JP2002061063A - 耐熱性不織布 - Google Patents
耐熱性不織布Info
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Abstract
供する。 【解決手段】 310℃における溶融粘度が20Pa・s以
下である熔融液晶形成性全芳香族ポリエステルを主成分
とし、平均繊維径が1μm以上15μm以下である実質
的に連続したフィラメントからなることを特徴とする不
織布。
Description
織布に関するものであり、詳しくは、耐熱性に優れた、
液晶形成性全芳香族ポリエステル極細繊維不織布に関す
るものである。
用いたものやフラッシュ紡糸法、メルトブローン法など
により製造されており、フィルター用途などに利用され
ているが、ポリプロピレンやナイロン、ポリエチレンテ
レフタレートなどの樹脂が主に使用されているために、
耐熱性や耐水性が不十分であり、高温での使用に適さな
いという課題を有していた。また、高耐熱性ポリマーか
らなる繊維を用いて不織布を製造する技術もいくらか試
みられているが、極細繊維を得ようとするとメルトフラ
クチャーが発生したり、メルトテンションが高いなどの
不都合が生じ、生産性よく安価な耐熱性不織布を得るこ
とは困難であった。
解消し、耐水性、耐熱性に優れた極細繊維不織布を提供
することを目的とするものである。
融粘度を有する熔融液晶形成性全芳香族ポリエステルを
繊維化することによって、極細繊維からなる耐薬品耐水
耐熱性に優れた不織布を得られることを見出したもので
ある。
度が20Pa・s以下である熔融液晶形成性全芳香族ポリエ
ステルを主成分とし、平均繊維径が1μm以上15μm
以下である実質的に連続したフィラメントからなる不織
布である。
子骨格から融点が高く、耐熱性に優れているばかりでな
く、耐薬品性や耐熱水正にも優れており、繊維やエンジ
ニアリングプラスチックスとして利用されているが、熔
融液晶を形成する為に繊維化が困難であり、また通常の
ポリエステルやポリアミド繊維などで用いられている延
伸処理が殆ど不可能なため、細デニールの繊維とするこ
とが困難であった。
性全芳香族ポリエステルとして、310℃における熔融
粘度が20Pa・s以下のものを用いることにより、上記の
課題が解決され、該ポリエステルからなる極細繊維で不
織布を得ることが可能となるのである。
族ポリエステルは、310℃における熔融粘度が20Pa
・s以下であれば特に限定されないが、例えば、p-ヒドロ
キシ安息香酸と1,6-ヒドロキシナフトエ酸の縮合体やそ
の共重合体等、また、下記の化学式に示す如き構成単位
を有するポリエステルを例示することができる。
全芳香族ポリエステルは、極細繊維化が困難であった
り、重合時のオリゴマーの発生、重合時や造粒時のトラ
ブル発生などの理由から好ましくない。一方、溶融粘度
が低すぎる場合も繊維化が困難であり、好ましくは31
0℃において5Pa・s以上の溶融粘度を示すことが望まし
い。また、本質粘度で表した場合、本発明で使用する全
芳香族ポリエステルは6.0以下、好ましくは3.0〜
6.0の本質粘度(ηinh)を有していることが望まし
い。かかる溶融粘度を有する溶融液晶形成性全芳香族ポ
リエステルは、従来公知の全芳香族ポリエステルの重合
技術によりって製造することができ、また、ポリプラス
ッチクス社から「ベクトラ」(登録商標)A,Lタイプ等
で提供されている。
フラッシュ紡糸法、メルトブローン法等を例示すること
とができるが、極細繊維からなる不織布の製造が比較的
容易にでき、紡糸時に溶剤を必要とせず環境への影響を
最小限とすることができる点からメルトブローン法で製
造された不織布であることが好ましい。メルトブローン
法で製造する場合、紡糸装置は従来公知のメルトブロー
ン装置を用いることができ、紡糸条件としては、紡糸温
度310℃〜350℃、熱風温度(一次エア温度)31
0℃〜370℃、ノズル長1mあたり、エアー量10N
m3〜50Nm3で行なうことが好ましい。また、このよ
うにして製造される本発明の不織布を構成する繊維の平
均繊維径は1μm以上20μm以下であることが必要であ
り、平均繊維径が1μm未満では風綿の発生やウェブの
形成が困難となり好ましくなく、また、20μmを超え
るとウェブの形成が困難となり好ましくない。なお、本
発明において平均繊維径は、不織布を走査型電子顕微鏡
で拡大撮影し、任意の100本の繊維の径を測定した値
の平均値を指すものである。
度のポリマーを用いることにより極細繊維よりなる耐熱
性に優れた極細繊維不織布が得られるものの、用途によ
っては強度が不足するという重大な欠点が生ずる。また
さらには、様々な用途に使用する場合、単なる耐熱性で
はなく、荷重下での耐熱性が重要である場合がある。こ
れには例えば高温用エアフィルターとして用いる場合、
風圧により変形や目開きを生じ、フィルター性能を損な
う恐れがある事などが例示される。この課題は、得られ
た不織布を熱処理し繊維状での固相重合を進めることに
より解決するできる。
成性ポリエステルの特性により、窒素のごとき不活性気
体を用いたり、空気中での処理を行ったり、また最初は
不活性気体中で固相重合を行い、更に空気中で固相重合
を完結させるなど、適宜選択することが可能である。特
に熔融液晶形成性ポリエステルは、空気中で固相重合を
進めると、脱水素反応や酸素架橋などの架橋反応を生ず
る場合が多く、より耐薬品耐水耐熱性に優れた不織布を
得ることが可能となる。この反応を期待する場合は、初
期に不活性気体中で固相重合を進め、分子量を増大させ
た後、空気中で反応を進めることが好ましい。必要に応
じては、酸素濃度を管理し、例えば酸素濃度10%の空
気中での反応を選択するなどの方法も選択肢の一つとし
て例示することができる。また、初期には窒素などの不
活性気体中で固相重合反応を進め、重合度が上がった段
階で有酸素雰囲気とし、更に反応を進め、架橋や炭化な
どの反応を進める事も可能である。さらに本発明のごと
き極細繊維よりなる不織布を固相重合しようとする場
合、比表面積が著しく増大しているため、重合の進捗に
伴って生成する副生物が容易に離脱するため、重合反応
が極めて効率的に進捗する利点がある。
行した本発明の不織布は、溶剤に対して実質的に不溶化
されており、耐熱性のみならず、耐薬品性の要求される
用途にも使用することが可能である。具体的には、電気
・電子機器部品、送電器部品、自動車、船舶、航空機、
宇宙船等の幅広い分野において利用することが可能であ
る。
るが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
型を用いて、温度310℃、剪断速度r=1000- 1の条
件下で測定した。 (耐薬品性の評価)O-クロロフェノールに30℃で24
時間浸漬し、目視にて溶解の程度を確認する。さらに1
規定の水酸化ナトリウム水溶液中で沸騰処理1時間を行
い、重量減少率を確認する。さらにヘキサフロロイソプ
ロパノール中に室温で24時間浸漬し目視にて溶解の程
度を確認する。本発明において、実質的に溶剤に不溶で
あるとは、O-クロロフェノールに不溶であること、また
1規定の水酸化ナトリウム水溶液中で沸騰処理1時間を
行っても、重量減少率が10%以下であること、ヘキサ
フロロイソプロパノール中に室温で24時間浸漬しても
溶解しないことをいう。
−50を用いて、試料長を20mmとし、被測定試料重量
1g当たり1gを付与し、昇温速度5℃/minにて室温か
ら昇温し、急激な伸びが発生する温度を熱変形温度とす
る。該温度は、温度−伸度カーブより接線の交点をもっ
て定義した。
社製 VECTRA-Aタイプ;310℃での溶融粘度20Pa・
s、本質粘度5.8)を、低露点エアー式乾燥機にて十分
に乾燥し、二軸押出機押出機により押し出し、幅1m、
ホール数1000のノズルを有するメルトブローン不織
布製造装置に供給した。メルトブローン装置にて、単孔
吐出量0.3g/min、樹脂温度310℃、熱風温度31
0℃、20Nm3にてブローンし、平均目付が60g/
m2、平均繊維径9.3μmのメルトブローン不織布を
得た。この不織布は、ヘキサフロロイソプロパノールに
は24時間で溶解するものの、O-クロロフェノールには
全く溶解せず、水酸化ナトリウム処理での重量減少率も
0.8%と、耐薬品性に優れたものであった。さらに、
100℃の熱風を該不織布に通過させたが、形状変化が
なく耐熱性が良好であった。熱変形温度を測定した結果
210℃であった。
30Pa・s(本質粘度6.3)とすること以外は実施例1
と同様にしてメルトブローン不織布を得たが、ショット
(繊維を形成出来なかった樹脂粒)がウェブ上に多発し、
不調であった。
レート(本質粘度0.59)を用いること以外は実施例1
と同様にして、樹脂温度295℃、一次エアー温度29
5℃、20Nm3にてブローンし、平均目付60g/m2、
平均繊維径3.8μの不織布を得た。この不織布の耐熱
性評価を行ったところ、40%もの収縮が発生し、耐熱
性が不良なものであった。さらに、O−クロロフェノー
ルに浸けたところ、短時間に溶解し、耐薬品性の無いも
のであった。
中で260℃15時間、さらに空気中で5時間、発生す
る副生ガスをモレキュラーシーブで吸着しつつ熱処理を
行った。この不織布の耐薬品性を調べたところ良好であ
り、水酸化ナトリウム処理での重量減少率は0.1%以
下であり、O-クロロフェノールへは全く溶解しなかっ
た。またヘキサフロロイソプロパノールにもわずかに膨
潤するものの、耐薬品生は良好であった。該不織布の熱
変形温度を測定したところ、273℃を示し、きわめて
良好なものであった。
製VECTRA-L,310℃での溶融粘度15Pa・s、本質粘度
5.5)、ブローン温度、熱風温度を315℃にするこ
と以外実施例1と同様にして、平均目付100g/m2、
平均繊維径8.9μmのメルトブローン不織布を得た。
この不織布の熱変形温度は220℃と良好なものであっ
た。また、ヘキサフロロイソプロパノールには、24時
間でほぼ溶解するものの、O-クロロフェノールには全く
溶解せず、水酸化ナトリウム処理による減量率は、1.
0%と耐薬品性も良好であった。さらに、100℃の熱
風を該不織布を通過させたが、ほとんど寸法変化が無
く、熱変形温度を測定したところ、223℃を示した。
Claims (4)
- 【請求項1】 310℃における溶融粘度が20Pa・s以
下である熔融液晶形成性全芳香族ポリエステルを主成分
とし、平均繊維径が1μm以上15μm以下である実質
的に連続したフィラメントからなることを特徴とする不
織布。 - 【請求項2】 実質的に溶媒に不溶である請求項1に記
載の不織布。 - 【請求項3】 不織布がメルトブローン法によって製造
された不織布である、請求項1または2記載の不織布。 - 【請求項4】 熱変形温度が180℃以上である請求項
1〜3記載のいずれか1項に記載の不織布。
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- 2000-08-18 JP JP2000248549A patent/JP4381576B2/ja not_active Expired - Lifetime
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