JP2012041644A - 難熱性不織布及びそれを加熱してなる成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 非晶性ポリエーテルイミド系繊維を含有する不織布であって、以下の(1)〜(4)を全て満足する難燃性不織布。
(1)前記ポリエーテルイミド系繊維の一部または全部が3次元交絡していること、
(2)少なくともある一定方向の引張強度が10kg/5cm以上であること、
(3)JIS A1322試験法に準拠して測定した炭化長が5cm以下であること、
(4)前記ポリエーテルイミド系繊維の含有率が50〜100重量%であること。
【選択図】 なし
Description
(1)前記PEI系繊維の一部または全部が3次元交絡していること、
(2)少なくともある一定方向の引張強度が10kg/5cm以上であること、
(3)JIS A1322試験法に準拠して測定した炭化長が5cm以下であること、
(4)前記PEI系繊維の含有率が50〜100重量%であること。
本発明の不織布の製造方法に限定はなく、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、スチームジェット不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布が挙げられる。なかでも、生産効率、高機能化の面から、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、スチームジェット不織布が好ましい。また、適宜目的に応じて、得られた不織布に熱プレス工程を加えてもよい。
不織布は、電気・電子材料、フィルター、保温材料、医療材料、産業資材などの用途で用いられる場合、多くは、一定の強度を有していないと、取扱い性が悪く歩留まりの原因になったり、または、耐久性など製品の安全面に問題を引き起こす虞がある。例えば、電解コンデンサ用のセパレータに使用される紙は、機械的強度が弱いと、コンデンサ素子作製時に紙が切れたり、あるいは、亀裂部分が電気ショートを引き起こす原因になるなど、電解コンデンサの総合的な性能向上の阻害要因になってしまうため、少なくともある一定方向の引張強度が10kg/5cm以上が必要である。工程通過性や耐久性の面から、11kg/5cm以上が好ましく、12kg/5cm以上がより好ましい。なお、不織布の引張強度は後述する方法で測定される。
それ故、本発明では、「非晶性」という特徴に配慮しながら、延伸を施さないことによって、高い耐熱性を有するPEI系繊維とそれからなる難燃性不織布を製造することができる。
例えば、無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、セラミックファイバー、各種金属繊維(例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、チタン、ステンレスなど)を例示することができる。
また、有機繊維としては、全芳香族ポリエステル系繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、パラ系アラミド繊維、ポリスルホンアミド繊維、フェノール樹脂繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維などの耐熱性高分子からなる繊維などを例示することができる。これらの耐熱性繊維のうち、得られる紙に対する難燃性を向上する観点から、全芳香族ポリエステル系繊維、ガラス繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、パラ系アラミド繊維、ポリスルホンアミド繊維などが好ましい。
成形体を製造する方法としては、例えば、カレンダーロール加工、熱プレス成形、エンボス加工などが挙げられる。得られる成形体としては平板、深絞り成形品、フランジ成形品などが挙げられる。
JIS L1013試験法に準拠して、予め調湿されたヤーンを試長20cm、初荷重0.25cN/dtex及び引張強度50%/分の条件で破断強伸度を測定し、n=10の平均値を採用した。また繊維強度(dtex)は質量法により求めた。
10cmに切り出した繊維を、末端を固定しない状態で200℃に保たれた空気恒温槽中で10分間保持した後の繊維長(Xcm)から、次式を用いて算出した。
乾熱収縮率(%)=<X/10>×100
JIS L1913試験法に準じて測定し、n=3の平均値を採用した。
JIS L1913試験法に準じて厚みを測定し、n=3の平均値を採用した。ただし、比較例4のみは、測定時に一定荷重をかけると厚みが潰れ、正確な数値が測れないため、見かけの厚みを測定し、n=3の平均値を採用した。
JIS L1913試験法に準じ、幅5cm、長さ15cmの試験片をつかみ間隔10cmで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度20cm/分で伸長し、切断時の荷重値を引張強力とし、n=3の平均値を採用した。
JIS A1322試験法に準拠して、45℃に配置した試料の下端に対して、試料の下端から50mm離れたメッケルバーナーで10秒間加熱したときの炭化長を測定し、n=3の平均値を採用した。
JIS L1013試験法に準拠し、試料を120℃の雰囲気中で絶乾した後、温度20℃かつ相対湿度65%RHにおいて72時間調整し、絶乾状態での試料の質量に対する試料中に含まれる水分率を算出し、これを百分率(%)にて表した。
(1)サービックイノベイティブプラスチックス社製「ULTEM9001」を、150℃で12時間真空乾燥した。
(2)上記(1)のポリマーを紡糸ヘッド温度390℃、紡糸速度2000m/分、吐出量50g/分の条件で丸孔ノズルより吐出し、単繊維繊度:2.2dtex、強度:2.6cN/dtex、200℃における乾熱収縮率:3.5%のマルチフィラメントを得た。
得られたマルチフィラメントに捲縮を施した後、切断して繊維長51mmの短繊維を作製した。
参考例で得られた非晶性PEI系短繊維をカードにかけ、目付40g/m2の繊維ウェブを作製する。次いで、このウェブを水流交絡機の支持ネットに乗せ、約50m/分の速度で送りながら、上記の積層体に、ノズル口径100μm径1列、穴ピッチ0.6mmピッチで並ぶ水絡ノズルを使用し、水圧力20〜100 kgf/cm2 の水を両面噴出して、ステープル同士を絡合、一体化させた後、温度110〜160℃で乾燥熱処理を行い、不織布を得た。得られた不織布の物性を表1に示す。
繊維ウェブの目付を、表1に記載の重量に変更した以外は、実施例1と同様な方法で実施例2〜4の不織布を得た。得られた不織布の物性を表1に示す。
実施例1で用いた非晶性PEI系短繊維と、ポリアリレート繊維((株)クラレ製「ベクトラン」、短繊維繊度:2.8dtex、繊維長:51mm、融点:370℃、引張強度:20cN/dtex)を、表1に示す割合で用いて、実施例1と同様な方法で目付40g/m2の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表1に示す。
実施例1で作製した不織布を、温度240℃、圧力20MPa下で1分間熱圧縮成形し、ボード状の成形体を作製した。得られた成形体の物性を表1に示す。
実施例1で用いた非晶性PEI系短繊維40重量部と、ポリエステル繊維(東レ(株)製「T−471」、短繊維繊度:1.6dtex、繊維長:51mm、融点:260℃、引張強度:5.9cN/dtex)60重量部を用いて、実施例1と同様な方法で目付40g/m2の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表1に示す。
実施例1で用いた非晶性PEI系短繊維30重量部と、レーヨン繊維(大和紡績(株)製「コロナ」、短繊維繊度:1.7dtex、繊維長:40mm、融点:260℃、引張強度:2.7cN/dtex)70重量部を用いて、実施例1と同様な方法で目付40g/m2の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表1に示す。
比較例2で用いたレーヨン繊維100重量部を用いて、実施例1と同様な方法で目付40g/m2の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表1に示す。
実施例1において、水流交絡処理を施さない以外は、実施例1と同様の方法で不織布を作製した。得られた不織布の物性を表1に示す。
比較例1で作製した不織布を、実施例7と同様の方法で熱圧縮成形し、ボード状の成形体を作製した。得られた成形体の物性を表1に示す。
また、比較例4は、PEI繊維を使用していても、3次元交絡を実施していないために、繊維同士が十分絡まっておらす、必要な強度を具備していない。
また、比較例5は、PEI繊維の含有量が本発明の構成要件を満たしていないため、熱圧着による繊維同士の接着が不十分で、良好な成型性を有していないだけでなく、難燃性も発現できなかった。
Claims (5)
- 前記非晶性ポリエーテルイミド系繊維は、室温における繊維強度が2.0cN/dtex以上、200℃における乾熱収縮率が5%以下、平衡水分率が3.0%以下であることを特徴とする、請求項1記載の難燃性不織布。
- 前記非晶性ポリエーテルイミド系繊維は溶融紡糸における繊維製造工程において、延伸を施していない繊維であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の難燃性不織布。
- さらに耐熱性繊維を含有してなる請求項1〜3のいずれか一項に記載の難燃性不織布。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の不織布を加熱し、非晶性ポリエーテルイミド系繊維の一部または全部を熱融着させたことを特徴とする成形体。
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