KR100561762B1

KR100561762B1 - 부직포 및 그것을 이용한 적층체 및 끈형상체

Info

Publication number: KR100561762B1
Application number: KR1020037016260A
Authority: KR
Inventors: 야먀모토세이고; 야먀모토카츠토시; 아사노준; 챠엔신니치; 코니시토모히사
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2006-03-16
Also published as: EP1403412A4; US20040198127A1; CN1513069A; TWI235773B; JP4029837B2; JPWO2003000977A1; WO2003000977A1; EP1403412A1; KR20040025687A

Abstract

본 발명의 부직포는, 주로, 불소 수지 섬유로부터 이루어지고, 섬유가 교락하고 있는 부직포이다. 나아가, 본 발명의 부직포는 가압 및 가열 처리, 또는 연신 처리가 행해지고 있어도 무방하다. 이것에 의하여, 이 부직포는 기계적 특성이 우수하다.

웨브, 불소 수지 섬유, 부직포, 적층체, 지지재

Description

부직포 및 그것을 이용한 적층체 및 끈형상체{NON-WOVEN FABRIC AND, LAMINATE AND STRING USING THE SAME}

본 발명은 불소 수지 섬유로 주로 이루어지는 부직포 및 그것을 이용한 적층체 및 끈형상체에 관한 것이다.

불소 수지는, 높은 내약품성, 높은 내열성, 높은 절연성, 및 극히 낮은 마찰 계수 등의 우수한 성질을 가지고 있다. 그러나, 이 극히 낮은 마찰 계수 때문에, 기계적 강도가 높은 불소 수지 섬유의 부직포를 얻는 것은 곤란하였다. 특히, 짧은 불소 수지 섬유를 이용하여 부직포를 제조할 수 없었다.

이 때문에, 종래, 기계적 강도가 요구되는 경우에는, 예를 들면, 직물 등에 불소 수지의 인조 섬유를 적층 교락(交絡)한, 기포(基布)를 가지는 불소 수지 섬유 부직포 등이 이용되고 있다. 이러한 기포를 이용한 불소 수지 부직포로서는, 직물, 펠트에 불소 수지의 인조 섬유를 적층 교락한 것이 알려져 있다. 한편, 기포를 가지지 않는 불소 수지로 주로 이루어지는 포상물(布狀物)로서는, 불소 수지 필름을 해섬하여 얻어진 인조 섬유를 적층한 웨브가 제안되어 있다. 또한, 국제특허출원 공개 제WO96/10668호 팜플렛에는, 불소 수지 섬유 이외의 섬유를 혼합하는 것에 의하여, 섬유의 교락성을 높여, 부직포의 강도를 높이는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 기포를 가지는 부직포는 기포가 있는 부분의 두께를 얇게 하는 것이 곤란하고, 나아가 그것이 있는 것으로, 균일한 공극율, 통기도, 신장 변형을 얻을 수 없는 문제가 있었다.

또한, 상기 종래의 웨브는, 두께 방향으로 단지 적층된 것에 지나지 않아, 이 때문에, 닙 롤러로 웨브를 가압 등 하여도, 인장(引張) 강도, 신장률 등이 우수한 것을 얻는 것이 곤란하다. 이 때문에, 웨브의 감기 등의 작업시에 약간의 장력이 걸려도 웨브가 파단(破斷)하는 등, 취급상 문제가 있었다.

또한, 웨브는 두께 방향에 대해서는 단지 적층된 것에 지나지 않기 때문에, 접착제 등으로 타 부재에 접합한 경우에는, 웨브의 표층과 접착층이 쉽게 박리되어 버린다.

한편, 타 섬유를 혼합한 부직포에서는, 그 비율이 높은 만큼 불소 수지에서 유래하는 우수한 성질을 잃게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 기포를 가지지 않는 불소 수지 섬유로 주로 이루어지는 부직포에 있어서, 기계적 강도를 개선하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 그러한 부직포에 의해 여러 가지 용도에서의 사용을 가능하게 하는 것에 있다.

청구항 1에 기재된 부직포는, 기포를 가지지 않고, 불소 수지 섬유로 주로 이루어지고, 섬유가 교락하고 있다.

이 부직포는 주로 불소 수지 섬유로 이루어져 있기 때문에, 불소 수지가 가 지는 높은 내약품성, 높은 내열성, 높은 절연성 및 극히 낮은 마찰 계수 등의 우수한 성질을 가지고 있다.

이 부직포는 기포를 가지고 있지 않기 때문에, 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 균일한 공극율, 통기도, 신장 변형을 얻을 수 있다.

불소 수지 섬유로 주로 이루어지는 웨브는, 불소 수지 섬유만으로 이루어지는 웨브라도 무방하고, 상기와 같은 불소 수지의 우수한 성질을 실질적으로 완전히 잃지 않는 비율을 한도로 해서, 다른 섬유를 포함하고 있어도 무방하다. 당해 부직포에서의 불소 수지의 비율은 통상 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상, 특히 바람직하게는 95% 이상이다. 본 명세서 중, %는 특별히 사전 설명이 없는 한, 중량 %를 말한다.

청구항 2에 기재된 부직포는, 청구항 1에 기재된 부직포에 있어서, 불소 수지 섬유의 평균 섬유 길이가, 약 5mm 내지 약 50mm이다. 이러한 부직포는 종래에 알려져 있지 않다. 종래에는, 이러한 섬유는 부직포의 제조에 이용되지 않고 폐기되어 있었다. 당해 부직포는 제조 비용이 낮은 이점을 가진다.

청구항 3에 기재된 부직포는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 부직포에 있어서, 분지(分枝) 구조를 가지는 불소 수지 섬유로 주로 이루어지는 웨브에 수류 교락이 행해져 있고, 외관 밀도가 0.2g/cm³ 이상 1.5g/cm³ 이하이다.

이 부직포는, 불소 수지 섬유가 수류 교락되는 것에 의하여, 섬유끼리가 얽혀 있기 때문에, 웨브의 인장 강도, 신장률 등이 우수하다. 또한, 불소 수지 섬유 는 분지 구조를 가지고 있으므로, 섬유끼리가 보다 강하게 얽힐 수 있어 기계적 강도는 보다 우수한 것으로 되어 있다.

이 부직포의 외관 밀도는, 부직포의 강도에 높은 상관성을 나타낸다. 부직포의 밀도가 높은 편이, 부직포의 강도도 높다. 이 부직포는 0.2g/cm³ 이상의 외관 밀도를 가지고 있기 때문에, 300g/m² 이하, 200g/m² 이하, 또는 100g/m² 이하와 같은 낮은 면밀도에서도, 충분한 기계적 강도를 가지고 있다. 이 때문에, 이 부직포는 기포를 가지고 있지 않아도 무방하다. 강도의 관점에서는, 외관 밀도는 0.7g/cm³ 이상이 바람직하고, 0.8g/cm³ 이상이 더 바람직하며, 1.0g/cm³이상이 특히 바람직하다. 한편, 1.5g/cm³를 초과하면, 부직포로서의 특성을 잃어 간다.

이들에 의하여, 이 부직포는 높은 강도를 가지고 있다. 이 때문에, 면밀도를 작게 하는 것이 가능하다. 예를 들면, 면밀도 300g/m² 이하, 200g/m² 이하, 또는 100g/m² 이하의, 기포를 가지지 않는 불소 수지 섬유 부직포를 제공할 수 있다. 본 발명자들의 제조 시험에 있어서는, 대략 30g/m²의 불소 수지 섬유 부직포를 얻을 수 있었다.

나아가, 이 부직포는, 수류 교락의 결과, 외관 밀도가 작게 되어 있지만, 여기에서는, 타 부재에 적층시킬 시의 작업성 등을 고려하여 상기 외관 밀도의 범위에 있는 것을 대상으로 하고 있다.

또한, 이 부직포는, 수류 교락에 의해 두께 방향으로도 강도가 개선되어 있기 때문에, 접착제 등으로 타 부재에 접착해도, 종래와 같이 웨브의 표층과 접착층 간에 박리가 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 부직포는, 각종 부재에 적층시켜, 접동(접하여 미끄러져 움직임, 摺動)재, 씰(seal)재 등의 다양한 용도로 사용할 수 있는 적층체를 얻을 수 있다.

청구항 4에 기재된 부직포는, 청구항 1내지 청구항 3 중 어느 하나의 부직포에 있어서, 불소 수지가 융점 이하의 온도에서 가압 및 가열 처리되어 있다.

이 부직포에서는, 가압 및 가열 처리에 의하여, 부직포의 강도가 향상되어 있다. 또한, 섬유의 보풀, 탈락이 억제되어 부직포로서의 형태가 안정되어 있다. 또한, 이 가압 및 가열 처리는, 불소 수지 섬유의 융점 이하에서 행해진다.

이 부직포는, 강도가 향상되어 있지만 부드럽다.

청구항 5의 부직포는, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 부직포에 있어서, 그 일부의 불소 수지 섬유가 융착(融着)하고 있다. 융착의 판별은, 현미경 아래에서 눈으로 보는 작업에 의해 행할 수 있다. 미융착 섬유는, 핀셋 등을 사용하여, 단섬유인 것으로 알 수 있지만, 융착 섬유는 알 수 없기 때문에, 용이하게 판별할 수 있다.

이러한 부직포는 예를 들면, 불소 수지 섬유가 섬유 교락되어 있는 부직포를, 당해 불소 수지 섬유의 적어도 일부의 온도가, 그 융점 이상이 되는 조건하에서 가압 및 가열 처리하는 것에 의하여 얻어진다.

이 부직포에서는, 부직포 중의 일부 불소 수지의 섬유끼리가 융착되어 강하 게 결합되어 있기 때문에, 부직포 전체로서 기계적 특성이 향상되어 있고, 인장 강도가 높고, 신장률이 작게 되어 있다. 한편, 이 부직포에서는, 가압 방향인 두께 방향으로 섬유의 융착이 생기고, 가로 방향으로는 생기지 않기 때문에 통기성은 유지되어 있다.

따라서, 이 부직포는, 이러한 성질을 이용하여, 예를 들면, 큰 여과 압력이 작용하는 여과 장치에서의 여재(濾材) 또는 여재 지지재, 통기성 시트 등으로서 이용하는데 적합한다.

또한, 이 부직포는, 표면의 섬유의 보풀도 억제되어 있기 때문에, 예를 들면, 보풀이 억제된 접동 재료로서 이용하는데 적합하다.

덧붙여, 부직포의 양 표면의 불소 수지 섬유가 융착되면 열수축을 일으켜버린다. 따라서, 한편의 표면 일부의 불소 수지 섬유만이 융착되어 있는 것이, 형상 변화를 억제하는 관점에서 바람직하다.

청구항 6에 기재된 부직포는, 청구항 1 내지 청구항 5의 부직포에 있어서, 필름상의 불소 수지를 일축 연신한 후 해섬하는 것에 의하여 얻어지는 불소 수지 섬유로부터 주로 이루어진다. 본 발명의 부직포를 구성하는 섬유로서는, 분지 구조를 가지는 것이 교락성이 우수한데, 분지 구조를 가지는 섬유는 이러한 방법에 의하여 많이 얻어진다. 따라서, 여기에서는, 특히, 이러한 방법에 의하여 얻어진 불소 수지 섬유로 주로 이루어지는 것을 대상으로 하고 있다.

청구항 7에 기재된 부직포는, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 부직포에 있어서, 불소 수지는 폴리테트라플루오르에틸렌 (이하, PTFE)이다.

PTFE는 각종 불소 수지 중에서도, 특히, 저마찰성, 저유전성 등이 우수하고, 또한, 그 가공 방법에 따라 섬유 형상으로 하는 것이 용이한 성질을 가지고 있다. 따라서, 여기에서는, 특히, 불소 수지 섬유로서 PTFE소성체 또는 반소성체의 섬유를 이용하는 것으로 하고 있다. 그 중에서도, 웨브의 작성이 용이하고, 또한, 2차 가공이 용이한 점에서 반소성PTFE가 바람직하다.

PTFE의 반소성체(반소성PTFE 라고도 한다)는, 시차주사 열량분석 (DSC；Differential　Scanning　Calorimetry)에 있어서, PTFE의 미소성체 (미소성PTFE 라고도 한다)의 흡열 (615°K부근의 흡열)과 PTFE의 소성체 (소성 PTFE)의 흡열 (600°K부근의 흡열)의 양쪽을 나타내는 것을 말한다. DSC는 시판된 DSC장치에 의하여 행할 수 있다.

덧붙여, 이 부직포에 대해서, 교락 직후 외관 밀도의 보다 바람직한 범위는, 0.4g/cm³ 이상 0.9g/cm³ 이하이다.

청구항 8에 기재된 부직포는, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 부직포에 있어서, 불소 수지는 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체 (이하, ETFE)이다.

ETFE는 PTFE와 같이, 저마찰성, 저유전성 등이 우수하고, 또한, 그 가공 방법에 따라 섬유 형상으로 하는 것이 용이한 성질을 가지고 있다. 따라서, 여기에서는, 특히, 불소 수지 섬유로서 ETFE 섬유를 이용하는 것으로 하고 있다.

덧붙여, 이 부직포에 대해서, 교락 직후의 외관 밀도의 보다 바람직한 범위 는, 0.3g/cm³ 이상 0.8g/cm³ 이하이다.

청구항 9에 기재된 부직포는, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 부직포에 있어서, 나아가 폴리프로필렌 (이하, PP)섬유, 폴리에틸렌 (이하, PE)섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (이하, PET)섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 (이하, PBO)섬유, 폴리이미드 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 알루미나 섬유, 스텐레스 섬유 및 분할용 복합 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 섬유를 포함하고 있다.

상기와 같은 불소 수지의 우수한 성질이 실질적으로 완전히 잃지 않는 비율을 한도로서 이들 섬유가 혼합되어 있는 것에 의하여, 이 부직포는 불소 수지의 우수한 성질과 타 섬유의 우수한 성질을 겸비하고 있다.

청구항 10의 부직포는, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 부직포에 있어서, 나아가 분할용 복합 섬유를 포함하며, 당해 분할용 복합 섬유는 분할 처리되어 있다. 분할 처리는, 웨브를 수류 교락하여 부직포를 얻는 경우, 수류 교락의 수류에 의하여 동시에 달성된다.

분할용 복합 섬유는 분할 처리되어, 극세 섬유가 된다. 따라서, 이 부직포는 불소 수지의 우수한 성질과, 이 극세 섬유의 우수한 성질을 겸비하고 있다. 또한, 이 극세 섬유는 섬유끼리의 교락성에 이바지한다.

청구항 11에 기재된 부직포는, 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나의 부직포에 있어서, 그 부직포의 최대 신도 이하에서 연신 가공이 행해진다.

이 부직포는 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나의 부직포에, 일축 또는 이축 방향으로, 최대 신도 이하의 연신 가공을 행한 것으로, 이것에 의하여, 신장이 억제되어, 인장 강도 (최대점 하중)가 개선되어 있다. 또한, 연신에 의하여, 면밀도 조정이 가능하다.

청구항 12에 기재된 적층체는, 부직포와 지지재를 구비하고 있다. 부직포는 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나에 기재된 것이다. 지지재는 부직포가 적층된다.

청구항 1 내지 청구항 11중 어느 하나에 기재된 부직포는, 단독으로도 충분한 강도를 가지고 있지만, 적당한 부재에 적층시키는 것으로 한층 더 기계적 강도가 향상된다. 또한, 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나에 기재된 부직포는, 두께 방향의 강도도 높기 때문에, 당해 부직포를 구성하는 섬유의 일부를 상기 지지재 표면에 남겨 당해 부직포가 박리하는 문제가 생기기 어렵다. 이 적층체도 또한, 불소 수지에서 유래하는 저마찰성, 저유전성 등이 우수한 성질을 가지고 있기 때문에, 접동 부재, 절연재, 또는, 씰재, 필터 등, 다양한 용도로 이용할 수 있다.

청구항 13에 기재된 끈형상체는, 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 부직포를 꼬아, 끈형상체로 한 것이다. 당해 부직포를 테이프상으로 재단하여 띠형상으로 하고, 그 한 개 또는 복수 개의 띠형상체를 꼬임 가공하여, 당해 끈형상체를 얻을 수 있다. 또한, 이것들을 한층 더 서로 꼬아, 청구항 13에 기재된 끈형상체로 하는 것도 가능하다.

청구항 14에 관련된, 주로 불소 수지 섬유로 이루어지는 부직포를 강화하는 방법은, 당해 부직포를 가압 및 가열하는 것을 특징으로 하고 있다.

강화는 인장 강도 및/또는 두께 방향의 강도 향상을 의미한다.

청구항 15의 부직포는 청구항 14에 기재된 방법에 의하여 강화되어 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부직포를 도시하는 두께 방향 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적층체를 도시하는 두께 방향 단면도이다.

이하, 본원 발명의 적합한 실시예에 대해서 상술한다.

［부직포］

제1 실시예

도 1에, 본 발명의 제1 실시예에 따른 부직포(1)를 도시한다.

이 부직포(1)는, 반소성PTFE 섬유로부터 주로 이루어지고, 당해 섬유는 분지 구조를 가지고 있다.

본 실시예에서는, 불소 수지로서 PTFE가 이용되지만, 이 PTFE는 테트라플루오르에틸렌 (이하, TFE)의 단독 중합체여도 무방하고, TFE에 소량의 퍼플루오르비닐에테르 등을 중합하는 것에 의하여 변성된 변성 PTFE여도 무방하다. 덧붙여, 본 발명에서는, 특별히 도시한 경우를 제외하고, 변성 PTFE도 포함하여 PTFE라고 한다.

또한, PTFE에 대신하여, TFE와 헥사플루오르프로필렌과의 공중합체(FEP), 에틸렌과 TFE와의 공중합체(ETFE), TFE와 퍼플루오르알킬비닐에테르와의 공중합체 (이하, PFA) 등의 용융 가공할 수 있는 불소 수지를 사용해도 무방하다. 이들 불소 수지는, 단독으로 이용해도 무방하고, 2종 이상을 병용해도 무방하다. 이들 불소 수지는, 내약품성, 저마찰특성, 내마모성, 비점착성, 내열성이 우수함과 함께, 발수성, 발유성도 우수하다.

상기 불소 수지 중에서는, 내약품성, 기계적 강도가 우수한 점에서 PTFE가 바람직하고, 특히, 웨브의 작성이 용이하고, 또한, 2차 가공이 용이한 점에서 반소성PTFE가 바람직하다.

PTFE 필름의 반소성체는, 예를 들면, 유화 중합법으로 얻어진 PTFE 미분말을 페이스트(paste) 성형하여 얻어진 PTFE 필름, 또는 현탁 중합법으로 얻어진 PTFE 분말을 압축 성형하여 얻어진 PTFE 필름을, PTFE소성체의 융점 (약 327°C)과 PTFE미소성체의 융점 (약 337°C 내지 약 347°C) 간의 온도에서 열처리하는 것에 의하여 얻어진다.

PTFE소성체는, PTFE미소성체 또는 PTFE반소성체를, PTFE미소성체의 융점 이상의 온도에서 열처리 하는 것에 의하여 얻어진다.

본 발명의 부직포의 제조에 이용되는 웨브는, 본 실시예에서는, 불소 수지만으로 구성되어 있다. 그러나, 당해 웨브로서는, 나아가 불소 수지 섬유 이외의 섬유를 포함하고 있는 것을 이용해도 무방하다. 이러한 섬유로서는, PP섬유, PE섬유, PET 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유, PBO 섬유, 및 폴리이미드 섬유 등의 유기계 섬유；유리 섬유, 탄소 섬유, 및 알루미나 섬유 등의 무기계 섬유；스텐레스 섬유 등의 금속 섬유；및 분할용 복합 섬유 등을 들 수 있다. 이들 섬유는 단독으로 이용해도 무방하고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 무방하다.

당해 분할용 복합 섬유로서는, 예를 들면, 복수 종류의 수지를 이용하여 방사(紡絲)하는 것에 의해 얻어지는 공지의 분할용 복합 섬유를 이용할 수 있다. 바람직한 것으로, 당해 분할용 복합 섬유는, 수류 교락에 의하여 웨브의 섬유를 교락시키는 것과 동시에 분할되어 극세 섬유가 된다. 당해 복수 종류의 수지의 조합으로서는, 폴리에스테르/나일론 및 폴리에스테르/폴리프로필렌 등을 들 수 있다.

불소 수지 섬유 이외의 섬유의 비율은, 상기와 같은 불소 수지의 우수한 성질이 실질적으로 완전히 잃지 않는 한 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 불소 수지 섬유의 비율이 낮아질수록, 불소 수지 섬유에 유래하는 성질은, 보다 많이 손상된다. 본 발명의 부직포에 이용되는 웨브 중의 불소 수지 섬유의 비율은, 통상 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상, 특히 바람직하게는 95% 이상이다.

또한, 웨브로서는, 예를 들면, 국제특허출원 공개 WO94/23098호 팜플렛, WO96/00807호 팜플렛, WO96/10662호 팜플렛 등에 기재되는, 분지를 가지는 모노필라멘트, 인조 섬유, 멀티필라멘트가 바람직하게 이용된다. 이들 웨브는 필름상으로 가공한 PTFE (PTFE 필름)를 일축 연신한 후, 기계적으로, 재단, 해섬하는 것에 의하여 얻어지고, 각 단섬유는 분지 구조를 가지고 있다.

본 발명의 부직포에 있어서는, 주로 불소 수지 섬유로부터 이루어지는 부직 포에는 종래 이용되지 않았던, 비교적 짧은 불소 수지 섬유를 이용해도 무방하다.

구체적으로는, 길이 5mm 내지 50mm, 바람직하게는 10mm 내지 20mm의 불소 수지 섬유를 이용할 수 있다.

당해 불소 수지 섬유의 길이는 균일할 필요는 없다. 극히 짧은 불소 수지 섬유가 일정 비율 미만이면 무방하다. 구체적으로는, 길이 5mm 이하의 섬유가 40% 미만, 바람직하게는 10% 미만, 더 바람직하게는 5% 미만인 것이 바람직하다. 한편, 긴 불소 수지 섬유의 비율은, 특별히 한정되지 않는다. 놀랍게도, 예를 들면, 25mm 이상의 섬유가, 20% 이하, 10% 이하, 5% 이하, 또는 2% 이하라도, 적합하게 부직포를 제조할 수 있었다. 또한, 50mm이상의 섬유가, 1% 미만, 또는 실질적으로 0%라도, 적합하게 부직포를 제조할 수 있었다. 섬유의 길이에 관해서는, %는, 개수를 기준으로 한다.

섬유의 길이는, 부직포로부터 무작위로 섬유 100개를 꺼내, 상법(常法)에 의해 측정하는 것으로 결정된다. 분지가 있는 섬유의 경우, 길이가 최대가 되도록 측정하는 것으로 한다.

불소 수지 섬유와 불소 수지 섬유 이외의 섬유를 포함한 웨브는, 불소 수지 필름과 불소 수지 이외의 수지 필름을 포개어 맞추고, 기계적으로, 재단, 해섬하는 것 등에 의하여 얻을 수 있다. 또는, 단지 기계적으로 이들 섬유를 혼합하여도 무방하다.

＜수류 교락＞

본 실시예의 웨브는, 수류 교락 (water jet needle punching)이 행해지고 있 다. 여기에서는, 그 바람직한 구체예에 대해서 설명하는데, 본 실시예는 여기서 설명하는 것에 한정되는 것은 아니다.

덧붙여 여기에서는, PTFE 웨브에 대해서 상술한다.

수류 교락에서는, 70메쉬 이상의 네트 상에 웨브를 재치하여 웨브를 지지하고, 노즐 직경 0.1mm 전후, 노즐 피치 1mm 전후의 노즐을 이용하여, 우선 5MPa 이하의 수압으로 예비 교락을 행하고, 그 후 최대 10MPa의 수압으로 본교락을 행하여, 이것으로써 부직포(1)를 얻는다. 노즐 직하에 있는 반송 네트의 아래쪽에는, 진공 펌프 또는 블로어에 접속한 배기, 배수구를 설치하여 웨브 교락수를 신속하게 배출시킨다.

덧붙여, 교락시에 웨브의 지지체로 되는 네트로서는, 웨브 섬유와 네트가 교락되는 일이 없고, 박리시에 네트상에 잔존하는 웨브의 양 (불소 수지의 손실)이 적어지는 점에서, 100메쉬 전후의 촘촘한 눈의 것이 바람직하다. 70메쉬 이하에서는, 웨브와 네트와의 교락 정도가 커진다. 한층 눈이 엉성해지면, 웨브가 네트의 눈 안에 침투하는 폭 치수의 흐트러짐이 크게 되고, 또한, 웨브 표면에 네트의 형상이 전사(傳寫)되거나 수류에 의하여 웨브에 관통 구멍이 생기거나 한다. 또한, 웨브의 지지체로서 펠트를 이용하는 경우에는, 눈이 촘촘한 네트에 비해, 웨브와 펠트와의 경계에서의 교락 수류의 충돌 반사류가 적게 되어, 교락이 약해지는 경향이 있다.

교락이 시작되면, 웨브의 밀도는 0.3g/cm³ 내지 0.7g/cm³으로 저하하고, 수 류가 흐르기 쉬워진다. 이 때, 지지체의 구멍 직경이 크면, 그 수류 에너지는 교락에 이용되는 일 없이 지지체로부터 흩어져 없어져버리지만, 구멍 직경을 작게 하는 것으로 네트와의 충돌 수류 에너지를 교락에 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 표면 평활화를 행하는 것과 동시에 지지체의 개공율(開孔率)을 내리기 위해서, 지지체로서 캘린더 가공을 행한 네트를 이용해도 무방하다.

이러한 수류 교락을 행하는 것에 의하여, 섬유의 두께 방향의 이동이 생기고, 섬유의 두께 방향의 교락을 얻을 수 있어 인장 강도 (최대점 하중)가 증가함과 함께, 그 때의 신장이 억제된다.

덧붙여, 15메쉬의 네트로 지지한 면밀도 250g/m²의 웨브 (밀도 860kg/cm³)는, 1kg 중량당 0.13kWh의 동력 (실험 조건으로부터의 계산값)으로 처리한 경우는, 인장 강도 (최대점 하중) 5N/cm 내지 6.5N/cm로 된다.

한편, 100메쉬의 네트로 지지한 경우의, 면밀도 250g/m²의 웨브는, 1kg중량당 0.11kWh의 동력으로 처리한 경우는, 인장 강도 6.5N/cm 내지8N/cm로 된다.

특히, 웨브를 재치하는 네트의 개구부가 큰 경우 (예, 2mm 이상), 개구부에 위치하는 섬유가 누락되는 것에 의하여, 당해 개구부의 위치에 대응한 복수의 구멍 (예, 직경 0.1mm 내지 2mm)을 가지는 부직포가 얻어진다. 이 개구부의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 수류 교락의 조건 (수압 등)에 의하여, 이러한 구멍을 생기게 하는 개구부의 크기는 다르다. 이 「구멍」이란 반드시 완전한 공간인 부분을 의미하는 것이 아니라, 불소 수지 섬유가 드문드문하게 되어 있는 부 분을 포함한다.

＜가압 가열 처리＞

섬유가 교락한 채로의 밀도가 낮은 부직포는 강도가 불충분하다. 부직포의 강도는 부직포의 외관 밀도와 높은 상관성을 나타낸다. 또한, 표면의 기모(起毛)가 현저하기 때문에, 핸들링 시에 섬유가 박리되거나 비산(飛散)하기 쉽고, 또한, 수류 교락의 경우, 가공에 의하여 부직포에 주름이 남는 외관적인 문제가 있다.

따라서, 당해 실시예에서는, 섬유 교락 후의 기모 상태인 채 부직포를 용융 온도 이하의 온도에서 가열, 가압하는 것으로, 외관 밀도를 높이는 것과 함께 표면을 평활화하는 것으로 하고 있다. 구체적으로는, 가열된 금속 롤 사이, 또는 가열 금속 롤 및 고무 롤 간의 사이에 섬유 교락 처리된 부직포를 통과시키는 것으로 연속적으로 처리할 수 있다. 또한, 히트 프레스 장치와 같은 방법으로 단속(斷續)적으로 행하는 것도 가능하다.

강도의 관점으로부터는, 외관 밀도는 0.7g/cm³ 이상이 바람직하고, 0.8g/cm³ 이상이 더욱 바람직하고, 1.0g/cm³ 이상이 특히 바람직하다. 한편, 1.5g/cm³를 초과하면, 부직포로서의 특성을 잃어 간다.

가압시의 압력을 높게 하는 것으로, 이 외관 밀도를 높게 할 수 있다. 가압시의 압력을 높게 하는 것으로는, 예를 들면, 상기와 같이 롤 사이를 통과시키는 가압 방법이라면, 롤 사이의 간격을 좁게 하면 좋다. 원하는 외관 밀도를 얻기 위한 롤 사이의 간격은, 통과시키는 부직포의 두께, 롤의 재질, 및 롤 온도 등에 따 라서 다르지만, 조건을 바꾸어 제조 시험을 수회 반복하는 것으로 용이하게 결정할 수 있다.

가열 처리에서의 온도는 실온 (통상, 약 25°C)보다 높은 온도이면 좋지만, 이러한 가압 및 가열 처리의 효과에 대해서는, 처리 온도가 높은 편이 높은 효과가 얻어지는 경향이 있었다. 다만, 당해 실시예에서는, 불소 수지 섬유의 융점을 처리 온도의 상한으로 설정하고 있다. 이것에 의하여, 강도는 높지만 부드러운 부직포를 얻을 수 있다.

특히, 상기한 복수의 구멍을 가지는 부직포를 가열 및 가압 처리한 경우, 이들 복수의 구멍은 유지된 채로, 부직포의 강도를 향상시킬 수 있다. 이렇게 하여 얻어지는 부직포는, 불소 수지 멘브레인(membrane)의 지지체 등에 적합하게 이용된다.

＜연신 가공＞

수류 교락한 채로의 밀도가 낮은 부직포는, 감고 풀 때 등의 어느 조작이나, 점도가 높은 접착제를 도포하는 경우에, 외력에 의한 신장이나 폭의 변형이 생기기 쉽고, 밀도 불균일이나 치수 형상이 불안정하게 되는 문제가 있다.

따라서, 당해 실시예에서는, 미리, 부직포에 일축 또는 이축 방향으로 연신 가공을 행하는 것으로, 신장을 억제하여 인장 강도 (최대점 하중)를 개선하는 것으로 하고 있다.

구체적으로는, 풀기 속도보다 더 빠른 속도로 감는 것으로, 연속적으로 일축 방향의 연신을 행할 수 있다. 또한, 이것을 가로 연신 장치(텐터)를 이용하여, 풀 기 직각 방향으로 신장 변형을 주는 것으로, 이축 연신을 행할 수 있다.

＜꼬임 가공＞

종래, 불소 수지 섬유로부터 실럴値망상의 형상을 얻는 경우, 긴 섬유를 서로 꼬거나, 또는 이것을 심선으로 하여 단섬유를 서로 꼬고 있었다.

본 발명은, 연신 가공된 부직포에 꼬임 가공을 시행하는 것으로, 원기둥상의 형상과 높은 인장 강도를 용이하게 얻는 것으로 하고 있다.

구체적으로는, 띠형상의 부직포를 1개 또는 복수개 서로 꼬는 것으로, 끈형상체를 얻는다. 이들을 더 꼬는 것으로, 밧줄이 생긴다.

제2 실시예

본 발명의 제2 실시예에 관련되는 부직포는, 일부의 불소 수지 섬유가 융착하고 있는 점을 제외하고는, 제1 실시예에 관련되는 부직포와 같다.

본 실시예의 부직포는, 제1 실시예의 부직포에 있어서, 부직포 중의 적어도 일부의 불소 수지 섬유의 온도가, 그 융점 이상이 되는 조건하에서, 가압 및 가열 처리하는 것에 의하여 얻을 수 있다. 다만, 당해 온도가 너무 높은 경우, 불소 수지가 과도하게 분해된다. 예를 들면, 반소성PTFE 에 있어서는, 340°C 내지 360°C에서 처리되는 것이 바람직하다. 또한, 이 부직포에서는, 열수축에 의한 부직포 폭 변화를 억제하는 관점에서, 한면만을 가열하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 예를 들면, 340°C 내지 360°C로 가열된 금속 롤과 가열되지 않은 금속 롤의 사이를 부직포를 통과시키면 좋다.

이 부직포에서는, 웨브의 표면에서는, 섬유끼리가 융착되어 강하게 결합하고 있기 때문에, 부직포 전체로서 기계적 특성이 향상되어 있고, 인장 강도가 높고, 신장률이 작아지고 있다. 한편, 이 부직포에서는, 웨브 표면 이외의 부분에서는, 섬유끼리의 융착은 생기지 않고, 두께 방향에서의 섬유의 융착을 위해서, 통기성을 유지하고 있다.

또한, 이 부직포는 표면의 섬유의 보풀이 억제되어 있다.

덧붙여, 부직포의 열 융착시의 폭 방향 수축으로 생기는 주름 등의 외관으로부터는, 폭 수축량이 25% 이하로 되도록, 온도 조건·가공 시간 조건을 설정하는 것이 바람직하다.

특히, 상기한 복수의 구멍을 가지는 부직포를 가열 및 가압 처리한 경우, 이들 구멍은 유지된 채로, 부직포의 강도를 향상시킬 수 있다. 이렇게 하여 얻어지는 부직포는, 불소 수지 멘브레인의 지지체 등에 적합하게 이용된다.

［부직포의 용도］

도 2에, 본 발명의 일실시예에 따른 적층체(11)를 도시한다.

적층체(11)는 상술한 부직포(1)와, 이 부직포(1)가 적층되는 지지재(3)를 구비하고 있다.

본 발명의 부직포(1)는, 웨브로 구성되는 것에 의하여 다공성을 가지고 있고, 타 부재로의 접착 고정이 용이하다. 이 특징을 살려, 도 2의 적층체(11)등을 얻는 것이 가능하다. 또한, 부직포 단체(單體)에서도 각종 용도로 이용할 수 있다.

＜각종 적층체 (접동재, 씰재, 이형재)＞

지지재(3)로서 금속, 고무, 수지, 목재, 세라믹스제의 부재를 이용하는 경우에는, 이들 부재에 부직포(1)를 붙이는 것으로써, 저마찰성의 접동재, 발수성이 우수한 씰재, 또는, 비점착성을 가지는 이형재를 얻을 수 있다.

지지재(3)에 이용하는 재료로서, 수지로서 폴리염화비닐 (이하, PVC)을 이용하는 경우는, PVC제의 부재에 종래의 PVC용 접착제를 도포하는 것에 의하여, 그 위에 부직포(1)를 붙일 수 있다. 고무제 부재의 경우는, 고무계 접착제를 사용할 수 있다. 목재의 경우는, 일반적으로 사용되는 아세트산비닐계 접착제를 사용할 수 있다. 금속, 세라믹스제 부재의 경우는, 열경화성 수지 접착제 (대표적으로서 엑폭시계 접착제)나 열가소성 수지 접착제 (우레탄계 접착제 등) 등을 사용할 수 있다.

또한, 접착제층이 지지재를 겸하는 형태로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, 표층을 PTFE 웨브로 하고, 아래층을 고무로 하는 배관용 면진(免震) 방진(防振)재로 하는 것도 가능하다.

이형재는, 예를 들면, 핫 프레스에서의 성형품과 핫 프레스 가열면의 사이에 개재시켜, 성형품과 프레스 가열면과의 이형을 용이하게 하는 것인데, 지지재(3)로서 고무를 이용하면, 쿠션성이 우수한 이형재를 얻을 수 있다.

지지재가 PTFE등의 융점 이상의 내열성을 가지고 있는 금속이나 세라믹, 또는 단시간의 내열성이 보증되는 수지 등의 경우, 내열성을 가지는 접착제, 예를 들면 폴리이미드 바니스를 이용하면, 부직포(1)를 지지재에 접착한 후, 웨브의 표층을 용융 온도 이상에서 가열 처리할 수 있다. 이 처리에 의하여, 표면이 막화된 적층체를 얻을 수 있다. 이것에 의하여, 표면의 기계적 강도의 향상이나, 새로운 이형성의 향상을 바랄 수 있으므로, 각종 용도에 이용할 수 있다.

마찬가지로, 부직포에 상술한 폴리이미드 바니스와 같은 내열성을 가지는 가용성 수지 접착제를 도포하고, 이것을 PTFE의 용융 온도 이상에서 가열 성형하는 것으로, 접착성이 우수한 PTFE 적층 필름으로 하는 것도 가능하다.

덧붙여, 접동 용도에 있어서, 아라미드 섬유나 탄소 섬유를 혼방한 부직포를 이용하는 것으로, 내마모성을 개선할 수 있다.

＜비점착성 벨트＞

환상(環狀)의 벨트 본체에, 부직포(1)를 붙이는 것에 의하여, 비점착성을 가지는 벨트를 얻을 수 있다.

＜절연 테이프＞

도체 표면에, 부직포(1)를 감아 붙이는 것에 의하여, 절연성이 우수한 전선·전기 회로용의 절연 테이프를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 통상의 도체에 부직포(1)를 감아 붙이는 것과 함께, 감아 붙인 부직포(1) 상에 열경화성 수지, 열가소성 수지 등을 도포하는 것에 의하여, 간단하고 용이한 방법으로 내수성이 있는 외주(外周) 피복층을 가진 절연층을 형성할 수 있다. 이 절연층은, 불소 수지가 가지는 우수한 저유전율 특성, 저유전정접 특성에 더하여, 높은 공극율을 가지고 있으므로, 고주파 전기 회로·전선의 절연재로서 적합한 것을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 부직포(1)는 유연하기 때문에, 두께가 비교적 커도, 종래의 연신 테이프에 비해 감아 붙이는 등의 작업성이 양호하고, 또한, 유전 특성도 우수 하다. 덧붙여, 부직포(1)의 두께는 작업성이라는 점에서, 0.05mm이상의 두께의 것이 바람직하다.

특히, 고주파 테이프 감기 절연 전선 용도에서는, 두께 0.1mm전후에서, 공극율 50% 이상의 낮은 면밀도의 부직포가 요구된다. 이러한 용도에서는, 한 면을 열융착시킨 후, 두께 조정을 행한 부직포를 이용하는 것으로, 높은 감아 붙이는 장력이 작용해도, 감아 붙일 때의 테이프 폭 변화나 테이프 파단을 억제 할 수 있어, 품질이 안정된 절연 전선을 얻을 수 있다.

＜배선 회로 기판＞

부직포(1)를 기재(基材)로 하고, 이것에 열경화성 수지나 열가소성 수지를 함침시켜, 표면에 동박을 붙이는 것에 의하여 프린트 기판이 얻어진다. 이 프린트 기판은, 불소 수지가 가지는 저유전율, 저유전정접 등의 특성에 의하여, 고주파 회로용 기판으로서 이용할 수 있다.

종래의 불소 수지 웨브는, 교락 처리가 시행되고 있지 않기 때문에, 인장 강도가 작고, 이 때문에, 성형 가공시의 핸들링에 의해 시트가 쉽게 파손되어 버리는 일이 있고, 이러한 프린트 기판에 적용하는 것은 곤란하였다. 그러나, 본 발명의 부직포(1)를 이용하면, 교락 처리가 시행되어 인장 강도가 개선되어 있기 때문에, 이러한 용도가 가능하게 된다.

열경화성 수지로서는 엑폭시 수지를 이용할 수 있다. 열가소성 수지로서 내열성이 있는 폴리이미드 수지를 이용하면, 한층 내열성이 우수한 기판이 된다.

＜각종 막재 (기액(氣液)/고액(固液) 분리 막재, 전열 교환용 막재)＞

부직포(1)를 경계막으로서 이용하는 것으로, 내약품성, 내오존성을 가진 기액/고액 분리막을 얻을 수 있다. 불소 수지 연신막에 비하면, 접착 가공성이 우수하기 때문에, 각종 형상 형태로의 가공이 용이하다.

또한, 열 교환기용 엘리먼트의 열 교환막 재료로 하는 것으로, 통기성이 있기 때문에, 전열 열 교환기로서 이용할 수 있다.

＜표장재＞

부직포(1)를, 내벽재, 창호(미닫이 등) 등의 표장재로서 이용하는 것으로, 광투과성, 통기성, 방염성을 구비한 표장재를 얻을 수 있고, 이것에 의하여, 쾌적한 주거 공간이 제공된다.

＜펠트재＞

부직포(1)를, 예를 들면, 탄성을 가지는 타 수지의 섬유로 구성된 펠트의 표면에 붙이는 것으로, 평활면을 가지고, 저마찰 접동 기능을 가지는 펠트재를 얻을 수 있다. 이 펠트재는, 예를 들면, 자동차의 유리창의 문에 대한 접동을 지지하기 위한 지지재, 또는 OA기기 내의 롤러의 클리닝용 와이퍼로서 이용할 수 있다.

＜통상체＞

부직포(1)를 단책상으로 가공한 것을, 예를 들면, 원통 형상의 부재에 나선상으로 감아 붙이면서, 나선의 경계 부분 (부직포가 겹친 부분)을 접착하는 것으로써, 원하는 축 방향 길이의 통상체가 얻어진다. 이 통상체는 Φ2mm 전후의 소경으로 성형하는 것이 가능하고, 액체 연료 또는 용제(溶劑)의 가스화 등의 용도, 오존 가스나 산소 등의 버블링 용도, 필터에 이용할 수 있다.

＜끈형상체의 용도＞

부직포에 연신 가공을 시행하는 것으로, 신장이 작고, 인장 강도가 높은 부직포를 얻을 수 있다. 이것으로 만들어진 테이프는, 광케이블이나 동력 신호 케이블의 외주로의 감아 붙임이 용이하고, 전선관 등의 보호관에 케이블을 수용하는 경우, 그 작업이 용이해진다.

이 테이프상 부직포에, 꼬임 가공을 하는 것으로, 강도가 높고, 접동성이 우수하며, 신장이 작은 끈형상체를 얻을 수 있다. 이것은, 내약품성이 요구되는 환경에서의 결속 재료, 전력 통신 케이블이나 광통신 케이블 심선 사이의 완충 재료로 이용할 수 있다.

＜케이크식 여과 장치의 여재(濾材) 또는 여재 지지재＞

제2 실시예의 부직포는, 케이크식 여과 장치의 여재 또는 여재 지지재로서 이용할 수 있다.

케이크식 여과 장치에서는, 여과에 의해 생성되는 케이크층에서 여과를 하기 때문에, 큰 여과 압력이 필요하고, 큰 여과 압력이 여재에 작용하므로, 강도가 큰 여재가 요구된다. 이 부직포는 통기성을 유지한 채로, 강도가 개선되기 때문에, 이 용도에 적합하다.

＜접동재＞

제2 실시예의 부직포는, 강도적으로 개선되는 것과 함께, 저마찰성을 가지고, 표면의 보풀이 억제되어 있기 때문에, 각종 접동면에 붙여지는 등으로 하여 접동 부재로 이용할 수 있다.

＜통기성 시트＞

제2 실시예의 부직포는, 통기성을 가지고, 불소 수지에 의한 발수성을 가지고 있기 때문에, 통기성 시트 재료로서 이용할 수 있다.

＜지지체＞

제1 또는 제2 실시예의 부직포에 있어서, 직경 0.1mm 내지 2mm의 복수의 구멍을 가지는 부직포는, 극히 높은 통기성을 가지고 있으므로, 불소 수지 멘브레인의 지지체 등에 매우 적합하게 이용된다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 ［가압 및 가열 처리에 의한 부직포의 강화］

국제특허출원 공개WO94/23098호 팜플렛에 기재된 방법으로 준하여, 분지를 가지는 불소 수지 섬유로부터 이루어지는 웨브를 얻었다. 구체적으로는, 반소성PTFE 필름 (두께 120μm, 폭 165mm, 결정 전화율 0.45)을 25배로 일축 연신한 후, 침인(針刃)을 가지는 롤을 이용하여 찰과 해섬하였다. 덧붙여, 결정 전화율은 국제특허출원 공개WO94/23098호 팜플렛에 기재된 방법에 의하여 산출하였다.

얻어진 웨브 (외관 밀도 0.86g/cm³, 면밀도 250g/m²)를 수평 벨트 주행식 워터 제트 니들 교락 장치에 의하여, 다음의 조건에서 수류 교락하여 부직포를 얻었 다.

사용한 웨브의 강도를, 시료폭 2cm, 지퍼간 거리 4cm에서의 인장 강도의 평균치로 표 1에 도시한다.

세로 방향		가로 방향
최대점 하중 (N)	신장 (%)	최대점 하중 (N)	신장 (%)
1.5	2.6	1.2	5.0

교락 조건

사용 노즐：입구 구멍 직경Φ0.2mm, 출구 구멍 직경Φ0.1mm, 노즐 피치 1mm

웨브 지지체：폴리에틸렌제 네트 (100메쉬)

예비 교락：수압 3MPa로 표측으로부터 2회

본 교락：수압 6MPa로 표측으부터 2회, 그 후, 웨브를 반전시켜, 후측으로부터 2회 교락

이와 같이 교락한 결과, 외관 밀도는 0.3g/cm³ 내지 0.7g/cm³이었다.

또한, 얻어진 워터 제트 교락품의 강도를, 시료폭 2cm, 지퍼간 거리 4cm에 서의 인장 강도의 평균치로 표 2에 도시한다.

세로 방향		가로 방향
최대점 하중 (N)	신장 (%)	최대점 하중 (N)	신장 (%)
16.0	82.0	13.3	80.9

다음으로, 상술의 수류 교락한 웨브를, 금속/고무 롤 사이에서 처리했다. 구체적으로는, 표면 온도 250°C, Φ80mm의 금속 롤과, Φ80mm 고무 라이닝 가압 롤로 구성된 닙 롤을 이용하여, 선압 4kg/cm, 전송 속도 1.5m/분에 가압 가열 처리를 행하여, 이하의 물성의 부직포를 얻었다.

외관 밀도：1.1g/cm³

통기도：0.13cm/s/mmAq 내지 0.26cm/s/mmAq

또한, 얻어진 가압 가열 처리한 부직포의 강도를, 시료폭 2cm, 지퍼간 거리 4cm에서의 인장 강도의 평균치로 표 3에 도시한다.

세로 방향		가로 방향
최대점 하중 (N)	신장 (%)	최대점 하중 (N)	신장 (%)
34.8	84.7	27.0	111.5

실시예 2［연신 가공에 의한 부직포의 강화］

실시예 1과 같이 하여 수류 교락하여 얻어진 부직포를 일축 방향으로 연신 가공하였다. 연신 전의 부직포는, 길이 250mm, 폭 20mm, 두께 0.38mm, 외관 밀도 0.65g/cm³이고, 이것을 일축 방향으로 60% 연신을 행하여, 전체 신장 400mm, 폭 8mm, 두께 약 0.4mm의 연신 가공품이 얻어져, 이하에 도시하는 바와 같은 강도의 개선을 얻을 수 있었다.

가공전의 인장 강도 (시험 편폭 20mm, 두께 0.38mm)

최대점 하중：15N, 최대점 신도 82%

가공후의 인장 강도 (시험 편폭 8mm, 두께 0.4mm)

최대점 하중：30N, 최대점 신도 22%

실시예 3［끈형상체］

실시예 2에서 얻어진, 폭 8mm, 두께 0.4mm의 연신 가공물에, 길이 방향으로 1회/cm의 꼬임 가공을 행하고, 외경 약 1.3mm, 전체 신장 약 400mm의 끈형상체로 성형 가공하였다.

이 가공에 의하여 이하의 강도가 얻어졌다.

꼬임 가공전의 인장 강도 (시험 편폭 8mm, 두께 0.4mm)

최대점 하중：30N, 최대점 신도 22%

꼬임 가공후의 인장 강도 (시험편　외경 약 1.3mm)

최대점 하중：60N, 최대점 신도 25%

띠형상체에 꼬임 가공을 시행하는 것으로, 단위 무게당 큰 인장 강도를 가지는 끈형상체가 얻어진다.

또한, 이 끈형상체를 소성 가공하는 것도 가능하고, 소성에 의하여 섬유의 풀림이 개선되어, 한층 인장 강도가 높은 끈형상체를 얻을 수 있다.

상기 끈형상체를 370°C에서 소성하는 것으로, 최대점 하중 60N인 것이, 최대점 하중 175N으로 되는 것이 가능하다.

실시예 4［부분 융착에 의한 부직포의 강화 (면밀도 200g/m²)］

실시예 1의 조건에 준하여 면밀도 200g/m²의 웨브를 수류 교락하여, 부직포를 얻었다.

당해 면밀도 200g/m²부직포의 강도는, 폭 2cm 당 이하의 값이었다.

세로 방향　MD		가로 방향 TD
최대점 하중(N)	신장(%)	최대점 하중(N)	신장(%)
14.6	65.1	11.8	89.3

당해 면밀도 200g/m²부직포를, 하측 롤 온도 300°C, 상측 롤 온도 360°C에서, 양자의 간극을 0.2mm으로 설정하고, 속도 3m/분에서 가열 가압 처리하였다. 이것에 의하여, 얻어진 열융착 부직포의 강도는, 폭 2cm 당 이하의 값이었다. 가압 및 가열 처리후의 부직포를 현미경 아래에서 관찰했더니, 한 면의 일부 섬유가 열융착하고 있었다.

세로 방향　MD		가로 방향 TD
최대점 하중(N)	신장(%)	최대점 하중(N)	신장(%)
123.5	22.0	40.2	70.0

실시예 5 내지 7［부분 융착에 의한 부직포의 강화 (면밀도 75g/m²)］

실시예 4의 조건에 준하여, 면밀도 75g/m²의 웨브를 수류 교락시킨 후, 캘린더 롤에 의하여 가압 가열을 행하였다. 속도는 2m/분출, 롤 간 간극은 0.075mm로 조정하였다. 실시예 5 내지 7에 있어서, 롤 온도는 표 6에 도시하는 바와 같이 설정하였다.

표 6에 도시하는 바와 같이, 캘린더 가공전의 부직포 (표면의 미처리)에 대해, 융점 이상의 온도에서의 한 면 융착 가공에 의하여, 강도 개선을 도모할 수 있었다. 실시예 5 내지 7의 부직포를 현미경 아래에서 관찰했더니, 어느 한 면의 일부 섬유가 열융착하고 있었다.

	롤 온도					세로 방향　MD		가로 방향 TD
	상 롤	하 롤	면밀도	두께	비중	최대점하중	신장	최대점하중	신장
	℃	℃	g/m²	Mm		N/cm	%	N/cm	%
미처리	－	－	71. 8	0.16	0.45	0.6	74.2	0.5	78.4
실시예 5	340	300	66. 0	0.18	0.36	3.6	15.9	2.2	58.5
실시예 6	350	300	83.3	0.20	0.42	6.3	18.2	3.3	45.8
실시예 7	360	300	90.0	0.19	0.48	12.9	15.3	6.2	58.8

실시예 8

국제특허출원 공개 WO94/23098호 팜플렛에 기재된 방법에 준하여, 분지를 가지는 불소 수지 섬유를 얻었다. 구체적으로는, 반소성PTFE 필름 (두께 120μm, 폭 165mm, 결정 전화율 0.45)을 25배로 일축 연신한 후, 침인을 가지는 롤을 이용하여 찰과 해섬하고, 섬유 길이의 분포가 다른 웨브 5종류를 준비하였다.

각 웨브를, 수류 교락 장치에 연속 공급하기 위해서 닙 롤로 가압한 후, 실시예 1과 같은 조건에서, 수류 교락하였다. 얻어진 부직포에 대해서, 강도 시험을 행하였다. 결과를 표 7에 도시한다. 표 7에 도시하는 바와 같이, 평균 섬유 길이가 20mm이하인 짧은 섬유를 이용하여도, 충분한 강도를 가지는 부직포가 얻어졌다. 그러나, 평균 섬유 길이가 3.9mm의 경우는, 높은 강도는 얻을 수 없었다.

시험구	섬유 분포(수)					평균 섬유 길이(mm)	최대점 하중 (g/3cm)
시험구	5mm미만	10mm미만	25mm이상	50mm이상	측정 총수		MD	TD
1	85	98	0	0	305	3.9	78	65
2	0	10	20	1	327	18.3	259	227
3	1	40	4	0	324	11.9	258	216
4	0	35	10	1	338	16.0	180	146
5	1	50	1	0	317	10.1	337	372

비교예

PTFE 중합 입자와 비스코스의 혼합물을 방사하여 제조된 PTFE 인조 섬유 (트로후론 201, 토레이 파인 케미컬(주) 제, 섬유 길이　100mm, 굵기　6.7 데니어, 권축(捲縮) 있음)를 재단하여, 길이 약 25mm의 PTFE 인조 섬유를 얻었다. 당해 PTFE 인조 섬유에 대전 방지제 (에리미나, 마루젠세키유(주) 제)를 약 2중량% 분무한 후, 카드기에 의하여 웨브의 작성을 시도하였다. 섬유의 출구 부분 (도퍼)으로부터 드럼의 간격을 10mm로 설정하였지만, 웨브를 연속하여 얻을 수 없었다. 이 때문에, 도퍼 아래에 종이를 두고, 그 위에 인조 섬유를 퇴적시켜, 웨브 (폭 250mm, 길이 500mm, 50g/m²)를 얻었다.

당해 웨브를 닙 가압하였지만, 충분한 강도를 얻을 수 없고, 수평 벨트 주행식 워터 제트 니들 교락 장치에 연속 공급할 수 없었다. 이 때문에, 당해 장치의 벨트 상에 상기 웨브를 손으로 재치하여 수류 교락하였다. 그러나, 섬유가 비산하고, 부직포는 얻을 수 없었다.

본 발명에 의하면, 수류 교락 가공에 의하여 웨브의 섬유끼리가 강하게 교락하고 있기 때문에, 인장 강도, 신장률 등의 기계적 특성이 향상된 부직포를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 부직포는, 웨브의 다공성에 의해 접착성이 우수하기 때문에, 다른 부재에 접착 등 하는 것으로써, 불소 수지의 특성을 가지고, 각종 용도로 사용 가능한 적층체를 얻을 수 있다.

나아가, 부직포에 꼬임 가공을 행하는 것으로, 접동성이 우수한 끈형상체를 용이하게 얻을 수 있다.

Claims

불소 수지 섬유가 95중량% 이상 포함되어 있고, 불소 수지 섬유의 평균 섬유장이 10 내지 20mm이며, 섬유가 교락(交絡)하고 있고, 외관 밀도가 0.7~1.5g/cm³이며, 면밀도가 30~300g/cm²이고, 기포(基布)를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 부직포.
삭제
제1항에 있어서,

분지(分枝) 구조를 가지는 불소 수지 섬유로 주로 이루어지는 웨브에 수류 교락이 행해져 있는 부직포.
제1항에 있어서,

교락 후 기모 상태에서 불소 수지 섬유의 융점 이하의 온도에서 가압 및 가열 처리되어 있는 부직포.
제1항에 있어서,

부직포 양 표면 중 어느 한편의 표면 일부의 불소 수지 섬유끼리 그 융점 이상 되는 조건하에서 두께 방향으로 융착(融着)하고 있는 부직포.
제1항에 있어서,

상기 불소 수지 섬유는 필름상의 불소 수지를 일축 연신한 후 해섬하는 것으로써 얻어지는 부직포.
제1항에 있어서,

상기 불소 수지는 폴리테트라플루오르에틸렌의 소성체 또는 반소성체인 부직포.
제1항에 있어서,

상기 불소 수지는 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체인 부직포.
제1항에 있어서,

상기 부직포는 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유, 폴리이미드 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 알루미나 섬유, 스텐레스 섬유 및 분할용 복합 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 섬유를 포함하고 있는 부직포.
제1항에 있어서,

상기 부직포는 분할용 복합 섬유를 포함하며, 당해 분할용 복합 섬유는 분할 처리되어 있는 부직포.
제1항에 있어서,

상기 부직포의 최대 신도 이하에서 연신 가공이 행해진 부직포.
제1항에 기재된 부직포와,

상기 부직포가 적층되는 지지재

를 구비한 적층체.
제1항에 기재된 부직포를 꼬임 가공하여 얻어지는 끈형상체.
불소 수지 섬유가 95중량% 이상 포함되어 있고, 불소 수지 섬유의 평균 섬유장이 10 내지 20mm이며, 섬유가 교락(交絡)하고 있고, 외관 밀도가 0.7~1.5g/cm³이며, 면밀도가 30~300g/cm²이고, 기포(基布)를 갖지 않는 부직포를 당해 불소 수지 섬유의 융점 이하의 온도에서 가압 및 가열하는 것을 특징으로 하는 부직포 강화 방법.
제14항에 기재된 부직포 강화 방법에 의하여 강화된 부직포.