JPH05287700A - フッ素繊維成形体及びその製造方法 - Google Patents

フッ素繊維成形体及びその製造方法

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JPH05287700A
JPH05287700A JP4114258A JP11425892A JPH05287700A JP H05287700 A JPH05287700 A JP H05287700A JP 4114258 A JP4114258 A JP 4114258A JP 11425892 A JP11425892 A JP 11425892A JP H05287700 A JPH05287700 A JP H05287700A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 通気性、通液性を有し、かつ均一な厚さの層
で構成されたフッ素繊維立体成形体と、その製造方法を
提供する。 【構成】 フッ素繊維を主成分とした抄紙原料を立体抄
き型を用いて湿式抄造法により成形原体を作製し、得ら
れた該成形原体をフッ素繊維の融点以上の温度で熱処理
して予備成形体としたのち、さらに、該予備成形体を製
品寸法に対応した雌雄の型に嵌入して熱処理を行って得
られるフッ素繊維成形体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フッ素系繊維を用いた
多孔質の成形品に関し、より詳しくは、理化学機器や化
学工業等で使用される耐熱性および耐薬品性を有する成
形フィルター材およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フッ素系樹脂、とりわけポリテトラフロ
ロエチレン(以下、PTFEと称す)は耐熱性、耐薬品
性がともに大きく、非粘着性も優れた高分子材料である
ので、フィルター等多孔質成形品の用途展開が求められ
ている。従来、フィルター等に適用可能な多孔質のフッ
素系樹脂の成形品としては、PTFE繊維の抄紙原料を
用いて、湿式抄紙法によって多孔性シートを作製する方
法や微細な孔を有する延伸フィルム等が知られている
が、いずれも薄葉シート物しかなく、これらのシートを
積層して型に入れて加熱圧着しても、収縮によって、成
形体を得ることは極めて困難であり、また多孔性を維持
することもできないという問題がある。したがって、微
小な孔を多数有する厚さの均一なフッ素系樹脂の成形
品、すなわちカップ型や円筒状の成形体を得ることは従
来は不可能であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上述の問題点に鑑みてなされたものである。従
って、本発明の目的は、微小な孔を均質に有する厚さ均
一なフッ素樹脂成形体を提供することにある。本発明の
他の目的は、耐熱性及び耐薬品性を有する成形フィルタ
ー材を容易に製造することができる方法を提供すること
にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来の技術
における上述の問題を解決するために研究を進めた結
果、フッ素繊維を主成分とする抄紙原料を、金網抄き型
を用いて湿式抄造することにより、上記の問題が解決で
きることを見出し、本発明を完結するに至った。即ち、
本発明のフッ素繊維成形体は、フッ素樹脂よりなる繊維
が互に融着して形成された多孔質成形体であって、少な
くとも一面に開口部を有する任意の形状の立体構造から
なることを特徴とする。
【0005】本発明において用いられるフッ素繊維とし
ては、熱可塑性フッ素樹脂から作られたもので、その主
成分としては、PTFE、テトラフロロエチレン−ヘキ
サフロロプロピレン共重合体、エチレン−テトラフロロ
エチレン共重合体、エチレン−ヘキサフロロプロピレン
共重合体、クロロトリフロロエチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体等があげられるが、中でもPTFE系重
合体ディスパージョンを高分子電解質又はビスコースを
マトリックス物質として紡糸して得られるPTFE系繊
維(商品名:トヨフロン、昭和工業社製)が、本発明で
は好適に使用できる。
【0006】本発明の第一の製造方法はフッ素繊維の抄
紙原料を金網抄き型を用いた湿式抄紙法により脱水、乾
燥して成形原体を形成し、しかるのち、該成形原体を、
熱処理後の該成形原体の内壁に密着可能な型に載置し、
前記フッ素系繊維の融点以上に加熱して繊維間を融着す
ることにより、予備成形体を作成したのち、さらに該予
備成形体の形状に対応した雌雄の型に該予備成形体を嵌
入し熱圧成形することを特徴とする。
【0007】本発明の第一の製造方法について、図面を
参酌して詳細に説明する。図1は、本発明を実施するた
めに使用する成形原体作成用の金網抄き型の一例であ
る。図中(1)は、一面に開口部を有し、他面が70メ
ッシュの金網で構成された立体抄き型であり、(12)
は、該抄き型に抄き取られた成形原体層の状態を示した
ものである。図2は、本発明を実施するために使用する
抄紙装置の一例である。図中(7)は、原料浴槽であ
り、内部に設けた抄き型支持台(2)に金網抄き型
(1)がセットされ、循環パイプ(8)によって、液溜
タンク(6)に連結されている。(10)は分散型注水
パイプであり、(3)は希釈水注入用電磁弁、(4)は
排水用電磁弁、(9)は原料液の循環用電磁弁、(5)
は循環ポンプ、(11)が操作盤である。図3は、予備
成形体作成に使用する装置の一例である。図中(13)
は加熱処理後の成形原体すなわち、予備成形体の内壁に
密着可能な型であり、(12′)は予備成形体である。
図4は、予備成形体を熱圧成形するために使用する装置
の一例であり、図中(14),(15)は予備成形体の
形状に対応した雄雌の型である。
【0008】本発明を実施するには、まずフッ素繊維を
水に分散させ、十分に離解させて抄紙原料を調製する。
次に、金網抄き型(1)を抄き型支持台(2)にセット
した原料浴槽(7)に、電磁弁(3)を操作して水を所
定水位まで入れてから、分散型注水パイプ(10)を通
して、前記、抄紙原料を加えて、浴槽内の繊維濃度を調
整し、十分に撹拌した後、電磁弁(9)、および(4)
を操作して吸引脱水させ、金網抄き型(1)の内壁に均
一な厚さのフッ素繊維層(12)を形成させる。次い
で、形成したフッ素繊維層を、金網抄き型ごと取出し
て、乾燥機で乾燥することにより成形原体を作製でき
る。
【0009】本発明においては、小型の成形体を製造す
る場合には、供給される抄紙原料を一度に吸引脱水して
成形原体を形成させることができるが、繊維層が厚い場
合や大型の成形体の場合には、抄紙原料を一度の吸引脱
水によって成形原体を形成させるのではなく、前記抄紙
原料を液溜タンクから原料浴槽へ循環させることによっ
て、繰り返し吸引脱水し、均一な繊維層を形成させるこ
とができる。
【0010】本発明で用いられる成形原体作成用の金網
抄き型としては、前記図1に示したものに限定されるも
のではなく、例えば、円筒型、円錐型、立方体、管状等
が可能である。また、上記抄き型に用いられる金網とし
ては、50〜100メッシュ、好ましくは60〜90メ
ッシュのものが適用される。金網が50メッシュ以下で
は繊維の流失が多く(歩留が悪い)、均一な地合形成が
困難になり、100メッシュ以上では、繊維による目結
りが生じやすく均質な地合形成が困難になるので好まし
くない。
【0011】本発明においては、湿式抄紙法で得た前記
成形原体を、フッ素樹脂の融点以上の温度で熱処理し
て、該フッ素繊維の交絡点を融着させることによって実
用的な強度を有する予備成形体を作製することができ
る。この場合、該熱処理時に生ずる成形原体の収縮や変
形を考慮して、前記した如く加熱処理後の成形原体、つ
まり予備成形体の内壁に密着できるような型(図3)に
載置することが必要である。また、この型としては、図
1に示されるような金網製の型も本発明では適用でき
る。
【0012】次に、前記予備成形体を、製品寸法に応じ
た雌雄の型(図4)に嵌入して熱圧成形することにより
本発明のフッ素繊維成形体を製造することができる。こ
の際、圧力の条件が強すぎると、予備成形体は透明化し
細孔が潰れてしまうので好ましくない。また熱圧成形に
用いられる雌雄の型の材質としては、ステンレス製のも
のが、熱伝導性がよく、かつ腐蝕生成物の発生がないと
いう点で好ましい。
【0013】本発明の第二の製造方法はフッ素系繊維と
自己接着性能を有する繊維を主成分としてなる抄紙原料
を金網抄き型を用いた湿式抄紙法により、脱水、乾燥し
て成形原体を形成し、しかるのち、該成形原体を、加熱
処理後の成形原体の内壁が密着可能な型に載置し、フッ
素繊維の融点以上の温度で加熱して自己接着性を有する
繊維を分解するとともにフッ素繊維間を融着させて予備
成形体を作製する。ついで該予備成形体を製品寸法に応
じた雌雄の型に嵌入して、熱処理を施すことによって前
記自己接着性を有する繊維を除去して成形することを特
徴とする。
【0014】本発明の第二の製造方法で用いられる自己
接着性能を有する繊維としては、通常、製紙用として用
いられる木材、綿、麻等の植物繊維からなる天然パルプ
やポリビニルアルコール繊維、さらに天然高分子や合成
高分子からなる製紙用紙力増強剤などを挙げることがで
き、中でもポリビニルアルコール繊維(商品名:フィブ
リボンド−VPB−105,クラレ社製)、微細セルロ
ース繊維(商品名:MFC−100,ダイセル化学工業
社製)等が本発明では好適に使用できる。
【0015】
【実施例】以下に実施例について、本発明をより詳細に
説明する。 実施例1 ポリテトラフロロエチレン繊維(商品名トヨフロン、昭
和工業社製)100重量部を水5lに加えて、繊維固形
分濃度1.8%に調製したものを撹拌分散せしめて繊維
を十分に離解したのち、製紙用ポリアクリルアミド系分
散粘剤溶液(固形分濃度0.0006%)を添加して抄
紙原料とした。次に、図1に示す金網抄き型(1)を図
2に示す如く原料浴槽(7)中にセットし、注水用電磁
弁(3)を操作して、原料浴槽の所定水位まで水を入れ
たのち、前記抄紙原料を分散性注水パイプ(10)を通
して規定量加えて、原料浴槽内での繊維濃度を0.2%
に調製した。ついで十分に撹拌した後、電磁弁(9)お
よび(4)を操作して吸引脱水させて金網抄き型上にフ
ッ素系繊維を均一に堆積させて繊維層を形成させた。次
に該繊維層を金網抄き型ごと原料浴槽から取り出してそ
のまま120℃の温度で乾燥して成形原体を得た。
【0016】こうして得られた該成形原体を、図3に示
した型(13)の上にかぶせて加熱炉中で温度350
℃、加熱時間30分の条件で熱処理を施して、予備成形
体を得た。次に上記予備成形体を図4に示す、該予備成
形体に対応した形状のステンレス製の雌雄の型に嵌入
し、圧力25g/cm2 、温度320℃、加熱時間30時
間の条件下で熱処理を行って、本発明のフッ素繊維成形
体を得た。得られた上記フッ素繊維成形体は、深さ5c
m、開口径8.5cm、底部径5cm、密度0.76の多孔
質の成形体であった。
【0017】実施例2 下記配合による抄紙原料を調製した。 ・PTFE繊維(商品名:トヨフロン、昭和工業社製)
99.5重量部 ・微細セルロース繊維(商品名:MFC−100、ダイ
セル化学工業社製)0.5重量部 ・水 10リットル ・製紙用ポリアクリルアミド系分散粘剤溶液 0.0
01%(対固形分) 次に該抄紙原料の1/3の量を実施例1と同様に所定水
位まで水を入れた原料浴槽に加えて、該浴槽内の繊維濃
度を0.005%に調製し、繊維を十分に分散させてか
ら、電磁弁(9)を操作して原料浴槽内の抄紙原料を吸
引脱水し、金網抄き型上に繊維層を形成させてから引続
いて液溜タンク(6)に貯えた残りの2/3量の前記抄
紙原料を原料浴槽へ供給して、繊維濃度を前記同様0.
005%に調製して金網抄き型(1)上に均一に堆積さ
せた。得られた厚さの一様な繊維層を前記金網抄き型ご
と120℃の乾燥機で60分間乾燥して成形原体作成し
た。
【0018】得られた成形原体を、加熱処理後の該成形
原体の内壁が密着可能な型に載置し、加熱温度350℃
の加熱炉中で60分間熱処理を施して予備成形体を作製
し、しかるのち、該予備成形体を、さらに雌雄の型に嵌
入して圧力33g/cm2 、温度320℃の条件下で40
時間の熱処理を行って、本発明のフッ素繊維成形体を得
た。得られた該フッ素繊維成形体は深さ10cm、開口径
12cm、底部径5cm、密度0.79の多孔質の成形体で
あった。なお、該成形体の繊維層の平均孔径は20μm
であり、小型理化学機器に装着し成形体濾材として適用
できることが確認された。
【0019】
【発明の効果】本発明のフッ素繊維よりなる多孔質成形
体は、継ぎ目部分がなく、耐熱性、耐薬品性および離型
性があるので、電気分解、メッシュ業、化学工業等の他
各種分野の成形濾材や隔壁材等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の1つを示す金網抄き型の側面
断面図。
【図2】本発明の原料浴槽を示す断面概念図。
【図3】本発明の実施例の1つを示す予備成形体作成用
の型の断面図。
【図4】本発明の実施例の1つを示す予備成形体の熱処
理用雌雄の型の断面図。(A)雄型(B)雌型
【符号の説明】
1 金網抄き型 2 抄き型支持台 3 注水用電磁弁 4 排水用電磁弁 5 循環ポンプ 6 液溜タンク 7 原料浴槽 8 循環パイプ 9 電磁三方弁 10 分散性注水パイプ 11 操作盤 12 成形原体 12′ 予備成形体 13 予備成形体作成用の型 14 予備成形体熱処理用の雄型 15 予備成形体熱処理用の雌型

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フッ素樹脂よりなる繊維が互に融着して
    形成された多孔質成形体であって、少なくとも一面に開
    口部を有する任意の形状の立体構造からなることを特徴
    とするフッ素繊維成形体。
  2. 【請求項2】 フッ素系繊維の抄紙原料を金網抄き型を
    用いた湿式抄紙法により脱水、乾燥して成形原体を形成
    し、しかるのち、該成形原体を、加熱処理後の該成形原
    体の内壁に密着可能な型に載置し、前記フッ素系繊維の
    融点以上に加熱して繊維間を融着することにより、予備
    成形体を作成したのち、さらに該予備成形体の形状に対
    応した雌雄の型に該予備成形体を嵌入し熱圧成形するこ
    とを特徴とするフッ素繊維成形体の製造方法。
  3. 【請求項3】 フッ素系繊維と自己接着性繊維を主成分
    とする抄紙原料を金網抄き型を用いた湿式抄紙法により
    脱水、乾燥して成形原体を形成し、しかるのち、該成形
    原体を、加熱処理後の該成形原体の内壁に密着可能な型
    に載置して、前記フッ素系繊維の融点以上に加熱して繊
    維間を融着することにより、予備成形体を作成したの
    ち、さらに該予備成形体の形状に対応した雌雄の型に該
    予備成形体を嵌入し熱圧成形することを特徴とするフッ
    素繊維成形体の製造方法。
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