JPH05504381A - エネルギー吸収性成形用繊維組成物 - Google Patents

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】 エネルギー吸収成形用繊維組成物 説明 本発明は、繊維組成物、特に、機能的性質を存する繊維組成物に関する。本明細 書に開示する繊維組成物の機能層は、マイクロ波および無線周波数範囲における エネルギー吸収用として特に有用である。

この種の機能物質は、一般に周知であり、かつ、従来使用されている大部分の物 質は、過熱されると分解し、そして破壊されるポリウレタンまたはビニル化合物 を基剤とする。従って、既存の物質のマイクロ波吸収能力は、ポリウレタンおよ びビニル化合物の低使用温度によって厳しく限定される。物質自体の性質によっ て比較的大きい能力を有する傾向がある高温度、不燃性物質に対する要求か存在 する。

従って、本発明の一懸様において、熱収縮性繊維および構造体に、限定された導 電性を付与するのに十分な高温、導電性物質の実質的に均質な含有量を有する繊 維組成物か提供される。

本発明の一態様においては、導電性物質をある種の導電性炭素または金属繊維か ら選ぶことができる。熱収縮性フィルム自体は、任意の耐燃性繊維から選ぶこと ができるか、Ｍｅｓｓｒｓ、　Ｌｅｎｚｉｎｇ　Ａｋｔｉｅｇｅｓｅｌｌｓｈａ ｆｔ　ｏｆＡｕｓｔｒｉａによって供給される商標名ｒＰ８４」として商用で入 手できるようなポリイミド繊維か好ましい。

本発明によって、機能層の組成物はこれに限定されないかＯ，１〜５０重量％の 導電性物質を含有てきる。収縮性繊維は、ステープルファイバーでもよく、そし て導電性物質は本発明の他の態様においてはＯ，１〜５０重量％の量で存在する 炭素繊維でもよい。本発明の典型的態様においては、組成物は紙状シートの形態 でもよい。

これらの物質は、例えば試験室の内張りに使用てきる。

本発明には、本発明による繊維状組成物の層および不織繊維構造体を形成するた めに該繊維組成物の層にニードルされている相溶性熱収縮性繊維のバット（ｂａ ｔｔ）の少なくとも１晋から成る繊維構造体も含まれる。不織繊維構体は、該構 造体自体を稠密にするために熱処理されたものである。

この支持繊維構造体は、全体構造に構造的一体性および剛度を付与するのに役立 ち、かつ、機能層を予め決められた深さに配置するのにも役立つ。

本発明の他の態様においては、不織繊維構造体にニードルされ、引続いて緻密化 されて機能物質を構造体内に封入する少なくとも１層の相溶性熱収縮性物質と共 に熱収縮性層全体に実質的に均質に分布されている機能物質および熱収縮性繊維 層から成る不織繊維構造体が提供される。

本発明には、熱収縮性繊維構造内に機能物質を配置する方法も含まれる、該方法 は機能物質を所望濃度で、実質的に均質な分布で含有する機能繊維構造体を形成 し、該構造体を相溶性繊維構造で取囲み、またはこれをラミネートし、両構造体 を一緒にニードルして単一体を生成させ、かように形成した構造体に熱を加えて 緻密化し、それによって機能構造体を緻密化した構造自体内に固定させることに よって繊維構造体の形成を完結させることを特徴とする方法も含まれる。

従って、本発明によって、機能物質か中に配置された繊維構造体を提供すること かできる。

本発明の特別の態様では、構造部材に形成できる硬質化製品か提供される。本発 明による繊維構造体を得るためには、該構造体は熱収縮性繊維の幾らかか個々の 繊維として配置されている大割合の熱収縮性繊維を含み、該構造体か熱処理され て繊維群の密度か構造体の残余部分の密度より大きい構造体かできなければなら ない。この場合に、熱処理後の構造体の密度は不均一であり、かつ、特に、各要 素か平面に配向され、熱処理によって緻密化された前記の繊維群から成る複数の 縦の要素を有する。

典型的には、繊維構造体は、バット蕾のような不織フェルトまたは別個の繊維の 一連の層から成ることもてきる。

繊維構造体か、数層の別個の繊維から成る場合には、収縮前に一緒にラミネート した数層のハント物質から成ることもてきる。構造体は熱接着によって、または 接着剤の使用によってラミネートすることもてきる。

本発明において使用する繊維は、一般式。

（式中、ｎは１より大きい整数であり、Ｒは、の１１１以上から選はれる）を有 するポリイミドが好ましい。

これらの繊維は本発明の実施において特に有用である、すなわち、熱処理によっ てこれらは高引張強さ、高耐熱性、良好な耐燃性および比較的低密度の付形物品 を製造することかできる。繊維の場合に裸火に当てたとき、繊維は分解し非常に 低い光学濃度および低毒性のガスを発生するたけである。

本発明によって使用するために上記に示した繊維は、高い繊維収縮を生ずる。こ のため収縮の開祖当人きい力を生じ、繊維の接触点て個々の繊維間に凝集結合を 生成する。形成されたときこれらの凝集結合は、付形物品に追加の構造一体性、 高安定性および引張強さを付与する。

本発明による機能覆合材料は、該複合材料を付形用表面に押し付けて保持し、構 造体を熱および（または）加圧処理することによって付形てきる。この操作は繊 維の収縮前または繊維の収縮後に行うことかできる。繊維構造体に、繊維構造層 の平面に対して全般的に横に伸びる多数の繊維を生成させ、次に、かような構造 層を付形表面に押し付けてこれに適合させてこの物質に熱を加えた場合に、物質 か成形表面に対して束縛されているかまたは２次元に対して収縮か拘束されてい る場合には、物質か自由に収縮できる唯一の次元は第三次元、すなわち、構造平 面に対して実質的に垂直な次元である。これは横方向の繊維か殆んと自由に収縮 し、それによって、周囲の開放繊維ウェブに関してこれらの密度を顕著に増加さ せることを書味する。すなわち、熱処理の完了時点て、表面に対して実質的に横 方向に伸びる物質内の緻密化されたピラー（ｐｉｌｌａｒｓ　）または要素と共 に加熱される任意の表面加熱によってわずかに緻密化された表面を有する構造体 か製造される。これによって、物質の実質的な剛直化および圧縮強さの増加か得 られる。

物質内に繊維群の形成は、例えばニードルまたはハイドロエンタングリング（ｈ ｙｄｒｏ　ｅｎｔａｎｇｌｉｎｇ）によって行うことかできる。層をニードルす る場合には、各構造層を同時または逐次のいずれかて一側または両側面のいずれ かからニードルすることかできる。熱収縮工程の間に層内に形成される構造要素 の寸法は、ニードル操作において使用される針の寸法および性質によって・極め て精密に制御することかできる。物質平面に対して横方向に再配向された繊維か 多ければ、それに応じて稠密化後の横方向剛度か大きくなる。物質内のピラー〇 構造要素の形成の程度は、貫通の数によって制御できる。すなわち、ニードリン グのときニード密度を増加させることによって、繊維構造体試料の平面に対して 横方向の層の圧縮モジュラスを増加させることかできる。大きい横方向要素は、 極めて大きい針または組合せまたは極端に大きい針寸法およびバー構造の設計を 使用することによって得られる。

従って、本発明では本発明による機能層複合材料を構造体内に組込みまたは含ま せることかできる剛直化された構造体が特に提供される。

機能層複合材料の製造には、最初にポリイミドＰ８４および炭素のような少量の 導電性繊維から成る紙状シートを形成することによって達成される。ポリイミド 繊維のステープルの長さは、湿式堆積、不織布製造に有用な任意の慣用の長さて よい。炭素またはグラファイト繊維は、典型的には、０．１〜０．５Ｉ口ｃｈ、 好ましくはＯ１２５〜０．３ｉｎｃｈの範囲内の長さである。紙シートの組成物 は機能層中に０．１〜５０重量％、好ましくは０１〜１５重量％の炭素繊維を含 有できる。

ノートは適切量のポリイミドＰ８４繊維および炭素繊維を蒸留水中においてスラ リーにし、そして例えば真空を適用したフォーミングワイヤー上にスラリーを注 ぐような標準の湿式堆積不織布製造法によってシートに形成することによって典 型的に製造できる。

次いて、炭素含有ソートを収縮性ポリイミド繊維のバット間で成層し、かつ、ニ ードルして不織布構造を形成する。熱の適用によって不織布構造を緻密化し、剛 直な機能層複合体を形成する。最終構造体の密度、剛度および形状は、不織布の 拘束または不織布を上記のように熱収縮工程の間付形用表面に押付けて保持する ことによって制御できる。

次の事項は例としてのみの説明および本発明を実施する方法の添付の非公式図面 に関する説明である。

図面において　− 図１は機能層複合体を内部に有する本発明による剛直化した構造体の釦微鏡写真 断面図である。

例　１ ３．９６８ｇの２．５ｍｍＰ８４ｍｍ−ブルファイバー（糸の寸法１　、　７　 ｄｔｅｘ）および０．０３２ｇの０．　１２５１ｎｃｈの導電性炭素繊維の混合 物を約１０ｆの水中でスラリーにし、８“×８“ンートモールト中においてＰＥ Ｔ成形用布土でソートに形成した。第２の成形用布片を使用して湿式堆積したシ ートを覆い、ノートを実験用ニッププレスおよびドラムドライヤーを使用して脱 水した。湿式堆積ノートを成形用布から除去し、２層のＰ８４繊維バット間にお いた。各バットは長さ２１ｎｃｈの２　、　２　ｄｔｅｘ繊維がら成り、該繊維 はＭｅｓｓｅｒｓ、　ＬｅｎｚｉｎｇＡｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｈａｆｔ　ｏ ｆ　Ａｕ５ｔｒｉａから供給された高収縮性Ｐ８４ステーブルファイバーであっ た。各バットの重量は７ｏｚ／ｙｄ”であった。集成したバットおよび湿式堆積 シートを約１０００回貫通／１ｎ！の針密度および約０．２５’の厚さにニード ルした。

ニードルした構造体を８＃×８″平方の開口部を存する２個の剛性金属フレーム 間に締付けた。得られたニードルした構造体を強制熱対流炉中、６３０’Ｆて１ 時間熱処理した。冷却後、比較的剛直な、平らなパネルをフレームから切断した 。パネルは０．１（１’の厚さおよび１５　ｌｂ／ｆｔ’の密度を育した。機能 層の炭素繊維含量は、０．８重量％てあった。

図１の写真には、ニードリングの明瞭な証拠および暗い層、すなわち、炭素複材 料を通る剛直化された構造要素を有するバット物質の２層のシート構造を示す。

補正書の写しく翻訳文）提出書（酔ｉｔ［１８４条）８　）ヱ成４年５月８日 ２　発用の名称 ３、特許出国人 ６、添付書爆の目録　補正書の写しくＩ！訳文）　１通浄書１内容に変更なし） 補正請求の範囲 ！、織繊維熱処理によって緻密化構造体を生成させることかできる熱収縮性繊維 構造体から成る不織布繊維組成物であって、該構造体の少なくとも一部に前記の 組成物に導電性を付与するのに十分な導電性物質の実質的に均一な含有量かさら に含まれることを特徴とする前記の組成物。

２、　導電性物質か、繊維形態で存在することを特徴とする請求の範囲１に記載 の組成物。

３、　導電性物質か、炭素繊維または金属繊維である請求の範囲ｌまたは２に記 載の組成物。

４、　繊維構造体の繊維か、ステーブルファイバーであることを特徴とする請求 の範囲１〜３の任意の１項に記載の組成物。

５、　繊維構造体の繊維か、耐燃性、熱収縮性繊維であることを特徴とする請求 の範囲１〜４の任意の１項に記載の組成物。

６、　耐燃性繊維か、ポリイミド繊維であることを特徴とする請求の範囲５に記 載の組成物。

７、　導電性物質か、活性層の０．１〜５０重量％の量で存在することを特徴と する請求の範囲１〜６の任意の１項に記載の組成物。

８、　繊維構造体か、紙ノートであることを特徴とする請求の範囲１〜７の任意 の１項に記載の組成物。

９、　請求の範囲ｌに記載の繊維組成物の層および該層にニードルされた少なく ともＩＩの不織布、相溶性、熱収縮性繊維構造体を特徴とする層状化繊維構造体 。

１０、前記の構造体か該構造体に緻密性を生成させるために熱処理されたもので あることを特徴とする請求の範囲９に記載の繊維構造体。

１１、構造体にニードルされた１層以上の不織布相溶性熱酸破性物質かポリイミ ド繊維から成ることを特徴とする請求の範囲９またはｌＯに記載の繊維構造体。

１２、導電性層にニードルされた前記の層か、熱収縮させて繊維の接触点て個々 の繊維間に凝集結合を付与したものであることを特徴とする請求の範囲９〜１１ の任意の１項に記載の繊維構造体。

＋３．　複合材料を灯影用表面に押し付けて維持し、かつ、加圧下で構造体を熱 処理することによって灯影したものであることを特徴とする請求の範囲９〜１１ の任意の１項に記載の構造体。

１４、構造体の灯影を、繊維の収縮前または繊維の収縮後のいずれかて行うこと を特徴とする請求の範囲９〜１３の任意の１項に記載の構造体。

１５、構造体に、繊維構造体を含存する平面に対して一般に横方向に伸びる多数 の繊維を生成させ、該物質を熱処理し、それによって、層を含存する平面に対し て実質的に前記の横方向に伸びる複数の緻密化要素を物質内に生成させ、それに よって物質の実質的剛直化εよび増加された圧縮強さを生成させることを特徴と する請求の範囲９に記載の構造体。

手続補上書（自発） 直 １−事件の表示 ２、発明の名称 エネルギー吸収性成彰用繊維岨我物 ４−代理人 居　所　〒１００東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビルヂング３３ １ ６−ネ甫正により増力口する言青求項の数７−補正の対象 明細書及び請求の範囲翻訳文 明細書没び請求の範囲翻訳文の（多言（内容に変更なし）手続補正Ｉ！！！Ｆ（ ０兄） 横４年７月２２日三ｍｌ

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. １．構造体の少なくとも一部分に、組成物に限定された導電性を付与するのに十 分な導電性物質の実質的に均質な含有量を有する熱収縮性繊維構造体から成るこ とを特徴とする繊維組成物。
2. ２．導電性物質が、導電性炭素から選ばれる請求の範囲１に記載の組成物。
3. ３．熱収縮性繊維が、任意の耐燃性熱収縮性繊維である請求の範囲１に記載の組 成物。
4. ４．耐燃性繊維が、ポリイミド繊維である請求の範囲３に記載の組成物。
5. ５．導電性物質が、機能層中に０．１〜５０重量％の量で存在する導電性炭素で ある請求の範囲１に記載の組成物。
6. ６．繊維が、ステーブルファイバーである請求の範囲１に記載の組成物。
7. ７．導電性物質が、機能層中に０．１〜５０重量％の量で存在する導電性炭素で ある請求の範囲６に記載の組成物。
8. ８．紙シートの形態である請求の範囲１に記載の組成物。
9. ９．請求の範囲１に記載の組成物の被覆を有する表面。
10. １０．請求の範囲１に記載の繊維組成物の層および該層にニードルされた少なく とも１層の不織布相溶性、熱収縮性繊維から成ることを特徴とする繊維構造体。
11. １１．不織布繊維構造体が、該構造体を緻密化させるために熱処理されたもので あることを特徴とする請求項１０に記載の繊維構造体。
12. １２．導電性物質が、導電性炭素繊維またはある種の導電性金属繊維から選ばれ る請求の範囲１０に記載の構造体。
13. １３．熱収縮性繊維が、任意の耐燃性、熱収縮性繊維である請求の範囲１０に記 載の構造体。
14. １４．耐燃料繊維が、ポリイミド繊維である請求の範囲１３に記載の構造体。
15. １５．導電性物質が、機能居中に０．１〜５０重量％の量で存在する請求の範囲 １０に記載の構造体。
16. １６．繊維がステーブルファイバーである請求の範囲１０に記載の構造体。
17. １７．導電性物質が、０．１〜５０重量％の量で存在する導電性炭素である請求 の範囲１５に記載の構造体。
18. １８．紙シートの形態である請求の範囲１０に記載の構造体。
19. １９．請求の範囲１０に記載の構造体の被覆を有する表面。
20. ２０．機能物質にニードルされ、引続いて構造体内に該機能物質を封入するため に緻密化された少なくとも１層の相溶性、熱収縮性物質を有し、熟収縮性繊維層 中に実質的に均質に分布されている機能物質と一緒に該熱収縮性繊維層を含むこ とを特徴とする不繊布繊維構造体。
21. ２１．導電性物質が、導電性炭素から選ばれる請求の範囲２０に記載の構造体。
22. ２２．熱収縮性繊維が、任意の耐燃性、熟収縮性繊維である請求の範囲２０に記 載の構造体。
23. ２３．耐燃性繊維が、ポリイミド繊維である請求の範囲２２に記載の構造体。
24. ２４．導電性物質が、０．１〜５０重量％の量で仔在する請求の範囲２０に記載 の構造体。
25. ２５．繊維が、ステーブルファイバーである請求の範囲２０に記載の構造体。
26. ２６．導電性物質が、０．１〜５０重量％の量で存在する炭素である請求の範囲 ２５に記載の構造体。
27. ２７．紙シートの形態である請求の範囲２０に記載の構造体。
28. ２８．請求の範囲２０に記載の構造体の被覆を有する表面。
29. ２９．熱収縮性繊維構造体内に機能物質を配置する方法であって、機能物質を所 望濃度で実質的に均質分布で含有する機能繊維構造体を形成し、該機能繊維構造 体を相溶性繊維層で取囲むか積層し、両構造体を一緒にニードルして単一体を生 成させ、該構造体を熱の適用によって緻密化し、それによってかように形成した 機能構造体を繊密化構造自体内に固定させることによって繊維構造体の形成を完 了することを特徴とする前記の方法。
30. ３０．繊維構造体が、収縮前に数層の物質を一緒にラミネートすることから成る 不織布フエルトである請求の範囲２９に記載の方法。
31. ３１．ラミネートを接着剤の使用によって行う請求の範囲２９に記載の方法。
32. ３２．熱処理の完了後に、緻密化要素または柱状物がニードル化の方向に伸びて おり、それによって構造体の実質的な剛直化および物質の増加された圧縮強さが 付与された構造体が製造される請求の範囲２９に記載の方法。