JP6488430B2 - フッ化ビニリデン系樹脂ファイバー及びシート状構造体 - Google Patents
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Description
本実施形態に係るフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー(以下、単に「ファイバー」ともいう)は、複数のフッ化ビニリデン系樹脂フィラメントを用いてなるファイバーであって、当該ファイバーは、ガラス転移温度が−28℃以上であり、100℃での熱収縮率が2%以上である。
本明細書において、フィラメントとは、1本の単糸を意味する。本実施形態に係るフッ化ビニリデン系樹脂フィラメント(以下、単に「フィラメント」ともいう)は、フッ化ビニリデン系樹脂からなるフィラメントを意味するものとする。なお、フッ化ビニリデン系樹脂については、詳しくは後述する。
本実施形態に係るファイバーは、複数のフッ化ビニリデン系樹脂フィラメントを用いてなる繊維状の構造物を意味するものとする。本実施形態のファイバーは、複数のフィラメントを一体化してなるものであり、一般的にマルチフィラメントと呼ばれる形態を意味する。
本明細書において、ガラス転移温度(以下、「Tg」ともいう)とは、ファイバーの剛性及び粘度が変化する開始温度を示す。つまり、ガラス転移温度以上になると分子鎖のミクロブラウン運動が開始するため、非晶部が可動し始める温度と言える。通常フッ化ビニリデン単独重合では−40℃付近に現れる。つまり、これより高温側にガラス転移温度が現れることは、非晶部が可動する温度域が高くなることを意味しており、非晶部の剛直性を反映している。
本明細書において熱収縮率とは、本発明のファイバーを100℃で加熱したときに当該ファイバーの長手方向に生じる収縮の割合であり、以下の式で求められる。
=加熱後のファイバーの長さ(m)/加熱前のファイバーの長さ(m)×100
本実施形態に係るファイバーは、100℃での熱収縮率が2%以上であればよく、熱収縮率が大きいほどファイバーが剛直性であると推定される。
本実施形態において、平均複屈折率は、一般に使用されるコンペンセーターを用いて測定することができ、具体的には、例えば後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
本実施形態において、引張強度は、一般に使用される引張試験機を用いて測定することができ、具体的には、例えば後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
本実施形態において、引張伸度は、一般に使用される引張試験機を用いて測定することができ、具体的には、例えば後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
本明細書において、フッ化ビニリデン系樹脂とは、フッ化ビニリデン(以下、「VDF」ともいう)モノマーを主成分とする重合体を意味する。本実施形態に係るフッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンモノマーと他のモノマーとのフッ化ビニリデン共重合体であってもよく、あるいは、フッ化ビニリデンモノマー1種のみから構成されるフッ化ビニリデン単独重合体であってもよい。
本実施形態において、インヘレント粘度は、試料を溶媒であるジメチルホルムアミドに溶解し、ウベローデ粘度計を用い、30℃において一定容量の液が毛管中を自然落下する時間を測定して求めることができる。
以下、本実施形態に係るファイバーの製造方法(以下、本製造方法ともいう)の一実施形態について具体的に説明するが、本製造方法は以下の方法に限定されるものではない。
本実施形態に係るフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーは、必要に応じて、さらに帯電防止、難燃、防炎、抗菌、消臭、防臭処理等の処理又は各種表面加工処理を施してもよい。
以上の通り、本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一態様は、複数のフッ化ビニリデン系樹脂フィラメントを用いてなるファイバーであって、当該ファイバーは、ガラス転移温度が−28℃以上であり、100℃での熱収縮率が2%以上である。
フッ化ビニリデン系樹脂として、ペレット状のポリフッ化ビニリデン(以下、PVDFともいう)(株式会社クレハ製 KFポリマー、融点173℃、インヘレント粘度0.85dL/g)を用いた。
延伸温度130℃、延伸倍率4.25とした以外は、実施例1と同様にしてファイバーを得た。
延伸温度130℃、延伸倍率3.50とした以外は、実施例1と同様にしてファイバーを得た。
延伸温度130℃、延伸倍率3.00とした以外は、実施例1と同様にしてファイバーを得た。
ドラフト率60、延伸温度100℃、延伸倍率5.50、緩和温度100℃とした以外は、実施例1と同様にしてファイバーを得た。
延伸温度130℃、延伸倍率4.25、緩和温度150℃、緩和率10%とした以外は、実施例1と同様にしてファイバーを得た。
実施例1で使用したPVDFのインヘレント粘度を1.00dL/gに変えてさらに、実施例1におけるノズルの孔径を2mm、ドラフト率2550に変えたとともに、ファイバーを延伸しないこと以外は、実施例1と同様にして、ファイバーを得た。
比較例1で得られたファイバーを非連続工程、すなわち、比較例1で得られた未延伸のファイバーを一旦巻き取ってから、この巻き取った未延伸のファイバーを別の工程において延伸温度144℃、延伸倍率1.16倍で延伸して、延伸してファイバーを得た。
実施例1におけるドラフト率を120にして、フィラメントを得た。
実施例1〜6、比較例1〜3によって得られた各フッ化ビニリデン系樹脂ファイバーのそれぞれについて、それらのフィラメントの直径、平均複屈折率、ガラス転移温度、100℃での熱収縮率、引張強度及び引張伸度を評価した。その結果を表1に示す。また、具体的な評価方法を以下に説明する。
長さ1mのPVDFの延伸していないフィラメントを、マイクロメーターで20点測定し、平均値を求めた。
引張試験機(テンシロン オリエンテック社製)を用いて、延伸していないファイバー(比較例1)は試験試料長100 mm , クロスヘッド速度 300 mm/分の条件で試験を行い、 延伸したファイバーは試験試料長 300 mm, クロスヘッド速度 300mm/分の試験条件、測定回数5回で測定した。尚、強度、及び伸度の結果は、破断値(最大点)の平均を用いた。
動的粘弾性測定装置(DMS6100:セイコー・アイ・インスツル製)を用いて、試験試料長3 mm、周波数を0.5,1.0,5.0,及び10Hzの4点に設定し、測定温度範囲−100℃から180℃まで昇温速度:2℃/分で測定した。ガラス転移温度(Tg)は周波数10Hzに現れたTgに由来する分散のピーク温度とした。
サンプル100mを枠周1mの巻返し機にかせ上げし、得られたかせの一端を固定し、他端に20gの分銅をかけて、かせ長さLを測定した。次に、分銅を外し、100℃の乾熱炉中に吊り下げて30分間放置した後、室温まで冷却した。その後、再び、かせの一端を固定し、他端に20gの分銅をかけて、かせ長さLHTを測定し、次式により乾熱収縮率(%)を算出した。
乾熱収縮率(%) =(L−LHT)/L × 100
ここで、Lは熱処理前のかせ長さ(m)、LHTは熱処理後のかせ長さ(m)を示す。
Claims (11)
- 複数のフッ化ビニリデン系樹脂フィラメントを用いてなるファイバーであって、当該ファイバーは、ガラス転移点が−28℃以上であり、100℃での熱収縮率が2%以上13.2%以下であることを特徴とするフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー。
- 平均複屈折率が30×10−3以上であることを特徴とする、請求項1に記載のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー。
- 上記フィラメントの直径が5μm以上、80μm未満であることを特徴とする、請求項1または2に記載のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー。
- 上記フッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンモノマーの単独重合体であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー。
- 上記フッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンモノマーと他のモノマーとのフッ化ビニリデン共重合体であって、当該他のモノマーは、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン及びクロロトリフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー。
- 上記フッ化ビニリデン共重合体は、フッ化ビニリデンモノマーを90モル%以上含むことを特徴とする、請求項5に記載のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー。
- 上記フッ化ビニリデン系樹脂は、インヘレント粘度が0.70dL/g以上、0.95dL/g以下であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー。
- 引張強度が2.0cN/dtex以上であり、引張伸度が50%以下であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー。
- 平均複屈折率が40×10−3以上であり、引張強度が3.1cN/dtex以上であり、引張伸度が40%以下であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーを用いてなることを特徴とするシート状構造体。
- 網目状に形成されていることを特徴とする、請求項10に記載のシート状構造体。
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