JPH0247396A - 難燃性抄紙 - 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） 本発明は難燃性を有する抄紙に関し、更に詳しくは水酸
化アルミニウムを主成分とする高度難燃性抄紙に関する
。

本発明の難燃性抄紙は例えば壁紙、壁紙の裏打紙として
、防火パネル用ハニカムの材料として。

ガラスウール断熱材の外装として、又、健康障害が懸念
されているアスベストの代替素材等種々の難燃用途に利
用することができる。

（従来の技術） 従来、難燃性抄紙は通常のバルブを用いた抄紙に種々の
難燃剤を塗布したり含浸させたり、バルブの一部を不燃
性又は難燃性の有機質又は無機質の繊維あるいは粉末に
置き換えて無機質材料含有材料として難燃性を付与して
いた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、難燃剤を塗布したり含浸したバルブ抄紙
は火炎に接するとやはり燃え尽きてしまい、又、不燃性
又は難燃性の繊維又は粉末を用いる場合抄紙性を維持す
るためにやはりかなり多量のバルブを用いる必要があり
、バルブ成分が焼去してしまうと紙としての形状を保持
できない等の欠点が有った。特に不燃性物質として水酸
化アルミニウムを用いる場合水酸化アルミニウムを高率
に含有し、かつ、併用した可燃性成分が焼去した後も形
状を保持し得るものを得ることができなかった。

このような紙を壁紙等の裏打紙として用い、難燃性試験
を行うと、表面の装飾層を支える程の抵抗力はなく２表
面層が著しく優れた難燃材料であっても表面層が燃焼前
又は燃焼中に剥離したり脱落するといった不都合が有っ
た。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは上記の欠点を解消し、壁紙に積極的な防火
性能を与えること、即ち有機物が分解した後も形状を保
持し防火性能を発揮しうるような難燃性抄紙を開発する
ことを目的として鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達
したものである。即ち９本発明は水和膨潤性鉱物及び無
機質繊維の併用により水酸化アルミニウム成分を５０〜
９０重量％のように大量に含有しながら各種の後加工性
に冨み、且つ、ＪＩＳ　　Ａ−１３２２による火炎燃焼
テスト後も形状を保持し得ることを特徴とする難燃性抄
紙およびその製造方法に関する。その製造方法としては
例えばセルロース系繊維５〜３０重量部、無機質繊維１
−１０重量部、水和膨潤性鉱物１〜１０重量部、水酸化
アルミニウム５０〜９５重量部、有機結合剤２〜１０重
量部、を必須成分とし、更に希望により凝集剤、その他
抄紙用各種添加剤を混合して水に分散させた分散液を湿
式抄紙法又はそれに準ずる方法により抄造する方法が挙
げられる。

尚９本発明の難燃性抄紙を製造するために用いられる湿
式抄紙法またはそれに準じた方法とは、例えば帯状、円
筒状、角型状等の濾過網、濾過布、または濾過板のよう
な濾過媒体の上に、前記の各成分の水分散液を流した後
、或はこれらの濾過媒体で挟むなどした後、例えば自然
濾過、或は減圧濾過なとの操作により濾過してシート状
とする方法の総称である。

本発明において用いられるセルロース系繊維としては、
例えばコツトンリンターバルブ、晒サルファイドバルブ
（ＮＢＳＰ、ＬＢＳＰ）　、晒クラフトバルブ（ＮＢＫ
Ｐ、ＬＢＫＰ）　、溶解バルブ（ＤＰ）、レーヨン、麻
等が挙げられる。

又２本発明において用いられる魚機質繊維としては例え
ばガラス繊維、マイクロガラスウール。

ロックウール、鉱さい綿、アルミナシリカ繊維、アルミ
ナ繊維、ムライト繊維、ホウ素繊維２石英繊維、珪酸ガ
ラス繊維、熔融シリカ繊維、チタン酸カリウム繊維、ジ
ルコニア繊維、！酸カルシウム繊維、フォスフェートフ
ァイバー、ボロシリケート繊維、炭素繊維、活性炭素繊
維などの繊維状物質が挙げられるがこれらに限られるも
のではなく、これらの無機質繊維の中から１種又は２種
以上を適宜選択して用いる。これらのうち、繊維径。

繊維長が比較的均一で、且つ低価格であるためガラス繊
維を使用するのが実用的である。

又、水酸化アルミニウムは本発明の抄紙の主成分であり
抄紙が高温に曝された際、水和した水を放出して抄紙及
び周辺の温度上昇及び燃焼を抑制すると共に水を放出し
た後も酸化アルミニウムという耐熱性物質の形で抄紙の
主要構成成分として残存する 又、水和膨潤性鉱物は結晶単位格子が厚み方向に繰り返
された結晶構造を持つ無機化合物であり。

結晶層間に水分子を引き入れて膨潤する性質が有り、こ
の膨潤性の最も発達した段階には結晶が崩壊して超微粒
子体となり、水中で安定したゾルを形成する鉱物の総称
である。このような水和膨潤性鉱物は乾燥すると固まる
性質を持ち、無機質繊維と水酸化アルミニウムを主成分
とする無機填料の結合物質として機能し、抄紙の可撓性
を与え。

高温に曝した後も抄紙の形状保持性能を発揮するもので
ある。

ものである。このような水和膨潤性鉱物としては例えば
ベントナイト群（例；コロイド性ベントナイト、変性ベ
ントナイト、コロイド性ソジウムモンモリロナイト等）
、山皮などの天然物、水和膨潤性雲母群（例：ソジウム
テトラシリシツクマイ力、ソジウム又はリチウムテニオ
ライト、ソジウム又はリチウムヘクトライト等）等の合
成物が有るがこれらに限られるものではない。

又、有機結合剤は主にセルロース系ａｍ間の結合に寄与
し、抄紙の可撓性２強度を与える。本発明において用い
られる有機結合剤としては水溶性尿素樹脂、メラミン樹
脂、カチオン化澱粉、　ＣＭＣ，ポリアミドポリアミン
エピクロルヒドリン樹脂、ポリイミン樹脂、水溶性アク
リル樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース等の紙力増強剤類、マレイン酸
中性サイズ剤、ロジン系サイズ剤２右油系サイズ剤。

高分子樹脂エマルジョン、ゴムラテックス等のサイズ剤
類、などが挙げられる。

又、凝集剤は水酸化アルミニウムその他の無機質微粒子
を抄紙に適した大きざの粒径に凝集させ。

抄紙時の歩留りを向上させるのに有効であり、水酸化ア
ルミニウムを主成分とする本発明においては特にポリア
クリルアミド系の凝集剤が好適である。

以上のような必須成分の他本発明の目的を損なわない範
囲で通常抄紙に用いる各種添加成分を併用することがで
きる。

このような添加剤としてはポリアミド繊維、ポリエステ
ル繊維、ポリオレフィン繊維の如き各種合成繊維類、ア
ニオン系ポリマー（例：ポリアクリル酸ナトリウム、ポ
リアクリルアミド及びその部分加水分解物の塩、マレイ
ン酸共重合物の塩）。

カチオン系ポリマー（例：ポリアクリルアミドの部分加
水分解物なと）、ノニオン系ポリマー（例：ポリアクリ
ルアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサ
イドなと）等の高分子凝集剤類、あるいは卵白、トロロ
アオイ、オクタの実の粘液などの天然の曳糸性高分子な
どの曳糸性高分子凝集剤類、変性ベントナイト、フッ素
系耐油剤。

離型剤、シランカップリング剤、シリコン系戻水剤、硫
酸パン土、アルミン酸ソーダ、ポリリン酸、ポリリン酸
アンモニウムなどが挙げられる。

又、更に本発明の目的に反しない限り無機質充填剤を併
用することもてきる。無機質充填剤としては例えばケイ
石、ケイ砂、ケイ藻土、カオリン、ハロイサイト、モン
モリロナイト、ヘントナイト、ゼオライト、リン鉱石、
ダイアスボア、ギブサイト、ボーキサイト、酸性白土、
陶石、ろう石、長石、石灰石、ケイ灰石、石膏、Ｆロマ
イト、マグネサイト、滑石などの天然無機物、水酸化マ
グネシウム、水酸化カルシウム等の水不溶性金属水酸化
物、トベルモナイト、ソノドライド等のケイ酸カルシウ
ム系水和物、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、
アルミナ、シリカ、含水ケイ酸、球状シリカ、マグネシ
ア、酸化亜鉛、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、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、酸化チタ
ン、チタン故カリウム等の合成無機質などの粉末あるい
は長さが概ね１０μ未満の微細な繊維状物が挙げられる
。なおウィスカー状物鱗片状物、フレーク状物等も含ま
れる。

以上のような各種成分を用いて本発明の難燃性抄紙を製
造する方法としては例えばセルロース系繊維５〜３０重
量部、無機質繊維１−１０重量部。

水和膨潤性鉱物１〜１０重量部、水酸化アルミニウム５
０〜９５重量部、有機結合剤２〜ｌＯ重量部を必須成分
とし、更に希望により凝集剤、その他抄紙用各種添加剤
を混合して水に分散させた分散液を湿式抄紙法又はそれ
に準ずる方法により抄紙を得ることが出来る。

前記の分散液の各成分のうち、セルロース系繊維が５重
量部未満であると得られる抄紙の強度。

可撓性が不十分であり後加工その他の取扱が困難であり
実用的でなく、３０重量部を超えると高温に曝してこの
繊維が焼去した後の形状保持性が不十分であり本発明の
目的を満たさない。

又、無機質繊維が１重量部未満であると高温に曝してセ
ルロース系繊維が焼去した後の形状保持性が不十分てあ
り、１０重量部を超えると抄紙の表面平滑性が劣り抄紙
としての実用性が不十分である。

又、水和膨潤性鉱物が１重量部未満であると無機質繊維
間又は水酸化アルミニウムその他無機質充填剤などとの
結合が不十分であるため抄紙が高温に曝されてセルロー
ス系繊維が焼去した後の形状保持性が不足し本発明の目
的を満たさない。又。

１０重量部を超えると脱水性が低下し抄紙が円滑に行か
ない。

また、水酸化アルミニウムは本発明の抄紙の主成分であ
り抄紙が高温に曝された際、水和した水を放出して抄紙
及び周辺の温度上昇を抑制すると共に水を放出した後も
酸化アルミニウムという耐熱性物質の形で抄紙の主要構
成成分として残存する。本発明の抄紙においてこの水酸
化アルミニウムの含有量が５０重量部未満であると目的
とする難燃性を確保出来ず、又、９５重ｆｆｉ部を超え
ると得られる抄紙中の水酸化アルミニウムの成分が過大
になりセルロース系繊維、無機質繊維その他の構成成分
が不足し抄紙としての強度が不十分であるため好ましく
ない。

又９本発明の抄紙方法において有機結合剤は主にセルロ
ース系繊維間又はセルロース！ｌ！ｉＩと他の成分との
結合に寄与するものであり２〜１０重量部を用いるのが
好適である。２重量部未満では結合効果が不十分なため
抄紙の強度が弱く後加工その他の処理時に破れ、折れ曲
がりなどが生じ実用的でない。又、１０重量部を超える
と難燃性が低下し２本発明の目的に適しない。

凝集剤を用いる場合は概ね１００〜６００ｐｐｍ程度を
用いるのが好適である。ｌｏＯｐｐｍ未満ては十分凝集
効果か発揮されず歩留りが低下するためコスト、生産性
のてんで不利である。又。

６００ｐｐｍを超えると凝集力が過大となりその結果水
酸化アルミニウムなどの微粒子が粗大になり抄紙にピン
ホールが多発し好ましくない。

（作用及び効果） 以上のようにして製造された難燃性抄紙は高温に曝し、
あるいは火炎に曝した時、水和した水を放出して抄紙及
び周辺の温度上昇を抑制すると共に水を放出した後も酸
化アルミニウムという耐熱性物質の形で抄紙の主要構成
成分として残存し。

この酸化アルミニウムと無機繊維と水和＃潤性鉱物およ
び他の無機添加剤が形状保持に寄与していると考えられ
る。このような形状保持は無機物によるネットワーク構
造、即ち、無機繊維と無機繊維の接触点、無機ｍ維と水
酸化アルミニウムの二次凝集粒子の接触点に水和膨潤性
鉱物が固着して形成される。この事が比較的少量の無機
繊維と水和膨潤性鉱物の存在によって形状保持性能が発
揮されるものと思われる。

その性能を発揮するメカニズムは必ずしも明らかでは無
いが９紙の有機物によるネットワーク構造と立体的に重
なり合った無機物によるネットワーク構造が形成されて
おり、有機物が分解した後の形状保持を無機物によるネ
ットワーク構造が担うのではないかと推測される。分解
に伴う収縮と熱による脱水が、無機物によるネットワー
ク構造の強度に影響する可能性も考えられる。

（実施例） 以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが９
本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ 木材バルブ（ＮＢＫＰ　　）　　　　　　５重量部を水
１０００重量部に分散させて２５°ＳＲ程度に叩解した
後天に ガラス繊維（３ｍｓ　Ｘ　６　μφ。

日東紡績株式会社’ｌり　　　　５重量部水和膨潤性鉱
物（ヘーン）ｔイ））　　　　　３重量部水酸化アルミ
ニウム　　　　　　９５重量部アクリル樹脂（７’ライ
？−ｆｌ　ＩＩＡ−ＩＱ。

日本アクリル株式会社製）　２１遺部 凝集剤（ハイモロツク−８゜ 協立有機株式会社製）　　４００ｐｐｍを加えて分散゛
させ、この分散液を長網抄紙機を用いて抄紙し９坪ｆｆ
ｉ　１００　ｇ　／　ｍ’の抄紙を得た。難燃性抄紙中
の水酸化アルミニウムの含有量を原子吸光法により測定
したところ８６重置火であった。

この抄紙をＪ　ｌ５−Ａ−１３２２（建築用薄物材料の
難燃性試験方法）に準じて液化石油ガス５号を燃料とし
てメツケルバーナーで３分間加熱した。加熱中に火炎の
裏抜けは無く、加熱後の試料は孔が穿かずシート状を保
っていた。

又、別に抄紙の表面に化粧層として塩化ビニルゾル（１
３５−Ｊ、日本ゼオン株式会社製）を固形分換算で１４
０ｇ／Ｔｒｆを塗布して化粧シートを作製した。このシ
ートを不燃基材（厚さ１０關のパーライト板）に貼り付
けＪＩＳ　　Ａ−１３２’１（建築物の内装材料および
工法の難燃性試験方法）に準じて表面試験を行った。試
験途中で塩ビ化粧面部分は炭化するまでは表面から脱落
しなかった。

航記抄紙部分は剥離しないでそのまま残り抄紙形状を保
持していた。

更に、同じ抄紙を裏打紙とし、その上にボリクラール繊
維１００％から成る坪ｍ　２００　ｇ　／　ｒｒｒ　（
Ｄ織布を酢酸ビニル系接着剤（コニシボンドＣＨ−１８
、コニシ株式会社製）２０ｇ／イを介して積層し、前記
の方法により表面燃焼テストを行ったところ、塩化ビニ
ル化粧層の場合と同様に織布が炭化するまで裏打紙から
剥離又は脱落もしなかった。

実施例２ 実施例１において分散液組成を 木材バルブ（ＮＢＫＰ　　）　　　　　７重量部ガラス
繊維（３ｍ　Ｘ　６μφ。

日東紡績株式会社製）　　　５重量部 水和膨潤性鉱物（へ“ントｆイト）　　　　３重量部水
酸化アルミニウム　　　　　　８０重量部酸化チタン　
　　　　　　　　　１０重量部アクリル樹脂（ブライマ
ールＨＡ−１６）　　　３重量部凝集剤（ハイモロツク
−５）　　４００ｐｐｍに変更した以外は実施例１と全
〈実施例１と同様にして坪ｆｆｔ１００ｇ／ｌ／の難燃
性抄紙を製造した。

この難燃性抄紙中の水酸化アルミニウムの含有量は７３
重量％であった。

この抄紙を実施例１の場合と同様にして火炎燃焼テスト
を行ったところ加熱中に火炎の裏抜けは無く、加熱後の
試料は孔が穿かずシート状を保っていた。

又、実施例１と同様にして塩化ビニルゾル（１３５−Ｊ
）を１４０ｇ／ｍ’を塗布して化粧シートを作製した。

このシートをＪＩＳ　　Ａ−１３２１（建築物の内装材
料および工法の難燃性試験方法）に準じて表面試験を行
った。試験途中で塩ビ化粧面部分は炭化するまでは表面
から脱落しなかった。

前記抄紙部分は剥離しないでそのまま残り抄紙形状を保
持していた。

実施例３ 実施例２において分散液組成として 木材バルブ（ＮＢＫＰ　　）　　　　１５重１部ガラス
繊維（３■×６μφ。

日東紡績株式会社製） ５重量部 ３重量部 ６０重量部 １０重１部 山皮 水酸化アルミニウム 酸化チタン ＳＢＲ（ＳＮＸ−３４８４゜ ノーガタック株式会社製） 住友 １０重量部 凝集剤　（ハイ【ロウクー１２ＭＬＨ）　　　４００ｐ
ｐｍとした他は実施例１と全く同様にして１００ｇ／イ
の難燃性抄紙を作製した。

得られた抄紙中の水酸化アルミニウムの含有量は歩留り
が低く５６重量％であった。この抄紙を実施例１と同様
にして火炎による加熱テストを行ったが、実施例１の場
合と同様に加熱中に火炎の裏抜けは無く、加熱後の試料
は孔が穿かずシート状を保っていた。

又、この抄紙を裏打紙としてこの表面に化粧層として塩
化ビニルゾル（１３５−Ｊ）を固形分換算で１４０ｇ／
Ｗｉ″を塗布して化粧シートを作製した。このシートを
実施例１と同様にしてＪＩＳＡ−１３２１による表面燃
焼テストを行ったところ、試験途中で塩化ビニル化粧層
部分は炭化するまで表面より脱落しなかった。前記抄紙
部分は剥離しないでそのまま残り抄紙形状を保持してい
た。

比較例１ 実施例１において分散液組成として水和膨潤性鉱物を用
いないで 木材バルブ（ＮＢＫＰ　　）　　　　　７重量部ガラス
繊維（３ｍ　Ｘ　６μφ。

日東紡績株式会社製）　　　５重量部 水酸化アルミニウム　　　　　　８０重量部酸化チタン
微粉末　　　　　　　１０重量部アクリル樹脂（）０ラ
イマールＨＡ−１６）　　　２重量部凝集剤（ハイモロ
ツク−５）　　４００ｐｐｍとした他は実施例と全く同
様にして１００ｇ／ｙｎ’の難燃性抄紙を作製した。

得られた抄紙中の水酸化アルミニウムの含有量は７３重
量％であった。

この抄紙を実施例１と同様にして火炎燃焼テストを行っ
たところ加熱中に火炎が裏抜けし、加熱後の試料は孔が
穿いてシート状を保てなかった。

又、実施例１と同様にして塩化ビニ、ル（１３５−Ｊ）
を１４０ｇ／ｍ′を塗布して化粧シートを作製した。こ
のシートを不燃基材に貼り付は実施例１と同様にして表
面試験を行った。試験途中で裏打紙の部分で剥離し塩ビ
化粧層及び抄紙の一部が脱落し基材が露出した。

比較例２ 実施例１において分散液組成を無機質繊維及び水和膨潤
性鉱物の使用量が本発明の製造方法の範囲より少ない 木材バルブ（ＮＢＫＰ　　）　　　　　７重量部ガラス
繊＆１ｔ（３＋ｗＸ６μφ）　０．５重量部水和膨潤性
鉱物（へ゛ントｔ（））　　　０．５重量部水酸化アル
ミニウム　　　　　　８０重量部酸化チタン　　　　　
　　　　　　１０重量部アクリル樹脂（）０ライ７−ル
ＨＡ−１６）　　　　２重量部凝集剤（ハイモロツク−
５）　　４００ｐｐｍとした他は実施例と全く同様にし
て１００　ｇ／ｎ／の難燃性抄紙を作製した。

得られた抄紙中の水酸化アルミニウムの含有量は７２重
量％であった。　この抄紙を実施例１と同様にして火炎
による加熱テストを行ったが、実施例１の場合と異なり
加熱中に火炎が裏抜けし、加熱後の試料は孔が穿いてシ
ート状を保てなかった。

別にこの抄紙に実施例１と同様にして化粧層として塩化
ビニルゾル（１３５−Ｊ）を１５０　ｇ　／　ｔｎ’塗
布して化粧壁紙を作製した。

この壁紙を不燃基材に張り付は実施例１と同様にして表
面試験を行ったところ比較例１と同様に試験途中で塩ビ
化粧層及び抄紙の一部が脱落し基材が露出した。

比較例３ 実施例１において分散液組成を無機質ｍ維を全く用いな
い 木材バルブ（ＮＢＫＰ　　）　　　　７重量部水和膨潤
性鉱物（ヘーンｌｔイト）　　　　　３重量部水酸化ア
ルミニウム　　　　　　８０重量部ポリエステル繊維（
ＥＰ−２０２Ｘ５ クラレ株式会社）　　　　　１０重量部アクリル樹脂（
）０ライマールＨＡ−１６）　　　２重量部凝集剤（ハ
イモロツク−５）　　４００ｐｐｍとした他は実施例と
全く同様にしてｌｏＯｇ／ｍ’の難燃性抄紙を作製した
。

得られた抄紙中の水酸化アルミニウムの含有量は７４重
量％であった。　この抄紙を実施例１と同様にして火炎
による加熱テストを行ったが、実施熱後の試料は孔が穿
いてシート状を保てなかった。

別にこの抄紙に化粧層として塩化ビニルゾル（１３５−
Ｊ）を１５０ｇ／ｒｒｒ塗布して化粧シートを作製した
。

このシートを不燃基材に張り付は実施例１と同様にして
表面試験を行った。試験途中で塩ビ化粧層及び抄紙の一
部が脱落し基材が露出した。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）水酸化アルミニウム成分を５０〜９０重量％を含
   有し、且つ、ＪＩＳＡ−１３２２の火炎による加熱テス
   ト後も形状を保持し得ることを特徴とする難燃性抄紙。
2. （２）水酸化アルミニウムを主成分とする難燃性抄紙を
   製造するに際し、セルロース繊維５〜３０重量部、無機
   質繊維１−１０重量部、水和膨潤性鉱物１〜１０重量部
   、水酸化アルミニウム５０〜９５重量部、有機結合剤２
   〜１０重量部を必須成分とする混合物を水に分散させた
   分散液を湿式抄紙法又はそれに準ずる方法により抄造し
   た特許請求の範囲第１項の難燃性抄紙。
3. （３）水酸化アルミニウムを主成分とする難燃性抄紙を
   製造するに際し、セルロース繊維５〜３０重量部、無機
   質繊維１−１０重量部、水和膨潤性鉱物１〜１０重量部
   、水酸化アルミニウム５０〜９５重量部、有機結合剤２
   〜１０重量部を必須成分とする混合物を水に分散させた
   分散液を湿式抄紙法又はそれに準ずる方法により抄造す
   ることを特徴とする難燃性抄紙の製造方法。