JPH0770976A - アラミド紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ｍ―アラミドフィブリッドとｍ―アラミド繊
維から湿式抄造・熱圧加工によりアラミド紙を製造する
方法において、熱圧加工時の収縮を抑え、均一性と巻姿
の向上を図り、商品価値を向上させる。 【構成】 ｍ―アラミドのフィブリッドと予め実質的に
無張力下で２５０℃以上の温度で熱処理したｍ―アラミ
ド短繊維とを混合した水性スラリーから抄紙した湿紙を
乾燥し、次いで熱圧加工することにより上述の目的を達
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアラミド紙の製造法に関
するものである。更に詳細には、実質的にｍ―アラミド
フィブリッドとｍ―アラミド繊維とからなる混合物を、
湿式で抄造し、熱圧加工してアラミド紙を製造する方法
における改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アラミド紙は、繊維のみからなるいわゆ
る不織布タイプのものと、フィブリル化繊維、フィブリ
ッド等を、もしくはこれらと繊維とを、湿式で抄き上げ
た抄造紙タイプのものがある。後者は更にフィブリッド
と繊維とからなる透気性の小さいものと、フィブリルに
よる透気性の大きいものに分類される。フィブリッドと
繊維によるものは、更にｐ―アラミド繊維、しばしばこ
れと混同される全芳香族ポリエーテルアミド繊維を用い
たものとｍ―アラミド繊維を用いたものがある。ここで
「フィブリッド」と称されるものは、基本的には沈殿法
により得られる抄紙性のある高分子微小片で、抄紙性か
らしばしばパルプ（または合成パルプ）とも呼ばれてい
る（特公昭３５―１１８５１号公報、特公昭３７―５７
３２号公報等参照）。

【０００３】不織布タイプの場合には、繊維として未延
伸糸、半延伸糸あるいは未熱処理糸等、低結晶のものを
用いるか又は併用することが多い。これは、低結晶化繊
維を用いることにより加熱加圧時に融着させることが目
的であり、場合によっては融点が低目の他の繊維を併用
することもある。

【０００４】フィブリッドを用いる抄造紙タイプの場合
には、フィブリッドが接着の役をはたし、繊維が紙の物
性と抄紙性の向上のために用いられている。繊維はフィ
ブリッドと同種のものを用いることが多いが、異なった
ものを用いることもある。たとえばｍ―アラミドフィブ
リッドを用いる場合にはｍ―アラミド繊維のほかにｐ―
アラミド繊維、ポリエステル繊維等を用いることはよく
知られている。得られた紙は高温でカレンダー（熱圧）
して物性の向上を図ることが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】抄造紙タイプのアラミ
ド紙の場合、ｍ―アラミドフィブリッドとｍ―アラミド
繊維とを用いるのが最も普通である。この場合、ｍ―ア
ラミドフィブリッドとｍ―アラミド繊維とを混合して、
湿式で抄造したのち熱圧（カレンダー）加工することが
多いが、この際にしばしば幅方向の収縮が起こり易く、
この収縮により、紙の商品価値が低下することが多い。

【０００６】すなわち、この幅収縮は均一には起こらな
い場合が多く、従って、製品の均一性、巻姿の良否に影
響が大きく、このような製品の不均一や製品紙ロールの
巻姿不良は、アラミド紙の商品価値に多大の影響を及ぼ
す。

【０００７】本発明の主たる目的は、このようなｍ―ア
ラミド紙製造におけるカレンダー加工時の収縮を抑制
し、製品の均一性、巻姿を改善し、商品価値を向上させ
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らの研究による
と、ｍ―アラミドフィブリッドとｍ―アラミド繊維とか
らなるアラミド紙を熱圧（カレンダー）加工して製品と
する場合、ｍ―アラミド繊維を実質的に無張力下に熱処
理した後に用いれば、熱圧加工（カレンダー加工）時の
収縮が小さく、均一で巻姿の良好な商品価値の高い製品
が得られることが判った。

【０００９】本発明は、かかる知見に基づくもので、ｍ
―アラミドフィブリッドとｍ―アラミド繊維とからなる
アラミド紙を製造するに際し、ｍ―アラミド繊維を予め
実質的に張力をかけることなく２５０℃以上で熱処理し
た後、ｍ―アラミドフィブリッドと混合して、水性スラ
リーを調製し、湿式法で抄造してウエブを形成し、この
ウエブを熱圧加工することにより、熱圧加工時における
紙の幅収縮を実質的に問題のない程度にまで抑制するこ
とを特徴とするものである。

【００１０】本発明におけるｍ―アラミドは、ポリマー
の主たる繰返し単位がｍ―フェニレンイソフタルアミド
であるポリアミドすなわち主としてイソフタル酸とｍ―
フェニレンジアミンとからのポリアミドであるが、本来
の物性を大幅に損なわない限り、若干の他成分を含む共
重合体や他の高分子重合体との混合物をも包含する。例
えば、テレフタル酸等の他の酸成分やパラフェニレンジ
アミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキシルジア
ミン等の他のジアミン成分を含む共重合体等であっても
よい。これはフィブリッド、繊維の双方ともに同様であ
る。一般に、全ポリマー繰返し単位中、ｍ―フェニレン
イソフタルアミドが５０モル％を越えるもの、好ましく
は８０モル％を越えるものが、本発明において言うｍ―
アラミドに該当する。

【００１１】同様に、紙の基本物性を大幅には損なわな
い限り、ｍ―アラミドフィブリッド及びｍ―アラミド繊
維に他のフィブリッドや繊維を添加したものも許容され
る。例えば、特公昭５９―１６００２号等に記載のフィ
ブリッドや、ポリ―ｐ―フェニレンテレフタルアミド繊
維を含むもの等でもよい。一般に、本発明は上記の定義
によるｍ―アラミドのフィブリッド、繊維がそれぞれ５
０重量％を越えるもの、好ましくは８０重量％を越える
ものに対して適用される。

【００１２】紙としての組成は、フィブリッドの量が３
０〜８０％重量であるものが好ましい。フィブリッドが
多すぎれば繊維を加える効果が損なわれ、少なすぎれば
紙としての基本特性を損なう。ｍ―アラミドフィブリッ
ドとｍ―アラミド繊維のみからなる紙の場合、該フィブ
リッドと繊維の配合比は重量にして３０／７０〜８０／
２０が好適である。

【００１３】本発明では、抄造に供するｍ―アラミド繊
維を予め熱処理することを必須とするが、本発明におけ
る繊維の熱処理は、実質的に張力がかからない、つま
り、熱延伸や緊張熱処理とは明瞭に区別できる範囲で実
施する。

【００１４】ｍ―アラミド繊維は、長繊維で熱処理した
後に短く切断することも可能であるが、切断後の短繊維
を熱処理した方が実用上は有利である。短繊維の切断長
は１〜２０ｍｍ、特に３〜１０ｍｍが好ましい。

【００１５】繊維の熱処理温度は２５０℃以上、特に２
８０℃以上が好ましいが、温度を上げすぎると着色する
等商品価値を損なうため、３４０℃以下、特に３２０℃
以下を選択すべきである。従って、本発明では２８０〜
３２０℃の温度範囲が特に好適である。熱処理時間は、
通常、１分間以上が好ましい。

【００１６】熱処理の方法は、例えば、短繊維を恒温槽
内に置く方法、コンベヤベルト上に短繊維をのせて所定
温度の熱風を通気している室内を移動させる方法等が採
用される。

【００１７】本発明者らの検討によると、フィブリッド
の熱処理は不要である。フィブリッドの熱処理を抄造に
悪影響無く実施することはむしろ困難で、繊維のみを熱
処理することが好ましい。

【００１８】本発明の具体的な実施態様を例示すると、
例えば特公昭３５―１１８５１号公報、特公昭３７―５
７３２号公報等記載の方法によるｍ―アラミドフィブリ
ッドと、湿式もしくは乾式で紡糸し熱延伸したｍ―アラ
ミド繊維を所定長に切断したものとを混合した水性スラ
リーを調製し、これを抄紙機で抄造し、乾燥して熱圧
（カレンダー）加工した紙を製造するに際して、所定長
に切断したｍ―アラミド繊維を上記条件にて熱処理した
後、フィブリッドと混合して水性スラリーを調製し、こ
のスラリーから抄紙機で抄造し、得られた湿紙を乾燥し
た後、熱圧加工してアラミド紙とする。本発明では、当
然であるが繊維を熱処理した後に切断する等の変更も採
り得る。

【００１９】熱圧加工は、カレンダーロールにより、温
度２００〜３５０℃、線圧１０〜４００ｋｇ／ｃｍの条
件で１回又は複数回実施するのが好ましい。

【００２０】

【発明の効果】以上の如き本発明の方法により、熱圧加
工時に寸法変化及び形状変化が少なく、均一性、巻姿等
の優れたｍ―アラミド紙が得られる。

【００２１】

【実施例】次に実施例をあげて本発明を詳細に説明す
る。ただし、これらは本発明の例示を行うものであり、
本発明を制約するものではない。

【００２２】

【実施例１及び比較例１】 （ａ）フィブリッドと繊維の製造 特公昭４７―１０８６３号記載の方法に基づいて界面重
合法でポリ―ｍ―フェニレンイソフタルアミドのポリマ
ーを製造した。このポリマーはＮ―メチル―２―ピロリ
ドンに溶解して測定した固有粘度（Ｉ．Ｖ．）が１．３
５であり、実質的に無機塩類を含まないものである。

【００２３】このポリマーを特公昭４８―１７５５１号
公報に記載の方法に基づいて繊維とした。繊維の強度は
４．５ｇ／ｄｅ、伸度は１８％であった。これを長さ６
ｍｍに切断した。

【００２４】同様に上記のポリマーを特公昭５２―１５
１６２１号公報に記載の沈殿装置（直径１５０ｍｍ）を
用いてフィブリッドとした。該フィブリッドの濾水度は
カナデイァン濾水度で９０ｍｌであった。

【００２５】（ｂ）繊維の熱処理 上記のポリ―ｍ―フェニレンイソフタルアミド短繊維を
恒温槽内で３００℃で１時間保持した。処理後の繊維に
微量の着色が認められた。

【００２６】（ｃ）抄紙 上記フィブリッドを家庭用の調理用ミキサーで分散さ
せ、これを熱処理した短繊維と、フィブリッド／短繊維
＝６０／４０の重量比率で混合して、水性スラリーとな
し、大形のタッピー型抄紙機を用いて２００ｍｍ×２５
０ｍｍの大きさに抄き湿紙とした。これを搾水して乾燥
した。

【００２７】（ｄ）紙の熱圧加工 湿紙を充分に乾燥した後、カレンダーロールにより温度
２５０℃、線圧２００ｋｇ／ｃｍ² で熱圧加工し、さら
に温度３１０℃、線圧１０ｋｇ／ｃｍ² で熱圧加工し
た。加工後の紙の坪量は４０ｇ／ｃｍ² 、強度は６．５
ｋｇ／ｍｍ² 、伸度は１４％であった。熱圧加工時の収
縮は長さ基準で縦横がそれぞれ０．５％と０．６％であ
った。

【００２８】比較のため、同様にして得た繊維を、熱処
理せずに（つまり恒温槽内で３００℃で１時間保持する
こと無しに）用いて同じ条件で熱圧加工したものは、熱
圧加工時の収縮は、長さ基準で縦横がそれぞれ４．５％
と４．３％であった。

【００２９】

【実施例２及び比較例２】実施例１で用いたｍ―アラミ
ドフィブリッドとｍ―アラミド繊維を準備した。

【００３０】このフィブリッドを工業用のパルパーで水
に分散させ、さらにディスクリファイナーと高速離解機
で処理した。

【００３１】実施例１と同様に熱処理した繊維を専用の
工業用パルパーで水に分散させ、上記のフィブリッドの
スラリーと混合した。

【００３２】このスラリーをフォードリニア抄紙機を用
いて抄造し、坪量４０ｇ／ｍ² の紙を得た。得られた紙
は乾燥後で密度０．３０２ｇ／ｃｍ³ 、強度はＭＤ
（縦）方向１．７ｋｇ／ｍｍ² 、ＣＤ（横）方向１．２
ｋｇ／ｍｍ² であった。

【００３３】得られた紙を温度３１０℃、線圧３００ｋ
ｇ／ｃｍの条件でカレンダーロールで熱圧加工した。カ
レンダーロールの処理速度は３０ｍ／分であった。

【００３４】得られた紙の引張強度はＭＤ方向８．４ｋ
ｇ／ｍｍ² 、ＣＤ方向６．２ｋｇ／ｍｍ² 、伸度はそれ
ぞれ１４％と１２％であった。熱圧加工時の幅方向の収
縮は３．４％、長さ方向の収縮は０％であった。

【００３５】比較のため、繊維を熱処理をしていないも
のを用いて、他は全く同様にして抄紙、熱圧加工した紙
の加工時の幅収縮は１３．６％であった。長さ方向には
７％の伸びが認められた。引張強度は熱処理した繊維を
用いたものと実質的な差はなく（９．５／４．８ｋｇ／
ｍｍ² ）、伸度がわずかに大きかった（１６／１３
％）。

【００３６】

【実施例３】イソフタル酸クロライド９０重量部、テレ
フタル酸クロライド１０重量部とを酸クロライドとし、
ｍ―フェニレンイソフタルアミドをジアミンとして用い
て、界面重合法により重合し、固有粘度１．２８のポリ
―ｍ―フェニレンイソフタラミドテレフタラミド共重合
体を得た。これをＮ―メチル―２―ピロリドンに溶解し
てポリマー濃度１２重量％の溶液とし、凝固浴をＮ―メ
チル―２―ピロリドンの３５重量％水溶液として、特公
昭５２―１５１６２１号公報に記載の沈殿装置でフィブ
リッドを得た。

【００３７】市販のポリ―ｍ―フェニレンイソフタルア
ミド繊維（商品名「コーネックス」）を６ｍｍ長に切断
し、全芳香族ポリエーテルアミド繊維（商品名「テクノ
ーラ」）を５．５ｍｍに切断し、前者を２９０℃で３０
分間処理して、５０／５０の重量比で混合した。

【００３８】フィブリッドを水性スラリーとして叩解
し、上記両繊維を水に分散させ、フィブリッドと繊維と
を重量比６０／４０となるように混合し、大形のタッピ
ー型抄紙機を用いて２００ｍｍ×２５０ｍｍの大きさに
抄き湿紙とした。これを搾水して乾燥した。

【００３９】得られた紙を温度２５０℃、線圧２００ｋ
ｇ／ｃｍ² で熱圧加工し、さらに温度３１０℃、線圧１
０ｋｇ／ｃｍ² で熱圧加工した。紙の収縮は縦横共に
０．５％以下であった。

【００４０】

【実施例４】実施例１において繊維の熱処理温度を（３
００℃）次の表１のように変更して、同様の実験を行っ
た。

【００４１】各熱熱処理温度における熱圧加工時の面収
縮率及び得られた紙の着色度を表１に示す。

【００４２】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 涌本 好士 山口県岩国市日の出町２番１号 帝人株式 会社岩国研究センター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的にｍ―アラミドフィブリッドとｍ
   ―アラミド繊維とからなるアラミド紙を製造するに際
   し、ｍ―アラミド繊維を実質的に張力をかけることなく
   ２５０℃以上で熱処理した後、ｍ―アラミドフィブリッ
   ドと該繊維とを混合して、水性スラリーを調製し、湿式
   法で抄造してウエブとし、このウエブを熱圧加工するこ
   とを特徴とするアラミド紙の製造方法。
2. 【請求項２】 ｍ―アラミドフィブリッドとｍ―アラミ
   ド繊維との配合比（重量比）を３０／７０〜８０／２０
   とすることを特徴とする請求項１記載のアラミド紙の製
   造方法。
3. 【請求項３】 ｍ―アラミド繊維を繊維長１〜２０ｍｍ
   に切断した状態で実質的に張力をかけることなく熱処理
   した後、ｍ―アラミドフィブリッドと該繊維とを混合し
   た水性スラリーを調製し、湿式法で抄造してウエブと
   し、このウエブを熱圧加工することを特徴とする請求項
   １又は２記載のアラミド紙の製造方法。
4. 【請求項４】 ｍ―アラミド繊維の熱処理を２８０〜３
   ２０℃で行うことを特徴とする請求項１，２又は３記載
   のアラミド繊維の製造方法。