WO2002050351A1 - Fil retors au tetrafluoroethylene - Google Patents

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WO2002050351A1
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twisted yarn
hot
yarn
polytetrafluoroethylene
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PCT/JP2001/010021
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Inventor
Katsutoshi Yamamoto
Jun Asano
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
    • D02J1/22—Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/06—Threads formed from strip material other than paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/26—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre with characteristics dependent on the amount or direction of twist

Definitions

  • the present invention relates to a high strength twisted yarn made of polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Yarns made from PTFE are: (1) Emulsion spinning, in which an aqueous dispersion obtained by dispersing emulsion polymerized particles of PTFE with a dispersant is coagulated in an acidic bath to produce a continuous fiber. There are things. However, this yarn has the inherent disadvantage that carbonaceous residues such as dispersants are present in the fiber. (2) Some extruded PTFE emulsion polymer powders are produced by paste-extrusion, and thin extruded beads are drawn by heating. In order to increase the strength of this yarn, it is necessary to heat set (heat set) at a temperature higher than the melting point of PTFE after stretching (Japanese Patent Publication No. 56-45773).
  • An unfired PTFE tape obtained by paste extrusion molding of a PTFE emulsion polymerization powder is cut into a ripon shape, which is then heated and stretched.
  • this yarn also needs to be heat-set at a temperature higher than the melting point of PTFE after stretching in order to increase the strength.
  • An object of the present invention is to provide a PTFE fuel yarn having high strength that can be reduced in size and does not need to be heat-set at a temperature not lower than the melting point of PTFE. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to a PTF E twisted yarn in which two or more twisted yarns are twisted, and the twisted yarn is obtained by twisting a heat-stretched lipon-like semi-fired PTFE film.
  • the present invention relates to a ply twisted yarn that is a primary twist yarn.
  • the semi-fired PTFE film for the ply twist can be a hot-stretched split film obtained by splitting a hot-stretched lipon-shaped semi-fired PTFE film, or a rifon-shaped semi-fired PTFE film.
  • the film may be a hot stretched split film obtained by splitting a film and then hot stretching.
  • the ripon-like semi-fired PTFE film used for the ply-twisted yarn may be heat-set, though not essential.
  • the heat-setting treatment may be performed while applying tension at a temperature in the range of the stretching temperature of the PTFE or higher and lower than the melting point before the twisting of the Ripon-shaped hot-stretched film, or may be performed before the twisting of the Ripon-shaped hot-stretched film. It may be carried out while applying tension at a temperature equal to or higher than the melting point. In the former, semi-fired yarn is obtained, and in the latter, fired yarn is obtained.
  • the twisted yarn of the present invention can provide a yarn having a thickness of 100 to 3000 denier and a tensile strength of 2 gZ denier or more.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As the lipon-like semi-fired PTFE film used in the present invention, an unfired PTFE tape obtained by paste extrusion of a PTFE emulsion polymerization powder is used. Heat-treated (semi-fired) at a temperature not higher than the melting point of unfired PTFE (usually 345t: earth 5 ° C) or higher than the melting point of PTFE (usually 327 ° C ⁇ 5 ° C) and cut into ripon .
  • the PFE may be a homopolymer of tetrafluoroethylene or a modified PTFE modified with another monomer within a range that can maintain the property that it cannot be melt-processed.
  • the width of the ribbon-like semi-fired PTFE film is usually 2 to 20 mm, preferably 4 to 12 mm, and the thickness is usually 5 to 300 mm, preferably 5 to 150 m. If the width is too wide or too thick, the cross-sectional shape after twisting will not be round and will not be easily coherent even if a subsequent drawing treatment (for example, 50 times) is performed, and it is not suitable for processed yarn. If it is too narrow or too thin, it tends to break during stretching.
  • Such a rifon-like semi-fired PTFE film is stretched under heating. Stretching is a method of stretching between two rolls, usually heated to about 250 to 350 ° C and having different rotation speeds, and accelerated while sliding on an arcuate hot plate heated to about 250 to 350 ° C. Conventional methods such as a method for performing the method can be adopted.
  • the draw ratio is 10 times or more, and the draw ratio is as high as possible to reduce the fiber diameter of the ply twisted yarn, preferably 20 times or more, and it is possible to draw up to about 60 times.
  • the semi-baked PTFE ribons after stretching prefferably have a width of 1 to 1 Omm, particularly 1.5 to 5 mm, and a thickness of 1 to 100 / m, particularly 1 to 50 m. If the width is too wide or too thick, it will result in a stiff yarn. Those with a width of less than 0.5 mm or a thickness of less than 1 m are difficult to manufacture.
  • the rifon-like semi-fired PTFE film for the ply-twisted yarn is a hot-stretched split film obtained by splitting a hot-stretched rifon-like semi-fired PTFE film, or a ripon-like semi-fired PTFE film. Then, a hot stretched split film obtained by hot stretching may be used. Splitting is preferably performed after stretching from the viewpoint of splitting and breaking. When using this hot-stretched split film, the flexibility and strength of the twisted yarn can be further increased.
  • the splitting method may be an ordinary method. For example, a method of passing a semi-baked PTFE film between at least one pair of needle blade rolls in a stretching or stretching direction to form a mesh structure (W096 / 00807 pamphlet). Can be illustrated. In addition, a method described in JP-A-58-180621 or JP-B-53-23413 may be employed.
  • the semi-baked PTFE film for the twisted yarn may be subjected to a heat setting treatment.
  • the heat setting treatment is performed while applying tension to the ripon-shaped hot stretched film before the first twist. As a result, it is possible to effectively prevent heat shrinkage of the ply-twisted yarn and the ply-twisted yarn.
  • the temperature of the heat setting treatment if it is performed at a temperature in the range of the stretching temperature of PTFE or more and less than the melting point, it becomes a semi-baked PTFE yarn, and if it is performed at a temperature higher than the melting point of PTFE, it becomes a fired PTFE yarn.
  • the semi-fired PTFE drawn ribbon thus obtained is sent to a twisting machine and is twisted.
  • a usual twisting method is employed, for example, Z twisting.
  • the number of twists may be appropriately determined depending on the required denier strength and elongation, but is preferably 5 OZm or more from the viewpoint of less untwisting.
  • the resulting twisted yarn has a fiber diameter of usually 50 to 1500 denier, preferably 100 to 1000 denier. If it is too thick, twisting becomes difficult, and it becomes a rigid twisted yarn. Anything thinner than 50 denier is difficult to manufacture.
  • twisting is performed using two or more twisted yarns.
  • An ordinary twisting method is employed, and for example, S twisting or Z twisting is suitable.
  • Ma In order to prevent the return of the twist, a twisting method different from the twisting method of the lower twisting is adopted.
  • the general twisting method is to use Z twist for the lower twist and S twist for the upper twist.
  • the number of the primary twist yarns to be used for the primary twist may be appropriately selected depending on the intended denier, the total strength, the intended use of the processed yarn, etc., but is usually two or three.
  • the number of twists may be determined as appropriate depending on productivity, etc., but it is desirable that the number of twists is 50 Zm or more for less untwisting and 80 OZm or less for preventing kink. It is preferable that the number of twists is larger than the number of twists since kink does not occur during weaving.
  • the fiber diameter of the obtained twisted yarn is usually in the range of 100 to 3000 denier, preferably 200 to 2500 denier, from the viewpoint of adding to sewing thread, woven thread and the like. If it is too thick, it will be a rigid twisted yarn, making it difficult to process such as weaving. If it is too thin, the strength will be insufficient.
  • This twisted yarn is usually in the range of 100 to 3000 denier, preferably 200 to 2500 denier, from the viewpoint of adding to sewing thread, woven thread and the like. If it is too thick, it will be a rigid twisted yarn, making it difficult to process such as weaving. If it is too thin, the strength will be insufficient. This twisted yarn
  • Twisted yarn can have a strength of 2 g / denier or more, especially 3 to 6 g / denier.
  • An unfired PTFE film is prepared from the PTFE fine powder produced by the emulsion polymerization method by paste extrusion method, and passed through a salt bath heated to 340 for 45 seconds to semi-fired PTFE film (width 160 mm, thickness 100 mm) ).
  • This semi-baked PTFE film had a crystal conversion of 0.6 (calculated from a value measured by a differential operation calorimeter) and a specific gravity of 2.2.
  • This semi-fired PTFE film is cut into 8 mm wide ripons and stretched 30 times on a circular arc hot plate heated to 330 ° C to produce a stretched semi-fired PTFE repone (untwisted yarn) of about 575 denier. did.
  • the strength of this untwisted yarn The degree was 0.5 g / denier.
  • the strength (tensile strength) of the yarn was measured at a tensile speed of 100 mm / min in accordance with JIS L1069-1995.
  • This untwisted yarn was Z-twisted with a twisting number of 400 / m by a twisting machine to produce a sub-twisted yarn.
  • the twisting machine was twisted by S twisting at a twist number of 200 / m.
  • This twisted yarn had a fiber diameter of 127 denier and a high strength of 3.7 g / denier.
  • a PTFE twisted yarn that can be reduced in size and has high strength even without heat-setting at a temperature not lower than the melting point of PTFE.

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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

明 糸田 書 ポリテトラフルォロエチレン撚糸ヤーン 技術分野
本発明は、 ボリテトラフルォロエチレン (PTFE) 製の高強度の撚糸 ヤーンに関する。 この撚糸ヤーンは、 各種織物や編布用の材料として有用 である。 背景技術
PTFEを原料とするヤーンとしては、 （1) PTFEの乳化重合粒子を 分散剤で分散して得られる水性分散体を酸性浴中で凝固させて連続した繊 維を製造するエマルシヨン紡糸法で製造されたものがある。 しかし、 この ヤーンは繊維中に分散剤などの炭素質残渣が存在するという本質的な欠点 を有している。 （2) PTFE乳化重合粉末をペースト押出成形して得られ る細い押出ビードを加熱延伸して製造されたものがある。 し力、し、 このャ ーンの強度を上げるためには延伸後に PTFEの融点以上の温度で熱固定 (ヒートセット） する必要がある （特公昭 56— 45773号公報） 。 (3) P T F E乳化重合粉末をペースト押出成形して得られる未焼成 P T F Eテープをリポン状に裁断し、 これを加熱延伸して製造されたものがある。 しかし、 このヤーンも強度を上げるためには延伸後に PTFEの融点以上 の温度で熱固定する必要がある。 （4) PTFE乳化重合粉末をペースト押 出成形して得られる未焼成 P T F Eテープを P T F Eの融点以上で熱処理 して製造した焼成テ一プまたは P T F Eの焼成ブロックからスカイブして 製造した焼成テープをリポン状に裁断した後加熱延伸して製造したものも ある。 しかし、 このヤーンは焼成 PTFEリポンを延伸倍率 10〜15倍 程度しか延伸できず、 細いヤーンは得られない。
本発明は、 細形化できしかも P T F Eの融点以上での熱固定処理をしな くても強度の大きい PTFE燃糸ヤーンを提供することを目的とする。 発明の開示
すなわち本発明は、 2本以上の下撚りヤーンが上撚りされてなる PTF E上撚りヤーンであって、 該下撚りヤーンが熱延伸されたリポン状の半焼 成 PTFEフィルムを下撚りして得られる下撚りヤーンである PTFE撚 糸ヤーンに関する。
使用する下撚りャ一ン用の半焼成 P T F Eフィルムとしては、 熱延伸さ れたリポン状の半焼成 P T F Eフィルムをスプリットして得られる熱延伸 スプリットフイルムでもよいし、 またはリポン状の半焼成 PTFEフィル ムをスプリットしたのち熱延伸して得られる熱延伸スプリットフイルムで あってもよい。
さらに、 下撚りヤーンに用いるリポン状半焼成 PTFEフィルムは、 必 須ではないが熱固定処理されていてもよい。 熱固定処理としては、 リポン 状熱延伸フィルムを下撚り前に P T F Eの延伸温度以上融点未満の範囲の 温度でテンションを掛けながら行なってもよいし、 リポン状熱延伸フィル ムを下撚り前に P T F Eの融点以上の温度でテンションを掛けながら行な つてもよい。 前者では半焼成ヤーンが、 後者では焼成ヤーンが得られる。 本発明の撚糸ヤーンは、 太さが 100〜3000デニールでかつ引張り 強度が 2 gZデニ一ル以上のものを提供できる。 発明を実施するための最良の形態 本発明で使用するリポン状の半焼成 P T F Eフィルムとしては、 P T F E乳化重合粉末をペースト押出成形して得られる未焼成 PTFEテープを 未焼成 PTFEの融点 （通常 345t:土 5°C) 以下で焼成 PTFEの融点 (通常 327°C±5°C) 以上の温度で加熱処理 （半焼成処理） しリポン状 に裁断したものが好ましい。
P T F Eとしてはテトラフルォロエチレンの単独重合体であってもよい し、 溶融加工できないという性質を保持し得る範囲で他の単量体で変性さ れた変性 PTFEであってもよい。
このリボン状半焼成 PTFEフィルムの幅は通常 2〜20mm、 好まし くは 4〜12mmであり、 厚さは通常 5〜 300〃m、 好ましくは 5〜1 50 mである。 広すぎるか厚すぎるとその後の延伸処理 （たとえば 50 倍） を施しても撚糸後の断面形状が円形にならずまとまりにくく加工糸に 適さない。 狭すぎるか薄すぎると延伸時に切れやすくなる。
かかるリポン状半焼成 P T F Eフィルムは加熱下に延伸される。 延伸は、 通常約 250〜350°Cに加熱された回転速度の異なる 2つのロール間で 延伸する方法、 約 250〜350°Cに加熱された円弧状熱板の上を滑らせ ながら加速して行なう方法などの定法が採用できる。 延伸倍率は 10倍以 上、 下撚りヤーンの繊維径を細くするためにはできるだけ高延伸倍率がよ く、 好ましくは 20倍以上であり、 約 60倍まで延伸可能である。 延伸後 の半焼成 PTFEリポンの幅が 1〜1 Omm、 特に 1. 5〜5mmとなり、 厚さが 1〜100 /m、 特に 1〜50 mとなるように延伸することが好 ましい。 幅が、広すぎたり厚すぎると剛直なヤーンになる。 幅が 0. 5mm よりも狭いか厚さが 1 mよりも薄いものは製造上困難である。
本発明において、 下撚りヤーン用のリポン状半焼成 P T F Eフィルムは、 熱延伸されたリポン状の半焼成 P T F Eフィルムをスプリットして得られ る熱延伸スプリットフィルム、 またはリポン状の半焼成 P T F Eフィルム をスプリットしたのち熱延伸して得られる熱延伸スプリツトフイルムであ つてもよい。 スプリットは延伸後に行なう方が割裂しゃすい点で好ましい。 この熱延伸スプリツトフイルムを用いるときは、 撚糸ヤーンの可撓性お よび強度をさらに高めることができる。
スプリツトの方法は通常の方法でよく、 たとえば延伸したまたは延伸す る方向に、 半焼成 PTFEフィルムを少なくとも 1対の針刃ロールの間を 通過させ網目構造とする方法 （W096/00807号パンフレツト） が 例示できる。 そのほか、 特開昭 58 - 180621号公報または特公昭 5 3-23413号公報に記載された方法を採用してもよい。
また、 本発明においては必須の処理ではないが、 前記のとおり、 下撚り ヤーン用の半焼成 P T F Eフィルムに熱固定処理を施してもよい。
熱固定処理は、 リポン状熱延伸フィルムを下撚り前にテンションを掛け ながら行なう。 その結果、 下撚りヤーンさらには上撚りヤーンの熱収縮を 有効に防止できる。 熱固定処理の温度としては、 PTFEの延伸温度以上 融点未満の範囲の温度で行なうと半焼成 PTFEヤーンとなり、 PTFE の融点以上の温度で行なうと焼成 PTFEヤーンとなる。
かくして得られた半焼成 P T F E延伸リボンは撚糸機に送られ下撚りさ れる。 下撚り方法は通常の方法が採用され、 たとえば Z撚りが採用される。 撚り数は要求されるデニール強度や伸びなどによつて適宜決定すればよい が、 撚り戻りが少ない点から 5 OZm以上が望ましい。
得られる下撚りヤーンの繊維径は通常 50〜1500デニール、 好まし くは 100〜 1000デニールである。 太すぎると上撚りが難しくなり、 また剛直な撚糸ヤーンになる。 50デニールよりも細いものは製造が困難 である。
この下撚りにより、 強度が 2 gZデニール未満であった延伸リポンの強 度が向上するが、 この下撚りャ一ン単独では未だ充分な強度にはならない。 そこで、 下撚りヤーンを 2本以上用いて上撚りする。 上撚り方法には通 常の方法が採用され、 たとえば S撚りまたは Z撚りなどが好適である。 ま た撚りの戻りを防ぐ点から、 下撚りの撚り方と異なる撚り方が採用される。 特に下撚りを Z撚りとし、 上撚りを S撚りとするのが一般的な撚糸加工法 である。
上撚りに使用する下撚りヤーンの本数は、 目的とするデニール、 全強度、 加工糸の使用目的などにより適宜選定すればよいが、 通常 2〜 3本である。 撚り数は生産性などによつて適宜決定すればよいが、 撚り戻りが少ない点 から 50 Zm以上、 キンクを発生させない点から 80 OZm以下が望まし レ^ また、 下撚りの撚り数は上撚りの撚り数よりも多くすることが、 製織 時にキンクが生じない点から好ましい。
得られる上撚りヤーンの繊維径は通常 100〜3000デニール、 好ま しくは 200〜 2500デニールの範囲とするのが縫い糸、 織糸などに加 ェする点から好ましい。 太すぎると剛直な撚糸ヤーンになり、 製織などの 加工が難しくなる。 細すぎると強度が不充分になる。 この上撚りヤーン
(撚糸ヤーン） は 2 g/デニ一ル以上、 特に 3〜 6 g/デニールの強度と することができる。
つぎに本発明の撚糸ヤーンを実施例にしたがって説明するが、 本発明は かかる実施例のみに限定されるものではない。
実施例
乳化重合法で製造した P T F Eファインパウダーからペースト押出法に より未焼成 PTFEフィルムを作製し、 340 に加熱された塩浴中を 4 5秒間通して半焼成 PTFEフィルム （幅 160mm、 厚さ 100〃m) を得た。 この半焼成 PTFEフィルムは結晶転化率 0. 6 (示差操作型熱 量計での測定値から算出） 、 比重 2. 2のものであった。
この半焼成 PTFEフィルムを幅 8 mmのリポンに裁断し、 330°Cに 加熱されている円弧熱板上で 30倍に延伸し、 約 575デニールの延伸半 焼成 PTFEリポン （無撚糸ヤーン） を作製した。 この無撚糸ヤーンの強 度は 0 . 5 g /デニールであった。
なお、 本発明においてヤーンの強度 （引張り強度） は J I S L 1 0 6 9 - 1 9 9 5に準じて、 引張り速度 1 0 0 mm/分の条件で測定した。 この無撚糸ヤーンを撚糸機により 4 0 0 /mの撚り数で Z撚りして下撚 りヤーンを作製した。
得られた下撚りヤーンを 2本使用し、 撚糸機により 2 0 0 /mの撚り数 で S撚りにより上撚りした。 この上撚りヤーンは 1 2 7 0デニールの繊維 径であり、 強度は 3 . 7 g /デニールと高いものであった。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 細形化できしかも P T F Eの融点以上での熱固定処理 をしなくても強度の大きい P T F E撚糸ヤーンを提供することができる。

Claims

言青求の範囲
1. 2本以上の下撚りヤーンが上撚りされてなるポリテトラフルォロェチ レン上撚りャ一ンであって、 該下撚りヤーンが熱延伸されたリボン状の 半焼成ポリテトラフルォロエチレンフィルムを下撚りして得られる下撚 りヤーンであるポリテトラフルォロエチレン撚糸ヤーン。
. 前記下撚りヤーン用の半焼成ポリテトラフルォロエチレンフィルムが、 熱延伸されたリポン状の半焼成ポリテトラフルォロエチレンフィルムを スプリツトして得られる熱延伸スプリットフィルム、 またはリポン状の 半焼成ポリテトラフルォロエチレンフィルムをスプリッ卜したのち熱延 伸して得られる熱延伸スブリットフィルムである請求の範囲第 1項記載 の撚糸ヤーン。
3. 前記下撚りヤーンが、 リポン状熱延伸フィルムを下撚り前にポリテト ラフルォロェチレンの延伸温度以上融点未満の範囲の温度でテンション を掛けながら熱固定して得られたリポン状半焼成ポリテトラフルォロェ チレン延伸フィルムを用いて作製されたものである請求の範囲第 1項ま たは第 2項記載の撚糸ヤーン。
4. 前記下撚りヤーンが、 リポン状熱延伸フィルムを下撚り前にポリテト ラフルォロェチレンの融点以上の温度でテンションを掛けながら熱固定 して得られたリポン状焼成ポリテトラフルォロェチレン延伸フィルムを 用いて作製されたものである請求の範囲第 1項または第 2項記載の撚糸 ヤーン。
5. 太さが 1 0 0〜3 0 0 0デニールでかつ引張り強度が 2 g Zデニール 以上である請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれかに記載の撚糸ヤーン。
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