JP2002069746A - 四フッ化エチレンコポリマーのマルチフィラメント糸製造方法 - Google Patents
四フッ化エチレンコポリマーのマルチフィラメント糸製造方法Info
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Abstract
性、耐侯性、難燃性、摩擦特性、電気特性等の極めて優
れた特性を有する四フッ化エチレンコポリマーマルチフ
ィラメント糸の製造方法を提供することにある。 【解決手段】溶融紡糸法により四フッ化エチレンを基剤
とする熱可塑性樹脂共重合体のマルチフィラメントを押
出成形機を用いてノズルより押し出す。押し出された糸
状の四フッ化エチレンコポリマーは、四フッ化エチレン
コポリマーの融点より高い温度雰囲気下で均一ニ加熱し
引き取られる。さらに加熱下で1、5〜5、0倍延伸す
ることによって四フッ化エチレンコポリマーのマルチフ
ィラメント糸を得る溶融紡糸製造方法である。
Description
性、耐薬品性、耐候性、難燃性、摩擦特性、電気特性
等)を有する四フッ化エチレンコポリマーを原料とし、
押出成形機を用いた溶融紡糸法により、四フッ化エチレ
ンコポリマーのマルチフィラメントで単糸繊維が1デニ
ールから100デニールの比較的細い繊維を製造する方
法に関する。
れた特性を有する熱可塑性樹脂でありその繊維化が望ま
れており古くから研究されてきた。しかし、四フッ化エ
チレンコポリマーは極めて高い融点を持ち汎用の樹脂成
形条件からは想像できないほどの高温であり高温成型の
技術・設備など特別な技術を必要とする。さらに溶融時
の粘度が極めて高いためこの樹脂の繊維化は至難とされ
てきた。
発により太物のモノフィラメント(100μm径程度)
のフィラメントは生産供給されるようになってきた。し
かし、いわゆる繊維といわれるような細物(20μm径
程度)についての繊維化には成功していない。本発明は
いわゆる繊維といわれる単糸繊維径が1デニールから1
00デニールの細物の四フッ化エチレンコポリマーマル
チフィラメントの製造方法を提供する。
ルチフィラメントの製造が可能となった。
レンコポリマーは、PFA、FEP、ETFEで一般に
市場に供せられている樹脂及びこれらの混合物である。
溶融紡糸方法を用いて四フッ化エチレンコポリマーを紡
糸する際、第一の問題点はこの樹脂の融点が高いこと及
び、フッ素含有のポリマーであることから一般の金属で
は腐食の問題があることである。第二の問題点は溶融時
の粘度が極めて高いことである。
わち特殊の金属材料及びヒーターを使うことで充分対応
可能である。第二の問題点に関しては紡糸上の最大ネッ
クとなり未だ解決していない。すなわち、細物の糸を得
るべく紡糸するには一般には紡糸ノズルのノズル径を小
さくする必要が生じてくる。一方溶融粘度が高い樹脂で
は細孔内の剪断によりノズル出口でフィラメント表面が
荒れるメルトフラクチャ現象を起こす。この現象により
フィラメントが破断(糸切れ)し紡糸不可能となる。も
ちろんノズル径が細くてもフィラメントの押出量が充分
に少なければメルトフラクチャ現象を起こさないが、生
産性が極端に落ちることから事実上の解決策となり得な
い。
のごとく発明し実用化に供した。第一に繊維化時の最も
大きな障害となるメルトフラクチャを防止し、生産性が
低下しない対策、すなわち充分な押出量を確保しメルト
フラクチャが起きない方法として以下の如く実施した。
ノズル径を0、5mm以上と大きく取り、ノズルのラン
ド部分を2mm以下とした。これにより適切な押出条件
下ではメルトフラクチャを生じることなく紡糸すること
ができる。押出量は100g/hr/ノズルで生産量と
して実用上問題のない範囲が確保される。しかし、この
対策を実施し一般に使われている紡糸手法すなわち紡糸
ノズルから出たフィラメントを加熱又は冷却して引取る
方法で紡糸しても太物フィラメントは得られるものの目
標とする様な細物の繊維は糸切れが生じ得られない。鋭
意検討の結果以下の発明に至った。
ちにこの樹脂の融点以上の雰囲気下に導入する。融点以
下の温度では糸切れが発生し生産不能である。この雰囲
気温度は目的とする繊維の強度伸び等の値によって異な
るが、6デニール以下の細デニールで強度の強い繊維を
得るには、融点+70°C〜120°Cの温度が適して
いる。8デニール以上で伸びが30%以上と比較的繊維
径が太く伸びの大きい繊維を得るには融点から融点+7
0°Cが適している。融点以下では糸切れが発生し紡糸
不能である。また、この雰囲気温度下の滞留時間は長す
ぎても短すぎても糸切れを発生し紡糸不能となる。
紡糸可能であり、最も好ましいのは0、2秒から1、2
秒の間である。尚、滞留時間は次のように定義した 滞留時間=加熱雰囲気槽の長さ/((ノズル出口のフィ
ラメント押出速度+加熱雰囲気出口速度)/2) ノズル出口のフィラメント押出速度=ノズル1ケ当たり
の押出量/ノズル口面積/ポリマーの密度 加熱雰囲気出口速度=マルチフィラメント糸の引き取り
ロールの速度
いて、サンプル量約10mg、昇温速度10°C/mi
n、窒素雰囲気下で測定したときのピーク値とする。こ
の一連の行程すなわち押出機を用いてノズルより押し出
し加熱温度雰囲気下で加熱し引き取る行程は連続して行
う必要がある。ノズルから押し出されたフィラメントを
冷却したり、融点以下の温度にさらすと、フィラメント
が切断し引き取りが不能となる。ノズルと高温雰囲気槽
は連続した一体構造とするのが好ましい。
ーのマルチフィラメントは一般に繊維として供するには
充分な強度を有しているとは言えない。四フッ化エチレ
ンコポリマーのポリマーとしての性質上、弾性率が低
く、伸びが大きいためそのままの状態では繊維としての
使用に耐えられない。従って充分な強度と適当な伸び
(20〜30%程度)を付与する為に種々検討した結果
本発明者らは次の行程を経ることが不可欠であることを
発明した。
され、さらに融点より高い温度雰囲気下で加熱し引き取
られたフィラメントを、さらに加熱下で1、5倍から
5、0倍延伸してマルチフィラメントを製造する。
て実施するのが生産効率上望ましいが、前行程で引き取
ったものを巻き取り、改めて加熱延伸する方法をとって
もよい。加熱延伸の条件として温度条件は100°C以
上200°C以下。延伸倍率は1、5倍以上5倍以下が
良い。温度は100°C以下であると充分な延伸ができ
ず延伸時に糸切れを生じ紡糸不能となる。また200°
C以上では同様に延伸時に糸切れを生じる。この温度は
ポリマー種によって差異はみられず四フッ化エチレンコ
ポリマー共通の温度条件である。四フッ化エチレンを基
剤とした共重合体であるため、基剤となる四フッ化エチ
レンの性質によるものと推測される。
ヒーターによる外部加熱でもどちらでも差し支えない。
加熱時間(ロールへの接触時間又は加熱ヒーター間の通
過滞留時間)は、0、05秒以上0、5秒以下である。
0、05秒以下であると充分な強度が得られない。また
0,5秒以上であると糸切れが生じる。
維強度が得られない。また延伸倍率が5倍以上になると
糸切れを生じ、紡糸不能となる。延伸倍率についてポリ
マー種によって差異はみられず、四フッ化エチレンコポ
リマーに共通の延伸条件である。これも四フッ化エチレ
ンコポリマーの基剤となる四フッ化エチレンの性質によ
ると推定される。
例ではFEP(ダイキン工業製NP−100)の溶融紡
糸実施例を示す。DSC測定の結果FEPの融点は26
0°Cであった。図1において押出成形機は30mm
φ、L/D=26を用いた。シリンダーの温度条件はホ
ッパー側より300°C、345°C、365°Cと
し、押出機出口ヘッド部分は375°C、紡糸ノズル温
度は375°Cとした。尚、紡糸ノズルのノズル数は1
00個のものを用いた。高温雰囲気槽は、外部加熱によ
り恒温に保った。尚、槽の長さは1mのものを用いた。
本実施例の他の紡糸条件及び紡糸性、繊維物性を表1に
示した。
℃では糸切れが発生し紡糸不能であった(実施例1−
1)。265℃、330°Cと融点より高い温度では紡
糸は可能で繊維が充分に細い(20μm)繊維が得られ
た(実施例1−2、1−3)。延伸時の加熱温度条件が
90℃、80℃と100℃以下の場合(実施例1−4)
と210℃、200℃と、200℃以上の場合(実施例
1−5)には糸切れが発生し紡糸不能であった。
い場合(実施例1−6)と0、098秒と短い場合(実
施例1−7)には糸切れが発生し引き取り不能であっ
た。0、12秒(実施例1−8)、0、17秒(実施例
1−9)、0、26秒(実施例1−2、1−3)、0、
39秒(実施例1−10)では紡糸性は良好であった。
延伸倍率が1、57倍(実施例1−8)では強度がやや
弱く伸びも31%と大きく実用に供する限界に近いと判
断される。また、延伸倍率が5、0倍(実施例1−1
0)では糸切れが発生しなかったが、延伸倍率が8、8
倍(実施例1−11)では糸切れが発生し紡糸不能であ
った。
デュポン製340J)の溶融紡糸例を示す。PFAの融
点はDSC測定の結果310℃であった。押出機シリン
ダーの温度条件はホッパー側より320℃、370℃、
395℃とし、押出機出口ヘッド部分は410℃、紡糸
ノズル温度は420℃とした。本実施例の他の紡糸条件
及び紡糸性、繊維物性を表2に示した。
雰囲気槽の温度が融点より低い290℃では糸切れが発
生し紡糸不能であた(実施例2−1)。315℃、38
0℃と融点より高い温度では紡糸は可能で繊維が充分に
細い(20μm)繊維が得られた(実施例2−2、2−
3)。延伸時の加熱温度条件が90℃、80℃と100
℃以下の場合(実施例2−4)と210℃、200℃と
200°C以上の場合(実施例1−5)には糸切れが発
生し紡糸不能であった。
い場合(実施例2−6)と0、098秒と短い場合(実
施例2−7)には糸切れが発生し引き取り不能であっ
た。0、12秒(実施例2 8)、0、17秒(実施例
2−9)、0、26秒(実施例2 2、2−3)、0、
39秒(実施例2−10)では紡糸性は良好であった。
延伸倍率が1、57倍(実施例2−8)では強度がやや
弱く伸びも30%と大きく実用に供する限界に近いと判
断される。また、延伸倍率が5、0倍(実施例2−1
0)では糸切れが発生しなかったが、延伸倍率が8、8
倍((実施例2−11)では糸切れが発生し紡糸不能で
あった。
硝子製C−88AX)の溶融紡糸例を示す。ETFEの
融点はDSC測定の結果270℃であった。押出機シリ
ンダーの温度条件はホッパー側より285℃、310
℃、315℃とし、押出機出口ヘッド部分は315℃、
紡糸ノズル温度は310℃とした。本実施例の他の紡糸
条件及び紡糸性、繊維物性を表3に示した。
高温雰囲気槽の温度が融点より低い240℃では糸切れ
が発生し紡糸不能であった(実施例3−1)。275
℃、340℃と融点より高い温度では紡糸は可能で繊維
が充分に細い(20μm)繊維が得られた(実施例3−
2、3−3)。延伸時の加熱温度条件が90℃、80℃
と100℃以下の場合(実施例3−4)と210℃、2
00℃と200℃以上の場合(実施例1−5)には糸切
れが発生し紡糸不能であった。
い場合(実施例3−6)と0、098秒と短い場合(実
施例3−7)には糸切れが発生し引き取り不能であっ
た。0、12秒(実施例3−8)、0、17秒(実施例
3−9)、0、26秒(実施例3−2、3−3)、0、
39秒(実施例3−10)では紡糸性は良好であった。
延伸倍率が1、57倍(実施例3−8)では強度がやや
弱く伸びも33%と大きく実用に供する限界に近いと判
断される。また、延伸倍率が5、0倍(実施例3−1
0)では糸切れが発生しなかったが、延伸倍率が8、8
倍(実施例3−11)では糸切れが発生し紡糸不能であ
った。
Claims (8)
- 【請求項1】 溶融可能な四フッ化エチレンコポリマー
のマルチフィラメント溶融紡糸において押出成形機を用
いてノズルより四フッ化エチレンコポリマーを押し出す
四フッ化エチレンコポリマーの溶融紡糸方法。 - 【請求項2】 押し出された四フッ化エチレンコポリマ
ーを、この四フッ化エチレンコポリマーの融点より高い
温度雰囲気下に加熱し引き取る請求項1記載の四フッ化
エチレンコポリマーの溶融紡糸方法。 - 【請求項3】 四フッ化エチレンコポリマーのマルチフ
ィラメント糸を100°C以上200°C以下の加熱下
で1、5倍以上5、0倍以下延伸して請求項1あるいは
2記載の四フッ化エチレンコポリマーのマルチフィラメ
ントを得る紡糸方法。 - 【請求項4】 溶融可能な四フッ化エチレンコポリマー
のマルチフィラメント溶融紡糸において押出成形機を用
いて四フッ化エチレンコポリマーを押し出した後連続し
て該四フッ化エチレンコポリマーをその融点より高い温
度雰囲気下に加熱し引き取る請求項1あるいは2記載の
溶融紡糸方法。 - 【請求項5】 溶融可能な四フッ化エチレンコポリマー
のマルチフィラメント溶融紡糸において押出成形機を用
いてノズルより四フッ化エチレンコポリマーを押し出
し、連続して、該四フッ化エチレンコポリマーをその融
点より高い温度雰囲気下に加熱した後該コポリマーを連
続して100°C以上200°C以下の加熱下で1、5
倍以上5、0倍以下延伸する請求項1、2、3のいずれ
か1つに記載の溶融紡糸方法。 - 【請求項6】 加熱雰囲気下の温度 、融点+70°C
以上である請求項1あるいは2の溶融紡糸方法。 - 【請求項7】 加熱雰囲気下の滞留時間0、1秒以上
2、0秒以下、好ましくは0、2秒以上1、2秒以下で
ある、請求項1〜6のいずれか1つに記載の溶融紡糸方
法。 - 【請求項8】 四フッ化エチレンコポリマーは次の分子
式 PFA:−(CF2−CF2)n (CF(ORf)−
CF2)m Rf:パーフルオロアルキル基 FEP:(CF2−CF2)n−−(CF2 C(CF
8)F)m ETFE:−(CF2−CF2)n−(CF2 C
H3)m で表される四フッ化エチレンを基剤とする熱可塑性樹脂
共重合体、及びこれら四フッ化エチレンコポリマーの混
合物である請求項1〜7のいずれか1つに記載の溶融紡
糸方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000304172A JP2002069746A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 四フッ化エチレンコポリマーのマルチフィラメント糸製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000304172A JP2002069746A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 四フッ化エチレンコポリマーのマルチフィラメント糸製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002069746A true JP2002069746A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18785258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000304172A Pending JP2002069746A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 四フッ化エチレンコポリマーのマルチフィラメント糸製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002069746A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006057228A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-03-02 | Gunze Ltd | 極細繊維及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-08-30 JP JP2000304172A patent/JP2002069746A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006057228A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-03-02 | Gunze Ltd | 極細繊維及びその製造方法 |
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