JP3726162B2

JP3726162B2 - ポリテトラフルオロエチレン系繊維、それからなる綿状物およびそれらの製法

Info

Publication number: JP3726162B2
Application number: JP51162496A
Authority: JP
Inventors: 眞司田丸; 勝年山本; 伸一茶圓; 純浅野
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2015-10-02
Also published as: WO1996010662A1; EP0790336B1; TW309548B; US5807633A; ATE248242T1; US5998022A; DE69531625T2; EP0790336A4; EP0790336A1; DE69531625D1

Description

技術分野
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン系繊維、それからなる綿状物およびそれらの製法、ならびにスプリットヤーンの製法、マルチフィラメントの製法およびモノフィラメントの製法に関する。さらに詳しくは熱融着性が著しく改良されたポリテトラフルオロエチレン系繊維であり、それからなる線状物はサーマルボンド法により製造しうる不織布などの原料として好適に用いられうる。
背景技術
従来、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維は、摩擦係数が小さく、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性、疎水性または通気性に優れており、たとえばＰＴＦＥ繊維を織布またはフェルト状不織布化して耐熱バグフィルタ濾材などに用いられているが、フェルト状不織布のばあい、繊維間の融着がないために毛抜けが起こりやすい問題があった。一度燒結されたＰＴＦＥ繊維は再び溶融しても融着することがない。その理由は、ＰＴＦＥの溶融粘度が１０¹⁰〜１０¹³ポイズという高粘度のために融着が困難であるからである。
このために、前記一度燒結されたＰＴＦＥ繊維を溶融状態において接着しようとすると大きな圧力を加えざるをえず、その結果繊維としての形状が乱れたものとなってしまう。
前記のような理由から、一度燒結されたＰＴＦＥ繊維を用いて不織布を製造する方法は限られており、ニードルパンチ法またはウォータージェットニードル法によりＰＴＦＥ繊維を単に交絡させるしかなかった。
本発明の目的は、熱融着性が著しく改良されたＰＴＦＥ系繊維、サーマルボンド法により不織布を製造できるＰＴＦＥ系綿状物およびそれらの製法ならびにスプリットヤーンの製法、モノフィラメントの製法、ルーフおよび／または分枝構造を有するマルチフィラメントの製法を提供することにある。
発明の開示
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン繊維の表面の少なくとも一部に熱溶融性樹脂からなる層が設けられている熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維に関する。
また本発明は、前記ポリテトラフルオロエチレン繊維の形状がモノフィラメントである熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維に関する。
また本発明は、前記ポリテトラフルオロエチレン繊維がループおよび／または分枝構造を有しているマルチフィラメントである前記熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維に関する。
また本発明は、前記ポリテトラフルオロエチレン繊維がスプリットヤーンである前記熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維に関する。
また本発明は、前記いずれかのポリテトラフルオロエチレン系繊維からなる熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系綿状物に関する。
また本発明は、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの表面の少なくとも一部に、融点がポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点より低い熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち、該熱溶融性樹脂の融点以上かつ該ポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で少なくとも３倍に一軸延伸し、さらにこの一軸延伸したフィルムをスプリットすることを特徴とする熱融着性を有するスプリットヤーンの製法に関する。
また本発明は、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの表面の少なくとも一部に、融点がポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点より低い熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち、該熱溶融性樹脂の融点以上かつ該ポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で少くとも３倍に一軸延伸し、さらにこの一軸延伸したフィルムをスプリットし、えられたスプリットヤーンの網目構造を長手方向に切断することを特徴とする熱融着性を有しループおよび／または分枝構造を有するマルチフィラメントの製法に関する。
また本発明は、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの少なくとも一部に、融点がポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点より低い熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち、熱溶融性樹脂の融点以上かつポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で少くとも３倍に一軸延伸したフィルムをスプリットし、裁断し、解繊することを特徴とする熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系綿状物の製法に関する。
また本発明は、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの表面の少なくとも一部に、融点がポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点より低い熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち、熱溶融性樹脂の融点以上かつポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で少なくとも３倍に一軸延伸したフィルムをスプリットし、えられたスプリットヤーンの網目構造を長手方向に切断し、裁断し、解繊することを特徴とする熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系面状物の製法に関する。
また本発明は、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの表面の少なくとも一部に、融点がポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点より低い熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち、スリットし、さらに該熱溶融性樹脂の融点以上かつ該ポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で少なくとも３倍に一軸延伸するか、または該熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち、該熱溶融性樹脂の融点以上かつ該ポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で少なくとも３倍に一軸延伸し、スリットすることを特徴とする熱融着性を有するモノフィラメントの製法に関する。
また本発明は、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの表面の少なくとも一部に、融点がポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点より低い熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち、スリットし、さらに該熱溶融性樹脂の融点以上かつ該ポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で少くとも３倍に一軸延伸するか、または該熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち、該熱溶融性樹脂の融点以上かつ該ポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で少なくとも３倍に一軸延伸し、スリットし、さらに捲縮を付与し、裁断し、解繊することを特徴とする熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系面状物の製法に関する。
また本発明は、ポリテトラフルオロエチレンフィルムを一軸延伸したのち、これに熱溶融性樹脂の融点以上かつポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で熱溶融性樹脂のフィルムをラミネートし、さらにスプリットまたはスリットすることを特徴とする熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維の製法に関する。
また本発明は、ポリテトラフルオロエチレンフィルムを一軸延伸したのち、これに、熱溶融性樹脂の融点以上かつポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で熱溶融性樹脂のフィルムをラミネートし、さらにスプリットまたはスリットし、さらに裁断し、解繊することを特徴とする熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系面状物の製法に関する。
また本発明は、前記一軸延伸の直後に、該一軸延伸時の温度以上の温度において再熱処理することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明におけるＰＴＦＥフィルムと熱溶融性樹脂フィルムとのラミネートを行なう装置の説明図である。
図２は、本発明における熱溶融性樹脂層が設けられているＰＴＦＥフィルムの一軸延伸を行なう装置の説明図である。
図３は、本発明の製造法に使用されうるスプリット装置の概略断面図である。
図４は、図３に示すスプリット装置のロール上の針刃の配置の一例を示す説明図である。
図５は、図３に示すスプリット装置の針刃の植針角度（θ）を説明するための概略断面図である。
図６は、本発明の綿状物を用いてウェッブを製造するために用いうるカード機の概略断面図である。
図７は、本発明のＰＴＦＥ系綿状物から不織布を製造するために用いる装置の一例の概略断面図である。
図８は、本発明のＰＴＦＥ系綿状物から不織布を製造するために用いる装置の他の一例の概略断面図である。
図９は、本発明のスプリットヤーンを拡げた状態の模式図である。
図１０は、本発明のＰＴＦＥ系綿状物に含まれるＰＴＦＥ系繊維のループおよび分枝状態を示す概略模式図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明におけるＰＴＦＥ繊維は、つぎにあげるように、ＰＴＦＥフィルムをスプリットまたはスリットする方法によりえられる繊維であり、モノフィラメント、スプリットヤーンおよびマルチフィラメントを含む概念である。
すなわち、前記スプリットヤーンは、ＰＴＦＥフィルムを一軸延伸したのちスプリットしてえられ、網目構造を有しており、スプリット直後またはスプリット直後に束ねて紐状にしたものをいう。
また、前記モノフィラメントは、ＰＴＦＥフィルムをスリットしたのち一軸延伸するか、またはＰＴＦＥフィルムを一軸延伸したのちスリットしてえられる１本のフィラメントまたはループおよび／または分枝構造を有している１本のフィラメントである。
さらに、前記マルチフィラメントは、前記モノフィラメントの複数本からなるものおよび前記スプリットヤーンを長手方向に沿って切断してえられるループおよび／または分枝構造を有しているフィラメントの複数本からなるものである。
前記ＰＴＦＥ繊維のうちステープルファイバーの繊維長としては、１０〜２００ｍｍであり、好ましくは２０〜１５０ｍｍであり、該繊維長が１０ｍｍ未満ではカーディング工程などにおいて繊維の脱落が生じたり、交絡がわるくなる傾向があり、２００ｍｍを超えるとウェブをスライバー化するとき、均等に分割しにくくなったり、カード機での梳毛がわるくなる傾向がある。
前記ＰＴＦＥ繊維を構成するフィラメントの繊度としては、２００デニール未満であることが好ましく、該繊度がたとえば２デニール未満の繊維は存在しているが測定が困難であり、２００デニールを超えると風合と交絡がわるくなる傾向がある。前記ＰＴＦＥ系繊維とは、前記ＰＴＦＥ繊維の表面の少なくとも一部に熱溶融性樹脂からなる層が設けられているものであり、熱融着性が著しく改良されたものである。
前記熱溶融性樹脂からなる層は、後述するようにＰＴＦＥ系繊維同士が熱溶融性樹脂からなる層を介して熱融着すればよいように前記ＰＴＦＥ繊維の表面の少なくとも一部に設けられていればよい。もちろん全表面に設けられていてもよい。
本発明における前記熱溶融性樹脂としては、ＰＴＦＥ焼成体の融点以下、おおむね３２７℃未満の融点をもち、少なくとも３２０℃付近での溶融粘度がおおむね１×１０⁶ポイズ以下であり、たとえばテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などのフッ素樹脂系熱溶融性樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの汎用樹脂などがあげられるが、フッ素系熱溶融性樹脂が好ましく、融点以上の温度で延伸を行なうとＰＴＦＥとの接着性がよいという点からＰＦＡ、ＦＥＰがさらに好ましく、耐熱性がよいという点からＰＦＡがとくに好ましい。
前記熱溶融性樹脂の融点としては、ＰＴＦＥの延伸が比較的高温（ＰＴＦＥの融点以下）で行われる際、該熱溶融性樹脂が熱分解しないという点から１００〜３２０℃とくに２３０〜３１０℃が好ましい。
前記熱溶融性樹脂からなる層の厚さとしては、５０μｍ以下、好ましくは２５μｍ以下、とくに好ましくは１２．５μｍ以下であり、５０μｍを超えるとスプリットの工程での針刃ロールの針への巻き込みなどのトラブルとなる傾向がある。
前記熱溶融性樹脂からなる層は、ＰＴＦＥフィルムの表面の少なくとも一部に設ければよく、一軸延伸工程において該熱溶融性樹脂の融点以上に加熱することにより、該熱溶融性樹脂がＰＴＦＥフィルムから剥離することなく延伸できるものであればよい。なお、実施例においては、該熱溶融性樹脂からなる層が連続層を形成しているかどうかを染料を用いて確認しているが、本発明においては、剥離しなければ連続層でなくてもよい。
本発明における前記熱融着性とは、表面に熱溶融性樹脂からなる層が設けられたＰＴＦＥ系繊維を熱により該熱溶融性樹脂を介して融着させうる性質であり、おおむね３２７℃未満で熱溶融し、少なくとも３２０℃付近での溶融粘度がおおむね１×１０⁶ポイズ以下の熱溶融性樹脂であれば熱融着性がえられる。
本発明における前記ＰＴＦＥ半焼成体とは、ＰＴＦＥ未焼成体をＰＴＦＥ焼成体の融点（約３２７℃）とＰＴＦＥ未焼成体の融点（約３３７〜約３４７℃）の間の温度で熱処理してえられるものである。
本発明における前記ＰＴＦＥ焼成体とは、ＰＴＦＥ未焼成体またはＰＴＦＥ半焼成体をＰＴＦＥ未焼成体の融点以上の温度で熱処理してえられるものである。
本発明における一軸延伸物とは、通常約２５０〜３２０℃に加熱された回転速度の異なる２つのロール間で延伸するなどの常法によってえられるものである。
本発明におけるループおよび分枝構造としては、たとえば図１０に示すような形状のものが例示できる。図１０において、（ａ）の分枝構造は、繊維３３に枝３４が複数本出ているものであり、（ｂ）はその分枝３４にさらに枝３５が出ているものであり、（ｃ）は単に２つに分かれているものであり、（ｄ）はループ３７を有するものである。ここに示した構造は単なるモデルであり、実際には同一形状の繊維は存在しない。この点が本発明の重要な特徴の１つである。分枝の本数や長さととくに限定されるものではないが、この分枝またはループが存在することが繊維同士の交絡性が向上する重要な原因となっている。分枝またはループは繊維５ｃｍあたり少なくとも１本あり、とくに少なくとも２本以上存在するのが好ましい。
本発明のＰＴＦＥ系綿状物とは、たとえばモノフィラメントに捲縮を与え任意の繊維長に裁断して集合させたものであり、外観は綿花（種子を覆う繊維群）のようなものである。
また、本発明はＰＴＦＥフィルムの表面に熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち延伸し、
（１）スプリットすることを特徴とするスプリットヤーンの製法、
（２）スプリットし、スプリットヤーンの網目構造を長手方向に切断することを特徴とするループおよび／または分枝構造を有するマルチフィラメントの製法
（３）スプリットし、裁断し、解繊することを特徴とする熱融着性を有するＰＴＦＥ系綿状物の製法および
（４）スプリットし、スプリットヤーンの網目構造を長手方向に切断し、裁断し、解繊することを特徴とする熱融着性を有するＰＴＦＥ系綿状物の製法
である。
また、本発明はＰＴＦＥフィルムの表面に熱溶融性樹脂からなる層を形成したのちスリットし、
（５）延伸することを特徴とする熱融着性を有するＰＴＦＥ系繊維の製法および
（６）延伸し、捲縮を付与し、任意の繊維長に裁断し、解繊することを特徴とする熱融着性を有するＰＴＦＥ系綿状物の製法
である。
さらに、本発明はＰＴＦＥフィルムを延伸したのち熱溶融性樹脂層を形成し、
（７）スプリット、スプリットしたのち網目構造を長手方向に切断またはスリットすることを特徴とするＰＴＦＥ系繊維の製法および
（８）さらに裁断し、解繊することを特徴とする熱融着性を有するＰＴＦＥ系綿状物の製法
である。
本発明におけるＰＴＦＥフィルムとしては、たとえばＰＴＦＥファインパウダー（乳化重合法でえられたＰＴＦＥ微粉末）をペースト押出成形してえられたもの、またはＰＴＦＥモールディングパウダー（懸濁重合法でえられたＰＴＦＥ粉末）を圧縮成形してえられたものなどがあげられる。本発明においてフィルムの形状としては、フィルム状のほか、テープ状、シート状、リボン状などが含まれる。その厚さは安定した延伸を行なうために５〜３００μｍ、好ましくは５〜１５０μｍである。ＰＴＦＥフィルムは、ＰＴＦＥファインパウダーのペースト押出成形品をカレンダー加工することにより、またはＰＴＦＥモールディングパウダーの圧縮成形品からの削り出しにより、うることができる。
前記ＰＴＦＥフィルムの厚さとしては、５〜３００μｍであり、好ましくは５〜１５０μｍ、さらに好ましくは５〜１００μｍであり、該厚さが５μｍ未満では製法上の限界があり、３００μｍを超えると一軸延伸時、延伸負荷が大きくなりすぎて、装置としてはきわめて高価なものとなる傾向がある。
前記ＰＴＦＥフィルムの表面に熱溶融性樹脂からなる層を形成する方法としては、該熱溶融性樹脂からなるフィルムをラミネートするか、または該熱溶融性樹脂を含む分散液を塗布後乾燥して成膜すればよい。このときに用いる熱溶融性樹脂からなるフィルムとしては前記した熱溶融性樹脂から製造されたフィルムが用いられ、また熱溶融性樹脂を含む分散液としては、たとえばテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）の共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンの共重合体（ＦＥＰ）の乳化重合でえられた粒子径が０．１〜０．５μｍの水性分散体に、たとえば界面活性剤を加えたものなどが用いられる。
前記フィルムをラミネートして層を形成するには、該フィルムの融点以上でＰＴＦＥフィルム焼成体の融点以下の温度で、熱溶融性樹脂をＰＴＦＥフィルムに融着させればよい。
前記分散液を塗布して層を形成するには、ＰＴＦＥフィルムに該分散液をスプレーコーティング、ディップコーティングなどの方法により塗布したのち、２０〜１１０℃、好ましくは５０〜９０℃で、１０〜１２０分間赤外ランプと熱風オーブンを用いて乾燥し、さらに熱溶融性樹脂の融点より１０〜２０℃高い温度のオーブン中において、１０〜３０分程度焼成すればよい。
前記層の厚さとしては、ＰＴＦＥフィルムの厚さ以下でかつ２５μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下である。
前記層の厚さが前記範囲を超えると、スプリット工程やスリット工程において針刃などの刃先に作用する負荷が増大し、該針刃が損傷したり、前記ＰＴＦＥフィルムに設けられた熱溶融性樹脂の層が該針刃に巻きつく傾向がある。
なお、ＰＴＦＥフィルムの表面に熱溶融性樹脂からなる層を形成する工程は、層の厚さを薄くでき、開裂性が向上するという点から一軸延伸工程よりも以前に設定するのが好ましい。
本発明においては、ＰＴＦＥフィルムの表面の少なくとも一部に熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち一軸延伸を行うが、そのときの温度としては該熱溶融性樹脂の融点以上、該ＰＴＦＥフィルムの融点以下の温度であることが好ましい。
この理由は、ＰＴＦＥの表面は表面エネルギーがもっとも小さい部類に属するため、前記延伸により新たに現われるＰＴＦＥと熱溶融性樹脂との界面において、該熱溶融性樹脂の融点以下の温度であると、延伸後該界面で接着不良による層間剥離が発生するからである。
前記一軸延伸における延伸倍率としては、焼成の程度によって変えることが好ましく、ＰＴＦＥ半焼成体では少なくとも６倍、好ましくは１０倍以上し、ＰＴＦＥ焼成体では少なくとも３倍、好ましくは３．５倍以上とする。これは、ＰＴＦＥ半焼成体の方が長手方向への開裂性がわるいため、延伸によって配向を高める必要があるからである。また、微細な繊維をうるためには、可能な限り高倍率に延伸するのが望ましいが、延伸可能な倍率は焼成体では通常１０倍程度、半焼成体では３０倍程度である。
本発明において、ＰＴＦＥ一軸延伸フィルムを延伸方向にスプリットし網目構造とする手段としては、針刃ロール、好ましくは一対の針刃ロールが用いられる。網目構造とは、針刃ロールの針刃でスプリットされたＰＴＦＥ一軸延伸フィルムがバラバラの繊維にならず、スプリット後のフィルムを幅方向（フィルムの送り方向に直交する方向）に拡げたとき、図９のスケット図に示すように、網状になる構造をいう。このような網目構造をうるには、後述するように、ＰＴＦＥ一軸延伸フィルムの送り速度と針刃ロールの回転速度の関係、針刃ロールの植針の配列や密度などを適宜選定すればよい。
本発明においては、ＰＴＦＥがその融点付近においても優れた一軸配向性を保持しているので、たとえば前記ＦＥＰ、ＰＦＡのように一軸配向性に乏しい樹脂をＰＴＦＥの表面に層として設けたばあいでも、該層の厚さを特定の厚さ以下としかつ熱溶融して接着させることにより、容易にスプリットが可能となる。
本発明において、スプリットヤーンの裁断は、たとえばトウ紡績で使用されるカッターローラーとアンビルローラーの押し切りや、その他にシャーリングプレスのようなカッターにより行なうことができ、裁断長は２５〜２００ｍｍ、好ましくは３７．５〜１５０ｍｍである。裁断長が短すぎるとえらる綿状物の落綿率が多くなると共に交絡性もわるくなり、長くなりすぎると、綿状物の加工性たとえばウェブの均等な分割などに支障が出る。裁断されたスプリットヤーンはついで解繊機またはカード機により解繊されて綿状物にされる。
本発明におけるスリットとは、広幅の長尺のフィルムを可能な限り小幅のリボン状に長手方向に連続的に切断していくことである。切断は一軸延伸の前後の工程で採用することはできるが、本発明においては、スリット工程は、繊度の小さい繊維がえられやすいという点から、延伸工程の以前に行うのが好ましい。すなわち延伸によってスリットの幅がさらに小さくなり、したがって繊度も小さくすることができるからである。
図１０に示すように、本発明において、スプリットによってえられる綿状物を構成する繊維３３は、“縮れ”３６を一部に有するものが好ましい。この“縮れ”（捲縮）も交絡性の向上に寄与する。好ましい捲縮数は１〜１５個／２０ｍｍである。本発明のスプリット工程を含む製造方法によれば、特別の捲縮工程を経なくても、捲縮が生ずる。
しかしスリットによってえられた繊維はストレートであるためそのまま短く裁断して綿状物にしても繊維のクリンプ（捲縮）がないため、カード機に作用させたりすることがほとんどできない。そのために、スリットによりえられたフィラメントは加熱したギア式の歯車の間を通過させるなどして縮れ加工を施す必要がある。
本発明における前記各種工程の順序としては、ＰＴＦＥフィルムの表面に熱溶融性樹脂からなる層を形成したのち延伸し、スプリットすることにより網目構造を有するスプリットヤーンがえられ、これを長手方向に切断することによりループおよび／または分枝構造を有するマルチフィラメントがえられ、該スプリット後裁断、解繊することにより熱溶融性を有するＰＴＦＥ系綿状物がえられる。
また、ＰＴＦＥフィルムの表面に熱溶融性樹脂からなる層を形成したのちスリットし、延伸することにより熱融着性を有するＰＴＦＥ系繊維がえられ、該延伸後捲縮を付与し、任意の繊維長に裁断し、解繊することにより熱融着性を有するＰＴＦＥ系綿状物がえられる。
さらに、ＰＴＦＥフィルムを延伸したのち熱溶融性樹脂フィルムをラミネートし、スプリット、スプリットしたのち網目構造を長手方向に切断またはスリットすることによりＰＴＦＥ系繊維がえられ、繊維を裁断し、解繊することにより熱融着性を有するＰＴＦＥ系綿状物がえられる。
さらに、前記延伸の直後において、該延伸の温度以上で熱処理することにより、サーマルボンドの工程時の収縮を防ぐことができる。
本発明においてえられる前記ＰＴＦＥ系綿状物から不織布を製造するには、該ＰＴＦＥ系綿状物をカード機などによりウェブを構成し、このウェブを該溶融性樹脂の融点以上に加熱されたロール（エンボスロールが好ましい）で圧縮する方法などにより繊維間の融着を発生させ、繊維間を結合させて、いわゆるサーマルボンド不織布をうることができる。
このような方法によれば、従来ニードルパンチ法などで不織布を製造するときの脱毛の発生などがない。
つぎに、本発明は実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
実施例１
ＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン工業（株）製、商品名ポリフロンＦ−１０４、融点３４５℃）からペースト押出成形およびカレンダー加工により未焼成フィルムをえ、表１に示す条件で熱処理を行ない熱処理後のＰＴＦＥフィルムをえた。
なお、熱処理後のＰＴＦＥフィルムの物性について、融点は示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて昇温速度１０℃／ｍｉｎでの吸熱カーブのピークポイントにより、厚さはマイクロメーターを用いて測定を行なった。結晶転化率はつぎの式によって計算される：
結晶転化率＝（Ｓ₁−Ｓ₃）／（Ｓ₁−Ｓ₂）
ここで、Ｓ₁はＰＴＦＥ未焼成体の前記ＤＳＣでの吸熱カーブの面積、Ｓ₂はＰＴＦＥ焼成体の吸熱カーブの面積、Ｓ₃はＰＴＦＥ半焼成体の吸熱カーブの面積である。
結果を表１に示す。
この熱処理後のＰＴＦＥフィルムと熱溶融性樹脂フィルムとしてのＰＦＡフィルム（ダイキン工業（株）製、商品名ネオフロンＰＦＡフィルム、融点３０５℃）とを、図１に示す装置を用いて、表１に示す条件によりラミネートを行ないラミネートフィルムをえた。
図１において、１は熱処理後のＰＴＦＥフィルム、２は予熱ロール、３および４は加熱ロール、５は熱溶融性樹脂フィルム、６は押えロール、７はラミネートフィルムを示し、該それぞれのフィルムは加熱ロール３においてラミネートされる。
つぎに、前記ラミネートフィルムを図２に示す装置を用いて表２に示す延伸の条件により一軸延伸を行ない一軸延伸フィルムをえた。なお、スリットカッターナイフ９は使用せず、加熱ロール１０の表面にはラミネートフィルム８のＰＴＦＥの面が接触するようにする。
図２において、８はラミネートフィルム、９はスリットカッターナイフ（刃先が１５０μｍの間隔で約２００ｍｍの幅まで並べてセットされている）、１０および１１は加熱ロール、１２は冷却ロール、１３は巻取フィルムを示し、ラミネートフィルム８は加熱ロール１０において加熱下で一軸延伸される。
この一軸延伸フィルムの厚さを前記と同様の方法により測定した。結果を表２に示す。
この一軸延伸フィルムの熱溶融性樹脂層のうえから油性染料（（株）サクラクレパス製、商品名カラーインキ（登録商標）の補充液）をトルエン溶液でほぼ５倍に希釈し、ＰＴＦＥフィルムに浸透したかどうかを目視により測定した。結果を表２に示す。
前記一軸延伸フィルムを図３に示すような上下一対の針刃ロールを通過させることによりスプリットを行った。このときのフィルムの送り速度（ｖ１）は５ｍ／ｍｉｎ、針刃ロールの周速（ｖ２）は３０ｍ／ｍｉｎで、ｖ２／ｖ１速度比を６倍で行った。
針刃ロールの形状および上下針刃ロールの噛み合せ具合について述べると、まず図３の上下一対の針刃ロールと等速にフィルムを通過させたところ図４に示す針の刺し模様がえられた。図３において、１４はフィルム、１５は上針刃ロール、１６は下針刃ロール、１７および１８はそれぞれ針刃を示す。図４において、Ａは上針刃ロールの針穴で円周方向のピッチ（Ｐ１）は２．５ｍｍ、またＢは下針刃ロールの針穴でピッチ（Ｐ２）はＰ１同樣２．５ｍｍであった。針刃ロールの長手方向植針数ａは１ｃｍあたり１３本であった。また図５に示したように植針角度は前記針刃ロール間に引き込まれるフィルムに対して鋭角になるようにしてある。図５において、１４、１６および１８は前記と同じ部分を示す。
上下針刃ロールの噛み合せ具合ついては図４からもわかるように上針刃ロールと下針刃ロールの針が円周方向に対して交互になるものであった。なお、針刃ロールの長手方向長さは２５０ｍｍ、直径は針刃ロールの先端で５０ｍｍであった。
スプリットされた一軸延伸フィルムを７０ｍｍに裁断し、図６に示したカード機（型式ＳＣ３６０−ＤＲ、（株）大和機工製）を通すことにより解繊してステープルファイバーをえた。図６において、１９は綿塊コンベア、２０はカード機、２１はドッファ、２２はドラムを示す。
えられたステープルファイバーについてつぎの試験を行なった。
分枝数：前記ステープルファイバーからランダムにサンプリングした１００本を紙上にならべて分枝数を目視により測定した（５ｃｍあたりの最小数）。
捲縮数：ＪＩＳＬ１０１５の方法に準じ、（株）興亜照会製の自動捲縮性能測定機を用いてランダムにサンプリングした１００本の繊維を測定した（ただし分枝に存在する捲縮は測定しない）（２０ｍｍあたりの最小数）。
繊度：繊維の共振を利用して測定する電子式繊度測定器（サーチ（Ｓｅａｒｃｈ）社製）を用いてランダムにサンプリングした１００本の繊維を測定した。
なお、測定対象とする繊維は、本測定器で測定できる３ｃｍ以上のものを幹、分枝の別なく選択する。ただし３ｃｍの区間に大きな分枝があったり、分枝が数多く存在するものは測定結果に影響を生ずるから除外した。前記測定器で測定することができる繊度は２〜７０デニールの範囲である。また、２デニール未満のものについては、測定困難のために除外した。
繊維長：ランダムにサンプリングした１００本を紙上に並べ一番長い部分を直線として測定した分布数。
吸熱ピーク：繊維約１０ｍｇをＤＳＣにて昇温速度１０℃／ｍｉｎで２００〜３８０℃の吸熱カーブよりピークの位置に相当する温度を求めた。
結果を表３に示す。
つぎに、前記ステープルファイバーを図６に示すカード機に再び作用させてドッファからウェブをはがし、ラチス（ウェブ搬送のコンベア）、クロスラッパー（ウェブを重ねて目付を調整する装置）で約３０ｃｍの幅でウェブを折り返し、目付の平均値が２５０ｇ／ｍ²のウェブをえ、さらにこれを図７に示す加熱されたニップロールに表４に示す条件で通過させて不織布をえた。図７において、２３はウェブ搬送ベルト、２４は加熱ロール、２５はエンボスロール、２６は熱圧着シートを示す。
えられた不織布についてつぎの試験を行なった。
目付：作製された不織布の中央部から２０ｃｍおきに１０ｃｍの正方形１０枚を切り抜いて重量を測定し、その値を１ｍ²に換算したときの重量を測定した。平均値も測定値も下１桁は、四捨五入した。
厚さ：目付測定用にサンプリングした不織布の中心点をＰＥＡＣＯＣＫ（登録商標）（ＯＺＡＫＩＭＧＦＣＯ，ＬＴＤ．製）のダイアル厚み計で１０個分を測定した。測定値は下１桁を四捨五入した。
長手方向の強度：目付測定用にサンプリングしたサンプルを１枚おきに採取した５枚からその１枚の中心点を不織布製造の進行方向と同方向に３ｃｍ幅に切り、引張速度２００ｍｍ／分で破断したときの荷重の値で小数点以下第２位を四捨五入した。ただし、実施例５、６は小数点以下第３位を四捨五入した。
幅方向の強度：長手方向の測定に用いた残りのサンプルを不織布製造の進行方向に対して垂直に３ｃｍ幅に切り、長手方向と同様に測定した。ただし、実施例５、６は小数点以下第３位を四捨五入した。
圧損：目付測定用に使用したサンプル１０点を直径７５ｍｍの通風管にはさみ、その通風管に空気流０．５ｃｍ／ｓｅｃを通過させたときのサンプルの前後の差圧を圧損とした（１０点の測定値）。
通気度：目付測定用に使用したサンプル１０点をフラジール型試験器で１２．７ｍｍＨ₂Ｏの圧損時の空気通過流量を測定した。測定値、平均値は下１桁を四捨五入した。
結果を表５に示す。
実施例２および３
表１、２および４に示す条件を採用したこと以外は、実施例１と同様の方法により不織布をえた。なお、実施例３においては、フィルムの送り速度ｖ１を５ｍ／ｍｉｎ、針刃ロールの周速ｖ２を１５ｍ／ｍｉｎ、ｖ２／ｖ１速度比を３とした。
また、実施例１と同様の方法により物性測定、試験を行なった。
結果を表１〜５に示す。
実施例４
実施例３において一軸延伸を行なったのち、図１に示す装置を用いて予熱ロールの周速を０．１０ｍ／ｍｉｎ、加熱ロール３の温度を３６０℃、その周速を０．１１ｍ／ｍｉｎ、加熱ロール４の周速を０．１１ｍ／ｍｉｎの条件で再熱処理を行なったこと以外は、実施例３と同様の方法により不織布をえた。なお、再熱処理後のフィルムの厚さは１３μｍであった。
また、実施例１と同様の方法により物性測定、試験を行なった。
結果を表１〜５に示す。
実施例５
表１の条件を採用したこと以外は実施例１と同様の方法によりラミネートフィルムをえ、図２に示す装置においてスリットカッターナイフを用い表２に示す条件を採用したこと以外は実施例１と同様の一軸延伸を行ない、実施例４と同様の再熱処理を行ない、繊度が約２０デニールのモノフィラメントからなるマルチフィラメントをえた。なお、一軸延伸の際、図２における加熱ロール１０の表面にはラミネートフィルム８のＰＴＦＥ面が接触するようにする。
えられたマルチフィラメントを２８０℃に加熱したギア式クリンプ加工機を用いて５個／２０ｃｍの捲縮を付与し、さらに繊維長が７５ｍｍになるように裁断機により裁断してステープルファイバーをえた。
つぎに、このステープルファイバーを図６に示すカード機に作用させてドッファとラチスの最短距離を５ｃｍに接近させてウェブを搬送し、クロスラッパーを使用して幅が約３０ｃｍのウェブを折り返して目付が約３００ｇ／ｍ²のウェブをえた。
さらに、このウェブを図８に示す装置を用いて熱風により融着させる。図８において、２７はウェブ、２８はラチス（ウェブ搬送）、２９は上側押えベルト（ＳＵＳ１０メッシュ金網ベルト）、３０は下側支えベルト（ＳＵＳ１０メッシュ金網ベルト）、３１は熱風発生循環装置、３２はボンディングされたウェブを示す。すなわち、ウェブをラチスから金網にのせ、かつ上方から金網でウェブを押え、３００℃の熱風が循環するダクト内を１０秒間通過させて接触している繊維を接着させてサーマルボンド法による不織布をえた。なお、再熱処理後のフィルムの厚さは２０μｍであった。
実施例１と同様の方法により物性測定、試験を行なった。なお、実施例５において、ステープルファイバーの繊維長はすべて７５ｍｍであった。
結果を表１〜３および５に示す。
実施例６
実施例１においてえられた未焼成フィルムを表２に示す条件で一軸延伸を行なったのち、表１に示す条件で熱処理を行なってＰＴＦＥフィルムの片面にＦＥＰの分散液（ダイキン工業（株）製、登録商標ネオフロンＦＥＰディスパージョンＮＤ−４）をキッスロールでコーティングし、１２０℃で５分間乾燥炉内を通過させ、さらに３００℃で５分間加熱炉を通過させて、ＦＥＰ層の厚さが１０μｍの塗工フィルムをえた。
つぎに、この塗工フィルムについて表２に示す条件を採用したこと以外は実施例１と同様の方法により一軸延伸を行ない、実施例４と同様の再熱処理を行ない、一軸延伸フィルムをえた。なお、再熱処理後のフィルムの厚さは１２μｍであった。
えられた一軸延伸フィルムから実施例１と同様の方法によりステープルファイバーをえた。
えられたステープルファイバーから実施例５と同様の方法によりウェブをへてサーマルボンド法による不織布をえた。
実施例１と同様の方法により物性の測定、試験を行なった。
結果を表１〜３および５に示す。

実施例７
実施例１でえられたスプリットヤーンを０．５ｍｍ幅の刃が２ｍｍ間隔に植針された櫛状の刃を２回通過させることによって網目を切断してループおよび／または分枝構造を有するマルチフィラメントの束をえた。この束を約４００デニールに細分して３本を検撚機にて撚り数５回／２５ｍｍで撚り糸をえた。この撚り糸を３２０℃のオーブン中を５秒間通過させた結果、この撚糸は再び撚り戻りのできない繊維間が融着した羽毛を有する加工糸をうることができた。
実施例８
実施例５でえられたマルチフィラメントの束を約３００デニールに細分して実施例７と同様の方法により撚糸をえた。この撚糸を３００℃のオーブン中を５秒間通過させた結果、この撚糸は再び撚り戻しのできない繊維間が融着した羽毛のない加工糸をうることができた。
実施例９
実施例１において、延伸後のフィルムを３４０℃のオーブン中を１５秒間通過させたこと以外は実施例１と同様の方法により綿状物をえた。
実施例１および９においてえられた繊維の一端をガラス板に接着剤で固定して繊維長（Ｌ１）を測定し、その上にさらにガラス板をのせ、２００℃、２５０℃、３００℃の電気炉内で３０分間保持させたのち、繊維長（Ｌ２）を再度測定し収縮率を求めた。なお、収縮率は、それぞれサンプル数５本について｛（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１｝×１００（％）で求めた値からの平均値を算出した。
結果を表６に示す。

比較例１
実施例１において、スプリット前のＰＦＡフィルム層の厚さが６０μｍであったフィルムを実施例１と同様の方法でスプリットしたが、スプリット工程において針刃ロールの針にフィルムが巻きつくトラブルが発生した。
比較例２
実施例２において、延伸工程における加熱ロール１０の温度として２６０℃を採用したこと以外は実施例２と同様の方法を試みようとしたが、スプリット工程において微粉、繊維くずが発生した。
比較例３
実施例３において、延伸工程における加熱ロール１０の温度として２８０℃を採用したこと以外は実施例３と同様の方法を試みようとしたが、スプリット工程において、針刃ロールの針へフィルムが巻きついたり、微粉が発生した。
比較例４
実施例５において、延伸工程における加熱ロール１０の温度として２５０℃を採用し、再熱処理工程を省略したこと以外は実施例５と同様の方法を試みようとしたが、延伸工程においてＦＥＰの層が剥離してきた。
産業上の利用可能性
前記の結果から明らかなように、本発明のＰＴＦＥ系繊維は、交絡性に優れ、熱融着性が著しく改良されたものである。
また本発明のＰＴＦＥ系綿状物は、熱融着性に優れたものであり、サーモルボンド法で製造される不織布などに好適に用いられうる。
また本発明は、スプリットヤーンの製法であり、交絡性、熱融着性に優れたスプリットヤーンの製法を提供できる。
また本発明は、ループおよび／または分枝構造を有するマルチフィラメントの製法であり、交絡性および熱融着性に優れたマルチフィラメントの製法を提供できる。
さらに本発明は、モノフィラメントの製法であり、熱融着性を有するモノフィラメントの製法を提供できる。
さらに本発明は、ＰＴＦＥ系綿状物の製法であり、熱融着性に優れ、サーモルボンド法で製造される不織布用のＰＴＦＥ系綿状物の製法を提供できる。
さらに本発明は、ＰＴＦＥ系綿状物の製法であり、熱融着性に優れたＰＴＦＥ系繊維の製法を提供できる。
さらに本発明は、前記一軸延伸の直後に、該一軸延伸の温度以上において熱処理することにより熱収縮率の小さいＰＴＦＥ系繊維ならびにそれからえられるＰＴＦＥ系綿状物、スプリットヤーン、モノフィラメントおよびループおよび／または分枝構造を有しているマルチフィラメントがえられる。

Claims

ポリテトラフルオロエチレン繊維の表面の少なくとも一部に熱溶融性樹脂からなる層が設けられており、
該ポリテトラフルオロエチレン繊維がループおよび／または分枝構造を有しているマルチフィラメントであり、かつ
該熱溶融樹脂が、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体および／またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体であるポリテトラフルオロエチレン系繊維。
前記ポリテトラフルオロエチレン繊維が、ポリテトラフルオロエチレン半焼成体の一軸延伸物である請求の範囲第１項記載の熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維。
前記ポリテトラフルオロエチレン繊維が、ポリテトラフルオロエチレン焼成体の一軸延伸物である請求の範囲第１項記載の熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維。
請求の範囲第１項記載のループおよび／または分枝構造を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維からなる熱融着性を有するポリテトラフルオロエチレン系綿状物。
ポリテトラフルオロエチレンフィルムの表面の少なくとも一部に、融点がポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点より低い熱溶融性樹脂であるテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体および／またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなる層を形成したのち、該熱溶融性樹脂の融点以上かつ該ポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で少なくとも３倍に一軸延伸し、さらにこの一軸延伸したフィルムをスプリットし、えられたスプリットヤーンの網目構造を長手方向に切断することを特徴とする熱融着性を有しループおよび／または分枝構造を有するマルチフィラメントの製法。
ポリテトラフルオロエチレンフィルムの表面の少なくとも一部に、融点がポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点より低い熱溶融性樹脂であるテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体および／またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなる層を形成したのち、熱溶融性樹脂の融点以上かつポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で少なくとも３倍に一軸延伸したフィルムをスプリットし、えられたスプリットヤーンの網目構造を長手方向に切断し、裁断し、解繊することを特徴とする熱融着性を有しループおよび／または分枝構造を有するポリテトラフルオロエチレン系綿状物の製法。
ポリテトラフルオロエチレンフィルムを一軸延伸したのち、これに熱溶融性樹脂であるテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体および／またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体の融点以上かつポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で熱溶融性樹脂のフィルムをラミネートし、さらにスプリットし、えられたスプリットヤーンの網目構造を長手方向に切断することを特徴とする熱融着性を有しループおよび／または分枝構造を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維の製法。
ポリテトラフルオロエチレンフィルムを一軸延伸したのち、これに、熱溶融性樹脂であるテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体および／またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体の融点以上かつポリテトラフルオロエチレン焼成体の融点以下の温度で熱溶融性樹脂のフィルムをラミネートし、さらにスプリットし、えられたスプリットヤーンの網目構造を長手方向に切断し、さらに裁断し、解繊することを特徴とする熱融着性を有しループおよび／または分枝構造を有するポリテトラフルオロエチレン系線状物の製法。
前記一軸延伸の直後に、該一軸延伸時の温度以上の温度において熱処理することを特徴とする請求の範囲第５項〜第８項のいずれかに記載の製法。
前記熱溶融性樹脂のフィルムとして、前記ポリテトラフルオロエチレンフィルムの厚さ以下の厚さを有するテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなるものを用いる請求の範囲第８項記載の熱融着性を有しループおよび／または分枝構造を有するポリテトラフルオロエチレン系綿状物の製法。
前記熱溶融性樹脂のフィルムとして、前記ポリテトラフルオロエチレンフィルムの厚さ以下の厚さを有するテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなるフィルムを用いる請求の範囲第７項記載の熱融着性を有しループおよび／または分枝構造を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維の製法。
前記熱溶融性樹脂からなる層は、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体および／またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体の分散液を前記ポリテトラフルオロエチレンフィルムに塗布して設けたものであり、その厚さは該ポリテトラフルオロエチレンフィルムの厚さ以下であることを特徴とする請求の範囲第６項記載の熱融着性を有しループおよび／または分枝構造を有するポリテトラフルオロエチレン系綿状物の製法。
前記熱溶融性樹脂からなる層は、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体および／またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体の分散液を前記ポリテトラフルオロエチレンフィルムに塗布して設けたものであり、その厚さは該ポリテトラフルオロエチレンフィルムの厚さ以下であることを特徴とする請求の範囲第５項記載の熱融着性を有しループおよび／または分枝構造を有するマルチフィラメントの製法。