(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊維径が１μｍを超え１００μｍ以下の範囲内のポリイミド繊維から成り、
湾曲した形状を有するポリイミド繊維を含み、
嵩密度が１ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下の範囲内であり、
上記ポリイミド繊維は、少なくとも非熱可塑性ポリイミド繊維を含むことを特徴とするポリイミド繊維集合体。
【請求項２】
ポリアミド酸若しくはポリイミドを有機溶剤に溶解した高分子樹脂溶液を吐出する吐出工程と、
上記吐出方向と交差する方向からの気体による外力により、吐出した上記高分子樹脂溶液を当該外力の方向に飛行させ、高分子樹脂溶液に含まれる有機溶剤を蒸発させながら高分子樹脂を紡糸して繊維状に成形する成形工程と、
を含む製造方法により得られることを特徴とする請求項１に記載のポリイミド繊維集合体。
【請求項３】
上記ポリイミド繊維の少なくとも一部が、繊維の形状を保った状態で互いに結合していることを特徴とする請求項１または２に記載のポリイミド繊維集合体。
【請求項４】
更に、バインダー樹脂を含み、
ポリイミド繊維の少なくとも一部が、バインダー樹脂により互いに結合していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のポリイミド繊維集合体。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴とする吸音材料。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項に記載のポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴とする断熱材料。
【請求項７】
請求項１〜４の何れか１項に記載のポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴とする難燃マット。
【請求項８】
請求項１〜４の何れか１項に記載のポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴とする濾布。
【請求項９】
請求項１〜４の何れか１項に記載のポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴とする耐熱服。
【請求項１０】
請求項１〜４の何れか１項に記載のポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴とする不織布。
【請求項１１】
請求項１〜４の何れか１項に記載のポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴とする航空機用途断熱吸音材。
【請求項１２】
請求項１〜４の何れか１項に記載のポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴とする耐熱性バグフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイミド繊維集合体、並びに当該ポリイミド繊維集合体を用いて得られる吸音材料、断熱材料、難燃マット、濾布、耐熱服、不織布、航空機用途断熱吸音材、及び耐熱性バグフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリイミド樹脂は耐熱性、難燃性、耐薬品性、並びに高い電気絶縁信頼性の観点から種々の用途に用いられている。例えば、フィルム体は高い絶縁信頼性や耐環境安定性を有することから、各種携帯電話用途の電気絶縁基板や、電線被覆材料として広く用いられている。また、ポリイミド成形体等は、耐磨耗性、耐熱性、及び耐薬品性に優れることからベアリング軸受け等に使用されている。また、発泡体や繊維状等のポリイミド樹脂も研究開発が進められている。【０００３】
中でも、ポリイミド繊維は、一般の有機高分子樹脂の繊維と比較して高温安定性及び耐薬品性に優れることから、排ガス処理用の耐熱性バグフィルター（例えば、特許文献１〜３参照）や耐熱服（例えば、特許文献４参照）、更には、各種電気絶縁材料の基材として広く用いられている（例えば、特許文献５参照）。【０００４】
ポリイミド繊維としては、有機溶剤可溶性のポリイミド樹脂を乾式紡糸法により紡糸したフィラメント状のポリイミド繊維が広く用いられている（例えば、特許文献６〜８参照）。【０００５】
また、非熱可塑性繊維と、溶融した熱可塑性繊維を含む瘤とを含み、隣接する非熱可塑性繊維が、当該瘤により覆われて結合している航空機用途の断熱吸音材が知られている（例えば、特許文献９，１０参照）。【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜８に記載のポリイミド繊維の集合体では、重量が重く、断熱性能、吸音特性、が不十分であるという問題を生じる。【０００７】
具体的には、上記乾式紡糸法は、高分子樹脂の紡糸用原液を紡糸口金より鉛直方向に吐出させ、高温の乾燥炉内で紡糸することで表面の溶剤を乾燥除去して、モノフィラメント状に紡糸して巻き取る方法であるため、得られるポリイミド繊維は湾曲の無い形状となり、繊維同士の絡み合いが少ない。このため、乾式紡糸法により得られるポリイミド繊維の集合物の嵩密度は高くなり、内部への空気保有量が少ないため、断熱性能が低い。更には、嵩密度が高いため、ポリイミド繊維集合物を用いて得られる製品の重量が重くなるといった問題もあった。【０００８】
また、紡糸繊維の場合、延伸倍率を上げれば紡糸繊維径を細くすることができるが、紡糸繊維径が細くなると途中で繊維が切れやすく、紡糸繊維の収率が低くなるという問題があった。【０００９】
尚、例えば、特許文献１に記載のポリイミド繊維成形体のように、ポリイミド繊維を不織布若しくはフェルトに成形したとしても、嵩密度は０．５〜１．０ｇ／ｃｍ３（５００ｋｇ／ｍ３〜１０００ｋｇ／ｍ３）程度である。【００１０】
更には、上記特許文献９，１０に記載の航空機用途の断熱吸音材では、耐熱性に劣るという問題があった。【００１１】
具体的には、上記特許文献９，１０に記載の航空機用途の断熱吸音材は、長繊維を使用して作製することが困難であるため、短繊維を用いて形成される。つまり、上記航空機用途の断熱吸音材では、長さが短い非熱可塑性繊維が、溶融した熱可塑性繊維を含む瘤により結合することにより低密度を実現している。このため、瘤が熱により溶融して、非熱可塑性繊維の結合が解かれた場合に、極端にその密度が高くなってしまう。
【特許文献１】特許第３１３３８５６号明細書（２００１年２月１３日公開）
【特許文献２】特許第３７２２２５９号明細書（２００５年１１月３０日公開）
【特許文献３】特許第２６６２７３５号明細書（１９９７年１０月１５日公開）
【特許文献４】特開平１−２９２１２０号公報（１９８９年１１月２４日公開）
【特許文献５】特開平１１−２００２１０号公報（１９９９年７月２日公開）
【特許文献６】特公昭６３−２７４４４号公報（１９８８年６月３日公開）
【特許文献７】特許２９３５８６４号明細書（１９９９年８月１６日公開）
【特許文献８】特開平４−２５７３１５号公報（１９９２年９月１１日公開）
【特許文献９】米国特許第６３８３６２３号明細書（２００２年５月７日公開）
【特許文献１０】米国特許第６５７９３９６号明細書（２００３年６月１７日公開）
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能及び吸音特性に優れ、重量が軽いポリイミド繊維集合体、並びに当該ポリイミド繊維集合体を用いて得られる吸音材料、断熱材料、難燃マット、濾布、耐熱服、不織布、航空機用途断熱吸音材、及び耐熱性バグフィルターを実現することにある。
【００１３】
本発明者は、上記問題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、ポリアミド酸若しくはポリイミドを有機溶剤に溶解した高分子樹脂溶液を吐出する吐出工程と、上記吐出方向と交差する方向からの気体による外力により、吐出した上記高分子樹脂溶液を当該外力の方向に飛行させ、高分子樹脂溶液に含まれる有機溶剤を蒸発させながら高分子樹脂を紡糸して繊維状に成形する成形工程とを含む製造方法により、平均繊維径が１μｍを超え１００μｍ以下の範囲内の湾曲した形状を有するポリイミド繊維を含み、嵩密度が１ｋｇ／ｍ３〜３０ｋｇ／ｍ３の範囲内であるポリイミド繊維集合体を作製することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
そしてこれにより、上記ポリイミド繊維集合体は、これまでガラス繊維が主に用いられている、吸音材料、断熱材料、難燃マット、耐熱服、航空機用途断熱吸音材や、耐熱性の高い繊維からなる濾布、不織布、耐熱性バグフィルターに好適に用いることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
即ち、本発明に係るポリイミド繊維集合体は、上記課題を解決するために、平均繊維径が１μｍを超え１００μｍ以下の範囲内のポリイミド繊維から成り、湾曲した形状を有するポリイミド繊維を含み、嵩密度が１ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下の範囲内であることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、空気保有量が多いことから断熱性能及び吸音特性に優れ、重量が軽いポリイミド繊維集合体を提供することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、平均繊維径が１μｍを超え１００μｍ以下の範囲内であるため、繊維は適度な弾力性を有し、荷重がかかったとしても元の形状に復元し易く、上記嵩密度を示す形状を安定して保持することができる。つまり、例え、嵩密度が上記範囲内であっても、平均繊維径が１μｍ以下である場合では、外力に対する形状の復元力が弱く、上記嵩密度を示す形状を安定して保持することができない。また、平均繊維径が１００μｍを超える場合では、嵩密度を上記範囲内とすると、断熱性能及び吸音特性が低下する。
【００１８】
本発明に係るポリイミド繊維集合体では、上記ポリイミド繊維は、少なくとも非熱可塑性ポリイミド繊維を含むことが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係るポリイミド繊維集合体では、ポリアミド酸若しくはポリイミドを有機溶剤に溶解した高分子樹脂溶液を吐出する吐出工程と、上記吐出方向と交差する方向からの気体による外力により、吐出した上記高分子樹脂溶液を当該外力の方向に飛行させ、高分子樹脂溶液に含まれる有機溶剤を蒸発させながら高分子樹脂を紡糸して繊維状に成形する成形工程と、を含む製造方法により得られることが好ましい。
【００２０】
本発明に係るポリイミド繊維集合体では、上記ポリイミド繊維の少なくとも一部が、繊維の形状を保った状態で互いに結合していることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、低い嵩密度になり易く、弾力性や、繊維の纏まり性が向上するのという更なる効果を奏する。
【００２２】
本発明に係るポリイミド繊維集合体では、更に、バインダー樹脂を含み、ポリイミド繊維の少なくとも一部が、バインダー樹脂により互いに結合していることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、低い嵩密度になり易く、弾力性や、繊維の纏まり性が向上するのという更なる効果を奏する。
【００２４】
本発明に係る吸音材料は、上記課題を解決するために、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。
【００２５】
上記構成によれば、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られるため、吸音特性に優れ、重量が軽い吸音材料を提供することができる。
【００２６】
また、本発明に係る断熱材料は、上記課題を解決するために、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。
【００２７】
上記構成によれば、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られるため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能に優れ、重量が軽い断熱材料を提供することができる。
【００２８】
また、本発明に係る難燃マットは、上記課題を解決するために、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。
【００２９】
上記構成によれば、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られるため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能及び吸音特性に優れ、重量が軽い難燃マットを提供することができる。
【００３０】
また、本発明に係る濾布は、上記課題を解決するために、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。
【００３１】
上記構成によれば、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られるため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、重量が軽い濾布を提供することができる。
【００３２】
また、本発明に係る耐熱服は、上記課題を解決するために、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。
【００３３】
上記構成によれば、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られるため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能に優れ、重量が軽い耐熱服を提供することができる。
【００３４】
また、本発明に係る不織布は、上記課題を解決するために、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。
【００３５】
上記構成によれば、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られるため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能及び吸音特性に優れ、重量が軽い不織布を提供することができる。
【００３６】
また、本発明に係る航空機用途断熱吸音材は、上記課題を解決するために、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。
【００３７】
上記構成によれば、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られるため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能及び吸音特性に優れ、重量が軽い航空機用途断熱吸音材を提供することができる。
【００３８】
また、本発明に係る耐熱性バグフィルターは、上記課題を解決するために、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。
【００３９】
上記構成によれば、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られるため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、重量が軽い耐熱性バグフィルターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態に係るポリイミド繊維の製造方法に用いられる製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１における高分子樹脂溶液の吐出方向と上記気流の方向との交差角度を説明するための平面図である。
【図３】本実施の形態に係るポリイミド繊維の製造方法に用いられる別の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】実施例１で得られたポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を示す図面である。
【図５】実施例２で得られたポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を示す図面である。
【図６】実施例３で得られたポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を示す図面である。
【図７】実施例４で得られたポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を示す図面である。
【図８】動的粘弾性挙動の測定結果の一例を示す図面である。
【図９】本実施の形態で使用できる紡糸用ダイス（紡糸口金）の一例の断面図である。
【図１０】実施例５で得られたポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を示す図面である。
【図１１】実施例５で得られたポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を示す図面である。
【図１２】実施例６で得られたポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を示す図面である。
【図１３】実施例６で得られたポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を示す図面である。
【符号の説明】
【００４１】
１    紡糸口金（吐出手段）
２    オリフィス
３    高分子樹脂溶液
３’  繊維状の高分子樹脂
４    気流発生手段
５    捕集手段
６    高分子樹脂溶液タンク
１０    ベルトコンベア（捕集手段）
１２    乾燥・焼成炉（加熱手段）
１３    巻取り装置
ｄｄ      吐出方向
ｄａ      気流方向
θ      交差角度
５０    貯蔵弾性率が変化し始めるまでの直線に対する接線
５１    貯蔵弾性率が変化しはじめて変化し終わった直線に対する接線
５２    交点（貯蔵弾性率の変曲温度）
５３    ｔａｎδ値のピークの温度
２０    高分子樹脂溶液（Ａ−１）の注入口
２１    高分子樹脂溶液（Ｂ−１）若しくは、高分子樹脂溶液（Ｂ−２）の注入口
２２    ダイス
２３    分岐流路
２４    分岐流路
２５    高分子樹脂溶液（Ａ−１）のオリフィス
２６    高分子樹脂溶液（Ｂ−１）若しくは、高分子樹脂溶液（Ｂ−２）のオリフィス
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明について詳しく説明する。尚、本明細書では、「重量」は「質量」と同義語として扱い、「重量％」は「質量％」と同義語として扱う。また、範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下であることを示し、粘度の単位を示す「Ｐ」はポアズを意味する。【００４３】
また、本明細書における「ポリイミド繊維」とは、分子中にイミド結合を有する高分子化合物により構成される繊維を意味する。【００４４】
図１〜図３により、本実施の形態に係るポリイミド繊維の製造方法を説明する。【００４５】
図１は、本実施の形態に係るポリイミド繊維の製造方法で用いる装置の概略構成を示す模式図である。【００４６】
図１に示すように、本実施の形態に係るポリイミド繊維の製造方法で用いる装置は、ポリアミド酸若しくはポリイミドを有機溶剤に溶解した高分子樹脂溶液３を吐出する紡糸口金（吐出手段）１と、上記吐出方向と交差する方向から、吐出した上記高分子樹脂溶液３に気体を吹き付けることにより、当該気流の方向に上記高分子樹脂溶液３を飛行させる気流発生手段４と、上記高分子樹脂を捕集する捕集手段５と、を含む。上記装置は、更には、上記高分子樹脂溶液３を収容するための高分子樹脂溶液タンク６を含む。【００４７】
また、本実施の形態に係るポリイミド繊維の製造方法は、上記吐出方向と交差する方向から、高分子樹脂を有機溶剤に溶解した高分子樹脂溶液３を吐出する吐出工程と、気体による外力により、吐出した上記高分子樹脂溶液３を当該外力の方向に飛行させ、高分子樹脂溶液３に含まれる有機溶剤を蒸発させながら高分子樹脂を紡糸して繊維状に成形する成形工程と、上記成形工程後、繊維状の上記高分子樹脂を加熱する加熱工程とを含む方法である。【００４８】
（Ｉ）吐出工程
上記吐出工程は、高分子樹脂溶液３を吐出する工程であり、具体的には、上記高分子樹脂溶液３を紡糸口金１のオリフィス２から吐出することにより行うことができる。【００４９】
上記紡糸口金１に設けられるオリフィス２の形状、数及び大きさは、製造する繊維の種類、直径、長さ等により適宜設定すればよい。例えば、直径が０．１〜１．５ｍｍの範囲内である円形のオリフィスを１つ設けた上記紡糸口金１を使用することができる。【００５０】
上記吐出速度は、後述する成形工程において、吐出した高分子樹脂溶液３を外力の方向に飛行させることができれば特に限定されず、例えば０．００１〜１０．０００ｇ／分／孔の範囲内に設定することができる。【００５１】
また、吐出方向についても、吐出した高分子樹脂溶液３を外力の方向に飛行させることができれば特に限定されず、図１に示すように重力方向であってもよいし、重力方向と異なる方向であってもよい。【００５２】
吐出前の上記高分子樹脂溶液３の粘度は、Ｂ型粘度計を用い、ローターＮｏ．７を用いて２回転／分の条件で、溶液温度を２３℃にして測定した場合、１０Ｐ以上５０，０００Ｐ以下の範囲内であることが好ましく、５０Ｐ以上１０，０００Ｐ以下の範囲内であることがより好ましく、５００Ｐ以上（より好ましくは１，０００Ｐ以上）１０，０００Ｐ以下の範囲内若しくは１００Ｐ以上６，０００Ｐ以下の範囲内であることが更に好ましく、１，０００Ｐ以上６，０００Ｐ以下の範囲内が更に好ましく、１，０００Ｐ以上４，０００Ｐ以下の範囲内であることが得に好ましく、１，５００Ｐ以上４，０００Ｐ以下の範囲内であることが最も好ましい。【００５３】
尚、本明細書では、上記粘度は後述する実施例に記載されている方法により測定した値を意味する。上記高分子樹脂溶液の粘度を上記範囲内に調整することで、吐出された高分子樹脂溶液３を、下記成形工程における気体による外力により飛行させる際に、当該外力により繊維を引き伸ばして細い繊維状に成形し易くなるので好ましい。【００５４】
更に、上記高分子樹脂溶液３は、高分子樹脂溶液３が後述する成形工程において外力により引き伸ばされた場合に、形状を繊維状とし易くする観点から、後述する実施例に記載の方法で測定したチキソ指数が１．０以上１．５以下の範囲内であることが好ましい。【００５５】
（II）成形工程
上記成形工程は、気体による外力により、吐出した上記高分子樹脂溶液３を当該外力の方向に飛行させ、高分子樹脂溶液３に含まれる有機溶剤を蒸発させながら高分子樹脂を紡糸して繊維状に成形する工程である。本実施の形態では、上記吐出方向と交差する方向から気体を吹き付けることにより、吐出した上記高分子樹脂溶液３を当該気流（吹き付ける気体）の方向に飛行させ、高分子樹脂溶液３に含まれる有機溶剤を蒸発させながら高分子樹脂を紡糸して繊維状に成形する。【００５６】
ここで、上記「飛行」とは、空中を通り離れた場所（つまり、外力が無い場合に位置する場所とは異なる場所、より具体的には、外力が無く、重力のみが働いている場合に想定される落下位置とは異なる場所）に移動することを意味し、例えば、乾式紡糸法における、高分子樹脂溶液に対して気流を吹き付けて溶剤を蒸発させる工程は、高分子樹脂溶液が離れた場所に移動していないため、本明細書における「飛行」には該当しない。【００５７】
また、上記「飛行」においては、高分子樹脂溶液３は気流によりその液流が切断してもよく、切断することなく１本の連続した液流として高分子樹脂溶液３が空中を通り、離れた場所に移動してもよく、どちらの構成も上記「飛行」に含まれる。【００５８】
また、上記「飛行」において、高分子樹脂溶液３は気流によりその液流が引き伸ばされると同時に溶剤が揮発することで高分子樹脂からなる繊維へと成形される。このため、この引き伸ばされた繊維の長さは液流の長さに影響される。【００５９】
本実施の形態においては、得られるポリイミド繊維の長さが長い程、繊維同士の絡み合いが増え、嵩密度が低くなる。このため、飛行に際して高分子樹脂溶液３の液流の長さは少なくとも１ｃｍ以上であることが好ましく、５ｃｍ以上であることがより好ましく、１０ｃｍ以上であることが更に好ましい。【００６０】
更には、本明細書における「外力の方向に飛行させる」とは、高分子樹脂溶液３を、吐出方向とは異なる方向に飛行させることを意味し、吐出方向と同じ方向に飛行させることは本明細書では除外される。言い換えれば、「外力の方向に飛行させる」とは、当該外力が無ければ飛行しない方向に高分子樹脂溶液３を飛行させることを意味する。【００６１】
つまり、例えば、乾式紡糸法における、高分子樹脂溶液に対して、吐出方向と同じ方向から気流を吹き付けて溶剤を蒸発させる工程は、当該外力が無ければ飛行しない方向には飛行しないため、本明細書における「外力の方向に飛行させる」には該当しない。【００６２】
図１に示すように、本実施の形態に係る成形工程では、オリフィス２の下方向に垂れ下がる、オリフィス２から吐出された高分子樹脂溶液３に対して、当該高分子樹脂溶液３の流れに交差するように気流発生手段４から気体を高分子樹脂溶液３に吹き付け、高分子樹脂溶液３を気体の流れ方向に飛行させる。これにより、高分子樹脂溶液３に含まれる有機溶剤を高分子樹脂溶液３の表面から蒸発させながら高分子樹脂を紡糸して繊維状に成形する。【００６３】
気流発生手段４としては、気体を吹き付け、高分子樹脂溶液３を気体の流れ方向に飛行させることができる手段であれば特に限定されず、例えば、エアーノズル、スリットノズル、ブロアノズル等を使用することができる。【００６４】
また、上記気流発生手段４が吹き付ける気体の種類は、特には限定されないが、好ましくは空気、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウムである。これらの気体は１種のみを用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。また、これらの気体は各種溶剤や水を含んでいてもよい。【００６５】
また、気流発生手段４から吐出される気体の流速は１ｍ／秒以上４００ｍ／秒以下の範囲内であることが好ましく、繊維径を細くすることができるため、１０ｍ／秒以上３００ｍ／秒以下の範囲内であることがより好ましい。つまり、上記高分子樹脂溶液３の飛行速度は、１ｍ／秒以上４００以下の範囲内とすることが好ましく、１０ｍ／秒以上３００ｍ／秒以下の範囲内とすることがより好ましい。【００６６】
また、気流発生手段４のオリフィス２からの距離は、高分子樹脂溶液３の飛行状態や紡糸繊維径等から適宜選定することが好ましく、少なくとも０．５ｃｍ以上であることが好ましく、少なくとも１ｃｍ以上であることがより好ましく、高分子樹脂溶液３が安定して紡糸され易くなるため、１０ｃｍ以上とすることが更に好ましい。また、距離が１ｃｍ、更には０．５ｃｍより近い場合には、紡糸が安定しなくなるため好ましくない。【００６７】
尚、本明細書における「吐出方向と交差する方向」とは、高分子樹脂溶液３の吐出方向と交わることができる方向を意味し、その交わる角度（交差角度）は９０°には限定されず、０°若しくは１８０°以外であれば特に限定されない。【００６８】
また、上記「交差角度」とは、図２に示すように、高分子樹脂溶液３の吐出方向ｄｄと、気流発生手段４からの気流方向ｄａとが成す角度θを意味する。【００６９】
上記交差角度θは、３０°以上１５０°以下の範囲内が好ましい。交差角度θを上記範囲内に制御することにより、高分子樹脂溶液３の飛行時間が長くなり、高分子樹脂溶液３の表面から効率良く有機溶剤が除去される。【００７０】
また、上記交差角度θは、４０°以上１４０°以下の範囲内がより好ましく、６０°以上１３５°以下の範囲内が最も好ましい。交差角度θを当該範囲内に制御することにより、高分子樹脂溶液３の飛行により得られる繊維状高分子樹脂の繊維長が長くなり、それに伴って最終的に得られるポリイミド繊維を繊維集合体とした場合の平均繊維径を、１μｍを超え１００μｍ以下の範囲内に制御して紡糸することができる。【００７１】
また、このように、吐出した高分子樹脂溶液３に一方向から気流を吹き付けるので、高分子樹脂溶液３において乾燥状態の違いが生じる。具体的には、高分子樹脂溶液３における気流と接触する面は、当該面の反対側の面（裏側の面）よりも乾燥が速く進むため、成形工程後の高分子樹脂３’では、気流接触面とその反対側の面（裏側の面）との乾燥状態に差異が生じることになる。このため、後の加熱工程において、溶剤を揮発させる際に生じる高分子樹脂３’の収縮応力が場所によって異なり、当該収縮応力の違いによって、繊維が湾曲することになる。【００７２】
この湾曲状態を制御することは難しいが、本実施の形態の紡糸方法を採用することで、効率良く湾曲した繊維を製造することが可能となる。そして、このような繊維の集合体は、繊維同士の絡み合いが増加するため、嵩密度が低くなる。【００７３】
尚、吐出方向ｄｄと交差する方向から気体を吹き付けられた上記高分子樹脂溶液３は、上記交差する気流の方向ｄａに飛行することになる。つまり、上記高分子樹脂溶液３の飛行方向は、成形工程前の高分子樹脂溶液３の吐出方向ｄｄに対して、３０°以上１５０°以下の範囲内の方向で飛行することが好ましい。【００７４】
また、繊維状の高分子樹脂３’をより細くするためには、高分子樹脂溶液３が飛行している間に、高分子樹脂溶液３に対して、更に気体を吹き付けることも可能である。高分子樹脂溶液３の飛行ラインに沿って再度気体を吹き付けて延伸することにより、より細い繊維形状にすることができる。【００７５】
成形工程で使用する気流の温度は、−１００℃〜３００℃の範囲内であることが好ましく、より好ましくは、−５０℃〜２００℃の範囲内、特に好ましくは０℃〜１００℃の範囲内である。上記気流の温度が上記範囲内であれば、高分子樹脂溶液３を安定的に飛行させることができる。また、飛行中に効率良く高分子樹脂溶液３に含まれる有機溶剤が飛散するため、高分子樹脂３’を繊維状に成形し易くなる。【００７６】
また、本実施の形態においては、高分子樹脂溶液３がポリアミド酸溶液を溶解したポリアミド酸溶液である場合には、上記気流による加熱により、高分子樹脂３’に含まれるポリアミド酸樹脂において一部イミド化が起きていてもよい。即ち、繊維状の高分子樹脂３’はポリアミド酸からなる繊維であって、当該ポリアミド酸繊維は一部ポリイミド繊維となっていてもよい。【００７７】
また、本実施の形態に係るポリイミド繊維の製造方法では、成形工程後における繊維状の高分子樹脂３’中の固形分に対する有機溶剤の濃度が、１質量％以上２００質量％以下の範囲内であることが好ましく、５質量％以上１５０質量％以下の範囲内であることがより好ましく、１０質量％以上１００質量％以下の範囲内であることが更に好ましい。特に好ましくは、１０質量％以上８０質量％以下の範囲内である。このような固形分に対する溶剤濃度の条件にすることで、繊維状の高分子樹脂３’が内部の溶剤により再溶解することを抑制でき、嵩密度を安定させることができるので好ましい。【００７８】
このため、上記高分子樹脂溶液３を飛行させて繊維状の高分子樹脂３’とするときに吹き付ける気体の流速、流量、温度、飛行距離等の諸条件は、成形工程後における繊維状の高分子樹脂３’中の溶剤濃度が上記範囲内となるように適宜選定することが好ましい。【００７９】
成形工程後の高分子樹脂３’中の固形分に対する有機溶剤濃度を上記範囲に調整することで、繊維状物同士を結合させることも、繊維状物同士を結合させないようにすることも自在に行うことができるので好ましい。【００８０】
尚、固形分に対する溶剤濃度は次のようにして求めることができる。予め、収集した繊維状の高分子樹脂３’の質量を測定し、このときの質量をＡとする。この繊維状物を、溶剤が完全に飛散する温度及び時間で加熱して樹脂中の溶剤を完全に除去する。このときの質量をＢとして、下記式
固形分に対する溶剤濃度＝（Ａ−Ｂ）÷Ｂ×１００
により、固形分に対する溶剤濃度（質量％）を求めることができる。【００８１】
（III）捕集工程
本実施の形態に係るポリイミド繊維の製造方法では、更に、上記繊維状の高分子樹脂３’を捕集する捕集工程を含む。尚、本明細書における「捕集」とは、上記繊維状の高分子樹脂３’を飛行中に捕らえて集めることを意味する。【００８２】
本実施の形態の捕集工程では、図１に示すように、成形工程により得られる繊維状の高分子樹脂３’を、捕集手段５により捕集する。捕集手段５としては、例えば、網状の開口部を有する平板や容器等が挙げられる。また、捕集手段５としては、捕集面が静止している装置には限定されず、例えば、ベルトコンベアのように、捕集面が移動している装置であってもよい。【００８３】
静止した捕集手段５上で捕集する場合には、高分子樹脂３’を繊維の集合体の状態で捕集することができる。また、捕集位置が移動する捕集手段５上で捕集する場合では、一定の厚みを有する不織布として捕集することができる。【００８４】
また、高分子樹脂溶液３を飛行させている途中で、当該高分子樹脂溶液３とは異なる樹脂溶液を塗布することもできる。例えば、フッ素系樹脂等を塗布することで紡糸繊維表面の接着性等を制御することができる。【００８５】
また、飛行している繊維状の高分子樹脂３’を巻取り装置により巻き取ることにより、モノフィラメント状のポリイミド繊維を得ることもできる。【００８６】
（IV）加熱工程（イミド化工程）
本実施の形態に係るポリイミド繊維の製造方法では、更に、上記捕集した繊維状の高分子樹脂３’を加熱する加熱工程を含む。【００８７】
上記加熱する温度は、含まれる有機溶剤の種類により、及び／又は高分子樹脂３’をポリイミド樹脂へとイミド化する際に必要な温度により適宜選定すればよく、例えば、繊維状の高分子樹脂３’の加熱温度を５０℃以上７００℃以下の範囲内とすることが好ましく、更に好ましくは１００℃以上６００℃以下の温度範囲内である。【００８８】
尚、得られるポリイミド繊維が非熱可塑性ポリイミド樹脂からなる非熱可塑性ポリイミド繊維である場合には、繊維状の高分子樹脂３’の加熱における最も高い温度が４００℃以上であることが、完全にイミド化することができるため好ましい。【００８９】
また、ポリイミド繊維が熱可塑性ポリイミド繊維である場合には、繊維状の高分子樹脂３’の加熱における最も高い温度は、得られるポリイミド繊維のガラス転移温度よりも１００℃高い温度であることが好ましく、より好ましくは、当該ガラス転移温度よりも５０℃高い温度であることが、イミド化反応を完全に終えることができると共に、ポリイミド繊維の熱溶融を抑えることができるので好ましい。【００９０】
また、加熱温度は一定であってもよく、上記範囲内で変化させてもよい。特に、低温から高温になるように焼成することが好ましく、焼成後は急激に冷却してもよいし、除々に冷却してもよい。また、加熱の際の加熱時間は適宜選定することが好ましい。【００９１】
また、上記高分子樹脂溶液３が、例えば、少なくともピロメリット酸二無水物と４，４−ジアミノジフェニルエーテルとを原料として含むポリアミド酸を含む溶液である場合には、最終焼成温度を４００℃以上にすることが、ポリアミド酸のイミド化反応率をほぼ１００％近くまで高めることができるため好ましい。【００９２】
尚、上述の説明では、ポリイミド繊維をバッチ式で製造する方法について説明したが、これに限るものではない。例えば、図３に示すように、紡糸口金１から吐出した高分子樹脂溶液３を気流発生手段４により飛行させられることにより得られる繊維状の高分子樹脂３’を、表面が網状となっているベルトから構成され、ゆっくりと回転するベルトコンベア１０上で連続的に捕集し、捕集された繊維状の高分子樹脂３’をベルトコンベア１０から引き剥がし、乾燥・焼成炉１２へと搬送し、当該乾燥・焼成炉１２中で加熱・乾燥・焼成し、巻取り装置１３により巻き取ることにより、ロール状のポリイミド繊維を連続的に製造する方法であってもよい。【００９３】
また、上述の説明では、捕集工程を含み、捕集手段５を備えた製造装置を用いる方法について説明したが、これには限定されない。上記製造装置は捕集手段５を備えていなくてもよく、上記製造方法は捕集工程を含んでいなくてもかまわない。【００９４】
この場合、例えば、飛行後の落下した繊維状の高分子樹脂３’を回収することにより本実施形態とほぼ同様の効果が得られる。但し、本実施の形態のように捕集工程若しくは捕集手段を含む場合では、効率良く繊維状の高分子樹脂を回収することができる。【００９５】
更には、上述の説明では、加熱工程を含む製造方法について説明したが、本発明の範囲はこれには限定されない。例えば、高分子樹脂溶液として後述するポリイミド溶液を用い、上記成形工程における飛行中に十分有機溶剤が除去されている場合では、別途加熱工程を設ける必要は無く、製造装置に加熱手段を設ける必要は無い。【００９６】
（Ｖ）高分子樹脂溶液
上記高分子樹脂溶液を構成する有機溶剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン等の有機極性アミド系溶媒；テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン等の水溶性エーテル化合物；プロピレングリコール、エチレングリコール等の水溶性アルコール系化合物；アセトン、メチルエチルケトン等の水溶性ケトン系化合物；アセトニトリル、プロピオニトリル等の水溶性ニトリル化合物等が挙げられる。これらの溶剤は単独で用いてもよいし、２種以上の混合溶媒として使用してもよい。上記有機溶剤の中でも、溶解性の観点から、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いることが好ましい。【００９７】
上記高分子樹脂溶液中の高分子樹脂は、ポリアミド酸及び／又はポリイミドである。当該ポリアミド酸及び／又はポリイミドは、その構造等については特に限定されない。例えば、ポリアミド酸及び／又はポリイミドの原料となる酸二無水物としては、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンジベンゾエート−３，３’，４，４’−テトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ヘキサフルオロプロピリデンジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−テトラカルボキシブタン二無水物が好適に用いられる。これらの原料を用いることでポリイミド繊維の耐熱性を向上させることができる。【００９８】
また、ポリアミド酸及び／又はポリイミドの原料となるジアミン類としては、例えば、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４−ジアミノジフェニルエーテル、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、（４−アミノフェノキシフェニル）（３−アミノフェノキシフェニル）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、３，３’−ジアミノベンズアニリド、３，４’−ジアミノベンズアニリド、４，４’−ジアミノベンズアニリド、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］メタン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］メタン、［４−（４−アミノフェノキシフェニル）］［４−（３−アミノフェノキシフェニル）］メタン、１，１−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、１，１−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、１，１−[４−（４−アミノフェノキシフェニル）][４−（３−アミノフェノキシフェニル）]エタン、１，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、１，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、１，２−［４−（４−アミノフェノキシフェニル）］［４−（３−アミノフェノキシフェニル）］エタン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−［４−（４−アミノフェノキシフェニル）][４−（３−アミノフェノキシフェニル）]プロパン、２，２−ビス［３−（３−アミノフェノキシ）フェニル］−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−［４−（４−アミノフェノキシフェニル）］［４−（３−アミノフェノキシフェニル）］ −１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］ケトン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ケトン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−Ｐ−アミノベンゾエート、ポリ（テトラメチレン／３−メチルテトラメチレンエーテル）グリコールビス（４−アミノベンゾエート）、トリメチレン−ビス（４−アミノベンゾエート）、ｐ−フェニレン−ビス（４−アミノベンゾエート）、ｍ−フェニレン−ビス（４−アミノベンゾエート）、ビスフェノールＡ−ビス（４−アミノベンゾエート）が挙げられる。上記ジアミンを適宜併用することで、最終的に得られるポリイミド繊維の耐熱温度が向上すると共に、耐薬品性等も向上する。【００９９】
本実施の形態においては、上記酸二無水物及び上記ジアミン類の中から、任意の酸二無水物及びジアミン類を適宜選択して上記有機溶剤中で重合することで、上記高分子樹脂溶液としてのポリアミド酸及び／又はポリイミド溶液を得ることができる。【０１００】
最終的に得られるポリイミド繊維の耐熱性や耐薬品性をより向上させるためには、特に、上記酸二無水物の中でも、芳香族系の酸二無水物である、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましい。【０１０１】
更には、上記ジアミン類の中でも、芳香族系のジアミンである、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４−ジアミノジフェニルエーテル、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］メタン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼンを使用することが特に好ましい。【０１０２】
更には、上記ジアミン類の側鎖にカルボキシル基若しくは水酸基を有するジアミノ化合物も併用することができる。側鎖にカルボキシル基若しくは水酸基を有するジアミノ化合物としては、２，４−ジアミノ安息香酸、２，５−ジアミノ安息香酸、３，５−ジアミノ安息香酸、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジカルボキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジカルボキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジカルボキシビフェニル、［ビス（４−アミノ−２−カルボキシ)フェニル]メタン、[ビス(４−アミノ−３−カルボキシ)フェニル]メタン、[ビス(３−アミノ−４−カルボキシ)フェニル]メタン、[ビス(３−アミノ−５−カルボキシ）フェニル］メタン、２，２−ビス［３−アミノ−４−カルボキシフェニル］プロパン、２，２−ビス［４−アミノ−３−カルボキシフェニル］プロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４−カルボキシフェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−アミノ−３−カルボキシフェニル］ヘキサフルオロプロパン、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジカルボキシジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジカルボキシジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジカルボキシジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジカルボキシジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジカルボキシジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジカルボキシジフェニルスルフォン、２，３−ジアミノフェノール、２，４−ジアミノフェノール、２，５−ジアミノフェノール、３，５−ジアミノフェノール、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジヒドロキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジヒドロキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’，５，５’−テトラヒドロキシビフェニル、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジヒドロキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジヒドロキシジフェニルメタン、２，２−ビス［３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル］プロパン、２，２−ビス［４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル］プロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル］ヘキサフルオロプロパン、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジヒドロキシジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジヒドロキシジフェニルスルフォン、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、２，２−ビス［４−（４−アミノ−３−ヒドロキシフェノキシ）フェニル］プロパン、４，４’−ビス（４−アミノ−３−ヒドキシフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４−アミノ−３−ヒドロキシフェノキシ）フェニル]スルフォン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジハイドロキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジハイドロキシジフェニルメタン、２，２−ビス［３−アミノ−４−カルボキシフェニル］プロパン、４，４’−ビス（４−アミノ−３−ヒドキシフェノキシ）ビフェニルが挙げられる。【０１０３】
これら側鎖にカルボキシル基若しくは水酸基を有するジアミノ化合物を、上述したジアミン類と併用することにより、最終的に得られるポリイミド繊維を、例えば、エポキシ樹脂やシアネート化合物の様な反応性樹脂（反応性硬化剤）を架橋剤として用いてポリイミド繊維を架橋させることができ、耐熱性をより向上させることができる。【０１０４】
更には、側鎖にカルボキシル基若しくは水酸基を有する上記ジアミノ化合物はエポキシ樹脂等に対する反応活性点を有するため、繊維同士の結合ができ、これにより繊維同士の絡み合いが増え、より嵩密度の低い繊維が得られる。【０１０５】
本実施の形態においては、側鎖にカルボキシル基若しくは水酸基を有する上記ジアミノ化合物の使用量は、ジアミン類及びジアミノ化合物の全使用量を１００モルとした場合に、４０モル以下で用いることが好ましく、特に好ましくは１０モル以下で用いることが好ましい。側鎖にカルボキシル基若しくは水酸基を有する上記ジアミノ化合物の使用量が多過ぎる場合には、得られるポリイミド繊維が硬く脆くなるおそれがある。【０１０６】
ポリイミド繊維を、エポキシ樹脂やシアネート化合物等の反応性樹脂と反応させる方法としては、得られたポリイミド繊維を反応性樹脂溶液に浸漬した後、加熱乾燥することで架橋したポリイミド繊維を得る方法や、反応性樹脂溶液を噴霧しながら紡糸する方法等が挙げられる。【０１０７】
本実施の形態における高分子樹脂溶液中の高分子樹脂は、ポリアミド酸及び／又はポリイミドである。当該高分子樹脂がポリアミド酸の場合には、高分子樹脂溶液（ポリアミド酸溶液）は、上記有機溶剤中で、上記ジアミンに対する上記酸二無水物のモル比が０．９〜１．１の範囲内となるように制御して上記ジアミンと上記酸二無水物とを重合することにより製造することができる。上記ジアミンに対する上記酸二無水物の上記モル比は、より好ましくは０．９５〜１．０５の範囲内である。【０１０８】
このような反応比率で反応させることで、ポリアミド酸からポリイミドへのイミド化の際に分子量の低下が起きず、耐熱性、耐薬品性に優れるポリイミドを製造することができる。【０１０９】
一方、当該高分子樹脂がポリイミドの場合には、高分子樹脂溶液は、上記ポリアミド酸を後述する化学イミド化法、又は熱イミド化法によりイミド化することにより製造することができる。【０１１０】
また、高分子樹脂溶液の製造では、得られる高分子樹脂の分子量を高くする観点から、純度の高い酸二無水物を用いることが好ましい。純度の高い酸二無水物とは、具体的には、閉環構造を有する酸二無水物が９８質量％以上含有されている酸二無水物が好ましい。【０１１１】
また、同様に、ジアミン類及びジアミノ化合物も、ジアミノ構造を有する化合物が９８質量％以上含有されていることが好ましい。【０１１２】
本実施の形態で使用する高分子樹脂溶液の固形分濃度は、０．１〜５０質量％の範囲内が好ましく、１〜４０質量％の範囲内であることがより好ましく、高分子樹脂溶液のチキソトロピー性を制御する観点から、つまり、チキソ指数を紡糸工程において好適な範囲にする観点から、上記固形分濃度は１０〜３５質量％の範囲内であることが更に好ましく、１０〜３０質量％の範囲内であることが特に好ましい。【０１１３】
尚、固形分濃度は、下記式
固形分濃度（質量％）＝溶質質量／（溶剤質量＋溶質質量）×１００
により求めることができる。【０１１４】
上記高分子樹脂は、不活性ガス雰囲気下で−２０〜６０℃の範囲内、より好ましくは５０℃以下で上記ジアミン類と酸無水物とを攪拌して、重合することにより、得ることができる。尚、上記高分子樹脂溶液には、適宜、フィラー、潤滑材、硬化触媒、脱水剤、着色剤等を混合することも可能である。【０１１５】
本実施の形態では、上記高分子樹脂溶液を用いて紡糸し、その後加熱して溶剤を完全除去すると共に、上記高分子樹脂がポリアミド酸の場合には、イミド化させることにより、ポリイミド繊維を製造することができる。【０１１６】
特に、耐熱性の高い非熱可塑性ポリイミド樹脂は、一般に有機溶剤への溶解度が低く、ポリイミド樹脂溶液として紡糸することは困難である。これに対して、本実施の形態においては、上記高分子樹脂溶液としてポリアミド酸溶液を用いることにより、従来、紡糸が困難であった非熱可塑性ポリイミド樹脂を紡糸することが可能となる。非熱可塑性ポリイミド樹脂であることで耐熱性が向上するので好ましい。【０１１７】
本実施の形態に係るポリイミド繊維集合体においては、非熱可塑性ポリイミド樹脂からなる上記非熱可塑性ポリイミド繊維を含むことが、ポリイミド繊維集合体の耐熱性を向上させることができると共に、ポリアミド酸からなる繊維集合体を高温でイミド化する際に、耐熱性の高い非熱可塑性ポリイミド繊維を含むことで形状保持性が高く、嵩比重が小さくなるので好ましい。【０１１８】
尚、ここで言う「非熱可塑性ポリイミド繊維」とは、ポリイミド繊維の動的粘弾性挙動を測定した場合に、３００℃以下でｔａｎδ値のピークを持たないポリイミド繊維を意味する。また、より明確には本実施の形態における「非熱可塑性ポリイミド繊維」とは、下記方法で測定して得られる貯蔵弾性率の低下温度が３１０℃以上であること、及びｔａｎδのピークの温度が３００℃より高いことの何れかの条件を満たすポリイミド繊維を意味する。ｔａｎδ値のピークの温度、及び、貯蔵弾性率の低下温度について下記に説明を行う。本実施の形態では、ｔａｎδ値のピーク温度、及び、貯蔵弾性率の低下温度について測定を行い、そのうちの貯蔵弾性率の低下温度から、「非熱可塑性ポリイミド繊維」であることを判断した。【０１１９】
上記ｔａｎδ値のピークの温度、及び貯蔵弾性率の低下温度とは、ポリイミド繊維の原料となるポリアミド酸溶液から、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを作製して、そのフィルムの動的粘度弾性挙動を測定した際における、貯蔵弾性率Ｅ’の低下温度、及びｔａｎδ値のピークの温度を指す。【０１２０】
詳述すると、上記ポリイミドフィルムの製造方法は以下の通りである。すわなち、最終ポリイミドフィルムの厚みが２５μｍになるようにポリアミド酸溶液をガラス基板上に塗布して、室温に冷却したオーブンに投入して、４００℃になるまで６℃／分の昇温速度で昇温させる。そして、室温になるまでゆっくりと冷却を行うことでガラス基板上にポリイミドフィルムを作製することができる。【０１２１】
動的粘弾性挙動の測定は、ポリイミドフィルムを、幅９ｍｍ、長さ４０ｍｍに切り出して、セイコー電子（株）製  ＤＭＳ２００の装置にセットした後に、引張りモードで、下記の測定条件で行うことができる。尚、ポリイミドフィルムが脆く計測が難しい場合には、焼成最高温度を低下させることが好ましい。【０１２２】
＜測定条件＞
プロファイル温度：  ２０℃〜４００℃（昇温速度：３℃／分）但し、ポリイミドフィルムが溶融してしまう場合には、適宜温度を低下させることが好ましい。
周波数：  ５Ｈｚ
Ｌａｍｐ．（交流歪振幅目標値）：  ２０μｍ
Ｆｂａｓｅ（測定中のテンションの最小値）：０ｇ
Ｆ０ｇａｉｎ（測定中にテンションを交流力振幅に応じて変化させる場合の係数）：３．０
この測定条件での測定によって、上述のプロファイル温度における貯蔵弾性率Ｅ’及び、損失弾性率Ｅ”の値がそれぞれ得られる。【０１２３】
ここで、貯蔵弾性率Ｅ’の低下温度は、急激に貯蔵弾性率が低下し始める時の温度である。図８の動的粘弾性を測定した例を用いて説明を行うと、プロファイル温度に対する貯蔵弾性率Ｅ’の得られた曲線に対して、貯蔵弾性率Ｅ’が変化し始めるまでの直線に対する接線５０と、貯蔵弾性率Ｅ’が変化しはじめて変化し終わった直線に対する接線５１とをひき、その交点５２の温度を求める。この温度が貯蔵弾性率の低下温度となる。尚、本実施の形態において貯蔵弾性率の低下温度が、４００℃以内に存在しない場合には、貯蔵弾性率の低下温度は４００℃であると考える。【０１２４】
また、ｔａｎδ値は上記の貯蔵弾性率Ｅ’と、損失弾性率Ｅ”を用いて下記算出式、
ｔａｎδ＝Ｅ”÷Ｅ’
より算出される値であり、図８のｔａｎδと記載されている曲線がｔａｎδ値である。【０１２５】
尚、「非熱可塑性ポリイミド繊維」の判断方法として他の方法も挙げられる。具体的には、ポリイミド繊維を４００℃に加熱したオーブン中で１０分間放置した場合に、融解することが無く、形状が保持されていれば、本実施の形態における「非熱可塑性ポリイミド繊維」であると判断することができる。【０１２６】
つまり、（ｉ）３００℃以下でｔａｎδ値のピークを持たない、（ii）貯蔵弾性率の低下温度が３１０℃以上である、（iii）４００℃に加熱したオーブン中で１０分間放置した場合に、融解することが無く、形状が保持されていること、の何れかの条件を少なくとも満たしているポリイミド繊維は、「非熱可塑性ポリイミド繊維」である。【０１２７】
本実施の形態で好適に用いることのできる非熱可塑性ポリイミド樹脂は、下記構造を有するポリイミド樹脂であることが好ましい。尚、高分子樹脂溶液として用いる場合には、下記構造を有するポリイミド樹脂、若しくはその前駆体であるポリアミド酸樹脂を高分子樹脂として用いることが好ましい。
（１）ピロメリット酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとからなるポリイミド樹脂、
（２）ピロメリット酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル及びｐ−フェニレンジアミンとからなるポリイミド樹脂、
（３）ピロメリット酸二無水物及び３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル及びｐ−フェニレンジアミンとからなるポリイミド樹脂、
（４）３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンとからなるポリイミド樹脂、
（５）３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンとからなるポリイミド樹脂、
が挙げられる。このような非熱可塑性ポリイミド樹脂を用いることで、耐熱性の高いポリイミド繊維を得ることができる。【０１２８】
また、本実施の態様では、高分子樹脂溶液として、ポリイミド樹脂を有機溶剤に溶解した、ポリイミド樹脂溶液を直接紡糸することも可能である。ポリイミド樹脂溶液を作製する方法には、下記に示すポリアミド酸を経由する方法や、イソシアネート化合物を経由する方法等が挙げられる。【０１２９】
＜ポリアミド酸を経由するポリイミド樹脂の製造方法＞
ポリアミド酸を経由する上記方法としては、上記酸二無水物及びジアミン類を上記有機溶剤溶液中で重合することにより、つまり、上述のポリアミド酸溶液の製造方法によりポリアミド酸溶液を作製した後に、ポリアミド酸を、脱水剤と反応させてイミド化する化学イミド化方法や、加熱しながら脱水する熱イミド化方法が用いられる。【０１３０】
化学イミド化反応の場合、ポリアミド酸溶液にイミド化触媒として３級アミン（例えば、ピリジン、トリメチルアミン、ピコリン、キノリン等が好適に用いられる）と脱水剤（例えば、無水酢酸等が好適に用いられる）とを添加した後に、加熱し還流させることでポリイミド溶液を得ることができる。【０１３１】
このときの加熱温度は、２００℃以下で適宜選定することが好ましい。また、反応速度を高めてイミド化率を高くする観点から、５０℃以上２００℃以下の範囲内で加熱することがより好ましく、８０℃以上１６０℃以下の範囲内で加熱することが特に好ましい。上記温度範囲で加熱することで、イミド化途中のポリアミド酸溶液の分子量を大幅に低下させることなく、高分子量のポリイミド溶液が得られるため好ましい。【０１３２】
尚、化学イミド化方法では、得られたポリイミド溶液をポリイミドの貧溶媒で抽出することでポリイミド樹脂を得ることができる。具体的には、ポリイミド溶液を貧溶媒中に分散させる、又は貧溶媒をポリイミド溶液に添加することで固形分として分離することができる。このようにして得られるポリイミド樹脂を再度有機溶剤に溶解させることで、ポリイミド溶液を作製することができる。【０１３３】
尚、上記貧溶媒としては、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の溶剤が好適に用いられる。【０１３４】
熱イミド化方法の場合、（ｉ）ポリアミド酸溶液をポリイミドのガラス転移点以上の温度に加熱した真空容器中で真空加熱することで、ポリイミドとして直接に取り出す真空熱イミド化方法や、（ii）ポリアミド酸溶液を直接に加熱及び還流することでイミド化する方法、更には、（iii）発生する水と共沸するトルエンやヘキサンを併用しながら加熱脱水する方法、によりイミド化することができる。このときの加熱温度は、１００℃以上が好ましく、特に１５０℃以上に加熱することがイミド化を効率良く行うことができるため好ましい。【０１３５】
上記ポリイミドを有機溶剤可溶性として、紡糸可能とするためには、上述した酸二無水物及びジアミンの中から適宜使用する原料を選択すればよい。例えば、酸二無水物として、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンジベンゾエート−３，３’，４，４’−テトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ヘキサフルオロプロピリデンジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−テトラカルボキシブタン二無水物が好適に用いられる。尚、これらの化合物は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、ジアミンとしては上述したジアミン類を用いればよい。【０１３６】
＜イソシアネート化合物を用いるポリイミド樹脂の製造方法＞
イソシアネート化合物を用いる上記方法では、有機溶剤中に、酸二無水物に対するイソシアネート化合物のモル比が０．９０〜１．１０の範囲内となるように、酸二無水物及びイソシアネート化合物を混合して加熱及び還流することで、一段イミド化反応によりポリイミド溶液を得ることができる。【０１３７】
このときの反応温度は、５０〜２５０℃の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは６０〜２００℃の範囲内であり、特に好ましくは７０℃〜１８０℃の範囲内である。【０１３８】
反応時間は、バッチの規模、採用される反応条件等により適宜選択することができる。反応においては必要に応じて、三級アミン類、アルカリ金属、アルカリ土類金属、錫、亜鉛、チタニウム、コバルト等の金属又は半金属化合物等の触媒存在下で反応を行い、反応温度の制御と反応時間の制御とを行うことが好ましい。【０１３９】
上記反応に用いられる酸二無水物としては、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンジベンゾエート−３，３’，４，４’−テトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ヘキサフルオロプロピリデンジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−テトラカルボキシブタン二無水物が挙げられる。尚、これらの化合物は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。【０１４０】
上記反応に用いられるイソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアネート、３，２’−又は３，３’−又は４，２’−又は４，３’−又は５，２’−又は５，３’−又は６，２’−又は６，３’−ジメチルジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアネート、３，２’−又は３，３’−又は４，２’−又は４，３’−又は５，２’−又は５，３’−又は６，２’−又は６，３’−ジエチルジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアネート、３，２’−又は３，３’−又は４，２’−又は４，３’−又は５，２’−又は５，３’−又は６，２’−又は６，３’−ジメトキシジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−３，３’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−３，４’−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−４，４’−ジイソシアネート、ベンゾフェノン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルスルホン−４，４’−ジイソシアネート、トリレン−２，４−ジイソシアネート、トリレン−２，６−ジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、ナフタレン−２，６−ジイソシアネート、４，４’−［２，２−ビス（４−フェノキシフェニル）プロパン］ジイソシアネートを用いることが好ましい。特に好ましくは、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートやトリレン−２，６−ジイソシアネート、トリレン−２，４−ジイソシアネートが挙げられる。尚、これらの化合物は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。【０１４１】
本実施の形態で使用するポリイミド溶液の固形分濃度は、５〜４０質量％の範囲内とすることが好ましく、１０〜３０質量％の範囲内とすることがより好ましい。【０１４２】
（VI）ポリイミド繊維集合体
本実施の形態に係るポリイミド繊維集合体は、平均繊維径が１μｍを超え１００μｍ以下の範囲内のポリイミド繊維から成り、湾曲した形状を有するポリイミド繊維を含み、嵩密度が１ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下の範囲内であることを特徴としている。特に、上記ポリイミド繊維集合体は、少なくとも上述の非熱可塑性ポリイミド繊維を含むことが好ましい。【０１４３】
上記ポリイミド繊維集合体は、上述した製造方法によりポリイミド繊維を作製することにより得られ、ポリイミド繊維同士は互いに結合していてもよく、互いに結合することなく、独立して存在していてもよい。【０１４４】
また、ポリイミド繊維同士は、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレア樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂等のバインダー樹脂により結合されていてもよい。【０１４５】
ポリイミド繊維同士の結合方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、作製したポリイミド繊維に結合用のバインダー樹脂を含む溶液を噴霧する、或いは、上記バインダー樹脂を含む溶液に含浸させた後に、加熱・乾燥させることにより結合させることができる。【０１４６】
また、紡糸の際に、上記バインダー樹脂を含む溶液を噴霧した雰囲気中に、成形工程後の高分子樹脂３’を通過させることにより、高分子樹脂３’を繊維集合体の状態で結合させることもできる。この場合には、繊維集合体を加熱・乾燥させる際に、バインダー樹脂も同様に加熱・乾燥させることができるので効率が良く、好ましい。【０１４７】
このように、ポリイミド繊維同士を結合させることにより、本発明の特徴である低い嵩密度になり易く、しかも、繊維同士が結合することで弾力性や、繊維の纏まり性が向上するので好ましい。【０１４８】
尚、本実施の形態においては、上述の「（II）成形工程」において、２種以上の高分子樹脂溶液を同時に異なる紡糸口金から吐出して、飛行させて、高分子樹脂３’を得ることもできる。特に、非熱可塑性ポリイミド繊維の原料となる高分子樹脂溶液に加えて、熱融着性を有する高分子樹脂溶液も飛行させることにより上記バインダー樹脂の代わりとすることができる。【０１４９】
ここで、熱融着性を有する高分子樹脂とは、非熱可塑性ポリイミド繊維の原料であるポリアミド酸溶液若しくはポリイミド溶液を紡糸した後、溶剤除去のための加熱、若しくはポリアミド酸のイミド化を行う際に、非熱可塑性ポリイミド繊維と融着する特性を有し、且つ非熱可塑性ポリイミド樹脂へイミド化する際に完全に熱融解しない高分子樹脂である。【０１５０】
このような熱融着性を有する高分子樹脂を併用することで嵩密度を低く制御することができると共に、ポリイミド繊維同士の結合力が増すので好ましい。【０１５１】
このような熱融着性を有する高分子樹脂としては、下記構造を有するポリアミド酸若しくはポリイミドを用いることが好ましい。
（１）ピロメリット酸二無水物、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、及び２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパンからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂であって、全ジアミンの量を１００モルとした場合に、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパンの量が５０モル以上であるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
（２）ピロメリット酸二無水物、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、及び１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼンからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂であって、全ジアミンの量を１００モルとした場合に、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼンの量が５０モル以上であるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
（３）ピロメリット酸二無水物、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、及びビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホンからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂であって、全ジアミンの量を１００モルとした場合に、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホンの量が５０モル以上であるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
（４）３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、及び４，４’−ジアミノジフェニルエーテルからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
（５）３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
（６）２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、及び４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、及び／又はｍ−フェニレンジアミンからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
（７）２，３，３’，４―ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、及びｐ−フェニレンジアミンからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
（８）２，３，３’，４―ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、及び４，４’−ジアミノジフェニルエーテルからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
（９）２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、及び４，４’−ジアミノジフェニルスルホンからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
（１０）２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、及び３，３’−ジアミノジフェニルスルホンからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
（１１）３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、及び１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンからなるポリアミド酸若しくはポリイミド樹脂、
が好適に用いられる。【０１５２】
熱融着性を有する上記高分子樹脂は、耐熱性が高く、加熱工程においても、融解することが無く繊維として残存するので、形状保持の点で好ましく、更には、上記高分子樹脂を介して繊維同士が結合することになるので好ましい。【０１５３】
尚、本明細書における「湾曲した形状」とは、繊維が途中で湾曲していることを意味する。より具体的には、繊維が弓なりに曲がっていることや、円を描いているものや、ループ状に螺旋を巻いているもの等を意味する。また、ポリイミド繊維集合体を構成するポリイミド繊維は、その全てが湾曲した形状を有するものである必要は無く、直線状のポリイミド繊維を含んでいてもかまわない。更には、「湾曲した形状を有するポリイミド繊維」とは、ポリイミド繊維全体が湾曲していてもよいし、その一部のみが湾曲していてもよい。【０１５４】
尚、本実施の形態に係るポリイミド繊維集合体を構成するポリイミド繊維は、一般的な紡糸繊維の捲縮装置を用いて作製される捲縮した繊維とは異なり、紡糸過程の乾燥工程で得られる、湾曲した形状を有している。【０１５５】
上記ポリイミド繊維が非熱可塑性ポリイミド繊維である場合、通常の乾式紡糸や湿式紡糸により得られる繊維を捲縮装置で捲縮させても、熱セットが難しく捲縮状態が加熱によって容易に解除されてしまう。このため、一般の不織布製造工程で作製しても、高温に加熱された際に嵩密度が高くなってしまう問題があった。【０１５６】
一方、本実施の形態に係るポリイミド繊維においては、ポリイミド繊維の製造工程で湾曲させているので、高温に曝されても繊維の絡み合いが解れ難く、嵩密度が変化し難にくいという特性を有している。【０１５７】
また、上記「湾曲した形状」における曲率半径は１μｍ以上１ｍ以下の範囲内であることが好ましい。このように、湾曲した形状であるポリイミド繊維を含み、湾曲した形状のポリイミド繊維が上記曲率半径を有することで、弾性回復力が向上し嵩密度も低いポリイミド繊維集合体を得ることが可能となる。【０１５８】
本実施の形態に係るポリイミド繊維集合体を構成するポリイミド繊維の繊維長は全てが同一の長さではなく、所定の分布を有している。上記繊維長は、１ｃｍ以上であることが好ましく、長いものとして１ｍを超える繊維を含むことが好ましい。尚、繊維長の分布は、紡糸時の安定状態によって変化する。【０１５９】
上記ポリイミド繊維集合体は、空隙率が高く、吸音性や保温性に優れることから、吸音・断熱材料として用いることができる。特に、航空機用途の吸音・断熱材や建築部材としての断熱材として使用することができる。【０１６０】
本実施の形態に係る製造方法では、嵩密度が１ｋｇ／ｍ３〜３０ｋｇ／ｍ３の範囲内、より好ましくは１ｋｇ／ｍ３〜２０ｋｇ／ｍ３の範囲内、更には１ｋｇ／ｍ３〜１５ｋｇ／ｍ３の範囲内である上記ポリイミド繊維集合体を得ることができる。上記嵩密度に制御することで、航空機用途の断熱吸音材料として好適に用いることができる。尚、本明細書における嵩密度は後述する実施例に記載されている方法により測定した値を意味する。【０１６１】
また、本実施の形態に係るポリイミド繊維は、平均繊維径が１μｍを超え１００μｍ以下の範囲内である。平均繊維径が上記範囲内であるため、各種断熱材料、難燃マット、耐熱服に用いた場合に熱伝導度が小さくなるので好ましい。また、濾布や耐熱性バグフィルターに用いた場合に、靭性があり強度が強いため破れにくい特徴を有することになる。また、本実施の形態に係るポリイミド繊維は、平均繊維径が１μｍを超え５０μｍ以下の範囲内であることがより好ましく、平均繊維径が１μｍを超え３０μｍ以下の範囲内であることが更に好ましく、平均繊維径が１μｍを超え２０μｍ以下の範囲内であることが特に好ましく、平均繊維径が１μｍを超え１０μｍ以下の範囲内であることが最も好ましい。このようなより細い繊維とすることで、吸音特性が向上して、航空機用途の断熱吸音材として好適に用いることが可能となる。【０１６２】
このような繊維径の制御方法としては、ポリイミド繊維の紡糸速度、すなわち、原料であるポリアミド酸溶液若しくはポリイミド樹脂溶液の吐出速度を適宜選定することで繊維径を制御することが挙げられる。また、嵩密度は、紡糸口金から捕集装置までの距離を適宜選定することで制御することができる。【０１６３】
尚、本明細書における平均繊維径は後述する実施例に記載されている方法により測定した値を意味する。【０１６４】
尚、本実施の形態に係る、上記ポリイミド繊維集合体を用いて得られる吸音材料、断熱材料、難燃マット、濾布、耐熱服、不織布、航空機用途断熱吸音材、及び耐熱性バグフィルターは、従来公知のポリイミド繊維集合体を用いた方法と同様の方法により作製することができる。【０１６５】
上記ポリイミド繊維集合体を航空機用途断熱吸音材に用いる場合には、嵩密度が１ｋｇ／ｍ３以上１０ｋｇ／ｍ３以下の範囲内であることが、航空機の軽量化に効果的である。特に、嵩密度が１ｋｇ／ｍ３以上６ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましい。【０１６６】
また濾布に用いる場合には、不織布の形態で用いることが好ましく、当該不織布は、嵩密度が１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下であることが濾布の圧力損失を低下させて捕集効率を最適な値に制御できるので好ましい。特に、不織布として用いる場合には、ポリイミド繊維集合体を、基布表面にニードルパンチ法で編みこむことが好ましい。また、上記不織布をバグフィルターの形に縫製することにより、耐熱性を有するバグフィルターを得ることができる。【０１６７】
本発明に係るポリイミド繊維集合体は、以上のように、平均繊維径が１μｍを超え１００μｍ以下の範囲内のポリイミド繊維から成り、湾曲した形状を有するポリイミド繊維を含み、嵩密度が１ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下の範囲内であることを特徴としている。【０１６８】
このため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能及び吸音特性に優れ、重量が軽いポリイミド繊維集合体を提供することができるという効果を奏する。【０１６９】
また、本発明に係る断熱材料は、以上のように、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。【０１７０】
このため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能に優れ、重量が軽い断熱材料を提供することができる。【０１７１】
また、本発明に係る難燃マットは、以上のように、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。【０１７２】
このため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能及び吸音特性に優れ、重量が軽い難燃マットを提供することができる。【０１７３】
また、本発明に係る濾布は、以上のように、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。【０１７４】
このため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、重量が軽い濾布を提供することができる。【０１７５】
また、本発明に係る耐熱服は、以上のように、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。【０１７６】
このため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能に優れ、重量が軽い耐熱服を提供することができる。【０１７７】
また、本発明に係る不織布は、以上のように、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。【０１７８】
このため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能及び吸音特性に優れ、重量が軽い不織布を提供することができる。【０１７９】
また、本発明に係る航空機用途断熱吸音材は、以上のように、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。【０１８０】
このため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、断熱性能及び吸音特性に優れ、重量が軽い航空機用途断熱吸音材を提供することができる。【０１８１】
また、本発明に係る耐熱性バグフィルターは、以上のように、上記本発明に係るポリイミド繊維集合体を用いて得られることを特徴としている。【０１８２】
このため、難燃性、耐熱性及び耐薬品性等に優れるというポリイミド繊維の特性を有することに加えて、重量が軽い耐熱性バグフィルターを提供することができる。
【実施例】
【０１８３】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【０１８４】
＜平均繊維径＞
平均繊維径は、電子顕微鏡（日本電子データム株式会社製、ＪＳＭ−６３８０ＬＡ）により繊維径を３０本測定し、その平均値を平均繊維径とした。尚、異形断面を有する繊維に関しては、最大長さを直径として算出した。【０１８５】
＜粘度＞
高分子樹脂溶液の粘度は、Ｂ型粘度計でローターＮｏ．７を用いて、２３℃、２回転／分の条件で測定した。【０１８６】
＜チキソ指数＞
チキソ指数は、Ｂ型粘度計でローターＮｏ．７を用いて、１０回転／分、及び２回転／分の２つの回転数における２３℃での粘度を測定し、
チキソ指数＝（２回転／分での粘度）／（１０回転／分での粘度）
の式より求めた。【０１８７】
尚、粘度が４，０００Ｐを超える場合には、１０回転／分では測定限界を超えるため、１０回転／分で測定した値の替わりに５回転／分で測定した値を用いる。【０１８８】
＜固形分濃度＞
固形分濃度は、下記式
固形分濃度（質量％）＝溶質質量／（溶剤質量＋溶質質量）×１００
により求めた。【０１８９】
尚、溶質質量は、反応に用いた高分子樹脂原料（ポリアミド酸の場合、酸二無水物及びジアミン）と、樹脂中に残る溶剤以外の原料との総質量である。【０１９０】
また、溶剤質量とは、上記高分子樹脂原料及び樹脂中に残る溶剤以外の原料を、溶解或いは分散させるための溶剤の総質量である。【０１９１】
＜高分子樹脂の固形分に対する溶剤濃度＞
加熱乾燥前の捕集した繊維状の高分子樹脂を１０ｃｍ×１０ｃｍ×２ｃｍに切り出して質量を測定した。このときの質量をＡとする。この高分子樹脂を実施例中の加熱・乾燥・焼成温度及び時間で完全に溶剤を揮発させた。このときの質量をＢとして、下記式
固形分に対する溶剤濃度（質量％）＝（Ａ−Ｂ）／Ｂ×１００
により、固形分に対する溶剤濃度（質量％）を求めた。【０１９２】
＜嵩密度＞
常温状圧下で、１時間静置させた、紡糸したポリイミド繊維集合体から厚み２．５ｃｍ×長さ１０ｃｍ×幅１０ｃｍのサンプル片を切り出し重量Ａ（ｇ）を測定する。この結果から下記式
嵩密度（ｋｇ／ｍ３）＝Ａ（ｇ）／（２５０ｃｍ３）×（１０６ｃｍ３／１ｍ３）÷（１０００ｇ／１ｋｇ）
によりポリイミド繊維の集合体の嵩密度を算出した。【０１９３】
＜垂直入射吸音率＞
ポリイミド繊維集合体の吸音特性の評価は、下記垂直入射吸音率測定方法によって測定された値である。吸音率はその値が大きい程、吸音性能が良いことを意味する。【０１９４】
垂直入射吸音率の測定は、ＡＳＴＭ−Ｅ−１０５０の垂直入射吸音率試験に準じて、サンプル径φ２９ｍｍ、厚み２.５４ｃｍ（１インチ）、背後空気層０ｍｍ、測定周波数域５００〜６３００Ｈｚ（１／３オクターブバンド）の条件にて測定した。【０１９５】
＜比較材料＞
実施例で得られた繊維と、断熱性能及び吸音特性を比較するために、Johns Manville社製のガラスウール（商品名：Microlite（登録商標） AA Premium NR、嵩密度：５．５ｋｇ／ｍ３）を比較材料として用いた。【０１９６】
（合成例１）
窒素置換を行った２Ｌのガラス製セパラブルフラスコ中に、溶液を攪拌するための攪拌翼を取りつけた反応装置内で反応を行った。まず、４，４−ジアミノジフェニルエーテル（以下、「４，４’−ＯＤＡ」と略す）９１．８ｇ（０．４５８ｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、「ＤＭＦ」と略す）７７９ｇに溶解し、４０℃に保温した。この溶液中に、ピロメリット酸二無水物（以下、「ＰＭＤＡ」と略す）９５．０ｇ（０．４３６ｍｏｌ）を投入して完全に溶解した。この溶液に、５．０ｇのＰＭＤＡを６６．５ｇのＤＭＦに溶解した溶液を少量づつ添加して、溶液の粘度が２３℃で３，１００Ｐになった時点で添加を止めて、紡糸用の高分子樹脂溶液（Ａ−１）とした。【０１９７】
尚、上記溶液のチキソ指数は１．０１であり、固形分濃度は１８．５質量％であった。【０１９８】
この高分子樹脂溶液（Ａ−１）からポリイミドフィルムを作製して、貯蔵弾性率の低下温度の測定を行ったところ、３６０℃であった。よって上記ポリアミド酸溶液から得られるポリイミド繊維は「非熱可塑性ポリイミド繊維」である。【０１９９】
（合成例２）
窒素置換を行った２Ｌのガラス製セパラブルフラスコ中に、溶液を攪拌するための攪拌翼を取りつけた反応装置内で反応を行った。まず、４，４’−ＯＤＡを９１．８ｇ（０．４５８ｍｏｌ）をＤＭＦ７７９ｇに溶解し、４０℃に保温した。この溶液中に、ＰＭＤＡを９５．０ｇ（０．４３６ｍｏｌ）投入して完全に溶解した。この溶液に５．０ｇのＰＭＤＡを６６．５ｇのＤＭＦに溶解した溶液を少量づつ添加して、溶液の粘度が２３℃で１５００Ｐになった時点で添加を止めて紡糸用の高分子樹脂溶液（Ａ−２）とした。【０２００】
尚、上記溶液のチキソ指数は１．０３であり、固形分濃度は１８．５質量％であった。【０２０１】
この高分子樹脂溶液（Ａ−２）からポリイミドフィルムを作製して、貯蔵弾性率の低下温度の測定を行ったところ、３６０℃であった。よって上記ポリアミド酸溶液から得られるポリイミド繊維は「非熱可塑性ポリイミド繊維」である。【０２０２】
（合成例３）
窒素置換を行った２Ｌのガラス製セパラブルフラスコ中に、溶液を攪拌するための攪拌翼を取りつけた反応装置内で反応を行った。４，４’−ＯＤＡ３６．７ｇ（０．１８３ｍｏｌ）と、ｐ−フェニレンジアミン２９．８ｇ（０．２７５ｍｏｌ）とをＤＭＦ６６７ｇに溶解し、４０℃に保温した。この溶液中に、ＰＭＤＡを９５．０ｇ（０．４３６ｍｏｌ）投入して完全に溶解した。この溶液に、５．０ｇのＰＭＤＡを６６．５ｇのＤＭＦに溶解した溶液を少量づつ添加して、溶液の粘度が２３℃で４，０００Ｐになった時点で添加を止めて紡糸用の高分子樹脂溶液（Ａ−３）とした。【０２０３】
尚、上記溶液のチキソ指数は１．１５であり、固形分濃度は１８．５質量％であった。【０２０４】
この高分子樹脂溶液（Ａ−３）からポリイミドフィルムを作製して、貯蔵弾性率の低下温度の測定を行ったところ、３８０℃であった。よって上記ポリアミド酸溶液から得られるポリイミド繊維は「非熱可塑性ポリイミド繊維」である。【０２０５】
（実施例１）
合成例１で得られた高分子樹脂溶液（Ａ−１）を用いて、図１の装置を用いて下記条件
オリフィス                      ：直径０．７ｍｍ、円形で孔数は１
高分子樹脂溶液の吐出量          ：０．２ｇ／分／孔
オリフィスと気流発生装置との距離：２０ｃｍ
吹き付ける気体の種類            ：空気
気流の交差角度                  ：９５°
気流の温度                      ：２５℃
気流発生装置からの風速          ：９ｍ／秒
高分子樹脂溶液の飛行距離        ：２ｍ
で紡糸を行い、捕集ネット上で高分子樹脂を５時間捕集することにより、ポリアミド酸からなる繊維状の高分子樹脂を得た。このときの高分子樹脂の固形分に対する溶剤濃度は８０質量％であった。【０２０６】
上記繊維状物を集めて１００℃のオーブンに投入して、１時間かけて４２０℃まで温度を上げた。４２０℃の状態で５分間焼成を行い、ポリイミド繊維を得た。ポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を図４に示す。得られた繊維状物は、絡み合っているものの互いに独立した繊維から成り、一部湾曲した繊維を含んでいた。得られた繊維状物の平均径は４．０μｍであり、これら繊維の集合体の嵩密度は７．０ｋｇ／ｍ３であった。【０２０７】
また、上記繊維の集合体の断熱性能及び吸音特性（表１に記載）は、比較材料と同程度の性能を示した。【０２０８】
（実施例２）
高分子樹脂溶液（Ａ−１）の替わりに、合成例２で得られた高分子樹脂溶液（Ａ−２）を用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行い、繊維状の高分子樹脂を作製した。【０２０９】
尚、乾燥前の繊維状の高分子樹脂の固形分に対する溶剤濃度は１００質量％であった。得られたポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を図５に示す。得られた繊維状物は、絡み合っているものの互いに独立した繊維から成り、一部湾曲した繊維を含んでいた。得られた繊維状物の平均径は３．４μｍであり、これら繊維の集合体の嵩密度は５．０ｋｇ／ｍ３であった。【０２１０】
また、上記繊維の集合体の断熱性能及び吸音特性（表１に記載）は、比較材料と同程度の性能を示した。【０２１１】
（実施例３）
高分子樹脂溶液（Ａ−１）の替わりに、合成例３で得られた高分子樹脂溶液（Ａ−３）を用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行い、繊維状の高分子樹脂を作製した。【０２１２】
尚、乾燥前の繊維状の高分子樹脂の固形分に対する溶剤濃度は７５質量％であった。得られたポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を図６に示す。得られた繊維状物は、絡み合っているものの互いに独立した繊維が得られた。得られた繊維状物の平均径は２．１μｍであり、これら繊維の集合体の嵩密度は４．５ｋｇ／ｍ３であった。【０２１３】
また、上記繊維の集合体の断熱性能及び吸音特性（表１に記載）は、比較材料と同程度の性能を示した。【０２１４】
（実施例４）
合成例３で得られた高分子樹脂溶液（Ａ−３）を用いて、図１の装置により下記条件
オリフィス                      ：直径０．７ｍｍ、円形で孔数は１
高分子樹脂溶液の吐出量          ：０．６ｇ／分／孔
オリフィスと気流発生装置との距離：４０ｃｍ
吹き付ける気体の種類            ：空気
気流の交差角度                  ：１００°
気流の温度                      ：２５℃
気流発生装置からの風速          ：１２ｍ／秒
高分子樹脂溶液の飛行距離        ：２ｍ
で紡糸を行い、捕集ネット上で高分子樹脂を５時間捕集することにより、ポリアミド酸からなる繊維状の高分子樹脂を得た。このときの高分子樹脂の固形分に対する溶剤濃度は９０質量％であった。【０２１５】
上記繊維状物を集めて１００℃のオーブンに投入して、１時間かけて４２０℃まで温度を上げた。４２０℃の状態で５分間焼成を行い、ポリイミド繊維を得た。ポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を図７に示す。得られた繊維状物は、絡み合っているものの互いに独立した繊維が得られた。得られた繊維状物の平均径は８．８μｍであり、これら繊維の集合体の嵩密度は１２．０ｋｇ／ｍ３であった。【０２１６】
また、上記繊維の集合体の断熱性能及び吸音特性（表１に記載）は、比較材料と同程度の性能を示した。【０２１７】
（合成例４）
窒素置換を行った２Ｌのガラス製セパラブルフラスコ中に、溶液を攪拌するための攪拌翼を取りつけた反応装置内で反応を行った。まず、４，４’−ＯＤＡ１８．０ｇ（０.０９モル）、ＢＡＰＰを８６．３ｇ（０．２１モル）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド７６９ｇに溶解した。この溶液を４０℃に保温した。この溶液中に、ＰＭＤＡ６５．５ｇ（０．３０モル）を投入して完全に溶解した。この溶液にＰＭＤＡ０．３３ｇをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４．１８ｇに溶解した溶液を少量づつ添加して、溶液の粘度が２３℃で１８６０Ｐになった時点で添加を止めて紡糸用の高分子樹脂溶液（Ｂ−１）とした。【０２１８】
尚、この溶液の２３℃での粘度をＢ型粘度計で１０回転／分と２回転／分の２つの回転数で溶液の粘度測定を行い、その溶液粘度からチキソ指数を求めると１.０７であった。固形分濃度は１８質量％であった。【０２１９】
このポリイミド樹脂からポリイミドフィルムを作製して、貯蔵弾性率の測定を行ったところ、３０５℃であった。【０２２０】
（合成例５）
窒素置換を行った２Ｌのガラス製セパラブルフラスコ中に、溶液を攪拌するための攪拌翼を取りつけた反応装置内で反応を行った。まず、４，４’−ＯＤＡ６０.１ｇ（０.３００モル）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド６７０ｇに溶解した。この溶液を３０℃に保温した。この溶液中に、ＢＰＤＡ８７.９ｇ（０.２９９モル）を投入して完全に溶解した。この溶液に、ＢＰＤＡ０.４４ｇをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド５.８１ｇに分散してスラリー溶液とした溶液を少量づつ添加して、溶液の粘度が２３℃で１６６０Ｐになった時点で添加を止めて紡糸用の高分子樹脂溶液（Ｂ−２）とした。【０２２１】
尚、この溶液の２３℃での粘度をＢ型粘度計で１０回転／分と２回転／分の２つの回転数で溶液の粘度測定を行い、その溶液粘度からチキソ指数を求めると１．０１であった。固形分濃度は１８.０質量％であった。このポリイミド樹脂からポリイミドフィルムを作製して、貯蔵弾性率の測定を行ったところ、貯蔵弾性率の低下温度は３０３℃であった。【０２２２】
（実施例５）
合成例１で得られた高分子樹脂溶液（Ａ−１）と合成例４で得られた融着性の高分子樹脂溶液（Ｂ−１）とを用いて図１の装置を用いて紡糸を行った。【０２２３】
尚、吐出口金のオリフィスは、図９に示すダイスの様に、合成例１の高分子樹脂溶液（Ａ−１）を吐出するオリフィス２５と、合成例４の高分子樹脂溶液（Ｂ−１）を吐出するオリフィス２６とを備え、それぞれの溶液を異なる吐出口から吐出するダイスを用いた。【０２２４】
高分子樹脂溶液（Ａ−１）は注入口２０より注入されて、分岐流路２４により溶液が分岐されて各オリフィス２５から吐出される。また、高分子樹脂溶液（Ｂ−１）は、注入口２１より注入されて、分岐口２３により溶液が分岐されて各オリフィス２６から吐出される。【０２２５】
尚、紡糸は、下記条件にて行った。
高分子樹脂溶液（Ａ−１）を吐出するオリフィス：直径０．２ｍｍ、円形で孔数は８
高分子樹脂溶液（Ａ−１）の吐出量  ：０．０２０ｇ／分／孔
高分子樹脂溶液（Ｂ−１）を吐出するオリフィス：直径０．２ｍｍ、円形で孔数は１
高分子樹脂溶液（Ｂ−１）の吐出量  ：０．０３０ｇ／分／孔
オリフィスと気流発生装置との距離  ：１５ｃｍ
吹き付ける気体の種類              ：空気
気流の交差角度                    ：９３°
気流の温度                        ：２６℃
気流発生装置からの風速            ：１３.４ｍ／秒
高分子樹脂溶液の飛行距離          ：２.５ｍ
捕集ネット上で高分子樹脂を５時間捕集することにより、ポリアミド酸からなる繊維状の高分子樹脂を得た。このときの高分子樹脂の固形分に対する溶剤濃度は１５質量％であった。【０２２６】
上記繊維状物を集めて１００℃のオーブンに投入して３分間乾燥を行い、１時間かけて４２０℃まで温度を上げた。４２０℃の状態で５分間焼成を行い、ポリイミド繊維集合体を得た。ポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を図１０及び図１１に示す。【０２２７】
得られたポリイミド繊維集合体は、一部湾曲した繊維を含み、繊維同士が互いに絡み合っており、図１１に示す点線で囲った部位の様に繊維同士が融着していた。得られた繊維状物の平均径は３．９μｍであり、これら繊維の集合体の嵩密度は８．０ｋｇ／ｍ３であった。【０２２８】
また、上記繊維の集合体の断熱性能及び吸音特性（表１に記載）は、比較材料と同程度の性能を示した。【０２２９】
（実施例６）
合成例１で得られた高分子樹脂溶液（Ａ−１）と合成例５で得られた融着性の高分子樹脂溶液（Ｂ−２）とを用いて図１の装置を用いて紡糸を行った。【０２３０】
尚、実施例５と同様に、吐出口金のオリフィスは、図９に示すダイスの様に、合成例１の高分子樹脂溶液（Ａ−１）を吐出するオリフィスと、合成例５の高分子樹脂溶液（Ｂ−２）を吐出するオリフィスとを備え、それぞれの溶液を異なる吐出口から吐出するダイスを用いた。【０２３１】
尚、紡糸は、下記条件で行った。
高分子樹脂溶液（Ａ−１）を吐出するオリフィス：直径０．２ｍｍ、円形で孔数は４
高分子樹脂溶液（Ａ−１）の吐出量  ：０．００９ｇ／分／孔
高分子樹脂溶液（Ｂ−２）を吐出するオリフィス：直径０．２ｍｍ、円形で孔数は２
高分子樹脂溶液（Ｂ−２）の吐出量  ：０．０１４ｇ／分／孔
オリフィスと気流発生装置との距離  ：１５ｃｍ
吹き付ける気体の種類              ：空気
気流の交差角度                    ：９３°
気流の温度                        ：２６℃
気流発生装置からの風速            ：１２.０ｍ／秒
高分子樹脂溶液の飛行距離          ：２.５ｍ
捕集ネット上で高分子樹脂を５時間捕集することにより、ポリアミド酸からなる繊維状の高分子樹脂を得た。このときの高分子樹脂の固形分に対する溶剤濃度は２０質量％であった。【０２３２】
上記繊維状物を集めて１００℃のオーブンに投入して３分間乾燥を行い、１時間かけて４２０℃まで温度を上げた。４２０℃の状態で５分間焼成を行い、ポリイミド繊維集合体を得た。ポリイミド繊維の電子顕微鏡写真を図１２及び図１３に示す。【０２３３】
得られたポリイミド繊維集合体は、一部湾曲した繊維を含み、繊維同士が互いに絡み合っており、図１３に示す点線で囲った部位の様に繊維同士が融着していた。得られた繊維状物の平均径は２.６μｍであり、これら繊維の集合体の嵩密度は３.７ｋｇ／ｍ３であった。【０２３４】
また、上記繊維の集合体の断熱性能及び吸音特性（表１に記載）は、比較材料と同程度の性能を示した。【０２３５】
（比較例１）
高分子樹脂溶液（Ａ−１）を用いて、図１の装置により下記条件
オリフィス                      ：直径２．０ｍｍ、円形で孔数は１
高分子樹脂溶液の吐出量          ：２．０ｇ／分／孔
オリフィスと気流発生装置との距離：４０ｃｍ
吹き付ける気体の種類            ：空気
気流の交差角度                  ：１００°
気流の温度                      ：２５℃
気流発生装置からの風速          ：１５ｍ／秒
高分子樹脂溶液の飛行距離        ：２ｍ
で紡糸を行い、捕集ネット上で高分子樹脂を５時間捕集することにより、ポリアミド酸からなる繊維状の高分子樹脂を得た。このときの高分子樹脂の固形分に対する溶剤濃度は８０質量％であった。【０２３６】
上記繊維状物を集めて１００℃のオーブンに投入して、１時間かけて４２０℃まで温度を上げた。４２０℃の状態で５分間焼成を行い、ポリイミド繊維を得た。得られた繊維状物の平均径は１１０μｍであり、これら繊維の集合体の嵩密度は３５ｋｇ／ｍ３であった。しかしながら、上記繊維の集合体の断熱性能及び吸音特性（表１に記載）は、比較材料と比較して劣っていた。【０２３７】
【表１】
0005529542.tif 000002
【０２３８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２３９】
本発明のポリイミド繊維集合物は、平均繊維径が１μｍを超え１００μｍ以下の範囲内のポリイミド繊維から成り、湾曲した形状を有するポリイミド繊維を含み、嵩密度が１ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下の範囲内である。このため、吸音材料、断熱材料、各種フィルター、電解電池用隔膜、蓄電池用セパレーター、燃料電池成分透析膜、医療用人工器官のライニング材料、細胞培養若しくはバイオリアクター用の固定化用担体として利用することができる。
【図１】
0005529542.tif 000003
【図２】
0005529542.tif 000004
【図３】
0005529542.tif 000005
【図８】
0005529542.tif 000006
【図９】
0005529542.tif 000007
【図４】
0005529542.tif 000008
【図５】
0005529542.tif 000009
【図６】
0005529542.tif 000010
【図７】
0005529542.tif 000011
【図１０】
0005529542.tif 000012
【図１１】
0005529542.tif 000013
【図１２】
0005529542.tif 000014
【図１３】
0005529542.tif 000015