JP3605231B2

JP3605231B2 - 耐熱性不織布

Info

Publication number: JP3605231B2
Application number: JP18453296A
Authority: JP
Inventors: 信幸山本; 巌浩山田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2016-07-15
Also published as: JPH1025651A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性不織布に関する。さらに詳しくは、ポリエチレンナフタレートからなる長繊維より構成された耐熱性不織布およびそれを使用した電気絶縁紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、耐熱性を有する不織布の開発が種々の分野で要望されている。例えば保温材料、電気絶縁材料、フィルター、医療材料、建築材料等の分野において、不織布は広く利用されているが、これらの分野の一部において耐熱性が必要とされ、そのため耐熱性を有する不織布の開発の要求が高まっている。
耐熱性不織布を得るための１つの方向は、その素材として耐熱性のポリマーを使用することである。耐熱性のポリマーの１つであるポリエチレンナフタレートを使用した不織布が既に提案されている。特開昭５０−１８７７３号公報には、ポリエチレンナフタレート繊維と潜在的接着性を有する重合体からの繊維とを混合したウェブを加熱接着した不織布が提案されている。この不織布は、接着成分として使用されている繊維が、代表的にはポリエチレンテレフタレート共重合体からの繊維であって、その融点はかなり低いものである。そのため、この不織布は接着成分の融点の影響を受け、ポリエチレンナフタレートの有する本来の耐熱性が生かされていない。
【０００３】
また、特開平４−１４６２５１号公報には、ポリエチレンナフタレート繊維から実質的になり、平均繊維径が０．１μｍ〜１０μｍであり、縦横の引っ張り強力に優れた不織布が提案されている。しかしながら、この不織布は、具体的にはジェット紡糸（メルトブロー）法で製造されたものであり、繊維径が不均一で細く、極細であるが、その繊維の強度は充分高いとは云えず、これが不織布の強度にも影響している。しかも、この不織布は、ジェット紡糸によるために、種々のタイプの特性を有する不織布を提供することが困難であるという問題を内在している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の第１の目的は、ポリエチレンナフタレート繊維から実質的形成された耐熱性を有する長繊維不織布を提供することにある。
本発明の第２の目的は、耐熱性および強度が共に優れた長繊維不織布を提供することにある。
本発明の他の目的は、Ｆ種の耐熱性を有する電気絶縁紙を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの研究によれば、前記本発明の目的は、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複屈折率（△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、熱圧着されている耐熱性不織布およびその不織布よりなる電気絶縁紙によって達成されることが見出された。
【０００６】
本発明の不織布においては、２つのタイプのポリエチレンナフタレート長繊維が使用される。一方は、高配向の長繊維であり、他方は低配向の長繊維である。この低配向のポリエチレンナフタレート長繊維が実質的に接着成分として作用し、得られた不織布は強度を有し、かつ耐熱性は優れたものである。
【０００７】
本発明の不織布を構成する重合体は、ポリエチレンナフタレート、具体的にはポリエチレン−２，６−ナフタレートまたは５モル％以下の第３成分を含む共重合ポリエチレン−２，６−ナフタレートである。一般にポリエチレン−２，６−ナフタレートは、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸またはその機能的誘導体とエチレングリコールまたはその機能的誘導体とを、触媒の存在下で適当な反応条件の下に結合せしめることによって合成される。この場合、ポリエチレン−２，６−ナフタレートの重合完結前に適当な１種または２種以上の第３成分を添加すれば共重合または混合ポリエステルが合成されるが、適当な第３成分としては（ａ）２個のエステル形成官能基を有する化合物；例えばシュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸；シクロプロパンジカルボン酸、シクロブタンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂環族ジカルボン酸；フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸；ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ナトリウム等のカルボン酸；グリコール酸、ｐ−オキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン酸；プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチレングリコール、ｐ−キシレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡ、ｐ，ｐ−ジフェノキシスルホン１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、２，２−ビス（ｐ−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン、ポリアルキレングリコール、ｐ−フェニレンビス（ジメチルシロキサン）等のオキシ化合物、あるいはその機能的誘導体；前記カルボン酸類、オキシカルボン酸類、オキシ化合物類またはその機能的誘導体から誘導せられる高重合度化合物等や、（ｂ）１個のエステル形成官能基を有する化合物、例えば安息香酸、ベンゾイル安息香酸、ベンジルオキシ安息香酸、メトキシポリアルキレングリコール等、（ｃ）３個以上のエステル形成官能基を有する化合物、例えばグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等も実質的に線状である程度に使用せられる化合物として挙げられる。
【０００８】
前記ポリエチレンナフタレートは、極限粘度［η］が０．４５〜１．０のものを使用する。本明細書にいう極限粘度［η］は、ポリマーをフェノールとオルトジクロロベンゼンとの混合溶媒（混合比６：４）に溶解し、３５℃で測定した粘度から求めた値である。極限粘度［η］が１．０を超えると溶融粘度が異常に高くなって溶融紡糸が困難となり、［η］が０．４５未満では目的とする高融点を有し、物性も良好な繊維が得られないので不適当である。
【０００９】
本発明の不織布は、ポリマー組成は前記したポリエチレンナフタレートであるが、下記Ａ、Ｂの２種の配向長繊維より形成されている。
（Ａ）融点が２７０℃以上、好ましくは２７５℃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（以下、“高配向ＰＥＮ長繊維”と略称することがある）。
（Ｂ）複屈折率（△ｎ）が０．０１以下である低配向ポリエチレンテレフタレート長繊維（以下、“低配向ＰＥＮ長繊維”と略称することがある）。
高配向ＰＥＮ長繊維は、通常２５００〜６０００ｍ、好ましくは３０００〜５０００ｍの紡連で紡糸することによって得ることができる。高配向ＰＥＮ長繊維は、融点が２７０℃以上、好ましくは２７５℃以上であり、特に２８０〜２８５℃の融点を有しているものが適している。また、その複屈折率（△ｎ）は０．２２以上、好ましくは０．２４〜０．２８の範囲を有している。この高配向ＰＥＮ長繊維は繊度が０．５ｄｅ〜５ｄｅ、好ましくは１ｄｅ〜４ｄｅの範囲が有利である。
【００１０】
一方、低配向ＰＥＮ長繊維は、８００ｍ以下、好ましくは３００〜７００ｍの紡連で紡糸することにより得ることができる。この低配向ＰＥＮ長繊維の複屈折率（△ｎ）は０．０１以下、好適には０．００５以下である。この低配向ＰＥＮ長繊維の繊度は１ｄｅ〜１０ｄｅ、好ましくは２ｄｅ〜８ｄｅの範囲が好ましい。本発明の不織布は、前記高配向ＰＥＮ長繊維と低配向ＰＥＮ長繊維とを重量で好ましくは９０：１０〜６０：４０の範囲、より好ましくは８５：１５〜６５：３５の範囲で混繊したものであり、不織布の製造手段はスパンボンド不織布の製造方法として通常知られた手段および条件が採用される。
【００１１】
混繊されたウェブは、全面熱圧着あるいは部分熱圧着のいずれによって圧着して不織化することができる。その際の温度は２００〜２５０℃が適当であり、線圧は１０〜５０ｋｇ／ｃｍの範囲が好ましい。
本発明の不織布は、用途にもよるが目付が１０〜７０ｇ／ｍ^２、好ましくは２０〜６０ｇ／ｍ^２、より好ましくは３０〜５０ｇ／ｍ^２の範囲のものである。
本発明の不織布は、強度が大きく、しかも耐熱性に優れているので、電気絶縁紙としてＦ種のグレードで使用される。
【００１２】
【発明の効果】
Ｆ種の耐熱性を有し、かつ高い強度を有する長繊維不織布が提供される。従って電気絶縁紙等の耐熱性が要求される不織布の用途に有利に利用できる。
また、本発明の不織布は優れた強力と耐熱性を具備しているため、アスファルトルーフィング基布、カーペット基布、各種フィルターにも利用でき、特にその軽量化という面で効果を発揮する。
【００１３】
【実施例】
実施例における測定方法は次のとおりである。
（１）融点
パーキン・エルマー社製示差熱量分析装置にて、昇温速度２０℃／分にて測定する。
（２）繊維複屈折率
白色光下で、偏光顕微鏡レベックス式コンペンセータを用いて測定する。
（３）不織布強力、伸度
ＪＩＳＬ１０９６に準じ、定速伸度型引張り試験機にて測定する。
（４）長期耐熱性
不織布を、温度１８０℃、２００℃、２３０℃のオーブンで熱処理し、タテ方向の伸度が熱処理前の伸度の５０％になる時間を測定する。この３点温度の半減時間から、アレニウスプロットにより４万時間で伸度が、熱処理前の５０％になると予想される温度を求める。
【００１４】
実施例１
（高配向繊維の紡糸）
極限粘度０．６５のポリエチレンナフタレート樹脂を３００℃で溶融し、そして、孔数１００の口金１０個を有する紡糸ヘッドから紡糸温度２９０℃で吐出させた。吐出量は、口金当り１００ｇ／分であった。吐出後、冷却風により冷却しつつ、口金下１５００ｍｍの位置に配した１０個のエジェクターにより、４０００ｍ／分の速度で引き取った。
（低配向繊維の紡糸）
極限粘度０．６５のポリエチレンナフタレート樹脂を３００℃で溶融し、そして、孔数２００の口金１０個を有する紡糸ヘッドから紡糸温度２９０℃で吐出させた。吐出量は、口金当り４０ｇ／分であった。吐出後、冷却風により冷却しつつ、ゴデットロールにて５００ｍ／分の速度で引き取り、高配向繊維引き取り用のエジェクター近傍に設置された１０の開繊エジェクターに供給した。
（混繊）
各エジェクターから噴出される糸条を、高配向繊維、低配向繊維を一対にして一つの衝突板に衝突させ混繊、及び開繊を行う。衝突板は１０個設置してある。
（不織布製造）
混繊された糸条を、移動するコンベアネットの上に捕集しウェブとなした後、圧着面積率２４％のエンボスカレンダーにて、温度２４０℃で圧着し、目付５０ｇ／ｍ^２の不織布を得た。
【００１５】
実施例２
高配向繊維製造時の紡糸速度を５０００ｍ／分、低配向繊維の紡糸速度を７００ｍ／分とする以外は実施例１と同一の方法で不織布を得た。
実施例３
高配向繊維製造時の紡糸速度を３０００ｍ／分、低配向繊維の紡糸速度を７００ｍ／分とする以外は実施例１と同一の方法で不織布を得た。
【００１６】
比較例１
高配向繊維製造時の紡糸速度を２０００ｍ／分、低配向繊維の紡糸速度を５００ｍ／分とする以外は実施例１と同一の方法で不織布を得た。
【００１７】
比較例２
高配向繊維製造時の紡糸速度を４０００ｍ／分、低配向繊維の紡糸速度を１０００ｍ／分とする以外は実施例１と同一の方法で不織布を得た。
【００１８】
比較例３
極限粘度０．７０のポリエチレンテレフタレート樹脂を２９０℃で溶融し、そして、孔数２００口金１０個を有する紡糸ヘッドから紡糸温度２８５℃で口金当り４０ｇ／分で吐出させ、ゴデットロールにて８００ｍ／分の速度で引き取って低配向繊維を準備する以外は実施例１と同一の方法でウェブを作製し、圧着面積率２４％のエンボスカレンダーにて、温度２２０℃で圧着し、目付５０ｇ／ｍ２の不織布を得た。
【００１９】
比較例４
極限粘度０．７０のポリエチレンテレフタレート樹脂を２９０℃で溶融し、そして、孔数１００口金１０個を有する紡糸ヘッドから紡糸温度２８５℃で口金当り１００ｇ／分で吐出させ、口金下１５００ｍｍの位置に配された１０個のエジェクターにて４０００ｍ／分の速度で引き取って高配向繊維を準備する以外は比較例３と同一の方法でウェブを作製し、圧着面積率２４％のエンボスカレンダーにて、温度２２０℃で圧着し、目付５０ｇ／ｍ^２の不織布を得た。
【００２０】
実施例、比較例の不織布を構成する繊維の特性、不織布の特性を表１に示した。実施例１、比較例３、比較例４の不織布については、長期耐熱性の評価を行い、その結果を表１に併記した。本発明の不織布は、全てポリエチレンナフタレートという耐熱性樹脂で構成されているので、良好な長期耐熱性を有する。これに比較して接着成分のみポリエチレンテレフタレートとした場合は、全てポリエチレンテレフタレートから構成される不織布の耐熱レベルになってしまう。また、全てポリエチレンナフタレートから構成された不織布でも、接着成分である低配向繊維の配向が進むと、十分な接着機能を果たさず不織布が脆くなる。あるいは、高配向繊維の配向度が下がると、熱圧着時の繊維の収縮が大きくなり、やはり不織布強力が低下する。本発明の不織布は、優れた強力も保持することから、不織布の目付軽減も可能であり、電線押え巻きテープ等の絶縁材料として用いたとき、絶縁材料の軽量化が可能である。
【００２１】
【表１】

Claims

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複屈折率（△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、熱圧着されている耐熱性不織布。
請求項１記載の耐熱性不織布よりなる電気絶縁紙。