本發(fā)明涉及具有阻燃性且具有高電絕緣性的無(wú)紡布(絕緣性無(wú)紡布)及其制造方法、以及使用該無(wú)紡布得到的絕緣材料。
背景技術(shù)：
在一般產(chǎn)業(yè)資材領(lǐng)域、電氣電子材料領(lǐng)域、醫(yī)療材料領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)資材領(lǐng)域、光學(xué)材料領(lǐng)域、航空機(jī)·汽車·船舶材料領(lǐng)域、服裝領(lǐng)域等中，特別是暴露于高溫度環(huán)境下的機(jī)會(huì)較多的用途中，可以極有效地使用具有阻燃性的無(wú)紡布。
近年來(lái)，已開(kāi)發(fā)使用分割纖維得到的無(wú)紡布、由通過(guò)閃蒸紡絲法、熔噴法等制造的極細(xì)纖維形成的無(wú)紡布，其被用于過(guò)濾器用途等。然而，對(duì)于由這樣的極細(xì)纖維形成的無(wú)紡布，由于主要使用聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等樹(shù)脂，因此阻燃性、耐熱性不充分，具有不適合在高溫下使用的問(wèn)題。
已嘗試多種使用由阻燃性聚合物形成的纖維來(lái)制造無(wú)紡布的技術(shù)，但在想要獲得極細(xì)纖維時(shí)則出現(xiàn)產(chǎn)生熔體斷裂、熔體張力高等不良情況，難以以良好的生產(chǎn)率獲得阻燃性極細(xì)纖維無(wú)紡布。
申請(qǐng)人在例如日本特開(kāi)2012-41644號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中，作為由具有阻燃性的聚醚酰亞胺(以下有時(shí)稱為“PEI”)纖維形成的無(wú)紡布，提出了以具有特定結(jié)構(gòu)的非晶性PEI纖維作為主要構(gòu)成成分且三維交絡(luò)的無(wú)紡布。此外，關(guān)于非晶性PEI纖維，申請(qǐng)人在日本特開(kāi)2011-127252號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中提出了不僅阻燃性、耐熱性優(yōu)異且平衡水分率也低的耐熱性阻燃紙，此外，在國(guó)際公開(kāi)第2012/014713(專利文獻(xiàn)3)中提出了耐熱性、阻燃性、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的熱融合性纖維、纖維結(jié)構(gòu)體和耐熱性成型體。
像這樣，非晶性PEI纖維因其分子骨架從而不僅熔點(diǎn)高、耐熱性優(yōu)異，而且阻燃性也優(yōu)異。然而，專利文獻(xiàn)1的實(shí)施例中公開(kāi)的僅是通過(guò)水刺法得到的無(wú)紡布，纖維直徑為2.2dtex(相當(dāng)于15μm)，纖度相對(duì)較大。針對(duì)使用非晶性PEI纖維且致密性提高至具有電絕緣性的程度的無(wú)紡布，至今為止尚屬未知，但如果可以提供在阻燃性的基礎(chǔ)上還具備電絕緣性的無(wú)紡布，則可以期待進(jìn)一步擴(kuò)大電絕緣紙的領(lǐng)域等可以應(yīng)用的用途。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2012-41644號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2011-127252號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3：國(guó)際公開(kāi)第2012/014713。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明要解決的問(wèn)題
本發(fā)明的目的在于，提供具有阻燃性且還具有電絕緣性的新型無(wú)紡布及其制造方法。
解決問(wèn)題的手段
本發(fā)明的無(wú)紡布以330℃下的熔融粘度為100~3000Pa·s的非晶性聚醚酰亞胺作為主要成分，且滿足1)平均纖維直徑為0.5~5μm、2)透氣度為20秒/100mL以上、3)耐受電壓為15kV/mm以上。
本發(fā)明的無(wú)紡布的縱向強(qiáng)度優(yōu)選為15N/15mm以上。
本發(fā)明的無(wú)紡布的密度優(yōu)選在0.65~1.25g/cm3的范圍內(nèi)。
本發(fā)明還提供由上述本發(fā)明的無(wú)紡布制成的絕緣材料。
本發(fā)明還提供無(wú)紡布的制造方法，其為制造上述本發(fā)明的無(wú)紡布的方法，在相向配置的輥之間，以150~300℃的溫度、100~500kg/cm的線壓進(jìn)行連續(xù)處理。
本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法中，前述相向配置的輥優(yōu)選為金屬輥和表面的邵氏D硬度為85~95°的彈性輥。
本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法中，優(yōu)選通過(guò)熔噴法或紡粘法制造前述連續(xù)處理的纖維。
發(fā)明的效果
通過(guò)本發(fā)明，提供具有阻燃性且致密性提高至具備電絕緣性的程度的無(wú)紡布(絕緣性無(wú)紡布)及其制造方法。這樣的本發(fā)明的無(wú)紡布可以適合地用作絕緣材料。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的無(wú)紡布以330℃下的熔融粘度為100~3000Pa·s的非晶性聚醚酰亞胺(PEI)作為主要成分。本發(fā)明中使用的非晶性PEI是指含有脂肪族、脂環(huán)族或芳族系的醚單元和環(huán)狀酰亞胺作為重復(fù)單元的聚合物，只要具有非晶性、熔融成型性則沒(méi)有特別限定。在此，“非晶性”可以通過(guò)下述方法來(lái)確認(rèn)：將所得到的纖維經(jīng)受差示掃描型量熱體系(DSC)，在氮?dú)庵幸?0℃/分鐘的速度進(jìn)行升溫，通過(guò)有無(wú)吸熱峰來(lái)確認(rèn)。吸熱峰非常寬且無(wú)法明確地判斷吸熱峰時(shí)，為在實(shí)際使用中也沒(méi)有問(wèn)題的水平，因此實(shí)質(zhì)上也可以判斷為非晶性。此外，只要在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，則可以在非晶性PEI的主鏈中含有環(huán)狀酰亞胺、醚鍵以外的結(jié)構(gòu)單元，例如含有脂肪族、脂環(huán)族或芳族酯單元、氧基羰基單元等。
非晶性PEI適合地使用下述通式所示的聚合物。其中，式中的R1為具有6~30個(gè)碳原子的二價(jià)芳族殘基，R2為選自具有6~30個(gè)碳原子的二價(jià)芳族殘基、具有2~20個(gè)碳原子的亞烷基、具有2~20個(gè)碳原子的亞環(huán)烷基和被具有2~8個(gè)碳原子的亞烷基封端的聚二有機(jī)硅氧烷基中的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)。
[化1]
。
非晶性PEI的330℃下的熔融粘度必須為100~3000Pa·s。如果非晶性PEI的330℃下的熔融粘度低于100Pa·s，則在紡絲時(shí)存在纖維屑(fiber dust)、因無(wú)法形成纖維而產(chǎn)生的被稱為織疵(shot)的樹(shù)脂粒頻發(fā)的情況。此外，如果非晶性PEI的330℃下的熔融粘度大于3000Pa·s，則存在難以極細(xì)纖維化、或者聚合時(shí)產(chǎn)生低聚物、或者聚合時(shí)或造粒時(shí)發(fā)生故障的情況。330℃下的熔融粘度優(yōu)選為200~2700Pa·s，更優(yōu)選為300~2500Pa·s。
非晶性PEI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選為200℃以上。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于200℃時(shí)，存在所得到的無(wú)紡布的耐熱性差的情況。此外，非晶性PEI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越高，則越能夠獲得耐熱性優(yōu)異的無(wú)紡布，故而優(yōu)選，但如果溫度過(guò)高，則在使其融合時(shí)其融合溫度也變高，存在融合時(shí)引發(fā)聚合物分解的可能性。非晶性PEI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度更優(yōu)選為200~230℃，進(jìn)一步優(yōu)選為205~220℃。
非晶性PEI的分子量沒(méi)有特別限定，如果考慮到所得到的纖維、無(wú)紡布的機(jī)械特性、尺寸穩(wěn)定性、步驟通過(guò)性，則重均分子量(Mw)優(yōu)選為1000~80000。如果使用高分子量的物質(zhì)，則在纖維強(qiáng)度、耐熱性等方面是優(yōu)異的，故而優(yōu)選，從樹(shù)脂制造成本、纖維化成本等觀點(diǎn)出發(fā)，重均分子量?jī)?yōu)選為2000~50000，更優(yōu)選為3000~40000。
本發(fā)明中，作為PEI樹(shù)脂，從非晶性、熔融成型性、成本的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用主要具有下述式所示結(jié)構(gòu)單元的2,2-雙[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐與間苯二胺或?qū)Ρ蕉返目s合物。該P(yáng)EI以“ウルテム”的商標(biāo)由サービックイノベイティブプラスチックス公司進(jìn)行上市銷售。
[化2]
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構(gòu)成本發(fā)明無(wú)紡布的非晶性PEI纖維中，在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，可以包含抗氧化劑、防靜電劑、自由基抑制劑、消光劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、無(wú)機(jī)物等。作為所述無(wú)機(jī)物的具體例，可以使用碳納米管、富勒烯、滑石、硅灰石、沸石、絹云母、云母、高嶺土、粘土、葉臘石、二氧化硅、膨潤(rùn)土、鋁硅酸鹽等硅酸鹽；氧化硅、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鐵等金屬氧化物；碳酸鈣、碳酸鎂、白云石等碳酸鹽；硫酸鈣、硫酸鋇等硫酸鹽；氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁等氫氧化物；玻璃珠、玻璃片、玻璃粉、陶瓷珠、氮化硼、碳化硅、碳黑、石墨等。進(jìn)一步，出于改善纖維的耐水解性的目的，可以包含單環(huán)氧化合物或二環(huán)氧化合物、單碳二亞胺或聚碳二亞胺化合物、單噁唑啉或二噁唑啉化合物、單吖丙啶或二吖丙啶化合物等末端封端劑。
本發(fā)明的無(wú)紡布的平均纖維直徑在0.5~5μm的范圍內(nèi)。平均纖維直徑低于0.5μm時(shí)，需要降低噴出量，生產(chǎn)率降低。此外，平均纖維直徑低于0.5μm時(shí)，噴出壓力變得不穩(wěn)定，頻繁產(chǎn)生斷頭、聚合物塊，難以形成網(wǎng)。此外，平均纖維直徑大于5μm時(shí)，存在的缺陷在于無(wú)法實(shí)現(xiàn)能夠?qū)o(wú)紡布賦予電絕緣性的程度的致密性。其中，從兼顧生產(chǎn)穩(wěn)定性和致密性的理由出發(fā)，本發(fā)明的無(wú)紡布的平均纖維直徑優(yōu)選在1~4μm的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在2~3μm的范圍內(nèi)。
此外，本發(fā)明的無(wú)紡布的透氣度為20秒/100mL以上，具有無(wú)法用“通氣度”進(jìn)行數(shù)值化的高透氣度。透氣度低于20秒/100mL時(shí)，存在的缺陷在于無(wú)法獲得無(wú)紡布的電絕緣性。其中，從賦予高絕緣性能的理由出發(fā)，優(yōu)選為25秒/100mL以上，特別優(yōu)選為30秒/100mL以上。此外，本發(fā)明的無(wú)紡布中，透氣度越高越好，其上限值沒(méi)有特別限定，為300秒/100mL以下。
此外，本發(fā)明的無(wú)紡布具有耐受電壓為15kV/mm以上的高電絕緣性(絕緣性無(wú)紡布)。其中，從獲得可靠性高的絕緣紙這一理由出發(fā)，優(yōu)選為20kV/mm以上，更優(yōu)選為30kV/mm以上，進(jìn)一步優(yōu)選為35kV/mm以上，特別優(yōu)選為45kV/mm以上。此外，對(duì)本發(fā)明的無(wú)紡布而言耐受電壓越高越好，其上限值沒(méi)有特別限定，為200kV/mm以下。
此外，本發(fā)明的無(wú)紡布沒(méi)有特別限定，縱向強(qiáng)度(縱向(制造無(wú)紡布時(shí)的流向)的強(qiáng)度)優(yōu)選為15N/15mm以上。縱向強(qiáng)度低于15N/15mm時(shí)，在用作線圈、電纜等的絕緣材料時(shí)的旋轉(zhuǎn)加工步驟中有時(shí)會(huì)切斷。其中，在加工步驟中，從獲得高穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選為20N/15mm以上，特別優(yōu)選為25N/mm以上。此外，本發(fā)明的無(wú)紡布中，縱向強(qiáng)度越高越好，其上限值沒(méi)有特別限定，為100N/mm以下。
本發(fā)明的無(wú)紡布的密度優(yōu)選在0.65~1.25g/cm3的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.70~1.20g/cm3的范圍內(nèi)。對(duì)于本發(fā)明的無(wú)紡布而言，盡管具有這樣的反映出無(wú)紡布內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密度，但在以往有時(shí)難以控制絕緣性的情況中，由于具有上述透氣度，因此可以實(shí)現(xiàn)具有期望電絕緣性的無(wú)紡布。
本發(fā)明的無(wú)紡布的厚度沒(méi)有特別限定，優(yōu)選在10~1000μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在15~500μm的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在20~200μm的范圍內(nèi)。無(wú)紡布的厚度低于10μm時(shí)，在厚度方向上存在貫穿的孔，由此具有無(wú)法獲得高絕緣性能的傾向，此外，大于1000μm時(shí)，因厚度限制(上限)而在被用作推進(jìn)小型、薄型化的電子設(shè)備類等的絕緣材料時(shí)出現(xiàn)使用方面的制約。
此外，本發(fā)明的無(wú)紡布的單位面積重量沒(méi)有特別限定，優(yōu)選在10~1000g/m2的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在15~500g/m2的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在20~200g/m2的范圍內(nèi)。無(wú)紡布的單位面積重量低于10g/m2時(shí)，存在強(qiáng)度變低而在加工時(shí)斷裂的可能性，此外，大于1000g/m2時(shí)，從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)而不優(yōu)選。
如上所述的本發(fā)明的無(wú)紡布兼顧優(yōu)異的阻燃性和優(yōu)異的電絕緣性，可以期待應(yīng)用于包括電絕緣紙的領(lǐng)域在內(nèi)的廣泛用途。此外，本發(fā)明還提供由這樣的本發(fā)明的無(wú)紡布制成的絕緣材料。
如上所述的本發(fā)明的無(wú)紡布可以通過(guò)在相向配置的輥之間以150~300℃的溫度、100~500kg/cm的線壓進(jìn)行連續(xù)處理來(lái)適合地制造。本發(fā)明還提供這樣的無(wú)紡布的制造方法。應(yīng)予說(shuō)明，在本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法中，輥只要是兩個(gè)輥相向(成對(duì))配置即可，使用多對(duì)這樣的輥亦可。
本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法中，優(yōu)選通過(guò)熔噴法或紡粘法來(lái)制造前述連續(xù)處理的纖維。由此存在如下優(yōu)點(diǎn)：可以比較容易地制造由極細(xì)纖維形成的無(wú)紡布，在紡絲時(shí)不需要溶劑從而可以使對(duì)環(huán)境的影響達(dá)到最小限度。此外，本發(fā)明中，完全不限定于這些方法，通過(guò)ESP、閃蒸紡絲等公知方法制造極細(xì)纖維亦可。
在熔噴法的情況下，紡絲裝置可以使用以往公知的熔噴裝置，作為紡絲條件，優(yōu)選在300~500℃的紡絲溫度、300~500℃的熱風(fēng)溫度(一次空氣溫度)、平均1m噴嘴長(zhǎng)度為5~25Nm3的空氣量下來(lái)進(jìn)行。
此外，在紡粘法的情況下，紡絲裝置可以使用以往公知的紡粘裝置，作為紡絲條件，優(yōu)選在300~500℃的紡絲溫度、300~500℃的熱風(fēng)溫度(拉伸空氣溫度)、拉伸空氣為500~5000m/分鐘下進(jìn)行。
本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法中，通過(guò)水刺使所得到的極細(xì)纖維進(jìn)行水流絡(luò)結(jié)(三維交絡(luò))，在如上所述的特定條件下進(jìn)行加熱·加壓處理(軋光)，由此可以適合地制造兼顧優(yōu)異阻燃性和優(yōu)異電絕緣性的本發(fā)明的無(wú)紡布。
本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法中，使用上述相向配置的輥的連續(xù)處理在150~300℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。溫度低于150℃時(shí)，存在用于使纖維熔合的加熱不足、無(wú)法壓縮、致密化的傾向，此外，溫度大于300℃時(shí)，存在輥與無(wú)紡布的熔合變強(qiáng)、無(wú)紡布無(wú)法從輥上剝離(無(wú)紡布破裂)的傾向。應(yīng)予說(shuō)明，從兼顧壓縮、致密化和生產(chǎn)穩(wěn)定性的理由出發(fā)，使用相向配置的輥的連續(xù)處理優(yōu)選在170~280℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行，特別優(yōu)選在190~260℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。
本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法中，使用了上述相向配置的輥的連續(xù)處理在100~500kg/cm的線壓下進(jìn)行。線壓低于100kg/cm時(shí)，存在用于使纖維熔合的加熱不足、無(wú)法壓縮、致密化的傾向，此外，線壓大于500kg/cm時(shí)，存在無(wú)紡布破裂的傾向。應(yīng)予說(shuō)明，從兼顧壓縮、致密化和生產(chǎn)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，使用相向配置的輥的連續(xù)處理優(yōu)選在130~400kg/cm范圍內(nèi)的線壓下進(jìn)行，特別優(yōu)選在160~330kg/cm范圍內(nèi)的線壓下進(jìn)行。
本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法中使用的相向配置的輥可以是金屬輥彼此的組合。作為金屬輥，只要由金屬形成，則金屬的種類沒(méi)有特別限定，可以使用以往公知的適當(dāng)金屬輥，例如可以適合地使用由SUS形成的金屬輥。即使是這樣的金屬輥彼此的組合，基于使其為例如100g/m2以上的高單位面積重量這一理由，也可以制造上述具有高電絕緣性的無(wú)紡布。
本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法中，相向配置的輥優(yōu)選為金屬輥與表面的邵氏D硬度為85~95°(優(yōu)選為87~95°、特別優(yōu)選為91~94°)的彈性輥的組合。像這樣，通過(guò)組合金屬輥與適當(dāng)硬度(高硬度)的彈性輥，可以制造厚度充分降低的無(wú)紡布，此外，由于對(duì)無(wú)紡布的追隨性良好，因此變得可以進(jìn)行均勻的加工，如上所述可以更適合地獲得電絕緣性高的無(wú)紡布。
將金屬輥與表面的邵氏D硬度大于95°的彈性輥組合使用時(shí)、還有將金屬輥彼此組合使用時(shí)，可以充分地壓縮無(wú)紡布，可以降低厚度本身，但由于輥的表面硬度過(guò)高從而輥對(duì)無(wú)紡布的追隨性差，因此無(wú)紡布的不均(凹凸、紋理)會(huì)原樣地殘留，有可能只能夠獲得電絕緣性低的無(wú)紡布。
此外，將金屬輥與表面的邵氏D硬度低于85°的彈性輥組合使用時(shí)，無(wú)法充分地壓縮無(wú)紡布，存在無(wú)法將致密性提高至能夠賦予電絕緣性的程度的擔(dān)憂。此外，與彈性輥的表面的邵氏D硬度大于95°的情況相同，彈性輥的表面硬度過(guò)低也會(huì)導(dǎo)致無(wú)法消除上述無(wú)紡布的不均從而使其殘留，從而有可能只能夠獲得電絕緣性低的無(wú)紡布。
本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法中使用的彈性輥只要具有上述范圍內(nèi)的表面的邵氏D硬度，則其原材料沒(méi)有特別限定，可以使用由橡膠、樹(shù)脂、紙、棉、芳族聚酰胺纖維等形成的以往公知的適合的彈性輥。這樣的彈性輥當(dāng)然可以使用市售品，具體而言，可以適合地使用由利ロール株式會(huì)社制造的樹(shù)脂制彈性輥等。
實(shí)施例
以下，通過(guò)實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明完全不受它們的限定。
[熔融粘度]
使用東洋精機(jī)Capilograph 1B型，在溫度330℃、剪切速度r=1200sec-1的條件下進(jìn)行測(cè)定。
[紡絲性]
觀察紡絲時(shí)的聚合物的噴出情況、所得到的無(wú)紡布，按照下述基準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)紡絲性。
A：未產(chǎn)生纖維屑、織疵，噴嘴未堵塞
B：發(fā)生纖維屑的產(chǎn)生、織疵的產(chǎn)生或者噴嘴堵塞中的任一者。
[平均纖維直徑(μm)]
用掃描型電子顯微鏡對(duì)無(wú)紡布進(jìn)行放大拍攝，測(cè)定隨機(jī)100根纖維的直徑，算出平均值，作為平均纖維直徑。
[無(wú)紡布的單位面積重量(g/m2)]
按照J(rèn)IS L 1906，采集縱20cm×橫20cm的試樣片，用電子天平測(cè)定質(zhì)量，除以試驗(yàn)片面積400cm2，將每單位面積的質(zhì)量作為單位面積重量。
[無(wú)紡布的厚度(μm)]
按照J(rèn)IS L 1906，使用與單位面積重量測(cè)定相同的試樣片，對(duì)于各試樣片，用直徑16mm、載荷20gf/cm2的數(shù)字測(cè)厚計(jì)((株)東洋精機(jī)制作所制：B1型)各測(cè)定5處，將15個(gè)點(diǎn)的平均值作為片材的厚度。
[無(wú)紡布的密度(g/cm3)]
通過(guò)[無(wú)紡布的單位面積重量(g/m2)]/[無(wú)紡布的厚度(μm)]，算出無(wú)紡布的密度。
[縱向強(qiáng)度(縱向(流向)上的強(qiáng)度)]
將無(wú)紡布切成15mm的寬度，使用島津制作所制造的Autograph，按照J(rèn)IS L 1906，以10cm/分鐘的拉伸速度進(jìn)行伸長(zhǎng)，將切斷時(shí)的載荷值作為縱向強(qiáng)度(/15mm)。
[無(wú)紡布的透氣度(秒/100mL)]
按照J(rèn)IS L 1906，使用(株)東洋精機(jī)制作所制造的透氣度試驗(yàn)機(jī)(Gurley式透氣度測(cè)定儀)，將加壓筒通過(guò)100mL的時(shí)間記作透氣度。
[無(wú)紡布的耐受電壓(kV/mm)]
按照J(rèn)IS C 2111，在直徑25mm、質(zhì)量250g的圓盤(pán)狀電極間夾持無(wú)紡布。試驗(yàn)介質(zhì)使用空氣。以1.0kV/秒進(jìn)行升壓，并且施加頻率為60Hz的交流電壓，測(cè)定發(fā)生絕緣擊穿時(shí)的電壓。所得到的值除以無(wú)紡布的厚度，作為耐受電壓。
[阻燃性]
按照J(rèn)IS A1322試驗(yàn)法，用距離試樣下端50mm的梅克爾燈對(duì)配置于45℃的試樣下端進(jìn)行10秒鐘的加熱，測(cè)定此時(shí)的碳化長(zhǎng)度。由該碳化長(zhǎng)度的結(jié)果，按照下述基準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)阻燃性。
C：碳化長(zhǎng)度低于5cm
D：碳化長(zhǎng)度為5cm以上。
<實(shí)施例1>
使用330℃下的熔融粘度為500Pa·s的非晶性聚醚酰亞胺，通過(guò)擠出機(jī)擠出，供給至具有噴嘴孔徑D(直徑)0.3mm、L(噴嘴長(zhǎng)度)/D=10、噴嘴孔間距0.67mm的噴嘴的熔噴無(wú)紡布制造裝置，在單孔噴出量0.15g/分鐘、紡絲溫度420℃、熱風(fēng)溫度430℃、平均1m噴嘴寬度為15Nm3/分鐘的條件下吹掃空氣，得到單位面積重量為25g/m2的無(wú)紡布。接著，將所得到的無(wú)紡布置于水流絡(luò)結(jié)機(jī)，使用噴嘴孔徑(直徑)0.1mm、孔間距0.6mm的水絡(luò)噴嘴，使壓力2MPa的水噴出至無(wú)紡布的兩面，使纖維進(jìn)行三維絡(luò)結(jié)，在160℃下進(jìn)行干燥處理。進(jìn)一步，使所得到的無(wú)紡布穿過(guò)加熱至200℃的金屬輥與表面的邵氏D硬度為86°的樹(shù)脂制彈性輥(由利ロール株式會(huì)社制)之間，以200kg/cm的線壓進(jìn)行加壓軋光。所得到的無(wú)紡布的平均纖維直徑為2.2μm、厚度為35μm、縱向強(qiáng)度為25N/15mm、透氣度為22秒/100mL、耐受電壓為23kV/mm，獲得具有阻燃性且高強(qiáng)度的絕緣性無(wú)紡布。
<實(shí)施例2>
除了使用表面的邵氏D硬度為90°的樹(shù)脂制彈性輥(由利ロール株式會(huì)社制)之外，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<實(shí)施例3>
除了使用表面的邵氏D硬度為93°的樹(shù)脂制彈性輥(由利ロール株式會(huì)社制)之外，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<實(shí)施例4>
除了使用表面的邵氏D硬度為95°的樹(shù)脂制彈性輥(由利ロール株式會(huì)社制)之外，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<實(shí)施例5>
除了使金屬輥溫度為160℃之外，通過(guò)與實(shí)施例3相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<實(shí)施例6>
除了使金屬輥溫度為280℃之外，通過(guò)與實(shí)施例3相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<實(shí)施例7>
除了使線壓為150kg/cm之外，通過(guò)與實(shí)施例3相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<實(shí)施例8>
除了使線壓為450kg/cm之外，通過(guò)與實(shí)施例3相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<實(shí)施例9>
使用330℃下的熔融粘度為500Pa·s的非晶性聚醚酰亞胺，通過(guò)擠出機(jī)擠出，供給至具有噴嘴孔徑D(直徑)0.1mm、L(噴嘴長(zhǎng)度)/D=20、噴嘴孔間距0.67mm的噴嘴的熔噴無(wú)紡布制造裝置，在單孔噴出量0.05g/分鐘、紡絲溫度420℃、熱風(fēng)溫度430℃、平均1m噴嘴寬度為20Nm3/分鐘的條件下吹掃空氣，得到單位面積重量為25g/m2的無(wú)紡布。接著，將所得到的無(wú)紡布置于水流絡(luò)結(jié)機(jī)，使用噴嘴孔徑(直徑)0.1mm、孔間距0.6mm的水絡(luò)噴嘴，使壓力2MPa的水噴出至無(wú)紡布的兩面，使纖維進(jìn)行三維絡(luò)結(jié)，在160℃下進(jìn)行干燥處理。進(jìn)一步，使所得到的無(wú)紡布穿過(guò)加熱至200℃的金屬輥與和實(shí)施例3相同的表面的邵氏D硬度93°的樹(shù)脂制彈性輥之間，以200kg/cm的線壓進(jìn)行加壓軋光。所得到的無(wú)紡布的平均纖維直徑為0.7μm、厚度為25μm、縱向強(qiáng)度為34N/15mm、透氣度為100秒/100mL、耐受電壓為58kV/mm，獲得具有阻燃性且高強(qiáng)度的絕緣性無(wú)紡布。
<實(shí)施例10>
使用330℃下的熔融粘度為2200Pa·s的非晶性聚醚酰亞胺，通過(guò)擠出機(jī)擠出，供給至具有噴嘴孔徑D(直徑)0.3mm、L(噴嘴長(zhǎng)度)/D=10、噴嘴孔間距0.67mm的噴嘴的熔噴無(wú)紡布制造裝置，在單孔噴出量0.15g/分鐘、紡絲溫度455℃、熱風(fēng)溫度465℃、平均1m噴嘴寬度為20Nm3/分鐘的條件下吹掃空氣，得到單位面積重量為25g/m2的無(wú)紡布。接著，將所得到的無(wú)紡布置于水流絡(luò)結(jié)機(jī)，使用噴嘴孔徑(直徑)0.1mm、孔間距0.6mm的水絡(luò)噴嘴，使壓力2MPa的水噴出至無(wú)紡布的兩面，使纖維進(jìn)行三維絡(luò)結(jié)，在160℃下進(jìn)行干燥處理。進(jìn)一步，使所得到的無(wú)紡布穿過(guò)加熱至200℃的金屬輥與表面的邵氏D硬度為95°的樹(shù)脂制彈性輥之間，以200kg/cm的線壓進(jìn)行加壓軋光。所得到的無(wú)紡布的平均纖維直徑為2.7μm、厚度為25μm、縱向強(qiáng)度為22N/15mm、透氣度為24秒/100mL、耐受電壓為48kV/mm，獲得具有阻燃性且高強(qiáng)度的絕緣性無(wú)紡布。
<實(shí)施例11>
使用金屬輥來(lái)代替樹(shù)脂制彈性輥，使單位面積重量為100g/m2，除此之外，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。所得到的無(wú)紡布的平均纖維直徑為2.2μm、厚度為135μm、縱向強(qiáng)度為96N/15mm、透氣度為21秒/100mL、耐受電壓為22kV/mm，獲得具有阻燃性且高強(qiáng)度的絕緣性無(wú)紡布。
<比較例1>
除了使用表面的邵氏D硬度為80°的樹(shù)脂制彈性輥之外，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<比較例2>
除了使用金屬輥來(lái)代替樹(shù)脂制彈性輥之外，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<比較例3>
除了使金屬輥溫度為100℃之外，通過(guò)與實(shí)施例3相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<比較例4>
除了使金屬輥溫度為350℃之外，通過(guò)與實(shí)施例3相同的方法實(shí)施軋光加工，但其粘合于軋光輥，無(wú)法加工。
<比較例5>
除了使線壓為60kg/cm之外，通過(guò)與實(shí)施例3相同的方法來(lái)獲得無(wú)紡布。
<比較例6>
除了使線壓為800kg/cm之外，通過(guò)與實(shí)施例3相同的方法來(lái)實(shí)施軋光加工，但由于線壓過(guò)高，因此無(wú)紡布破裂、無(wú)法加工。
<比較例7>
在實(shí)施例1中，不進(jìn)行水流絡(luò)結(jié)處理，使用金屬輥來(lái)代替彈性樹(shù)脂輥。
<比較例8>
使用330℃下的熔融粘度為80Pa·s的非晶性聚醚酰亞胺，通過(guò)擠出機(jī)擠出，供給至具有噴嘴孔徑D(直徑)0.3mm、L(噴嘴長(zhǎng)度)/D=10、噴嘴孔間距0.67mm的噴嘴的熔噴無(wú)紡布制造裝置，在單孔噴出量0.15g/分鐘、紡絲溫度420℃、熱風(fēng)溫度430℃、平均1m噴嘴寬度為15Nm3/分鐘的條件下進(jìn)行吹掃，得到單位面積重量為25g/m2的無(wú)紡布，但熔融粘度過(guò)低從而噴嘴壓力不穩(wěn)定，在網(wǎng)上頻繁出現(xiàn)無(wú)法形成纖維形狀的聚合物塊，紡絲性差。
<比較例9>
使用330℃下的熔融粘度為3100Pa·s的非晶性聚醚酰亞胺，通過(guò)擠出機(jī)擠出，供給至具有噴嘴孔徑D(直徑)0.3mm、L(噴嘴長(zhǎng)度)/D=10、噴嘴孔間距0.67mm的噴嘴的熔噴無(wú)紡布制造裝置，在單孔噴出量0.15g/分鐘、紡絲溫度435℃、熱風(fēng)溫度445℃、平均1m噴嘴寬度為15Nm3/分鐘的條件下進(jìn)行吹掃，得到單位面積重量為25g/m2的無(wú)紡布，但由于熔融粘度高，因此發(fā)生噴嘴堵塞，紡絲性差。
<比較例10>
使用330℃下的熔融粘度為500Pa·s的非晶性聚醚酰亞胺，通過(guò)擠出機(jī)擠出，供給至具有噴嘴孔徑D(直徑)0.1mm、L(噴嘴長(zhǎng)度)/D=20、噴嘴孔間距0.67mm的噴嘴的熔噴無(wú)紡布制造裝置，在單孔噴出量0.01g/分鐘、紡絲溫度450℃、熱風(fēng)溫度460℃、平均1m噴嘴寬度為25Nm3/分鐘的條件下進(jìn)行吹掃，得到平均纖維直徑為0.4μm的纖維，但頻繁產(chǎn)生纖維屑(斷頭)，難以采集無(wú)紡布。
<比較例11>
使用330℃下的熔融粘度為900Pa·s的非晶性聚醚酰亞胺，通過(guò)390℃的紡絲溫度得到纖維直徑為15μm、200℃下的干熱收縮率為3.5%的復(fù)絲。對(duì)所得到的復(fù)絲實(shí)施卷縮后，進(jìn)行切斷從而制作纖維長(zhǎng)度為51mm的短纖維，對(duì)該短纖維進(jìn)行梳理，制作單位面積重量為28g/m2的纖維網(wǎng)，將該網(wǎng)承載于水流交絡(luò)機(jī)的支承網(wǎng)上，將水壓力為20~100kgf/cm2的水噴出至兩面，使毛束彼此絡(luò)結(jié)并一體化后，在110~160℃的溫度下進(jìn)行干燥熱處理，得到無(wú)紡布。進(jìn)一步，使所得到的無(wú)紡布穿過(guò)加熱至200℃的金屬輥與表面的邵氏D硬度為93°的樹(shù)脂制彈性輥之間，以200kg/cm的線壓進(jìn)行加壓軋光。所得到的無(wú)紡布的平均纖維直徑為15μm、厚度為35μm、縱向強(qiáng)度為15N/15m，盡管其具有阻燃性，但纖維直徑粗、致密性低、透氣度為0秒/100mL、耐受電壓低至1kV/mm。
分別將關(guān)于實(shí)施例1~11的結(jié)果示于表1，將關(guān)于比較例1~9、11的結(jié)果示于表2。
[表1]
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[表2]
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