JPH0470436B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は繊維強化プラスチツクス（以下
FRP），繊維強化セラミツクス（以下FRC），繊
維強化金属（以下FRM）の強化材に使用される
無機繊維のシートの製造法に関する。

〔従来の技術〕

FRP、FRC、FRMなどの複合材料の強化材と
してカーボン繊維やボロン繊維、SiC繊維、アル
ミナ繊維、BN繊維が使用されているがこれらは
いずれも連続繊維を用いた一方向強化タイプの複
合材料や連続繊維の織布（クロス）を用いた複合
材料が最も一般的であつた。しかし、最近になつ
て気相反応法や液相反応法の進展によつて上記無
機繊維の短繊維やウイスカーが容易に製造できる
ようになり複合材料の補強材料として大きな期待
が寄せられている。

従来、特開昭50−160565号公報に示されている
ように、これらの無機短繊維やウイスカーが用い
られる場合は、複合材料のマトリツクス材となる
プラスチツクやセラミツクス、金属などに混合し
て加圧加熱成形する方法や無機繊維やウイスカー
を適当な結合剤を用いて成形体の形状に予備成形
（プリフオーム）した後、プリフオームの空孔部
にマトリツクス材を含浸させる方法により用いら
れている。また、積層成形品や薄肉成形板などを
製造する場合は無機繊維やウイスカーをシート状
にして、該シートにマトリツクス材を含浸または
コーテイング処理をして積層成形する方法がとら
れている。これら無機繊維やウイスカーを用いた
FRP，FRC，FRMなどの複合材料の製造法にお
いて、第１に示した無機繊維やウイスカーをマト
リツクス材に混合する方法は混合時に無機繊維や
ウイスカーがせん断力によつて破損し強化材のア
スペクト比が減少すると言う欠点がある。

また、この方法では、強化材が多量に混入でき
ないなどの欠点があるため、最近では第２，第３
に示した強化材の予備成形法や強化材をシート化
して使用する積層成形法が採用されている。この
両者の成形法はマトリツクス材をプラスチツク，
セラミツクス金属のいずれにも採用できるため有
効な手段となつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した予備成形法や積層成形法に用いる強化
材の形態はシート状になつたものが最も便利であ
り、このシートを種々の形状に成形したり、又シ
ート状のまま使用されようとしているが、繊維長
が数ミリメートル以下の短繊維や繊維長が数十ミ
クロンから数百ミクロン程度のウイスカーではシ
ートの製造が困難とされている。これらの繊維お
よびウイスカーのシート化は多量の結合剤、たと
えばパルプや有機繊維又は合成樹脂のエマルジヨ
ン、合成ゴムのラテツクス、さらに高分子凝集剤
などを単独又は併用してシート化が試みられてい
る。結合剤の添加量も20〜30重量パーセント使用
されているのが実情である。また、繊維が均質に
分布し厚みのバラツキも小さい連続シートの製造
法も未だ確立されていない。

この発明はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので少量の結合剤により繊維長が数ミリメ
ートル以下の繊維からウイスカーのような数十ミ
クロンから数百ミクロン程度の繊維長の繊維でも
容易に繊維の破損を防止し、抄紙速度もより速く
連続的にシート化できる無機繊維のシート製造法
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の無機繊維のシート製造法は、主成分
としての無機繊維および結合剤としての１ミクロ
ン以下までフイブリル化された有機繊維を含有す
る分散液を流出させる工程、流出させた分散液を
すき網により抄紙するすき網工程、１対のプレス
ロール間で抄紙した湿紙を押圧し脱水する脱水工
程、および脱水された湿紙を、乾燥ロールに接触
させて移動することにより乾燥する乾燥工程を施
すものにおいて、上記脱水工程は上記プレスロー
ルの前後の内の少なくとも一方にサクシヨンボツ
クスを設け、一対の上記プレスロールと湿紙間に
各々２mm厚以上の弾性体を介在させ、プレス圧を
10Kg・cm以下として脱水するものである。

〔作用〕

上記のように脱水工程を改良することにより繊
維の破損が防止され、又充分脱水されるため乾燥
も容易となり抄紙速度が速くなる。

〔実施例〕

この発明の一実施例に関わる無機繊維として
は、例えばガラス繊維、カーボン繊維、炭化ケイ
素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、アルミナシ
リケート繊維、クオーツ繊維、ジルコニア繊維、
アスベスト繊維、などの繊維又は上記繊維のウイ
スカーさらにマグネシア、炭化ホウ素、窒化ホウ
素、窒化ケイ素、チタン酸カリウム、グラフアイ
トなどのウイスカーを使用するが、これらの無機
繊維に限定されるのではなく、無機化合物の繊維
状物質であればいずれの繊維も使用できる。な
お、繊維と繊維長が数ミリメートル以下の長さの
もの、ウイスカーとは繊維長が数10ミクロンから
数100ミクロン程度のものを言う。これら無機繊
維の結合剤としては綿、亜麻、羊毛、絹などの天
然繊維の不純物を除き、繊維径が１ミクロン以下
まで解繊された単繊維、あるいは木材を原料とす
るセルロースおよびセルロース誘導体であるビス
コースレーヨンやアセテート繊維を１ミクロン以
下にフイブリル化した繊維が用いられる。さらに
ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポ
リ塩化ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、
ポリアクリロニトリル系繊維、ポリエステル系繊
維、ポリエチレン系繊維、ポリプロピレン系繊
維、ポリウレタン系繊維、ポリシアン化ビニリデ
ン系繊維 ポリフルオロエチレン系繊維などを極
限近くまで延伸処理した後、強力なせん断力によ
つてフイブリル化した合成繊維を結合剤として用
いることができる。さらに全芳香族ポリアミド繊
維やフエノール−ホルムアルデヒド繊維などの耐
熱有機繊維をフイブリル化したものも用いること
ができる。

又、上記以外の繊維でも単繊維径が１ミクロン
オーダ以下にフイブリル化された繊維であれば、
いずれも用いることができる。又、これら結合剤
は上記無機繊維に対し、１〜15重量パーセント用
いるのが好ましい。これらの結合剤の繊維径は無
機繊維の繊維径に対し小さければ小さい程少量添
加で高い結合力を示す。また、結合剤の繊維長は
無機繊維より長い方が好ましいが特に限定される
ものではない。なお、繊維径が１ミクロン以上で
は結合効率が低下し、１重量パーセント以下15重
量パーセント以上では同じく結合力が低下する。

図面はこの発明の一実施例に関わる長網抄紙機
の構成図であり、図において１ａは原料分散液、
１ｂは無機繊維シート、２はセーキング翼、３は
分散液混合ロール、４はすき網、５はテンシヨン
ロール、６はサクシヨンボツクス、７ａは弾性体
としてのアンダーフエルト、７ｂは弾性体として
のトツプフエルト、８はテンシヨンロール、９は
プレスロール、１０はカンバス、１１はテンシヨ
ンロール、１２は乾燥ロール、１３は巻取ロー
ル、１５はテンシヨンロールの移動方向、１６は
巻取られたシート、１７はプレスロールの回転方
向、１８は巻取回転方向、１９は乾燥ロールの回
転方向である。

即ち、先ず１ａの原料分散液を２のセーキング
翼及び３の分散液混合ロールの取付けられたフロ
オーボツクスに定流量流し、フロオーボツクスよ
りオーバーフロオーした分散液を４のすき網で脱
水して抄紙する。脱水方法は、６に設置したサク
シヨンボツクスで行ない、脱水された湿紙を９の
プレスロールでさらに脱水して乾燥工程へシート
を移行させる。この流出工程でフロオーボツクス
に３の分散液混合ロールと２のセーキング翼から
成る分散液を回転させながら振動させる手段を用
いればこれらのコントロールによつて無機繊維の
沈降を防ぐと共に、無機繊維が均一に分散した状
態ですき網部にオーバフロオーさせることがで
き、均質なシートが得られるため好ましい。これ
は分散液の混合を３で回転方向の流れを起し、さ
らに２のセーキング翼によつて分散液の流れ方向
に対して直角方向に振動を与えるものである。

また、分散液は主成分としての無機繊維および
結合剤としての繊維径が１ミクロン以下までフイ
ブリル化された有機繊維を上記無機繊維に対して
１〜15重量パーセントの割合で、これらを例えば
水等の分散媒に濃度１〜0.1％となるように分散
して得られるものを用いるのが均質なシートが得
られるため好ましい。

さらに、すき網工程では、６のサクシヨンボツ
クスの吸引力を可能な限り大きくすることが好ま
しい。すき網工程での脱水が十分でない場合、す
き網工程から次の工程への移行が困難となる。脱
水工程における９のプレスロールによる脱水は７
ａのアンダーフエルトと７ｂのトツプフエルトを
ロールに介在させて脱水する。このとき、ロール
の押付圧力によつて無機繊維が折れるのを防ぐた
め、ロール間の線圧は10Kg・cm以下とし、フエル
トの厚みは２mm以上のものを使用しなければなら
ない。なお、図においてはロール材として金属の
ような硬質材料を用いた場合で、２mm厚以上のフ
エルトを弾性体としているが、ロール材を例えば
軟質のゴムを使用すればそれ自体が弾性体として
も機能する。さらにこの部分での脱水効率を高め
抄紙速度を速めるため、ロールの前後の内の少な
くとも一方に吸引力の大きいサクシヨンボツクス
を設置しなければならない。脱水率が悪い場合プ
レスロールの線圧を上昇させるのではなく６のサ
クシヨンボツクスの設置距離を長くし、かつ吸引
力を増加させる方が好ましい。９の線圧は可能な
限り小さくする方が好ましい。このような方法で
シート化され、脱水された無機繊維シートは乾燥
工程において１２の乾燥ロールを通り、99％以上
脱水され１３の巻取りロールで巻取られる。この
乾燥工程では使用する１２の乾燥ロールの径を可
能な限り大きく取り、しかも乾燥ロールの熱容量
が大きいものが充分乾燥できるため抄紙速度が速
くなり好ましく、例えば乾燥ロールは、ロール内
に熱媒を封じ込めたジヤケツトロールが好適であ
り、熱媒の加熱方式もエネルギーロスを小さくし
かつ短時間で昇温させることが可能な誘導加熱方
式が好ましく誘導加熱タイプのジヤケツトロール
であればどのようなタイプのものも使用できる。

〔発明の効果〕

主成分としての無機繊維および結合剤としての
１ミクロン以下までフイブリル化された有機繊維
を含有する分散液を流させる工程、流出させた分
散液をすき網により抄紙するすき網工程、１対の
プレスロール間で抄紙した湿紙を押圧し脱水する
脱水工程、および脱水された湿紙を、乾燥ロール
に接触させて移動することにより乾燥する乾燥工
程を施すものにおいて、上記脱水工程は上記プレ
スロールの前後の内の少なくとも一方にサクシヨ
ンボツクスを設け、一対の上記プレスロールと湿
紙間に各々２mm厚以上の弾性体を介在させ、プレ
ス圧を10Kg・cm以下として脱水することにより、
少量の結合剤により繊維長が数ミリメートルの繊
維から繊維長が数十ミクロンから数百ミクロン程
度のウイスカーでも容易に繊維の破損を防止し抄
紙速度もより速く連続的にシート化できる無機繊
維のシート製造法が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例に関わる長網抄紙機
の構成図である。 図において、１ａは原料分散液、１ｂは無機繊
維シート、４はすき網、７ａおよび７ｂは弾性
体、９はプレスロール、１２は乾燥ロール、１３
は巻取ロールである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主成分としての無機繊維および結合剤として
   の１ミクロン以下までフイブリル化された有機繊
   維を含有する分散液を流出させる流出工程、流出
   させた分散液をすき網により抄紙するすき網工
   程、１対のプレスロール間で抄紙した湿紙を押圧
   し脱水する脱水工程、および脱水された湿紙を乾
   燥ロールに接触させて移動することにより乾燥す
   る乾燥工程を施すものにおいて、上記脱水工程は
   上記プレスロールの前後の内の少なくとも一方に
   サクシヨンボツクスを設け、一対の上記プレスロ
   ールと湿紙間に各々２mm厚以上の弾性体を介在さ
   せ、プレス圧を10Kg・cm以下として脱水するもの
   である無機繊維のシート製造法。 ２ 弾性体はフエルトである特許請求の範囲第１
   項記載の無機繊維のシート製造法。 ３ 弾性体は軟質のゴムである特許請求の範囲第
   １項記載の無機繊維のシート製造法。 ４ 乾燥工程は、乾燥ロールの径が300mm以上で
   あり、乾燥ロールが熱容量最大のもので形成され
   ているものを用いて乾燥する特許請求の範囲第１
   項ないし第３項の何れかに記載の無機繊維のシー
   ト製造法。 ５ 乾燥ロールが誘導発熱ジヤケツトロールであ
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項の何れかに
   記載の無機繊維のシート製造法。 ６ 流出する工程は、分散液を回転させながら振
   動させる手段を用いることにより、無機繊維の沈
   降を防止して分散液を流出させる特許請求の範囲
   第１項ないし第５項の何れかに記載の無機繊維の
   シート製造法。 ７ 分散液は、主成分としての無機繊維および結
   合剤としての繊維径が１ミクロン以下までフイブ
   リル化された有機繊維を上記無機繊維に対して１
   〜15重量パーセントの割合で水中に分散させたも
   のである特許請求の範囲第１項ないし第６項の何
   れかに記載の無機繊維のシート製造法。