JPS58144152A - 芳香族ポリアミド不織布の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は芳香族ポリアミド不織布の製造法に関し、その
目的とするところは、耐熱性、ｉｌ燃性にすぐれかつ含
浸性２表面平滑性にすぐれた芳香族ポリアミド不織布の
製造法に関する。

従来ポリエステル、ナイロン等の合成線維を基材として
、適当な方法で結合又は絡合して不織布を製造すること
は広く行なわれているが、これらの製品は耐熱性、ｌＩ
燃性に乏しい為に１特に耐熱性　Ｓ燃性が要求される建
材、内装材。

電気絶轍材軽量複合材等の分野に使用”することは困−
である。

かかる耐熱性、ａｔ燃性の要求に対し、芳香族ポリアミ
ド、ｑｌＫポリメタフェニレンイソフタラミドからなる
紙状物が有効に用いられることが知られている。

例えばポリメタフェニレンイソフタラミド溶液を水溶液
中に分散せしめ、特定の形状のパルプを作成し、このパ
ルプと繊維を水中で混抄し乾燥後、加熱加圧することが
開示されて−る（肴会１Ｉ８３！Ｉ−目、ｊ１５１号公
報参照）。

しかしながらかかる方法では、表ｍＩＩ造の緻１１＆紙
状物が得られるが、内部にボイドを有するという欠点が
ある。更に含浸性が悪いため絶縁フェス、絶縁油等の使
用を必須条件とする絶縁材料用途に用いる時は、含浸性
不＊に１＆因する絶縁耐カーの低下並びに機−のライフ
低下を自た口ｉｔｔ、＜ない。

一方高會浸性の芳香族ポリアミド不繊布を得る方法とし
ては、バインダーとして、 （１）　　熱可畷性ポリマー（ポリアミド、ポリエステ
ル等）。

Ｇｉ）　　エポキシ系ポリマー。

■　芳香族ボリアきド粉体。

０％／）芳香族ボリアミド低配向低結晶化繊維。

を用いる方法が知られている。

しかし中、　Ｇｉ３で得られる不織布は耐熱性が不充分
である。又顧、（ｉｖ）で得られる不織布は耐熱性は十
分であるが、満足な機械物性を発現するためには非常に
高い温度圧力が必要となる。更に悪いことに、得られる
不織布は表面の緻密性並びに平滑性が不十分で６９、不
織布に接着剤を緻付するとか表面コーティング加工等の
表面の絨密性、平滑性が要求される用途には問題が生じ
る。

本発明者等は、芳香族ポリアミド素材の耐熱性、１１ｍ
燃性を損うことなく、含浸性１表面緻密性、平滑性の優
れ九芳香族ボリアミド不織布を得るべく鋭意検討した結
果、本発明に到達したものである。

即ち本発明は、芳香族ポリアミド繊維からなり、かつ該
繊維中Ｋ１０重量％以上の未塾処理鑵錐を含むウェブに
極性アミド溶液及び／父性水より成る可塑剤を付着せし
め、次いで熱圧加工することをｑ＃微とする芳香族ポリ
アミド不縁布の製造法である。

本発明に云う芳香族ポリアンドとは下記（１）。

＠）、（３）の繰返し単位からな抄、 Ｃｏ　　ＡｒＩ　　Ｃｏ−・＝−・・・＝・（１）−Ｃ
Ｏ−ムｒ２　１’Ｊ−・・・・・・・・・・・・（３）
九 ここでＲ１＋ＩＩｌ、Ｒ＠は同一でも異なってもよく水
素原子または炭素数３以下のアルキル基金示す。

実質的に（１）と伐）は当モルよりなる。（３）と、（
１）と＠）は必ずしも同時に含まれていなくてもよい。

更にＡｒ１．　Ａｒｃ　、−１１１、は芳香族性残基で
あり同一でも異なっても−よい。

Ａｒｌ　、　Ａ　ｒｌ　、　Ａ　１ｇの代表例は、バラ
フエニレ／。

メタフェニレン、ビフェニレンまたハ下記式（４）で表
される残基を示す。

基である。

好ましい芳香族ポリアミドは、Ａｒｃ、ム’ｍｅムＴ。

がバラフェニレン、ｔたはメタフェニレンヨリ選ばれる
。

更に好ましいのはく１）と（２））よりなりム’Ｉ　ｅ
　’Ｑ　ｅがメタフェニレンまたはバラフェニレンの場
合である。最も好ましくは、（１）と（２）よりなりム
’１ｓＡＴ！がともにメタフエニレ／の場合である。

本発明において使用する芳香族ポリアミド繊維の製造方
法としては、いくつか知られているが、例えばポリメタ
フェニレンイソフタラミド繊維の製造方法としては、ポ
リメタフエニレンイノフタク２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１式ノの・い゛ず・れ
かの方法で紡糸し次いで水洗、沸水延伸、乾燥、ガラス
転移温度以上の温度での鷺伸熱処理工震をとる。

本発明に用いる芳香族ポリアミドｌ１ｌＩｌｌけ、未熱
処理繊維、即ち水洗工程をＣて得られる未延伸未熱処理
線維及び／又は沸水延伸工程を経て得られる延伸熱処理
繊維 種を経て得られる芳香族ポリアミド延伸熱処理繊維を使
用する。本発明に於て得られる不縁布の表面平滑性を高
度に求める為、使用する繊維は、前記芳香族ポリアミド
未熱処理繊維又は、未熱処理繊維と延伸熱処理繊維の混
合物を使用する事が好ましい。この場合、延伸熱処理繊
Ｖ未熱処理ａｍの混合比率（重量比）は９０／１０〜ｏ
／ｌｏｏが好ましく、更に好ましくは８０／２０〜２０
／８０である。

未熟処理繊維の混合比率が１０％未溝の場合は、熱圧加
工時の融着が年分で、機械的物性並びに表面平滑性が悪
い。　　　　； なお、本発明において、芳香族ポリアミド繊維に対し、
小割合の他の耐熱性繊ｌ１ｔ−併用することも可能であ
り、例えば芳香族ポリエステル繊維、炭素繊維、無機繊
維、ガラス績雑、金属繊維等を含むことができる。

次に本発明に云うウェブとは、従来のウェブ化設備によ
って得られるシート状に抄造したものを言い具体的には
、捲縮を付与したステーグルを７ラツトカード又はロー
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、長繊維のトウを積層したものを針をうえた一対の末
広が抄ベルトを用いて巾方向に延展することにより７−
ト状物を得るいわゆる長繊維のトウ開繊法、又はＳ〜２
０　ｎ４／ｒｙｒ程ｊ更の短＃！維を水又は空気で分散
させてシート状物を得る方法等によって得られるシート
状物を言う。

本発明における極性アミド溶媒としては、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、　Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、　
Ｎ、Ｎ−ジメチルアセドア２ド、ジメチルスルホキシド
ヘキサメチルホスホルアンド、テトラメチル尿素、Ｎ−
１メチルカプロラクタム、Ｎ−メチルビペリジ７など或
いはこれらの混合物を挙けることができる。

餉記極性アミド溶媒単独又はその水溶液を芳香族ポリア
ミド線維からなるウェブに付着する場合、その付着量は
、ウェブに対し極除アミド溶媒に換算して１〜１００重
量％が好ましい。

極性アミド水溶液の場合は、その濃度によって適宜選択
すべきであるが、一般に一度が高い寝、水溶液の付着量
は減らすのが軽重しい。

極性アミド溶媒に換算した付着量が１重量−未満では、
熱圧加工後の機械物性並びに表面平滑性が不十分であり
、一方、１００重量−を趨えると、熱圧加工時に不織布
が劣化するので好ましくない。

同様に可塑剤が水である場合は、その付着量はウェブに
対して１Ｇ−１！１０重量−が好ましい。

水の付着量が１０重量−未満では、機械物性並びに表面
平滑性が不十分であり、一方１３０重量−よシ多い場合
は、熱圧加工時のエネルギーロスが大きい。

ウェブに極性アミド溶媒及び／又は水を付着する方法は
クヱプに均一に付着する事ができる。

通常、工業的に使用さ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用いることができる。

本発明において、七の熱圧加工条件は、ウェブを構成す
る芳香族ポリアミド繊維の延伸熱処理繊維と未熱処理繊
維の混合比率及び、ウェブに付着する極性アミド溶媒及
び／又は水の付着量に影響されるので適宜選択すること
によって決めるのが良いが、熱圧クールを用い通常温度
１５０〜４００℃、圧力１０〜１０００　Ｋｆ’ｃｓ　
。

加工速度（通紙速度）３−以上の条件で行なうとよい。

前記温度がｔＳＯ℃よｐ低い場合は、素材が芳香族ポリ
アミド繊維である為、融着性が低く機械物性の十分＆４
０が得られず、一方４００℃より高い場合は、通紙速度
との兼ね合すもあるが、ウェブに付着した溶剤がプレス
前に飛散し易いため融着が不均一化したり、得られる不
繊布が黄変劣化する。

前記圧力は低過ぎると融着が不十分であり、一方高い方
はいくら高くてもかまわないが、エネルギー的に無駄で
あり通常は１００＠ｕ−が好ましい。

また通紙の速度が３％７ｍより遅い場合はクエプに付着
した溶剤が加圧前に飛散もしくは、片偏りを起しその結
果融着性の低下及び不均一化が生じ好ましくない。

熱圧加工方法は２本以上の熱圧ロールを用いて行なうと
よい。

平面プレス法では、ウェブに付着した溶剤がプレス時に
閉じ込められるために、得られる不織布は表面平滑性に
欠ける。

本発明によって得られた不織布は、繊維から構成されて
いるため、本質的にボイドレスであ侵、パルプを用いて
得られる合成紙とは、含浸性が大きくなる。

又極性アミド溶媒及び／又は水を付着して熱圧加工する
ために熱圧加工条件が緩和されなおかつ得られる不繊布
の緻密性表面平滑性が大巾に向上する。

又熱圧加工した不織布は、付着した溶剤の不織布中への
残存率は極ＵＫ低く、素材の耐熱性を全く損なわない。

このようにして得られた不織布は、電気絶縁材料、Ｉｌ
材、内装材、離型シート、更にはハニカム等の軽量複合
材への用途が期待される。

以下本発明の実施例にりいて述べる。

尚、実施例中の重合体の固有粘度は濃硫酸を用い濃Ｆ１
０．ｌｉ　ｆ／ａｓ　ａ　ＦＬ３０℃でｅｌｔ、た。

また、油含浸性紘、２５℃大気圧下で５ｃＩ１１角のサ
ンプルを真空乾燥後、絶１１号（ＪＩ８規格）の油面上
に置き、サンプル表面に絶縁油があられれるまでの時間
を測定するととＫよって実施した。

実施例１〜１０．比較例１゜ 以下に３種類の芳香族ポリアミドＩＩＩＩ維の製造法を
示す。

極限粘度１，８のポリメタフェニレンイソフタラミドの
Ｎ−メチルビロリド／ドープを用い湿式紡糸でドラフト
をかけ、水洗乾燥後捲縮を付与し単糸着炭１．５６・、
カット長５１＋％／ｍの短繊維を得た＜Ｓ維−Ｍ）。

前記ドープ用い湿式紡糸し水洗稜、製水浴中で２．７倍
に延伸し乾燥後捲縮を付与し同様に単糸一度１．５ｄ・
カット長５１　ｍ／ｍの短繊維を得九（ｅｌｍ−Ｆ）。

前記ドープを用い湿式紡糸し１、水洗蕾沸水浴中で２．
７倍に延伸し乾燥後更に熱板上で１．Ｓ＠に延伸した吃
のを捲縮を付与し、単糸繊度１，５−・カット長Ｓ　１
　ｔｒｙ”ｍの短欅維を得た（繊維−翼Ｘ＼、　前記３
＆類の繊維を種々の割合でブレンドしたものをシングル
スカッチャーで予備量＃１ｌＩＩ！、フラットカードを
２段通しクロスレイドウェーバ−゛でベルトコンベア上
にウェブを形成し引き続き、ニードル機で、１バーブの
針を用い、針密度８４　＄７’ｃｄのニードルをかけ、
目付８０ｆ〜の結合ウェブを得た。このウェブの裏表に
スプレー装置を用い、Ｎ−メチルピロリドン３重量−水
溶液を、ウェブに対し１００重量−付着した。

次いで熱圧ロールを用い温度２８０℃、Ｓｔ圧４００　
Ｋ＠／ｅｒａ　、速度ＩＩ　ｖｐｖ’５＋の条件でプレ
スし張力をかけながら連続的に轡き取った。得られた不
織布の物性を第１表に示す。強伸度は、インストロン測
定機を用いチャック間隔２０ｃｍサンプル巾１．５ｃｍ
、ヘッド速度＝１０ｃＩＩＩ／＋で測定した。

不織布の表面、平滑性は、不織布の表面及び断面を顕微
鏡で表面の凹凸９毛羽立ちを蒙察することにより集線し
た。

第　　１　　表 畳　◎；凹凸１毛羽立ちなく良好。

０込；凹凸なく、毛羽立ち少々。

×：融着不十分毛羽立多数 実施例１１〜Ｉｓ、比較例２ 実施例８と同様にして作成したＲ／Ｆ　＝４／６の比率
からなる目付ｓ　ｓ　ｆ／ｌＰ／のウェブに対し５重量
−Ｎ−メチルピロリドン水溶液を第２表に示す各付着量
（水溶液基準）でスプレーした後。

温度！８５℃曽圧ａ　ＯＯＫｔ／ｃＩＲＧ　、速度１０
　ｍ／ｆ＋の条件でシワが生じない１１度に張力をかけ
ながら連続的に寺取った。得られた不織布の物性を第２
表に示す。

第　　２　　表 実施例１６〜１ｇ、比較例３ 実施例８と同様にして作成し九へ４°＝４／６の比率で
目付ｓ　ｓ　ｙ７．♂のウェブに３重量−Ｎ−メチルピ
ロリドン水溶液を】００重量％スプレーした後、神々の
温度で、線圧４００　険−、速度１０％／のの条件でシ
ワが生じない程度に張力をかけながら連続的に＃！取っ
た。

得られた不織布の物性を第３表に示す。

第　　３　　表 １１箇例２０〜雪１．比較例４ 実施例８と同様にして作成したＲ／Ｆ　＝　４／６の比
率で目付ｓ　ｓ　ｆ／ｖｒ？のウェブに、３重ｔ％Ｎ−
メチルピロリドン水溶液をｌｏｏ重１ｔ％スプレーした
後、温度２８０℃、ａ圧４００　ＫＶ／ａｎの条件で速
度を変更して連続的に巻取った。得られた不織布の物性
を第４表に示す。

１Ｍ４表 実施例２２〜意蕃、比較例器 実施例８と同様にして作成した鼠／Ｆ工４／藝Ｏ比率で
目付＠Ｏｆ／ｍ’のクエプに、第５表に示し六令種可慶
剤を１６０重量−、スプレーした後、温度！ｓＯ℃、曽
圧４０Ｇ　Ｅｖｅｓ　、速度８　ル俤。

条件でプレスし張力をかけながら連続的に巻取りた。得
られた不繊布の物性を第５表に示す。

比較例５をし可塑剤なしの場合を併せて第５表に示す。

第５表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　芳香族ポリアミド繊維からなり、かつ咳繊維中に
   １０菫量−以上の未熱処理繊維を含むウェブに極性アば
   ド濠媒及び／又は水よりなる可塑剤を付着せしめ、次い
   で熱圧加工することを特徴とする芳香族ポリアンド不織
   布の製造法。 ２　ウェブを構成する芳香族ポリアミド繊維がポリメタ
   フェニレンイソ７タルアくドよシなる特許請求の範囲第
   １項記載の芳香族ポリアミド不織布の製造法。 ３、　可塑剤が、水であってその付！量がウェブに対し
   て１０〜１６０重量％である特許請求の範囲第１項記載
   の芳香族ポリアミド不織布の製造法。 ４、　可塑剤が、極性ア建ド溶謀又ＩＩｉ該溶媒の水溶
   液であって、極性ア々ド溶＃ｌＫ倹算した付着量がウェ
   ブに対し１〜１００１ｉｊｌ）チである竹許請求Ｏ範Ｉ
   ！館１項記載の芳香族ポリアミド不織布の製造法。 ５、　熱圧加工を熱圧ロールを用い温度１５０〜４００
   ℃、圧力１０〜１　（１００ＷａＩＲＧ　、加工速度３
   −以上の条件で行う特許請求の範囲第１項記載の芳香族
   ボリアミド不縁布の製造法。