JP6296588B2 - ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（以下、ＰＰＴＡと略称する。）繊維複合体パルプの製造方法に関する。
ＰＰＴＡパルプは、ＰＰＴＡ繊維をフィブリル化した約１〜３ｍｍ長さの粒子であり、市販のＴｗａｒｏｎ（商品名；テイジンアラミドＢＶ社製）、Ｋｅｖｌａｒ（商品名；Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製）などが知られている。
ＰＰＴＡパルプの主要な用途は、当該パルプを水中に分散させた後に抄紙し、乾燥した紙にフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱・加圧成形することで製造される摩擦材や絶縁材である。
例えば、自動車用自動変速機の湿式多板クラッチでは、摩擦材中の気孔部に保持された潤滑油の浸み出しによって潤滑特性が発揮されるため、表面層に高度にフィブリル化したパルプが存在することで、良好な摩擦特性が発揮される。そして摩擦材においても、自動車用エンジンの高回転、高出力化傾向にあわせて、強度や耐熱性、耐久性の点で更なる改善が求められている。
ところで、ＰＰＴＡパルプの主たる製法は、アラミド重合体成形物（繊維またはフィルム）を機械的にフィブリル化する方法（以下、機械加工法という。）、あるいは、アラミド重合体溶液を高速攪拌している沈澱剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）中へ導入する方法（以下、沈澱法という。）である。しかし、沈澱法では沈澱剤を使用するので、工業的製法としては経済的に不利益なものとなる。
また機械加工法にも２通りあり、乾燥した連続繊維を短繊維に切断し該短繊維をフィブリル化する方法（例えば、特許文献１）と、乾燥した繊維ではなくＰＰＴＡ溶媒溶液を紡糸して得られる湿潤状態の糸を用いる方法（例えば、特許文献２〜５）がある。
特許文献１には、紡糸、乾燥してクラックが入った長繊維を製造し、該長繊維を切断した短繊維に機械的な剪断力を加え、フィブリル化する方法が開示されているが、この方式で製造したパルプは、フェノール樹脂等の含浸・浸透性が劣るため摩擦材としたときの強度面で課題がある。
一方、特許文献２には、高度にフィブリル化したパルプ粒子（長さ約０．５〜３ｍｍ）を得るため、湿潤状態の糸（含水率５〜２００重量％）を爆砕する方法；特許文献３には、湿潤状態の糸（含水率５０重量％以上）に、発泡剤（アゾジカルボンアミド）を含浸させた後、発泡剤の分解温度以上の温度に加熱し、繊維内部からの破壊力によりフィブリル化する方法；特許文献４〜５には、高度にフィブリル化したＰＰＴＡパルプを得るため、湿潤状態（含水率は不明）のまま切断した短繊維を水に分散させた分散液を、リファイナー等を使用し高剪断力で機械的にフィブリル化する方法；が開示されている。しかし、これらのＰＰＴＡパルプは、フェノール樹脂等の含浸・浸透性および接着性が劣るため、性能面で課題がある。
一方、特許文献６〜７には、水系エポキシ樹脂エマルジョン中にＰＰＴＡパルプを分散させ、次いでろ別、脱水することにより、エポキシ樹脂により表面処理されたＰＰＴＡを製造することが開示されているが、パルプを抄紙する際に表面処理したエポキシ樹脂が水中に溶出し、フェノール樹脂等の含浸・浸透性が劣るため摩擦材としたときの強度面で課題があり、抄紙排水のＣＯＤ値も高くなるため、環境面でも課題がある。
また、硬化性エポキシ化合物を浸透・含浸させたＰＰＴＡ繊維複合体を熱処理した繊維（水分率１０重量％以下）を機械加工によりフィブリル化する方法も考えられる。しかしながら、この場合には、含浸させたエポキシ化合物が熱処理によって硬化した後に、フィブリル化するため、フェノール樹脂等を均一に含浸・浸透させることが困難であり、摩擦材としたきの強度面にやはり課題がある。しかも、熱処理をするので、工業的製法としては経済的に不利益なものとなる。
本発明の目的は、環境にやさしく、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の含浸・浸透性および接着性が良好で、強度や耐久性に優れる摩擦材を得ることが可能なポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプの製造方法を提供することにある。
本発明は上記課題を解決するため、次の手段をとるものである。
（１）水分率１５〜２００重量％に調整されたポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維骨格内に、硬化性エポキシ化合物および必要に応じて硬化剤（ただし、同一分子中にイミダゾール基とアルコキシシリル基とを有するイミダゾールシラン系化合物を含まない。）を浸透・含浸させてなる繊維を切断して短繊維とし、該短繊維を機械加工によりフィブリル化することを特徴とするポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプの製造方法。
（２）上記（１）に記載の水分率１５〜２００重量％に調整されたポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維骨格内に、さらに下記一般式（Ｉ）で表される相溶化剤を、前記硬化性エポキシ化合物との合計量として０．１重量％以上１０．０重量％以下浸透・含浸させてなる繊維を切断して短繊維とし、該短繊維を機械加工によりフィブリル化することを特徴とするポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプの製造方法。
（化１）
Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｒ２ ・・・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１ は炭素原子数１〜１０のアルキル基、または炭素原子数１〜１０のアルケニル基であり、Ｒ２は水素原子、または炭素原子数１〜５のアルキル基または炭素原子数１〜５のアルケニル基を示す。また、Ａは炭素原子数２〜４のアルキレン基を、ｎはオキシアルキレン基（ＡＯ）の平均付加モル数を表す１〜１０の整数である。なお、−（ＡＯ）−においては、同一のオキシアルキレン基が付加していても、２種類以上のオキシアルキレン基が付加していてもよい。）
（化１）
Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｒ２ ・・・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１ は炭素原子数１〜１０のアルキル基、または炭素原子数１〜１０のアルケニル基であり、Ｒ２は水素原子、または炭素原子数１〜５のアルキル基または炭素原子数１〜５のアルケニル基を示す。また、Ａは炭素原子数２〜４のアルキレン基を、ｎはオキシアルキレン基（ＡＯ）の平均付加モル数を表す１〜１０の整数である。なお、−（ＡＯ）−においては、同一のオキシアルキレン基が付加していても、２種類以上のオキシアルキレン基が付加していてもよい。）
（３）硬化性エポキシ化合物が、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルから選ばれる１種類または、２種類以上の混合物である、上記（１）または（２）に記載のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプの製造方法。
（４）硬化性エポキシ化合物が未硬化の状態で含有される、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプの製造方法。
本発明のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプは、硬化性エポキシ化合物をポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維骨格内に浸透・含浸させた繊維複合体で形成されているため、硬化性エポキシ化合物を浸透・含浸させていないパルプに比べて熱硬化性樹脂との接着力が高く、抄造した紙状物に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを硬化させて得られたプレートは、耐熱性、引張強さ、曲げ特性に優れている。そのため、車両や産業用機械のクラッチ板やブレーキ板に好適な長寿命、大クラッチ容量であって、自動車用エンジンの高回転や高出力化にも対応可能な摩擦材を提供できる。ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物と相溶化剤を浸透・含浸させた繊維複合体から作製したパルプは、水分散性が良く抄紙性に優れている。
以下、本発明のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプ（以下、ＰＰＴＡ繊維複合体パルプと略称する。）の製造方法について詳細に説明する。
本発明のＰＰＴＡ繊維複合体パルプは、水分率１５〜２００重量％に調整されたＰＰＴＡ繊維骨格内に、硬化性エポキシ化合物および必要に応じて硬化剤を含浸・浸透させてなる繊維を用いて製造される。前記ＰＰＴＡ繊維骨格内に、さらに、下記一般式（Ｉ）で表される相溶化剤を浸透・含浸させてなる繊維を用いても良い。
本発明におけるポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）は、テレフタル酸とパラフェニレンジアミンを重縮合して得られる重合体であり、少量のジカルボン酸およびジアミンを共重合したものも使用することができ、かかる重合体および共重合体の数平均分子量は２０，０００〜２５，０００の範囲が好ましい。
代表的なＰＰＴＡ繊維は、ＰＰＴＡを濃硫酸に溶解した粘調な溶液を、紡糸口金からせん断速度２５，０００〜５０，０００ｓｅｃ−１で吐出し、空気中に紡出した後、水中に紡糸し、水酸化ナトリウム水溶液で中和処理することにより製造される。この紡糸した繊維を１００〜１５０℃で乾燥することにより、水分率が１５〜２００重量％に調整されたＰＰＴＡ繊維が得られる。ＰＰＴＡ繊維の水分率が１５重量％以上あれば、平衡水分率よりも高い水分を含有する乾燥前の状態であるため、結晶サイズが比較的小さくＰＰＴＡ繊維結晶間の間隙が広いので、硬化性エポキシ化合物や相溶化剤を繊維骨格内に浸透・含浸させることが容易となる。また、水分率が２００重量％以下であれば、繊維の巻き出しや巻き取り操作も容易である。好ましい水分率は３０〜２００重量％、さらに好ましい水分率は３５〜７０重量％である。
含浸・浸透させる硬化性エポキシ化合物は、脂肪族エポキシ化合物、芳香環を有するエポキシ化合物のいずれも使用でき、これらを併用することもできる。
脂肪族エポキシ化合物としては、グリセロール、ソルビトール、ポリグリセロールなどの多価アルコールのグリシジルエーテル化合物から選ばれる１種または、２種以上の混合物であることが好ましい。例えば、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。これらの化合物の中でも、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルが特に好ましく用いられる。
芳香環を有するエポキシ化合物としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂から選ばれる１種または、２種以上の混合物であることが好ましい。例えば、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン［ビスフェノールＦ］、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン［ビスフェノールＡ］、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン［ビスフェノールＣ］などのグリシジルエーテル化物が挙げられる。これらの中でも、常温で液状の、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦのグリシジルエーテル化物が特に好ましく用いられる。
硬化剤としては、アミン化合物が好ましく、三級アミン化合物が特に好ましい。例えば、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミンや、脂肪族一級アミンにエチレンオキサイドを付加した長鎖アルキルポリオキシエチレン型三級アミンなどが挙げられる。
相溶化剤は、硬化性エポキシ化合物と併用することでＰＰＴＡ繊維複合体パルプの水への分散性を向上させる効果があり、下記一般式（Ｉ）で表されるグリコールエーテル系化合物が好ましく用いられる。Ｒ１の炭素数が大きくなると水溶性が低下するため水分率の高いＰＰＴＡ繊維に浸透・含浸し難くなり、ｎが大きくなると高分子量化することによりＰＰＴＡ繊維に浸透・含浸し難くなる。相溶化剤は、硬化性エポキシ化合物よりも親水性の化合物であることが望ましい。
（化２）
Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｒ２ ・・・・・（Ｉ）
（化２）
Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｒ２ ・・・・・（Ｉ）
上記一般式（Ｉ）において、Ｒ１は炭素原子数１〜１０、好ましくは炭素原子数４〜８のアルキル基またはアルケニル基であり、Ｒ２は水素原子、または炭素原子数１〜５のアルキル基または炭素原子数１〜５のアルケニル基を示す。好ましくは、Ｒ２ は水素原子である。また、Ａは炭素原子数２〜４のアルキレン基、好ましくは炭素原子数２〜３のアルキレン基であり、ｎはオキシアルキレン基（ＡＯ）の平均付加モル数を表す１〜１０の整数、好ましくは２〜８である。なお、−（ＡＯ）−においては、同一のオキシアルキレン基が付加していても、２種類以上のオキシアルキレン基が付加していてもよい。
一般式（Ｉ）で示される化合物の好ましい具体例としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコール（ｎ＝３）グリセリルエーテルなどが挙げられる。これらのグリコールエーテル系化合物は、それぞれ単独で使用してもよいし、２種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
硬化性エポキシ化合物（硬化剤を含む）および相溶化剤のＰＰＴＡ繊維骨格内への含浸量は、これらの合計量として、好ましくは０．１〜１０．０重量％、より好ましくは０．２〜４．０重量％、さらに好ましくは０．２〜２．０重量％である。ここで、「含浸量」は、ＰＰＴＡ繊維の水分率を０％に換算したときの繊維重量に対する値である。硬化性エポキシ化合物のみの含浸量は、好ましくは０．１〜５．０重量％、より好ましくは０．２〜４．０重量％、さらに好ましくは０．２〜２．０重量％である。
ＰＰＴＡ繊維骨格内には、その他の成分として、本発明の効果を阻害しない範囲で、油剤、非イオン界面活性剤などの浸透剤、シリコーン系化合物、フッ素系化合物、有機界面活性剤などの平滑剤、オキサゾリンや酸無水物などの樹脂改良剤、イソシアネート系のカップリング剤などが含有されていても良い。
硬化性エポキシ化合物および相溶化剤をＰＰＴＡ繊維に付与する方法は、特に限定されるものではなく、浸漬給油法、スプレー給油法、ローラー給油法、計量ポンプを用いたガイド給油法など公知の方法で良い。硬化性エポキシ化合物、硬化剤および相溶化剤を付与する順序は特に限定されるものではなく、段階的付与でも同時付与でも良いが、段階的付与では硬化性エポキシ化合物、相溶化剤の順に付与するのが工程面および性能面で好ましい。
硬化性エポキシ化合物等を含浸させた後、ＰＰＴＡ繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物をより浸透させるため、機械加工するまでの間に、ＰＰＴＡ繊維複合体を室温雰囲気下に保管して、エージング処理を行っても良い。ただし、エージング処理を行う際、機械加工によるフィブリル化を効率的に行うためにＰＰＴＡ繊維複合体の表面上の水分が必要以上に蒸発しないよう、処置を施す必要がある。ＰＰＴＡ繊維複合体の水分量を低下させない方法としては特に限定されるものではないが、巻き上げられたＰＰＴＡ繊維複合体を個装袋にて包装する、調湿された低温倉庫に保管する、霧状のミストを噴霧するなどの方法が挙げられる。これらの方法のうち、少なくとも一つの方法、あるいは複数の方法を用いても差し支えない。
本発明のＰＰＴＡ繊維複合体パルプは、水分率１５〜２００重量％に調整されたポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物などを浸透・含浸させたＰＰＴＡ繊維複合体を用いる以外は、従来の機械加工法を適用して製造することができる。具体的には、上記ＰＰＴＡ繊維複合体を１〜５０ｍｍの長さに切断して短繊維とし、該短繊維を破砕、すりつぶし、衝撃あるいは叩解のような機械的剪断力を加えフィブリル化する。
本発明のＰＰＴＡ繊維複合体パルプは、平均繊維長（重量加重平均）が約３ｍｍ以下の高度にフィブリル化したパルプで、熱処理を施していないため、硬化性エポキシ化合物が未硬化の状態で含有される。硬化性エポキシ化合物を浸透・含浸させていない従来のアラミドパルプと比べて、同等もしくはそれ以上のろ水度を有しており、潤滑油や粉体の保持性能に優れるものである。
また、本発明のＰＰＴＡ繊維複合体パルプは、原料となるＰＰＴＡ繊維複合体が、水分率が平衡水分率よりも高い、すなわち繊維結晶間の間隙が広いＰＰＴＡ繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物を浸透・含浸させたものであるため、機械加工により生成したフィブリルの深部にも硬化性エポキシ化合物が付着していることより、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などのマトリックス樹脂を均一に浸透・含浸させることができ、マトリックス樹脂に対する接着力が高いためマトリックス樹脂からの剥離や脱落が生じ難い。
本発明のＰＰＴＡ繊維複合体パルプは、パラアラミドパルプ紙、摩擦材、絶縁材の原料などとして有用である。
以下に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の「％」及び「部」は特に断りのない限り、それぞれ「重量％」及び「重量部」を示す。
（実施例１）
ＰＰＴＡ（分子量約２０，０００）１ｋｇを４ｋｇの濃硫酸に溶解し、直径０．１ｍｍのホールを１０００個有する口金からせん断速度３０，０００ｓｅｃ−１となるよう吐出し、４℃の水中に紡糸した後、１０％の水酸化ナトリウム水溶液で、１０℃×１５秒の条件で中和処理し、その後、１１０℃×１５秒間熱処理をして、水分率３５％のＰＰＴＡ繊維（水分率０％換算のとき総繊度１，６７０ｄｔｅｘ）を調製した。
ＰＰＴＡ（分子量約２０，０００）１ｋｇを４ｋｇの濃硫酸に溶解し、直径０．１ｍｍのホールを１０００個有する口金からせん断速度３０，０００ｓｅｃ−１となるよう吐出し、４℃の水中に紡糸した後、１０％の水酸化ナトリウム水溶液で、１０℃×１５秒の条件で中和処理し、その後、１１０℃×１５秒間熱処理をして、水分率３５％のＰＰＴＡ繊維（水分率０％換算のとき総繊度１，６７０ｄｔｅｘ）を調製した。
このＰＰＴＡ繊維に、硬化性エポキシ化合物としてソルビトールポリグリシジルエーテルを４０部、相溶化剤としてジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル６０部を含有する薬剤原液を付与し、硬化性エポキシ化合物と相溶化剤をＰＰＴＡ繊維に浸透・含浸させた後、ボビンに巻き取り、ＰＰＴＡ繊維複合体を製造した。含浸量（対絶乾繊維重量換算）は、硬化性エポキシ化合物が０．４％、相溶化剤が０．６％であった。
得られたＰＰＴＡ繊維複合体をロービングカッターで６ｍｍに切断した。この含水ＰＰＴＡ繊維複合体短繊維の乾燥重量として２００ｇを、６０ｋｇのイオン交換水に分散させ、シングルディスクリファイナーを用い３０００ｒｐｍの条件でフィブリル化し、ＰＰＴＡ繊維複合体パルプを得た。ＪＩＳ Ｐ８１２１−２号の方法により測定したパルプのろ水度は７７０ｍＬであった。
こうして得られた含水ＰＰＴＡ繊維複合体パルプの乾燥重量として２５ｇを、パルプ離解装置を用いて３０００ｒｐｍで４リットルの水に分散させ、次いで２５ｃｍ角の角型シートマシーンにより、♯８０メッシュの金網を用いて、常法に従って抄紙を行い、その後乾燥して２５ｃｍ角、単位重量４００ｇ／ｍ2 のパラアラミド紙を得た。
次に、得られたパラアラミド紙を、レゾール型フェノール樹脂プレポリマーを等量のメタノールで希釈した樹脂液に浸漬させて、樹脂液を含浸させた後、６０℃で２０分間乾燥してプリプレグを得た。プリプレグを更に１２．５ｃｍ角４枚に切り分け、１枚はそのまま、残り３枚は積層し、１６５℃、２５ＭＰａの加圧下で１０分間処理し、硬化させ、０．６ｍｍおよび１．８ｍｍ厚の１２．５ｃｍ角のアラミドパルプ強化フェノール樹脂プレートを作成した。
こうして得られた０．６ｍｍのプレートからＪＩＳ Ｋ７１６２に記載の１ＢＢ引張試験片、１．８ｍｍのプレートからＪＩＳ Ｋ７１６２に記載の曲げ試験片を切り出した。
（実施例２）
相溶化剤を用いず、また、硬化性エポキシ化合物としてグリセロールポリグリシジルエーテル１００部を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、ＰＰＴＡ繊維複合体を製造した。硬化性エポキシ化合物の含浸量（対絶乾繊維重量換算）は１．０％であった。このＰＰＴＡ繊維複合体を用い、実施例１と同様の方法でＰＰＴＡ繊維複合体パルプを得た。
実施例１で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプの代わりに、上記で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプを用いた他は、実施例１と同様の方法で試験片を得た。
相溶化剤を用いず、また、硬化性エポキシ化合物としてグリセロールポリグリシジルエーテル１００部を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、ＰＰＴＡ繊維複合体を製造した。硬化性エポキシ化合物の含浸量（対絶乾繊維重量換算）は１．０％であった。このＰＰＴＡ繊維複合体を用い、実施例１と同様の方法でＰＰＴＡ繊維複合体パルプを得た。
実施例１で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプの代わりに、上記で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプを用いた他は、実施例１と同様の方法で試験片を得た。
（実施例３）
相溶化剤を用いず、また、硬化性エポキシ化合物としてソルビトールポリグリシジルエーテル１００部を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、ＰＰＴＡ繊維複合体を製造した。硬化性エポキシ化合物の含浸量（対絶乾繊維重量換算）は１．０％であった。このＰＰＴＡ繊維複合体を用い、実施例１と同様の方法でＰＰＴＡ繊維複合体パルプを得た。
実施例１で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプの代わりに、上記で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプを用いた他は、実施例１と同様の方法で試験片を得た。
相溶化剤を用いず、また、硬化性エポキシ化合物としてソルビトールポリグリシジルエーテル１００部を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、ＰＰＴＡ繊維複合体を製造した。硬化性エポキシ化合物の含浸量（対絶乾繊維重量換算）は１．０％であった。このＰＰＴＡ繊維複合体を用い、実施例１と同様の方法でＰＰＴＡ繊維複合体パルプを得た。
実施例１で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプの代わりに、上記で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプを用いた他は、実施例１と同様の方法で試験片を得た。
（実施例４）
硬化性エポキシ化合物としてグリセロールポリグリシジルエーテル１００部、相溶化剤としてジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル１５０部を含有する薬剤原液を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、ＰＰＴＡ繊維複合体を製造した。硬化性エポキシ化合物の含浸量（対絶乾繊維重量換算）は１．０％、相溶化剤は１．５％であった。このＰＰＴＡ繊維複合体を用い、実施例１と同様の方法でＰＰＴＡ繊維複合体パルプを得た。
実施例１で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプの代わりに、上記で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプを用いた他は、実施例１と同様の方法で試験片を得た。
硬化性エポキシ化合物としてグリセロールポリグリシジルエーテル１００部、相溶化剤としてジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル１５０部を含有する薬剤原液を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、ＰＰＴＡ繊維複合体を製造した。硬化性エポキシ化合物の含浸量（対絶乾繊維重量換算）は１．０％、相溶化剤は１．５％であった。このＰＰＴＡ繊維複合体を用い、実施例１と同様の方法でＰＰＴＡ繊維複合体パルプを得た。
実施例１で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプの代わりに、上記で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプを用いた他は、実施例１と同様の方法で試験片を得た。
（比較例１）
硬化性エポキシ化合物および相溶化剤を付与しない以外は、実施例１で調製した水分率３５％のＰＰＴＡ繊維（水分率０％換算のとき総繊度１，６７０ｄｔｅｘ）を用い、実施例１と同様の方法でＰＰＴＡ繊維パルプを得た。
実施例１で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプの代わりに、上記で得たＰＰＴＡ繊維パルプを用いた他は、実施例１と同様の方法で試験片を得た。
硬化性エポキシ化合物および相溶化剤を付与しない以外は、実施例１で調製した水分率３５％のＰＰＴＡ繊維（水分率０％換算のとき総繊度１，６７０ｄｔｅｘ）を用い、実施例１と同様の方法でＰＰＴＡ繊維パルプを得た。
実施例１で得たＰＰＴＡ繊維複合体パルプの代わりに、上記で得たＰＰＴＡ繊維パルプを用いた他は、実施例１と同様の方法で試験片を得た。
（比較例２）
実施例１で得られた６ｍｍの含水ＰＰＴＡ繊維複合体短繊維を、シングルディスクリファイナーでフィブリル化することなくそのまま実施例１と同様の方法で抄紙した紙は紙力が弱く、樹脂含浸後の乾燥時に亀裂が発生し、プリプレグを作成することができなかった。
実施例１で得られた６ｍｍの含水ＰＰＴＡ繊維複合体短繊維を、シングルディスクリファイナーでフィブリル化することなくそのまま実施例１と同様の方法で抄紙した紙は紙力が弱く、樹脂含浸後の乾燥時に亀裂が発生し、プリプレグを作成することができなかった。
（比較例３）
ＰＰＴＡ（分子量約２０，０００）１ｋｇを４ｋｇの濃硫酸に溶解し、直径０．１ｍｍのホールを１０００個有する口金からせん断速度３０，０００ｓｅｃ−１となるよう吐出し、４℃の水中に紡糸した後、１０％の水酸化ナトリウム水溶液で、１０℃×１５秒の条件で中和処理し、その後、２００℃×１５秒間熱処理をして、水分率７％のＰＰＴＡ繊維（水分率０％換算のとき総繊度１，６７０ｄｔｅｘ）を調製した。
このＰＰＴＡ繊維に実施例１と同様の方法で硬化性エポキシ並びに相溶化剤を付与した後、実施例１と同様の方法でＰＰＴ繊維複合体パルプを得た。更に実施例１と同様の方法で試験片を得た。
ＰＰＴＡ（分子量約２０，０００）１ｋｇを４ｋｇの濃硫酸に溶解し、直径０．１ｍｍのホールを１０００個有する口金からせん断速度３０，０００ｓｅｃ−１となるよう吐出し、４℃の水中に紡糸した後、１０％の水酸化ナトリウム水溶液で、１０℃×１５秒の条件で中和処理し、その後、２００℃×１５秒間熱処理をして、水分率７％のＰＰＴＡ繊維（水分率０％換算のとき総繊度１，６７０ｄｔｅｘ）を調製した。
このＰＰＴＡ繊維に実施例１と同様の方法で硬化性エポキシ並びに相溶化剤を付与した後、実施例１と同様の方法でＰＰＴ繊維複合体パルプを得た。更に実施例１と同様の方法で試験片を得た。
＜評価試験＞
（１）水分率；試料約５ｇの重量を測定し、３００℃×２０分間の熱処理を行い、２５℃、６５％ＲＨで５分間放置した後、再度重量を測定する。ここで使う水分率は［乾燥前重量−乾燥後重量］／［乾燥後重量］で得られるドライベース水分率である。
（１）水分率；試料約５ｇの重量を測定し、３００℃×２０分間の熱処理を行い、２５℃、６５％ＲＨで５分間放置した後、再度重量を測定する。ここで使う水分率は［乾燥前重量−乾燥後重量］／［乾燥後重量］で得られるドライベース水分率である。
（２）ろ水度；ＪＩＳ−Ｐ８１２１−２号（パルプのカナダ標準ろ水度（Canadian Standard Freeness 又は ＣＳＦ)により測定した。
（３）重量平均繊維長；Op Test Equipment(CANADA)社製 HiRes Fiber Quality Analyzer により測定した。
（４）引張強さ、引張破断伸び、曲げ強さ、曲げ弾性率；
作製した試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ７１６２号の方法により引張強さ、引張破断伸び、ＪＩＳ Ｋ７０１７号の方法により曲げ強さ、曲げ弾性率を測定した。
作製した試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ７１６２号の方法により引張強さ、引張破断伸び、ＪＩＳ Ｋ７０１７号の方法により曲げ強さ、曲げ弾性率を測定した。
上記の実施例１〜４および比較例１で得たパルプ及び試験片について、上記の評価試験により評価した結果を表１に示す。
表１より、本発明のＰＰＴＡ繊維複合体パルプは、比較例１および比較例３のパルプに比べて、アラミドパルプ強化フェノール樹脂の引張強さ、曲げ強さおよび曲げ弾性率が優れていたことより、耐熱性、機械的強度および耐久性に優れる原料となり得ることがわかる。
本発明のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプは、アラミド紙や摩擦材、絶縁材などに好適に用いることができる。
Claims (4)
- 水分率１５〜２００重量％に調整されたポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維骨格内に、硬化性エポキシ化合物および必要に応じて硬化剤（ただし、同一分子中にイミダゾール基とアルコキシシリル基とを有するイミダゾールシラン系化合物を含まない。）を浸透・含浸させてなる繊維を切断して短繊維とし、該短繊維を機械加工によりフィブリル化することを特徴とするポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプの製造方法。
- 請求項１に記載の水分率１５〜２００重量％に調整されたポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維骨格内に、さらに下記一般式（Ｉ）で表される相溶化剤を、前記硬化性エポキシ化合物との合計量として０．１重量％以上１０．０重量％以下浸透・含浸させてなる繊維を切断して短繊維とし、該短繊維を機械加工によりフィブリル化することを特徴とするポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプの製造方法。
（化１）
Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｒ２ ・・・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１ は炭素原子数１〜１０のアルキル基、または炭素原子数１〜１０のアルケニル基であり、Ｒ２は水素原子、または炭素原子数１〜５のアルキル基または炭素原子数１〜５のアルケニル基を示す。また、Ａは炭素原子数２〜４のアルキレン基を、ｎはオキシアルキレン基（ＡＯ）の平均付加モル数を表す１〜１０の整数である。なお、−（ＡＯ）−においては、同一のオキシアルキレン基が付加していても、２種類以上のオキシアルキレン基が付加していてもよい。） - 硬化性エポキシ化合物が、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルから選ばれる１種類または、２種類以上の混合物である、請求項１または２に記載のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプの製造方法。
- 硬化性エポキシ化合物が未硬化の状態で含有される、請求項１〜３のいずれかに記載のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプの製造方法。
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