JPH0860588A - 高弾性率紙の製造方法 - Google Patents

高弾性率紙の製造方法

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JPH0860588A
JPH0860588A JP19941094A JP19941094A JPH0860588A JP H0860588 A JPH0860588 A JP H0860588A JP 19941094 A JP19941094 A JP 19941094A JP 19941094 A JP19941094 A JP 19941094A JP H0860588 A JPH0860588 A JP H0860588A
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aromatic polyamide
polyamide
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para
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JP19941094A
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Noriyuki Onuma
紀幸 大沼
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】耐熱性があり、樹脂を含浸する複合材料として
使用した場合に優れた機械的性質を発現する薄葉構造材
に適した高弾性率紙を製造するに当り、従来適応されて
いた温度より比較的低温度で熱圧加工出来る製造方法を
提供する。 【構成】メタ系芳香族ポリアミドフィブリッドおよびパ
ラ系芳香族ポリアミド短繊維からなる組成に第三成分と
して3〜20重量%の脂肪族ポリアミドを加えて抄紙し
た紙状物を、該脂肪族ポリアミドの融点以上の温度で熱
圧加工することにより形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性があり、かつ樹
脂を含浸する複合材料として使用した場合に優れた機械
的性質を発現する、薄葉構造材に適した芳香族ポリアミ
ド系高弾性紙を工業的に製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種構造材として薄葉体が用いら
れつつある。即ち、軽量構造材として運輸機材、例えば
航空機、船舶、車両等に使用されはじめているほか、省
エネルギーのための材料として断熱材、防音材等として
建築物等に用いられ、更に高層建築物の一般構造材とし
て用いられつつある。このような場合、薄葉構造材は樹
脂などと複合化され、更にハニカムコア等の独特の形態
をとることが多い。
【0003】従来は、このような材料として、主として
クラフト紙、アルミニウム箔等が用いられて来たが、そ
の後メタ系芳香族ポリアミドであるポリメタフェニレン
イソフタラミドのフィブリッドおよび繊維から作った合
成紙が開発され、該合成紙は樹脂特にフェノール樹脂と
複合化され、主にハニカムコア化され航空機等の材料に
盛んに用いられはじめている。
【0004】しかしながら、このポリメタフェニレンイ
ソフタラミドの合成紙は全てにわたって十分に満足すべ
き性質を有するものではなく、特に金属のアルミニウム
からなるハニカムコアに比べ弾性率が劣るという欠点が
あった。このため一段と優れた強度・弾性率をもつ材料
への要求に対し、ポリメタフェニレンイソフタラミド・
フィブリッドとパラ系芳香族ポリアミド繊維とからなる
合成紙やハニカムコアが提案されている。(例えば、特
公昭60−24879号、特開平60−197739
号、特開昭61−160500号、特開平5−1866
08号、特開平4−226745号など参照) しかしながら、このポリメタフェニレンイソフタラミド
・フィブリッドとパラ系芳香族ポリアミド繊維とからな
る合成紙においては、ポリメタフェニレンイソフタラミ
ド・フィブリッドとパラ系芳香族ポリアミド繊維との接
着性が悪く、優れた強度・弾性率を得るためには350
℃以上の高温度で熱圧加工を行わないと、期待された値
が得られないという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、メタ
系芳香族ポリアミド(特にポリメタフェニレンイソフタ
ラミド)のフィブリッドとパラ系芳香族ポリアミド繊維
との間の接着力を改良し、工業的に実用可能な熱圧条件
で加工して、優れた強度・弾性率を有する芳香族ポリア
ミド系高弾性率合成紙を製造する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】かかる本発明の目的は、
メタ系芳香族ポリアミドフィブリッド及びパラ系芳香族
短繊維からなる組成に第三成分として3〜20重量%、
好ましくは5〜10重量%の脂肪族ポリアミドを加えて
抄造した紙状物を、該脂肪族ポリアミドの融点以上の温
度で熱圧加工することを特徴とする、本発明の高弾性率
紙の製造方法によって達成される。
【0007】本発明においていう「芳香族ポリアミド」
とは、 (a)芳香族環を有するジカルボン酸クロライドと芳香
族環を有するジアミンとの縮合ポリアミド、 (b)芳香族環を有するアミノカルボン酸を縮合してな
る縮合ポリアミド、あるいは、 (c)前記(a)(b)を共重合したポリアミド、 などを総称し、メタ系芳香族ポリアミドとは、各芳香核
が主としてメタ位で結合しているもの、パラ系芳香族ポ
リアミドとは各芳香核が主としてパラ位で結合している
ものを言う。
【0008】本発明で使用するメタ系芳香族ポリアミド
フィブリッドは、公知のポリメタフェニレンイソフタラ
ミド又はそれを主とする共重合体からなる抄紙性を有す
るパルプ状粒子であり、例えば特公昭35−11851
号公報、特公昭37−5732号公報などに記載されて
いるものである。本発明では、特にポリメタフェニレン
イソフタラミド溶液から剪断力下に沈殿させて得たフィ
ブリッドが好ましい。
【0009】パラ系芳香族ポリアミド短繊維は、強度1
2g/de以上、弾性率250g/de以上を有するポ
リパラフェニレンテレフタラミド繊維(商標名「ケブラ
ー」「トワロン」など)やポリ(パラ−フェニレン−
3,4’−ジフェニルエーテル・テレフタラミド)繊維
(商標名「テクノーラ」)などが好ましい。短繊維の形
態は単糸繊度が20デニール以下、繊維長は3〜20m
mの範囲のものが好ましい。また、これらの繊維はその
全部又は一部をフィブリル化させて使用してもよい。
【0010】メタ系芳香族ポリアミドフィブリットとパ
ラ系芳香族ポリアミド短繊維の配合比(重量比)は95
/5〜20/80が好ましい。
【0011】一方、脂肪族ポリアミドとしては、ナイロ
ン6やナイロン66などがあげられる。紙状物の構成成
分としては取扱上から該脂肪族ポリアミドも短繊維の形
態が望ましい。脂肪族ポリアミド短繊維の単糸繊度は2
0デニール以下、繊維長は3〜60mmの範囲のものが
好ましい。
【0012】本発明では抄造時の脂肪族ポリアミドの配
合量は紙状物の全構成成分の重量に基いて3〜20重量
%とする。脂肪族ポリアミドが紙状物の全構成成分の2
0重量%を越えると耐熱性や耐燃焼性が悪くなるので2
0重量%以下が好ましい。また量が少なくなりすぎると
接着効果が期待できないので3重量%以上が必要であ
る。なお、特に好ましい範囲は5重量%以上10重量%
以下である。
【0013】必要に応じ、上記の構成成分以外に耐熱性
がありかつ弾性率の高い無機繊維を少量(例えば全体の
30重量%以下)混入しても差しつかえない。
【0014】これらの構成成分を抄造するには、通常の
円網式、長網式、短網式などの抄紙機を用いて湿式抄造
することにより紙状物とすることができる。紙状物の坪
量は製品の用途に応じて適宜選択される。
【0015】紙状物の熱圧加工の温度は、使用する脂肪
族ポリアミドにより異なるが、該脂肪族ポリアミドの融
点以上とする必要があり、ナイロン6の場合は250℃
〜335℃、ナイロン66の場合は275℃〜350℃
の範囲が好ましい。また、圧力は線圧で100〜400
kg/cmが好ましい。かかる熱圧加工により溶融した
脂肪族ポリアミドがメタ系芳香族ポリアミドフィブリッ
ドとパラ系芳香族ポリアミド繊維との間の接着を強固な
ものにして、紙状物の強度・弾性率の向上を達成するこ
とが出来るのである。この熱圧加工を実施するには加熱
金属ローラ対のカレンダー装置を用いるのが好ましい
が、熱プレスを用いてもよい。
【0016】
【発明の効果】本発明方法によって得られる高弾性率紙
は、薄葉構造材用に適し、樹脂含浸後のハニカムコアに
おいて高強度、高弾性率の優れた特性を示す。特に、メ
タ系芳香族ポリアミドフィブリッド成分が少ない樹脂が
構造材内部に浸透するタイプでも、またメタ系芳香族ポ
リアミドフィブリッド成分が多く樹脂が構造材表面に留
まっているサンドイッチ構造タイプでも、いずれの場合
にも優れた機械的特性を示す。
【0017】
【実施例】以下、実施例により本発明の高弾性率紙の製
造方法を示す。本発明はこれらの実施例によって限定さ
れないことはいうまでもない。
【0018】なお、実施例における各測定値は以下の方
法で評価したものである。 (1)坪量:JIS P8124に準じて測定した。 (2)厚さ:JIS C2111の7により測定した。 (3)密度:JIS C2111の6.1により測定し
た。 (4)引張強伸度:定速伸長型引張試験機を用い、JI
S C2111の7により測定した。 (5)弾性率:上記(4)の引張強伸度測定時の荷伸曲
線の立ち上がり勾配から試験サンプルの断面積を使用し
て計算して求めた。
【0019】[実施例1,比較例1]ポリメタフェニレ
ンイソフタラミドから公知の溶液剪断法によりフィブリ
ッドを作成し、このフィブリッドをパルパー、高速離解
機、ディスクリファイナーを使用して、スラリー濃度
0.3%でカナディアン標準濾水度110ミリリットル
の水性スラリーを作成した。
【0020】一方、パラ系芳香族ポリアミド短繊維とし
て帝人(株)の「テクノーラ」繊維の単糸デニール1.
5デニールで繊維長3.0mmの短繊維を使用した。ま
た、脂肪族ポリアミドとして市販の次の二種類のナイロ
ン繊維を繊維長6.0mmにして使用した。すなわち、
ナイロン6繊維として帝人(株)の単糸デニール1.5
デニールのものを、ナイロン66繊維として東レ(株)
の単糸デニール1.5デニールのものを使用した。
【0021】組成Aとして、該フィブリッド20重量%
と「テクノーラ」繊維70重量%とナイロン6短繊維1
0重量%を、組成Bとして、該フィブリッドスラリー2
0重量%と「テクノーラ」繊維70重量%とナイロン6
6短繊維10重量%を、組成C(比較例1)として、該
フィブリッドスラリー20重量%と「テクノーラ」繊維
80重量%のものを、それぞれ作成した。次に、これら
組成A,B,Cからそれぞれ均一抄紙用スラリーを作成
し、各スラリーから手抄紙機を使用して坪量40g/m2
手抄紙を得た。
【0022】次に、各手抄紙を乾燥後、プレス機で温度
条件を225℃〜375℃の間で変更して、面圧130
kg/cm2,時間1分間の条件で熱圧加工を実施した。それ
ぞれの熱圧加工(プレス)温度条件及び得られたサンプ
ルの特性値を表1に示す。
【0023】表1から明らかなように、第三成分(脂肪
族ポリアミド)を含む組成Aおよび組成Bの場合は、熱
圧加工温度が比較的低温でも優れた力学的特性を示す。
また、脂肪族ポリアミドの融点以上の温度で初めて効果
を示すことも理解される。
【0024】すなわち、本発明による高弾性率紙は比較
的低温の熱圧加工条件で優れた機械的特性を示している
ことが判る。
【0025】
【表1】
【0026】[実施例2、比較例2]実施例1と同様な
原料を使用し、表2に示す如き組成で抄造して約40g/
m2の坪量の手抄紙を得た。引き続き、それぞれの手抄紙
についてプレス機で335℃で面圧130kg/cm2,時間
1分間の条件で熱圧加工を実施し、更に、予め調製した
フェノール樹脂溶液(登録商標「セメダイン」100の
メチルエチルケトン溶液)で2回含浸を行った。そし
て、95℃で30分間、引続き120℃で2時間加熱し
て硬化させた。比較例2として、メタ系芳香族ポリアミ
ドのフィブリッドとメタ系芳香族ポリアミド短繊維から
なる合成紙に同様の処理を行った。それぞれ熱圧紙と樹
脂含浸紙の特性を表2に示す。
【0027】表2から明らかな如く、本発明による高弾
性率紙(サンプルD〜H)は、広い組成範囲で、熱圧
紙、含浸紙ともに優れた機械的特性を示している。
【0028】
【表2】
【0029】[実施例3]実施例1と同じポリメタフェ
ニレンイソフタラミド・フィブリッド20重量%とパラ
系芳香族ポリアミド繊維としてデュポン(株)の「ケブ
ラー49」の1.5デニールで3mm長のものを70重
量%と実施例1と同じナイロン66繊維10重量%の組
成のスラリーから手抄紙を作成し、引き続き、プレス機
で325℃で面圧130kg/cm2,時間1分間の条件で熱
圧加工を実施し、更に実施例2と同様な方法で樹脂含浸
紙を作成した。得られた熱圧紙及び含浸紙の特性を表3
に示す。
【0030】本発明による高弾性率紙は、パラ系芳香族
ポリアミド繊維の種類を変更しても、優れた機械的特性
を示していることが判る。
【0031】
【表3】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタ系芳香族ポリアミドフィブリッド及
    びパラ系芳香族ポリアミド短繊維からなる組成に第三成
    分として3〜20重量%の脂肪族ポリアミドを加えて抄
    造した紙状物を該脂肪族ポリアミドの融点以上の温度で
    熱圧加工することを特徴とする高弾性率紙の製造方法。
  2. 【請求項2】 脂肪族ポリアミドがナイロン6又はナイ
    ロン66の短繊維である請求項1に記載の高弾性率紙の
    製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005213704A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Oji Paper Co Ltd Frp用湿式アラミド繊維不織布
JP2010513731A (ja) * 2006-12-15 2010-04-30 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)紙を脂肪族ポリアミドバインダーと共に含むハニカム及びそれから作製された物品
JP2011513096A (ja) * 2008-02-26 2011-04-28 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 高剪断強度を有するコア及びそれから作製された物品
CN104736765A (zh) * 2013-01-09 2015-06-24 杜邦帝人先进纸(日本)有限公司 造纸用原料的制造方法、所得造纸用原料、以及使用了该原料的耐热性电绝缘片材
US10730262B2 (en) 2015-05-08 2020-08-04 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Honeycomb structure and sandwich structure, and base material for honeycomb for producing honeycomb structure and sandwich structure

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