JP2000273788A - パラ系芳香族ポリアミド繊維紙およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】機械的特性および熱的特性に優れたパラ系芳香
族ポリアミド繊維紙およびその製造方法を提供する。 【解決手段】芳香族ポリアミド繊維紙の製造方法は、パ
ラ系芳香族ポリアミド繊維をフィブリル化して得られる
微細繊維からなり、かつ、ＪＩＳ Ｐ−８１２１（カナ
ダ標準形）に基づいて測定したときの濾水度が１０ml以
下であるパラ系芳香族ポリアミドパルプを水中に分散さ
せるか、または、該パラ系芳香族ポリアミドパルプに、
さらに該濾水度が５０〜６００mlであるパラ系芳香族ポ
リアミドパルプおよびパラ系芳香族ポリアミド短繊維か
ら選ばれた少なくとも一種とを、水中に分散させた後、
抄紙し、脱水または脱水乾燥した後、１００〜５００℃
の温度条件と、２０〜５００Kg／cmの圧力条件下で加熱
加圧処理することを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強力および耐熱
性に優れたパラ系芳香族ポリアミド繊維紙およびその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、パラ系芳香族ポリアミド繊維は高
強力、高弾性、高耐熱性と言う優れた物理的特性ならび
に熱的特性を有していることから産業用、民生用の各種
用途に使用されている。また、近年においては、エレク
トロニクス技術の進歩で電気・電子関連の用途としても
展開されつつ、中でも特に電気回路基盤用の基材とし
て、鋭意検討がなされている。

【０００３】例えば、特開平２−２０３５８９号公報に
パラ系芳香族ポリアミド繊維と有機系樹脂バインダーか
らなる芳香族ポリアミド繊維紙が、また、特開平７−３
６９３号公報には、実質的にパラ系芳香族ポリアミドか
らなる紙の製造方法が、それぞれ提案されている。しか
しながら、特開平２−２０３５８９号公報によって得ら
れる繊維紙は、繊維紙を形成させるために第２成分とし
て有機系樹脂バインダーを必要とする。例えば、この繊
維紙を電気回路基板に用いるには、基材として積層熱圧
着が必要であり、基材中の該樹脂バインダー成分として
用いられるエポキシ樹脂のガラス転移点がパラ系芳香族
ポリアミド繊維に比べて低いため、該樹脂バインダー成
分が再溶融し、繊維紙を構成する各繊維間の結合が不安
定になり、その結果、積層基盤として大きな寸法変化を
起こす問題があった。すなわちパラ系芳香族ポリアミド
繊維の優れた特徴である高強力、耐熱性が損なわれると
言う問題があった。

【０００４】一方、特開平７−３６９３号公報に実質的
にパラ系芳香族ポリアミドからなる紙の製造方法で、抄
紙後の湿潤紙を加圧下で乾燥することを特徴とした製造
方法が開示されているが、この製造方法により得られた
パラ系芳香族ポリアミド紙は、耐熱性の向上が見られる
が、交絡効果が弱いため、紙としての強力が十分とは言
い難く、未だにパラ系芳香族ポリアミド繊維の特徴を保
持した紙が得られていないのが実状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
のパラ系芳香族ポリアミド繊維紙の欠点に鑑み、優れた
抄紙性を有し、かつ、機械的特性および熱的特性に優れ
たパラ系芳香族ポリアミド繊維紙およびその製造方法を
提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明のパラ系芳香族ポリアミド繊維紙
は、パラ系芳香族ポリアミドで構成された微細繊維から
なり、かつ、ＪＩＳ Ｐ−８１２１（カナダ標準形）に
基づいて測定したときの濾水度が１０ml以下であるパラ
系芳香族ポリアミドパルプで構成されていることを特徴
とするものである。

【０００７】また、本発明の芳香族ポリアミド繊維紙の
製造方法は、パラ系芳香族ポリアミド繊維をフィブリル
化して得られる微細繊維からなり、かつ、ＪＩＳ Ｐ−
８１２１（カナダ標準形）に基づいて測定したときの濾
水度が１０ml以下であるパラ系芳香族ポリアミドパルプ
を水中に分散させるか、または、該パラ系芳香族ポリア
ミドパルプに、さらに該濾水度が５０〜６００mlである
パラ系芳香族ポリアミドパルプおよびパラ系芳香族ポリ
アミド短繊維から選ばれた少なくとも一種とを、水中に
分散させた後、抄紙し、脱水または脱水乾燥した後、１
００〜５００℃の温度条件と、２０〜５００Kg／cmの圧
力条件の下で加熱加圧処理することを特徴とするもので
ある。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、機械的特性および熱的
特性に優れたパラ系芳香族ポリアミド繊維紙について、
鋭意検討した結果、ＪＩＳ Ｐ−８１２１（カナダ標準
形）に基づいて測定したときの濾水度が１０ml以下であ
るという、十分に叩解、擦り潰して充分フィブリル化さ
せ、そのフィブリル化によって得られる微細繊維からな
るパラ系芳香族ポリアミドパルプを使用して抄紙してみ
たところ、意外にも、かかる課題を一挙に解決すること
を究明したものである。次に本発明をさらに詳細に説明
する。

【０００９】本発明で用いるパラ系芳香族ポリアミドパ
ルプは、パラ系芳香族ポリアミド繊維から形成された微
細繊維であり、しかも、ＪＩＳ Ｐ−８１２１（カナダ
標準形）に基づいて測定したときの濾水度が１０ml以下
であるという、充分に叩解された、つまり充分に擦り潰
されて、充分にフィブリル化され、そのフィブリル化に
よって得られる微細繊維からなるものである。ここでい
う微細繊維とは、かかる濾水度が１０ml以下であること
で定義づけられるものである。かかる濾水度が１０mlを
越えると、抄紙時の分散性、繊維同士の交絡効果が不十
分になり、紙の強力が低下し、本発明の効果を奏するこ
とができないのである。

【００１０】なお、本発明で言うＪＩＳ Ｐ−８１２１
（カナダ標準形）で規定されている濾水度とは、抄紙前
のパルプの形態はもちろんのこと、抄紙後、すなわち繊
維紙の形態でも測定することができるものである。例え
ば、本発明のパルプと短繊維から構成される繊維紙にお
いては、繊維紙を水中に浸漬し、攪拌分散させ、ふるい
にかけて短繊維とパルプを分離し、パルプの濾水度を上
記ＪＩＳ Ｐ−８１２１（カナダ標準形）に基づいて測
定することができる。

【００１１】また、本発明のパラ系芳香族ポリアミド繊
維としては、モノマーとしてパラフェニレンジアミンと
テレフタル酸ジクロライド、ジアミノジフェニルエーテ
ルなどを用いて重合し、紡糸形成した繊維、例えばポリ
パラフェニレンテレフタルアミドからなる繊維（ケブラ
ー：東レデュポン（株）製）、コポリパラフェニレン
３，４−ジフェニレンエーテルテレフタルアミド繊維
（テクノーラ：帝人（株）製）などを使用することがで
きる。

【００１２】本発明は、かかるパラ系芳香族ポリアミド
で構成された微細繊維からなり、かつ、ＪＩＳ Ｐ−８
１２１（カナダ標準形）に基づいて測定したときの濾水
度が１０ml以下であるパラ系芳香族ポリアミドパルプで
構成されているものであり、該微細繊維も、該濾水度で
定義づけられているものであるが、さらに定義するなら
ば、０．０００１デニール以上０．１デニール未満のフ
ィブリルであるということができる。いずれにしても、
前記したように、充分に叩解されて、充分に擦り潰され
て、充分にフィブリル化されて得られるものであり、後
述のパラ系芳香族ポリアミド短繊維の太さに比して、さ
らに微細であることは明確である。

【００１３】また、本発明のパラ系芳香族ポリアミドパ
ルプを、１０ml以下の濾水度にする方法としては、高圧
ホモジナイザー、ディスクリファイナー、コロイドミ
ル、ジョルダン、ビーターなどの繊維質材料微細化技術
を適宜使用することにより、達成することができる。

【００１４】本発明のパラ系芳香族ポリアミド繊維紙
は、かかるパラ系芳香族ポリアミドパルプに、パラ系芳
香族ポリアミド短繊維を含有させるのが、紙強度の上か
ら好ましい。かかるパラ系芳香族ポリアミド短繊維とし
ては、平均繊維長が１〜２０mm、繊度が０．１〜１０．
０デニールであるものが好ましく使用される。

【００１５】かかるパラ系芳香族ポリアミド短繊維の平
均繊維長が短過ぎると、繊維同士の交絡効果が不十分に
なり、紙強度などの機械的特性が低下し、また長過ぎる
と抄紙時の分散性、地合の面で好ましくない。また、か
かる短繊維の繊度は、製糸性、経済性または紙を形成す
る際の抄紙性の面から決定されるものであるが、繊度が
細すぎると、紡糸工程が困難となり、経済的にも実用的
でなく、太すぎると抄紙性、地合が不十分になる。

【００１６】また、本発明のパラ系芳香族ポリアミド繊
維紙には、５０〜６００mlの該濾水度を有するパラ系芳
香族ポリアミドパルプを含有させることができる。かか
る高濾水度を有するパルプを含有させることにより、微
細繊維単独、または微細繊維と短繊維の組み合せに比べ
て、抄紙時における微細繊維のロス分の低減、抄紙直後
のローラー脱離性の向上、および繊維紙の薄地化による
品位向上という効果を奏させることができる。

【００１７】このような特定な構成を有する紙の場合、
つまり、濾水度が５０〜６００mlであるパラ系芳香族ポ
リアミドパルプとパラ系芳香族ポリアミド短繊維から選
ばれた少なくとも一種を含有するパラ系芳香族ポリアミ
ド繊維紙の場合は、紙強度などの紙特性の上から、濾水
度が１０ml以下であるパラ系芳香族ポリアミドパルプ
を、パラ系芳香族ポリアミド繊維紙の全重量に対して２
〜５０重量％含有させるのが好ましい。

【００１８】濾水度が１０ml以下であるパラ系芳香族ポ
リアミドパルプは、バインダーとしての役目をもつた
め、配合量が少なすぎると、抄紙時、熱加工時の紙強度
が不十分になり、紙としての巻き取りが困難となる。一
方、多すぎると、基板用途などで樹脂含浸プリプレグを
作製する際に、該樹脂の含浸性低下して、含浸不良を起
こす場合があるので、５０重量％以下、さらに好ましく
は５〜３０重量％含有されているのがよい。

【００１９】また、本発明の目的を損なわない範囲で、
前記パラ系芳香族ポリアミドパルプ以外の成分として、
合成樹脂、ＰＰＳパルプ、メタ系芳香族ポリアミドパル
プなどを加えてもよい。

【００２０】次に、本発明のパラ系芳香族ポリアミド繊
維紙を製造する方法について説明する。

【００２１】まず、パラ系芳香族ポリアミド繊維をフィ
ブリル化して得られる微細繊維からなり、かつ、ＪＩＳ
Ｐ−８１２１（カナダ標準形）に基づいて測定したと
きの濾水度が１０ml以下であるパラ系芳香族ポリアミド
パルプを水中に分散させるか、または、該パラ系芳香族
ポリアミドパルプに、さらに該濾水度が５０〜６００ml
であるパラ系芳香族ポリアミドパルプおよびパラ系芳香
族ポリアミド短繊維から選ばれた少なくとも一種とを、
繊維成分濃度で０．０１〜１．５重量％となるように調
整して、水中に分散させ、均一な抄紙スラリーをつく
る。かかる繊維成分濃度が高すぎると、繊維の分散が不
十分になる場合がある。

【００２２】なお、濾水度が１０ml以下であるパラ系芳
香族ポリアミドパルプと、他の繊維やパルプとの混抄の
場合は、濾水度が１０ml以下であるパラ系芳香族ポリア
ミドパルプを、好ましくは２〜５０重量％、さらに好ま
しくは５〜３０重量％配合する。

【００２３】なお、このとき該濾水度が１０ml以下のパ
ラ系芳香族ポリアミドパルプとして、好ましくは２０〜
９５重量％の含水率を有するウェットパルプを用いる
と、抄紙時の分散性をさらに向上させることができる。

【００２４】かかる抄紙スラリーを、長網式、円網式、
傾斜網式などの抄紙機または手漉き装置を用いて抄造紙
を得る。次いで、金属ロールからなるカレンダーロール
などを用いて、１００〜５００℃の温度と、２０〜５０
０Kg／cmの圧力の下で、加熱加圧処理を施す。かかる温
度や圧力は、この範囲内で適宜調整するとよい。また、
プレス装置を用いて、これらの圧力に相当する条件にて
実施することもできる。

【００２５】かくして得られる本発明のパラ系芳香族ポ
リアミド繊維紙は、繊維紙の強力、耐熱性、寸法安定性
に優れ、かつ電気回路基板に用いることができる。

【００２６】

【実施例】次に実施例により、本発明をさらに詳しく説
明する。

【００２７】なお、実施例中における特性は、下記の方
法により求めた。

【００２８】1)パルプの含水率 標準状態の重量および絶乾後の重量を測定し、パルプの
含水率を求める。

【００２９】パルプの含水率（重量％）＝（標準状態の
重量−絶乾後の重量）／（標準状態の重量）×１００ 2)坪量 紙（２００mm×２００mm）の質量を量り、１ｍ² 当たり
の質量で表した。

【００３０】3)強力 ＪＩＳ Ｐ−８１１３に準じて測定した。

【００３１】4)加熱時の寸法変化 紙の長さ２００mm、幅３０mmの試料について、長さの変
化を測定した。

【００３２】測定はＸ−Ｙ座標測定機を用い、加熱前と
３００℃で１０分加熱後の長さを測定し、加熱後の寸法
変化率を求める。

【００３３】加熱時の寸法変化率（％）＝（加熱後の長
さ−加熱前の長さ）／（加熱前の長さ）×１００ 5)濾水度 ＪＩＳ Ｐ−８１２１「パルプの濾水度試験方法」記載
のカナダ標準形測定法に準じて測定した。 実施例１，２ パラ系芳香族ポリアミド（ポリパラフェニレンテレフタ
ルアミド）繊維からなる繊度１．５デニール、繊維長３
mmの短繊維（”ケブラー”：東レデュポン社製）８０重
量％と、フィブリル化により得られた微細繊維からなる
濾水度が０．２ml、５．７mlのパラ系芳香族ポリアミド
（ポリパラフェニレンテレフタルアミド）のウェット
（含水率８０．５重量％）パルプ２０重量％を水中に分
散し、繊維濃度０．２５重量％の抄紙スラリーを準備し
た。これを標準手漉き装置を使用して抄紙し、その後、
脱水乾燥した。次にこの抄紙を３００℃でに加熱した一
対の金属ロールからなるカレンダー機を用いて２８０kg
／cmの圧力で加熱加圧処理しパラ系芳香族ポリアミド繊
維紙を得た。

【００３４】このようにして、得られたパラ系芳香族ポ
リアミド繊維紙の特性を表１に示した。

【００３５】表１から明らかなように、実施例１，２の
パラ系芳香族ポリアミド繊維紙は、抄紙性に優れ、かつ
優れた強力および熱的特性（寸法安定性）を有してい
た。 比較例１，２ パラ系芳香族ポリアミド（ポリパラフェニレンテレフタ
ルアミド）繊維からなる繊度１．５デニール、繊維長３
mmの短繊維（”ケブラー”：東レデュポン社製）８０重
量％とフィブリル化により得られた微細繊維からなる濾
水度が１６．６ml、８５．３mlのパラ系芳香族ポリアミ
ド（ポリパラフェニレンイソフタルアミド）のウェット
（含水率８０．５重量％）パルプ２０重量％を水中に分
散し、繊維濃度０．２５重量％の抄紙スラリーを準備し
た。しかる後、実施例１と同様に標準手漉き装置を使用
して抄紙し、その後脱水乾燥した。次にこの抄紙を３０
０℃でに加熱した一対の金属ロールからなるカレンダー
機を用いて２８０kg／cmの圧力で加熱加圧処理し芳香族
ポリアミド繊維紙を得た。

【００３６】このようにして、得られたパラ系芳香族ポ
リアミド繊維紙の特性を表１に示した。

【００３７】表１から明らかなように、比較例１、２の
芳香族ポリアミド繊維紙は、強力および熱的特性（寸法
安定性）が十分でなかった。 実施例３ パラ系芳香族ポリアミド（ポリパラフェニレンテレフタ
ルアミド）繊維からなる繊度２．０デニール、繊維長
２．５mmの短繊維（”ケブラー”：東レデュポン社製）
７０重量％と、フィブリル化により得られた微細繊維か
らなる濾水度が０．１mlのパラ系芳香族ポリアミド（ポ
リパラフェニレンテレフタルアミド）のウェット（含水
率８１．７重量％）パルプ１５重量％と濾水度が８５．
５mlのパラ系芳香族ポリアミド（ポリパラフェニレンテ
レフタルアミド）のウェット（含水率８１．７重量％）
パルプ１５重量％をポリアクリルアミド系の分散剤と共
に水中に分散し、繊維濃度０．２０重量％の抄紙スラリ
ーを準備した。これを長網式抄紙機を使用して抄紙し、
その後脱水乾燥した。次にこの抄紙を３１０℃でに加熱
した一対の金属ロールからなるカレンダー機を用いて３
００kg／cmの圧力で加熱加圧処理しパラ系芳香族ポリア
ミド繊維紙を得た。

【００３８】このようにして、得られたパラ系芳香族ポ
リアミド繊維紙の特性を表１に示した。

【００３９】表１から明らかなように、実施例３のパラ
系芳香族ポリアミド繊維紙は、抄紙性に優れ、かつ優れ
た強力および熱的特性（寸法安定性）を有していた。 比較例３ パラ系芳香族ポリアミド（ポリパラフェニレンテレフタ
ルアミド）繊維からなる繊度２．０デニール、繊維長
２．５mmの短繊維（”ケブラー”：東レデュポン社製）
７０重量％とフィブリル化により得られた微細繊維から
なる濾水度が０２mlのメラ系芳香族ポリアミド（ポリメ
タフェニレンテレフタルアミド）のウェット（含水率８
１．５重量％）パルプ１５重量％と濾水度が８５．５ml
のパラ系芳香族ポリアミド（ポリパラフェニレンテレフ
タルアミド）のウェット（含水率８１．７重量％）パル
プ１５重量％をポリアクリルアミド系の分散剤と共に水
中に分散し、繊維濃度０．２０重量％の抄紙スラリーを
準備した。しかる後、実施例３と同様に長網式抄紙機を
使用して抄紙し、その後脱水乾燥した。次にこの抄紙を
３１０℃でに加熱した一対の金属ロールからなるカレン
ダー機を用いて３００kg／cmの圧力で加熱加圧処理し芳
香族ポリアミド繊維紙を得た。

【００４０】このようにして、得られた芳香族ポリアミ
ド繊維紙の特性を表１に示した。

【００４１】表１から明らかなように、比較例３の芳香
族ポリアミド繊維紙は、強力および熱的特性（寸法安定
性）が十分でなかった。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、優れた抄紙性を有し、
かつ強力および耐熱性に優れたパラ系芳香族ポリアミド
繊維紙が提供できる。また高温時においても優れた寸法
安定性、を有するため、電気回路基板用途への展開が可
能になる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安井 文弘 滋賀県大津市大江１丁目１番１号 東レ株 式会社瀬田工場内 (72)発明者 関 昌夫 滋賀県大津市大江１丁目１番１号 東レ株 式会社瀬田工場内 (72)発明者 山本 勉 東京都中央区日本橋本町１丁目５番６号 東レ・デュポン株式会社内 (72)発明者 坂本 史郎 東京都中央区日本橋本町１丁目５番６号 東レ・デュポン株式会社内 Ｆターム(参考） 4L055 AF35 AF44 AF46 BE02 EA04 EA05 EA16 EA20 EA23 FA13 FA19 GA02 GA33 GA37

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パラ系芳香族ポリアミドで構成された微細
   繊維からなり、かつ、ＪＩＳ Ｐ−８１２１（カナダ標
   準形）に基づいて測定したときの濾水度が１０ml以下で
   あるパラ系芳香族ポリアミドパルプで構成されているこ
   とを特徴とするパラ系芳香族ポリアミド繊維紙。
2. 【請求項２】該微細繊維が、パラ系芳香族ポリアミド繊
   維をフィブリル化して得られる０．１デニール未満、
   ０．０００１デニール以上のフィブリルである請求項１
   記載のパラ系芳香族ポリアミド繊維紙。
3. 【請求項３】該パラ系芳香族ポリアミド繊維紙が、パラ
   系芳香族ポリアミド短繊維を含有するものである請求項
   １または２記載のパラ系芳香族ポリアミド繊維紙。
4. 【請求項４】該パラ系芳香族ポリアミド短繊維が、平均
   繊維長が１〜２０mm、繊度が０．１〜１０．０デニール
   である請求項３記載のパラ系芳香族ポリアミド繊維紙。
5. 【請求項５】該パラ系芳香族ポリアミド繊維紙が、５０
   〜６００mlの濾水度を有するパラ系芳香族ポリアミドパ
   ルプを含有する請求項１〜４のいずれかに記載のパラ系
   芳香族ポリアミド繊維紙。
6. 【請求項６】該パラ系芳香族ポリアミド繊維紙が、１０
   ml以下の濾水度を有するパラ系芳香族ポリアミドパルプ
   を、２〜５０重量％含有するものである請求項１〜５の
   いずれかに記載のパラ系芳香族ポリアミド繊維紙。
7. 【請求項７】パラ系芳香族ポリアミド繊維をフィブリル
   化して得られる微細繊維からなり、かつ、ＪＩＳ Ｐ−
   ８１２１（カナダ標準形）に基づいて測定したときの濾
   水度が１０ml以下であるパラ系芳香族ポリアミドパルプ
   を水中に分散させ、抄紙し、脱水または脱水乾燥した
   後、１００〜５００℃の温度条件と、２０〜５００Kg／
   cmの圧力条件の下で加熱加圧処理することを特徴とする
   パラ系芳香族ポリアミド繊維紙の製造方法。
8. 【請求項８】パラ系芳香族ポリアミド繊維をフィブリル
   化して得られる微細繊維からなり、かつ、ＪＩＳ Ｐ−
   ８１２１（カナダ標準形）に基づいて測定したときの濾
   水度が１０ml以下であるパラ系芳香族ポリアミドパルプ
   と、該濾水度が５０〜６００mlであるパラ系芳香族ポリ
   アミドパルプおよびパラ系芳香族ポリアミド短繊維から
   選ばれた少なくとも一種とを、水中に分散させ、抄紙
   し、脱水または脱水乾燥した後、１００〜５００℃の温
   度条件と、２０〜５００Kg／cmの圧力条件の下で加熱加
   圧処理することを特徴とするパラ系芳香族ポリアミド繊
   維紙の製造方法。
9. 【請求項９】該濾水度が１０ml以下であるパラ系芳香族
   ポリアミドパルプが、ウェットパルプである請求項７ま
   たは８記載のパラ系芳香族ポリアミド繊維紙の製造方
   法。
10. 【請求項１０】該ウェットパルプが、２０〜９５重量％
    の含水率を有するものである請求項９記載のパラ系芳香
    族ポリアミド繊維紙の製造方法。
11. 【請求項１１】該分散液の繊維成分濃度が、０．０１〜
    １．５重量％である請求項７〜１０のいずれかに記載の
    パラ系芳香族ポリアミド繊維紙の製造方法。