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JP2002508041A - 成型されたアラミドシート - Google Patents

成型されたアラミドシート

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JP2002508041A
JP2002508041A JP50778599A JP50778599A JP2002508041A JP 2002508041 A JP2002508041 A JP 2002508041A JP 50778599 A JP50778599 A JP 50778599A JP 50778599 A JP50778599 A JP 50778599A JP 2002508041 A JP2002508041 A JP 2002508041A
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aramid
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sheet
fibers
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JP50778599A
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ヘスラー,リー・ジエイムズ
Original Assignee
イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー
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Publication date
Application filed by イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー filed Critical イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー
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Abstract

(57)【要約】 m−アラミド重合体のガラス転移温度まで熱的に安定である染料を10重量%まで含有するm−アラミドフィブリド及びp−アラミドまたはm−アラミド短繊維を含んでなるアラミドシート材料及びそれから成型される部品。

Description

【発明の詳細な説明】 成型されたアラミドシート 技術分野 本発明は、染料または顔料を含むm−アラミドフィブリド(fibride) 、並びにこれらの着色したフィブリドを含むシート及びシートから作った成型品 に関する。 背景の技術 アラミド紙から作った良好な音響性を有するスピーカコーン(cone)及び 部品は公知である。スピーカコーンに対するアラミド紙は、一般に結晶化したp −アラミド繊維と非晶性のm−アラミドフィブリドとを組合わせる。ここにフィ ブリドは、成型したシートを高い圧力及び温度に供するとき繊維を柔軟にし且つ 接合させることによってp−アラミド繊維に対する結合剤として役立つ。 アラミド紙は典型的にはそのもとになる繊維と同様の色を示す。一般に自然の 色のp−アラミド繊維、例えばデュポン社の商品名ケブラー(KEVLAR)と して知られる繊維から作った紙は、金色からクリーム−ベージュ色までの色をし ている。自然の色のm−アラミド繊維、例えばデュポン社の商品名ノーメックス (NOMEX)として知られる繊維から作った紙は、灰色から明るいベージュ色 までの色をしている。アラミド紙の自然の色以外の着色は、顔料を入れたp−ア ラミド繊維をシートの形成に使用することにより、或いは色の層を成型したシー トの表面に印刷することにより達成されてきた。 しばしばアラミド紙を多くの用途にまたはこのアラミド紙からの成型品に使用 する場合、繊維またはフィブリドの自然の色以外の色が美観の 理由から所望される。種々の部品、特に使用時に見えるスピーカコーン及び成型 品は、普通ある変化に富んだ色、特に暗色及び黒を有する材料を必要とする。 典型的には成型業者は、印刷工程を利用して、不織アラミドシートに表面色を 与え、これを成型品に成型する。経験によると、印刷したアラミド紙を成型する とき、表面色の欠陥は成型品の表面が亀裂を有するように見えさせる。そのよう な「亀裂」は、そのようなコーンで作られたスピーカの外観を不満足にさせる。 これらの好ましくない表面の欠陥は、成型工程中のシートの表面成分の移動に由 来する。成型中、シートを更に高密度化し、また特定の形に成型するために熱及 び剪断力がシートに加えられる。この剪断力の下で、印刷されたフィブリド及び /または繊維は移動して、印刷されてないフィブリド及び/または繊維をシート の表面下から表面へ露出させることになる。印刷されてないフィブリドまたは繊 維が見えるようになった場所は、目に止まり、着色した表面に亀裂として写る。 事実これらの「亀裂」は紙の表面における丁度印刷されてないすじとなり、また これらの「亀裂」は成型部品またはスピーカコーンの性能または機能に影響しな いけれど、美観上受け入れられない。 活性炭の充填されたフィブリドはベイア(Bair)の米国特許第54827 73号に教示され、フィブリドの製造における充填剤の使用法はモーガン(Mo rgan)の米国特許第2999788号に記述されている。充填剤のフィブリ ドにおける存在は、フィブリドの機械的性質を変更させがちである。ベイアのフ ィブリドは吸収材として使用され、活性炭を高含量(40−85重量%)で含む 。ベイアの教示するフィブリド及びこのフィブリドから作られたシートの両方は 、高濃度のカーボ ン充填剤の結果として平均的な機械的性質のものであった。 本発明は着色したアラミドシート及び成型されたシート製品の製造に使用でき る着色したフィブリドを提供する。本発明のフィブリドは、それら及びそれから 作られるシート製品が機械的性質において悪くならないように着色される。これ はスピーカ及びコーンのような音響に使用するシート材料の性能を考える上で特 に重要である。 発明の概略 本発明は、フィブリドを形成するm−アラミド重合体のガラス転移温度までま たはそれ以上まで安定である染料を10重量%まで含有するm−アラミドを提供 する。 本発明は、これらのフィブリドから作られるアラミドシート及びそのようなシ ートから作られる成型品を提供する。 シートの成型において、本発明のフィブリドは短いp−アラミドまたはm−ア ラミド繊維が組合わせられる。p−アラミド繊維は、好ましくはシートに望まし い機械的性質を与える。 本発明のシートからは種々の形の部品が成型できるが、音響デバイスに対する 成型品、例えばスピーカ(コーン及びパーツ)が特に重要である。 更に本発明は種々の色のアラミドシート材料及びそれから作られる成型品を製 造するための、 (a)m−アラミド重合体の溶媒中溶液を調製し、 (b)この混合物を、剪断条件下に貧溶媒中に押出してフィブリドを形成させ、 (c)このフィブリドを水中で洗浄して溶媒を除去し、 (d)この湿ったフィブリドを水と混合してフィブリドの濃度を希釈し、m−ア ラミド重合体のガラス転移温度までまたはそれ以上まで熱的に安定である染料ま たは顔料を水フィブリド混合物に添加し、 (e)工程(d)からの混合物を、フィブリドが染料または顔料を吸収し且つ色 を発現するのに十分な時間加熱し、 (f)この着色したフィブリドを、シート材料を製造するのに適当なアラミド繊 維と混合し、 (g)シート材料を成型し且つ乾燥し、そして (h)このシート材料を成型により部品を形成させる、 工程を含んでなる方法を提供する。ここに好適な成型部品はスピーカコーン:ツ ウィータ、中周波コーン及びウーファを含む。 図面の簡単な説明 図面はスピーカコーンを製造するのに使用される成型装置を示す。 発明の詳細な記述 本発明は着色したm−アラミドフィブリドを提供する。このフィブリドはアラ ミドシート及び部品の製造に使用されて、美観的に心地好い色の製品を提供する ことができる。 特に本発明のフィブリドを含むアラミドシートは、成型された表面に「亀裂」 の外観を与える表面の欠陥を生じることなく成型品、例えばスピーカのパーツに 成型できる。 本発明のフィブリドは、一次の色源として有機染料または有機顔料を使用する 。本発明で使用できる顔料及び染料は、フィブリドを成型するm−アラミド重合 体のガラス転移温度までまたはそれ以上まで熱的に安定であり且つフィブリドが 所望の深さの色を発現するのに十分な量でフィ ブリドに吸収されるものである。 本発明において、フィブリドは,色源の価格以外に、あったとしても付加的な 工程費が低いように製紙工程で着色される。 典型的にはアラミド紙を製造する工程において、決して乾燥してないm−アラ ミドフィブリドを水で希釈し、アラミド短繊維と混合する前に容器内に保持し、 更に製紙機への途中で更に水で希釈する。本発明のフィブリドは保持容器にある 間に染料と混合される。そこでフィブリドは加熱され、染料を吸収し且つ色を発 現するのに十分な期間保持される。商業的な運転では、フィブリドを更にシート へ加工する前に完全に吸収される(または顔料の場合にはフィブリド中に完全に 混入される)ように染料または顔料を選択することが好適である。この場合、染 料または顔料が完全に消費されれば、他の工程段階において遊離の染料または顔 料は存在しないであろうし、遊離の染料または顔料を回収しまたは廃棄する必要 はないであろう。 本発明のフィブリドは、p−アラミド繊維またはm−アラミド繊維と混合して 、アラミド紙を形成する。ついで形成されたシートをカレンダー処理し、特にカ レンダー処理しまたはカレンダー処理してないシートとして成型品を製造するた めの成型機に供給する。 成型操作においては、熱及び圧力をシートに適用するが、この成型がシートの 最終的な強度を発現させるカレンダー処理と同一の目的に役立つ。しかし成型は カレンダー処理されてない種々の硬さのシートを必要とするから、シートが成型 機の必要条件に合うように部分的にまたは完全にカレンダー処理されたシートも 必要であろう。 スピーカコーンの製造に紙を使用する場合、好適なシートの組成はm −アラミドフィブリド50重量%及びp−アラミド繊維50重量%からなること が発見された。 本明細書で用いるようなアラミドとは、アミド(−CONH−)結合の少なく とも85%が2つの芳香族環に直接結合しているポリアミドを意味する。アラミ ドと共に添加剤が使用でき、他の重合体材料が10重量%までアラミドと混合さ れていてよく、或いはアラミドにジアミンに代わる他のジアミンを10重量%ほ どの量でまたはアラミドのジ酸に代わる他のジ酸クロリドを10重量%ほどの量 で含む共重合体も使用できる。 m−アラミドはアミド結合が互いにメタ位に存在するアラミドであり、p−ア ラミドはアミド結合が互いにパラ位に存在するアラミドである。本発明に好適な m−アラミドはポリ(m−フェニレンイソフタラミド)であり、好適なp−アラ ミドはポリ(p−フェニレンテレフタラミド)である。 本明細書で使用するようなフィブリドとは、重合体溶液を剪断下に貧溶媒中に 押出して、その溶液からm−アラミドを沈殿させることによって作られるm−ア ラミド重合体の粒状でないフィルム様の粒子を意味する。 本発明によって作られる着色したシート材料は、例え成型工程を用いてこの材 料を部品に成型するとしても、その色及び表面性を保持する。いくつかの場合、 成型部品またはカレンダー処理したシートは部品を成型したシートよりも暗い色 相を有するように見えるかもしれない。この色の移行は、表面の粗さの相違並び にシートまたは成型部品の成型(カレンダー処理)面に比較しての、カレンダー 処理してない面における光 散乱の相違のためである。 シート材料及びこれから成型した部品の色相を所望通りにするためには、製紙 に使用する繊維をその自然の色で使用するか、またはその繊維を染料または顔料 で着色するとよい。自然の色の繊維と染色したフィブリドとの組み合わせは、大 理石のような外観を有する紙、シート材料及び成型部品をもたらす。繊維をフィ ブリドと同一の色に染料または顔料で着色するならば大理石模様は本質的に消失 する。着色した繊維とフィブリドの組み合わせは、特に繊維及びフィブリドが異 なった色相または異なった色であるように染料または顔料で着色した場合、多く の変化に富んだ、興味深い色柄を作るのに使用できる。 フィブリドの着色には、塩基性、酸性、分散及び含金属を含む広範な有機染料 が使用できる。しかしながら多くの最終用途は、着色した紙またはシートをカレ ンダー処理しまたは成型することを必要とする。これらの工程において、着色し た紙またはシート材料はm−アラミドフィブリドのガラス転移温度に近い温度に 供され、いくつかの染料は熱的に分解して、暗色になりまたは炭化し、その色の 性質を失う。この色の劣化が問題となる場合には、含金属染料が最小の熱劣化し か示さず且つ優秀で完全な染着をもたらすので、これを用いてフィブリドを着色 することが推奨される。熱に安定な顔料または他の種類の染料は、紙またはシー ト材料の色が、上述のような高温処理後に使用に望ましい限りにおいて、使用す ることができる。 本発明に有用な代表的染料は、次の商品名で売られているような染料を含む。 チバーガイギー社(Andsley,NJ):イラガラン(IRAGALAN) ブラックBGL(中性の含金属);ネオラン(NEO LAN)ブラックWA140(酸性含金属);テラシル(TERASIL)ブラ ックHTG(分散);テラシルブルーGET(分散);テクチロン(TECTI LON)レッド2B(酸性);クラリアント(Clariant)社(Char lotte,NC):ナイロサン(NYLOSAN)ブルーEML(酸性);ナ イロサン・ブリリアントグリーン(酸性);バーリングトン(Burlingt on)社(Burlington,NC):バーコクリル(BURCOCRYL )ブラックR染料及びアシッドブルー25(酸性)。 染料はフィブリドの着色に好適であるけれど、いくつかの顔料も許容できる。 必要な熱的性質を有し且つフィブリドに適切に保持される顔料も、フィブリドの 着色に使用できる。 染料または顔料のフィブリドにおける濃度は10重量%以下、好ましくは5% 以下である。フィブリド並びにフィブリド及び繊維を含む紙の製造はよく知られ ている。フィブリドの製造は、パリッシュ(Parrish)らの米国特許第2 988782号、モーガンの米国特許第2999788号、及びダギンズ(Du ggins)の米国特許第3018091号に記述されている。 種々のアラミド紙の製造は、グロス(Gross)の米国特許第375690 8号、トカースキー(Tokarsky)の米国特許第4729921号、及び キラヨグル(Kirayoglu)らの米国特許第5314742号及び米国特 許第5223094号に開示されている。 本発明のシートを製造するのに使用されるフィブリド及び繊維の濃度は、紙、 シート材料または成型品の最終用途に適当ないずれかの範囲である。アラミド上 において一般的に公知のフィブリド及び繊維の濃度は、 本発明の所望の色相及び色効果を作り出すのに十分な広い範囲を提供し、一方で 得られる紙またはシート材料がその最終用途に対するすべての他の物理的性質を 保持することを可能にする。 上述したように、スピーカパーツの成型に好適な紙は、フィブリドを50重量 %及びp−アラミド繊維を50重量%含有する。このp−アラミド繊維は製紙の 条件下に染料を吸収せず、従って顔料で着色されてないp−アラミド繊維から作 られるスピーカパーツの場合、最終の色はp−アラミド繊維の黄色と染料または 顔料で着色されたm−アラミドフィブリドの色との組み合わせの結果になるであ ろう。p−アラミド繊維は繊維を押出す重合体溶液に顔料を混入することによっ て着色してもよい。p−アラミド繊維に顔料を混入するならば、色の組み合わせ が可能となり、またはその繊維とフィブリドの色を一致させることもできる。 一般にスピーカーコーンの製造の場合、紙は製紙機で製造されるが、続いて高 温及び高圧を用いてカレンダー処理はしない。この着色したフィブリドを含むカ レンダー処理してない紙を、高温及び高圧を用いてスピーカーコーン、特にツウ ィータ(高周波数)及び中範囲(中周波数)コーン及びウーファー(低周波数) に成型する。 成型法 図面は典型的なスピーカ部品の型を示す。この型ブロックは上面プレートAと 底面プレートBに取り付けられている。上部ブロックはスペーサD及び静置のオ ポーザー(opposer)とリングOからなる。底部ブロックは、底部ブロッ クが型の上部ブロック中へプレスできるように、組合わさってCを形成するスプ リングC2に取り付けられたすべりリングC1を有する。上部ブロックEはスピー カパーツ面の一表面を形 成する凹部、即ち実際の型を有する。底部ブロックはスピーカパーツの他の面を 形成する凸部F、即ち口金を有する。紙は型の2つのブロック間の通路Pに沿っ て通過し、ブロックが所望の圧力と温度において共に圧縮するにつれて紙がパー ツに成型される。 スピーカパーツの状態に典型的な成型条件は、 温度 520−600°F 圧力 10−50トン である。 スピーカパーツの場合、成型されたコーンを口金から取り出し、仕上げ、そし てスピーカシステムに組み立て、性能試験をする。本発明のスピーカコーンは美 観的に心地よい色と外観を有し、これらのコーンを用いたスピーカは低から高周 波数まで優秀な音質を与える。本発明のコーンは歪みの低いことも特徴である。 次の実施例は本発明を例示し、本発明を制限するものではない。以下の実施例 において、いくつかのの着色した紙及び染料はスピーカコーンの製造に推奨され ないものとして示される。それらは他の用途において使用することが可能である 。 実施例 実施例1 本実施例は、染色したフィブリドを用いて作られる種々の紙、並びにm−アラ ミドフィブリドのガラス転移温度付近の温度の熱処理を必要とするスピーカコー ンまたは他の成型品或いはカレンダー処理した製品の製造における染料の熱安定 性の重要性を例示する。 下記の各実施例においては、ポリ(m−フェニレンイソフタラミド) フィブリドを、70℃下に60分間、フィブリドの重量に基づいて3−6重量% の染料の水溶液中で染色した。この染色したフィブリドを、重量比50/50に おいてポリ(p−フェニレンテレフタラミド)と組み合わせ、約2oz/yd2 の紙のハンドシートを作った。このハンドシートを半分に切断し、1つの半分を 280℃(535°F)、1000psiにおいて1分間、熱プレスした。これ らの温度及び圧力条件は、紙の成型またはカレンダー処理に使用される最高温度 条件を模倣するように選択した。 *クロンプトン(Crompton)及びノーレス(Knowles)(Cha rlotte,NC)から入手されるブルー54 **BASF,テキスタイルカラーズ(Textile Colors)(Ch arlotte,NC)から入手されるレッド29 色の強度は、データカラーインターナショナル(Charlotte,NC) 製のクロマセンサ(Chroma Sensor)分光計を用いてK/Sとして 測定した。各試料に対してK/Sは、分光計で決定されるピーク反射率の波長に おいて測定した。 スピーカコーンを作るために使用される条件下において、青色塩基性染料は安 定でないが、これらの染料は上述した成型条件を必要としない用途に対して適当 であるかもしれない。赤色の塩基性染料は、プレスしたとき青色染料よりも良好 な色強度を示すけれども、スピーカコーンに適当であるとは思えない。 塩基性ブラック染料と金色のp−アラミド繊維の組み合わせは、緑色の紙をも たらす。ブラック染料の青色成分は壊れて、赤色を残し、紙を紫色にする。この 紙は、最終の色が熱劣化の結果であるから、スピーカコーンに許容できなかった 。即ちこの色は商業的生産に必要とされるように、一定に再現できそうになかっ た。 シート材料または成型した紙の最終の色はシートの加工及び成型に使用される 温度条件に依存する。従ってシートまたは成型部品に作られる最終の色はしばし ば予想することができない。染料または顔料の熱安定性及び染料と顔料における 色成分の処方だけを考えるならば分かりやすいように見えるが、工程段階中に染 料または顔料は色の変化をもたらす可能性のある条件に供されるばかりでなく、 シート中のフィブリドの分布が加工条件と共に変化しうるから、本発明のように 製紙工程で使用さ れるフィブリドを着色するだけで均一な色が達成されることは驚くべきことであ る。 実施例2 ポリ(p−フェニレンテレフタラミド)フロック及び次の酸性、分散、及び含 金属染料を用いて染色したポリ(m−フェニレンイソフタラミド)フィブリドか ら、実施例1におけるように8つのハンドシートを製造した。 1、イルガランブラックBLG(中性含金属) 2、ネオランブラックWA140(酸性含金属) 3、テラシルブラックHTG(分散) 4、アシッドブルー25(酸性) 5、ナイロサンブルーFML(酸性) 6、テラシルブルーGBT(分散) 7,ナイロサンブリリアントグリーン(酸性) 8、テクチロンレッド2B(酸性) 実施例1におけるように、フィブリドを70℃で60分間染色した。それぞれ の場合、3−6%(フィブリドの重量基準)の染料を使用した。染料の消費は中 性含金属及び分散染料に対して良好であり、1番は最も良かった(水は殆ど透明 )。3番は次に良かった。染料消費の程度は、多分それがイオン性で、水に非常 に良く溶解するからであろうか、酸性染料の場合にかなり低かった。 これらの紙を実施例1におけるようにプレスした。すべての試料はスピーカコ ーンパーツの製造に使用できるように見えた。しかし中性の含金属染料はその熱 的安定性及び染料消費に対して好適であった。 安定な染料を用いても、加工の熱履歴は最終の色の発現に重要であることを特 記することは重要である。色は同一の染色条件を使用する場合に正確に且つ着実 に適合させることができ、その試料は同一の熱履歴を有する。ここに熱履歴とは 、温度及び紙がその温度に露呈される期間を含む成型及びカレンダー処理の温度 条件を意味する。熱履歴は染料に関して特に重要である。すべての染料は特性的 には主に有機である。スピーカコーンの成型温度は高く、商業的加工における温 度制禦は所望ほど正確でないかもしれない。この不正確な制禦と高温の組み合わ せは、最も安定な染料を用いても熱履歴の相違に至る。紙の色の移行が見られる ばかりでなく、紙の、加工における光沢及び表面の平滑さにも変化が起こる。 実施例3 標準的な精製装置及び方法を用いて、精製したポリ(m−フェニレンイソフタ ラミド)フィブリドを準備した。ついでタンクを0.6%の粘度を維持しながら 、染料をフィブリドに添加した。バーリングトンからのバーコクリルブラックR 染料を固体に基づいて4%の濃度で添加した。この染料はいくつかの色の混合物 であって黒である。下に述べるように、この染料の成分の色のすべてが279℃ まで安定であるわけではない。かくしてこの染料はそれを処理できる温度を限定 する。 フィブリドを、室温、〜30℃で染色した。ついで紙がフィブリドを50重量 %の濃度で有するように、フィブリドを1:1の割合でポリ(p−フェニレンテ レフタラミド)フロックと混合した。更に5.75oz/yd2のスピーカ紙を 紙機で形成させた。ついでこの紙をカレンダー処理し、灰緑色の大理石様外観の スピーカパーツを製造するのに使 用した。この灰緑色は、用いた低量の染料と紙のp−アラミド繊維成分の黄色と の結果であった。この紙は、1000psi及び232℃で1分間プレスしたと き、灰緑色になった。紙を279℃でプレスしたとき紙の色は赤になった。この 色の変化は染料の青成分の分解に由来するようであった。したがってこの染料は 低プレス温度、即ち232℃を越えない温度を用いるときにだけ推奨できる。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度10フィート/分、350℃の温度及び480 psiにおいてカレンダー処理した。これらの加工条件下に、本実施例で用いた 染料はスピーカ紙の製造への使用が推奨できない。 実施例4 基本重量が2.5oz/yd2である以外、実施例3におけるように 紙を形成させた。これらを直接またはカレンダー処理後スピーカパーツに転化し た。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度10フィート/分、325℃の温度及び480 pliにおいてカレンダー処理した。これらの加工条件下に、本実施例で用いた 染料はスピーカ紙の製造への使用が推奨できない。 実施例5 実施例4からの紙を用いて、先ず紙をカレンダー処理して2層シートを作り、 ついでこれをスピーカ成分にすることにより、2層紙を作った。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度10フィート/分、350℃の温度及び480 pliにおいてカレンダー処理した。これらの加工条件下に、本実施例で用いた 染料はスピーカ紙の製造への使用が推奨できない。 実施例6 プレスしたとき270℃において非常に少ししか熱劣化を示さないイルガラン ブラックBGL(中性含金属染料)を用いて紙を作った。紙の色は成型後灰緑色 であった。この染料は優秀な性能を示し、スピーカ紙の製造に使用するのに推奨 できた。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 実施例7 イルガランブラックBGL染料を用いる以外実施例1に記述したように紙を形 成させた。紙の公称の基本重量は1.44oz/yd2であった。染料の色の性 能は優秀であり、スピーカ紙への使用が推奨できた。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 実施例8 公称の基本重量が1.88oz/yd2である以外、実施例7に記述したよう に紙を製造した。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 実施例9 実施例6の紙3層をカレンダー処理して、公称の基本重量が3.75oz/y d2のシートを製造した。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した。 実施例10 実施例7の紙3層をカレンダー処理して、公称の基本重量が5.75oz/y d2のシートを製造した。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した。 実施例11 実施例8の紙2層をカレンダー処理して、公称の基本重量が3.75oz/y d2のシートを製造した。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した。 実施例12 実施例8の紙4層をカレンダー処理して、公称の基本重量が7.50z/yd2 のシートを製造した。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した。 実施例13 イルガランイエローKWL染料をする以外実施例3に記述したように紙を製造 した。紙の公称の基本重量は2oz/yd2であった。この染料の性能は優秀で あった。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度20フィート/分、345−350℃の温度及 び580pliにおいてカレンダー処理した。 実施例14 イルガランレッドKWL染料をする以外実施例3に記述したよう紙を製造した 。紙の公称の基本重量は2oz/yd2であった。この染料の性能は優秀であっ た。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度20フィート/分、345−350℃の温度及 び580pliにおいてカレンダー処理した。 実施例15 イルガランブルー3GL染料を用いる以外実施例3に記述したように 紙を製造した。紙の公称の基本重量は2oz/yd2であった。この染料の性能 は優秀であった。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度20フィート/分、345−350℃の温度及 び580pliにおいてカレンダー処理した。 実施例16 イルガランブラックBGL染料を用いる以外実施例3に記述したよう紙を製造 した。紙の公称の基本重量は2oz/yd2であった。本実施例において、紙シ ート中のフィブリドの含量を50から60重量%まで増加させた。染料の性能は 優秀であった。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した この紙を、520°Fの温度及び2.5トンの圧力でスピーカパーツに成型し た。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年5月14日(1999.5.14) 【補正内容】 明細書 成型されたアラミドシート 技術分野 本発明は、染料または顔料を含むm−アラミドフィブリド(fibride) 、並びにこれらの着色したフィブリドを含むシート及びシートから作った成型品 に関する。 背景の技術 アラミド紙から作った良好な音響性を有するスピーカコーン(cone)及び 部品は公知である。スピーカコーンに対するアラミド紙は、一般に結晶化したp −アラミド繊維と非晶性のm−アラミドフィブリドとを組合わせる。ここにフィ ブリドは、成型したシートを高い圧力及び温度に供するとき繊維を柔軟にし且つ 接合させることによってp−アラミド繊維に対する結合剤として役立つ。 アラミド紙は典型的にはそのもとになる繊維と同様の色を示す。一般に自然の 色のp−アラミド繊維、例えばデュポン社の商品名ケブラー(KEVLAR)と して知られる繊維から作った紙は、金色からクリームーベージュ色までの色をし ている。自然の色のm−アラミド繊維、例えばデュポン社の商品名ノーメックス (NOMEX)として知られる繊維から作った紙は、灰色から明るいベージュ色 までの色をしている。アラミド紙の自然の色以外の着色は、顔料を入れたp−ア ラミド繊維をシートの形成に使用することにより、或いは色の層を成型したシー トの表面に印刷することにより達成されてきた。 しばしばアラミド紙を多くの用途にまたはこのアラミド紙からの成型品に使用 する場合、繊維またはフィブリドの自然の色以外の色が美観の 理由から所望される。種々の部品、特に使用時に見えるスピーカコーン及び成型 品は、普通ある変化に富んだ色、特に暗色及び黒を有する材料を必要とする。 典型的には成型業者は、印刷工程を利用して、不織アラミドシートに表面色を 与え、これを成型品に成型する。経験によると、印刷したアラミド紙を成型する とき、表面色の欠陥は成型品の表面が亀裂を有するように見えさせる。そのよう な「亀裂」は、そのようなコーンで作られたスピーカの外観を不満足にさせる。 これらの好ましくない表面の欠陥は、成型工程中のシートの表面成分の移動に由 来する。成型中、シートを更に高密度化し、また特定の形に成型するために熱及 び剪断力がシートに加えられる。この剪断力の下で、印刷されたフィブリド及び /または繊維は移動して、印刷されてないフィブリド及び/または繊維をシート の表面下から表面へ露出させることになる。印刷されてないフィブリドまたは繊 維が見えるようになった場所は、目に止まり、着色した表面に亀裂として写る。 事実これらの「亀裂」は紙の表面における丁度印刷されてないすじとなり、また これらの「亀裂」は成型部品またはスピーカコーンの性能または機能に影響しな いけれど、美観上受け入れられない。 活性炭の充填されたフィブリドはベイア(Bair)の米国特許第54827 73号(WO第94・05841−A号に相当)に教示され、フィブリドの製造 における充填剤の使用法はモーガン(Morgan)の米国特許第299978 8号に記述されている。充填剤のフィブリドにおける存在は、フィブリドの機械 的性質を変更させがちである。ベイアのフィブリドは吸収材として使用され、活 性炭を高含量(40−85重量%)で含む。ベイアの教示するフィブリド及びこ のフィブリドから 作られたシートの両方は、高濃度のカーボン充填剤の結果として平均的な機械的 性質のものであった。アラミド紙は、RD(Reseach Disclosu re)−338073号、データベース(Database)WPI(Derw ent)メターアラミドフィブリド、パラ−アラミドフロック、及びパラ−アラ ミドパルプに教示されている。 本発明は着色したアラミドシート及び成型されたシート製品の製造に使用でき る着色したフィブリドを提供する。本発明のフィブリドは、それら及びそれから 作られるシート製品が機械的性質において悪くならないように着色される。これ はスピーカ及びコーンのような音響に使用するシート材料の性能を考える上で特 に重要である。 発明の概略 本発明は、フィブリドを形成するm−アラミド重合体のガラス転移温度までま たはそれ以上まで安定である染料を10重量%まで含有するm−アラミドを提供 する。 本発明は、これらのフィブリドから作られるアラミドシート及びそのようなシ ートから作られる成型品を提供する。 シートの成型において、本発明のフィブリドは短いp−アラミドまたはm−ア ラミド繊維が組合わせられる。p−アラミド繊維は、好ましくはシートに望まし い機械的性質を与える。 本発明のシートからは種々の形の部品が成型できるが、音響デバイスに対する 成型品、例えばスピーカ(コーン及びパーツ)が特に重要である。 更に本発明は種々の色のアラミドシート材料及びそれから作られる成型品を製 造するための、 (a)m−アラミド重合体の溶媒中溶液を作り、 (b)この混合物を、剪断条件下に貧溶媒中に押出してフィブリドを形成させ、 (c)このフィブリドを水中で洗浄して溶媒を除去し、 (d)この湿ったフィブリドを水と混合してフィブリドの濃度を希釈し、m−ア ラミド重合体のガラス転移温度までまたはそれ以上まで熱的に安定である染料ま たは顔料を水フィブリド混合物に添加し、 (e)工程(d)からの混合物を、フィブリドが染料または顔料を吸収し且つ色 を発現するのに十分な時間加熱し、 (f)この着色したフィブリドを、シート材料を製造するのに適当なアラミド繊 維と混合し、 (g)シート材料を成型し且つ乾燥し、そして (h)このシート材料を成型により部品を作る、 工程を含んでなる方法を提供する。ここに好適な成型部品はスピーカコーン:ツ ウィータ、中周波コーン及びウーファを含む。 図面の簡単な説明 図面はスピーカコーンを製造するのに使用される成型装置を示す。 発明の詳細な記述 本発明は着色したm−アラミドフィブリドを提供する。このフィブリドはアラ ミドシート及び部品の製造に使用されて、美観的に心地好い色の製品を提供する ことができる。 特に本発明のフィブリドを含むアラミドシートは、成型された表面に「亀裂」 の外観を与える表面の欠陥を生じることなく成型品、例えばスピーカのパーツに 成型できる。 本発明のフィブリドは、一次の色源として有機染料または有機顔料を使用する 。本発明で使用できる顔料及び染料は、フィブリドを成型するm−アラミド重合 体のガラス転移温度までまたはそれ以上まで熱的に安定であり且つフィブリドが 所望の深さの色を発現するのに十分な量でフィブリドに吸収されるものである。 本発明において、フィブリドは,色源の価格以外に、あったとしても付加的な 工程費が低いように製紙工程で着色される。 典型的にはアラミド紙を製造する工程において、決して乾燥してないm−アラ ミドフィブリドを水で希釈し、アラミド短繊維と混合する前に容器内に保持し、 更に製紙機への途中で更に水で希釈する。本発明のフィブリドは保持容器にある 間に染料と混合される。そこでフィブリドは加熱され、染料を吸収し且つ色を発 現するのに十分な期間保持される。商業的な運転では、フィブリドを更にシート へ加工する前に完全に吸収される(または顔料の場合にはフィブリド中に完全に 混入される)ように染料または顔料を選択することが好適である。この場合、染 料または顔料が完全に消費されれば、他の工程段階において遊離の染料または顔 料は存在しないであろうし、遊離の染料または顔料を回収しまたは廃棄する必要 はないであろう。 本発明のフィブリドは、p−アラミド繊維またはm−アラミド繊維と混合して 、アラミド紙を形成する。ついで形成されたシートをカレンダー処理し、特にカ レンダー処理しまたはカレンダー処理してないシートとして成型品を製造するた めの成型機に供給する。 成型操作においては、熱及び圧力をシートに適用するが、この成型がシートの 最終的な強度を発現させるカレンダー処理と同一の目的に役立 つ。しかし成型はカレンダー処理されてない種々の硬さのシートを必要とするか ら、シートが成型機の必要条件に合うように部分的にまたは完全にカレンダー処 理されたシートも必要であろう。 スピーカコーンの製造に紙を使用する場合、好適なシートの組成はm−アラミ ドフィブリド50重量%及びp−アラミド繊維50重量%からなることが発見さ れた。 本明細書で用いるようなアラミドとは、アミド(−CONH−)結合の少なく とも85%が2つの芳香族環に直接結合しているポリアミドを意味する。アラミ ドと共に添加剤が使用でき、他の重合体材料が10重量%までアラミドと混合さ れていてよく、或いはアラミドにジアミンに代わる他のジアミンを10重量%ほ どの量でまたはアラミドのジ酸に代わる他のジ酸クロリドを10重量%ほどの量 で含む共重合体も使用できる。 m−アラミドはアミド結合が互いにメタ位に存在するアラミドであり、p−ア ラミドはアミド結合が互いにパラ位に存在するアラミドである。本発明に好適な m−アラミドはポリ(m−フェニレンイソフタラミド)であり、好適なp−アラ ミドはポリ(p−フェニレンテレフタラミド)である。 本明細書で使用するようなフィブリドとは、重合体溶液を剪断下に貧溶媒中に 押出して、その溶液からm−アラミドを沈殿させることによって作られるm−ア ラミド重合体の粒状でないフィルム様の粒子を意味する。 本発明によって作られる着色したシート材料は、例え成型工程を用いてこの材 料を部品に成型するとしても、その色及び表面性を保持する。 いくつかの場合、成型部品またはカレンダー処理したシートは部品を成型したシ ートよりも暗い色相を有するように見えるかもしれない。この色の移行は、表面 の粗さの相違並びにシートまたは成型部品の成型(カレンダー処理)面に比較し ての、カレンダー処理してない面における光散乱の相違のためである。 シート材料及びこれから成型した部品の色相を所望通りにするためには、製紙 に使用する繊維をその自然の色で使用するか、またはその繊維を染料または顔料 で着色するとよい。自然の色の繊維と染色したフィブリドとの組み合わせは、大 理石のような外観を有する紙、シート材料及び成型部品をもたらす。繊維をフィ ブリドと同一の色に染料または顔料で着色するならば大理石模様は本質的に消失 する。着色した繊維とフィブリドの組み合わせは、特に繊維及びフィブリドが異 なった色相または異なった色であるように染料または顔料で着色した場合、多く の変化に富んだ、興味深い色柄を作るのに使用できる。 フィブリドの着色には、塩基性、酸性、分散及び含金属を含む広範な有機染料 が使用できる。しかしながら多くの最終用途は、着色した紙またはシートをカレ ンダー処理しまたは成型することを必要とする。これらの工程において、着色し た紙またはシート材料はm−アラミドフィブリドのガラス転移温度に近い温度に 供され、いくつかの染料は熱的に分解して、暗色になりまたは炭化し、その色の 性質を失う。この色の劣化が問題となる場合には、含金属染料が最小の熱劣化し か示さず且つ優秀で完全な染着をもたらすので、これを用いてフィブリドを着色 することが推奨される。熱に安定な顔料または他の種類の染料は、紙またはシー ト材料の色が、上述のような高温処理後に使用に望ましい限りにおいて、 使用することができる。 本発明に有用な代表的染料は、次の商品名で売られているような染料を含む。 チバーガイギー社(Andsley,NJ):イラガラン(IRAGALAN) ブラックBGL(中性の含金属);ネオラン(NEOLAN)ブラックWA14 0(酸性含金属);テラシル(TERASIL)ブラックHTG(分散);テラ シルブルーGET(分散);テクチロン(TECTILON)レッド2B(酸性 );クラリアント(Clariant)社(Charlotte,NC):ナイ ロサン(NYLOSAN)ブルーEML(酸性);ナイロサン・ブリリアントグ リーン(酸性);バーリングトン(Burlington)社(Burling ton,NC):バーコクリル(BURCOCRYL)ブラックR染料及びアシ ッドブルー25(酸性)。 染料はフィブリドの着色に好適であるけれど、いくつかの顔料も許容できる。 必要な熱的性質を有し且つフィブリドに適切に保持される顔料も、フィブリドの 着色に使用できる。 染料または顔料のフィブリドにおける濃度は10重量%以下、好ましくは5% 以下である。フィブリド並びにフィブリド及び繊維を含む紙の製造はよく知られ ている。フィブリドの製造は、パリッシュ(Parrish)らの米国特許第2 988782号、モーガンの米国特許第2999788号、及びダギンズ(Du ggins)の米国特許第3018091号に記述されている。 種々のアラミド紙の製造は、グロス(Gross)の米国特許第375690 8号、トカースキー(Tokarsky)の米国特許第4729921号、及び キラヨグル(Kirayoglu)らの米国特許第5 314742号及び米国特許第5223094号に開示されている。 本発明のシートを製造するのに使用されるフィブリド及び繊維の濃度は、紙、 シート材料または成型品の最終用途に適当ないずれかの範囲である。アラミド上 において一般的に公知のフィブリド及び繊維の濃度は、本発明の所望の色相及び 色効果を作り出すのに十分な広い範囲を提供し、一方で得られる紙またはシート 材料がその最終用途に対するすべての他の物理的性質を保持することを可能にす る。 上述したように、スピーカパーツの成型に好適な紙は、フィブリドを50重量 %及びp−アラミド繊維を50重量%含有する。このp−アラミド繊維は製紙の 条件下に染料を吸収せず、従って顔料で着色されてないp−アラミド繊維から作 られるスピーカパーツの場合、最終の色はp−アラミド繊維の黄色と染料または 顔料で着色されたm−アラミドフィブリドの色との組み合わせの結果になるであ ろう。p−アラミド繊維は繊維を押出す重合体溶液に顔料を混入することによっ て着色してもよい。p−アラミド繊維に顔料を混入するならば、色の組み合わせ が可能となり、またはその繊維とフィブリドの色を一致させることもできる。 一般にスピーカーコーンの製造の場合、紙は製紙機で製造されるが、続いて高 温及び高圧を用いてカレンダー処理はしない。この着色したフィブリドを含むカ レンダー処理してない紙を、高温及び高圧を用いてスピーカーコーン、特にツウ ィータ(高周波数)及び中範囲(中周波数)コーン及びウーファー(低周波数) に成型する。 成型法 図面は典型的なスピーカ部品の型を示す。この型ブロックは上面プレートAと 底面プレートBに取り付けられている。上部ブロックはスペー サD及び静置のオポーザー(opposer)とリングOからなる。底部ブロッ クは、底部ブロックが型の上部ブロック中へプレスできるように、組合わさって Cを形成するスプリングC2に取り付けられたすべりリングC1を有する。上部ブ ロックEはスピーカパーツ面の一表面を形成する凹部、即ち実際の型を有する。 底部ブロックはスピーカパーツの他の面を形成する凸部F、即ち口金を有する。 紙は型の2つのブロック間の通路Pに沿って通過し、ブロックが所望の圧力と温 度において共に圧縮するにつれて紙がパーツに成型される。 スピーカパーツの状態に典型的な成型条件は、 温度 271−316℃(520−600°F) 圧力 44000−22000kg(10−50トン) である。 スピーカパーツの場合、成型されたコーンを口金から取り出し、仕上げ、そし てスピーカシステムに組み立て、性能試験をする。本発明のスピーカコーンは美 観的に心地よい色と外観を有し、これらのコーンを用いたスピーカは低から高周 波数まで優秀な音質を与える。本発明のコーンは歪みの低いことも特徴である。 次の実施例は本発明を例示する。以下の実施例において、いくつかのの着色し た紙及び染料はスピーカコーンの製造に推奨されないものとして示される。それ らは他の用途において使用することが可能である。 実施例 実施例1 本実施例は、染色したフィブリドを用いて作られる種々の紙、並びにm−アラ ミドフィブリドのガラス転移温度付近の温度の熱処理を必要と するスピーカコーンまたは他の成型品或いはカレンダー処理した製品の製造にお ける染料の熱安定性の重要性を例示する。 下記の各実施例においては、ポリ(m−フェニレンイソフタラミド)フィブリ ドを、70℃下に60分間、フィブリドの重量に基づいて3−6重量%の染料の 水溶液中で染色した。この染色したフィブリドを、重量比50/50においてポ リ(p−フェニレンテレフタラミド)と組み合わせ、約67.8g/m2(2o z/yd2)の紙のハンドシートを作った。このハンドシートを半分に切断し、 1つの半分を280℃(535°F)、6.9MPa(1000psi)におい て1分間、熱プレスした。これらの温度及び圧力条件は、紙の成型またはカレン ダー処理に使用される最高温度条件を模倣するように選択した。 *クロンプトン(Crompton)及びノーレス(Knowles)(Cha rlotte,NC)から入手されるブルー54 **BASF,テキスタイルカラーズ(Textile Colors)(Ch arlotte,NC)から入手されるレッド29 色の強度は、データカラーインターナショナル(Charlotte,NC) 製のクロマセンサ(Chroma Sensor)分光計を用いてK/Sとして 測定した。各試料に対してK/Sは、分光計で決定されるピーク反射率の波長に おいて測定した。 スピーカコーンを作るために使用される条件下において、青色塩基性染料は安 定でないが、これらの染料は上述した成型条件を必要としない用途に対して適当 であるかもしれない。赤色の塩基性染料は、プレスしたとき青色染料よりも良好 な色強度を示すけれども、スピーカコーンに適当であるとは思えない。 塩基性ブラック染料と金色のp−アラミド繊維の組み合わせは、緑色の紙をも たらす。ブラック染料の青色成分は壊れて、赤色を残し、紙を紫色にする。この 紙は、最終の色が熱劣化の結果であるから、スピーカコーンに許容できなかった 。即ちこの色は商業的生産に必要とされるように、一定に再現できそうになかっ た。 シート材料または成型した紙の最終の色はシートの加工及び成型に使用される 温度条件に依存する。従ってシートまたは成型部品に作られる最終の色はしばし ば予想することができない。染料または顔料の熱安定性及び染料と顔料における 色成分の処方だけを考えるならば分かりやす いように見えるが、工程段階中に染料または顔料は色の変化をもたらす可能性の ある条件に供されるばかりでなく、シート中のフィブリドの分布が加工条件と共 に変化しうるから、本発明のように製紙工程で使用されるフィブリドを着色する だけで均一な色が達成されることは驚くべきことである。 実施例2 ポリ(p−フェニレンテレフタラミド)フロック及び次の酸性、分散、及び含 金属染料を用いて染色したポリ(m−フェニレンイソフタラミド)フィブリドか ら、実施例1におけるように8つのハンドシートを製造した。 1、イルガランブラックBLG(中性含金属) 2、ネオランブラックWA140(酸性含金属) 3、テラシルブラックHTG(分散) 4、アシッドブルー25(酸性) 5、ナイロサンブルーFML(酸性) 6、テラシルブルーGBT(分散) 7,ナイロサンブリリアントグリーン(酸性) 8、テクチロンレッド2B(酸性) 実施例1におけるように、フィブリドを70℃で60分間染色した。それぞれ の場合、3−6%(フィブリドの重量基準)の染料を使用した。染料の消費は中 性含金属及び分散染料に対して良好であり、1番は最も良かった(水は殆ど透明 )。3番は次に良かった。染料消費の程度は、多分それがイオン性で、水に非常 に良く溶解するからであろうか、酸性染料の場合にかなり低かった。 これらの紙を実施例1におけるようにプレスした。すべての試料はスピーカコ ーンパーツの製造に使用できるように見えた。しかし中性の含金属染料はその熱 的安定性及び染料消費に対して好適であった。 安定な染料を用いても、加工の熱履歴は最終の色の発現に重要であることを特 記することは重要である。色は同一の染色条件を使用する場合に正確に且つ着実 に適合させることができ、ぞの試料は同一の熱履歴を有する。ここに熱履歴とは 、温度及び紙がその温度に露呈される期間を含む成型及びカレンダー処理の温度 条件を意味する。熱履歴は染料に関して特に重要である。すべての染料は特性的 には主に有機である。スピーカコーンの成型温度は高く、商業的加工における温 度制禦は所望ほど正確でないかもしれない。この不正確な制禦と高温の組み合わ せは、最も安定な染料を用いても熱履歴の相違に至る。紙の色の移行が見られる ばかりでなく、紙の、加工における光沢及び表面の平滑さにも変化が起こる。 実施例3 標準的な精製装置及び方法を用いて、精製したポリ(m−フェニレンイソフタ ラミド)フィブリドを準備した。ついでタンクを0.6%の粘度を維持しながら 、染料をフィブリドに添加した。バーリングトンからのバーコクリルブラックR 染料を固体に基づいて4%の濃度で添加した。この染料はいくつかの色の混合物 であって黒である。下に述べるように、この染料の成分の色のすべてが279℃ まで安定であるわけではない。かくしてこの染料はそれを処理できる温度を限定 する。 フィブリドを、室温、〜30℃で染色した。ついで紙がフィブリドを50重量 %の濃度で有するように、フィブリドを1:1の割合でポリ (p−フェニレンテレフタラミド)フロックと混合した。更に195g/m2( 5.75oz/yd2)のスピーカ紙を紙機で形成させた。ついでこの紙をカレ ンダー処理し、灰緑色の大理石様外観のスピーカパーツを製造するのに使用した 。この灰緑色は、用いた低量の染料と紙のp−アラミド繊維成分の黄色との結果 であった。この紙は、6.9MPa(1000psi)及び232℃で1分間プ レスしたとき、灰緑色になった。紙を279℃でプレスしたとき紙の色は赤にな った。この色の変化は染料の青成分の分解に由来するようであった。したがって この染料は低プレス温度、即ち232℃を越えない温度を用いるときにだけ推奨 できる。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度3m/分(10フィート/分)、350℃の温 度及び8572kg/m(480pli)においてカレンダー処理した。これら の加工条件下に、本実施例で用いた染料はスピーカ紙の製造への使用が推奨でき ない。 実施例4 基本重量が84.7g/m2(2.5oz/yd2)である以外、実施例3にお けるように紙を形成させた。これらを直接またはカレンダー処理後スピーカパー ツに転化した。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度3m/分(10フィート/分)、325℃の温 度及び8572kg/m(480pli)においてカレンダー処理した。これら の加工条件下に、本実施例で用いた染料はスピーカ紙の製造への使用が推奨でき ない。 実施例5 実施例4からの紙を用いて、先ず紙をカレンダー処理して2層シートを作り、 ついでこれをスピーカ成分にすることにより、2層紙を作った。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度3m/分(10フィート/分)、350℃の温 度及び8572kg/m(480pli)においてカレンダー処理した。これら の加工条件下に、本実施例で用いた染料はスピーカ紙の製造への使用が推奨でき ない。 実施例6 プレスしたとき270℃において非常に少ししか熱劣化を示さないイルガラン ブラックBGL(中性含金属染料)を用いて紙を作った。紙の色は成型後灰緑色 であった。この染料は優秀な性能を示し、スピーカ紙の製造に使用するのに推奨 できた。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 実施例7 イルガランブラックBGL染料を用いる以外実施例1に記述したように紙を形 成させた。紙の公称の基本重量は48.8g/m2(1.44oz/yd2)であ った。染料の色の性能は優秀であり、スピーカ紙への使用が推奨できた。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 実施例8 公称の基本重量が63.7g/m2(1.88oz/yd2)である以外、実施 例7に記述したように紙を製造した。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 実施例9 実施例6の紙3層をカレンダー処理して、公称の基本重量が127g/m2( 3.75oz/yd2)のシートを製造した。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した。 実施例10 実施例7の紙3層をカレンダー処理して、公称の基本重量が195g/m2( 5.75oz/yd2)のシートを製造した。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した。 実施例11 実施例8の紙2層をカレンダー処理して、公称の基本重量が127g/m2( 3.75oz/yd2)のシートを製造した。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した。 実施例12 実施例8の紙4層をカレンダー処理して、公称の基本重量が254g/m2( 7.5oz/yd2)のシートを製造した。 形成した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した。 実施例13 イルガランイエローKWL染料をする以外実施例3に記述したように紙を製造 した。紙の公称の基本重量は68g/m2(2oz/yd2)であった。この染料 の性能は優秀であった。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度6m/分(20フィート/分)、345−35 0℃の温度及び10358kg/m(580pli)においてカレンダー処理し た。 実施例14 イルガランレッドKWL染料をする以外実施例3に記述したよう紙を製造した 。紙の公称の基本重量は68g/m2(2oz/yd2)であった。この染料の性 能は優秀であった。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度6m/分(20フィート/分)、345−35 0℃の温度及び8572kg/m(580pli)においてカレンダー処理した 。 実施例15 イルガランブルー3GL染料を用いる以外実施例3に記述したように紙を製造 した。紙の公称の基本重量は68g/m2(2oz/yd2)であった。この染料 の性能は優秀であった。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した 上に報告した紙を、ライン速度6m/分(20フィート/分)、345−35 0℃の温度及び10358kg/m(580pli)においてカレンダー処理し た。 実施例16 イルガランブラックBGL染料を用いる以外実施例3に記述したよう紙を製造 した。紙の公称の基本重量は68g/m2(2oz/yd2)であった。本実施例 において、紙シート中のフィブリドの含量を50から60重量%まで増加させた 。染料の性能は優秀であった。 形成させそしてカレンダー処理した紙の性質は下の通りであった。 *データは機械方向/横機械方向で報告した この紙を、271℃(520°F)の温度及び2268kg(2.5トン)の 圧力でスピーカパーツに成型した。 請求の範囲 1.フィブリドを成型するm−アラミド重合体のガラス転移温度までまたはそ れ以上まで熱的に安定である染料を10重量%まで含有する、m−アラミドフィ ブリド。 2.m−アラミドフィブリドが請求の範囲1のフィブリドであり、そして短繊 維がp−アラミドまたはm−アラミドである、m−アラミドフィブリド及び短繊 維を含んでなるアラミドシート。 3.フィブリドがポリ(m−フェニレンイソフタラミド)であり、そして短繊 維がポリ(p−フェニレンテレフタラミド)である、請求の範囲2のシート。 4.フィブリドがポリ(m−フェニレンイソフタラミド)であり、そして短繊 維がポリ(m−フェニレンイソフタラミド)である、請求の範囲2のシート。 5.シートがフィブリド50重量%及び短繊維50重量%である、請求の範囲 3のシート。 6.成型部品に成型される請求の範囲2または3のシート。 7.部品がツウィータ、中周波数コーン及びウーファからなる群から選択され るスピーカコーンデバイスである、請求の範囲6の成型部品。 8.(a)m−アラミド重合体の溶媒中溶液を作り、 (b)この混合物を、剪断条件下に貧溶媒中に押出してフィブリドを形成させ、 (c)このフィブリドを水中で洗浄して溶媒を除去し、 (d)この湿ったフィブリドを水と混合してフィブリドの濃度を希釈し、m−ア ラミド重合体のガラス転移温度までまたはそれ以上まで熱的に安 定である染料または顔料を水フィブリド混合物に添加し、 (e)工程(d)からの混合物を、フィブリドが染料または顔料を吸収し且つ色 を発現するのに十分な時間加熱し、 (f)着色したフィブリドを、シート材料を製造するのに適当なアラミド繊維と 混合し、 (g)シート材料を作り且つ乾燥し、そして (h)このシート材料を成型して、部品を作る、 工程を含んでなる、種々の色のアラミドシート材料及びそれからの成型部品を製 造する方法。 9.m−アラミド重合体がポリ(m−フェニレンイソフタラミド)である、請 求の範囲1のアラミド。 10.フィブリドがポリ(m−フェニレンイソフタラミド)であり、そして短 繊維がポリ(p−フェニレンテレフタラミド)である、請求の範囲8の方法。 11.フィブリドがポリ(m−フェニレンイソフタラミド)であり、そして短 繊維がポリ(m−フェニレンイソフタラミド)である、請求の範囲8の方法。 12.形成されるシートまたは作られる部品がフィブリド50重量%及び短繊 維50重量%である、請求の範囲8の方法。 13.作られる成型部品がツウィータ、中周波数コーン及びウーファからなる 群から選択されるスピーカコーンである、請求の範囲8の方法。 【図1】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.フィブリドを成型するm−アラミド重合体のガラス転移温度までまたはそ れ以上まで熱的に安定である染料を10重量%まで含有する、m−アラミドフィ ブリド。 2.m−アラミドフィブリドがフィブリドを成型するm−アラミド重合体のガ ラス転移温度までまたはそれ以上まで熱的に安定である染料を10重量%まで含 有し、そして短繊維がp−アラミドまたはm−アラミドである、m−アラミドフ ィブリド及び短繊維を含んでなるアラミドシート。 3.フィブリドがポリ(m−フェニレンイソフタラミド)であり、そして短繊 維がポリ(p−フェニレンテレフタラミド)である、請求の範囲2のシート。 4.フィブリドがポリ(m−フェニレンイソフタラミド)であり、そして短繊 維がポリ(m−フェニレンイソフタラミド)である、請求の範囲2のシート。 5.シートがフィブリド50重量%及び短繊維50重量%である、請求の範囲 3のシート。 6.成型部品に成型される請求の範囲2または3のシート。 7.部品がツウィータ、中周波数範囲及びウーファスピーカコーンからなる群か ら選択される成型された音響デバイスである、請求の範囲6の成型部品。 8.(a)m−アラミド重合体の溶媒中溶液を調製し、 (b)この混合物を、剪断条件下に貧溶媒中に押出してフィブリドを形成させ、 (c)このフィブリドを水中で洗浄して溶媒を除去し、 (d)この湿ったフィブリドを水と混合してフィブリドの濃度を希釈し、m−ア ラミド重合体のガラス転移温度までまたはそれ以上まで熱的に安定である染料ま たは顔料を水フィブリド混合物に添加し、 (e)工程(d)からの混合物を、フィブリドが染料または顔料を吸収し且つ色 を発現するのに十分な時間加熱し、 (f)着色したフィブリドを、シート材料を製造するのに適当なアラミド繊維と 混合し、 (g)シート材料を形成させ且つ乾燥し、そして (h)このシート材料を成型して、部品を形成させる、 工程を含んでなる、種々の色のアラミドシート材料及びそれからの成型部品を製 造する方法。 9.m−アラミド重合体がポリ(m−フェニレンイソフタラミド)である、請 求の範囲1のアラミド。 10.フィブリドがポリ(m−フェニレンイソフタラミド)であり、そして短 繊維がポリ(p−フェニレンテレフタラミド)である、請求の範囲8の方法。 11.フィブリドがポリ(m−フェニレンイソフタラミド)であり、そして短 繊維がポリ(m−フェニレンイソフタラミド)である、請求の範囲8の方法。 12.シートがフィブリド50重量%及び短繊維50重量%である、請求の範 囲8の方法。 13.部品がツウィータ、中周波数範囲及びウーファスピーカコーンからなる 群から選択される成型された音響デバイスである、請求の範囲 8の方法。
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