JPS5899187A - 電気絶縁用無機質シ−ト - Google Patents

電気絶縁用無機質シ−ト

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JPS5899187A
JPS5899187A JP19542281A JP19542281A JPS5899187A JP S5899187 A JPS5899187 A JP S5899187A JP 19542281 A JP19542281 A JP 19542281A JP 19542281 A JP19542281 A JP 19542281A JP S5899187 A JPS5899187 A JP S5899187A
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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】 発明の技術分野 本発明は、無機質シートに係り、不燃性、耐熱性、電気
絶縁性を有し、電気部品その他に用いられる無機質シー
トに関する。
従来技術及び七〇伺題点 従来、電気部品とし【例えば開閉器などのアークエネル
ギーを消滅させ、電流を遮断する材料としては主として
アスベストが使用されていた。しかしアスベストは特定
化学物質に指定され、公害防止、労働環境衛生面から製
造、二次加工分野においても取扱いが難かしく、一部の
国では使用禁止となるなどの傾向がある。
発明の目的 本発明は、上述の問題を解決するために、アスベストを
用いず、ロックウール50〜90重量−と、他の材料環
ちガラス繊維、セラミック繊維の少なくとも何れか一種
と、パルプ、有機結合剤の少なくとも何れか一種とより
なる抄紙原料組成物を抄紙して成形することKより、ア
スベスト線維のような毒性がなく、不燃性、耐熱性、良
好な電気絶縁性を有するものを得ようとするものである
発−の概要 本発明は、実質的に非繊維粒子を含有しない繊維長10
〜700μのロックウール50〜90重量−と、繊維長
250〜7000μのガラス線維、セラミック繊維の少
なくとも何れか一種よりなる繊維材料とパルプ、有機質
結合剤の少なくとも何れか一種よりなる結合材料とが5
0〜10重量−からなり、有機質含有量が15重量−以
下である抄紙原料組成物を抄紙して得られたものであり
、アスベスト繊維を含有せず、含有する無機質成分の不
燃性、耐熱性、良好な電気絶縁性より、不燃性、耐熱性
を必要とされる分野、あるいは不燃性、耐熱性でかつ電
気絶縁性を必要とする分野において使用するに有利であ
り、更に通常の抄紙機を用い【廉価に製造し得るもので
ある。
発明の実施例 本発明の構成成分及びその製造方法について説明する。
構成の概略を説明すると、実質的に非繊維粒子を含有し
ない繊維長70〜700μのロックウール50〜90重
量−と、繊維長2150〜7000μのEガラス組成又
はCガラス組成のガラス繊維、シリカ又はシリカ・アル
ミナ組成のセラミック繊維の少なくとも何れか一種より
なる繊維材料とクラフトパルプ、再生パルプ、アクリル
樹脂エマルジ1ン、粉末フェノール樹脂等の有機質結合
剤の少なくとも何れか一種よりなり必要に応じてボリア
クリルアを評、硫酸バンド、ボリア尤ドポリアミンエビ
クロルヒドリン樹脂等の結合助剤を加えた結合材料とが
50〜10重量参からなり、有機物含有量が15重量−
以下である抄紙原料組成物を抄紙して成形されるもので
ある。
ロックウールは、通常、玄武岩、鉄鉱スラグ、鋼スラグ
1、珪石、ドロマイト、石灰等の原料を、fl*ox 
 85〜5G51. AjxOi 1G’l 5−1c
、。
2G〜4G11、MyO5〜251G、T、O,、Ms
O。
F、O等の微量酸+l〜6−の組成成分(以上何れも重
l1G)となるように配合し、この原料混合物を、キュ
ポラ炉や電気炉等でIjOO〜180G℃の温度で熔融
し、得られた均一融液を遠心力を利用した高速回転体、
又は高温高圧フレーム中に落下させ、1200〜140
0℃の温度域で繊維化させるととくよって得られる。得
られたロックウールは、繊維長数101!11%非繊維
粒子80〜50重量−を含有しているから、これを繊維
長10〜700声に切断処理し、続いて非繊維粒子が分
離除去される。
ロックウールは実質的に非繊維粒子を含有しない噴維長
TO〜700Jの範囲内で選択されたものでなければな
らない。ロックウール中に非繊維粒子が混入したり、あ
るいは1G声未満の微細繊維や、700μを越える繊維
が混入すると、抄紙原料中のロックウールの沈降速度が
他の繊維と比較し速くなりすぎたり、又はロックウール
の未解鐵により毛玉畔が発生するためである。
鐵繍畏10〜700sのロックウールを得る切断処理方
法は、例えば加圧ニーダ−に乾燥状態のロックウールを
投入して処理する方法や、約10重量−ロックウール含
有の水性分散液なスーパー識亭す−、又はパルパーに投
入し1000〜20Q @ rpwmの高速で処理する
方法等で、その処理時間を変化させることKより、繊維
径70〜700声の範囲で任意に切断処理することがで
きる。非繊維粒子の分離除去方法としては、例えば前記
切断処理したロックウールを固形分で約10重量−含有
する水性分散液を、繊維と非繊維粒子にかかる遠心力の
違いを利用した水流速180〜200J/分の湿式サイ
クロンに投入して分離し、非線維粒子を除去するこEが
できる。この場合、ロックウール水性分散液に、固形分
に対しα1重量−程度のカチオン界面活性剤を添加する
と、短時間に非線維粒子を分離することができるので効
率的である。このようにして得られる実質的に非線維粒
子を含有しない繊維長TO〜100声のロックウールを
含有する種々の濃度に調整した水性分散液を、ミキサー
で約+ o o o rpns、5分間攪拌し毛玉の発
生の有無を基準に観察したとζろ、繊維長100A以下
の場合、分散濃度5〜10重量−1僚維長100〜30
0μの場合、分散製産8〜5重量−1繊維長800〜5
00声の場合、分散濃度1〜31貴囁、繊維長500〜
700μの場合、カチオン界−面活性剤を固形分に対し
α1重量慢添加したものの分散濃度1重量−以下で良好
な分散性を示し、抄紙性に支障のないことが判明した。
又繊維長700Is以上では適当な分散方法がなく、結
局良好な分散性を示す繊維長は100sとしなければな
らないが、安価で工業的規模で分散させる好ましい繊維
長は、500.a以下とすることが望ましい、一方、繊
維長が70μ以下では、〔繊維長/繊維径〕比が15〜
2oと小さく、分散性は良好であるものの、水中での繊
維の沈降速度が速くなり、抄紙工程で他の繊維と分離し
ゃすく、不拘−なシート状物になりやすいことと、非線
維粒子の分嶋工INKおける分離効率が悪くなることか
ら、繊維長の下限値として10μにおさえなければなら
ない。好ましくは、繊維径を100声以上とすることが
望ましい。
抄紙原料組成物中のロックウールは50〜90重量−が
適当である。ロックウールが50重量−未、満になると
平滑で均一なシート状物が得られなくなるばかりかロッ
クウールと比較し高価なガラス繊維、セラミック繊維の
配合割合が増大することにより廉価なレート状物を得る
ことが困難となる。又ロックウールが90重量−以上に
なると、抄紙機でのウェットシートの強度が不足し、抄
紙歩留の低下及び連続抄紙が不可能になるため、その配
合割合を90重量−以下としなければならないが、抄紙
歩留も良く、平滑で均一なシート状物を得る好ましいロ
ックウールの配合割合は60〜85重量−である。
抄紙原料組成物中の他の噴維物質としてはガラス繊維、
セラミック繊維、パルプがあり、それらの繊維長を25
0〜yoooμyすることは、前記ロックウールの分散
性評価と同様な方法で評価したところ、良好な分散性を
示す繊維長が250〜700071の範囲にあること、
ロックウールを主成分とする抄紙原料を抄紙した場合の
抄紙機におけるウェットシートの強度が保持され抄紙歩
留が低下しないこと、得られろシート状物が不燃性、耐
熱性を維持しつつ充分な引張強度を有するようにするこ
とのためである。又ロックウールを除いた他の繊維物質
の好ましい添加量は、15〜80重量−である。
ガラス繊維においては、その組成が、111025b 
〜 @ 5− 、  ムj意0i  O〜 +51  
、  Na2OG  〜 1511 、 110m  
4 〜121G 、 1.0 0 〜5  嗟、 Z%
OO〜191、C,Ol 〜1@11、M、Ol 〜6
%、KIOO〜4惨、〒aoz 、Wgo等の微量成分
1−以下の組成(以上何れも重量−)であり、前記ロッ
クウールと同様な方法により分散性を評価したところ、
繊維径(12〜2.7μで繊維長20004以下の場合
、分散濃度2〜3重量−1繊維径7〜14μで繊維長7
000μ以下の場合、分散濃度2〜8重量−で良好な分
散性を示すが、繊維長7000μ以上では、分散性も悪
く、かつシートの地合も悪くなるため繊維長の上117
1値として7000Jとしなければならない。一方、繊
維長を250G4以上とする理由は、抄紙機におけるウ
エットシ′−トの強度を保持すること、得られるシート
状物に充分な引張強度を付与することによるもので、繊
維長260μ以下では、微細ロックウールの働きと同嶋
になり、意味をなさなくなるととによるものである。
セラ颯ツク繊維としては、その組成が、むOl5〜49
−、ムjzoi 94〜!I O’lk、 CaO、M
gO11,0,、Na2O* KIO、Ti0. 、F
、0等の微量成分1慢1’J下(以上何れも重量−)で
あり、前記ロックウールと同様な方法により分散性を評
価したところ、繊維#に1〜4声で繊維長2000声以
下で分−散濃度2〜3重量−で良好な分散性を示した。
繊維長2000s以上、又は250μ以下では、前記ガ
ラス繊維と同等の理由により、良好な分散性及び良好な
シートの地合を示さない。
バルブとしては、サラシ、未ザラシ%N、L型クラフト
パルプ、リンクバルブ、再生バルブ等で繊維長500〜
2000声、叩解度(ショツパーリグラー)80〜60
程度の一般パルブが使用できることは製紙の場合E同様
である。
有機質結合剤としては、アクリル樹脂、ブチレンブタジ
ェンゴム、アクリロニトリルブタジェンゴム、塩化ビニ
リデン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂等のエマルジョン
、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂
、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の熱硬化性樹脂を添加
配合することが可能であるが、これら有機質結合剤を抄
紙原料組成物に添加する場合、有機質結合剤をウェット
シートに効果的に固着させるために、結合助剤としての
アニオン系の凝集剤、又はカチオン系の凝集剤を少量添
加することが望ましい。例えばアニ・オン系凝集剤たる
ポリアクリルチミド、又はポリアクリル酸ソーダ0.1
〜1.0重量−に硫酸バンド15〜し5重量嚢の範囲で
添加すると、有機質結合剤がほぼ10′otIkウエツ
トシートに固着する。
又カチオン系凝集剤としては、ポリアミドポリアミンエ
ピクロルヒドリン樹脂11〜L 0重量−添加すると、
前記アニオン系#集剤と同様な効果が得られる。
なお有機質結合剤を内添しない場合は、抄紙後これをシ
ートに塗布する場合もある。
抄紙原料組成物中の有機物含有量は、15%以下とした
が、この範囲内において、有機物含有量が比較的高いも
のKは不燃性をより一層高めるために、リン酸グアニジ
ン、臭化アンモン、三酸化アンチモン、塩素化パラフィ
ン、又は高温脱水反応を利用した水酸化アルミニウム、
水酸化マグネシウム等の一燃剤を抄紙原料に少量添加し
たり、又は抄紙後のウェット又はドライシートに含浸、
又は塗布する場合もある。
抄紙II[料組成物の水性分散液の調整は、固形分で3
重量S程度含有する水性分散液を、ミキサー、ビータ−
、パルパー等によって容易になし得る。
抄紙は、円網式、長網式いずれの抄紙機によってもで舞
るが、得られるシート状物の均一性の面から、前記抄紙
原料を更に1重量−程度に希釈した水性分散液を使用し
た方が望ましい。以上のような抄紙工程で得られる無機
質シートにオンマシーン(Ox Machine )、
オフマシーン(Off Machine)1移で、必要
に応じて前記の如き離燃処理、又は撥水処理等適宜付加
処理を施す。
次に本発明の効果を確認するために、以下の実験を行っ
た。
+11  原料繊維の調整 (αIQツクウーh 鉄鉱スラグ、珪石、ドロマイト等の原料を配合した、g
oo、401g、AjzOi 18 S %Ca086
5k 。
M、06 ’S、T、O,、MKOlF、0等の微量成
+51の組成(以上何れも重量Is)からなる原料混合
物を、電気炉中、1500〜1600℃加熱熔融し、得
られた均一融液な、1400℃で高速回転体に落下させ
繊維化を行った。得られたロックウールは、繊維径4.
2s、繊維長10〜505g、非繊維粒子84重量−含
有していた。次に紬記乾燥状態のロックウールを加圧ニ
ーダ−(森山製作所製)に投入し、1分間処坤して繊維
長150μに切断した。このものを湿式サイクロン(大
石機械製作所11)K水流速16017分の条件で繊維
を連続的に排出させ、脱水後% 110℃、5時間乾燥
させ、非繊維粒子を含有しない繊維長150μのロック
ウールを得た。又前記繊維化で得られたロックウールの
10重1嘩1水分散液10階をスーパーミキサー(用田
製作所製)に投入し、1500rpra、20秒処理し
て繊維長500μのものを得た。続いて、非繊維粒子の
分離、除去は、前記と同等の方法で行い、非繊維粒子を
含有しない繊維長500μのロックウールを得た。
<b+  ガラス繊維 Riot 57.9 ’lk%Ih0i  1 (17
%、No2014゜69に−CaO6,19に、 Mg
OLOs、AlxOs、に!O1F、O等の微量成分7
.7−のCガラス成分(何れも重量−)、及び8sOx
 54.4 %、1320B LO’Ik 5Alto
s 144 %、CaO17,411、M、04.1−
1Na20 、 K2O、ZsO等の微量成分1.1−
のEガラ1組成(何れも重量%)で、繊維径Q、29〜
Q、82μで繊維長800μ、繊維@0.89〜(L5
8Jlで繊m喪800μ、繊維径1,2〜L4μで繊維
長1900声としては、’farxpztran Fi
ber E、C(ジョンス・マンビル社製)を使用した
。繊維長6゜OO声のガラス繊維としては、Eガラス組
成のガラスロービング(日東結社1s)を、歯間距離6
Mのロービングカッターにより、6000xに切断した
ものを使用した。
<a1itラミック繊維 1.0.99重量−以上含有する組成で、かっ繊維径α
69〜1. +岸で繊維長1200μのセラミック繊維
としては、’faympztran F@ber Q 
(ジョンス・マンビル社製)を使用した。8.0255
重量−、ム1,0.45重量慢の組成のセラミック繊維
としては、繊#A径2.8声、繊維長250〜500s
+s+のセラ電ツク繊維(イソライト工業社1iり約1
0重11−含有する′水分散液10ゆを、前記ロックウ
ールを得たのと同様の方法により、スーパーミキサーで
30秒処瑠し、続いて乾燥して繊維長1500μにした
ものを使用した。
(dl  パルプ 市販り型、N型クラフトパルプを、乾燥重量で水3.O
jに150I投入し、小型ビータ−で2時間叩解し、叩
解度40のパルプスラリーを調整した。
(2)  抄紙原料組成物の配合 配合例1 0ツクウール(500μ)             
50セラ電ツク繊維(カオウール1500μ)40変性
アクリル樹脂エマルジヨン           9ボ
リアクリルア藏ド                α
1硫酸バンド                   
α・配合例2 0ツクウール(500μ)             
50ガラス繊維(テンプストランc、aooμ)   
  40エチレン酢酸ビニル樹脂エマルジヨン    
   9ポリアクリルアミド            
    o1硫酸バンド              
      α9配含例3 0ツクウール(150μ)75 セラミック繊維(テンプストランQ、1200111)
0 ガラス繊維(6000声)             
5L!I!クラフトバルブ             
  t。
配合例4 0ツクウール(150μ)15 セラミック繊維(カイウール1500声)      
1ON型クラフトパルプ              
 10変性アクリル樹脂エマルジヨン        
   4ポリアクリルアミド            
   o1硫酸バンド               
    α9配合例5 0ツクウール(150μ)             
80ガラス繊維(テンプストラン1,1900μ)  
  10L型クラフトパルプ            
   6粉末フエノール樹脂            
    8ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン桐
脂   1配合例6 0ツクウール(150μ)             
90ガラス繊維(テンプストランE、1900μ)  
  IN型クラフトパルプ             
   2ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂
    l以上の配合割合は何れも重量−である。
使用した有機質結合剤及び結合助剤は下記の通りである
ポリアクリ九アミド 荒用化学工業社製、商品名ムー117 エチレン酢酸ビニル樹脂エマルジョン カネボウNSC,商品名ベルタックF 責性アクリル樹脂エマルジョン 東亜合成化学社製、商品名ムP−5950ボリアtドポ
リアミンエビクロルヒドリン樹脂荒川化学工業社製、商
品名アラフィックス100扮末フエノール樹脂 昭和ユニオン合成社製、ノボラック型フェノール樹脂、
商品名11P (31抄紙 配合例1〜6に示した抄紙原料組成物を固形成分として
それぞれを量線的にα5重量−1水性分散液としてパル
パーで調合し、長網式抄紙機により抄紙し、続いて乾燥
して試料シート1〜6を得た。
以上のようにして得られた試料シート1〜6につき、次
の実験を行ってその物性を測定した。
実験l 引張強度試験 巾20mm、長さ100fiの試料を相対湿度6゛5チ
、温度20℃で一昼夜処理した後、引張強度試験機(東
洋ボールドウィン社製、テンシロン)を用いて、クロス
ヘッドのスピード50關/分で測定した。
実験2 酸素指数の測定 酸素指数方式燃焼試験機(スガ試験機株式会社II)を
用いて% JIS K7201 K準拠し評価した。
実験8 耐熱性試験 引張強度の測定と同サイズの試料を、150℃±2℃の
恒温槽に入れ2時間処理し、続いて相対湿炭65−1温
魔20℃で一昼夜放置し、引張試験と同等の方法により
引張強度を求め、処坤前と処理費の強度保持率で評価し
た。
実験1.2.3の結果を表に示す。
試料8は、パルプ、セラミック繊維、ガラス繊維の合計
配合量が多いため、有機質結合剤を添加しなく【も比重
を高くすれば強度を出すことができる。しかし他の試料
に比べて吸水、吸湿による強度低下があるが、抄紙後の
樹脂処理によりこの点を解消することができる。
実験4 酸素指数の測定 試料8と4を用い、リン酸グアニジン水溶液をそれぞれ
の試料に対し10重量%固形分で処理し4て得られたそ
れぞれの試料の酸素指数は96〜I00となり、高酸素
濃度の雰囲気でも燃焼しなかった。
実験5 電気絶縁性試験 配合例8と5に示す抄紙原料組成物30gをそれぞれφ
m170m丸型のタツビP水試験様で成形し、180℃
、30分乾燥し比重α44、厚み3Mの板状物よりなる
試験片を試作した。続いて。
相対g1崖65−1温度20℃、96時間処理し、絶縁
抵抗計(安藤電気社製、VMG−100)を用い。
JIS C6481に準拠して、80℃における電気絶
縁抵抗値を測定した。配合例8による試験片はa8X1
0”Ω、配合例5による試験片はα6XIO”Ωで、良
好な電気絶縁性を有することを示した。
以°上の実験の結果から本発明によるものが不燃性、耐
熱性、良好な電気絶縁性を有することがわかる。したが
って各種電気部品、ヒータ一部品、ガスケット、バッキ
ング等の高温で不燃又は高温で不燃かつ電気絶縁性を必
要とする分野に使用するに好適であることがわかる。
発明の効果 ない繊維長70〜700μのロックウール50〜90重
量−と、繊維長250〜7000−のガラス繊維、セラ
ミック繊維の少なくとも一種よりなる繊維材料とパルプ
、有機質結合剤の少なくとも−mよりなる結合材料とが
50〜10重量−からなり、有機物含有量が15重量−
以下である抄紙原料組成物を抄紙し【成形したから、抄
紙原料組成物中のロックウール、ガラス繊維、セラミッ
ク1!l維は何れも無機質繊維であるがアスベストを使
用しないため、アスベストによる毒性の障害を排除する
ことができ、取扱いが容易になる。しかも無機質繊維を
主成分とし、抄紙原料組成物中の有機物含有量が15%
以下であるため不燃性、耐熱性でかつ良好な電気絶縁性
を具備し、各種電気部品、ヒータ一部品、ガスケット、
バッキング等に適用するに好適である。又ロックウール
は実質的に非縁維粒子を含有せず、繊維長70〜700
μとし、これに配合される他の繊維材料の繊維長を25
0〜7000μとしたから、抄紙に際してロックウール
の沈降速度と他の繊維のそれと均衡し、あるいは未解繊
による毛玉が発生することがなく、平滑な製品を得るこ
とができる。更に抄紙原料組成物中のロックウールを5
0重量−以上としたから平滑な製品が得られるばかりで
なく、ロックウールに比べて高価なガラス繊維や、セラ
ミック繊維を節減し生産コストを低下させることができ
る。
又ロックウールを90重量−以下としたからロックウー
ルの抄紙時のウェットシート強度の不足をガラス繊維や
セラミック繊維で補強し、連続抄紙を可能にし、歩留を
良くすることができる。
昭和56年12月3日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11実質的に非繊維粒子を含有しない繊維長10〜7
    00μのロックウール50〜90重量−と、繊維長25
    0〜7000μのガラス繊維、セラミック繊細の少なく
    とも一種よりなる繊維材料とパルプ、有機質結合剤の少
    なくとも一種よりなる給金材料とが50〜10重量−か
    らなり、有機物含有量が15重量−以下である抄紙原料
    組成物を抄紙して成形したことを特徴とする無機質シー
    ト。 (21有機質結合剤が結合助剤を含むことを特徴とする
    特許請求の範囲矛1項記載の無機質レート。
JP56195422A 1981-12-03 1981-12-03 電気絶縁用無機質シ−ト Expired JPS6054912B2 (ja)

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Citations (7)

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