JPH0749606B2

JPH0749606B2 - 合成高分子からなるパルプ状粒子の処理方法

Info

Publication number: JPH0749606B2
Application number: JP10254993A
Authority: JP
Inventors: 至郎山本; 勉桐山; 憲昭佐々木; 吉孝阪本
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0617309A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成高分子からなるパ
ルプ状粒子の処理方法に関するものである。更に詳細に
は、合成高分子の溶液を高度の剪断力が作用している凝
固浴中に導入して凝固させフィブリル化させ、これに特
殊な処理を施したパルプ状粒子の新規な処理方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】合成高分子から製造したパルプ状粒子
は、天然パルプに比べて耐熱性、電気絶縁性、機械的物
性等に優れているため、電気絶縁材の素材として注目さ
れるようになり、例えば特公昭３５―１１８５１号、特
公昭３７―５７３２号公報等には、「ファイブリッド」
と称される合成高分子からなるパルプ状粒子について詳
しく記載されている。

【０００３】このようなパルプ状粒子、なかでも、耐熱
性、難燃性、電気的特性に優れた全芳香族ポリアミドや
ポリアミドイミドからなるパルプ状粒子あるいはこれら
とマイカ等の無機物とを複合化したパルプ状粒子は、特
に電気絶縁性に優れているため、各種の耐熱性繊維と混
抄して紙（シート）状となし、電気絶縁物として広く用
いられている。

【０００４】また、該パルプ状粒子は、近年、摩擦材、
耐熱耐炎シート、ハニカム構造材、電子材料等の素材と
しても用いられるようになり、各種分野へ用途拡大が行
われている。

【０００５】しかしながら、従来のパルプ状粒子は、こ
れを湿式抄紙して紙（シート）を製造する場合、抄紙
性、特に抄紙金網からの水切れが遅く、地合の良い均一
な紙を得ることは困難であった。また、前記パルプ状粒
子は、これを加工して電気絶縁物として用いる場合に電
気絶縁性に劣るという欠点も有していた。

【０００６】このような欠点を改善するため種々研究が
行われ、これまでにも幾つかの提案がなされている。例
えば、特開昭５１―９６５１０号公報、特開昭５３―１
６０７０号公報にはＪＩＳＰ８２０７に規定されたふ
るいわけ度試験による１５０メッシュ金網通過分が３０
〜８０重量％もしくは５〜３０重量％で、平均比濾過抵
抗の値が５−１０³〜１００×１０³であるパルプ状粒
子が適当であるとされている。

【０００７】一方、厚木勝基著「パルプ及紙」には、天
然パルプについて濾水性と抄紙後の紙の強伸度との関係
が記載され、また、武裕一郎ほか著「電気絶縁紙」に
は、濾水性と絶縁破壊電圧との関係が記載されている。
このことは、良好な紙を得るためにはパルプの濾水性が
低いことが望ましいことを意味するが、その反面濾水性
の低いパルプは取扱い性が悪く、洗浄・精製工程等で種
々の問題を生じている。

【０００８】合成高分子の溶液を剪断力の働いている凝
固浴中で沈澱凝固せしめてパルプ状粒子とした場合も同
様であり、物性の良好な紙となし得るような濾水性を有
するパルプ状粒子を製造しようとすると、沈澱後のスラ
リーからパルプ状粒子を分離する際にも、分離したパル
プ状粒子を洗浄・精製する場合にも濾水性の低さが著し
く障害となる。

【０００９】このため、抄紙後の紙の物性が良好である
にも拘らず、取扱い性の優れたパルプ状粒子が強く要望
されているが、現在のところ、前述の如き相反する特性
をともに満足し得るパルプ状粒子は全く知られていな
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パル
プ状粒子の水洗時の取扱い性が良好で、しかも、抄紙
（抄造）性が良く、抄紙後の紙（シート）の物性にも優
れているパルプ状粒子を得る方法を提供することにあ
り、さらに詳細には、抄紙段階では比較的低い濾水性を
有し、優れた抄紙性並びに抄紙後の物性を示すととも
に、それ以前の取扱い（例えば洗浄・精製等）に際して
は、比較的高い濾水性を示して取扱い性が良好なパルプ
状粒子を得る方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、合成高分子溶
液を高度の剪断力が作用している凝固浴中に導入して凝
固させフィブリル化させてなるパルプ状粒子を含むスラ
リーを回転式濾床内で濃縮して、該パルプ状粒子の濾水
度をショッパーリグラー法で２０〜３０度の範囲内に低
下させ、その状態で水洗処理を行い、しかるのち、該パ
ルプ状粒子を水中に分散させて濾水度をショッパーリグ
ラー法で４０〜８５度の範囲内に上昇させる、ことを特
徴とする合成高分子パルプ状粒子の処理方法である。

【００１２】一般に、合成高分子からなるパルプ状粒子
の製造方法は、（イ）合成高分子からなる繊維を叩解し
てパルプ化する方法（例えば、特公昭５９―６０３
号）、（ロ）重合過程で得られる合成高分子をフィブリ
ルとして沈澱させる方法（例えば、特公昭４７―２４８
９号、特公昭６０―５６８０１号）、（ハ）剪断力の存
在下に合成高分子溶液を凝固浴中に導入してフィブリル
（フィブリッドと称されることもある）を沈澱させる方
法（特公昭３５―１１８５１号、特公昭３７―５７３２
号）、に大別されるが、本発明パルプ状粒子は、前記
（ハ）に分類される所謂沈澱法によるものである。

【００１３】本発明でパルプ状粒子を構成する合成高分
子は、特に限定されず、例えば、ポリエステル、ポリア
ミド、ポリアミドイミド、ポリエーテル、ポリカーボネ
ート等の溶剤可溶性でかつ繊維形成能を有する合成高分
子量重合体であればよいが、耐熱性、耐炎性、電気的性
質等において優れた全芳香族ポリアミドが好ましい。

【００１４】工業的見地から、前記全芳香族ポリアミド
としては、極性アミド系溶剤に可溶性のポリ（ｍ―フェ
ニレンイソフタラミド）重合体、ポリ（ｍ―フェニレン
テレフタラミド、イソフタラミド）共重合体あるいはジ
アミン成分としてＰ―フェニレンジアミン及び３，４′
―ジアミノジフェニルエーテルを用いジカルボン酸成分
としてテレフタル酸ハライドを用いた全芳香族ポリアミ
ド（特公昭５３―３２８３８号公報参照）等が好まし
い。

【００１５】上記高分子を溶解し得る溶媒としては、該
高分子を溶解するものであれば任意に使用し得るが、前
記全芳香族ポリアミドの場合は、Ｎ―メチル―２―ピロ
リドン、Ｎ，Ｎ′―ジメチルホルムアミド等の極性アミ
ド系溶媒が好適である。これらの溶媒には、塩化リチウ
ム、塩化カルシウム等の無機塩を含有してもよい。

【００１６】溶液の粘度は、得られるパルプ状粒子の形
状に大きな影響を与えるので、合成高分子の種類、溶液
組成や沈澱条件等に応じて適宜選定すべきであるが、一
般には、１０〜５００ポイズ程度が適当である。この
際、溶液の温度を加減して粘度を調整することもでき
る。

【００１７】凝固浴を構成する沈澱剤は、前記高分子の
非溶媒であって高分子溶液中の溶媒と親和性のある液体
から適宜選定できる。工業的には、高分子溶液中の溶媒
と前記非溶媒（例えば水）との混合物が好ましく、全芳
香族ポリアミド溶液の場合には、該溶液として現に用い
ている極性アミド系溶媒と非溶媒との混合物が好まし
い。この場合は、溶媒と非溶媒との混合割合を選択する
ことにより沈澱状態を調整することができ、所望の形態
及び特性を有するパルプ状粒子とすることができる。

【００１８】パルプ状粒子を形成させるための装置（沈
殿装置）は、高度の剪断力が加えられている凝固浴中へ
合成高分子溶液を導入して微細な薄葉状又はフィブリル
状として沈澱せしめ得るものであれば特に制約はなく、
例えば、特公昭３５―１１８５１号公報に記載の如き高
速攪拌器を備えたものや特公昭３７―５７３２号公報に
記載の如き管式沈殿装置でもよいが、特公昭５９―４７
６９５号公報に記載の如きステーターとローターとを組
合せた管状流路攪拌式の連続沈殿装置が特に好ましい。

【００１９】このようにして得たパルプ状粒子は、沈澱
剤の液中に分散したスラリー状を呈しており、該スラリ
ーから得たパルプ状粒子の濾水度（ショッパーリグラー
法による）は約５０〜８０度程度となる。

【００２０】本発明方法では、上記スラリーを、例え
ば、特願昭６１―３８９７８号（特開昭６２―１９９９
００号）に記載のごとき周壁が金網又は多孔板等からな
る傾斜円筒を主体とする路床面が溶液中に浸っていない
回転式濾床内に導入し、該濾床の回転と共にパルプ状粒
子が濾床面から剥離し、下方（前方）へ移動すると共に
濾床面の他の位置に付着し、再び該濾材面から剥離する
という運動を繰り返しながらスラリーの濃縮を行なうこ
とによって、パルプ状粒子の濾水度（ショッパーリグラ
ー法による、以下同じ）を２０〜３０度に低下せしめ
る。

【００２１】なお、一般に、スラリーの濃縮には、所謂
ロータリーシックナー等の濾床面が排出濾液浴に常時浸
っているような濃縮装置が用いられるが、このような装
置では濾水度が殆んど低下しないので好ましくない。

【００２２】前述のような回転式濾床を用いた濃縮処理
によってパルプ状粒子の濾水度が２０〜３０度に低下す
るのは、濃縮中にスラリー状のパルプ状粒子が濾床面と
剥離―移動―付着を繰り返すことによって薄葉状を呈し
ているパルプ状粒子が丸められたり、フィブリルの状態
に変化が生じたりする等、該パルプ状粒子に何らかの形
態変化が生じるためと推測される。

【００２３】本発明方法では、このような濃縮処理によ
って濾水度を２０〜３０度に下げた状態で水洗する。

【００２４】本発明者らの研究によれば、上述の如く水
中に沈澱直後のパルプ状粒子を用いた場合と、濾水度を
２０〜３０度に下げて水洗してから水中に分散させて濾
水度を上げて抄紙した場合とでは、ともに抄紙性に実質
的な差は認められなかった。このことは、前記濃縮処理
によって一旦濾水度を３０度以下に下げても抄紙性に悪
影響はないことを意味する。ただし、濾水度が２０度未
満では、水中に分散させるだけでは４０〜８５度に戻ら
ないことが多いので、好ましくない。

【００２５】上記のようにして濾水度を低下させたパル
プ状粒子は、水洗後、これを再び水中に入れ分散処理す
るだけで、濾水度が４０〜８５度の範囲内に戻るという
特異な性質を有する。この特異な性質は、該パルプ状粒
子は水中に分散処理するだけで濃縮処理前の形態に戻る
ことに基因すると推定される。この分散処理は、パルプ
状粒子を水中に入れて家庭用ミキサー、高速解離機等に
より攪拌することにより行なうのが好ましい。

【００２６】かかる本発明によるパルプ状粒子は、その
濾水度が２０〜３０度であるにも拘らず、水中に分散処
理すると濾水度が４０〜８５度に戻るため、分散後のも
のは沈澱直後のものと比べて、その抄紙性及び抄紙した
紙の物性において殆んど変らないという特徴を有する。

【００２７】一方、本発明によるパルプ状粒子は、水中
への分散以前の段階では濾水度が２０〜３０度の範囲内
にあるが、この範囲の濾水度のものは取扱い性に優れ、
水洗処理を含め各種の処理が行い易いという特徴を有す
る。

【００２８】したがって、本発明方法の如く、沈澱（パ
ルプ状粒子形成）に際しては、濾水性の低い（濾水度の
高い）、物性、抄造性の面では好ましいが、取扱い難い
パルプ状粒子をつくり、これを濃縮処理して、いったん
濾水性が高くて（濾水度の低い）取扱い易いパルプ状粒
子に変化させ、その状態で水洗等の処理を施した後、こ
れを水中に分散させて物性、抄造性の良好な濾水性の低
い（濾水度の高い）パルプ状粒子に復元すれば、パルプ
の製造、処理及び抄造工程全般を通じて、取扱い性が良
く抄造物性の優れたものとなる。

【００２９】なお、本発明方法でパルプ状粒子の水洗に
当っては、本発明者らが既に提案した特願昭５９―２７
３９８号（特開昭６１―１５３１５４号）の装置を使用
し、圧搾下で置換洗浄するのが好ましいが、これには限
定されない。

【００３０】

【発明の効果】以上のような本発明方法によれば、パル
プ状粒子は、分離、水洗等のパルプ状粒子製造工程にお
ける処理や取扱いが容易であり、効率的な水洗を行うこ
とができる。しかも抄紙性、抄紙した紙の物性が優れて
いるという、従来のパルプ状粒子では併有し得ない利点
を有しており、工業的にきわめて有用性の大なるもので
ある。

【００３１】そして、本発明方法によるパルプ状粒子
は、単独で抄紙するかあるいは短繊維や無機物等と混抄
することによって、良好な紙状物とすることができ、得
られた紙状物は、電気絶縁材、ハニカム材、摩擦材、耐
炎耐熱材等の種々の分野に広く用いることができる。

【００３２】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。なお、例中の濾水度は特にことわらない限り全てＪ
ＩＳＰ８１２１に規定のショッパーリグラー法で測定
した値である。また、ηはポリマーの極限粘度（Ｎ―
メチル―２―ピロリドン溶液で測定）を示す。表中の
Ｂ．Ｄ．Ｖ．は絶縁破壊電圧（ＫＶ／ｍｍ）である。さ
らに例中において単に部とあるは重量部を表わす。

【００３３】

【実施例１】ポリ（ｍ―フェニレンイソフタラミド）重
合体（Ｎ―メチル―２―ピロリドンに溶かして測定した
ηは１．３１）をＮ―メチル―２―ピロリドンに溶かし
て１２．５％の溶液とした。一方、Ｎ―メチル―２―ピ
ロリドンの３０％水溶液を作り凝固浴（沈澱剤）とし
た。

【００３４】上記重合体溶液及び凝固浴を用いて、特公
昭５９―４７６９５号に示される装置（直径１５０ｍｍ
のもの）により、パルプ状粒子を沈澱させた。この際、
重合体溶液及び凝固浴の供給割合は、重合体溶液６０部
／凝固浴１８００部とし、ローター回転数は９０００Ｒ
ＰＭとした。

【００３５】得られたパルプ状粒子の濾水度は７０度で
あった。但し、得られたパルプ状粒子を簡単に濾過して
ケークの水分を割り、このパルプケークの濾水度を測定
した。このパルプスラリーを、特別に作った最大直径３
５０ｍｍφ、濾過面積０．７２ｍ²、ホールドアップ５
０リットル、回転数２３ＲＰＭの回転式濾床を用いて濃
縮処理した。得られたパルプ状粒子の濾水度は２３であ
った。

【００３６】このパルプ状粒子を、水洗処理後、水中に
入れ家庭用のミキサーで水中に分散させた。ミキサーの
電圧を７０ボルトに下げ（定格１００ボルト）、４分間
攪拌して分散させた。

【００３７】得られたパルプ状粒子の濾水度は７０度で
あった。なお、このパルプ状粒子を用い、パルプ状粒子
／ポリ（ｍ―フェニレンイソフタラミド）繊維＝６／４
（重量比）で抄造した紙状物の物性は次の表１のとおり
であった。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【実施例２〜４】実施例１と全く同様にしてポリ（ｍ―
フェニレンイソフタラミド）のパルプ状粒子を作り、同
じ濃縮装置で回転数のみを変えてその濾水度を変えた。

【００４０】このパルプ状粒子を水洗後、実施例１と同
様にして分散させ、濾水度を測り、更に実施例１と同様
に抄紙して得られた紙の物性を測定した。

【００４１】この結果を表２及び表３に示すが、回転数
の変化に因る濾水度の変化以外に大きな違いは見当たら
なかった。

【００４２】

【表２】

【００４３】

【表３】

【００４４】

【実施例５〜８】実施例１と同様にして、η＝１．３５
のポリ（ｍ―フェニレンイソフタラミド）の重合体を用
いてパルプ状粒子を得た。このパルプ状粒子の濾水度は
６５．７度であった。これを実施例１と同様にして濃縮
処理し濾水度を低下させた。但し、回転式濾床のホール
ドアップを変更した。

【００４５】この結果を表４に示すが、ホールドアップ
の変化に因る多少の結果の違いの他、特に目立った違い
はなかった。

【００４６】

【表４】

【００４７】また、それぞれのパルプ状粒子を用いて実
施例１と同様に処理し抄造した。その結果を次の表５に
示す。

【００４８】

【表５】

【００４９】

【実施例９】η＝１．３２のポリ（ｍ―フェニレンイソ
フタラミド）をＮ―メチル―２―ピロリドンに溶かして
１２．５％の溶液とした。一方、Ｎ―メチル―２―ピロ
リドンの３０％水溶液を作り凝固浴液とした。この重合
体溶液と凝固浴液を用いて実施例１と同様の方法でパル
プ状粒子を製造した。得られたパルプ状粒子の濾水度は
６７．５度であった。

【００５０】得られたパルプ状粒子のスラリーを、最大
径３５０ｍｍφ、濾過面積０．７２ｍ²、ホールドアッ
プ５０リットルの特製の回転濾床を用いて濃縮処理し
た。処理後の濾水度は２３．５度であった。

【００５１】このパルプ状粒子のスラリーを内径２５０
ｍｍφの特願昭５９―２７３９３８号に記載の装置で圧
搾して固い円盤状ケークとしたのち、これを朋来鉄工製
の破砕機で破砕し、破砕粒子を特願昭５９―２７３９８
号に記載の装置で置換水洗した。

【００５２】水洗効率はきわめて良好で、水洗後のパル
プ状粒子に含まれるＮ―メチル―２―ピロリドンは殆ん
ど検出されなかった。この水洗物を相川鉄工製の高速解
離機で水中に分散させた。分散したパルプ状粒子の濾水
度は６７．５度であった。また、沈澱（パルプ化）直後
の篩分結果と分散後の篩分結果は同一であった。

【００５３】このパルプ状粒子を同じ結合体からなる繊
度２デニール、長さ５ｍｍの短繊維と混合して長網抄紙
機で抄紙し、熱圧した後の紙の物性は、強度９．５／
４．５（縦／横）ｋｇ／ｍｍ²、伸度１４．５／１１．
０（縦／横）％、絶縁破壊電圧３５．６ＫＶ／ｍｍであ
った。

【００５４】

【実施例１０及び比較例１〜３】実施例２で用いたパル
プ状粒子４０ｇ（実量）を内径１００ｍｍφの特願昭５
９―２７３９３８号に記載の装置で水／パルプ＝４／１
まで圧搾した時の時間は４．０分であった（実施例１
０）。

【００５５】一方、同じパルプスラリーを石垣機工製の
ロータリーシックナーで処理した場合のパルプ状粒子の
濾水度と実施例１の装置で同じ水／パルプ比まで圧搾し
た場合の所要時間は次の表６の通りであった（比較例１
〜３）。

【００５６】

【表６】

【００５７】

【実施例１１】特公昭５３―３２８３８号の方法に従っ
て、テレフタル酸クロライド（５０モル部）、ｐ―フェ
ニレンジアミン（２５モル部）、３，４′―ジアミノジ
フェニルエーテル（２５モル部）を、Ｎ―メチル―２―
ピロリドン中で反応させて重合し、η＝３．２の芳香族
コポリアミドを得た。反応により生成した塩酸は水酸化
カルシウムで中和し上記芳香族コポリアミドの濃度が１
％となる如くＮ―メチル―２―ピロリドンで希釈して溶
液とし、特公昭５９―４７６９５号に記載の装置（直径
８０ｍｍφのもの）を用い、凝固浴をＮ―メチル―２―
ピロリドンの３０％水溶液としてパルプ状粒子を製造し
た。得られたパルプ状粒子の濾水度は７５度であった。

【００５８】このパルプ状粒子を実施例１で使用した回
転濾床を用いて濃縮処理した。得られたパルプの濾水度
は２８度であった。

【００５９】このパルプをヌッチエ式濾過器で濾過し、
パルプに対して５０倍量の水を加えて水洗した。水洗に
３０分を要した。なお、回転式濾床で処理せずに濾過
し、５０倍の水を加えて水洗しようとしたが１時間たっ
ても水は切れず、諦めた。

【００６０】回転式濾床で処理後水洗したパルプを家庭
用ミキサーで６０ボルトで５分間分散させたところ、濾
水度は７５度となった。

【００６１】この家庭用ミキサーで分散させたパルプの
みで抄紙し、乾燥させただけの紙の物性は、強度６．９
ｋｇ／ｍｍ²、伸度７．９％であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阪本吉孝山口県岩国市日の出町２番１号帝人株式会社生産技術研究所内 (56)参考文献特公昭59−603（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成高分子の溶液を高度の剪断力が作用
している凝固浴中に導入して凝固させフィブリル化させ
てなるパルプ状粒子を含むスラリーを回転式濾床内で濃
縮して、該パルプ状粒子の濾水度をショッパーリグラー
法で２０〜３０度の範囲内に低下させ、その状態で水洗
処理を行い、しかるのち、該パルプ状粒子を水中に分散
させて濾水度をショッパーリグラー法で４０〜８５度の
範囲内に上昇させる、ことを特徴とする合成高分子から
なるパルプ状粒子の処理方法。