TWI571543B - 熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維、纖維構造體及耐熱性成形體 - Google Patents

熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維、纖維構造體及耐熱性成形體 Download PDF

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Description

熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維、纖維構造體及耐熱性成形體
本申請案係主張2010年7月29日申請之日本特願2010-170350之優先權，援引其整體成為本案的一部分以供參照。
本發明係有關兼備優良的耐熱性與阻燃性、尺寸穩定性的非晶性熱熔接性纖維、含有該纖維之纖維構造體及對含有該纖維之纖維構造體實施熔接處理而成的耐熱性成形體。特別係有關在一般工業材料領域、電氣電子材料領域、農業材料領域、光學材料領域、航空器‧汽車‧船舶用材料領域、服裝領域等中，對暴露於高溫環境下之機會甚多的用途可極為有效地使用的非晶性熱熔接性纖維、含有該纖維之纖維構造體及對含有該纖維之纖維構造體實施熔接處理而成的耐熱性成形體。
本發明中，「纖維」係作為包含單纖維、定長纖維(staple fiber)、短毛纖維(short cut fiber)、長絲紗線、紡紗等各種形態的纖維之用語而使用。本發明中「非晶性」係指：不具有結晶熔點，而具有在比結晶性聚合物之熔點更低溫的玻璃轉移溫度以上即開始軟化、熔解之性質者。本發明中「熱熔接性」係指：可與將熱熔接性纖維加熱至一定溫度以上時軟化，並密接地接觸於該纖維之包含相同素材或相異素材的纖維熔接者。本發明中「纖維構造體」係作為包含不織布(紙亦包含在內)、織物、編織物等各種纖維構造體之用語而使用。又，本發明中「成形體」係指至少包含含有非晶性熱熔接性纖維之 纖維構造體的各種形狀的成形體，該成形體中亦可包含其他纖維構造體、作為基質之聚合物等。本發明中耐熱性成形體中的「耐熱性」係指：以乾熱收縮率等指標為代表之高溫使用時的耐性優良。
近年來，逐漸多數使用汽車用內裝材料或地毯底布、高功能過濾器、水處理膜之支撐體、黏扣帶(Fastener)等利用熱熔接性纖維來接著構成纖維的不織布或紙等的纖維構造物。更且，在航空器的構造部件或家電用品的殼體等領域中，對熱可塑性複合材料的需求亦大大地增加，該熱可塑性複合材料係對混有熱熔接性纖維、與作為補強纖維之碳纖維或玻璃纖維等無機纖維的紙或不織布，在熱熔接性纖維完全熔解的溫度下實施處理予以基材化而製造。
就熱熔接性纖維而言，係存有多種例如以聚乙烯為接著成分的聚乙烯-聚丙烯複合纖維、與以共聚合尼龍為接著成分的聚丙烯複合之纖維、與以乙烯乙烯醇共聚物為接著成分的聚對苯二甲酸乙二酯複合之纖維、非晶性聚酯與聚對苯二甲酸乙二酯之複合纖維等，特別是聚酯系熱熔接性複合纖維，由其優良的耐光性、機械特性、耐久性、甚至回收性方面言之，係於各種領域中廣泛使用。
大部分聚酯(以下有時簡稱為「PES」)系熱熔接性複合纖維係廣泛提出為所謂的「芯鞘型複合纖維」，其於芯部配置有以聚對苯二甲酸乙二酯為代表的結晶性PES 系聚合物，於鞘部則配置有共聚合有異鄰苯二甲酸成分等結晶性雜亂之成分的非晶性PES系聚合物(例如參照專利文獻1)。此等熱熔接性纖維由於包含呈結晶性且高熔點的芯部、與呈非晶性且低溫下可軟化的鞘部，因此在鞘部之玻璃轉移溫度以上的溫度下實施熱處理時不會使芯部熔融而保持纖維形態，僅使鞘部流動來作為接著成分。為符合接著溫度或實際使用的耐熱要求，而廣泛提出有對非晶性PES系聚合物中的共聚合比例等進行設計的試行。
另一方面，以提高耐熱性為目的，亦廣泛提出有將共聚合有特殊單體的非晶性PES系聚合物配置於鞘部的芯鞘型複合纖維(例如參照專利文獻2)。
又廣泛提出有具有高於PES纖維之玻璃轉移溫度的玻璃轉移溫度之摻合有纖維素或聚碳酸酯、聚碸、聚芳香酯、聚醚碸等的樹脂組成物或纖維(例如專利文獻3)。
以提高聚對苯二甲酸乙二酯單一纖維之玻璃轉移溫度為目的，則提出有混有與聚對苯二甲酸乙二酯顯示良好互溶性之聚醚醯亞胺(以下有時簡稱為「PEI」)系聚合物的纖維或薄膜(例如參照專利文獻4~5)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利4049940號公報
[專利文獻2]日本特開2006-118066號公報
[專利文獻3]日本特開2007-177347號公報
[專利文獻4]日本特開2001-271227號公報
[專利文獻5]日本特開2001-323146號公報
一般而言，專利文獻1等所記載的PES系芯鞘複合纖維，其以提高配置於芯部之結晶性PES系聚合物的結晶性並賦予尺寸穩定性為目的而實施有延伸、熱處理，但將延伸溫度設為高於作為鞘部之非晶性PES系聚合物的玻璃轉移溫度時則纖維間會產生膠著，而使得切割步驟等後步驟中的步驟通過性極端劣化，因而不得不使延伸溫度低於配置於鞘部之非晶性PES系聚合物的玻璃轉移溫度。由此，作為芯部的結晶性PES系聚合物其延伸、熱處理過程中無法充分地進行配向結晶化而使得延伸變形存在於纖維中，其結果纖維乾熱時的收縮率便增大，而存有纖維製品的熱尺寸穩定性不良等的問題。又，專利文獻2所記載的芯鞘型複合纖維中係將特殊成分共聚合，而存有製造成本增高等問題。更且，既然其為芯鞘複合型之纖維形態，則依舊無法提高延伸或熱處理溫度，而無法解決熱尺寸穩定性的問題。
在如前述之熱可塑性複合材料的用途中需使纖維全體熔融，當使用此種芯鞘複合纖維時，則只要在高熔點之芯部的熔點以上實施處理即可，然而在所得之成形體的基質中，配置於芯部的結晶性PES系聚合物與配置於鞘部的非晶性PES系聚合物之兩種聚合物種並不互溶，而是雜亂地混合存在。此時，若考量到不僅品質不穩定，且彈性模數等力學物性在聚合物的玻璃轉移溫度下亦大幅度地降低，則有成形品的耐熱性最終是由非晶性PES系聚 合物支配的問題，因此在此種用途中芯鞘複合型的熱熔接性纖維實質上並無法使用。
專利文獻3所記載的纖維基本上為不互溶的摻合物系，因此纖維便具有源自兩種聚合物種的玻璃轉移溫度或熔點，因前述原因而不適合作為熱可塑性複合材料的用途，實際情況係無法實用化。又，由於不互溶的兩種聚合物種雜亂地存在於纖維中，故亦有難以確保纖維品質等問題。
專利文獻4~5所記載的系統中，聚合物彼此由於在非晶部分進行分子互溶，玻璃轉移溫度便呈單一，在提高聚對苯二甲酸乙二酯纖維的耐熱性上其為有效之手段。 更且，其無需作成芯鞘複合纖維之形態，而能以單獨纖維來使用的觀點而言亦屬有效。然而，此種纖維一方面玻璃轉移溫度高，另一方面根據混合比例亦會顯現聚對苯二甲酸乙二酯原本的熔點，因而難以在前述熱可塑性複合材料的用途等上使用。藉由提高非晶性PEI系聚合物的混合比例可製得非晶性的樹脂組成物或纖維亦廣為人知，惟原本聚對苯二甲酸乙二酯即呈結晶性，若長時間暴露於高溫下，則亦有結晶化持續進行而發生相分離、脆化等問題。
因此，習知技術中並無法獲得可使用於熱可塑性複合材料等用途、實質上不具有熔點、具有單一玻璃轉移溫度且非為芯鞘型的非晶性熱熔接性纖維。本發明者由熱熔接性纖維的用途涵蓋多方面出發，著眼於必需有具備其耐熱性或阻燃性、尺寸穩定性等的熱熔接性纖維。 又著眼於期望獲得：在如訴求高基本物性、以及輕量性或回收性、製造的簡便性等的熱可塑性複合材料之用途中，如進行基材化之際兩種聚合物種以不互溶狀態雜亂地存在的習知芯鞘複合型纖維、或非為混有多種不互溶之聚合物的纖維的熱熔接性纖維。並且著眼於期望獲得：在高溫下使用時，由其耐久性方面而言非為結晶性而呈非晶性的熱熔接性纖維、與使用該熱熔接性纖維而形成的成形體。因此，本發明者便以提供耐熱性、阻燃性、尺寸穩定性優良的非晶性熱熔接性纖維作為欲解決之課題。
本發明者等人為獲得上述非晶性熱熔接性纖維而戮力進行多次研究的結果發現：將非晶性PES系聚合物與非晶性PEI系聚合物以特定比例混合，便可製造均勻地互溶、玻璃轉移溫度單一且耐熱性與阻燃性、尺寸穩定性優良的非晶性熱熔接性纖維。
即本發明第1構成為一種非晶性熱熔接性纖維，其特徵在於：其係為一種包含實質上不具有熔點的非晶性PES系聚合物(A)與非晶性PEI系聚合物(B)的纖維，其混合比例(重量比)為(A)/(B)=5/95~95/5，且玻璃轉移溫度呈單一並處於80~200℃之範圍。
上述之本發明中，非晶性PES系聚合物為全部二羧酸成分包含對苯二甲酸成分(D)與間苯二甲酸成分(E)的非晶性PES系聚合物，其共聚合比例(莫耳%比)較佳為(D)/(E)=70/30~40/60，又，非晶性PEI系聚合物其主要 重複結構單位係以下述[化1]表示，且玻璃轉移溫度較佳為210℃以上。
惟，式中R1表示具有6~30個碳原子的二元芳香族殘基，R2表示選自包含具有6~30個碳原子的二元芳香族殘基、具有2~20個碳原子的伸烷基、具有2~20個碳原子的伸環烷基、及以具有2~8個碳原子的伸烷基予以鏈終止的聚二有機矽氧烷基之群組的二元有機基團。
更且，上述非晶性熱熔接性纖維其(玻璃轉移溫度-10℃)的熱收縮率較佳為3%以下，又上述非晶性熱熔接性纖維為對非晶性聚酯系聚合物與非晶性聚醚系聚合物進行熔融混練紡絲後所得的纖維，較佳為紡絲後未實施延伸。
本發明第2構成為一種纖維構造體，其特徵在於包含本發明第1構成的非晶性熱熔接性纖維10重量%(相對纖維構造體)以上。
本發明第3構成為一種耐熱性成形體，其至少含有本發明第2構成的纖維構造體，並對該纖維構造體在非晶性熱熔接性纖維之玻璃轉移溫度以上的溫度下實施熔接處理而成。
根據本發明第1構成，將非晶性PES系聚合物與非晶性PEI系聚合物以特定比例混合所得的纖維由於兩聚合物可均勻地互溶，故可提供一種玻璃轉移溫度呈單一，且耐熱性與阻燃性、尺寸穩定性優良的非晶性熱熔接性纖維。因此，其特別可適用於暴露於高溫環境下之機會甚多的用途中。更且，本發明非晶性熱熔接性纖維毋需有特別的步驟，係能以一般的纖維製造步驟來製造。
根據本發明第2構成，使用上述非晶性熱熔接性纖維，便可提供一種其單獨或與各種構成纖維共同形成，且包含上述非晶性熱熔接性纖維10重量%以上之紙、不織布、織物、編物等纖維構造體，即擁有非晶性熱熔接纖維所具有的熱熔接性且具備耐熱性、阻燃性、尺寸穩定性的纖維構造體。
又，本發明第3構成的耐熱性成形體為至少包含上述非晶性熱熔接性纖維，並對上述纖維構造體實施熔接處理而成的成形體，由於其含有上述非晶性熱熔接性纖維，所得之成形體亦具有高耐熱性、阻燃性、尺寸穩定性，故可極有效地使用於以一般工業材料領域、電氣電子材料領域、農業材料領域、光學材料領域、航空器‧汽車‧船舶用材料領域、服裝領域等為首的諸多用途中。
[實施發明之形態] (非晶性PES系聚合物與非晶性PEI系聚合物的混合比例)
本發明非晶性熱熔接性纖維其非晶性PES系聚合物(A)與非晶性PEI系聚合物(B)的混合比例(重量比)必須為 (A)/(B)=5/95~95/5。若混合比例處於此範圍外則會缺乏使玻璃轉移溫度變化的效果，又會因情況而異發生相分離而觀察到多個玻璃轉移溫度，由此在實際使用時的成形性或長期穩定性方面並不理想。較佳為(A)/(B)=10/90~90/10，更佳為(A)/(B)=10/90~80/20。又，本發明非晶性熱熔接性纖維的玻璃轉移溫度雖可由(A)與(B)的混合比例來廣泛地控制，但由實際使用情況或成本等方面而言係較佳為80~200℃。更佳為85~200℃，再更佳為90~200℃。
(單一玻璃轉移溫度)
極為重要的是本發明非晶性熱熔接性纖維為非晶性，且其玻璃轉移溫度呈單一。當具有多個玻璃轉移溫度時為實質上不互溶且相分離的狀態，因纖維製造步驟中的步驟通過性劣化、難以設定實施熱熔接處理的條件，且使用其而形成的成形體亦缺乏品質穩定性或耐熱性等原因而不佳。於此，是否呈非晶性可將所得之纖維置於示差掃描熱量分析儀(DSC)中，在氮氣中、10℃/分鐘的速度下升溫，再以吸熱峰的有無來確認。即使當吸熱峰甚寬而無法明確判斷出吸熱峰時，在實際使用上亦為毫無問題之水準，故實質上判斷為非晶性也無妨。
已知當混合結晶性PES系聚合物與PEI系聚合物時，於非晶部分可均勻地進行分子互溶，按照Gordon-Taylor關係式玻璃轉移溫度便發生變化，進一步伴隨PEI系聚合物的混合比例增加，混合物的玻璃轉移溫度亦上升而形成耐熱性優良的物質(例如參照「Journal of Applied Polymer Science，48，935(1993)」、「Macromolecules，28，2845(1995)」、「Polymer，38，4043(1997)」)。 即，與PEI系聚合物顯示良好的互溶性者為包含對苯二甲酸與乙二醇的所謂結晶性聚對苯二甲酸乙二酯，即使於非晶部分顯示均勻的分子互溶，因混合比例不同仍會殘留有結晶成分而無法作為熱熔接性纖維使用。又，即便混合物呈非晶性，仍會有因長期保存等發生結晶化而產生相分離等問題。本發明便著眼於此點，為獲得長期保存下亦不會結晶化而產生相分離之非晶性聚合物彼此均勻地互溶，且玻璃轉移溫度呈單一的完全非晶性熱熔接性纖維而進行各種研究的結果，終至完成本發明。此外，本發明中所謂的「玻璃轉移溫度」係指使用Rheology公司製固體動態黏彈性裝置「Rheospectra DVE-V4」，於頻率10Hz、升溫速度10℃/分鐘下測定損失正切(tanδ)的溫度相依性，再由其峰值溫度所求得者。於此，「tanδ的波峰溫度」係指tanδ值對溫度的變化量的一次微分值為零之溫度。
(非晶性PES)
次之，對構成本發明非晶性熱熔接性纖維的非晶性PES系聚合物進行說明。本發明所使用的非晶性PES系聚合物只要是實質上不具有熔點，而僅有玻璃轉移溫度存在的PES系聚合物則未特別限定，可例舉如含有對苯二甲酸及間苯二甲酸作為二羧酸成分者，全部二羧酸成分之對苯二甲酸成分(D)與間苯二甲酸成分(E)的共聚合比例(莫耳比)係以處於(D)/(E)=70/30~40/60之範圍為佳。使 用此種非晶性PES系聚合物，便可製得可與非晶性PEI系聚合物均勻地互溶、玻璃轉移點呈單一且耐熱性、阻燃性、尺寸穩定性優良的非晶性熱熔接性纖維。更佳為(D)/(E)=65/35~45/55，再更佳為(D)/(E)=60/40~50/50。
只要未損及本發明之效果，則本發明之非晶性PES系聚合物亦可含有對苯二甲酸與間苯二甲酸以外的少量其他二羧酸成分，可例舉如萘二羧酸、二苯碸二羧酸、二苯甲酮二羧酸、4,4’-二苯基二羧酸、3,3’-二苯基二羧酸等芳香族二羧酸、己二酸、琥珀酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸、六氫對苯二甲酸、1,3-金剛烷二羧酸等脂環式二羧酸。又，作為乙二醇以外的二醇成分可例舉如氯氫醌、4,4’-二羥基聯苯、4,4’-二羥基二苯碸、4,4’-二羥基二苯硫醚、4,4'-二羥基二苯甲酮、對二甲苯二醇等芳香族二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、環己烷二甲醇等脂肪族、脂環族二醇。
本發明中所使用之非晶性PES系聚合物的極限黏度雖未特別限定，惟由所得之纖維的力學物性、步驟通過性或成本觀點而言，較佳為0.6~1.3之範圍。此處極限黏度係為由鄰氯酚溶液中、25℃下測定的黏度所求得的黏度，係以「η」表示。
本發明中所使用之非晶性PES系聚合物的製造方法並未特別限定，可應用習知方法來製造。即，可由以下等方法製造：以二羧酸成分與二醇成分為起始原料，經 酯交換反應後進行熔融聚合的方法、或使二羧酸成分與二醇成分直接酯化後進行熔融聚合的方法。
(非晶性PEI系聚合物)
其次，對構成本發明熱熔接性纖維的非晶性PEI系聚合物進行說明。本發明中所使用的非晶性PEI系聚合物係指含有脂肪族、脂環族或芳香族系醚單位與環狀醯亞胺作為重複單位的聚合物，只要具有非晶性、熔融成形性則未特別限定。又，只要為未阻礙本發明之效果的範圍，則非晶性PEI系聚合物的主鏈上亦可含有環狀醯亞胺、醚鍵以外的結構單位，例如脂肪族、脂環族或芳香族酯單位、氧羰基單位等。
具體非晶性PEI系聚合物可較佳使用以下述通式[化2]表示的聚合物。惟，式中R1表示具有6~30個碳原子的二元芳香族殘基，R2表示選自包含具有6~30個碳原子的二元芳香族殘基、具有2~20個碳原子的伸烷基、具有2~20個碳原子的伸環烷基、及以具有2~8個碳原子的伸烷基予以鏈終止的聚二有機矽氧烷基之群組的二元有機基團。
上述R1、R2較佳為具有下述[化3]之結構式群組所示的芳香族殘基者。
本發明中所使用的非晶性PEI系聚合物其玻璃轉移溫度較佳為200℃以上。若玻璃轉移溫度為200℃以下時，所得之熱熔接性纖維的耐熱性偶有劣化而不佳。又，非晶性PEI系聚合物的玻璃轉移溫度愈高，則愈可獲得耐熱性優良熱熔接性纖維而較佳，但用以使其熔接的溫度亦增高，此時便有引起聚合物分解的可能性而不佳。非晶性PEI系聚合物的玻璃轉移溫度較佳為200~230℃，更佳為205~220℃。
本發明中，由非晶性、熔融成形性、成本觀點而言，較佳為使用具有下述[化4]表示的結構單位作為主體之2,2-雙[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐與間苯二胺的縮合物。該聚醚醯亞胺係以商標「ULTEM」，由SABIC Innovative Plastics公司市售中。
本發明中所使用之非晶性PEI系聚合物的分子量並未特別限定，若考量與非晶性PES系聚合物的互溶性或所得之纖維的機械特性、尺寸穩定性、步驟通過性，則重量平均分子量(Mw)較佳為1000~80000。若使用分子量高者時，則因纖維強度、耐熱性等方面優良而較佳，惟由樹脂製造成本或纖維化成本等觀點而言，Mw較佳為2000~50000，更佳為3000~40000。
(PES系聚合物、PEI系聚合物以外的成分)
本發明非晶性熱熔接性纖維在未損及本發明之效果的範圍內可含有抗氧化劑、抗靜電劑、自由基抑制劑、消光劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、用以改良無機物、纖維之水解抗性的末端基封鎖劑等。所述無機物的具體實例可使用碳奈米管、富勒烯、滑石、矽灰石、沸石、絹雲母、雲母、高嶺土、黏土、葉蠟石、氧化矽、膨潤土、矽酸鋁等矽酸鹽、氧化矽、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鐵等金屬氧化物、碳酸鈣、碳酸鎂、白雲石等碳酸鹽、硫酸鈣、硫酸鋇等硫酸鹽、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁等氫氧化物、玻璃珠、玻璃碎片、玻璃粉、瓷珠、氮化硼、碳化矽、碳黑及氧化矽、石墨等。又，末端基封鎖劑可使用單或二環氧化合物、單或聚碳化二醯亞胺化合物、單或二唑啉化合物、單或二(1-氮丙烯)(diazirine)化合物等。
(乾熱收縮率)
又，本發明熱熔接性纖維其(玻璃轉移溫度-10℃)的乾熱收縮率較佳為3.0%以下。所述乾熱收縮率若超過3%則加工時或使用時的製品尺寸變化將會增大，而無法謂之具有耐熱性。更佳為乾熱收縮率為2.5%以下，再更佳為2.0%以下。如此，熱穩定性優良的纖維便可如後述般在纖維化製造步驟中未實施延伸來製得。此外，此處所謂「乾熱收縮率」係指由後述方法所測定的值。
(阻燃性)
更且，本發明非晶性熱熔接性纖維其源自聚合物的阻燃性亦優異，例如限氧指數(LOI)可為20以上，較佳為22以上，更佳為24以上。此外，此處所謂「限氧指數」係指以後述實施例所記載之方法所測定的值。
(單纖維纖度、剖面形狀)
由本發明所得之非晶性熱熔接性纖維的單纖維纖度並未特別限定，可廣泛使用例如纖度0.1~50dtex、較佳為0.5~20dtex的纖維。纖維的纖度可由噴嘴直徑或排出量來適當調整。關於此時之纖維的剖面形狀亦未特別限制，可為圓形、中空、扁平、或星形等不同形狀之剖面。
(非晶性熱熔接性纖維的製造)
於本發明非晶性熱熔接性纖維的製造中並未特別限定，可使用習知熔融紡絲裝置。即，最初以擠製機對非晶性PES系聚合物與非晶性PEI系聚合物片(pellet)進行熔融混練。此時，以均勻摻合為目的，係以使用同方向雙軸擠製機進行熔融混練為佳。混練溫度需為所使用之非 晶性PES系聚合物與非晶性PEI系聚合物的玻璃轉移溫度以上，惟溫度升高時會發生樹脂的劣化而不佳，因此較佳為260~350℃，更佳為260~340℃。次之，將熔融聚合物導向紡絲筒中並以齒輪泵計量之，再將由紡絲噴嘴排出的絲線捲繞便可製得。紡絲噴嘴之紡絲孔(單孔)的大小可採用例如0.01~0.07mm2左右，較佳為0.02~0.06mm2左右者。此外，紡絲孔的形狀可依所需的纖維剖面形狀來適當選擇。紡絲噴嘴的排出量可依噴嘴的孔數或孔徑來適當設定，例如可使用35~300g/分鐘左右，較佳為40~280g/分鐘左右的排出量。此時的牽引速度(haul off speed)並未特別限定，惟紡絲線上分子發生配向時較為不佳，因此較佳於500m/分鐘~4000m/分鐘之範圍進行牽引。若低於500m/分鐘時由生產性觀點而言較為不佳，另一方面，在如超過4000m/分鐘的高速下，不僅有足以引起高溫時之收縮的分子配向增加之虞，還有發生纖維斷絲之虞。
本發明非晶性熱熔接性纖維的製造中，為確保纖維的耐熱性，則以未對紡絲後的纖維實施一般延伸步驟中的延伸為佳。PES系聚合物與PEI系聚合物由於呈非晶性，若對如習知纖維製造步驟中所實施之紡絲後的纖維實施延伸，則於高溫下會發生分子運動的增加所導致之熵的縮小，如此便伴有大的收縮，在達成成形性、或所得之成形體的尺寸穩定性等可於實際使用時耐受的耐熱性上容易造成負面因素。因此，本發明中慮及所謂「非晶性」之特徵，而未對紡絲後的纖維實施延伸，如此在製造具有高耐熱性的非晶性熱熔接性纖維方面上較佳。
(纖維構造體、成形體)
本發明非晶性熱熔接性纖維係由例如定長纖維、短毛纖維、長絲紗線、紡紗等形態來形成紙、不織布、編網織物等纖維構造體，而可使用於多樣化的用途中。其中，本發明非晶性熱熔接性纖維可有利地使用於需要耐熱性、阻燃性、低發煙性、電絕緣性等的紙、不織布、或將其成形所得之成形體。例如，將如切短後的玻璃纖維或碳纖維之補強用纖維、與本發明非晶性熱熔接性纖維混合而成形的成形體可用作家電用品的殼體或航空器的構造部件等所謂的熱可塑性複合材料。
將本發明非晶性熱熔接性纖維與其他纖維組合而製成紙、不織布或其他形態的纖維構造體，再對其一部分或全部實施熔接處理，由此即可製得耐熱性優良的成形體。此時之纖維構造體中的非晶性熱熔接性纖維的含量只要合乎所得之成形體的要求物性來適當設定即可，惟至少含有10重量%以上(相對纖維構造體重量)在形成成形體方面是必需的，較佳為20重量%以上。本發明非晶性熱熔接性纖維其本身具有耐熱性與阻燃性，因此複合有30重量%以上便可製得耐熱性、低發煙性優良的紙或不織布。此時，可併用之纖維並未特別限定，除與聚乙烯醇系纖維、聚烯烴系纖維、聚酯系纖維、聚醯胺系纖維、纖維素系纖維、聚碸系纖維等泛用纖維外，還可與芳香族聚醯胺、芳香族聚酯系纖維、聚芳基酮系纖維、聚碸纖維等其他耐熱性纖維組合。又，將本發明非晶性熱熔接性纖維與如碳纖維或氧化鋁纖維、玻璃纖維、碳 化矽纖維之無機纖維混合而製成紙或不織布，並在非晶性熔接性纖維之玻璃轉移溫度以上的溫度下實施熔接處理，亦可製造以該纖維作為基質之耐熱性優良的熱可塑性複合材料。
此外，此處「熔接處理」中的「熔接」係指將包含非晶性熱熔接性纖維的纖維構造體加熱至非晶性熱熔接性纖維的玻璃轉移點溫度以上，係包含：纖維構造體內的熱熔接性纖維與構成纖維的熔接、至少包含含有非晶性熱熔接性纖維之纖維構造體的多個纖維構造體間的熔接、纖維構造體與聚合物間的熔接。
本發明非晶性熱熔接性纖維可由短毛纖維、定長纖維、長纖維、紡紗等絲線來製成紙、不織布、織物、編物等耐熱性纖維構造體，除耐熱性、尺寸穩定性、阻燃性、低發煙性外還具有染色性，而其中因耐熱性優良，可在以一般工業材料領域、電氣電子材料領域、農業材料領域、光學材料領域、航空器‧汽車‧船舶用材料領域等為首的廣泛領域中極為有效地使用，例如極有用於以熱可塑性複合材料、緩衝板材料、黏扣帶、高功能過濾器等為首的諸多用途中。
[實施例]
以下由實施例來更詳細地說明本發明，惟本發明並未受本實施例任何限制。此外，以下實施例中非晶性PES系聚合物的固有黏度、結晶熔解熱、玻璃轉移溫度、乾熱收縮率、限氧指數、彎曲彈性模數係表示由下述方法所測定者。
[非晶性PES系聚合物的固有黏度(η)]
非晶性PES系聚合物的固有黏度係由將其溶於酚/氯乙烷(重量比1/1)的混合溶媒中，於30℃下所測定的溶液黏度來算出。
[結晶熔解熱(cal/g)]
纖維的結晶熔解熱係由使用METTLER公司製「TA3000-DSC」，於氮氣環境下，以升溫速度10℃/分鐘升溫至400℃時所觀察到之吸熱峰的面積來求得。當未觀察到吸熱峰時，即呈非晶性時則視為△H=0cal/g。
[玻璃轉移溫度(℃)]
纖維的玻璃轉移溫度係使用Rheology公司製固體動態黏彈性裝置「Rheospectra DVE-V4」，以頻率10Hz、升溫速度10℃/分鐘測定損失正切(tanδ)的溫度相依性，並由其波峰溫度來求得。
[乾熱收縮率(%)]
將切成10cm的纖維在未將其末端固定的狀態下，以2℃/分鐘的升溫速度由室溫持續升溫，並由玻璃轉移溫度-10℃的纖維長度，使用下式來算出。
乾熱收縮率(%)=<X/10>×100
[限氧指數值(LOI)]
根據JIS K7201試驗方法，製作交織三條纖維之長度18cm的試料，並測定試料上端著火時，試料燃燒時間繼續燃燒3分鐘以上、或著火後的燃燒長度持續燃燒5cm以上所需的最低氧氣濃度，且採用n=3的平均值。
[彎曲彈性模數]
成形品之彎曲彈性模數的測定係根據JIS-K7171，使用厚4mm×寬10mm×長80mm的試片，並以試驗速度2mm/分鐘、支點間距離64mm來進行。
[參考例1]
(1)使用聚合反應裝置，按習知方法於280℃下進行聚縮合反應來製造包含對苯二甲酸(以下有時簡稱為「TA」)與間苯二甲酸(以下有時簡稱為「IPA」)的共聚合比例(莫耳%)為57/43、乙二醇(以下簡稱為「EG」)98莫耳%、二乙二醇(以下簡稱為「DEG」)2莫耳%之固有黏度(η)為0.69的非晶性PES系聚合物。將所製造的聚合物由聚合機底部向水中擠製成束狀，並切斷成片狀。所得之非晶性PES系聚合物以DSC測定並未觀察到吸熱峰，係呈非晶性。
(2)將以上述所得之非晶性PES系聚合物供給至加熱至270℃的同方向旋轉型彎曲式雙軸擠製機，經滯留時間2分鐘後予以導向加熱至280℃的紡絲頭，在排出量28g/分鐘的條件下由圓孔噴嘴排出，並以紡絲速度1000m/分鐘進行牽引，即製得單獨包含280dtex/50f的非晶性PES系聚合物的複絲(multi-filament)。將所得之纖維的性能評定結果示於表1。
(3)所得之纖維的外觀無起毛(nap)等而良好，呈非晶性，玻璃轉移溫度為74℃而呈單一，且(玻璃轉移溫度-10℃)的乾熱收縮率為0.3%，惟實施LOI的測定的結果係發生熔化物的落下(melt drip)，並未展現阻燃性。
[實施例1]
(1)對上述參考例1中所得之非晶性PES系聚合物與非晶性PEI系聚合物(SABIC Innovative Plastics公司製「ULTEM1040」，玻璃轉移溫度：215℃)進行碎片摻合(chip blend)，以使其混合比例(重量比)為50/50，再將其供給至加熱至300℃的同方向旋轉型彎曲式雙軸擠製機，經滯留時間2分鐘後予以導向加熱至325℃的紡絲頭，在排出量28g/分鐘的條件下由圓孔噴嘴排出，並以紡絲速度1000m/分鐘進行牽引，即製得280dtex/50f的複絲。將所得之纖維的性能評定結果示於表1。
(2)所得之纖維的外觀無起毛等而良好，呈非晶性，玻璃轉移溫度為124℃而呈單一，且(玻璃轉移溫度-10℃)的乾熱收縮率為0.1%。又，LOI值為24，耐熱性及阻燃性均優良。
[實施例2~5]
(1)除將實施例1中非晶性PES系聚合物與非晶性PEI系聚合物的混合比例改為表1記載之比例以外，係以與實施例1相同的方法進行紡絲而製得纖維。將所得之纖維的性能評定結果示於表1。
(2)所得之纖維的外觀無起毛等而良好，在實施例2~5中的任何混合比例中均呈非晶性，並顯示單一的玻璃轉移溫度。又，(玻璃轉移溫度-10℃)的乾熱收縮率為3%以下。更且，非晶性PEI系聚合物的混合比例愈高，則玻璃轉移溫度、LOI愈高，耐熱性與阻燃性愈優良。
[實施例6~9]
(1)除將參考例1中對苯二甲酸與間苯二甲酸的共聚合比例改為表1所記載的比例以外，係以與參考例1相同的方法來製得PES系聚合物。使用所得之PES系聚合物，以與實施例1相同的方法進行紡絲而製得纖維。將所得之纖維的性能評定結果示於表1。
(2)所得之纖維的外觀無起毛等而良好，使用任何非晶性PES系聚合物皆呈均勻互溶的非晶性，並顯示單一的玻璃轉移溫度。又，(玻璃轉移溫度-10℃)的乾熱收縮率為1%以下。更且，使用任何非晶性PES系聚合物時，相較於參考例1玻璃轉移溫度、LOI均較高，耐熱性與阻燃性均優良。
[比較例1]
(1)除將實施例1中非晶性PES系聚合物與非晶性PEI系聚合物的混合比例改為97/3以外，係以與實施例1相同的方法進行紡絲而製得纖維。將所得之纖維的性能評定結果示於表1。
(2)所得之纖維的外觀良好，呈非晶性並顯示單一的玻璃轉移溫度，而其值為76℃，又實施LOI的測定的結果係發生熔化物的落下，並未展現阻燃性。
[比較例2~4]
(1)除將參考例1中對苯二甲酸與間苯二甲酸的共聚合比例改為表1所記載的比例以外，係以與參考例1相同的方法來製得PES系聚合物。使用所得之PES系聚合物，以與實施例1相同的方法進行紡絲而製得纖維。將所得之纖維的性能評定結果示於表1。
(2)所得之纖維的外觀無起毛等而良好，但使用任何非晶性PES系聚合物時均顯示出熔點或者/或是顯示出多個玻璃轉移溫度，互溶性並不優良。又，雖實施(低溫側之玻璃轉移溫度-10℃)的測定，惟乾熱收縮率為5%以上，耐熱性並不優良。
由表1可知，本發明非晶性熱熔接性纖維呈完全非晶性，且玻璃轉移溫度單一，又不僅耐熱性與阻燃性、尺寸穩定性優良，紡絲穩定性亦優異。
[實施例10]
(1)對50重量%之將實施例1中所得的非晶性熱熔接性纖維切成5mm者、與50重量%之切割長度為3mm的碳纖維進行濕式造紙，而製作出三張500g/m2的紙。
(2)將所得的紙重合(單位面積重1500g/m2)，在非晶性熱熔接性纖維軟化、流動的溫度150℃下進行壓縮成形而製得成形體。取樣所得的成形體一片進行動態黏彈性測定及DSC測定的結果，玻璃轉移溫度為124℃而呈單一，係為非晶性。
(3)所得之成形體的彎曲彈性模數為35GPa，探討其溫度相依性的結果，至經基材化之非晶性熱熔接性纖維的玻璃轉移溫度124℃為止，彈性模數係保持一定，耐熱性優良。又，保持於100℃下168小時後的彈性模數仍為35GPa而無變化，且乾熱收縮率為0.5%，尺寸穩定性優良。又無外觀上的變化。
(4)對保持於100℃下168小時之成形體的彈性模數的溫度依存性進行測定的結果，至124℃為止彈性模數仍保持一定，耐久性優良。
[實施例11]
(1)除使用實施例3[混合比例(A)/(B)：75/25]中所得的非晶性熱熔接性纖維以外，係以與實施例10同樣的方法來製作三張500g/m2的紙。
(2)將所得的紙重合(單位面積重1500g/m2)，在非晶性熱熔接性纖維軟化、流動的溫度150℃下進行壓縮成形而製得成形體。取樣所得的成形體一片進行動態黏彈性測定及DSC測定的結果，玻璃轉移溫度為102℃而呈單一，係為非晶性。
(3)所得之成形體的彎曲彈性模數為32GPa，探討其溫度相依性的結果，至經基材化之非晶性熱熔接性纖維的玻璃轉移溫度102℃為止，彈性模數係保持一定，耐熱性優良。又，保持於100℃下168小時後的彈性模數仍為30GPa而幾乎無變化，且乾熱收縮率為0.6%，尺寸穩定性優良。又無外觀上的變化。
(4)對保持於100℃下168小時之成形體的彈性模數的溫度依存性進行測定的結果，與保持前相同，至102℃為止彈性模數仍保持一定，耐久性優良。
[實施例12]
(1)除使用實施例4中所得的非晶性熱熔接性纖維以外，係以與實施例10同樣的方法來製作三張500g/m2的紙。
(2)將所得的紙重合(單位面積重1500g/m2)，在非晶性熱熔接性纖維軟化、流動的溫度200℃下進行壓縮成形而製得成形體。取樣所得的成形體一片進行動態黏彈性測定及DSC測定的結果，玻璃轉移溫度為172℃而呈單一，係為非晶性。
(3)所得之成形體的彎曲彈性模數為37GPa，探討其溫度相依性的結果，至經基材化之非晶性熱熔接性纖維的玻璃轉移溫度172℃為止，彈性模數係保持一定，耐熱性優良。又，保持於100℃下168小時後的彈性模數仍為36GPa 而幾乎無變化，且乾熱收縮率為0.5%，尺寸穩定性優良。又無外觀上的變化。
(4)對保持於100℃下168小時之成形體的彈性模數的溫度依存性進行測定的結果，與保持前相同，至172℃為止彈性模數仍保持一定，耐久性優良。
[實施例13]
(1)除使用實施例5中所得的非晶性熱熔接性纖維以外，係以與實施例10同樣的方法來製作三張500g/m2的紙。
(2)將所得的紙重合(單位面積重1500g/m2)，在非晶性熱熔接性纖維軟化、流動的溫度240℃下進行壓縮成形而製得成形體。取樣所得的成形體一片進行動態黏彈性測定及DSC測定的結果，玻璃轉移溫度為209℃而呈單一，係為非晶性。
(3)所得之成形體的彎曲彈性模數為38GPa，探討其溫度相依性的結果，至經基材化之非晶性熱熔接性纖維的玻璃轉移溫度209℃為止，彈性模數係保持一定，耐熱性優良。又，保持於100℃下168小時後的彈性模數仍為35GPa而幾乎無變化，且乾熱收縮率為0.3%，尺寸穩定性優良。又無外觀上的變化。
(4)對保持於100℃下168小時之成形體的彈性模數的溫度依存性進行測定的結果，與保持前相同，至209℃為止彈性模數仍保持一定，耐久性優良。
[比較例5]
(1)對50重量%之將比較例1中所得的非晶性熱熔接性纖維切成5mm者、與50重量%之切割長度為3mm的碳纖維進行濕式造紙，而製作出三張500g/m2的紙。
(2)將所得的紙重合(單位面積重1500g/m2)，在非晶性熱熔接性纖維軟化、流動的溫度150℃下進行壓縮成形而製得成形體。取樣所得的成形體一片進行動態黏彈性測定及DSC測定的結果，玻璃轉移溫度為123℃而呈單一，但於250℃具有熔點，係為半晶質(semicrystalline)。
(3)所得之成形體的彎曲彈性模數為30GPa，探討其溫度依存性的結果，至經基材化之纖維的玻璃轉移溫度123℃為止，彈性模數係保持一定，耐熱性優良。保持於100℃下168小時後的彈性模數雖為34GPa，但收縮率為4%，又成形品些許發生白濁，於尺寸穩定性與品質方面並不充分。
(4)又，對保持於100℃下168小時之成形體的彈性模數的溫度依存性進行測定的結果，首先在75℃下觀察到彈性模數急遽下降，接著在123℃下亦觀察到彈性模數急遽下降，耐久性並不優良。此可推測係因結晶性PET成分進行相分離之故。
[比較例6]
(1)除使用參考例1中所得的纖維以外，係以與比較例5同樣的方法來製作三張500g/m2的紙。
(2)將所得的紙重合(單位面積重1500g/m2)，在非晶性熱熔接性纖維軟化、流動的溫度150℃下進行壓縮成形而製得成形體。取樣所得的成形體一片進行動態黏彈性測定及DSC測定的結果，玻璃轉移溫度為74℃而呈單一，係為非晶性。
(3)所得之成形體的彎曲彈性模數為32GPa，探討其溫度依存性的結果，至經基材化之纖維的玻璃轉移溫度74℃為止，彈性模數係保持一定。然而，保持於100℃下168小時後的彈性模數為25GPa，其一部分發生熔融而未保持形狀等，於尺寸穩定性與品質方面並不充分。
(4)又，對保持於100℃下168小時之成形體的彈性模數的溫度依存性進行測定的結果，在74℃下觀察到彈性模數急遽下降，耐久性並不優良。
由實施例10~13及比較例5~6的結果可知，使用本發明之非晶性熱熔接性纖維所製造的成形體係具有高耐熱性與長期穩定性。
[產業上之可利用性]
本發明非晶性熱熔接性纖維係有關兼具優良的耐熱性與阻燃性、尺寸穩定性的非晶性熱熔接性纖維及對含有其之纖維構造體實施熔接處理而成的耐熱性成形體，其在一般工業材料領域、電氣電子材料領域、農業材料領域、光學材料領域、航空器‧汽車‧船舶用材料領域、服裝領域等中，特別是對暴露於高溫環境下之機會甚多的用途可極為有效地使用。
如以上所述，已對本發明的較佳實施方式進行說明，惟在不脫離本發明之意旨的範圍內，可進行各種追加、變化或刪除，且此種形態亦包含於本發明之範圍內。

Claims (8)

  1. 一種熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維，其特徵在於：其係為一種包含實質上不具有熔點的非晶性聚酯系聚合物(A)與非晶性聚醚醯亞胺系聚合物(B)，且作為纖維構成成分不含有結晶性聚酯系聚合物的纖維，其混合比例(重量比)處於(A)/(B)=5/95~95/5之範圍，且玻璃轉移溫度呈單一並處於80~200℃之範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項之熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維，其中前述混合比例(重量比)處於(A)/(B)=5/95~50/50之範圍。
  3. 如申請專利範圍第1項之熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維，其中前述非晶性聚酯系聚合物為全部二羧酸成分包含對苯二甲酸成分(D)與間苯二甲酸成分(E)的非晶性聚酯系聚合物，其共聚合比例(莫耳%比)處於(D)/(E)=70/30~40/60之範圍。
  4. 如申請專利範圍第1項之熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維，其中前述非晶性聚醚醯亞胺系聚合物其主要重複結構單位係以下述[化1]式表示，且玻璃轉移溫度為210℃以上， 惟，式中R1表示具有6~30個碳原子的二元芳香族 殘基，R2表示選自包含具有6~30個碳原子的二元芳香族殘基、具有2~20個碳原子的伸烷基、具有2~20個碳原子的伸環烷基、及以具有2~8個碳原子的伸烷基予以鏈終止的聚二有機矽氧烷基之群組的二元有機基團。
  5. 如申請專利範圍第1項之熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維，其(玻璃轉移溫度-10℃)的熱收縮率為3%以下。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維，其為對前述非晶性聚酯系聚合物(A)與前述非晶性聚醚醯亞胺系聚合物(B)進行熔融混練紡絲後所得的纖維，且未實施紡絲後延伸。
  7. 一種纖維構造體，其特徵在於包含如申請專利範圍第1至6項中任一項之熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維10重量%以上。
  8. 一種耐熱性成形體，其至少含有包含如申請專利範圍第1至6項中任一項之熔接處理用的非晶性熱熔接性纖維10重量%以上的纖維構造體，並在前述非晶性熱熔接性纖維之玻璃轉移溫度以上的溫度下實施熔接處理而成。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102362021B (zh) 2009-03-26 2014-04-23 株式会社可乐丽 非晶性聚醚酰亚胺类纤维和耐热性布帛
TW201343407A (zh) * 2012-02-29 2013-11-01 Oji Holdings Corp 纖維強化塑膠成形體用片材及其成形體
WO2014112423A1 (ja) * 2013-01-18 2014-07-24 株式会社クラレ 難燃性繊維、その製造方法、並びに該繊維を用いた布帛および樹脂複合材料
JP6158602B2 (ja) * 2013-06-11 2017-07-05 帝人株式会社 伸縮性難燃布帛および繊維製品
CN105339541B (zh) * 2013-06-28 2018-04-20 可乐丽股份有限公司 阻燃性无纺布、成型体及复合叠层体
JP6163970B2 (ja) * 2013-08-27 2017-07-19 王子ホールディングス株式会社 加飾成形品及び加飾成形品の製造方法
US10544528B2 (en) 2013-12-23 2020-01-28 The North Face Apparel Corp. Textile constructs formed with fusible filaments
JP6278755B2 (ja) * 2014-03-07 2018-02-14 株式会社クラレ 高視認性を有する難燃布帛
US10526736B2 (en) 2014-03-27 2020-01-07 Kuraray Co., Ltd. Insulating nonwoven fabric and method for manufacturing the same, insulating material
CN114657730A (zh) 2016-03-25 2022-06-24 天然纤维焊接股份有限公司 用于生产焊接基质的方法、工艺和设备
US11085133B2 (en) 2016-05-03 2021-08-10 Natural Fiber Welding, Inc. Methods, processes, and apparatuses for producing dyed and welded substrates
WO2018061955A1 (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 クラレファスニング株式会社 難燃性かつ低発煙性の成形雄型面ファスナー
EP3561161B1 (en) * 2016-12-26 2022-03-16 Kuraray Co., Ltd. Polyester binder fiber
TWI829660B (zh) * 2017-11-11 2024-01-21 美商天然纖維焊接股份有限公司 紗與熔接紗
CN112262736B (zh) * 2020-10-16 2023-04-07 中国农业科学院都市农业研究所 一种具有硬化外壳的基质块及制备装置、制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005263957A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 熱可塑性樹脂組成物及びそれから造られる成形体

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4141927A (en) * 1975-05-22 1979-02-27 General Electric Company Novel polyetherimide-polyester blends
JPS6080857A (ja) 1983-10-11 1985-05-08 Nippon Zeon Co Ltd カラ−画像形成用着色粒子
IT1229141B (it) 1989-04-06 1991-07-22 Himont Inc Poliolefine atte alla filatura e fibre termosaldabili da esse ottenute.
FR2685363B1 (fr) * 1991-12-24 1994-02-04 Rhone Poulenc Fibres Papiers synthetiques a base de fibres, pulpe et liant thermostables et leur procede d'obtention.
JPH0790724A (ja) * 1993-09-16 1995-04-04 Kuraray Co Ltd 熱融着性複合繊維
US5439987A (en) * 1994-05-31 1995-08-08 Eastman Chemical Company High heat deflection temperature blends of certain polyesters with polyetherimides
EP0699784B1 (en) * 1994-08-24 2000-11-02 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Polymer blend fibers having phase separation structure and method for producing the same
WO1998023682A1 (fr) * 1996-11-25 1998-06-04 Teijin Limited Compositions de resines thermoplastiques contenant un polyimide non cristallin
JP4049940B2 (ja) 1999-04-26 2008-02-20 株式会社クラレ 熱融着性複合繊維及びその製造方法
JP3893884B2 (ja) 2000-03-09 2007-03-14 東レ株式会社 ２軸配向ポリエステルフィルム
JP2001271227A (ja) * 2000-03-27 2001-10-02 Toray Ind Inc ポリエステル繊維
JP3950410B2 (ja) * 2002-12-10 2007-08-01 名古屋油化株式会社 繊維、繊維集合体、繊維集合体成形物
US7294663B2 (en) 2002-12-17 2007-11-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Compatibility improvement in aromatic polyesters with mineral fillers
JP2005314601A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Toyobo Co Ltd 共重合ポリエステルならびに共重合ポリエステルの製造方法
JP2006118066A (ja) 2004-10-19 2006-05-11 Nippon Ester Co Ltd 熱接着性複合繊維
US20070142569A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Michael Stephen Donovan Food service articles of manufacture comprising high temperature polymers
JP2007177347A (ja) 2005-12-27 2007-07-12 Toray Ind Inc セルロースブレンド繊維
JP2008274042A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Teijin Ltd ポリエステル樹脂組成物
JP5309896B2 (ja) * 2007-10-31 2013-10-09 東レ株式会社 熱可塑性樹脂組成物およびその成形品
CN102362021B (zh) 2009-03-26 2014-04-23 株式会社可乐丽 非晶性聚醚酰亚胺类纤维和耐热性布帛
JP5571943B2 (ja) * 2009-12-18 2014-08-13 株式会社クラレ 耐熱性難燃紙
US20140342293A1 (en) 2011-12-20 2014-11-20 Basf Se Heat sensitive coating composition

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005263957A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 熱可塑性樹脂組成物及びそれから造られる成形体

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Publication number Publication date
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