JP2016531212A

JP2016531212A - 摩耗が改善されたポリテトラフルオロエチレン（ｐｔｆｅ）繊維及びその製造方法

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Publication number: JP2016531212A
Application number: JP2016531779A
Authority: JP
Inventors: チェスターダリルムーン、; アーサーラッセルネルソン、; トレバーガルドストランド、; マットハットー、
Original assignee: トーレ・フロロファイバーズ（アメリカ），インク．
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2034-07-25
Also published as: EP3027804A1; JP6192835B2; CN109913969A; EP3027804B1; CN109913969B; CN105518210B; WO2015017272A1; US9422642B2; US20160326336A1; CA2918322C; CA2918322A1; CN105518210A; EP3027804A4; HK1217740A1; US20150031801A1; MX2016001181A

Abstract

非溶融加工性ポリテトラフルオロエチレン粒子と酸化アルミニウム粒子とから製造される分散紡糸フルオロポリマー繊維。水性分散体中のＡｌ２Ｏ３の濃度は約０．１％〜約５％の範囲、具体的な濃度としては０．１％〜１．０％であってよい。水性分散体をマトリックスポリマーを含有する水性マトリックスポリマー溶液と混合し、次いで、マトリックスポリマーを凝固させる濃度のイオンを含有する凝固浴中に押し出して、イオン種を担持する中間繊維構造を形成する。中間繊維構造を焼結して、マトリックスポリマーを分解させ、ブレンド繊維中にポリテトラフルオロエチレン粒子及びＡｌ２Ｏ３粒子を融合させる。得られるブレンドフルオロポリマー繊維は、１００％分散紡糸ポリテトラフルオロエチレン繊維に対して、改善された特性を示す。

Description

（関連出願）
本願は、２０１３年７月２９日に出願され、発明の名称が「摩耗が改善されたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維及びその製造方法（Improved Wear Polytetrafluoroethylene (PTFE) Fiber and Method of Making Same）」である米国非仮特許出願１３／９５３，４０１に基づく優先権を主張し、その全内容を参照により本明細書に組み込む。

（技術分野）
本発明は、分散紡糸（dispersion spun）フルオロポリマー繊維に関し、特に、非溶融加工性で高分子量のポリテトラフルオロエチレン粒子と酸化アルミニウム粒子とから製造される分散紡糸フルオロポリマー繊維に関する。

フルオロポリマーは、極めて低い摩擦係数、摩耗耐性及び薬品耐性、誘電強度、温度耐性などの特性、及びこれらの特性の様々な組み合わせを有し、これにより、フルオロポリマーは、多種多様な産業において有用なものとなっている。例えば、化学加工産業において、フルオロポリマーは、ライニング容器及び配管に使用される。バイオメディカル産業では、フルオロポリマーは生体適合性であることが見出されており、そのため人体において、移植可能なパーツと、診断及び治療処置の実施に用いるための装置との両方の形態で用いられてきた。他の用途では、フルオロポリマーは、アスベスト及び他の高温材料に取って替わっている。ワイヤージャケットがその一例である。諸部品の中で、自動車及び航空機用ベアリング類、シール類、プッシュプルケーブル類、ベルト類、及び燃料ライン類は、今では、通常、未使用又は充填のフルオロポリマー成分で作られている。

分散紡糸又は湿式のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）糸は、典型的には、ポリ（テトラフルオロエチレン）粒子の水性分散体とセルロースエーテルマトリックスポリマーの溶液とを含有するスピンミックスを形成することによって製造される。次いでスピンミックスを、通常硫酸を含有する凝固浴（coagulation bath）中にオリフィスを通して比較的低い圧力（例えば、平方インチ当たり１５０ポンド未満）で押出して、マトリックスポリマーを凝固させ、中間繊維構造を形成する。中間繊維構造は、酸及び塩がなくなるまでいったん洗浄し、一連の加熱ロールを経て、繊維構造を乾燥させＰＴＦＥ粒子を連続ＰＴＦＥフィラメント糸に焼結する。中間ＰＴＦＥ繊維構造を焼結することにより、構造中のＰＴＦＥ粒子が融合（coalesce）して絡まり、それにより連続ＰＴＦＥフィラメント繊維が形成される。

本発明は、非溶融加工性高分子量ポリテトラフルオロエチレン粒子と酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）粒子とのブレンドを含有する分散紡糸フルオロポリマー繊維に関する。フルオロポリマー繊維は、Ａｌ_２Ｏ_３粒子と非溶融加工性ポリテトラフルオロエチレン粒子との水性分散体を形成することによって調製され、ここで、ポリテトラフルオロエチレン粒子は約２．４未満の標準比重（ＳＳＧ）を有する。水性分散体中のＡｌ_２Ｏ_３の濃度は、約０．１％〜約５％の範囲、特定の濃度としては０．１％〜約１．０％であってよい。ポリテトラフルオロエチレン粒子とＡｌ_２Ｏ_３粒子との水性分散体は、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、及びカルボキシメチルセルロースからなる群から選択されるマトリックスポリマーを含有する水性マトリックスポリマー溶液と混合される。次いで混合物は、マトリックスポリマーを凝固させる濃度のイオンを含有する凝固浴中に押出されて、イオン種を担持する中間繊維構造が形成される。その後、中間繊維構造を焼結して、マトリックスポリマーを分解し、ポリテトラフルオロエチレン粒子とＡｌ_２Ｏ_３の粒子とがブレンド繊維中に融合する。得られるブレンドフルオロポリマー繊維は、１００％分散紡糸ポリテトラフルオロエチレン繊維に対して改善された特性を示すものであり、ベアリング類、ブッシング類、布地類、ベルト類、振動板類、コーティング類、フィルター類、及びシール類における使用に適している。

表８に含まれ、表１０に要約されたデータのグラフ表示である。表８に含まれ、表１０に要約されたデータのグラフ表示である。表８に含まれ、表１０に要約されたデータのグラフ表示である。表９に含まれ、表１０に要約されたデータのグラフ表示である。表９に含まれ、表１０に要約されたデータのグラフ表示である。表９に含まれ、表１０に要約されたデータのグラフ表示である。

本発明は、ポリテトラフルオロエチレン粒子とＡｌ_２Ｏ_３粒子とのブレンドを含有する分散紡糸フルオロポリマー繊維に関する。「分散紡糸」とは、繊維が、ＰＴＦＥ粒子、Ａｌ_２Ｏ_３粒子などの不溶性フルオロポリマー粒子と、一般にフッ素化オレフィン系ポリマーとして知られるポリマーとの水性分散体を形成し、分散体をマトリックスポリマーを含有する水性マトリックスポリマー溶液と混合し、混合物を凝固浴中に押出して中間繊維構造を形成することによって製造されることを意味する。次いで中間繊維構造を焼結して、マトリックスポリマーを分解し、ポリテトラフルオロエチレン粒子とＡｌ_２Ｏ_３粒子とをブレンド繊維中に融合させる。

ＰＴＦＥのマトリックス紡糸プロセスにより、編みや織りなどの通常の布地加工のための十分な引張特性を有する繊維構造体中に、相当の濃度のＡｌ_２Ｏ_３を含有させることが可能となる。紡糸マトリックスＰＴＦＥ中にＡｌ_２Ｏ_３を含有させることにより、ＰＴＦＥの典型的な熱性能（最大連続使用温度）を有する真の複合フルオロポリマー繊維となる。さらに、繊維マトリックス中にＡｌ_２Ｏ_３を含有させることにより、得られる布製品において、向上した摩耗特性が提供される。具体的には、ここに記載されるマトリックスは、フィラメント糸から製造された布地に対して、改善した熱伝導特性及び改善した耐カット性を付与する。得られる布地は、例えばラミネート調理ベルトなど、高温用途で使用される衣類や布類などの防護服の製造に利用することができる。

ポリテトラフルオロエチレン
本発明に用いられる分散体に使用されるポリテトラフルオロエチレン粒子は、変性ＰＴＦＥを含めたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の非溶融加工性粒子である。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、顕著なコモノマーを含まない、重合テトラフルオロエチレン自体を指す。変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥと、得られるポリマーの融点がＰＴＦＥの融点よりも実質的に低くならない程度の低濃度のコモノマーとのコポリマーを意味する。そのようなコモノマーの濃度は、好ましくは１重量％未満、より好ましくは０．５重量％未満である。変性ＰＴＦＥは、ペルフルオロオレフィン、特にはヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）又はペルフルオロ（アルキルビニル）エーテル（ＰＡＶＥ）（アルキル基は１〜５個の炭素原子を含む）などの、焼成（融合）の際のフィルム形成能を向上させるコモノマー改質剤を少量含有し、ペルフルオロ（エチルビニルエーテル）エーテル（ＰＥＶＥ）及びペルフルオロ（プロピルビニル）エーテル（ＰＰＶＥ）が好ましい。クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、パーフルオロブチルエチレン（ＰＦＢＥ）、又は分子内に嵩高い側基を導入する他のモノマーも挙げられる。ＰＴＦＥは、典型的には少なくとも１×１０^９Ｐａ・ｓの溶融クリープ粘度を有する。本発明において使用される分散体中の樹脂は、単離及び乾燥させた時に非溶融加工性である。このような高溶融粘度は、ＰＴＦＥが溶融状態で溶融せず、従って、非溶融加工性であることを示す。

非溶融加工性であることにより、溶融加工性ポリマーのための標準的な溶融粘度決定手順による試験ではメルトフローが検出されないことを意味する。この試験は、以下のとおり修正したＡＳＴＭＤ−１２３８−００に準拠する：シリンダ、オリフィス、及びピストンチップは、ＨａｙｎｅｓＳｔｅｌｌｉｔｅＣｏ．製造の耐食性合金、ＨａｙｎｅｓＳｔｅｌｌｉｔｅ１９でできている。５．０ｇの試料を、３７２℃に維持した内径９．５３ｍｍ（０．３７５インチ）のシリンダに充填する。試料をシリンダに充填してか５分後に、５０００グラムの荷重（ピストン＋重り）下で、直径２．１０ｍｍ（０．０８２５インチ）、長さ８．００ｍｍ（０．３１５インチ）の方形縁のオリフィスを通して押し出す。これは、４４．８ＫＰａ（平方インチ当たり６．５ポンド）のせん断応力に相当する。溶融押出物は観察されない。

ポリテトラフルオロエチレン粒子は、２．４０未満、典型的には約２．１４〜約２．４０、好ましくは約２．３０未満、より好ましくは約２．２５未満の標準比重（ＳＳＧ）を有する。ＳＳＧは一般に、ＰＴＦＥ又は変性ＰＴＦＥの分子量に反比例する。

本発明において使用される分散体中のフルオロポリマー粒子は、好ましくは約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、最も好ましくは約１２０ｎｍ〜約２２０ｎｍの数平均粒子径を有する。

酸化アルミニウム
酸化アルミニウムは、いくつかの酸化アルミニウムの中で最も一般に存在し、具体的にはアルミニウム（ＩＩＩ）酸化物と同定される。Ａｌ_２Ｏ_３は、多くの場合、アルミニウム金属を製造するために、その硬度のために研磨材として、また、融点が高いために耐火材料として、使用される。Ａｌ_２Ｏ_３は電気絶縁体であるが、セラミック材料に対して比較的高い熱伝導率（３０Ｗｍ^−１Ｋ^−１）を有する。酸化アルミニウムは、水には完全に不溶性であり、その硬度のために、研磨材として、また、切削工具中の部品として使用するのに適している。酸化アルミニウムは、金属アルミニウムの耐候性を担う。酸素と接触すると、いずれの露出アルミニウム層の表面上にも酸化アルミニウムの形の薄い保護層（４ｎｍ程度）が形成される。この層は、金属をさらなる酸化から保護し、耐食性を向上させ、硬度を高める。

分散体中のＡｌ_２Ｏ_３粒子は、好ましくは約１０ミクロン以下、最も好ましくは５ミクロン以下の数平均粒子径を有する。

紡糸組成物及びマトリックスポリマー
本発明は、マトリックスポリマーの水性溶液と、Ａｌ_２Ｏ_３粒子及び約２．４０未満、典型的には約２．１４〜約２．４０のＳＳＧを有する非溶融加工性ポリテトラフルオロエチレン粒子の水性分散体と、の混合物を含有する、非溶融加工性フルオロポリマー繊維の分散紡糸に有用な紡糸組成物を提供する。好ましい実施形態では、非溶融加工性ポリテトラフルオロエチレン粒子は、２．３０未満、より好ましくは約２．２５未満のＳＳＧを有する。

本発明の実施に使用されるマトリックスポリマーは、水溶液に可溶であり、塩又はｐＨのシフトによって凝固又は沈殿させることができる、水素、炭素、酸素、及び窒素のみを含有するポリマーであってもよい。ＰＴＦＥと関連ポリマーを紡糸するために一般的に使用される一つの方法としは、例えば米国特許第３，６５５，８５３号；第３，１１４，６７２号、及び第２，７７２，４４４号に教示されているように、ポリマー粒子とビスコースの水性分散体の混合物からポリマーを紡糸する方法であって、ここでセルロースキサンテートがマトリックスポリマーの可溶形態である方法が挙げられる。Ａｌ_２Ｏ_３の粒子とポリテトラフルオロエチレン粒子との水性分散体は、容器（tote）にＰＴＦＥ分散体を注ぎ、ＰＴＦＥ分散体にＡｌ_２Ｏ_３分散体を添加することにより調製される。分散体は、剪断を避けるためにゆっくりと攪拌しながら、容器中で約１時間機械的に混合される。混合した分散体を供給タンクに投入して真空下に置く。一実施形態において、水性分散体は、重量で、９５％のＰＴＦＥと５％のＡｌ_２Ｏ_３とを含有する。

しかし、繊維形成におけるビスコースの使用には、製造コスト、生産時間及び環境災害に関連する重大な欠点がある。ビスコース形成の代替が開発されており、最も近年では、マトリックスの置換度が均一なセルロースエーテルを用いる方法が米国特許第５，７６２，８４６号及び第５，８２０，９８４号に詳細に記載されている。好ましくは、本発明のフルオロポリマー繊維は、ビスコースを利用するこれらの方法よりも環境に優しい方法を用いて調製される。そのような方法の一つが、米国特許第５，８２０，９８４号、第５，７６２，８４６号、及び第５，７２３，０８１号に記載されており、これらの特許文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。一般にこの方法では、ビスコースの代わりに、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース又はカルボキシメチルセルロースなどのセルロースエーテルポリマーを可溶性マトリックスポリマーとして使用する。

セルロースエーテルポリマーは、ほとんどのフッ素化オレフィンポリマーが溶融する温度範囲より低い温度では溶融も軟化もせず、また、ポリマーは焼結により炭素質材料に分解するため、好ましい。例えば、このようなセルロース系ポリマーは、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、及びカルボキシメチルセルロースである。本発明においてマトリックスポリマーとして使用するのに好ましいセルロースエーテルは、置換度が均一であり、かつ強い水溶性水酸化アルカリに可溶であるが、中性付近のｐＨの水に不溶である。中性付近のｐＨという用語は、水が約６〜８のｐＨを有することを意味する。本発明の実施において使用されるマトリックスポリマーは軟化点又は融点を有していない。これらのポリマーは繊維の焼結温度に近い温度で分解し、フルオロポリマー粒子が融合して、得られるフルオロポリマー構造が必要な引張強度をもたらすまで、必要な引張強度を与える。

有用な融合フルオロポリマー繊維を実現するためには、中間繊維構造体を洗浄して、凝固浴から吸収されたイオンを含まないようにするだけでなく、初期のフルオロポリマー分散体中に含まれる添加剤及び／又は分散剤などの他の不純物を除去し、繊維焼結及び／又は最終の融合フッ素化ポリマー繊維の特性に有害な物質を除去することが望ましい。

本明細書において、中間繊維構造は、押出された又は融合した、マトリックスポリマー溶液とポリマー粒子分散体との混合物を意味する。本発明の実施において製造される中間繊維構造は、実質的にイオン及び不純物を除去するための中性付近のｐＨの水による洗浄後、強度又は完全性の実質的な損失を示さず、また、加工、例えば、適度な延伸比で延伸することができ、また、最終的な融合フッ素化ポリマー繊維は又は成形品を形成するために焼結することができる。本発明によって製造される中間繊維構造は、その後の処理で単離、加工するか、当該技術分野で知られているように、布地類又はバット類を製造するために使用することができる。

本発明の実施において、中間繊維構造の組成は、セルロースエーテルのマトリックスポリマーが繊維固体の微量構成成分として存在し、一方、主構成成分はＡｌ_２Ｏ_３及び非溶融加工性フルオロポリマー粒子であり、中間繊維構造において、マトリックスポリマーの３〜２０倍の重量であってよい。

本発明を以下の実施例により更に詳細に説明する。各実施例では、中間体、セルロースエーテル系ＰＴＦＥ繊維構造体は、米国特許番号第５，８２０，９８４号、第５，７６２，８４６、及び第５，７２３，０８１号に記載の方法に従って調製し、その後加工した。本明細書に記載の方法を利用して、重量で、ＰＴＦＥ９９．９％−Ａｌ_２Ｏ_３０．１％、及び、ＰＴＦＥ９９．０％−Ａｌ_２Ｏ_３１．０％を含有するフルオロポリマー繊維を製造し、さらに表１〜６に記載するとおり評価した。本明細書に具体的に記載していないが、ＰＴＦＥ繊維構造の製造において、他のＡｌ_２Ｏ_３濃度を使用することができることは当業者に理解されるであろう。また、ポリマー改質剤などの他の成分を非常に低い濃度でスピンミックスに添加して、Ａｌ_２Ｏ_３粒子の周囲の溶融ＰＴＦＥの流動性を向上させてもよい。得られる繊維の靭性（tenacity）が十分でない場合にはポリマー改質剤を使用することにより靱性を向上させることができた。スピンミックスは、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏ．から得られたＰＴＦＥ分散体を含有するフルオロポリマー粒子の水性分散体から調製した。スピンミックスに用いたマトリックスポリマーは、信越化学工業株式会社（東京、日本）から得られたＣＳポリマー（ヒドロキシプロピルセルロース）である。

繊維構造を本発明に従って加工し、デニールの異なる（約３７０、２５００、及び２５７０）の３種の糸を作製し、評価した。

実験１、２、及び３において調製した糸の試験は、引張強度試験、破断前伸張（Ｅ．Ｂ．％）、及びＬ−カラーを含むものであった。これらの値は、繊維加工及びその最終用途の際の制約となる基本的な特性を表す。引張強度は、繊維又は糸の強度の測定値である。これは通常、繊維の最大（破断）力（グラム−力の単位で）をデニールで除算することで定義される。ポリマー試料の引張強さを測定するために、Ｉｎｓｔｒｏｎなどの機械によって試料を延伸する。この機械は、試料の各端をクランプして試料を延伸する。延伸中延伸中に、繊維に作用する力（Ｆ）の量を装置で測定する。繊維が破断するまで繊維に加える力の量を増加させる。試料を破断させるのに必要な応力が材料の引張強度である。次に力の数式を断面積（この場合はデニールで）で除算し、得られる靱性はデニール当たりのグラム（ｇ／デニール）として表される。破断伸びは、破断前の繊維長の変化の測定値である。応力を繊維に印加した場合、延伸により試料が変形して長くなる。延伸率は、試料の元の長さと比較した、延伸後の試料の長さを意味する。これは通常パーセントで表される。Ｌ−カラーは、０が黒、１００が白である０〜１００の範囲に基づいて計算される。従って、Ｌ−カラーが低いほど色が暗くなる。

引張強度、Ｅ．Ｂ．％、及びＬ−カラーを、Ａｌ_２Ｏ_３を組み込んだ糸について測定し、これらの値を、同じデニールの標準糸（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３を含まない糸）について得られた値と比較した。表１、３、及び５は、標準的な１００％ＰＴＦＥ繊維の特性を示す。表２、４、及び６は、本発明のＰＴＦＥ／Ａｌ_２Ｏ_３の繊維の特性を示す。

試験した最小の平均靱性は少なくとも１．４０ｇｆ／ｄｅｎであり、平均破断伸びは少なくとも１０．９１％であった。混合物は、約３０分を超えない断続的な約２８８℃の逸脱を有するが、最高使用温度約２６０℃で安定であることが見出された。

実験４：摩擦係数の測定とＰＴＦＥ充填ビニルエステルフィルムの摩耗率解析
３通りに充填されたＰＴＦＥビニルエステルフィルム（Ａｌ_２Ｏ_３濃度０％、０．１％、及び１．０％）を本発明に従って調製し、各試料について摩耗率及び摩擦係数を測定した。本明細書に具体的に記載されていないが、ＰＴＦＥフィルムの製造に、他のＡｌ_２Ｏ_３濃度を使用することができることが当業者に理解されるであろう。また、フィルムの製造を助けるために、ビニルエステル混合物に他の成分を非常に低濃度で添加してもよい。

表７〜１０に更に記載されるとおり、３通りの負荷レベル（２Ｎ、５Ｎ、及び１０Ｎ）でピンオンディスク（pin-on-disk）（ＰＯＤ）試験を適用することによりフィルムを評価した。ＰＯＤ試験機は、最もよく知られ、最も広く使用されている摩擦試験機のひとつである。この装置は、おもりの影響下で回転盤（すなわち、試料）上に静止する、静止ピンから構成される。使用者は、試料上に印加される垂直（normal）負荷、一方向速度又は回転盤の振動周波数だけでなく、温度、圧力、ガスの種類（真空、空気、窒素、冷媒など）などの環境パラメータ、及び潤滑剤の存在を制御及び測定することができる。トランスデューサにより、試料に印加される垂直（normal）力及び摩擦力の両方を測定する。ピンホルダは、僅かに偏向することができる固定具に取り付けられており、トランスデューサは、この偏向を測定し、力に変換する。性能は、一般的に、質量損失又は体積損失により決定される摩擦係数及び摩耗率（単位時間当たりの摩耗）によって特徴づけられる。次いで、ＰＯＤによって生成された摩耗トラックを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって解析し、各試料の摩耗率を算出する。

試験パラメータは以下の通りであった：
１．ＰＯＤ試験により、各ビニルエステルフィルム試料の摩擦係数を決定した。
２．ＰＯＤ試験によりビニルエステルフィルム試料上に付与された各摩耗トラック幅をＳＥＭを用いて測定した。
３．光学顕微鏡を、ＰＯＤ試験後の摩耗痕の直径を測定するために使用した。
４．摩耗痕の面積を計算した。
５．ＴｒｉｂｏＸソフトウェア（ＣＳＭＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＰｅｓｅｕｘ、スイス）を、ビニルエステルフィルムの摩耗率を算出するために使用した。

各試料の特性を下記表７に示す。表８は摩擦係数の測定のために収集した生データを示す。表９は摩耗率測定のために収集した生データを示す。表１０は各試料の平均摩擦係数と摩耗率を示す。

図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃは、表８に含まれ、表１０に要約されたデータのグラフ表示である。このデータは、本開示により説明した、異なるＡｌ_２Ｏ_３濃度（０％、０．１％、及び１．０％）の３種のビニルエステルフィルム試料の算出摩耗率を示す。フィルム試料は、粗面（Ａ面）と平滑面（Ｂ面）を備え、それぞれの摩耗率を試験した。各試料は、ピン負荷２Ｎ（図１Ａ）、５Ｎ（図１Ｂ）、及び１０Ｎ（図１Ｃ）で試験した。図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃは、表９に含まれ、表１０に要約されたデータのグラフ表示である。このデータは、上記図１Ａ〜１Ｃに記載の３種のビニルエステルフィルム試料の算出摩擦係数を示す。図１Ａ〜１Ｃと同様に、各試料の両面をピン負荷２Ｎ（図２Ａ）、５Ｎ（図２Ｂ）、及び１０Ｎ（図２Ｃ）で試験した。

大部分の試験試料中で、「Ｂ面」（平滑面）は最も低い摩耗率（異なる滑り速度及び荷重条件の関数として測定される）及び最も低い摩擦係数となった。図１Ａ〜１Ｃに示されるとおり、濃度０．１％のＡｌ_２Ｏ_３のビニルエステルフィルムが最も低い摩耗率を有していた。Ａｌ_２Ｏ_３濃度が０．１％及び１．０％である試料は、Ａｌ_２Ｏ_３を含有しない試料（図２Ａ〜２Ｃ）よりも摩擦係数が低かった。これらの実験は、Ａｌ_２Ｏ_３濃度０．１％のビニルエステルフィルムプレートは、低摩耗率かつ低摩擦係数の最適な組み合わせを有することを示す。

ベアリングなどの成形ＰＴＦＥ部品の繊維マトリックス中にＡｌ_２Ｏ_３を含有させることにより、耐摩耗性が向上する。本開示に記載されるとおり、Ａｌ_２Ｏ_３は、マトリックス紡糸ＰＴＦＥ繊維で利用される場合も摩耗を向上させる。この繊維はまた、この布地のフィラメント糸から構成される材料において向上した耐カット性を示し、また、熱伝導性を改善させる。これらの特性により、ＰＴＦＥ繊維から製造される複合ベアリング類、並びに、耐カット性（すなわち、手袋）及び熱伝導率の改善（すなわち、ラミネート調理ベルト）が必要とされる他の用途において、摩耗特性の改善が可能となる。

当業者には明らかなように、前述の説明の範囲内で種々の改変を行うことができる。当業者の能力の範囲内であるこのような改変は、本発明の一部を構成するものであり、以下の特許請求の範囲に包含される。

Claims

酸化アルミニウムを含有するフルオロポリマー繊維を製造する方法であって、
非溶融加工性ポリテトラフルオロエチレン粒子及び酸化アルミニウム粒子の水性分散体と、マトリックスポリマーの水溶液との混合物を形成する工程、
混合物を凝固浴中に押出し、凝固浴中でマトリックスポリマーを凝固させることによって、中間繊維構造を形成する工程、及び
中間繊維構造を焼結して、マトリックスポリマーを分解させ、ブレンド繊維中にポリテトラフルオロエチレン粒子と酸化アルミニウム粒子とを融合させる工程
を含む方法。
混合物中の酸化アルミニウム粒子の濃度が約０．１％〜５％である、請求項１に記載の方法。
非溶融加工性ポリテトラフルオロエチレン粒子と酸化アルミニウム粒子とのブレンドを含有する、フルオロポリマー繊維。
最大約９５％のパーフルオロアルコキシ粒子と、最大約５％の酸化アルミニウム粒子とを含有する、請求項３に記載のフルオロポリマー繊維。
最大連続使用温度が約２６０℃である、請求項３に記載のフルオロポリマー繊維。
靭性が少なくとも約１．４ｇｆ／ｄｅｎである、請求項３に記載のフルオロポリマー繊維。
破断伸びが約１０％である、請求項３に記載のフルオロポリマー繊維。
ポリテトラフルオロエチレン粒子と酸化アルミニウム粒子とを含有する連続マルチフィラメント糸を含有する、フルオロポリマー繊維。
ポリテトラフルオロエチレン粒子及び酸化アルミニウム粒子が、融合及び絡合している、請求項８に記載のフルオロポリマー繊維。
マトリックスポリマーをさらに含有する、請求項８に記載のフルオロポリマー繊維。