JP2002138385A - Nonwoven fabric of staple fiber of polyimide, method for producing the same and prepreg using the nonwoven fabric - Google Patents

Nonwoven fabric of staple fiber of polyimide, method for producing the same and prepreg using the nonwoven fabric

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JP2002138385A
JP2002138385A JP2000325591A JP2000325591A JP2002138385A JP 2002138385 A JP2002138385 A JP 2002138385A JP 2000325591 A JP2000325591 A JP 2000325591A JP 2000325591 A JP2000325591 A JP 2000325591A JP 2002138385 A JP2002138385 A JP 2002138385A
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polyimide
nonwoven fabric
mass
group
prepreg
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Mikio Furukawa
幹夫 古川
Katsuyuki Toma
克行 当麻
Yoshihisa Yamada
良尚 山田
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a nonwoven fabric of a polyimide excellent in heat resistance, dimensional stability in use at a high temperature and also in moldability and processability, to provide a method for producing the same and to obtain a prepreg using the nonwoven fabric. SOLUTION: This nonwoven fabric is characterized in that the nonwoven fabric is a one comprising a staple fiber composed of a polyimide as a main constitutent component and the average coefficient of linear expansion (a value measured in the manner described in JIS-K 7197) of the nonwoven fabric at the glass transition point of a main polyimide or below is in the range of -20 to 20 μm/m. deg.C in both the width direction and length direction of the nonwoven fabric.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性と高温使用
下での寸法安定性に優れたポリイミド短繊維不織布及び
その製造方法並びにその不織布を用いてなるプリプレグ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonwoven polyimide short fiber nonwoven fabric having excellent heat resistance and dimensional stability under high temperature use, a method for producing the same, and a prepreg using the nonwoven fabric.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の電気、電子分野もしくは宇宙、航
空分野における有機材料に関する技術開発はめざまし
く、これら分野ではその優れた耐熱性、機械特性および
電気的特性からポリイミド樹脂が注目され、種々形態で
の使用が試みられている。これまでに、ポリイミド樹脂
の使用例としては、ポリイミド樹脂を直接モールド成形
した部品やフィルム、もしくは他素材の表面にコーティ
ングしたり接着剤や充填材として使用するためのワニス
(ポリイミド溶液もしくはポリイミド前駆体溶液)など
が挙げられ、種々形態で開発・利用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the technical development of organic materials in the electric, electronic, space, and aviation fields has been remarkable. In these fields, polyimide resins have attracted attention due to their excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties. Has been attempted. Until now, examples of the use of polyimide resin include varnish (polyimide solution or polyimide precursor) for coating polyimide resin directly on the surface of parts or films, or other materials, or as an adhesive or filler. Solution), which are being developed and used in various forms.

【0003】一方、主にポリイミド繊維を加工して得ら
れる不織布もしくは紙の形態としての開発・利用、さら
にはそれらを利用してポリイミド成形品を得る試みも盛
んに行われている。例えば特開平9−52308号公報
にはポリイミド不織布(ウエブ)を利用した耐熱性バグ
フィルターの発明が見られ、特開平11−200210
号公報にはポリイミド短繊維を湿式抄造して得られる不
織布をプリント積層板用基材に用いる発明が見られる
が、これら発明で用いられるポリイミドは実質的に熱可
塑性かつ非晶性であった。また、特開平6−57529
号公報や特開平10−1894号公報には、ポリイミド
前駆体溶液を高速攪拌された貧溶媒中に添加し、析出さ
せることにより得られるポリイミド前駆体フィブリド
(高度に枝分かれした微細繊維)からポリイミド紙を得
る発明が見られるが、これらの発明で得られるポリイミ
ド紙を構成する微細繊維は、実質的に非熱可塑性かつ非
晶性のポリイミドからなるものであった。
[0003] On the other hand, development and utilization of nonwoven fabrics or papers obtained mainly by processing polyimide fibers, and attempts to obtain polyimide molded articles by using them have been actively conducted. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-52308 discloses an invention of a heat-resistant bag filter using a polyimide nonwoven fabric (web).
In Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209, there is found an invention in which a nonwoven fabric obtained by wet-making a polyimide short fiber is used as a substrate for a printed laminate, but the polyimide used in these inventions was substantially thermoplastic and amorphous. Also, JP-A-6-57529
JP-A-10-1894 discloses a polyimide paper obtained by adding a polyimide precursor solution into a poorly stirred high-speed solvent and depositing the solution to obtain a polyimide paper from polyimide precursor fibrids (highly branched fine fibers). However, the fine fibers constituting the polyimide paper obtained by these inventions were substantially made of non-thermoplastic and amorphous polyimide.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
発明例で見られるポリイミド不織布やポリイミド紙は、
耐熱性には優れているものの、温度による寸法変化が大
きいという問題点を有しており、高温使用下での寸法安
定性が要求されるプリント基板用基材や宇宙、航空用ハ
ニカムコア基材用としては不充分なものであった。これ
は、不織布や紙を構成するポリイミド繊維が非晶性で、
熱膨張が大きいためであった。そこでポリイミドの化学
構造を検討することにより、低熱膨張性のポリイミド繊
維の開発が行われてきたが、耐熱性や成形加工性等の問
題から、不織布や紙として利用するには未だ満足できる
ものが得られていない。
The polyimide non-woven fabric and the polyimide paper found in the above-mentioned conventional invention examples are as follows.
Although it has excellent heat resistance, it has the problem of large dimensional changes due to temperature, and it requires printed circuit board substrates and honeycomb core substrates for space and aviation that require dimensional stability at high temperatures. It was unsatisfactory for use. This is because the non-woven fabric and the polyimide fibers that make up the paper are amorphous,
This was due to large thermal expansion. Therefore, by examining the chemical structure of polyimide, polyimide fibers with low thermal expansion have been developed.However, due to problems such as heat resistance and moldability, those that are still satisfactory for use as nonwoven fabric or paper are still in development. Not obtained.

【0005】そのような状況に鑑み、本発明の課題は、
耐熱性と高温使用下での寸法安定性とに優れ、成形加工
性にも優れたポリイミド不織布及びその製造方法並びに
その不織布を用いてなるプリプレグを提供することにあ
る。
In view of such a situation, an object of the present invention is to
An object of the present invention is to provide a polyimide nonwoven fabric which is excellent in heat resistance, dimensional stability under high temperature use, and excellent in moldability, a method for producing the same, and a prepreg using the nonwoven fabric.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討を行った結果、熱可塑性を有する結
晶性ポリイミドから短繊維を得て、これを不織布の主な
構成成分として使用することにより上記課題を解決で
き、さらには吸湿性が小さいという特長をも備えたポリ
イミド不織布が得られることを見出し、本発明を完成す
るに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, obtained short fibers from crystalline polyimide having thermoplasticity, and used them as main components of the nonwoven fabric. It has been found that the use can solve the above-mentioned problems, and furthermore, a polyimide nonwoven fabric having a characteristic of low hygroscopicity can be obtained, thereby completing the present invention.

【0007】すなわち、本発明の要旨は、以下の通りで
ある。 ポリイミドからなる短繊維を主な構成成分とする不織
布であって、主たるポリイミドのガラス転移点以下にお
ける不織布の平均線膨張係数(JIS-K7197に準じて測定
された値)が、不織布の巾方向および長さ方向のいずれ
についても−20〜20μm/m・℃の範囲内にあることを
特徴とする不織布。 25℃、相対湿度60%の環境下に24時間放置したときの
下記計算式で算出される吸水率が0.5%以下であること
を特徴とする上記の不織布。
That is, the gist of the present invention is as follows. Nonwoven fabric having a short fiber composed of polyimide as a main component, the average coefficient of linear expansion of the nonwoven fabric below the glass transition point of the main polyimide (value measured according to JIS-K7197), the width direction of the nonwoven fabric and A nonwoven fabric characterized by being in the range of -20 to 20 µm / m · ° C in any of the length directions. The nonwoven fabric as described above, wherein the nonwoven fabric has a water absorption of 0.5% or less when left in an environment of 25 ° C. and a relative humidity of 60% for 24 hours using the following formula.

【0008】[0008]

【数2】 (式中、Wは吸湿後の不織布の質量を示し、W0は絶乾
時の不織布の質量を示す。)
(Equation 2) (Wherein, W is shows the mass of the nonwoven fabric after moisture absorption, W 0 denotes the mass of the nonwoven fabric during bone dry.)

【0009】ポリイミドが熱可塑性を有する結晶性ポ
リイミドであることを特徴とする上記いずれかの不織
布。 ポリイミドが230℃以上のガラス転移点を有し、か
つ400℃以下の融点を有することを特徴とする上記
の不織布。 ポリイミドが上記した一般式(1)で示される繰り返
し単位を有するポリイミドであることを特徴とする上記
又はの不織布。 ポリイミド短繊維の平均繊維長が1〜15mmであ
り、かつ平均繊維径が3〜30μmであることを特徴と
する上記いずれかの不織布。 ポリイミドからなる短繊維を含むスラリーを調整して
湿式抄造する工程と、ポリイミドのガラス転移点以上の
温度で加熱し加圧する工程とを含むことを特徴とする上
記いずれかの不織布の製造方法。 上記いずれかの不織布70〜20質量%と、熱硬化性
樹脂30〜80質量%とを含むプリプレグ。
[0009] Any of the above nonwoven fabrics, wherein the polyimide is a crystalline polyimide having thermoplasticity. The nonwoven fabric as described above, wherein the polyimide has a glass transition point of 230 ° C or higher and a melting point of 400 ° C or lower. The nonwoven fabric according to the above or the above, wherein the polyimide is a polyimide having a repeating unit represented by the above general formula (1). Any of the above nonwoven fabrics, wherein the average fiber length of the polyimide short fibers is 1 to 15 mm, and the average fiber diameter is 3 to 30 µm. The method for producing any of the above nonwoven fabrics, comprising: a step of preparing a slurry containing short fibers made of polyimide and wet-making the same; and a step of heating and pressing at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the polyimide. A prepreg comprising 70 to 20% by mass of any of the above nonwoven fabrics and 30 to 80% by mass of a thermosetting resin.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の不織布は、ポリイミドからなる短繊維を主な構
成成分とする。ポリイミドとしては、紡糸や熱加工性の
観点から熱可塑性のポリイミドであることが好ましい。
熱可塑性ポリイミドのガラス転移点としては、230℃以
上であることが好ましく、かつ400℃未満さらには3
50℃以下であることが好ましい。ガラス転移点が230
℃未満であると耐熱性に乏しいので好ましくなく、一
方、400℃以上であると熱加工が困難となるので好まし
くない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The nonwoven fabric of the present invention mainly comprises short fibers made of polyimide. The polyimide is preferably a thermoplastic polyimide from the viewpoint of spinning and thermal processing.
The glass transition point of the thermoplastic polyimide is preferably 230 ° C. or more, and less than 400 ° C., and more preferably 3 ° C. or less.
It is preferably 50 ° C. or lower. Glass transition point is 230
When the temperature is lower than 400 ° C., the heat resistance is poor, which is not preferable. On the other hand, when the temperature is higher than 400 ° C., thermal processing becomes difficult, which is not preferable.

【0011】一般にポリイミドは、原料となるテトラカ
ルボン酸成分とジアミン成分の化学構造を選択すること
により、種々特性を有するポリイミドとすることができ
る。本発明で用いるポリイミドの化学構造は特に限定さ
れるものではないが、下記一般式(1)で表される化学
構造を繰り返し単位として有するポリイミドが、熱可塑
性で熱加工性に優れると共に耐熱性に優れた結晶性ポリ
イミドであることから特に好ましい。このようなポリイ
ミドの具体的な例としては、下記式(2)で示される化
学構造を繰り返し単位として有するポリイミドが、例え
ば、オーラム(商標名;三井化学)として市販されてい
る。
In general, a polyimide having various properties can be obtained by selecting the chemical structures of a tetracarboxylic acid component and a diamine component as raw materials. Although the chemical structure of the polyimide used in the present invention is not particularly limited, polyimide having a chemical structure represented by the following general formula (1) as a repeating unit is thermoplastic and has excellent heat processability and heat resistance. It is particularly preferable because it is an excellent crystalline polyimide. As a specific example of such a polyimide, a polyimide having a chemical structure represented by the following formula (2) as a repeating unit is commercially available, for example, as Aurum (trade name; Mitsui Chemicals, Inc.).

【0012】[0012]

【化2】 (式中、Rは単環式芳香族、縮合多環式芳香族、芳香環
が直接もしくは架橋員により結合された非縮合多環式芳
香族から選ばれる4価の芳香族残基を表わす。また、X
は直接結合、炭化水素基、カルボニル基、エーテル基、
チオ基もしくはスルホニル基から選ばれる2価の残基を
表わし、Y1〜Y4は水素、アルキル基、アルコキシル基
もしくはハロゲン基から選ばれる1価の残基を表わ
す。)
Embedded image (In the formula, R represents a tetravalent aromatic residue selected from a monocyclic aromatic, a condensed polycyclic aromatic, and a non-condensed polycyclic aromatic in which aromatic rings are bonded directly or by a bridge member. Also, X
Is a direct bond, a hydrocarbon group, a carbonyl group, an ether group,
Y 1 to Y 4 represent a divalent residue selected from a thio group or a sulfonyl group, and Y 1 to Y 4 represent a monovalent residue selected from a hydrogen, an alkyl group, an alkoxyl group or a halogen group. )

【0013】[0013]

【化3】 Embedded image

【0014】本発明に用いるポリイミド繊維としては、
結晶性ポリイミドからなる繊維であることが好ましい。
結晶性ポリイミドからなる繊維は、非晶性ポリイミドか
らなる繊維に比べて熱膨張が小さく、加熱・冷却を繰り
返した時の寸法変化が小さいので、不織布にした場合の
熱寸法安定性に優れ、また、吸水性も小さくなるので好
ましい。結晶性ポリイミドからなる繊維を得る方法とし
ては、上記したような熱可塑性を有する結晶性ポリイミ
ドを用いて溶融紡糸することにより原糸が得られ、この
ときの原糸を加熱延伸することにより、結晶化度を高め
ることができる。結晶性ポリイミドからなる繊維の結晶
化度としては、X線回折法により測定した結晶化度が1
5%以上であることが好ましく、20%以上がより好ま
しく、25%以上が特に好ましい。結晶化度が15%未
満では、熱膨張や吸水性が大きくなる傾向にあるので好
ましくない。なお、結晶性ポリイミドの融点としては、
400℃以下が好ましい。融点が400℃を超えると、
溶融紡糸に困難を伴うので好ましくない。
The polyimide fibers used in the present invention include:
It is preferably a fiber made of crystalline polyimide.
Fibers made of crystalline polyimide have a smaller thermal expansion than fibers made of amorphous polyimide, and have a small dimensional change upon repeated heating and cooling, so they have excellent thermal dimensional stability when made into a nonwoven fabric, and It is preferable because the water absorption is also small. As a method of obtaining fibers made of crystalline polyimide, a raw yarn is obtained by melt-spinning using a crystalline polyimide having thermoplasticity as described above, and the raw yarn at this time is heated and drawn to obtain a crystal. The degree of conversion can be increased. The crystallinity of the fiber made of crystalline polyimide is 1 as measured by the X-ray diffraction method.
It is preferably at least 5%, more preferably at least 20%, particularly preferably at least 25%. If the crystallinity is less than 15%, thermal expansion and water absorption tend to increase, which is not preferable. In addition, as the melting point of the crystalline polyimide,
400 ° C. or lower is preferred. When the melting point exceeds 400 ° C,
It is not preferable because melt spinning involves difficulty.

【0015】また、ポリイミドを繊維化する際には、種
々特性を改善する目的で、色々な化学構造を有するポリ
イミドを共重合もしくはブレンドしてもよく、また、本
発明の効果を損なわない範囲で、ポリアリレート、ポリ
オレフィン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂などの他
のポリマーを配合してもよく、さらには酸化チタン、ア
ルミナ、シリカ、カーボンブラックなどの無機系フィラ
ーを配合してもよい。
When the polyimide is made into a fiber, a polyimide having various chemical structures may be copolymerized or blended for the purpose of improving various properties, and the effects of the present invention are not impaired. , May be blended with other polymers such as polyarylate, polyolefin, polyamide, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, fluororesin, and further blended with inorganic filler such as titanium oxide, alumina, silica, carbon black. Is also good.

【0016】本発明の不織布において、ポリイミド繊維
は、上記のようなポリイミド繊維が短くカットされた短
繊維の形態で用いられる。短繊維の繊維長及び繊維径と
しては、得られる不織布の地合の均一性を考慮すると、
平均繊維長が1〜15mmであることが好ましく、かつ平均
繊維径が3〜30μmであることが好ましい。
In the nonwoven fabric of the present invention, the polyimide fibers are used in the form of short fibers in which the above-mentioned polyimide fibers are cut short. As the fiber length and fiber diameter of the short fibers, considering the uniformity of the formation of the obtained nonwoven fabric,
The average fiber length is preferably from 1 to 15 mm, and the average fiber diameter is preferably from 3 to 30 μm.

【0017】本発明の不織布の目付けとしては、特に限
定されるものではないが、実用上及び生産性の観点か
ら、通常15〜200g/m2が好ましい。また、本発
明の不織布の厚みとしては、特に限定されるものではな
いが、同様の観点から通常10〜800μmが好まし
い。
The basis weight of the nonwoven fabric of the present invention is not particularly limited, but is usually preferably 15 to 200 g / m 2 from the viewpoint of practicality and productivity. The thickness of the nonwoven fabric of the present invention is not particularly limited, but is preferably from 10 to 800 µm from the same viewpoint.

【0018】本発明の不織布は、熱による寸法変化が少
なく、高温使用下での寸法安定性に優れたものである。
寸法安定性としては、ポリイミド繊維を形成する主たる
ポリイミドのガラス転移点以下における平均線膨張係数
が、不織布の巾および長さ方向のいずれについても−20
〜20μm/m・℃(JIS-K7197に準じて測定された値)の
範囲内にあることが必要であり、−10〜10μm/m・℃
であることが好ましく、−5〜5μm/m・℃であること
がより好ましい。上記の平均線膨張係数が−20〜20μm
/m・℃の範囲を外れると、高温使用下での寸法変化が
大きくなり、使用に適さなくなる。従来の非晶性ポリイ
ミド繊維で形成された不織布では、上記の平均線膨張係
数は20μm/m・℃を超えるものとなってしまうが、本
発明においては、上記したような結晶性ポリイミドから
なる短繊維がランダムに分散して構成された短繊維不織
布とすることにより、寸法安定性とその方向性のバラン
スに優れた不織布を得ることができるのである。
The nonwoven fabric of the present invention has a small dimensional change due to heat and has excellent dimensional stability under high temperature use.
As the dimensional stability, the average coefficient of linear expansion below the glass transition point of the main polyimide forming the polyimide fiber is -20 in both the width and length directions of the nonwoven fabric.
It is necessary to be within the range of ~ 20 µm / m · ° C (value measured according to JIS-K7197), and -10 ~ 10 µm / m · ° C
And more preferably −5 to 5 μm / m · ° C. Above average linear expansion coefficient is -20 ~ 20μm
When the temperature is out of the range of / m · ° C., the dimensional change under high temperature use becomes large, and it is not suitable for use. In a nonwoven fabric formed of a conventional amorphous polyimide fiber, the above average linear expansion coefficient exceeds 20 μm / m · ° C., but in the present invention, a short-circuit made of the above-described crystalline polyimide is used. By using a short-fiber nonwoven fabric in which fibers are randomly dispersed, a nonwoven fabric having an excellent balance between dimensional stability and directionality can be obtained.

【0019】また、不織布の吸水性としては、吸水性が
小さいことが好ましく、25℃、相対湿度60%の環境
下に24時間放置したときの下記計算式で算出される吸
水率が0.5%以下であることは、本発明の好ましい態
様である。
The water absorption of the nonwoven fabric is preferably small, and the water absorption of the nonwoven fabric calculated by the following equation when left in an environment of 25 ° C. and a relative humidity of 60% for 24 hours is 0.5. % Is a preferred embodiment of the present invention.

【0020】[0020]

【数3】 (式中、Wは吸湿後の不織布の質量を示し、W0は絶乾
時の不織布の質量を示す。)
(Equation 3) (Wherein, W is shows the mass of the nonwoven fabric after moisture absorption, W 0 denotes the mass of the nonwoven fabric during bone dry.)

【0021】一般にポリイミドは、そのイミド基に強い
極性を有することから吸水性が比較的高いことが知られ
ており、成形品とした場合、吸水時の寸法変化や電気的
特性の変化が問題となっている。従来の非晶性ポリイミ
ド繊維から構成された不織布においても、同様に吸水性
の大きさが問題となっていたが、本発明においては、吸
水性の小さな結晶性ポリイミド短繊維を使用することに
より、吸水性が小さいポリイミド不織布を得ることが可
能となった。
In general, polyimide is known to have relatively high water absorption due to its imide group having a strong polarity. In the case of a molded product, there is a problem that a dimensional change and a change in electrical characteristics at the time of water absorption are problematic. Has become. In nonwoven fabrics composed of conventional amorphous polyimide fibers, similarly, the size of water absorption has been a problem, but in the present invention, by using small crystalline polyimide short fibers of water absorption, It has become possible to obtain a polyimide nonwoven fabric having low water absorption.

【0022】本発明のポリイミド不織布は、上記したよ
うなポリイミドからなる短繊維を主な構成成分とするも
のであるが、不織布を抄造しやすくしたり得られる不織
布の種々特性を改善する目的で、他の有機物もしくは無
機物からなる短繊維やパルプ状物、例えばアラミド、ポ
リエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニ
レンスルフィド、カーボン、ガラス、アルミナ等からな
る短繊維もしくはパルプ状物、さらには、種々の粒子状
物(フィラー)が配合されていてもよい。また、不織布
を取り扱う際の破損を防ぐために強度を付与する等の目
的で、例えばポリイミド樹脂もしくはその前駆体やエポ
キシ樹脂等が含まれていてもよい。この場合のポリイミ
ド樹脂もしくはその前駆体やエポキシ樹脂等は、通常エ
マルジョンや溶液の状態で塗布、スプレーもしくは含浸
される。これら、ポリイミドからなる短繊維以外の構成
成分は、本発明の目的を損なわない範囲で1種もしくは
数種配合してもよいが、その乾燥時の合計質量が本発明
の不織布の全質量に対して40質量%以下にとどめるこ
とが好ましい。なお、本発明の不織布におけるポリイミ
ドからなる短繊維の含有量としては、60%以上、さら
には90質量%以上が好ましい。
The polyimide nonwoven fabric of the present invention mainly comprises short fibers made of the above-mentioned polyimide as a main component. However, in order to facilitate the papermaking of the nonwoven fabric and to improve various properties of the obtained nonwoven fabric, Short fibers or pulp-like substances made of other organic or inorganic substances, for example, short fibers or pulp-like substances made of aramid, polyester, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, carbon, glass, alumina, etc., and various particulate matters (Filler) may be blended. Further, for the purpose of imparting strength to prevent breakage when handling the nonwoven fabric, for example, a polyimide resin or a precursor thereof, an epoxy resin, or the like may be included. In this case, the polyimide resin or its precursor, an epoxy resin or the like is usually applied, sprayed or impregnated in the form of an emulsion or a solution. These components other than the short fibers made of polyimide may be blended singly or several types within a range that does not impair the purpose of the present invention, but the total mass of the dried non-woven fabric relative to the total mass of the nonwoven fabric of the present invention. Is preferably not more than 40% by mass. The content of the short fibers made of polyimide in the nonwoven fabric of the present invention is preferably 60% or more, and more preferably 90% by mass or more.

【0023】本発明の不織布は、従来公知の乾式もしく
は湿式抄造法を用いて製造することができる。この中で
も特に湿式抄造法が、厚みと地合いの均一性に優れた短
繊維不織布を得るのに適しているので好ましく採用され
る。湿式抄造法に用いる湿式抄造装置としては、特に限
定されるものではなく、公知の抄紙機等を用いればよい
が、具体的に例示すれば、円網式湿式抄紙機、短網式湿
式抄紙機、短網傾斜式湿式抄紙機、長網傾斜式湿式抄紙
機等が挙げられる。これらの湿式抄造装置には、熱風
式、接触式もしくは輻射式の乾燥機が併設されているこ
とが好ましい。
The nonwoven fabric of the present invention can be produced by a conventionally known dry or wet papermaking method. Of these, the wet papermaking method is particularly preferably employed because it is suitable for obtaining a short-fiber nonwoven fabric having excellent uniformity in thickness and texture. The wet papermaking apparatus used in the wet papermaking method is not particularly limited, and a known paper machine or the like may be used. Specific examples thereof include a circular net wet paper machine and a short net wet paper machine. And a short net inclined wet paper machine, a long net inclined wet paper machine and the like. It is preferable that a hot air type, a contact type or a radiation type drier is provided in these wet papermaking apparatuses.

【0024】湿式抄造を行う工程としては、上記のポリ
イミド短繊維と必要に応じて配合される他の成分とを水
等の分散媒と混合し、パルパー等を用いて均一に分散さ
せてスラリーを調整し、上記のような装置を用いて湿式
抄造した後乾燥することにより、本発明の不織布を得る
ことができる。なお、抄造性を向上させる目的で、ポリ
イミド短繊維を予めビーター等によって縮れさせる処理
を行っておいてもよい。また、不織布にポリイミド前駆
体やエポキシ樹脂等を含むエマルジョンや溶液を含浸も
しくはスプレーする場合には、湿式抄造装置の抄造部と
乾燥部の間に含浸装置やスプレー装置等を設けて行えば
よい。
In the wet papermaking step, the above-mentioned polyimide short fiber and other components blended as required are mixed with a dispersion medium such as water, and the slurry is dispersed uniformly using a pulper or the like to form a slurry. The nonwoven fabric of the present invention can be obtained by adjusting, wet-making using the above-described apparatus, and then drying. In addition, for the purpose of improving the papermaking property, a process of shrinking the polyimide short fiber with a beater or the like may be performed in advance. When the nonwoven fabric is impregnated or sprayed with an emulsion or solution containing a polyimide precursor, an epoxy resin, or the like, an impregnation device, a spray device, or the like may be provided between the papermaking section and the drying section of the wet papermaking apparatus.

【0025】上記の工程によって湿式抄造された不織布
は、通常高い空隙率を有しており、機械的強度特性の点
から、後の工程通過の際に問題を生じる場合がある。そ
こで、より強度に優れた不織布を製造するために、以下
に述べる本発明の製造方法が好ましく採用される。すな
わち、本発明の製造方法としては、上記のポリイミドか
らなる短繊維を含むスラリーを調整して湿式抄造する工
程に加え、得られた不織布を加熱加圧する工程を行うも
のである。
The nonwoven fabric wet-processed by the above-mentioned process usually has a high porosity, and may cause a problem when passing through the subsequent process from the viewpoint of mechanical strength characteristics. Therefore, in order to produce a nonwoven fabric having better strength, the production method of the present invention described below is preferably employed. That is, as the production method of the present invention, in addition to the step of preparing a slurry containing short fibers made of polyimide and wet-making the same, a step of heating and pressing the obtained nonwoven fabric is performed.

【0026】加熱加圧する際の加熱温度としては、ポリ
イミドからなる短繊維を形成する主たるポリイミドのガ
ラス転移点以上の温度で行う必要がある。加熱温度が当
該ガラス転移点未満の温度であると、機械的強度特性を
向上させる効果が得られない。また、加熱温度として
は、上記のポリイミドが溶融する温度以下であることが
好ましく、そのポリイミドが結晶性ポリイミドの場合に
は、そのポリイミドの融点以下の温度が好ましく、さら
には融点より10℃以上低い温度であることが好まし
い。加熱温度がポリイミドの溶融する温度を超えると、
ポリイミドからなる短繊維同士が極度に融着し、不織布
としての性能を発揮できなくなる傾向にあるので好まし
くない。また、加熱加圧する際の加圧圧力としては、特
に限定されるものではないが、加圧圧力が高いほど得ら
れるポリイミド不織布の気孔率が減少する傾向にあり、
本発明では通常0.05〜10MPa程度の加圧圧力を
採用すればよい。
The heating temperature at the time of heating and pressing must be higher than the glass transition point of the main polyimide which forms the short fibers made of polyimide. If the heating temperature is lower than the glass transition point, the effect of improving the mechanical strength characteristics cannot be obtained. The heating temperature is preferably not higher than the temperature at which the polyimide melts, and when the polyimide is a crystalline polyimide, the temperature is preferably equal to or lower than the melting point of the polyimide, and more preferably 10 ° C. or lower than the melting point. Preferably it is temperature. When the heating temperature exceeds the temperature at which the polyimide melts,
It is not preferable because the short fibers made of polyimide tend to be fused together extremely and the performance as a nonwoven fabric cannot be exhibited. Further, as the pressurizing pressure at the time of heating and pressurizing, is not particularly limited, there is a tendency that the higher the pressurizing pressure, the lower the porosity of the obtained polyimide nonwoven fabric,
In the present invention, a pressure of about 0.05 to 10 MPa may be usually employed.

【0027】上記のような加熱加圧を行う装置として
は、特に限定されるmのではなく、従来公知の加熱プレ
ス装置等を用いればよいが、長尺の不織布を連続的に加
熱加圧できるという点から、カレンダーロール装置や、
対向する一対の金属製等のベルト間で加熱プレスの行え
るダブルベルトプレス装置等が好ましく用いられる。
The apparatus for performing the above-mentioned heating and pressurization is not particularly limited, and a conventionally known heating press or the like may be used. The apparatus can continuously heat and press a long nonwoven fabric. From this point, calendar roll device,
A double belt press device or the like capable of performing a heat press between a pair of opposed belts made of metal or the like is preferably used.

【0028】本発明の不織布は、既に説明したように耐
熱性と熱寸法安定性とに優れ、さらには吸水性も小さい
ことから、繊維強化複合材料の基材として好適であり、
上記特性に優れた繊維強化複合材料を得ることを可能に
する。そのような用途に好適な、本発明のポリイミド不
織布を用いてなる本発明のプリプレグについて以下に説
明する。本発明のプリプレグは、上記した本発明の不織
布と熱硬化性樹脂とが含まれてなる、繊維強化複合材料
用のプリプレグである。熱硬化性樹脂としては特に限定
されるものではないが、例えばエポキシ樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、変性ポ
リフェニレンエーテル樹脂、シアナート樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂等が挙げられる。
As described above, the nonwoven fabric of the present invention is excellent in heat resistance and thermal dimensional stability, and has a small water absorption. Therefore, the nonwoven fabric is suitable as a base material of a fiber-reinforced composite material.
It is possible to obtain a fiber-reinforced composite material having excellent properties described above. The prepreg of the present invention using the polyimide nonwoven fabric of the present invention suitable for such use will be described below. The prepreg of the present invention is a prepreg for a fiber-reinforced composite material, comprising the nonwoven fabric of the present invention and a thermosetting resin. The thermosetting resin is not particularly limited, and examples thereof include an epoxy resin, a polyimide resin, a bismaleimide resin, a phenol resin, a modified polyphenylene ether resin, a cyanate resin, and an unsaturated polyester resin.

【0029】本発明のプリプレグにおける不織布及び熱
硬化性樹脂の質量割合としては、不織布70〜20質量
%に対し、熱硬化性樹脂30〜80質量%である。不織
布が70質量%を超えるかもしくは熱硬化性樹脂が30
質量%未満であると、不織布内に熱硬化性樹脂が十分に
行き渡らず、プリプレグより得られる繊維強化複合材料
の内部に気孔が多く残留しやすくなる。一方、不織布が
20質量%未満であるかもしくは熱硬化性樹脂が80質
量%を超えると、不織布による繊維強化の効果が充分に
得られない。
The mass ratio of the nonwoven fabric and the thermosetting resin in the prepreg of the present invention is 30 to 80% by mass of the thermosetting resin with respect to 70 to 20% by mass of the nonwoven fabric. The nonwoven fabric exceeds 70% by mass or the thermosetting resin is 30%
When the amount is less than mass%, the thermosetting resin is not sufficiently distributed in the nonwoven fabric, and many pores are likely to remain inside the fiber reinforced composite material obtained from the prepreg. On the other hand, if the nonwoven fabric is less than 20% by mass or the thermosetting resin exceeds 80% by mass, the effect of fiber reinforcement by the nonwoven fabric cannot be sufficiently obtained.

【0030】本発明のプリプレグは、熱硬化性樹脂を含
む例えばワニスやエマルジョン等の液状物を、本発明の
不織布に含浸もしくは塗布することにより容易に得るこ
とができる。その方法としては、例えば、熱硬化性樹脂
溶液を含浸装置もしくはコーターを用いて本発明の不織
布に含浸もしくは塗布した後、熱風式もしくは輻射式の
乾燥機を用いて脱溶媒することにより行うことができ
る。この際、適切な乾燥条件を設定することにより、熱
硬化性樹脂を半硬化させる、いわゆるBステージ化させ
ることもでき、取り扱い性に優れたプリプレグとするこ
ともできる。
The prepreg of the present invention can be easily obtained by impregnating or applying a liquid material such as varnish or emulsion containing a thermosetting resin to the nonwoven fabric of the present invention. As the method, for example, after impregnating or coating the nonwoven fabric of the present invention using a thermosetting resin solution using an impregnating device or a coater, it can be performed by desolvating using a hot air or radiation type dryer. it can. At this time, by setting appropriate drying conditions, the thermosetting resin can be semi-cured, that is, a so-called B stage, and a prepreg excellent in handleability can be obtained.

【0031】[0031]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体手的に説
明する。実施例1〜3において、ポリイミドからなる短
繊維(以下、ポリイミド短繊維と記することがある)と
しては、下記の製造例によるものを用いた。 [ポリイミド短繊維の製造例]ポリイミドとしては、熱可
塑性を有する結晶性ポリイミド樹脂(三井化学製「オー
ラムPL450」)を用いた。DSC測定によるこのポリイミ
ドのガラス転移点は250℃であり、同じく融点は38
7℃であった。上記のポリイミドを400℃に加熱して
溶融させ、紡糸速度500m/minで溶融紡糸し、温
度300℃、延伸倍率2.5倍で加熱延伸することによ
り、繊維径約15μmのポリイミド繊維を得た。このポリ
イミド繊維の結晶化度をX線回折法により測定したとこ
ろ、結晶化度は30%であった。次いで、上記のポリイミ
ド繊維を繊維長5mmにカットして、ポリイミド短繊維を
得た。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. In Examples 1 to 3, as the short fibers made of polyimide (hereinafter sometimes referred to as polyimide short fibers), the ones according to the following production examples were used. [Production Example of Polyimide Short Fiber] As the polyimide, a crystalline polyimide resin having thermoplasticity (“Auram PL450” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was used. The glass transition point of this polyimide measured by DSC was 250 ° C., and the melting point was 38 ° C.
7 ° C. The above polyimide was heated and melted at 400 ° C., melt-spun at a spinning speed of 500 m / min, and heated and drawn at a temperature of 300 ° C. and a draw ratio of 2.5 to obtain a polyimide fiber having a fiber diameter of about 15 μm. . When the crystallinity of this polyimide fiber was measured by an X-ray diffraction method, the crystallinity was 30%. Next, the above polyimide fiber was cut into a fiber length of 5 mm to obtain a polyimide short fiber.

【0032】また、全ての実施例及び比較例において、
不織布についての各物性は、以下の方法で測定又は評価
した。 1.厚み 巾50cm×長さ40cmにカットした試料を8等分
(巾2等分、長さ4等分)し、その各中心部の厚みを接
触式デジマティック厚み計にて測定し、それら8つの測
定値から求めた平均値を不織布の厚みとした。 2.気孔率 不織布の目付けと厚みとから見かけ密度d1を算出し、
別途、不織布を構成する素材の各々の真密度と含有率と
から不織布の真密度d0を算出したうえで、下記式によ
って気孔率Pを算出した。
In all the examples and comparative examples,
Each physical property of the nonwoven fabric was measured or evaluated by the following methods. 1. Thickness A sample cut into a width of 50 cm and a length of 40 cm is divided into eight equal parts (two equal parts in width and four equal parts in length), and the thickness of each central part is measured by a contact type digimatic thickness gauge. The average value obtained from the measured values was defined as the thickness of the nonwoven fabric. 2. Porosity The apparent density d 1 is calculated from the basis weight and thickness of the nonwoven fabric,
Separately, the true density d 0 of the nonwoven fabric was calculated from the true density and the content of each material constituting the nonwoven fabric, and then the porosity P was calculated by the following equation.

【0033】[0033]

【数4】 (Equation 4)

【0034】3.地合い 目視にて均一性を評価し、良好なものは○、不良なもの
は×とした。 4.平均線膨張係数 20mm×5mmにカットした不織布を絶乾(180℃
×2時間で乾燥)したものを試料として、JIS−K7
197に準じて、TMA測定装置(TAインスツルメン
ト製、「TMA2940」)を用い、試料に引張り荷重を
付加した状態で、25℃からポリイミドのガラス転移点
より20℃低い温度まで加温することにより測定した。
測定は同一試料について2回連続して行い、2回目の値
を測定値として採用した(これにより測定値に与える残
留応力の影響等の要因を除外する)。 5.裂断長および伸度 万能試験機(インテスコ社製)を用い、JIS−P81
13に準じて測定した。 6.吸水率 15cm×15cmにカットした不織布を絶乾(180
℃×2時間で乾燥)したものを試料として、温度25
℃、相対湿度60%に設定した恒温恒湿槽内に入れて2
4時間放置することにより吸湿させ、絶乾質量W0と吸
湿後の質量Wとから下記計算式により算出した。
3. Formation The uniformity was evaluated by visual observation, and a good one was evaluated as O, and a poor one was evaluated as X. 4. Non-woven fabric cut to an average linear expansion coefficient of 20 mm x 5 mm is absolutely dried (180 ° C
X dried for 2 hours) as a sample, according to JIS-K7
Using a TMA measuring device (TA Instruments, “TMA2940”) according to 197 and applying a tensile load to the sample, heating from 25 ° C to a temperature 20 ° C lower than the glass transition point of polyimide. Was measured by
The measurement was performed twice consecutively for the same sample, and the second value was adopted as the measured value (this excludes factors such as the influence of residual stress on the measured value). 5. Break length and elongation Using a universal testing machine (manufactured by Intesco), JIS-P81
13 was measured. 6. Non-woven fabric cut to 15 cm x 15 cm in water absorption
C. x 2 hours) as a sample at a temperature of 25 ° C.
Put in a thermo-hygrostat set at 60 ° C and 60% relative humidity.
It was made to absorb moisture by leaving it to stand for 4 hours, and was calculated from the absolute dry mass W 0 and the mass W after moisture absorption by the following formula.

【数5】 7.樹脂含浸性 エポキシ樹脂(エピコート1001;商品名、油化シェ
ルエポキシ)をメチルエチルケトンに溶解して調製した
固形分濃度70質量%のエポキシ樹脂溶液に不織布を浸
漬して引き上げた後、余剰のエポキシ樹脂溶液をマング
ルで絞り取った後、130℃で1時間熱風乾燥した。こ
のようにして得られたもの(プリプレグ)における、エ
ポキシ樹脂の含有率を求め、30〜80質量%であるも
のを○、それ以外のものを×として不織布の樹脂含浸性
を評価した。
(Equation 5) 7. Resin impregnating property After immersing the nonwoven fabric in an epoxy resin solution having a solid content concentration of 70% by mass prepared by dissolving an epoxy resin (Epicoat 1001; trade name, Yuka Shell Epoxy) in methyl ethyl ketone, pulling it up, and then removing excess epoxy resin solution Was squeezed out with a mangle, and dried with hot air at 130 ° C. for 1 hour. The content of the epoxy resin in the thus obtained product (prepreg) was determined, and the content of 30 to 80% by mass was evaluated as ○, and the others were evaluated as ×, to evaluate the resin impregnation property of the nonwoven fabric.

【0035】実施例1 ポリイミド短繊維90質量部とパラアラミドパルプ(東
レデュポン社製「ケブラー」)10質量部とを水中に投
じ、パルパーを用いて水中に均一に分散させることによ
り、固形分濃度0.05質量%のスラリーを得た。次い
でこのスラリーを用いて、乾燥機付き短網傾斜式連続抄
紙機(斎藤鐵工所製)により巾60cmのポリイミド不
織布を抄造した。さらに、ダブルベルトプレス機(サン
ドビック社製)を用いて連続的に加圧しつつ加熱(240
℃で2分間、300℃で5分間)加熱することにより、強度
を高めたポリイミド不織布を得た。次に、エポキシ樹脂
(エピコート1001;商品名、油化シェルエポキシ)
をメチルエチルケトンに溶解して調製した固形分濃度7
0質量%のエポキシ樹脂溶液に、上記の強度を高めたポ
リイミド不織布を浸漬して引き上げた後、余剰のエポキ
シ樹脂溶液をマングルで絞り取った後、130℃で1時
間熱風乾燥することにより、プリプレグを得た。
Example 1 90 parts by mass of polyimide short fiber and 10 parts by mass of para-aramid pulp ("Kevlar" manufactured by Toray DuPont) were poured into water, and uniformly dispersed in water using a pulper to obtain a solid content concentration. A slurry of 0.05% by mass was obtained. Next, using this slurry, a polyimide nonwoven fabric having a width of 60 cm was formed by a short net inclined continuous paper machine with a dryer (manufactured by Saito Iron Works). Furthermore, heating was performed while continuously applying pressure using a double belt press (manufactured by Sandvik) (240
(2 minutes at 300 ° C. and 5 minutes at 300 ° C.) to obtain a polyimide nonwoven fabric with increased strength. Next, epoxy resin (Epicoat 1001; trade name, Yuka Shell Epoxy)
Was dissolved in methyl ethyl ketone to obtain a solid concentration of 7.
The prepreg is obtained by dipping the above-mentioned polyimide nonwoven fabric in a 0% by mass epoxy resin solution and pulling it up, and then squeezing out excess epoxy resin solution with a mangle, followed by hot-air drying at 130 ° C. for 1 hour. I got

【0036】実施例2 ポリイミド短繊維を水中に投じ、パルパーを用いて水中
に均一に分散させることにより、スラリー濃度0.05
質量%の分散液を得た。次いでこの分散液を用いて、乾
燥機付き短網傾斜式連続抄紙機(斎藤鉄工製)により巾
60cmのポリイミド不織布を抄造した。このとき、抄
造作業時のポリイミド不織布の取り扱い強度を上げる目
的で、抄造された湿ったウエブにスプレーガンを用いて
ポリイミド前駆体の水溶液(濃度10質量%)を噴霧量8
0g/m2の設定で噴霧した後、乾燥して、ポリイミド不
織布を得た。さらに、実施例1と同様にして、加圧下加
熱することにより強度を高めたポリイミド不織布並びに
プリプレグを得た。
Example 2 Polyimide staple fibers were cast in water and uniformly dispersed in water using a pulper to obtain a slurry concentration of 0.05.
A% by weight dispersion was obtained. Next, using this dispersion, a 60-cm-wide polyimide non-woven fabric was formed by a short net inclined continuous paper machine with a dryer (manufactured by Saito Iron Works). At this time, an aqueous solution of a polyimide precursor (concentration: 10% by mass) was sprayed onto the wet paper web using a spray gun in order to increase the handling strength of the polyimide nonwoven fabric during the paper making operation.
After spraying at a setting of 0 g / m 2 , it was dried to obtain a polyimide nonwoven fabric. Further, in the same manner as in Example 1, a polyimide nonwoven fabric and a prepreg having increased strength by heating under pressure were obtained.

【0037】実施例3 本実施例では、ポリイミド短繊維をビーターで処理する
ことにより縮れさせたものを用いた。前記のビーターで
処理したポリイミド短繊維を、水中に投じ、パルパーを
用いて水中に均一に分散させることにより、スラリー濃
度0.05質量%の分散液を得た。次いでこの分散液を
用いて、乾燥機付き短網傾斜式連続抄紙機(斎藤鉄工
製)により巾60cmのポリイミド不織布を抄造した。
さらに実施例1と同様にして、加圧下加熱することによ
り強度を高めたポリイミド不織布並びにプリプレグを得
た。この例においては、ポリイミド短繊維をビーターで
処理したことにより抄造性が向上し、抄造した不織布に
おいて繊維がよく絡み合っているのが認められた。
Example 3 In this example, a polyimide short fiber which was shrunk by being treated with a beater was used. The polyimide short fiber treated with the beater was thrown into water and uniformly dispersed in water using a pulper to obtain a dispersion having a slurry concentration of 0.05% by mass. Next, using this dispersion, a 60-cm-wide polyimide non-woven fabric was formed by a short net inclined continuous paper machine with a dryer (manufactured by Saito Iron Works).
Further, in the same manner as in Example 1, a polyimide nonwoven fabric and a prepreg having increased strength by heating under pressure were obtained. In this example, the papermaking property was improved by treating the polyimide short fibers with a beater, and it was recognized that the fibers were well entangled in the papermaking nonwoven fabric.

【0038】比較例1 ポリイミド短繊維として熱可塑性の非晶性ポリイミド
(GEプラスチックス製「ウルテム」、ガラス転移点21
0℃)からなる短繊維(繊維長5mm、繊維径25μ
m)を用いる他は実施例1と同様にして、ポリイミド不
織布を抄造し、加圧下加熱することにより強度を高めた
ポリイミド不織布を得た。
Comparative Example 1 Thermoplastic amorphous polyimide ("Ultem" manufactured by GE Plastics, glass transition point 21
0 ° C) (fiber length 5mm, fiber diameter 25μ)
A polyimide nonwoven fabric was formed in the same manner as in Example 1 except that m) was used, and a polyimide nonwoven fabric with increased strength was obtained by heating under pressure.

【0039】比較例2 ジアミノジフェニルエ−テル4.00gをTHF59.
6gとメタノ−ル15.9gの混合溶媒に溶解し、3.
8℃に保った。この溶液にピロメリット酸二無水物4.
40gを一度に加えて1時間攪拌を続けたところ、ポリ
アミド酸の[η]が1.0であるポリアミド酸溶液が得
られた。このポリアミド酸溶液を固形分濃度が7.5%
になるようにTHF/メタノ−ル(重量比4/1)で希
釈した。次に、原液供給口と凝固液供給口及びフィブリ
ドスラリ−排出口を備えた連続式ホモミキサ−(容量5
00ml、タ−ビン回転数9000r.p.m)を用い
て、前記の希釈したポリアミド酸溶液を原液供給口より
供給速度24ml/minで、水を凝固液供給口より供
給速度960ml/minで連続的に供給し、凝固して
得られたフィブリドスラリ−をフィブリドスラリ−排出
口から連続的に取り出した。生成したフィブリドを濾別
し、水1リットルを加えて攪拌、濾別を3回繰り返し
た。上記のようにして得られたフィブリド0.8gを水
500mlに分散させ、15cm×15cmの大きさに
抄造した。これを3MPaの圧力で圧搾脱水した後、8
0℃で乾燥した。これを170℃で1時間、300℃で
1時間加熱してイミド化することにより、非熱可塑性で
非晶性のポリイミドからなる不織布を得た。さらに、こ
の不織布を前記したポリアミド酸溶液(希釈していない
もの)に5分間浸漬した後引上げて乾燥したところ、質
量が70%増加した。このシ−トを80℃で5時間、3
00℃で5時間加熱してイミド化することにより、強度
を高めたポリイミド不織布を得た。
Comparative Example 2 4.00 g of diaminodiphenyl ether was added to THF 59.
Dissolved in a mixed solvent of 6 g and 15.9 g of methanol;
It was kept at 8 ° C. 3. Add pyromellitic dianhydride to this solution.
When 40 g was added at a time and stirring was continued for 1 hour, a polyamic acid solution in which [η] of the polyamic acid was 1.0 was obtained. This polyamic acid solution has a solid content of 7.5%.
And diluted with THF / methanol (weight ratio 4/1). Next, a continuous homomixer (capacity 5) having a stock solution supply port, a coagulation solution supply port, and a fibrid slurry discharge port.
00 ml, turbine rotation speed 9000 r. p. m), the diluted polyamic acid solution was continuously coagulated by supplying the diluted polyamic acid solution from the stock solution supply port at a supply rate of 24 ml / min and water from the coagulation liquid supply port at a supply rate of 960 ml / min. The fibrid slurry was continuously removed from the fibrid slurry outlet. The generated fibrids were separated by filtration, 1 liter of water was added, and the mixture was stirred and filtered three times. 0.8 g of the fibrids obtained as described above was dispersed in 500 ml of water, and paper was formed into a size of 15 cm × 15 cm. After pressing and dewatering this at a pressure of 3 MPa, 8
Dried at 0 ° C. This was heated at 170 ° C. for 1 hour and at 300 ° C. for 1 hour for imidization to obtain a non-thermoplastic and amorphous polyimide nonwoven fabric. Further, this nonwoven fabric was immersed in the above-mentioned polyamic acid solution (not diluted) for 5 minutes, pulled up and dried, and the mass increased by 70%. This sheet is kept at 80 ° C. for 5 hours,
By heating at 00 ° C. for 5 hours for imidization, a polyimide nonwoven fabric with increased strength was obtained.

【0040】以上、実施例および比較例で得られたポリ
イミド不織布のうち、それぞれの例において強度を高め
た方の不織布について諸特性を測定又は評価した結果を
表1に示す。
Table 1 shows the results of measuring or evaluating various properties of the nonwoven fabric of which strength was increased in each of the polyimide nonwoven fabrics obtained in the examples and comparative examples.

【0041】[0041]

【表1】 【table 1】

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の不織布は、
高温使用下での寸法安定性に優れ、吸水性も低いので、
各種分野で用いる複合材の基材として好適である。さら
に、本発明の製造方法によれば、そのような不織布を効
率よく生産でき、当該不織布の品位及び取り扱い性を向
上させることができる。また、本発明のポリイミド不織
布に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグは、上記特性を
有したポリイミド不織布を基材に用いているため、優れ
た性能の複合材を得ることができるプリプレグである。
As described above, the nonwoven fabric of the present invention
Excellent dimensional stability under high temperature use and low water absorption,
It is suitable as a base material for composite materials used in various fields. Furthermore, according to the production method of the present invention, such a nonwoven fabric can be efficiently produced, and the quality and handleability of the nonwoven fabric can be improved. The prepreg of the present invention in which the polyimide nonwoven fabric is impregnated with a thermosetting resin is a prepreg from which a composite material having excellent performance can be obtained because the polyimide nonwoven fabric having the above characteristics is used as a base material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) D21H 27/12 D21H 27/12 // C08L 101:00 C08L 101:00 Fターム(参考) 4F072 AA02 AA07 AB07 AB29 AD23 AD45 AG03 AH02 AH25 AH31 AJ04 AL02 AL13 4L047 AA26 AB02 AB06 AB07 BA21 CB07 CB10 CC13 4L055 AF34 AF35 AF44 AG83 AG87 AH37 AH49 BE02 BE08 BE10 EA10 EA16 EA19 EA20 EA32 FA18 FA19 GA01 GA02 GA37 GA39 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) D21H 27/12 D21H 27/12 // C08L 101: 00 C08L 101: 00 F term (Reference) 4F072 AA02 AA07 AB07 AB29 AD23 AD45 AG03 AH02 AH25 AH31 AJ04 AL02 AL13 4L047 AA26 AB02 AB06 AB07 BA21 CB07 CB10 CC13 4L055 AF34 AF35 AF44 AF83 AG87 AH37 AH49 BE02 BE08 BE10 EA10 EA16 EA19 EA20 EA32 FA18 FA19 GA01 GA02 GA37

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリイミドからなる短繊維を主な構成成
分とする不織布であって、主たるポリイミドのガラス転
移点以下における不織布の平均線膨張係数(JIS-K7197
に準じて測定された値)が、不織布の巾方向および長さ
方向のいずれについても−20〜20μm/m・℃の範囲内
にあることを特徴とする不織布。
1. A non-woven fabric mainly comprising short fibers made of polyimide, wherein the average linear expansion coefficient (JIS-K7197) of the non-woven fabric below the glass transition point of the main polyimide.
A non-woven fabric characterized by having a value measured according to the formula (1) in the width direction and the length direction of the non-woven fabric in the range of −20 to 20 μm / m · ° C.
【請求項2】 25℃、相対湿度60%の環境下に24時間放
置したときの下記計算式で算出される吸水率が0.5%以
下であることを特徴とする請求項1記載の不織布。 【数1】 (式中、Wは吸湿後の不織布の質量を示し、W0は絶乾
時の不織布の質量を示す。)
2. The non-woven fabric according to claim 1, wherein a water absorption rate calculated by the following formula when left in an environment of 25 ° C. and a relative humidity of 60% for 24 hours is 0.5% or less. (Equation 1) (Wherein, W is shows the mass of the nonwoven fabric after moisture absorption, W 0 denotes the mass of the nonwoven fabric during bone dry.)
【請求項3】 ポリイミドが熱可塑性を有する結晶性ポ
リイミドであることを特徴とする請求項1又は2記載の
不織布。
3. The nonwoven fabric according to claim 1, wherein the polyimide is a crystalline polyimide having thermoplasticity.
【請求項4】 ポリイミドが230℃以上のガラス転移
点を有し、かつ400℃以下の融点を有することを特徴
とする請求項3に記載の不織布。
4. The nonwoven fabric according to claim 3, wherein the polyimide has a glass transition point of 230 ° C. or higher and a melting point of 400 ° C. or lower.
【請求項5】 ポリイミドが下記一般式(1)で示され
る繰り返し単位を有するポリイミドであることを特徴と
する請求項3又は4に記載の不織布。 【化1】 (式中、Rは単環式芳香族、縮合多環式芳香族、芳香環
が直接もしくは架橋員により結合された非縮合多環式芳
香族から選ばれる4価の芳香族残基を表わす。また、X
は直接結合、炭化水素基、カルボニル基、エーテル基、
チオ基もしくはスルホニル基から選ばれる2価の残基を
表わし、Y1〜Y4は水素、アルキル基、アルコキシル基
もしくはハロゲン基から選ばれる1価の残基を表わ
す。)
5. The nonwoven fabric according to claim 3, wherein the polyimide has a repeating unit represented by the following general formula (1). [Formula 1] (In the formula, R represents a tetravalent aromatic residue selected from a monocyclic aromatic, a condensed polycyclic aromatic, and a non-condensed polycyclic aromatic in which aromatic rings are bonded directly or by a bridge member. Also, X
Is a direct bond, a hydrocarbon group, a carbonyl group, an ether group,
Y 1 to Y 4 represent a divalent residue selected from a thio group or a sulfonyl group, and Y 1 to Y 4 represent a monovalent residue selected from a hydrogen, an alkyl group, an alkoxyl group or a halogen group. )
【請求項6】 ポリイミド短繊維の平均繊維長が1〜1
5mmであり、かつ平均繊維径が3〜30μmであるこ
とを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の不織
布。
6. The polyimide short fiber has an average fiber length of 1 to 1.
The nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 5, wherein the nonwoven fabric has a diameter of 5 mm and an average fiber diameter of 3 to 30 µm.
【請求項7】 ポリイミドからなる短繊維を含むスラリ
ーを調整して湿式抄造する工程と、ポリイミドのガラス
転移点以上の温度で加熱し加圧する工程とを含むことを
特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の不織布の製
造方法。
7. The method according to claim 1, further comprising the steps of: preparing a slurry containing short fibers made of polyimide to perform wet papermaking; and heating and pressing at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the polyimide. The method for producing a nonwoven fabric according to any one of the above.
【請求項8】 請求項1〜6のいずれかに記載の不織布
70〜20質量%と、熱硬化性樹脂30〜80質量%と
を含むプリプレグ。
8. A prepreg comprising 70 to 20% by mass of the nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 6 and 30 to 80% by mass of a thermosetting resin.
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