JPH03180588A - ポリエーテルイミド不織布,ポリエーテルイミド―無機繊維混合不織布及びこれらの製造方法 - Google Patents

ポリエーテルイミド不織布,ポリエーテルイミド―無機繊維混合不織布及びこれらの製造方法

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JPH03180588A
JPH03180588A JP1315356A JP31535689A JPH03180588A JP H03180588 A JPH03180588 A JP H03180588A JP 1315356 A JP1315356 A JP 1315356A JP 31535689 A JP31535689 A JP 31535689A JP H03180588 A JPH03180588 A JP H03180588A
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fiber
fibers
polyetherimide
nonwoven fabric
polyether imide
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JP1315356A
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Yutaka Kawaguchi
裕 川口
Tatsuo Kikumoto
龍生 菊本
Mieko Suzuki
鈴木 美恵子
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Nitto Boseki Co Ltd
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Nitto Boseki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、繊維補強熱可塑性樹脂成形体の製造に使用す
るに好適なポリエーテルイミド不織布、ポリエーテルイ
旦ドー無機繊維混合不織布及びこれらの製造方法に関す
る。
〔従来の技術〕
繊維補強熱可塑性樹脂成形体は各方面で使用されており
、その製造法としては、補強短繊維を混入させた溶融樹
脂を型内に射出成型する方法、補強用繊維のトウ又は織
布に熱可塑性樹脂を含浸させたものを成形する方法、補
強用繊維ストランドを静電気を利用して開繊させ、熱可
塑性樹脂粉末を付着した後、加熱溶融してテープ状スト
ランドを形成し、それを成形する方法(特公昭47−3
6467号公報参照)、補強繊維織物と熱可塑性樹脂フ
ィルムを積層し、熱プレスする方法(特開昭63−87
228号公報参照)、熱可塑性樹脂繊維と補強用繊維と
を混繊して混Va織物を作り。
その混繊織物を複数枚積層、熱プレスする方法(特開平
1−45841号公報参照)等が知られている。
しかしながら、これらの方法にはそれぞれ次のような欠
点があった。すなわち、射出成型による方法では補強繊
維の含有量を大きくできず、また、射出成型時に補強繊
維が折れるので、補強効果が低下する。補強繊維織物に
熱可塑性樹脂溶液を含浸させて底形する方法の場合は織
物自体が硬くなるため型なじみ性が悪い。
ストランドに熱可塑性樹脂粉末を付着させる方法は。
均一に樹脂を付着させることが難しい。補強織物と熱可
塑性樹脂フィルムを積層する方法は、立体形状の型の場
合に型なしみ性が悪く、又、含浸も十分に得られない。
混繊織物の場合、成型時の型なしみ性は改良されるが、
特性の全然異なる異種の糸を混繊するという製織上の難
しさがある。
これらの欠点は熱可塑性樹脂としてポリエーテルイミド
を使用する場合にも当然生している。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、ポリエーテルイミドを使用した繊維補強熱可
塑性樹脂成形体の製造における上記の欠点を解消するた
め、従来使用していた熱可塑性樹脂フィルムに代えて使
用しうる型なじみ性の良い基材や、混・1am物よりも
容易に製造でき混繊織物に代えて使用しうる基材を開発
すべくなされたものである。
すなわち5本発明の目的は、型なしみ性がよく、このた
め、繊維補強熱可塑性樹脂成形体の製造において熱可塑
性樹脂フィルムの代わりに使用するに好適なポリエーテ
ルイミド不織布を提供することにある。
また1本発明の他の目的は、容易に且つ安価に製造でき
、繊維補強熱可塑性樹脂成形体の製造において混繊織物
に代えて使用するに好適なポリエーテルイミドと無機繊
維との混合不織布を提供することにある。
更に本発明の他の目的は、上記ポリエーテルイミド不織
布やポリエーテルイミド−無機繊維混合不織布を製造す
る方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
請求項1に記載の発明は、ポリエーテルイミド短繊維か
らなる不織布であって、ポリエーテルイミド短繊維同志
がその交点において溶着していることを特徴とするポリ
エーテルイミド不織布である。
請求項2に記載の発明は1重量比で3〜91%のポリエ
ーテルイミド短繊維と、97〜9%の無機繊維の短繊維
とからなる不織布であって、ポリエーテルイミド短繊維
同志、及びポリエーテルイミド短繊維と無機繊維短繊維
同志とがその交点において溶着していることを特徴とす
るポリエーテルイミド−無機繊維混合不織布である。
更に請求項3に記載の発明は、ポリエーテルイミド短繊
維を含む短繊維を水中に分散させ、該分散液中の短繊維
を濾水性基材上に集積させて繊維マットを形成し、該繊
維マットにポリエーテルイミド可溶性の溶剤をほぼ均一
に浸み込ませ、その後乾燥することを特徴とする不織布
の製造方法である。
以下1本発明の詳細な説明する。
請求項3に記載の本発明方法は、ポリエーテルイミドか
らなるポリエーテルイミド不織布、ポリエーテルイミド
と無機繊維とを混合した不織布のいずれをも製造できる
ものである。が、まず、ポリエーテルイミド不織布を製
造する方法を説明する。
繊維径20〜50μmからなるポリエーテルイミド(以
下PEIと略称する)長繊維を、適当な長さのチョツプ
ドストランドとする。この時のチョツプドストランドの
長さは5〜20mとすることが好ましい。
その理由は後述する。
次に、このチョツプドストランドを水中に投入し。
攪拌しながらフィラメント状に開繊し分散させる。ここ
で、繊維を水中に良好に分散させ、かつ分散状態に保つ
ため、適当な分散剤を用いることが好ましい0分散剤と
しては、一般に市販されている界面活性剤系の分散剤2
例えば、マーボマーセPT、シンデスKV(いずれも松
本油脂工業側型)を使用でき、その濃度は0.1〜0.
3%が適当である。PEIの分散濃度としては、 0.
02〜0.2%、好ましくは0.05〜0.1%が良い
次に、この分散液中のPEI繊維を抄紙技法を利用して
濾水性基村上に集積し、繊維マントを形成する。
この工程はバッチ式、連続式のいずれでも可能であるが
、第1図に示す抄紙器を用いたバッチ式を例にとって説
明する。全体を参照符号1で示す抄紙器は1分散液2を
収容するようになった抄紙器本体3と、その抄紙器本体
3をヒンジ4によって回転可能に保持した底部5と、抄
紙器本体3を底部5に固定する固定部材6と、底部5上
面に取付けられた濾水性基材7と、底部5の下端に接続
された排液パイプ8及びパルプ9等を有している。この
抄紙器1に前記分散液を投入し、PEl繊維が水中に均
一に分散している状態で、バルブ9を開いて排液する。
これにより、投入された分散液2中の水は濾水性基材7
を通過し、排液パイプ8から排出され、PEI短繊維は
濾水性基材7上に捕捉される。かくして、抄m器1に投
入された分散液2中の水がほぼ完全に濾水性基材7を通
過した時には、濾水性基材上にはPEI短繊維からなる
繊維マントが均一に形成される。ここで、使用する濾水
性基材7としては。
小さい網目を多数備えたネットを使用することが好まし
い。ネットとしては、使用するPEl繊維の長さ及び繊
維径によっても異なるが、繊維径20〜50μm。
繊維長5〜20mに対して、!11il目の大きさが0
.26〜0゜30+n位で、その開口率が50〜60%
位が適当である0w4目が大き過ぎると、ネットを通過
する液の速度が大きくなり9繊維マントの形成速度が大
きくなるが、網目を通過する短繊維量が多くなって歩留
りが低下し、また水流の発生によりネット上に形成され
る繊維マットが不均一となる。一方、網目が小さ過ぎる
と。
ネットが目詰まりを起こし易く、繊維マントの形成に時
間がかかる。更に2分散液中に比重の異なる繊維を混合
し分散させていた場合には、繊維マットの形成に時間が
かかる場合、比重の大きい繊維が分散液の下層に多くな
り、成形される繊維マット中でも、Sa維マントの下層
に比重の大きいmiの占める割合が高くなる。
従って、これらの欠点が生じないように、′i4目の大
きさを選定する。
濾水性基材7上に繊維マットを形成した後、抄紙器本体
3をヒンジ4を中心に矢印の方向に回転させ、濾水性基
材7とともに繊維マントを取り出す、そして。
その繊維マントから過剰な水分を除去し、繊維マントが
幾分か水分を含んでいる状態の時に、PEIを溶解させ
ることのできる溶剤を均一にスプレーL、 *維マット
中に浸み込ませる。溶剤としては、塩化メチレンやトリ
クロロメタン等の塩素系脂肪族炭化水素化合物を使用す
ることが可能であるが、その取扱性の点で塩化メチレン
が望ましい。以下塩化メチレンを使用するものとして説
明する。上記したように、繊維マントが若干の水分を保
有している状態で塩化メチレンを供給すると、塩化メチ
レンと水とが若干の相溶性を有するため塩化メチレンが
素早く繊維マント全体にいきわたりやすく、繊維マット
に均一に塩化メチレンが浸み込む、ここで、塩化メチレ
ンをスプレーする際の繊維マットの含水率は3通常50
〜200%、好ましくは80〜120%である。スプレ
ーする塩化メチレンの量は繊維マット重量の10〜20
%で十分である。
塩化メチレンを繊維マントに浸み込ませる方法は。
スプレーする方法に限らず1例えばネットにはさんだ状
態で塩化メチレンを含浸するとか、ローラでコーティン
グする等の方法も可能である。
繊維マット全体に浸透した塩化メチレンはPH1繊維の
表面を部分的に溶解させる。従って繊維同志の交点にお
いて粘着状態となる。その後繊維マットを乾燥させると
塩化メチレンは蒸発し、繊維同志の交点の粘着部分が接
着状態となり、繊維が相互に接着した不織布が形成され
る。従って繊維同志を接着させるために別の接着剤を添
加する必要がない。
以上の工程により、ポリエーテルイよド短繊維同志がそ
の交点において溶着している請求項1記載の不織布が製
造される。
上記の方法で製造するポリエーテルイミド不織布の日付
量としては、10〜200 g/m”の範囲で可能であ
る。
不織布を構成するPEI短繊維として、繊維径、繊維長
が異なるものを使用し、かつ第1図の装置を用いて実験
し1分散液中での分散性、濾水性基材7上に形成された
繊維マットの均一性(フォーメーション)を調査した。
その結果を第1表に示す、なお、使用した濾水性基材7
は、65メンシユのステンレス製ネントで、目開きが0
.28m、開口率が51%であった。また、製造した不
織布の厚さは0.15m、目付重量は20g/m”であ
った。
第 1 表 第1表の結果より、繊維長が20m以上になると。
分散液中で繊維同志のからみ合いが生じ、塊状になりや
すい、また、5餌より短いとネントの網目より繊維が脱
落しやすくなり歩留りが悪くなる。また、繊維マントの
均一性の点でも、5〜15fi程度が適当である。この
ため、繊維長としては1通常5〜20m、好ましくは5
〜15mに選定される。PEIの噛維径としては、特に
限定しないが、第1表に示すように、20〜30μm程
度では支障なく不織布製造が可能である。
次に、請求項3に記載の方法により請求項2に記載のポ
リエーテルイミドと無機繊維との混合不織布を製造する
方法を説明する。
無機繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アルi
す繊維等、使用目的に応じ適宜選定して使用可能であり
、以下ガラス繊維を例にとって説明する。前記したPE
[のみの場合と同様に、PEIとガラス繊維のチョツプ
ドストランドを用意し9両者を一定の比率で混合し3分
散剤を溶解した水中に投入、攪拌によりPEI及びガラ
ス繊維のチョツプドストランドをフィラメント状態に開
繊し、PEIとガラス繊維が均一に混合した分散液とす
る0分散液中の繊維の濃度としては、0.02〜0.2
%、好ましくはO,OS〜0.1%が良い、この場合に
も分散剤としては、一般に市販されている界面活性剤系
の分散剤2例えば、マーボマーセPT、シンデスKV(
いずれも松本油脂工業Ws11m)を使用でき、その濃
度は0゜1−0.3%が適当である。PEIの分散濃度
としては、0.02〜0.2%、好ましくは0.05〜
O11%が良い。
この混合分散液を第1図の抄紙器lに投入し、バルブ9
を開いて水を排出させる。これにより、濾水性基材7上
にPEIとガラス繊維の混合した繊維マットが形成され
る。この時3分散液中で均一に分散していたPEIとガ
ラスta維とが、濾水性基材7上に堆積するため、形成
された繊維マント内ではPEIとガラス繊維とが均一に
混合した状態となっている。なお、繊維マット形成に時
間がかかると1分散液中でPEfとガラス繊維とが比重
差によ′り分離することがあるので。
このような分離を生しないうちに繊維マットの形成が完
了するよう排液の濾水性基材7通過速度を設定すること
が望ましい。
この繊維マントを抄紙器1から取り出し、過剰な水分を
除去した後、PEI可溶性の溶剤1例えば、塩化メチレ
ンを繊維マント全体に均一に浸み込むようスプレーする
。すると、繊維マット全体が湿っているため。
塩化メチレンが素早く繊維マット全体に浸み込む、繊維
マットに浸み込んだ塩化メチレンはPEI繊維の表面を
部分的に溶解し、PEI繊維表面に粘着性をもたせる。
その結果、繊維同志の交点、すなわち、PEI繊維同志
及びPEIとガラス繊維同志との交点の間で繊維同志間
に粘着が起こる。その後、この繊維マントを乾燥させ、
塩化メチレンを除去すると、繊維間の粘着が接着となり
PEIとガラス繊維の混合した混合不織布が得られる。
上記の方法で製造するポリエーテルイミド−ガラス繊維
混合不織布の目付量としては、10〜200 g/m”
の範囲で可能である。
ガラス繊維の混合比は重量比で9〜97%の範囲で可能
であり、目的、用途に応じて混合比が決められる。
使用されるガラス繊維は水中で撹拌によりフィラメント
に分散するものであれば、いずれも使用可能であるが、
望ましくは、シラン系表面処理剤に若干の潤滑剤を成分
とする処理液を紡糸時に付着させたものが好ましい。
ガラス繊維の繊維径を6〜17μm、繊維長を5〜20
m+のもので、第1図の装置を用い、液中の分散性や繊
維マントの均一性(フォーメーション)を実験した結果
を第2表に示す、ガラス繊維とPEIの混合比は、ガラ
ス繊維75:PE125とし、PEIの繊維長はガラス
繊維の繊維長と同じとし、PEIの繊維径は31μmの
ものを使用、不織布の目標目付量は40g/m” 第2表より、PEIとガラス繊維の混合不織布の場合は
、繊維長が短く、繊維径が小さい方が液中での分散性及
び均一性はよいが、繊維長が短かすぎたり、繊維径が小
さすぎると、ガラス繊維の濾水性基材への目詰まりや濾
水性基材から通過しやすくなったりする。
また、繊維径が大きすぎたり、繊維長が長ずざると。
水中でのフィラメントの再集束が発生するため、液中で
の分散性が乱れる。従って、PEIとガラス繊維の混抄
の場合、ガラス繊維の繊維径が9〜13μmで。
繊維長が5〜150のものが適する。
以上に本発明の方法を第1図の装置を使用したバッチ式
について説明したが9本発明の製造法は必ずしもこれに
限るものでなく、第2図のように連続式でも実施可能で
ある。すなわち、第2図において1分散槽lI内の分散
剤を入れた水中にPH1短繊維のみ、若しくはPEI短
繊維とガラス繊維短繊維とを投入して分散液12を作威
し、その分散液を抄紙機13に連続的に供給する。抄紙
機13においてはその底部の濾水ボード16上を濾水性
基材である抄紙ネッ)15が連続的に走行しており、そ
の上に連続的に繊維が集積して繊維マット15が形成さ
れる。この繊維マット15はサクション装置17を通過
し過剰な水分を除去された後、隣接したコンベアネット
18に移され、塩化メチレン19を入れた塩化メチレン
槽20に接続したスプレー装置21により塩化メチレン
がスプレーされ。
塩化メチレンによるPEI短$111!の粘着化処理が
行われる。その後、粘着化処理された繊維77)15は
乾燥機22に送られ、乾燥されて繊維の交点が溶着し。
不織布が形成される。
以上のように本発明方法は結合剤として新たにバインダ
ー成分を加えることなく、PEIの表面を部分的に溶解
して粘着化させ、繊維の交点で繊維同志を粘着させ、そ
の粘着を溶剤の乾燥により接着に変え、不織布を得るも
のである。
上記方法によって作られる請求項1に記載のPE1手織
布及び請求項2に記載のPEl−無機繊維混合不織布は
、繊維同志が溶着しているので、単に繊維を堆積しただ
けのもの、或いはその繊維を絡み合わせただけのものに
比べて、繊維間の結合が大きく、このため。
ill維が脱落することがな(、取扱性が極めて良い。
本発明によるPEl不織布、PEl−無機繊維混合不織
布は繊維補強熱可塑性成形体の基材として好適に使用す
ることができる。すなわち、PEl−無機繊維混合不織
布のみを複数枚、或いは混合不織布とPEl不織布とを
複数枚、積層して型に合わせ、熱プレス又はオートクレ
ーブ成型型で底形する。熱と圧力によりPEIは溶融し
、無機繊維を含んだ状態で一体化し。
冷却により繊維補強熱可塑性成形物となる。このような
繊維補強熱可塑性樹脂成形体の基材として使用する場合
は、無mta維の含有量が10〜75%位が適当である
ここで、使用する不織布にはバインダーを用いていない
ので、rti、彫物の品質劣化等の問題が生しない、P
El不織布は熱可塑性樹脂フィルムに比べて型なじみ性
が良いので、底形が容易となるという利点が得られる。
また、PEl不織布は、成形物の表面平滑性をあげるた
め、及び成形体の無機繊維濃度を細かく調節するために
使用することもできる。すなわち、目付量の少ないPE
l不織布を表面に積層することにより、成形体の表面平
滑性を上げることができ、また、積層されているPEl
−無機繊維混合不織布の適当なところに、目付量の少な
いPEl不織布を挿入することにより、無機繊維濃度を
調節できる。PEl−無機繊維混合不織布は、PEIと
無機繊維との混合が均一であるので、tc形品の品質が
良い、また、混繊織物に比べて製造が容易であり、安価
である。
PEl不織布及びPEl−無機繊維混合不織布は。
これらのみを使用する場合に限らず、熱可塑性樹脂繊維
糸と補強繊維糸との混繊織物と一緒に使用することも可
能である。すなわち、混繊織物にPEl不織布又はPE
l−無機繊維混合不織布を積層し、熱プレスして成形体
を得ることができる。
また、請求項1のPEl不織布は、各種フィルターとし
て、特に250℃以下の高温ガスのフィルターとして、
また水系被ろ過体のフィルター等として有用である。
〔実施例1〕 フィラメント径31μmで繊維長10tmのPEI短繊
維を1分散剤マーボマーセPT(松本油脂工業特製)を
0.1%溶解した水中に、繊1!濃度が0.2%になる
ように投入、攪拌し1分散液を得る。この分散液を第1
図に示す抄紙器1に投入する。抄紙器lの濾水性基材7
として、65メツシユのステンレス製ネットで。
目開きが0.2 ′8 m、開口率が51%のものを使
用、バルブ9を開け、ネントを通過する水を排液パイプ
を通して排水し、ネット上にPEIm¥1マットを形成
させる。まだ湿った状態の繊維マントに塩化メチレンを
繊維マット重量の約20%、スプレーにより均一に散布
する。スプレー後、約2分間放置し、その後乾燥すると
、厚さ0.15nで目付120g/m”のPEl不織布
が得られた。
〔実施例2〕 実施例1で使用しPEI短繊維と、フィラメント径10
μmで繊維長10mのガラス繊維を重量比で25ニア5
になるように混合した繊維を1分散剤マーボマーセPT
(松本油脂工業特製)を0.2%溶解した水中に繊維濃
度がO,1%となるように投入し、攪拌により均一分散
させて分散液を得た。
該分散液を実施例1と同様にして第1図に示す抄紙器l
に投入し、ネット上にPEl−ガラス繊維混合の繊維7
7トを形成させる。該繊維マットに塩化メチレンをマン
ト重量の15%にあたる量をスプレーによりマント全面
に均一に散布する。2分間放置後乾燥すると、厚さ0.
4’5m、目付量54g/m”のPET−ガラス繊維混
合不織布が得られた。
〔実施例3〕 実施例2で用いたPEI短繊維とガラス繊維を重量PE
Iで40 : 60にした混合繊維を分散剤マーポマー
セPT(松本油脂工業特製)を0.3%溶解した水中に
繊維濃度が0.15%となるように投入し、撹拌により
均一分散させて分散液を得た。該分散液から実施例1と
同様にして、ネット上にPEl−ガラス繊維混合の繊維
マットを得た。該繊維マットにマットの重量の20%に
あたる量の塩化メチレンをスプレーによりマント全面に
均一に散布する。2分間放置後乾燥し。
PEl−ガラス繊維混合不織布を得た。厚さは0.53
U1日付量は83.0g/m”であった。
〔発明の効果〕
本発明のPEl不織布は、PEI繊維の交点を溶着して
いるので、単に繊維を積層したりからみ合わせたマット
に比べて密度を大きくして簿く形成でき、且つ取り扱い
が容易である。しかもバインダーを使用していないので
1繊維補強熱可塑性樹脂成形体の基材として使用した際
にバインダーによる品質劣化の問題がなく、また、型な
じみ性が良いので底形が容易となる。
かくして、繊維補強熱可塑性樹脂成形体の基材として極
めて有用である。また、この用途以外の用途2例えば、
フィルター等にも利用可能である。
本発明のPEl−無機繊維混合不織布も、上記PEI不
織布と同様に繊維間を溶着しているので、上記PElと
同様な効果を有しており、しかも、無機繊維を有してい
るので、従来用いていた熱可塑性樹脂繊維と補強繊維と
による混繊織物に代えて使用することができる。更にこ
の混合不織布は混繊織物に比べて製造が容易であり、安
価である。
本発明の製造方法は、上記したPEI不織布、あるいは
PEl−無機繊維混合不織布を、バインダーを添加する
ことなく簡単な且つコストの安い方法で作ることができ
る。特に、PEl−無機繊維混合不織布の製造に当たっ
ては、PE1と無機繊維の混合を分散液中で行うので、
極めて均一な混合が可能であり、また。
PEIと無機繊維との混合比率を自由に選択できる。
かくして、極めて均一に混合したPEl−無機繊維混合
不織布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施するために使用する装置の
1例を示す概略断面図、第2図は他の例を示す概略側面
図である。 ■−・−抄紙器、2−・−分散液、3−抄紙器本体、4
・・・ヒンジ、5・・−底部、7−・・濾水性基材、8
−・−排液パイブ9・・・バルブ、11−・分散槽、1
2−・分散液、13−・・抄紙機、14・・・抄紙ネッ
ト、15・・−繊維マント16濾水ボード、17−・・
サクション装置、18・−・コンベアネット、19−・
塩化メチレン、20−塩化メチレン槽。 21−・スプレー装置、22−・乾燥機。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリエーテルイミド短繊維からなる不織布であっ
    て,ポリエーテルイミド短繊維同志がその交点において
    溶着していることを特徴とするポリエーテルイミド短繊
    維不織布。
  2. (2)重量比で3〜91%のポリエーテルイミド短繊維
    と,97〜9%の無機繊維の短繊維とからなる不織布で
    あって,ポリエーテルイミド短繊維同志,及びポリエー
    テルイミド短繊維と無機繊維短繊維同志とがその交点に
    おいて溶着していることを特徴とするポリエーテルイミ
    ド−無機繊維混合不織布。
  3. (3)ポリエーテルイミド短繊維を含む短繊維を水中に
    分散させ,該分散液中の短繊維を濾水性基材上に集積さ
    せて繊維マツトを形成し,該繊維マットにポリエーテル
    イミド可溶性の溶剤をほぼ均一に浸み込ませ,その後乾
    燥することを特徴とするポリエーテルイミド短繊維を含
    む不織布の製造方法。
JP1315356A 1989-12-06 1989-12-06 ポリエーテルイミド不織布,ポリエーテルイミド―無機繊維混合不織布及びこれらの製造方法 Pending JPH03180588A (ja)

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