JPH06257045A - ポリイミド繊維成形体とその製造方法 - Google Patents

ポリイミド繊維成形体とその製造方法

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JPH06257045A JP6253493A JP6253493A JPH06257045A JP H06257045 A JPH06257045 A JP H06257045A JP 6253493 A JP6253493 A JP 6253493A JP 6253493 A JP6253493 A JP 6253493A JP H06257045 A JPH06257045 A JP H06257045A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高耐熱性であり、種々のメッシュの通気
性を有し、目詰まりし難く長寿命であり、大型のも
のまで得られ、かつなるだけ薄くコンパクトである通気
性成形体とその製造法を提供すること。 【構成】 下記一般式(1)で表される繰り返し単位を
有する高耐熱性ポリイミド繊維からなり、通気性を有
し、嵩密度が0.5〜1.0g/cm3 であるポリイミ
ド繊維成形体。前記ポリイミド繊維成形体は前記高耐熱
性ポリイミド繊維を不織布或いはフェルトに成形した
後、280〜420℃の温度、0.03〜2.0kg/
cm2 の圧力で加圧成形することにより製造する。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性で目詰まりし難
く長寿命で、大型のものまで得られ、かつなるだけ薄く
コンパクトな通気性を有する成形体およびそれを製造す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、セルロース、アセチルセルロ
ースなどのセルロース材料や、フッ素樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリアミドなどプラスチック材料からなる通気
性材料は多く市販されており、その形態も織布、多孔質
フイルム、多孔質材等であって、種々の孔径のものが得
られる。しかし、これらは一般には耐熱性の低いもので
ある。また、その形態が織布、多孔質フイルムのような
ものでは特定の形状を持つフイルターを形成することは
できない。高耐熱性のものとしてはガラス繊維を使用し
た通気性の成形体があるが、成形体が非常に嵩高く、薄
くコンパクトな成形体に成形することは困難であった。
ガラス製の通気性材料としては、シンタードガラス製の
通気性材料は多く市販されているが、こわれ易く、薄く
かつ大型の通気性の成形体は得られない。また、ガラス
製のフィルターは一般的につまり易い欠点がある。
【0003】従来、フイルターのような通気性の成形体
の成形する方法の1つとして、粉体材料を使用し高温加
圧下で焼結する方法が用いられてきている。フッ素樹脂
の粉末を用い、この粉末を型に充填し、加熱し粉末を相
互に融着することにより種々の多孔質を有する通気性の
ものが得られている。このフッ素樹脂製フイルターは、
目詰まりし難く長寿命の薄型のフイルタとして知られて
いる。しかし、このフイルタでも目詰まりは起こり、こ
の時パルス空気で逆洗して目詰まりを解消させるが、フ
ッ素樹脂の粉末が脱落し、フイルターの通気部分を塞ぐ
ことにより、寿命が縮まる。また、フッ素樹脂製フイル
ターは、それほど高い温度には耐えられず、高耐熱性と
はいえない。高耐熱性で目詰まりし難く長寿命で、なる
だけ薄くコンパクトでかつ大型のものまで得られ、その
上目詰まりし難い通気性の成形体の出現が強く要望され
ている。
【0004】芳香族ポリイミドは高耐熱性でかつ難燃性
である優れた特性を有する高分子材料であるが、従来こ
の高分子材料を使用した通気性のフィルターをつくるこ
とは、濾布状のものでも芳香族ポリイミドの織布は作り
にくいし、ましてフイルターとして用いうる成形体は得
られていない。芳香族ポリイミドは高耐熱性でかつ難溶
解性の材料であり、この材料から均一な粒径分布を持つ
粉体を得ることは困難である。また、ポリイミド粉体材
料を使用して成形体を成形することはリー(B.H.L
ee)によりモダン・プラスチック・エンサイクロペデ
ィア(ModernPlastic Encyclop
edia)1988年第62頁に記載されている。しか
し、予備成形体に加工する必要がある場合があるなど、
簡単な成形法ではない。またこの方法を用いる場合、ポ
リイミド粉体材料を広い面積にわたって均一に広げるこ
とは、粉末層の厚みが薄い場合には不可能である。かく
の如く、薄くかつ大型の通気性の成形体を芳香族ポリイ
ミドの粉体材料を用いて成形することは極めて困難であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、 大型のものまで得られ、かつなるだけ薄くコンパクト
に成形でき、 種々のメッシュの通気性が得られ、 目詰まりし難く長寿命で、 高耐熱性である、 所望の形状のものが得られ、かつ広い表面積を持つ、 上記諸特性を有する通気性の成形体とそれを製造し得る
製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明のポ
リイミド繊維成形体とその製造方法によって達成され
る。すなわち、 1)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する
高耐熱性ポリイミド繊維からなり、通気性を有し、嵩密
度が0.5〜1.0g/cm3 であることを特徴とする
ポリイミド繊維成形体。
【0007】
【化2】
【0008】2)上記1)記載のポリイミド繊維成形体
を製造する方法において、上記高耐熱性ポリイミド繊維
を不織布或いはフェルトに成形した後、250〜430
℃の温度、0.03〜2.0kg/cm2 の圧力で加圧
成形することを特徴とするポリイミド繊維成形体の製造
方法。である。
【0009】本発明で用いるポリイミド繊維は、その製
法により含有されてくるオリゴマー及び溶剤以外に、特
にオリゴマー及び溶剤を含有するものではない。そのポ
リイミド繊維として、モノフイラメントを用いてもよい
が、それよりも種々の太さの繊維に製糸したものを用い
る方が好ましい。これらの繊維は、従来公知の不織布ま
たはフェルトの製造方法により、不織布或いはフェルト
に成形することができる。前記フェルトとしては、例え
ばニードルパンチにより製造したニードルフェルトを用
いるのが好ましい。本発明で用いるポリイミド繊維を構
成するポリイミドの例を挙げると以下の通りである。
【0010】
【化3】
【0011】
【化4】
【0012】
【化5】
【0013】高耐熱性のボードを得るため、ポリアミド
繊維のフェルトや不織布を十分に加熱し、高い圧力で加
圧するすると、構成繊維が相互に融合し、緻密で均質な
シート状の成形品が得られることは知られている。そし
て、その成形品は、絶縁性で高耐熱性に優れているた
め、電子部品の基板に用いるのに適するとされている。
しかし、かかる成形品は絶縁性を高める関係上、緻密で
通気性を有しない。しかしながら、本発明のポリイミド
繊維から予め所定の形状とされた不織布或いはフェルト
について、250〜430℃の温度の領域において、製
糸された繊維の太さに応じて適正な温度に保って、0.
03〜2.0kg/cm2 の間の適正な圧力で所定時間
加圧すると、構成繊維が相互の接触している部分が融合
し、融合点間の繊維のセグメントは歪みが緩和されて、
全体の嵩は小さくなりつつ(嵩密度が大きくなりつつ)
成形品の内部の空隙が徐々に減少する。
【0014】かくして、出発原料としてのポリイミド繊
維の種類、繊維の太さ、加熱温度などの条件により、加
圧圧力および時間を制御して嵩密度が0.5〜1.0g
/cm3 になるまで加圧成形し、種々の通気性の成形体
を成形することができる。その嵩密度はその通気性と概
略比例するので、所定の嵩密度が得られるように加熱温
度及び加圧の圧力を設定することにより、所望の通気性
をもつ成形体を得ることができる。また、その嵩密度
は、加熱温度及び加圧圧力だけでなく、その加圧成形の
時間によっても変わるので、前記両条件だけではなく、
その時間をも制御して加圧成形する。本発明における嵩
密度の条件は、前記した高耐熱性ボートが約1.3の嵩
密度を有しているのと対比しても、技術的に異なるもの
であって、それは通気性の有無という差異として現れて
いる。
【0015】本発明の特徴は、加熱・加圧成形するにあ
たって、最終成形品の形態に合わせて一体成形できるこ
とにある。すなわち、例えば最終成形品の形態が襞折り
した筒状物であったとした時、加圧成形時に所期の襞折
りした筒状形態とし加圧成形できることにある。例え
ば、その加圧成形により、断面が星形をしたような成形
体を製造することができ、表面積の広いフイルターを容
易に製造することができる。また、本発明の特徴は、加
熱・加圧成形するにあたって、圧力の制御により、目的
に合わせた通気度にすることが可能であること、また、
凹凸な不織布或いはフェルトの表面を平滑とし、濾過の
際、表面付着の粉体を容易に剥離・脱落させることを可
能とするものである。5〜300μmの太さのポリイミ
ド繊維を用い、上記本発明のポリイミド繊維成形体の製
造方法により石灰石粉末による透過試験により評価し
て、10〜100μmの範囲の孔径を有する多孔をも
ち、断面が8角星形のフイルター(サイズは、例えば外
径150mm、長さ4,000mm、但し星形の襞深さ
50mm)を製造することが可能である。
【0016】
【作用】本発明は、通気性を有するポリアミド繊維成形
体を得る関係上、その嵩密度はポリアミドの真比重まで
高める必要がなく、その嵩密度の大きさがその通気性の
程度を表す指標となる。そして、そのポリアミド繊維成
形体を加熱のみで作るものではないので、原料のポリア
ミド繊維が特にオリゴマーを含有する必要がないし、ま
た溶剤を特に含有させることも必要としない。本発明で
は、ポリアミド繊維の不織布又はフェルトを加温下に加
圧すると、繊維がその相互の接触点で融着し始め、その
繊維相互の空隙が狭くなって行くが、その空隙の状態を
所望の程度に設定することにより、表面が平滑で、通気
性の成形体が得られる。単なるポリアミド繊維の不織布
又はフェルトから濾布を形成して、それをフィルターと
して使用する場合には、その形態が平面状とか袋状しか
ならず、表面積を広く取ることはできなかったが、本発
明の成形体は所定の形状を保持することができるので、
広い表面積を取ることができ、またその形状の保持に補
助の支持具を必要とせず、任意の場所に使用することが
できる。
【0017】
【実施例】上記、本発明のポリイミド繊維成形体および
それを製造する方法の例を以下に実施例を示して説明す
る。しかし、本発明は以下の実施例によって制限される
ものではない。 実施例1 ベンゾフェノン−3,3´,4,4´−テトラカルボン
酸二無水物および4,4´−メチレン−ビス−(トリレ
ンイソシアネート)から製造された延伸比1:5、太さ
30μmのポリイミド繊維からニードルパンチ法で予備
成形された目付475g/m2 、厚さ3mmのニードル
フェルトを、(株)東洋精機製作所製ラボプレス35T
を用いて、温度340℃に加熱・保温し、圧力0.05
kg/cm2 で20分間圧縮成形した。前記のポリイミ
ドの化学構造式を示すと次のとおりである。
【0018】
【化6】
【0019】圧縮成形したシートの厚みの測定値から、
シートの密度を算出した。また、本シートを直径20m
mのパイプに挟み、0.1kg/cm2 の圧力下で空気
通過量を測定した。結果を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】実施例2 実施例1で用いたニードルフェルトを、同じラボプレス
を用いて、温度340℃に加熱・保温し、圧力0.1k
g/cm2 で20分間圧縮成形した。結果は実施例1と
同様に表1に示す。 実施例3 実施例1で用いたニードルフェルトを、同じラボプレス
を用いて、温度340℃に加熱・保温し、圧力0.5k
g/cm2 で20分間圧縮成形した。結果は実施例1と
同様に表1に示す。 実施例4 実施例1で用いたニードルフェルトを、同じラボプレス
を用いて、温度280℃に加熱・保温し、圧力1.0k
g/cm2 で20分間圧縮成形した。結果は実施例1と
同様に表1に示す。 実施例5 実施例1で用いたニードルフェルトを、同じラボプレス
を用いて、温度430℃に加熱・保温し、圧力0.1k
g/cm2 で15分間圧縮成形した。結果は実施例1と
同様に表1に示す。
【0022】比較例1 実施例1で用いたニードルフェルトを、同じラボプレス
を用いて、温度370℃に加熱・保温し、圧力5.0k
g/cm2 で20分間圧縮成形した。結果は表2に示す
【0023】
【表2】
【0024】比較例2 実施例1で用いたニードルフェルトを、同じラボプレス
を用いて、温度370℃に加熱・保温し、圧力0.01
kg/cm2 で20分間圧縮成形した。結果は比較例1
と同様に表2に示す。 比較例3 実施例1で用いたニードルフェルトを、同じラボプレス
を用いて、温度240℃に加熱・保温し、圧力0.5k
g/cm2 で30分間圧縮成形した。結果は比較例1と
同様に表2に示す。 比較例4 実施例1で用いたニードルフェルトを、同じラボプレス
を用いて、温度430℃に加熱・保温し、圧力2.0k
g/cm2 で15分間圧縮成形した。結果は比較例1と
同様に表2に示す。
【0025】
【発明の効果】本発明のポリイミド繊維成形体は、高耐
熱性で、種々の通気量を持つ通気性を有し、表面が平滑
となるため、粉末が付着し難く、付着した粉末も容易に
剥離・脱落させることが出来、目詰まりし難く長寿命
で、大型のものが容易に得られ、かつ薄く、コンパクト
なものであり、広い表面積を持ちうるものである。か
つ、細かい粉末をも除去することができる。また、難燃
性で、かつ耐熱性に優れた芳香族ポリイミド繊維からな
る不織布又はフェルトを適正な温度と圧力の下で成形す
ることにより、適度の通気性を有するシート、板などの
成形品を作製することが可能であり、また、適切な金型
の選定により、筒状、箱状の三次元構造の成形体も自由
に作製することが可能である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で表される繰り返し単
    位を有する高耐熱性ポリイミド繊維からなり、通気性を
    有し、嵩密度が0.5〜1.0g/cm3 であることを
    特徴とするポリイミド繊維成形体。 【化1】
  2. 【請求項2】 請求項1記載のポリイミド繊維成形体を
    製造する方法において、上記高耐熱性ポリイミド繊維を
    不織布或いはフェルトに成形した後、250〜430℃
    の温度、0.03〜2.0kg/cm2 の圧力で加圧成
    形することを特徴とするポリイミド繊維成形体の製造方
    法。
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