JPH0238458A - 微粉末含有アラミド押出組成物とその製造方法 - Google Patents
微粉末含有アラミド押出組成物とその製造方法Info
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- JPH0238458A JPH0238458A JP63188334A JP18833488A JPH0238458A JP H0238458 A JPH0238458 A JP H0238458A JP 63188334 A JP63188334 A JP 63188334A JP 18833488 A JP18833488 A JP 18833488A JP H0238458 A JPH0238458 A JP H0238458A
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- Japan
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- powder
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- ptfe
- fine powder
- aramid
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- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
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。
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)
本発明は微粉末含有アラミド組成物とその製造方法に関
する。
する。
(従来技術)
ポリメタフェニレンインフタルアミド系芳香族ポリアミ
ド(以下PMIAと略す)はガラス転移温度が約280
℃、融点が約430℃、限界酸素指数が約30であるた
め、力学的特性の温度依存性が少なく、耐熱性や難燃性
に優れているため繊維やフィルムあるいは圧縮成形品等
のいろいろな成形物として広く活用されている。ところ
で、これら成形物の製造にあたってはPMIAの融点と
熱分解点とが極めて接近しているため、一般に溶融成形
が不可能とされ、従来溶液成形もしくは融点以下での圧
縮成形法が採用されてきた。しかしながら、溶液成形法
では溶媒除去の必要性から、繊維では精々数10デニー
ル程度の太さのもの、フィルムでは精々100ミクロン
程度の厚みのものしか成形できない。また逆に圧縮成形
法でmHやフィルム状物を製造することは実際問題とし
て不可能である。
ド(以下PMIAと略す)はガラス転移温度が約280
℃、融点が約430℃、限界酸素指数が約30であるた
め、力学的特性の温度依存性が少なく、耐熱性や難燃性
に優れているため繊維やフィルムあるいは圧縮成形品等
のいろいろな成形物として広く活用されている。ところ
で、これら成形物の製造にあたってはPMIAの融点と
熱分解点とが極めて接近しているため、一般に溶融成形
が不可能とされ、従来溶液成形もしくは融点以下での圧
縮成形法が採用されてきた。しかしながら、溶液成形法
では溶媒除去の必要性から、繊維では精々数10デニー
ル程度の太さのもの、フィルムでは精々100ミクロン
程度の厚みのものしか成形できない。また逆に圧縮成形
法でmHやフィルム状物を製造することは実際問題とし
て不可能である。
方、本発明者等は、PMTAの剛毛を成形すべく種々研
究した結果、瞬間熱可塑成形に成功し特開昭57−19
2436. 58−109618. 58−10961
9. 59144607、 61−245305各号の
公報で提案し、これらの方法により、従来不可能とされ
たPMIAの剛毛成形を可能とした。
究した結果、瞬間熱可塑成形に成功し特開昭57−19
2436. 58−109618. 58−10961
9. 59144607、 61−245305各号の
公報で提案し、これらの方法により、従来不可能とされ
たPMIAの剛毛成形を可能とした。
その後、本発明者等はPMIA剛毛について新規な用途
を開発ずべく種々検討を行ってきたが、その一つに耐熱
研摩ブラシがあり、アルミナやカポランダムの如き無機
細片を混合した剛毛を開発し、特開昭58−13682
9号で提案した。
を開発ずべく種々検討を行ってきたが、その一つに耐熱
研摩ブラシがあり、アルミナやカポランダムの如き無機
細片を混合した剛毛を開発し、特開昭58−13682
9号で提案した。
この提案による剛毛は、耐熱性に加え研摩効果があるた
め耐熱性研摩ブラシとしてきわめて有用であることがわ
かったが、無機細片がPMIA剛毛内に一様に分散して
いる為、剛毛の強伸度が低く折れやすい欠点があった。
め耐熱性研摩ブラシとしてきわめて有用であることがわ
かったが、無機細片がPMIA剛毛内に一様に分散して
いる為、剛毛の強伸度が低く折れやすい欠点があった。
そこで、本発明者等は、砥粒混合層と非混合層とが断面
においてサイドバイサイドに配置された扁平のPMIA
剛毛を発明し、これを特開昭6321920号公報で提
案した。この剛毛でつくられたブラシは折れにくクシか
も研摩性も優れており所期の目的を充分満足するもので
あった。
においてサイドバイサイドに配置された扁平のPMIA
剛毛を発明し、これを特開昭6321920号公報で提
案した。この剛毛でつくられたブラシは折れにくクシか
も研摩性も優れており所期の目的を充分満足するもので
あった。
しかしながら、この提案には、下記のニーズに対して答
え難い不満が残った。
え難い不満が残った。
(1) ブラシの製作上又は用途上丸断面剛毛が必要
。
。
(2) ソフトブラシや研摩不織布用途用に先端だけ
ではなく側面全体に微粉末が露出した剛毛が必要。
ではなく側面全体に微粉末が露出した剛毛が必要。
(問題点を解決する為の手段)
そこで本発明者等は上記問題点を解決すべく鋭意検討を
重ねた結果、極めて注目すべき利点を有する微粉末含有
PMIA剛毛を得る方法を見出し、さらにこれを拡大し
て本発明に達した。
重ねた結果、極めて注目すべき利点を有する微粉末含有
PMIA剛毛を得る方法を見出し、さらにこれを拡大し
て本発明に達した。
即ち、本発明は、フィブリル状四ふつ化エチレン樹脂(
PTFE)と無機微粉末とが芳香族ポリアミド樹脂に分
散されてなることを特徴とする微粉末含有アラミド組成
物とその製造方法である。
PTFE)と無機微粉末とが芳香族ポリアミド樹脂に分
散されてなることを特徴とする微粉末含有アラミド組成
物とその製造方法である。
本発明における芳香族ポリアミド(PMIA>は、全繰
り返し単位の85モル%以上がメタフェレンイソフタル
アミド単位であるホモポリアミド又はコポリアミドであ
る。このPMIAはアミン成分としてメタフェニレンジ
アミンを用いるかまたはそれと他の芳香族ジアミンを用
い、酸成分としてはイソフタル酸またはそれと伯の芳香
族二塩基酸またはその誘導体を用いて重縮合したもので
ある。
り返し単位の85モル%以上がメタフェレンイソフタル
アミド単位であるホモポリアミド又はコポリアミドであ
る。このPMIAはアミン成分としてメタフェニレンジ
アミンを用いるかまたはそれと他の芳香族ジアミンを用
い、酸成分としてはイソフタル酸またはそれと伯の芳香
族二塩基酸またはその誘導体を用いて重縮合したもので
ある。
PMIAの具体的製造方法は、特公昭47−10863
号公報記載の界面重合法が好ましい。なぜならば、この
方法により、本発明のアラミド組成物の原料の一つとし
て極めて好適なPMIA粉末が得られるからである。即
ち、この方法によって得られる粉末は、−次粒子の直径
が1μ程度と細かく、かつ均一であり、その−次粒子が
凝集して30〜100μ程度の多孔質粉末となっている
。
号公報記載の界面重合法が好ましい。なぜならば、この
方法により、本発明のアラミド組成物の原料の一つとし
て極めて好適なPMIA粉末が得られるからである。即
ち、この方法によって得られる粉末は、−次粒子の直径
が1μ程度と細かく、かつ均一であり、その−次粒子が
凝集して30〜100μ程度の多孔質粉末となっている
。
本発明における微粉末は、周知の無機微粉末を用いても
よい。具体的には、例えば炭化珪素,アルミナ、ダイヤ
モンド等からなる数10メツシュ〜約1万メツシュの粉
末である。
よい。具体的には、例えば炭化珪素,アルミナ、ダイヤ
モンド等からなる数10メツシュ〜約1万メツシュの粉
末である。
本発明のアラミド組成物の形態は、繊維状,フィルム状
,棒状,パイプ状,板状等任意にとることができるが、
いずれにしてもPMIA樹脂中にフィブリル状のPTF
E樹脂と微粉末とが分散されてなるものである。その分
散状態はフィブリルが極めて細かくかつ均一である為、
組成物そのものの直接観察で見分けることは困難である
が、組成物をPMIAの溶剤(濃硫酸,N−メチルピロ
リドン、N.Nジメチルホルムアミド、N,Nジメチル
アセトアミド)等に浸し、PMIAを溶解除去してから
溶剤中の不溶解物を採取してプレパラート上にのせ、そ
の上に溶剤を滴下してからスライドグラスをのせ50〜
100倍の顕微鏡で観察すれば、その分散状態を明瞭に
識別できる。
,棒状,パイプ状,板状等任意にとることができるが、
いずれにしてもPMIA樹脂中にフィブリル状のPTF
E樹脂と微粉末とが分散されてなるものである。その分
散状態はフィブリルが極めて細かくかつ均一である為、
組成物そのものの直接観察で見分けることは困難である
が、組成物をPMIAの溶剤(濃硫酸,N−メチルピロ
リドン、N.Nジメチルホルムアミド、N,Nジメチル
アセトアミド)等に浸し、PMIAを溶解除去してから
溶剤中の不溶解物を採取してプレパラート上にのせ、そ
の上に溶剤を滴下してからスライドグラスをのせ50〜
100倍の顕微鏡で観察すれば、その分散状態を明瞭に
識別できる。
すなわち、フィブリル状のPTFE樹脂の分散状態は極
めて細かな網目状であり、また無機微粉末はその網目に
しっかりとからまれているため本発明の組成物をPMI
Aの溶剤に浸しても無機微粉末は網目から離脱しない。
めて細かな網目状であり、また無機微粉末はその網目に
しっかりとからまれているため本発明の組成物をPMI
Aの溶剤に浸しても無機微粉末は網目から離脱しない。
このような手段で観察されるフィブリル状PT「Eの分
散状態はあたかも生体中の毛細管のごとき様相を呈して
いる。第1図はその一例を示す顕微鏡写真である。これ
はモノフィラメント状を呈する本発明の組成物(PTF
Eの1%混合物)をN−メチルピロリドン中に浸漬し、
PM(Aを溶かしてから白い糸状の不溶解物をそっと取
りだし、上記の方法で顕微鏡写真撮影(200倍)した
ものである。
散状態はあたかも生体中の毛細管のごとき様相を呈して
いる。第1図はその一例を示す顕微鏡写真である。これ
はモノフィラメント状を呈する本発明の組成物(PTF
Eの1%混合物)をN−メチルピロリドン中に浸漬し、
PM(Aを溶かしてから白い糸状の不溶解物をそっと取
りだし、上記の方法で顕微鏡写真撮影(200倍)した
ものである。
本発明のアラミド組成物はフィブリル状PTFEと無機
微粉末とがPMI’Aの中に分散した分散相とPMIA
だけの単独相との複相構造でもよい。
微粉末とがPMI’Aの中に分散した分散相とPMIA
だけの単独相との複相構造でもよい。
本発明のアラミド組成物に於けるフィブリル状PTFE
の含有量は0.01〜10重量%の範囲が好ましい。0
.01重量%未満では本発明の効果が発揮されず、10
重量%を越えると力学的特性がむしろ低下する。フィブ
リル状PTFE分散相内でのPTFEの好ましい含有量
は0.1〜5重量%であり、さらに好ましくは1〜3重
量%である。
の含有量は0.01〜10重量%の範囲が好ましい。0
.01重量%未満では本発明の効果が発揮されず、10
重量%を越えると力学的特性がむしろ低下する。フィブ
リル状PTFE分散相内でのPTFEの好ましい含有量
は0.1〜5重量%であり、さらに好ましくは1〜3重
量%である。
本発明のアラミド組成物におけるフィブリル状PTFE
の分散は組成物の表層から内層へ段階的にその分散量(
分散密度)を変化させてもよい。
の分散は組成物の表層から内層へ段階的にその分散量(
分散密度)を変化させてもよい。
このような疎密構造は組成物の表層と内層とでそれぞれ
物性上の差異を顕著に発揮させる場合に活用することが
できる。
物性上の差異を顕著に発揮させる場合に活用することが
できる。
本発明のアラミド組成物における微粉末の含有量は組成
物の使用目的に応じて適宜きめられるが、多くの場合3
〜50重量%程度である。
物の使用目的に応じて適宜きめられるが、多くの場合3
〜50重量%程度である。
本発明のフィブリル状に分散したPTFEは高度に配向
結晶化している。これは本発明の組成物の優れた力学的
特性に寄与している。なお組成物内のPTFEの配向結
晶化は広角X線撮影で明瞭に識別できる。第2図は前記
モノフィラメント組成物の広角X線写真であり、赤道上
の2点のスポットはPTFEの結晶における( 1,
0.0)面の反射である。また、点の連なったリングは
PMIA中に分散された炭化珪素(# 1500)の反
射である。
結晶化している。これは本発明の組成物の優れた力学的
特性に寄与している。なお組成物内のPTFEの配向結
晶化は広角X線撮影で明瞭に識別できる。第2図は前記
モノフィラメント組成物の広角X線写真であり、赤道上
の2点のスポットはPTFEの結晶における( 1,
0.0)面の反射である。また、点の連なったリングは
PMIA中に分散された炭化珪素(# 1500)の反
射である。
本発明のアラミド組成物は、PTFEの水性懸濁液と無
機微粉末とPMIAの粉末とを混合したのち、乾燥して
得られたPTFE樹脂被覆混合粉末(以下これをPTF
E被覆混合粉末という)を含む芳香族ポリアミド粉末(
PMTA15に末)を熱圧縮したのち、加熱成形ダイか
ら押し出すことを特徴とする本発明の方法によって達成
される。
機微粉末とPMIAの粉末とを混合したのち、乾燥して
得られたPTFE樹脂被覆混合粉末(以下これをPTF
E被覆混合粉末という)を含む芳香族ポリアミド粉末(
PMTA15に末)を熱圧縮したのち、加熱成形ダイか
ら押し出すことを特徴とする本発明の方法によって達成
される。
本発明の方法で用いられるPTFEの水性懸濁液は一般
に市販されている水性コロイド懸濁液を利用することが
出来る。例えば、まず樹脂分60重量%の市販水性懸濁
液を水で薄めて所望の混合用水性懸濁液を作成し、これ
と無機微粉末とPMIA粉末とを混合機で混合してから
、乾燥機で乾燥してPTFE被覆混合粉末を製造する。
に市販されている水性コロイド懸濁液を利用することが
出来る。例えば、まず樹脂分60重量%の市販水性懸濁
液を水で薄めて所望の混合用水性懸濁液を作成し、これ
と無機微粉末とPMIA粉末とを混合機で混合してから
、乾燥機で乾燥してPTFE被覆混合粉末を製造する。
この混合用水性懸濁液に対する無機微粉末とPMIA粉
末との混合粉末の混合割合は1:4〜2:1の範囲が好
ましい。前者が少なすぎる場合は、混合が不均一になり
、逆に多過ぎる場合は乾燥に時間がかかるだけでなく、
混合の均一性さえ失われる。PTFEの混合用水性懸濁
液に於けるPTFEの好ましい濃度は0.1〜20%の
範囲であり、さらに好ましくは、0.5〜10%の範囲
である。
末との混合粉末の混合割合は1:4〜2:1の範囲が好
ましい。前者が少なすぎる場合は、混合が不均一になり
、逆に多過ぎる場合は乾燥に時間がかかるだけでなく、
混合の均一性さえ失われる。PTFEの混合用水性懸濁
液に於けるPTFEの好ましい濃度は0.1〜20%の
範囲であり、さらに好ましくは、0.5〜10%の範囲
である。
このようにして形成された乾燥粉末は、無機微粉末もP
MIA粉末もいずれもその表面がPTFEの薄い皮膜で
被われている。特に前記の特公昭47−10863号公
報記載の界面重合法で得られるPMIA粉末は径が1μ
程度の一次粒子の凝集粒子であり、PTFE水性懸濁液
が浸透しやすくい。
MIA粉末もいずれもその表面がPTFEの薄い皮膜で
被われている。特に前記の特公昭47−10863号公
報記載の界面重合法で得られるPMIA粉末は径が1μ
程度の一次粒子の凝集粒子であり、PTFE水性懸濁液
が浸透しやすくい。
さらに注目すべきは個々の無機微粉末の表面にPMIA
粒子が付着し、安定な混合体となっていることである。
粒子が付着し、安定な混合体となっていることである。
一般に、無機微粉末とPMIAとは比重が異るから、単
純な粉末の混合体では、成形器に投入する際等の操作時
に分離しやすく、成形物の均一混合性が失われることが
多いが、本発明の場合はPTFEが接着剤の如き役割を
果すため、粒子相互の位置関係は安定に保持される。
純な粉末の混合体では、成形器に投入する際等の操作時
に分離しやすく、成形物の均一混合性が失われることが
多いが、本発明の場合はPTFEが接着剤の如き役割を
果すため、粒子相互の位置関係は安定に保持される。
本発明のアラミド成形物は、上記のようにして得られた
PTFE被覆混合粉末を熱圧縮したのち、加熱成形ダイ
から押し出すことによって得られる。
PTFE被覆混合粉末を熱圧縮したのち、加熱成形ダイ
から押し出すことによって得られる。
ここで、PTFE被覆混合粉末(被覆粉末)とは、該被
覆粉末と被覆されない元の微粉末又は/及びPMIA粉
末(元粉末)とが混合機等によって実質的に均一に混合
された混合粉末、又は被覆粉末と元の微粉末とがそれぞ
れ相をなして混合された複合粉末、又は被覆粉末100
%、又はこれら王者を組合せた粉末を意味する。
覆粉末と被覆されない元の微粉末又は/及びPMIA粉
末(元粉末)とが混合機等によって実質的に均一に混合
された混合粉末、又は被覆粉末と元の微粉末とがそれぞ
れ相をなして混合された複合粉末、又は被覆粉末100
%、又はこれら王者を組合せた粉末を意味する。
本発明の方法では、上記のごとき被覆粉末を含むPMI
A粉末を熱圧縮したのち、加熱成形ダイから押し出して
本発明のアラミド成形物を形成するが、熱圧縮操作と加
熱ダイからの押し出し操作は、不連続、連続いずれでも
よい。
A粉末を熱圧縮したのち、加熱成形ダイから押し出して
本発明のアラミド成形物を形成するが、熱圧縮操作と加
熱ダイからの押し出し操作は、不連続、連続いずれでも
よい。
例えば、不連続の場合、特開昭61−293818号公
報記載の手段を利用して、一定形状例えば板状の成形物
を成形してから、さらに特開昭61−245305号公
報の手段を利用して本発明のアラミド組成物を押し出す
ことができる。一方、連続の場合は、熱圧縮ゾーンと加
熱押し出しゾーンとを区分したプランジャー式押し出し
装置を利用する。いずれの手段で本発明のアラミド組成
物を製造するにしても、本発明の方法は極めて大きな製
造上の利点を有する。即ち、本発明では使用するPMI
A粉末にはPTFE被覆粉末が含まれるから、熱圧縮時
においても、加熱ダイからの押し出し成形時においても
、成形機の内壁にPMIAが粘着しにくくなり、成形が
円滑に行われるばかりでなく、長時間連続生産が可能に
なる。
報記載の手段を利用して、一定形状例えば板状の成形物
を成形してから、さらに特開昭61−245305号公
報の手段を利用して本発明のアラミド組成物を押し出す
ことができる。一方、連続の場合は、熱圧縮ゾーンと加
熱押し出しゾーンとを区分したプランジャー式押し出し
装置を利用する。いずれの手段で本発明のアラミド組成
物を製造するにしても、本発明の方法は極めて大きな製
造上の利点を有する。即ち、本発明では使用するPMI
A粉末にはPTFE被覆粉末が含まれるから、熱圧縮時
においても、加熱ダイからの押し出し成形時においても
、成形機の内壁にPMIAが粘着しにくくなり、成形が
円滑に行われるばかりでなく、長時間連続生産が可能に
なる。
次に、第3図に示す装置を用いた例で、本発明の方法を
さらに詳細に説明する。
さらに詳細に説明する。
第3図は本発明の方法を用いて棒状のアラミド成形物を
成形する為のプランジャー式押し出し装置を示す略図で
ある。この装置で本発明の棒状アラミド組成物を成型す
るには、まず前記の方法によってPTFE被覆混合粉末
を作成し、これと元粉末とを一定割合で混合した粉末か
、好ましくは被覆粉末のみを原料1として、押し出し装
置内の熱圧縮ゾーンに投入する。熱圧縮ゾーンは図の如
く円筒部2と円錐部3とに分れ、円筒部2はPMIAの
ガラス転移温度(約280℃)より若干低い温度(約2
60°C)に設定し円錐部3はガラス転移温度より30
〜70℃高い温度に設定する。また円錐部と円筒部とか
らなるノズルを有する加熱成形ノズルを有する加熱成形
ダイで構成された押し出しゾーン4は、融点(約430
℃)よりも20〜80℃低い温度に設定する。かくして
油圧シリンダーに直結したプランジャー5を降下させ加
圧すると、熱圧縮ゾーンの円筒部における粉末は加熱圧
縮されつつも多孔状態を保持しつつ圧力を下方に伝達す
る。一方円雄部の粉末は上記の温度に加熱される為軟化
して内部の空気を上方に押し出しつつ圧縮されついには
充填率100%に達する。この際重要なことは、プラン
ジャーの圧力のロスを少なく下方に伝達することであり
、そのためには粉末と成形機内壁との摩擦係数を出来る
だけ少なくする必要がある。本発明の方法では、PTF
Eで被覆された微粉末とPMIAとの混合粉末を使用し
ているから、該摩擦係数は極めて低い。
成形する為のプランジャー式押し出し装置を示す略図で
ある。この装置で本発明の棒状アラミド組成物を成型す
るには、まず前記の方法によってPTFE被覆混合粉末
を作成し、これと元粉末とを一定割合で混合した粉末か
、好ましくは被覆粉末のみを原料1として、押し出し装
置内の熱圧縮ゾーンに投入する。熱圧縮ゾーンは図の如
く円筒部2と円錐部3とに分れ、円筒部2はPMIAの
ガラス転移温度(約280℃)より若干低い温度(約2
60°C)に設定し円錐部3はガラス転移温度より30
〜70℃高い温度に設定する。また円錐部と円筒部とか
らなるノズルを有する加熱成形ノズルを有する加熱成形
ダイで構成された押し出しゾーン4は、融点(約430
℃)よりも20〜80℃低い温度に設定する。かくして
油圧シリンダーに直結したプランジャー5を降下させ加
圧すると、熱圧縮ゾーンの円筒部における粉末は加熱圧
縮されつつも多孔状態を保持しつつ圧力を下方に伝達す
る。一方円雄部の粉末は上記の温度に加熱される為軟化
して内部の空気を上方に押し出しつつ圧縮されついには
充填率100%に達する。この際重要なことは、プラン
ジャーの圧力のロスを少なく下方に伝達することであり
、そのためには粉末と成形機内壁との摩擦係数を出来る
だけ少なくする必要がある。本発明の方法では、PTF
Eで被覆された微粉末とPMIAとの混合粉末を使用し
ているから、該摩擦係数は極めて低い。
熱圧縮ゾーンを経た熱圧縮アラミドは加熱成形ダイで構
成された押し出しゾーン4に達し、ここでさらに加熱細
化され一定の直径を有する棒状樹脂として押し出され、
冷却バス6に導入されて、本発明のアラミド組成物7と
なる。
成された押し出しゾーン4に達し、ここでさらに加熱細
化され一定の直径を有する棒状樹脂として押し出され、
冷却バス6に導入されて、本発明のアラミド組成物7と
なる。
以上の工程において、無機微粉末と芳香族ポリアミド粉
末とを被覆するPTFEの挙動に着目すると本発明のア
ラミド組成物が本発明の方法によって形成されることが
一層明らかとなる。本発明において、無機微粉末とPM
、IA粉末とを被覆するPTFEは、前記のように水性
懸濁液から作成されるから、連続した膜ではなく微粒子
の集合体であり何の処理もしなければ、再び水に分散す
るほど不安定なものである。この様な樹脂で被覆された
混合粉末を前記のような温度(310〜350℃)で熱
圧縮すると、融点が約330℃の微粒子は軟化し、互い
に隣接する微粒子が相互に密着し網目状に連続して連な
ることになる。この様にして形成された網目状のPTF
Eは次の加熱押し出し工程でさらに加熱されつつ引き伸
ばされてフィブリル状となる。
末とを被覆するPTFEの挙動に着目すると本発明のア
ラミド組成物が本発明の方法によって形成されることが
一層明らかとなる。本発明において、無機微粉末とPM
、IA粉末とを被覆するPTFEは、前記のように水性
懸濁液から作成されるから、連続した膜ではなく微粒子
の集合体であり何の処理もしなければ、再び水に分散す
るほど不安定なものである。この様な樹脂で被覆された
混合粉末を前記のような温度(310〜350℃)で熱
圧縮すると、融点が約330℃の微粒子は軟化し、互い
に隣接する微粒子が相互に密着し網目状に連続して連な
ることになる。この様にして形成された網目状のPTF
Eは次の加熱押し出し工程でさらに加熱されつつ引き伸
ばされてフィブリル状となる。
この様にして、押し出された棒状アラミド組成物の力学
的性質を更に向上させるには、これを芳香族ポリアミド
のガラス転移温度近傍で延伸することが望ましい。この
延伸操作により、芳香族ポリアミド自身の分子が配向す
るだけでなく、フィブリル状のPTFEが配向結晶化す
るからである。
的性質を更に向上させるには、これを芳香族ポリアミド
のガラス転移温度近傍で延伸することが望ましい。この
延伸操作により、芳香族ポリアミド自身の分子が配向す
るだけでなく、フィブリル状のPTFEが配向結晶化す
るからである。
ざらにPTFEで被覆された無機微粉末に着目すると、
その表面のPTFEは成形過程で大きな剪断力を受ける
からフィブリル状に配向結晶化するものと推察される。
その表面のPTFEは成形過程で大きな剪断力を受ける
からフィブリル状に配向結晶化するものと推察される。
(発明の効果)
本発明のアラミド組成物は下記の効果を有する。
(1) 曲げ疲労性が向上する。従って所期の目標で
あるブラシ用の丸断面剛毛ニーズ及び無機微粉末の全面
露出型剛毛ニーズに充分対応可能となった。この効果は
フィブリル状PTFEの網目状分散によるものと推察さ
れる。
あるブラシ用の丸断面剛毛ニーズ及び無機微粉末の全面
露出型剛毛ニーズに充分対応可能となった。この効果は
フィブリル状PTFEの網目状分散によるものと推察さ
れる。
(2)耐摩耗性が向上する。これは、本組成物のPMI
A部分がPTFEで被覆され摩擦係数が低下することと
無機微粉末が網目状PTFEフィブリルにからまれて組
成物内部にしっかり固定されているため離脱し難いため
と推察される。
A部分がPTFEで被覆され摩擦係数が低下することと
無機微粉末が網目状PTFEフィブリルにからまれて組
成物内部にしっかり固定されているため離脱し難いため
と推察される。
(3) 静電気が発生しにくい。この原因は芳香族ポ
リアミドの帯電列とPTFEの帯電列とがほぼ正反対の
位置にあり、フィブリル状のPTFEが芳香族ポリアミ
ド中で分散している構造故に静電気を電荷中和してしま
う為であると推察される。
リアミドの帯電列とPTFEの帯電列とがほぼ正反対の
位置にあり、フィブリル状のPTFEが芳香族ポリアミ
ド中で分散している構造故に静電気を電荷中和してしま
う為であると推察される。
(4)耐薬品性が向上する。
(5)表面が非粘着性であり異物が付着しにくくよごれ
難い。
難い。
本発明のアラミド組成物の製造方法は下記の効果を有す
る。
る。
(1)無機微粉末とPMIA粉末との混合体が安定であ
り成形時の取扱いが容易である。
り成形時の取扱いが容易である。
(2)成形時にダイに粘着しにくく、長時間運転できる
。
。
(3)無機微粉末の表面をPTFEが被覆しているため
ダイの表面が微粉末で傷つきにくい。
ダイの表面が微粉末で傷つきにくい。
(実施例)
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
実施例1
下記の方法により棒状アラミド組成物を成形した。
(1)PTFE被覆混合粉末の作成
粒度が240メツシユ(80μ)の炭化珪素(SiC)
30重量部と特公昭47−10863号公報記載の界面
重合法で得られるメタ型芳香族ポリアミド(PMIA)
粉末(二次粒子平均直径が70ミクロン)70重量部と
、PTFE樹脂の2重量%水性懸濁液100重量部とを
用意し、まず、炭化珪素とPMIAとをV型混合機で3
0分間混合した後、PTFEの水性懸濁液を加えさらに
30分間混合したのち乾燥機で乾燥して実質的に水分を
除去し、PTFE被覆混合粉末(被覆粉末)を作成した
。
30重量部と特公昭47−10863号公報記載の界面
重合法で得られるメタ型芳香族ポリアミド(PMIA)
粉末(二次粒子平均直径が70ミクロン)70重量部と
、PTFE樹脂の2重量%水性懸濁液100重量部とを
用意し、まず、炭化珪素とPMIAとをV型混合機で3
0分間混合した後、PTFEの水性懸濁液を加えさらに
30分間混合したのち乾燥機で乾燥して実質的に水分を
除去し、PTFE被覆混合粉末(被覆粉末)を作成した
。
(2)棒状アラミド組成物の成形
上記被覆粉末を原料とし、第4図の装置を用いて下記の
条件で直径5 mmの棒状アラミド組成物を成形した。
条件で直径5 mmの棒状アラミド組成物を成形した。
熱圧縮ゾーン
円筒部:直径50#、温度260℃
円錐部:最下部直径20mm、温度340℃押し出しゾ
ーン 円筒部:直径5喘、温度370℃ このような成形操作は、プランジャーが熱圧縮ゾーンの
円筒部最下点に達した所で終了し、次の成形はプランジ
ャーを上昇させて粉末を投入し、同様な操作を繰り返す
不連続成形法であるが、本実施例では何度成形を繰り返
しても成形機の内部に異物が付着することなく、良好な
成形物が得られた。
ーン 円筒部:直径5喘、温度370℃ このような成形操作は、プランジャーが熱圧縮ゾーンの
円筒部最下点に達した所で終了し、次の成形はプランジ
ャーを上昇させて粉末を投入し、同様な操作を繰り返す
不連続成形法であるが、本実施例では何度成形を繰り返
しても成形機の内部に異物が付着することなく、良好な
成形物が得られた。
得られだせ成形物の一部をジメチルアセトアミドに浸し
、PMIAを溶解除去して前記の方法で顕微鏡観察した
ところ、あたかも水藻のごとき様相のPTFEフィブリ
ル状物とそれにからまったSiCが観察された。
、PMIAを溶解除去して前記の方法で顕微鏡観察した
ところ、あたかも水藻のごとき様相のPTFEフィブリ
ル状物とそれにからまったSiCが観察された。
比較例1
実施例1と同じSiCとPMTA粉末との混合体をその
まま原料とし、装置と成形方法とを同じにして同じ形の
成形物を成形することを試みた。
まま原料とし、装置と成形方法とを同じにして同じ形の
成形物を成形することを試みた。
その結果、熱圧縮ゾーンの円錐部と押し出しゾーンの内
壁とにPMIAが付着し成形が不可能であった。
壁とにPMIAが付着し成形が不可能であった。
比較例2
実施例1と同じ5IC30重量部とPMIA粉末70重
量部とPTFEの微粉末(ダイキン工業製ポリフロンモ
ールディングパウダー、M−12,平均粒径25μ)6
重量部とをV型ミキサーで30分間混合して混合粉末を
作成し、これを原料として実施例1と同じ方法で棒状成
形物を成形した。その結果、比較例1と比較して成形機
内部への付着は若干減少し最初の成形は可能であったが
、2回目はやはり壁面への付着がひどく成形不可能であ
った。
量部とPTFEの微粉末(ダイキン工業製ポリフロンモ
ールディングパウダー、M−12,平均粒径25μ)6
重量部とをV型ミキサーで30分間混合して混合粉末を
作成し、これを原料として実施例1と同じ方法で棒状成
形物を成形した。その結果、比較例1と比較して成形機
内部への付着は若干減少し最初の成形は可能であったが
、2回目はやはり壁面への付着がひどく成形不可能であ
った。
得られた成形物に関し、成形物内に含まれるPTFE樹
脂の分散状態を調べたところ、短い繊維状物や鱗片状物
その他複雑な形状物の不均一な集まりであり、SiCは
ほとんどからまっておらず、分離して容器の底に沈殿し
た。尚、これら不溶解物が四ふつ化エチレン樹脂である
ことを、赤外分析で確認した。
脂の分散状態を調べたところ、短い繊維状物や鱗片状物
その他複雑な形状物の不均一な集まりであり、SiCは
ほとんどからまっておらず、分離して容器の底に沈殿し
た。尚、これら不溶解物が四ふつ化エチレン樹脂である
ことを、赤外分析で確認した。
実施例2
下記の方法により5種類の繊維状アラミド組成物を成形
した。
した。
[1]PTFE被覆混合粉末の作成
PTFEをそれぞれ1 、2.6.10.20重量%含
む50重量部の水性懸濁液を5種類と粒度が500メツ
シユの5iC10重量部と実施例1のPMIA粉末90
重量部とを用意し、水性懸濁液とSiCとPMIAとの
割合を50: 1 :90ニL、T混合してから乾燥し
、5種類の被覆混合粉末を作成した。
む50重量部の水性懸濁液を5種類と粒度が500メツ
シユの5iC10重量部と実施例1のPMIA粉末90
重量部とを用意し、水性懸濁液とSiCとPMIAとの
割合を50: 1 :90ニL、T混合してから乾燥し
、5種類の被覆混合粉末を作成した。
(2)繊維状アラミド組成物の成形
上記被覆混合粉末を原料としてIi雑状状アラミド成形
物製造するために、まず特開昭61293818号公報
記載の装置を用いて上記被覆混合粉末を320℃、 5
0Kfl f / cmで熱圧縮し厚さ8鯛の板状成形
物を成形した。この際驚くべきことに粉末中若干の水分
を含ませなくても低い圧力で充填率100%の板状物を
成形することができた。これはPTFE樹脂が粉末の内
部摩擦を下げた混合だめと粒子間を埋めたためとによる
と推察される。
物製造するために、まず特開昭61293818号公報
記載の装置を用いて上記被覆混合粉末を320℃、 5
0Kfl f / cmで熱圧縮し厚さ8鯛の板状成形
物を成形した。この際驚くべきことに粉末中若干の水分
を含ませなくても低い圧力で充填率100%の板状物を
成形することができた。これはPTFE樹脂が粉末の内
部摩擦を下げた混合だめと粒子間を埋めたためとによる
と推察される。
つぎに、この板状成形物を原料とし、特開昭61−24
5305号公報記載の方法を活用し、該公報第3図の装
置を用いて下記のようにして本発明の繊維状アラミド組
成物を成形した。即ち、上記板状成形物をボックス状の
予熱ゾーンに押し込み255℃に予熱し、ついで軟化ゾ
ーンを形成する加熱成形ダイ(口金)で350℃に加熱
軟化して丸断面ノズルから押し出し、さらに340℃に
加熱されたボックス状の保温ゾーンで10倍に引き伸ば
しつつ引き取り、これをさらに280℃の延伸プレート
上で2.5倍に延伸して600ゾールの繊維状アラミド
組成物を成形した。尚、比較のためにPTFE樹脂を全
く被覆しないSiCとPMIA粉末を用いて成形した板
状成形物を成形し、同じ条件で600デニール(丸断面
)の繊維状アラミド組成物を成形した。
5305号公報記載の方法を活用し、該公報第3図の装
置を用いて下記のようにして本発明の繊維状アラミド組
成物を成形した。即ち、上記板状成形物をボックス状の
予熱ゾーンに押し込み255℃に予熱し、ついで軟化ゾ
ーンを形成する加熱成形ダイ(口金)で350℃に加熱
軟化して丸断面ノズルから押し出し、さらに340℃に
加熱されたボックス状の保温ゾーンで10倍に引き伸ば
しつつ引き取り、これをさらに280℃の延伸プレート
上で2.5倍に延伸して600ゾールの繊維状アラミド
組成物を成形した。尚、比較のためにPTFE樹脂を全
く被覆しないSiCとPMIA粉末を用いて成形した板
状成形物を成形し、同じ条件で600デニール(丸断面
)の繊維状アラミド組成物を成形した。
なお、PTFE樹脂が混合された組成物に関しては、N
、N’ ジメチルホルムアミド液でPMIA成分を溶解
除去したのち残渣を顕微鏡観察した。その結果は第1図
の如くフィブリル状のPTFEがSiCにからみついて
網目状に分散していることを確認した。また、広角X5
il撮影をしたところ、第2図に示すとおりPTFE樹
脂成分が高度に配向結晶化しているパターンが得られた
。
、N’ ジメチルホルムアミド液でPMIA成分を溶解
除去したのち残渣を顕微鏡観察した。その結果は第1図
の如くフィブリル状のPTFEがSiCにからみついて
網目状に分散していることを確認した。また、広角X5
il撮影をしたところ、第2図に示すとおりPTFE樹
脂成分が高度に配向結晶化しているパターンが得られた
。
得られた繊維状アラミド組成物でテストブラシを作成し
成形性とともにブラシ性能を評価したところ第1表の結
果が得られ、PTFEの含有量は1〜3%が好適である
ことが判明した。
成形性とともにブラシ性能を評価したところ第1表の結
果が得られ、PTFEの含有量は1〜3%が好適である
ことが判明した。
成形性(順位)、ブラシ折れ本数、研摩性(順位)、防
汚性(順位)、静電発生電位(KV)の評価方法および
判定基準は下記の方法および基準に基いた。
汚性(順位)、静電発生電位(KV)の評価方法および
判定基準は下記の方法および基準に基いた。
(1)成形性(順位)
24時間連続運転したときの繊維状成形品の断糸頻度に
よる定性判定。
よる定性判定。
(2) ブラシ折れ本数(本)
テストブラシを回転軸にセットし、セラミック板に30
時間接触回転(1200ppm )させたときの折損本
数。
時間接触回転(1200ppm )させたときの折損本
数。
(3)研摩性(順位)
テストブラシを回転軸にセットし、鉄板(SS−41)
に30分接触回転(1200r吐)させたときの研削伸
度による定性判定。
に30分接触回転(1200r吐)させたときの研削伸
度による定性判定。
(4)防汚性(順位)
ブラシ折れ特性、研摩性評価に使用したブラシの接触面
汚れ状態を比較定性判定。
汚れ状態を比較定性判定。
(5) 静電発生電位(KV)
デス1〜ブラシを回転軸にセットし、鉄板(SS−41
)に接触回転(1800rpm )させ、集電式電位測
定機で電位測定。
)に接触回転(1800rpm )させ、集電式電位測
定機で電位測定。
第1表
実施例3
実施例2に用いた2、9重量%PTFE被覆混合粉末4
0部を中層部に、PMIAの元粉末30部を上層部と下
層部とに配置して実施例2と同じ方法で板状成形物を成
形した。
0部を中層部に、PMIAの元粉末30部を上層部と下
層部とに配置して実施例2と同じ方法で板状成形物を成
形した。
これを、口金部を1111#Iのスリットノズルに替え
た実施例2と同じ装置から押し出しく温度条件は同じ)
厚さ0.3Mのフィルム状組成物を成形した。
た実施例2と同じ装置から押し出しく温度条件は同じ)
厚さ0.3Mのフィルム状組成物を成形した。
つぎにこのフィルムを幅方向に 1.5倍に延伸した。
このフィルムをジメチルアセトアミドに浸し、白い紙状
の不溶解物を取りだし、顕微鏡で観察したところ、Si
Cが点在した不織布構造に似たフィブリルが観察された
。
の不溶解物を取りだし、顕微鏡で観察したところ、Si
Cが点在した不織布構造に似たフィブリルが観察された
。
このフィルム状アラミド組成物を研摩用シートとして使
用したところ、従来のサンドペーパーにくらべて耐熱性
があるばかりでなく、SiCの離脱がきわめて少く耐摩
耗性も高く、約10倍の耐久性があることが判明した。
用したところ、従来のサンドペーパーにくらべて耐熱性
があるばかりでなく、SiCの離脱がきわめて少く耐摩
耗性も高く、約10倍の耐久性があることが判明した。
第1図は本発明のアラミド組成物中に分散した無機微粉
末を含有するフィブリル状PTFEからなる繊維の形状
を示す200倍の顕微鏡写真、第2図はアラミド組成物
の広角X線写真、第3図はアラミド成形物成形装置概略
図である。 特許出願人 帝 人 株 式 会 礼 式 理 人 弁理士 前 1) 純 博第 第 第3図
末を含有するフィブリル状PTFEからなる繊維の形状
を示す200倍の顕微鏡写真、第2図はアラミド組成物
の広角X線写真、第3図はアラミド成形物成形装置概略
図である。 特許出願人 帝 人 株 式 会 礼 式 理 人 弁理士 前 1) 純 博第 第 第3図
Claims (4)
- (1)フィブリル状四ふっ化エチレン樹脂と無機微粉末
とが芳香族ポリアミド樹脂に分散されてなることを特徴
とする微粉末含有アラミド組成物。 - (2)混合組成物が繊維状である第(1)項記載の微粉
末含有アラミド組成物。 - (3)混合組成物がフィルム状である第(1)項記載の
微粉末含有アラミド組成物。 - (4)四ふつ化エチレン樹脂の水性懸濁液と無機微粉末
と芳香族ポリアミドの粉末とを混合した後、乾燥して得
られた四ふつ化エチレン樹脂被覆混合粉末を含む芳香族
ポリアミド粉末を熱圧縮したのち、加熱成形ダイから押
し出すことを特徴とする微粉末含有アラミド組成物の製
造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63188334A JPH0791458B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 微粉末含有アラミド押出組成物とその製造方法 |
| DE3888947T DE3888947T2 (de) | 1987-12-28 | 1988-12-24 | Verfahren zur Herstellung geformter Gegenstände aus einer voll-aromatischen Polyamidharz-Zusammensetzung. |
| EP88121679A EP0322838B1 (en) | 1987-12-28 | 1988-12-24 | Process for producing shaped wholly aromatic polyamide resin composition articles |
| KR1019880017717A KR960002478B1 (ko) | 1987-12-28 | 1988-12-28 | 전 방향족 폴리아미드 수지 조성물 성형품 및 그의 제조방법 |
| US07/784,687 US5928589A (en) | 1987-12-28 | 1991-10-30 | Processing for producing shaped wholly aromatic polyamide resin composition article and shaped article produced thereby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63188334A JPH0791458B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 微粉末含有アラミド押出組成物とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0238458A true JPH0238458A (ja) | 1990-02-07 |
| JPH0791458B2 JPH0791458B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=16221797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63188334A Expired - Lifetime JPH0791458B2 (ja) | 1987-12-28 | 1988-07-29 | 微粉末含有アラミド押出組成物とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791458B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004058184A (ja) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Toray Monofilament Co Ltd | 研磨ブラシ用毛材 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617353A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-14 | Oiles Ind Co Ltd | 芳香族ポリアミド樹脂摺動部材の製造方法 |
| JPS62161855A (ja) * | 1986-01-10 | 1987-07-17 | Oiles Ind Co Ltd | 炭素繊維強化芳香族ポリアミド樹脂圧縮成形物 |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP63188334A patent/JPH0791458B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617353A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-14 | Oiles Ind Co Ltd | 芳香族ポリアミド樹脂摺動部材の製造方法 |
| JPS62161855A (ja) * | 1986-01-10 | 1987-07-17 | Oiles Ind Co Ltd | 炭素繊維強化芳香族ポリアミド樹脂圧縮成形物 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004058184A (ja) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Toray Monofilament Co Ltd | 研磨ブラシ用毛材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0791458B2 (ja) | 1995-10-04 |
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