JPS58144155A - 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】 本弗明は芳香族がリアンド不織奎に関する。

更に詳しくは実質的に配向、結晶化されている芳香族ボ
リア（ド繊維より虞る緻冑で表面平坦性のすぐれ九芳香
族ボリアイド不織布に関する。

従来、ポリエステル、ナイロン等の熱可塑性合成繊維を
基材として適轟な方法で結合又は絡合して不繊布を製造
する事は、市場に広く出まわっている入手容易な素材よ
り面状体を作成できる利点を有し、広く行なわれている
。しかしながら、これらの製品は熱可謙性繊維を使用し
ている為、勇造過＠に於て紘加工性に利点を有する反面
、使用に於て紘耐熱性、離燃性に乏しい欠点を有し、臀
に耐熱性　ｉｓ燃性が要求される建材、内義材、電気艶
緑材、１＠量複合材等の分野に使用することは困難であ
る。

かかる耐熱性、Ｓ燃性の要求に対し、素材としては芳香
族ボリアイド、Ｉ￥ＩＫポリメタ７二二レユニソフタル
アミドが優れた性能を有することが知られている。しか
しながら、ポリメタフェニレンイソフタルアンドを始め
とする芳香族ボリア（ドは熱可塑性を有せず、かかる素
材を使用し丸面状体作成は困難である。従来知られてい
る物としては、例えばポリメタフェニレンイソフタルア
ンドＳｔを水Ｓ＊中に分散して、４１５ｉ！の形状のパ
ルプを作成し、このパルプと短繊維とを水中で１抄し、
乾緻後加熱加圧して得られる合成紙がある。しかし、該
合成紙紘バルブと言う特殊な形状を有するポリメタフェ
ニレンイソ７タルアミドの使用が必須であり、この物は
一般に市販されておらず入手が極めて困難であり、仮に
入手できたとしても、普通その蒙法から１０倍以上と言
う大量の水を含有しており、その運搬等を考えると極め
て不経済である。

まえ、該合Ｉ１．祇紘パルプを使用する為、内部にｌイ
ドを有し、かつ含浸性が悪いと言う欠点を有し、絶縁ワ
ニス、絶像油勢Ｏ使用を必須条件とする絶縁材料用通に
対してＬ１書浸不棗に基因する絶縁耐力の低下並びに４
１１＠のライフ低下を龜丸し望ましくない。

かかる合成紙の持つ欠点を解決する為に、パルプを使用
しない高含浸性の芳香族ポリアミド不繊布も提案されて
いる。この様な物１次の＝１１に大別される。即ち、１
）ポリエチレンテレフタレート等の熱可重性素材をバイ
ンダーとじて並用する不繊布、　　Ｉ）使用するポリメ
タフェニレンイソ７タルアミド繊維Ｏ少なくとも一部に
実質的に配向、結晶化して込ない繊維を用いる不織布で
ある。しかしながら前記１）の不繊布は並用し九熱可謙
性素材の為、耐熱性　ｍ燃性が低下すると言う欠点を有
し、前記ＩＩ）の不繊布線一般に市場に無く、入手が極
めて困難な特殊なポリメタフェニレンインフタルアミド
繊維を使用する欠点を有する。また、これらＩ）、　ｉ
ｉ＞の不繊布と４表面平坦性に乏しく、且つ緻密性に欠
けると言う重大な欠点を高シ、不織布に接着剤を塗付す
るとか、表面コーティング加工勢の表面の緻密性平坦性
が要求される用途には使用が困―である。

本発明１１勢は、市場に出まわっており、入手が容品な
実質的に配向、結晶化されている芳香：： 族ポリアンド繊維□を使用し、±の耐熱性、離燃性を損
うことなく、含浸性と表面平坦性、緻密性と言う相反す
る性能を兼ね備えた芳香族ボリアイド不繊布を得るべく
鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。

卸ち本発明ｒｉ、実質的に配向、結晶化されている芳香
族ポリアミド繊維からな夛、表面粗さを示す中心−平均
粗さくｉＬｍ）が５μ票以下の表面平坦性を有する芳香
族ボリアミド不織布である。

本発明に於ける芳香族ポリアミドと杜、下記（１）、儲
）、（３）の繰返し単位よりなり、００　ｋｒ（００−
・・・・・・・・・（１）ここでＲ，、Ｒ，、ＩＬ、は
同一でも異なってもよく、水嵩原子ま九は炭素数３以下
のアル中ル基を示す。実質的Ｋ　（１）と（２）は″当
モルよりなシ、（Ｓ）は（１）及び儲）と必ずしもｐ＠
ｌｉＫ含まれていなくてもよい。また、ム１１人ｒ１ム
ｒｓＢ芳香族性残基てＴｏ！７、同一でも異なってもよ
い。ムｒｌｏム１１．ムりの代表例ハ、バラフェニレン
、メタフェニレン、ビフェニレンま九は下記式（４）で
表わされる残基を示す。

てΣｙ（）（４） 数３以下のアルキル基から遺ばれる残基である。

好ましい芳香族ボリアゼドはＡｒｌ　、　Ａｒｌ　、　
Ａｒｃがパラフェニレンま丸線メタフェニレンよす選ば
れる。更に好ましいのは（１）と（２）よりなりＡｒｌ
。

ムｒ意カメタフエニレンマ九ハハラフエニレンの場合で
ある。最も好ましくは（１）とＱ）よりなり。

ＡｒＩ、ムｔ！がともにメタフェニレンの場合である。

本実１１１において使用する芳香族ボリアずド繊維の製
造方法はいくつか知られているが、一般にはポリメタ２
エニレンインフタルアミド繊維の製造方法としては、ポ
リメタフェニレンイソフタルアミドを溶解し九紡糸ＩＩ
Ｌ液を乾式あるいは湿式あるいは半乾生温のいずれかの
方法で紡糸し、次いで水洗し沸水嬌伸を施し丸後、乾燥
し更にガラス転移温度以上で延伸熱ＩＩ＆履する工程を
とる。

本実１ｊｌＫ於てはかかる工程を経て製造され普通に市
販されている、実質的に配向、結晶化している芳香族ボ
リアずド繊維が好ましく使用できる。

本発明において、芳香族ポリアミド繊維に対し、小割合
の他の耐熱性繊維を併用することも可能であり、例えは
芳香族ポリエステル繊維。

縦索繊維、無嶺繊−、ガラス繊維、金属繊維勢を含むこ
とができる。

まえ、本発明において不繊布とは、不織布製造の従来法
によって得られるシート状ＶＣ＃達しえもの％又はそれ
に後加工を施したものを言う。

異体的には、捲縮を付与したステーブルをフラットカー
ド又はロー２カード等のカード横により開繊化し、シー
ト状にし友もの、長繊維のトクを積層したものを、針を
植えた一対の末広がりベルトを用いて幅方向に嬌展する
、いわゆる長繊維のトウ開繊法によって得られたシート
状物、あるい社、長繊維をベルト状にランダムに積層す
ることＫよって得られるシート状物、あるいは、Ｓ〜Ｒ
ｏｗｓ＠ＭＬの短繊維を水又は空気を用いて分散後、網
上に補集して得られるシート状物畳を、例えｔｆ＝−ド
リング、接着剤処壜勢の手段を用い絡合もしくは結合さ
せ丸ものを言う。

本発明に於て、不織布のｌ！！面の平坦性を表わす尺度
は、ＪＩ８　Ｂｏｗｅｌ−１９７６に規定され九表面粗
さを、示す中心゛纏平均粗さくＲａ）を用いて記述され
る。具体的な一定方法は調定機として東京精密＃Ｉａ製
ナー７コム３０Ｂを用い、触針径２μ％掬定カフ０１９
でＪＩ８　Ｂ　０６０１−１９７６　Ｋ準じて実施した
。

Ｒａ値線粗さ曲線から、その中心線の方向に一定長さＬ
の部分を抜き堆り、この抜き取り部分の中心線ｔ−ｘ軸
、縦倍率の方向をＹ軸として、粗さ一線をＹ−ｆＱＱで
表わし九ｆＩ＃、次の式で与えられ丸値でμｍ単位で表
わす。

Ｒａ　＝Ｔ−ｆｏｌ　ｆ（ｘ）　ｌｄｗ本発明に於て不
繊布の緻密性を表わす尺度は密度を使用し良。密度は常
法により不繊布を一定面積に切り出し、その重量を化学
天秤にて０．１１＋９まで一定し、厚みを厚み針（ＯＮ
Ｏ８ＨＯＫＫＩＤＧ−４１１）によりｏ、ｉμ鋼まで一
定し求め丸。

本発明によって得られる芳香族ボリアずド不歇布のＲ１
値は５μ禦以下であり、通常、実質的に配向、結晶化し
ている芳香族ボリアイド繊維シートを熱圧加工して得ら
れる不織布ＯＲａ値は１０７１ｍ以上であり、ま九一部
配向、結晶化していな匹芳香族ポリアミド繊維を共存さ
−を九芳香族ポリアゼド繊維シートを熱圧加工して得ら
れる不繊布の場合でも、Ｒａ値は６〜７μ鋼以上である
ことと比較すると極めて表面平坦性が優れていることが
わかる。

また、本発明によって得られる芳香族ボリア〈ド不織布
の密度は、０．６ｆ／−以上、好ましく１０．７〜１ｆ
／−であり、通常、実質的に配向、結晶化している芳香
族ポリアミド繊維シートを熱圧加工して得られる不繊布
の密度は０．３〜０．４ｆ／ｄ、配向、結晶化してｉな
い芳香族ポリアミド繊維を一部共存させたシートを熱圧
加工して得られる不繊布の場合で龜密匿はｏ、ｒｔ／ｄ
、前記パルプを使用し九芳香族ポリアミド合成紙で密度
が０．９〜１．０１７−であることと比較すると、極め
て数置な構造となっていることがわかる。

この様に本発明の芳香族ボリアミド不繊布は実質的Ｋ１
００％繊維から成る為、本質的にパルプ使いの合成紙よ
り優れた含浸性を有したまま、その表面平坦性、緻密性
は、パルプ使いの合成紙並びに優れ九レベルに達してい
る事が解る。

このようにＲａ値が５μ輌以下の芳香族ボリアぐド不織
布を得る方法は、素材の芳香族ポリアミド繊維が持つ耐
熱性、難燃性を損わない方法であればいかなる方法を用
いても良いが、好適には下記の方法により製造すること
ができる。

例えば、芳香族ボリア（ド繊維からなるウエプに極性ア
ミド溶媒及び／又は水よりなる可塑剤を付着せしめ、熱
圧ロールを用い熱圧加工する方法によって得られる。

極性アミド湛媒としては、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、　ジメチルスルホ中シト、ヘキナメ
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−メチルピペリジンなど、或いはこれらの混合物を挙
げることができる。

前記極性アミド溶媒単独又はその水濤筐の芳香族ボリア
ミド繊維からなるウェブへの付着量はウェブに対し、極
性溶媒に換算して１〜１０（１重量−か好ましい。

極性アミド水５ｉｌｌの場合の付着量紘、その嬢［Ｋよ
って適宜選択すべきであるが、一般に濃度が＾い程、減
らすのが好ましい。

極性アンド溶液に換算した付着量が１重量嘩未満で社、
熱圧加工後の機械物性並びに表面平坦性、緻密性か不充
分である。付着量が増加するに従い、熱圧加工後の機械
物性１表面平坦性。

緻密性は向上するが、一方、付着量が１００重量−をζ
える様になると、もはや物性の向上はわずかであり、極
性アミド溶媒のロス及びエネルギーロスが増大するので
、コスト的に無駄である。

同様に可塑剤が水である場合は、その付着量はクエプに
対して１０〜１５０重量％が好ましい。付着量がｌＯ重
量囁未満では機械資性並びに表面平坦性が不充分であり
、一方、１５０重量−より多い場合は熱圧加工時のエネ
ルギーロスが大きい。

クエプに極性アくド溶媒及び／又は水を付着する方法は
、ウェ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
浸法勢を挙けることができる。　　一 本発明の不織布を得る丸めの熱圧加工条件は、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、適宜選択するととＫよって決めるのが良いが
、通常温＆１５０〜４００℃、圧力１０−１０００　Ｋ
ｙ／ａｌ、　　加工速度（通紙速［３ｍ　７ｍ以上の条
件で行なう。

前記１皺が１５０℃より低い場合は、素材が芳香族ボリ
アずド鐵維であるため、融着性が低く、機械−性の充分
なものが得られず、一方、４００℃より＾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−が
熱劣化を起こし、黄変する等の問題がでてくる。

前記圧力社低過ぎると離着が不充分でるり、一方、高い
方はいくら＾くてもかまわないが、エネルギー的に無駄
であり１０００１４７ａｓ　までが好ましい。

熱圧加工方法は通常用いられている方法で充分であるが
、二本以上の熱圧ロールを用いて行なうのが良い。

本発明の不繊布は、実質的に配向、結晶化されえ芳香族
ボリアゼド繊維から構威宴れている九め耐熱性、Ｉ１１
燃性にすぐれてｉる。まえ、パルプを使用しない為、合
成紙と比較してボイドレスであり、且つ含浸性が優れて
いる。しかもｋｐｍ値密ｊＩ！に示されるごとく、表面
平坦性、緻密性が極めて優れている事が大きな特徴であ
る。

これは極性ア〈ド＊Ｓ及び／又は水を付着したウェブを
熱圧加工する丸めに、不織布の緻密性。

表面平坦性が大幅に向上したものと考えられる。

このようＫして得られ九不繊布は、その耐熱性、Ｓ燃性
、高含浸性及び表面平坦性を活かし電気絶縁材料　ａ材
、内装材、＃ＩＩＩ／−１、更にはハニカム等の軽量複
合材への用途が期待さる。

以下、本発明の実施例について述べる。

１＃、実施例中の重合体の固有粘度は濃硫酸を用い、濃
度０．５ｆ／＃、温度３０℃で測定した。

まえ、油含浸性は２５℃大気圧下で５ａｍ角のサンプル
を真空乾燥後、絶縁油１号（ＪＩ８規格）の油面上にお
き、サンプル表面に絶縁油があられれるまでの時間であ
られした。

実施例１〜３、比較例１〜３ 単糸デニール１．５　ｄｅ　、繊維長５１＋ｗの市販ポ
リメタフェニレンインフタルアミドスフ（商品名コーネ
ツクス、延伸熱処理繊維）をシングルスカッチャーで予
備Ｒｍ後、フラットカードを２回通し、クロスレイドウ
ニパーでベルトコンベアー上にウェブを形成し、引き続
きニードル機で９バーブの針を用い、封密［８４本、に
−のニードルをかけ目付ｚｓｏｔ／−の絡合ウェブを得
九。このウェブの両ｉ１にスプレー装置を用い、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン５重量噂水ｓｉｉを該ウェブに対
し１００重量％付着しえ。次いで熱圧ロールを用い、種
々の温度で線圧４　＠　ＯＫｙ／ａｔ、遭ＩＩ　８　ｍ
／―の条件でプレスし、張力をかけながら連続的に４Ｉ
き取つ六。

得られた不織布の物性を薬１表Ｋ　７７（ｔ　。

なお、比較例２としてニードルウェブの物性を、比較例
３として可履剤なしの場合で亀度意５０℃、Ｊｉ圧４０
０４／ａｗ−速度８　ｍ／ｓ６＋　Ｏ条件でプレスした
不繊布の物性を菖１ｍＫ示す。

強伸度紘インストロン橢定機を用い、チャック間隔２０
１、サンプル中１．５ａｗ、ヘッド速度１０ａ＊／―の
条件で一定し九。

ｉｌｌ　　表 実施例４〜５、比較例４ 実施例１と同様にして得られたウェブに対し、５重量嘩
のＮ−メチに−１−ピロリドン水浴液を第２１１に示す
各付着量（水浴液基準）でスプレーした後、温［２５０
℃、＊圧４００１４／ｌｘ。

速Ｊ［８ｍ／―の条件でクロスし、張力をかけながら連
続的に書取つ九。得られた不織布の物性を第２表に示し
た。

９２表 １７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　実質的に配向、結晶化されている芳香族ポリアンド
   繊維からなり、構面ａＳを示す中心線平均粗さくＲａ）
   が５μ解以下の表面平坦性を有することを特徴とする芳
   香族ボリア（ド不繊布。 ｚ　ｆ香族ボリアイド繊維がポリメタフェニレンイソフ
   タルアミドよシなる特許請求範調嬉１項記載の芳香族ボ
   リアイド不織布。 龜　不繊布０１１＆が０．８　ｔ／−以上である譬許請
   求範１１項記載の芳香族ボリアイド不織布。