CN116848301B

CN116848301B - 无机纤维片

Info

Publication number: CN116848301B
Application number: CN202280013863.5A
Authority: CN
Inventors: 本条琢也; 松本大和; 古江友树
Original assignee: Bachuan Group Co ltd; Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Bachuan Group Co ltd; Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2025-10-03
Anticipated expiration: 2042-03-18
Also published as: EP4317579C0; WO2022210020A1; TW202300746A; EP4317579A4; US20240175210A1; CN116848301A; TWI840774B; EP4317579B1; JPWO2022210020A1; US12540437B2; EP4317579A1

Abstract

本发明提供具有高加工性等，涂布有粘着剂或粘接剂时的粘着性或粘接性也优异的无机纤维片。所述无机纤维片为包含无机纤维的无纺织物，无机纤维片的厚度T为1mm以上，所述无机纤维片含有来源于无机纤维的直径为45μm以上的渣球，无机纤维片所包含的渣球以式1所示的方式沿片厚度方向分布。其中，式1以“1‑Y/X≤0.12”表示，式中，X表示“每单位面积的无机纤维片中的渣球的总重量”/“每单位面积的无机纤维片总重量”，Y表示“将无机纤维片的网侧面作为基准面并将满足0≤t≤s(其中，0.10mm≤s≤0.55mm)的厚度t部分除去后的无机纤维片所包含的、每单位面积的渣球的重量”/“将无机纤维片的网侧面作为基准面并将厚度t部分除去后的无机纤维片的、每单位面积的重量”。

Description

无机纤维片

技术领域

本发明涉及无机纤维片。

背景技术

现在，作为保温材、绝热材等，大多使用岩棉纸、AES(碱土硅酸盐)纸等无机纤维片。

这些无机纤维片将无机纤维作为原料，但是这样的无机纤维中，纤维制造过程中被称为渣球(ショット)的粒子必须形成于端部。如果将该带有渣球的纤维利用以往的工法进行抄纸，则存在渣球局部存在于纤维片的表面附近的倾向。这样，渣球局部存在于纤维片的表面附近，结果在向纤维片的表面涂布粘着剂或粘接剂等涂覆剂的情况下，发生渣球由于冲击等而与涂覆剂一起脱落，得不到期望的粘着性或粘接性这样的问题。

这样，对于无机纤维片中的渣球涉及的问题，专利文献1中提出了将渣球在制造过程中分离，降低抄纸片中的渣球本身的浓度。

此外，专利文献2中提出了进行分散有无机纤维的纸原料液的离心分离，使其通过筛网过滤器等，降低渣球的浓度的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-265038号公报

专利文献2：日本特开平11-323769号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，对于专利文献1和专利文献2涉及的无机纤维片进行了验证，结果可知有时得不到充分的加工性等。

因此，本发明的课题在于提供具有高加工性等，涂布有粘着剂或粘接剂时的粘着性或粘接性也优异的无机纤维片。

此外，专利文献1和专利文献2涉及的无机纤维片都需要从无机纤维除去渣球的工序，存在生产效率降低且原材料的成品率降低的问题。

因此，本发明的第二课题在于提供不降低生产效率和原材料的成品率而能够制造的无机纤维片。

用于解决课题的方法

关于上述课题，本发明人等进行了深入研究，结果发现通过使无机纤维片中的渣球的分布状态处于特定的范围，从而解决上述课题，完成本发明。即，本发明如下。

本发明涉及一种无机纤维片，其特征在于，是包含无机纤维的无纺织物，并且，上述无机纤维片的厚度T为1mm以上，上述无机纤维片含有来源于无机纤维的、直径为45μm以上的渣球，上述无机纤维片所包含的上述渣球以下述式1所示的方式沿片厚度方向分布，

1-Y/X≤0.11……式1

式1中，X表示“每单位面积的无机纤维片中的渣球的总重量”/“每单位面积的无机纤维片总重量”；此外，Y表示“将无机纤维片的网侧面作为基准面并将满足0≤t≤s(其中，0.10mm≤s≤0.55mm)的厚度t部分除去后的无机纤维片所包含的、每单位面积的渣球的重量”/“将无机纤维片的网侧面作为基准面并将厚度t部分除去后的无机纤维片的、每单位面积的重量”。

上述无机纤维的纤维长度优选为600μm以上。

将上述无机纤维片的总量作为基准，上述无机纤维片中的有机成分的含量优选为5.4～10.1质量％。

发明的效果

根据本发明，能够提供具有高加工性等，涂布有粘着剂或粘接剂时的粘着性或粘接性也优异的无机纤维片。此外，该无机纤维片能够不降低生产效率和原材料的成品率来制造。

附图说明

图1为无机纤维片的制造装置涉及的概念图。

具体实施方式

以下，对于无机纤维片和无机纤维片的制造方法进行详细地说明，但是本发明不受以下的任何限定。

在本发明中，对于无机纤维片的物性、评价等，只要没有特别规定，是对于在23℃/50％RH的气氛下静置12小时之后的试样进行测定得到的值。

＜＜＜＜无机纤维片＞＞＞＞

无机纤维片至少包含无机纤维和来源于无机纤维的渣球。此外，无机纤维片可以含有其它成分。此外，无机纤维片可以包含其它层，例如，可以层叠有粘接层、粘着层。

＜＜＜结构＞＞＞

＜＜密度＞＞

无机纤维片的密度优选为50～1000kg/m³，更优选为100～500kg/m³，特别优选为150～300kg/m³。通过使无机纤维片的密度成为这样的范围，从而能够防止渣球的脱落，此外，能够提高机械强度、绝热性。

＜＜厚度＞＞

为了使后述的渣球的分布状态成为最佳并且获得充分的绝热性，无机纤维片的厚度T优选为1mm以上，更优选为1～50mm，特别优选为2～6mm。

＜＜＜成分＞＞＞

＜＜无机纤维＞＞

作为构成无机纤维的材料，只要能够无机纤维片化，就没有特别限定，例如，能够制成不锈钢纤维、镍纤维、铜纤维、铝纤维、银纤维、金纤维、钛纤维等金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、二氧化硅纤维、岩棉、矿渣棉、氧化铝纤维、陶瓷纤维等。无机纤维可以为仅1种，也可以包含2种以上。

＜纤维长度＞

无机纤维的纤维长度优选为500μm以上，更优选为600μm以上，进一步优选为1000～3000μm，特别优选为1000～2000μm。通过使无机纤维的纤维长度为这样的范围，从而能够防止由长纤维的缠绕引起的质地的恶化，并且确保耐网剥离性、耐撕裂性等湿润时强度。

＜纤维直径＞

无机纤维的纤维直径优选为1～50μm，更优选为1～30μm。通过使无机纤维的纤维直径为这样的范围，从而能够防止质地的恶化，并且获得集料效果，此外，能够确保由纤维的缠绕带来的强度。

需要说明的是，无机纤维的纤维长度利用以下那样的方法来测定。首先，0.1g的试样，在片的情况下，使燃烧至900℃的试样分散于10g的水，利用刮铲搅拌1分钟。接下来，使用吸管将该分散液在载玻片上滴1滴，盖上覆盖膜。然后，利用显微镜以倍率100倍进行观察，按纤维长的长度顺序测定20点，将该20点的平均值设为试样的纤维长度。

此外，无机纤维的纤维直径利用以下那样的方法来测定。首先，0.1g的试样，在片的情况下，使燃烧至900℃的试样分散于10g的水，利用刮铲搅拌1分钟。接下来，使用吸管将该分散液在载玻片上滴1滴，盖上覆盖膜。然后，利用显微镜以倍率500倍进行观察，将纤维直径任选地测定20点，将该20点的平均值设为试样的纤维直径。

＜＜渣球＞＞

无机纤维片包含规定量的径(直径)为45μm以上的渣球(来源于无机纤维的渣球)。渣球的直径的上限取决于无机纤维的直径，因此没有特别限定，为5000μm、1000μm或500μm等。

更具体而言，直径为45μm以上的渣球在无机纤维片内，以下述式1所示的方式沿片厚度方向分布。

1-Y/X≤0.11……式1

式1中，X表示“每单位面积的无机纤维片中的渣球的总重量”/“每单位面积的无机纤维片总重量”。此外，Y表示“将无机纤维片的网侧面作为基准面并将满足0≤t≤s(其中，0.10mm≤s≤0.55mm)的厚度t部分除去后的无机纤维片所包含的、每单位面积的渣球的重量”/“将无机纤维片的网侧面作为基准面并将厚度t部分除去后的无机纤维片的、每单位面积的重量”。

在作为有效数字直至小数点第3位有效的情况下，能够将“1-Y/X≤0.11”替换为“1-Y/X＜0.115”。

式1中，“1-Y/X”进一步优选为0.06以下。

式1中，“1-Y/X”的下限值没有特别限定，例如，为-0.11、-0.10、-0.5或0.00。通过使“1-Y/X”为这样的范围，从而能够提高弯曲弹性、毡侧面(フェルトサイド面)的加工性等，此外，易于防止层间剥离的发生。

这里，每单位面积的无机纤维片中的渣球的重量能够按照JISR3311-1991来测定。

更具体而言，无机纤维片中的渣球含有率的测定方法如下。

将试样重量2g利用900℃的电炉燃烧30分钟，进行灰化。

测定燃烧残渣的重量和筛孔45μm不锈钢筛(JIS Z-8801)的重量。

将燃烧残渣转移至筛，一边进行加压粉碎，一边落下纤维。

由筛中残留的渣球重量和燃烧残渣重量，算出渣球含有率。

此外，“将无机纤维片的网侧面作为基准面并将满足0≤t≤s(其中，0.10mm≤s≤0.55mm)的厚度t部分除去后的无机纤维片”如下准备。

对于5cm见方的试样粘贴No.5000NS(日东电工公司制带)，以辊温度80℃，0.05MPa压力，速度0.4m/min进行层压。

然后，将样品在室温环境下放置10分钟，经5秒剥离带，除去厚度方向的一部分。

该无机纤维片在1层内，其表面附近与厚度中心附近的渣球的分布不同。即，无机纤维片中，在厚度中心附近形成渣球含量高的高密度区域，另一方面，在表面附近形成渣球含量低的低密度区域。在无机纤维片1层内，厚度中心附近的性状与表面附近的性状在最佳的形态下不同，结果能够发挥优异的绝热性、机械特性，并且提高加工性等。进一步，能够防止由渣球的脱落带来的生产现场的污染物(Contamination)污染等，改善操作环境、操作性。

＜＜其它成分＞＞

作为其它成分，可举出以粘合剂、纸力增强剂、有机纤维等有机成分为代表的公知的成分。

将无机纤维片的总量作为基准，无机纤维片中的有机成分的含量优选为1.0～15.0质量％，更优选为2.0～12.5质量％，特别优选为5.4～10.1质量％。通过使有机成分的含量为这样的范围，从而能够抑制无机纤维片的裂缝的产生，并且提高阻燃性。

需要说明的是，无机纤维片中的有机成分的含量以按照JIS-P8252的方法来测定。更具体而言，如下。

将试样重量2g放入坩埚中，使其120℃/10min干燥之后，实施重量测定。

然后，利用900℃的电炉燃烧30分钟，进行灰化。

由燃烧残渣的重量和干燥后的重量算出重量减少率。

＜＜＜＜无机纤维片的制造方法＞＞＞＞

以下，对于无机纤维片的制造方法的优选例进行说明，无机纤维片的制造方法并不受以下的任何限定。

无机纤维片能够通过湿式抄造来制造，优选能够使用倾斜抄纸机来制造。

作为一例，使用图1所示的倾斜抄纸机，说明制造无机纤维片的具体的方法。

首先，将包含分散介质和无机纤维的抄纸原料液导向网前箱内。

接下来，一边利用附图省略的泵控制抄纸原料液的供给量，一边向网前箱供给抄纸原料液，形成抄纸原料液的池(水坑)。

接下来，通过设置于抄纸原料液的池(水坑)的水流产生装置，使抄纸原料液对流。

该池内的抄纸原料液与沿斜上方移动的成形网接触，从成形网下方被脱水(吸引分散介质)，从而在抄纸原料液上堆积固体成分(无机纤维)，形成湿纸状态的无机纤维片。图1所示那样，脱水时，通过设置多个腿(leg)(No.1腿、No.2腿等)，从而能够控制脱水开始位置。

最后，使湿纸状态的无机纤维片通过干燥装置(干燥烘干器等)，获得无机纤维片的原纸。

无机纤维片的原纸可以根据需要被卷状地卷绕。

无机纤维片可以以成为所期望的大小的方式，被适当裁切。

为了使无机纤维片中的渣球的分布(1-Y/X)成为规定范围，只要进行以下操作即可。

(1)通过使脱水开始位置靠近原料投入开口部，从而能够降低“1-Y/X”。

(2)通过提高水流产生机构的喷出压力(使水流的流速变快)，从而能够降低“1-Y/X”。

实施例

接下来，通过实施例和比较例，对于本发明涉及的无机纤维片更详细地说明，但是本发明并不限定于此。

＜＜原料＞＞

＜无机纤维＞

(无机纤维A)

新日本thermal ceramics(株)制super wool Plus

材质：碱土硅酸盐(AES)

纤维直径：2.0～14.8μm

纤维长度：530～3000μm

(无机纤维B)

Isolite工业(株)制Isowool BSSR1300

材质：碱土硅酸盐(AES)

纤维直径：2.7～13μm

纤维长度：450～3000μm

(无机纤维C)

Isolite工业(株)制Isoflux bulk S17

材质：碱土硅酸盐(AES)

纤维直径：1.5～11μm

纤维长度：850～3200μm

＜其它成分＞

丙烯酸酯系胶乳(粘合剂)

＜＜制造方法＞＞

使用图1所示的装置，将使用的无机纤维、网前箱内的抄纸原料液(上述成分的水分散物的浓度)、水流产生装置的喷出压(“左侧”：图1的纸面内侧，“右侧”：图1的纸面跟前侧)、阀开度(抄纸原料液的供给速度的调整)、脱水开始位置如表1所示那样，进行实施例和比较例涉及的无机纤维片的制造。

＜＜＜评价＞＞＞

按照上述方法，进行无机纤维片的渣球含有率测定，“1-Y/X”的算出，测定有机成分(Igloss A(％))。

进一步，按照以下所示的方法，测定无机纤维片的加工性、阻燃性、弯曲适应、湿强度(耐网剥离性)。

将测定结果示于表2。

＜＜加工性＞＞

使初始的试样厚度为A(mm)，将转印至No.5000NS的厚度设为B(mm)。

转印率：使C(％)＝B/A×100时，对于C的值，基于以下的数值基准进行加工性判断。

◎：C＝16以上

〇：C＝9.0以上且小于16

×：C＝小于9.0

＜＜阻燃性＞＞

将试样重量2g放入各指定温度的电炉，燃烧5分钟，使其灰化。

直至放入电炉之后灰化，记录试样起火的温度带。

〇：直至900℃也没有起火，或者没有起火

△：在700℃起火

×：在500℃起火

＜＜弯曲适应性＞＞

准备尺寸：25mm×250mm的试样，将抄纸时网面卷缠成指定的直径的圆柱状的物质1分钟。

此时，记录试样产生龟裂时的筒状的直径。

○：在Φ60(mm)时没有产生龟裂

△：在Φ100(mm)时没有产生龟裂

×：在Φ100(mm)产生龟裂

＜＜湿强度(网剥离性)＞＞

抄造时，利用脱水抽吸除去水分之后，将试样从网剥离后，抓住端部2处，确认抬起时的状态(样品尺寸：25cm见方)。

○：网上没有抄造片的残留并且抬起时没有碎片

△：网上没有抄造片的残留或者抬起时没有碎片

×：网上有抄造片的残留，抬起时发生破碎

[表1]

[表2]

Claims

1.一种无机纤维片，是包含无机纤维的无纺织物，其特征在于，

所述无机纤维片的厚度T为1mm以上，

所述无机纤维片含有来源于无机纤维的、直径为45μm以上的渣球，

所述无机纤维片所包含的所述渣球以下述式1所示的方式沿片厚度方向分布，

1-Y/X≤0.11…… 式1

式1中，X表示“每单位面积的无机纤维片中的渣球的总重量”/“每单位面积的无机纤维片总重量”，

此外，Y表示“将无机纤维片的网侧面作为基准面并将满足0＜t≤s的厚度t部分除去后的无机纤维片所包含的、每单位面积的渣球的重量”/“将无机纤维片的网侧面作为基准面并将厚度t部分除去后的无机纤维片的、每单位面积的重量”，

其中，0.10mm≤s≤0.55mm。

2.根据权利要求1所述的无机纤维片，其中，所述无机纤维的纤维长度为600μm以上。

3.根据权利要求1或2所述的无机纤维片，其中，以所述无机纤维片的总重量作为基准，所述无机纤维片中的有机成分的含量为5.4~10.1质量%。