JPH1046427A - ポリテトラフルオロエチレン多孔質繊維及びその製造 法 - Google Patents

ポリテトラフルオロエチレン多孔質繊維及びその製造 法

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JPH1046427A
JPH1046427A JP8198871A JP19887196A JPH1046427A JP H1046427 A JPH1046427 A JP H1046427A JP 8198871 A JP8198871 A JP 8198871A JP 19887196 A JP19887196 A JP 19887196A JP H1046427 A JPH1046427 A JP H1046427A
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JP
Japan
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sheet
porous
ptfe
density
fiber
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JP8198871A
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Mitsuo Iimura
満男 飯村
Eiji Takahata
栄治 高畠
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の方法では得られなかった比表面積の大
きく気体の吸着能力に優れたPTFE多孔質繊維を得
る。 【解決手段】 PTFEの未焼成シートを融点以上の温
度で焼成する前に多孔質フイルム化するための延伸処理
を施す工程を経ること、及びこのようにして得られた多
孔質状態を実質的に維持しつつ焼成がなされることによ
り、焼成シートを解繊して得られるPTFE繊維が微細
であると同時に該繊維そのものに多数の微孔が存在し
て、低密度のPTFE多孔質繊維が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリテトラフルオ
ロエチレン(以下「PTFE」と称する)からなる繊維
に関するもので、従来得られなかった比表面積(単位重
量当たりの表面積)の大きい新規なPTFE多孔質繊維
及びその製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】PTFE繊維からなるフェルトや不織布
はPTFEの特性を生かした高機能素材であり、これら
はフィルターや集塵袋などの用途に利用されうる。PT
FE繊維からフェルトや不織布に加工しやすくするため
には、PTFE繊維自体が交絡性に優れたものであるこ
とが重要で、交絡性に優れたPTFE繊維を得る方法と
しては、次のようなPTFEのフイルム又はシートを解
繊することが知られている。
【0003】第一に、PTFEファインパウダーやPT
FEモールディングパウダーをフイルム状、シート状に
成形し、次いでこれを半焼成又は焼成した後に、さらに
一軸延伸して配向を高め、しかる後にこの延伸されたフ
イルム又はシートを針刃ロール等で解繊する方法がある
(国際公開WO94/23098号公報)。
【0004】第二に、PTFEの押出成形品をカレンダ
ー掛けして一軸配向シートを作成し、次いでこの配向シ
ートを焼成しさらに加熱伸張させた後、これをピン付ロ
ーラ等で機械的に分裂させて、繊維となす方法がある
(特公昭58−58442号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記いずれの
方法から得られるPTFE繊維もその比表面積を測定す
ると1.0m2 /gに満たず、このPTFE繊維を加工
して例えば気体のフィルターとして使用した場合には、
気体の吸着能力が未だ十分なものとはいえなかった。
【0006】そこで、この点につき検討したところ、上
記いずれの方法でも解繊するフイルム又はシートの製造
工程では焼成等の熱処理の前に多孔質化させる工程を実
質上含まないので、解繊するフイルム又はシートは多孔
質化されていないか若しくは多孔質化されていても多孔
質化の度合が低く(例えば、上記第二の方法によって作
成された焼成シートの密度はせいぜい1.7g/c
3 、気孔率に換算して22%である。同公報第1
例)、これを解繊して得られる繊維の比表面積の大きさ
には限度がある、と考えられる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
に鑑み、従来にない格段に比表面積の大きいPTFE繊
維を得るべく鋭意研究した結果なされたもので、PTF
Eの未焼成シートを融点以上の温度で焼成する前に多孔
質フイルム化するための延伸処理を施す工程を経るこ
と、及びこのようにして得られた未焼成シートの多孔質
状態を実質的に維持しつつ焼成がなされることにより、
焼成シートを微細な繊維に解繊して得られるPTFE繊
維が従来にない格段に比表面積の大きな新規な繊維であ
ることを見い出し、本発明を完成するに至ったものであ
る。
【0008】すなわち、本発明のPTFE繊維は、多数
の微孔を有する微細な繊維からなり、密度が1.3g/
cm3 以下で比表面積が1.0m2 /g以上であるPT
FEの多孔質繊維である。また、本発明のPTFE多孔
質繊維はそれらが集合した綿状物の形態で提供されう
る。
【0009】そして、本発明のPTFE多孔質繊維の製
造法は、PTFEの未焼成シートに延伸処理を施して多
孔質フイルム化する第一の工程、次いで多孔質フイルム
化した未焼成シートをその多孔質状態を実質的に維持し
つつPTFEの融点以上の温度で焼成して密度が1.3
g/cm3 以下である焼成シートを得る第二の工程、次
いでこのようにして得られた焼成シートを微細な繊維に
解繊する第三の工程を経ることを特徴とする。ここで、
第一の工程で得られる未焼成シートの密度は1.25g
/cm3 以下であることが好ましいものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の原料となるPTFE樹脂
としては、延伸により高次に配向するものであることが
望ましい。このようなPTFE樹脂としては、粒子径が
小さく、高次に延伸することが可能である点で、乳化重
合法で得られたものが好適である。
【0011】このようなPTFE乳化重合体は、テトラ
フルオロエチレンの単独重合体の他、例えば0.5mo
l%以下の少量の共単量体をテトラフルオロエチレンに
共重合させて変成したものでもよい。このような共単量
体としては、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフ
ルオロエチレン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)、トリフルオロエチレンなどが例示される。
【0012】次に、このPTFE樹脂を用いて、まず原
反となるPTFEの未焼成シートを作成する。未焼成シ
ートの作成は、上記のPTFE樹脂粉末とナフサ、流動
パラフィンのような液体潤滑剤を混合攪拌して、混合物
を押出し、圧延などの操作を加えて0.05〜1.0m
mの厚さのシート状に成形し、その後液体潤滑剤を乾燥
又は抽出することによって行うことができる。
【0013】次に、このようにして作成したPTFEの
未焼成シートに延伸処理を施して未焼成シートを多孔質
フイルム化する。この延伸処理は通常はPTFE樹脂の
融点(327℃)未満の温度下で加熱しながら行われ
る。延伸は長手方向への一軸延伸が好ましく、十分に多
孔質化させるためには延伸倍率は1.5倍以上、好まし
くは3倍以上とされるのがよい。
【0014】延伸は、加熱されたオーブン中に延伸を施
こすシートを挿通させてシートに応力を加えるか、或い
は延伸を施こすシートの表面に加熱したローラーなどを
接触させてシートを加熱し、これに応力を加えて延伸す
るなど公知の方法によって行うことができる。この延伸
処理により、厚さが0.05〜0.5mmで高次に配向
し且つ平均孔径が0.01〜0.5μmの微孔が多数形
成されたフイルム状の未焼成シートが得られる。この多
孔質化した未焼成シートは、密度が1.25g/cm3
以下となるように十分に多孔質化されていることが、続
く工程を経て得られる繊維の密度を十分に小さく保つこ
とができるので、好ましいものである。
【0015】次に、このように多孔質フイルム化した未
焼成シートをその多孔質状態を実質的に維持しつつPT
FE樹脂の融点以上の温度で焼成する。つまり、この焼
成の工程では、焼成後も上記の工程で得られたシートの
多孔質状態が実質的に維持されうる焼成温度および焼成
時間に設定して行われる。
【0016】通常、上記の焼成温度は327〜400
℃、焼成時間は1秒〜1時間である。このような焼成の
工程を経て得られる焼成された多孔質シートは、気孔率
が40%以上となるが、密度が1.3g/cm3 以下で
多孔度をよく保持していることが重要である。
【0017】次に、このような工程によって得られた焼
成シートを微細な繊維に解繊することによって繊維化す
る。解繊は針状物などで引っ掻いて行うことができ、針
径の細い針状物を使用することが望ましい。得られる繊
維の径は、主に焼成シートの分子配向度と厚さに相関が
ある。
【0018】上記解繊は、例えば、針状物を備えたロー
ル装置による連続的な解繊によって行うことができ、こ
のような連続的な解繊によって通常はPTFE繊維が多
数集合した綿状物の形態で得られるものである。このよ
うにして得られる繊維の平均径は50μm以下であるの
がよい。繊維の平均径が50μmを越えると密度が十分
に小さくても繊維の比表面積が十分に大きくはならない
ので好ましくないものである。ここで繊維の平均径と
は、無作為に選ばれた10本の繊維を平均した値をい
う。
【0019】また、本発明で得られる繊維は捲縮性に富
んだ繊維である。このような繊維は交絡性に富み、例え
ば繊維同士を針で絡ませることが容易であり、フェルト
や不織布へ加工しやすいものである。従って、この繊維
を用いれば容易にフイルターを作成することが可能とな
る。
【0020】このようにして得られた繊維の平均径は通
常50μm未満であり、密度が1.3g/cm3 以下の
多孔質繊維で、比表面積を測定すると1.0m2 /g以
上となり、従来の繊維に比べて比表面積が飛躍的に増大
した繊維である。一般に繊維の比表面積が大きいこと
は、繊維の密度が一定であれば、繊維の径が小さい微細
な繊維であることを示しているが、本発明のPTFE繊
維の場合にはさらに繊維そのものに多数の微孔が存在す
る低密度の多孔質体であるために、比表面積が従来にな
く増大している。
【0021】
【実施例1】PTFE樹脂として、比重(SSG)が
2.154の粉末を用いる。このPTFE樹脂粉末10
0重量部に対して流動パラフィンを31.6重量部混合
し攪拌する。この混合物をペースト押出しし、次いでカ
レンダー加工して厚さ0.1mmの未焼成シートを得
た。このシートを加熱して流動パラフィンをトリクレン
抽出し、その後この未焼成シートを温度120℃下で2
分間加熱しながら長手方向に3倍延伸する。延伸して得
られたシートは0.06mmの厚さにフイルム化された
もので、平均孔径0.2μmの多数の微孔が形成され、
密度が0.5g/cm3 であった。次いでこの多孔質フ
イルム化したシートを350℃で1分間焼成し、気孔率
が72%、密度が0.6g/cm3 の焼成された多孔質
シートを得た。
【0022】この焼成シートを、針状物を備えた高速回
転するロールに導き、針状物で連続的に引っ掻いて微細
な糸状の繊維に解繊した。この時の針径は0.5mmφ
であり、針と針との間隔は1mmである。得られた糸状
繊維の平均径は15μm、繊維長は30mmで、密度は
0.6g/cm3 であった。その比表面積をベット吸着
法により測定した結果、4.5m 2 /gであった。
【0023】また、この繊維は捲縮性に富み、容易に不
織布に加工できるものであった。
【0024】
【実施例2】実施例1と同様の樹脂及び潤滑剤からなる
混合物をペースト押出しし、同様にカレンダー加工して
厚さ0.2mmの未焼成シートを得た。このシートを1
20℃下で2分間加熱しながら長手方向に12倍延伸す
る。延伸して得られたシートは0.035mmの厚さに
フイルム化されたもので、平均孔径0.3μmの多数の
微孔が形成され、密度が0.4g/cm3 であった。次
いでこの多孔質化フイルム化したシートを350℃で1
分間焼成し、気孔率が85%、密度が0.33g/cm
3 の焼成された多孔質シートを得た。
【0025】この焼成シートを、実施例1と同様に針状
物を備えた高速回転ロールで連続的に引っ掻いて微細な
糸状の繊維に解繊した。得られた糸状繊維の平均径は1
2μm、繊維長は30mmで、密度は0.33g/cm
3 、その比表面積を同様に測定した結果は、6.0m2
/gであった。
【0026】また、この繊維は捲縮性に富み、容易に不
織布に加工できるものであった。
【0027】
【比較例1】実施例1と同様の樹脂及び潤滑剤からなる
混合物をペースト押出しし、同様にカレンダー加工して
厚さ0.1mmの未焼成シートを得た。次にこのシート
を340℃下で30秒間熱処理し半焼成した。次いでこ
の半焼成シートを300℃で長手方向に12倍に延伸し
て半焼成の延伸シートを得た。
【0028】得られたシートの厚さは0.03mmの厚
さで、気孔率が31%、密度が1.5g/cm3 であっ
た。次いで得られた半焼成シートを、実施例1と同様に
針状物を備えた高速回転ロールで連続的に引っ掻いて微
細な糸状の繊維に解繊した。
【0029】得られた糸状繊維の平均径は20μm、繊
維長は30mmで、密度は1.5g/cm3 、その比表
面積を同様に測定した結果は、0.7m2 /gであっ
た。
【0030】
【比較例2】実施例1と同様の樹脂及び潤滑剤からなる
混合物をペースト押出しし、同様にカレンダー加工して
厚さ0.1mmの未焼成シートを得た。次にこのシート
を397℃下で10秒間熱処理し焼成した。次いでこの
焼成シートを350℃で長手方向に5倍に延伸して焼成
延伸シートを得た。
【0031】得られたシートの厚さは0.05mmの厚
さで、気孔率が22%、密度が1.7g/cm3 でわず
かに多孔質化されたものであった。次いで得られた焼成
延伸シートを、実施例1と同様に針状物を備えた高速回
転ロールで連続的に引っ掻いて微細な糸状の繊維に解繊
した。
【0032】得られた糸状繊維の平均径は20μm、繊
維長は30mmで、密度は1.7g/cm3 、その比表
面積を同様に測定した結果は、0.5m2 /gであっ
た。
【0033】
【発明の効果】本発明のPTFE多孔質繊維は、繊維そ
のものに多数の微孔が存在する低密度の多孔質体であ
り、且つ、比表面積が従来になく増大しているから、こ
のPTFE繊維を加工して例えば気体のフィルターとし
て使用した場合には、気体の吸着能力に優れるなど、新
たな機能を発揮することができるものである。
【0034】また、本発明のPTFE多孔質繊維はPT
FEの未焼成シートを融点以上の温度で焼成する前に多
孔質フイルム化するための延伸処理を施す工程を経るこ
と、及びこのようにして得られた未焼成シートの多孔質
状態を実質的に維持しつつ焼成がなされるから、解繊し
て得られるPTFE繊維が十分に低密度であり、従来に
ない比表面積の大きな繊維となすことができるという効
果がある。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の微孔を有する微細な繊維からな
    り、密度が1.3g/cm3 以下で比表面積が1.0m
    2 /g以上であるポリテトラフルオロエチレン多孔質繊
    維。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のポリテトラフルオロエチ
    レン多孔質繊維の集合した綿状物。
  3. 【請求項3】 ポリテトラフルオロエチレンの未焼成シ
    ートに延伸処理を施して多孔質フイルム化する第一の工
    程、次いで多孔質フイルム化した未焼成シートをその多
    孔質状態を実質的に維持しつつポリテトラフルオロエチ
    レンの融点以上の温度で焼成して密度が1.3g/cm
    3 以下である焼成シートを得る第二の工程、次いでこの
    ようにして得られた焼成シートを微細な繊維に解繊する
    第三の工程を経ることを特徴とするポリテトラフルオロ
    エチレン多孔質繊維の製造法。
  4. 【請求項4】 第一の工程で得られる未焼成シートの密
    度が1.25g/cm3 以下である請求項3記載のポリ
    テトラフルオロエチレン多孔質繊維の製造法。
JP8198871A 1996-07-29 1996-07-29 ポリテトラフルオロエチレン多孔質繊維及びその製造 法 Pending JPH1046427A (ja)

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Cited By (5)

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