JPWO2018051788A1 - 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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Abstract

強度等の機械的物性に優れ、かつ製造工程にて糸切れが発生することがなくファイバーを提供する。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、X線回折に基づく2θ=20.8±1°の方位角強度分布曲線から求まる結晶配向度が80%以上であり、結晶サイズが12nm以下であるフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーとする。

Description

本発明は、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に関する。
フッ化ビニリデン系樹脂は高い機械性を有することから、様々な分野への用途展開が可能であるとして開発が進められている。
例えば、特許文献1には、ヤング率が大きく、表面性及び透明性に優れたフッ化ビニリデン系樹脂成形物が開示されている。
また、特許文献2には、引張強度を向上したフッ化ビニリデン系樹脂及びその製造方法が開示されている。
また、特許文献2には、フッ化ビニリデン系樹脂を高ドラフト率で紡糸することで、平均複屈折率が高く、分子鎖方向の結晶サイズが大きく、かつ機械物性の高いフィラメントが得られることが開示されている。
日本国特許公開公報「特開昭59−41310号公報(1984年3月7日公開)」 日本国特許公開公報「特開昭60−28510号公報(1985年2月13日公開)」
しかしながら、特許文献2の方法で得られるフィラメントは紡糸口金からフィラメントとして巻き取られるまで延伸工程を必要としない特異的な紡糸方法で製造される。そのため、溶融条件及び冷却条件を細部にわたって管理することが必要である。また、その管理範囲が非常に狭く、よく糸切れが発生してしまう問題がある。さらに得られるフィラメントの物性は、高い機械強度を示す一方、引張伸度は低いものであった。そのため、このようなフィラメントによって構成されるファイバーの用途展開は限定的である。
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造工程において細かな管理が不要であり、多用途に展開可能なファイバーを提供することにある。
本発明者らは、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の結晶構造を制御することで、優れた機械的特性を有し、かつその製造工程において糸切れの発生し難いファイバーが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
上記の課題を解決するために、本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーは、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ファイバーであって、当該ファイバーは、X線回折に基づく2θ=20.8±1°の方位角強度分布曲線から求まる結晶配向度が80%以上であり、結晶サイズが12nm以下である。
本発明のシート状構造体は、本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーを用いてなるものである。
本発明によれば、製造工程において細かな管理が不要であり、多用途に展開可能なフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーを提供することができる。
以下、本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一実施形態について、具体的に説明する。
<フッ化ビニリデン系樹脂ファイバー>
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、X線回折に基づく2θ=20.8±1°の方位角強度分布曲線から求まる結晶配向度が80%以上であり、結晶サイズが12nm以下である。
[フィラメント]
本実施形態において、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ィラメントの長さは、ファイバーの長さに合わせて適宜設定すればよい。
また、本実施形態に係るフィラメントの径は、ファイバーの用途等に応じて適宜設定すればよいが、好ましくはフィラメントの直径は、5μm以上、80μm以下であり、より好ましくは10μm以上、60μm以下であり、さらに好ましくは12μm以上、40μm以下である。
なお、本明細書において、フィラメントの長さとは、フィラメントの長手方向のサイズを指す。また、フィラメントの径とは、フィラメントの長手方向に直交する方向におけるサイズを指す。
[ファイバー]
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。
本実施形態に係るフィラメントの本数は、ファイバーの用途等に応じて適宜設定すればよく、特に指定されない。
本実施形態に係るファイバーの長さは、ファイバーの用途等に応じて適宜設定すればよい。
[結晶配向度]
本明細書において、結晶配向度とは、X線回折に基づく回折角2θ=20.8±1°の方位角強度分布曲線から求まる結晶配向度を意味する。結晶配向度は、以下の式(1)に基づいて求めることができる。
Figure 2018051788
(式中、βは、方向角強度分布曲線における、強度ピークの半値幅を示す。)
本実施形態に係るファイバーにおける、X線回折に基づく2θ=20.8±1°の方位角強度分布曲線から求まる結晶配向度は、80%以上であり、好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。結晶配向度がこの範囲であることは、フィラメント及びファイバーの機械的強度が向上する点から好ましい。
なお、本実施形態において、上記結晶配向度は、本実施形態に係るファイバーが有するフィラメントの本数によって変化するものではない。
[結晶態様]
本実施形態に係るファイバーの結晶態様は、β晶を主とするものであるが、後述する当該ファイバーの製造条件によっては、β晶の他にα晶を含むα,β混在型であってもよい。結晶態様がα,β混在型である場合、α晶及びβ晶の混在比は特に限定されるものではない。なお、本実施形態に係るファイバーには、γ晶は含まれない。
[融点]
本実施形態に係るファイバーは、150℃以上、180℃以下の範囲内に2つ以上の融点ピークを有することが好ましい。この融解ピークは、示差走査熱量計(DSC)によって測定される。本実施形態において、170℃未満の融点ピークをTm1、170℃以上の融点ピークをTm2とすると、Tm1は150℃以上、169.9℃以下の範囲内であることが好ましく、160℃以上、168℃以下の範囲内であることがより好ましい。また、Tm2は170℃以上、180℃以下の範囲内であることが好ましく、170.5℃以上、178℃以下の範囲内であることがより好ましい。
なお、DSC融点ピークは、ファイバーを25℃から230℃の温度範囲内において、10℃/分で昇温することで求めることができる。
特に、160℃以上、168℃°以下の範囲内に現れるTm1の融点ピークは、融解によってファイバーの結晶態様がβ晶からα晶へと相転移することに対応する。したがって、Tm1が160℃以上、168℃以下の範囲内であることは、後述する延伸工程によってファイバーの結晶配向が進み、その結果ファイバーの結晶態様がβ晶となることで、ファイバーの機械強度が高くなるという観点から好ましい。なお、本実施形態に係るファイバーでは、190℃付近には融点ピークが現れないことからも、γ晶は存在しないと言える。
[結晶サイズ]
本明細書において、結晶サイズとは、下記式(2)に示すScherrerの式にて求めることができる。
Figure 2018051788
(式中、Dは結晶サイズ、kは定数(0.9)、λはX線(CuKα)の波長(0.1542nm(1.54Å))、βは半値幅を示す)
本実施形態によれば、上述のような結晶配向度及び結晶サイズを有するフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーとすることで、優れた機械的特性を有し、かつこれらを作製する製造工程においては糸切れが発生し難いファイバーを提供することができる。
[平均複屈折率]
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。
本実施形態に係るファイバーの平均複屈折率は、30×10−3以上であることが好ましく、40×10−3以上であることがより好ましく、45×10−3以上であることがさらに好ましい。平均複屈折率がこの範囲であることは、ファイバーの機械的強度が高くなる点から好ましい。
[引張強度]
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。
本実施形態に係るファイバーの引張強度は、好ましくは2.0cN/dtex以上であり、より好ましくは3.1cN/dtex以上であり、さらに好ましくは3.5cN/dtex以上である。
[引張伸度]
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。
本実施形態に係るファイバーの引張伸度は、好ましくは50%以下であり、より好ましくは40%以下であり、さらに好ましくは30%以下である。
[フッ化ビニリデン系樹脂]
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。本発明におけ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。
本実施形態に係る他のモノマーは、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種であることが好ましい。
本実施形態に係る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%以上含むことが好ましく、97モル%以上含むことがより好ましく、フッ化ビニリデン単独重合であることが最も好ましい。フッ化ビニリデンモノマーの含有量がこの範囲であることは、ファイバーの機械的強度が向上する点から好ましい。
(インヘレント粘度)
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。
本実施形態において、フッ化ビニリデン系樹脂のインヘレント粘度は、0.70dL/以上、0.95dL/g以下であることが好ましく、0.75dL/g以上、0.90dL/g以下であることがより好ましい。インヘレント粘度がこの範囲であることは、曳糸性及び機械強度の発現という点で好ましい。
<フッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの製造方法>
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。
本製造方法は、例えば、フッ化ビニリデン系樹脂からなるフィラメントを複数本作製し、それらのフィラメントを一体化することによってファイバーを得るものであって、吐出工程、紡糸工程及び延伸工程を含むものである。
本製造方法において用いられるフッ化ビニリデン系樹脂としては、フッ化ビニリデン共重合体及びフッ化ビニリデン単独重合体のいずれも用いることができる。これらのフッ化ビニリデン共重合体及びフッ化ビニリデン単独重合体は、いずれも慣用の重合方法及び装置を用いて製造することができる。また、フッ化ビニリデン共重合体及びフッ化ビニリデン単独重合体として、それぞれ市販のものを用いてもよい。
吐出工程では、溶融したフッ化ビニリデン系樹脂を紡糸口金から繊維状に吐出し、フッ化ビニリデン系樹脂の未延伸糸を得る。その際、フッ化ビニリデン系樹脂は、例えば240℃〜270℃で溶融させることができる。また、紡糸口金(ノズル)の孔径は、吐出するフッ化ビニリデン系樹脂のインヘレント粘度等によって適宜調整すればよく、例えば0.10〜1.00mmとすることができる。
フッ化ビニリデン系樹脂の十分な曳糸性が確保される観点から、吐出工程では、フッ化ビニリデン系樹脂を70〜155℃で保温しながら吐出することが好ましい。このようなフッ化ビニリデン系樹脂の保温は、例えば、紡糸口径の直下を加熱保温筒で一定時間することによって行うことができる。
さらには、吐出されたフッ化ビニリデン系樹脂を冷却することで、フッ化ビニリデン系樹脂の未延伸糸を固化させることが好ましい。これにより、次の延伸工程において効率よく延伸できる。なお、フッ化ビニリデン系樹脂の冷却方法は特に限定されないが、簡便な点から空冷が好ましい。
また、紡糸工程では、吐出工程で吐出された溶融物を、所定のドラフト率で紡糸する。これにより、フッ化ビニリデン系樹脂の低配向未延伸糸を得ることができる。紡糸工程におけるドラフト率は低いことが好ましく、例えば20〜300とすることができる。
それから、得られたフッ化ビニリデン系樹脂フィラメントを、例えばオイルリング等で束ねる等によってフッ化ビニリデン系樹脂フィラメント同士を一体化してから、延伸工程において一体化したフッ化ビニリデン系樹脂フィラメントを延伸する。これにより、本実施形態に係るファイバーが得られる。
延伸工程では、一体化したフッ化ビニリデン系樹脂フィラメントの延伸温度は、例えば70℃〜165℃であり、好ましくは80〜160℃であり、より好ましくは100〜155℃である。また、延伸倍率は、例えば2.50倍〜6.00倍であり、好ましくは3.00〜5.80倍であり、より好ましくは3.40〜5.60倍である。
さらに、延伸工程の後に、ファイバーに対して緩和処理または熱固定等の後処理を行ってもよい。これらの後処理を行うことで、ファイバーの熱収縮を抑制することができる。また、これらの後処理を行うことで、ファイバーの結晶化度が上昇し、非晶が剛直化するため、ファイバーの強度が向上する。緩和処理における緩和温度は、例えば100〜180℃であり、好ましくは110〜170℃であり、より好ましくは120〜165℃である。また、緩和率は例えば0〜20%であり、好ましくは0〜17%であり、より好ましくは0〜15%である。また、熱固定における温度は例えば100〜180℃であり、好ましくは110〜170℃であり、より好ましくは120〜165℃である。
本製造方法によれば、延伸工程における延伸温度を80〜155℃、延伸倍率を3.00〜5.50とすることでファイバーの結晶配向を進ませて、ファイバーの結晶態様をβ晶とすることで、ファイバーの機械強度をより向上させることができる。
また、ファイバーのX線回折に基づく2θ==20.8±1℃の方位角強度分布曲線から求まる結晶配向度が80%以上であり、結晶サイズが12nm以下であることで、引張強度が2.0cN/dtex以上、かつ引張伸度50%以下のファイバーを得ることができる。
さらに、(i)ファイバーのX線回折に基づく2θ=20.8±1°の方位角強度分布曲線から求まる結晶配向度が90%以上であるか、または、(ii)DSCから求まる融解ピークが160℃以上、168℃以下の範囲内と、170℃以上、180℃以下の範囲内との2つの範囲内にそれぞれ1つずつ存在することのいずれかの条件を満足することによって、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%以下であるファイバーを得ることができる。
このようなファイバーであれば、例えば後述するシート状構造体に対しても好適に用いられる。
<フッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの応用>
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。
また、本実施形態に係るフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーを用いて織る、編む等の処理を施すことで、本実施形態に係るファイバーからなるシート状構造体を作製することもできる。この場合、織る、編む等の処理は、慣用の方法及び装置を用いて行うことができる。
さらに、本実施形態に係るシート状構造体は、複数のシート状構造体を積層してなるものであってもよい。
さらに、本実施形態に係るシート構造体は、網目状に形成されていてもよい。また、本実施形態に係るシート状構造体は、シート全体が網目状に形成されていてもよく、一部が網目状に形成されていてもよい。
本実施形態に係るシート状構造体の形態は特に限定されるものではなく、例えば、織布、ニット、紐、カットファイバ、紙及び不織布などの様々な形態で用いることができる。また、その用途も特に限定されるものではなく、例えば、中空糸膜の補強糸、ロープ及び衣料などの様々な産業資材、医療基材、発色繊維、及び圧電体としてセンサーデバイスに好適に用いることができる。また、本実施形態に係るシート状構造体が網目状に形成されている場合には、当該シート構造体を、例えば漁網にして好適に用いることができる。
(まとめ)
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、X線回折に基づく2θ=20.8±1°の方位角強度分布曲線から求まる結晶配向度が80%以上であり、結晶サイズが12nm以下である。
本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一態様では、フッ化ビニリデン系樹脂は、150℃以上、180℃以下の範囲内に2つ以上の融点ピークを有することが好ましい。
本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一態様では、フィラメントの直径は、5μm以上、80μm未満であることが好ましい。
本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一態様では、平均複屈折率が、30×10−3以上であることが好ましい。
本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一態様では、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が好ましい。
また、本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一態様では、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種であってもよい。
本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一態様では、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%以上含むことが好ましい。
本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一態様では、フッ化ビニリデン系樹脂のインヘレント粘度は、0.70d/L以上、0.95dL/g以下であることが好ましい。
本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一態様では、引張強度が2.0cN/dtex以上であり、引張伸度が50%以下であることが好ましい。
本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーの一態様では、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%以下であることがより好ましい。
本発明のシート状構造体の一態様は、本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーを用いてなるものである。
本発明のシート状構造体の一態様では、例えば網目状に形成されていてもよい。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
以下の各実施例及び各比較例に示すフッ化ビニリデン系樹脂のファイバーの製造は、いずれも紡糸装置(FIBER EXTRUSION TECHNOLOGY Inc.社製)を用いて行なった。
(実施例1)
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(以後、PVDFと称する。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。
PVDFを紡糸装置のホッパーから単軸押出機(シリンダー径φ25mm)に投入し、PVDFを265〜270℃に加熱して溶融した。溶融したPVDFをギアポンプを用いて24穴ノズル(孔径:0.40mm)からドラフト率120で紡糸して、PVDFからなる24本のフィラメントを得た後、オイリング剤を塗布してPVDFからなるファイバーを得た。さらに連続して延伸温度80℃、延伸倍率4.50として、ファイバーを延伸し、それからPVDFを緩和温度130℃、緩和率0%で熱固定して、PVDFからなる、延伸したファイバーを得た。
(実施例2)
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。
(実施例3)
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。
(実施例4)
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。
(実施例5)
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。
(実施例6)
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。
(比較例1)
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に変えた以外は、実施例1と同様にしてファイバーを得た。
(比較例2)
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℃で、1.16倍延伸することによってファイバーを得た。
(比較例3)
ドラフト率を10000に変えた以外は、比較例1と同様にしてファイバーを得た。
(比較例4)
PVDFのインヘレント粘度を0.68dL/gに変えて、さらにノズル径を1mm、ドラフト率850としてPVDFからなるフィラメントを得たともに、その後の工程においてファイバーを延伸しなかったことを以外は、実施例1と同様にしてファイバーを得た。
上述した実施例1〜6及び比較例1〜4におけるファイバーの製造条件を以下の表1にまとめる。
<フッ化ビニリデン系樹脂のファイバーの評価>
実施例1〜6及び比較例1〜4で得られた各フッ化ビニリデン系樹脂のファイバーについて、それらのフィラメントの直径、平均複屈折率、結晶配向度、結晶サイズ、融点(Tm1及びTm2)、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。
(フィラメントの直径)
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。
(平均複屈折率)
ファイバーを、カッターを用いて斜めに切断し、当該ファイバーの切断面に数滴の浸漬液(Immersion Oil:n=1.516(23℃))を滴下することによって、試料を作製した。平均複屈折率(Δn)は、オリンパス株式会社製の偏光顕微鏡及びBerek Compensatorを用いて、レターデーションを測定することにより求めた。
(結晶配向度)
X線発生装置(Rigaku製)を用い、サンプルにX線を照射し、IP(イメージングプレート)にて強度プロフィールを測定した。光源はCu−Kα線(0.1542)を用い、管電圧40kV、 管電流 20mAにて30分照射した。結晶配向度は2θ=20.8°±1の方位角方向に対する強度プロフィールを測定し、半値幅βより、以下の式にて算出した。
Figure 2018051788
(結晶サイズ)
結晶サイズはピーク分離ソフトにて強度プロファイルをフィッテングし、以下に示すScherrerの式にて算出した。
Figure 2018051788
(式中、Dは結晶サイズ、kは定数(0.9)、λはX線(CuKα)の波長(0.1542nm(1.54Å))、βは、方向角強度分布曲線における、強度ピークの半値幅を示す)
(融点(Tm))
フィラメント5mgをアルミパンに密封し、示差走査熱分析装置(メトラー社製DSC−1)にて、昇温速度10℃/分に昇温して、ピーク温度が170℃未満に現れるピーク温度をTm1、170℃以上に現れるピークをTm2とした。
(引張強度及び引張伸度)
引張試験機(テンシロン オリエンテック社製)を用いて、試験試料長300mm,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。なお、引張強度及び引張伸度は、破断値(最大点)の平均を用いた。
Figure 2018051788
本発明のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーは、織布、ニット、紐、カットファイバ、紙及び不織布などの様々な形態で使用され、漁網、中空糸膜の補強糸、ロープ及び衣料などの様々な産業資材、医療基材、発色繊維、及び圧電体としてセンサーデバイスに利用することができる。
Figure 2018051788
(式中、Dは結晶サイズ、kは定数(0.9)、λはX線(CuKα)の波長(0.1542nm(1.54Å))、β’ピークの半値幅、θはブラッグ角を示す)
本実施形態によれば、上述のような結晶配向度及び結晶サイズを有するフッ化ビニリデン系樹脂ファイバーとすることで、優れた機械的特性を有し、かつこれらを作製する製造工程においては糸切れが発生し難いファイバーを提供することができる。
参考例5)
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。
Figure 2018051788
(式中、Dは結晶サイズ、kは定数(0.9)、λはX線(CuKα)の波長(0.1542nm(1.54Å))、β’、ピークの半値幅、θはブラッグ角を示す)
(融点(Tm))
フィラメント5mgをアルミパンに密封し、示差走査熱分析装置(メトラー社製DSC−1)にて、昇温速度10℃/分に昇温して、ピーク温度が170℃未満に現れるピーク温度をTm1、170℃以上に現れるピークをTm2とした。
(引張強度及び引張伸度)
引張試験機(テンシロン オリエンテック社製)を用いて、試験試料長300mm,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。なお、引張強度及び引張伸度は、破断値(最大点)の平均を用いた。
Figure 2018051788

Claims (12)

  1. 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、X線回折に基づく2θ=20.8±1°の方位角強度分布曲線から求まる結晶配向度が80%以上であり、結晶サイズが12nm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。
  2. 上記フッ化ビニリデン系樹脂は、150℃以上、180℃以下の範囲内に2つ以上の融点ピークを有す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。
  3. 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。
  4. 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1〜3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。
  5. 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1〜4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。
  6. 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種であるであることを特徴とする、請求項1〜4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。
  7. 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6に記載のフッ化ビニリデン系樹脂ファイバー。
  8. 上記フッ化ビニリデン系樹脂のインヘレント粘度は、0.70dL/g以上、0.95dL/g以下であることを特徴とする、請求項1〜7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。
  9. 引張強度が2.0cN/dtex以上であり、引張伸度が50%以下であるあることを特徴とする、請求項1〜8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。
  10. 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1〜8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。
  11. 請求項1〜10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。
  12. 網目状に形成されていることを特徴とする、請求項11に記載のシート状構造体。
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