JPH0157181B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、“たわみ”（乃至は“たるみ”）のな
い、平坦性の良好な芳香族ポリアミド不織布を製
造する方法に関するものである。 従来技術 ポリメタフエニレンイソフタルアミド系の芳香
族ポリアミド繊維からウエブを形成し、これを加
熱・加圧して不織布を製造することは従来周知で
あり、かかる不織布の製造方法として例えば次の
ような方法が提案されている。 (1) 延伸熱処理した芳香族ポリアミド短繊維を用
いてウエブを形成し、このウエブに芳香族ポリ
アミドのアミド系溶剤溶液を含浸し、しかる後
ウエブから前記溶剤を除去した後、熱ローラに
よつて加熱加圧する方法（特公昭47−36228
号）。 (2) 延伸熱処理した芳香族ポリアミド短繊維
（Ｒ）と未延伸の芳香族ポリアミド繊維（Ｍ）
又は延伸後末熱処理の芳香族ポリアミド短繊維
(F)とを混合してウエブを形成し、該ウエブに可
塑剤を含浸させた状態で熱ローラ等により加熱
加圧する方法（特開昭58−144152〜144154号）。 しかしながら、このような方法で製造したポリ
メタフエニレンイソフタルアミド系繊維からなる
芳香族ポリアミド不織布は、製造時の加熱加圧条
件をいかに調整しても製品不織布に“たわみ”
（乃至は‘たわみ”）と称される現象がしばしば発
生し、これが該不織布の商品価値を著しく低下さ
せている。 この“たわみ”（乃至は“たるみ”）は、出来上
つた不織布の寸法が該不織布の中央より両端（幅
方向の両端）が５〜10mm／ｍ程度短かくなるため
に生ずるものであり、製造工程において前記熱ロ
ーラによる加熱加圧時に不織布構成繊維の収縮が
起り、その時の張力のかかり具合の異る不織布の
中央部と両端部において収縮量が異るためと考え
られる。 この現象は、不織布の原料中に未延伸繊維、部
分延伸繊維、あるいは延伸未熱処理繊維を含む場
合に特に顕著である。 発明の目的 本発明の目的は、現在一般に採用されている熱
ローラによりウエブを加熱加圧して不織布を製造
する方法において、前述の如き“たわみ”（乃至
は“たるみ”）が実質的に存在せず、平坦性が良
好であり、しかも諸物性の改善された芳香族ポリ
アミド繊維を製造する方法を提供することにあ
る。 発明の構成 前述の目的は、本発明にしたがつて、ポリメタ
フエニレンイソフタルアミド系の芳香族ポリアミ
ド繊維よりなるウエブをローラにより高温・高圧
で加熱加圧して形成した不織布を、さらに、該不
織布に極性アミド系溶媒の水溶液を含ませた状態
で、縦横方向に緊張しつつ、250〜400℃の温度で
かつ上記加熱加圧処理の温度より高い温度にて緊
張熱処理することによつて達成される。 本発明でいう「ポリメタフエニレンイソフタル
アミド系の芳香族ポリアミド」とは、ポリ（メタ
フエニレンイソフタルアミド）又はこれを90モル
％以上含むコポリアミドを総称する。 これらの芳香族ポリアミドから繊維を製造する
には、公知の紡糸方法及び延伸・熱処理方法が採
用される。 例えば、ポリメタフエニレンイソフタルアミド
繊維の製造方法としては、ポリメタフエニレンイ
ソフタルアミドを溶解した紡糸原液を乾式あるい
は湿式あるいは半乾半湿のいずれかの方法で紡糸
し、次いで水洗し、沸水延伸を施した後、乾燥
し、更にガラス転移温度以上で延伸熱処理する工
程をとる。 本発明に於ては、前記工程のうち、1.05〜４倍
に沸水延伸後、更にガラス転移温度以上（例えば
250〜400℃）で全延伸倍率が2.5〜５倍となるよ
うに延伸熱処理された実質的に配向結晶化した繊
維(A)と、沸水延伸を施した段階で取り出した部分
的に配向結晶化した繊維（B₁）及び／又は、紡
糸し次いで水洗を施した後に取り出した配向結晶
化のしていない繊維（B₂）とを、混合して使用
するのが好ましい。本発明に於ては、ウエブの10
〜90重量％が部分的に配向結晶化した繊維（B₁）
及び／又は未配向末結晶化繊維（B₂）（以下、こ
れらを「実質的に配向結晶化していない繊維(B)」
と総称することがある）を原料として不織布を構
成するのが好ましく、最も好ましいのは、原料繊
維全体の30〜70重量％を実施的に配向結晶化して
いない繊維(B)にて構成する場合である。 本発明者らは研究によれば、前記の配向結晶化
した繊維(A)及び部分的に配向結晶化した繊維
（B₁）の繊度は、５デニール／フイラメント以
下、特に３デニール／フイラメント以下が好まし
く、未配向未結晶化繊維（B₂）の繊度は、３デ
ニール／フイラメントより大きいものが好まし
い。 前記繊維（B₂）としては、その内部にアミド
系極性溶媒を含むものでもよく、例えば、紡糸直
後の水洗を全く又は十分に行わない未延伸繊維を
用いることもできる。この場合、繊維中の溶媒含
有量は繊維重量に対し３〜20％が好ましい。溶媒
含有量がこの範囲内にある溶媒含有未延伸繊維を
用いるときは、後述のウエブ形成後の可塑剤処理
を行つた場合と同様の効果を得ることができる。 なお、本発明において、製品の耐熱性を損わな
い範囲で、芳香族ポリアミド繊維に対し小割合の
他の耐熱性繊維を併用することも可能であり、例
えばポリメタフエニレンイソフタルアミド系の芳
香族ポリアミド繊維のほかに、10重量％以下の割
合で他のパラ系芳香族ポリアミド繊維（「テクノ
ーラ」、「ケブラー」等）、芳香族ポリエステル繊
維、炭素繊維、無機繊維、ガラス繊維、金属繊維
等を含んでもよい。 前記(A)(B)の両繊維を用いて、本発明の不織布を
製造する場合、前記繊維を混合して、それ自体公
知の方法でウエブ化し、得られた混合ウエブに極
性アミド溶媒の水溶液よりなる可塑剤を付着せし
めた状態で熱圧ローラにより高温高圧で加熱加圧
する方法で採用することもでき、また繊維(A)から
なるウエブと繊維(B)からなるウエブを積層したの
ち、前記と同様の方法によつて可塑剤処理し、加
熱加圧する方法を採用してもよい。後者の場合
は、繊維(B)を主体とするウエブを中間層とし、そ
の両側に繊維(A)を主体とするウエブを積層して表
層部を形成するように構成するのが好ましく、該
中間層は全体の不織布の20〜70重量％となるよう
に積層するのが好ましい。このようにすると、得
られる不織布の断面方向に粗密の状態が好ましく
変化した製造を有する製品となり、前記の場合は
中間層が特に緻密な構造を有するものとなる。も
ちろん、製品の用途に応じて、表層部に繊維
（B₁及び／又はB₂）を主体とするウエブを配し、
中間層に繊維(A)を主体とするウエブを配するよう
に積層してもよく、また、各層における繊維の配
合割合を変化させてもよい。 一般に、ウエブを製造する方法としては、例え
ば(a)捲縮を付与したステープルをフラツトカード
又ローラカード等のカード機により開繊化しシー
ト状にする方法、(b)長繊維のトウを積層したもの
を、針を植えた一対の末広がりベルトを用いて幅
方向に延展するいわゆる長繊維のトウ開繊法によ
つてシート状とする方法、(c)長繊維をベルト上に
ランダムに積層することによつてシート状にする
方法、あるいは、(d)５〜20mm程度の短繊維を水又
は空気を用いて分散後、網上に捕集して得られる
シート状物等を、例えばニードリング、接着剤処
理等の手段を用いて絡合もしくは結合させる方法
等が採用される。 ウエブに付着させる可塑剤として用いる極性ア
ミド系溶媒の水溶液を形成する溶媒としては、例
えばＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホ
ルアミド、テトラメチル尿素、Ｎ−メチルカプロ
ラクタム、Ｎ−メチルピペリジン、あるいはこれ
らのの混合物を挙げることができる。 前記溶媒の水溶液の濃度は、１重量％以上、特
に３〜15重量％とするのが好ましい。 前記極性アミド溶媒水溶液の、芳香族ポリアミ
ド繊維からなるウエブへの付着量は、ウエブに対
し、極性アミド溶媒に換算して、0.5〜200重量
％、特に１〜100重量％が好ましい。 ウエブに極性アミド溶媒の水溶液を付着する方
法は、ウエブに均一に付着することができる通常
工業的に用いられている方法が使用でき、例えば
スプレー法又は含浸法等を挙げることができる。 本発明の不織シートを得るための加熱加圧条件
は、ウエブに付着する極性アミド溶媒水溶液の付
着量に影響されるので、これらの条件を考慮して
適宜選択することによつて決めるべきであるが、
通常、温度200〜400℃、圧力（線圧）50〜600
Kg／cmの条件で行うのが好ましい。 加熱加圧時の温度が200℃より低い場合は、素
材がポリメタフエニレンイソフタルアミド系芳香
族ポリアミド繊維であるため、融着性が低く、機
械物性の充分なものが得られない。温度が400℃
より高い場合は、通紙速度との兼ね合いもある
が、芳香族ポリアミド繊維が熱劣化を起こし、黄
変する等の問題がでてくる。 圧力は低過ぎると融着が不充分となる。高い方
はいくら高くてもかまわないが、エネルギー的に
無駄であり線圧600Kg／cmまでが好ましい。 加熱加圧法は、二本以上の熱圧ローラを用いて
行う必要がある。この際の通紙速度は３〜15ｍ／
分が好ましい。 以上のような方法により製造された不織布、あ
るいは他の方法で芳香族ポリアミド短繊維から成
るウエブをローラにより高温・高圧で加熱加圧し
て製造された不織布は、ローラによる加熱加圧処
理時に不織布の端部と中央部とで構成繊維の収縮
に差が生じるため、“たわみ”、“たるみ”と称さ
れる問題を発生することが多く、これら製品の価
値を低下させる原因となつている。本発明方法で
は、かかる問題を解決するため、上記不織布をさ
らに特定条件で縦横両方向に緊張しつつ熱処理を
行う。 この緊張処理においては、不織布を当初から伸
張する必要はないが、熱処理開始から終了までの
一時期から不織布が実質的に緊張される場合を含
めて、少くとも熱処理時に不織布が縦・横の両方
向に緊張された状態にあることが必要である。 したがつて、熱処理を実施する方法としては、
例えば、 (1) 金枠等に不織布を固定し定長状態で熱処理す
る方法、 (2) 両端部に針（ピン）を植えた加熱ローラに不
織布を沿わせながら巻き取り、実質的に縦（機
械）方向及び横（幅）方向に緊張させて熱処理
する方法、 (3) 連続した不織布の両端（耳部）を把持して加
熱領域を通過させて熱処理する方法、及び (4) 不織布を針を植えた２本のチエーンに載せて
固定しながら加熱領域を通過させて熱処理する
方法、 等が採用される。 熱処理に際し、不織布中に極性アミド溶媒の希
薄水溶液が存在することが効果的である。この場
合、該溶媒の存在量は不織布重量を基準にして１
〜10重量％程度が好程である。 適当な熱処理温度は、アミド溶媒の種類や不織
布形成時の加熱加圧処理の温度条件等によつて変
化するが、一般に250〜400℃、好ましくは280〜
350℃の範囲内であつて、かつ前記加熱加圧処理
の温度より高い温度とする。 一般に、熱処理温度が低過ぎると“たわみ”又
は“たるみ”の除去効果が乏しく、高過ぎると不
織部が着色するので、好ましくない。 熱処理時間は一般に数秒〜数分であり、10秒〜
３分間程度が好ましい。 発明の効果 前述の如き本発明によれば、“たわみ”（乃至は
“たるみ”）が全くないか又は著しく少ない、平坦
な芳香族ポリアミド不織布が得られる。しかも、
従来法による不織布に比べ、強伸度特性が改善さ
れ、収縮率も小さくなつて、より商品価値の高い
ものとなる。 したがつて、この不織布は、通常の不織布用途
のみならず、熱硬化性樹脂を含浸させてプリプレ
グとしたり、樹脂含浸後硬化させてハニカム・コ
アや電気絶縁材料として有効に使用することがで
きる。 特に、前述したような２種以上の繊維を原料と
する特殊な方法で製造した不織布は、前述の利点
に加え、緻密性が高く且つ均一な微細孔（空隙）
を有するため、樹脂の含浸性が良好で、しかも驚
くべきことに含浸硬化後の強度にすぐれている。
このため該不織布は、複合材料用の素材として有
用であり、この分野では特に基材不織布の平坦性
が要求されるため、本発明の工業的価値が特に大
である。 実施例 次に本発明の実施例及び比較例を詳述する。 なお、例中のI.V.はポリマーの固有粘度（Ｎ−
メチル−２−ピロリドン溶液として測定）、熱収
縮率は試料を自由状態で300℃にて30分間加熱し
たときの収縮率である。 実施例 １ メタフエニレンジアミン100モル部テトラヒド
ロフランに溶解した溶液に、テレフタル酸クロラ
イド５モル部及びイソフタル酸クロライド95モル
部をテトラヒドロフランに溶解した溶液を撹拌し
ながら徐々に添加してポリメタフエニレンイソフ
タルアミド系芳香族ポリアミドを得た。得られた
ポリマーのI.V.は1.35であつた。 このポリマーを水洗、乾燥後、Ｎ−メチル−２
−ピロリドンに溶かしてドープとなし、該ドープ
を塩化カルシウム水溶液からなる凝固浴中に吐出
させて紡糸した。得られた未延伸糸を沸水中で
2.4倍に延伸した［得られた糸を沸水延伸糸と称
する］。 この沸水延伸糸をさらに250℃の熱板上で1.75
倍に延伸した［ここで得られた糸を延伸熱処理糸
と称する］。 それぞれの糸に捲縮を施し、51mm長にカツトし
て繊度1.5デニールの短繊維（ステープル・フア
イバー）を得た。 次に、沸水延伸糸からの原綿と延伸熱処理糸か
らの原綿とを６：４の割合で混合してカードウエ
ブとなし、このウエブに対し、Ｎ−メチル−２−
ピロリドンの３％水溶液をウエブ100重量部に対
して100部散布し、温度280℃、圧力200Kg／cmに
てローラでプレスした。 得られた不織布は、目付67ｇ／m²、密度1.15
ｇ／cm³、強力4.4ｇ／15mm、伸度2.1％、熱収縮率
4.7％（長手方向5.0％、幅方向4.3％）、“たわみ”
は0.5mmに対し1.9mmであつた。 この不織布に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを
３％残留させた状態で、緊張下にてそれぞれ280
℃、320℃、350℃の各温度で緊張熱処理したと
き、“たわみ”は全て０となり、処理後の熱収縮
率は、それぞれ3.4％、2.0％、1.2％であつた。 比較例 実施例１と同様にして、57ｇ／m²、密度1.15
ｇ／cm³、強力2.5ｇ／15mm（長手方向（MD）2.6
ｇ／15mm、幅方向（TD）2.4ｇ／15mm）、伸度1.2
％（長手方向1.1％、幅方向1.3％）、300℃30分の
熱収縮率3.9％（長手方向4.7％、幅方向3.2％）で
あり、“たわみ”が1.8mm／0.5ｍの不織布を得た。
この不織布を320℃のローラに沿わせて熱処理し
た。なお接触時間は１分（実験２）及び30秒（実
験３）の２水準とした（処理速度はそれぞれ１
ｍ／分、２ｍ／分となる）。 得られた不織布及び熱処理前の原不織布の性質
は第１表の通りであつた。

【表】 第１表より、単なる熱処理では、物性は改善さ
れるが、“たわみ”は改善されないことが明らか
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリメタフエニレンイソフタルアミド系の芳
   香族ポリアミド繊維よりなるウエブをローラによ
   り高温・高圧で加熱加圧して形成した不織布を、
   さらに、該不織布に極性アミド系溶媒の水溶液を
   含ませた状態で、縦横方向に緊張しつつ、250〜
   400℃の温度でかつ上記加熱加圧処理の温度より
   高い温度にて緊張熱処理することを特徴とする平
   坦性の改善された芳香族ポリアミド不織布の製造
   方法。