JPS636189A - シ−ト状物形成方法 - Google Patents

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 本発明は粒状物特に、繊維状物を一層に形成してかかる
粒状物や繊維状物が平面方向および厚さ方向の両方向に
充分に分散しているシート状物を形成する方法に関する
。さらに詳述すると、分散媒中で上下方向に易動する粒
子または繊維の分散液特に水分散液から上記のシート状
物を形成する方法に関する。

従来の技術及び 発明が解決しようとする問題点 英国特許第１１２９７５７号および同第１３２９４０９
号には、従来のセルロース系のまたは合成の製紙用繊維
からウェブを形成する方法が開示されている。電気化学
的要因と機械的要因とが相俟って、かかる繊維は水分散
液中では凝集しやすく、その結果形成ウェブに「すきむ
ら」が生じやすい。上記の英国特許はこの問題点にふれ
、特定の特徴を有する気泡分散媒を使用して地合いを向
上させる方法を開示している。気泡のもつバブル構造が
凝集作用を遅延させ抑止するので、気泡が水切り時に抄
紙機の長網上で壊れるにつれて繊維は凝集発生前に長網
に堆積する。

欧州特許出願第８５．３０００３１号には、ガラス繊維
とプラスチック粒子との気泡分散液から繊維補強プラス
チック材の先駆体を形成する方法が開示されている。こ
の方法では気泡分散液を用いることで従来の非気泡性水
分散液を用いた場合の欠点を解消している。ガラス繊維
が高い凝集性をもつため、濃度が非常に低い（繊維含を
が０゜１％未満）場合、水分散液を用いて初めて満足の
ゆくウェブが形成しうるのである。かかる分散液では大
量の水を水切り排出する必要があるためウェブ形成速度
はどうしても遅くなる。この問題を解消するため気泡分
散液を用いている。

上述の公知技術においては、分散液に分散し沈降する繊
維状物または粒状物がもつ水中での上下方向の易動性（
ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｍｏｂｉｌｉｔｙ　）はかかる繊維
状物や粒状物が沈降または浮動するという意味ではあま
り重要でなく、繊維や粒子はウェブ形成に充分な程度に
水中に分散されうるが、上述のごとき問題点を有してい
る。

問題点を解決するための手段 気泡分散液は、配合を適切に行なえば、水分散媒中で沈
降または浮動しやすい比較的重いまたは軽い粒子や繊維
を分散媒組織中に捕捉するに足る集結力と機械的強度と
を有することが判明した。

分散媒組織中に捕捉することで長網に堆積するシート状
物の地合いはむらがなくなり、また組成が一般にみられ
るごとく上下方向の易動性が異なる粒子と繊維から成る
場合にも均質のシート状構造が形成される。非気泡性水
分散液を用いてかかる組成からシート状物を製造しよう
とすると、各々の沈降または浮動特性により粒子と繊維
とが相対的に上下移動し、均質シート状物というよりも
むしろ層状物を形成することになる。

本発明は従って、少なくとも一部が常温および約１〜２
１ｃｍ／秒の圧力下で水中における固有上下方向易動性
（以下に定義する）を有する粒状エレメント（以下に定
義する）から均質シート状物を形成する方法であって、
前記粒状エレメントの、気泡分散液を調製する工程と、
前記分散液を有孔支持体上に沈積させ水切りする工程と
から成る方法を提供するものである。本発明の方法は５
〜１３ＣＩ１１／秒の上下方向易動性を有する粒子の場
合特に効果的である。

ここでいう「粒状エレメント」とは粒子、粒子凝集体、
繊維、繊維フロック、またはこれらとその他の物質との
混合物を意味する。

またここでいう「固有上下方向易動性」とは粒状エレメ
ントが水中で下方向または上方向へ移動する速度を意味
し、粒状エレメントの重量と表面積および粒状エレメン
ト中に空気が補足されたり、付着したりする程度によっ
て決まる。

この方法の好適例では粒状エレメントが金属粒子となっ
ている。

所望により固有上下方向易動性の異なる複数の種類のエ
レメントを包含させる。つまり、粒状エレメントを水中
で浮動するエレメントと沈降するエレメントとの混合物
で構成してもよい。

好ましくは気泡分散液を水性とし、英国基準ＢＳ１７３
３号に基づきフォード式粘度計Ｂ−４型にて２０℃で測
定時に少なくとも２２秒の粘度を有する。あるいは英国
基準ＢＳ３９００−Ａ６号に基づいて決められた同等の
粘度ををする。さらに詳述すれば、気泡分散液は少なく
とも５５％の空気を含有し、平均粒度０．２ｍｍのバブ
ルから成る。特に好ましくは空気含宵率を少なくとも約
６５％とする。

本発明はここで説明する方法により製造したシート状物
も包含している。

実施例 本発明は、以下に記す実験と実施例により説明する。

本発明の概念を評価するため、水中で沈降する材料例と
して、鉛ショット、細断金属棒、種々の直径寸法の線材
と繊維、グリッド等の種々の材料を用いた。水中浮動材
料の一例として、密度が０．０２３ｇ／−のポリスチレ
ンを使用し、ワイヤブラシにて粒度範囲が２〜５　ａｍ
の粒子に破砕した。別の例として、パーライトの商品名
で市販されている膨張熱処理火山岩（真珠岩）粒子があ
る。

各粒子の沈降速度は高さ４５ｃ１１１の水柱で１８ｃｍ
の初期沈降移動後２５ｃ＋ｎの距離を一粒子が沈降移動
する時間を測定して決めた。フィラメント（線状）粒子
については、沈降中にほぼ水平姿勢となっていた粒子（
はぼ大半の粒子）について沈降速度を記録した。

所定の性状をもつ気泡（１’ｏａａ＋）を形成する好適
な装置として米国、コロラド州デンバーのデンバー・エ
クイップメント社の改良型起泡分離装置（１’ｒｏＬｈ
　Ｉ’１ｏａｔａｔｌｏｎ　ｃｅｌｌ　）がある。この
起泡分離装置は空気の導入手段を備えたケーシングとこ
のケーシング内に回転可能に取付けた羽根車とから成り
、羽根車とエレメント内面との距離は界面活性剤を含む
ケーシング中の液体が、ケーシングに対して相対的に回
転移動する羽根車と、ケーシング内面との間で強いせん
断作用を受けるようになっていて、このせん断作用によ
って所定粒度のバブルを生じる。使用時には装置内にう
ず流を生じ、所定粒度のバブルはうず流の底部に大粒の
バブルはうす流の上部に位置する。かかる大粒のバブル
はケーシングに導入された空気と共にうず流の底部へと
吸込まれて所定粒度のバブルに変換形成される。起泡分
離装置による気泡形成時に、使用すべき繊維や粒子を気
泡液中へ添加して同装置の作用により液中に充分分散さ
れるようにしてもよい。無論この起泡分離装置は必須の
ものではなく、他の好適な装置を使用してもよい。

デンバー社の起泡分離装置により７名の水で気泡分散液
を調製した。金属の繊維と粒子については、ローム・ア
ンド・ハース社の界面活性剤トリトン（Ｔｒｉｔｏｏ）
　Ｘ　−１００（平均１０モルの酸化エチレンを含有す
る水溶性オクチル　フェノキシポリエソキシ　エタノー
ル）を２０ｍ、ｆ：添加した。グリッド粒子については
、同じ界面活性剤を１５ｍ、５添加した。ポリスチレン
粒子については、アルフライト・アンド・ウィルソン社
の商品名ナンサ（Ｎａｎ５ａ　）で市販の界面活性剤（
ドデシルベンゼン　スルフォネート　ナトリウムの３０
％溶液）を２５ｍ名添加した。

ナイロン粉末とガラス繊維を基礎材料とし、これに特定
の金属の粒子や繊維、グリッド膨張ポリスチレン、膨張
火山岩粒子等を添加して種々の配合を行なった。各配合
構成の気泡分散液をデンバー社の起泡分離装置で調製後
、実施例１〜１９では各分散液を実験用シート抄紙機（
５ｈｅｅｔ　Ｉ’ｏｒｍｅｒ）へと移した。水切り排水
後、シート抄紙機と形成したシート状物とを調べて気泡
によりシート状物中へ担持移行された金属粒子やグリッ
ド粒子の性状を測定した。シート状物をさらに調べて配
合構成の３成分が平面方向と厚さ方向の両方向で平均に
つまり均質に分散している度合を測定した。

実施例２０．２１ではパイロットスケール抄紙機の幅０
．３５ｍ運転速度毎分５ｍのウェットエンドにてシート
状物を形成した。

膨張ポリスチレンを使用した例では、材料のもつ浮動性
ゆえに、材料は全て横方向に１！１持移行されたので、
シート状物中の粒子の分散液のもつ平均度（むらのなさ
）と集結度とが特に評価測定すべき特性となった。

表１に金属粒子についての測定結果をまとめた。

表かられかるごとく、非常に重い粒子はシート状物に満
足のゆく状態で内包されなかったが、直径が５５０μで
長さ１２ｍｍまでの粒子については驚くほど高い移行性
が得られた。表２に示すごとく、直径２．８ｍｍまでの
グリッド粒子につい゛ては９０％以上の移行性が得られ
た。さらに、膨張ポリスチレン粒子と膨張火山岩粒子は
気泡分散液中にうまく捕捉されて形成シート状物へと移
行し、該シート状物中では沈降速度のことなる複数の材
料が均一に分布していた。

実施例２０ 以下の配合材料を既述のデンバー社起泡分離装置に充填
した。

○直径９０μ、長さ１２．５ｍｍ。

沈降速度５（１／秒の真鍮繊維３　、　０　ｋｇ　。

０１ｉ（径１１μ、長さ１３關の ガラス繊維４．２ｋｇ。

０１Ｃ１社の等級ＰＸＣ８１６０４（ＩＩ）ポリプロピ
レン粉末１１．３ｋｇ。

Ｏ水４５０℃。

Ｏローム・アンド・ハース社の界面活性剤、商品名トリ
トン（Ｔｒｉｔｏｎ）　Ｘ　−１００４５０ｍ１゜ 上述した方法にて気泡懸濁液を調製後、同懸濁液をパイ
ロットプラント抄紙機ウェットエンドのヘッドボックス
へポンプにて送り、該ウェットエンドにてウェブを形成
した。ウェブの乾燥後の坪量は１０４０ｇ／ｒｒｌ’で
ウェブの繊維は均一分布をなした。

ウェブを次に加熱および加圧して乾燥定石させ、冷却後
、真鍮繊維が目に見えてむらなく均一に分布している堅
固な補強シートが製造された。

実施例２１ 乾燥定着したシートを実施例２０と同様の方法でただし
以下の配合材料で形成した。

Ｏ有効直径４０μ、長さ３ｍ＋＋ｓ。

沈降速度１．５ｃ＋ｎ／秒の三日月断面ブロンズ繊維４
．　２ｋｇ。

○直径１１μ、長さ１３ｍｍのガラス繊維５、　３ｋｇ
。

０ＩＣ１社の等級ＰＸＣ８１６０４の ポリプロピレン粉末１１．９ｋｇ０ Ｏ水４５０ヱ。

○アルブライト・アンド・ウィルソン社の界面活性剤、
商品名ナンサ（Ｎａｎ５ａ　）１．３名。

パイロットプラント抄紙機ウェットエンドで形成したウ
ェブの乾燥後の坪量は８３０ｇ／ｒ＆であった。該ウェ
ブを加熱および加圧して乾燥定着させ、冷却するとブロ
ンズ繊維が目に見えてむらなく均一に分布している堅固
な補強シートが製造された。

特許出願人　　ザ・ウイギンズ・ティーブ・グループ・
リミテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕常温かつ約１〜２１ｃｍ／秒の圧力下で水中にお
   ける固有上下方向易動性を少なくとも一部が有している
   粒状エレメントから均質シート状物を形成する方法であ
   って、前記粒状エレメントの気泡分散液を形成する工程
   と、前記分散液を有孔支持体上に沈積させ水切りする工
   程とから成る方法。 〔２〕前記粒状エレメントは５〜１３ｃｍ／秒の上下方
   向易動性を有している、特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 〔３〕前記粒状エレメントは金属粒子から成る、特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 〔４〕前記粒状エレメントは固有上下方向易動性を有す
   る複数の種類の粒状エレメントから成る、特許請求の範
   囲第１項から第３項のいずれか一項記載の方法。 〔５〕前記粒状エレメントは水中で浮動するエレメント
   と沈降するエレメントの混合物から成る、特許請求の範
   囲第４項記載の方法。 〔６〕前記気泡分散液は水性であり、英国基準ＢＳ１７
   ３３号に基づきフォード式粘度計Ｂ−４型にて２０℃で
   測定した際少なくとも２２秒の粘度を有するか、または
   英国基準ＢＳ３９００−Ａ６号に基づき測定した同等の
   粘度を有するかしている、特許請求の範囲第１項から第
   ５項のいずれか一項記載の方法。 〔７〕前記気泡分散液は少なくとも５５％の空気含有率
   を有し、平均粒度０．２ｍｍのバブルから成る、特許請
   求の範囲第１項から第６項のいずれか一項記載の方法。 〔８〕前記気泡分散液は少なくとも約６５％の空気含有
   率を有している、特許請求の範囲第７項記載の方法。