專利名稱：濕紡非織造布及其制法的制作方法
領(lǐng)域技術(shù)本發(fā)明涉及無機纖維制成的濕紡非織造布及其制備方法。本發(fā)明具體涉及具有高密度的濕紡非織造布及其制備方法。
背景技術(shù)：
在例如無機纖維非織造布制備的所謂FRP(纖維增強塑料)，F(xiàn)RTP(纖維增強熱塑性材料)，印刷電路的預(yù)浸漬體和層壓板這樣的成形品，其塑性強度因非織造布而得到改善。要進(jìn)一步改善非織造布的作用，要求增加非織造布在成形品中的相對量，換句話說，必須增加非織造布的密度。盡管在該技術(shù)領(lǐng)域通常使用砑光技術(shù)來增加非織造布的密度，但是由于無機纖維易碎而使用起來困難。在這些情況下，提出了下述增加密度的方法。
已經(jīng)提出一種改進(jìn)FRP耐沖擊性的方法，該方法是將至少20質(zhì)量％的纖維束并入濕紡非織造布，這些纖維束每束含有至少100根纖維，該濕紡非織造布含有無機纖維和結(jié)合的粘合劑(日本特開平10-292254))。然而，含有至少20質(zhì)量％的無機纖維束，每束含有至少100根無機纖維的非織造布在該非織造布薄時，存在質(zhì)地差的問題。
提出過改善非織造布質(zhì)地的方法(參見日本特開平4-298208)。該方法包括步驟用三甲銨乙內(nèi)酯型表面活性劑分散玻璃纖維，用陰離子聚丙烯酰胺作為粘度增加劑改善纖維的分散性和分散穩(wěn)定性，制備質(zhì)地改善的濕片材，并在該濕片材中并入包含含有陽離子基團(tuán)的水溶性強度添加劑的一種粘合劑漆，制備其非織造布。然而，用該方法不能期望改善密度，因為該方法用于制備常規(guī)的玻璃纖維非織造布，其中的纖維是獨立分散的。
在通過抄紙技術(shù)生產(chǎn)無機纖維非織造布的步驟中，因為無機纖維本身沒有粘合能力，常常使用粘合劑組分使非織造布具有強度。然而，由以往的無機纖維和粘合劑組分組成的非織造布的密度最高不過為約0.2g/cm3(例如，日本特開昭62-41399(第1頁，和第5及6頁的以往例)，和日本特開2000-64167(第3-5頁的實施例和對比實施例))。
為了改善非織造布的密度，一種方法建議在至少150g/cm2的表面壓力下進(jìn)行加熱加壓處理(日本特許3157265)。通過該方法，可以獲得密度至少0.153g/cm3的無機纖維非織造布。然而根據(jù)其該實施例中獲得結(jié)果，在加熱加壓處理后，密度0.12-0.14g/cm3的織物最多增加到0.18g/cm3。
一種方法，其中將作為典型微玻璃纖維的平均纖維直徑3μm以下的小直徑纖維并入非織造布的無機纖維中，并進(jìn)一步將填料加入這些無機纖維的非織造布中(日本特開昭62-41399)。根據(jù)該方法，非織造布的總纖維表面積由于并入小直徑的纖維而增加，通過使用具有不同離子特性的多種高分子物質(zhì)而將填料保留在纖維的表面，通過增加并入非織造布中填料的量而改善非織造布的密度。從實施例和對比實施例中獲得的結(jié)果可理解當(dāng)不使用小直徑的纖維時，非織造布的密度為0.18g/cm3，且改善密度的效果小。因為小直徑無機纖維本身與石棉同樣對人體有不良影響，所以其要在嚴(yán)格的控制下使用，或需要不使用小直徑纖維的方法。
為了不使用小直徑纖維而改善無機纖維非織造布的密度，提出一種方法，其中無機纖維斷面使用非圓形橫斷面，如長圓形、橢圓形、繭形或高扁平等非圓形斷面的玻璃纖維(參見例如特開平7-122235和特開平11-172559)。盡管該方法對改善密度貢獻(xiàn)很大，但是非圓形橫斷面的無機纖維由于是特殊品，故生產(chǎn)量小，不易獲得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供具有高密度的無機纖維非織造布。也就是本發(fā)明的目的是通過不同于使用小直徑纖維或使用具有扁平橫斷面纖維的方法提供高密度無機纖維非織造布。
本發(fā)明的另一目的是，提供制備這種高密度無機纖維非織造布的方法。
本發(fā)明的再一目的是，提供預(yù)浸漬體和/或?qū)訅喊濉?br> 經(jīng)過深入的研究，本發(fā)明人利用一定方法解決了上述課題，該方法中，濕紡非織造布中的至少一半無機纖維是以多根纖維集束的形式存在，而且許多纖維束中的每一束都不是沿著非織造布的厚度方向排列，而是沿著平面方向排列。
即，本發(fā)明如下[1]一種濕紡非織造布，包含集束的無機纖維和將無機纖維和纖維粘合到一起的粘合劑組分，其中每束中纖維的平均數(shù)目為1.5-20，且非織造布的橫斷面中用下式表示的平均Z/X值為0.9以下(每束中沿厚度方向相鄰纖維的數(shù)目)/(每束中沿平面方向相鄰纖維的數(shù)目)＝Z/X。
以上項目1的濕紡非織造布，其中每個纖維束中纖維的最大數(shù)目不超過100。
以上項目1或2的濕紡非織造布，其中無機纖維的平均直徑為4μm-20μm，并且平均纖維長度為1mm-25mm。
以上項目1-3任一項中的濕紡非織造布，其中無機纖維為玻璃纖維。
以上項目1-4任一項中的濕紡非織造布，其密度為0.20g/cm3-1.20g/cm3。
以上項目1-5任一項中的濕紡非織造布，其粘合劑含量為3質(zhì)量％-18質(zhì)量％，并且密度為0.20g/cm3-0.50g/cm3。
以上項目1-5任一項中的濕紡非織造布，其粘合劑含量為50重量％-90重量％，并且密度為0.40g/cm3-1.20g/cm3。
以上項目1-7任一項中的濕紡非織造布的制造方法，其包括步驟在陰離子分散穩(wěn)定劑存在下將無機纖維分散到水介質(zhì)中，向獲得的纖維分散液中添加陽離子化合物而使纖維成束從而制備含生成的纖維束的纖維分散液，使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材，并對獲得的片材施加粘合劑。
以上項目1-7任一項中的濕紡非織造布的制造方法，其包括步驟在陽離子分散液穩(wěn)定劑存在下將無機纖維分散到水介質(zhì)中，向獲得的纖維分散液中添加陰離子化合物而使纖維成束從而制備含生成的纖維束的纖維分散液，使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材，并對獲得的片材施加粘合劑。
以上項目1-7任一項中的濕紡非織造布的制造方法，其包括步驟在陰離子分散液穩(wěn)定劑存在下將一部分無機纖維分散到水介質(zhì)中，以制備陰離子纖維分散液，在陽離子分散液穩(wěn)定劑存在下將一部分無機纖維或剩余無機纖維分散到水介質(zhì)中，以制備陽離子纖維分散液，并由此制備至少兩種纖維分散液，將這至少兩種纖維分散液混合在一起，使纖維集束并制備含有纖維束的纖維分散液，使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材，并對獲得的片材施加粘合劑。
預(yù)浸漬體和/或?qū)訅喊?，含有以上項?-7任一項中的濕紡非織造布。
用于印刷電路的預(yù)浸漬體和/或?qū)訅喊?，其包括以上項?-7任一項中厚度為300μm以下的濕紡非織造布。
一種制備濕紡非織造布的方法，其包括步驟在陰離子分散穩(wěn)定劑和非離子表面活性劑存在下將無機纖維分散到水介質(zhì)中，向獲得的纖維分散液中添加聚乙烯亞胺而使纖維成束，并從而制備含生成的纖維束的纖維分散液，使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材，并對獲得的片材施加粘合劑。
一種制備濕紡非織造布的方法，其包括步驟在聚乙烯亞胺和非離子表面活性劑存在下將無機纖維分散到水介質(zhì)中，向獲得的纖維分散液中添加陰離子化合物而使纖維成束，并從而制備含所生成纖維束的纖維分散液，使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材，并對獲得的片材施加粘合劑。


圖1是觀察非織造布表面而獲得的示意圖。
圖2是觀察非織造布橫斷面而獲得的橫斷面示意圖。
圖3是觀察非織造布橫斷面而獲得的橫斷面示意圖。
圖4是觀察非織造布表面而獲得的示意圖。
圖5是觀察非織造布橫斷面而獲得的橫斷面示意圖。
圖6是觀察非織造布橫斷面而獲得的橫斷面示意圖。
圖7是實施例1所制并用光學(xué)顯微鏡觀察的本發(fā)明非織造布的表面照片。
圖8是實施例1所制并用SEM觀察的本發(fā)明非織造布橫斷面的照片。
圖9是對比實施例1所制并用SEM觀察的非織造布橫斷面的照片。
圖10是實施例2所制并用光學(xué)顯微鏡觀察的本發(fā)明非織造布表面的照片。
圖11是實施例3所制并用光學(xué)顯微鏡觀察的本發(fā)明非織造布表面的照片。
圖12是實施例4所制并用光學(xué)顯微鏡觀察的本發(fā)明非織造布表面的照片。
圖13是實施例5所制并用光學(xué)顯微鏡觀察的本發(fā)明非織造布表面的照片。
圖14是實施例6所制并用光學(xué)顯微鏡觀察的本發(fā)明非織造布表面的照片。
圖15是對比實施例1所制并用光學(xué)顯微鏡觀察的非織造布表面的照片。
圖16是對比實施例2所制并用光學(xué)顯微鏡觀察的非織造布表面的照片。
圖17是對比實施例3所制并用光學(xué)顯微鏡觀察的非織造布表面的照片。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，詞語“集束”是指兩根或更多根纖維粘在一起。要制備本發(fā)明的濕紡非織造布，優(yōu)選使用下述的三種方法。在這些方法制備的非織造布纖維束中，每束中的纖維沿著縱向排列因為這樣纖維的總表面積更小，表面能更穩(wěn)定?？梢杂蔑@微鏡觀察非織造布的表面而理解這個事實。
在本發(fā)明中，一束中的纖維平均根數(shù)，一束中纖維的最大根數(shù)和平均Z/X值可以用每束中的纖維根數(shù)，在非織造布厚度方向上彼此鄰近纖維數(shù)目(Z)和在平面方向上彼此鄰近纖維根數(shù)(X)等確定。這些數(shù)目可以通過用顯微鏡觀察非織造布的表面而獲得的結(jié)果確定。另一方面，當(dāng)纖維沿著厚度方向排列時，纖維在厚度方向成束的狀況以及纖維在平面1方向(X方向)上成束的狀態(tài)可以通過顯微鏡觀察非織造布的橫斷面而精確測定出來。
在本發(fā)明中，詞語“集束”是指“通過觀察非織造布的橫斷面而發(fā)現(xiàn)的，兩根或更多纖維沿著縱向粘在一起”所謂的“粘在一起”這里是指纖維彼此緊緊粘在一起的狀態(tài)或纖維沿著縱向上在至少1/2纖維直徑的距離內(nèi)彼此聚集在一起。下面的方法可以描述測定纖維沿著縱向粘在一起的狀態(tài)方法1觀察非織造布的表面，將纖維按沿著縱向和其它(方向)集束而分類成不同的組，觀察這些分類纖維的橫斷面并參考所觀察表面的分類而確定纖維的狀態(tài)。方法2當(dāng)在大多數(shù)纖維束中纖維沿著縱向規(guī)則排列時，可通過觀察其橫斷面將粘在一起的纖維確定為集束的纖維。當(dāng)大部分纖維沒有粘在一起時，也可以通過觀察其橫斷面確定其狀態(tài)。也就是，首先，觀察具有非織造布典型狀態(tài)的給定區(qū)域的表面，以便判斷是否大多數(shù)纖維束沿著縱向均勻排列或大多數(shù)纖維沒有集束。當(dāng)大多數(shù)纖維束沿著縱向排列或大多數(shù)纖維沒有集束時，觀察表面受到過觀察的這一部分的橫斷面，以便找到粘結(jié)的纖維作為集束的纖維。
在按照方法2僅僅通過觀察橫斷面判定纖維沿著縱向粘在一起時，當(dāng)其橫斷面如圖3或圖6所示，判斷為纖維集束。然而方法2所獲得結(jié)果與方法1所獲得的結(jié)果相比，結(jié)果有一些誤差。更具體來說，在觀察圖1示意圖時，其中沿表面方向觀察纖維α的圓形橫斷面和纖維β的圓形橫斷面，在就橫斷面a進(jìn)行觀察時，纖維α和纖維β的橫斷面很明顯它們沒有彼此粘在一起。進(jìn)而，在橫斷面b(圖2)，這些纖維在縱向上也沒有粘在一起，因為這些纖維的橫斷面彼此不同。另一方面，在橫斷面c中，可以判斷纖維彼此粘在一起，因為如圖3所示纖維的橫斷面形狀類似。不過，很顯然橫斷面為c的概率很低。結(jié)果平均Z/X值的誤差很小。圖4也類似，如圖5、圖6所示的橫斷面示意圖。然而，當(dāng)大部分纖維束沿著縱向排列時，如圖4所示的情況很少發(fā)生，因此誤差很小。
觀察非織造布的橫斷面時，可以直接使用顯微鏡觀察。用另外方法觀察時，該非織造布可以包埋在樹脂中，然后用顯微鏡切片機等切片以獲得非織造布的橫斷面；或者用顯微鏡切片機等將本發(fā)明非織造布制備的成形品，如FRP(纖維增強塑料)、FRTP(纖維增強熱塑性塑料)、印刷電路的預(yù)浸漬體和層壓板切片，以獲得需觀察的非織造布橫斷面。在所有情況下，通過常規(guī)濕紡法制備的非織布中，無機纖維是一根一根地隨機存在的，但本發(fā)明的非織造布中則是纖維束和沒有集束的游離纖維以無規(guī)的方式存在的。可以通過觀察非織造布的橫斷面清楚理解這種狀態(tài)。
確定束中纖維的平均根數(shù)、束中纖維的最大根數(shù)和Z/X值時，詞語“束”是指集束纖維中的一束。當(dāng)纖維沒有集束而是分開獨立存在于該非織造布中時，纖維中每一根纖維就計數(shù)為一束。用于計數(shù)纖維的橫斷面面積至少0.2mm2，優(yōu)選至少0.4mm2，特別優(yōu)選0.4mm2-1.4mm2。觀察一塊非織造布的次數(shù)優(yōu)選至少3次，特別優(yōu)選為5次。在本發(fā)明中，僅計無機纖維的根數(shù)。
用式1計算束中纖維的平均根數(shù)[式1][束中纖維的平均根數(shù)]＝[纖維的總根數(shù)]/[總束數(shù)]在本發(fā)明中，束中纖維的最大根數(shù)可以用滿足下面式2中n的最小數(shù)確定[式2]
其中i代表束中纖維根數(shù)，p代表由i根纖維集束的束的數(shù)目。
在本發(fā)明中每束的Z/X值由式3確定，平均Z/X值由式4確定。
[Z/X值]＝[每束中沿厚度方向相鄰纖維的數(shù)目]/[每束中沿平面方向相鄰纖維的數(shù)目][式4][平均Z/X值]＝[總的Z/X值]/[總束數(shù)]在本發(fā)明中，無機纖維的全部或部分是集束的，束中纖維的平均根數(shù)為1.5-20根，平均Z/X值為0.9以下。當(dāng)束中纖維的平均根數(shù)超過20根，且非織造布的基重低，也就是說厚度為300μm以下時，織物的成形粗獷。特別是，當(dāng)基重低達(dá)200μm以下時，這種趨勢更明顯。當(dāng)束中纖維的平均根數(shù)低于1.5根時，集束對改善密度沒有貢獻(xiàn)。束中纖維的平均根數(shù)優(yōu)選在2-15，更優(yōu)選為2.5-10。當(dāng)平均Z/X值超過0.9時，對于改善該非織造布的密度沒有明顯的貢獻(xiàn)。平均Z/X值優(yōu)選0.85以下，更優(yōu)選0.35-0.85。
束中纖維的最大根數(shù)優(yōu)選為5-100，更優(yōu)選5-80，再更優(yōu)選5-60。
本發(fā)明可用的無機纖維包括陶瓷纖維、玻璃纖維、碳纖維等等，以及它們兩種或兩種以上的混合物。其中優(yōu)選使用玻璃纖維。玻璃纖維包括例如E玻璃纖維、D玻璃纖維、S玻璃纖維、NE玻璃纖維、C玻璃纖維、石英玻璃纖維、高硅酸玻璃纖維。
本發(fā)明所用的無機纖維優(yōu)選具有圓形的橫斷面。然而也可以采用其它橫斷面形狀(例如橢圓形、繭形、扁平形或星形橫斷面等)的纖維達(dá)到本發(fā)明的目的。但不優(yōu)選使用中空纖維，因為即使集束這種纖維本身密度也低。
本發(fā)明使用的無機纖維的平均直徑(把纖維轉(zhuǎn)化為圓形橫斷面的平均纖維直徑)優(yōu)選為4-20μm，平均長度優(yōu)選為1mm-25mm。更優(yōu)選，無機纖維具有平均直徑為6-15μm，平均長度為2-13mm。優(yōu)選在此范圍的纖維是因為不用擔(dān)心有害健康，并且非織造布的質(zhì)地得到了改善。
非織造布中沒有成束的纖維的相對于構(gòu)成非織造布的無機纖維的總數(shù)不超過50質(zhì)量％(在下文中記為％)，優(yōu)選不超過25％，更優(yōu)選1-25％。優(yōu)選非織造布中沒有成束的纖維的相對數(shù)量在此范圍內(nèi)是因為其對密度改善的貢獻(xiàn)。
本發(fā)明非織造布的密度優(yōu)選在0.20g/cm3-1.20g/cm3。粘合劑的量可在3質(zhì)量％-90質(zhì)量％的范圍。當(dāng)粘合劑的量在3質(zhì)量％-18質(zhì)量％范圍時，密度優(yōu)選在0.20g/cm3-0.50g/cm3，更優(yōu)選在0.23g/cm3-0.43g/cm3。當(dāng)粘合劑的量在50質(zhì)量％-90質(zhì)量％范圍時，密度優(yōu)選在0.40g/cm3-1.20g/cm3，更優(yōu)選在0.60g/cm3-1.10g/cm3，進(jìn)一步優(yōu)選在0.65g/cm3-1.05g/cm3。粘合劑的量也可以大于18％，小于50％。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在密度相對較低時，如0.1g/cm3-0.25g/cm3，優(yōu)選在0.13g/cm3-0.19g/cm3，最優(yōu)選在0.16g/cm3-0.19g/cm3，也可以獲得具有優(yōu)良樹脂浸漬性能且強度高的非織造布。
本發(fā)明的粘合劑組分，只要它是周知的粘合劑組分就沒有特別的限制。該粘合劑組分可舉出公知的有機粘合劑，如丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、水溶性纖維素、淀粉、SBR和環(huán)氧樹脂；無機粘合劑；公知的熱塑性纖維，如間-芳香聚酰胺纖維、液晶高分子纖維、熱塑性聚酰亞胺纖維、聚丙烯纖維、聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維、丙烯酸纖維、聚乙烯醇纖維和聚苯乙烯纖維等；以及粘合纖維如KP，GP和TMP等木質(zhì)紙漿。本發(fā)明中可使用有機粘合劑、無機粘合劑和粘合纖維中的一種或者兩種或更多種的混合物。
當(dāng)粘合劑的量為50質(zhì)量％或更大時，優(yōu)選使用無機粘合劑，因為用無機粘合劑制備的非織造布吸水性低于用有機粘合劑或粘合纖維制備的非織造布。
無機粘合劑例如含有烷氧基硅烷和其多聚物中至少一種的前體，以及該前體水解和縮合獲得的產(chǎn)物。也可以是它們的混合物。另外，這些無機粘合劑還包括化學(xué)結(jié)構(gòu)與烷氧基硅烷的水解/縮合產(chǎn)物大體上類似的物質(zhì)。烷氧基硅烷例如Si-(OR’)4，R-Si-(OR’)3，R2-Si-(OR’)2，R3-Si-(OR’)和R1-(R’O)3-iSi-R-Si(OR’)3-jRj等，其中i和j每一個代表0-2的自然數(shù)，R和R’每一個代表一種有機基團(tuán)，且式中所有R和R’沒有必要是相同的有機基團(tuán)。有機基團(tuán)包括烴類基團(tuán)，如烷基(例如甲基、乙基和丙基等)和芳基(如苯基等)，并且也可為氫。有機基團(tuán)還可以是這些烴類基團(tuán)與官能團(tuán)如氨基、鹵代基、環(huán)氧基、氨基甲酸酯基，異氰酸酯基、巰基、亞硫酸根基、乙烯基、丙烯?；?、丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基等結(jié)合構(gòu)成的有機官能團(tuán)。本申請還包括其它有機基團(tuán)。本申請中，烷氧基硅烷還包括所謂的硅烷偶聯(lián)劑。因為化學(xué)結(jié)構(gòu)類似于烷氧基硅烷水解/縮合產(chǎn)物的那些物質(zhì)在這里通常也叫做烷氧基硅烷，可舉出鹵代基代替OR′基的鹵代硅烷作為它們的例子。硅化合物以外的無機粘合劑前體可舉出公知的金屬醇鹽。金屬醇鹽包括例如鋁醇鹽(RnAl(OR’)3-n)，鈦醇鹽(RmTi(OR’)4-m)，和鋯醇鹽(RmZr(OR’)4-m)等。當(dāng)然，金屬醇鹽不限于它們。通式中的R和R’各自代表上述的有機基團(tuán)，而且沒有必要的是式中的所有R和R’基是相同的有機基團(tuán)。n代表0-3的整數(shù)，且m代表0-4的整數(shù)。
可以通過包括公知抄紙技術(shù)的濕紡工藝制備本發(fā)明的非織造布。此濕紡非織造布的特征是，比用其它方法制備的非織造布的質(zhì)地更好。
本發(fā)明優(yōu)選的生產(chǎn)方法是下面三種方法。
第一種方法是制備濕紡非織造布的方法，其包括步驟在陰離子分散液穩(wěn)定劑存在下，將無機纖維分散到水介質(zhì)中，向獲得的纖維分散液中添加陽離子化合物而使纖維成束并從而制備含生成的纖維束的纖維分散液，使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材，并對獲得的片材施加粘合劑。
第二種方法是制備濕紡非織造布的方法，其包括步驟在陽離子分散液穩(wěn)定劑存在下將無機纖維分散到水介質(zhì)中，向獲得的纖維分散液中添加陰離子化合物而使纖維成束并從而制備含生成的纖維束的纖維分散液，使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材，并對獲得的片材施加粘合劑。
第三種方法是制備濕紡非織造布的方法，其包括步驟在陰離子分散液穩(wěn)定劑存在下將一部分無機纖維分散到水介質(zhì)中，以制備陰離子纖維分散液，在陽離子分散液穩(wěn)定劑存在下將一部分無機纖維或剩余無機纖維分散到水介質(zhì)中，以制備陽離子纖維分散液，并由此制備至少兩種纖維分散液，將這至少兩種纖維分散液混合在一起，使纖維集束并制備含有纖維束的纖維分散液，使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材，并對獲得的片材施加粘合劑。
所有上述的三種方法都包括以下步驟，其中在第一步驟中制備的是少量纖維粘在一起的纖維分散液，在第二步驟中制備的是含有纖維束的纖維分散液，第三步驟是通過抄紙技術(shù)制備非織造布。
至于短玻璃纖維，在市場上可以獲得的多數(shù)不能彼此分開，而是幾十到數(shù)百根纖維粘在一起成為一束。該短玻璃纖維在第一步驟中基本上可以分開成為一根一根的而形成優(yōu)良的纖維分散液。當(dāng)使用商業(yè)上獲得的大多數(shù)粘在一起的，沒有處于分散狀態(tài)的短玻璃纖維時，最終形成的非織造布的成形非常粗獷。要獲得高分散性的纖維時，是加入水和纖維進(jìn)行，通?？刹捎霉姆椒ㄟM(jìn)行攪拌，根據(jù)需要可使用打漿機。是加入水和纖維進(jìn)行攪拌。要達(dá)到纖維的良好分散狀態(tài)，在纖維的分散體中要添加分散穩(wěn)定劑。在攪拌步驟中或攪拌前或后任意時間加入分散穩(wěn)定劑。
至于第一方法第一步驟中所用的陰離子分散液穩(wěn)定劑，可舉出公知的陰離子表面活性劑和水溶性陰離子聚合物。它們的優(yōu)選例子有烷基硫酸酯、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽、烷基二芳基醚磺酸鹽、烷基磷酸鹽、萘磺酸/甲醛縮合物，聚氧乙烯烷基和烷基芳基醚硫酸酯鹽、羧酸型聚合物活化劑、陰離子聚丙烯酰胺、典型代表是羧酸改性聚丙烯酰胺和丙烯酸鹽-丙烯酰胺的共聚物，聚丙烯酸鹽、褐藻酸鹽、羧基甲基纖維素和羧甲基瓜爾膠等。更優(yōu)選的陰離子分散液穩(wěn)定劑是陰離子聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鹽等。這些陰離子穩(wěn)定劑可以單獨使用或兩種或更多種混合起來使用。陰離子分散液穩(wěn)定劑的使用量，基于無機纖維的量在0.1-10％，優(yōu)選0.5-5％。
為了進(jìn)一步改善纖維分散的狀態(tài)，在纖維分散液的陰離子性不被破壞的范圍，優(yōu)選同時使用非離子表面活性劑。該非離子表面活性劑包括，例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、羥乙基/羥丙基嵌段共聚物、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油單脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯和聚氧乙烯烷基胺等。優(yōu)選的非離子表面活性劑是聚乙二醇脂肪酸酯。非離子表面活性劑的使用量基于無機纖維的量，不大于5質(zhì)量％，優(yōu)選0.1-3質(zhì)量％左右。
在第一種方法的第二步驟中使用的陽離子化合物，優(yōu)選例如陽離子改性丙烯酰胺(陽離子改性丙烯酰胺的具體例子包括那些通過Mannich反應(yīng)、Hofmann反應(yīng)或類似反應(yīng)而陽離子化并改性丙烯酰胺獲得的陽離子改性丙烯酰胺)，或陽離子單體與丙烯酰胺的共聚物等為代表的陽離子性丙烯酰胺、鹵代二芳基銨、聚乙烯嘧啶、硝化丙烯酸(類)樹脂、二胺改性異丁烯-馬來酐共聚物、二胺改性苯乙烯-馬來酐共聚物、聚乙烯咪唑啉、丙烯酸二烷基氨基乙酯、殼聚糖、亞烷基二氯/亞烷基多胺縮聚物、苯胺/甲醛縮聚物、亞烷基二胺/表氯醇縮聚物、氨/表氯醇縮聚物、天(門)冬氨酸/己二胺縮聚物、聚乙烯亞胺、聚二甲基二芳基氯化銨、水溶性苯胺樹脂鹽酸鹽、聚胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨、己二胺/表氯醇縮聚物、聚烷基氨基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、多氯化鋁、硫酸鋁、鋁酸鹽、陽離子改性瓜爾膠、陽離子改性淀粉、陽離子改性聚乙烯醇、季銨鹽(如十二烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、和烷基芐基二甲基氯化銨等)，烷基胺鹽(如醋酸椰子胺、醋酸硬脂基胺、椰子胺鹽酸鹽、硬脂酸胺鹽酸鹽和硬脂胺的油酸鹽)等。它們中，優(yōu)選陽離子化的丙烯酰胺和聚乙烯亞胺。該陽離子化合物的使用量，基于無機纖維的量優(yōu)選在0.05-7％，更優(yōu)選0.1-3％。
用于第二方法中第一步驟的陽離子分散液穩(wěn)定劑優(yōu)選是，例如用于第一方法中第二步驟的陽離子化合物。更優(yōu)選這些穩(wěn)定劑是陽離子丙烯酰胺和聚乙烯亞胺。這些陽離子分散液穩(wěn)定劑用量為0.05-7％，更優(yōu)選0.1-3％，基于100質(zhì)量份的無機纖維量。為了使纖維分散狀態(tài)更加良好，可將陽離子分散液穩(wěn)定劑與非離子表面活性劑組合使用，只要纖維分散液的陽離子性不被破壞。這些非離子表面活性劑是，例如第一方法所引用的那些非離子表面活性劑。更優(yōu)選的表面活性劑是聚乙二醇脂肪酸酯。非離子表面活性劑用量為5質(zhì)量％以下，優(yōu)選0.1-3質(zhì)量％，更優(yōu)選0.5-3質(zhì)量％，基于無機纖維。
用于第二方法中第二步驟的陰離子化合物優(yōu)選是，例如用于第一方法中第一步驟的陰離子分散液穩(wěn)定劑。更優(yōu)選陰離子聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鹽等。陰離子化合物的用量優(yōu)選在0.1-10％，更優(yōu)選0.5-5％，基于無機纖維的量。
在第三方法的第一步驟中制備的陰離子纖維分散液與第一方法的第一步驟中的纖維分散液相同，而陽離子纖維分散液可與第二方法的第一步驟中的纖維分散液相同。
本發(fā)明的制造中，第三步驟的片材制造技術(shù)可以是公知技術(shù)。片材機械例如是公知的抄紙機，如長網(wǎng)抄紙機、圓網(wǎng)抄紙機，傾斜鋼網(wǎng)機(tilting wire machine)和雙鋼網(wǎng)機，也可以是本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員用于研究的實驗室水平的手工抄紙機等。
用于形成平均Z/X值不高于0.9的非織造布的主要工藝方法是第三個步驟。具體地說，在絲網(wǎng)(wire)部分經(jīng)絲網(wǎng)而使含纖維束的纖維分散液形成布的步驟(其中白水漏過絲網(wǎng)的步驟)中形成該非織造布。本發(fā)明中，通過在絲網(wǎng)部分和/或干燥機部分用壓輥或毛氈壓而進(jìn)一步改進(jìn)效果。
當(dāng)本發(fā)明的粘合組分為粘合纖維或粉狀的有機粘合劑或無機粘合劑時，該粘合劑可以事先并入含有纖維束的纖維分散液中。另一方面，當(dāng)粘合劑組分為液體有機粘合劑或無機粘合劑時，該粘合劑組分優(yōu)選加到并粘合到在絲網(wǎng)部分形成的濕片上，然后在干燥機部分干燥形成非織造布。為了改善該非織造布的強度，可以進(jìn)一步施加粘合劑組分到所制造的非織造布上。該有機粘合劑或無機粘合劑可以應(yīng)用公知的涂層方法如浸漬法、噴涂法、邁爾棒法、照相凹板式涂敷法、微照相凹板式涂敷法、染色法、刮板法、微棒法、氣刀法，簾幕法、滑動式法或輥壓法。照例其它公知的方法也可以使用。
在本發(fā)明中，制備該濕紡非織造布的優(yōu)選方法的特征在于，包括步驟在陰離子分散液穩(wěn)定劑和非離子表面活性劑存在下，將無機纖維分散到含水介質(zhì)中，添加聚乙烯亞胺到所獲得的纖維分散液中，使纖維成束，由此制備含有所生成纖維束的纖維分散液，將所獲得的含有纖維束的纖維分散液濕紡形成片材，并在所獲得片材上加粘合劑。另一個優(yōu)選的方法包括步驟在聚乙烯亞胺和非離子表面活性劑存在下，將無機纖維添加水介質(zhì)中，向所獲得的纖維分散液中添加陰離子化合物以使纖維集束，然后制備含有所生成纖維束的纖維分散液，將所獲得的含有纖維束的纖維分散液濕紡形成片材，在所獲得片材上施加粘合劑。
本發(fā)明的非織造布，除了用于粘結(jié)纖維的粘合劑組分和無機纖維之外，還可以含有濕紡生產(chǎn)非織造布所要求的其它輔助添加劑，以及確保用粘合劑組分牢固粘結(jié)這些無機纖維的輔助粘合劑(例如，硅烷偶聯(lián)劑等)等。
本發(fā)明的非織造布可用于形成作建筑材料用的FRP、印刷電路用的預(yù)浸漬體，以及層壓板。特別優(yōu)選用該非織造布制備印刷電路用預(yù)浸漬體及層壓板。由于近來小型化和高頻信號化傾向，組合層的厚度越來越薄，本發(fā)明非織造布的厚度優(yōu)選是300μm以下，更優(yōu)選為200μm以下，并最優(yōu)選為75μm以下。
優(yōu)選使用熟知的熱固樹脂，用其作為浸漬本發(fā)明非織造布并與該布一起制備預(yù)浸漬體或?qū)訅喊宓臉渲?。特別優(yōu)選的樹脂是，例如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、氰酸酯樹脂，以及熱固性聚苯醚樹脂等。如果需要，可以通過公知的方法，在預(yù)浸漬體或?qū)訅喊宓母鲗由显O(shè)置銅箔或類似物形成的電路。
下面的實施例將進(jìn)一步具體說明本發(fā)明，它們絕非限制本發(fā)明的范圍。除非另有說明，百分比和份數(shù)分別是質(zhì)量％和質(zhì)量份數(shù)。
實施例1在本實施例中，同時使用水溶性陰離子聚合物與非離子表面活性劑作為分散穩(wěn)定劑。
圓形橫斷面直徑φ為6μm、且纖維長度為3mm的E玻璃短纖維與基于這些纖維的1％的非離子表面活性劑即聚乙二醇硬脂酸酯(Emanon 3299；花王公司產(chǎn)品)在水中混合，混合的方式使得纖維濃度保持為0.02％，同時用三一電機(three-one motor)攪拌。然后將100份如上述制備的分散液與0.1份陰離子聚丙烯酰胺(陰離子水溶性聚合物)和聚丙烯酸鈉鹽(ACCOPEARL R-200；三井Cytec有限公司產(chǎn)品)混合物的0.2％溶液混合，制備纖維分散液。肉眼可見該纖維分散液中纖維沒有成束。將2份0.005％的聚乙烯亞胺(商品名為EpominP-1000)溶液(30％原液；日本觸媒公司制)添加到該分散體中，然后攪拌使纖維成束。因此制備含有纖維束的纖維分散液。用四方形手工抄紙機采用80目塑料絲網(wǎng)用濕式抄紙法將含纖維束的纖維分散液制成片材。然后在所獲得的濕片上噴上粘合劑組分在其上粘著液體粘合劑A。160℃下在干燥機中干燥10分鐘，可獲得基重為50g/m2的非織造布，其含有50％的粘合劑。
液體粘合劑A100份γ脲基丙基三乙氧基硅烷(KBE-585，信越化學(xué)公司的產(chǎn)品)與50份水和1份醋酸在常溫下混合8個小時以獲得液體粘合劑A。所獲得非織造布的厚度和密度可以參照J(rèn)IS P 8118(50kPa)確定。質(zhì)地可以用肉眼判斷。觀察具有尺寸為1cm×1cm的方形非織造布5個樣品的表面，發(fā)現(xiàn)如圖7(觀察的一部分)所示幾乎所有纖維束的纖維沿著纖維縱向規(guī)則成束排列。觀察完表面后，每個1cm×1cm的非織造布樣品包埋到樹脂中觀察其橫斷面。該非織造布用顯微鏡切片機切片，然后使用SEM(反射電子成像)來觀察其橫斷面。圖8顯示SEM(反射電子成像)照片之一和Z/X值確定方法的典型例子。通過觀察非織造布的5個橫斷面(0.5mm2)，獲得集束纖維的平均數(shù)目，集束纖維的最大數(shù)目，平均Z/X值，以及非集束纖維數(shù)量對玻璃纖維總數(shù)的比(非集束纖維比率)。結(jié)果顯示在表1中。
在圖8中；①沿著厚度方向彼此鄰近的纖維數(shù)目＝1，沿著平面方向彼此鄰近的纖維數(shù)目＝6，因此Z/X＝1/6②沿著厚度方向彼此鄰近的纖維數(shù)目＝2，沿著平面方向彼此鄰近的纖維數(shù)目＝7，因此Z/X＝2/7③②沿著厚度方向彼此鄰近的纖維數(shù)目＝2.5，沿著平面方向彼此鄰近的纖維數(shù)目＝6.5，因此Z/X＝2.5/6.5實施例2在本實施例中，同時使用水溶性陰離子聚合物與非離子表面活性劑作為分散穩(wěn)定劑。
圓形橫斷面直徑φ為13μm、纖維長度為9mm的E玻璃短纖維與基于這些纖維的1％的非離子表面活性劑即聚乙二醇硬脂酸酯(Emanon3299；花王公司產(chǎn)品)混合，混合的方式使得纖維濃度保持為0.02％，同時用三一電機(three-one motor)攪拌。然后將100份如上述制備的分散體與0.5份陰離子聚丙烯酰胺(陰離子水溶性聚合物)和聚丙烯酸鈉鹽(ACCOPEARL R-200；三井Cytec有限公司產(chǎn)品)混合物的0.1％溶液混合，制備纖維分散液。將1份0.005％的聚乙烯亞胺(商品名為Epomin P-1000)溶液(30％原液；日本觸媒公司制)添加到該分散體中，然后攪拌使纖維成束。從而制備含有纖維束的纖維分散液。用四方形手工抄紙機采用80目塑料絲網(wǎng)用濕式抄紙法將含纖維束的纖維分散液制成片材。然后使用丙烯酸乳液(A-104；東亞合成公司產(chǎn)品)作為粘合劑噴到所獲得的濕片上，使其粘合在濕片上，160℃下在干燥機中干燥10分鐘，可獲得基重為10g/m2的非織造布，其含有10％的粘合劑。觀察具有尺寸為1cm×1cm的非織造布5個樣品的表面，發(fā)現(xiàn)如圖10(觀察的一部分)所示，幾乎所有纖維束的纖維沿著纖維縱向規(guī)則成束排列。該片質(zhì)可以采用實施例1同樣的方法確定，所獲得的結(jié)果顯示在表1中。
實施例3在本實施例中，制備兩種分散體即陰離子纖維分散液和陰離子纖維分散液。
首先，圓形橫斷面直徑φ為6μm、纖維長度為3mm的E玻璃短纖維與基于這些纖維的1％的非離子表面活性劑即聚乙二醇硬脂酸酯(Emanon 3299；花王公司產(chǎn)品)混合，混合的方式使得纖維濃度保持為0.02％，同時用三一電機(three-one motor)攪拌。然后將100份如上述制備的分散體與0.5份陰離子聚丙烯酰胺(陰離子水溶性聚合物)和聚丙烯酸鈉鹽(ACCOPEARL R-200；三井Cytec公司產(chǎn)品)混合物的0.1％溶液混合，制備陰離子纖維分散液。然后，圓形橫斷面直徑φ為6μm、纖維長度為3mm的E玻璃短纖維與基于這些纖維的0.5％的作為陽離子性丙烯酰胺的丙烯酰胺/2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化銨共聚物(ACCURAC 206E；三井Cytec公司產(chǎn)品)混合。混合的方式使得纖維濃度保持為0.02％，同時用三一電機(three-one motor)攪拌。然后將70份如上述制備的陰離子纖維分散液與30份上述制備的陽離子纖維分散液攪拌混合使纖維成束。用四方形手工抄紙機采用80目塑料絲網(wǎng)用濕式抄紙法將含纖維束的纖維分散液制成片材。然后，將過濾紙放在所獲得的濕片上，用直徑為10厘米，長度為30厘米，重量為20公斤的金屬輥往復(fù)壓該濕片兩次。使用丙烯酸乳液(A-104；東亞合成公司產(chǎn)品)作為粘合劑噴到所獲得的濕片上，使其粘著在濕片上。160℃下在干燥機中干燥10分鐘，可獲得基重為20g/m2的非織造布，其含有10％的粘合劑。觀察具有尺寸為1cm×1cm的非織造布5個方形樣品的表面，發(fā)現(xiàn)如圖11(觀察的一部分)所示，幾乎所有纖維束的纖維沿著纖維縱向規(guī)則成束排列。該片質(zhì)可以采用實施例1同樣的方法確定，所獲得的結(jié)果顯示在表1中。
實施例4
在本實施例中，同時使用陽離子聚乙烯亞胺和非離子表面活性劑作為分散穩(wěn)定劑。
圓形橫斷面直徑φ為13μm、纖維長度為9mm的E玻璃短纖維與圓形橫斷面直徑φ為6μm、纖維長度為3mm的E玻璃短纖維按照1∶1的質(zhì)量比進(jìn)行混合。然后，將混合的短纖維與基于這些纖維的1％的非離子表面活性劑即聚乙二醇硬脂酸酯(Emanon 3299；花王公司產(chǎn)品)。再將基于這些纖維的0.3％的聚乙烯亞胺(商品名為EpominP-1000)(30％原液；日本觸媒公司制)添加到這些纖維上，用三一電機在水中攪拌所獲得的混合物，同時保持纖維濃度為0.02％。肉眼可見該纖維分散液中纖維沒有成束。然后將100份如上述制備的分散體與0.5份陰離子聚丙烯酰胺(陰離子水溶性聚合物)和丙烯酸多鈉鹽(ACCOPEARL R-200；三井Cytec公司產(chǎn)品)混合物的0.1％溶液一起攪拌，使纖維成束。從而，制備了含纖維束的纖維分散液。由這種含纖維束的纖維分散液用濕式抄紙法制造一種片材，該方法采用使用80目塑料絲網(wǎng)的方形手工抄紙機。然后，將粘合劑組分噴灑在獲得的濕片材上，以便將液體粘合劑B附著其上。再用干燥機于160℃干燥10分鐘后，獲得了基重70.7g/m2并且含80％粘合劑的非織造布。觀察5塊每一塊具有1cm×1cm大小表面的非織造布樣品，發(fā)現(xiàn)如圖12中所示(觀測的一部分)，幾乎所有纖維在纖維縱向上規(guī)則成束。按照和實施例1中相同方法測定片質(zhì)，獲得表1所示的結(jié)果。
液體粘合劑B將40份硅酸乙酯(硅酸乙酯40；COLCOAT公司產(chǎn)品)和60份N-β-氨基乙基-γ-氨基丙基甲氧基硅烷(KBM603，信越化學(xué)公司產(chǎn)品)組成的100份烷氧基硅烷，5份1N的鹽酸，100份水和80份異丙醇混合在一起。在裝備有回流管的反應(yīng)器中在溫度保持在80℃的同時，攪拌獲得的混合物30分鐘，然后冷卻到室溫，獲得液體粘合劑B。
實施例5在本實施例中，用一種陽離子聚丙烯酰胺作為分散穩(wěn)定劑。
將圓形橫斷面直徑φ為6μm、纖維長度為3mm的E玻璃短纖維與基于這些纖維0.5％的作為一種陽離子聚丙烯酰胺的丙烯酰胺/2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化銨共聚物(ACCURAC 206E；三井Cytec公司產(chǎn)品)混合。用三一電機(three-one motor)在水中攪拌獲得的混合物，同時纖維濃度保持為0.02％。目視證實，這種纖維分散液中纖維沒有成束。將如上述制備的分散體100份與0.5份陰離子聚丙烯酰胺(陰離子水溶性聚合物)(SUMIFLOC FA40H；住友化學(xué)工業(yè)公司產(chǎn)品)0.1％的溶液一起攪拌，以便使纖維成束。從而，制備了含纖維束的纖維分散液。用四方形手工抄紙機采用80目塑料絲網(wǎng)用濕式抄紙法將含纖維束的纖維分散液制成片材。這時，將粘合劑組分噴灑在獲得的濕片材上，以便將液體粘合劑B粘附其上。再用干燥機于160℃干燥10分鐘后，獲得基礎(chǔ)重量為40g/m2且含70％粘合劑的非織造布。觀察1cm×1cm大小的5個非織造布樣品每一個的表面，發(fā)現(xiàn)，如圖13所示(觀察的一部分)，在幾乎所有集束中，纖維規(guī)則地沿纖維縱向集束。用和實施例1相同的方法測定片質(zhì)，獲得的結(jié)果列于表1。
實施例6在本實施例中，同時使用陽離子聚乙烯亞胺與非離子表面活性劑作為分散穩(wěn)定劑。
按照1∶1的質(zhì)量比混合圓形橫斷面直徑φ為13μm且纖維長度為9mm的E玻璃短纖維與圓形橫斷面直徑φ為6μm且纖維長度為3mm的E玻璃短纖維。然后獲得的混合短纖維與基于纖維的1％非離子表面活性劑即硬脂酸聚乙二醇酯(Emanon 3299；花王公司產(chǎn)品)混合。接著將基于纖維0.1％的聚乙烯亞胺(商品名Epomin P-1000)(原液30％，日本觸媒公司制)附加到纖維上。用三一電機(three-one motor)在水中攪拌獲得的混合物，同時使纖維的濃度保持在0.02％。目視證實，這種纖維分散液沒有粘合的纖維。然后將如上述制備的分散體100份與0.1份陰離子聚丙烯酰胺(一種陰離子水溶性聚合物)與聚丙烯酸鈉(ACCOPEARL R-200；三井Cytec公司產(chǎn)品)的混合物的0.1％溶液一起攪拌，以便使纖維集束。從而，制備了含纖維束的纖維分散液。用四方形手工抄紙機采用80目塑料絲網(wǎng)用濕式抄紙法將含纖維束的纖維分散液制成片材。這時，將丙烯酸(acryl)乳液(A-104；東亞合成公司產(chǎn)品)作為粘合劑組分噴灑到獲得的濕片材上，以便將該粘合劑粘附其上。再用干燥機于160℃干燥10分鐘后，獲得基礎(chǔ)重量為20g/m2且含10％粘合劑的非織造布。觀察1cm×1cm大小的5個非織造布樣品每一個的表面，發(fā)現(xiàn)，如圖14所示(觀察的一部分)，在幾乎所有集束中，纖維規(guī)則地沿纖維縱向集束。用和實施例1相同的方式確定片質(zhì)，獲得的結(jié)果列于表1。
實施例7按照1∶1的質(zhì)量比混合圓形橫斷面直徑φ為13μm且纖維長度為9mm的E玻璃短纖維與圓形橫斷面直徑φ為6μm且纖維長度為3mm的E玻璃短纖維。然后混合短纖維與基于纖維1％的非離子表面活性劑硬脂酸聚乙二醇酯(Emanon 3299；花王公司產(chǎn)品)混合。接著將基于纖維0.05％的聚乙烯亞胺(商品名Epomin P-1000)(30％貯液；日本觸媒公司制)附加到纖維上。用三一電機(three-one motor)在水中攪拌獲得的混合物，同時使纖維的濃度保持在0.02％。目視證實，這種纖維分散液沒有成束的纖維。然后將如上述制備的分散體100份與0.5份陰離子聚丙烯酰胺(一種陰離子水溶性聚合物)(SUMIFLOC A40H住友化學(xué)工業(yè)公司制產(chǎn)品)的0.1％溶液一起攪拌，以便使纖維集束。從而，制備了含纖維束的纖維分散液。用四方形手工抄紙機采用80目塑料絲網(wǎng)用濕式抄紙法將含纖維束的纖維分散液制成片材。這時，將丙烯酸(acryl)乳液(A-104；東亞合成公司產(chǎn)品)作為粘合劑組分噴灑到獲得的濕片材上，以便將該粘合劑粘附其上。在用干燥機于160℃干燥10分鐘后，獲得基礎(chǔ)重量為50g/m2且含10％粘合劑的非織造布。按照J(rèn)IS P-8118(50kPa)測定獲得的非織造布的厚度和松密度。目視判斷質(zhì)地。如實施例1那樣計算集束纖維的平均數(shù)、集束纖維的最大數(shù)，平均Z/X值等等，獲得的結(jié)果列于表1。
實施例8將圓形橫斷面直徑φ為6μm且纖維長度為3mm的E玻璃短纖維與基于纖維1％的非離子表面活性劑即硬脂酸聚乙二醇酯(Emanon3299；花王公司產(chǎn)品)混合。接著用三一電機(three-one motor)在水中攪拌獲得的混合物，同時使纖維的濃度保持在0.02％。然后將如0.2份陰離子聚丙烯酰胺(一種陰離子水溶性聚合物)(SUMIFLOC FA40H住友化學(xué)工業(yè)社產(chǎn)品)的0.1％溶液加入100份分散體中，以便制備纖維分散液。目視證實，這種纖維分散液沒有成束的纖維。將0.2份聚乙烯亞胺(商品名為Epomin P-1000)(30％原液；日本觸媒公司制)的0.0005％溶液添加到該分散體中并攪拌生成的混合物，使纖維集束。從而制備含有纖維束的纖維分散液。用四方形手工抄紙機采用80目塑料絲網(wǎng)用濕式抄紙法將含纖維束的纖維分散液制成片材。這時，將丙烯酸(acryl)乳液(A-104；東亞合成公司產(chǎn)品)作為粘合劑組分噴灑到獲得的濕片材上，以便將該粘合劑粘附其上。再用干燥機于160℃干燥10分鐘后，獲得基礎(chǔ)重量為50g/m2且含10％粘合劑的非織造布。按照J(rèn)IS P-8118(50kPa)測定獲得的非織造布的厚度和松密度。如實施例1那樣計算集束纖維的平均數(shù)、集束纖維的最大數(shù)，平均Z/X值等等，獲得的結(jié)果列于表1。
對比實施例1按照實施例1中相同的方法制備非織造布，不同的是沒有添加聚乙烯亞胺，并省略了纖維成束的步驟。然后檢查該片材質(zhì)量，結(jié)果列于表1中。非織造布表面的照片之一和橫斷面的照片之一分別如圖9和圖15所示。從中可以理解它們基本上沒有集束的纖維。
對比實施例2按照實施例2中相同的方法制備非織造布，不同的是沒有添加聚乙烯亞胺，并省略了纖維成束的步驟。然后檢查該片材質(zhì)量，結(jié)果列于表1中。非織造布表面的照片之一如圖16所示。從中可以理解它基本上沒有集束的纖維。
對比實施例3按照實施例6中相同的方法制備非織造布，不同的是沒有添加水溶性陰離子聚合物和省略了纖維成束的步驟。然后檢查該片材質(zhì)量，結(jié)果列于表1中。非織造布表面的照片之一如圖17所示。從中可以理解它基本上沒有集束的纖維。
表1

根據(jù)本發(fā)明，可以提供具有高密度的工業(yè)化生產(chǎn)非常有用的無機纖維非織造布。
權(quán)利要求
1.一種無機纖維構(gòu)成的濕紡非織造布，包含集束的無機纖維和將這些纖維粘合到一起的粘合劑組分，其中每束中纖維的平均數(shù)目為1.5-20，且非織造布的橫斷面中用下式表示的平均Z/X值為0.9以下(每束中沿厚度方向相鄰纖維的數(shù)目)/(每束中沿平面方向相鄰纖維的數(shù)目)＝Z/X。
2.權(quán)利要求1的濕紡非織造布，其中每個纖維束中纖維的最大數(shù)目不超過100。
3.權(quán)利要求1或2的濕紡非織造布，其中無機纖維的平均直徑為4μm-20μm，并且平均纖維長度為1mm-25mm。
4.權(quán)利要求1-3任一項中的濕紡非織造布，其中無機纖維為玻璃纖維。
5.權(quán)利要求1-4任一項中的濕紡非織造布，其密度為0.20g/cm3-1.20g/cm3。
6.權(quán)利要求1-5任一項中的濕紡非織造布，其粘合劑含量為3質(zhì)量％-18質(zhì)量％，并且密度為0.20g/cm3-0.50g/cm3。
7.權(quán)利要求1-5任一項中的濕紡非織造布，其粘合劑含量為50重量％-90重量％，并且密度為0.40g/cm3-1.20g/cm3。
8.權(quán)利要求1-7任一項中的濕紡非織造布的制造方法，其包括步驟在陰離子分散液穩(wěn)定劑存在下將無機纖維分散到水介質(zhì)中；向獲得的纖維分散液中添加陽離子化合物而使纖維成束；制備含生成的纖維束的纖維分散液；使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材；并對獲得的片材施加粘合劑。
9.權(quán)利要求1-7任一項中的濕紡非織造布的制造方法，其包括步驟在陽離子分散液穩(wěn)定劑存在下將無機纖維分散到水介質(zhì)中；向獲得的纖維分散液中添加陰離子化合物而使纖維成束；制備含生成的纖維束的纖維分散液；使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材；并對獲得的片材施加粘合劑。
10.權(quán)利要求1-7任一項中的濕紡非織造布的制造方法，其包括步驟在陰離子分散液穩(wěn)定劑存在下將一部分無機纖維分散到水介質(zhì)中，以制備陰離子纖維分散液，在陽離子分散液穩(wěn)定劑存在下將一部分無機纖維或剩余無機纖維分散到水介質(zhì)中，以制備陽離子纖維分散液，并由此制備至少兩種纖維分散液；將這至少兩種纖維分散液混合在一起，使纖維成束并制備含有纖維束的纖維分散液；使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材；并對獲得的片材施加粘合劑。
11.預(yù)浸漬體和/或?qū)訅喊澹袡?quán)利要求1-7任一項中的濕紡非織造布。
12.用于印刷電路的預(yù)浸漬體和/或?qū)訅喊?，其包括?quán)利要求1-7任一項中厚度為300μm以下的濕紡非織造布。
13.一種制備濕紡非織造布的方法，其包括步驟在陰離子分散液穩(wěn)定劑和非離子表面活性劑存在下將無機纖維分散到水介質(zhì)中；向獲得的纖維分散液中添加聚乙烯亞胺而使纖維成束，并制備含生成的纖維束的纖維分散液；使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材；并對獲得的片材施加粘合劑。
14.一種制備濕紡非織造布的方法，其包括步驟在聚乙烯亞胺和非離子表面活性劑存在下將無機纖維分散到水介質(zhì)中；向獲得的纖維分散液中添加陰離子化合物而使纖維成束，并制備含所生成纖維束的纖維分散液；使用濕紡工藝將所獲得的含纖維束的纖維分散液制成片材，并對獲得的片材施加粘合劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無機纖維構(gòu)成的濕紡非織造布，這些無機纖維含有集束的無機纖維和將這些纖維粘合在一起的粘合劑，其中每束中纖維的平均數(shù)目為1.5－20，非織造布的橫斷面中用下式表示的平均Z/X值為0.9以下(每束中沿厚度方向相鄰纖維的數(shù)目)/(每束中沿平面方向相鄰纖維的數(shù)目)＝Z/X，以及制備濕紡非織造布的方法，其包括以下步驟在陰離子分散液穩(wěn)定劑存在下將無機纖維分散到水介質(zhì)中；向獲得的纖維分散液中添加陽離子化合物而使纖維成束，從而制備含生成的纖維束的纖維分散液；使用濕紡工藝將所獲得的纖維分散液制成片材；并對獲得的片材施加粘合劑。該非織造布是一種具有高密度的無機纖維非織造布。
文檔編號D21H17/56GK1756872SQ200480006159
公開日2006年4月5日 申請日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者錦織義治, 寺尾知之 申請人:王子制紙株式會社