電池のセパレー
ター要素に使用される。
とそれぞれの量の面で、またマイクロファイバーの平均
径について、換言すれば2〜3μmのマイクロファイバ
ーと1μm以下のマイクロファイバーとの重量比率につ
いての改良が種々行われてきた。米国特許第4,286
.977号明細書はその効果が達成されると見込まれる
改良例を提示しており、同種の組成物は電池のセパレー
ター要素に使用される。
この使用例でとくにのぞましいことは、マイクロファイ
バーに基づく紙が、できるだけ高い保持率を示すこと、
高い毛細管上昇率を示すことである。さらに、紙をどの
ような部門で利用するにせよ、その圧縮性が良好である
こと、および繊維の嵩が大きいことがきわめてのぞまし
い条件である。
バーに基づく紙が、できるだけ高い保持率を示すこと、
高い毛細管上昇率を示すことである。さらに、紙をどの
ような部門で利用するにせよ、その圧縮性が良好である
こと、および繊維の嵩が大きいことがきわめてのぞまし
い条件である。
本願出願人らの観察によれば、この最後の事柄を念頭に
置いて、一定紙重量についてより低密度の紙を利用でき
るということが価値のあることであった。
置いて、一定紙重量についてより低密度の紙を利用でき
るということが価値のあることであった。
〔問題点を解決するための手段および作用効果〕特許請
求の範囲第1項で示す本発明に基づく紙は、直径2〜3
μmのガラスマイクロファイバーおよび/または直径1
μm未満のマイクロファイバーに基づくものであり、こ
のマイクロファイバーは、遠心分離機の周壁に沿って高
速度で導入される環状ガス流により、溶融ガラスフィラ
メントを遠心引き抜きして得られ、この溶融フィラメン
トは、遠心分離機の周壁に備えたオリフィスを介して外
方にとり出され、この遠心分離機の周速度は50〜90
m/秒、そしてガラスの抜出し量は、2〜3μmマイク
ロファイバーの場合、1日当り、かつ、遠心分l!!i
機周長1m当り、6トン未満とし、1μm未満のマイク
ロファイバーの場合は同じく1日および遠心分#機周長
1m当り1トン未満とする。
求の範囲第1項で示す本発明に基づく紙は、直径2〜3
μmのガラスマイクロファイバーおよび/または直径1
μm未満のマイクロファイバーに基づくものであり、こ
のマイクロファイバーは、遠心分離機の周壁に沿って高
速度で導入される環状ガス流により、溶融ガラスフィラ
メントを遠心引き抜きして得られ、この溶融フィラメン
トは、遠心分離機の周壁に備えたオリフィスを介して外
方にとり出され、この遠心分離機の周速度は50〜90
m/秒、そしてガラスの抜出し量は、2〜3μmマイク
ロファイバーの場合、1日当り、かつ、遠心分l!!i
機周長1m当り、6トン未満とし、1μm未満のマイク
ロファイバーの場合は同じく1日および遠心分#機周長
1m当り1トン未満とする。
本発明にとくにより一層適った遠心分離機は、その直径
が550〜1100mm、その周速度が55〜75m/
秒の仕様のものである。
が550〜1100mm、その周速度が55〜75m/
秒の仕様のものである。
このように、直径600mm、周速度60m/秒の遠心
分離機の場合、本発明に適うガラス抜出し量は、好まし
くは、2〜3μmのマイクロファイバーについては1日
当り11)ン未満、1μm未満のマイクロファイバーに
ついては1日当り1.8トン未満とする。
分離機の場合、本発明に適うガラス抜出し量は、好まし
くは、2〜3μmのマイクロファイバーについては1日
当り11)ン未満、1μm未満のマイクロファイバーに
ついては1日当り1.8トン未満とする。
また、好ましくは、引抜き用環状ガス流速度は2〜3μ
mのマイクロファイバーを製造する場合、200〜25
0m/秒(すなわち動圧としてほぼ50〜80キロパス
カル相当)とし、また、1μm未満のマイクロファイバ
ー製造用としては、300〜320m/秒(すなわち動
圧としてほぼ100キロパスカル相当)とする。上記よ
り高い圧力値は好ましくない。
mのマイクロファイバーを製造する場合、200〜25
0m/秒(すなわち動圧としてほぼ50〜80キロパス
カル相当)とし、また、1μm未満のマイクロファイバ
ー製造用としては、300〜320m/秒(すなわち動
圧としてほぼ100キロパスカル相当)とする。上記よ
り高い圧力値は好ましくない。
本発明による紙に対し、各種添加剤を加えるのも好まし
いことである。とくに、5%以下の長さ6〜7Rそして
たとえば直径10μmの紡織ガラス繊維、アクリル系バ
インダー、殺菌剤、防水剤が利用できる。
いことである。とくに、5%以下の長さ6〜7Rそして
たとえば直径10μmの紡織ガラス繊維、アクリル系バ
インダー、殺菌剤、防水剤が利用できる。
製造方法および装置については欧州特許第009138
1号および第0091866号公報記載のものを採用す
る。ただし平均直径2〜3μm以下そしてとくに1μm
未満のマイクロファイバーは、ある程度の制約条件、と
くに最も微細なマイクロファイバーの場合では、バーナ
圧力をきわめて高くしそして5500以上の径の遠心分
離機を用いて達成される約300〜320m/秒のガス
引抜き速度条件下ではじめて得られる。なお、きわめて
強力なガス流の引抜き操作であっても、繊維の品質を良
好に維持せしめるには、同種の1μm未満のマイクロフ
ァイバーについて遠心分離処理量を約1.8トン/日に
制限する必要があり、この最後の制約条件はマイクロフ
ァイバーの製造、および付加価値のきわめて高い製品に
ついても、そのままあてはまる。
1号および第0091866号公報記載のものを採用す
る。ただし平均直径2〜3μm以下そしてとくに1μm
未満のマイクロファイバーは、ある程度の制約条件、と
くに最も微細なマイクロファイバーの場合では、バーナ
圧力をきわめて高くしそして5500以上の径の遠心分
離機を用いて達成される約300〜320m/秒のガス
引抜き速度条件下ではじめて得られる。なお、きわめて
強力なガス流の引抜き操作であっても、繊維の品質を良
好に維持せしめるには、同種の1μm未満のマイクロフ
ァイバーについて遠心分離処理量を約1.8トン/日に
制限する必要があり、この最後の制約条件はマイクロフ
ァイバーの製造、および付加価値のきわめて高い製品に
ついても、そのままあてはまる。
このようなマイクロファイバーを用いる場合は、湿式方
式により、密度が同−紙重量当り明らかに減少したたと
えば100kg/rr!未満の、表面質量100g/n
?未満の紙が得られる。現状の紙に用いるマイクロファ
イバー自身が、空気力利用の繊維引抜き法で得られ、し
たがって、いわゆる「紡織」繊維に対抗する「縮れた」
性状を呈することを考えれば、この密度の低減はとくに
意外な惑がする。
式により、密度が同−紙重量当り明らかに減少したたと
えば100kg/rr!未満の、表面質量100g/n
?未満の紙が得られる。現状の紙に用いるマイクロファ
イバー自身が、空気力利用の繊維引抜き法で得られ、し
たがって、いわゆる「紡織」繊維に対抗する「縮れた」
性状を呈することを考えれば、この密度の低減はとくに
意外な惑がする。
従って、なお仮説の段階にある技術的解釈に立ち入るこ
とはせずとも、製紙工程においては、本発明にもとづき
製造選定したマイクロファイバーが独自の役割りを果す
ことが分かる。
とはせずとも、製紙工程においては、本発明にもとづき
製造選定したマイクロファイバーが独自の役割りを果す
ことが分かる。
この低密度は、紙の使用者にとってきわめて多(の利点
をもたらす。フィルター製造者は、同一効率条件で水頭
損失を少なくできる。つまり、浄化性能を低めることな
く、比較的多量の空気を濾過することができる。
をもたらす。フィルター製造者は、同一効率条件で水頭
損失を少なくできる。つまり、浄化性能を低めることな
く、比較的多量の空気を濾過することができる。
本発明による紙は、−層高い毛細管効果を示すとともに
、保持性能も高く、圧縮性もすぐれている。電池の製造
者はとくに、これら三つの特性から恩恵を得ている。結
局、それらはきわめて容易にカレンダー掛けされ、そし
てこれは本発明による紙のきわめて有利な特徴である。
、保持性能も高く、圧縮性もすぐれている。電池の製造
者はとくに、これら三つの特性から恩恵を得ている。結
局、それらはきわめて容易にカレンダー掛けされ、そし
てこれは本発明による紙のきわめて有利な特徴である。
この発明の範囲そしてとくに上述のカレンダー掛けをさ
らに正確に理解するには、マイクロファイバーに基づく
この種の紙について使用される湿式製法技術、すなわち
従来の製紙法から直接誘導された技術について、この場
合まったく植物性でない繊維の製造または分離に関係し
た問題点は当然ながら除外するとして、再度検討する必
要がある。
らに正確に理解するには、マイクロファイバーに基づく
この種の紙について使用される湿式製法技術、すなわち
従来の製紙法から直接誘導された技術について、この場
合まったく植物性でない繊維の製造または分離に関係し
た問題点は当然ながら除外するとして、再度検討する必
要がある。
植物繊維にしろ、鉱物繊維にしろ、繊維はベールで製紙
工場に出荷され、そしてこれは高速かく拌機付きのタン
クである「パルパー」中で水を加えてほぐされることに
なる。ここで厄介な問題は、その集結性を余り強く損う
ことなく、繊維を十分に切離すことである。実際問題と
して、上記の「パルパー」中の繊維の挙動は依然不明な
点が多く、この不可欠な処理操作により繊維が殆んど変
質しないか、または大きく変質しているかどうかを判定
できるに過ぎない。
工場に出荷され、そしてこれは高速かく拌機付きのタン
クである「パルパー」中で水を加えてほぐされることに
なる。ここで厄介な問題は、その集結性を余り強く損う
ことなく、繊維を十分に切離すことである。実際問題と
して、上記の「パルパー」中の繊維の挙動は依然不明な
点が多く、この不可欠な処理操作により繊維が殆んど変
質しないか、または大きく変質しているかどうかを判定
できるに過ぎない。
このようにして調製された、様々な添加剤たとえばいわ
ゆる「紡織」繊維、バインダー、殺菌剤および防水剤を
加えることもできるパルプをいわゆる抄紙機にかけるが
、木質的にこの機械はパルプを噴射供給するための分配
器を設けたヘッドタンクを備え、その噴出速度は機械の
全幅にわたって同一とし、シート形成ユニットは少なく
とも1枚の連続回転する布(web)から構成され、こ
の布上に繊維を流し込んで湿りシートを形成させ、水は
本質的に重力の作用で排出させるようにする。
ゆる「紡織」繊維、バインダー、殺菌剤および防水剤を
加えることもできるパルプをいわゆる抄紙機にかけるが
、木質的にこの機械はパルプを噴射供給するための分配
器を設けたヘッドタンクを備え、その噴出速度は機械の
全幅にわたって同一とし、シート形成ユニットは少なく
とも1枚の連続回転する布(web)から構成され、こ
の布上に繊維を流し込んで湿りシートを形成させ、水は
本質的に重力の作用で排出させるようにする。
最終的に湿りシートはローラー圧縮機を使って脱水し、
その細孔が飽和したシートとしてとり出される。最後に
、このシートは乾燥話中に導入され、そしてそこで圧縮
され、および/または、最終的な繊維どうしの配列が形
成される。
その細孔が飽和したシートとしてとり出される。最後に
、このシートは乾燥話中に導入され、そしてそこで圧縮
され、および/または、最終的な繊維どうしの配列が形
成される。
乾燥品出口では、薄板シートはなおm4]の水分を有し
ており、そしてたとえば100℃以上に加熱された二つ
のカレンダーローラーの間で最終乾燥工程にかけられる
。乾燥工程の効率は、カレンダーローラーが紙に対し大
きな圧力を及ぼすほど、また、カレンダー操作前の紙の
厚さが達成されるべき希望の厚さと大きく異なるほど、
良好となる。
ており、そしてたとえば100℃以上に加熱された二つ
のカレンダーローラーの間で最終乾燥工程にかけられる
。乾燥工程の効率は、カレンダーローラーが紙に対し大
きな圧力を及ぼすほど、また、カレンダー操作前の紙の
厚さが達成されるべき希望の厚さと大きく異なるほど、
良好となる。
この発明によるマイクロファイバーを用いて得られる紙
は、カレンダー操作前の密度が低いため過度の厚みを呈
する。この結果、最終厚みの調整は明らかに容易となり
、その上紙はきわめて乾燥した状態でとり出され、その
気孔は電解液の′IJB過または吸収にとってとくに使
用しやすい条件を与える。
は、カレンダー操作前の密度が低いため過度の厚みを呈
する。この結果、最終厚みの調整は明らかに容易となり
、その上紙はきわめて乾燥した状態でとり出され、その
気孔は電解液の′IJB過または吸収にとってとくに使
用しやすい条件を与える。
この製紙工程の非常に簡略な説明から、水性懸濁液中の
繊維の配列がその後の紙の性状に影響を及ぼすこと、お
よび繊維の構造内の微妙な見かけの変化が最終製品にき
わめて大きな効果を与えることが、それだけでも理解さ
れよう。ところが目下のところ、水性懸濁液中でのこの
種の性質の変化とマイクロファイバーの正確な特性とを
相関づけることはできない状態にある。
繊維の配列がその後の紙の性状に影響を及ぼすこと、お
よび繊維の構造内の微妙な見かけの変化が最終製品にき
わめて大きな効果を与えることが、それだけでも理解さ
れよう。ところが目下のところ、水性懸濁液中でのこの
種の性質の変化とマイクロファイバーの正確な特性とを
相関づけることはできない状態にある。
この発明による紙の利点を明確にするため、以下の条件
でもって1μm未満、および2〜3μmのマイクロファ
イバーをそれぞれ8用型した。
でもって1μm未満、および2〜3μmのマイクロファ
イバーをそれぞれ8用型した。
この場合、比較的軟質のガラスを用いるのが好都合であ
り、そしてその組成には、ガラスの流動性を向上させる
硼素および/またはバリウムおよび/またはフッ素の酸
化物を含ませることができる。温度が1200℃程度で
ある溶融ガラスを遠心分Jltlの内側に設けられそし
てガラスを遠心分離機の内側の周壁に向かうたくさんの
流れに分けるように作られた分配装置へ、遠心分離機の
本質的に垂直な軸に沿って導入し、そして遠心分離器か
らそれらが小口径の多数のオリフィスを通って出てくる
。この発明による紙の製造に適合したマイクロファイバ
ーを作るには、遠心分離機の直径はできれば550韻に
等しいかそれ以上、遠心分離機の周速度は50〜90m
/秒の範囲、できれば55〜75m/秒の範囲とすべき
である。遠心分離機から出てくるガラスフィラメントは
、この時点で、高速、高温の環状ガス流を用いて引抜か
れる。
り、そしてその組成には、ガラスの流動性を向上させる
硼素および/またはバリウムおよび/またはフッ素の酸
化物を含ませることができる。温度が1200℃程度で
ある溶融ガラスを遠心分Jltlの内側に設けられそし
てガラスを遠心分離機の内側の周壁に向かうたくさんの
流れに分けるように作られた分配装置へ、遠心分離機の
本質的に垂直な軸に沿って導入し、そして遠心分離器か
らそれらが小口径の多数のオリフィスを通って出てくる
。この発明による紙の製造に適合したマイクロファイバ
ーを作るには、遠心分離機の直径はできれば550韻に
等しいかそれ以上、遠心分離機の周速度は50〜90m
/秒の範囲、できれば55〜75m/秒の範囲とすべき
である。遠心分離機から出てくるガラスフィラメントは
、この時点で、高速、高温の環状ガス流を用いて引抜か
れる。
上記のことから、繊維の繊度を改善するために多くの可
能性が考えられる。まず第一に、遠心分離機の回転速度
を高めることが考えられるが、この方式では、きわめて
精巧な型式のものであるかもしれず、かつ、高温とガラ
スの攻撃的性質とに耐える高価なニッケルークロム系材
料特殊合金から作られるかもしれない装置である遠心分
離機の寿命をかなり短かくする結果となる。これに対し
、さらに実現性の高い手段は、引抜き操作の改善にあり
、これはバーナ一部でほぼ1500℃の基草温度で、径
2−3μmのマイクロファイバーについてはその引抜き
用ガス速度がほぼ200〜250m/秒となるように、
また径1μm未満のマイクロファイバー製造の場合は同
上ガス速度がほぼ300〜320m/秒となるように、
有意にもっと高い値とすることなく、引抜き操作用環状
ガス流の発生バーナーの圧力を高めることによって達成
することができる。最後に、溶融ガラスの処理量が多く
なればなるほど繊維の繊度が悪くなることが知られてお
り、したがってこの場合は、現在行っている絶縁繊維製
造の際可能であるよりも遠心分i!IIaのオリフィス
によるガラス処理量をはるかに小さくして加工する必要
がある。一定繊度のマイクロファイバーは、直径600
mmおよび周速度60m/秒の遠心分離機を用いて、2
−3μm径のマイクロファイバー製造用については、ガ
ラス引抜きfftll〜12トン/日の条件下の引抜き
用ガス速度を200〜250m/秒として、また、径1
μm未満のマイクロファイバー製造用については、1.
8トン7日以下のガラス引抜き量の場合上記引抜き用ガ
ス速度を300〜320m/秒として得ることができる
。
能性が考えられる。まず第一に、遠心分離機の回転速度
を高めることが考えられるが、この方式では、きわめて
精巧な型式のものであるかもしれず、かつ、高温とガラ
スの攻撃的性質とに耐える高価なニッケルークロム系材
料特殊合金から作られるかもしれない装置である遠心分
離機の寿命をかなり短かくする結果となる。これに対し
、さらに実現性の高い手段は、引抜き操作の改善にあり
、これはバーナ一部でほぼ1500℃の基草温度で、径
2−3μmのマイクロファイバーについてはその引抜き
用ガス速度がほぼ200〜250m/秒となるように、
また径1μm未満のマイクロファイバー製造の場合は同
上ガス速度がほぼ300〜320m/秒となるように、
有意にもっと高い値とすることなく、引抜き操作用環状
ガス流の発生バーナーの圧力を高めることによって達成
することができる。最後に、溶融ガラスの処理量が多く
なればなるほど繊維の繊度が悪くなることが知られてお
り、したがってこの場合は、現在行っている絶縁繊維製
造の際可能であるよりも遠心分i!IIaのオリフィス
によるガラス処理量をはるかに小さくして加工する必要
がある。一定繊度のマイクロファイバーは、直径600
mmおよび周速度60m/秒の遠心分離機を用いて、2
−3μm径のマイクロファイバー製造用については、ガ
ラス引抜きfftll〜12トン/日の条件下の引抜き
用ガス速度を200〜250m/秒として、また、径1
μm未満のマイクロファイバー製造用については、1.
8トン7日以下のガラス引抜き量の場合上記引抜き用ガ
ス速度を300〜320m/秒として得ることができる
。
生成マイクロファイバーの繊度は、マイクロメ−タによ
って求めた。このためには、一定量(3g)のマイクロ
ファイバー束を、あらかじめ設定した容積内に圧密し、
この中に前もって定めた圧力のもとにガス流を通し、試
料を通過する風量を測定すると、これにより試料内申の
空気の透過度がわかり、したがって試料を構成している
ファイバーの繊度の大小が求まる。試験は迅速に行われ
、あらかじめ作成したノモグラムを参考にして、平均フ
ァイバー径/マイクロネヤー度を得ることができる。参
考のために記すと、断熱用標準ガラス繊維で平均直径5
〜6μm、比表面積0.3n?/g未満のファイバーは
マイクロネヤー度25〜271/分を示すが、これに対
し、同一条件での本発明による平均直径2〜3μmのマ
イクロファイバーについてはマイクロネヤー度は4.0
〜4.51/分に過ぎず、この場合の比表面積は0.5
〜0.7nr/gであり、また、1μm未満のものにつ
いてはマイクロネヤー度0.4〜0.5ff/分であっ
て、この場合の比表面積は2.5〜3rd/gである、
ということに注目すべきである。
って求めた。このためには、一定量(3g)のマイクロ
ファイバー束を、あらかじめ設定した容積内に圧密し、
この中に前もって定めた圧力のもとにガス流を通し、試
料を通過する風量を測定すると、これにより試料内申の
空気の透過度がわかり、したがって試料を構成している
ファイバーの繊度の大小が求まる。試験は迅速に行われ
、あらかじめ作成したノモグラムを参考にして、平均フ
ァイバー径/マイクロネヤー度を得ることができる。参
考のために記すと、断熱用標準ガラス繊維で平均直径5
〜6μm、比表面積0.3n?/g未満のファイバーは
マイクロネヤー度25〜271/分を示すが、これに対
し、同一条件での本発明による平均直径2〜3μmのマ
イクロファイバーについてはマイクロネヤー度は4.0
〜4.51/分に過ぎず、この場合の比表面積は0.5
〜0.7nr/gであり、また、1μm未満のものにつ
いてはマイクロネヤー度0.4〜0.5ff/分であっ
て、この場合の比表面積は2.5〜3rd/gである、
ということに注目すべきである。
これらのマイクロファイバーを出発原料として、湿式製
紙法により多種の目方の紙が得られる。参考として示す
と、同一条件のもとに、参考コード110(2〜3 p
m) 、同じくコード1106(lu未満)のIJ品
名″TEMSTRAM”のもとにマンピル社(MANV
ILLE)が商品化したマイクロファイバーを出発原料
とした紙を製造した。このマイクロファイバーはまた、
空気力利用繊維抜出し法、すなわちフレーム引抜きを含
んでなるエーロコー(aerocor)法として知られ
る方法によって得られる。
紙法により多種の目方の紙が得られる。参考として示す
と、同一条件のもとに、参考コード110(2〜3 p
m) 、同じくコード1106(lu未満)のIJ品
名″TEMSTRAM”のもとにマンピル社(MANV
ILLE)が商品化したマイクロファイバーを出発原料
とした紙を製造した。このマイクロファイバーはまた、
空気力利用繊維抜出し法、すなわちフレーム引抜きを含
んでなるエーロコー(aerocor)法として知られ
る方法によって得られる。
測定は、1980年11月刊行のフランス規格NF −
50−002、第■部に従って英国ベンチテスト法によ
り調製した、研究室用紙シートを用いて行った。
50−002、第■部に従って英国ベンチテスト法によ
り調製した、研究室用紙シートを用いて行った。
このため、希望する表面質量に相当する重量のパルプの
水性懸濁液を金網上に江別し、この懸濁液を真空脱水す
る。この結果生成したシートをフーチング用吸取紙(c
ouching blotter)上に据え、ついで、
金網と同一寸法の実際の乾燥板を使って層状物を作り、
この場合、乾燥吸取紙−フーチング用吸取紙−テスト用
シート−乾燥板の一連加工操作を何回かくりかえす。層
状物をプレスの中央位置に据え、圧力400KPaのも
とに20±15秒の初期プレス操作を行う。シートは、
その後状態調節室の乾燥板上におき、多種の試験用とし
て分離利用する前に一日間放置する。
水性懸濁液を金網上に江別し、この懸濁液を真空脱水す
る。この結果生成したシートをフーチング用吸取紙(c
ouching blotter)上に据え、ついで、
金網と同一寸法の実際の乾燥板を使って層状物を作り、
この場合、乾燥吸取紙−フーチング用吸取紙−テスト用
シート−乾燥板の一連加工操作を何回かくりかえす。層
状物をプレスの中央位置に据え、圧力400KPaのも
とに20±15秒の初期プレス操作を行う。シートは、
その後状態調節室の乾燥板上におき、多種の試験用とし
て分離利用する前に一日間放置する。
本明細書の末尾の表1に示す第一次テストにより、生成
シートの密度と厚みを測定することができた。この厚み
の測定は1980年10月刊行のNF(103−016
に準じて行った。すなわち、平たいシートにつき、高精
度のマイクロメータを用い、特定の表面積および一定荷
重について行った。また、同一の祇目方および組成のも
とでは、本発明による紙の密度は、従来技術で得られる
シート(基準紙の表示でかかげる)よりいちじるしく低
い。
シートの密度と厚みを測定することができた。この厚み
の測定は1980年10月刊行のNF(103−016
に準じて行った。すなわち、平たいシートにつき、高精
度のマイクロメータを用い、特定の表面積および一定荷
重について行った。また、同一の祇目方および組成のも
とでは、本発明による紙の密度は、従来技術で得られる
シート(基準紙の表示でかかげる)よりいちじるしく低
い。
100g/rrfg等しいかこれ以下の祇目方に相当す
るA、B、C紙は、好都合に100に+r/r+?未満
の密度を示す。
るA、B、C紙は、好都合に100に+r/r+?未満
の密度を示す。
この低密度仕様は、まず第一に高性能のフィルター製造
者にとってかなりの利点をもたらすが、それは彼等が祇
ロールを重量単位で購入し、従ってA、B、C,紙では
ほぼ15%の出費の節約がのぞめるからである。
者にとってかなりの利点をもたらすが、それは彼等が祇
ロールを重量単位で購入し、従ってA、B、C,紙では
ほぼ15%の出費の節約がのぞめるからである。
さらに、本発明による紙の場合、フィルターの目づまり
はその厚みの一層大きな部分で生ずるのが見られるが、
この部分は従来技術による紙を用いて製造したフィルタ
ーの場合は僅か部分の−である。言いかえれば、本発明
の場合は、濾過に有効な紙質部分は相当大きく、−層大
量の風量を濾過することが可能である。
はその厚みの一層大きな部分で生ずるのが見られるが、
この部分は従来技術による紙を用いて製造したフィルタ
ーの場合は僅か部分の−である。言いかえれば、本発明
の場合は、濾過に有効な紙質部分は相当大きく、−層大
量の風量を濾過することが可能である。
表1の最下段は、表面質量が160 g / n(の祇
に該当する。この場合、基準紙と本発明による紙との間
には厚みによる差異は実質的に見られない。
に該当する。この場合、基準紙と本発明による紙との間
には厚みによる差異は実質的に見られない。
この現象は、水性懸濁液中でのおよび乾燥操作中のマイ
クロファイバーの挙動が予測できないものであることを
よく示している。ただし0紙は本発明の範囲から除外す
べきでない。その理由は基準紙にくらべ、0紙がとくに
有利な保持性を示すからである。
クロファイバーの挙動が予測できないものであることを
よく示している。ただし0紙は本発明の範囲から除外す
べきでない。その理由は基準紙にくらべ、0紙がとくに
有利な保持性を示すからである。
別種の一連のテストにより、濾紙または電池のセパレー
ター製造に関して更に一層重要な四特性、すなわち、濾
過効率、毛細管上昇能、保持性、圧縮性、を求めること
ができる0種々の測定結果を末尾の表2に示す。
ター製造に関して更に一層重要な四特性、すなわち、濾
過効率、毛細管上昇能、保持性、圧縮性、を求めること
ができる0種々の測定結果を末尾の表2に示す。
濾過効率は、50〜100■/dの濃度条件で、フタル
酸ジオクチルの0.3μm粒子を単分散させたエーロゾ
ルを対象にチンダル効果にもとづく、米国において実施
されるDOP測光測定法って測定した。百分率で示す測
定値は、収率に相当する値、すなわち、上流側濃度に対
する濃度差比率であられされる。この測定により、基準
紙の代りに本発明による紙をフィルターの製造に使用す
る場合、同一効率を示すことができることが確かめられ
た。
酸ジオクチルの0.3μm粒子を単分散させたエーロゾ
ルを対象にチンダル効果にもとづく、米国において実施
されるDOP測光測定法って測定した。百分率で示す測
定値は、収率に相当する値、すなわち、上流側濃度に対
する濃度差比率であられされる。この測定により、基準
紙の代りに本発明による紙をフィルターの製造に使用す
る場合、同一効率を示すことができることが確かめられ
た。
他の三種の測定特性はとくに蓄電池要素のセパレーター
として使用される紙に関するものである。
として使用される紙に関するものである。
この場合、紙の微孔は十分な電解液量を液状態で保持す
る役割りをするとともに、ガスが合成される際、蓄電池
充電終期にあっても、決して容積を増減させたり、ガス
を逃散させたりすることがない。このことから、この紙
は好都合にも電解質を素早(保持する特長を有するはず
であり、このことはすぐれた毛細管上昇能力を持つこと
に等しく、これにより、電池の組立ラインにおける移動
速度を増すことができる。
る役割りをするとともに、ガスが合成される際、蓄電池
充電終期にあっても、決して容積を増減させたり、ガス
を逃散させたりすることがない。このことから、この紙
は好都合にも電解質を素早(保持する特長を有するはず
であり、このことはすぐれた毛細管上昇能力を持つこと
に等しく、これにより、電池の組立ラインにおける移動
速度を増すことができる。
この毛管上昇性能の測定は、1981年10月制定のN
F −QO3−065号規格に準じて行った。すなわち
、 ξ蒸留水中に紙の試験片の端部をつけ、この蒸留
水が上昇する2分後の高さを相単位で測定した。
F −QO3−065号規格に準じて行った。すなわち
、 ξ蒸留水中に紙の試験片の端部をつけ、この蒸留
水が上昇する2分後の高さを相単位で測定した。
0紙(その繊維成分は1μm未満のマイクロファイバー
33%、2〜3μmのマイクロファイバー67%)につ
いて最大利得率(10%以上)が達成された。
33%、2〜3μmのマイクロファイバー67%)につ
いて最大利得率(10%以上)が達成された。
漏損のない電池を製造するには、多量の電解液を保持し
、したがって保持容量の高い紙から作られたセパレーク
−を製造することがとくに有利である。表2に示す結果
は、1982年12月刊行の規格NF−ロ03068に
示された手順に従って得たものである。紙の試験片を水
面と接触させつつ徐々に浸清し、次いで、浸漬時間及び
水きり時間をかけたのち吸水量を測定する。表2に示す
値は、湿潤後30秒間浸漬させ、次に1分間水きりした
試験片につき、その吸水量をg/rrlの単位で示した
ものである0本発明による紙は保水能力が高く、したが
って衝撃又は振動を受ける電池に対してさえも使用する
ことができる。
、したがって保持容量の高い紙から作られたセパレーク
−を製造することがとくに有利である。表2に示す結果
は、1982年12月刊行の規格NF−ロ03068に
示された手順に従って得たものである。紙の試験片を水
面と接触させつつ徐々に浸清し、次いで、浸漬時間及び
水きり時間をかけたのち吸水量を測定する。表2に示す
値は、湿潤後30秒間浸漬させ、次に1分間水きりした
試験片につき、その吸水量をg/rrlの単位で示した
ものである0本発明による紙は保水能力が高く、したが
って衝撃又は振動を受ける電池に対してさえも使用する
ことができる。
i この試験だけから言えば、本発明によるマイクロフ
ァイバーで製造した0紙は、対応する従来紙にくらべ何
らかの実質的な性質の差を示すが、その他の特性は従来
紙と非常に類似していた。
ァイバーで製造した0紙は、対応する従来紙にくらべ何
らかの実質的な性質の差を示すが、その他の特性は従来
紙と非常に類似していた。
再び言えることであるが、マイクロファイバー表面での
マイクロファイバー径の分布を異にすることによるもの
であるのかもしれず、したがってまた紙の微細孔の構造
の差異によるものであるかもしれないこの現象を説明す
ることは、容易に可能なことではない。この説明のつけ
られぬ特徴は、ここでもまた、マイクロファイバーの既
知の特性をもとにして紙の特性を決定しようとするいず
れの外挿法もいかにして失敗することになるかを説明す
る。
マイクロファイバー径の分布を異にすることによるもの
であるのかもしれず、したがってまた紙の微細孔の構造
の差異によるものであるかもしれないこの現象を説明す
ることは、容易に可能なことではない。この説明のつけ
られぬ特徴は、ここでもまた、マイクロファイバーの既
知の特性をもとにして紙の特性を決定しようとするいず
れの外挿法もいかにして失敗することになるかを説明す
る。
その後、最後の圧縮性測定を100の祇目方単位の8紙
、0紙および対応する基準紙について行った。その測定
方法は、温浸電池(株)のフランス国特許刊行物第2.
403,651号による[形状回復(reprise
de for+me)Jと題する提案方法にもとづいて
いる。表2に示す百分率は、20kg/drd荷重を1
分負荷した後の測定紙厚みと、単に5に1/−の荷重を
かけただけの初期紙厚みとの比率をあられす。本発明に
よる紙は事実上かなり圧縮性であり、常時95%以上を
示し、きわめて使用しやすいことを示す。事実、それら
は強く圧縮して電極間に挿入することができ、その後の
厚みの回復により電解液支持用セパレーターと上記電極
間の完全接触を保証することができる。
、0紙および対応する基準紙について行った。その測定
方法は、温浸電池(株)のフランス国特許刊行物第2.
403,651号による[形状回復(reprise
de for+me)Jと題する提案方法にもとづいて
いる。表2に示す百分率は、20kg/drd荷重を1
分負荷した後の測定紙厚みと、単に5に1/−の荷重を
かけただけの初期紙厚みとの比率をあられす。本発明に
よる紙は事実上かなり圧縮性であり、常時95%以上を
示し、きわめて使用しやすいことを示す。事実、それら
は強く圧縮して電極間に挿入することができ、その後の
厚みの回復により電解液支持用セパレーターと上記電極
間の完全接触を保証することができる。
このように、本発明による紙は、そのためにマイクロフ
ァイバーに基づく紙が開発されることとなった二つの主
要な利用分野、すなわち高精度のエアーフィルターおよ
び蓄電池のセパレーター要素に、きわめてよく適合して
いる。ただし、それらは上記分野に限定されてはならず
、たとえば印刷回路支持体に使用する特にエポキシ樹脂
のような液体非水性支持体により含浸させる場合にもき
わめて好適である。
ァイバーに基づく紙が開発されることとなった二つの主
要な利用分野、すなわち高精度のエアーフィルターおよ
び蓄電池のセパレーター要素に、きわめてよく適合して
いる。ただし、それらは上記分野に限定されてはならず
、たとえば印刷回路支持体に使用する特にエポキシ樹脂
のような液体非水性支持体により含浸させる場合にもき
わめて好適である。
一皇一一上一
−」ニー2−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、直径2〜3μmのマイクロファイバーおよび/また
は直径1μm未満のマイクロファイバーを含んでなる、
ガラスマイクロファイバーに基づく紙であって、上記の
マイクロファイバーが、ガス流が遠心分離機の周壁に沿
って流れ、溶融ガラスフィラメントが上記の遠心分離機
の周壁にあるオリフィスを通って外方に取り出され、こ
の遠心分離機の周速度は50〜90m/秒であり、引抜
かれるガラスの量が2〜3μmのマイクロファイバーに
ついてはメートル単位で表わした遠心分離機の周長当り
1日につき6トン未満、また1μm未満のマイクロファ
イバーについてはメートル単位で表わした遠心分離機の
周長当り1日につき1トン未満である、高速および高温
下で行なわれる環状ガス流引抜き法によって製造された
ガラス繊維であることを特徴とする、マイクロファイバ
ーに基づく紙。 2、前記マイクロファイバーを、環状ガス流を用いる引
抜き法により製造し、そのガス流速を、2〜3μmのマ
イクロファイバーについては200〜250m/秒、1
μm未満のマイクロファイバーについては300〜32
0m/秒とすることを特徴とする、特許請求の範囲第1
項記載の紙。 3、遠心分離機の直径を600mm、その周速度を60
m/秒とすることを特徴とする、特許請求の範囲第1項
または第2項記載の紙。 4、添加剤として、長さ6〜7mmおよび平均径10μ
mの紡織ガラス繊維を5%以下含んでなることを特徴と
する、特許請求の範囲第1項から第3項までのいずれか
1項に記載の紙。 5、アクリル系バインダーを含んでなることを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1
項に記載の紙。 6、殺菌剤および防水剤を含んでなることを特徴とする
、特許請求の範囲第1項から第5項までのいずれか1項
に記載の紙。 7、表面質量が100g/m^2に等しいかまたはこれ
より小さく、密度が100kg/m^3未満であること
を特徴とする、特許請求の範囲第1項から第6項までの
いずれか1項に記載の紙。 8、高性能のエーロゾルフィルターの製造に使用される
、特許請求の範囲第1項から第7項までのいずれか1項
に記載の紙。 9、電池のセパレーター要素の製造に使用される、特許
請求の範囲第1項から第7項までのいずれか1項に記載
の紙。 10、エポキシ樹脂のごとき非水性液状基質を含浸させ
た複合紙の製造に使用される、特許請求の範囲第1項か
ら第7項までのいずれか1項に記載の紙。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8614430 | 1986-10-17 | ||
FR8614430 | 1986-10-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63120200A true JPS63120200A (ja) | 1988-05-24 |
Family
ID=9339935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62259818A Pending JPS63120200A (ja) | 1986-10-17 | 1987-10-16 | ガラスマイクロファイバーに基づく紙 |
Country Status (8)
Country | Link |
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