JPS63219616A - ポリフルオロエチレン系繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、摩擦係数が小さく、接着性、気液分離性性に
優れたポリテトラフルオロエチレン系異形断面繊維およ
びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ ポリテトラフルオロエチレン系繊維は産業用素材を始め
として広範囲の分野に、その離型性などの特性のために
重宝されている。

従来、ポリテトラフルオロエチレン系ル合体は、重合体
溶融粘度が高くノズル詰りを惹起し易く、また曳糸性も
悪くて製糸切れし易い欠点があり、現在のところ溶融紡
糸によって異形断面ｍ維を製造することは生産が困難と
見做されており、産業的に製品化されていないのが実情
である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、かかるポリテトラフルオロエチレン系繊維の
異形断面化について検討した結果、特定な共重合組成か
らなる共重合体を用いれば、略吐出口金形状に沿った相
似形状の断面を有する繊維を提供できることを究明した
。

すなわち、口金が鋭角突起を有する形状であれば、略そ
のままの形状の突起を有する断面形状の繊維を提供でき
、しかも単糸切れや毛羽立ちがなく、摩擦係数が極めて
小さく、気液分離性能に優れた、稜線が線状の鮮明なポ
リテトラフルオロエチレン系繊維を提供し得たものであ
る。

本発明により、従来から異形断面の形成しにくい繊維と
いうイメージの強いポリテトラフルオロエチレン系繊維
の概念を根本的に打破し、これまでの用途展開で要求特
性を満足できなかった分野においても充分に適用可能な
程に性能アップが達成され、ざらに接着性能の向上や、
多種繊維や多種樹脂との混用や分散が容易に達成される
という特徴を発揮ゼしめ得たものである。

かかる特徴を活かして、さらに従来に比して極めて微量
で充分にその特性を活かすこともでき、ポリテトラフル
オロエチレン系繊維の用途ＭＵｉ＞ｆ上の自由度を格段
に拡大せしめ得たものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は次のような構成を有する。すなわち、（１）　
　オレフィン／テトラフルオロエチレン共重合体、ヘキ
サフルオロプロピレン／テトラフルオロエチレン共重合
体、パーフルオロアルキルビニルエーテル／テトラフル
オロエチレン共重合体、ヘキサフルオロプロピレン／パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル／テトラフルオロエ
チレン共重合体、オレフィン／クロロトリフルＡロエヂ
レン共重合体ならびにポリクロロトリフルオロエチレン
から選ばれた少なくとも１種のポリマーからなる異形断
面繊維であることを特徴とするポリフルオロエチレン系
繊維。

（２）　　前記異形断面繊維が、鋭利な尖鋭端を有する
特許請求の範囲第（１）項記載のポリフルオロエチレン
系繊維。

（３）前記異形断面が、３葉〜８葉から選ばれた形状で
ある特許請求の範囲第（１）項記載のポリフルオロエチ
レン系繊維。

（４）　　オレフィン／テトラフロフルオロエチレン共
重合体、ヘキサフルオロプロピレン／テトラフルオロエ
チレン共重合体、パーフルオロアルキルビニルエーテル
／テトラフルオロエチレン共重合体、ヘキサフルオロプ
ロピレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル／テト
ラフルオロエチレン共重合体、オレフィン／クロロトリ
フルオロエチレン共重合体ならびにポリクロロトリフル
オロエチレンから選ばれた少なくとも１種のポリマーを
溶融紡糸する方法において、口金が異形断面形状であり
、かつ該口金からの紡出糸を溶融温度〜（溶融温度−５
０℃）の間でアニーリングした後、１００’Ｃ以下の温
度に冷却する、と共に紡糸速度を５〜２０ｍ／分に制御
することを特徴とするポリフルオロエチレン系繊維の製
造方法である。

本発明においてポリテトラフルオロエチレン系共重合体
とは、テトラフルオロエチレン成分が共重合体の主体を
構成するものであって、これにオレフィン、たとえばエ
チレン、プロピレン、イソブヂレン、スヂレンなどと共
重合したもの、あるいはへキサフルオロプロピレンとの
共重合体、パーフルオロアルキルビニルエーテル、たと
えばパーフルオロプロピルビニルエーテル、パーフルオ
ロエチルビニルエーテルなどとの共重合体である。

かかる共重合体の中でも融点が２４０〜３２０℃程度の
ものが紡糸性ならびに異形断面形状維持特性の上から選
択される。

かかる共重合体において、テトラフルＡロエチレン成分
は少なくとも５０〜５ｍＭ１％、好ましくは４０〜５重
ω％、さらには３０〜５ｍ帛％○有することが繊維特性
の点から選択される。また、オーレフインやヘキサフル
オロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル
などの共重合成分は５０〜９５重償％、好ましくは６０
〜９５１ω％、さらに好ましくは７０〜９５重酎％であ
耐。

本発明の上記成分からなる共重合体は成形性に極めて優
れており、吐出口金の形状を押出された後にも保持する
特性を有することに着目して本発明は完成されたもので
ある。

しかも該共重合体は流動特性が極めて良好であり、上記
特異な性質を有しているにもかかわらず、１０．０００
〜２０，０００　ｐｏｉｓという溶融紡糸に好適な粘度
を有する点にも特徴を有する。

したがって、本発明の共重合体を異形断面用口金で溶融
押出し紡糸すると、微細な部分もフィブリル化も単糸切
れもなく、スムースに口金の形状のまま吐出されるもの
である。

本発明のポリテトラフルオロエチレン系繊維は次のよう
な繊維特性を有する。

すなわち、本発明のポリテトラフルオロエチレン系繊維
は５０ｄ以下、好ましくは３〜２０ｄであるにもかかわ
らず、安定した異形断面形状を有するものであり、その
尖鋭端部においてもフィブリル化されておらず、鋭利で
鮮明な稜線を有する断面形状を有する。したがって、摩
家係数の著しく小さい繊維を提供でき、表面積が大きい
ことから接着性の向上、さらに気液分離性能の優れた繊
維を提供できるという特徴を発揮する。

ざらに異形断面で必ることから、丸断面糸に比して多種
ＩＩｔや多種樹脂との馴染みがよく、混用や分散が均一
かつ容易に達成される特徴を発揮し得るものであり、そ
れだけ少■で表面特性を改質することが可能である。

かかる本発明のポリテトラフルオロエチレン系繊維の製
造法の一例を第２図に沿って説明する。

本発明で用いる共重合体は前記したように、融点が２４
０〜３２０℃の範囲のものが選択されるしたがって、か
かる共重合体は該融点より約５０℃高い温度で加熱溶融
筒１で溶融され、フィルターにかけられる。この溶融ポ
リマーは口金装置に導入される。

本発明で用いる口金装置は特別の構造を有する。

すなわち、口金直下から約２００ｍｍまでの間にアニー
リングのための加熱ゾーン２（加熱筒）を有する。この
領域の筒状体は略溶融温度に加熱されているが、紡出糸
それ自体は口金直下から放熱状態にあり、結局、口金直
下から約１００ｍｍまでの間では溶融温度〜（溶融温度
−３０’Ｃ）の間でアニーリングされ、その後の約１０
０ｍｍの間では、さらに（溶融温度−３０℃）以下の温
度〜く溶融基１宴−５０℃）の間の温度でアニーリング
され、この領域全体としては、溶融温度〜（溶融温度−
５０’Ｃ）の範囲で紡出糸のポリマーをアニーリングす
るという作用を有する。かかる加熱ゾーン２は、さらに
口金の保護作用をもあわせて有するものである。

本発明の特徴的な部分は上記加熱ゾーン２に続いて設け
られた冷却ゾーン３にある。

この冷却ゾーン３には、２種の方法があり、一つは冷却
浴４により一挙に１００’Ｃ以下に冷却する方法、一つ
は冷却ゾーン３を延長して空冷領域を設定しく溶融温度
−１００℃）程度までポリマーを冷却した後に、水また
は潟で構成された冷却浴４中でポリマーを１００℃以下
に冷却する方法である。本発明においては、いずれの方
法でもよいが、異形断面性の上からはポリマーへ全体が
徐々に冷却される、つまり紡糸ポリマー全体が等しく冷
却されるのが最も好ましく、その意味から後者の方が空
冷領域で繊維の尖鋭端部と中心部との物性調整パ可能で
ある点で好ましい。この空冷領域の長さは繊Ｎ繊度が大
きくなる程短く、最大に短いものは１００ｍｍ程度であ
り、反対に繊度が小さい程、長くする。最大長いもので
５００ｍｍに設定することがある。いずれにしてもアニ
ーリングを充分にしておくことにより、後の延伸により
惹起される、尖鋭端部と中心部との歪が著しく軽減され
、延伸により異形断面形状が歪むことがなく、すぐれた
繊維特性を有するポリテトラフルオロエチレン系繊維を
提供し得る。

１段にしろ２段にしろ、この冷却ゾーン３では上記加熱
ゾーン２でアニーリνグされたポリマーを一挙に１００
″Ｃ以下、好ましくは６０℃以下に冷却（急冷）して形
態保持するところに特徴がある。

すなわち、溶融ポリマーは上記の如き口金装置を通り、
前記加熱領域と冷却ゾーンとの相乗効果により、異形断
面口金形状の尖鋭端部の形状をそのまま維持して紡出さ
れる。すなわち、鋭利な尖鋭端を有する形状のまま紡出
されるものである。

かかる紡出糸は次いで延伸工程５に供される。

、この場合の延伸としては、引取ロールに巻き取った後
、延伸する方法、あるいは引き取りロールを通して直接
延伸ロールによって延伸する方法との２方法がある。こ
の場合の延伸倍率は１段延伸法と２段延伸法のいずれの
方法の場合も３〜１０倍、好ましくは４〜７倍である。

かくして得られるポリテトラフルオロエチレン系繊維は
第１図のように、鋭利な尖鋭端を有し、この形状は未延
伸時から延伸後においても保持されているという特徴を
有する。

次に、実施例で本発明をさらに詳しく説明する。

［実施例］ 実施例１ テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体くダイキン
工業（株）製：″ネオフロン″）を内径２Ｑｍｍφのエ
クストルーダ型溶融紡糸機により、３１５℃で溶融し、
この溶融重合体を毎分１５Ｃｌの割合で異形断面口金（
オクタローバル）を通して紡糸した。この紡糸原糸を口
金下に設けた冷却浴中で２５℃に冷却しながら１０ｍ／
分の紡糸速度で引取ることにより、未延伸糸を得た。

この未延伸糸を１５０’Ｃの加熱雰囲気中を通過させな
がら延伸倍率６倍で、１段延伸し、続いて２３０℃の下
で熱セットした。

得られた糸の断面形状は第１図の通り、鋭利な尖鋭端を
有する繊維であった。この繊維は、１度１５０ｄで、強
度２．９　ａ／ｄ　、伸度１８％という優れた物理特性
を有するフッ素繊維であった。

実施例２ 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（三井デュポン社製：テフロンＰＦＡ
−３４０−Ｊ　）を内径２Ｑｍｍφのエクストルーダ型
溶融紡糸機により、３６０℃で溶融し、この溶融重合体
を毎分１５ｑの割合で異形断面口金（オクタローバル）
を通して紡糸した。この紡糸原糸を口金下に設けた冷却
浴中で６０℃に冷却しながら１０ｍ／分の紡糸速度で引
取ることにより、未延伸糸を得た。

この未延伸糸を１５０℃の加熱雰囲気中を通過させなが
ら延伸倍率５倍で、１段延伸し、続いて２３０℃の下で
熱セットした。

得られた糸の断面形状は実施例１と同じく鋭利な尖鋭端
を有する繊維であった。この繊維の物理特性は繊度１０
０　ｄで、強度１．ＯＭｄ　、伸度１７％を示した。

（発明の効果） 本発明は、鮮明な安定した異形断面形状を有する繊維で
あって、その尖鋭端部においてもフィブリル化されてお
らず、鋭利で鮮明な稜線を有する断面形状を有するポリ
テトラフルオロエチレン系繊維を提供し得たものでおる
。すなわち、摩擦係数が小さく、接着性、気液分離特性
に優れたポリテトラフルオロエチレン系異形断面繊維で
おる。

本発明の繊維は、丸断面糸に比して多種繊維や多種樹脂
との馴染みがよく、混用や分散が均一かつ容易に達成さ
れる特徴を発揮し得るものであり、それだけ少量で表面
特性を改質することが可能であり、用途設計上の自由度
が格段に拡大される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で作られた本発明の異形断面ポリフル
オロエチレン系繊維の尖鋭な繊維形状の一例を示す電子
顕微鏡写真図である。 第２図は本発明の口金装置および紡糸プロセスを示す概
略図でおる。 図中 １：溶融筒　　　　２：加熱ゾーン ３：冷却ゾーン　　４：冷却浴 ５：延伸工程 特許出願人　　昭和工業株式会社 にカリ１ｔべ畑　泰之 第ｉ図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）オレフィン／テトラフルオロエチレン共重合体、
   ヘキサフルオロプロピレン／テトラフルオロエチレン共
   重合体、パーフルオロアルキルビニルエーテル／テトラ
   フルオロエチレン共重合体、ヘキサフルオロプロピレン
   ／パーフルオロアルキルビニルエーテル／テトラフルオ
   ロエチレン共重合体、オレフィン／クロロトリフルオロ
   エチレン共重合体ならびにポリクロロトリフルオロエチ
   レンから選ばれた少なくとも１種のポリマーからなる異
   形断面繊維であることを特徴とするポリフルオロエチレ
   ン系繊維。
2. （２）前記異形断面繊維が、鋭利な尖鋭端を有する特許
   請求の範囲第（１）項記載のポリフルオロエチレン系繊
   維。
3. （３）前記異形断面が、３葉〜８葉から選ばれた形状で
   ある特許請求の範囲第（１）項記載のポリフルオロエチ
   レン系繊維。
4. （４）オレフィン／テトラフロフルオロエチレン共重合
   体、ヘキサフルオロプロピレン／テトラフルオロエチレ
   ン共重合体、パーフルオロアルキルビニルエーテル／テ
   トラフルオロエチレン共重合体、ヘキサフルオロプロピ
   レン／パーフルオロアルキルビニルエーテル／テトラフ
   ルオロエチレン共重合体、オレフィン／クロロトリフル
   オロエチレン共重合体ならびにポリクロロトリフルオロ
   エチレンから選ばれた少なくとも１種のポリマーを溶融
   紡糸する方法において、口金が異形断面形状であり、か
   つ該口金からの紡出糸を溶融温度〜（溶融温度−５０℃
   ）の間でアニーリングした後、１００℃以下の温度に冷
   却する、と共に紡糸速度を５〜２０ｍ／分に制御するこ
   とを特徴とするポリフルオロエチレン系繊維の製造方法
   。