TW202204706A - 氟橡膠纖維、氟橡膠不織布及氟橡膠纖維的製造方法 - Google Patents

氟橡膠纖維、氟橡膠不織布及氟橡膠纖維的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明的一實施型態係關於氟橡膠纖維、氟橡膠不織布或氟橡膠纖維的製造方法，關於該氟橡膠纖維，該氟橡膠纖維中的氟橡膠係選自氟彈性體(FKM)及全氟彈性體(FFKM)中的至少1種。

Description

氟橡膠纖維、氟橡膠不織布及氟橡膠纖維的製造方法
本發明的一實施型態係關於氟橡膠纖維、氟橡膠不織布或氟橡膠纖維的製造方法。
氟樹脂因為具有極優良的特性，因此由該氟樹脂形成纖維，使用該纖維製作為不織布等，而用來作為過濾器或印刷基板(例如：專利文獻1或2)。
另一方面，因應以汽車產業、航太產業、石油/氣體鑽井產業、半導體產業、醫療產業為首之領域所要求的嚴苛規格，正在開發耐熱性、耐油性、耐化學藥品性等優良的氟橡膠，具體而言為氟彈性體(FKM)或全氟彈性體(FFKM)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-81918號公報
[專利文獻2]日本特開2003-49387號公報
據認為若可形成具有前述氟橡膠之優良特性的纖維，則可得到具有該等特性的不織布等，但與前述氟樹脂製的纖維或不織布不同，目前實際上並未知曉氟橡膠製的纖維或不織布。
本發明的一實施型態係提供一種發揮耐熱性、耐油性、耐化學藥品性等氟橡膠所具有之特性的纖維及不織布。
本發明者為了解決前述課題而詳細研究的結果，發現根據下述構成例可解決前述課題，進而完成本發明。
本發明的構成例如下。
[1]一種氟橡膠纖維，其中前述氟橡膠係選自氟彈性體(FKM)及全氟彈性體(FFKM)中的至少1種。
[2]如[1]所述之氟橡膠纖維，其平均纖維徑為50μm以下。
[3]如[1]或[2]所述之氟橡膠纖維，其中前述氟橡膠之依據ASTM D 1646所測量之在121℃的慕尼(Mooney)黏度(ML1+10)為15以上。
[4]如[1]至[3]中任一項所述之氟橡膠纖維，其中前述氟橡膠包含選自FKM之交聯體及FFKM之交聯體中的至少1種。
[5]一種氟橡膠不織布，包含如[1]至[4]中任一項所述之氟橡膠纖維。
[6]一種氟橡膠纖維的製造方法，包含：
步驟1，係將包含選自氟彈性體(FKM)及全氟彈性體(FFKM)中的至少1種氟橡膠之氟橡膠組成物進行紡絲；及
步驟2，係使前述步驟1中所得之纖維進行交聯。
[7]如[6]所述之氟橡膠纖維的製造方法，其中前述步驟2為對前述步驟1所得之纖維照射放射線的步驟。
根據本發明之一實施型態，可提供一種發揮耐熱性、耐油性、耐化學藥品性等氟橡膠所具有之特性並且具有纖維形狀的纖維及不織布。
又，根據本發明之一實施型態，可提供一種長期維持纖維形狀或多孔質形狀等欲形成之形狀、可撓且具有伸縮性的纖維及不織布。
圖1係實施例1、3及比較例1中所得之纖維(不織布)的SEM影像。
圖2係實施例4及5中所得之纖維(不織布)的SEM影像。
≪氟橡膠纖維≫
本發明的一實施型態之氟橡膠纖維(以下亦稱為「本纖維」)係選自氟彈性體(FKM)及全氟彈性體(FFKM)中的至少1種氟橡膠製纖維。
本纖維可為僅由前述氟橡膠所構成之纖維，亦可為包含前述氟橡膠與該氟橡膠以外之其他添加劑的纖維。再者，本纖維亦可為對此等纖維進行鍍覆處理或親水處理等處理而成者。
另外，在使用前述氟橡膠以外的聚合物作為前述其他添加劑的情況，相對於本纖維中前述氟橡膠與該聚合物總計100質量%，前述氟橡膠的含量為50質量%以上。
本纖維可直接使用1條該纖維，亦可使用將多條該纖維捻合而成的線，亦可作為樹脂成形體的補強材等添加劑使用，但較佳係作為使用了多條纖維而成的不織布或織布使用，更佳係作為不織布使用。
本纖維可作為汽車構件、航太構件、化學廠、半導體相關設備、醫療用構件等的過濾器、分隔件(separator)、基板、基材等使用，又，根據本發明的一實施型態，可提供一種長期維持纖維形狀或多孔質形狀等欲形成之形狀、可撓且可伸縮的纖維及不織布，因此可適合作為可撓性基板(例：可撓性印刷基板)或可穿戴構件等要求可撓性或伸縮性等的材料使用。再者，根據本發明的一實施型態，可得到透氣性及撥水性優良且不易髒污的纖維或不織布，故由此觀點來看，亦可適合用來作為可穿戴構件。
<氟橡膠>
前述氟橡膠係選自氟彈性體(FKM)及全氟彈性體(FFKM)中的至少1種。此等之中，從容易紡絲等觀點來看，較佳係FKM。又，FKM因為耐化學藥品性、耐熱性優良、而且對於污漬或髒汙、氧化及紫外線亦具有優良的耐性，因此藉由使用FKM作為前述氟橡膠，該纖維可適合用來作為可穿戴構件的材料。
另外，前述氟橡膠雖為選自FKM及FFKM的至少1種，但此處所述的選自FKM及FFKM的至少1種，亦可包含選自FKM之交聯體及FFKM 之交聯體的至少1種。從可進一步維持纖維形狀(多孔質形狀、不織布形狀)等觀點來看，如下所述，較佳係在紡絲步驟後經過交聯步驟，此情況中，本纖維所含有的氟橡膠包含FKM之交聯體及/或FFKM之交聯體，較佳為FKM之交聯體及/或FFKM之交聯體。
本纖維所包含的氟橡膠亦可為2種以上。
[FFKM]
就FFKM而言，並未特別限制，可舉出在聚合物主鏈(末端除外)中不含氫原子(碳-氫鍵)的聚合物，具體而言可列舉：四氟乙烯(TFE)-全氟乙烯醚系共聚物，較佳為包含源自TFE的構成單元與源自全氟乙烯醚的構成單元且更因應需求而包含源自含交聯部位之單體的構成單元的共聚物。
前述全氟乙烯醚的適宜例可列舉：全氟(烷基乙烯醚)、全氟(烷氧基烷基乙烯醚)。
前述全氟(烷基乙烯醚)可舉出該烷基之碳數為例如1至10的化合物，具體而言可列舉：全氟(甲基乙烯醚)、全氟(乙基乙烯醚)、全氟(丙基乙烯醚)等，較佳為全氟(甲基乙烯醚)。
前述全氟(烷氧基烷基乙烯醚)可舉出與乙烯醚基(CF2=CFO-)鍵結之基的碳數為例如3至15的化合物，具體而言可列舉：
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCnF2n+1；
CF2=CFO(CF2)3OCnF2n+1；
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2O)mCnF2n+1；
CF2=CFO(CF2)2OCnF2n+1等。
此等的式中，n分別獨立地為例如1至5，m為例如1至3。
可藉由使FFKM包含源自含交聯部位之單體的構成單元而賦予FFKM交聯性。該交聯部位意指可進行交聯反應的部位，可列舉例如：腈基、鹵素基(例如：I基、Br基)、全氟苯基。
具有腈基作為交聯部位的含交聯部位之單體，可列舉例如含腈基之全氟乙烯醚，具體而言可列舉：
CF2=CFO(CF2)nOCF(CF3)CN(n為例如2至4)；
CF2=CFO(CF2)nCN(n為例如2至12)；
CF2=CFO[CF2CF(CF3)O]m(CF2)nCN(n為例如1至4，m為例如1至5)；
CF2=CFO[CF2CF(CF3)O]nCF2CF(CF3)CN(n為例如0至4)等。
具有鹵素基作為交聯部位的含交聯部位之單體，可列舉例如含鹵素基之全氟乙烯醚，具體而言可列舉：在前述含腈基之全氟乙烯醚的具體例中，將腈基取代為鹵素基的化合物等。
FFKM中，源自TFE之構成單元的含量較佳為50.0至79.9莫耳%，源自全氟乙烯醚之構成單元的含量較佳為20.0至46.9莫耳%，源自含交聯部位之單體的構成單元的含量較佳為0.1至2.0莫耳%。
[FKM]
FKM可列舉前述FFKM以外的氟彈性體，並未特別限制，就具體例而言，可列舉：偏二氟乙烯-六氟丙烯系聚合物；偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯系聚合物；四氟乙烯-丙烯系聚合物；偏二氟乙烯-丙烯-四氟乙烯系聚合物；乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯醚系聚合物；偏二氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯醚系聚合物、偏二氟乙烯-全氟甲基乙烯醚系聚合物。此等之中，從耐熱性、耐化學藥品性等優良等觀點來看，較佳為三元系聚合物，更佳為偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯系聚合物。
為了賦予FKM交聯性，FKM亦可含有與前述FFKM之段落中相同的源自含交聯部位之單體的構成單元。
前述氟橡膠之依據ASTM D 1646所測量之在121℃的慕尼黏度(ML1+10)較佳為15以上，更佳為20以上，較佳為100以下。
氟橡膠的慕尼黏度若在前述範圍，則容易進行紡絲，即使在紡絲步驟後不進行交聯步驟，亦可維持紡絲步驟中所形成之纖維形狀(多孔質形狀、不織布形狀)，從此等觀點來看較佳。
在前述氟橡膠之依據ASTM D 1646所測量之在121℃的慕尼黏度(ML1+10)小於15的情況，具有不易以紡絲步驟形成纖維形狀(多孔質形狀、不織布形狀)的傾向。
另外，在氟橡膠為交聯體的情況，前述慕尼黏度係指交聯前的氟橡膠之黏度。
從溶解性及紡絲穩定性優良、可容易得到機械強度優良之纖維等的觀點來看，前述氟橡膠之以凝膠滲透層析法所測量之重量平均分子量較佳為1×103至5×107，更佳為1×104至1×107。
前述氟橡膠中的氟含量較佳為55質量%以上，更佳為62質量%以上，特佳為64質量%以上，較佳為80質量%以下，更佳為78質量%以下。
氟含量若在前述範圍則容易進行紡絲，而可輕易得到耐化學藥品性優良的纖維。
前述氟含量可藉由固體核磁共振法(NMR)或質譜分析法(MS光譜法)等測量/算出。
本纖維中的氟橡膠的含量較佳為20質量%以上，更佳為30質量%以上，特佳為50質量%以上，該含量上限並未特別限定，在本纖維不含下述填充材的情況中亦可為100質量%。
氟橡膠的含量若在前述範圍，則可輕易得到進一步發揮氟橡膠所具有之耐化學藥品性及耐熱性等物性的纖維。
<其他添加劑>
本纖維中，除了前述氟橡膠以外，在不損及本發明之效果的範圍內，亦可因應需求而含有以往即摻合於纖維之中的習知其他添加劑。該其他添加劑可列舉例如：前述氟橡膠以外的聚合物(例如：氟樹脂)、交聯劑、共交聯劑、抗老化劑、抗氧化劑、硫化促進劑、穩定劑、矽烷偶合劑、填充材(補強劑)、塑化劑、阻燃劑、蠟類、潤滑劑。
前述其他添加劑可分別僅使用1種，亦可使用2種以上。
就前述交聯劑而言，若因應所使用之氟橡膠適當選擇即可，例如，使用FKM的情況，可列舉：過氧化物系交聯劑、多胺系交聯劑、多元醇系交聯劑等，使用FFKM的情況，可列舉：過氧化物系交聯劑、雙酚系交聯劑、三
Figure 110120228-A0202-12-0008-5
系交聯劑、
Figure 110120228-A0202-12-0008-6
唑系交聯劑、咪唑系交聯劑、噻唑系交聯劑等。
過氧化物系交聯劑可列舉例如：2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷、雙異苯丙基過氧化物(dicumyl peroxide)、2,4-二氯苯甲醯過氧化物，二-第三丁基過氧化物、第三丁基雙異苯丙基過氧化物、苯甲醯過氧化物、2,5-二甲基-2,5-(第三丁基過氧基)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲醯基過氧基)己烷、α,α’-雙(第三丁基過氧基間異丙基)苯、碳酸第三丁基過氧基異丙酯、對氯苯甲醯過氧化物。
前述共交聯劑可使用以往習知的共交聯劑(交聯助劑)。
前述共交聯劑可列舉例如：異三聚氰酸三烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、三烯丙基縮甲醛、偏苯三甲酸三烯丙酯、N,N'-間伸苯基雙馬來醯亞胺、對苯二甲酸雙炔丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、四烯丙基對苯二甲醯胺等可經由自由基進行共交聯的化合物(多官能性單體)，此等之中，從反應性及所得之纖維的耐熱性等觀點來看，較佳係含有異三聚氰酸三烯丙酯。
前述填充材可列舉例如與本纖維之用途對應的功能性填充材(例如：導熱性粒子、導電性粒子、絕緣性粒子、補強纖維)，具體而言可列舉：碳材料(例如：碳黑、奈米碳、奈米碳管、石墨)、二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、二氧化鈦、黏土、滑石、矽藻土、硫酸鋇、矽酸化合物(矽酸鹽等)、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鈣、雲母、氫氧化鋁、金屬(例如：銀)粒子、樹脂微粒子。
前述填充材的形狀並未特別限制，可列舉例如粒子狀、纖維狀。
在本纖維包含前述填充材的情況，從可輕易得到發揮氟橡膠所具有之耐化學藥品性及耐熱性等物性且充分發揮該填充材所具有之物性的纖維等觀點來看，本纖維中的填充材之含量較佳為0.1至80質量%，更佳為1至70質量%。
<本纖維的形狀等>
本纖維的平均纖維徑較佳為50μm以下，更佳為0.05至50μm，再佳為0.1至20μm，特佳為0.3至10μm。
平均纖維徑若在前述範圍，則可形成展現高度柔軟性的不織布等，即使在形成薄的不織布等的情況中，仍可提高纖維的分布均勻性，從此觀點來看較佳。
藉由適當選擇形成纖維之條件，可調整本纖維的平均纖維徑，例如，在藉由靜電紡絲法製造的情況中，藉由降低靜電紡絲時的濕度、 縮小噴嘴徑、提高施加電壓或是提高電壓密度，而有可使所得之纖維的平均纖維徑小的傾向。
本說明書中的平均纖維徑係以下述方式算出的平均值：對於作為測量對象的纖維(群)進行掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察(倍率：2000倍)，從所得之SEM影像隨機選出20條纖維，測量此等各纖維的纖維徑(長徑)，再根據此測量結果算出平均值。
本纖維之以下式算出之纖維徑變異係數較佳為0.7以下，更佳為0.01至0.5。纖維徑變異係數若在前述範圍內，則纖維徑變得均勻，機械強度優良，使用該纖維所得之不織布等具有更高的空孔率。
纖維徑變異係數=標準差/平均纖維徑
(其中，「標準差」係指前述20條纖維之纖維徑的標準差)。
本纖維的纖維長並未特別限制，較佳為0.1至1000mm，更佳為0.5至100mm，再佳為1至50mm。
<本纖維的製造方法>
本纖維的製造方法，只要可形成包含FKM及/或FFKM之纖維狀物，則未特別限制，較佳為包含步驟1的製造方法，該步驟1係將包含選自FKM及FFKM中的至少1種氟橡膠的氟橡膠組成物進行紡絲。
[步驟1]
前述步驟1可列舉例如：靜電紡絲(Electrospinning)法、熔融紡絲法、熔融靜電紡絲法、紡絲黏合法(熔噴法)，但此等之中較佳為靜電紡絲法、熔融紡絲法，從可輕易地紡絲為所期望的形狀的纖維、可得到纖維徑小的纖維、使用該纖維所得之不織布等具有空孔率高且成為高比表面積之傾向等的觀點來看，特佳為靜電紡絲法。
另外，例如，在藉由靜電紡絲法進行步驟1的情況中，所得之纖維有時會形成於收集器上，此情況中，可在收集器上形成不織布。因此，本纖維的製造方法的一態樣亦為不織布的製造方法。
‧靜電紡絲
藉由靜電紡絲法形成纖維時，較佳係使用包含前述氟橡膠及因應需求之溶劑的氟橡膠組成物。
前述氟橡膠組成物中所包含的氟橡膠的比例為例如5至100質量%，較佳為5至80質量%，更佳為10至70質量%。
前述氟橡膠可單獨使用1種，亦可使用2種以上。
就前述溶劑而言，若為可使前述氟橡膠溶解或分散者則未特別限定，可列舉例如：水、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、四氫呋喃、甲基吡咯啶酮、二甲苯、丙酮、甲乙酮、氯仿、乙基苯、環己烷、苯、環丁碸、甲醇、乙醇、酚、吡啶、碳酸伸丙酯、乙腈、三氯乙烷、六氟異丙醇、二乙醚。此等溶劑可單獨使用1種，亦可使用將2種以上組合而成的混合溶劑。
在氟橡膠組成物中，例如包含0至90質量%的前述溶劑，較佳為包含10至90質量%，更佳為包含20至80質量%。
前述氟橡膠組成物亦可更包含前述本纖維中可含有的其他添加劑、界面活性劑、分散劑、電荷調整劑、黏度調整劑、纖維形成劑等其他成分。此等其他成分可分別單獨使用1種，亦可使用2種以上。
製造本纖維時，在進行下述步驟2的情況，可使用包含交聯劑及/或共交聯劑的氟橡膠組成物，亦可使用不含交聯劑及/或共交聯劑的氟橡膠組成物。然而，在使用交聯劑及/或共交聯劑的情況，若不進行下述 步驟2，則交聯劑或共交聯劑會成為雜質而有纖維的拉伸特性等降低的疑慮，因此較佳係進行下述步驟2。
該交聯劑及共交聯劑可列舉：與前述其他添加劑之段落中所記載的交聯劑及共交聯劑相同的交聯劑及共交聯劑等。
在使用交聯劑的情況，相對於氟橡膠100質量份，交聯劑的使用量較佳為0.1至30質量份，更佳為0.5至10質量份。
在使用共交聯劑的情況，相對於氟橡膠100質量份，共交聯劑的使用量較佳為0.1至30質量份，更佳為0.5至10質量份。
前述氟橡膠組成物中，在前述氟橡膠對於前述溶劑的溶解度低的情況，從在紡絲時使氟橡膠保持纖維形狀等觀點來看，較佳係包含1種或2種以上的纖維形成劑。
前述纖維形成劑較佳為對於溶劑具有高溶解度的有機聚合物，可列舉例如：聚環氧乙烷、聚乙二醇、右旋糖酐(dextran)、海藻酸、幾丁聚醣、澱粉、聚乙烯基吡咯啶酮、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯醯胺、纖維素、聚乙烯醇。
使用前述纖維形成劑時的使用量，雖亦與溶劑的黏度、對於溶劑的溶解度相關，但在前述氟橡膠組成物中為例如0.1至15質量%，較佳為1至10質量%。
進行靜電紡絲時的條件，可列舉例如以下的條件。
施加電壓(紡絲噴嘴與纖維捕集收集器間的施加電壓)較佳為1至100kV，更佳為5至50kV，再佳為10至40kV。
紡絲距離(紡絲噴嘴與纖維捕集收集器之間的距離)較佳為5至30cm。
氟橡膠組成物的吐出速度較佳為0.01至3ml/分鐘。
靜電紡絲中所使用的紡絲噴嘴之前端徑(外徑)較佳為0.1至2.0mm，更佳為0.2至1.6mm。
紡絲環境無需特別控制，但較佳係使相對濕度為例如10至50%，使溫度為例如10至35℃。
纖維捕集收集器可使用旋轉收集器或平板狀者。若使用旋轉收集器，則藉由使鼓輪(drum)旋轉可使從紡絲噴嘴射出的纖維捲繞於鼓輪，而可得到纖維在一定方向配向的不織布。旋轉收集器的旋轉數為例如50至5,000旋轉/分鐘。若使用平板狀纖維捕集收集器，則可得到由未配向之纖維所構成之不織布。
‧熔融紡絲
熔融紡絲例如可由下述方式進行：藉由熱使前述氟橡膠組成物成為熔化的狀態，再從紡嘴(噴嘴)擠製而成為纖維狀後進行冷卻。熔融紡絲的具體方法並未特別限定，可因應使用之原料而以習知的方法進行。
另外，熔融紡絲中所使用的氟橡膠組成物，若包含選自FKM及FFKM中的至少1種氟橡膠則未特別限制，亦可為與前述靜電紡絲之段落中所記載的組成物相同的組成物。
[步驟2]
製造本纖維時，亦可僅進行前述步驟1，但從可長期維持步驟1中所得之纖維形狀(多孔質形狀、不織布形狀)且可輕易得到拉伸強度或拉伸彈性係數等拉伸特性提升之纖維等觀點來看，較佳係包含使前述步驟1中所得之纖維進行交聯的步驟2。
藉由經過這樣的步驟2，可得到包含選自FKM之交聯體及FFKM之交聯體中的至少1種的纖維。
前述步驟2，具體而言，可列舉：對於前述步驟1中所得之纖維照射放射線的步驟(放射線交聯)、對於前述步驟1中所得之纖維施加熱的步驟(熱交聯)等，此等之中，從可在短時間內進行交聯處理且可輕易保持步驟1中所得之纖維形狀(多孔質形狀、不織布形狀)等觀點來看，較佳為放射線交聯。
另外，此處步驟1中所得之纖維，可為剛從前述噴嘴等擠製出來的纖維，亦可為蓄積在收集器上等之後的纖維。
‧放射線交聯
前述放射線可列舉例如：X光、γ射線、電子束、質子射線、中子射線、重粒子射線、α射線、β射線，此等之中較佳為電子束。
照射之放射線可為單獨1種，亦可為2種以上。
放射線交聯的方法由以往習知的方法進行即可，但照射電子束的情況，其條件可列舉例如以下的條件。
期望以使吸收線量較佳為10至500kGy、更佳為20至300kGy的方式照射電子束。
照射前述放射線時，從不易阻礙交聯反應、可輕易得到機械特性優良之纖維等觀點來看，較佳係在氮氣或氬氣等非活性氣體環境下進行。
‧熱交聯
前述熱交聯中的加熱條件，若因應所使用之氟橡膠組成物的組成等而設定即可，但可列舉例如：使加熱溫度為150至200℃，使加熱時間為1至24小時。
≪氟橡膠不織布≫
本發明的一實施型態之氟橡膠不織布，若含有前述本纖維則未特別限制，可列舉例如：由本纖維所構成之不織布。
構成該不織布的纖維，從成為不織布的形狀保持性、耐化學藥品性、拉伸強度及拉伸彈性係數等拉伸特性優良的不織布等觀點來看，較佳係含有FKM之交聯體及/或FFKM之交聯體，更佳為含有FKM之交聯體。
前述不織布可作為汽車構件、航太構件、化學廠、半導體相關設備、醫療設備等的過濾器、分隔件、基板、基材等使用。
又，根據本發明的一實施型態，可提供長期維持纖維形狀或多孔質形狀等欲形成之形狀、可撓且可伸縮的不織布，因此可適合作為可撓性基板(例：可撓性印刷基板)或可穿戴構件等要求可撓性或伸縮性等的材料使用。 再者，根據本發明的一實施型態，可得到透氣性及撥水性優良且不易髒汙的不織布，故從此觀點來看，亦可適合用來作為可穿戴構件。
前述不織布的空隙率並未特別限制，例如為0.1至95體積%，較佳為30至90體積%。
該空隙率係藉由下式而從理論體積與實測體積的差所算出，該理論體積係從構成不織布之材質的比重與不織布的質量實測值而作為無空隙者所算出，該實測體積係測量同一不織布之尺寸所算出。
空隙率(體積%)=(1-(理論體積/實測體積))×100
前述不織布的單位面積重較佳為100g/m2以下，更佳為1至80g/m2。
前述不織布的厚度雖可因應該不織布的用途而適當選擇，但通常為5μm至1mm，較佳為10至500μm。
前述不織布係將前述纖維蓄積為片狀而成者，這樣的不織布及織布可為由單層所構成者、由材質及纖維徑不同的2層以上所構成者中的任一者。
若要使用前述纖維形成不織布，具體而言，例如，可同時進行藉由靜電紡絲法等形成纖維的步驟及將所形成之纖維蓄積為片狀而形成 不織布的步驟；亦可在進行形成纖維之步驟後，再進行使用所形成之纖維並藉由濕式抄紙方式、水針方式、化學黏合方式、熱黏合方式、紡絲黏合方式、針軋方式、縫編(stitch bond)方式等將其蓄積為片狀而形成不織布的步驟。
[實施例]
接著，顯示實施例以更詳細說明本發明，但本發明不限於此等。
[實施例1]
製備以使濃度成為20質量%的方式將FKM(DAI-EL G901H，大金工業股份有限公司製，依據ASTM D 1646所測量之在121℃的慕尼黏度(ML1+10)：53)溶解於甲乙酮(特級，Fujifilm Wako Pure Chemical股份有限公司製)中而成的氟橡膠組成物，使用靜電紡絲裝置(MEC股份有限公司製)，以下述條件，在鋪設有鋁箔的收集器上直接紡絲FKM纖維。所得之FKM纖維的平均纖維徑約為1μm。
(紡絲條件)
電壓：15kV
進料速率：2.0ml/分鐘
注射器直徑：10.0mm
旋轉數：100rpm
使用SEM(S-3400N，Hitachi High Technologies股份有限公司製，以下的SEM亦使用相同的裝置)，以倍率500倍及2000倍觀察所得之FKM纖維。圖1的左上方為所得之FKM纖維的倍率500倍之SEM影像，圖1的左下方為所得之FKM纖維的倍率2000倍之SEM影像。
圖1的SEM影像為所得之纖維的影像，並且亦可說是所得之不織布的影像。
所得之FKM纖維，在經過24小時後亦保持與紡絲剛完成時相同的形狀，可知形狀穩定性優良。
[實施例2]
以使濃度成為10質量%的方式將FKM(DAI-EL G901H)溶解於甲乙酮(特級，Fujifilm Wako Pure Chemical股份有限公司製)，並於其中添加相對於100質量份之FKM為4質量份的TAIC(異三聚氰酸三烯丙酯，三菱化學股份有限公司製)，藉此製備氟橡膠組成物，使用靜電紡絲裝置(MEC股份有限公司製)，以下述條件，在鋪設有鋁箔的收集器上直接紡絲FKM纖維。所得之FKM纖維的平均纖維徑約為1μm。
(紡絲條件)
電壓：15kV
進料速率：2.0ml/分鐘
注射器直徑：10.0mm
旋轉數：100rpm
所得之FKM纖維顯示與實施例1中所得之纖維相同的SEM影像。
所得之FKM纖維，在經過24小時後亦保持與紡絲剛完成時相同的形狀，可知形狀穩定性優良。
[實施例3]
製備以使濃度成為20質量%的方式將FKM(DAI-EL G902，大金工業股份有限公司製，依據ASTM D 1646所測量之在121℃的慕尼黏度(ML1+10)：21)溶解於甲乙酮(特級，Fujifilm Wako Pure Chemical股份有 限公司製)中而成的氟橡膠組成物，使用靜電紡絲裝置(MEC股份有限公司製)，以下述條件，在鋪設有鋁箔的收集器上直接紡絲FKM纖維。所得之FKM纖維的平均纖維徑約為2.3μm。
(紡絲條件)
電壓：15kV
進料速率：2.0ml/分鐘
注射器直徑：10.0mm
旋轉數：300rpm
使用SEM，以倍率500倍及2000倍觀察紡絲剛完成後所得之FKM纖維。圖1之上排中央為所得之FKM纖維的倍率500倍之SEM影像，圖1之下排中央為所得之FKM纖維的倍率2000倍之SEM影像。
所得之FKM纖維具有紡絲剛完成後的形狀容易崩塌的傾向，因此在紡絲剛完成後的形狀崩塌之前，與實施例4同樣地照射電子束。
[比較例1]
以使濃度成為10質量%的方式使用FKM(DAI-EL G101，大金工業股份有限公司製，液狀橡膠)，除此之外，與實施例1同樣地製備氟橡膠組成物，使用靜電紡絲裝置(MEC股份有限公司製)，在鋪設有鋁箔的收集器上製作FKM形成體。然而，噴吹於收集器的溶液成為噴霧狀，因此所得之FKM形成體不具有纖維形狀。
使用SEM，以倍率500倍及2000倍觀察所得之FKM形成體。圖1的右上方為所得之FKM形成體的倍率500倍之SEM影像，圖1的右下方為所得之FKM形成體的倍率2000倍之SEM影像。
[實施例4]
使用EB裝置(岩崎電氣股份有限公司製，CB250/30/20mA)對實施例1中所得之FKM纖維照射電子束(EB)。該照射時，係在室溫(21℃)、N2下以使吸收線量成為100kGy的條件照射電子束。輸送速度設為5m/分鐘。
使用SEM，以倍率2000倍觀察照射電子束所得之纖維(不織布)。結果顯示於圖2左上方。
又，將照射電子束之後的纖維浸漬於甲乙酮中兩天，確認纖維狀態。浸漬於甲乙酮中2天後的SEM影像(倍率2000倍)顯示於圖2的右上方。浸漬於甲乙酮後的纖維雖稍微膨潤，但認為因為交聯而即使在浸漬於甲乙酮後仍可維持纖維形狀(多孔質形狀、不織布形狀)。
[實施例5]
使用實施例2中所得之FKM纖維，除此之外，與實施例4同樣地照射電子束。
使用SEM，以倍率2000倍觀察照射電子束所得之纖維(不織布)。結果顯示於圖2左下方。
又，將電子束照射後的纖維浸漬於甲乙酮中2天，確認纖維狀態。浸漬於甲乙酮中2天後的SEM影像(倍率2000倍)顯示於圖2的右下方。據認為其相較於實施例4中所得之纖維進一步進行交聯，因此即使浸漬於甲乙酮後亦未膨潤，而可維持纖維形狀(多孔質形狀、不織布形狀)。
[實施例6]
使用實施例3中所得之FKM纖維，除此之外，與實施例4同樣地照射電子束。
將照射電子束之後的纖維浸漬於甲乙酮中兩天，確認纖維狀態，結果即使浸漬於甲乙酮之後仍可維持纖維形狀(多孔質形狀、不織布形狀)。
[實施例7]
在實施例1中將紡絲時間設為1小時，除此之外，與實施例1同樣地在鋪設有鋁箔的收集器上製作厚度約38μm的不織布。
[實施例8]
使用EB裝置(岩崎電氣股份有限公司製，CB250/30/20mA)對實施例7中所得之不織布照射電子束(EB)。該照射時，係在室溫(21℃)、N2下，以使吸收線量成為100kGy的條件照射電子束。輸送速度設為5m/分鐘。
[實施例9]
在實施例3中將紡絲時間設為1小時，除此之外，與實施例3同樣地，在鋪設有鋁箔的收集器上製作不織布。對於所製作之不織布，與實施例8同樣地照射電子束。
[比較例2]
使用FKM(DAI-EL G101)代替FKM(DAI-EL G901H)，除此之外，與實施例7同樣地進行紡絲。然而其成為噴霧狀，無法纖維化。
<拉伸試驗評估>
將實施例7至9中所得之不織布分別衝切成JIS啞鈴狀3號形狀之後，使用拉伸試驗機(小型桌上試驗機，島津製作所股份有限公司製)，以速度1.0mm/sec進行拉伸試驗。從此時的應力及伸長度算出拉伸強度及拉伸彈性係數。
拉伸強度σmax為在拉伸試驗中施加的最大拉伸應力，且係由相對於最大載重Fmax的剖面積A藉由下式所算出。
σmax=Fmax/A
又，拉伸彈性係數E係從在拉伸比例極限內的拉伸應力σ與對此之應變ε的比藉由下式算出。
E=σ/ε
結果顯示於表1。另外，表1的結果係顯示分別使用實施例7至9中所得之不織布各4片進行拉伸試驗時之4次的平均值。
[表1]
Figure 110120228-A0202-12-0021-1
由圖2可知，可在維持多孔質結構的狀態下進行交聯處理，又，從表1中的實施例7與8的比較可知，藉由經過交聯步驟，拉伸強度提升。
由上述內容來看，可說是根據本發明的一實施型態，可製作包含氟橡膠纖維的可撓且具有伸縮性的多孔質不織布結構體。
[實施例10]
在實施例2中，將紡絲時間設為1小時，除此之外，與實施例2同樣地在鋪設有鋁箔的收集器上製作厚度約38μm的不織布。
[實施例11]
使用EB裝置(岩崎電氣股份有限公司製，CB250/30/20mA)，對實施例10中所得之不織布照射電子束(EB)。該照射時，係在室溫(21℃)、N2下，以使吸收線量成為100kGy的條件照射電子束。輸送速度設為5m/分鐘。
分別使用實施例10及11中所得之不織布，與前述同樣地進行拉伸試驗。
結果顯示於表2。另外，表2的結果係表示分別使用實施例10及11中所得之不織布各4片進行拉伸試驗時之4次的平均值。
[表2]
Figure 110120228-A0202-12-0022-2
從圖2可知，可在維持多孔質結構的狀態下進行交聯處理，又，從表2中的實施例10與11的比較可知，藉由經過交聯步驟，拉伸強度提升。
再者，由表2可知，在摻合有共交聯劑(TAIC)的情況，藉由進行交聯步驟，亦可提升拉伸彈性係數(橡膠硬度)。
由以上內容來看，可說是根據本發明的一實施型態，可製作包含氟橡膠纖維的可撓且具有伸縮性的多孔質不織布結構體。

Claims (8)

  1. 一種氟橡膠纖維，其中前述氟橡膠為選自氟彈性體(FKM)及全氟彈性體(FFKM)中的至少1種。
  2. 如請求項1所述之氟橡膠纖維，其平均纖維徑為50μm以下。
  3. 如請求項1所述之氟橡膠纖維，其中前述氟橡膠之依據ASTM D 1646所測量之在121℃的慕尼黏度(ML1+10)為15以上。
  4. 如請求項2所述之氟橡膠纖維，其中前述氟橡膠之依據ASTM D 1646所測量之在121℃的慕尼黏度(ML1+10)為15以上。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之氟橡膠纖維，其中前述氟橡膠包含選自FKM之交聯體及FFKM之交聯體中的至少1種。
  6. 一種氟橡膠不織布，包含請求項1至5中任一項所述之氟橡膠纖維。
  7. 一種氟橡膠纖維的製造方法，包含：
    步驟1，係對於包含選自氟彈性體(FKM)及全氟彈性體(FFKM)中的至少1種氟橡膠的氟橡膠組成物進行紡絲；及
    步驟2，係使前述步驟1中所得之纖維交聯。
  8. 如請求項7所述之氟橡膠纖維的製造方法，其中前述步驟2為對前述步驟1中所得之纖維照射放射線的步驟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59162503A (ja) * 1983-03-07 1984-09-13 Sumitomo Chem Co Ltd 光伝送繊維
JPS5959909A (ja) * 1982-09-29 1984-04-05 Daikin Ind Ltd ゴム弾性フイラメント
JP3709922B2 (ja) * 2001-04-13 2005-10-26 日立電線株式会社 架橋ｐｔｆｅ繊維の製造方法および架橋ｐｔｆｅ繊維から成る成形品。
US8978899B2 (en) * 2007-08-01 2015-03-17 Donaldson Company, Inc. Fluoropolymer fine fiber
CN103748272B (zh) * 2011-03-09 2019-11-19 得克萨斯大学体系董事会 制造纤维的设备和方法
US20160308231A1 (en) * 2013-12-03 2016-10-20 Nippon Valqua Industries, Ltd. Composite film for electrochemical element
CN103741230B (zh) * 2014-01-08 2015-12-30 青岛科技大学 一种交联橡胶纳米纤维材料及其制法和用途

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