難熱性不織布及びそれを加熱してなる成形体
【課題】 ポリエーテルイミド系繊維を主たる構成成分とする不織布であって、高い難燃性と低吸水性を兼ね備えた難燃性不織布及びそれを加熱してなる成形体を得ること。
【解決手段】 非晶性ポリエーテルイミド系繊維を含有する不織布であって、以下の（１）〜（４）を全て満足する難燃性不織布。
（１）前記ポリエーテルイミド系繊維の一部または全部が３次元交絡していること、
（２）少なくともある一定方向の引張強度が１０ｋｇ／５ｃｍ以上であること、
（３）ＪＩＳ Ａ１３２２試験法に準拠して測定した炭化長が５ｃｍ以下であること、
（４）前記ポリエーテルイミド系繊維の含有率が５０〜１００重量％であること。
【解決手段】 非晶性ポリエーテルイミド系繊維を含有する不織布であって、以下の（１）〜（４）を全て満足する難燃性不織布。
（１）前記ポリエーテルイミド系繊維の一部または全部が３次元交絡していること、
（２）少なくともある一定方向の引張強度が１０ｋｇ／５ｃｍ以上であること、
（３）ＪＩＳ Ａ１３２２試験法に準拠して測定した炭化長が５ｃｍ以下であること、
（４）前記ポリエーテルイミド系繊維の含有率が５０〜１００重量％であること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエーテルイミド（以下、ＰＥＩと略記する場合がある）系繊維を主たる構成成分とした、優れた難燃性と引張強度を兼備した難燃性不織布及びそれを加熱してなる成形体に関するものであり、一般産業資材分野、電気電子材料分野、医療材料分野、農業資材分野、光学材料分野、航空機・自動車・船舶用材料分野、アパレル分野などにおいて、特に高い温度環境下に曝される機会の多い用途に対して極めて有効に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、難燃性を有する不織布の開発が多くの分野で要望されている。例えば、電気・電子材料、フィルター、保温材料、医療材料、産業資材の分野において、不織布は広く利用されており、これらの分野の一部においては難燃性を有する不織布の開発の要求が特に高まっている。
【０００３】
難燃性を有する不織布としては、ＰＥＩ繊維単独からなる不織布、ＰＥＩ繊維と無機繊維の複合不織布が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、特許文献１の不織布では、ＰＥＩ繊維同士を接着させるために、塩化メチレンやトリクロロメタンなどの塩素系脂肪族炭化水素化合物の含浸が必要であるとしているが、溶剤を使用することで、ＰＥＩ繊維の特性に影響を及ぼす虞がある。また、これら溶剤は近年人体や環境に影響を及ぼす虞があることを考えると、上記発明は環境負荷、溶剤回収の面からコスト負荷の高い製造方法であり、代替技術の開発が望まれていた。
【０００４】
また、ＰＥＩ繊維からなる耐熱性難燃紙が開示されている（たとえば、特許文献２参照。）。しかし、特許文献２の製造方法を見ると、ＰＥＩ繊維を抄造し界面活性剤を用いて、繊維同士を膠着させており、繊維同士は３次元交絡されていない。このため、３次元交絡することで得られる不織布特有の通気性、伸縮性、嵩高性、風合い、追従性などの特徴を有していないため、使用分野には制限のかかるものであった。
【０００５】
また、融点が２７０℃以上であり、かつ複屈折率（△ｎ）が０．２２以上であるポリエチレンナフタレート長繊維および△ｎが０．０１以下である低配向ポリエチレンナフタレート長繊維が混繊され、熱圧着されていることを特徴とする耐熱性不織布が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、該発明の不織布は難燃性を有していないばかりか、ここで用いられているポリエチレンナフタレート繊維のガラス転移温度は１２１℃であり、弾性率などの力学物性はポリマーのガラス転移温度で大きく低下することを考えると、実使用において制限のかかるものであった。
【０００６】
また、耐熱性繊維と未延伸ポリフェニレンサルファイド繊維とを混繊してウェブを形成し、該未延伸繊維を加圧下で可塑化し融着することで得られる耐熱性不織布が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。しかしながら、ここで用いられているポリフェニレンサルファイド繊維のガラス転移度は８５℃であり、先述したように、この温度で大きな物性変化を伴うものであり、実使用において制限がかかるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−１８０５８８号公報
【特許文献２】特開平１−１３２８９８号公報
【特許文献３】特許第３６０５２３１号公報
【特許文献４】特公平３−２５５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、難燃性に優れるだけでなく、低吸水性と引張強度を兼ね備えた不織布及びそれを加熱してなる成形体を、特別な工程を必要とせず、安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の構造を有するＰＥＩ系繊維を主たる構成成分とし、３次元交絡している不織布が、優れた難燃性と低吸水性、更には引張強度を有することを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち本発明は、少なくとも主たる繰り返し構造単位が下記式で示される非晶性ＰＥＩ系繊維を含有する不織布であって、以下の（１）〜（４）を全て満足する難燃性不織布である。
（１）前記ＰＥＩ系繊維の一部または全部が３次元交絡していること、
（２）少なくともある一定方向の引張強度が１０ｋｇ／５ｃｍ以上であること、
（３）ＪＩＳ Ａ１３２２試験法に準拠して測定した炭化長が５ｃｍ以下であること、
（４）前記ＰＥＩ系繊維の含有率が５０〜１００重量％であること。
【００１１】
【化１】
【００１２】
そして本発明は、前記非晶性ＰＥＩ系繊維が、好ましくは室温における繊維強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、２００℃における乾熱収縮率が５％以下、平衡水分率が３．０％以下であり、より好ましくは溶融紡糸における繊維製造工程において、延伸を施していない繊維であることを特徴とする上記の難燃性不織布であり、さらに好ましくは他の耐熱性繊維を含有してなる上記の難燃性不織布である。
【００１３】
更に本発明は、前記難燃性不織布を加熱することで、非晶性ＰＥＩ系繊維の一部または全部を熱融着させたことを特徴とする成形体に関するものである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明の難燃性不織布は、少なくとも主たる繰り返し構造単位が後述する構造式で示される非晶性ＰＥＩ系繊維を含有しており、前記非晶性ＰＥＩ系繊維の一部または全部が３次元交絡している必要がある。このような構造のＰＥＩ系繊維のガラス転移温度は２００℃以上となるので、これから構成される不織布の耐熱性も高いものとなる。また、３次元交絡させることで、繊維同士の絡み合いが生じ、実使用に耐えうる強度と風合いを発現させることができる。
本発明の不織布の製造方法に限定はなく、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、スチームジェット不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布が挙げられる。なかでも、生産効率、高機能化の面から、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、スチームジェット不織布が好ましい。また、適宜目的に応じて、得られた不織布に熱プレス工程を加えてもよい。
【００１５】
そして本発明の不織布は、少なくともある一定方向の引張強度が１０ｋｇ／５ｃｍ以上であることを特徴とする。ここで本発明でいう、ある一定方向とは、繊維ウェブの縦方向、横方向、斜め方向のいずれでもよい。
不織布は、電気・電子材料、フィルター、保温材料、医療材料、産業資材などの用途で用いられる場合、多くは、一定の強度を有していないと、取扱い性が悪く歩留まりの原因になったり、または、耐久性など製品の安全面に問題を引き起こす虞がある。例えば、電解コンデンサ用のセパレータに使用される紙は、機械的強度が弱いと、コンデンサ素子作製時に紙が切れたり、あるいは、亀裂部分が電気ショートを引き起こす原因になるなど、電解コンデンサの総合的な性能向上の阻害要因になってしまうため、少なくともある一定方向の引張強度が１０ｋｇ／５ｃｍ以上が必要である。工程通過性や耐久性の面から、１１ｋｇ／５ｃｍ以上が好ましく、１２ｋｇ／５ｃｍ以上がより好ましい。なお、不織布の引張強度は後述する方法で測定される。
【００１６】
更に、本発明の不織布は、ＪＩＳ Ａ１３２２試験法に準拠して測定した炭化長が５ｃｍ以下であることを特徴とする。これは、５ｃｍより大きいと、十分な難燃性を有しているとは言えず、製品の安全面に問題を引き起こす虞があるためである。より安全性を高めるためには、４ｃｍ以下が好ましく、３ｃｍ以下がより好ましい。
【００１７】
また、本発明の難燃性不織布は、ＰＥＩ系繊維の含有率が５０〜１００重量％であることを必要とする。ＰＥＩ系繊維が５０重量％未満であると、十分な難燃性が発現しないので好ましくない。５５〜１００重量％であると好ましく、６０〜１００重量％であると更に好ましい。
【００１８】
次に、本発明の不織布を構成するＰＥＩ系ポリマーについて説明する。本発明で用いるＰＥＩ系ポリマーとは、脂肪族、脂環族または芳香族系のエーテル単位と環状イミドを繰り返し単位として含有するポリマーであり、非晶性、溶融成形性を有すものであれば特に限定されない。また、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、ＰＥＩ系ポリマーの主鎖に環状イミド、エーテル結合以外の構造単位、例えば脂肪族、脂環族または芳香族エステル単位、オキシカルボニル単位などが含有されていてもよい。
【００１９】
具体的なＰＥＩ系ポリマーとしては、下記一般式で示されるポリマーが好適に使用される。但し、式中Ｒ１は、６〜３０個の炭素原子を有する２価の芳香族残基、Ｒ２は、６〜３０個の炭素原子を有する２価の芳香族残基、２〜２０個の炭素原子を有するアルキレン基、２〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、および２〜８個の炭素原子を有するアルキレン基で連鎖停止されたポリジオルガノシロキサン基からなる群より選択された２価の有機基である。
【００２０】
【化２】
【００２１】
上記Ｒ１、Ｒ２としては、例えば、下記式群に示される芳香族残基を有するものが好ましく使用される。
【００２２】
【化３】
【００２３】
本発明の難燃性不織布を構成するＰＥＩ系ポリマーは、そのガラス転移温度が２００℃以上であることが望ましい。ガラス転移温度が２００℃未満の場合は、得られる不織布の耐熱性が劣る場合があるので好ましくない。また、ＰＥＩ系ポリマーのガラス転移温度が高いほど、耐熱性に優れた不織布が得られるので好ましいが、融着させたりする場合に、その融着温度も高くなってしまい、その際にポリマーの分解を引き起こす可能性があるので好ましくない。ＰＥＩ系ポリマーのガラス転移温度は、２００〜２３０℃であることが好ましく、２０５〜２２０℃であるとより好ましい。
【００２４】
本発明では、非晶性、溶融成形性、コストの観点から、下記式で示される構造単位を主として有する、２，２−ビス[４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）フェニル]プロパン二無水物とｍ−フェニレンジアミン、またはｐ−フェニレンジアミンとの縮合物が好ましく使用される。このポリエーテルイミドは、「ウルテム」の商標でサービックイノベイティブプラスチックス社から市販されている。
【００２５】
【化４】
【００２６】
本発明の難燃性不織布を構成するＰＥＩ系ポリマーの分子量は特に限定されるものではないが、得られる繊維や不織布の機械的特性や寸法安定性、工程通過性を考慮すると、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０００〜８００００のものが望ましい。高分子量のものを用いると、繊維強度、耐熱性などの点で優れるので好ましいが、樹脂製造コストや繊維化コストなどの観点からＭｗが２０００〜５００００であることが好ましく、３０００〜４００００であるとより好ましい。
【００２７】
本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維は２００℃における乾熱収縮率が５％以下であることが望ましい。より具体的には、１００〜２００℃までの全ての温度域において、乾熱収縮率が−１〜５％であることが好ましい。かかる乾熱収縮率が５％を超えると加工時や使用時の製品の寸法変化が大きくなり、耐熱性を有しているとはいえない。また、−１％未満であっても、同様な理由で好ましくない。より好ましくは乾熱収縮率が−１〜４．５％、更に好ましくは０〜４％である。なお、ここでいう乾熱収縮率とは後述する方法により測定した値をいう。
【００２８】
また、本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維は、室温における繊維強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。繊維強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、ウェブのカード通過性が悪化したり、使用用途に制限がかかるので好ましくない。より好ましくは２．３〜４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、２．５〜４．０ｃＮ／ｄｔｅｘであると更に好ましい。
【００２９】
本発明の難燃性不織布は、水分含有量が低いことも特徴であり、湿度吸収による変形や、強度劣化などの少ない不織布を提供することができる。その平衡水分率は、例えば３．０％以下、好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下であってもよい。なお、ここでいう平衡水分率は、後述する実施例に記載した方法により測定される値である。
【００３０】
なお、本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維には、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、帯電防止剤、ラジカル抑制剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、難燃剤、無機物、などを含んでいてもよい。かかる無機物の具体例としては、カーボンナノチューブ、フラーレン、タルク、ワラステナイト、ゼオライト、セリサイト、マイカ、カオリン、クレー、パイロフィライト、シリカ、ベントナイト、アルミナシリケートなどの珪酸塩、酸化珪素、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄などの金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラス粉、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素、カーボンブラックおよびシリカ、黒鉛などが用いられる。更には、繊維の耐加水分解性を改良する目的で、モノまたはジエポキシ化合物、モノまたはポリカルボジイミド化合物、モノまたはジオキサゾリン化合物、モノまたはジアジリン化合物などの末端基封鎖剤を含んでいてもよい。
【００３１】
次に、本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維の製造方法について説明する。本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維の製造においては、公知の溶融紡糸装置を用いることができる。すなわち、最初に、溶融押出し機でＰＥＩ系ポリマーのペレットを溶融混練し、溶融ポリマーを紡糸筒に導きギヤポンプで計量し、紡糸ノズルから吐出させた糸条を巻き取ることで得られる。その際の引取り速度は特に限定されるものではないが、紡糸線上で分子配向が起こると好ましくないので、５００ｍ／分〜４０００ｍ／分の範囲で引き取ることが好ましい。５００ｍ／分未満では生産性の点からは好ましくなく、一方、４０００ｍ／分を超えるような高速では、高温時の収縮を引き起こすに足る分子配向が進むばかりでなく、繊維の断糸が起こりやすくなるので好ましくない。
【００３２】
本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維の製造においては、繊維の耐熱性を確保するために、延伸工程を施さないことが好ましい。なぜならば、本発明のＰＥＩ系繊維は完全な非晶性であるので、従来の繊維製造工程で実施されるような延伸を施すと、高温下において、分子運動の増大に起因するエントロピー収縮が起こり、大きな収縮を伴うことになり、成形性や得られる成形体の寸法安定性など、実使用に耐えうる耐熱性を達成することは不可能である。
それ故、本発明では、「非晶性」という特徴に配慮しながら、延伸を施さないことによって、高い耐熱性を有するＰＥＩ系繊維とそれからなる難燃性不織布を製造することができる。
【００３３】
本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維は、不織布製造工程に供することができる限り、その繊度は特に限定されないが、０．８ｄｔｅｘ未満の場合は、ウェブのカード通過性が悪いなどの問題を生じる虞があるため、例えば単繊度が０．８〜１５．０ｄｔｅｘ程度であってもよく、より好ましくは０．８〜１０．０ｄｔｅｘ以下であってもよく、更に好ましくは１．０〜８．０ｄｔｅｘであってもよい。
【００３４】
繊維長は特に限定されないが、カード通過性の点から１０ｍｍ〜１０２ｍｍ程度が好ましく、更に繊維同士の交絡を高め強度を出すためには、２０ｍｍ〜６４ｍｍがより好ましい。
【００３５】
不織布の目付には特に限定はなく、用途によって適切な目付が選択されるが、目付が１０ｇ／ｍ2未満の場合、地合斑が大きくなるため好ましくない。生産性の点からは１０〜７００ｇ／ｍ2が好ましく、より好ましくは、２０〜７００ｇ／ｍ2である。
【００３６】
更に、本発明の効果を損なわない範囲で、有機或いは無機の耐熱性繊維を含有することも可能である。本発明の非晶性ＰＥＩ系繊維と、耐熱性繊維と組み合わせることによって、難燃性および耐熱性、力学物性を兼備した難燃性不織布を作製することができる。
例えば、無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、セラミックファイバー、各種金属繊維（例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、チタン、ステンレスなど）を例示することができる。
また、有機繊維としては、全芳香族ポリエステル系繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、パラ系アラミド繊維、ポリスルホンアミド繊維、フェノール樹脂繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維などの耐熱性高分子からなる繊維などを例示することができる。これらの耐熱性繊維のうち、得られる紙に対する難燃性を向上する観点から、全芳香族ポリエステル系繊維、ガラス繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、パラ系アラミド繊維、ポリスルホンアミド繊維などが好ましい。
【００３７】
更に、本発明の難燃性不織布を加熱し、ＰＥＩ系繊維の一部または全部を融着処理することで、難燃性に優れた成形体を得ることができる。
成形体を製造する方法としては、例えば、カレンダーロール加工、熱プレス成形、エンボス加工などが挙げられる。得られる成形体としては平板、深絞り成形品、フランジ成形品などが挙げられる。
【００３８】
本発明の難燃性不織布および成形体は、難燃性だけでなく、低吸水性、引張強度を兼ね備えているだけでなく、特別な工程を必要とせず安価に製造できることから、電気・電子材料、フィルター、保温材料、医療材料、産業資材の分野に極めて有用である。
【００３９】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は本実施例により何等限定されるものではない。なお、以下の実施例において、ポリマーおよび不織布の物性は下記の方法により測定した。
【００４０】
［繊維強度 ｃＮ／ｄｔｅｘ］
ＪＩＳ Ｌ１０１３試験法に準拠して、予め調湿されたヤーンを試長２０ｃｍ、初荷重０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘ及び引張強度５０％／分の条件で破断強伸度を測定し、ｎ＝１０の平均値を採用した。また繊維強度（ｄｔｅｘ）は質量法により求めた。
【００４１】
［乾熱収縮率 ％］
１０ｃｍに切り出した繊維を、末端を固定しない状態で２００℃に保たれた空気恒温槽中で１０分間保持した後の繊維長（Ｘｃｍ）から、次式を用いて算出した。
乾熱収縮率（％）＝＜Ｘ／１０＞×１００
【００４２】
［目付 ｇ／ｍ２］
ＪＩＳ Ｌ１９１３試験法に準じて測定し、ｎ＝３の平均値を採用した。
【００４３】
［厚み ｍｍ］
ＪＩＳ Ｌ１９１３試験法に準じて厚みを測定し、ｎ＝３の平均値を採用した。ただし、比較例４のみは、測定時に一定荷重をかけると厚みが潰れ、正確な数値が測れないため、見かけの厚みを測定し、ｎ＝３の平均値を採用した。
【００４４】
［引張強力 ｋｇ／５ｃｍ］
ＪＩＳ Ｌ１９１３試験法に準じ、幅５ｃｍ、長さ１５ｃｍの試験片をつかみ間隔１０ｃｍで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度２０ｃｍ／分で伸長し、切断時の荷重値を引張強力とし、ｎ＝３の平均値を採用した。
【００４５】
［炭化長 ｃｍ］
ＪＩＳ Ａ１３２２試験法に準拠して、４５℃に配置した試料の下端に対して、試料の下端から５０ｍｍ離れたメッケルバーナーで１０秒間加熱したときの炭化長を測定し、ｎ＝３の平均値を採用した。
【００４６】
［平衡水分率］
ＪＩＳ Ｌ１０１３試験法に準拠し、試料を１２０℃の雰囲気中で絶乾した後、温度２０℃かつ相対湿度６５％ＲＨにおいて７２時間調整し、絶乾状態での試料の質量に対する試料中に含まれる水分率を算出し、これを百分率（％）にて表した。
【００４７】
＜参考例：非晶性ＰＥＩ系繊維の作製＞
（１）サービックイノベイティブプラスチックス社製「ＵＬＴＥＭ９００１」を、１５０℃で１２時間真空乾燥した。
（２）上記（１）のポリマーを紡糸ヘッド温度３９０℃、紡糸速度２０００ｍ／分、吐出量５０ｇ／分の条件で丸孔ノズルより吐出し、単繊維繊度：２．２ｄｔｅｘ、強度：２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、２００℃における乾熱収縮率：３．５％のマルチフィラメントを得た。
得られたマルチフィラメントに捲縮を施した後、切断して繊維長５１ｍｍの短繊維を作製した。
【００４８】
［実施例１］
参考例で得られた非晶性ＰＥＩ系短繊維をカードにかけ、目付４０ｇ／ｍ２の繊維ウェブを作製する。次いで、このウェブを水流交絡機の支持ネットに乗せ、約５０ｍ／分の速度で送りながら、上記の積層体に、ノズル口径１００μｍ径１列、穴ピッチ０．６ｍｍピッチで並ぶ水絡ノズルを使用し、水圧力２０〜１００ ｋｇｆ／ｃｍ２ の水を両面噴出して、ステープル同士を絡合、一体化させた後、温度１１０〜１６０℃で乾燥熱処理を行い、不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００４９】
［実施例２〜４］
繊維ウェブの目付を、表１に記載の重量に変更した以外は、実施例１と同様な方法で実施例２〜４の不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５０】
［実施例５〜６］
実施例１で用いた非晶性ＰＥＩ系短繊維と、ポリアリレート繊維（（株）クラレ製「ベクトラン」、短繊維繊度：２．８ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ、融点：３７０℃、引張強度：２０ｃＮ/ｄｔｅｘ）を、表１に示す割合で用いて、実施例１と同様な方法で目付４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５１】
［実施例７］
実施例１で作製した不織布を、温度２４０℃、圧力２０ＭＰａ下で１分間熱圧縮成形し、ボード状の成形体を作製した。得られた成形体の物性を表１に示す。
【００５２】
［比較例１］
実施例１で用いた非晶性ＰＥＩ系短繊維４０重量部と、ポリエステル繊維（東レ（株）製「Ｔ−４７１」、短繊維繊度：１．６ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ、融点：２６０℃、引張強度：５．９ｃＮ／ｄｔｅｘ）６０重量部を用いて、実施例１と同様な方法で目付４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５３】
［比較例２］
実施例１で用いた非晶性ＰＥＩ系短繊維３０重量部と、レーヨン繊維（大和紡績（株）製「コロナ」、短繊維繊度：１．７ｄｔｅｘ、繊維長：４０ｍｍ、融点：２６０℃、引張強度：２．７ｃＮ／ｄｔｅｘ）７０重量部を用いて、実施例１と同様な方法で目付４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５４】
［比較例３］
比較例２で用いたレーヨン繊維１００重量部を用いて、実施例１と同様な方法で目付４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５５】
［比較例４］
実施例１において、水流交絡処理を施さない以外は、実施例１と同様の方法で不織布を作製した。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５６】
［比較例５］
比較例１で作製した不織布を、実施例７と同様の方法で熱圧縮成形し、ボード状の成形体を作製した。得られた成形体の物性を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１から明らかなように、実施例１〜６で得られた不織布は、特定のＰＥＩ系繊維と耐熱性繊維とで構成されているため、炭火長が短く難燃性を有するだけでなく、不織布の平衡水分率も低い水準で保持できた。また、実施例７で得られた成形体については、熱圧着によって繊維同士が十分に接着したボード状をなしており、高い難燃性も有している。
また、比較例４は、ＰＥＩ繊維を使用していても、３次元交絡を実施していないために、繊維同士が十分絡まっておらす、必要な強度を具備していない。
また、比較例５は、ＰＥＩ繊維の含有量が本発明の構成要件を満たしていないため、熱圧着による繊維同士の接着が不十分で、良好な成型性を有していないだけでなく、難燃性も発現できなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の難燃性不織布および成形体は、難燃性、低吸水性、引張強度を兼ね備えているだけでなく、特別な工程を必要とせず安価に製造できることから、一般産業資材分野、電気電子材料分野、医療材料分野、農業資材分野、光学材料分野、航空機・自動車・船舶用材料分野、アパレル分野などにおいて、特に高い温度環境下に曝される機会の多い用途に対して極めて有効に使用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエーテルイミド（以下、ＰＥＩと略記する場合がある）系繊維を主たる構成成分とした、優れた難燃性と引張強度を兼備した難燃性不織布及びそれを加熱してなる成形体に関するものであり、一般産業資材分野、電気電子材料分野、医療材料分野、農業資材分野、光学材料分野、航空機・自動車・船舶用材料分野、アパレル分野などにおいて、特に高い温度環境下に曝される機会の多い用途に対して極めて有効に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、難燃性を有する不織布の開発が多くの分野で要望されている。例えば、電気・電子材料、フィルター、保温材料、医療材料、産業資材の分野において、不織布は広く利用されており、これらの分野の一部においては難燃性を有する不織布の開発の要求が特に高まっている。
【０００３】
難燃性を有する不織布としては、ＰＥＩ繊維単独からなる不織布、ＰＥＩ繊維と無機繊維の複合不織布が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、特許文献１の不織布では、ＰＥＩ繊維同士を接着させるために、塩化メチレンやトリクロロメタンなどの塩素系脂肪族炭化水素化合物の含浸が必要であるとしているが、溶剤を使用することで、ＰＥＩ繊維の特性に影響を及ぼす虞がある。また、これら溶剤は近年人体や環境に影響を及ぼす虞があることを考えると、上記発明は環境負荷、溶剤回収の面からコスト負荷の高い製造方法であり、代替技術の開発が望まれていた。
【０００４】
また、ＰＥＩ繊維からなる耐熱性難燃紙が開示されている（たとえば、特許文献２参照。）。しかし、特許文献２の製造方法を見ると、ＰＥＩ繊維を抄造し界面活性剤を用いて、繊維同士を膠着させており、繊維同士は３次元交絡されていない。このため、３次元交絡することで得られる不織布特有の通気性、伸縮性、嵩高性、風合い、追従性などの特徴を有していないため、使用分野には制限のかかるものであった。
【０００５】
また、融点が２７０℃以上であり、かつ複屈折率（△ｎ）が０．２２以上であるポリエチレンナフタレート長繊維および△ｎが０．０１以下である低配向ポリエチレンナフタレート長繊維が混繊され、熱圧着されていることを特徴とする耐熱性不織布が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、該発明の不織布は難燃性を有していないばかりか、ここで用いられているポリエチレンナフタレート繊維のガラス転移温度は１２１℃であり、弾性率などの力学物性はポリマーのガラス転移温度で大きく低下することを考えると、実使用において制限のかかるものであった。
【０００６】
また、耐熱性繊維と未延伸ポリフェニレンサルファイド繊維とを混繊してウェブを形成し、該未延伸繊維を加圧下で可塑化し融着することで得られる耐熱性不織布が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。しかしながら、ここで用いられているポリフェニレンサルファイド繊維のガラス転移度は８５℃であり、先述したように、この温度で大きな物性変化を伴うものであり、実使用において制限がかかるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−１８０５８８号公報
【特許文献２】特開平１−１３２８９８号公報
【特許文献３】特許第３６０５２３１号公報
【特許文献４】特公平３−２５５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、難燃性に優れるだけでなく、低吸水性と引張強度を兼ね備えた不織布及びそれを加熱してなる成形体を、特別な工程を必要とせず、安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の構造を有するＰＥＩ系繊維を主たる構成成分とし、３次元交絡している不織布が、優れた難燃性と低吸水性、更には引張強度を有することを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち本発明は、少なくとも主たる繰り返し構造単位が下記式で示される非晶性ＰＥＩ系繊維を含有する不織布であって、以下の（１）〜（４）を全て満足する難燃性不織布である。
（１）前記ＰＥＩ系繊維の一部または全部が３次元交絡していること、
（２）少なくともある一定方向の引張強度が１０ｋｇ／５ｃｍ以上であること、
（３）ＪＩＳ Ａ１３２２試験法に準拠して測定した炭化長が５ｃｍ以下であること、
（４）前記ＰＥＩ系繊維の含有率が５０〜１００重量％であること。
【００１１】
【化１】
【００１２】
そして本発明は、前記非晶性ＰＥＩ系繊維が、好ましくは室温における繊維強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、２００℃における乾熱収縮率が５％以下、平衡水分率が３．０％以下であり、より好ましくは溶融紡糸における繊維製造工程において、延伸を施していない繊維であることを特徴とする上記の難燃性不織布であり、さらに好ましくは他の耐熱性繊維を含有してなる上記の難燃性不織布である。
【００１３】
更に本発明は、前記難燃性不織布を加熱することで、非晶性ＰＥＩ系繊維の一部または全部を熱融着させたことを特徴とする成形体に関するものである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明の難燃性不織布は、少なくとも主たる繰り返し構造単位が後述する構造式で示される非晶性ＰＥＩ系繊維を含有しており、前記非晶性ＰＥＩ系繊維の一部または全部が３次元交絡している必要がある。このような構造のＰＥＩ系繊維のガラス転移温度は２００℃以上となるので、これから構成される不織布の耐熱性も高いものとなる。また、３次元交絡させることで、繊維同士の絡み合いが生じ、実使用に耐えうる強度と風合いを発現させることができる。
本発明の不織布の製造方法に限定はなく、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、スチームジェット不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布が挙げられる。なかでも、生産効率、高機能化の面から、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、スチームジェット不織布が好ましい。また、適宜目的に応じて、得られた不織布に熱プレス工程を加えてもよい。
【００１５】
そして本発明の不織布は、少なくともある一定方向の引張強度が１０ｋｇ／５ｃｍ以上であることを特徴とする。ここで本発明でいう、ある一定方向とは、繊維ウェブの縦方向、横方向、斜め方向のいずれでもよい。
不織布は、電気・電子材料、フィルター、保温材料、医療材料、産業資材などの用途で用いられる場合、多くは、一定の強度を有していないと、取扱い性が悪く歩留まりの原因になったり、または、耐久性など製品の安全面に問題を引き起こす虞がある。例えば、電解コンデンサ用のセパレータに使用される紙は、機械的強度が弱いと、コンデンサ素子作製時に紙が切れたり、あるいは、亀裂部分が電気ショートを引き起こす原因になるなど、電解コンデンサの総合的な性能向上の阻害要因になってしまうため、少なくともある一定方向の引張強度が１０ｋｇ／５ｃｍ以上が必要である。工程通過性や耐久性の面から、１１ｋｇ／５ｃｍ以上が好ましく、１２ｋｇ／５ｃｍ以上がより好ましい。なお、不織布の引張強度は後述する方法で測定される。
【００１６】
更に、本発明の不織布は、ＪＩＳ Ａ１３２２試験法に準拠して測定した炭化長が５ｃｍ以下であることを特徴とする。これは、５ｃｍより大きいと、十分な難燃性を有しているとは言えず、製品の安全面に問題を引き起こす虞があるためである。より安全性を高めるためには、４ｃｍ以下が好ましく、３ｃｍ以下がより好ましい。
【００１７】
また、本発明の難燃性不織布は、ＰＥＩ系繊維の含有率が５０〜１００重量％であることを必要とする。ＰＥＩ系繊維が５０重量％未満であると、十分な難燃性が発現しないので好ましくない。５５〜１００重量％であると好ましく、６０〜１００重量％であると更に好ましい。
【００１８】
次に、本発明の不織布を構成するＰＥＩ系ポリマーについて説明する。本発明で用いるＰＥＩ系ポリマーとは、脂肪族、脂環族または芳香族系のエーテル単位と環状イミドを繰り返し単位として含有するポリマーであり、非晶性、溶融成形性を有すものであれば特に限定されない。また、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、ＰＥＩ系ポリマーの主鎖に環状イミド、エーテル結合以外の構造単位、例えば脂肪族、脂環族または芳香族エステル単位、オキシカルボニル単位などが含有されていてもよい。
【００１９】
具体的なＰＥＩ系ポリマーとしては、下記一般式で示されるポリマーが好適に使用される。但し、式中Ｒ１は、６〜３０個の炭素原子を有する２価の芳香族残基、Ｒ２は、６〜３０個の炭素原子を有する２価の芳香族残基、２〜２０個の炭素原子を有するアルキレン基、２〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、および２〜８個の炭素原子を有するアルキレン基で連鎖停止されたポリジオルガノシロキサン基からなる群より選択された２価の有機基である。
【００２０】
【化２】
【００２１】
上記Ｒ１、Ｒ２としては、例えば、下記式群に示される芳香族残基を有するものが好ましく使用される。
【００２２】
【化３】
【００２３】
本発明の難燃性不織布を構成するＰＥＩ系ポリマーは、そのガラス転移温度が２００℃以上であることが望ましい。ガラス転移温度が２００℃未満の場合は、得られる不織布の耐熱性が劣る場合があるので好ましくない。また、ＰＥＩ系ポリマーのガラス転移温度が高いほど、耐熱性に優れた不織布が得られるので好ましいが、融着させたりする場合に、その融着温度も高くなってしまい、その際にポリマーの分解を引き起こす可能性があるので好ましくない。ＰＥＩ系ポリマーのガラス転移温度は、２００〜２３０℃であることが好ましく、２０５〜２２０℃であるとより好ましい。
【００２４】
本発明では、非晶性、溶融成形性、コストの観点から、下記式で示される構造単位を主として有する、２，２−ビス[４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）フェニル]プロパン二無水物とｍ−フェニレンジアミン、またはｐ−フェニレンジアミンとの縮合物が好ましく使用される。このポリエーテルイミドは、「ウルテム」の商標でサービックイノベイティブプラスチックス社から市販されている。
【００２５】
【化４】
【００２６】
本発明の難燃性不織布を構成するＰＥＩ系ポリマーの分子量は特に限定されるものではないが、得られる繊維や不織布の機械的特性や寸法安定性、工程通過性を考慮すると、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０００〜８００００のものが望ましい。高分子量のものを用いると、繊維強度、耐熱性などの点で優れるので好ましいが、樹脂製造コストや繊維化コストなどの観点からＭｗが２０００〜５００００であることが好ましく、３０００〜４００００であるとより好ましい。
【００２７】
本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維は２００℃における乾熱収縮率が５％以下であることが望ましい。より具体的には、１００〜２００℃までの全ての温度域において、乾熱収縮率が−１〜５％であることが好ましい。かかる乾熱収縮率が５％を超えると加工時や使用時の製品の寸法変化が大きくなり、耐熱性を有しているとはいえない。また、−１％未満であっても、同様な理由で好ましくない。より好ましくは乾熱収縮率が−１〜４．５％、更に好ましくは０〜４％である。なお、ここでいう乾熱収縮率とは後述する方法により測定した値をいう。
【００２８】
また、本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維は、室温における繊維強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。繊維強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、ウェブのカード通過性が悪化したり、使用用途に制限がかかるので好ましくない。より好ましくは２．３〜４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、２．５〜４．０ｃＮ／ｄｔｅｘであると更に好ましい。
【００２９】
本発明の難燃性不織布は、水分含有量が低いことも特徴であり、湿度吸収による変形や、強度劣化などの少ない不織布を提供することができる。その平衡水分率は、例えば３．０％以下、好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下であってもよい。なお、ここでいう平衡水分率は、後述する実施例に記載した方法により測定される値である。
【００３０】
なお、本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維には、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、帯電防止剤、ラジカル抑制剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、難燃剤、無機物、などを含んでいてもよい。かかる無機物の具体例としては、カーボンナノチューブ、フラーレン、タルク、ワラステナイト、ゼオライト、セリサイト、マイカ、カオリン、クレー、パイロフィライト、シリカ、ベントナイト、アルミナシリケートなどの珪酸塩、酸化珪素、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄などの金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラス粉、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素、カーボンブラックおよびシリカ、黒鉛などが用いられる。更には、繊維の耐加水分解性を改良する目的で、モノまたはジエポキシ化合物、モノまたはポリカルボジイミド化合物、モノまたはジオキサゾリン化合物、モノまたはジアジリン化合物などの末端基封鎖剤を含んでいてもよい。
【００３１】
次に、本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維の製造方法について説明する。本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維の製造においては、公知の溶融紡糸装置を用いることができる。すなわち、最初に、溶融押出し機でＰＥＩ系ポリマーのペレットを溶融混練し、溶融ポリマーを紡糸筒に導きギヤポンプで計量し、紡糸ノズルから吐出させた糸条を巻き取ることで得られる。その際の引取り速度は特に限定されるものではないが、紡糸線上で分子配向が起こると好ましくないので、５００ｍ／分〜４０００ｍ／分の範囲で引き取ることが好ましい。５００ｍ／分未満では生産性の点からは好ましくなく、一方、４０００ｍ／分を超えるような高速では、高温時の収縮を引き起こすに足る分子配向が進むばかりでなく、繊維の断糸が起こりやすくなるので好ましくない。
【００３２】
本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維の製造においては、繊維の耐熱性を確保するために、延伸工程を施さないことが好ましい。なぜならば、本発明のＰＥＩ系繊維は完全な非晶性であるので、従来の繊維製造工程で実施されるような延伸を施すと、高温下において、分子運動の増大に起因するエントロピー収縮が起こり、大きな収縮を伴うことになり、成形性や得られる成形体の寸法安定性など、実使用に耐えうる耐熱性を達成することは不可能である。
それ故、本発明では、「非晶性」という特徴に配慮しながら、延伸を施さないことによって、高い耐熱性を有するＰＥＩ系繊維とそれからなる難燃性不織布を製造することができる。
【００３３】
本発明の難燃性不織布を構成する非晶性ＰＥＩ系繊維は、不織布製造工程に供することができる限り、その繊度は特に限定されないが、０．８ｄｔｅｘ未満の場合は、ウェブのカード通過性が悪いなどの問題を生じる虞があるため、例えば単繊度が０．８〜１５．０ｄｔｅｘ程度であってもよく、より好ましくは０．８〜１０．０ｄｔｅｘ以下であってもよく、更に好ましくは１．０〜８．０ｄｔｅｘであってもよい。
【００３４】
繊維長は特に限定されないが、カード通過性の点から１０ｍｍ〜１０２ｍｍ程度が好ましく、更に繊維同士の交絡を高め強度を出すためには、２０ｍｍ〜６４ｍｍがより好ましい。
【００３５】
不織布の目付には特に限定はなく、用途によって適切な目付が選択されるが、目付が１０ｇ／ｍ2未満の場合、地合斑が大きくなるため好ましくない。生産性の点からは１０〜７００ｇ／ｍ2が好ましく、より好ましくは、２０〜７００ｇ／ｍ2である。
【００３６】
更に、本発明の効果を損なわない範囲で、有機或いは無機の耐熱性繊維を含有することも可能である。本発明の非晶性ＰＥＩ系繊維と、耐熱性繊維と組み合わせることによって、難燃性および耐熱性、力学物性を兼備した難燃性不織布を作製することができる。
例えば、無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、セラミックファイバー、各種金属繊維（例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、チタン、ステンレスなど）を例示することができる。
また、有機繊維としては、全芳香族ポリエステル系繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、パラ系アラミド繊維、ポリスルホンアミド繊維、フェノール樹脂繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維などの耐熱性高分子からなる繊維などを例示することができる。これらの耐熱性繊維のうち、得られる紙に対する難燃性を向上する観点から、全芳香族ポリエステル系繊維、ガラス繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、パラ系アラミド繊維、ポリスルホンアミド繊維などが好ましい。
【００３７】
更に、本発明の難燃性不織布を加熱し、ＰＥＩ系繊維の一部または全部を融着処理することで、難燃性に優れた成形体を得ることができる。
成形体を製造する方法としては、例えば、カレンダーロール加工、熱プレス成形、エンボス加工などが挙げられる。得られる成形体としては平板、深絞り成形品、フランジ成形品などが挙げられる。
【００３８】
本発明の難燃性不織布および成形体は、難燃性だけでなく、低吸水性、引張強度を兼ね備えているだけでなく、特別な工程を必要とせず安価に製造できることから、電気・電子材料、フィルター、保温材料、医療材料、産業資材の分野に極めて有用である。
【００３９】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は本実施例により何等限定されるものではない。なお、以下の実施例において、ポリマーおよび不織布の物性は下記の方法により測定した。
【００４０】
［繊維強度 ｃＮ／ｄｔｅｘ］
ＪＩＳ Ｌ１０１３試験法に準拠して、予め調湿されたヤーンを試長２０ｃｍ、初荷重０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘ及び引張強度５０％／分の条件で破断強伸度を測定し、ｎ＝１０の平均値を採用した。また繊維強度（ｄｔｅｘ）は質量法により求めた。
【００４１】
［乾熱収縮率 ％］
１０ｃｍに切り出した繊維を、末端を固定しない状態で２００℃に保たれた空気恒温槽中で１０分間保持した後の繊維長（Ｘｃｍ）から、次式を用いて算出した。
乾熱収縮率（％）＝＜Ｘ／１０＞×１００
【００４２】
［目付 ｇ／ｍ２］
ＪＩＳ Ｌ１９１３試験法に準じて測定し、ｎ＝３の平均値を採用した。
【００４３】
［厚み ｍｍ］
ＪＩＳ Ｌ１９１３試験法に準じて厚みを測定し、ｎ＝３の平均値を採用した。ただし、比較例４のみは、測定時に一定荷重をかけると厚みが潰れ、正確な数値が測れないため、見かけの厚みを測定し、ｎ＝３の平均値を採用した。
【００４４】
［引張強力 ｋｇ／５ｃｍ］
ＪＩＳ Ｌ１９１３試験法に準じ、幅５ｃｍ、長さ１５ｃｍの試験片をつかみ間隔１０ｃｍで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度２０ｃｍ／分で伸長し、切断時の荷重値を引張強力とし、ｎ＝３の平均値を採用した。
【００４５】
［炭化長 ｃｍ］
ＪＩＳ Ａ１３２２試験法に準拠して、４５℃に配置した試料の下端に対して、試料の下端から５０ｍｍ離れたメッケルバーナーで１０秒間加熱したときの炭化長を測定し、ｎ＝３の平均値を採用した。
【００４６】
［平衡水分率］
ＪＩＳ Ｌ１０１３試験法に準拠し、試料を１２０℃の雰囲気中で絶乾した後、温度２０℃かつ相対湿度６５％ＲＨにおいて７２時間調整し、絶乾状態での試料の質量に対する試料中に含まれる水分率を算出し、これを百分率（％）にて表した。
【００４７】
＜参考例：非晶性ＰＥＩ系繊維の作製＞
（１）サービックイノベイティブプラスチックス社製「ＵＬＴＥＭ９００１」を、１５０℃で１２時間真空乾燥した。
（２）上記（１）のポリマーを紡糸ヘッド温度３９０℃、紡糸速度２０００ｍ／分、吐出量５０ｇ／分の条件で丸孔ノズルより吐出し、単繊維繊度：２．２ｄｔｅｘ、強度：２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、２００℃における乾熱収縮率：３．５％のマルチフィラメントを得た。
得られたマルチフィラメントに捲縮を施した後、切断して繊維長５１ｍｍの短繊維を作製した。
【００４８】
［実施例１］
参考例で得られた非晶性ＰＥＩ系短繊維をカードにかけ、目付４０ｇ／ｍ２の繊維ウェブを作製する。次いで、このウェブを水流交絡機の支持ネットに乗せ、約５０ｍ／分の速度で送りながら、上記の積層体に、ノズル口径１００μｍ径１列、穴ピッチ０．６ｍｍピッチで並ぶ水絡ノズルを使用し、水圧力２０〜１００ ｋｇｆ／ｃｍ２ の水を両面噴出して、ステープル同士を絡合、一体化させた後、温度１１０〜１６０℃で乾燥熱処理を行い、不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００４９】
［実施例２〜４］
繊維ウェブの目付を、表１に記載の重量に変更した以外は、実施例１と同様な方法で実施例２〜４の不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５０】
［実施例５〜６］
実施例１で用いた非晶性ＰＥＩ系短繊維と、ポリアリレート繊維（（株）クラレ製「ベクトラン」、短繊維繊度：２．８ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ、融点：３７０℃、引張強度：２０ｃＮ/ｄｔｅｘ）を、表１に示す割合で用いて、実施例１と同様な方法で目付４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５１】
［実施例７］
実施例１で作製した不織布を、温度２４０℃、圧力２０ＭＰａ下で１分間熱圧縮成形し、ボード状の成形体を作製した。得られた成形体の物性を表１に示す。
【００５２】
［比較例１］
実施例１で用いた非晶性ＰＥＩ系短繊維４０重量部と、ポリエステル繊維（東レ（株）製「Ｔ−４７１」、短繊維繊度：１．６ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ、融点：２６０℃、引張強度：５．９ｃＮ／ｄｔｅｘ）６０重量部を用いて、実施例１と同様な方法で目付４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５３】
［比較例２］
実施例１で用いた非晶性ＰＥＩ系短繊維３０重量部と、レーヨン繊維（大和紡績（株）製「コロナ」、短繊維繊度：１．７ｄｔｅｘ、繊維長：４０ｍｍ、融点：２６０℃、引張強度：２．７ｃＮ／ｄｔｅｘ）７０重量部を用いて、実施例１と同様な方法で目付４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５４】
［比較例３］
比較例２で用いたレーヨン繊維１００重量部を用いて、実施例１と同様な方法で目付４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５５】
［比較例４］
実施例１において、水流交絡処理を施さない以外は、実施例１と同様の方法で不織布を作製した。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００５６】
［比較例５］
比較例１で作製した不織布を、実施例７と同様の方法で熱圧縮成形し、ボード状の成形体を作製した。得られた成形体の物性を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１から明らかなように、実施例１〜６で得られた不織布は、特定のＰＥＩ系繊維と耐熱性繊維とで構成されているため、炭火長が短く難燃性を有するだけでなく、不織布の平衡水分率も低い水準で保持できた。また、実施例７で得られた成形体については、熱圧着によって繊維同士が十分に接着したボード状をなしており、高い難燃性も有している。
また、比較例４は、ＰＥＩ繊維を使用していても、３次元交絡を実施していないために、繊維同士が十分絡まっておらす、必要な強度を具備していない。
また、比較例５は、ＰＥＩ繊維の含有量が本発明の構成要件を満たしていないため、熱圧着による繊維同士の接着が不十分で、良好な成型性を有していないだけでなく、難燃性も発現できなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の難燃性不織布および成形体は、難燃性、低吸水性、引張強度を兼ね備えているだけでなく、特別な工程を必要とせず安価に製造できることから、一般産業資材分野、電気電子材料分野、医療材料分野、農業資材分野、光学材料分野、航空機・自動車・船舶用材料分野、アパレル分野などにおいて、特に高い温度環境下に曝される機会の多い用途に対して極めて有効に使用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも主たる繰り返し構造単位が下記式で示される非晶性ポリエーテルイミド系繊維を含有する不織布であって、以下の（１）〜（４）を全て満足する難燃性不織布。
（１）前記ポリエーテルイミド系繊維の一部または全部が３次元交絡していること、
（２）少なくともある一定方向の引張強度が１０ｋｇ／５ｃｍ以上であること、
（３）ＪＩＳ Ａ１３２２試験法に準拠して測定した炭化長が５ｃｍ以下であること、
（４）前記ポリエーテルイミド系繊維の含有率が５０〜１００重量％であること。
【化１】
【請求項２】
前記非晶性ポリエーテルイミド系繊維は、室温における繊維強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、２００℃における乾熱収縮率が５％以下、平衡水分率が３．０％以下であることを特徴とする、請求項１記載の難燃性不織布。
【請求項３】
前記非晶性ポリエーテルイミド系繊維は溶融紡糸における繊維製造工程において、延伸を施していない繊維であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の難燃性不織布。
【請求項４】
さらに耐熱性繊維を含有してなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の難燃性不織布。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の不織布を加熱し、非晶性ポリエーテルイミド系繊維の一部または全部を熱融着させたことを特徴とする成形体。
【請求項１】
少なくとも主たる繰り返し構造単位が下記式で示される非晶性ポリエーテルイミド系繊維を含有する不織布であって、以下の（１）〜（４）を全て満足する難燃性不織布。
（１）前記ポリエーテルイミド系繊維の一部または全部が３次元交絡していること、
（２）少なくともある一定方向の引張強度が１０ｋｇ／５ｃｍ以上であること、
（３）ＪＩＳ Ａ１３２２試験法に準拠して測定した炭化長が５ｃｍ以下であること、
（４）前記ポリエーテルイミド系繊維の含有率が５０〜１００重量％であること。
【化１】
【請求項２】
前記非晶性ポリエーテルイミド系繊維は、室温における繊維強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、２００℃における乾熱収縮率が５％以下、平衡水分率が３．０％以下であることを特徴とする、請求項１記載の難燃性不織布。
【請求項３】
前記非晶性ポリエーテルイミド系繊維は溶融紡糸における繊維製造工程において、延伸を施していない繊維であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の難燃性不織布。
【請求項４】
さらに耐熱性繊維を含有してなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の難燃性不織布。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の不織布を加熱し、非晶性ポリエーテルイミド系繊維の一部または全部を熱融着させたことを特徴とする成形体。
【公開番号】特開２０１２−４１６４４（Ｐ２０１２−４１６４４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８２１９６（Ｐ２０１０−１８２１９６）
【出願日】平成２２年８月１７日（２０１０．８．１７）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１７日（２０１０．８．１７）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
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