JPS61239100A

JPS61239100A - 耐酸性セラミツクペ−パ−

Info

Publication number: JPS61239100A
Application number: JP60079905A
Authority: JP
Inventors: 修石田; 早川　正臣; 宮下　邦彦
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1985-04-15
Filing date: 1985-04-15
Publication date: 1986-10-24

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〕本発明は結晶を主体とし、一部ガラスよりなる結晶質の
繊維と有機およびまたは無機質の補強繊維とから主とし
て構成される＃酸性に優れたセラミフクベーバーに関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、耐酸ベーパーとしては化学組成が例えばｓ＋ｏｌ
ｓｓ、ｏ％、ＣａＯ１４，０％、Ｍｇ０３．０％、Ｎａ
＊０８．０％、８ｇＯｓ６．０％、ＡＩｚＯｓ４．０％
よりなるＣガラス繊維と有機質の補強繊維を主体とし、
必要に応じて少量の有機結合剤とから構成されている。

これら耐酸ベーパーは、弗化水素酸、熱漬燐酸を除く酸
溶液などの一過材あるいは、鉛蓄電池の極板１ＩｉＩ離
保護材などとして使用さ九ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ガラスペーパーの主原料となるＣガラス繊維は一般に電
気炉で溶融体を作り、グヮシングを介して連続して引き
出し連続フィラメントとなし、所定の長さに切断してつ
くられ、その繊維径は５〜１８μである。これらのガラ
スベー・バーはパフキング材、シール材、断熱材などの
工業材料ある匹はＭ−フィング材、壁材などの建築材料
としては十分性能を満足するものであったが、耐酸ベー
パーの主たる用途である濾過材、鉛蓄電池の極板隔離保
護材としては繊維径が太いためにベーパーの空隙率、空
隙の大きさに問題があり性能的に十分満足されるもので
はなかった。

最近、繊維径がＯ９７〜２μという極細のＣガラス繊維
が開発され、耐酸ベーパーの濾過材あるいは鉛蓄電池の
極板隔離保護材としての性能が著しく向上した。しかし
ながら、極細のＣガラス繊維は一旦溶融して作ったガラ
スロフトに火炎を吹きつけて繊維化したり、あるいは溶
融ガラスを少量ずつ高速回転体から飛ばして繊維化して
作られるために消費エネルギーあるいは生産性に問題が
あり高価な材料となっている。

一方、繊維径が１．５〜２．５μという極細のガラス質
繊維で大量に生産されているものとしてアルミナ・シリ
カ系のセラミックファイバーがある。

アルミナ・シリカ系のセラミックファイバーは高純度な
アルミナとシリカを［！炉で溶融し、その高温融体を大
量に蒸気あるいは空気の高速気流、高速回転ローターの
遠心力で吹き飛ばして繊維化して作られており、前述の
極細のＣガラス繊維に比べて安価な材料である。しかし
ながら、アルミナ・シリカ系のセラミックファイバーは
化学組成がＡｈ（ｈ４６〜４８％、５ｉｆｔ　５２〜５
８％あるいはＡ１１０１５６〜５７％、５ｉＯ１４８〜
４４％であるガラス質の繊維であるために、前述のＣガ
ラス繊維に比べて＃酸性が劣り、酸溶液の濾過材あるい
は鉛蓄電池の極板隔離保護材としての耐酸ベーパーの原
料としては不適であった。

〔問題を解決するための手段及びその作用〕本発明はｍ
維径が１．５〜１５μという極細のガラス質繊維である
アルミナ・シリカ系のセラミックファイバーを加熱処理
してムライト結晶とクリストパライト結晶と少量のシリ
カを主体とするガラスより成る繊維に変化せしめて耐酸
性を付与せしめたファイバーとなし、前記ファイバーと
Ｃガラス繊維、シリカ繊維、ポリエチレン繊維、アクリ
ル繊維、ポリプロピレン繊維、ビニリデン繊維などの耐
酸性補強ファイバーと必要に応じて少量の有機結合剤を
加えて構成される１＋１１＃性セラミツクベーパーに関
するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

アルミナ・シリカ系のセラミックファイバーはアルミナ
とシリカより成るガラス質繊維であり、その化学組成は
例えばＡｈＯｔ　４７．８％、５ｉｆｔ５１．９％、Ｆ
ｏｘｅｓ　０．０６％、Ｎｕｔ　ＯＯ，２４％、Ｃａｏ
ＯｏＯｌ％、ＴｉＣｈＯ，０２％である。また、繊維の
形態は例えば繊維径が１〜数μの範囲にあり平均径とし
て２．０μであり、繊維長が２５０ｕ以下の繊維の集合
である。繊維の構造は模式的に示すと後に掲げる図１に
示すようになる。繊維を構成するアルミニウムイオン（
Ａ　ｉ　ａ　＋　＞はその１個が８個の酸素イオン（０
−）と電気的に釣抄合った状態で存在しており、シリカ
のように網目構造を形成していないために非常に不安定
な状態であって酸に接触すると容易に溶出する性質があ
る。

本発明では、アルミナ・シリカ系のセラミックファイバ
ーｔ−納処理してムライト結晶とクリストパライト結晶
とシリカを主体とするガラスより成るファイバーとする
ことにより繊維を構成するアルミニウムイオンの酸溶出
を防止せしめた。即ち、熱処理してなる繊維の構造を模
式的に示すと後に掲げる図２のようになり、構造的に不
安定なアルミニウムイオンが熱処理により安定なムライ
ト結晶（８Ａ１雪Ｏｓ・２ＳｉＯｔ）に移行することに
より酸溶出が飛躍的に抑えられている。

アルミナ・シリカ系のセラミックファイバーは加熱する
と９００〜１１００°Ｃ附近でムライト結晶が析出し、
１１００〜１２５０℃附近で急激にその析出量が増加し
、１２１００〜１４００℃附近でムライト結晶以外にク
リストバフイト結晶が析出する。

本発明ではアルミナ・シリカ系のセラミックファイバー
を９５０〜１４００″Ｃの温度範囲内で熱処理してムラ
イト結晶２０〜７０重量％と残部がクリストパライト結
晶と７リカを主体とするガラスより成るファイバーとす
ることを好適とする。前記熟処理の温度が９５０℃未満
ではファイバーの中にパライト結晶の析出量が少なく、
構造的に不安定なアルミニウムイオンが多量に存在する
ために硫酸などの酸に対しする溶出が起り、一方１４０
０’Ｏｔ−越え、るとファイバーの中に析出したムフィ
ト結晶アルイはクリストパライト結晶の粗大化が起り繊
維の形態を維持できなくなる。

前述のごとくして作られたムライト結晶２０〜７０重量
％と残部がクリストバフイト結晶とシリカを主体とする
ガラスよ炒成るファイバーは機械的な強度が小さく、ま
たパルパー、ビータ−、プロベフ式攪拌Ｓなどを使用し
て水に均一に分散せしめてスラリーにし、丸網抄造機、
長網抄造機などで抄造してベーパーを作る際に繊維が折
れて短かくなることもあり、前記ファイバー単味のベー
パーは必要とされる機械的な強度が十分でないという問
題がある。

本発明では、ムライト結晶２０〜７０重量％と残部がク
リスト・パライト結晶とシリカを主体とするガラスより
成るファイバー５０〜９５重量％と耐酸性の無機又は有
機質繊維から成る補強ファイバー５〜５０重量％を複合
化せしめ、必要に応じて有機結合剤１０重量％以下を加
えることによりベーパーの機械的な強度を向上せしめた
。

有機質の耐酸性補強ファイバーとしてはポリエチレン繊
維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維あるいはビニリ
デン繊維が好適である。これらの有機繊維はその繊維径
が例えば５〜２０μである。

有機結合剤としては、酢酸ビニｙ樹脂、アクリル樹脂、
フェノ−〃樹脂、塩ビ系樹脂、ＰＶＡ、ゼラチン、デン
プンなどがある。

ムライト結晶２０〜７０重量％と残部がクリストバフイ
ト結晶とシリカを主体とするガラスより成るファイバー
の構成比が５０重量％未満ではベーパーの耐酸性が十分
でなく、コストが高くなる問題があり、９６重量％を越
えるとベーパーの機械的な強度が十分でなくなる。

耐酸性の無機又は有機質繊維から成る補強ファイバーの
構成比が５重量％未満ではベーパーの機械的な強度が十
分でなく、５０重量％を越えるとコストが高くなる問題
がある。

また、濾過材、鉛蓄電池の極板隔離保護材以外の用途で
ベーパーの空隙率、空隙の大きさよりベーパーの強度を
重要な性質とする用途に対しては有機結合剤を１０重量
％以下配合せしめることもできる。

〔実施例及び比較例〕

以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。

化学組成がＡｔ雪０１４７．８％、Ｓｔｏｗ　５１．９
９６、Ｆｌｌｌｘｅｓ　Ｏ，０６％、Ｎａｔｏ　０．２
４％、Ｃａ０Ｏ，０１’ｆＪ、Ｔ　ｉ　Ｏｆ　Ｏ，０２
％であり、繊維径が平均径とし１０μであるアｙミナ・
シリカ系のセラミックファイバーを電気炬くて９５Ｇ−
１４００°Ｃの温度範囲にて所定時間熱処理した。前述
の熱処理により得られたファイバーの鉱物組成を第１表
に示す。

第１表また前述の熱処理により得られたファイバーを温度８０
″Ｃ１比重１．２の硫酸に５時間浸漬し、その時のファ
イバーの重量減少量として酸溶出％を表わし、その結果
を第２表に示す。

第２表次に前述の熱処理により得られたファイバーとＣガフス
繊維、ンリカ繊維、ポリエチレン繊維、アクリル繊維、
ポリプロピレン繊維、ビニリデン繊維からなるｌ１ｉ１
酸性の補強繊維とを所定の配合比で固形分濃度Ｏ６１％
となる様に水に添加し、攪拌機で十分に攪拌、混合して
均一なスラリーとなし、必要に応じ５〜１０重量％重量
％式インダーを添加し攪拌混合して抄紙機により厚さ１
．０−　Ｌ　ＯｔＲのベーパーを抄造して乾燥した。前
述の抄紙によ妙得らｎたベーパーの耐酸性を示す酸溶出
％およびｐ過材、鉛蓄電池の極板隔離保護材として重要
な品質である気孔率等を第８表に示す。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、非常に安価なファイ
バーを主材料とする耐酸性に優れたペーパーが得られ、
酸溶液の濾過材、鉛蓄電池の極板隔離保護材として極め
て有用なものである。

Claims

【特許請求の範囲】１、ムライト結晶２０〜７０重量％と残部がクリストパ
ライト結晶及びシリカを主体とするガラスより成るファ
イバー５０〜９５重量％とＣガラス繊維、シリカ繊維、
アクリル繊維、ポリプロピレン繊維、ビニリデン繊維の
何れか１種又は２種以上５〜５０重量％と必要に応じて
有機結合剤１０重量％以下とから成る耐酸性セラミック
ペーパー。２、前記ムライト結晶２０〜７０重量％と残部クリスト
パライト結晶及びシリカを主体とするガラスより成るフ
ァイバーは、アルミナ−シリカ質セラミックファイバー
を９５０℃〜１４００℃の温度範囲で熱処理されてなる
ことを特徴とする特許請求範囲第１項記載の耐酸性セラ
ミックペーパー。