JPH04100993A

JPH04100993A - 不燃性紙

Info

Publication number: JPH04100993A
Application number: JP2219558A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Hayashi; 林　鍵三; Kozo Hayashi; 宏三林; Akio Ito; 明雄伊藤; Koji Tsuchiya; 土屋　孝次
Original assignee: Tokiwa Electric Co Ltd
Current assignee: Tokiwa Electric Co Ltd
Priority date: 1990-08-20
Filing date: 1990-08-20
Publication date: 1992-04-02
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JP2505307B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は、壁装材、耐熱化粧板シート等に用いられる不
燃性紙に関するもので、特に、石綿代替紙として不燃性
を何し、かつ、耐水性もＨする不燃性紙に関するもので
ある。

［従来の技術］近年、火災事故の防止に係わる社会的ユースのもとに、
プラスチックや衣料などとともに建築内装材などで防炎
・耐火といった問題が取上げられ、かなり厳しく規制さ
れるようになった。紙もその例にもれず、壁装材を始め
として「燃えない・熱に強い」いわゆる防炎性・不燃性
紙の市場の要求は多い。

従来、汎用な燃えない紙とは、無機繊維では石綿繊維紙
が代表とされていた。この石綿繊維紙は難燃、耐熱、高
強度、易生産性、廉価等すべての面で卓越しており、有
機繊維では困難な応用の領域をカバーし、幅広い用途を
持っていた。

ここで、石綿の特性に触れると、通常の石綿はかんらん
石や輝石などの鉱石が、高圧下の地殻中で地熱と地下水
の水熱作用によって、蛇紋岩や角閃岩となって繊維状に
晶結したものである。そのなかて、製紙原料として用い
られる品種は、蛇紋岩系のクリソタイル石綿か多く、そ
の化学式は、３　Ｍ　ｇ　Ｏ・２　Ｓ　ｒ　０２　・２
Ｈ２０である。繊維直径は２０〜４０ｎｍと極めて細く
、柔軟性である。

硬度は２．５〜４．０と低く、摩耗材に使われるのもこ
の点にある。また、これを抄紙する場合、結晶水を包含
しているので水とのなじみが良い。

他の添加物との混合においては、クリソタイルは水中て
の帯電かカチオンであるので、吸着、補集性が良い。こ
の物性は紙シートにすると、強く、燃えなく、柔かく、
平滑性があって抄き易いなど無機繊維としての利点があ
２゜ところが、最近、石綿は健康を害する作用かあるため、
日本においては徐々に使えなくなった。

また、西欧においてもほぼ使えない状態にある。

この状況から、現在、新素材の発達とともに、石綿に類
した代替材の開発は、各所において盛んに研究されてお
り、高性能な無機繊維或いはウィスカーが次々と開発さ
れている。例えば、ピッチ系汎用炭素繊維、チタン酸カ
リウム繊維、アルミナ−シリカ繊維、カラス繊維等がや
や普及的に使われている。他に、石膏繊維、塩基性硫酸
マグネシウム繊維、リン酸繊維、ピロホウ酸マグネンウ
ム繊維等もある。ところか、これらの繊維は用途、生産
性、価格等において石綿の代替となる域には達していな
いのか実状である。

他に、燃えにくい紙を作る方法として、防炎化の手段が
ある。これは壁紙、障子紙、紙製熱交換器等にみられる
方法で、着火をしない処理方法と言える。基材はクラフ
ト紙等の木材パルプ紙に防炎剤を含浸または塗布するも
ので、含アンモニウム塩型水性無機塩、含燐窒素化合物
、含燐ハロゲン化合物、三酸化アンチモン−ハロゲン化
合物、ホウ素化合物、ハロゲン化合物などが用いられる
。

しかし、この処理は所詮有機物が主体であり完全不燃と
は言えない。また、高性能繊維として芳香族ポリアミド
繊維もあるが汎用的でない。

このような状況から、石綿繊維紙が使えない面を他の繊
維を利用して代替する開発が社会的、産業的見地から一
層強く要求されてきている。汎用的な用途からみると、
壁装材、シール材、ガスケット、パラキンク、アスファ
ルトルーヒング、クツションフロア−１不燃コアー、建
材表装紙、積層紙、断熱材等あらゆる用途でのニースか
ある。

こういった中で、既存の天然繊維物の中から石綿代替と
して、セピオライトの利用可能性が着目されている。そ
して、セピオライトを利用した不燃性シートの事例も多
い。

ここで、セピオライトとは、通称、マウンテンレザー（
山皮）、マウンテンコルク、マウンテンウッドと呼ばれ
ている粘土鉱物で、日本における海泡石もこの一種であ
る。外観はコルク状であったり、レザー状であったり、
まっ白な柔かい塊であったりするが、一般には繊維性を
持ったケイ酸マグネシウムの塊である。一応、−次元構
造粘土に分類されているものの、見方によってはある方
向に削れ易いレンガ積みの結晶性三次元構造とみること
もてき、ケイ素、マグネシウム、酸素、水酸基、結晶水
からなる晶形群を形成している。物性は吸着性、揺変性
、固結性の基本的な性質がある。

この特性を用いた製紙の事例としては、例えは、特開昭
５１−８８７９９号公報、特開昭５６−１６５０９７号
公報、特開昭５８−９５６３６号公報、特開昭５８−１
．４４１９６号公報、特開昭５９−２１８００号公報、
特開昭６１−２５８０９９号公報、特開昭６３−２３５
６００号公報、特開昭６４−６１５９９号公報等に掲載
の技術かある。

［発明が解決しようとする課題］上記公報はセラミック繊維等の無機繊維や布、即ち、有
機繊維またはこの両者からなる繊維に吸着性、揺変性、
固結性に富んたセピオライトを補助的に用いて混合、分
散させて処理し、乾燥したものが多い。これは、セピオ
ライトが微細繊維であるために、紙に抄造する場合、濾
水性が悪く、任意なシート形成性が困難であるのと、引
裂強度が劣るなとの原因からセピオライトを主原料とし
て抄紙することが困難なことによる。このため、セピオ
ライトの持つ優れた特性が十分に生かされていない。僅
かに、特開昭５９−２１８００号公報において、セピオ
ライト繊維単独使用についての記載かあるか、具体的な
技術内容についての記載がなく、実用性に欠ける。

ところで、前記のように、壁装紙には、防災の面から防
炎性、不燃性か要求される。一方、建築材は、我国のよ
うな多湿な国においては、水分を吸収して膨潤し、膨潤
、乾燥の繰返しによって壁装紙が変形したり、破断する
恐れがある。したがって、防炎性、不燃性に加えて、耐
水性も要求される。

一方、上記公報においては、耐水性に関する技術の記載
はほとんどない。僅かに前記特開昭５９２１８００号公
報において、無機濾過紙として、シリコーン、テフロン
等の樹脂を少量混入し、耐水性、耐熱性、耐薬品性を向
上させる技術が記載されているが、用途が濾過紙であり
、また、具体的な技術内容について明示されておらず、
前記と同様に実用性に欠ける恐れがある。

そこで、本発明は、不燃性及び耐水性を兼ね備えた低コ
ストの不燃性紙の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］請求項１にかかる不燃性紙は、主材としてのセピオライ
トと、熱硬化性樹脂からなる固結用の第１バインダーと
、熱可塑性樹脂からなる凝集用の第２バインダーとを必
須成分としたスラリーを抄造してなるものである。

請求項２にかかる不燃性紙は、主材としてのセピオライ
トと、補強材としての無機繊維と、熱硬化性樹脂からな
る固結用の第１バインダーと、熱可塑性樹脂からなる凝
集用の第２バインダーとを必須成分としたスラリーを抄
造してなるものである。

［作用］請求項１においては、セピオライトに第１バインダー及
び第２バインダーを加えて抄造した紙は、主成分か無機
繊維であるセピオライトであることにより、不燃性を有
するとともに、廉価に製造できる。また、第１バインダ
ーの熱硬化性樹脂は、網目状の三次元構造をもった高分
子化合物であって原子が強い共有結合で結ばれているの
で、水に対して安定で、紙に耐水性を与える。そして、
固結性のあるセピオライトに第１バインダー及び第２バ
インダーを加えたことにより、紙の強度か向上する。更
に、第２バインダーはスラリーを凝集させ、抄造におけ
る濾水性を向上させてシートの形成を特徴とする請求項２においては、請求項１の作用に加えて、補強材
としての無機繊維を混ぜたことにより、更に紙の強度物
性を向上させる。

［実施例」以下、本発明の実施例を第１図乃至第４図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の一実施例における不燃性紙の製造工程
の概略を示す説明図である。

本実施例においては、セピオライトの特性を十分に生か
すために、セピオライトを８０％以七とし、これにバイ
ンダー等を加えてスラリー化し、抄造した。通常、セピ
オライトリッチにすると、抄紙において濾水性か悪く、
任意の厚さのものが抄けない。特に、抄紙機を用い、２
００ｇ／ｒｒｒ以」二の秤量のものは抄紙速度に合わな
い。一方、１００ｇ／ｒｒ１″周辺の薄い紙は、湿紙強
度がなく、機械での搾水、搬送等連続抄紙性に問題があ
る。

この問題を克服するために、本開発研究においては、紙
料調整、濾水性、改良処理、適正バインダーの選択、適
正装置の考案、改良等を行なった。

まず、本実施例における不燃性紙の製造工程について説
明する。

図において、解繊工程１では主原料であるセピオライト
と補強材としてのガラス繊維とを解繊機に入れて、撹拌
によって解繊し、繊維の分散を良くする。

次に、原料混合工程２では解繊されたセピオライト、第
１バインダー、第２バインダー、軟化剤、安定剤等を混
合タンクに入れて混合し、スラリーを作製する。ここで
使用する第１バインダーは、構造強度、耐水性の要求を
満たすために、網目状の三次元構造を持った熱硬化性樹
脂を用い、このうちＥＰＡ　（ポリアミドポリアミンエ
ピクロルヒドリン）を使用した。また、第２バインダー
は、分子量８００万〜１０００万の凝集用のＦＡＡ（ポ
リアクリルアミド）及び分子量８０万〜１００万の紙力
増強用のＦＡＡ　（ポリアクリルアミド）を使用した。

原料混合工程２て混合されたスラリーは紙料化処理工程
３で紙料集束化反応装置により集束化を行なう。

紙料化処理工程３て紙料化調製されたスラリーはストッ
クタンクに送出され、沈降分離または調製紙料の崩壊等
が生じないように、混合状態が常に均一化されるように
維持する蓄積工程４に入る。

そして、蓄積工程４のスラリーは定量ホッパーにポンプ
アップし、定量ホッパーで計量されたスラリーは抄造工
程５に導かれる。

本実施例の抄造工程５では、丸網式抄紙機を用いて抄造
した。このとき、スラリー濃度は０．５〜１．０％であ
り、抄紙機は６０〜８０メツシユの抄網を使用した。

スラリーを脱水してなる湿紙は、乾燥工程６て、湿紙成
形体をスチーム回転ドライヤーを用いて乾燥される。そ
して、乾燥された成形体はスチーム回転ドライヤーのド
ライヤー面から剥離されて巻取紙に形成される。

次に、濾水性の改良を図るために行なうスラリーの凝集
化について説明する。

第２バインダーとしての凝集剤としては、セピオライト
の組成中の金属イオンであるカルシウムイオンやマグネ
シウムイオンまたはカチオン物質と結合して、繊維と凝
集結束するアニオンのＰＡＡ（ポリアクリルアミド）を
選定した。このＦＡＡは、分子量が８００万〜１０００
万の高分子樹脂である。セピオライトとＰＡＡとの結合
は、セピオライトのマグネシウムイオンとＦＡＡのアミ
ド基とが反発して直鎖状に伸ひた橋架は構造も形成され
ていると考えられる。

本開発研究では、まず、このＦＡＡの配合割合について
検討を行なった。

処理条件としては、秒置１５０Ｘ１５０ｍｍ’ＦＩＩ、
抄網８０メツシユを用い、原料はセピオライト８５重量
％に補強材としてガラス繊維を１５重量％加え、この２
．５ｇを１００ｍ１の水に解繊分散させた。これにカチ
オン系のＥＰＡ　（ポリアミドポリアミンエピクロヒド
リン）を固定条件として各試料に固形分換算で２．０重
量％加え、ＰＡＡの配合量を第１表の如く変えた。そし
て、抄紙濃度として２．５ｇ／１０１００Ｏ（０，２５
％）に稀釈した後、この稀釈液１０１００Ｏの濾水時間
を測定することによって濾水性を判断した。

結果は、第２図の本実施例における不燃性紙のＰＡＡに
よる変化を示す表図の通りで、ＦＡＡを０．３重量％加
えたものは濾水性は良いが、集束塊が大きすぎて、紙の
地合が悪い。したがって、０．２重量％周辺が良い。

次に、紙力増強剤の添加と濾水性について述べる。

紙力増強剤としてアニオンの分子量８０万〜１００万の
ＦＡＡ　（ポリアクリルアミド）を選定した。

固定条件として、凝集用のＦＡＡは前記の試験によって
濾水性の良い０．２重量％に、また、ＥＰＡは前記と同
しく２．０重量％にした。処理条件は前記に準した。

結果を第３図に示す。第３図は本発明の一実施例におけ
る不燃性紙の紙力増強剤の添加と濾水性による変化を示
す表図である。

供試した紙力増強用のＦＡＡは高粘度であり、Ｎｏ、　
４以上になると、凝集体かゲル化し、濾水性か良くない
ので、１．０〜２．０重量％が好ましい。

次に、ＥＰＡ（熱硬化性樹脂）の増減による物性の傾向
を調べた。

固定条件として、ＦＡＡ　（凝集用）は０．２重量％に
、ＦＡＡ　（紙力増強用）は２．０重量％にした。処理
条件は前記に準じた。

結果を第４図に示す。第４図は本発明の−実施例におけ
る不燃性紙のＥＰＡの増減による物性傾向を示す表図で
ある。

Ｎｏ、　５が最も湿潤引張強さが高く、ＥＰＡとしては
、２．０重量％が好ましい。なお、２．０重量％を越え
ると有機成分が多くなって不燃の意図から外れてくるの
で、２．０重量％を上限とした。

ところで、本試験においては、紙力強度をより向上させ
るために、補強材であるガラス繊維を加えている。

このガラス繊維について、セピオライトに対する混合割
合と繊維長を変え、強度及び濾水性を調べた。具体的に
は、繊維長として３．６．１３ｍｍを設定し、それぞれ
について混合割合を５．１０．１５．２０重量％と変え
た。

その結果、繊維長は１３ｍｍ、混合割合は１５〜２０重
量％のものが強度及び濾水性を総合的に比較して最も良
かった。ガラス繊維はフィラーとして凝集を促進する作
用もあると考えられる。

耐水性について本発明の第４図ＮＯ３４の試料と市販の
試料（木材パルプと水酸化アルミ粉からなる水酸化アル
ミ紙）とを比較した事例を第５図に示す。

第５図は本発明の一実施例における不燃性紙との水中伸
度を比較した表図である。

縦方向については、１時間浸漬後と２４時間浸漬後のい
ずれにおいても本発明の試料と市販の試料とで差はない
が、横方向については本発明の試料の伸びは明らかに少
なく、総合的に本発明の試料は優れた耐水性を示してい
る。

なお、市販の試料において縦と横の伸びか著しく異なる
のは、抄紙のときに、木材パルプの繊維配向が縦に並ひ
易く、繊維の絡み度合が大きくなって伸びが小さくなる
ので対し、横は繊維の絡み度合が小さいために伸びは大
きくなるためと考えられる。

一方、本発明の試料は、木材パルプを使っておらず、セ
ピオライトが主材で相対的に繊維長が短いために、繊維
方向性が小さく、かつ、微細なガラス繊維が一体となっ
た集束繊維を形成しているので、縦と横の差が小さくな
っていると考えられる。

このように、上記実施例の不燃性紙は、主材としてのセ
ピオライトと、補強材としての無機繊維であるガラス繊
維と、熱硬化性樹脂であるＥＰＡ（ポリアミドポリアミ
ンエピクロルヒドリン）からなる第１バインダーと、熱
可塑性樹脂であるＰＡＡ　（ポリアクリルアミド）から
なる第２バインダーとを必須成分としたスラリーを抄造
してなるものである。

したがって、上記実施例によれば、セピオライトに第１
バインダー及び第２バインダーを加えて抄造した紙は、
主成分が無機繊維であるセピオライトであることにより
、不燃性を有する。また、第１バインダーの熱硬化性樹
脂であるＥＰＡは、網目状の三次元構造をもった高分子
化合物であって原子が強い共有結合で結ばれているので
、水に対して安定で、紙に耐水性を与えることができる
。

そして、固結性のあるセピオライトに第１バインダー及
び第２バインダーを加えたことにより、紙の強度を向上
させることができる。

更に、第２バインダーのＰＡＡはスラリーを凝集させ、
抄造における濾水性を向上させてシートの形成を容易に
する。

また、補強材としてガラス繊維を混ぜたことにより、更
に強度物性を向上させることができる。

そして、原料、バインダーとして、普及された材料を使
用しているので、廉価に製造することができる。

ところで、上記実施例の不燃性紙は、補強材としてガラ
ス繊維を混ぜているが、使用用途によっては、補強材を
必ずしも混ぜる必要はない。

この種の発明の実施例では、補強材の混合工程を省略で
き、作業を簡略化することができる。また、ガラス繊維
を混入して固い感じのする不燃性紙に対して、滑らかな
風合を与えることができる。

更に、上記実施例の熱硬化性樹脂からなる第１バインダ
ーは、ポリアミドポリアミンエピクロヒドリンを使用し
、熱可塑性樹脂からなる第２バインダーは、ポリアクリ
ルアミドを使用しているが、本発明を実施する場合には
、これに限定されるものではなく、それぞれ他の樹脂を
使用することもできる。そして、熱可塑性樹脂及び熱硬
化性樹脂に用いる樹脂はそれぞれ１種類でもよく、或い
は２種類以上混合してもよい。

そして、上記実施例のセピオライト、補強材、第１バイ
ンダー、第２バインダーの混合比率は、これに限定され
るものではなく、物性、濾水性、製法、用途等に応じて
最適なものを選定すればよい。

なお、本発明の不燃性紙は、壁装材、シール材、建築表
装紙等への使用か可能であるが、他にも、断熱材の両面
に貼着することによって、断熱材の繊維のケバ立ちゃ剥
れ落ちを防止するような使い方もできる。或いは、積層
して断熱材とすることも可能であり、絶縁材として使用
することもてきる。

また、成形体の厚さは１０闘程度に抄造することもでき
、例えば不燃ボードとして使用することもてきる。更に
、凹凸状に抄造することも可能であるから、立体的な形
状の不燃材としての使用も可能である。

［発明の効果］以上のように、請求項１の発明の不燃性紙は、主材とし
てのセピオライトと、熱硬化性樹脂からなる固結用の第
１バインダーと、熱可塑性樹脂からなる凝集用の第２バ
インダーとを必須成分としたスラリーを抄造してなるも
のである。したかって、セピオライトに第１バインダー
及び第２バインダーを加えて抄造した紙は、主成分か無
機繊維であるセピオライトであることにより、不燃性を
有するとともに、廉価に製造できる。また、第１バイン
ダーの熱硬化性樹脂は、網目状の三次元構造をもった高
分子化合物であって原子か強い共有結合で結ばれている
ので、水に対して安定で、紙に耐水性を与えることかで
きる。そして、固結性のあるセピオライトに第１バイン
ダー及び第２バインダーを加えたことにより、紙の強度
を向上させることができる。更に、第２バインダーの熱
可塑性樹脂はスラリーを凝集させ、抄造における濾水性
を向トさせてンー！・の形成を容易にする。

また、請求項２の発明の不燃性紙は、請求項１に記載の
スラリーの成分に補強材としての無機繊維を加えたもの
である。したがって、請求項１の効果に加えて、紙の強
度物性を更に向ｌ−させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における不燃性紙の製造工程
の概略を示す説明図である。第２図は本発明の一実施例における不燃性紙のＦＡＡに
よる変化を示す表図である。第３図は本発明の一実施例における不燃性紙の紙力増強
剤の添加と濾水性による変化を示す表図である。第４図は本発明の一実施例における不燃性紙のＥＰＡの
増減による物性傾向を示す表図である。第５図は本発明の一実施例における不燃性紙と市販の不
燃性紙との水中伸度を比較した表図である。図において、１：解繊工程３：紙科化処理工程５：抄造工程である。２・原料混合工程４・蓄積工程６：乾燥工程特許出願人　株式会社　常盤電機代理人　弁理士　樋口　武尚　外１名

Claims

【特許請求の範囲】

（１）主材としてのセピオライトと、熱硬化性樹脂から
なる固結用の第１バインダーと、熱可塑性樹脂からなる
凝集用の第２バインダーとを必須成分としたスラリーを
抄造してなることを特徴とする不燃性紙。
（２）主材としてのセピオライトと、補強材としての無
機繊維と、熱硬化性樹脂からなる固結用の第１バインダ
ーと、熱可塑性樹脂からなる凝集用の第２バインダーと
を必須成分としたスラリーを抄造してなることを特徴と
する不燃性紙。