DE69529746T2

DE69529746T2 - Voluminöse langfaser und split-garn aus polytetrafluorethyten, verfahren zu ihreherstellung und herstellung von baumwollähnlichem material unter verwendung dieser faser und dieses garns und stoff für staubfilter

Info

Publication number: DE69529746T2
Application number: DE69529746T
Authority: DE
Inventors: Jun Asano; Shinji Tamaru; Katsutoshi Yamamoto
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2015-06-27
Also published as: WO1996000807A1; ATE233333T1; JP3743007B2; EP0768394A4; TW464702B; CN1152948A; CN1082103C; EP0768394A1; EP0768394B1; US6133165A; DE69529746D1; CA2193804A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf ein voluminöses Spaltgarn und ein Filament aus Polytetrafluorethylen (PTFE), auf ein Verfahren zur Herstellung watteartiger Materialien mit dem angesprochenen Spaltgarn und Filament und auf ein Filtergewebe zum Staubaufsammeln.

STAND DER TECHNIK

In den letzten Jahren konnte der Anwendungsbereich von Vliesen mit Kunstfasern durch bestmögliche Nutzung der Eigenschaften dieser Fasern auf verschiedene Gebiete ausgedehnt werden, etwa auf Bekleidungsmaterialien, medizinische Materialien, Konstruktions- und Baumaterialien und Materialien für industrielle Zwecke.
Darunter haben PTFE-Fasern enthaltende Vliese eine hervorragende Wärmebeständigkeit, chemische Beständigkeit und Verschleißfestigkeit, und es wird davon ausgegangen, dass sie zu hochfunktionellen Vliesen weiterentwickelt werden.
Watteartige PTFE-Materialien, aus denen die Vliese angefertigt werden, sind gesammelte PTFE-Fasern, die bislang auf folgende Art und Weise angefertigt werden:
(1) Prozess, bei dem Filamente hergestellt und dann auf eine gewünschte Länge geschnitten werde.
Der Herstellungsprozess für PTFE-Filamente kann grob in die folgenden zwei Prozesse unterteilt werden.
(1a) In dem US-Patent 2,772,444 offenbartes Emulsionsspinnverfahren. Dieses Verfahren umfasst das Extrusionsspinnen eines PTFE-Teilchen enthaltenden viskosen Bindemittels und dergleichen und dann ein Sintern, um Filamente mit gleichmäßiger Gestalt zu erzielen, deren Querschnitt durch die Form von Düsen definiert wird. Die Hauptprobleme dieses Verfahrens sind, dass das Bindemittel nach dem Sintern als kohlenstoffhaltiger Rest zurückbleibt, dass die erzielten PTFE-Filamente dunkelbraun gefärbt sind und dass auch dann, wenn der kohlenstoffhaltige Rest zum Entfärben oxidiert wird, die ursprüngliche Reinheit nicht aufrechterhalten werden kann. Das Verfahren ist auch insofern nachteilig, als die Kosten durch den Einsatz eines komplizierten Arbeitsschritts hoch sind.
(1b) In der JP-B-22915/1961 oder in der JP-B-8769/1973 offenbartes Verfahren. Dieses Verfahren umfasst das Strecken von Fasern, die durch Schlitzen eines PTFE-Films auf eine gewünschte Breite erzielt wurden. Das Problem dieses Verfahrens ist, dass die erzielten Fasern zwar umso feiner sind, je enger die Breite eingestellt wird, dass die Fasern aber beim Strecken auch umso leichter brechen.
Sowohl die durch das Verfahren (1a) erzielten wie auch die durch das Verfahren (1b) erzielten PTFE-Fasern haben einen geringen Reibungskoeffizienten und eine hohe spezifische Dichte, die dem PTFE eigen sind, und lassen sich daher auch dann nicht ausreichend miteinander vermischen, wenn sie gekräuselt worden sind. (JP-B- 22621/1975)
(2) Prozess, bei dem ein PTFE-Faserpulver in Form eines Breis angesetzt wird und daraus durch einen Papierfertigungsprozess ein lagenartiges Material angefertigt wird (US-Patent 3,003,912 und JP-B-15906/1969).
Das Verfahren des angesprochenen US-Patents besteht darin, einen durch Pastenextrusion erzielten PTFE-Stab oder PTFE-Cord oder ein durch Pastenextrusion erzieltes PTFE-Filament auf eine kurze Länge zu schneiden und unter Erzielung von PTFE-Fasern eine Scherkraft aufzubringen.
Die JP-B-15906/1969 offenbart ein Verfahren, bei dem Fasern durch Aufbringen einer Scherkraft auf das PTFE- Pulver angefertigt werden.
Die bei den oben genannten Verfahren erzielten Faserpulver können zwar durch einen Papierfertigungsprozess zu einem lagenartigen Material zusammengesetzt werden, sie können aber nicht mit Hilfe einer Kardiermaschine, einer Einnadelmaschine oder dergleichen in die Form eines Vlieses gebracht werden, da sie eine geringe Faserlänge haben und als Brei vorliegen.
Um diese Nachteile der PTFE-Fasern zu beseitigen, haben die Erfinder ein Verfahren zur Herstellung von PTFE- Stapelfasern (verhältnismäßig kurze Fasern) und von watteartigen PTFE-Materialien durch direktes Aufreißen eines uniaxial gestreckten PTFE-Films durch mechanische Kraft entwickelt und die Patentanmeldung JP-A-78264/1993 (siehe EP-A-0,648,870) eingereicht. Die durch dieses Verfahren erzielten PTFE-Stapelfasern sind voluminös und enthalten Fasern mit guter Vermischbarkeit, sie enthalten aber auch viele kurze Fasern, die nicht zur Steigerung der Vermischbarkeit beitragen. Diese kurzen Fasern fallen in einem Kardierschritt, der zur Herstellung von Vliesen dient, herab, weswegen die Ausbeute nicht besonders gut ist.
Daneben wird auf die Britische Patentschrift GB 1,531,720 verwiesen, die ein Verfahren zur Herstellung eines fibrillierten PTFE-Produkts offenbart, bei dem ein uniaxial orientierter und gesinterter PTFE-Film der Wirkung einer Fibrillierwalze ausgesetzt wird, wie sie aus dem US-Patent 3,658,221 bekannt ist. Diese Fibrillierwalze umfasst eine einzelne Walze mit mehreren vom Walzenumfang aus vorstehenden Stiften, die den PTFE- Film mechanisch zerreißen, sodass sich ein zufälliges Netzwerk miteinander verbundener Fibrillen in Form eines fibrillierten Towgarns ergibt.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung watteartiger PTFE-Materialien zur Verfügung zu stellen, die PTFE-Fasern mit hervorragender Vermischbarkeit enthalten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, PTFE- Spaltgarne mit Netzstruktur, die zur Herstellung der watteartigen PTFE-Materialien verwendet werden können, und ein Verfahren zur Herstellung der PTFE-Spaltgarne zur Verfügung zu stellen.
Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein PTFE-Filament, das zur Herstellung der watteartigen PTFE-Materialien verwendet werden kann, und ein Verfahren zur Herstellung der PTFE-Filamente zur Verfügung zu stellen.
Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Filtergewebe zum Staubaufsammeln zur Verfügung zu stellen, das aus den watteartigen Materialien erzielt werden kann, die durch das oben angesprochene Verfahren zur Herstellung der watteartigen PTFE-Materialien hergestellt wurden.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch ein Spaltgarn nach Anspruch 1 und ein PTFE-Filament nach Anspruch 4 und durch das Verfahren zur Herstellung eines Spaltgarns nach Anspruch 7, das Verfahren zur Herstellung eines PTFE- Filaments nach Anspruch 12, die Verfahren zur Herstellung watteartiger PTFE-Materialien nach Anspruch 18 und 19 und das Verfahren zur Herstellung eines Filtergewebes nach Anspruch 21 erzielt. Weiterentwicklungen sind den entsprechenden abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt schematisch in Vergrößerung den Zustand eines erfindungsgemäßen Spaltgarns.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine mit Hilfe eines dynamischen Differenz-Kalorimeters (DSC) bei einem Aufheizvorgang (1) von ungesintertem PTFE erzielte Kurve, die zur Messung der Kristallinität von halbgesintertem PTFE verwendet wird.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer DSC-Kurve bei einem Aufheizvorgang (3) von gesintertem PTFE, die zur Messung der Kristallinität von halbgesintertem PTFE verwendet wird.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel zeigt einer DSC-Kurve bei einem Aufheizvorgang von halbgesintertem PTFE, die zur Messung der Kristallinität von halbgesintertem PTFE verwendet wird.
Fig. 5 zeigt schematisch im Schnitt ein Beispiel einer Öffnungsmaschine, die beim erfindungsgemäßen Fertigungsprozess verwendet werden kann.
Fig. 6 zeigt schematisch eine Verzweigungsstruktur der in den erfindungsgemäßen watteartigen PTFE-Materialien enthaltenen PTFE-Fasern.
Fig. 7 ist eine Fotografie (x1,5), die die Form der in dem erfindungsgemäßen Beispiel 21 angefertigten Fasern zeigt.
Fig. 8 ist eine Fotografie (x1,5), die die Form der in dem erfindungsgemäßen Beispiel 21 angefertigten Fasern zeigt.
Fig. 9 ist eine Fotografie (x1,5), die die Form der in dem erfindungsgemäßen Beispiel 21 angefertigten Fasern zeigt.
Fig. 10 zeigt schematisch im Schnitt eine bereits bekannte Kardiermaschine, die dazu verwendet werden kann, aus den erfindungsgemäßen watteartigen Materialien ein Vlies anzufertigen.
Fig. 11 stellt ein Beispiel einer Nadelklingenanordnung auf der Walzenfläche der in Fig. 10 gezeigten Öffnungsmaschine dar.
Fig. 12 zeigt schematisch im Schnitt den Winkel (θ) einer Nadel der Nadelklingen der in Fig. 10 gezeigten Öffnungsmaschine.
Fig. 13 stellt eine Vorrichtung zur Messung der Sammelleistung in Beispiel 41 und Vergleichsbeispiel 4 dar.
Fig. 14 zeigt grafisch den Zusammenhang zwischen der Sammelleistung und der Teilchengröße, die in Beispiel 41 und Vergleichsbeispiel 4 gemessen wurden.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG

Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, einen uniaxial gestreckten Artikel aus einem PTFE-Film (nachstehend als "uniaxial gestreckter PTFE-Film" bezeichnet) einmal zu spalten, ohne ihn direkt in Stapelfasern zu zerreißen. Bei der Erfindung wird ein Paar Nadelklingenwalzen verwendet, um so durch Spalten des uniaxial gestreckten PTFE-Films in der Streckrichtung eine Netzstruktur zu erzielen. Diese Netzstruktur ist dergestalt, dass der uniaxial gestreckte PTFE-Film nicht in separate Fasern gespalten wird und der Film eine wie in Fig. 1 gezeigte netzartige Form einnimmt, wenn er nach dem Spalten in Querrichtung des Films (im rechten Winkel zu der Filmtransportrichtung) ausgebreitet wird. Um eine solche Netzstruktur zu erzielen, muss eine geeignete Auswahl des Verhältnisses der Transportgeschwindigkeit des uniaxial gestreckten PTFE-Films zur Umdrehungsgeschwindigkeit der Nadelklingenwalzen und der Anordnung und Anzahl der Nadeln der Nadelklingenwalzen vorgenommen werden.
Das erfindungsgemäße Spaltgarn entspricht dem uniaxial gestreckten PTFE-Film mit Netzstruktur an sich oder wird dadurch erzielt, dass die uniaxial gestreckten PTFE-Filme mit Netzstruktur in Form eines Cords bzw. Strangs gebündelt werden.
Es folgt nun eine Beschreibung der einzelnen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Solange nichts anderes erwähnt wird, sind die im Folgenden beschriebenen Techniken allen Ausführungsbeispielen gemeinsam.
Bei der Erfindung können als PTFE-Film beispielsweise Filme verwendet werden, die durch Pastenextrusionsformung eines PTFE-Feinpulvers (eines durch Emulsionspolymerisation erzielten PTFE-Feinpulvers) erzielt wurden oder die durch Pressformung eines PTFE-Formpulvers (eines durch Suspensionspolymerisation erzielten PTFE-Pulvers) erzielt wurden. Bei der vorliegenden Erfindung kann der Film abgesehen von der Filmform beispielsweise auch in Streifen-, Lagen- und Bandform vorliegen. Seine Dicke beträgt 5 bis 300 um und vorzugsweise 5 bis 150 um, damit das Strecken stabil durchgeführt werden kann. Der PTFE- Film kann durch Kalandrieren des durch Pastenextrusion von PTFE-Feinpulver erzielten Extrudats oder durch Schneiden eines pressgeformten PTFE-Pulvers erzielt werden.
Der uniaxial zu streckende PTFE-Film ist vorzugsweise halbgesintert oder gesintert. Halbgesintertes PTFE wird durch Wärmebehandeln des ungesinterten PTFE bei einer Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt (etwa 327ºC) des gesinterten PTFE und dem Schmelzpunkt (etwa 337ºC bis 347ºC) des ungesinterten PTFE erzielt. Die Kristallinität des halbgesintertem PTFE beträgt gewöhnlich 0,10 bis 0,85, vorzugsweise 0,15 bis 0,70.
Die Kristallinität des halbgesinterten PTFE-Artikels wird wie folgt ermittelt:
Es wird eine 10,0 ± 0,1 mg schwere Probe des halbgesinterten PTFE vorbereitet. Die Sinterung schreitet von der Oberfläche in das Innere voran, wobei der Grad der Halbsinterung des Artikels nicht unbedingt durch den ganzen Artikel homogen ist und die Halbsinterung in einem dickeren Artikel homogener als in einem dünneren ist. Bei der Vorbereitung der Probe ist daher darauf zu achten, dass gleichmäßig Proben aus verschiedenen Abschnitten mit unterschiedlichem Halbsinterungsgrad entnommen werden. Mit der auf diese Weise vorbereiteten Probe wird mit dem folgenden Verfahren zunächst die Umwandlungskurve erstellt.
Die Umwandlungskurve wird mit Hilfe eines DSC (Modell DSC-2 von Perkin-Elmer) aufgenommen. Zunächst wird eine Probe des ungesinterten PTFE in eine aus Aluminium bestehende Pfanne des DSC eingefüllt, wobei die Schmelzwärme des ungesinterten PTFE und die des gesinterten PTFE dann wie folgt gemessen werden:
(1) Die Probe wird mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 160ºC/min auf 277ºC und dann mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10ºC/min von 277ºC auf 360ºC erwärmt.
In Fig. 2 ist ein Beispiel einer während dieses Aufheizschritts aufgezeichneten Umwandlungskurve gezeigt. Die Temperatur an der höchsten Spitze der in diesem Schritt auftretenden endothermen Kurve ist als "Schmelzpunkt des ungesinterten PTFE oder PTFE-Feinpulvers" definiert.
(2) Unmittelbar nach dem Aufheizen auf 360ºC wird die Probe mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 80ºC/min auf 277ºC abgekühlt.
(3) Anschließend wird die Probe erneut mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10ºC/min auf 360ºC erwärmt.
Ein Beispiel einer während des Aufheizschritts (3) aufgezeichneten Umwandlungskurve ist in Fig. 3 gezeigt. Die Temperatur an der Spitze der in dem Aufheizschritt (3) auftretenden endothermen Kurve ist als "Schmelzpunkt des gesinterten PTFE" definiert.
Die Schmelzwärme des ungesinterten oder gesinterten PTFE ist proportional zu der Fläche zwischen der endothermen Kurve und der Grundlinie, die von einem bei 307ºC (580ºK) liegenden Punkt auf der DSC-Kurve aus tangential zur Kurve zum rechten Fuß der endothermen Kurve gezogen wird.
Als Nächstes wird wie in Schritt (1) eine Umwandlungskurve für das halbgesinterte PTFE aufgezeichnet, wobei ein Beispiel dieser Kurve in Fig. 4 gezeigt ist.
Die Kristallinität ergibt sich dann aus der folgenden Gleichung:
Kristallinität = (S&sub1; - S&sub3;)/(S&sub1; - S&sub2;),
wobei 51 die Fläche der endothermen Kurve des ungesinterten PTFE (siehe Fig. 2), 52 die Fläche der endothermen Kurve des gesinterten PTFE (siehe Fig. 3) und 53 die Fläche der endothermen Kurve des halbgesinterten PTFE (siehe Fig. 4) ist.
Die Kristallinität des halbgesinterten PTFE-Artikels beträgt bei der Erfindung gewöhnlich 0,10 bis 0,85, vorzugsweise 0,15 bis 0,70.
Das gesinterte PTFE kann durch eine Wärmebehandlung des ungesinterten PTFE oder des halbgesinterten PTFE bei einer Temperatur von nicht weniger als dem Schmelzpunkt des ungesinterten PTFE erzielt werden.
Das uniaxiale Strecken kann bei der Erfindung mit einem herkömmlichen Verfahren erfolgen, etwa durch Strecken zwischen zwei Walzen, die auf üblicherweise etwa 250ºC bis 320ºC erwärmt worden sind und unterschiedliche Umdrehungsgeschwindigkeiten haben. Das Streckungsverhältnis wird vorzugsweise in Abhängigkeit vom Sintergrad verändert und beträgt im Fall des halbgesinterten PTFE mindestens das 10-fache und im Fall des gesinterten PTFE mindestens das 3-fache, vorzugsweise mindestens das 3,5-fache. Und zwar muss durch das Strecken die Orientierung erhöht werden, da das Reißverhalten des halbgesinterten PTFE in Längsrichtung schlechter als das des gesinterten PTFE ist. Auch um feine Fasern zu erzielen, sollte mit einem so hohen Verhältnis wie möglich gestreckt werden, doch beträgt das erzielbare Streckungsverhältnis üblicherweise im Fall des gesinterten PTFE das etwa 10-fache und im Fall des halbgesinterten PTFE das etwa 30-fache.
Bei einem zu geringen Streckungsverhältnis kommt es insofern zu Schwierigkeiten, als dass sich der gestreckte PTFE-Film in den Nadelklingen der zum Spalten dienenden Nadelklingenwalzen verfängt.
Es ist vorzuziehen, dass die Dicke des uniaxial gestreckten PTFE-Films nach dem uniaxialen Strecken 1 bis 100 um, insbesondere 1 bis 50 um beträgt. Bei mehr als 100 um sind die nach dem Spalten erzielten Spaltgarne, Filamente und watteartigen Materialien steif und verschlechtert sich das Gefühl der daraus gewonnenen Produkte. Unaxial gestreckte PTFE-Filme mit einer Dicke von weniger als 1 um lassen sich nur schwer industriell herstellen.
Im Fall des halbgesinterten PTFE und des gesinterten PTFE kann eine zusätzliche Wärmebehandlung nach dem uniaxialen Strecken die Wärmeschrumpfung des Spaltgarns und der nach dem Spalten erzielten Fasern verhindern, das Volumen erhalten und insbesondere bei den watteartigen Materialien eine Verringerung der Durchlässigkeit verhindern. Die Wärmebehandlungstemperatur ist nicht geringer als die Temperatur zum Zeitpunkt des uniaxialen Streckens, d. h. sie liegt üblicherweise bei nicht weniger als 300ºC. Die Wärmebehandlungstemperatur kann, falls nötig, aus einem bis etwa 380ºC reichenden Bereich gewählt werden.
Der auf diese Weise erzielte uniaxial gestreckte PTFE- Film wird in Streckrichtung mit den Nadelklingenwalzen gespalten, sodass sich eine netzartige Form ergibt.
Zum Spalten können beispielsweise die folgenden Hilfsmittel herangezogen werden.
Der uniaxial gestreckte PTFE-Film wird zum Spalten durch mindestens ein Paar rotierender Nadelklingenwalzen hindurchgeführt, um eine netzähnliche Struktur zu erzielen. Zum Spalten kann beispielsweise eine wie in der JP-A-180621/1983 beschriebene Anlage eingesetzt werden.
Die in der JP-A-180621/1983 beschriebene Anlage weist ein Paar Nadelklingenwalzen auf. Würde nur eine Nadelklingenwalze verwendet werden, wie in der JP-B-1371/1977 beschrieben ist, würden die Spaltvoraussetzungen Beschränkungen unterliegen. Wenn nämlich das Spalten von einer Seite des gestreckten Films aus mit nur einer Nadelklingenwalze durchgeführt wird, würden sich die Nadelspitzen, wenn die Anzahl der Nadelnder Nadelklingenwalze erhöht wird (wenn die Spaltbreite schmäler gemacht wird), nur schwer in den Film bohren und ließe sich das Spalten insbesondere nicht an den Kanten (Ohren) des Films durchführen, wobei das Ganze auch von der Filmdicke und dem Streckungsverhältnis abhängt. Der Film lässt sich diesbezüglich gleichmäßig bis zu seinen Kanten aufspalten, wenn, wie von der Erfindung vorgeschlagen, ein Paar Nadelklingenwalzen verwendet wird, die miteinander in Eingriff stehen. Anhand von Fig. 5 wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel erläutert.
In Fig. 5 bezeichnet die Bezugszahl 30 einen uniaxial gestreckten PTFE-Film, der mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Transporteinrichtung einem Paar Nadelklingenwalzen 31 und 32 zugeführt wird. An der Rückseite der Walzen 31 und 32 befindet sich eine (nicht dargestellte) Aufnahmeeinrichtung. Der Film 30 geht zwischen den Nadelklingenwalzen 31 und 32 hindurch und wird während seines Durchgangs mit den an den Außenflächen der Nadelklingenwalzen 31 und 32 vorgesehenen Nadelklingen 34 und 35 gespalten und dann von der Aufnahmeeinrichtung aufgesammelt.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit und -richtung der Nadelklingenwalzen, die Filmtransportgeschwindigkeit und der Winkel der Nadeln kann je nach Bedarf festgelegt werden, wobei es bei der Erfindung vorzuziehen ist, wenn die Filmtransportrichtung die gleiche wie die Walzendrehrichtung ist.
Dabei ist es vorzuziehen, dass die Beziehung zwischen der Transportgeschwindigkeit des uniaxial gestreckten PTFE- Films (v1) und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Nadelklingenwalze (Umfangsgeschwindigkeit (v2)) v2 > v1 erfüllt. In diesem Fall entspricht das Muster der Netzstruktur gewöhnlich einem geometrischen Muster (Fig. 1), das sich durch die Geschwindigkeitsdifferenz der Nadelklingen ergibt, die über die Oberflächen des Films hinweggehen. Wenn v2 verglichen mit v1 zu hoch ist, entspricht das Muster keiner Netzstruktur und wird der Film (zu Stapelfasern) fibrilliert.
Der in Fig. 12 gezeigte Winkel (θ) der Nadeln beträgt zur Laufrichtung des Films vorzugsweise 45º bis 90º, besser noch 50º bis 70º. In Fig. 12 sind die Bezugszahlen 30, 32 und 35 die gleichen wie oben.
In Fig. 5 können die Anordnung, die Anzahl, die Länge, der Durchmesser und der Winkel der Nadelklingen 34 und 35 der Nadelklingenwalzen 31 und 32 geeignet unter Berücksichtigung der angestrebten Dicke der zu erzielenden Fasern festgelegt werden. Dabei ist es gewöhnlich vorzuziehen, dass die Klingen, ohne einschränken zu wollen, in Längsrichtung der Walze in einer Reihe angeordnet sind, die Anzahl an Klingen 20 bis 100/cm² beträgt und der Winkel der Nadeln 50º bis 70º beträgt. Abgesehen davon kann die Anbringung der Nadelklingen der Walzen 31 und 32 die gleiche oder unterschiedlich sein. Der Abstand zwischen den Nadelklingenwalzen 31 und 32 kann ebenfalls passend eingestellt werden. Der zu bevorzugende Abstand ist normalerweise so gewählt, dass sich die Nadeln an ihren Enden etwa 1 bis 5 mm überlappen.
Die auf diese Weise erzielten uniaxial gestreckten PTFE- Spaltfilme mit Netzstruktur entsprechen, so wie sie sind, den erfindungsgemäßen Spaltgarnen oder werden zu diesen, indem diese Spaltfilme zu einem Cord geformt werden.
Das erfindungsgemäße Spaltgarn hat eine hervorragende Flexibilität und Voluminösität, da es uniaxial gestreckt ist und in eine Netzstruktur gespalten wurde. Die Feinheit (Denier) des erfindungsgemäßen Spaltgarns ist durch die Filmbreite definiert und wird je nach Bedarf abhängig von der Anwendung gewählt. Das erfindungsgemäße Spaltgarn kann, so wie es ist, als chemisch beständiger, wärmebeständiger, und durchschlagsfester Cord verwendet werden und durch Weben oder Stricken zu einem Gewebe oder einem gestrickten (umsponnenen) Cord geformt werden. Das erzielte Gewebe und der Strickcord eignen sich als wärmebeständige und chemisch beständige Materialien zur Wärmeisolation und als Materialien für Filtergewebe zum Staubaufsammeln, als wärmebeständiger Stoff, als Stopfbuchsabdichtung, als Filtergewebe für Fluide, als Filterschutz, als Pumpendichtung, als Gleitbauteil, als Dichtungsmaterial, als Zahnseide und dergleichen.
Wie oben erwähnt wurde, liegt das erfindungsgemäße Spaltgarn als eine Einheit vor, die bei Vergrößerung die Form eines Netzes hat (Fig. 1). Wenn ein solches Spaltgarn (ein uniaxial gestreckter Spaltfilm mit Netzstruktur) nur in Längsrichtung geschnitten wird, wird er zu einem Filamentbündel, da die sich kreuzenden Linien durchschnitten werden. Die Filamente haben eine Reihe von Verzweigungen oder Schlingen, da die durchschnittenen Abschnitte jedes Filaments die Form von Verzweigungen oder Schlingen einnehmen. Die Erfindung betrifft auch diese Verzweigungen aufweisenden PTFE-Filamente.
Um die Netzstruktur in Längsrichtung zu schneiden, kann der uniaxial gestreckte Spaltfilm zwischen Nadelklingen hindurchgeschickt werden, die in Form eines Kamms vorliegen.
In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Film etwas in Querrichtung aufgeweitet zugeführt wird und dass die Kante der Nadelklinge, die dem Spaltfilm zugewandt ist, scharf ist. Die Anzahl und Anordnung der Nadelklingen kann abhängig von der Anzahl der Spaltlinien des Films festgelegt werden (die Flexibilität und das Volumen werden durch eine größere Anzahl Spaltlinien gesteigert).
Abgesehen davon lässt sich der Spaltfilm mehr durchtrennen, wenn er durch mehrere kammförmige Klingen geschickt wird oder wenn sich die auf demselben Umfang vorhandenen Nadelklingen mit sehr hoher Geschwindigkeit drehen.
Damit die Verzweigungslänge kurz ist, muss die Netzstruktur bei jedem der oben genannten Verfahren scharf durchschnitten werden. Wenn dies nicht Fall ist, kommt es zu langen Verzweigungen. Um lange Verzweigungen zu erzielen, ist es dagegen besser, das Schneiden hauptsächlich durch Reißen anstatt durch scharfes Schneiden durchzuführen.
Die Feinheit ergibt sich nahezu durch die Spaltbreite und beträgt gewöhnlich 2 bis 200 Denier, vorzugsweise 2 bis 50 Denier und besser noch 2 bis 30 Denier, wobei 2 bis 15 Denier unter dem Gesichtspunkt des Gefühls besonders vorzuziehen sind. Es ist vorzuziehen, dass der Anteil der Fasern mit mehr als 200 Denier in einem Bereich von weniger als 10%, insbesondere von weniger als 5% fällt. Es sei angemerkt, dass 1 Denier 1 g pro 9000 m oder 1,11 dtex entspricht.
Die erfindungsgemäßen Filamente haben Verzweigungen und sind voluminös und können als wärmebeständige und chemisch beständige Materialien zur Wärmeisolation und als Materialien für Filtergewebe zum Staubaufsammeln, als wärmebeständiger Stoff, als Stopfbuchsabdichtung, als Filtergewebe für Fluide, als Filterschutz, als Pumpendichtung, als Gleitbauteil, als Dichtungsmaterial, als Zahnseide und dergleichen verwendet werden.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung watteartiger PTFE-Materialien. Diese watteartigen Materialien lassen sich dadurch erzielen, dass das oben angesprochene Spaltgarn auf eine gegebene Länge geschnitten und dann geöffnet wird oder dass das oben angesprochene Filament auf eine gegebene Länge geschnitten und dann geöffnet wird.
Das Spaltgarn kann beispielsweise durch Pressschneiden mit einer zum Towgarnspinnen verwendeten Schneidwalze und Riffelwalze geschnitten werden oder mit einem Schneidgerät wie einer Scherpresse geschnitten werden. Die Schnittlänge beträgt 25 bis 200 mm und vorzugsweise 37,5 bis 150 mm. Wenn die Schnittlänge zu kurz ist, nimmt der Anteil der von den erzielten watteartigen Materialien herabgefallenen Fasern zu und verschlechtert sich die Vermischbarkeit. Wenn sie zu lang ist, behindert dies die Verarbeitbarkeit der watteartigen Materialien, beispielsweise bei der gleichmäßigen Trennung in Flore. Das Spaltgarn wird nach dem Schneiden durch eine Öffnungsmaschine oder eine Kardiermaschine geöffnet, um in die Form der watteartigen Materialien gebracht zu werden.
Die Filamente können beispielsweise auf die gleich Weise wie beim Schneiden des Spaltgarns durch Pressschneiden mit einer zum Towgarnspinnen verwendeten Schneidwalze und Riffelwalze geschnitten werden oder mit einem Schneidgerät wie einer Scherpresse geschnitten werden. Die Schnittlänge beträgt 25 bis 200 mm und vorzugsweise 37,5 bis 150 mm. Wenn die Schnittlänge zu kurz ist, nimmt der Anteil der von den erzielten watteartigen Materialien herabgefallenen Fasern zu und verschlechtert sich die Vermischbarkeit. Wenn sie zu lang ist, behindert dies die Verarbeitbarkeit der watteartigen Materialien, beispielsweise bei der gleichmäßigen Trennung in Flore. Die PTFE- Fasern werden nach dem Schneiden durch eine Öffnungsmaschine oder eine Kardiermaschine geöffnet, um in die Form der watteartigen Materialien gebracht zu werden.
Das Erscheinungsbild der erzielten watteartigen PTFE- Materialien ist wie das von Watte.
Die geschnittenen Spaltgarne oder Filamente, die der Öffnung unterzogen werden, haben nicht unbedingt die gleiche Länge. Es können auch solche miteinander gemischt werden, die innerhalb des oben genannten Bereichs verschiedene Längen haben.
Abgesehen davon ist es besonders vorzuziehen, wenn die Fasern, die die erfindungsgemäßen watteartigen PTFE- Materialien bilden, eine verzweigte Struktur haben, ihre Feinheit 2 bis 200 Denier, vorzugsweise 2 bis 50 Denier, besser noch 2 bis 30 Denier und insbesondere 2 bis 15 Denier beträgt, die Anzahl an Kräuselungen 1 bis 15 pro 20 mm beträgt und die Querschnittsgestalt der Fasern nicht gleichmäßig ist.
Die verzweigte Struktur kann wie in Fig. 6 gezeigt dargestellt werden. Die verzweigte Struktur (a) in Fig. 6 zeigt ein Faser 1 und mehrere aus der Faser 1 kommende Verzweigungen 2. (b) zeigt eine Faser mit einer Verzweigung 2 und außerdem einer aus der Verzweigung 2 kommenden Verzweigung 3. (c) zeigt eine Faser, die lediglich in zwei Verzweigungen getrennt ist. (d) zeigt eine Faser mit einer Schlinge 5. Diese Strukturen stellen lediglich Modelle für die Fasern dar, wobei sich tatsächlich nicht unbedingt Fasern mit der gleichen Struktur finden lassen (Fig. 7 bis 9). Dies stellt eines der wichtigen Merkmale der Erfindung dar. Die Anzahl und Länge der Verzweigungen unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, doch ist das Vorhandensein solcher Verzweigungen und Schlingen ein wichtiger Grund für die verbesserte Vermischbarkeit der Fasern. Es ist vorzuziehen, dass pro 5 cm Faser mindestens eine Verzweigung oder Schlinge, insbesondere mindestens zwei Verzweigungen oder Schlingen vorkommen.
Die Feinheit reicht von 2 bis 200 Denier, vorzugsweise 2 bis 50 Denier, besser noch 2 bis 30 Denier und insbesondere 2 bis 15 Denier. Wie in den Fig. 7 bis 9 zu erkennen ist, auf die im Folgenden Bezug genommen wird, werden die bevorzugten watteartigen Materialien erzielt, wenn die Feinheit der mit den Verzweigungen versehenen Fasern in diesem Bereich liegt, auch wenn es keine Faser gibt, die über die ganze Faser hinweg die gleiche Feinheit aufweist. Es kann daher der Fall auftreten, dass ein Teil der Faser nicht die Feinheit des oben genannten Bereichs aufweist. Damit sich bei den erfindungsgemäßen watteartigen Materialien die Vermischbarkeit nicht verschlechtert, ist es außerdem vorzuziehen, dass der Gehalt der Fasern mit einer Feinheit von mehr als 200 Denier auf weniger als 10%, insbesondere auf weniger als 5% minimiert wird.
Abgesehen davon ist es vorzuziehen, dass die die erfindungsgemäßen watteartigen Materialien bildenden Fasern 1, wie in Fig. 6(a) gezeigt ist, teilweise eine "Kräuselung" 4 aufweisen. Die "Kräuselung" trägt ebenfalls zur Verbesserung der Vermischbarkeit bei. Die bevorzugte Anzahl an Kräuselungen liegt bei 1 bis 15 pro 20 mm. Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsprozess treten auch dann Kräuselungen auf, wenn kein bestimmter Kräuselungsprozess Anwendung findet.
Die Querschnittsgestalt der Fasern ist durch das mit mechanischer Kraft erfolgende Spalten unregelmäßig, wobei dies die Vermischung zwischen den Fasern unterstützt.
Die eine hervorragende Vermischbarkeit aufweisenden erfindungsgemäßen watteartigen PTFE-Materialien sind als gesponnenes Garn, als Vliese und als Filtergewebe zum Staubaufsammeln geeignet.
Die Vliese werden nach der Behandelung mit einer Kardiermaschine unter Zuhilfenahme einer Einnadelmaschine und dann einer Wasserstrahlverwirrungsmaschine hergestellt, wobei sich die herkömmlichen PTFE-Fasern mit ihrem geringen Reibungskoeffizienten und ihrer hohen spezifischen Dichte nicht auf die gleiche Weise wie die anderen Polyolefine behandeln ließen.
Wenn die Vliese beispielsweise mit einer wie in Fig. 10 gezeigten Kardiermaschine hergestellt werden, werden die (nicht dargestellten) watteartigen Materialien mit einem Fasermassenlaufband 60 durch die Kardiermaschine 61 transportiert, werden zu Floren und werden dann von einem. Abnehmer 66 aus um eine Trommel 63 gewickelt. Die bei der Erfindung verwendete Kardiermaschine (Fig. 10) wird normalerweise für Polyolefinfasern wie Polypropylen eingesetzt, wobei der (als "Kardierquerungsabstand" bezeichnete) Abstand zwischen dem Abnehmer 66 und der Trommel 63 auf etwa 28 cm eingestellt wird. Bei der Verwendung von herkömmlichen PTFE-Fasern kam es bei diesem Abstand zwischen dem Abnehmer und der Trommel, solange der Abstand nicht auf etwa 5 cm verkürzt wurde, zu einem Herabfallen des Flors und konnte der Flor nicht auf die Trommel gewickelt werden.
Wenn die erfindungsgemäßen watteartigen PTFE-Materialien verwendet werden, kann der Flor problemlos mit dem gleichen Kardierquerungsabstand (etwa 28 cm) wie bei den watteartigen Polyolefinmaterialien auf die Trommel gewickelt werden.
In Fig. 10 bezeichnet die Bezugszahl 64 eine Aufnahmewalze, die Bezugszahl 65 einen Zylinder, die Bezugszahl 66 einen Abnehmer und die Bezugszahl 67 den Kardierquerungsabstand.
Das erfindungsgemäße Filtergewebe zum Staubaufsammeln wird aus den durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten watteartigen Materialien gewonnen und ist beispielsweise für Beutelfilter zum Staubaufsammeln geeignet, die Wärmebeständigkeit und chemische Beständigkeit benötigen.
Das angesprochene Filtergewebe zum Staubaufsammeln wird beispielsweise durch ein Verfahren hergestellt, bei dem mit einer Sprüheinrichtung oder dergleichen ein antistatisches Mittel auf die durch das oben genannte Verfahren erzielten watteartigen Materialien gesprüht wird und die Materialien durch die in Fig. 10 gezeigte Kardiermaschine geschickt werden, um ein Flor anzufertigen.
Das erzielte Flor wird dann auf eine Oberfläche und/oder beide Oberflächen eines Grundgewebes gesetzt, das beispielsweise aus Meta-Aramidfasern, Para-Aramidfasern, PTFE-Fasern, Polyimidfasern, Glasfasern, Poly(phenylensulfid)fasern, Polyesterfasern und dergleichen hergestellt wurde, wobei zur Vermischung der Fasern dann eine Einnadelung, eine Wasserstrahlverwirrung oder dergleichen Verwendung findet, um dadurch das erfindungsgemäße Filtergewebe zum Staubaufsammeln zu erzielen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Filtergewebes zum Staubaufsammeln ist nicht auf die oben angegebenen Verfahren beschränkt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen erläutert, ist jedoch ebenfalls nicht auf diese beschränkt.
Die physikalischen Eigenschaften und ihre Messmethoden, die bei der Spezifikation der Beispiele Verwendung finden, sind wie folgt.

(Faserlänge und Anzahl an Verzweigungen)

Es wurden zufällig 100 Stück Fasern als Probe genommen und die Faserlänge und die Anzahl der Verzweigungen (einschließlich Schlingen) gemessen.

(Querschnittsform)

Die Querschnittsform eines zufällig als Probe entnommenen Faserbündels wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop ausgemessen.

(Feinheit)

Hundert Stück zufällig als Probe genommener Fasern wurden verwendet, um ihre Feinheit mit einer elektronischen Feinheitsmessvorrichtung (von Search Co., Ltd.) zu messen, die bei der Messung die Faserresonanz nutzt.
Diese Vorrichtung konnte die Feinheit von Fasern messen, die eine Länge von nicht weniger als 3 cm hatten, wobei die Fasern ungeachtet von Rumpf oder Verzweigungen ausgewählt wurden. Allerdings wurden Fasern, die auf der Länge von 3 cm eine große Verzweigung oder viele Verzweigungen aufwiesen, ausgeschlossen, da sie sonst die Messergebnisse beeinträchtigt hätten. Die Vorrichtung ist dazu in der Lage, die Feinheit in einem Bereich von 2 bis 70 Denier zumessen, weswegen die Feinheit von Fasern mit einer Feinheit von mehr als 70 Denier durch eine Gewichtsmessung ermittelt wurde. Fasern mit einer Feinheit von weniger als 2 Denier wurden ausgeschlossen, da die Messung schwierig ist.
Die Feinheit von eine Netzstruktur bildenden Fasern wurde gemessen, nachdem die Fasern in die Form von Stapelfasern gebracht worden waren.
Was Beispiel 41 betrifft, wurde die Feinheit von 2000 zufällig ausgewählten Fasern mit Hilfe eines automatischen Faserdurchmessermessgeräts (FDA-200 von Peyer) gemessen, indem auf die Fasern Laserstrahlen fallen gelassen wurden und die Feinheit automatisch anhand der Projektion des auffallenden Lichts ermittelt wurde.

(Anzahl an Kräuselungen)

Die Messung erfolgte nach dem Verfahren JIS L 1015 mit Hilfe eines automatischen Kräuselungsmessgeräts von Kabushiki Kaisha Koa Shokai anhand von 100 Stück zufällig ausgewählter Fasern. (Die Kräuselungen auf den Verzweigungen wurden nicht gemessen).

(Luftdurchlässigkeit)

Die Messung erfolgte mit einem Frazier-Luftdurchlässigkeitsprüfgerät.

(Anteil herabgefallener Fasern)

Auf Grundlage des Gesamtgewichts der zugeführten Fasern wurde der Gewichtsanteil an Fasern gemessen, der auf die unterhalb der Aufnahmewalze 64, des Zylinders 65 und des Abnehmers 66 vorgesehene Abdeckung 68 fiel, wenn der Flor durch eine wie in Fig. 10 gezeigte Kardiermaschine (SC360-DR, erhältlich von Daiwa Kiko Kabushiki Kaisha) geschickt wurde.

(Florquerung)

Durch die in Fig. 10 gezeigte Kardiermaschine wurden watteartige Materialien laufen gelassen, um einen Flor zu bilden, der von dem Abnehmer 66 aus zur Aufwickeltrommel 63 hinüberlief, um auf die Trommel gewickelt zu werden. Dabei wurde untersucht, ob der Flor, ohne herabzufallen, den Kardierquerungsabstand (etwa 28 cm) querte und auf der Aufwickeltrommel 63 aufgewickelt wurde.

(Schrumpfung)

Die Messung erfolgte anhand von 100 zufällig als Probe entnommenen Fasern. Ein Ende der Faser wurde mit einem Klebstoff auf einer Glasplatte fixiert und die Länge der Faser (L&sub1;) gemessen. Dann wurde darauf eine andere Glasplatte gesetzt, sodass sich die Faser zwischen den beiden Glasplatten befand. Die zwischen den Glasplatten befindliche Faser wurde 30 Minuten lang bei 200ºC, 250ºC und 300ºC in einem elektrischen Ofen gehalten und dann aus dem Ofen genommen. Dann wurde erneut die Faserlänge (L&sub2;) gemessen, wobei sich die Schrumpfung aus der folgenden Gleichung ergab.
Schrumpfung = (L&sub1; - L&sub2;)/L&sub1; · 100 (%)

(Gefühl)

Das Gefühl wurde anhand der folgenden Kriterien A, B und C beurteilt.
A: Das Gefühl ist weich und gut.
B: Gefühl zwischen A und C.
C: Das Gefühl ist steif und nicht gut.

(Dicke)

Mit Hilfe eines Kompressionselastizitätsprüfgeräts (von Nakayama Denki Sangyo Kabushiki Kaisha) wurde eine Last von 20 g/cm² aufgebracht. Die Messung erfolgte an 10 zufälligen Punkten und es wurde der Mittelwert eingesetzt.

(Sammelleistung)

In Fig. 13 ist eine Messvorrichtung für die Sammelleistung dargestellt.
In Fig. 13 bezeichnet die Bezugszahl 71 ein Filtergewebe zum Staubaufsammeln, wie es in Beispiel 41 oder Vergleichsbeispiel 4 (Messfläche: 50 mm φ) erzielt wurde, die Bezugszahl 72 eine Düse zur Messung einer stromaufwärtigen Konzentration, die Bezugszahl 73 eine Düse zur Messung einer stromabwärtigen Konzentration, die Bezugszahl 74 einen Staubzähler, die Bezugszahl 75 ein Manometer, die Bezugszahl 76 einen Diffusionstrockner (Silicagel), die Bezugszahl 77 einen Teilchendiffusionskasten, die Bezugszahl 78 einen Ultraschallteilchengenerator, die Bezugszahl 79 einen Mengenregler, die Bezugszahl 80 eine Pumpe, die Bezugszahl 81 ein Gebläse, die Bezugszahl 82 einen HEPA-Filter und die Bezugszahl 83 einen Absperrhahn.
Mit dem oben genannten Gerät wurde die Sammelleistung, die sich bei Verwendung der in Beispiel 41 und Vergleichsbeispiel 4 erzielten Vliese ergab, unter den folgenden Bedingungen gemessen.
Filtrationsrate: 3,3 cm/s
Erzeugte Teilchen: Teilchen erzeugt aus einer wässrigen Lösung mit 1 Gew.-% Rhodamin B (C&sub2;&sub8;H&sub3;&sub1;O&sub3;N&sub2;Cl, von Wako Junyaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Molekulargewicht: 479,03)
Stromaufwärtige Konzentration: 5,5 · 10² Teilchen/cm³

BEISPIEL 1

(1) Ein PTFE-Feinpulver (Polyflon F104U von Daikin Industries, Ltd.) wurde mit einem Schmierstoff (IP-2028 von Idemitsu Sekiyu Kagaku Kabushiki Kaisha) gemischt, wobei bei Zimmertemperatur dann 2 Tage lang eine Alterung vorgenommen und eine Verdichtungsvorformung durchgeführt wurde, damit sich ein Block ergab. Der in Form eines Blocks vorliegende vorgeformte Artikel wurde pastenextrudiert und kalandriert, woraufhin der Schmierstoff erhitzt und getrocknet wurde, damit sich ein ungesinterter Film ergab.
(2) Der ungesinterte Film wurde 60 Sekunden lang in einem auf 360ºC erwärmten Salzbad wärmebehandelt, sodass ein 160 mm breiter und 60 um dicker Sinterfilm erzielt wurde.
(3) Der gesinterte Film wurde mit Hilfe von zwei auf 320ºC erwärmten und eine unterschiedliche Umdrehungsgeschwindigkeit aufweisenden Walzen 4-mal in Längsrichtung gestreckt, sodass ein 87 mm breiter und 23 um dicker uniaxial gestreckter Film erzielt wurde. Der Film wurde dann auf 10 mm Breite geschlitzt.
(4) Der erzielte uniaxial gestreckte Schlitzfilm wurde mit Hilfe eines wie in Fig. 5 gezeigten Paars oberer und unterer Nadelklingenwalzen bei einer Filmtransportgeschwindigkeit (v1) von 5 m/min und einer Umfangsgeschwindigkeit (v2) der Nadelklingenwalzen von 25 m/min, d. h. bei einem Geschwindigkeitsverhältnis v2/v1 von 5 gespalten.
Die Form der Nadelklingenwalzen, die Anordnung und der Eingriff der Klingen der oberen und unteren Nadelklingenwalze waren wie folgt. Wenn der Film mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Drehung der beiden oberen und unteren Nadelklingenwalzen 31 und 32 von Fig. 5 hindurchgeschickt wurde, ergab sich der in Fig. 11 gezeigte gelochte Film. In Fig. 11 entspricht A den Nadellöchern der oberen Nadelklingenwalze 31 und beträgt der Abstand P1 der Löcher in Umfangsrichtung 2,5 mm. B entspricht den Nadellöchern der unteren Nadelklingenwalze 21, und ihr Abstand P2 beträgt wie P1 2,5 mm. Die Anzahl "a" der Nadeln betrug in Längsrichtung der Walze 13 pro 1 cm. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, war außerdem der Winkel (θ) der Nadeln zu dem zwischen den Walzen 31 und 32 verlaufenden Film 30 spitz (60º) eingestellt. Wie aus Fig. 11 hervorgeht, waren die obere und untere Nadelklingenwalze 31 und 32 so eingestellt, dass sich die Nadeln der oberen und unteren Walze in Umfangsrichtung der Walzen abwechselten. Die Länge der Nadelklingenwalzen betrug 250 mm und der Durchmesser an ihren Enden 50 mm.
Die Betriebsbedingungen für die oben angesprochenen Schritte (2), (3) und (4) sind in Tabelle 1 angegeben.
(5) Die Feinheit des erzielten Spaltgarns betrug etwa 4200 Denier, und seine Zugfestigkeit wurde mit einem Autograph (DSC-500 von Shimadzu Corporation) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
(6) Das Spaltgarn wurde mit einem Zwirnprüfgerät mit einer Zahl von 5 Zwirnungen pro 25 mm gezwirnt, sodass sich ein voluininöses gezwirntes Spaltgarn ergab.

BEISPIELE 2 BIS 4

Mit Ausnahme dessen, dass die Vorgänge (2) bis (4) in Beispiel 1 wie in Tabelle 1 angegeben geändert wurden, wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 PTFE- Spaltgarne erzielt. Die Feinheit und Zugfestigkeit der Spaltgarne wurde jeweils auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Außerdem wurden die Spaltgarne auf die gleiche Weise wie in Schritt (6) von Beispiel 1 gezwirnt, wodurch ein gezwirntes Garn mit hervorragender Voluminösität erzielt wurde. TABELLE 1
* Bei Beispiel 2 erfolgte das Schlitzen in Vorgang (2).

TABELLE 2

Denier Zugfestigkeit (g/d)
Beispiel 1 etwa 4.200 0,9
Beispiel 2 etwa 8.500 0,9
Beispiel 3 etwa 2.200 0,8
Beispiel 4 etwa 3.000 l,2
(1 Denier = 1,11 dtex)

BEISPIELE 5 BIS 11

(1) Die durch die Schritte (1) bis (3) in Beispiel 2 erzielten Filme wurden gespalten, indem die gleichen Nadelklingenwalzen wie in Beispiel 1 verwendet wurden, wobei aber die Filmtransportgeschwindigkeit (v1) und die Umfangsgeschwindigkeit der Nadelklingenwalzen (v2) wie in Tabelle 3 angegeben geändert wurden, sodass sich Spaltgarne ergaben.
Die erzielten Spaltgarne hatten eine Netzstruktur. Die Feinheit (Denier) der die Netzstruktur bildenden Fasern und das Gefühl der Spaltgarne sind in Tabelle 3 angegeben. TABELLE 3
(v1, v2: m/min) (1 Denier = 1,11 dtex)

BEISPIELE 12 BIS 18

Die in den Beispielen 5 bis 11 erzielten Spaltgarne wurden zweimal durch 0,5 mm breite Klingen hindurchgehen gelassen, die mit Zwischenräumen von 2 mm wie ein Kamm angeordnet waren, uni die Netzstruktur zu durchschneiden, sodass PTFE-Filamente mit Verzweigungen erzielt wurden, Es wurde die Feinheit und das Gefühl der Filamente gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. TABELLE 4
(v1, v2: m/min) (1 Denier = 1,11 dtex)

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Mit Ausnahme dessen, dass die Schritte (2) bis (4) wie in Tabelle 5 angegeben geändert wurden (Verhältnis v2/v1: 5), wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ein als Vergleichsbeispiel dienendes Spaltgarn erzielt. Bei dem zum Vergleich dienenden Spaltgarn wurden das Gefühl des Spaltgarns und die Feinheit der die Netzstruktur bildenden Fasern auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 beurteilt. Das Gefühl war nicht gut (C), und die Feinheit betrug 35,7 Denier. TABELLE 5

BEISPIELE 19 UND 20 UND VERGLEICHSBEISPIEL 2

Aus einem Bündel der in Beispiel 10 (Verhältnis v2/v1: 20) erzielten Spaltgarne und einem Bündel der in Beispiel 17 erzielten, Verzweigungen aufweisenden Filamente wurden gezwirnte Garne gebildet und ihre Voluminösität anhand des Durchmessers des gezwirnten Garns beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben.
Als ein zum Vergleich dienendes gezwirntes Garn wurde auf die gleiche Weise wie oben Toyoflon Typ 201 (Kräuselungen aufweisende Stapelfaser von Toray Fine Chemical Kabushiki Kaisha, Feinheit: 6,7 Denier) gezwirnt und die- Voluminösität des erzielten gezwirnten Garns gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben. TABELLE 6
(1 Denier = 1 dtex)

BEISPIEL 21

(1) Die Schritte (1) bis (4) von Beispiel 1 wurden wiederholt, damit sich ein Spaltfilm ergab. Das Spalten erfolgte mit einer Filmtransportgeschwindigkeit (v1) von 5 m/mm und einer Umfangsgeschwindigkeit der Nadelklingenwalzen (v2) von 30 m/min (Verhältnis v2/v1: 6).
Die Betriebsbedingungen sind in Tabelle 7 angegeben.
(2) Der uniaxial gestreckte Spaltfilm wurde in Längsrichtung auf 70 mm geschnitten und durch eine Kardiermaschine (Modell SC360-DR von Daiwa Kiko Kabushiki Kaisha) hindurchgehen gelassen, sodass sich watteartige Materialien mit Fasern (Stapelfasern) ergaben, die Kräuselungsvermögen und mindestens eine Schlinge und/oder Verzweigung pro 5 cm aufwiesen.
Die erzielten watteartigen Materialien enthielten Fasern mit den in Tabelle 8 angegebenen physikalischen Eigenschaften.
Die Fig. 7 bis 9 zeigen Fotografien (x1, 5), die die Form der in den erzielten watteartigen Materialien enthaltenen Stapelfasern wiedergeben.

BEISPIELE 22 BIS 26

Mit Ausnahme dessen, dass der Schritt (1) von Beispiel 21 zu dem in Tabelle 7 angegebenen Schritt geändert wurde, wurden die gleichen Vorgänge wie in Beispiel 21 wiederholt, damit sich watteartige PTFE-Materialien ergaben. Die physikalischen Eigenschaften der darin enthaltenen Fasern wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 angegeben. TABELLE 7 TABELLE 8
(1 Denier = 1,11 dtex)

BEISPIEL 27

(1) Etwa 2 Gew.-% Antistatikmittel Elimina (von Maruzen Yuka Shoji Kabushiki Kaisha) wurde auf die in Beispiel 22 erzielten watteartigen Materialien gesprüht, wobei die Materialien dann durch die in Fig. 10 gezeigte Kardiermaschine (SC-360DR von Daiwa Kiko Kabushiki Kaisha) laufen gelassen wurden. Dadurch konnte ein Flor mit einem Gewicht von 450 g/m² erzielt werden.
Dabei betrugen die Umdrehungsgeschwindigkeiten des Zylinders, des Abnehmers und der Trommel 180 U/min, 6 U/min und 5 U/min.
(2) Der erzielte Flor wurde auf ein Vlies (Grundgewebe) aus Cornex CO1200 (von Teijin Ltd.) gesetzt, und mit Hilfe einer Nadellochmaschine (von Daiwa Kiko Kabushiki Kaisha) erfolgte mit 25 Nadeln/cm² ein Einnadeln. Dadurch wurde ein Nadelvlies erzielt.
(3) Die Messung der Luftdurchlässigkeit des erzielten Nadelvlieses ergab einen Wert von 29 cm³/cm²/s.
Für die in den Beispielen 21 und 23 bis 26 erzielten watteartigen Materialien konnten auf die gleiche Weise wie oben Nadelvliese erzielt werden.

BEISPIEL 28

(1) Etwa 2 Gew.-% Antistatikmittel Elimina (von Maruzen Yuka Shoji Kabushiki Kaisha) wurde auf die in Beispiel 22 erzielten watteartigen Materialien gesprüht, wobei die Materialien dann durch die in Fig. 10 gezeigte Kardiermaschine (SC-360DR von Daiwa Kiko Kabushiki Kaisha) laufen gelassen wurden. Dadurch konnte ein Flor mit einem Gewicht von 350 g/m² erzielt werden.
Dabei betrugen die Umdrehungsgeschwindigkeiten des Zylinders, des Abnehmers und der Trommel 180 U/min, 6 U/min und 5 U/min.
(2) Der erzielte Flor wurde auf ein Vlies (Grundgewebe) aus Cornex CO1200 (von Teijin Ltd.) gesetzt und mit einer Wasserstrahlanlage (von Perfojet Co., Ltd. (Frankreich)) einer Wasserstrahlverwirrung unterzogen, sodass ein glattes Vlies aus fest mit dem Grundgewebe verbundenem Flor erzielt werden könnte.
Die Wasserstrahldüsen wurden in diesem Fall so angeordnet, dass sich in Querrichtung in Abständen von 1 mm 800 Düsen mit einem Durchmesser von 100 um befanden und sich in Längsrichtung drei Reihen befanden. Der Ausstoßdruck betrug für die erste, zweite und dritte Reihe 40 kg/cm², 100 kg/cm² und 130 kg/cm².
(3) Die Luftdurchlässigkeit des der Wasserstrahlverwirrung unterzogenen Vlieses wurde gemessen und betrug 20 cm³/cm²/s.
Für die in den Beispielen 21 und 23 bis 26 erzielten watteartigen Materialien konnten auf die gleiche Weise wie oben Nadelvliese erzielt werden.

BEISPIELE 29 BIS 34

(1) Etwa 2 Gew.-% Antistatikmittel Elimina (von Maruzen Yuka Shoji Kabushiki Kaisha) wurde auf die in Beispiel 21 erzielten Fasern und die watteartigen Materialien gesprüht, die in Beispiel 21 durch Schneiden eines Films auf 2,5 cm, 5,0 cm und 10,0 cm und anschließendes Hindurchlaufen durch eine Kardiermaschine (Fig. 10, SC-360DR von Daiwa Kiko Kabushiki Kaisha) erzielt worden waren, wobei die Fasern und watteartigen Materialien dann durch die Kardiermaschine laufen gelassen wurden. Es wurde der Anteil der herabgefallenen Fasern ermittelt und untersucht, ob der Flor von dem Abnehmer zu der Aufwickeltrommel hinüberlief.
Dabei betrugen die Umdrehungsgeschwindigkeiten des Zylinders, des Abnehmers und der Trommel 180 U/min, 6 U/min und 5 U/min und der Abstand L von dem Abnehmer zu der Trommel 28 cm.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 angegeben.
Die in den Beispielen 22 bis 26 erzielten watteartigen Materialien wurden ebenfalls unter den gleichen Bedingungen untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 angegeben. TABELLE 9
O: Flor lief vom Abnehmer zur Aufwickeltrommel hinüber.
X: Flor lief nicht vom Abnehmer zur Aufwickeltrommel hinüber.

VERGLEICHSBEISPIEL 3

(1) Die gleichen Untersuchungen wie in Beispiel 29 wurden mit Toyoflon Typ 201 (mit Kräuselungen, Faserlänge: 70 mm, Feinheit: 6,7 Denier) und Typ 200 (ohne Kräuselungen, Faserlänge: 70 mm, Feinheit: 6,7 Denier) durchgeführt, also mit Stapelfasern, wie sie von Toray Fine Chemical Kabushiki Kaisha durch Emulsionspinnen hergestellt werden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 angegeben. TABELLE 10

BEISPIELE 35 BIS 40

(1) Ein Ende der in Beispiel 21 erzielten Fasern wurde mit einem Klebstoff auf einer Glasplatte fixiert und die Länge der Faser (L&sub1;) gemessen. Dann wurde darauf eine andere Glasplatte gesetzt und die Fasern jeweils 30 Minuten lang bei 200ºC, 250ºC und 300ºC in einem elektrischen Ofen gehalten. Dann wurde erneut die Faserlänge (L&sub2;) gemessen, wobei sich die Schrumpfung aus der Gleichung [(L&sub1; - L&sub2;)/L&sub1;] · 100 (%) ergab.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 angegeben.
Für die in den Beispielen 22 bis 26 erzielten watteartigen Materialien wurde die Schrumpfung auf die gleiche Weise ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 angegeben. TABELLE 11

BEISPIEL 41

(1) Mit Ausnahme dessen, dass die Vorgänge (2) bis (4) wie in Tabelle 12 angegeben geändert würden, wurden die gleichen Vorgänge wie in Beispiel 1 wiederholt, sodass sich ein PTFE-Spaltgarn ergab.
(2) Der uniaxial gestreckte Spaltfilm wurde in Längsrichtung auf 70 mm geschnitten und durch eine Kardiermaschine (Modell SC360-DR von Daiwa Kiko Kabushiki Kaisha) hindurchlaufen gelassen, sodass sich watteartige Materialien mit Fasern (Stapelfasern) ergaben, die Kräuselungsvermögen und mindestens eine Schlinge und/oder Verzweigung pro 5 cm aufwiesen.
Mit einem automatischen Faserdurchmessermessgerät (FDA- 200 von Peyer) wurde die Feinheit von 2000 zufällig aus den erzielten Fasern ausgewählten Fasern gemessen, indem auf die Fasern Laserstrahlen fallen gelassen wurden und die Feinheit automatisch mit Hilfe der Projektion des aufgestrahlten Lichts gemessen wurde. Der mittlere Teilchendurchmesser betrug 29 um.
(3) Etwa 2 Gew.-% Antistatikmittel Elimina (von Maruzen Yuka Shoji Kabushiki Kaisha) wurde auf die erzielten watteartigen Materialien aufgesprüht, wobei die Materialien dann durch die in Fig. 10 gezeigte Kardiermaschine hindurchlaufen gelassen wurden. Dadurch wurde ein Flor mit einem Gewicht von 250 g/m² erzielt. Dabei betrugen die Umdrehungsgeschwindigkeiten des Zylinders, des Abnehmers und der Trommel 180 U/min, 6 U/min und 5 U/min.
(4) Der erzielte Flor wurde auf ein Vlies (Grundgewebe) aus Cornex CO1700 (von Teijin Ltd.) gesetzt, und es wurde ein weiterer Flor mit einem Gewicht von 250 g/m² auf die gleiche Weise wie oben unter (3) hergestellt. Der erzielte Flor wurde auf die andere Oberfläche des Grundgewebes gesetzt, woraufhin mit Hilfe einer Einnadelmaschine (von Daiwa Kiko Kabushiki Kaisha) mit 750 Nadeln/cm² ein Einnadeln durchgeführt wurde, sodass sich ein Nadelvlies ergab.
Die Betriebsbedingungen der oben genannten Schritte (2), (3) und (4) sind in Tabelle 12 angegeben.
(5) Es wurden die Dicke und Luftdurchlässigkeit des erzielten Nadelvlieses gemessen, wobei die Ergebnisse in Tabelle 13 angegeben sind.
Die mit der in Fig. 13 gezeigten Vorrichtung gemessene Sammelleistung ist in Tabelle 14 und Fig. 14 angegeben. TABELLE 12

VERGLEICHSBEISPIEL 4

Die gleiche Messung wie in Beispiel 41 wurde mit einem PTFE-Vlies (sowohl der Flor als auch das Grundgewebe bestanden aus PTFE (B7800 von Ichikawa Keori Kabushiki Kaisha) durchgeführt, das durch Emulsionsspinnen aus PTFE-Fasern erzielt wurde. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 13 und 14 und in Fig. 14 angegeben.
Wie aus den angesprochenen Ergebnissen hervorgeht, kann ein zum Staubaufsammeln dienendes Filtergewebe mit hervorragender Sammelleistung hergestellt werden, wenn die erfindungsgemäßen watteartigen PTFE-Materialien verwendet werden. TABELLE 13 TABELLE 14

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT

Die Erfindung stellt ein PTFE-Spaltgarn, das voluminös ist und ein hervorragendes Gefühl bietet, und ein Filament mit guter Vermischbarkeit zur Verfügung. Außerdem lassen sich effizient watteartige Materialien mit einem geringen Anteil an herabfallenden Fasern herstellen, wenn ein solches Spaltgarn und Filament verwendet werden. Darüber hinaus hat das Filtergewebe zum Staubaufsammeln, das aus den watteartigen Materialien gewonnen wird, eine hohe Sammelleistung.

Claims

1. Spaltgarn mit Netzstruktur, erhalten durch Spalten eines uniaxial gestreckten Polytetrafluorethylenfilms in der Streckrichtung mit mindestens einem Paar Nadelklingenwalzen.

2. Spaltgarn nach Anspruch 1, bei dem der Polytetrafluorethylenfilm ein halbgesinterter Artikel ist.

3. Spaltgarn nach Anspruch 1, bei dem der Polytetrafluorethylenfilm ein gesinterter Artikel ist.

4. Polytetrafluorethylenfilament mit Verzweigungen, erhalten durch Schneiden des Netzaufbaus des Spaltgarns gemäß Anspruch 1 in Längsrichtung.

5. Filament nach Ansprüch 4, bei dem der Polytetrafluorethylenfilm ein halbgesinterter Artikel ist.

6. Filament nach Anspruch 4, bei dem der Polytetrafluorethylenfilm ein gesinterter Artikel ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Spaltgarns mit Netzstruktur, bei dem ein uniaxial gestreckter Polytetrafluorethylenfilm in der Streckrichtung mit mindestens einem Paar Nadelklingenwalzen gespalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Polytetrafluorethylenfilm ein halbgesinterter Artikel ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Polytetrafluorethylenfilm ein gesinterter Artikel ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Anzahl der Nadelnder Nadelklingenwalze 20 bis 100 pro cm² beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der uniaxial gestreckte Film bei einer Temperatur wärmebehandelt wird, die nicht geringer als die Temperatur beim uniaxialen Strecken ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Polytetrafluorethylenfilaments mit Verzweigungen, bei dem ein uniaxial gestreckter Polytetrafluorethylenfilm in der Streckrichtung mit mindestens einem Paar Nadelklingenwalzen gespalten wird, sodass sich eine Netzstruktur ergibt, und die Netzstruktur dann in der Längsrichtung geschnitten wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Polytetrafluorethylenfilm ein halbgesinterter Artikel ist.

14. das Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Polytetrafluorethylenfilm ein gesinterter Artikel ist.

15. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Anzahl der Nadeln der Nadelklingenwalzen 20 bis 100 pro cm beträgt.

16. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der uniaxial gestreckte Film bei einer Temperatur wärmebehandelt wird, die nicht geringer als die Temperatur beim uniaxialen Strecken ist.

17. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Netzstruktur durch die in Form eines Kamms vorliegenden Klingen geschickt wird, um in der Längsrichtung geschnitten zu werden.

18. Verfahren zur Herstellung watteartiger Polytetrafluorethylenmaterialien, bei dem das durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11 erhaltene Spaltgarn auf eine gegebene Länge geschnitten und dann geöffnet wird.

19. Verfahren zur Herstellung watteartiger Polytetrafluorethylenmaterialien, bei dem das durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17 erhaltene Filament auf eine gegebene Länge geschnitten und dann geöffnet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem die die watteartigen Materialien ergebenden Polytetrafluorethylenfasern mindestens eine Schleifenstruktur und/oder Verzweigungsstruktur pro 5 cm Faserlänge, eine Feinheit von 2,22 bis 222 dtex (2 bis 200 Denier), 1 bis 15 Kräuselungen pro 20 mm Länge und einen ungleichmäßigen Querschnitt aufweisen.

21. Filtergewebe zum Staubaufsammeln, erhalten aus den durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20 hergestellten watteartigen Materialien.