阻燃性无纺布、成型体及复合叠层体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有阻燃性，且能够在保持强度的状态下薄膜化的无纺布（阻燃性无 纺布）。另外，本发明涉及对这样的本发明的无纺布进行加热使非晶态聚醚酰亚胺纤维的一 部分或全部热熔粘而成的成型体、以及包含本发明的无纺布或成型体的复合叠层体。
【背景技术】
[0002] 由极细纤维构成的无纺布可以使用切割纤维的方法或者通过闪蒸纺丝法、熔喷法 等来制造，能够用于过滤器用途等。但是，由于主要使用了聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二 醇酯等树脂，因此阻燃性、耐热性不足，存在不适于在高温下使用的问题。另外，虽然尝试了 一些使用由阻燃性聚合物构成的纤维来制造无纺布的技术，但是在想获得极细纤维时会发 生熔体破裂、熔体张力过高等不良情况，难以生产率良好地得到具有阻燃性的极细纤维形 成的无纺布。
[0003] 在日本特开平3-180588号公报（专利文献1)中公开了单独由具有阻燃性的聚醚 酰亚胺（以下，有时称为PEI)纤维构成的无纺布、及PEI纤维和无机纤维的复合无纺布。但 是，在专利文献1的无纺布中，为了使PEI纤维彼此粘接，需要含浸二氯甲烷、三氯甲烷等氯 系脂肪族烃化合物，由于使用溶剂，存在对PEI纤维的特性造成影响的隐患。另外，近年来， 已经明确这些溶剂有可能对人体、环境造成影响，即使从环境负担、伴随溶剂回收的成本负 担的观点考虑，也希望开发一种替代技术。
[0004] 另外，作为由PEI纤维构成的无纺布，公开了一种以具有特定结构的PEI纤维作 为主要构成成分，且进行三维交织的无纺布（日本特开2012-41644号公报（专利文献 2))。非晶态PEI由于其分子骨架的原因，熔点较高、耐热性优异，而且阻燃性也优异，可以 用作纤维、工程塑料，但专利文献2的实施例中仅公开了通过水刺法制造的、纤维直径为 2. 2dtex(相当于15μηι)的纤度较大的无纺布。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平3-180588号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开2012-41644号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的课题
[0010] 本发明的目的在于，提供一种无纺布，其阻燃性优异、且由于致密而能在保持强度 的状态下制成5~900 μ m范围内的较薄的厚度。
[0011] 用于解决课题的方法
[0012] 本发明人等为了实现上述目的而进行了深入研究，结果发现通过使用以330°C下 的熔融粘度在特定范围内的非晶态PEI作为主成分的树脂，能够得到阻燃性优异、且由于 致密而能在保持强度的状态下制成5~900 μ m范围内的较薄厚度的无纺布，从而完成了本 发明。
[0013] 即，本发明的第1实施方式为一种由纤维构成的无纺布，其特征在于，以在330°C 下的熔融粘度为100~3000Pa *s的非晶态PEI作为主成分，且平均纤维直径为1~10 μ m， 所述无纺布的制造方法为熔喷法或纺粘法。
[0014] 本发明的第2实施方式为一种成型体，其特征在于，通过加热所述无纺布使非晶 态PEI纤维的一部分或全部热熔粘而形成。
[0015] 本发明的第3实施方式为一种复合叠层体，其包含所述无纺布或所述成型体。
[0016] 发明的效果
[0017] 根据本发明，通过使作为主成分的非晶态PEI在330°C下的熔融粘度在特定的 范围内，能够得到极细纤维，其结果是，可以获得不仅具有阻燃性，而且能够在厚度缩小至 5~900 μηι的范围内的同时兼顾保持强度的无纺布。另外，也可以使该无纺布（或成型体， 所述成型体的特征在于，通过加热该无纺布使非晶态ΡΕΙ纤维的一部分或全部热熔粘而形 成）与基材层叠层等而得到复合叠层体。
【附图说明】
[0018] 图1为示意性地示出用于实施例的强化纤维基材的赋形性评价的模具的图。
[0019] 符号说明
[0020] 1模具的模框、2模具的上盖。
【具体实施方式】
[0021] [非晶态 ΡΕΙ]
[0022] 以下，对本发明具体地进行说明。
[0023] 本发明中使用的非晶态ΡΕΙ是指含有脂肪族、脂环族或芳香族类的醚单元和环状 酰亚胺作为重复单元的聚合物，只要具有非晶态、熔融成型性即可，没有特别限定。这里， "非晶态"可以通过如下操作来确认：用差示扫描量热分析仪（DSC)将得到的纤维在氮气中 以l〇°C /分的速度升温，确认有无吸热峰。吸热峰非常宽而无法明确地判断吸热峰的情况 是在实际使用上也没有问题的水平，因此，实质上也可以判断为非晶态。另外，只要在不损 害本发明效果的范围内，还可以在非晶态PEI的主链上含有环状酰亚胺、醚键以外的结构 单元，例如脂肪族、脂环族或芳香族酯单元、氧羰基单元等。
[0024] 非晶态PEI优选使用由下述通式表示的聚合物。其中，式中R1为具有6~30个 碳原子的2价芳香族残基，R2为选自具有6~30个碳原子的2价芳香族残基、具有2~20 个碳原子的亚烷基、具有2~20个碳原子的环亚烷基、及以具有2~8个碳原子的亚烷基 进行了链终止的聚二有机硅氧烷基中的2价有机基团。
[0025] [化学式1]
[0026]
[0027] 非晶态PEI在330°C下的熔融粘度需要为100~3000Pa，s。如果低于100Pa，s， 则有时在纺丝时由于无法形成飞花或纤维而大量产生被称为闪光条痕（shot)的树脂粒。 如果超过3000Pa · s，则难以极细纤维化、在聚合时产生低聚物，有时在聚合时、造粒时发生 故障。在330°C下的热熔粘度优选为200~2700Pa · s，更优选为300~2500Pa · s。
[0028] 对非晶态PEI而言，其玻璃化转变温度优选为200°C以上。如果玻璃化转变温度低 于200°C，则有时得到的无纺布的耐热性较差。另外，非晶态PEI的玻璃化转变温度越高，能 够得到耐热性越优异的无纺布，因此优选，但是如果玻璃化转变温度过高，则在熔粘时其熔 粘温度也增高，有可能在熔粘时引起聚合物的分解。非晶态PEI的玻璃化转变温度更优选 为200~230 °C，进一步优选为205~220 °C。
[0029] 非晶态PEI的分子量没有特别限定，如果考虑得到的纤维或无纺布的机械特性、 尺寸稳定性、加工性，则其重均分子量（Mw)优选为1000~80000。如果使用高分子量的非 晶态PEI，则在纤维强度、耐热性等方面优异，因此优选，但是从树脂制造成本、纤维化成本 等观点考虑，重均分子量优选为2000~50000,更优选为3000~40000。
[0030] 在本发明中，作为非晶态PEI，从非晶态、熔融成型性、成本的观点考虑，优选使用 具有以下式所示的结构单元为主的、2, 2-双[4-(2, 3-二羧基苯氧基）苯基]丙二酸酐 与间苯二胺或对苯二胺的缩合物。该PEI由沙特基础创新塑料公司（SABIC Innovative Plastics)以"ULTEM"的商标进行市售。
[0033] [非晶态PEI纤维]
[0034] 在不损害本发明的效果的范围内，构成本发明的无纺布的非晶态PEI纤维还可以 含有抗氧剂、防静电剂、自由基抑制剂、消光剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、无机物等。作为所述 无机物的具体例子，可以使用碳纳米管、富勒烯、滑石、硅灰石、沸石、絹云母、云母、高岭土、 粘土、叶蜡石、二氧化硅、膨润土、氧化铝硅酸盐等硅酸盐、氧化硅、氧化镁、氧化铝、氧化锆、 氧化钛、氧化铁等金属氧化物、碳酸钙、碳酸镁、白云石等碳酸盐、硫酸钙、硫酸钡等硫酸盐、 氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝等氢氧化物、玻璃珠、玻璃片、玻璃粉、陶瓷珠、氮化硼、碳化 硅、炭黑及石墨等。而且，为了改善纤维的耐水解性，还可以含有单