JPS59622B2 - 耐熱性不織布及び紙状物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐熱けの優れた不織布及び紙状物の製造方法の
改良に関するものである。

従来耐熱性の優れた全芳香族ポリアミドのみからなる不
織布又は紙状物の製造方法としては、（イ）全芳香族ポ
リアミド溶液から該ポリアミドを沈澱させてパルプ粒子
（Ｆｉｂｒｉｄ）を形成し、次いで該粒子を繊維と混抄
して電気絶縁紙を製造する方法（口）全芳香族ポリアミ
ド繊維からなる基布に、全芳香族ポリアミド溶液を含浸
させ、乾燥して凝固せしめる方法、及び←う全芳香族ポ
リアミド繊維からなる基布に全芳香族ポリアミド溶液を
含浸させ、湿式凝固させる方法等が提案されているが、
これらの方法には繊維製造以外の特殊な工程が必要であ
るという以外に各々次のような欠点があつた。

（イ）の方法の欠点；パルプ状粒子の洗浄に多量の水を
用いるため廃水若しくは溶剤回収の点で問題がある。（
尚前記パルプ状粒子のみから抄紙したものは剛直で脆く
、破壊されやすいので実用に供し得ない）。（ロ）の方
法の欠点；乾燥時の加熱のため基布繊維が溶解、膨潤し
て得られる紙状物質の強度が低下する。

←０の方法の欠点；凝固層が多孔質となつて電気絶縁性
が低下する。

本発明者等はかかる従来法の問題点を解消すべく鋭意検
討した結果、低配向の全芳香族ポリアミド繊維の結晶化
速度がその他の結晶性ポリマー、例えばポリエステルや
各種脂肪族ポリアミドに比べて極めて遅いことを見出し
て本発明に到達したものであつて、その発明の要旨とす
るところは、延伸熱処理した全芳香族ポリアミド繊維（
八と未熱処理の未延伸又は低倍率延伸した全芳香族ポリ
アミド繊維（Ｂ）とを混合してウェブを形成し、次いで
該繊維の溶剤水溶液で膨潤させることなく加熱加圧処理
することを特徴とする耐熱性不織布及び紙状物の製造方
法にある。

本発明で用いる全芳香族ポリアミド繊維（八は繰返し単
位の８０モル％以上がメタフェニレンイソフタルアミド
である重合体から製造される。

共重合体の場合共重合割合が２０−１■／西以上になる
と、得られる繊維の結晶性が著しく低下するので好まし
くない。即ち、この（Ａ）繊維は得られる不織布及び紙
状物に実用的強度を保育させるためのものであり、その
ためには、分子鎖が、配向結晶化していることが必要で
ある。この様な繊維（Ａ）は金肥ポリアミド溶液を乾式
、或いは湿式、或いは乾、湿式紡糸した後、温水中で脱
溶剤を行いながら、又は行つた後で、２〜６倍、好しく
は３〜５倍延伸して、繊維に配向を与え、次いで該繊維
を乾燥後ガラス転移温度以上の温度、例えば、ポリメタ
フェニレンイソフタルアミドの場合は、２８０℃〜３６
０℃で緊張熱処理することにより得ることができる。

このようにして得られた繊准Ｎは前向結晶化し、構造が
セットされて後述の加熱、加圧工程でも、ほとんど形態
変化しない性質を有している。

尚この繊維（＾は長繊維のまま使用してもよく、又短繊
維にして使用してもよ（・ｏ一方、前記繊維旧）は繰返
し単位の７０モル％以上がメタフェニレンイソフタルア
ミドである重合体から製造される。

共重合割合が３０モル％以上になると、得られる繊維の
耐熱性が低下するので好ましくない。

この繊維（Ｂ）は、前記繊維（Ａ）を結合させるための
ものでありそのためには、分子鎖は低配向で、加熱．加
圧下での結晶化速度が熱融着速度より遅いことが必要で
ある。この様な繊維（Ｂ）は、前記ポリアミド溶液を乾
式若しくは湿式、若しくは乾湿式紡糸した後、温水中で
脱溶剤を行いながら、又は行つた後で３倍以下好しくは
、２倍以下延伸して乾燥するか、或いは延伸せずに乾燥
することにより得ることができる。

このようにして得られた繊細Ｂ）は、低配向で熱処理を
受けていないため、後述の加熱、加圧工程に於いて、軟
化、融着を起こすという性質を有している。尚本発明で
言う全芳香族ポリアミドとは、アミン成分として、メタ
フェニレンジアミン及び／又は、他の芳香族ジアミンを
用い、酸成分として、イソフタル酸及び／又は、他の芳
香族二塩基酸、又は、その誘導体を用いて、重縮合した
ものである。

メタフェニレンジアミン以外に用いられる芳香 ・族ジ
アミンとしては、バラフェニレンジアミン、ベンジジン
、４ ・４’ジアミノジフェニルエーテル、４ ・４’
ジアミノジフェニルスルホンなどがある。

又酸成分として通常は高活性誘導体の酸・・ライトが用
いられ、好適な芳香族二塩基酸・・ライトと ・しては
、イソフタル酸クロライドの他に、テレフタル酸クロラ
イド、１・４ナフタレン、ジ、カルボン酸クロライド、
２・６ナフタレン、ジ、カルボン酸クロライド、４ ・
４’−ビフェニルジカルボン酸クロライド、３−クロロ
イソフタル酸クロライド、ビス（バラクロロカルボニル
フェニル）エーテル等が挙げられる。本発明で用いる芳
香族ポリアミドの重合方法は特に限定されるものでない
が、ジアミンと二塩基酸ハライドからの重合方法として
は、溶液中での重合あるいは界面重合などの方法がある
。

紡糸用ポリアミド溶液は溶液重合で得られる溶液を直接
用いてもよく、又一旦分離した重合体を溶媒に溶解して
調整してもよい。

適当な溶媒としては、Ｎ−Ｎ・ジメチルホルムアミド、
Ｎ−Ｎ・ジメチルアセトアミド、Ｎ・メチルピロリドン
ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、
テトラメチル尿素等の、有機溶媒、或は、溶解性の向上
を目的に、これ等溶媒に、リチウムクロライド、カルシ
ウムクロライド等の無機塩を添加した溶媒系、又は硫酸
、弗化水素、発煙硫酸、クロル硫酸ポリリン酸、等の無
機溶媒が用いられる・溶液中の重合体濃度としては、重
合体の共重合組成、重合度、或いは、紡糸方法によつて
異るが、概略５ 〜２５重量％が望ましい。

前記繊維（八と繊維旧との混合割合は製品に要求される
形態や性質に応じて適宜選択すればよく、特に空隙率を
多くして、ワニス含浸性の良好な不織布として、有用な
製品を得るには、混合ウエツプ中の繊維（Ｂ）の含有率
を１０〜７５重量％、一方空隙率を少くして、フィルム
状の紙状物として、例えば複合素材の支持体として有用
な製品を得るには、６５重量％以上が適当である。

又ウエツブとしては、捲縮を賦与し、適当な長さのステ
ーブルに切断してから、カード機により、適当に繊維同
志をからみ合わせたものばかりでなく、捲縮を賦与しな
いで、５〜２０ｎ程度に切断して、水に分散させた後、
ネット上でシート状に抄造したものでも良い。

ウエツブの形成に於いて、囚、（Ｂ）両繊維の組成は同
一組成である必要はなく、特に熱融着性の向上には、繊
維（Ｂ）として共重合体を用いることは良好な結果を与
える。

好適な例としては、繊維囚として、ポリメタフェニレン
イソフタルアミドを用い、繊維（Ｂ）として、イソフタ
ール酸クロライド／テレフタル酸クロライドニ９０／１
０（モル比）とメタフェニレンジアミンとを重縮合して
得られる共重合体を用いる場合が掲げられる。得られた
混合ウエツブの加熱、加圧処理は、製品の要求される性
質に応じて、適宜選択されるべきであるが、温度として
は、１２０〜３５０℃、特に２００〜３２０℃、圧力と
しては、５０〜５００ｋ９／ＣｒＡが望ましい。

加熱、加圧装置としては、加圧成型機、カレンダーロー
ル等の通常の加熱、加圧機を用いることができる。

尚本発明で使用する繊維（Ｂ）は、先にも述べたように
、加熱加圧工程において軟化、融着を起し、バインダー
として優れた性能を発揮するので、混合ウェブの加熱加
圧処理に先立つて、ウェブ構成繊維の溶剤水溶液で膨潤
せしめるような処理は全く不要であるばかりでなく、却
つて得られる不織布又は紙状物の強度低下を招くおそれ
があるので避けなければならない。以上の如く構成され
た、本発明によれば、繊維製造以外の特殊な工程を要せ
ずに耐熱性に優れた、全芳香族ポリアミド繊維のみから
なる、不織布、及び、紙状物を容易に得ることができ、
且つ得られた不織布及び紙状物は、耐熱性に優れると共
に、充分な強伸度特性を有しているので、通常の用途は
、もちろん、耐熱性の要求される建材、内装材、電気絶
縁材料として特に適している。

以下実施例により、本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ ジメチルアセトアミド中で、メタフェニレンジアミンと
イソフタル酸クロライドとを溶液重合として得られた相
対粘度３．６（９５％硫酸中、濃度１ｔ／ＩＯＯＣＣ，
３Ｏ℃で測定）のポリメタフェニレンイソフタルアミド
２０重量％、塩化カルシウム９．３重量％、水３重量％
を含有する重合溶液を孔径０．１５ｍｍ）孔数２００の
ノズルを用い、乾式紡糸することにより、単糸繊度９デ
ニールの未延伸糸を得た。

この未延伸糸を９０゜Ｃの温水中で脱溶剤を行いながら
約４倍に延伸し、乾燥後、３３０℃の熱板で、緊張下（
延伸倍率１．１倍）熱処理し、次いで捲縮を与えた後、
長さ５０ｍｍにカットし、配向結晶化した２デニールの
繊維から成るステーブル（Ａ１）を得た。

一方同じ重合溶液から乾式紡糸して得た、単糸繊維５デ
ニールの未延伸糸を９０℃の温水中で脱溶剤し、乾燥し
、次いで捲縮を与えた後、長さ５０ｍｍにカットし、５
デニールの未延伸繊維から成る、ステーブル（Ｂ１）を
得た。

ステーブル（Ａ１）及び（Ｂ１）を、（Ａ１）／（Ｂ１
）＝６０／４０（重量比）に混合して、カード工程を通
して得られるウエツブを、３１０℃の熱ロールにて、線
圧１２０ｋｇ／Ｃｍで圧着し坪量３０ｙ／ｍ”、厚さ１
．５ｍｉ１の不織布を得た。

この不織布の強度は、５．２ｋ９／一、伸度６％、密度
０．６８Ｖ／Ｃｃであつた。一方、ステーブル（Ａ１）
、（Ｂ，）を（Ａ，）／（Ｂ１）＝１０／９０（重量比
）に混合して、カード工程を通して得られるウエツブを
、３００℃の熱ロールにて、線圧１２０ｋ９／（Ｖ７ｌ
で圧着したところ、フィルム状の、しなやかな紙状物を
得た。

この紙状物の強度は、７．５ｋ９／Ｍ７ｌ伸度１０％、
密度０．８６Ｖ／Ｃｃであつた。

実施例２ 実施例１で得た、配向結晶化繊維（Ａ１）と未延伸繊維
（Ｂ１）とを、それぞれ長さ１５ｍｍにカットし、重量
比で（Ａ，）／（Ｂ，）＝５０／５０になる如く、水中
に離散分散し、傾斜、短鋼タイプの抄紙機により、シー
トを形成した。

得られた湿潤シートを脱水し、乾燥後、３１０℃の熱ロ
ールにて、線圧１２０ｋｇ／Ｃｍで圧着し、不織布を得
た。

この不織布の強度は、６．３ｋ９／Ｍｄ、伸度４．３％
、密度０．７１ｔ／ＣＣであつた。

実施例３ 実施例１で用いたと同じ重合原液から乾式紡糸して得た
、６デニールの未延伸糸を９０℃の温水中で、脱溶剤を
行いながら、約２倍に延伸し、乾燥し、次いで捲縮を与
えた後、長さ５０ｍｍにカットし、３デニールの延伸繊
維から成る、未熱処理のステーブル（Ｂ２）を得た。

このステーブル（Ｂ２）と、実施例１で得たステーブル
（Ａ１）とを（Ａ１）／（Ｂ２）＝４０／６０（重量比
）に混合して、カード工程を通して得られるウエツブを
３２０℃の熱ブレスにて３秒間圧縮し、坪量３０Ｇｒ／
ｍ’、厚さ１．５ｍｉ１の不織布を得た。

この不織布の強度は、４．９ｋ９／Ｍ７ｄ，伸度４．５
％、密度０．６２ｔ／ＣＣであつた。

実施例４ ジメチルアセトアミト沖で、メタフェニレンジアミンと
イソフタル酸クロライド／テレフタル酸クロライドニ９
０／１０（モル比）とを溶液重合して得られた相対粘度
３．５の、全芳香族ポリアミド２０重量％、塩化カルシ
ウム９．１重量％、水３重量％を含有する重合溶液を孔
径０．１５ｍｍ、孔数２００のノズルを用い乾式紡糸す
ることにより６デニールの未延伸糸を得た。

この未延伸糸を９０℃の温水中で、脱溶剤を行いながら
約２倍に延伸し、乾燥し、次いで捲縮を与えた後、長さ
５０ｍｍにカットし、３デニールの延伸繊維から成る未
熱処理ステーブル（Ｂ３）．を得た。

このステーブル（Ｂ３）と、実施例１で得たステーブル
（Ａ１）とを（Ａ１）／（Ｂ３）＝５０／５０（重量比
）に混合して、カード工程を通して、得られるウエツブ
を３００℃の熱ブレスにて、２秒間圧着して、耐熱性の
不織布を得た。この不織布の強度は、４．５ｋｇ／ＭＴ
７Ｌ、伸度５．６％、密度０．６３ｙ／Ｃｃであつた。

実施例５ Ｎ・メチルピロリドン中で、メタ−フェニレンジアミン
と、イソフタル酸クロライドとを溶液重合して相対粘度
３．７のポリメタフェニレンイソフタルアミド１９重量
％を含む重合溶液を得た。

これを３倍量のＮ・メチルピロリドンで希釈した溶液を
、激しく攪拌した水酸化カルシウムを含む多量の水中へ
投じ、ポリマーを析出させると共に重合時発生する塩酸
を中和した。析出したポリマーを沢別し、次いで冷水で
数回洗浄した後、８０℃の減圧乾燥器で乾燥した。

得られたポリマーを、Ｎ・メチルピロリドンに溶解して
、重合体濃度２２重量の紡糸用液を調整した。この溶液
を孔径０．１０ｍｍ）孔数６０００のノズルを用いて塩
化カルシウム、Ｎ・メチルピロリドンを含む水中に湿式
紡糸し、これを連続的に水洗浴へ送つて、残存溶剤を除
去しながら、３．２倍に延伸した。

乾燥後３３０゜Ｃで緊張下（延伸倍率１．２５倍）熱処
理し、次いで捲縮を与えた後、長さ５０ｍｍにカットし
、配向結晶化した、２デニールの繊維から成るステーブ
ル（Ａ２）を得た。

このステーブル（Ａ２）と実施例１で得られたステーブ
ル（Ｂ１）とを（Ａ２）／（Ｂ１）＝６０／４０（重量
比）に混合して、カード工程を通して得られるウエツブ
を３１０℃の熱ロールにて、線圧１２０ｋ９／ＣＴｒＬ
で圧着し坪量３０Ｖ／Ｒｒｌ’、厚さ１．５ｍｉ１の不
織布を得た。

この不織布の強度は、５ｋ９／Ｍ７ｌ、伸度５．７％、
密度０．６１ｙ／ＣＣであつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 延伸熱処理した全芳香族ポリアミド繊維（Ａ）と、
   未熱処理の未延伸又は低倍率延伸した全芳香族ポリアミ
   ド繊維（Ｂ）とを混合してウェブを形成し、次いで該繊
   維の溶剤水溶液で膨潤させることなく加熱加圧処理する
   ことを特徴とする耐熱性不織布及び紙状物の製造方法。