JP2013072148A - 繊維シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリフェニレンサルファイドを主成分とする繊維シートであって、その繊維シートを構成する繊維間がポリフェニレンサルファイドを主成分とする樹脂で充填された、通気量が0.05cc/cm2/s未満である繊維シートである。繊維シートは、結晶化度が20%以上、50%以下であるポリフェニレンサルファイドを主成分とする不織布Aと、結晶化度が0%以上、10%未満であるポリフェニレンサルファイドを主成分とする不織布Bを、それぞれ1層以上積層し、熱接着により不織布Bを軟化、変形させて不織布Aの繊維間に充填させ、通気量を0.05cc/cm2/s未満とすることにより、製造することができる。
【選択図】図1
Description
このPPS樹脂の特性である電気絶縁性を活かした電気絶縁材料用途については、これまで主にフィルムによる提案がなされている(特許文献1参照。)。しかしながら、フィルムのみからなる構成では、耐衝撃性が乏しく、モーター等に挿入する場合、穴があくあるいは裂けてしまうという課題があった。
また、PPSには、本発明の効果を損なわない範囲で、結晶核剤、艶消し剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤および親水剤等を添加してもよい。
また、PPS樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で、結晶核剤、艶消し剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤および親水剤等を添加してもよい。
PPSのMFRは、ASTM D1238−70に準じて測定温度315.5℃で、測定荷重5kgの条件で3点測定し、その平均値をMFRとした。
不織布の小片サンプル10個を採取し、マイクロスコープで500〜2500倍で表面写真を撮影し、各サンプルから10本ずつ、計100本の繊維の幅を測定し、その平均値を算出した。単繊維の幅平均値から、小数点以下第二位を四捨五入して繊維径とした。
JIS L1913(2010年)6.2「単位面積当たりの質量」に準じて、20cm×25cmの試験片を、試料の幅1m当たり3枚採取し、標準状態におけるそれぞれの質量(g)を量り、その平均値を1m2当たりの質量(g/m2)で表した。
不織布からランダムに試料3点を採取し、示差走査熱量計(TA Instruments社製Q100)を用いて、次の条件で試料3点を測定し、吸熱ピーク頂点温度の平均値を算出して、測定対象の融点とした。
・測定雰囲気:窒素流(150ml/min)
・温度範囲 :30〜350℃
・昇温速度 :20℃/min
・試料量 :5mg。
不織布からランダムに試料3点を採取し、示差走査熱量計(TA Instruments社製Q100)を用いて、次の条件と式で試料3点の測定と結晶化度を算出し、その平均値を算出した。下記の冷結晶化による発熱量は、冷結晶化に由来する発熱ピーク面積であり、融解による吸熱量は、融解に由来する吸熱ピーク面積である。熱量(ピーク面積)算出時のベースラインは、非晶のガラス転移後の液体状態と結晶の融解後の液体状態の熱流を直線で結んだものとし、このベースラインとDSC曲線の交点を境界として、発熱側と吸熱側を切り分けた。また、完全結晶時の融解熱量を146.2J/gとした。
・測定雰囲気:窒素流(50ml/min)
・温度範囲 :0〜350℃
・昇温速度 :10℃/min
・試料量 :5mg
結晶化度={〔(融解による吸熱量[J/g])−(冷結晶化による発熱量[J/g])〕/146.2[J/g]}×100。
JIS L1913(2010年)フラジール形法に準じて、15cm角にカットした繊維シート10枚を、テクステスト社製の通気性試験機FX3300を用いて試験圧力125Paで測定した。得られた値の平均値から、小数点以下第二位を四捨五入して通気量とした。平均値が0.05cc/cm2/s未満となる場合、通気度の値は0.05cc/cm2/s未満とした。
JIS L1913(2010年)の6.10.3に準じて測定した。恒温乾燥機内の温度を200℃とし、10分間熱処理した。
JIS C 2110−1:2010年(短時間(急速昇圧)試験)に準じて、試料の異なる10か所から10cm×10cmの試験片を採取、直径25mmの円柱(質量100g)と75mmの円盤状の電極間に試験片を挟み、電圧0.2kV/秒で上昇させながら周波数60Hzの交流電圧をかけ、絶縁破壊したときの電圧を測定した。試験媒体には空気を用いている。得られた絶縁破壊電圧をあらかじめ測定しておいた中央部の厚さで割り、絶縁破壊強さを算出した。10カ所の平均値から、小数点以下第二位を四捨五入して絶縁破壊強さとした。
(不織布Aの製造)
MFRが600g/10minの線状ポリフェニレンサルファイド樹脂(東レ製、品番:M2888)を、窒素雰囲気中で160℃の温度で10時間乾燥した。この線状ポリフェニレンサルファイド樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度320℃で、孔径φ0.30mmの紡糸口金から単孔吐出量0.39g/minで紡出し、室温20℃の雰囲気下で吐出された糸条を加熱高速ガス350℃、加熱高速ガスの噴射圧力0.15MPaで延伸し、移動するネット上に捕集してメルトブロー不織布を得た。続いて得られたメルトブロー不織布を、ピンテンターを用いて、温度200℃で30秒間の熱処理を行った。得られたメルトブロー不織布の繊維径は4.8μm、目付は20g/m2、融点は285.2℃であり、結晶化度は32.6%であった。
MFRが600g/10minの線状ポリフェニレンサルファイド樹脂(東レ製、品番:M2888)を、窒素雰囲気中で160℃の温度で10時間乾燥した。この線状ポリフェニレンサルファイド樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度320℃で、孔径φ0.30mmの紡糸口金から単孔吐出量0.39g/minで紡出し、室温20℃の雰囲気下で吐出された糸条を加熱高速ガス350℃、加熱高速ガスの噴射圧力0.15MPaで延伸し、移動するネット上に捕集してメルトブロー不織布を得た。得られたメルトブロー不織布の繊維径は4.8μm、目付は60g/m2、融点は284.3℃であり、結晶化度は0.3%であった。
引き続き、不織布Aを表裏層、不織布Bを中間層とする不織布A/不織布B/不織布Aの3層に積層し、上が金属ロール、下がペーパーロールである上下一対のカレンダーロールで、線圧500N/cmおよび金属ロールの温度165℃で熱接着し、不織布Aの繊維間に不織布Bが樹脂状に軟化、変形して充填されている繊維シートを得た。得られた繊維シートの目付は101g/m2、厚さは0.10mm、通気量0.05cc/cm2/s未満、熱収縮率はたて方向で0.0%、よこ方向で0.1%であり、絶縁破壊強さは29.4kV/mmであった。結果を表1に示す。
(不織布Aの製造)
MFRが160g/10minの線状ポリフェニレンサルファイド樹脂(東レ製、品番:E2280)を、窒素雰囲気中で160℃の温度で10時間乾燥した。この線状ポリフェニレンサルファイド樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度320℃で、孔径φ0.50mmの矩形紡糸口金から単孔吐出量1.38g/minで紡出した。紡出した糸条を、矩形紡糸口金から矩形エジェクターまでの距離を55cmとして室温20℃の雰囲気下で冷却固化した。冷却固化された糸条を矩形エジェクターに通し、エジェクターから、空気加熱器で230℃の温度に加熱し、紡糸速度が5,000m/minとなるようにエジェクター圧力0.15MPaの圧縮エアを噴射させ、糸条を牽引、延伸し、移動するネット上に捕集して不織ウェブ化した。引き続き、得られた不織ウェブをインライン上に設置された金属製の上下一対のカレンダーロールで線圧500N/cmおよび熱接着温度230℃で熱接着し、スパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の繊維径は16.2μm、目付は34g/m2、融点は287.0℃であり、結晶化度は38.1%であった。
不織布Bは、実施例1記載の不織布Bと同じメルトブロー不織布を用いた。
引き続き、不織布Aを表裏層、不織布Bを中間層とする不織布A/不織布B/不織布Aの3層に積層し、上が金属ロール、下がペーパーロールである上下一対のカレンダーロールで、線圧500N/cmおよび金属ロールの温度200℃で熱接着し、繊維シートを得た。得られた繊維シートの目付は128g/m2、厚さは0.13mm、通気量0.05cc/cm2/s未満、熱収縮率はたて方向で0.0%、よこ方向で0.1%であり、絶縁破壊強さは27.1kV/mmであった。結果を表1に示す。
(不織布Aの製造)
MFRが225g/10minの線状ポリフェニレンサルファイド樹脂(東レ製、品番:E2481)を320℃で溶融紡糸し、糸条を冷却、油剤を付与して、巻取機を用いて紡糸速度1300m/minで引き取って未延伸糸を得た。この未延伸糸の繊維径は、15.0μmであった。この未延伸糸を95℃の温度の熱水浴中で3.0倍に延伸し、クリンパーで捲縮を付与し延伸糸を得た。この延伸糸の繊維径は、9.2μmであった。次に、得られた延伸糸をECカッターを用いて6mmの長さに切断した短カット綿と、上記の未延伸糸にクリンパーで捲縮を付与しECカッターを用いて切断した未延伸短カット綿(カット長6mm)を、70:30質量%の割合で両繊維を混合し、繊維濃度が0.4質量%となるように水に分散させてスラリーを得た。このスラリーを丸網式抄紙機に供給し、インライン上に設置された金属製の上下一対のカレンダーロールで線圧500N/cmおよび熱接着温度190℃で熱接着し、抄紙不織布を得た。得られた抄紙不織布の目付は40g/m2、融点は288.2℃であり、結晶化度は39.5%であった。
不織布Bは、実施例1記載の不織布Bと同じメルトブロー不織布を用いた。
引き続き、不織布Aを表裏層、不織布Bを中間層とする不織布A/不織布B/不織布Aの3層に積層し、上が金属ロール、下がペーパーロールである上下一対のカレンダーロールで、線圧500N/cmおよび金属ロールの温度200℃で熱接着し、不織布Aの繊維間に不織布Bが樹脂状に軟化、変形して充填されている繊維シートを得た。得られた繊維シートの目付は141g/m2、厚さは0.15mm、通気量0.05cc/cm2/s未満、熱収縮率はたて方向で0.1%、よこ方向で0.3%であり、絶縁破壊強さは28.2kV/mmであった。結果を表1に示す。
(不織布Aの製造)
不織布Aは、実施例1記載の不織布Aと同じメルトブロー不織布を用いた。
MFRが1000g/10minの線状ポリフェニレンサルファイド樹脂(東レ製、品番:M3088)を、窒素雰囲気中で160℃の温度で10時間乾燥した。この線状ポリフェニレンサルファイド樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度325℃で、孔径φ0.30mmの紡糸口金から単孔吐出量0.39g/minで紡出し、室温20℃の雰囲気下で吐出された糸条を加熱高速ガス355℃、加熱高速ガスの噴射圧力0.15MPaで延伸し、移動するネット上に捕集してメルトブロー不織布を得た。得られたメルトブロー不織布の繊維径は3.6μm、目付は40g/m2、融点は285.1℃であり、結晶化度は0.4%であった。
引き続き、不織布Aを表裏層、不織布Bを中間層とする不織布A/不織布B/不織布Aの3層に積層し、上が金属ロール、下がペーパーロールである上下一対のカレンダーロールで、線圧500N/cmおよび金属ロールの温度165℃で熱接着し、不織布Aの繊維間に不織布Bが樹脂状に軟化、変形して充填されている繊維シートを得た。得られた繊維シートの目付は80g/m2、厚さは0.09mm、通気量0.05cc/cm2/s未満、熱収縮率はたて方向で0.0%、よこ方向で0.1%であり、絶縁破壊強さは25.4kV/mmであった。結果を表1に示す。
(不織布Aの製造)
熱接着温度を105℃としたこと以外は、実施例2記載の不織布Aと同じ条件でスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の繊維径は16.2μm、目付は34g/m2、融点は286.4℃であり、結晶化度は24.2%であった。
不織布Bは、実施例1記載の不織布Bと同じメルトブロー不織布を用いた。
引き続き、不織布Aを表裏層、不織布Bを中間層とする不織布A/不織布B/不織布Aの3層に積層し、上が金属ロール、下がペーパーロールである上下一対のカレンダーロールで、線圧500N/cmおよび金属ロールの温度200℃で熱接着し、不織布Aの繊維間に不織布Bが樹脂状に軟化、変形して充填されている繊維シートを得た。得られた繊維シートの目付は128g/m2、厚さは0.13mm、通気量0.05cc/cm2/s未満、熱収縮率はたて方向で0.0%、よこ方向で0.2%であり、絶縁破壊強さは26.1kV/mmであった。結果を下記の表1に示す。
(不織布Aの製造)
紡糸速度が5,500m/minとなるようにエジェクター圧力0.18MPaにし、熱接着温度を270℃としたこと以外は、実施例2記載の不織布Aと同じ条件でスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の繊維径は15.4μm、目付は34g/m2、融点は289.1℃であり、結晶化度は42.3%であった。
不織布Bは、実施例1記載の不織布Bと同じメルトブロー不織布を用いた。
引き続き、不織布Aを表裏層、不織布Bを中間層とする不織布A/不織布B/不織布Aの3層に積層し、上が金属ロール、下がペーパーロールである上下一対のカレンダーロールで、線圧500N/cmおよび金属ロールの温度200℃で熱接着し、不織布Aの繊維間に不織布Bが樹脂状に軟化、変形して充填されている繊維シートを得た。得られた繊維シートの目付は128g/m2、厚さは0.13mm、通気量0.05cc/cm2/s未満、熱収縮率はたて方向で0.0%、よこ方向で0.0%であり、絶縁破壊強さは26.8kV/mmであった。結果を表2に示す。
(不織布Aの製造)
不織布Aは、実施例1記載の不織布Aと同じメルトブロー不織布を用いた。
加熱高速ガスの噴射圧力を0.20MPaとしたこと以外は、不織布Bは、実施例1記載の不織布Bと同じメルトブロー不織布を用いた。得られたメルトブロー不織布の繊維径は2.8μm、目付は60g/m2、融点は284.5℃であり、結晶化度は2.6%であった。
引き続き、不織布Aを表裏層、不織布Bを中間層とする不織布A/不織布B/不織布Aの3層に積層し、上が金属ロール、下がペーパーロールである上下一対のカレンダーロールで、線圧500N/cmおよび金属ロールの温度165℃で熱接着し、不織布Aの繊維間に不織布Bが樹脂状に軟化、変形して充填されている繊維シートを得た。得られた繊維シートの目付は100g/m2、厚さは0.10mm、通気量0.05cc/cm2/s未満、熱収縮率はたて方向で0.0%、よこ方向で0.2%であり、絶縁破壊強さは27.4kV/mmであった。結果を表2に示す。
(不織布A)
不織布Aは、実施例1記載の不織布Aと同じメルトブロー不織布を用いた。
実施例1記載の不織布Bのメルトブロー不織布をピンテンターを用いて、温度200℃で30秒間の熱処理を行った。得られたメルトブロー不織布の繊維径は4.8μm、目付は60g/m2、融点は284.9℃であり、結晶化度は32.3%であった。
引き続き、不織布Aを表裏層、不織布Bを中間層とする不織布A/不織布B/不織布Aの3層に積層し、上が金属ロール、下がペーパーロールである上下一対のカレンダーロールで、線圧500N/cmおよび金属ロールの温度200℃で熱接着し、繊維シートを得た。しかし、得られた繊維シートは、不織布Bが樹脂状に軟化、変形せずに、不織布Aの繊維間が充填されていなかった。得られた繊維シートの目付は100g/m2、厚さは0.11mm、通気量0.12cc/cm2/s、熱収縮率はたて方向で0.0%、よこ方向で0.1%であり、絶縁破壊強さは7.4kV/mmであった。結果を表2に示す。
(不織布A)
不織布Aは、実施例1記載の不織布Bと同じメルトブロー不織布を用いた。
不織布Bは、実施例1記載の不織布Bと同じメルトブロー不織布を用いた。
引き続き、不織布Aを表裏層、不織布Bを中間層とする不織布A/不織布B/不織布Aの3層に積層し、上が金属ロール、下がペーパーロールである上下一対のカレンダーロールで、線圧500N/cmおよび金属ロールの温度165℃で熱接着したが、シートの金属ロールからの剥離性が悪く、金属ロールへシートが巻き付いてしまうため、加工が困難となり、繊維シートを得ることが出来なかった。結果を表2に示す。
2:PPS樹脂
Claims (7)
- ポリフェニレンサルファイドを主成分とする繊維シートであって、該繊維シートを構成する繊維間がポリフェニレンサルファイドを主成分とする樹脂で充填され、通気量が0.05cc/cm2/s未満であることを特徴とする繊維シート。
- 絶縁破壊強さが15kV/mm以上であることを特徴とする請求項1記載の繊維シート。
- 繊維シートを構成する繊維と樹脂の融点差が30℃未満であることを特徴とする請求項1または2記載の繊維シート。
- 結晶化度が20%以上、50%以下であるポリフェニレンサルファイドを主成分とする不織布Aと、結晶化度が0%以上、10%未満であるポリフェニレンサルファイドを主成分とする不織布Bを、それぞれ1層以上積層し、熱接着により不織布Bを軟化、変形させて不織布Aの繊維間に充填させ、通気量を0.05cc/cm2/s未満とすることを特徴とする繊維シートの製造方法。
- 不織布Aを表裏層とする請求項4記載の繊維シートの製造方法。
- 不織布Aが熱処理されたメルトブロー不織布、スパンボンド不織布および抄紙不織布のいずれかであることを特徴とする請求項4または5記載の繊維シートの製造方法。
- 不織布Bが熱処理をしていないメルトブロー不織布であることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の繊維シートの製造方法。
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