JPS63126998A - 金属微粉末を含有したアルギン酸系繊維からなるシート状物 - 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】 技術分野 本発明は、電子機器に用いる紙等のシート状物に関する
。

背景技術 近年、紙、プラスチックフィルムは磁性層を担持するベ
ースシート材として磁気テープ、磁気ディスク、磁気カ
ード等の磁気記録媒体に用いられ、その用途が情報処理
面で拡大されている。また、かかる磁気記録媒体を磁気
から保護するために例えば、ＡＢＳ等のプラスチック材
料に金属短繊維を添加した電磁波シールド性シート材等
も開発され、これら磁気記録媒体等の磁気シート材料は
電子関連を含めての高密度化へ進展に伴い高精度が要求
されてきている。

磁性記録媒体は金属や金属酸化物の微粉末等からなる磁
性層と、該磁性層を担持するプラスチックフィルム、紙
等の薄板状のベース材から構成されている。磁性層は、
通常、無機成分と有機成分とを主体とした混合物からな
り、無機成分と有機成分の比は体積比で１対１、重量比
では４対１にて構成されている。

かかる磁性層の無機成分はガンマ−酸化鉄、コバルト系
酸化鉄、酸化第二鉄等の粒子径０゜５〜１μ程度の磁性
微粉末が用いられている。磁性層の有機成分は主として
バインダーレジンであり、塩化ビニル、酢酸ビニル系、
ポリウレタン系等の多種類に亘る合成高分子であり、特
に多用されている有機成分は、ビニル−酢酸ビニル共重
合体、塩化ビニル−酢酸ビニルアルコール共重合体等で
ある。この他の磁性層の構成成分には、帯電防止材とし
てはカーボンブラック、グラファイト等が、また研磨材
としてはアルミナ、シリコンカーバイト等の高硬度微粉
末が、また潤滑剤としては高級脂肪酸エステル、フッ素
オイル等が用いられている。

かかる従来の磁性記録媒体は、次の如く製造される。

先ず、上記の有機成分及び無機成分を混合し、添加剤、
溶剤を添加して粘度調整を行ない、更に硬化剤等を添加
して濾過を施し、液体状の磁性塗料を調製する。

次に、得られた磁性塗料をベース材に塗布する。

ベース材としてプラスチックフィルム又は形態変化の微
少な紙を用いる。塗布工程では、第５図及び第６図に概
略を示す塗布機を用い、巻出機（図示せず）から出され
たベース材１上に磁性塗料２が塗布される。第５図はリ
バースロールコータ−塗布機の要部の概略を示し、バッ
クアップロール３、アプリケーションロール４、メタリ
ングロール５、ドクターブレード６によってベース材１
上に磁性塗料２を塗布することを示している。第６図は
グラビアコーター塗布機の要部の概略を示し、バックア
ップロール３、ドクターブレード６、グラビアロール７
、スムージングパー８によってベース材１上に磁性塗料
２を均一に塗布することを示している。

次に、配向磁石によりベース材上の磁性塗料中の磁性粒
子を回転させ又はベース材面に平行に磁性粒子の長さ方
向に配向させて、その後、磁性塗料が付着したベース材
を乾燥機で熱風により乾燥して巻取機にて巻き取る。

次に、第７図に示すカレンダー等を用いて表面処理を行
い、巻き取られたベース材１上の磁性層の表面の平滑度
を向上させる。第７図はカレンダーの要部の概略を示し
、巻出機９からベース材１が複数の金属ロール１０、弾
性ロール１１間を経て通過し゛、巻取機１２へ巻き取ら
れることを示している。

カレンダー処理を施して得られた磁性フィルムまたは磁
性紙は常温で数日間または温度２０℃。

湿度６０％ＲＨの恒温槽に入れて養生される。磁性フィ
ルムまたは磁性紙の反り等の経時的変形を防止するため
に施される。

養生された磁性フィルム又は磁性紙は第８図に示すスリ
ッター機を用い所定の形状に切断され、磁性テープ又は
平板として製品化される。第８図はスリッター機の要部
の概略斜視図を示し、巻出機１３から磁性フィルム又は
磁性紙１４か複数のロールカッター１５間を経て切断さ
れ巻取機１６へ巻き取られることを示している。

かかるベース材上に液体状の磁性塗料を塗布する従来技
術では、ベース材となるプラスチックフィルム又は紙に
は温度、湿度による形態変化の少ないことが要求される
。また、磁性塗料の塗布を大面積で均一に施すことが難
しく、塗布工程の作業性が低いという問題がある。更に
また、二層構造の故にベース材の表裏で特性が異なり、
金属微粉末塗布による磁性層が僅かの外力でベース材か
ら脱落する危険性があるので、磁性層を塗布した面は印
刷の対象にはなり得ない欠点がある。

発明の概要 本発明の目的は、上記した如き従来技術の欠点を克服せ
んとすることにあり、製造容易にして丈夫な磁性シート
材料を提供することである。

本発明の磁性シート材料は、金属微粉末を包括したアル
ギン酸系繊維を主原料にし形成して得たことを特徴とす
る。

実施例 以下、本発明による実施例を添附図面に基づいて説明す
る。

第１の実施例として、第１図に示す製造工程のフローチ
ャートに沿って金属微粉末を包括したアルギン酸系繊維
を紡糸し、かかる繊維からなる紙を製造した。

先ず、ドープ調製工程Ｓ１として、アルギン酸ソーダ（
分子量６Ｘ１０５）１００〜４００ｇと水２．５Ωを加
えてニーダにてよく混和し粘稠液とした。

該粘稠液に酸化鉄の金属微粉末を少しづつ添加し均一に
混合し、該金属微粉末が分散したアルギン酸ソーダの紡
糸原液すなわちドープを調製した。

酸化鉄の金属微粉末としてマイピコ（チタン工業■製、
平均粒子径０．３６μ）を用いた。

ここで酸化鉄の金属微粉末の含有量を混合比（アルギン
酸塩／酸化鉄の金属微粉末）を１００／１００．１００
／２００　、　１００／４００　（重量部）としてドー
プを調製し各々について紡糸した。

次に、濾過工程Ｓ２として、焼結成型したセラミックフ
ィルター（最大ポアサイズ５０μ）を用いて圧力４ｈｇ
／ｃ♂（ゲージ）によって該ドープを加圧、濾過し、分
散性の悪い金属微粉末塊状部分を除去し、均一なドープ
４．　５．１！を得た。

次いで、濾過ドープを原液槽に移送しく移送工程Ｓ３）
、減圧脱泡を一昼夜行ない（脱泡工程Ｓ４）、ドープ内
に内在する気泡を除去した。

紡糸工程Ｓ５は、第２図に概略を示す湿式紡糸機によっ
て行なわれた。気泡を除去した脱泡ドープをスピニング
原料供給タンク２４に導入し、ギアポンプ用モータ２１
により動作するギアポンプ２２を介して脱泡ドープをノ
ズル２３から第１凝固浴２７ａの凝固液中に吐出させ反
応させた。凝固液には５％塩化カルシウム溶液を用い、
吐出した繊維２０をゴデツトロール２６ａ、２６ｂ、２
６ｃ及び減速モータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃｌ：：より
緊張させつつ、第２及び第３凝固浴２７ｂ、２７ｃに通
過、凝固させ繊維形態とし、得られたアルギン酸カルシ
ウム繊維２０を巻取機２９に巻取らせた。ノズルは０．
１ｍｍＸ１０００ホールを用い、吐出速度は１３．７ｍ
ρ／秒にて第１．第２及び第３ゴデツトロール２６　ａ
、　２６　ｂ、　２６Ｃの回転速度は、それぞれ２１　
、　５　ｒ、ｐ、ｍ、、２３ｒ、ｐ、ｍ、及び２５　ｒ
、ｐ、ｍ、にて行われた。磁性金属微粉末の混入は、紡
糸には何ら支障を与えず、円滑にアルギン酸カルシウム
の連続繊維２０が形成された。

切断工程Ｓ６において、得られた金属微粉末含有アルギ
ン酸カルシウム繊維を繊維長３ｍｍに切断した。

このようにして３種類の金属微粉末含有アルギン酸カル
シウム繊維を得た。

次に、これらの切断した金属微粉末含有アルギン酸カル
シウム繊維を標準型パルプ離解機（２ｇ容量）中で濃度
的３％で５分間離解した後、タラピースタンダードシー
トマシンでＪ　＋ｓ−ｐ−ｇ２ｏ９に準じて抄紙し、プ
レス脱水し、定性用濾紙に挾んだまま回転型の乾燥機に
セットして、そのまま約１５時間放置して本実施例のア
ルギン酸カルシウム繊維紙の試料Ａ、Ｂ、Ｃを得た。

これらアルギン酸カルシウム繊維紙の物理特性は第１表
の通りである。

第１表 試料Ａ、Ｂ及びＣは、アルギン酸カルシウム繊維約１０
０重量部に対して、夫々、酸化鉄約１００重量部、酸化
鉄約２００重量部、及び酸化鉄約４００重量部を含有し
たものである。

この得られた金属微粉末包括アルギン酸カルシウム繊維
１１０は第９図の概略断面図に示すごとく、アルギン酸
カルシウム１１１中に酸化鉄微粉末１１２が均一に分散
した構造を有する。

第２の実施例として、第３図に示す混抄工程のフローチ
ャートに沿って金属微粒子包括アルギン酸カルシウム繊
維と天然パルプとの混抄による繊維紙を作成した。第２
実施例では金属微粒子包括アルギン酸カルシウム繊維と
して第１実施例によるアルギン酸カルシウム繊維１００
重量部に対して酸化鉄４００重量部を含有したもの（試
料Ｃ）を使用している。

まず、叩解工程Ｓ７において、天然繊維として針葉樹系
晒しクラフトパルプ（ＮＢＫＰ）１．５ｋｇ　（風乾）
を叩解機に投入して、水０．１ｍ３を注入し、濃度１．
５％に調整して３０分開離解を施した。離解されたＮＢ
ＫＰは、叩解機のフライバーロールを調整して約６０分
程度叩解し、叩解度測定機ショツパーリグラー型で叩解
度５０°ＳＲに調整して、原料ストックタンクに移送し
た。

移送されたパルプの濃度を再調整して調整叩解機にパル
プを注入した。

次に、混合工程Ｓ８において、該パルプに予め繊維長３
ｍｍに切断した金属微粉末包括アルギン酸−１１＝ カルシウム繊維を３．５ｋｇ投入し、ＮＢＫＰ　：金属
微粉末含有アルギン酸カルシウム繊維の配合比率７５：
２５（重量部）にし、湿潤強度増強剤、尿素樹脂をパル
プ絶乾比に対して４％添加し、次に合成高分子系サイズ
剤を３％添加し、硫酸バンドでｐＨを調整してサイジン
グを施し、調整叩解機でアルギン酸カルシウム繊維の形
態を損なわないように入念に叩解を施し紙料を得た。

次に、移送工程Ｓ９において、叩解後の紙料３０を抄紙
用原料ストックタンクに一時蓄え、原料ストックタンク
からプランジャ一式原料ポンプを用い、第４図に概略を
示すテストマシン円網ヤンキ一式抄紙機のフローボック
ス３１に供給した。

次に、フローボックス３１内で紙料液を抄紙濃度１．２
５％程度に調整した後（調整工程５ＩＯ）、シリンダー
バッド３２に移送しテストマシン円網ヤンキ一式抄紙機
で抄紙した（シート形成工程５１１）。該抄紙機は、面
長４４０　ｍｍ、直径１２２０ｍｍの乾燥ドライヤー３
８を有し、抄紙速度５ｍ／分、蒸気圧３　ｋｇ　／　ｃ
Ｊに調整され、抄紙条件が米坪量１２０ｇ／ゴ、厚み０
．１５ｍｍ、密度０．８ｇ／　ｃｍ　３になるように予
め調整された。

第４図に示すように、テストマシン円網ヤンキ一式抄紙
機は、シリンダーバット３２の中で、シリンダー３３を
回転させ、シリンダー内の白水（紙料液）を適当に調整
した流速で排水して、シリンダー３３、内部、外部に水
面差をつくり、シリンダー３３の紙料液３０に浸ってい
る部分に水圧が加わり、外面の紙料液が内部に流入して
シリンダー上に紙料が繊維層状に残り、シリンダー３３
の紙料液３３から出る部分では、シリンダー網目は紙質
の地合を構成した湿紙層で覆われ、バット上のシリンダ
ー３３の頂部のシリンダー３３及びクーチロール３４間
において、ピックアップフェルト３５は、順次通過して
湿紙層を抄き上げて行く構造になっている。

抄き上げた湿紙をピックアップフェルト３５に密着させ
たまま水分６０〜７０％程度を保持して、シリンダーバ
ット３２とプレスロール３７との経路間に配置した配向
磁石３６により湿紙上に磁界を印加して、磁性金属微粉
末を含有したアルギン酸カルシウム繊維を回転または長
さ方向に配向せしめて（配向工程５Ｉ２）、フェルト３
５に導かれプレスロール３７を経て、乾燥ドライヤー３
８の表面に接触した湿紙の水分を蒸発させ、１５％程度
まで乾燥させた（乾燥工程５１３）。

乾燥した湿紙すなわち磁性原紙３９を、第７図に概略を
示したように従来通りカレンダーにより処理しくカレン
ダー処理５Ｉ４）、磁性原紙の表面の平滑性を保持して
、その後、巻取機で巻き取り（巻取処理Ｓ’ｓ）、また
は必要に応じてワインダーパートで巻き替えを施した。

このようにして製造して得られた混抄紙（ＮＢＫＰ：金
属微粉末包括アルギン酸カルシウム繊維の配合比率７５
：２５）の物性は第２表（第１表、試料Ｃ）の通りであ
る。尚、本実施例２のＮ　Ｂ　ＫＰ：金属微粉末含有ア
ルギン酸カルシウム繊維の配合比率５０　：　５０及び
２５　：　７５として同様の工程で得られた混抄紙の物
性をも併記する。

第２表 得られた金属微粉末包括アルギン酸カルシウム繊維紙は
、抄き合せ等の技術で任意の厚さのシートも形成でき、
裁断により所望の寸法の平板にも形成可能である。

また、第１０図の概略断面図に示すごとく金属微粉末包
括アルギン酸カルシウム繊維紙２１１とＮＢＫＰ紙２１
紙色１２合わせ、抄き合せ等により積層させ積層紙を得
ることもできる。

第１１図は金属微粉末として銅微粉末を用いた金属微粉
末包括アルギン酸カルシウム繊維−ＮＢＫＰ混抄紙の電
磁波シールド効果を示すグラフであり、アルギン酸カル
シウムを１００重量部９．銅微粉末を１００重量部とし
て紡糸し、得られた金属微粉末包括アルギン酸カルシウ
ム繊維１５０重量部をＮＢＫＰパルプ８５０重量部と混
抄した均一な混抄紙の電磁波シールド特性を実線Ａで示
す。

尚、金属微粉末としてアルミニウム微粉末を用い同様の
条件で得られた混抄紙の場合の該特性も破線Ｂで示す。

また、金属微粉末包括アルギン酸系繊維紙によれば、テ
ープ用又はシート用磁場発生機を用いて着磁を施すこと
により、永久磁性を有する磁性紙も得られる。かかる磁
性紙の用途として、電子式計算用プログラムカード、ミ
ニコンピユータプログラムカード、在庫管理カード、駐
車券カード、タイムカード、航空券等の特殊カードの分
類に属する磁性記録紙に使用が出来る。

また、かかる磁性紙の裏面紙に磁気層を設け、表面紙に
他の記録層を設けて抄き合わせを行なうことにより、電
子写真ＣＰＣ，ＰＰＣ，感熱記録、静電記録等に用いら
れる磁気複合記録紙に用いることが出来る。

本実施例の金属微粉末包括アルギン酸系繊維は、繊維状
の磁気機能材料としているので、上記した抄紙のほか織
布、不織布としてシート化され得る。

高分子材料中に金属微粉末を混合し分散させて湿式、乾
式あるいは溶融の各紡糸法によって繊維に紡糸すること
が考えられる。しかし、湿式紡糸法では凝固反応に過激
な化学反応を伴ない、金属微粉末を損傷、変質、分解さ
せることが多く、乾式紡糸法では揮発性の有機溶媒を用
いるために高分子材料中における金属微粉末の均一な分
散が達成されず、溶融紡糸法では磁性金属微粉末が熱的
変質を受ける。そこで、本発明者は、試行の結果、極め
て温和な条件で金属微粉末に何ら変化を与えることなく
、金属微粉末を包含しかつ紡糸できる高分子材料がアル
ギン酸塩であることを見出し、すなわち、アルギン酸の
アルカリ塩、アンモニウム塩、アミン塩等が水に可溶で
あり金属微粉末を含有しても可紡性を有すること、しか
も重金属イオン又はプロトンで一部又は全部を置換させ
ることで繊維状に固化できること、更に、金属微粉末は
水溶性アルギン酸塩のドープに極めて分散性がよく、し
かも、紡糸時に繊維から漏出することなく均一に含有さ
れ繊維状になることを見出し、本発明に至った。本発明
でいうアルギン酸系繊維は水不溶性のアルギン酸及び／
又はその塩からなる繊維を指称する。

水溶性アルギン酸塩の粘稠液に金属微粉末を添加し、機
械的攪拌によって均一に混和して紡糸原液を調整するア
ルギン酸塩の紡糸原液の粘度は、常温で１００〜１００
００センチポイズの範囲であり、水溶性アルギン酸塩の
濃度、重合度、温度によって調整される。金属微粉末の
量は、紡糸時にアルギン酸系繊維の形成か妨げられない
程度に添加され、紡糸ノズル孔径に依存する。金属微粉
末の添加量はアルギン酸塩の物性、金属微粉末の嵩比重
に依存するのであるが、金属微粉末は重量比でいえば５
０倍以内である。凝固液には、添加する金属微粉末と化
学反応しないようにイオン化＝　　１８　− 傾向等を考えて選定する。

発明の効果 以上の如く、本発明のシート状物は、金属微粉末を包括
するアルギン酸系繊維を主原料にした抄紙、湿式不織布
、織布等のシート化法で製造されている故に、高温高圧
の成形工程を経ないで従来のシート化工程によって容易
に製造できる。また、紙白体に導電性、磁性等の性能を
均一に付与でき、種々の金属微粉末の含有及び化学繊維
や天然繊維の混抄によって、保磁力等を任意に調整が出
来る自由度の高い磁性記録紙、電磁波シールド紙を少な
い工程で得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による金属微粉末包括アルギン酸系繊維
を製造する工程を示すフローチャート、第２図は本発明
に用いる紡糸機の概略正面図、第３図は本発明による金
属微粉末包括アルギン酸系繊維紙を混抄する工程を示す
フローチャート、第４図は本発明に用いる円網ヤンキ一
式抄紙機の概略正面図、第５図及び第６図は従来の磁性
紙の製造に用いる塗布機の概略正面図、第７図はカレン
ダーの概略正面図、第８図はスリッター機の概略斜視図
、第９図は金属微粉末包括アルギン酸系繊維の概略断面
図、第１０図は金属微粉末包括アルギン酸系繊維紙とＮ
ＢＫＰ紙との積層紙の概略断面図、及び第１１図は電磁
波シールド効果を示すグラフである。 主要部分の符号の説明 ２０・・・・・・金属微粉末包括アルギン酸系繊維２１
・・・・・・ギアポンプ用モータ ２２・・・・・・ギアポンプ ２３・・・・・・ノズル ２４・・・・・原料供給用タンク ２５ａ、２５ｂ、２５ｃｍ−−−−−減速モータ２６ａ
、２６ｂ、２６ｃ・・・・・・ゴデツトロール２７ａ、
２７ｂ、２７ｃｍ＝−・・凝固浴２つ・・・・・・巻取
ロール ３０・・・・・・紙料液 ３１・・・・・・フローボックス ３２・・・・・・シリンダーバット −２０＝ ３３・・・・・・シリンダー ３４・・・・・・クーチロール ３５・・・・・・ピックアップフェルト３６・・・・・
・配向用磁石 ３７・・・・・・プレスロール ３８・・・・・・乾燥ドライヤー ３９・・・・・・磁性原紙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属微粉末を包括したアルギン酸系繊維を主原料
   にして形成したシート状物。
2. （２）前記金属微粉末が磁性金属及び／又は磁性金属酸
   化物からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のシート状物。
3. （３）前記金属微粉末を包括したアルギン酸系繊維を主
   原料とした繊維原料に天然繊維及び／又は化学繊維を配
   合して形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載のシート状物。
4. （４）紙、織布又は不織布の形態で形成されたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   一項記載のシート状物。