專利名稱：非晶性聚醚酰亞胺類纖維和耐熱性布帛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非晶性聚醚酰亞胺(以下，簡(jiǎn)稱為PEI)類纖維，以及含有該纖維的耐熱性布帛，其中該纖維不僅具有適用于紙或無紡布的小的單纖維纖度，而且還具有優(yōu)異的耐熱性。在以產(chǎn)業(yè)材料領(lǐng)域、電氣電子領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)材料領(lǐng)域、服裝領(lǐng)域、光學(xué)材料領(lǐng)域、飛機(jī)、 汽車、船舶領(lǐng)域等為代表的眾多用途中，可以極為有效地使用。
背景技術(shù)：
非晶性PEI類聚合物由于力學(xué)物性、阻燃性、耐熱性、機(jī)械特性、電絕緣性或熔融加工性優(yōu)異，所以作為超級(jí)工程塑料、作為薄膜或注射成型材料，在電氣、電子部件以及汽車部件等各種領(lǐng)域中被廣泛使用。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了 PEI薄膜，其通過在比玻璃化轉(zhuǎn)變溫度足夠低的溫度下，將PEI延展而得到，并記載了得到的PEI薄膜的初期彈性率和斷裂強(qiáng)度優(yōu)異。一般而言，非晶性PEI類聚合物難以纖維化。由于在非晶性PEI類聚合物中無規(guī)則地存在非晶態(tài)分子，所以常見的說法是，一般難以形成對(duì)纖維要求的取向結(jié)構(gòu)，即使將非晶性PEI類聚合物纖維化，也無法得到實(shí)用。實(shí)際上，即使在專利文獻(xiàn)1中，雖然記載了作為成型品的一個(gè)例子的紗，但在實(shí)施例中并未制造紗。因此，在專利文獻(xiàn)2中，記載了作為得到PEI纖維的方法，提出將熔融紡紗的原紗在無油劑的狀態(tài)下延展，由此可以提高PEI纖維的強(qiáng)度。另外，在將非晶性PEI類聚合物熔融紡紗的情況下，該熔融紡紗的溫度接近 400°C，和聚合物的熱分解溫度接近，所以在熔融紡紗工序中，具有容易產(chǎn)生揮發(fā)性成分的問題。因此，為了通過熔融紡紗法將PEI纖維化，還提出了聚合物的水分率管理或在擠出機(jī)內(nèi)將揮發(fā)性成分排氣等非晶性PEI類纖維的制造方法(例如，參照專利文獻(xiàn)3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開昭59-022726號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開昭63-275712號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開昭63-303115號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，非晶性PEI類聚合物一直難以纖維化，即使可以纖維化，也無法使非晶性PEI類纖維的纖度變小。例如，專利文獻(xiàn)2得到的纖維的單纖維纖度是30dtex左右，專利文獻(xiàn)3得到的纖維的單纖維纖度是450dtex。
另一方面，在非晶性PEI類纖維的主要用途而假設(shè)的耐熱性絕緣紙和耐熱性衣料中，非晶性PEI類纖維的細(xì)纖度化的要求高，這些問題是對(duì)該要求的致命的問題。另外，如專利文獻(xiàn)2和3中所進(jìn)行的那樣，延展而使纖維細(xì)纖度化以及高強(qiáng)度化是一般廣泛已知的技術(shù)。的確，在這種情況下，在分子運(yùn)動(dòng)性低的室溫下，為了保護(hù)其結(jié)構(gòu)， PEI纖維的室溫下的強(qiáng)度提高。然而，通過目前已知的制造方法，PEI纖維無法獲得能夠承受實(shí)際使用的耐熱性。 例如由專利文獻(xiàn)3的纖維的煮沸收縮率在7%以上可以表明這一點(diǎn)。本發(fā)明的目的是提供不僅單纖維纖度小，而且可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的耐熱性的非晶性 PEI類纖維，以及使用該纖維形成的耐熱性布帛。又，本發(fā)明的其它目的是提供具有比現(xiàn)有的更優(yōu)異的力學(xué)性質(zhì)，而且兼具耐熱性、 阻燃性、染色性、低發(fā)煙性等，而且適合形成紙或無紡布的單纖維纖度小的非晶性PEI類纖維，以及使用該纖維形成的耐熱性布帛。發(fā)明人等為了得到上述非晶性PEI類纖維，反復(fù)認(rèn)真研究，從而發(fā)現(xiàn)在非晶性PEI 聚合物的場(chǎng)合，即使對(duì)非晶態(tài)分子進(jìn)行延展或之后的熱處理，也不會(huì)產(chǎn)生取向結(jié)晶化，實(shí)際上，一旦進(jìn)行延展，分子反而會(huì)呈現(xiàn)向不穩(wěn)定地延伸的狀態(tài)，而且由此在超過100°c的高溫區(qū)域中，分子運(yùn)動(dòng)不斷增大引起熵收縮，在接近玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的200°c時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)伴有更大的收縮。而且，為了進(jìn)一步反復(fù)改良，使非晶性PEI類聚合物穩(wěn)定、纖維化，發(fā)現(xiàn)必須控制適合纖維化的聚合物性質(zhì)，進(jìn)而控制聚合物性質(zhì)，將具有特定的分子量分布的非晶性PEI 類聚合物通過特定的紡紗方法紡紗，由此可以制造下述非晶性PEI類纖維，該非晶性PEI類纖維是在目前非晶性PEI類纖維的研究中還未實(shí)現(xiàn)的單纖維纖度小、且高溫下的收縮小的非晶性PEI類纖維。也就是，本發(fā)明是一種非晶性PEI類纖維，該纖維由分子量分布(Mw/Mn)不足2. 5 的非晶性PEI類聚合物構(gòu)成，其特征在于，200°C時(shí)的干熱收縮率在5.0%以下，且單纖維纖度在3. Odtex以下。另外，本發(fā)明還可以是上述的非晶性PEI類纖維，其特征在于，優(yōu)選室溫下的強(qiáng)度在2. OcN/dtex以上；另外，還可以是不進(jìn)行延展的細(xì)紡織紗。此外，本發(fā)明還包括含有該纖維的耐熱性布帛。這種耐熱性布帛的200°C時(shí)的干熱收縮率可以在5.0%以下。根據(jù)本發(fā)明可以提供能同時(shí)實(shí)現(xiàn)細(xì)纖度和耐熱性，適合耐熱性布帛等使用的非晶性PEI類纖維。另外，具有特定強(qiáng)度的非晶性PEI類纖維，可以提供兼具優(yōu)異的力學(xué)物性和耐熱性、阻燃性、染色性、低發(fā)煙性等，而且適合紙以及無紡布、編織物等布帛的單纖維纖度小的非晶性PEI類纖維。而且，這種含有非晶性PEI類纖維的耐熱性布帛，具有來自纖維的柔韌性，同時(shí)可以發(fā)揮出優(yōu)異的耐熱性、阻燃性。
具體實(shí)施例方式(非晶性PEI類聚合物)
以下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的非晶性PEI類纖維的PEI類聚合物進(jìn)行說明。所述的本發(fā)明中使用的非晶性PEI類聚合物是含有脂肪族、脂環(huán)族或芳香族類的醚單元和環(huán)狀酰亞胺作為重復(fù)單元的聚合物，只要是具有非晶性、熔融成形性的就沒有特別的限定。另外，只要在不阻礙本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，可以在非晶性PEI類聚合物的主鏈中含有環(huán)狀酰亞胺、醚鍵以外的結(jié)構(gòu)單元，例如脂肪族、脂環(huán)族或芳香族酯單元、 氧化羰基單元等。作為具體的非晶性PEI類聚合物，適合使用具有下述通式所示的單元的聚合物。 其中，式中Rl是具有6 30個(gè)碳原子的2價(jià)芳香族殘基；R2是由具有6 30個(gè)碳原子的 2價(jià)芳香族殘基、具有2 20個(gè)碳原子的亞烷基、具有2 20個(gè)碳原子數(shù)的亞環(huán)烷基以及通過具有2 8個(gè)碳原子的亞烷基停止鏈接的聚二有機(jī)硅氧烷基構(gòu)成的群組中選出的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)。
權(quán)利要求
1.一種非晶性聚醚酰亞胺類纖維，該纖維由分子量分布(Mw/Mn)不足2. 5的非晶性聚醚酰亞胺類聚合物構(gòu)成，其特征在于，該非晶性聚醚酰亞胺類纖維在200°C時(shí)的干熱收縮率在5%以下，且單纖維纖度在3. Odtex以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的非晶性聚醚酰亞胺類纖維，其特征在于，室溫下的纖維強(qiáng)度在2. OcN/dtex以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所記載的非晶性聚醚酰亞胺類纖維，其特征在于，在熔融紡紗的纖維制造工序中不進(jìn)行延展。
4.一種耐熱性布帛，該耐熱性布帛包含由權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所記載的非晶性聚醚酰亞胺類纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所記載的耐熱性布帛，其中200°C時(shí)的干熱收縮率是5.0%以下。
全文摘要
本發(fā)明提供耐熱性優(yōu)異、適合作成布帛的單纖維的纖度小的非晶性PEI類纖維，以及含有該非晶性聚醚酰亞胺類纖維的布帛。前述非晶性PEI類纖維由分子量分布(Mw/Mn)不足2.5的非晶性聚醚酰亞胺類聚合物構(gòu)成，是200℃時(shí)的干熱收縮率在5％以下、且單纖維直徑在3.0dtex以下的非晶性聚醚酰亞胺類纖維。前述非晶性聚醚酰亞胺類纖維的室溫下的纖維強(qiáng)度在2.0cN/dtex以上。
文檔編號(hào)D01F6/74GK102362021SQ20108001202
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者上畠章裕, 和志武洋祐, 橋本幸江, 遠(yuǎn)藤了慶 申請(qǐng)人:株式會(huì)社可樂麗