JP2571379B2 - Method for producing polytetrafluoroellen fiber - Google Patents

Method for producing polytetrafluoroellen fiber

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JP2571379B2
JP2571379B2 JP62050160A JP5016087A JP2571379B2 JP 2571379 B2 JP2571379 B2 JP 2571379B2 JP 62050160 A JP62050160 A JP 62050160A JP 5016087 A JP5016087 A JP 5016087A JP 2571379 B2 JP2571379 B2 JP 2571379B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、3.0d以下という極細のポリテトラフロロエ
チレン系繊維に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrafine polytetrafluoroethylene-based fiber of 3.0 d or less.

[従来の技術] ポリテトラフロロエチレン(以下単にPTFEという)系
繊維は産業用素材を始めとして広範囲の分野に、その離
型性などの特性のために重宝されている。
[Prior Art] Polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to simply as PTFE) fibers are widely used in a wide range of fields including industrial materials because of their properties such as releasability.

従来、PTFE系重合体は、重合体溶液粘度が高くノズル
詰りが惹起し易く、また曳糸性も悪くて製糸切れし易い
欠点があり、現在のところ精々5dが最も細い繊度のもの
として存在するにすぎず、これ以上に細い繊維は製造生
産が困難と見做されており、産業的に製品化されていな
いのが実情である。
Conventionally, PTFE-based polymers have the disadvantage that the polymer solution viscosity is high and nozzle clogging is likely to occur, and the spinnability is also poor and thread-making is easy to break.At present, at most 5d exists as the finest fineness. However, fibers smaller than this are considered difficult to produce and produce, and the fact is that they have not been commercialized industrially.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、かかるPTFE系繊維の極細化について検討し
た結果、極細繊維でありながら強力に優れ、単糸切れや
毛羽立ちがなく、摩擦係数が極めて小さく、寸法安定性
のよいPTFE系繊維の製造方法を提供し得たものである。
[Problems to be Solved by the Invention] As a result of examining the ultrafineness of the PTFE-based fiber, the present invention has found that although it is an ultrafine fiber, it has excellent strength, has no single yarn breakage or fluff, has a very small friction coefficient, and has a small size. The present invention has provided a method for producing a PTFE-based fiber having good stability.

本発明により、従来からの重くて取扱いにくい繊維と
いうイメージの強いPTFE系繊維の概念を根本的に打破
し、これまで用途展開できなかった分野にも充分に適用
可能であり、さらに極細であるから多種繊維や他種樹脂
との混用や分散が容易であるという特徴を発揮せしめ得
たものである。
The present invention fundamentally breaks down the conventional concept of PTFE-based fibers, which have a strong image of heavy and difficult-to-handle fibers, and is sufficiently applicable to fields that could not be used in the past, and is extremely fine. It is possible to exhibit the characteristic that it can be easily mixed and dispersed with various kinds of fibers and other kinds of resins.

かかる特徴を活かして、さらに従来に比して極めて微
量で充分にその特性を活かすこともでき、PTFE系繊維の
用途設計上の自由度を格段に拡大せしめ得たものであ
る。
Taking advantage of such characteristics, the characteristics can be sufficiently utilized in an extremely small amount as compared with the related art, and the degree of freedom in designing the application of the PTFE-based fiber can be remarkably expanded.

[問題点を解決するための手段] 本発明は次のような構成を有する。すなわち、本発明
のポリテトラフロロエチレン系繊維の製造方法は、ポリ
テトラフロロエチレン系重合体を界面活性剤のもとで水
に、該重合体の粒径が1μm以下となるまで分散させて
デスパージョンを形成させた後、このディスパージョン
をビスコースと混合し紡糸原液を形成し、この紡糸原液
を凝固浴中に紡出し、精練、アルカリ洗浄した後、300
〜450℃で焼成して焼結させて、ポリテトラフロロエチ
レン系重合体からなる平均繊度が3d以下で、小角X線散
乱法による2θ=1゜の小角X線散乱強度が80cps以下
である焼結体繊維を製造することを特徴とするものであ
る。
[Means for Solving the Problems] The present invention has the following configuration. That is, the method for producing a polytetrafluoroethylene-based fiber of the present invention comprises dispersing a polytetrafluoroethylene-based polymer in water under a surfactant until the particle size of the polymer becomes 1 μm or less. After forming the dispersion, the dispersion was mixed with viscose to form a spinning dope. The spinning dope was spun into a coagulation bath, scoured, washed with alkali,
Firing at 焼 結 450 ° C. and sintering, the average fineness of the polytetrafluoroethylene polymer is 3d or less, and the small angle X-ray scattering intensity of 2θ = 1 ° by the small angle X-ray scattering method is 80 cps or less. It is characterized by producing a consolidated fiber.

本発明においてPTFE系重合体とは、テトラフロロエチ
レンのホモポリマーまたは全体の90モル%以上、好まし
くは95モル%以上がテトラフロロエチレンであるコポリ
マーを意味するものである。
In the present invention, the PTFE-based polymer means a tetrafluoroethylene homopolymer or a copolymer in which 90 mol% or more, preferably 95 mol% or more of the whole is tetrafluoroethylene.

テトラフロロエチレンに共重合可能な単量体として
は、トリフロロエチレン、トリフロロクロロエチレン、
テトラフロロプロピレン、ヘキサフロロプロピレンなど
のフッ化ビニル化合物やさらにプロピレン、エチレン、
イソブチレン、スチレン、アクリロニトリルなどのビニ
ル化合物があげられるが、これらに限定する必要はな
い。
Monomers copolymerizable with tetrafluoroethylene include trifluoroethylene, trifluorochloroethylene,
Tetrafluoropropylene, vinyl fluoride compounds such as hexafluoropropylene and further propylene, ethylene,
Examples include, but are not limited to, vinyl compounds such as isobutylene, styrene, and acrylonitrile.

かかるモノマーの中でも、フッ化ビニル系化合物、そ
れも、弗素含有量の多い化合物であることが繊維特性の
上から好ましい。
Among these monomers, vinyl fluoride compounds, which are also compounds having a high fluorine content, are preferred from the viewpoint of fiber properties.

本発明の製造方法によって得られるPTFE系繊維は、平
均繊度が3d以下、好ましくは2d以下という細い焼結体繊
維であるが、この焼結体繊維としては細ければ細い程、
それだけ上述用途展開効果に優れており、したがって本
発明の方法によれば、1d以下という極細のものでも製造
することができる。
The PTFE-based fiber obtained by the production method of the present invention is a fine sintered fiber having an average fineness of 3d or less, preferably 2d or less, but as the sintered fiber becomes thinner,
As a result, it is excellent in the above-described application development effect, and therefore, according to the method of the present invention, even an extremely thin product of 1d or less can be produced.

本発明の製造方法で得られるPTFE系繊維は、小角X線
散乱法により2θ=1゜の小角X線散乱強度を測定した
時の値が80cps以下、好ましくは50cps以下、特に好まし
くは40cps以下であるという特徴を有する。
The PTFE fiber obtained by the production method of the present invention has a value of 80 cps or less, preferably 50 cps or less, particularly preferably 40 cps or less when the small-angle X-ray scattering intensity at 2θ = 1 ° is measured by the small-angle X-ray scattering method. There is a feature that there is.

すなわち、80cpsを越えては、繊維が脆くなり、繊維
特性の点から用途展開の自由度がなく好ましくない。す
なわち、本発明のPTFE系繊維は構成するポリマーの結晶
におけるミクロボイドの濃度が小さく緻密である。
That is, if it exceeds 80 cps, the fibers become brittle, and there is no degree of freedom in application development from the viewpoint of fiber characteristics, which is not preferable. That is, the PTFE-based fiber of the present invention has a small concentration of microvoids in the crystal of the constituting polymer and is dense.

本発明の製造方法で得られる繊維の特徴は、上記小角
X線散乱強度が小さい上に、広角X線回析法(カウンタ
ー法)による(110)面の結晶サイズが95Å以上、好ま
しくは100Å以上の厚さを有するところにもある。すな
わち、該結晶サイズが大きいことは結晶がそれだけ厚く
成長していることを意味するものである。
The fiber obtained by the production method of the present invention is characterized in that the small-angle X-ray scattering intensity is low and the crystal size of the (110) plane by wide-angle X-ray diffraction (counter method) is 95 ° or more, preferably 100 ° or more. Some have a thickness of. In other words, a large crystal size means that the crystal is growing thicker.

すなわち、本発明の製造方法で得られるPTFE系繊維は
上記小角X線散乱強度と(110)面の結晶サイズとの相
乗効果として細い繊維にもかかわらず、結晶が充分に成
長しており、それだけ強力や寸法安定性に優れた繊維を
提供し得るものである。
That is, in the PTFE-based fiber obtained by the production method of the present invention, despite the thin fiber as a synergistic effect of the small-angle X-ray scattering intensity and the crystal size of the (110) plane, the crystal is sufficiently grown. It can provide fibers excellent in strength and dimensional stability.

小角X線散乱強度は次のようにして測定される。 The small-angle X-ray scattering intensity is measured as follows.

試料繊維を繊維軸方向にならべ、長さ4cmに切断し、
重さ60mgを秤量して、これを深さ1mm、幅2mmの金型に装
填し、コロジオン溶液を用いて固化して角柱を作り、試
料とする。
Sample fibers are arranged in the fiber axis direction and cut to a length of 4 cm.
A weight of 60 mg is weighed, loaded into a mold having a depth of 1 mm and a width of 2 mm, and solidified using a collodion solution to form a prism, which is used as a sample.

試料をX線ビームに対して垂直になるように装着し、
方向角0〜3゜の小角をスキャンした際の、2θ=1゜
の散乱強度を次の条件で測定する。
Attach the sample vertically to the X-ray beam,
The scattering intensity at 2θ = 1 ° when a small angle having a directional angle of 0 to 3 ° is scanned is measured under the following conditions.

測定方法:小角X線散乱法(小角X線回析法) X線発生装置;理学電機社製のRU−200B(回転対陰極
型) X線源:CuKα(平板グラファイト単結晶インシデントモ
ノクロメータ使用) 出力:40kV 200mA 光学系装置;理学電機社製クラッキィーカメラ Uスリット:幅70μm、高さ10mm 受光側:受光スリット0.14mm 縦制限スリット15mm 散乱防止スリット0.3mm 縦散乱防止スリット6mm 検出器;シンチレーションカウンター このカウンターから得られるデータを計数記録装置に
かけてチャートを書かせる。
Measurement method: Small-angle X-ray scattering method (Small-angle X-ray diffraction method) X-ray generator; RU-200B manufactured by Rigaku Corporation (rotating anti-cathode type) X-ray source: CuKα (using flat graphite single crystal incident monochromator) Output: 40kV 200mA Optical system; Rigaku Denki's cracky camera U slit: width 70μm, height 10mm Light receiving side: light receiving slit 0.14mm, vertical restriction slit 15mm, scattering prevention slit 0.3mm, vertical scattering prevention slit 6mm, detector: scintillation counter The data obtained from this counter is applied to a counting and recording device to draw a chart.

本発明でいう(110)面の結晶サイズは次のようにし
て測定される。
The crystal size of the (110) plane in the present invention is measured as follows.

試料繊維を繊維軸方向にならべ、長さ4cmに切断し、
重さ20mgを秤量して、これを深さ1mm、幅1mmの金型に装
填して、コロジオン溶液を用いて固化して角柱を作り、
試料とする。
Sample fibers are arranged in the fiber axis direction and cut to a length of 4 cm.
Weigh 20 mg, load it into a 1 mm deep, 1 mm wide mold, and solidify using a collodion solution to make a prism,
Use as a sample.

得られた試料をX線ビームに対して垂直になるように
装着し、透過法により、方位角2θ=0〜90゜までスキ
ャンした際の(110)面のピーク帯(約18.3゜近傍)の
強度分布の最大値の1/2の位置における全幅(半値幅)
Bおよび方位角2θから、下記Scherrerの式により算出
する。
The obtained sample was mounted so as to be perpendicular to the X-ray beam, and when the azimuth angle 2θ was scanned from 0 to 90 ° by the transmission method, the peak band of the (110) plane (about 18.3 °) was observed. Full width (half width) at half the maximum value of the intensity distribution
It is calculated from B and the azimuth angle 2θ by the following Scherrer equation.

L=Kλ/[(B−b)・Cosθ] ただし、K=1.0、 b=0.0105rad、 λ=1.5418Åである。L = Kλ / [(B−b) · Cos θ] where K = 1.0, b = 0.0105 rad, and λ = 1.5418 °.

(110)面のピーク帯は次の方法により測定される。 The peak band of the (110) plane is measured by the following method.

測定方法:広角X線回析法(カウンター法) X線発生装置;理学電機社製のRU−200B(回転対陰極
型) X線源:CuKα(Niフィルター使用) 出力:35kV 15mA ゴニオメータ;理学電機社製ゴニオメータ スリット系:2mmφ 1゜−1゜ 検出器;シンチレーションカウンター このカウンターから得られるデータを計数記録装置に
かけてチャートを書かせる。
Measurement method: Wide-angle X-ray diffraction method (counter method) X-ray generator; RU-200B manufactured by Rigaku Corporation (rotating anti-cathode type) X-ray source: CuKα (using Ni filter) Output: 35kV 15mA Goniometer; Goniometer made by company Slit system: 2mmφ 1 ゜ -1 ゜ Detector; scintillation counter The data obtained from this counter is sent to a counting and recording device to draw a chart.

本発明の製造方法で得られるPTFE系繊維は次のような
繊維特性を有する。
The PTFE fiber obtained by the production method of the present invention has the following fiber characteristics.

すなわち、強度1.0g/d以上、好ましくは1.5g/d以上、
伸度30%以下、好ましくは20%以下、乾熱収縮率(230
℃×30′)20%以下、好ましくは15%以下というバラン
スのとれた優れた特性を有するものである。特に伸度は
従来のPTFE系繊維が40%前後であるのと比して格段に相
違する。
That is, strength 1.0 g / d or more, preferably 1.5 g / d or more,
Elongation 30% or less, preferably 20% or less, dry heat shrinkage (230
(° C x 30 ') 20% or less, preferably 15% or less. In particular, the elongation is significantly different from that of the conventional PTFE-based fiber which is around 40%.

本発明の製造方法で得られるPTFE系繊維は3.0d以下と
細いにもかかわらず、上記のような寸法安定性に優れた
バランスのとれた繊維物性を有するものであるから、多
種繊維や多種樹脂との馴染みがよく、混用や分散が均一
かつ容易に達成される特徴を発揮し、細いのでそれだけ
少量で表面特性を改質することが可能である。
Although the PTFE-based fiber obtained by the production method of the present invention has well-balanced fiber properties excellent in dimensional stability as described above, despite being as thin as 3.0 d or less, various types of fibers and various types of resins are used. It has good familiarity with the above, exhibits characteristics that mixing and dispersion can be uniformly and easily achieved, and is thin, so that it is possible to modify the surface characteristics with a smaller amount.

次に、本発明のPTFE系繊維の製造方法について詳細に
説明する。すなわち、本発明の製造方法のポイントは、
ポリテトラフロロエチレン系重合体を界面活性剤のもと
で水に、該重合体の粒径が1μm以下となるまで分散さ
せてデスパージョンを形成させるところにある。すなわ
ち、この分散重合体の粒径は、小さければ小さい程紡糸
性や繊維特性に優れた繊維を形成することができるので
ある。次いで、このディスパージョンをビスコースと混
合し紡糸原液を形成し、この紡糸原液を凝固浴中に紡出
し、精練、アルカリ洗浄した後、300〜450℃で焼成して
焼結させて焼結体繊維を製造する。なお、以下本発明で
いう%は重量%を意味する。
Next, the method for producing the PTFE-based fiber of the present invention will be described in detail. That is, the point of the manufacturing method of the present invention is
A polytetrafluoroethylene-based polymer is dispersed in water under a surfactant until the particle size of the polymer becomes 1 μm or less to form a dispersion. That is, the smaller the particle size of the dispersion polymer, the more excellent the fiber having excellent spinnability and fiber properties can be formed. Next, this dispersion is mixed with viscose to form a spinning dope, and this spinning dope is spun into a coagulation bath, scoured, washed with alkali, and then fired and sintered at 300 to 450 ° C. to obtain a sintered body. Manufacture fiber. In the following, “%” in the present invention means “% by weight”.

本発明の製法上の特徴としては、紡糸原液から洗浄、
アルカリ処理などの各工程で使用する水や薬剤は全て純
度の高い、不純物(異物)の少ない系が採用されている
ことがあげられる。かかる系を採用することによって、
初めて単糸切れや毛羽立ちを制御し、さらに結晶のよく
成長したボイドの少ない繊維を提供し得たものである。
さらに、工程中で生成される粒子はできるだけ制御し、
大きな異物は排除するように配慮すべきである。
As a feature of the production method of the present invention, washing from the spinning stock solution,
Water and chemicals used in each step such as alkali treatment are all high-purity systems with few impurities (foreign matter). By adopting such a system,
For the first time, it has been possible to provide a fiber with good crystal growth and few voids by controlling single yarn breakage and fluffing.
In addition, the particles generated during the process are controlled as much as possible,
Care should be taken to eliminate large foreign objects.

本発明の紡糸原液としてはビスコースとPTFEディスパ
ージョンとの混合液を用い、これを凝固浴中に吐出し、
凝固した後、水洗精練する。精練後アルカリ水に浸漬し
て絞った後、乾燥するか、そのまま焼成工程に導き、焼
成と延伸を行う。焼成と延伸は別々でもよい。次いでこ
の焼成繊維は高温雰囲気中で酸化熟成される。
As a spinning solution of the present invention, a mixed solution of viscose and PTFE dispersion is used, and this is discharged into a coagulation bath,
After coagulation, it is washed and scoured. After scouring, it is immersed in alkaline water and squeezed, and then dried or directly led to a firing step, where firing and stretching are performed. Firing and stretching may be separate. Next, the fired fiber is oxidized and aged in a high-temperature atmosphere.

本発明で使用される水は、いずれの工程においても、
イオン交換水または蒸溜水が用いられる。
Water used in the present invention, in any step,
Ion exchange water or distilled water is used.

上記PTFEディスパージョンは、イオン交換水にPTFEを
20〜75%、好ましくは60%前後配合分散させたものであ
る。分散剤としては、非イオン界面活性剤またはアニオ
ン界面活性剤が使用されるが、特に非イオン界面活性剤
が選択される。配合量はPTFE量に対して3〜10%であ
る。かかる分散剤としては、たとえばポリオキシアルキ
レングリコール系非イオン界面活性剤、アルキルアリル
ポリエーテルアルコール(“トライトンX−100")など
がある。
The above PTFE dispersion uses PTFE in ion-exchanged water.
It is 20 to 75%, preferably around 60% compounded and dispersed. As the dispersant, a nonionic surfactant or an anionic surfactant is used, and in particular, a nonionic surfactant is selected. The compounding amount is 3 to 10% based on the PTFE amount. Such dispersants include, for example, polyoxyalkylene glycol-based nonionic surfactants and alkyl allyl polyether alcohols ("Triton X-100").

かくして得られるディスパージョンのPTFE系重合体の
分散粒子の大きさは、1μm以下、好ましくは0.005〜
0.6μmであるのが好ましく、すなわち、該粒子径は、
小さければ小さい程、紡糸性や強力や伸度などの繊維特
性に優れたものを提供することができる特徴を有するも
のである。
The size of the dispersion particles of the PTFE-based polymer of the dispersion thus obtained is 1 μm or less, preferably 0.005 to
Preferably, the particle size is 0.6 μm.
The smaller the smaller, the more excellent the fiber properties such as spinnability, strength and elongation can be provided.

ビスコースは、セルロース3〜15%、好ましくは5〜
10%、苛性ソーダ2〜12%、好ましくは6〜9%、二硫
化炭素27〜32%、好ましくは28〜30%であり、その重合
度は200〜600、好ましくは300〜400の組成物である。か
かる組成物は熟成度の高い(古い)ものほど好ましい。
Viscose is cellulose 3-15%, preferably 5-
10%, caustic soda 2-12%, preferably 6-9%, carbon disulfide 27-32%, preferably 28-30%, and its degree of polymerization is 200-600, preferably 300-400. is there. The more mature (older) the composition, the better.

かかるPTFEディスパージョンとビスコースとを混合し
て紡糸原液とするが、この際、紡糸原液の混合ポリマー
中のPTFEは60〜98%、好ましくは70〜96%、特に好まし
くは87〜93%の範囲の組成に調整されるが、PTFE濃度が
高い方が繊維特性もよくなる。すなわち、紡糸原液中の
セルロース濃度は5〜20%、好ましくは10〜15%程度で
ある。
Such a PTFE dispersion and viscose are mixed to form a spinning dope. At this time, the PTFE in the mixed polymer of the spinning dope is 60 to 98%, preferably 70 to 96%, particularly preferably 87 to 93%. The composition is adjusted within the range, but the higher the PTFE concentration, the better the fiber properties. That is, the cellulose concentration in the spinning solution is 5 to 20%, preferably about 10 to 15%.

この原液の粘度は20℃で30〜190pois程度であるが、
好ましくは50〜140poisに調整する。混合原液のディス
パージョン分散性を安定化させるために、さらに非イオ
ン界面活性剤やグリセリン、ヘキサメタリン酸塩などの
分散剤を添加することができる。この分散剤の添加量は
PTFEの量に対して3〜10%程度である。
The viscosity of this stock solution is about 30-190 pois at 20 ° C,
Preferably it is adjusted to 50 to 140 pois. In order to stabilize the dispersion dispersibility of the mixed stock solution, a nonionic surfactant or a dispersant such as glycerin or hexametaphosphate can be further added. The amount of this dispersant added
It is about 3 to 10% based on the amount of PTFE.

かかる原液に、粒径が100μ以下、好ましくは50μ以
下の二硫化モリブデンを0.5〜30%、好ましくは3〜20
%混合すると、分繊性ならびに強力剛性、耐摩耗性が向
上する。
In this stock solution, 0.5 to 30%, preferably 3 to 20%, of molybdenum disulfide having a particle size of 100 μ or less, preferably 50 μ or less.
When mixed in%, the fiber separation property, strong rigidity, and abrasion resistance are improved.

かかる原液は脱泡されるが、この時に水分が蒸発し、
PTFE粒子が凝集する問題がある。この凝集粒子は通常20
0μ以上にもなるので、本発明ではかかる凝集粒子を形
成させないか成長させないように制御することが重要で
あり、本発明では特に10℃以下の低温真空混合方式が水
分の蒸発が少ないことから好ましく採用される。真空度
は約10Torr程度である。さらに脱泡後原液を過するこ
とも好ましい。
Such undiluted solution is defoamed, but at this time water evaporates,
There is a problem that PTFE particles aggregate. The aggregated particles are usually 20
In the present invention, it is important to control not to form or grow such agglomerated particles, and in the present invention, a low-temperature vacuum mixing method of 10 ° C. or less is particularly preferable because the evaporation of water is small since water evaporation is small. Adopted. The degree of vacuum is about 10 Torr. Further, it is also preferable to pass the undiluted solution after defoaming.

かかる紡糸原液は次に無機鉱酸または/および無機鉱
酸塩で構成される凝固浴水溶液中に紡出される。かかる
無機鉱酸としては、硫酸が好ましいが、硝酸、塩酸、リ
ン酸なども適用され得る。無機鉱酸の含有量は0.1〜50
%、好ましくは0.5〜35%、さらには0.5〜15%である。
The spinning dope is then spun into an aqueous coagulation bath composed of inorganic mineral acids and / or inorganic mineral salts. As such an inorganic mineral acid, sulfuric acid is preferable, but nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and the like can also be applied. The content of inorganic mineral acid is 0.1-50
%, Preferably 0.5 to 35%, more preferably 0.5 to 15%.

また必要により併用する無機鉱酸塩としては、硫酸ア
ンモン、硫酸亜鉛、硫酸ナトリウムなどの硫酸塩があげ
られるが、好ましくは硫酸ナトリウムが選択される。か
かる無機鉱酸塩は30%以下程度添加配合される。
If necessary, the inorganic mineral salt used in combination may be a sulfate such as ammonium sulfate, zinc sulfate or sodium sulfate. Preferably, sodium sulfate is selected. Such an inorganic mineral salt is added and blended in an amount of about 30% or less.

かかる凝固浴中に前記紡糸原液が押し出されて、マル
チフィラメントとして紡出、凝固する。この時の紡出速
度はたとえば約20〜50m/分以下でゆっくり紡糸する。
The spinning solution is extruded into the coagulation bath, and is spun and coagulated as a multifilament. The spinning speed at this time is, for example, about 20 to 50 m / min or less, and the spinning is slowly performed.

この凝固マルチフィラメントはそのまま40〜90℃、好
ましくは80℃近辺の温水下で十分に精練される。この精
練温度は空洞の発生にも関連があるので、制御を的確に
することである。しかし異形断面糸を製造する場合には
この精練浴温度を60℃以下の低温に維持するのが形態維
持性の上から好ましい。この精練工程で金属塩を十分に
脱落させておくことが、繊維特性の上から好ましく、よ
い影響を及ぼす。
This coagulated multifilament is sufficiently scoured as it is in warm water at 40 to 90 ° C, preferably around 80 ° C. Since the refining temperature is related to the formation of cavities, it is necessary to control the temperature appropriately. However, in the case of producing a modified cross-section yarn, it is preferable to maintain the temperature of the scouring bath at a low temperature of 60 ° C. or less from the viewpoint of shape maintenance. It is preferable from the viewpoint of fiber properties that the metal salt is sufficiently removed in this scouring step, and this has a good effect.

精練されたフィラメントは、次いでアルカリ洗浄して
から絞る。
The scoured filament is then alkali washed and then squeezed.

かかるアルカリ処理浴としては、アルカリ金属または
アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩から選
ばれた化合物の水溶液を用いる。該化合物の濃度は繊維
重量に対して0.001〜2%程度(0.0005〜0.05mol/ι)
である。かかる金属は焼成をスムーズに進行させる作用
を有するので、繊維に(0.003〜0.32%程度)付着させ
ておく。
As such an alkaline treatment bath, an aqueous solution of a compound selected from hydroxides, carbonates, and bicarbonates of alkali metals or alkaline earth metals is used. The concentration of the compound is about 0.001 to 2% based on the weight of the fiber (0.0005 to 0.05 mol / ι).
It is. Since such a metal has a function of smoothly progressing the baking, it is attached to the fiber (about 0.003 to 0.32%).

アルカリ処理のマルチフィラメント束はその状態で30
0〜450℃、好ましくは320〜400℃で焼成する。この場
合、焼成と延伸を別々にしてもよい。同時に延伸しても
よい。延伸は少なくとも5〜10倍に延伸する。この時の
焼成はセルロース炭化物が3.0重量%以下になるまで炭
化する条件を選択するのが好ましい。得られる繊維はセ
ルロース炭化物を含有しているために、褐色ないしは黒
色を呈している。
The alkali-treated multifilament bundle is 30
Baking at 0 to 450 ° C, preferably 320 to 400 ° C. In this case, firing and stretching may be performed separately. You may stretch simultaneously. Stretching is performed at least 5 to 10 times. At this time, it is preferable to select conditions for carbonizing until the cellulose carbide becomes 3.0% by weight or less. The resulting fiber has a brown or black color because it contains cellulose carbide.

かくして得られるPTFE糸繊維は、さらに300℃以上、
好ましくは310〜340℃で、少なくとも50時間、好ましく
は60時間以上空気酸化するとともに熟成することによつ
白色化される。
The PTFE yarn fiber obtained in this way is 300 ° C or more,
Preferably, it is whitened by air oxidation and aging at 310-340 ° C for at least 50 hours, preferably 60 hours or more.

次に、実施例で本発明をさらに詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

[実施例] 実施例1 分散剤としてアルキルアリルポリエーテルアルコール
を用いてイオン交換水に平均粒径0.1μmの大きさに分
散されたPTFE系樹脂を60%含有するディスパージョンを
114部と、ビスコース(セルロース8.9%と苛性ソーダ5.
4%、二硫化炭素29%/セルロース量、残りイオン交換
水)100部とを8℃の真空ミキサーに装填し、真空度10
Torrで21時間混合・脱泡して、紡糸原液を作った。
[Example] Example 1 A dispersion containing 60% of a PTFE-based resin dispersed in ion-exchanged water to have a mean particle size of 0.1 µm using an alkylallyl polyether alcohol as a dispersant was prepared.
114 parts and viscose (cellulose 8.9% and caustic soda 5.
4%, 29% of carbon disulfide / cellulose amount, 100 parts of remaining ion-exchanged water) were charged into a vacuum mixer at 8 ° C.
The mixture was mixed and defoamed at Torr for 21 hours to prepare a spinning stock solution.

この紡糸原液を、0.12mmφのホールを240個有する口
金に43g/分で導き、23m/分の速度で23℃に制御された凝
固浴中に吐出させた。凝固浴は硫酸7%、硫酸ソーダ20
%をイオン交換水に溶解してなる水溶液を用いた。
This spinning dope was introduced into a die having 240 holes of 0.12 mmφ at 43 g / min and discharged into a coagulation bath controlled at 23 ° C. at a speed of 23 m / min. Coagulation bath is 7% sulfuric acid, 20% sodium sulfate
% Was dissolved in ion-exchanged water.

この凝固繊維は80℃のイオン交換水槽に導かれ、約29
m/分の速度でゆっくりと十分に洗浄され、マングルで絞
られた後、苛性ソーダ濃度が0.05mol/ιであるイオン交
換水溶液に浸漬し、苛性ソーダを繊維重量に対して0.32
%含有せしめた。
This coagulated fiber is led to an ion exchange water tank at 80 ° C,
m / min, slowly and thoroughly washed, squeezed with a mangle, immersed in an ion exchange aqueous solution having a caustic soda concentration of 0.05 mol / ι,
%.

このアルカリ含有繊維を次に380℃に加熱されたロー
ルに接触させて焼成した。
The alkali-containing fiber was then fired by contacting a roll heated to 380 ° C.

この焼成繊維を、次に350℃の加熱ロールに接触させ
ながら7倍に延伸した。
The fired fiber was stretched 7 times while being in contact with a heating roll at 350 ° C.

この繊維を、弛緩状態で320℃に加熱された空気雰囲
気中に72時間放置した。
The fiber was left in a relaxed state in an air atmosphere heated to 320 ° C. for 72 hours.

得られたPTFE繊維は白色であり、強度1.3g/d、伸度1
6.1%、乾熱収縮率(230℃×30分)12.3%というバラン
スのとれた特性を有していた。
The obtained PTFE fiber is white, strength 1.3 g / d, elongation 1
It had well-balanced properties of 6.1% and dry heat shrinkage (230 ° C x 30 minutes) 12.3%.

この繊維の小角X線散乱法による2θ=1゜の小角X
線散乱強度は38cpsであり、広角X線回析法による(11
0)面の結晶サイズは107Åであった。
Small angle X of 2θ = 1 ° by small angle X-ray scattering method of this fiber
The X-ray scattering intensity was 38 cps, which was determined by wide-angle X-ray diffraction (11
The crystal size of the 0) plane was 107 °.

なお、市販の6.7dの白色PTFE繊維は、強度1.3g/d、伸
度40%、乾熱収縮率(230℃×30分)5.3%という伸度が
異常に大きい寸法安定性のよくない繊維であった。
The commercially available 6.7d white PTFE fiber has an unusually high elongation of 1.3g / d, an elongation of 40%, and a dry heat shrinkage (230 ° C x 30 minutes) of 5.3%. Met.

この繊維の小角X線散乱法による2θ=1゜の小角X
線散乱強度は86cpsであり、広角X線回析法による(11
0)面の結晶サイズは94Åであった。
Small angle X of 2θ = 1 ° by small angle X-ray scattering method of this fiber
The X-ray scattering intensity was 86 cps, which was determined by the wide-angle X-ray diffraction method (11
The crystal size of the 0) plane was 94 °.

(発明の効果) 本発明は、極細繊維であって、多種繊維や多種樹脂と
の混用や分散が容易であるので、従来用途展開できなか
った分野にも充分に適用可能である。
(Effects of the Invention) The present invention is an ultrafine fiber, and can be easily mixed and dispersed with various kinds of fibers and various kinds of resins. Therefore, the present invention can be sufficiently applied to fields where conventional applications could not be developed.

フロントページの続き (72)発明者 笹森 晴雄 愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515 東レ 株式会社愛媛工場内 (56)参考文献 特開 昭59−216915(JP,A) 特開 昭59−187615(JP,A) 特公 昭47−50662(JP,B1) 特公 昭50−22621(JP,B2)Continuation of front page (72) Inventor Haruo Sasamori 1515 Tsutsui, Matsumae-cho, Iyo-gun, Ehime Prefecture Toray Ehime Plant (56) References JP-A-59-216915 (JP, A) JP-A-59-187615 (JP) , A) Japanese Patent Publication 47-50662 (JP, B1) Japanese Patent Publication 50-22621 (JP, B2)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ポリテトラフロロエチレン系重合体を界面
活性剤のもとで水に、該重合体の粒径が1μm以下とな
るまで分散させてデスパージョンを形成させた後、この
ディスパージョンをビスコースと混合し紡糸原液を形成
し、この紡糸原液を凝固浴中に紡出、精練、アルカリ洗
浄した後、300〜450℃で焼成して焼結させて、ポリテト
ラフロロエチレン系重合体からなる平均繊度が3d以下
で、小角X線散乱法による2θ=1゜の小角X線散乱強
度が80cps以下である焼結体繊維を製造することを特徴
とするポリテトラフロロエチレン系繊維の製造方法。
A dispersion is formed by dispersing a polytetrafluoroethylene-based polymer in water under a surfactant until the particle size of the polymer becomes 1 μm or less to form a dispersion. Mix with viscose to form a spinning dope, spinning this spinning dope into a coagulation bath, scouring, washing with alkali, firing at 300-450 ° C and sintering, from polytetrafluoroethylene-based polymer Producing a sintered fiber having an average fineness of 3d or less and a small-angle X-ray scattering intensity at 2θ = 1 ° by a small-angle X-ray scattering method of 80 cps or less. .
【請求項2】該重合体の粒経が、平均粒子径で0.6μm
以下に調整する特許請求の範囲第1項記載のポリテトラ
フロロエチレン系繊維の製造方法。
2. The polymer according to claim 1, wherein the average particle diameter is 0.6 μm.
The method for producing a polytetrafluoroethylene-based fiber according to claim 1, which is adjusted as follows.
【請求項3】該界面活性剤が、非イオン界面活性剤また
はアニオン界面活性剤のいずれかである特許請求の範囲
第1項記載のポリテトラフロロエチレン系繊維の製造方
法。
3. The method for producing a polytetrafluoroethylene fiber according to claim 1, wherein said surfactant is one of a nonionic surfactant and an anionic surfactant.
【請求項4】該製造方法の各工程で使用される水および
薬剤が、いずれも高純度のものである特許請求の範囲第
1項記載のポリテトラフロロエチレン系繊維の製造方
法。
4. The method for producing a polytetrafluoroethylene-based fiber according to claim 1, wherein the water and the chemical used in each step of said production method are of high purity.
【請求項5】該水が、イオン交換水または蒸留水である
特許請求の範囲第4項記載のポリテトラフロロエチレン
系繊維の製造方法。
5. The method for producing a polytetrafluoroethylene fiber according to claim 4, wherein said water is ion-exchanged water or distilled water.
【請求項6】該焼成が、セルロース炭化物が3重量%以
下になるまで炭化する条件である特許請求の範囲第1項
記載のポリテトラフロロエチレン系繊維の製造方法。
6. The method for producing a polytetrafluoroethylene-based fiber according to claim 1, wherein said calcination is carried out under conditions for carbonizing the cellulose carbide to 3% by weight or less.
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