JP3248914B2 - ポリテトラフルオロエチレン製成形品 - Google Patents
ポリテトラフルオロエチレン製成形品Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明はフィルム、テープ、または繊維等の形に成形
したポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroeth
ylene）（以下PTFEと略称する）製の成形品およびその
製造方法に関する。
したポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroeth
ylene）（以下PTFEと略称する）製の成形品およびその
製造方法に関する。
PTFEはその熱的に安定であること、および化学的には
不活性であるということから貴重な材料とされている。
オーストリア特許発明明細書AT−Ｂ 370674は、引っ張
り方向に関して50N/平方mmから14ON/平方mmの強度を持
つ短軸に伸張した焼結PTFE製フィルムを開示している。
これらのフィルムは、先ずPTFEの粉末をプレスして円筒
状に成形し、次いでこの成形体を焼結して、そこからフ
ィルムを剥ぎ取り、それを少なくとも摂氏327度の温度
で加熱して引き延ばしている。
不活性であるということから貴重な材料とされている。
オーストリア特許発明明細書AT−Ｂ 370674は、引っ張
り方向に関して50N/平方mmから14ON/平方mmの強度を持
つ短軸に伸張した焼結PTFE製フィルムを開示している。
これらのフィルムは、先ずPTFEの粉末をプレスして円筒
状に成形し、次いでこの成形体を焼結して、そこからフ
ィルムを剥ぎ取り、それを少なくとも摂氏327度の温度
で加熱して引き延ばしている。
英国特許出願公開明細書GB−Ａ−2025835はペースト
押出し成形法によって多孔質のPTFE成形品の製造につい
て述べており、そこでは本質的にはPTFE粉末、潤滑財を
含む糊状混合物を型を通して押出して成形し、それから
潤滑剤を乾燥によって除去し、次いでこの成形品をPTFE
のクリスタライト融点（摂氏327度）以上に加熱しなが
ら伸張している。
押出し成形法によって多孔質のPTFE成形品の製造につい
て述べており、そこでは本質的にはPTFE粉末、潤滑財を
含む糊状混合物を型を通して押出して成形し、それから
潤滑剤を乾燥によって除去し、次いでこの成形品をPTFE
のクリスタライト融点（摂氏327度）以上に加熱しなが
ら伸張している。
オーストリア特許発明明細書AT−Ｂ 391473は単軸に
伸張したPTFE製の成形品の製造に関する開示を行なって
おり、そこではPTFE粉末を含む糊状混合物を連続的に処
理して塑造体を形成し、これを複数をローラまたはロー
ルに掛け、加熱伸張している。伸張を掛ける前に、この
塑造体は温度摂氏327度と450度との間、好ましくは摂氏
350度と390度との間で加熱され、この間に焼結されて、
次いで伸張を掛けられる。この方法によって、伸張方向
の強度500N/平方mm、密度1.80と2.30g/立方mmの単軸方
向に伸張されたPTFE製の成形品が製造される。
伸張したPTFE製の成形品の製造に関する開示を行なって
おり、そこではPTFE粉末を含む糊状混合物を連続的に処
理して塑造体を形成し、これを複数をローラまたはロー
ルに掛け、加熱伸張している。伸張を掛ける前に、この
塑造体は温度摂氏327度と450度との間、好ましくは摂氏
350度と390度との間で加熱され、この間に焼結されて、
次いで伸張を掛けられる。この方法によって、伸張方向
の強度500N/平方mm、密度1.80と2.30g/立方mmの単軸方
向に伸張されたPTFE製の成形品が製造される。
PTFEの応用範囲を拡大するために、PTFEからなる縮毛
状に縮れた繊維が入手できるようにすることが望まし
い。それ故、本発明は安定した永久縮みをもつPTFE繊維
を入手可能にすることを目的としている。
状に縮れた繊維が入手できるようにすることが望まし
い。それ故、本発明は安定した永久縮みをもつPTFE繊維
を入手可能にすることを目的としている。
本発明によれば、この目的は熱的効果によって収縮を
起こし、熱収縮度に少なくとも１％の違いを見せる二種
のPTFE成分を並行に重ね合わせたPTFE製の複合成形品に
よって達成される。例えば、もしこの種の繊維を温度摂
氏200度以上で熱処理すれば、繊維はこの熱処理によっ
てそれが自由に収縮することができる範囲で縮れる。
起こし、熱収縮度に少なくとも１％の違いを見せる二種
のPTFE成分を並行に重ね合わせたPTFE製の複合成形品に
よって達成される。例えば、もしこの種の繊維を温度摂
氏200度以上で熱処理すれば、繊維はこの熱処理によっ
てそれが自由に収縮することができる範囲で縮れる。
複合紡糸によって、ナイロン繊維に縮みを持たせるこ
とが可能であることは、Ullmann “Encykopaodie der
technischen Chemie"第４版、第11巻、283−284頁、
Verlag Chemieから知られている。この方法によれば、
異なる性質の二種の溶融ポリマーを型の口孔から紡糸し
てフィラメントを形成している。この場合、原理的には
二種のポリマーを繊維とするための二つの可能性があ
る。即ち、核・鞘型とするか、並列型とするかである。
第一の場合には、一つのポリマーが鞘のように他のポリ
マーを包囲するようにし、後者の場合には繊維は、断面
を介して互いに接合された二つの仮想的半切円筒体から
なっている。しかし、この方法を用いて安定な縮みを持
つPTFE繊維を製造することは不可能である。
とが可能であることは、Ullmann “Encykopaodie der
technischen Chemie"第４版、第11巻、283−284頁、
Verlag Chemieから知られている。この方法によれば、
異なる性質の二種の溶融ポリマーを型の口孔から紡糸し
てフィラメントを形成している。この場合、原理的には
二種のポリマーを繊維とするための二つの可能性があ
る。即ち、核・鞘型とするか、並列型とするかである。
第一の場合には、一つのポリマーが鞘のように他のポリ
マーを包囲するようにし、後者の場合には繊維は、断面
を介して互いに接合された二つの仮想的半切円筒体から
なっている。しかし、この方法を用いて安定な縮みを持
つPTFE繊維を製造することは不可能である。
本発明は以下の認識に基づいている。即ち、収縮特性
の異なる二乃至それ以上のPTFE層からなる複合フィルム
を簡単な方法で処理して未加工の複合繊維を形成し、こ
の未加工複合繊維を摂氏200度以上に加熱することによ
って、それに安定な縮みを与えることが出来るという認
識に基づいている。
の異なる二乃至それ以上のPTFE層からなる複合フィルム
を簡単な方法で処理して未加工の複合繊維を形成し、こ
の未加工複合繊維を摂氏200度以上に加熱することによ
って、それに安定な縮みを与えることが出来るという認
識に基づいている。
それ故、本発明による複合成形品の好ましい具体化は
フィルム、テープ、または繊維の形で実施される。繊維
は都合よく微小繊維化される。
フィルム、テープ、または繊維の形で実施される。繊維
は都合よく微小繊維化される。
また、本発明は前述の複合成形品を熱処理することに
よって得られるPTFE製の成形品に関する。
よって得られるPTFE製の成形品に関する。
好ましい成形品の実施例は縮みを持った繊維の形をと
っていることに特徴がある。この繊維は従来方法の処理
によって、PTFEのみからなるニードルフェルトを形成す
ることが出来る。この縮みを持ったPTFE繊維は少なくと
も300N/平方mmの強度を備えている。
っていることに特徴がある。この繊維は従来方法の処理
によって、PTFEのみからなるニードルフェルトを形成す
ることが出来る。この縮みを持ったPTFE繊維は少なくと
も300N/平方mmの強度を備えている。
本発明による繊維のカーディング特性は特に良好で、
縮れた微小繊維化された繊維を使用すれば、不織性織物
及びフェルトの形成には極めて好適である。微小繊維化
によって有枝化されたこれらの繊維を使用すれば、補助
的手段を要せずに純粋なPTFEフェルトを製造することが
可能である。このことは、これらのフェルトをフィルタ
として使ったとき、マトリックス紡糸繊維のフェルトに
比べて、圧力差に関してより低い上昇しか見ないので、
大きな利点と言うべきである。
縮れた微小繊維化された繊維を使用すれば、不織性織物
及びフェルトの形成には極めて好適である。微小繊維化
によって有枝化されたこれらの繊維を使用すれば、補助
的手段を要せずに純粋なPTFEフェルトを製造することが
可能である。このことは、これらのフェルトをフィルタ
として使ったとき、マトリックス紡糸繊維のフェルトに
比べて、圧力差に関してより低い上昇しか見ないので、
大きな利点と言うべきである。
さらに、本発明は二種のPTFEパウダーを含むPTFE組成
物から複合フィルムを製造する方法に関する。この方法
では、二種のPTFE混合物を並行に重ね合わせた形の塑造
体に成形し、それをローラにかけて引き延ばして平板な
複合成形品を作り、この複合成形品を焼結し、次いで引
き延ばして複合フィルムとする。但し、この場合使用す
るPTFEパウダーは、フィルムに形成することが可能なパ
ウダーであって、加熱によて収縮し、その収縮度が少な
くとも１％違う二種のPTFEパウダーである。また、二種
以上のPTFEパウダーを含む混合物を処理して並行に重ね
合わせた塑造体を形成することも可能である。
物から複合フィルムを製造する方法に関する。この方法
では、二種のPTFE混合物を並行に重ね合わせた形の塑造
体に成形し、それをローラにかけて引き延ばして平板な
複合成形品を作り、この複合成形品を焼結し、次いで引
き延ばして複合フィルムとする。但し、この場合使用す
るPTFEパウダーは、フィルムに形成することが可能なパ
ウダーであって、加熱によて収縮し、その収縮度が少な
くとも１％違う二種のPTFEパウダーである。また、二種
以上のPTFEパウダーを含む混合物を処理して並行に重ね
合わせた塑造体を形成することも可能である。
本発明による方法の好ましい変形例では、平板な複合
成形品をカットしてテープを形成し、それを焼結してか
ら引き延ばしをかけ、必要に応じて微小繊維化処理を施
している。
成形品をカットしてテープを形成し、それを焼結してか
ら引き延ばしをかけ、必要に応じて微小繊維化処理を施
している。
以下、添付の図面を参照して本発明を詳述する。第１
図は並行に重ね合わせた平板な複合成形品の形成と構造
を示す図であり、第２図はPTFE製収縮繊維の製造方法を
示す図である。
図は並行に重ね合わせた平板な複合成形品の形成と構造
を示す図であり、第２図はPTFE製収縮繊維の製造方法を
示す図である。
第１図に示すように、先ず熱収縮度の違う二種のPTFE
ポリマーＡ、Ｂに潤滑剤を混合し、塑造体（円筒状）を
形成する。ついで、この塑造体をその軸線に沿って半割
りにし、それぞれ半割りしたものＡ、Ｂを押出し機にか
けてストランド（糸状体）に成形する。従って、このス
トランドの半分はPTFE（Ａ）からなり、他の半分はPTFE
（Ｂ）からなっている。ストランドは次の段階で、カレ
ンダ（つや出しロール機）にかけられ、延ばされてフィ
ルムを形成する。この処理で注意すべきことは、ストラ
ンドがその二種の材料の仮想分離線をロールの挟み面に
平行にしてロール間を通過するようにすることである。
複合フィルムの製造はこの方法によってのみ実際化され
る。このカレンダ処理のあと、フィルムは通常どおり乾
燥し、潤滑剤を除去する。乾燥処理済みのフィルムは、
第２図に図示の焼結・伸張装置に連続的に供給される。
この装置は配送要素１、カッタ２、二個の加熱ロール
3'、3"および非加熱の巻取り要素４からなっている。
尚、図中の矢印は加熱ローラ3'、3"の回転方向およびフ
ィルムの巻取り方向を示している。
ポリマーＡ、Ｂに潤滑剤を混合し、塑造体（円筒状）を
形成する。ついで、この塑造体をその軸線に沿って半割
りにし、それぞれ半割りしたものＡ、Ｂを押出し機にか
けてストランド（糸状体）に成形する。従って、このス
トランドの半分はPTFE（Ａ）からなり、他の半分はPTFE
（Ｂ）からなっている。ストランドは次の段階で、カレ
ンダ（つや出しロール機）にかけられ、延ばされてフィ
ルムを形成する。この処理で注意すべきことは、ストラ
ンドがその二種の材料の仮想分離線をロールの挟み面に
平行にしてロール間を通過するようにすることである。
複合フィルムの製造はこの方法によってのみ実際化され
る。このカレンダ処理のあと、フィルムは通常どおり乾
燥し、潤滑剤を除去する。乾燥処理済みのフィルムは、
第２図に図示の焼結・伸張装置に連続的に供給される。
この装置は配送要素１、カッタ２、二個の加熱ロール
3'、3"および非加熱の巻取り要素４からなっている。
尚、図中の矢印は加熱ローラ3'、3"の回転方向およびフ
ィルムの巻取り方向を示している。
テープおよび繊維の製造のためには、乾燥済みのフィ
ルムをそれが配送要素１を通過する早い段階でカッタで
切断するのが有利である。
ルムをそれが配送要素１を通過する早い段階でカッタで
切断するのが有利である。
配送要素１に送られたフィルムはカッタ２によって連
続的にテープ状に切断され、このテープは更に加熱ロー
ル3'、3"に案内され、これらのロール上で焼結される。
その際、テープの両面から熱を通すため、テープがＳ字
状にローラを巻くようにするが好ましい。ローラは少な
くとも摂氏327度の温度に加熱される。伸張操作は焼結
過程が済んだ直後に行なわれる。伸張されたテープの巻
取りは、第２図に複数のリールで示した非加熱の巻取り
要素４によって行なわれる。繊維を製造するためには、
テープは引き続いてニードルロールに通されて微小繊維
化される。更に繊維に縮みを与えるためには、繊維を少
なくとも摂氏200度で、それに応力が加わらないように
して、即ち自由な収縮が起こる状態で加熱する。
続的にテープ状に切断され、このテープは更に加熱ロー
ル3'、3"に案内され、これらのロール上で焼結される。
その際、テープの両面から熱を通すため、テープがＳ字
状にローラを巻くようにするが好ましい。ローラは少な
くとも摂氏327度の温度に加熱される。伸張操作は焼結
過程が済んだ直後に行なわれる。伸張されたテープの巻
取りは、第２図に複数のリールで示した非加熱の巻取り
要素４によって行なわれる。繊維を製造するためには、
テープは引き続いてニードルロールに通されて微小繊維
化される。更に繊維に縮みを与えるためには、繊維を少
なくとも摂氏200度で、それに応力が加わらないように
して、即ち自由な収縮が起こる状態で加熱する。
以下の実施例によって本発明を更に詳しく説明する。
［実施例 １］ 熱収縮率が4.5％である「Alugoflon」DF200（Ausimon
t SpA社製）型のPTFEプダー、および熱収縮率が3.0％
である「Teflon」3579（Dupont社製）型のPTFEパウダー
に、別々に沸点が摂氏186度と214度の間にある潤滑剤を
それぞれ20％混入して処理し、別々にプレスして円筒を
形成する。次いで、これらの円筒を正確にその中心軸に
沿ってそれぞれ二分割する。二種の異なるポリマーのそ
れぞれ半分を主プレスシリンダでプレスして円形ストラ
ンドを形成し、次いでこのストランドを２ロール型のカ
レンダー機にかけて延ばし、全フィルム厚さの半分が
「Alugoflon」DF200からなり、他の半分は「Teflon」35
79からなるようにして、厚さ0.1mmのフィルムを形成す
る。このフィルムを乾燥後、摂氏380度の温度で焼結す
ると共に、この温度で伸張比1:11で伸張する。この過程
で得られたフィルムは厚さ20μｍとなり、微小繊維化ロ
ールによってフィラメント状に裂いて、更にこれを切断
機によって切断して長さ80mmのスフを作る。こうして得
られたスフを更に摂氏250度の温度で30分間オーブン中
で調整処理を施す。この処理中に二種のポリマーは程度
の異なる収縮を起こし、45％の縮みが生じた。この繊維
の強度は伸び８％で495N/平方mmであった。
t SpA社製）型のPTFEプダー、および熱収縮率が3.0％
である「Teflon」3579（Dupont社製）型のPTFEパウダー
に、別々に沸点が摂氏186度と214度の間にある潤滑剤を
それぞれ20％混入して処理し、別々にプレスして円筒を
形成する。次いで、これらの円筒を正確にその中心軸に
沿ってそれぞれ二分割する。二種の異なるポリマーのそ
れぞれ半分を主プレスシリンダでプレスして円形ストラ
ンドを形成し、次いでこのストランドを２ロール型のカ
レンダー機にかけて延ばし、全フィルム厚さの半分が
「Alugoflon」DF200からなり、他の半分は「Teflon」35
79からなるようにして、厚さ0.1mmのフィルムを形成す
る。このフィルムを乾燥後、摂氏380度の温度で焼結す
ると共に、この温度で伸張比1:11で伸張する。この過程
で得られたフィルムは厚さ20μｍとなり、微小繊維化ロ
ールによってフィラメント状に裂いて、更にこれを切断
機によって切断して長さ80mmのスフを作る。こうして得
られたスフを更に摂氏250度の温度で30分間オーブン中
で調整処理を施す。この処理中に二種のポリマーは程度
の異なる収縮を起こし、45％の縮みが生じた。この繊維
の強度は伸び８％で495N/平方mmであった。
［実施例 ２］ 実施例１の場合と同様にして、厚さ50μｍのフィルム
を形成し、伸張して、のち微小繊維化処理を行なう。伸
張比1:12で厚さ9.5μｍのフィルムを形成し、これに摂
氏300度の温度で収縮処理を施す。65％の縮みが生じ、
伸び6.5％での強度は530N/平方mmであった。
を形成し、伸張して、のち微小繊維化処理を行なう。伸
張比1:12で厚さ9.5μｍのフィルムを形成し、これに摂
氏300度の温度で収縮処理を施す。65％の縮みが生じ、
伸び6.5％での強度は530N/平方mmであった。
［実施例 ３］ 実施例１のようにして、「Teflon」3579と熱収縮率5.
5％の「Polyflon」104UF（Daikin社製）とに潤滑剤を混
合し、厚さ75μｍのフィルムに形成して温度摂氏365
度、伸張比1:10で伸張して厚さ15μｍのフィルムとし、
微小繊維化処理の後摂氏300度に加熱した加熱塔中で収
縮処理を施して60％の縮みを与えた。強度は伸び９％で
427/N平方mmであった。
5％の「Polyflon」104UF（Daikin社製）とに潤滑剤を混
合し、厚さ75μｍのフィルムに形成して温度摂氏365
度、伸張比1:10で伸張して厚さ15μｍのフィルムとし、
微小繊維化処理の後摂氏300度に加熱した加熱塔中で収
縮処理を施して60％の縮みを与えた。強度は伸び９％で
427/N平方mmであった。
［実施例 ４］ 実施例３にしたがってPTFEパウダーを混合し、次いで
一つのパウダーを用いてプレス成形した塑造体の半分
と、他のパウダーによって形成した塑造体の半分を等量
に使用して充実した円筒体を形成する。こうして得られ
た円筒体を実施例３で述べたと同様の仕方で処理して繊
維を形成し、温度摂氏310度で収縮処理して、62％の縮
みを与えた。縮ませた繊維の強度は伸び10％で405N/平
方mmであった。
一つのパウダーを用いてプレス成形した塑造体の半分
と、他のパウダーによって形成した塑造体の半分を等量
に使用して充実した円筒体を形成する。こうして得られ
た円筒体を実施例３で述べたと同様の仕方で処理して繊
維を形成し、温度摂氏310度で収縮処理して、62％の縮
みを与えた。縮ませた繊維の強度は伸び10％で405N/平
方mmであった。
［実施例 ５］ 「Algoflon」DF200と、熱収縮率2.5％の「Hostaflo
n」TF2029（Hoechst社製）とを実施例４で述べたように
して塑造体に形成し、プレスしてストランドを形成し、
更にフィルムに形成し、そして実施例１で述べた条件で
伸張処理、微小繊維化処理、加熱収縮処理を施す。これ
によって得られた繊維の強度は伸び８％で480/N平方mm
で、50％の縮みを示した。
n」TF2029（Hoechst社製）とを実施例４で述べたように
して塑造体に形成し、プレスしてストランドを形成し、
更にフィルムに形成し、そして実施例１で述べた条件で
伸張処理、微小繊維化処理、加熱収縮処理を施す。これ
によって得られた繊維の強度は伸び８％で480/N平方mm
で、50％の縮みを示した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 D01F 8/10 D01D 5/42 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
Claims (8)
- 【請求項１】200℃以上の熱によって収縮を起こし、そ
の熱収縮率が少なくとも１％異なる二種のポリテトラフ
ルオロエチレン（PTFE）成分を並行に重ね合わせるよう
にして形成したPTFE製の複合成形品。 - 【請求項２】複合成形品がフィルム、テープ、または繊
維として形成されることを特徴とする請求の範囲第１項
に記載の複合成形品。 - 【請求項３】繊維として形成される複合成形品は微小繊
維化処理されることを特徴とする請求の範囲第２項に記
載の複合成形品。 - 【請求項４】請求の範囲第１、２、または３項のいずれ
か一つに記載の複合成形品の熱処理によって得られるPT
FE成形品。 - 【請求項５】成形品が縮れをもつ繊維の形をとっている
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の複合成形
品。 - 【請求項６】請求の範囲第５項に記載の縮みをもつPTFE
繊維からなるPTFEニードルフェルト。 - 【請求項７】処理によってフィルムに形成することが可
能であって、200℃以上の熱的効果によって程度の異な
る収縮を起こし、その熱収縮率が少なくとも１％異なる
二種のPTFEパウダーを含む混合物を処理して並行に重ね
合わせた形の塑造体を形成し、この塑造体をロールで延
ばして平板な複合成形品とし、これを焼結して、更に伸
張してPTFE複合フィルムを製造する方法。 - 【請求項８】処理によってフィルムに形成することが可
能であって、200℃以上の熱的効果によって程度の異な
る収縮を起こし、その熱収縮率が少なくとも１％異なる
二種のPTFEパウダーを含む混合物を処理して並行に重ね
合わせた形の塑造体を形成し、この塑造体をロールで延
ばして平板な複合成形品とし、前記平板な複合成形品を
テープ状に成形し、これを焼結し、次いで伸張し、必要
に応じて微小繊維化処理を施すことを特徴とする請求の
範囲第２項に記載の複合繊維を製造する方法。
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