【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は各種複合構造体に供される耐熱性、難
燃性繊維シートの製造方法に関するものであり、
さらにくわしくは、熱変形のない軽量でかつ機械
強度、耐薬品性、耐放射性等を兼備した各種構造
体に供される繊維シートの製造方法に係るもので
ある。
〔従来の技術〕
耐熱性難燃性繊維シートは航空機用部品、自動
車、車輛用部品をはじめ公害機器用部品、断熱
用、フイルター用等の構造体を成形するのに利用
される。各種構造体のうち例えば、ハニカムコア
はその代表的な一つである。
従来、耐熱性、難燃性のハニカムコアとしては
アルミ箔、芳香族ポリアミド紙等の素材からなる
ものが知られている。しかしアルミ箔は腐蝕防止
の為表面処理を施す必要がある事、傷つきやすい
事、比重が2.7と重い事等の欠点がある。芳香族
ポリアミド紙は耐熱性、機械的強度という点では
良好な特性を示し、現在航空機用ハニカムコアと
して、多量に使用されているものであるが、非常
に高価であり難燃性とは云え、焔が当ると炭化し
熱変形（収縮）が大きい欠点がある。さらに燃焼
時に黒煙があがる等の欠点もある。特開昭49−
42972号公報には未硬化部分を有するフエノール
系繊維を編織布又は不織布形態にさせた後、バイ
ンダーを使用して、熱ロールによる圧着等により
紙状物とする方法が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の製造方法で製造される難燃性繊維シー
はこれらの従来の素材、特に芳香族ポリアミド紙
の欠点を改良したものであつて、その目的は、難
燃性はもちろん、焔が当つて炭化しても熱変形は
起さず、加えて黒煙の発生が少なく、さらにはよ
り軽量の素材である。芳香族ポリアミド紙に比較
し、より安価に製造し得ることも工業的に大きな
メリツトである。
本発明の目的は、フエノール系繊維に芳香族系
重合体のパルプ状物体を組み合わせて通常の水性
抄紙機を使用して、難燃性繊維シートを低コスト
で製造する方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、フエノール系繊維と芳香族系重合体
のパルプ状物体からなる混合水性スラリーを抄紙
して湿紙を得、該湿紙の水分含有率を20〜95％に
調整した後乾燥することを特徴とする難燃性繊維
シートの製造方法である。
その際の両者の比率は、フエノール系繊維と芳
香族系重合体のパルプ状物体を重量ベースで80：
20〜30：70配合すればよい。芳香族系重合体のパ
ルプ状物体が20重量％より少ない場合には機械的
強度が悪くなり逆に芳香族系重合体のパルプ状物
体が70重量％を越えると前記したような特徴が失
われることから、より好ましくはフエノール系繊
維：芳香族系パルプ状物体の重量比が70：30〜
40：60がよい。
本発明繊維素材のシート形成は、フエノール系
繊維と芳香族系重合体のパルプ粒子とを混合して
水性スラリーとなし、長網式、円網式、傾斜型ワ
イヤー式等の抄紙機を用いて湿紙が得られ、必要
に応じて吸水又は圧搾により、湿紙の水分含有率
を20％〜95％とすればよい。20％以下の場合フエ
ノール系繊維と芳香族系重合体のパルプ状物体と
の絡み合いに難をきたし、又95％以上になると湿
紙の作業性を低下する。一般に30〜90％の範囲に
て適宜実施可能であり、ついで公知の方法で乾燥
し、この際、通常の各種調整剤及び添加剤は本発
明の目的を損わない範囲に於て使用できる。調整
剤及び添加剤とは例えばポリエチレンオキサイ
ド、ポリアクリルアミド、メラミン樹脂酸コロイ
ドポリアミドアミンエピクロロヒドリン等の水溶
性各種ポリマーである。このようにして得られる
シートは、所望の厚さに形成することが可能であ
り、この場合形成された繊維シートは乾燥された
ままで供されることが可能であるが、前記所期の
目的を更に有利に具現化し得る為には、スーパー
カレンダーなどによる加圧又は熱圧処理にて高密
度化を図ることが可能であり、その際の加熱温度
は一般に芳香族系重合体のパルプ状物体の軟化点
を考慮しつつ、多孔性のものからフイルム状のも
のまで形成でき、かかる調整に於て、カレンダー
処理されたものは本発明目的効果に於てより有利
なものとなる。
本発明繊維シート形成に際し、上述フエノール
系繊維と芳香族系重合体からなるパルプ状物体の
系中には、他の重合体例えば、芳香族ポリエステ
ル、及びポリカーボネート等のパルプ状物体を組
み合わせることは勿論、同素材からなるそれぞれ
の繊維状物を適宜組み合わせることを妨げるもの
ではない。殊に本発明に於ては、芳香族重合体繊
維を同パルプ状物体に任意の範囲で置換えること
で、各種繊維素材としての汎用性を有することか
ら有意である。
かかる繊維素材により、例えば周知の成形法に
基くハニカムコアに於いては優れた特性を可能に
し得る。
本発明に使用するフエノール系繊維は三次元架
橋した不溶不融の繊維であり、繊維の比重は1.27
であり芳香族ポリアミドの1.38に比較しきわめて
軽いのが特徴で、これは軽量化にきわめて有効な
素材といえる。前記した様に三次元架橋した不溶
不融のポリマーであるので耐薬品性及び耐放射性
等きわめてすぐれたものであるといえる。かかる
フエノール系繊維は例えば特公昭50−21568号に
基く製法を初めとした周知の方法にて得られる。
一方本発明に使用する芳香族系重合体パルプ状
物体は同素材からなる繊維と共に特公昭55−
11851号公報、同36−16460号公報、同37−5732号
公報あるいは同38−13912号公報に記載された方
法によつて得ることができる。
以下、本発明によるシートの製造方法につき実
施例を示す。
〔実施例〕
硫酸中の対数粘度が1.5のポリメタフエニレン
イソフタルアミド10部をLic15部を含むＮ，Ｎ−
ジメチルアセトアミド90部に溶解し、この溶液を
高速にかきまぜしているホモミキサー中のグリセ
リン水溶液中に導入して芳香族ポリアミドのパル
プ状物体を得た。このパルプ状物体の水度は、
100CSFであつた。
該パルプ状物体を重量ベースで60部とり、これ
に、日本カイノール株式会社製フエノール系繊維
“カイノール繊維
”のカツトフアイバー（太さ
２デニール、長さ６mm）を40部配合し、濃度0.7
％の水分散液を調整した。
該スラリーを、長網抄紙機にて抄造し坪量
60g／m2の本発明になる繊維シートをつくつ
た。尚、長網抄紙機上でのウエツトシートの含水
率は90％にまで脱水し、次いで、ウエツトプレス
にて含水率70％になるまで圧搾した。次いで表面
温度120℃のドライヤーにて水分率が８％以下に
なるまで乾燥した。
得られたシートの特性を第１表に示す。さら
に該シートを、表面温度290℃の熱カレンダーに
て線圧250Kg／cmで熱圧処理し、本発明になるも
う一つのシートを得た。特性を第１表に示
す。
得られたシートは従来の芳香族ポリアミド（パ
ルプ状物体：繊維−略６：４）のみからなる繊維
シートに比較し軽量でかつ、燃焼時の変形がきわ
めて小さい繊維シートが得られ、ハニカム用とし
てきわめて好適であつた。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing heat-resistant and flame-retardant fiber sheets used in various composite structures.
More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a fiber sheet that is lightweight without thermal deformation, and has mechanical strength, chemical resistance, radiation resistance, etc., and is used for various structures. [Prior Art] Heat-resistant and flame-retardant fiber sheets are used to form structures for aircraft parts, automobiles, vehicle parts, pollution equipment parts, heat insulation, filters, and the like. For example, a honeycomb core is a typical example of various structures. Conventionally, heat-resistant and flame-retardant honeycomb cores made of materials such as aluminum foil and aromatic polyamide paper are known. However, aluminum foil has disadvantages such as requiring surface treatment to prevent corrosion, being easily damaged, and having a heavy specific gravity of 2.7. Aromatic polyamide paper exhibits good properties in terms of heat resistance and mechanical strength, and is currently used in large quantities as honeycomb cores for aircraft, but it is very expensive and although it is not flame retardant, When exposed to flame, it carbonizes and has the disadvantage of large thermal deformation (shrinkage). Furthermore, there are other drawbacks such as black smoke being emitted during combustion. Japanese Patent Application Publication 1973-
Japanese Patent No. 42972 discloses a method in which a phenolic fiber having an uncured portion is formed into a woven fabric or a nonwoven fabric, and then made into a paper-like material by pressing with a hot roll using a binder. [Problems to be Solved by the Invention] The flame-retardant fiber sheet produced by the production method of the present invention improves the drawbacks of these conventional materials, especially aromatic polyamide paper, and its purpose is to Not only is it flammable, it does not undergo thermal deformation even when exposed to flames and carbonizes, it produces less black smoke, and it is also a lighter material. Another major industrial advantage is that it can be manufactured at a lower cost than aromatic polyamide paper. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a flame-retardant fiber sheet at low cost by combining phenolic fibers with a pulp-like substance of an aromatic polymer and using an ordinary water-based paper machine. . [Means for Solving the Problems] The present invention provides a wet paper by making paper from a mixed aqueous slurry consisting of a pulp-like substance of phenolic fibers and an aromatic polymer, and the water content of the wet paper is set to 20 to 20. This is a method for producing a flame-retardant fiber sheet, which is characterized in that it is adjusted to 95% and then dried. In this case, the ratio of the two is 80: by weight of the pulp-like material of the phenolic fiber and the aromatic polymer.
It is sufficient to mix the ingredients at a ratio of 20 to 30:70. If the pulp-like substance of the aromatic polymer is less than 20% by weight, the mechanical strength will deteriorate, and conversely, if the pulp-like substance of the aromatic polymer exceeds 70% by weight, the above-mentioned characteristics will be lost. Therefore, it is more preferable that the weight ratio of phenolic fiber to aromatic pulp-like substance is 70:30 to 70:30.
40:60 is good. The sheet of the fiber material of the present invention is formed by mixing phenolic fibers and aromatic polymer pulp particles to form an aqueous slurry, and using a Fourdrinier type, cylinder type, inclined wire type, etc. paper machine. A wet paper is obtained, and the moisture content of the wet paper may be adjusted to 20% to 95% by water absorption or compression as necessary. If it is less than 20%, it will be difficult to entangle the phenolic fibers with the pulp-like substance of the aromatic polymer, and if it is more than 95%, the workability of the wet paper will decrease. In general, it can be carried out as appropriate within the range of 30 to 90%, and then dried by a known method. At this time, various usual regulators and additives can be used within the range that does not impair the purpose of the present invention. Conditioners and additives include various water-soluble polymers such as polyethylene oxide, polyacrylamide, melamine resin acid colloid polyamide amine epichlorohydrin, and the like. The sheet thus obtained can be formed to a desired thickness, and in this case the formed fibrous sheet can be served dry, but it is possible to achieve the desired purpose. In order to achieve even more advantageous results, it is possible to increase the density by applying pressure using a supercalender or the like or by heat-pressure treatment, and the heating temperature at that time is generally the same as that of the pulp-like material of the aromatic polymer. While considering the softening point, it is possible to form anything from a porous material to a film-like material, and in such adjustment, the calendered material is more advantageous in achieving the desired effects of the present invention. In forming the fiber sheet of the present invention, other polymers such as aromatic polyester, polycarbonate, etc. may of course be combined in the pulp-like material system consisting of the above-mentioned phenolic fibers and aromatic polymer. This does not preclude the use of appropriate combinations of fibrous materials made of the same material. In particular, in the present invention, replacing aromatic polymer fibers with the same pulp-like material within any range is significant because it provides versatility as a variety of fiber materials. Such fiber materials may enable excellent properties, for example in honeycomb cores based on known molding methods. The phenolic fiber used in the present invention is a three-dimensionally crosslinked insoluble and infusible fiber, and the specific gravity of the fiber is 1.27.
It is characterized by being extremely light compared to aromatic polyamide (1.38), making it an extremely effective material for weight reduction. As mentioned above, since it is a three-dimensionally crosslinked insoluble and infusible polymer, it can be said to have excellent chemical resistance and radiation resistance. Such phenolic fibers can be obtained by known methods such as the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 50-21568. On the other hand, the aromatic polymer pulp-like object used in the present invention, together with fibers made of the same material, is
It can be obtained by the method described in JP 11851, JP 36-16460, JP 37-5732 or JP 38-13912. Examples of the sheet manufacturing method according to the present invention will be shown below. [Example] 10 parts of polymetaphenylene isophthalamide with a logarithmic viscosity of 1.5 in sulfuric acid was mixed with N,N- containing 15 parts of Lic.
It was dissolved in 90 parts of dimethylacetamide, and this solution was introduced into an aqueous glycerin solution in a homomixer that was being stirred at high speed to obtain a pulp-like substance of aromatic polyamide. The water content of this pulp-like substance is
It was 100 CSF. Take 60 parts by weight of the pulp-like material, add 40 parts of cut fiber (thickness 2 denier, length 6 mm) of phenolic fiber "Kynol Fiber" manufactured by Nippon Kynol Co., Ltd. to this to give a concentration of 0.7.
% water dispersion was prepared. The slurry is made into paper using a Fourdrinier paper machine, and the basis weight is
A fiber sheet of the present invention weighing 60 g/m 2 was produced. The wet sheet was dehydrated on a Fourdrinier paper machine until the moisture content reached 90%, and then compressed using a wet press until the moisture content reached 70%. Next, it was dried in a dryer with a surface temperature of 120°C until the moisture content became 8% or less. The properties of the obtained sheet are shown in Table 1. Further, this sheet was subjected to heat-pressure treatment at a linear pressure of 250 kg/cm using a thermal calendar with a surface temperature of 290°C to obtain another sheet according to the present invention. The characteristics are shown in Table 1. The obtained sheet is lighter than the conventional fiber sheet made only of aromatic polyamide (pulp material: fiber - approximately 6:4), and has extremely small deformation during combustion, and is suitable for use in honeycomb applications. It was extremely suitable.
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
本発明によれば芳香族ポリアミドフアイバーに
比較し、安価な繊維と芳香族系ポリアミドのパル
プ状物体とを組み合わせ更に通常の水性抄紙機を
用いて抄紙でき、編織布や不織布を形成してのち
紙とする方法にくらべて、極めて低コストで製造
し得るばかりでなく従来よりもすぐれたハニカム
用素材を提供し得る。
According to the present invention, compared to aromatic polyamide fibers, it is possible to make paper by combining inexpensive fibers and aromatic polyamide pulp-like material using a normal water-based paper machine, and to form woven or non-woven fabrics into paper. This method not only can be manufactured at an extremely low cost compared to the method described above, but also can provide a material for a honeycomb that is superior to the conventional method.