JP2016125163A - ポリエーテルイミド系繊維およびポリエーテルイミド系繊維集合体 - Google Patents

Abstract

【課題】赤外線反射性成分と組み合わせることにより、難燃性が向上されたポリエーテルイミド系繊維および繊維集合体を提供する。
【解決手段】前記ポリエーテルイミド系繊維は、ポリエーテルイミド系樹脂成分と、赤外線反射性成分とを少なくとも含み、前記赤外線反射性成分が、繊維表面、繊維内部、または双方に存在している。前記赤外線反射性成分は、例えば粒子状であってもよく、該赤外線反射性成分が前記ポリエーテルイミド系繊維内に分散していてもよい。
【選択図】なし

Description

本発明は、赤外線反射性成分を付与することにより、高温下での難燃性が向上されたポリエーテルイミド系繊維、およびポリエーテルイミド系繊維集合体に関する。

従来より、一般家屋や、病院、学校、宿泊施設等の各種施設、自動車、航空機、船舶等の各種輸送手段において、断熱などを目的として、布帛やマット（綿状物）、繊維補強材料などの繊維集合体が用いられている。他方において、これらの繊維を含む部材は、難燃性の材料から形成することが望まれている。

ポリエーテルイミド系樹脂は難燃性に優れているが、一般に繊維形成が困難である。そのような状況下、例えば、特許文献１には、２００℃における乾熱収縮率が５％以下であるポリエーテルイミド系繊維、およびこの繊維を含有する耐熱性布帛が記載されている。

国際公開ＷＯ２０１０／１０９９６２号パンフレット

特許文献１には、２００℃における乾熱収縮率によりポリエーテルイミド系繊維の耐熱性を評価しているが、それを上回る高温における耐熱性、特に難燃性については検討されていない。

本発明は、ポリエーテルイミド系繊維に対して、特定の割合の赤外線反射性成分を付与することにより、難燃性（特に、耐発火性）をさらに向上することが可能なポリエーテルイミド系繊維、およびポリエーテルイミド系繊維集合体を提供することを目的とする。

本発明の第１の構成は、ポリエーテルイミド系樹脂成分と、赤外線反射性成分とを少なくとも含み、前記赤外線反射性成分が、繊維表面、繊維内部、または双方に存在する、
ポリエーテルイミド系繊維である。

良好な難燃性を付与する観点から、前記ポリエーテルイミド系樹脂成分に対する赤外線反射性成分の割合は、例えば０．６質量％以上であってもよい。

前記赤外線反射性成分は、赤外線領域の光を反射することができ、例えば、波長８００〜２５００ｎｍの光に対する平均反射率が１５％以上であってもよい。

例えば、赤外線反射性成分をポリエーテルイミド系樹脂成分に練り込むなどして内部に存在させる場合、赤外線反射性成分の形状は、好ましくは、粒子状であり、該赤外線反射性成分が前記ポリエーテルイミド系繊維内に分散していてもよい。また、粒子状の赤外線反射性成分では、難燃性を向上させる観点から、その一次粒子の数平均粒子径が１００〜２０００ｎｍであってもよい。また、遮光性を付与する観点から、赤外線反射性成分は、明度（Ｌ＊）３０以下であってもよい。また、ポリエーテルイミド系繊維の繊度は、用途に応じて適宜設定することが可能であり、例えば、単繊維繊度が１〜１０ｄｔｅｘであってもよい。

本発明の第２の構成は、前記ポリエーテルイミド系繊維で少なくとも構成され、嵩密度が１ｋｇ／ｍ^３以上（例えば、１ｋｇ／ｍ^３以上５００ｋｇ／ｍ^３以下）である、ポリエーテルイミド系繊維集合体である。また、前記ポリエーテルイミド系繊維集合体では、目付が５〜３０００ｇ／ｍ^２であってもよい。

前記ポリエーテルイミド系繊維集合体は、前記ポリエーテルイミド系繊維に加えて他の繊維を含んでいてもよく、例えば、その場合、ポリエーテルイミド系繊維を３０質量％以上含有し、他の繊維として限界酸素指数値（ＬＯＩ値）が２５以上である繊維を含有する、ポリエーテルイミド系繊維集合体であってもよい。また、嵩密度を低下させる観点から、繊維集合体は、綿状体または乾式不織布であってもよい。

前記ポリエーテルイミド系繊維集合体は、各種用途において使用可能であり、好ましくは、断熱材料、耐火材料、クッション材料、またはフィルタ材料などとして用いることができる。

本発明によれば、ポリエーテルイミド系樹脂成分に対して、赤外線反射性成分を組み合わせて繊維を形成することにより、難燃性（特に耐発火性）に優れるポリエーテルイミド系繊維を提供できる。かかる繊維を含む繊維集合体は、難燃性（特に耐発火性）に優れる繊維からなるため、空気との接触面積が高くなる繊維集合体として用いる場合であっても、難燃性に優れる。

実施例および比較例で用いられた赤外線反射性成分（評価用試料）の分光反射率の測定結果を表すグラフである。 本発明の実施例および比較例において行われた着火試験を説明するための概略図である。

ポリエーテルイミド系樹脂はそれ自体難燃性を有する。さらに、ポリエーテルイミド系樹脂を含むポリエーテルイミド系樹脂成分と赤外線反射性成分とを組み合わせて形成した繊維または繊維構造体は、燃焼場で観測される赤外線からの輻射熱の吸収を赤外線反射性成分により抑制することができるためか、繊維または繊維構造体の難燃性を更に向上することができることを、本発明者等は見出した。さらに、空気との接触率が高くなる嵩密度（低嵩密度性）を有する繊維集合体であっても、難燃性を向上することができるため、難燃性と低嵩密度性（例えば断熱性、吸音性、クッション性など）などとの両立が可能であることも見出した。
以下、本発明の詳細についてさらに説明する。

［ポリエーテルイミド系繊維］
本発明に係るポリエーテルイミド系繊維は、ポリエーテルイミド系樹脂成分と、赤外線反射性成分とを少なくとも含む。赤外線反射性成分は、ポリエーテルイミド系繊維内部に存在していてもよいし、繊維表面に付着していてもよいし、その双方であってもよい。

例えば、ポリエーテルイミド系樹脂成分に赤外線反射性成分を混練し、その後、混練物を溶融紡糸することにより、赤外線反射性成分が内部に存在している（好ましくは分散している）ポリエーテルイミド系繊維を得ることができる。
また、例えば、ポリエーテルイミド系繊維（または繊維集合体）に対して、赤外線反射性成分を含むコーティング剤を含浸または塗布することにより、赤外線反射性成分が繊維表面に付着しているポリエーテルイミド系繊維（または繊維集合体）を得ることができる。

このポリエーテルイミド系繊維は、織編物、不織布等の布帛や綿状体（繊維マット）などの繊維集合体としてもよく、樹脂成形体の素材として用いることもできる。

（ポリエーテルイミド系樹脂成分）
本発明のポリエーテルイミド系樹脂成分は、ポリエーテルイミド系樹脂（ＰＥＩ系樹脂とも呼ばれる）を、例えば、繊維形成性樹脂として含有する。ポリエーテルイミド系樹脂は、ポリエーテルイミドを少なくとも含む。ポリエーテルイミドは少なくともエーテル単位とイミド単位とを繰返し構造単位として分子鎖中に含む重合体であって、たとえばエーテル単位を含む環状ジカルボン酸無水物単位とジアミン化合物単位との重縮合物が挙げられ、溶融成形性を有するものであれば特に限定されない。また、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、ポリエーテルイミドの主鎖にイミド単位、エーテル単位以外の構造単位、例えばエステル単位、オキシカルボニル単位等が含有されていてもよく、主鎖中に鎖状の脂肪族炭化水素構造、環状の炭化水素構造または芳香族炭化水素構造を有していてもよく、主鎖から鎖状の脂肪族炭化水素構造、環状の炭化水素構造または芳香族炭化水素構造からなる分岐構造があってもよく、これら主鎖または分岐構造中の炭素原子が窒素原子、酸素原子などで置換されていてもよい。ポリエーテルイミド系樹脂を構成するポリエーテルイミドは、結晶性または非晶性のいずれでもよいが、非晶性樹脂であることが好ましい。

具体的なポリエーテルイミドとしては、たとえば下記一般式で示されるユニットを有する。但し、式中Ｒ１は、６〜３０個の炭素原子を有する２価の芳香族残基であり；Ｒ２は、６〜３０個の炭素原子を有する２価の芳香族残基、２〜２０個の炭素原子を有するアルキレン基、２〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、および２〜８個の炭素原子を有するアルキレン基で連鎖停止されたポリジオルガノシロキサン基からなる群より選択された２価の有機基である。

上記Ｒ１、Ｒ２としては、例えば、下記式群に示される芳香族残基やアルキレン基（例えば、ｍ＝２〜１０）を有するものが好ましく使用される。

本発明では、非晶性、溶融成形性、コストの観点から、下記式で示される構造単位を主として有する、２，２−ビス［４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物とｍ−フェニレンジアミンとの縮合物が好ましい。このようなポリエーテルイミドは、「ＵＬＴＥＭ」の商標でＳＡＢＩＣジャパンから市販されている。

本発明で用いるポリエーテルイミドは、得られる繊維の機械的特性や寸法安定性、工程通過性をから、３９０℃、せん断速度１２００ｓｅｃ^−１での溶融粘度が５００以上５０００ｐｏｉｓｅ以下が好ましい。また、ポリエーテルイミドの分子量は特に限定されるものではないが、重量平均分子量（Ｍｗ）は１０００〜８００００の範囲が好ましく、１００００〜５００００の範囲がより好ましい。重量平均分子量（Ｍｗ）が高すぎる場合、繊維強度、耐熱性等の点で優れるが、樹脂製造コストや繊維化コストなどが増加するため好ましくない。

必要に応じ、重量平均分子量（Ｍｗ）と、数平均分子量（Ｍｎ）との比である分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．０〜２．５の範囲となるポリエーテルイミドを用いてもよい。

ポリエーテルイミド系樹脂は、ポリエーテルイミドのみからなるものであってもよいが、本発明の効果を損なわない範囲で、他の樹脂を含んでもよい。またポリエーテルイミド系樹脂には溶融紡糸性を向上する観点などから、熱安定剤や各種添加剤を含んでもよい。

（赤外線反射性成分）
本発明においては、赤外線反射性成分を適用することにより、ポリエーテルイミド系繊維が有する難燃性をさらに向上することができる。赤外線反射性成分は、赤外線を反射する特性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、各種金属、各種金属酸化物（例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄など）、各種複合酸化物（例えば、Ｃａ−Ｔｉ−Ｍｎ系複合酸化物、Ｆｅ−Ｃｒ系複合酸化物、Ｍｎ−Ｆｅ系複合酸化物など）、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム等を挙げることができる。

赤外線反射性成分は、例えば、波長８００〜２５００ｎｍにおける平均反射率が１０％以上であってもよく、好ましくは２０％以上、より好ましくは３０％以上であってもよい。一方で、反射率の上限は特に制限されないが、例えば９８％以下であってもよい。ここで、平均反射率としては、後述する実施例に記載された方法により測定された値を示すことができる。

遮光性が求められるような場合、例えば、赤外線反射性成分は、例えば、明度（Ｌ＊値）３０以下、好ましくは２０以下、より好ましくは１５以下であってもよい。そのような赤外線反射性成分は、赤外線反射黒色顔料などとして、市販されている顔料などを利用することが可能である。なお、明度（Ｌ＊）は、ＪＩＳ Ｋ ５１０１−２−２に準じて、評価することが可能である。

赤外線反射性成分は、繊維表面に付着すること、および／または繊維内部に混和することができる限り、各種形状を有することができる。例えば、赤外線反射性成分は、繊維表面を全体的または部分的に被覆するような形状（例えば、メッキ加工や蒸着による被覆形状）であってもよいし、粒子状などであってもよい。

ポリエーテルイミド系樹脂成分に対する赤外線反射性成分の割合は、ポリエーテルイミド系樹脂成分の難燃性を向上させる限り、その成分または形状などに応じて、適宜選択することが可能であり、例えば、０．１質量％以上、好ましくは０．６質量％以上、より好ましくは０．８質量％以上、特に好ましくは１．１質量％以上であってもよい。一方で、繊維化の観点や繊維用途に応じて、例えば、ポリエーテルイミド系樹脂成分に対する赤外線反射性成分の割合は、３０質量％以下、好ましくは２０質量％以下であってもよい。

赤外線反射性成分は、粒子状の赤外線反射性粒子であってもよい。赤外線反射性粒子の一次粒子の数平均粒子径（数平均一次粒子径）は、例えば、１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲であってもよく、好ましくは２００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲、より好ましくは３００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲にあってもよい。一次粒子の数平均粒子径が小さすぎる赤外線反射性成分を用いた場合、赤外線の反射効率が十分発揮されないおそれがある。一方で、一次粒子の数平均粒子径が大きすぎる場合、樹脂成分へ練り込む場合の繊維形成性が低減するおそれがある。なお赤外線反射性成分は、各種の数平均粒子径を有するものが市販されており、これらから選択して用いることができる。

赤外線反射性成分は、ポリエーテルイミド系繊維の紡糸工程において、赤外線反射性成分をポリエーテルイミド系樹脂成分に混和し、混和物を紡糸することにより付与してもよい。または、一旦製造された繊維または繊維集合体に対して、後加工により赤外線反射性成分を付着させてもよい。

赤外線反射性成分を繊維内部に混和させる場合、例えば、ポリエーテルイミドを含む樹脂に赤外線反射性成分を添加した赤外線反射性成分原着樹脂を溶融紡糸することにより繊維化を行ってもよい。赤外線反射性成分原着樹脂は、一旦赤外線反射性成分含有樹脂（マスターバッチ）を形成し、さらにポリエーテルイミド系樹脂とマスターバッチとを混練し、溶融紡糸することにより繊維化を行ってもよい。

具体的には、例えば、３４０〜４００℃の温度で融解した状態のポリエーテルイミドを含む樹脂（マトリックス樹脂）と赤外線反射性成分とを混練し、樹脂中に赤外線反射性成分が分散した赤外線反射性成分原着樹脂を形成する。その際、粉末状の赤外線反射性成分を溶融状態の樹脂に添加してもよいが、予め調製された赤外線反射性成分含有樹脂（マスターバッチ）を用いてもよい。この場合、ポリエーテルイミドを含む第１のポリエーテルイミド系樹脂と、マスターバッチを構成する第２のポリエーテルイミド系樹脂とが赤外線反射性成分原着樹脂のマトリックス樹脂となる。第１のポリエーテルイミド系樹脂と第２のポリエーテルイミド系樹脂は、異なる樹脂であってもよいが、同じ成分から構成されていることが好ましい。このようにして作製した赤外線反射性成分原着樹脂を溶融紡糸して繊維状とすることにより、赤外線反射性成分が繊維内部に混和または分散したポリエーテルイミド系繊維を作製できる。溶融紡糸の際の温度はポリエーテルイミド系樹脂の融点によるが、例えば３４０℃〜４３０℃、好ましくは３４０〜４１０℃、より好ましくは３４０〜４００℃であってもよい。

ポリエーテルイミド系繊維の溶融紡糸に際しては、公知の溶融紡糸装置を用いることができる。例えば、溶融押出し機でポリエーテルイミド系樹脂のペレットとマスターバッチのペレットを溶融混練し、所定の溶融粘度になった溶融ポリマーを紡糸筒に導く。そして溶融ポリマーをギヤポンプで計量し、紡糸ノズルから所定の量を吐出させ、得られた糸条を、巻き取ることによって、ポリエーテルイミド系繊維を製造することができる。

例えば、溶融紡糸の際には、直径０．１〜１０．０ｍｍ径のノズルより、樹脂を押し出して繊維状にしてもよい。この繊維を５００〜４０００ｍ／分、好ましくは１０００〜３０００ｍ／分で巻き取ることにより、赤外線反射性成分が特定量配合された繊維を得ることができる。繊維は、巻き取り後の繊維に延伸処理が行われた延伸繊維であってもよいし、延伸処理が行われない未延伸繊維であってもよい。例えば、結晶性のポリエーテルイミド系樹脂を用いる場合、必要に応じて延伸処理を施してもよい。あるいは、前記繊維を、例えば綿状体や不織布などの繊維集合体とする場合、ノズルから吐出した繊維を巻き取らずにそのまま用いてもよい。

赤外線反射性成分を繊維または繊維集合体へ後加工により付着させる場合、例えば、赤外線反射性成分は、メッキ加工（無電解メッキ）、蒸着加工により付着させてもよい。また、粒子状などの赤外線反射性成分をバインダー成分などとともにコーティングすることにより、繊維表面に付着させてもよい。この場合、後加工に用いられる繊維または繊維集合体は、赤外線反射性成分が混和されたポリエーテルイミド系繊維または繊維集合体であってもよいし、赤外線反射性成分が混和されていないポリエーテルイミド系繊維または繊維集合体であってもよい。なお、赤外線反射性成分が混和されていないポリエーテルイミド系繊維または繊維集合体は、赤外線反射性成分を混和しない他は、上述のポリエーテルイミド系繊維または繊維集合体の製造方法を参照して作製することが可能である。

本発明のポリエーテルイミド系繊維の断面形状は、公知または慣用の形状であればよく、円形断面であってもよく、異形断面（例えば、三角形などの多角形断面）であってもよい。

本発明のポリエーテルイミド系繊維は、限界酸素指数値（ＬＯＩ値）が２５以上であってもよく、好ましくは２８以上、より好ましくは３０以上であってもよい。また、限界酸素指数値は、高いほど好ましいが、４０以下である場合が多い。なお、ここでいう限界酸素指数値とは、ＪＩＳ Ｌ １０９１に準じて測定される値である。

ポリエーテルイミド系繊維の繊度は特に限定されず、用途に応じ、適宜選択できる。例えば単繊維繊度は、０．１ｄｔｅｘ以上であってもよく、好ましくは１ｄｔｅｘ以上、より好ましくは２ｄｔｅｘ以上であってもよい。また、単繊維繊度の上限も適宜用途に応じて設定することができ、例えば、１０００ｄｔｅｘ以下であってもよく、好ましくは１００ｄｔｅｘ以下、より好ましくは５０ｄｔｅｘ以下であってもよく、さらに必要に応じて、１０ｄｔｅｘ以下、５ｄｔｅｘ以下であってもよい。

本発明のポリエーテルイミド系繊維は、室温における繊維強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、例えば１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ〜１０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがより好ましい。ここで繊維強度は、ＪＩＳ Ｌ１０１３試験法に準拠して測定される値である。

このようなポリエーテルイミド系繊維は、産業資材分野、電気電子分野、農業資材分野、アパレル分野、光学材料分野、航空機・自動車・船舶分野などをはじめとして多くの用途に極めて有効に使用することができる。

［ポリエーテルイミド系繊維集合体］
本発明のポリエーテルイミド系繊維を含む繊維集合体の構造は特に限定されない。例えば、綿状体（繊維マット）であってもよいし、また例えば、織編物、不織布などの布帛などのシート状の繊維集合体であってもよく、あるいは、本発明の繊維を細断した繊維粉状体の集合体であってもよい。不織布としては、湿式不織布、乾式不織布（例えば、ニードルパンチ、水流交絡、ステッチボンドなどの機械的結合による乾式不織布、ケミカルボンドなどの化学的結合による乾式不織布、サーマルボンドなどの熱的結合による乾式不織布）、紡糸直結型不織布（スパンボンド不織布など）などが挙げられる。難燃性、耐熱性に優れるとともに嵩高い繊維集合体を得る観点から、ポリエーテルイミド系繊維集合体は、好ましくは綿状体（繊維マット）、乾式不織布（好ましくはニードルパンチ、ステッチボンドなど）などであってもよい。

本発明のポリエーテルイミド系繊維集合体は、例えば空気中の酸素との接触面積が広くなる場合であっても、優れた難燃性を発揮することができる。このような繊維集合体は、嵩密度が１ｋｇ／ｍ^３以上（例えば１ｋｇ／ｍ^３〜２０００ｋｇ／ｍ^３）の広い範囲から選択することができる。繊維集合体として断熱性能が求められる場合、繊維集合体は、例えば、嵩密度５００ｋｇ／ｍ^３以下、好ましくは４００ｋｇ／ｍ^３以下、より好ましくは３００ｋｇ／ｍ^３以下であってもよい。

繊維集合体の目付は、目的などに応じて適宜選択することができ、例えば、５〜１０００ｇ／ｍ^２の広い範囲から選択することができる。繊維集合体として断熱性能が求められる場合、繊維集合体は、例えば、目付が、好ましくは１５０〜９００ｇ／ｍ^２、より好ましくは２００〜８００ｇ／ｍ^２であってもよい。

繊維集合体は、本発明のポリエーテルイミド系繊維に加え、他の難燃性繊維を含んでもよい。例えば、本発明のポリエーテルイミド系繊維と、他の難燃性繊維の混合物として、布帛や綿状体を形成してもよい。あるいは、本発明のポリエーテルイミド繊維を含む一以上の層と、必要に応じ、他の難燃性繊維からなる一以上の層を積層した積層体としてもよい。

他の難燃性繊維としては、例えば、限界酸素指数値（ＬＯＩ値）が２５以上である繊維が挙げられる。このような繊維としては、赤外線反射性成分を含有しないポリエーテルイミド系繊維であってもよいし、公知または慣用の難燃性繊維として、ハロゲン系化合物含有難燃性繊維、リン系化合物含有難燃性繊維、液晶性繊維（アラミド繊維、液晶ポリエステル繊維）、ＰＢＯ繊維、ポリイミド繊維、フェノール系繊維、アクリレート系繊維などに加え、各種難燃剤による後加工により難燃性を付与した難燃性繊維が挙げられる。これらの難燃性繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。

繊維集合体は、本発明のポリエーテルイミド系繊維を、例えば３０質量％以上、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上含んでいてもよい。

この繊維集合体がシート状の繊維構造体（例えば布帛）である場合、単層として、あるいは積層体に含まれる複数の層の全体における単位面積あたりの含有量として、例えば、赤外線反射性成分を０．１〜２００ｇ／ｍ^２含有してもよく、好ましくは０．３〜１５０ｇ／ｍ^２、より好ましくは０．５〜１００ｇ／ｍ^２含有してもよい。

さらに、本発明は、繊維形成性樹脂成分と、上述した赤外線反射性成分とを少なくとも含み、前記赤外線反射性成分が、繊維表面、繊維内部、または双方に存在する、難燃性繊維を包含してもよい。前記難燃性繊維は、ハロゲン系化合物、リン系化合物、各種難燃剤などの難燃性成分をさらに含んでいてもよい。繊維形成性樹脂成分としては、ポリアミド、ポリエステル、アクリレート、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、液晶ポリマー、ＰＢＯ樹脂、ポリイミド、ポリフェノールなどの各種繊維形成性樹脂成分が挙げられてもよい。難燃性樹脂を形成するに当たり、例えば、これらの樹脂成分を、上記ポリエーテルイミド系樹脂と同様に、赤外線反射性成分と組み合わせて使用してもよい。このような難燃性繊維は、燃焼場で観測される赤外線からの輻射熱の吸収を赤外線反射性成分により抑制することができるためか、繊維または繊維構造体の難燃性を更に向上することができ得る。

本発明の難燃性繊維および繊維集合体（特に、ポリエーテルイミド系繊維およびポリエーテルイミド系繊維集合体）は、産業用資材、各種インテリア資材、耐熱性衣類などとして、また難燃性が求められる用途において、例えば、一般家屋、病院、学校、宿泊施設などの各種施設や輸送機器等の閉鎖空間内においても、安全に利用することができる。特に、嵩密度が小さい繊維集合体は、例えば、断熱材料、耐火材料、クッション材料、フィルタ材料（例えば、バグフィルタなど）などとして有用である。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例は下記の方法により評価した。

［赤外線反射性成分の明度（Ｌ＊）］
明度（Ｌ＊）は、赤外線反射性成分含有ＰＥＩ繊維不織布５００ｇ/ｍ^２を用いて、３００℃、２ＭＰaにて熱プレス成型によりシートを作製し、このシートについて、「分光測色計ＣＭ−３７００Ａ」(コニカミノルタ株式会社)を用いて測定を行い、求めた。

［赤外線反射性成分の平均反射率］
上記の明度（Ｌ＊値）を測定するために作製した評価用シートについて、「自記分光光度計Ｕ−３４００」（株式会社日立ハイテクノロジーズ）を用いて測定を行い、８００〜２５００ｎｍの波長における平均反射率（％）を求めた。図１には、実施例および比較例で用いられた赤外線反射性成分の反射率を示している。

［赤外線反射性成分の数平均粒子径］
実施例では、所定の数平均粒子径を有する市販の赤外線反射性成分を用いた。市販品では、動的光散乱法、レーザー回折法等を利用して数平均粒子径の測定を行った。なお、繊維中の赤外線反射性成分の数平均粒子径は、電界放出型走査型電子顕微鏡を用い、線維断面の観察を行うことにより、求めることができる。

［ポリエーテルイミド系樹脂の分子量］
ポリエーテルイミド系樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）は、Ｗａｔｅｒｓ社製のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）、１５００ＡＬＣ／ＧＰＣ（ポリスチレン換算）を用いて測定した。クロロホルムを溶媒として、０．２質量％になるように試料を溶解したのち、ろ過して測定に供した。

［繊度および繊維強度］
ＪＩＳ Ｌ１０１３試験法に準拠して、予め調湿されたヤーンを、室温（２５℃）において試長２０ｃｍ、初荷重０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘ及び引張速度５０％／分の条件で測定し、ｎ＝２０の平均値を繊維強度 （ｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。また繊維繊度（ｄｔｅｘ）は質量法により求めた。

［着火時間］
電熱ヒータが配設された加熱装置において、サンプルを加熱して加熱下でサンプルが着火するまでの時間を測定し、着火時間（秒）とした。詳細には、加熱装置内部では、図２に示すように、サンプル２（５ｃｍｘ５ｃｍ）を台３の上に水平に保持した。サンプル２の上方には電熱ヒータ１（軸直径：１ｃｍ、軸方向長さ：２０ｃｍ）が配設されており、電熱ヒータ１と、サンプル２とは、（ｉ）電熱ヒータ１と、サンプル２の長手方向の中央線とは平行であって、（ｉｉ）サンプル２の中心は電熱ヒータの軸方向の中央部分とが一致するとともに、（ｉｉｉ）電熱ヒータ１の底部からサンプル２表面が５ｍｍ離れている。加熱装置の扉を閉め、庫内を閉鎖環境とした後、電熱ヒータ１を５６０Ｗで連続して加熱しながら、サンプルが着火するまでの着火時間（秒）を測定し、ｎ＝２の平均値を採用した。

［目付、厚みおよび嵩密度］
サンプルの目付（坪量：ｇ／ｍ^２）は、ＪＩＳ Ｐ８１２４ の紙のメートル坪量試験方法により、求め、サンプルの厚み（ｍｍ）は、ＫＥＳ−６５ ハンディ圧縮試験機（カトーテック（株）製）にて０．５ｋｐａ加圧時の厚さを測定した。また、サンプルの嵩密度（ｋｇ／ｍ^３）は、目付と厚みのデータより、算出した。

［Ｃａ−Ｔｉ−Ｍｎ系複合酸化物の合成方法］
酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）を混合し、混合物を大気中、７００〜１２００℃にて加熱焼成した。得られた粉末をハンマーミルにて粉砕し、Ｃａ−Ｔｉ−Ｍｎ系複合酸化物を得た。得られたＣａ−Ｔｉ−Ｍｎ系複合酸化物の明度（Ｌ＊）は３０以下であった。

［Ｆｅ−Ｃｒ系複合酸化物の合成方法］
酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を混合し、混合物を大気中、７００〜１２００℃にて加熱焼成した。得られた粉末をハンマーミルにて粉砕し、Ｃｒ−Ｆｅ系複合酸化物を得た。得られたＣｒ−Ｆｅ系複合酸化物の明度（Ｌ＊）は３０以下であった。

［実施例１］
ポリエーテルイミド系樹脂（ＳＡＢＩＣジャパン製「ＵＬＴＥＭ９０１１」）を準備し、同じ樹脂をベースとして赤外線反射性成分（アナターゼ型酸化チタン粒子、一次粒子の平均粒子径（数平均粒子）が５００ｎｍ）を１０質量％含むマスターバッチを別に準備した。得られたマスターバッチおよび上記のポリエーテルイミド系樹脂を用いて、最終的な繊維において赤外線反射性成分が０．５質量％含まれるように、双方を単軸押出機に投入し、３９０℃で溶融しながらスクリューで混練したものをギヤポンプにて計量し、直径０．３ｍｍのノズルより吐出させ、１５００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、ポリエーテルイミド系繊維２６４０ｄｔｅｘ／１２００ｆを得た。なおここで用いたポリエーテルイミド系樹脂は非晶性ポリエーテルイミド系樹脂であり、重量平均分子量Ｍｗは３２０００、数平均分子量Ｍｎは１４５００、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎは２．２であった。得られた繊維に捲縮を施した後、切断して繊維長７６ｍｍの短繊維を作製した。この短繊維をカードにかけ、目付１５０ｇ／ｍ^２の繊維ウェブを作製した。次いで、このウェブを６枚重ねて、ニードルパンチ法を用いて不織布（目付９００ｇ／ｍ^２、厚み４ｍｍ、嵩密度２２５ｋｇ／ｍ^３）を得た。

［実施例２］
実施例１と同じポリエーテルイミド系樹脂および赤外線反射性成分を準備し、最終的な繊維において赤外線反射性成分が１．０質量％含まれる以外は、実施例１と同様の条件で紡糸を行うことにより、ポリエーテルイミド系繊維２６４０ｄｔｅｘ／１２００ｆを得た。さらに、得られた繊維から、実施例１と同様にして不織布（目付９００ｇ／ｍ^２、厚み４ｍｍ、嵩密度２２５ｋｇ／ｍ^３）を得た。

［実施例３］
実施例１と同じポリエーテルイミド系樹脂および赤外線反射性成分を準備し、最終的な繊維において赤外線反射性成分が３．０質量％含まれる以外は、実施例１と同様の条件で紡糸を行うことにより、ポリエーテルイミド系繊維２６４０ｄｔｅｘ／１２００ｆを得た。さらに、得られた繊維から、実施例１と同様にして不織布（目付９００ｇ／ｍ^２、厚み４ｍｍ、嵩密度２２５ｋｇ／ｍ^３）を得た。

［実施例４］
実施例１と同じポリエーテルイミド系樹脂（ＳＡＢＩＣジャパン製「ＵＬＴＥＭ９０１１」）を準備し、この樹脂をベースとして赤外線反射性成分であるＣａ−Ｔｉ−Ｍｎ系複合酸化物（一次粒子の平均粒子径（数平均粒子径）：６００ｎｍ）を５質量％含むマスターバッチを別に準備した。得られたマスターバッチおよび上記のポリエーテルイミド系樹脂を用いて、最終的な繊維において赤外線反射性成分が０．２５質量％含まれるように、双方を単軸押出機に投入し、３９０℃で溶融しながらスクリューで混練したものをギヤポンプにて計量し、直径０．３ｍｍのノズルより吐出させ、１５００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、ポリエーテルイミド系繊維２６４０ｄｔｅｘ／１２００ｆを得た。さらに、得られた繊維から、実施例１と同様にして不織布（目付９００ｇ／ｍ^２、厚み４ｍｍ、嵩密度２２５ｋｇ／ｍ^３）を得た。

［実施例５］
実施例４と同じポリエーテルイミド系樹脂および赤外線反射性成分を準備し、最終的な繊維において赤外線反射性成分が０．５質量％含まれる以外は、実施例４と同様の条件で紡糸を行うことにより、ポリエーテルイミド系繊維２６４０ｄｔｅｘ／１２００ｆを得た。さらに、得られた繊維から、実施例４と同様にして不織布（目付９００ｇ／ｍ^２、厚み４ｍｍ、嵩密度２２５ｋｇ／ｍ^３）を得た。

［実施例６］
実施例１と同じポリエーテルイミド系樹脂（ＳＡＢＩＣジャパン製「ＵＬＴＥＭ９０１１」）を準備し、この樹脂をベースとして赤外線反射性成分であるＦｅ−Ｃｒ系複合酸化物（、一次粒子の平均粒子径（数平均粒子径）：６００ｎｍ）を１０質量％含むマスターバッチを別に準備した。得られたマスターバッチおよび上記のポリエーテルイミド系樹脂を用いて、最終的な繊維において赤外線反射性成分が０．５質量％含まれるように、双方を単軸押出機に投入し、３９０℃で溶融しながらスクリューで混練したものをギヤポンプにて計量し、直径０．３ｍｍのノズルより吐出させ、１５００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、ポリエーテルイミド系繊維２６４０ｄｔｅｘ／１２００ｆを得た。さらに、得られた繊維から、実施例１と同様にして不織布（目付９００ｇ／ｍ^２、厚み４ｍｍ、嵩密度２２５ｋｇ／ｍ^３）を得た。

［実施例７］
実施例６と同じポリエーテルイミド系樹脂および赤外線反射性成分を準備し、最終的な繊維において赤外線反射性成分が１．０質量％含まれる以外は、実施例６と同様の条件で紡糸を行うことにより、ポリエーテルイミド系繊維２６４０ｄｔｅｘ／１２００ｆを得た。さらに、得られた繊維から、実施例１と同様にして不織布（目付９００ｇ／ｍ^２、厚み４ｍｍ、嵩密度２２５ｋｇ／ｍ^３）を得た。

［比較例１］
実施例１と同じポリエーテルイミド系樹脂（ＳＡＢＩＣジャパン製「ＵＬＴＥＭ９０１１」）を準備し、赤外線反射性成分を用いない以外は実施例１と同様の条件で紡糸を行うことにより、ポリエーテルイミド系繊維２６４０ｄｔｅｘ／１２００ｆを得た。さらに、得られた繊維から、実施例１と同様にして不織布（目付９００ｇ／ｍ^２、厚み４ｍｍ、嵩密度２２５ｋｇ／ｍ^３）を得た。

［比較例２］
実施例１と同じポリエーテルイミド系樹脂（ＳＡＢＩＣジャパン製「ＵＬＴＥＭ９０１１」）を準備し、この樹脂をベースとして赤外線を吸収する成分であるカーボンブラック（一次粒子の平均粒子径（数平均粒子径）：４０ｎｍ）を１質量％含むマスターバッチを別に準備した。得られたマスターバッチおよび上記のポリエーテルイミド系樹脂を用いて、最終的な繊維において赤外線反射性成分が０．１質量％含まれるように、双方を単軸押出機に投入し、３９０℃で溶融しながらスクリューで混練したものをギヤポンプにて計量し、直径０．３ｍｍのノズルより吐出させ、１５００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、ポリエーテルイミド系繊維２６４０ｄｔｅｘ／１２００ｆを得た。さらに、得られた繊維から、実施例１と同様にして不織布（目付９００ｇ／ｍ^２、厚み４ｍｍ、嵩密度２２５ｋｇ／ｍ^３）を得た。

表１に示す結果より、実施例１〜７では、比較例１および２と比べ、いずれの燃焼開始時間を遅らせることが可能である。特に実施例では、赤外線反射率が高いもの（例えば赤外線反射率２０％以上）ほど、ヒータによる基材の加熱が抑えられ、燃焼開始時間が遅くなる傾向にあった。この事から、赤外線反射性成分の添加が、難燃性向上に寄与していると言える。

本発明によれば、より高い難燃性を有するポリエーテルイミド系繊維を提供できる。このような繊維を用いて形成された繊維集合体は、産業用資材、各種インテリア資材、耐熱性衣類などとして、難燃性が求められる用途において、例えば、一般家屋、病院、学校、宿泊施設などの各種施設や輸送機器等の閉鎖空間内においても、安全に利用することができる。

１．電熱ヒータ
２．サンプル
３．高さ調節用台 (セラミック製)

Claims (13)

1. ポリエーテルイミド系樹脂成分と、赤外線反射性成分とを少なくとも含み、
   前記赤外線反射性成分が、繊維表面、繊維内部、または双方に存在する
   ポリエーテルイミド系繊維。
2. 前記ポリエーテルイミド系樹脂成分に対する赤外線反射性成分の割合が０．６質量％以上である、請求項１に記載のポリエーテルイミド系繊維。
3. 前記赤外線反射性成分の波長８００〜２５００ｎｍの光に対する平均反射率が１５％以上である、請求項１または２に記載のポリエーテルイミド系繊維。
4. 前記赤外線反射性成分が、粒子状であり、該赤外線反射性成分が前記ポリエーテルイミド系繊維内に分散している、請求項１から３のいずれか１項に記載のポリエーテルイミド系繊維。
5. 前記赤外線反射性成分の一次粒子の数平均粒子径が１００〜２０００ｎｍである、請求項１から４のいずれか１項に記載のポリエーテルイミド系繊維。
6. 前記赤外線反射性成分が明度（Ｌ＊）３０以下である、請求項１から５のいずれか１項に記載のポリエーテルイミド系繊維。
7. 前記ポリエーテルイミド系繊維において、ポリエーテルイミド系繊維の単繊維繊度が１〜１０ｄｔｅｘである、請求項１から６のいずれか１項に記載のポリエーテルイミド系繊維。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載されたポリエーテルイミド系繊維で少なくとも構成され、嵩密度が１ｋｇ／ｍ^３以上である、ポリエーテルイミド系繊維集合体。
9. 嵩密度が１ｋｇ／ｍ^３以上５００ｋｇ／ｍ^３以下である、請求項８に記載のポリエーテルイミド系繊維集合体。
10. 目付が５〜１０００ｇ／ｍ^２である、請求項８または９に記載のポリエーテルイミド系繊維集合体。
11. ポリエーテルイミド系繊維を３０質量％以上含有し、他の繊維として限界酸素指数値（ＬＯＩ値）が２５以上である繊維を含有する、請求項８から１０のいずれか１項に記載のポリエーテルイミド系繊維集合体。
12. 綿状体または乾式不織布である、請求項８から１１のいずれか１項に記載のポリエーテルイミド系繊維集合体。
13. 断熱材料、耐火材料、クッション材料、またはフィルタ材料として用いられる、請求項８から１２のいずれか１項に記載のポリエーテルイミド系繊維集合体。

Images