JP2009521624A - Pipd紙およびそれから製造された部品 - Google Patents
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Abstract
Description
V固有=ln(V相対)/C
(ここで、lnは自然対数関数であり、Cはポリマー溶液の濃度である)
に従って関係づけられる。V相対は、ポリマー溶液粘度対ポリマーを含まない溶媒のそれの単位なしの比であり、こうしてV固有は逆濃度の単位で、典型的にはグラム当たりのデシリットル(「dl/g」)として表される。従って、本発明のある種の態様では、メタンスルホン酸中0.05g/dlのポリマー濃度で、30℃で少なくとも約20dl/gの固有粘度を有するポリマー溶液を提供すると特徴づけられるポリピリドイミダゾールポリマーが製造される。本明細書に開示される本発明に由来するより高い分子量のポリマーは粘稠なポリマー溶液を生成するので、メタンスルホン酸中の約0.05g/dlポリマーの濃度が適量の時間で固有粘度を測定するために有用である。
次に続く非限定的な実施例で、様々な報告される特性および性質を測定するために次の試験方法を用いた。ASTMは、米国材料試験協会(American Society of Testing Materials)を意味し、TAPPIはパルプ製紙業界技術協会(Technical Association of Pulp and Paper Industry)を意味する。
引張強度≧0.00057X*Y
(ここで、Xは%単位での紙の全固形分中のPIPDパルプの容量部分であり、Yはg/m2単位での紙の坪量である)を満たした。PIPDパルプ・ベース紙の高い強度は、製紙でおよび最終用途への紙のさらなる加工でかなりの利点をそれらに与えた(より軽い坪量へ行くことおよび/またはより簡単な、かつ、より安価な装置を用いることが可能である)。メタ−アラミドフィブリドがかかるバインダーとして働いている、実施例3に示されるように、追加のバインダーを製紙工程で使用することは依然として可能である。しかしながら、PIPD繊維ベース紙のケースでは、それは任意であり、絶対に必要なものであるわけではない。
3.2g(乾燥重量)の約200mlのCSFのPIPDパルプを、300mlの水と共にウェアリング・ブレンダー(Waring Blender)に入れ、1分間かき混ぜた。分散系をおおよそ21×21cmのハンドシート金型に注ぎ込み、追加の5000gの水と混合した。ウェット−レイド・シートを形成した。シートを2片の吸取紙の間に入れ、麺棒で手動により平らに置き、ハンドシート乾燥機中190℃で乾燥させた。最終紙の組成および特性を表1に示す。
1.6g(乾燥重量)の約300mlのCSFのPIPDパルプを、800mlの水と共にウェアリング・ブレンダーに入れ、1分間かき混ぜた。1.6gのパラ−アラミドフロックを約2500g水と共に実験室パルプ粉砕機に入れ、3分間かき混ぜた。パラ−アラミドフロックは、約0.16テックスの線密度および約0.67cmのカット長を有するポリ(パラ−フェニレンテレフタルアミド)フロック(商品名ケブラー(KEVLAR)(登録商標)49でイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー(E.I.du Pont de Nemours and Company)によって販売される)であった。
0.64g(乾燥重量)の約300mlのCSFのPIPDパルプを、800mlの水と共にウェアリング・ブレンダーに入れ、1分間かき混ぜた。2.24gのパラ−アラミドフロックと0.32g(乾燥重量基準)のCSF約40mlの未乾燥メタ−アラミドフィブリドとを約2500g水と共に実験室パルプ粉砕機に入れ、3分間かき混ぜた。パラ−アラミドフロックは、約0.16テックスの線密度および約0.67cmのカット長を有するポリ(パラ−フェニレンテレフタルアミド)フロック(商品名ケブラー(登録商標)49でイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニーによって販売される)であった。メタ−アラミドフィブリドは、米国特許第3,756,908号明細書に記載されているようにポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)から製造した。
乾燥後に、それぞれ、実施例1〜3で製造した紙サンプルを、約300℃の温度および約1200N/cmの線圧で金属−金属カレンダーのニップにてカレンダー加工した。最終紙の特性を表1に示す。
樹脂含浸紙を、溶剤ベースのフェノール樹脂(デュレッツ・コーポレーション(Durez Corporation)製のプリオフェン(PLYOPHEN)23900)の実施例4〜6からの紙への含浸、引き続く吸取紙での表面からの過剰分の樹脂の除去および次の通り昇温することによるオーブン中での硬化によって製造した:室温から82℃までの加熱およびこの温度での15分間の保持、121℃への昇温およびこの温度でのもう15分間の保持、そして182℃への昇温およびこの温度での60分間の保持。最終含浸紙の特性を表2に示す。
0.64g(乾燥重量の)の約40mlのCSFのメタ−アラミドフィブリドおよび2.56gのパラ−アラミドフロックを、約2500ml水と共に実験室パルプ粉砕機に入れ、3分間かき混ぜた。メタ−アラミドフィブリドは、米国特許第3,756,908号明細書に記載されているようにポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)から製造した。パラ−アラミドフロックは、実施例2と同じものであった。分散系をおおよそ21×21cmのハンドシート金型に注ぎ込み、追加の5000gの水と混合した。ウェット−レイド・シートを形成した。シートを2片の吸取紙の間に入れ、麺棒で手動により平らに置き、ハンドシート乾燥機中190℃で乾燥させた。その後、紙を、約300℃の温度および約1200N/cmの線圧で金属−金属カレンダーのニップにてカレンダー加工し、そして実施例7〜9に記載したようにフェノール樹脂を含浸させた。最終含浸紙の組成および特性を表2に示す。
Claims (20)
- 20〜100重量パーセントのポリピリドビスイミダゾール繊維と場合によりバインダー材料とを含んでなる、構造用部品として有用な紙であって、(i)立方センチメートル当たり0.08〜1.5グラムの密度および(ii)平方メートル当たり10〜150グラムの坪量を有し、そして少なくとも15重量%のフェノール樹脂を含浸させたときに、少なくとも100(N/cm)(g/m2)の比引張剛性を有し、ここで重量%は紙および樹脂の総重量を基準としている紙。
- バインダー材料がポリピリドビスイミダゾール以外のポリマーからの溶液、エマルジョン、懸濁液、粉末、フレーク、および繊維;フィブリド;ならびにパルプの形態での熱硬化性および熱可塑性樹脂よりなる群から選択される請求項1に記載の紙。
- ポリピリドビスイミダゾール繊維がPIPDである請求項1に記載の紙。
- フェノール樹脂含浸後、110〜150(N/cm)/(g/m2)の比引張剛性を有する請求項1に記載の紙。
- 1〜20秒のガーレイ・ヒル多孔性を有する請求項1に記載の紙。
- 5〜12秒のガーレイ・ヒル多孔性を有する請求項5に記載の紙。
- 70〜90重量パーセントPIPD繊維を有する請求項3に記載の紙。
- 立方センチメートル当たり0.6〜1.2グラムの密度を有する請求項1に記載の紙。
- 導電性フィラー、酸化防止剤、顔料、および触媒のうち少なくとも1つをさらに含んでなる請求項1に記載の紙。
- PIPD繊維がフロックの形態で紙へ導入される請求項1に記載の紙。
- PIPD繊維がパルプの形態で紙へ導入される請求項1に記載の紙。
- PIPD繊維がPIPDフロックとPIPDパルプとのブレンドとして紙へ導入される請求項1に記載の紙。
- 請求項1に記載の紙を含んでなる構造コア。
- 請求項1に記載の紙を含んでなるハニカムコア。
- 請求項1に記載の紙を含んでなる折り畳み紙コア。
- 請求項1に記載の紙を含んでなるプリント配線盤。
- 請求項1に記載の紙を含んでなるサンドイッチパネル。
- ポリピリドビスイミダゾール繊維と場合によりバインダーとのスラリーを形成し、そして
1つもしくはそれ以上の工程で水の少なくとも一部を除去して紙を形成すること
を含んでなる紙の製造方法であって、
紙が(i)立方センチメートル当たり0.08〜1.5グラムの密度および(ii)平方メートル当たり10〜150グラムの坪量を有し、そして紙が、少なくとも15重量%のフェノール樹脂を含浸させたときに、少なくとも100(N/cm)(g/m2)の比引張剛性を有し、ここで重量%は紙および樹脂の総重量を基準としている方法。 - 形成された紙を周囲温度または高温でカレンダー加工することをさらに含んでなる請求項18に記載の方法。
- ポリピリドビスイミダゾール繊維がPIPDである請求項18に記載の方法。
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