JPS6052207B2 - 耐炎化、炭素化不織布の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良された耐炎化又は炭素化不織布の製造法
に関する。

従来、耐炎化繊維及び炭素化繊維の不織布を得る方法
については種々提案されている。

しかし、アクリル系繊維を前駆体とする場合、２００
〜３００℃の耐炎化工程において環化発熱反応を伴ない
、低温で長時間かけて処理しないと反応が暴走するとい
う技術的に大きな問題がある。

これらの問題を解決するため、不織布を構成する繊維
の改良や不織布を薬品付着処理する方法等が試みられて
いるが、高目付の不織布に対しては焼成条件を著しく合
理化するところまでは至つていない。 本発明の目的は
化学的に改質されたアクリル繊維からなる不織布を用い
特定の構成下に耐炎化処理又は更に炭素化処理すること
により生産性を著しく向上せしめた耐炎化又は炭素化不
織布の画期的な製造法を提供することにある。

すなわち、本発明はｐＨ７以下のヒドロキシルアミン
溶液でジメチルホルムアミド（以下ＤＭＦと略す）に対
する溶解度が５０％以下とした５デニール以下のアクリ
ル繊維からなる不織布を２枚以上積層し、目付５０ｙＩ
ゴ以上、不織布間の剥離強力２〜３０に９１Ｃ７■Ｅの
多層不織布となした後、１５０℃以上で耐炎化処理し又
は更に炭素化処理した後２枚以上に分割するか、１５０
℃以上で炭炎化処理し２枚以上に分割した後炭素化処理
することからなる耐炎化、炭素化不織布の製造法にある
。

本発明者等は先に特願昭４６−８３５１１号でアクリ
ル繊維をＰＨ７以下の条件下でヒドロキシルアミン処理
した後、熱処理して耐炎繊維を得る方法を提案している
。

本発明は、前に提案したｐＨ７以下でのヒドロキシル
アミン処理と、耐炎化又は炭素化処理における被処理物
の特定構造との組合せによつて、耐炎化又は炭素化不織
布を高生産性で又異種規格のものを同時に得る方法であ
り、工業的価値の極めて高いものである。

本発明に用いるアクリル繊維としては、アクリロニト
リルの単独重合体又はアクリロニトリルを主成分とし他
の重合可能な単量体、例えば酢酸ビニール、アクリル酸
メチル、塩化ビニール、塩化ビニリデン、アクリルアミ
ド、ビニールピリジン、含窒素ビニール化合物及びその
第４級アンモニウム塩誘導体等又は更に他の染着成分と
の共重合体或いはこれらの重合体の混合物から得られる
繊維が挙げられ、アクリロニトリルを９鍾量％以上含有
する繊維が好ましく用いられる。

一般に、耐炎化、炭素化処理においては繊維の繊度によ
る影響が大きく、繊度が小さい程表面積は大きくなり熱
処理効果が高くなるので、本発明においては不織布を構
成するアクリル繊維の繊度は５デニール以下であること
が必要であるが、あまり細デニールになると不織布の機
械的性能低下が著しくなるので好ましくなく、好適な繊
度範囲としては、０．５〜２デニールである。

本発明におけるアクリル繊維のヒドロキシルアミンによ
る処理に用いられるＰＨ７以下のヒドロキシルアミン溶
液としては、ヒドロキシルアミンの無機酸塩又は有機酸
塩、ヒドロキシルアミンの無機酸塩とＰＨ調整剤との混
合液等があり、これらの溶液を用いて浸漬、パツドスチ
ーミング等の方式で処理を行なう。

又この処理の際のアクリル繊維の形態は特に限定するも
のでなく綿又はトウの状態で処理した−後、不織布を形
成してもよいし、不織布となしたのちに処理してもよい
。

しかしながら、このヒドロキシルアミンによる改質度が
ある一定のレベル以上にならないと、本発明で目的とす
る効果が得られず、必要な改質度！としては下記に示す
測定法によるＤＭＦに対する溶解度が５０％以下とする
ことが必要である。

ＤＭＦに対する溶解度の測定法：試料約１Ｖ精秤し（Ｗ
１）これを１００ｃｃ（７）ＤＭＦに９０℃で２吟間浸
漬しグラスフィルターで戸別し水５洗、乾燥後残査を精
秤（Ｗ２）して次式で求める。

溶解度（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１×１００本発明に
おけるアクリル繊維にヒドロキシルアミンにより必要な
改質度を与えるには、処理方式、ヒドロキシルアミンの
濃度、浴比、温度、時４間によつて異なるが、浸漬方式
の場合、ヒドロキシルアミンが３〜１０％０．ｗ．ｆ．
、浴比１：５〜１５であれば１００℃で６紛程度で充分
可能である。又バッドスチーム方式の場合、ヒドロキシ
ルアミンの使用量は浸漬方式における場合と大体同じで
良いが、絞り率５０〜１００％、１００〜１５００Ｃの
過熱蒸気で５〜２紛のスチーミングで可能である。不織
布は、ウエツブを重ね合せて有刺針で二ードリングする
方法や、ウエツプをウォータージェットで締める等の方
法によつたものが用いられ、本発明に用いられる不織布
はその製法には何ら限定されない。

以下本発明においては通常極めて一般的な方法である有
刺針で二ードリングする方法コによる不織布にて説明す
る。本発明においては、耐炎化及び炭素化処理に際して
、不織布を２枚以上積層し、更に二ードリングし不織布
間の剥離強力（経、緯方向共）が、２〜３０ｋ９１Ｃｒ
ｆ１（ＪＩＳ−１０６暉拠）で全体の目付は５０〜門１
０００ｆ１イ好ましくは２００〜８００ｆＩイの多層不
織布となすことが必要である。

この不織布間剥離強力があまり強いと耐炎化又は炭素化
処理後に分割し難くなるばかりでなく分割面の外観が著
しく、悪化し、その後の加工に重”大な支障をきたす原
因となる。

このような見他から不織布間剥離強力は３０ｋ９′ｍ以
下でなくてはならない。しかし、この強力があまり小さ
いと耐炎化又は炭素化工程前後の準備などの工程で剥離
してしまう恐れがあるので２ｋｇ１Ｃ７７！以上の強度
が必要である。多層不織布の目付は、従来、アクリル繊
維不織布の場合、５００ｆＩｄ以上の高目付の不織布を
耐炎化及び炭素化処理することは不可能に近く、せいぜ
い３００ｆ１イ前後が限界であつたが、本発明において
は、ヒドロキシルアミン処理により８００〜１０００ｙ
１イの目付のものでも温度、時間及び雰囲気のガス濃度
を適正にすることにより耐炎化及び炭素化処理が可能で
ある。

本発明の特徴を充分に発揮せしめるためには多層不織布
の目付は５０ｆＩ７７１′以上が好ましい。

一方、目付の上限は、多層不織布の密度や構成する繊維
の種類や繊度によつて異なるので一概には規定できない
が、耐炎化、炭素化処理の容易さ、多層不織布の作り易
さなどの面から１０００′１Ｗｔ以下が好ましい。本発
明は以上の様な方法で酸性下のヒドロキシルアミンで改
良されたアクリル繊維からなる不織布を２枚以上積層し
て多層不織布とし、それを耐炎化又は炭素化処理後に、
或いは耐炎化処理後炭素化処理前に、２枚以上分割する
。

耐炎化又は炭素化不織布の分割は、積層面からの剥離だ
けでなく、積層面以外でのスライスも可能であり、前述
のような剥離強力の範囲である場合には、この多層不織
布の任意の場所でスライスすることが可能で、しかも使
用されるスライサーの刃の摩耗が小さいばかりでなく厚
みを均一にコントロールすることが可能である。

なお、耐炎化処理及び炭素化処理における熱処理すなわ
ち耐炎化、炭素化処理の条件は一般に実施されている条
件で充分実施可能であるが、ヒドロキシルアミン処理に
よりアシドオキシム化又はイミドオキシム化されたアク
リル繊維はかなり低温反応型に変成されているので、通
常のアクリル繊維の場合よりも耐炎化温度をやや下げる
ことが可能である。

本発明においては、耐炎化処理は空気の存在下で１５０
〜３００℃の範囲内で、一方炭素化処理は不活性ガス雰
囲気下で８００℃以上で処理することが好ましい。本発
明によつて得られた耐炎化、炭素化不織布はすぐれた耐
熱性、断熱性及び耐薬品性を有し、断熱材、パッキン類
などに用いられる。

以下、実施例によつて本発明を更に具体的に説明する。

実施例１アクリロニトリル／酢酸ビニールニ９３／７（
ｗｔ％）の組成からなるブライト、１．５デニール×５
１ｗｍのアクリル繊維綿をパッケージ型染色機を用いて
以下の条件でヒドロキシルアミン処理した結果、ＤＭＦ
溶解度は１５．３％であつた。

＊硫酸ヒドロキシルアミン ５％０
．ｗ．ｆ．第二リン酸ナトリウム ８
〃浴比 １：７処理浴ＰＨ５．２ 温度×時間 １００℃×６紛この処理
綿は水洗、ソーピング（エマルゲン９０９（花王アトラ
ス社製非イオン活性剤）１ＶＩｅ１７０′ｃ×２紛）し
以下の油剤処理を行ない乾燥した。

サフアノールＳ．ＡＫｌｆ（三洋化成社製カチオン系柔
軟剤） １０ｙ１′温度×時間
４０℃×１吟この処理綿をローラ
ーカードにかけ１００ｙ１７７ｔ′のウエツブを作り、
まず３枚積層して、４幡有刺針を用いて、針深さ１０Ｔ
ｆｎ１打込み本数５００本／インチ、裏表各１回、ニー
ドリングして目付２７０ｇ１ｄの不織布−Ａを作り、次
に同じウエツブを２枚積層し同様に二ードリングして目
付１８０ｆ１イの不織布−Ｂを作つた。

この不織布−Ａ及び不織布−Ｂを積層して、針深さ１１
７ｎ１Ｗ１，打込み本数４００７．／インチで裏表各１
回二ードリングして第１表に示す積層不織布一油を作つ
た。

又、ヒドロキシルアミン処理する前の綿、すなわち未処
理綿を用いて、全く同様な方法でウエツブ及び二ードリ
ングを行ない、不織布−ａ（目付２７０ｙ′Ｒｒｔ）、
不織布−ｂ（目付１８０ｆ′イ）を作り、この二種の不
織布を積層して同時にパンチングして積層不織布−Ａｂ
を作つた。

次いで、積層不織布一油及び積層不織布−Ａｂを１８０
℃の熱風乾燥機に入れ０．５℃／分の割合で昇温しなが
ら２６０℃×１８紛処理した。

積層不織布−ＡＢの方は良好な耐炎性と第２表に示す如
く、実用的に充分な機械的性能を有する耐炎化不織布−
ＡＢが得られたが、積層不織布一Ａｂの方は途中２４０
℃近辺で発熱の暴走が起こり耐炎化不織布−Ａｂをサン
プリングすることができなかつた。

次に、この耐炎化不織布−ＡＢを積層面で二層に剥離し
た耐炎化不織布−Ａ１耐炎化不織布−Ｂ並びに剥離しな
い耐炎化不織布一油を電気炉を用いて窒素ガス雰囲気下
で１２００℃×６Ｃ＠炭素化処理を行なつた。

得られた性能は、第３表に示す如くいずれも充分な実用
的性能を有し耐炎化不織布−ＡＢから得られた炭素化不
織布一鳩は、簡単に手で積層面から剥離することが可能
であり、その性能は耐炎化不織布−Ａ１耐炎化不織布−
Ｂから得られた炭素化不織布−Ａ、炭素化不織布−Ｂと
ほとんど変わらないものであつた。

実施例２ アクリロニトリル／アクリル酸メチル／ビニルピリジン
ニ９０／５／５（ｗｔ％）からなるブライト、１．２デ
ニール×６４Ｔｍカットの酸性染料親和型アクリル原綿
を用いて実施例１と同様な方法で目付３００ｙＩイの不
織布−Ａを作成した。

次にこの不織布−Ａを３枚（Ａ１、Ａ２、Ａ３）積層し
、３６番有刺針を用いて深さ１０７ｍ１打込み本数４０
鉢／インチで両面より各１回二ードリングして、目付８
２０ｙ１イ、各不織布間の剥離強力がＡ１一〜問７．３
ｋ９１Ｃｒｆ１，．Ａ２−Ａ３間１０．４ｋ９１ｃＴｎ
の積層不織布？を得た。

これを下記条件でパツデイングして絞り１２０℃×２Ｃ
＠スチーミング（過熱蒸気）を行ない水洗、乾燥しＤＭ
Ｆ溶解度が２３％の積層不織布−３ＡＣを得た。

硫酸ヒドロキシルアミン ７０ｙＩｅ酢酸ナト
リウム ８０〃バッド浴ＰＨ４．
９絞り率 羽％ 次に、この積層不織布−ｙ？とヒドロキシルアミン処理
なしの積層不織布一詰を１５０℃の熱風乾燥機に入れ徐
々に昇温し２７０℃×９０分処理した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ｐＨ７以下のヒドロキシルアミン溶液で処理してジ
   メチルホルムアミドに対する溶解度が５０％以下とした
   ５デニール以下のアクリル繊維からなる不織布を２枚以
   上積層し、目付５０ｇ／ｍ＾２以上、不織布間の剥離強
   力２〜３０ｋｇ／ｃｍの多層不織布となした後、１５０
   ℃以上で耐炎化処理し又は更に炭素化処理した後２枚以
   上に分割するか、１５０℃以上で耐炎化処理し２枚以上
   に分割した後炭素化処理することを特徴とする改良され
   た耐炎化、炭素化不織布の製造法。