JPH05163696A - 不燃性シート及びその製造方法 - Google Patents
不燃性シート及びその製造方法Info
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- JPH05163696A JPH05163696A JP32783791A JP32783791A JPH05163696A JP H05163696 A JPH05163696 A JP H05163696A JP 32783791 A JP32783791 A JP 32783791A JP 32783791 A JP32783791 A JP 32783791A JP H05163696 A JPH05163696 A JP H05163696A
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Abstract
燃性と耐水性を付与し、かつ、生産性を向上して量産に
よる低コストの抄造を可能とする。 【構成】 セピオライトを主材とし、強カチオン性ポリ
マーであるDMAEM及び強アニオン性ポリマーである
AAを原材料固形分に対して合計0.2〜1.0重量%
混合した高分子凝集剤を加えたスラリーを抄造して製造
される。
Description
ト等に用いられる不燃性シート及びその製造方法に関す
るもので、特に、石綿代替品として不燃性と耐熱性を有
し、しかも、生産性に優れた不燃性シート及びその製造
方法に関するものである。
に係わる社会的ニーズのもとに、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(不燃性シー
ト)の市場の要求は多い。
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。
があるため、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イ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、ガ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、ピロホウ酸マグネシウム繊維
等もある。ところが、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が
実状である。
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。
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、パッキン
グ、アスファルトルーヒング、クッションフロアー、不
燃コアー、建材表装紙、積層紙、断熱材等あらゆる用途
でのニーズがある。
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。
(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。一般には繊維性を持ったケイ酸マグネシウムの塊
であり、吸着性、揺変性、固結性に富む。
えば、特開昭51−88799号公報、特開昭56−1
65097号公報、特開昭58−95636号公報、特
開昭58−144196号公報、特開昭59−2180
0号公報、特開昭61−258099号公報、特開昭6
3−235600号公報、特開昭64−61599号公
報等に掲載の技術がある。
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、固結性に富んだセピオ
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、一般的な
濾水性の良い木材パルプ、合成繊維、無機繊維等からな
るスラリーにおいて添加されている対原材料比0.01
〜0.1%の凝集剤の添加量では任意のシート形成が困
難であるのと、引裂強度が劣るために、製紙工程におい
て、ポンプアップ、攪拌、乱流等の機械的な衝撃に耐え
ることができないなどの要因から、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。なお、凝集
剤の添加量を対原材料比0.1%以上としても濾水性は
向上しないだけでなく、過剰の添加はスラリーの粘性が
大きくなり、かえって抄紙性を低下させてしまう。この
ようなことから、従来、実験室的な少量生産の場合には
可能としても、量産ベースに合致した工業生産は極めて
困難であり、セピオライトの持つ優れた特性は十分に生
かされていなかった。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
記載があるが、具体的な技術内容についての記載がな
く、実用性に欠けている。
災の面から防炎性、不燃性が要求される。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。
する技術の記載はほとんどない。僅かに前記特開昭59
−21800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。
とすることによって不燃性と耐水性を兼ね備え、しか
も、生産性を向上して量産による抄造が可能な低コスト
の不燃性シート及びその製造方法の提供を課題とするも
のである。
ートは、主材としてのセピオライトと、強カチオン性ポ
リマー及び強アニオン性ポリマーを原材料固形分に対し
て合計0.2〜1.0重量%混合した高分子凝集剤とを
必須成分としたスラリーを抄造してなるものである。
方法は、主材としてのセピオライトと、強カチオン性ポ
リマー及び強アニオン性ポリマーを原材料固形分に対し
て合計0.2〜1.0重量%混合した高分子凝集剤とを
必須成分としたスラリーを抄造するものである。
マーと強アニオン性ポリマーとを混合したものであるか
ら、セピオライト主材の形成スラリーとのイオンコンプ
レックスを形成し、不溶化して付着水が減少し、親水性
が低下することによってフロックが引締められる。この
結果、抄造工程における機械的な衝撃に耐え得る強固
な、かつ、高収率のフロックが形成されて抄紙性が向上
し、生産性、経済性に合致した、セピオライトを主原料
とする不燃性シートの量産化が可能となる。なお、強カ
チオン性ポリマーと強アニオン性ポリマーの合計の添加
量は原材料中固形分で0.2重量%以下の場合にはその
併用効果が少なく、1.0重量%以上になると紙料水の
粘性が大きくなって抄造困難となるので、量産可能な範
囲は0.2〜1.0重量%となる。
ートは主原料が廉価なセピオライトであるので、不燃性
及び耐水性を有するとともに、安価に製造できる。
メタクリレート(以下同じ)、AAはアクリルアミドア
クリル酸共重合体(以下同じ)であり、それぞれ強カチ
オン性ポリマー及び強アニオン性ポリマーとして本実施
例で使用したものである。
であり、液状の高分子ポリマーであって、配合比はいず
れもポリマー純分即ち固形分の重量比を示す。
ー」、「強アニオン性ポリマー」の厳密な定義はない
が、本発明では、「強カチオン性ポリマー」とは、カチ
オンが3.5meq/g 以上のものを言うものとし、また、
「強アニオン性ポリマー」とは、アニオン性高分子凝集
剤の種類が限定されているので、一般的な用途からイオ
ン性を判断して、水中でアニオンに解離する割合が20
%以上即ち解離していない割合が80%以下のものを言
うものとした。
後述する。
料に水を加えて0.5〜1.0%に稀釈し、これを抄紙
濃度とした。
を説明する。
ートの製造工程の概略を示す説明図である。
セピオライトと、補強材としてのガラス繊維と補強繊維
の木材パルプと合成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。なお、この実施例
において、木材パルプ量は、5重量%以上とすると、不
燃性に支障をきたすこととなるので、5重量%以下に抑
えている。
料、軟化剤、安定剤等を混合タンクに入れて混合してス
ラリーを作製する。
抄紙に適した凝集処理を行なうために、処理工程Cで集
束化反応装置により集束化を行なう。ここで使用する凝
集剤は、上記表の如く、強カチオン性ポリマーと強アニ
オン性ポリマーとを併用している。
をストックタンクに送出し、沈降分離または調製シート
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Dに入る。
ラリーを定量ホッパーに定量ポンプでポンプアップし、
抄造工程Eに導く。
を用いて抄造した。このときのスラリー濃度は0.5〜
1.0%であり、短網式抄紙機は60〜80メッシュの
抄網を使用した。この抄造工程Eにおいて、凝集フロッ
クが形成された前記分散水溶液を約80メッシュの網を
張った抄具に上方から流入すると、フロックを通して水
が速やかに網から流下して紙層が形成される。
スをかけて脱水し、約120℃の雰囲気温度で所定時間
乾燥することにより、紙層は内部の水分が蒸発し、バイ
ンダーの凝縮が促進して乾燥固化する。
不燃性シートが完成する。この不燃シート性は高い耐熱
性を有し、火を接近させても僅かな発煙と黒色化するだ
けで、所定の形状を維持できる。
て説明する。
プ、合成繊維、無機繊維等である場合には、対原材料固
形分が0.01〜0.1重量%の凝集剤を添加すること
により電気的に定着が行なわれ、フロックが形成され
て、量産的に抄紙することができる。
は、前述のように、濾水性が悪く、引裂き強度が弱いた
めに製紙工程におけるポンプアップ、攪拌、乱流等の機
械的衝撃に耐えることができず、したがって、従来、量
産化は困難であった。
と強アニオン性ポリマーを使用し、かつ、所定の混合割
合とすることによって、セピオライト主材の形成スラリ
ーとのイオンコンプレックスが生成し、不溶化してネッ
トワークが形成され、この結果、量産レベルでの抄造が
可能となった。
示した実験データに基づいて説明する。
添加量と濾水度との関係を表わすグラフ、図3は本発明
の一実施例における凝集剤の添加量と濁度との関係を表
わす特性図、図4は本発明の一実施例における凝集ポリ
マーの併用比率と濾水度との関係を表わす特性図であ
る。
きの生産性の指標となる濾水度を調べたものであり、こ
の濾水度は80メッシュの金網をセットした円筒型の容
器内に稀釈した紙料を1000cc流入させ、30秒間に
おけるスラリーの濾過量を測定することにより評価し
た。
のノニオン、「強」、「中」、「弱」のカチオン、
「強」、「中」、「弱」のアニオンなどの各凝集剤を
「単独」で使用した場合を代表して示したもので、前記
各凝集剤のいずれも特性図に代表される細い実線に近似
した曲線を描いた。
ンとを併用した場合には、「弱カチオン+弱アニオン」
の組合せではほぼ「単独」のものと同様の破線で示す曲
線を描き、「中カチオン+中アニオン」の組合せではこ
れらよりも僅かに濾水度は大きな値を示した。しかし、
この「中カチオン+中アニオン」の濾水度では工業的に
生産することは困難である。なお、これらの組合せにお
いては添加量の数値はカチオン、アニオンの両方を合計
した添加量を示す(以下において同じ)。
ン」の場合には、ピークにおいては「中カチオン+中ア
ニオン」の約4倍の濾水度を示し、この程度の数値であ
れば十分に量産可能なレベルにある。図の曲線から0.
2重量%程度以上であれば工業生産可能と考えられる。
但し、1.0重量%を越えると、スラリーの粘性が非常
に大きくなるため抄造困難となる。このため、0.2〜
1.0重量%が量産可能な添加量と判断される。
合性を有する濾過後の濁度についても調べた。濁度は濾
過されたスラリーを散乱光(反射)光電式濁度計を使用
して測定した。
網の濾過性が良いということであり、当然濾過後のスラ
リーの濁度は低い値を示すこととなる。この図からも明
らかなように、図2と同様の「単独」ポリマー、「弱カ
チオン+弱アニオン」、「中カチオン+中アニオン」の
場合と比較して「強カチオン+強アニオン」の場合には
非常に低い値を示していることが分る。
の組合せの抄紙性が良いのは、強カチオン性ポリマーと
強アニオン性ポリマーがセピオライト主材の形成スラリ
ーとのイオンコンプレックスを形成し、不溶化して付着
水が減少し、親水性が低下することによってフロックが
引締められるためと考えられる。なお、「弱カチオン+
弱アニオン」、「中カチオン+中アニオン」の場合には
その併用効果が十分に現われてこないためと思われる。
における強カチオン性ポリマーと強アニオン性ポリマー
の併用比率について述べる。
性ポリマーとを併用した凝集剤中の各ポリマーの併用比
率を示しており、「強カチオン+強アニオン」の合計添
加量が0.3重量%、0.5重量%のいずれにおいて
も、強カチオン性ポリマーと強アニオン性ポリマーとの
併用比率がほぼ50%、即ち、強カチオン性ポリマーと
強アニオン性ポリマーのモル比がほぼ1:1のときにイ
オンコンプレックスの生成率及びそれに伴う濾水度は最
大であった。これは、理論的に強カチオン性ポリマーと
強アニオン性ポリマーとが等モル反応するためと考えら
れる。なお、図から、強カチオン性ポリマーの混合モル
比が25〜75%程度の範囲内にあれば量産可能である
と判断される。
は、セピオライトを主材とし、強カチオン性ポリマーで
あるDMAEM及び強アニオン性ポリマーであるAAを
原材料固形分に対して合計0.2〜1.0重量%混合し
た高分子凝集剤を加えたスラリーを抄造して製造される
ものである。
を強カチオン性ポリマーと強アニオン性ポリマーとを併
用したものとしているから、セピオライト主材の形成ス
ラリーとのイオンコンプレックスを形成し、不溶化して
付着水が減少し、親水性が低下してフロックが引締めら
れる。この結果、ポンプアップ、攪拌、乱流等の機械的
な衝撃に耐え得る強固な、かつ、高収率のフロックが形
成されて抄紙性が向上し、生産性、経済性に合致した、
セピオライトを主原料とする不燃性シートの量産化が可
能となる。
強アニオン性ポリマーの合計の添加量は原材料中固形分
で0.2重量%以下の場合にはその併用効果は少なく、
1.0重量%以上になると紙料水の粘性が大きくなって
抄造困難となるので、合計添加量を0.2〜1.0重量
%とすることにより、上記高収率のフロック化を達成で
きる。
性ポリマーとを併用した前記高分子凝集剤におけるカチ
オン性ポリマーのモル比を25〜75%としたので、イ
オンコンプレックスの生成率を高め、濾水度を大きくで
きて、上記と同様に高収率のフロック化を達成できる。
ートは主原料が廉価なセピオライトであるので、不燃性
及び耐水性を有するとともに、安価に製造できる。
オン性ポリマーと強アニオン性ポリマーとを併用してい
るが、本発明を実施する場合には、これに限定されるも
のでなく、セピオライト自体カチオン性を有しているの
で、実施条件によっては、添加する凝集剤を強アニオン
性ポリマーだけとしても量産的に抄造可能な場合もあ
る。この場合は、請求項3及び請求項6の態様に相当す
る。
材としてガラス繊維を混合しているが、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、ロックウ
ール繊維、ステンレス繊維、ウィスカー等各種の補強材
の使用が可能である。但し、材料コスト、凝集効果等の
点からガラス繊維が最適である。なお、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シートに対して、滑らかな風合を
与えることができる。同様に、補強繊維としての木材パ
ルプ、合成繊維についても必ずしも混ぜる必要はなく、
抄紙性、使用用途等を考慮して適宜使用すればよい。
と強アニオン性ポリマーは、それぞれDMAEM、AA
を用いているが、本発明を実施する場合には、これに限
定されるものでなく、凝集剤として使用可能な強カチオ
ン性ポリマー及び強アニオン性ポリマーを適宜選択でき
る。
は、前記表の値に限定されるものではなく、物性、濾水
性、用途等に応じて最適なものを選定すればよい。
シール材、建築表装紙等への使用が可能であるが、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
維のケバ立ち或いは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できる。
使用することもでき、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。
びその製造方法は、セピオライトを主材とし、強カチオ
ン性ポリマー及び強アニオン性ポリマーを原材料固形分
に対して合計0.2〜1.0重量%混合した高分子凝集
剤を加えたスラリーを抄造してなるものであり、また、
本発明の不燃性シートの製造方法は、セピオライトを主
材とし、強カチオン性ポリマー及び強アニオン性ポリマ
ーを原材料固形分に対して合計0.2〜1.0重量%混
合した高分子凝集剤を加えたスラリーを抄造するもので
ある。したがって、強カチオン性ポリマーと強アニオン
性ポリマーとを併用してなる凝集剤は、セピオライト主
材の形成スラリーとのイオンコンプレックスを形成し、
不溶化して付着水を減少し、親水性を低下させるので、
生成フロックは引締められる。この結果、機械的な衝撃
に耐え得る強固な、かつ、高収率のフロックが形成され
て抄紙性が向上するので、生産性、経済性に合致した、
セピオライトを主原料とした不燃性シートの量産が可能
である。そして、上記によって抄造された不燃性シート
は主原料が廉価なセピオライトであるので、不燃性及び
耐水性を有するとともに、安価に製造できる。
の製造方法における製造工程の概略を示す説明図であ
る。
の製造方法における凝集剤の添加量と濾水度との関係を
表わす特性図である。
の製造方法における凝集剤の添加量と濁度との関係を表
わす特性図である。
の製造方法における凝集ポリマーの併用比率と濾水度と
の関係を表わす特性図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 主材としてのセピオライトと、強カチオ
ン性ポリマー及び強アニオン性ポリマーを原材料中固形
分で合計0.2〜1.0重量%混合した高分子凝集剤と
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
する不燃性シート。 - 【請求項2】 強カチオン性ポリマーと強アニオン性ポ
リマーとを併用した前記高分子凝集剤中における強カチ
オン性ポリマーの併用比は25〜75%としたことを特
徴とする請求項1に記載の不燃性シート。 - 【請求項3】 主材としてのセピオライトと、強アニオ
ン性ポリマーを原材料中固形分で0.1〜0.5重量%
混合した高分子凝集剤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シート。 - 【請求項4】 主材としてのセピオライトと、強カチオ
ン性ポリマー及び強アニオン性ポリマーを原材料中固形
分で合計0.2〜1.0重量%混合した高分子凝集剤と
を必須成分としたスラリーを抄造することを特徴とする
不燃性シートの製造方法。 - 【請求項5】 強カチオン性ポリマーと強アニオン性ポ
リマーとを併用した前記高分子凝集剤中における強カチ
オン性ポリマーの併用比は25〜75%としたことを特
徴とする請求項4に記載の不燃性シートの製造方法。 - 【請求項6】 主材としてのセピオライトと、強アニオ
ン性ポリマーを原材料中固形分で0.1〜0.5重量%
混合した高分子凝集剤とを必須成分としたスラリーを抄
造することを特徴とする不燃性シートの製造方法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP3327837A JP2501058B2 (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 不燃性シ―ト |
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| DE69222115T DE69222115T2 (de) | 1991-10-31 | 1992-02-19 | Nicht-brennbares Papierblatt, nicht-brennbares laminiertes Papierblatt, nicht-brennbares Material mit Wabenstruktur, nicht-brennbarer Karton und nicht-brennbares geformtes Produkt und Verfahren zu deren Herstellung |
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