JPH04263695A

JPH04263695A - ガラス繊維シートの製造方法

Info

Publication number: JPH04263695A
Application number: JP3044398A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Yoshida; 光男吉田; Takashi Yamazaki; 山崎　岳志
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1991-02-15
Filing date: 1991-02-15
Publication date: 1992-09-18

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中性能エアフィルター
、高性能エアフィルター等のフィルター用瀘紙、バッテ
リーセパレーター、断熱材、吸音材等の用途に利用され
るガラス繊維シートの製造に関し、更に詳細には中性で
これらガラスシートを製造する製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】チョップドストランドガラス繊維、及び
極細ガラス繊維を用いて湿式抄紙法でシートを製造する
場合、ガラス表面は親水性が弱い為に、そのままでは水
中で分散しにくく、中性で地合いの良好なガラス繊維シ
ートを製造することは困難とされていた。

【０００３】そこで、従来はガラス繊維の解離、分散性
を良くするために第１９回紙パルプシンポジウム要旨集
９〜１９頁（１９８４年）等に見られるように硫酸酸性
水（ｐＨ３．２以下）を用いる湿式抄紙法によりガラス
繊維シートを製造していた。

【０００４】しかし、硫酸酸性でのガラス繊維シートの
製造方法では、作業の安全性、及び各装置の腐蝕の問題
があると共に、酸によってガラス表面がリーチングされ
ガラス繊維が脆くなってしまう。また、シートにした際
に、ガラス表面のナトリウムと硫酸との中和反応によっ
て生成したＮａ２ＳＯ４やＮａＣｌ等の強電解質がガラ
ス繊維表面に付着しているため、電導性物質の存在を嫌
うエレクトロニクス関連のエアフィルター用瀘紙として
使用した場合、前記の硫酸、強電解質が飛散し重大な問
題になる。

【０００５】また中性付近での抄紙を目的として、ガラ
ス繊維の分散性を改良すべく、例えば特公昭３６ー９６
０１号公報、特公昭３６ー９６０２号公報、に示される
如く、各種アニオン性界面活性剤、ベタイン型両性界面
活性剤、天然高分子、又は合成高分子を用いて中性付近
で抄紙する方法が開示されている。

【０００６】また、特開昭６２−２１８９９号公報では
、Ｎ−アルキルベタイン型両性界面活性剤を用いて中性
にて分散、抄紙すること等が検討されている。しかし、
この方法では、分散性は改良されるが中性で抄紙する工
程で、ガラス繊維分散液と抄紙白水、新水が混合した際
に、白水、又は新水中の夾雑物等により安定な分散状態
が保てず、均一に分散していたガラス繊維が再凝集を起
こし、また経時によりガラス繊維が再凝集を起こすため
、安定して地合の良好なシートを得ることが困難である
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】かかる現状に鑑み、本
発明は、ガラス繊維の分散性を良くすると共に、抄紙時
の白水との混合の際も安定した分散状態を保ち、且抄紙
系がアニオン性で、且中性に於いて湿式抄紙法で地合の
良好なガラス繊維シートを製造することである。

【０００８】

【発明が解決するために手段】これらの問題点を解決す
べく鋭意検討した結果、平均繊維径が６〜２０μｍのチ
ョップドストランドガラス繊維と平均繊維径が０．３〜
４μｍの極細ガラス繊維を主原料成分とし、分散剤とし
てベタイン型両性分散剤を使用して分散したのち、カチ
オンを封鎖するために、アニオン性分散剤を添加して系
をアニオンにし、更にアニオン性のポリアクリルアミド
系粘剤を添加して中性で湿式抄紙することを特徴とする
ことにより、地合の良好なガラス繊維シートの製造する
ことできることを見出した。

【０００９】以下に詳細な説明を行う。本発明に用いら
れるガラス繊維は、使用目的に合うように平均繊維径が
　６〜２０μｍのチョップドストランドガラス繊維と平
均繊維径が０．３〜４μｍの極細ガラス繊維を各々単独
、又は、これらを組み合わせて使用できる。

【００１０】また、上記のガラス繊維以外、に以下に示
す繊維を併用して使用しても良い。併用できる繊維とし
ては、木材パルプ、麻パルプ、エスパルト、木綿繊維等
の天然繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、アクリ
ル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリ
アミド繊維等の合成繊維、セラミック繊維、ロックウー
ル、アルミナ繊維、酸化ベリリウム繊維、炭化ホウ素繊
維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、チタン酸カリ繊
維、グラファイト、シリカ等の無機繊維、フィブリル化
した有機繊維等が挙げられる。

【００１１】これらのガラス繊維の分散に用いるベタイ
ン型両性界面活性剤量は、ガラス繊維量に対して０．１
％〜５％　、好ましくは０．３〜３％である。ベタイン
型両性界面活性剤量が０．１％未満では、　分散性が悪
く地合の良好なシートを得られない。また、５％よりも
多量に添加しても分散効果に向上が見られないことから
経済的に好ましくない。

【００１２】ここでガラス繊維分散剤として使用できる
ベタイン型両性界面活性剤としては、ジメチルアルキル
ベタイン、ジメチルアルキルラウリルベタイン、Ｎ−ア
ルキルベタイン型両性界面活性剤等が挙げられる。

【００１３】ガラス繊維をベタイン型両性界面活性剤で
分散した後のベタイン型両性界面活性剤中のカチオン基
の封鎖に用いるアニオン性界面活性剤量は、ベタイン型
両性界面活性剤量に対して１０〜１００％、好ましくは
３０〜１００％である　。アニオン性界面活性剤量が１
０％未満では、十分にカチオン基を封鎖することができ
ず、粘剤を添加した後の分散安定性を保てない。

【００１４】カチオン封鎖剤として使用できるアニオン
性界面活性剤としては、例えばポリカルボン酸ナトリウ
ム塩、脂肪酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸塩、フ
タリンスルホン酸塩、ジアルキルコハク酸塩、高級アル
コール硫酸エステル塩、アクリル酸塩、ポリアクリル酸
塩等が挙げられる。

【００１５】カチオン基を封鎖した後に分散安定性を向
上させるために添加するアニオン性のポリアクリルアミ
ド系粘剤は、分子量が１０００万以上のものである。又
添加方法は、ガラス繊維分散液に添加するか、又は抄紙
白水中に添加しても良い。更には、ガラス繊維分散液と
抄紙白水の両方に添加すると、シートの地合は更に向上
する。

【００１６】この方法で分散し抄紙したシートには、自
己接着性が無いため各種接着剤を付与する必要がある。接着剤としては、特に限定されないが、例えばアクリル
系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エポキ
シ系樹脂、ウレタン系樹脂、合成ゴム、ポリエステル系
樹脂等のアニオン、カチオン、両性樹脂エマルジョンバ
インダー、及びＣＭＣ、澱粉、ＰＶＡ等の水溶性バイン
ダー等が例示され、それらをを単独、もしくは２種類以
上を併用して使用できる。

【００１７】接着剤の付与方法としては、抄紙時に繊維
と共に添加する内添方法と、シートを抄紙した後付与さ
せる外添方法とがあり、両者とも使用できるが、好まし
くは外添方法である。

【００１８】またシートに撥水性、難燃性を付与させる
ために、それぞれ撥水剤、難燃剤を接着剤と共に添加し
ても良く、エアフィルター等の撥水性、難燃性を求めら
れる用途では、その使用が好ましい。

【００１９】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の「部」及び「％」は、それぞれ「重量
部」および「重量％」を示す。

【００２０】測定項目は、地合評価、坪量、厚み、圧力
損失、捕集効率、引張強度であり、結果を表１、及び表
２に示す。

【００２１】なお、地合評価は５枚の１０ｃｍ四方のガ
ラス繊維シート中の結束数を測定し、その平均値を示し
た。結束数が少ないほど地合が良い。

【００２２】また、１０ｃｍ四方のガラス繊維シート中
の地合を５人で目視判定し、１〜２が非常に悪い、３〜
４が悪い、５〜６がやや悪い、７〜８が良い、９〜１０
が非常に良いの１０段階評価し、その平均値を示した。

【００２３】また、圧力損失（ｍｍＨ２Ｏ）　および捕
集効率はＪＩＳ　　Ｂ−９９０８の形式１により風速５
．３ｃｍ／秒で測定した。また、捕集効率の測定はＤＯ
Ｐエアロゾル（フタル酸ジオクチル、粒径０．３μｍ）
を用いて測定した。

【００２４】実施例１８リットルの水にベタイン型両性界面活剤（大和化学社
製、デイスグランＢ）を全ガラス繊維に対して０．５％
になるように添加し、ＳＶ型往復反転式攪拌機（島崎製
作所、アジター）で分散後、極細ガラス繊維（マンビル
社製、ＣＯＤＥ１０６、繊維径０．５４〜０．６８μｍ
：以下ガラス繊維（Ａ））を１５部とチョップドストラ
ンドガラス繊維（ユニチカ社製、繊維径６μｍ、繊維長
６ｍｍ：以下ガラス繊維（Ｂ））を８５部添加し、５分
間攪拌した。

【００２５】更に、アクリル酸ソーダ系アニオン性界面
活性剤（日本アクリル化学社製、プライマル８５０）を
ベタイン型両性界面活剤と同量添加し攪拌した。その後
、アニオン性のアクリルアミド系粘剤（ダイヤフロック
社製、アクリパーズＰＮＳ）を全ガラス繊維に対して１
％になるように添加し５分間攪拌した。

【００２６】ついでガラス分散液に水を加えて０．１％
になるように希釈し、乾燥重量で６６ｇ／ｍ２のシート
を角型手抄き装置（金網８０メッシュ、金網寸法２５ｃ
ｍ×２５ｃｍ）で抄紙後、得られたガラス繊維シートに
対して固形分で６％になるようにアニオン性アクリルラ
テックス（日本アクリル化学社製、プライマルＨＡ−１
６）をサイズプレスで塗布し、乾燥させ、中性能エアフ
ィルター用ガラス繊維シートを得た。

【００２７】実施例２ベタイン型両性界面活剤と、アクリル酸ソーダ系アニオ
ン性界面活性剤量を各々全ガラス繊維に対して１．０％
になるように添加した以外は、実施例１の方法で中性能
エアフィルター用ガラス繊維シートを得た。

【００２８】実施例３ベタイン型両性界面活剤と、アクリル酸ソーダ系アニオ
ン性界面活性剤量を各々全ガラス繊維に対して１．５％
になるように添加した以外は、実施例１の方法で中性能
エアフィルター用ガラス繊維シートを得た。

【００２９】実施例４実施例３と同じ繊維配合、分散剤配合で現場の抄紙機の
傾斜ワイヤーで抄紙して、湿紙の状態のガラス繊維シー
トに対して固形分で６％になるようにサチュレーター塗
工方式でアニオン性アクリルラテックス（日本アクリル
化学社製、プライマルＨＡ−１６）を塗布し乾燥させ、
中性能エアフィルター用ガラス繊維シートを得た。

【００３０】その結果、２時間の連続操業でもガラス繊
維の分散安定性は良好で、抄紙始めから２時間後まで、
中性能エアフィルター用ガラス繊維シートの地合は良好
であった。

【００３１】比較例１８リットルの水にガラス繊維（Ａ）を１５部とガラス繊
維（Ｂ）を８５部添加し、ＳＶ型往復反転式攪拌機（島
崎製作所、アジター）で５分間攪拌した。

【００３２】その後、ベタイン型両性界面活剤（大和化
学社製、デイスグランＢ）を全ガラス繊維に対して０．
５％になるように添加し５分間攪拌した。

【００３３】ついでガラス分散液に水を加えて０．１％
になるように希釈し、乾燥重量で６６ｇ／ｍ２のシート
を角型手抄き装置（金網８０メッシュ、金網寸法２５ｃ
ｍ×２５ｃｍ）で抄紙後、得られたガラス繊維シートに
対して固形分で６％になるようにアニオンアクリルラテ
ックス（日本アクリル化学社製、プライマルＨＡ−１６
）をサイズプレスで塗布し、乾燥させ、中性能エアフィ
ルター用ガラス繊維シートを得た。

【００３４】その結果、得られた中性能エアフィルター
用ガラス繊維シートには、ガラス繊維の凝集がみられ、
地合はやや悪かった。

【００３５】比較例２８リットルのｐＨ２．７の硫酸酸性水にガラス繊維（Ａ
）を１５部とガラス繊維（Ｂ）を８５部添加し、ＳＶ型
往復反転式攪拌機（島崎製作所、アジター）で５分間攪
拌した。

【００３６】ついでガラス分散液に水を加えて０．１％
になるように希釈し、乾燥重量で６６ｇ／ｍ２のシート
を角型手抄き装置（金網８０メッシュ、金網寸法２５ｃ
ｍ×２５ｃｍ）で抄紙後、得られたガラス繊維シートに
対して固形分で６％になるようにアニオンアクリルラテ
ックス（日本アクリル化学社製、プライマルＨＡ−１６
）をサイズプレスで塗布し、乾燥させ、中性能エアフィ
ルター用ガラス繊維シートを得た。

【００３７】その結果、得られた中性能エアフィルター
用ガラス繊維シートには、ガラス繊維の凝集が見られ、
地合はやや悪かった。また、圧力損失が高かった。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】表１から明らかなように本発明のガラス繊
維分散方法により、シートの地合が改良されると共に、
捕集効率が向上し、且圧力損失を低下させることが判る
。

【００４１】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば中性で分散性
が良く、地合の均一なガラス繊維シートを安全に製造す
ることが可能であり、また装置の酸による腐蝕の問題も
無く、安定な製造が可能となる。また、特にエアフィル
ター用瀘材として用いた場合は、粉塵の捕集効率が良い
と共に、圧力損失を低下させる事ができるため、ガラス
繊維シートのライフを向上させることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　平均繊維径が６〜２０μｍのチョップ
ドストランドガラス繊維と平均繊維径が０．３〜４μｍ
の極細ガラス繊維を主原料成分とし、分散剤としてベタ
イン型両性界面活性剤を使用して分散したのち、アニオ
ン性界面活性剤を添加して系をアニオンにし、更にアニ
オン性のポリアクリルアミド系粘剤を添加して中性で湿
式抄紙することを特徴とするガラス繊維シートの製造方
法。
【請求項２】　　ベタイン型両性界面活性剤量が繊維全
体に対して０．１〜５％、アニオン性界面活性剤量が繊
維全体に対して０．１〜５％である請求項１記載のガラ
ス繊維シートの製造方法。