JPH0316436B2

JPH0316436B2 -

Info

Publication number: JPH0316436B2
Application number: JP60176998A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Toyoshima; Shinichiro Takaguchi; Shigeru Arai
Original assignee: Honshu Paper Co Ltd
Current assignee: Honshu Paper Co Ltd
Priority date: 1985-08-13
Filing date: 1985-08-13
Publication date: 1991-03-05
Also published as: JPS6241399A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、抄造法を利用して密度の高い無機質
繊維シートを製造する方法に関する。〔従来の技術〕抄造法を利用して得られる例えばガラス繊維等
による無機質繊維シートは、一般的なバインダー
の添加量、すなわち、20％以下のバインダーの添
加量の場合には、通常0.22ｇ／cm³以下の空〓に満
ちた低密度シートとして製造されているのが普通
であり、該シートにおける高気孔性を利用するよ
うな用途には適するものの、高密度が要求される
分野での用途、例えば、コンポジツトタイプのプ
リント回路基板、断熱用発泡樹脂ボードに対する
面材等の用途に供せられる無機質繊維シートとし
ては、十分に満足され得ないのが実情である。例えば、コンポジツトタイプのプリント回路基
板に対して、従来の抄造法による無機質繊維シー
トを利用する場合には、該シートが嵩高・低密度
であるため、樹脂含浸後のプリプレグ積層プレス
工程でのプレス機への仕込み枚数を少なくしなけ
ればならなく、しかも、成形によつて得られた積
層板は、必然的に樹脂含浸比率の高いものになつ
ているため、反りやねじれが発生し易く、加熱下
での寸法安定性が不十分である等の欠点を有す
る。このため、ガラス繊維シート等における無機質
繊維同士の空〓を無機質充填剤等で充填し、樹脂
含浸率の低い高密度シートを得る方法として、例
えば特開昭54−50583号公報には、既成のガラス
繊維製不織布に対して無機質充填剤を含浸させる
方法が提案されている。〔発明が解決しようとする課題〕しかるに、前段工程で得られた既成の無機質繊
維シートに対して、無機質充填剤によるスラリー
を含浸あるいは塗工することからなる後段工程を
付す方法は、その製造工程が２工程になるため、
設備の点およびエネルギーの消費の点等において
不経済になるだけでなく、無機質充填剤によるス
ラリーの含浸あるいは塗工工程でのスラリー中の
無機質充填剤の沈降を防止させるために、スラリ
ー中に増粘剤を添加しなければならなく、得られ
る無機質繊維シートの用途によつては、忌み嫌わ
れる添加剤の使用が己むを得なくなる等の欠点を
有する。また、抄造法によつて無機質繊維シート中に填
料が内填されているシートを得る方法、すなわ
ち、粉末状の填料を含む無機質繊維スラリーを抄
造することによつて、シート中に填料が内填され
ている無機質繊維シートを得る方法においては、
填料を歩留まり良く保持させることが難しく、高
密度の無機質繊維シートが得られない。すなわち、パルプ原料から填料含有紙を得る際
に通常利用されているところの硫酸アルミニウム
等の無機質凝集剤やポリアクリルアミド等のイオ
ン性高分子凝集剤を、無機質繊維によるスラリー
中に添加し、これを抄造しても、抄造工程中に填
料がワイヤーから抜け落ちてしまうために、歩留
まり良く填料を無機質繊維に定着させることが難
しく、またさらに、無機質繊維スラリー中で填料
の定着が悪く、填料が沈降してしまい、これが、
得られる無機質繊維シート中での填料の分布を不
均一にさせ、シートの品質を悪化させる等の弊害
が避けられない。これに対して本発明は、繊維成分として、細径
無機質繊維が配合されているものを利用し、ま
た、填料の定着剤として、カチオン系高分子物質
とアニオン系高分子物質、あるいはカチオン系高
分子物質とノニオン系高分子物質との組み合わせ
からなる高分子物質を併用することにより、スラ
リー中の填料を細径無機質繊維に効率良く定着さ
せ、高密度の無機質繊維シートを抄造法によつて
得る方法を提供する。〔課題を解決するための手段〕本発明の無機質繊維シートの製造方法は、平均
繊維径が3μ以下の細径無機質繊維が５重量％以
上の割合で配合されている無機質繊維100重量部
に対して、填料50〜300重量部と、カチオン系高
分子物質とアニオン系高分子物質、あるいは、カ
チオン系高分子物質とノニオン系高分子物質との
組み合わせによる定着剤とが添加されている抄造
用の水性スラリーを調製する工程と、得られた抄
造用の水性スラリーを、脱水、抄造する工程とか
らなるものである。前記構成からなる本発明の無機質繊維シートの
製造方法において、水性スラリーに利用される無
機質繊維成分には、通常の無機質繊維シートを得
る際に利用されている各種の無機質繊維と同一の
繊維、例えば、ガラス繊維、セラミツク繊維、ロ
ツクウール、アルミナ繊維、炭素繊維等が利用さ
れる。無機質繊維中の５重量％以上の割合で配合され
る細径無機質繊維は、該繊維による十分な表面積
によつて填料の定着歩留まりを高める作用を果た
させるものであつて、細径無機質繊維の平均繊維
径が3μを超えるようになると、該細径無機質繊
維による十分な表面積が得られなくなるため、填
料の定着歩留まりが低下する。このため、無機質繊維中の５重量％以上を占め
る細径無機質繊維は、平均繊維径が3μ以下、好
ましくは、1μ以下のものが利用される。また、無機質繊維の全体に対して前述の細径無
機質繊維が５重量％未満になると、細径無機質繊
維による填料の定着歩留まりの向上作用が十分で
なくなり、高密度の無機質繊維シートが得られな
くなる。水性スラリー中に添加される填料には、紙やプ
ラスチツク成形品等の填料として利用されている
通常の填料、例えば、酸化アルミニウム、水酸化
アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネ
シウム、カオリン、クレー、タルク、酸化チタ
ン、けい石、ワラストナイト、チタン酸カリウ
ム、ガラス粉末等の無機質粉末や、尿素・ホルマ
リン樹脂粉末、エポキシ樹脂粉末、フエノール樹
脂粉末等の有機質粉末、さらには、アルミニウム
粉等の金属粉末等が使用される。水性スラリー中の填料が無機質繊維100重量部
に対して50重量部未満になると、密度の十分に高
い無機質繊維シートが得られ難くなり、また、
300重量部を超えると、得られる無機質繊維シー
トにおける繊維成分が減少することのために、強
度の十分な無機質繊維シートが得られなくなる。本発明の無機質繊維シートの製造方法において
は、水性スラリー中の填料を細径無機質繊維に効
果的に定着させる定着剤として、カチオン系高分
子物質とアニオン系高分子物質、あるいは、カチ
オン系高分子物質とノニオン系高分子物質との組
み合わせによる複数の高分子物質が併用される。なお、定着剤として利用される高分子物質の代
表的なものは、以下の通りである。カチオン系高分子物質カチオン変性ポリアクリルアミド、カチオン変
性澱粉、ポリアミド・ポリアミン・エピクロルヒ
ドリン樹脂、ポリエチレンイミン等、アニオン系高分子物質アニオン変性ポリアクリルアミド、澱粉および
その誘導体、ポリビニルアルコール、さらには、
例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸
またはその無水物、フマル酸、イタコン酸、ビニ
ルスルホン酸またはそれらの塩等からなるカルボ
キシル基やスルホン基等を有する各種のモノマー
によるホモポリマー、または、これらのモノマー
と他の共重合可能なモノマー、例えば、エチレ
ン、ブチレン、ジイソブチレン、デセン、ドデセ
ン、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、スチレン、酢酸ビニル等とのコポリマ
ー等、ノニオン系高分子物質ノニオン変性ポリアクリルアミド、ヒドロキシ
エチルセルロース、グアーガム等、無機質繊維による水性スラリー中への定着剤の
添加は、例えば、カチオン系高分子物質とアニオ
ン系高分子物質との組み合わせからなる定着剤の
場合には、カチオン系高分子物質を添加した後に
アニオン系高分子物質を添加することが、また、
カチオン系高分子物質とノニオン系高分子物質と
の組み合わせからなる定着剤の場合には、ノニオ
ン系高分子物質を添加した後にカチオン系高分子
物質を添加するのが、定着剤による定着作用の点
から好ましい結果が得られることが確認されてい
る。カチオン系高分子物質とアニオン系高分子物質
との組み合わせからなる定着剤、あるいは、カチ
オン系高分子物質とノニオン系高分子物質との組
み合わせからなる定着剤は、水性スラリー中の無
機質繊維に対する0.1〜１重量％程度の添加量で、
十分な定着作用が発揮される。本発明の無機質繊維シートの製造方法において
は、前述の通り、カチオン系高分子物質とアニオ
ン系高分子物質との組み合わせからなる定着剤、
あるいは、カチオン系高分子物質とノニオン系高
分子物質との組み合わせからなる定着剤が利用さ
れるが、特に、後者のカチオン系高分子物質とノ
ニオン系高分子物質との組み合わせによる定着剤
を利用する場合には、水力学的剪断力下において
も高い定着作用が奏されることが、動的濾水度試
験器（Dynamic Dranage Jar）を利用した填料
の定着率の測定試験、すなわち、無機質繊維と填
料と定着剤とを配合した水性スラリーを、動的濾
水度試験器の濾水ジヤー内に投入し、高速回転す
る攪拌羽根によつて幅広い水力学的剪断力を与え
た後、底部のワイヤーから抜け落ちた填料を濾紙
で受け、これを定量することからなる填料の定着
率の測定試験によつて、明らかになつている。前述の填料の定着率の測定試験に利用した水性
スラリーの種類と、得られた填料の定着率とにつ
いて説明する。水性スラリーの調製平均繊維径が9μのガラス繊維50重量部と、平
均繊維径が0.7μの細径ガラス繊維50重量部とを利
用し、ガラス繊維濃度0.05重量％の分散液を得た
後、さらに、クレー粉末120重量部を添加し、続
いて、バインダー成分たる繊維状ポリビニルアル
コール10重量部と、第１表の所定欄に記載されて
いる定着剤とを順次添加し、高速回転する攪拌羽
根による攪拌処理を１分間行なうことによつて水
性スラリーを調製した。

【表】

【表】また、各水性スラリーの填料の定着率〔歩留ま
り（％）〕を、水性スラリーを得る際の攪拌速度
と共に第２表に示す。

【表】さらに、前述の攪拌速度500rpmで攪拌して得
られた水性スラリーを常法に基づく手抄きに付
し、無機質繊維シートを得た。得られた各無機質繊維シートの坪量と密度とを
第３表（その１）に示す。

【表】

【表】また、前述の攪拌速度1500rpmで攪拌（高剪断
力下）して得られた水性スラリーを常法に基づく
手抄きに付し、無機質繊維シートを得た。得られた各無機質繊維シートの坪量と密度とを
第３表（その２）に示す。

〔作用〕

本発明の無機質繊維の製造方法においては、無
機質繊維成分として、平均繊維径が3μ以下の細
径無機質繊維が５重量％以上の割合で配合されて
いる無機質繊維を利用し、この無機質繊維100重
量部に対して、50〜300重量部の填料と、カチオ
ン系高分子物質とアニオン系高分子物質とによる
定着剤、あるいは、カチオン系高分子物質とノニ
オン系高分子物質とによる定着剤とが添加されて
いる抄造用の水性スラリーを、脱水、抄造するこ
とからなるもので、カチオン系高分子物質とアニ
オン系高分子物質との併用による定着剤の作用、
あるいは、カチオン系高分子物質とノニオン系高
分子物質との併用による定着剤の作用により、水
性スラリー中の細径無機質繊維に対して、填料を
効率良く定着させ得る。したがつて、本発明方法においては、脱水、抄
造に付される水性スラリーにおける前述の作用に
よつて、従来の脱水、抄造法によつては得ること
のできなかつた高密度の無機質繊維シートが得ら
れる。〔実施例〕以下、本発明の無機質繊維シートの製造方法の
具体的な構成を実施例をもつて説明し、得られた
無機質繊維シートの物性等について、比較のため
に製造した無機質繊維シートの物性等と併せて説
明する。実施例１平均繊維径0.7μ、繊維長10mm以下の細径ガラス
繊維10重量部を水中に分散させ、ガラス繊維濃度
0.05重量％の分散液を得た後、填料としての平均
粒径2μのクリー粉末64重量部を添加し、粗大粒
子塊がなくなるまで十分に攪拌した。次いで、平均繊維径9μ、繊維長６mmのＥガラ
ス繊維90重量部を添加し、さらに、バインダー成
分としての繊維状ポリビニルアルコール18重量部
を添加して攪拌した。しかる後に、定着剤として、固形成分換算で
0.5重量部のノニオン系ポリアクリルアミドを添
加後、さらに、同じく、固形成分換算で0.5重量
部のカチオン系ポリアクリルアミドを添加し、填
料を十分に定着させ、得られた水性スラリーを常
法による手抄きに付し、本発明の目的製品である
無機質繊維シートを得た。実施例２平均繊維径0.7μ、繊維長10mm以下の細径ガラス
繊維33重量部を水中に分散させ、ガラス繊維濃度
0.05重量％の分散液を得た後、填料としての水酸
化マグネシウム200重量部を添加し、粗大粒子塊
がなくなるまで十分に攪拌した。次いで、平均繊維径9μ、繊維長６mmのＥガラ
ス繊維67重量部を添加し、さらに、バインダー成
分としての繊維状ポリビニルアルコール18重量部
を添加して攪拌した。しかる後に、定着剤として、固形成分換算で
0.5重量部のノニオン系ポリアクリルアミドを添
加後、さらに、同じく、固形成分換算で0.5重量
部のカチオン系ポリアクリルアミドを添加し、填
料を十分に定着させ、得られた水性スラリーを実
施例１と同一方法からなる手抄きに付し、本発明
の目的製品である無機質繊維シートを得た。実施例３平均繊維径0.7μ、繊維長10mm以下の細径ガラス
繊維50重量部を水中に分散させ、ガラス繊維濃度
0.05重量％の分散液を得た後、填料としての酸化
アルミニウム80重量部を添加し、粗大粒子塊がな
くなるまで十分に攪拌した。次いで、平均繊維径9μ、繊維長６mmのＥガラ
ス繊維50重量部を添加し、さらに、バインダー成
分としての繊維状ポリビニルアルコール18重量部
を添加して攪拌した。しかる後に、定着剤として、固形成分換算で
0.5重量部のノニオン系ポリアクリルアミドを添
加後、さらに、同じく、固形成分換算で0.5重量
部のカチオン系ポリアクリルアミドを添加し、填
料を十分に定着させ、得られた水性スラリーを実
施例１と同一の方法による手抄きに付し、本発明
の目的製品である無機質繊維シートを得た。実施例４実施例１の手順において、填料として300重量
部のクレー粉末を利用し、また、定着剤として、
固形成分換算で0.5重量部のカチオン系ポリアク
リルアミドを添加後、さらに、同じく、固形成分
換算で0.5重量部のノニオン系ポリアクリルアミ
ドを添加する以外は、全て、実施例１と同一の手
順に付し、本発明の目的製品である無機質繊維シ
ートを得た。実施例５細径ガラス繊維として、平均繊維径3μ、繊維
長15mm以下の細径ガラス繊維10重量部を利用する
以外は、全て実施例１と同一の手順に付し、本発
明の目的製品である無機質繊維シートを得た。実施例６平均繊維径3μ、繊維長10mm以下のアルミナシ
リカ系細径セラミツク繊維10重量部を水中に分散
させ、セラミツク繊維の濃度0.05重量％の分散液
を得た後、平均粒径2μのクレー粉末64重量部を
添加し、粗大粒子塊がなくなるまで十分に攪拌し
た。次いで、平均繊維径10μ、繊維長30mm以下のセ
ラミツク繊維90重量部を添加し、以後の手順は、
実施例１の対応する手順と同一に処方することに
より、本発明の目的製品である無機質繊維シート
を得た。実施例７平均繊維径0.7μ、繊維長10mm以下の細径ガラス
繊維10重量部を水中に分散させ、ガラス繊維濃度
0.05重量％の分散液を得た後、填料として平均粒
径2μのクレー粉末64重量部を添加し、粗大粒子
塊がなくなるまで十分に攪拌し、次いで、平均繊
維径9μ、繊維長６mmのＥガラス繊維90重量部を
添加した後、さらに、定着剤として、固形成分換
算で0.5重量部のノニオン系ポリアクリルアミド
と、同じく、固形成分換算で0.5重量部のカチオ
ン系ポリアクリルアミドとを添加し、填料を十分
に定着させることによつて水性スラリーを調整し
た。得られた無機質繊維の水性スラリーを、円網抄
紙機を利用して抄造した。なお、抄紙機中で、濃度15重量％のアクリル系
エマルジヨン（ダウ・ケミカル社、DOW2647）
を、ガラス繊維シートのガラス繊維成分に対して
固形分成分換算で11重量％の割合で、スプレー法
で塗布し、ヤンキードライヤーで乾燥することに
よつて、連続巻き取り形態の本発明の目的製品で
ある無機質繊維シートを得た。実施例８実施例１の手順において、平均粒径2μのクレ
ー粉末64重量部の代わりに、平均粒径2μのクレ
ー粉末50重量部を利用し、それ以外の手順は、全
て、実施例１の対応する手順と同一に処方するこ
とにより、本発明の目的製品である無機質繊維シ
ートを得た。実施例９平均繊維径3μ、繊維長10mm以下のアルミナシ
リカ系細径セラミツク繊維10重量部を水中に分散
させ、セラミツク繊維の濃度0.05重量％の分散液
を得た後、水酸化マグネシウム300重量部を添加
し、粗大粒子塊がなくなるまで十分に攪拌した。次いで、平均繊維径10μ、繊維長30mm以下のセ
ラミツク繊維90重量部を添加し、さらに、バイン
ダー成分としての繊維状ポリビニルアルコール18
重量部を添加して攪拌した。しかる後に、定着剤として、固形成分換算で
0.5重量部のカチオン系ポリアクリルアミドを添
加後、さらに、同じく、固形成分換算で0.5重量
部のアニオン系ポリアクリルアミドを添加して十
分に定着させ、得られた水性スラリーを常法によ
る手抄きに付し、本発明の目的製品である無機質
繊維シートを得た。実施例 10 平均繊維径1μ、繊維長10mm以下の細径アルミ
ナ繊維10重量部を水中に分散させ、アルミナ繊維
の濃度0.05重量％の分散液を得た後、填料として
の酸化アルミニウム50重量部を添加し、粗大粒子
塊がなくなるまで十分に攪拌し、次いで、平均繊
維径10μ、繊維長６mmのアルミナ繊維90重量部を
添加して攪拌した。しかる後に、定着剤として、固形成分換算で
0.5重量部のカチオン系ポリアクリルアミドを添
加し、さらに、同じく、固形成分換算で0.5重量
部のアニオン系ポリアクリルアミドを添加し、填
料を十分に定着させ、得られた水性スラリーを常
法による手抄き付し、本発明の目的製品である無
機質繊維シートを得た。実施例 11 平均繊維径0.7μ、繊維長10mm以下の細径ガラス
繊維10重量部を水中に分散させ、ガラス繊維の濃
度0.05重量％の分散液を得た後、平均粒径2μのク
レー粉末300重量部を添加し、粗大粒子塊がなく
なるまで十分に攪拌した。次いで、平均繊維径10μのロツクウール90重量
部を添加し、さらに、バインダー成分としての繊
維状ポリビニルアルコール18重量部を添加して攪
拌した。しかる後に、定着剤として、固形成分換算で
0.5重量部のノニオン系ポリアクリルアミドを添
加後、さらに、同じく、固形成分換算で0.5重量
部のカチオン系ポリアクリルアミドを添加し、得
られた水性スラリーを常法による手抄きに付し、
本発明の目的製品である無機質繊維シートを得
た。以上各実施例における抄造成分組成を第４表に
示す。また、得られた無機質繊維シートの物性を、填
料の歩留まりと併せて第５表に示す。なお、無機質繊維シートの坪量は、VIS Ｐ
8124により、また、密度は、JIS Ｐ 8118によつ
て測定した数値である。さらに、填料歩留まりは、JIS Ｐ 8209に規定
されるパルプ試験用手すきシートマシンによる抄
紙時のワイヤー濾液を採取し、濾過、乾燥した後
に重量を測定し、水性スラリーに投入した填料の
配合量に対する濾液中の填料の含有量を、灰分に
よつて算出し、両者の比率で表示した。

【表】

【表】比較例１水性スラリー中の無機質繊維として、平均繊維
径9μ、繊維長６mmのＥガラス繊維のみを利用し、
また、定着剤として、ガラス繊維に対する１重量
％のカチオン系ポリアクリルアミドを利用する以
外は、全て、実施例１と同一の手順によつて、比
較のための無機質繊維シートを得た。比較例２定着剤として、ガラス繊維に対する１重量％の
カチオン系ポリアクリルアミドを利用する以外
は、全て、実施例２の手順と同一の手順により、
比較のための無機質繊維シートを得た。比較例３水性スラリー中の無機質繊維として、平均繊維
径9μ、繊維長６mmのＥガラス繊維のみを利用し、
また、填料および定着剤の添加を省略し、それ以
外は、全て、実施例１と同一の手順によつて、比
較のための無機質繊維シートを得た。比較例４水性スラリー中の無機質繊維として、平均繊維
径9μ、繊維長６mmのＥガラス繊維のみを利用し、
填料および定着剤の添加を省略し、それ以外は、
全て、実施例７の手順と同一の手順によつて、比
較のための無機質繊維シートを得た。比較例５実施例１の手順において、細径ガラス繊維３重
量部とＥガラス繊維97重量部を利用する以外は、
全て、実施例１と同一の手順により、比較のため
の無機質繊維シートを得た。比較例６実施例１の手順において、填料として、クレー
粉末350重量部を利用する以外は、全て、実施例
１と同一の手順により、比較のための無機質繊維
シートを得た。比較例７実施例１の手順において、填料として、クレー
粉末40重量部を利用する以外は、全て、実施例１
と同一の手順により、比較のための無機質繊維シ
ートを得た。比較例８実施例１の手順において、細径ガラス繊維とし
て、平均繊維径5μ、繊維長10mmのガラス繊維を
利用する以外は、全て、実施例１と同一の手順に
より、比較のための無機質繊維シートを得た。以上各実施例における抄造成分組成を第６表に
示す。また、得られた無機質繊維シートの物性を、填
料の歩留まりと併せて第７表に示す。

【表】

〔発明の効果〕

本発明方法は、抄造法によつて無機質繊維シー
トを得るものであり、従来の抄造法によつては得
ることのできなかつた高密度の無機質繊維シート
が得られるので、前段工程で得られた既成の無機
質繊維シートに対して填料を含浸させる無機質繊
維シートの製造方法と比較して、製造設備上、お
よび、エネルギーの消費の点等において、遥かに
優れた方法により、高密度が要求される分野での
無機質繊維シート、例えば、コンポジツトタイプ
のプリント回路基板や、断熱用の発泡樹脂ボード
に対する面材等の用途に供し得る無機質繊維シー
トが、効率良く得られる。また、本発明方法によつて得られる無機質繊維
シートは、前段工程で得られた既成の無機質繊維
シートに対して填料を含浸させたものや、あるい
は、大量の填料を含有するスラリーによつて得ら
れる抄造シートからなる無機質繊維シートと比較
して、シートの内部に填料が均一に分布したもの
が得られるため、無機質繊維シートの物性が均質
で、品質の良好なものが得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

１平均繊維径が3μ以下の細径無機質繊維が５
重量％以上の割合で配合されている無機質繊維
100重量部に対して、50〜300重量部の填料、及
び、カチオン系高分子物質とアニオン系高分子物
質とによる定着剤、あるいは、カチオン系高分子
物質とノニオン系高分子物質とによる定着剤が添
加されている水性スラリーを、脱水、抄造するこ
とを特徴とする無機質繊維シートの製造方法。