WO2003000977A1

WO2003000977A1 - Tissu non tisse et lamine et ficelle utilisant celui-ci

Info

Publication number: WO2003000977A1
Application number: PCT/JP2002/006028
Authority: WO
Inventors: Seigo Yamamoto; Katsutoshi Yamamoto; Jun Asano; Shinichi Chaen; Tomohisa Konishi
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2003-01-03
Also published as: KR100561762B1; EP1403412A4; EP1403412A1; CN1513069A; TWI235773B; JPWO2003000977A1; US20040198127A1; KR20040025687A; JP4029837B2

Description

明細書不織布並びにそれを利用した積層体及び紐状体技術分野

本発明は、フッ素樹脂繊維から主としてなる不織布並びにそれを利用した積層体及び紐状体に関する。背景技術

フッ素樹脂は、高い耐薬品性、高い耐熱性、高い絶縁性、および極めて低い摩擦係数等の優れた性質を有している。しかし、この極めて低い摩擦係数ゆえに、機械的強度が高いフッ素樹脂繊維の不織布を得ることは困難であった。特に、短いフッ素樹脂繊維を用いて不織布を製造することはできなかった。

このため、従来、機械的強度が要求される場合には、例えば、織物等にフッ素樹脂のステ一プルファイバ一を積層交絡した、基布を有するフッ素樹脂繊維不織布等が用いられている。このような、基布を用いたフッ素樹脂不織布としては、織物、フェル卜にフッ素樹脂のステ一ブルフアイバ一を積層交絡したものが知られている。他方、基布を持たない、フッ素樹脂から主としてなる布状物としては、フッ素樹脂フィルムを解繊して得られたステ一プルファイバ一を積層したウェブが提案されている。また、国際公開 W O 9 6 / 1 0 6 6 8号パンフレツ卜には、フッ素樹脂繊維以外の繊維を混合することにより、繊維の交絡性を高め、不織布の強度を高める技術が開示されている。

しかし、基布を持つ不織布は、基布がある分、厚さを薄くするのが困難であり, さらにそれがあることで、一様な空隙率、通気度、伸び変形が得られないという問題があった。

また、上記従来のウェブは、厚み方向に単に積層されたに過ぎず、このため、ニップローラでウェブを加圧等しても、引っ張り強度、伸び率等に優れたものを得るのが困難である。このため、ウェブの巻き取り等の作業時に僅かな張力がかかっても、ウェブが破断する等、取扱上問題があった。また、ウェブは、厚み方向については単に積層されたに過ぎないため、接着剤等で他の部材に接合した場合は、ウェブの表層と接着層とが容易に剥離してしまつ o

一方、他の繊維を混合した不織布では、その比率が高いほど、フッ素樹脂に由来する優れた性質が失われる。発明の開示

したがって、本発明の目的は、基布を持たない、フッ素樹脂繊維から主としてなる不織布において、機械的強度を改善することにある。また、本発明の他の目的は、そのような不織布により様々な用途での使用を可能にすることにある。

請求項 1に記載の不織布は、基布を有さず、フッ素樹脂繊維から主としてなり、繊維が交絡している。

この不織布は、主としてフッ素樹脂繊維からなっているので、フッ素樹脂が有する、高い耐薬品性、高い耐熱性、高い絶縁性および極めて低い摩擦係数等の優れた性質を有している。

この不織布は、基布を有していないので、厚さを薄くすることができる。また.、 —様な空隙率、通気度、伸び変形が得ることができる。

フヅ素樹脂繊維から主としてなるウェブは、フッ素樹脂繊維のみからなるゥェブであってもよく、上記のようなフッ素樹脂の優れた性質が実質的に完全に失われない割合を限度として、他の繊維も含んでいてよい。当該不織布におけるフッ素樹脂の割合は通常 5 0 %以上、好ましくは 7 0 %以上、さらに好ましくは 9 0 %以上、特に好ましくは 9 5 %以上である。本明細書中、％とは、特に断りの無い限り、重量％をいう。

請求項 2に記載の不織布は、請求項 1に記載の不織布において、フッ素樹脂繊維の平均繊維長が、約 5〜約 5 O m mである。このような不織布は従来知られていない。従来は、かかる繊維は不織布の製造に用いられず、廃棄されていた。当該不織布は、製造コストが低いという利点を有する。

請求項 3に記載の不織布は、請求項 1または 2に記載の不織布において、分枝構造を有するフッ素樹脂繊維から主としてなるゥェブに水流交絡が施されてなり、見掛け密度が 0. 2 gZcm ^L 1. 5 g/cm³以下である。

この不織布は、フッ素樹脂繊維が水流交絡されることにより、繊維同士が絡み合っているため、ウェブの引っ張り強度、伸び率等に優れている。また、フッ素樹脂繊維は分枝構造を有しているので、繊維同士がより強く絡み合うことができ、機械的強度はより優れたものとなっている。

この不織布の見掛け密度は、不織布の強度に高い相関性を示す。不織布の密度が高い方が、不織布の強度も高い。この不織布は、 0. 2 g/cm³以上の見掛け密度を有しているので、 S O O g/m²以下、 200 gZm²以下、または 1 00 g/m²以下のような低目付でも、十分な機械的強度を有している。このため、この不織布は基布を有していなくても良い。強度の観点からは、見掛け密度は、 0. 7 g/cm³以上が好ましく、 0. 8 g / c m ³以上が更に好ましく、 1 . 0 gZcm³以上が特に好ましい。一方、 1 . 5 g/c m³を超えると、不織布としての特性が失われていく。

これらによって、この不織布は高い強度を有している。このため、目付を小さくすることが可能である。例えば、目付け 300 g/m²以下、 200 g/m² 以下、または 1 00 g/m²以下の、基布を有さないフ.ッ素樹脂繊維不織布を提供できる。本発明者らの製造試験においては、およそ 30 g/m²のフッ素樹脂繊維不織布を得ることができた。

さらに、この不織布は、水流交絡の結果、見掛け密度が小さくな？ているが、ここでは、他の部材に積層させるときの作業性等を考慮して上記見掛け密度の範囲にあるものを対象としている。

また、この不織布は、水流交絡により厚み方向にも強度が改善されているため、接着剤等で他の部材に接着しても、従来のようにゥェブの表層と接着層との間で剥離が生じるのを抑えることができる。したがって、本発明の不織布は、種々の部材に積層させて、摺動材、シール材等の様々な用途で使用可能な積層体を得ることができる。

請求項 4に記載の不織布は、請求項 1から 3のいずれかの不織布において、フッ素樹脂の融点以下の温度で加圧および加熱処理されている。

この不織布では、加圧および加熱処理により、不織布の強度が向上している。また、繊維の毛羽立ち、脱落が抑えられ、不織布としての形態が安定している。また、この加圧および加熱処理は、フッ素樹脂繊維の融点以下で行われる。

この不織布は、強度が向上しているが、柔らかい。

請求項 5の不織布は、請求項 1から 3のいずれかの不織布において、その一部めフッ素樹脂繊維が融着している。融着の判別は、顕微鏡下での目視作業により、行える。未融着繊維は、ピンセッ卜等を使用して、短繊維に解せるが、融着繊維は解せないので、容易に判別できる。

このような不織布は例えば、フッ素樹脂繊維が繊維交絡されている不織布を、当該フッ素樹脂繊維の少なくとも一部の温度が、その融点以上になる条件下で加圧および加熱処理することによって得られる。

この不織布では、不織布中の一部のフッ素樹脂繊維同士が融着されて強く結合しているため、不織布全体として機械的特性が向上されており、引っ張り強度が高く、伸び率が小さくなつている。一方、この不織布では、加圧方向である厚み方向に繊維の融着が生じ、横方向には生じないため、通気性は保持されている。

したがって、この不織布は、このような性質を利用して、例えば、大きな濾過圧力が作用する濾過装置における濾材または濾材支持材、通気性シ—卜等として用いるのに適している。

また、この不織布は、表面の繊維の毛羽立ちも抑えられているため、例えば、毛羽立ちの抑えられた摺動材料として用いるのに適している。

なお、不織布の両表面のフッ素樹脂繊維が融着されると熱収縮を起こしてしまう。したがって、一方の表面の一部のフッ素樹脂繊維のみが融着されていることが、形状変化を抑制する観点から好ましい。

請求項 6に記載の不織布は、請求項 1から 5の不織布において、フイルム状のフッ素樹脂を一軸延伸した後解繊することにより得られるフッ素樹脂繊維から主としてなる。本発明の不織布を構成する繊維としては、分枝構造を有するものが交絡性に優れているが、分枝構造を有する繊維は、このような方法により多く得られる。したがって、ここでは、特に、かかる方法により得られたフッ素樹脂繊維から主としてなるを対象としている。

請求項 7に記載の不織布は、請求項 1から 6のいずれかの不織布において、フヅ素榛ナ月旨はポリテ卜ラフルォロエチレン（以下、 PTFE)である。

P T F Eは、種々のフッ素樹脂の中でも、特に、低摩擦性、低誘電性等に優れており、また、その加工方法によって繊維形状にするのが容易な性質を有している。したがって、ここでは、特に、フッ素樹脂繊維として PTFE焼成体または半焼成体の繊維を用いることとしている。なかでも、ウェブの作成が容易、かつ、 2次加工が容易である点で半焼成 P T F Eが好ましい。

PTFEの半焼成体（半焼成 PTFEともいう）とは、示差走査熱量分析（D SC ; D Tf e renti al Scanni ng Cal o r i met r y ) において、 PT F Eの未焼成体（未焼成 PT F Eともいう）の吸熱（61 5 ° K付近の吸熱）と P T F Eの焼成体（焼成 P T F E ) の吸熱（600° K付近の吸熱）の両方を表すものをいう。 D S Cは市販の D S C装置によって行うことができる。

なお、この不織布について、交絡直後の見かけ密度のより望ましい範囲は、 0. 4 cm³以上 0. 9 g/cm³以下である。

請求項 8に記載の不織布は、請求項 1から 6のいずれかの不織布において、フッ素樹脂はエチレン一テ卜ラフル才ロエチレン共重合体（以下、 ETFE) であ o

ETFEは、 PTFEと同様に、低摩擦性、低誘電性等に優れており、また、その加工方法によって繊維形状にするのが容易な性質を有している。したがって、ここでは、特に、フッ素樹脂繊維として ETFEの繊維を用いることとしている c なお、この不織布について、交絡直後の見かけ密度のより望ましい範囲は、 0. 3 cm³以上 0. 8g/cm³以下である。

請求項 9に記載の不織布は、請求項 1から 8のいずれかの不^!布において、さらにポリプロピレン（以下、 PP)繊維、ポリエチレン（以下、 PE)繊維、ポリエチレンテレフ夕レート（以下、 PET)繊維、ァラミド繊維、ナイ口ン繊維、ポリパラフエ二レンべンゾビス才キサゾ一ル（以下、 PBO)繊維、ポリイミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、ステンレス繊維および分割用複合繊維からなる群から選択された 1種以上の繊維を含んでいる。

上記のようなフッ素樹脂の優れた性質が実質的に完全に失われない割合を限度として、これらの繊維が混合されていることにより、この不織布はフッ素樹脂の優れた性質と他の繊維の優れた性質とを併せ持つている。

請求項 1 0の不織布は、請求項 1から 8のいずれかの不織布において、さらに分割用複合繊維を含み、当該分割用複合繊維は分割処理されている。分割処理は、ウェブを水流交絡して不織布を得る場合、水流交絡の水流によって同時に達成される。

分割用複合繊維は分割処理されて、極細繊維繊維となる。したがって、この不織布は、フッ素樹脂の優れた性質と、この極細繊維繊維の優れた性質とを併せ持つている。また、この極細繊維繊維は、繊維同士の交絡性に資する。

請求項 1 1に記載の不織布は、請求項 1から 1 0のいずれかの不織布において、その不織布の最大伸度以下で延伸加工が施されている。

この不織布は、請求項 1から 1 0のいずれかの不織布に、 1軸または 2軸方向に、最大伸度以下の延伸加工を施したもので、これにより、伸びが抑えられ、引つ張り強度（最大点荷重）が改善されている。また、延伸により、目付調整を行うことができる。

請求項 1 2に記載の積層体は、不織布と支持材とを備えている。不織布は、請. 求項 1から 1 1のいずれかに記載のものである。支持材は不織布が積層される。請求項 1から 1 1のいずれかに記載の不織布は、単独でも十分な強度を有しているが、適当な部材に積層させることでさらに機械的強度が向上される。また、請求項 1から 1 1のいずれかに記載の不織布は、厚み方向の強度も高いので、当該不織布を構成する繊維の一部を上記支持材表面に残して当該不織布が剥離する問題が生じにくい。この積層体もまた、フッ素樹脂に由来する抵摩擦性、低誘電性等の優れた性質を有しているため、摺動部材、絶縁材、或いはシール材、フィル夕等、様々な用途に用いることができる。

請求項 1 3に記載の紐状体は、請求項 1から 1 1のいずれかの不織布を撚つて, 紐状体としたものである。当該不織布をテープ状に裁断して帯状にし、その 1本または複数本の帯状体を撚り加工して、当該紐状体を得ることができる。またこれらをさらに撚り合わせて、請求項 1 3に記載の紐状体とすることもできる。

請求項 1 4に係る、主としてフッ素樹脂繊維からなる不織布を強化する方法は. 該不織布を加圧および加熱することを特徴としている。

強化とは、引張り強度および/または厚み方向の強度の向上を意味する。

請求項 1 5の不織布は、請求項 14記載の方法によって強化されている。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の一実施形態が採用された不織布を示す厚み方向断面図である

第 2図は、本発明の一実施形態が採用された積層体を示す厚み方向断面図である発明を実施するための最良の形態

以下、本願発明の好適な実施の形態につし、て詳述する。

[不織布]

第 1実施形態

図 1に、本発明の第 1実施形態が採用された不織布 1を示す。

この不織布 1は、半焼成 P T F E繊維から主としてなり、当該繊維は分枝構造を有している。

本実施形態では、フッ素樹脂として PT F Eが用いられるが、この PT F Eは、テ卜ラフルォロエチレン（以下、 T F E) の単独重合体であってもよく、 T F E に少量のパーフル才ロビニルエーテル等を重合することにより変性された変性 P TF Eであってもよい。なお、本発明では、特に示した場合を除き、変性 PTF Eも含めて P T F Eという。

また、 PT F Eに代えて、 T F Eとへキサフル才口プロピレンとの共重合体 (F E P) 、エチレンと T F Eとの共重合体（E T F E) 、 T F Eとパーフル才口アルキルビニルエーテルとの共重合体（以下、 P FA) 等の溶融加工可能なフッ素樹脂を使用してもよい。これらのフッ素樹脂は、単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。これらのフッ素樹脂は、耐薬品性、低摩擦特性、耐摩耗性、非粘着性、耐熱性に優れるとともに、撥水性、撥油性にも優れている。

上記フッ素樹脂の中では、耐薬品性、機械的強度に優れている点で P T F巳が好ましく、特に、ウェブの作成が容易、かつ、 2次加工が容易である点で半焼成 PT F Eが好ましい。

P T F Eフィル厶の半焼成体は、例えば、乳化重合法で得られた P T F E微粉未をペースト成形して得られた PT F Eフィルム、または懸濁重合法で得られた丁粉末を圧縮成形して得られた丁フィル厶を、 PT F E焼成体の融点（約 327。C) と P T F E未焼成体の融点（約 337°C〜約 347°C) との間の温度で熱処理することによって得られる。

PT F E焼成体は、 PT F E未焼成体または PT F E半焼成体を、 PT F E未焼成体の融点以上の温度で熱処理することにより得られる。

本発明の不織布の製造に用いられるウェブは、本実施形態では、フッ素樹脂のみから構成されている。しかし、当該ウェブとしては、さらにフッ素樹脂繊維以外の繊維を含んでいるものを用いてもよい。このような繊維としては、 P P繊維、 P E繊維、 P E T繊維、ァラミド繊維、ナイロン繊維、 P B.0繊維、およびポリイミド繊維等の有機系繊維；ガラス繊維、炭素繊維、およびアルミナ繊維等の無機系繊維；ステンレス繊維等の金属繊維；ならびに分割用複合繊維等が挙げられる。これらの繊維は単独で用いてもよく、 2種以上を組み合わせて用いてもよい _c 当該分割用複合繊維としては、例えば、複数の種類の樹脂を用いて紡糸することによって得られる公知の分割用複合繊維を用いることができる。好ましいことに、当該分割用複合繊維は、水流交絡によってウェブの繊維を交絡させると同時に分割され、極細繊維になる。当該複数の種類の樹脂の組み合わせとしては、ポリエステル/ナイ口ン、およびポリエステル/ポリプロピレン等が挙げられる。フッ素樹脂繊維以外の繊維の割合は、上記のようなフッ素樹脂の優れた性質が実質的に完全に失われない限り特に限定されない 6 しかし、フッ素樹脂繊維の割合が低くなるほど、フッ素樹脂繊維に由来する性質は、より多く損なわれる。本発明の不織布に用いられるウェブ中のフッ素樹脂繊維の割合は、通常 50%以上、好ましくは 70%以上、さらに好ましくは 90%以上、特に好ましくは 95%以上である。

また、ウェブとしては、例えば、 W094/23098号パンフレツ卜、 WO 96/00807号パンフレツ卜、 WO 96/1 0662号パンフレツ卜等に記載される、分枝を有するモノフィラメント，ステ一プルファイバ一，マルチフィラメン卜が好ましく用いられる。これらのウェブは、フィルム状に加工した PT F E (PT F Eフイルム）を一軸延伸した後、機械的に、裁断、解繊することにより得られ、各単繊維は分枝構造を有している。

本発明の不織布においては、主としてフッ素樹脂繊維からなる不織布には従来用いられなかった、比較的短いフッ素樹脂繊維を用いてもよい。

具体的には、長さ 5〜 5 Omm、好ましくは 1 0〜 20 m mのフッ素樹脂繊維を用いることができる。

当該フッ素樹脂繊維の長さは、均一である必要はない。極めて短いフッ素樹月旨繊維が一定割合未満であればよい。具体的には、長さ 5 mm以下の繊維が 40% 未満、好ましくは 1 0%未満、さらに好ましくは 5%未満であることが好ましい c —方、長いフッ素樹脂繊維の割合は、特に限定されない。驚くべきことに、例えば、 25mm以上の繊維が、 20%以下、 1 0%以下、 5%以下、または 2%以下であっても、好適に不織布を製造することができた。また、 5 Omm以上の繊維が、 1 %未満、または実質的に 0%であっても、好適に不織布を製造することができた。繊維の長さに関しては、％は、本数を基準とする。

繊維の長さは、不織布から不作為に繊維 1 00本を取り出し、常法により測定することで決定される。分枝がある繊維の場合、長さが最大になるように測定するものとする。

フッ素樹脂繊維とフッ素樹脂繊維以外の繊維とを含むゥェプは、フッ素樹脂フイルムとフッ素樹脂以外の樹脂フィルムを重ね合わせて、機械的に、裁断、解繊すること等によって得ることができる。あるいは、単に機械的にこれらの繊維を混合してもよい。

<水流交絡 >

本実施形態のウェブは、水流交絡（ウェータージェヅ卜二一ドルパンチ）が施されている。ここでは、その好ましい具体例について説明するが、本実施形態はここで説明するものに限定されるものではない。

. なお、ここでは、 PT F Eウェブについて詳述する。

水流交絡では、 70メッシュ以上のネッ卜の上にウェブを載置してウェブを支持し、ノズル径 0. 1 mm前後、ノズルピッチ 1 mm前後のノズルを用いて、まず 5 MP a以下の水圧で予備交絡を行い、その後最大 1 0M Paの水圧で本交絡を行い、これにより不織布 1を得る。ノズル直下にある搬送ネッ卜の下方には、真空ポンプまたはブロワ一に接続した排気、排水口を設け、ウェブ交絡水を速やかに排出させる。

なお、交絡の際にウェブの支持体となるネッ卜としては、ウェブ繊維とネヅ卜とが交絡されることがなく、剥離時にネヅ卜上に残存するウェブの量（フッ素樹脂のロス）が少なくなる点で、 1 00メッシュ前後の細かい目のものが好ましい c 70メッシュ以下では、ウェブとネットとの交絡の程度が大きくなる。さらに目が粗くなると、ウェブがネッ卜の目の中に食い込み幅寸法のばらつきが大きくなり、また、ウェブ表面にネットの形状が転写されたり水流によりウェブに貫通孔ができたりする。また、ウェブの支持体としてフェル卜を用いる場合は、目の細かいネッ卜に比べ、ゥエブとフェル卜との境界での交絡水流の衝突反射流が少なくなり、交絡が弱くなる傾向がある。

交絡が始まると、ウェブの密度は 0. 3 0. 7 g/cm³に低下し、水流が流れやすくなる。このとき、支持体の孔径が大きいと、その水流エネルギーは交絡に用いられることなく支持体から散逸してしまうが、孔径を小さくすることでネッ卜との衝突水流エネルギーを交絡に有効利用できる。また、表面平滑化を行うと同時に支持体の開孔率を下げるために、支持体として力レンダ一加工を施したネッ卜を用いてもよい。

このような水流交絡を行うことにより、繊維の厚み方向の移動が生じ、繊維の厚み方向の交絡が得られ、引っ張り強度（最大点荷重）が増加するとともに、そのときの伸びが抑えられる。

なお、 1 5メッシュのネヅ卜で支持した目付 250 g/m²のウェブ（密度 8 60 k gZcm³) は、 1 k g重量当たり 0. 1 3 k W hの動力（実験条件からの計算値）で処理した場合は、弓 Iつ張り強度（最大点荷重） 5〜6. 5 N/cm となる。

—方、 1 00メッシュのネヅ卜で支持した場合の、目付 250 g/m²のゥェプは、 1 k g重量当たり 0. 1 1 kWhの動力で処理した場合は、引っ張り強度 6. 5〜8 N/cmとなる。

特に、ウェブを載置するネッ卜の開口部が大きい場合（例、 2mm以上）、開口部に位置する繊維が抜け落ちることにより、当該開口部の位置に対応した複数の孔（例、直径 0. 1〜2mm) を有する不織布が得られる。この開口部の形状は、特に限定されるものではない。また、水流交絡の条件（水圧等）によって、このような孔を生じる開口部の大きさは異なる。この「孔」とは必ずしも完全な空間である部分を意味するものではなく、フッ素樹脂繊維が疎になっている部分を包含する。

<加圧加熱処理 >

繊維交絡したままの密度の低い不織布は、強度が不十分である。不織布の強度は、不織布の見掛け密度と高い相関性を示す。また、表面の起毛が著しいため、ハンドリングの際に繊維が剥離飛散し易く、また、水流交絡の場合、加工により不織布に筋目が残る外観的な問題がある。

そこで、当該実施形態では、繊維交絡後の起毛状態のまま不織布を溶融温度以下の温度で加熱、加圧することで、見掛け密度を上げるとともに表面を平滑化することとしている。具体的には、加熱された金属ロール間、または加熱金属ロール及びゴムロール間の間に繊維交絡処理された不織布を通すことで連続的に処理することができる。また、ヒー卜プレス装置のような方法で断続的に行うこともできる。

強度の観点からは、見掛け密度は、 0. 7 g/cm³以上が好ましく、 0. 8 g/cm³以上が更に好ましく、 1 . 0 gZcm³以上が特に好ましい。一方、 1. 5 g/cm³を超えると、不織布としての特性が失われていく。

加圧時の圧力を高くすることで、この見掛け密度を高くすることができる。加圧時の圧力を高くするには、例えば上記のようにロール間を通過させる加圧方法であれば、口一ル間の間隔を狭くすればよい。所望する見掛け密度を得るためのロール間の間隔は、通過させる不織布の厚み、ロールの材質、およびロール温度等によって異なるが、条件を変えて製造試験を数回繰り返すことで、容易に決定することができる。

加熱処理における温度は室温（通常、約 25°C) より高い温度であればよいが, このような加圧および加熱処理の効果については、処理温度が高い方が、高い効果が得られる傾向があった。ただし、当該実施態様では、フッ素樹脂繊維の融点を処理温度の上限に設定している。これにより、強度は高いが柔らかい不織布が 1=g=られる。

特に、上記した複数の孔を有する不織布を加熱および加圧処理した場合、これらの複数の孔は維持されたまま、不織布の強度を向上させることができる。かくして得られる不織布は、フッ素樹脂メンプレンの支持体などに好適に用いられる

<延伸加工 >

水流交絡したままの密度の低い不織布は、巻き取り、巻き出しなどの操作や、粘度の高い接着剤を塗布する場合に、外力による伸びや幅の変形が生じやすく、密度むらや寸法形状が不安定となる問題がある。

そこで、当該実施形態では、予め、不織布に 1軸または 2軸方向に延伸加工を行うことで、伸びを抑え引っ張り強度（最大点荷重）を改善することとしている具体的には、巻き出し速度よりもっと速い速度で巻き取ることで、連続的に 1 軸方向の延伸を行うことができる。また、これを横延伸装置（テンター）を用いて、巻き出しと直角方向に伸び変形を与えることで、 2軸延伸を行うことができ。

ぐ撚り加工 >

従来、フッ素樹脂繊維から糸■紐 ·綱状の形状を得る場合、長繊維を撚り合わせるか、またはこれを芯線として、短繊維を撚り合わせていた。

本発明は、延伸加工された不織布に撚り加工を施すことで、円柱状の形状と高い引っ張り強度を容易に得ることとしている。

具体的には、帯状の不織布を 1本または複数本撚り合わせることで、紐状体を得る。これらをさらに撚り合わせることで、綱とすることができる。

第 2実施形態

本発明の第 2実施形態に係る不織布は、一部のフッ素樹脂繊維樹脂が融着している点を除いては、第 1実施形態に係る不織布と同様である。

本実施形態の不織布は、第 1実施形態の不織布において、不織布中の少なくとも一部のフッ素樹脂繊維の温度が、その融点以上になる条件下で、加圧および加熱処理することにより、得られる。ただし、当該温度が高すぎる場合、フッ素樹月旨が過度に分解する。例えば、半焼成 P T F Eにあっては、 3 4 0 °C〜3 6 0 °C で処理されることが好ましい。また、この不織布では、熱収縮による不織布幅変化を抑制する観点から、片面のみを加熱することが好ましい。

具体的には、例えば、 3 4 0 °C〜3 6 0 °Cに加熱された金属ロールと加熱されていない金属ロールの間を、不織布を通過させればよい。

この不織布では、ウェブの表面では、繊維同士が融着されて強く結合しているため、不織布全体として機械的特性が向上されており、引っ張り強度が高く、伸び率が小さくなつている。一方、この不織布では、ウェブの表面以外の部分では、繊維同士の融着は生じておらず、厚み方向での繊維の融着のために、通気性を保持している。

また、この不織布は、表面の繊維の毛羽立ちが抑えられている。

なお、不織布の熱融着時の幅方向収縮で生じるしわ等の外観からは、幅収縮量が 2 5 %以下となるように、温度条件■加工時間条件を設定するのが望ましい。特に、上記した複数の孔を有する不織布を加熱および加圧処理した場合、これらの孔は維持されたまま、不織布の強度を向上させることができる。かくして得られる不織布は、フッ素樹脂メンブレンの支持体などに好適に用いられる。

[不織布の用途]

図 2に、本発明の一実施形態が採用された積層体 1を示す。

積層体 1 1は、上述の不織布 1と、この不織布 1が積層される支持材 3とを備えている。

本発明の不織布 1は、ウェブで構成されることにより多孔性を有しており、他の部材への接着固定が容易である。この特徴を生かして、図 2の積層体 1 1等を得ることが可能である。また、不織布単体でも種々の用途に用いることができる <各種積層体（摺動材、シール材、離型材） >

支持材 3として、金属、ゴム、樹脂、木材、セラミックス製の部材を用いる場合は、これらの部材に不織布 1を貼り付けることにより、低摩擦性の摺動材、撥水性に優れたシール材、或いは非粘着性を有する離型材を得ることができる。

支持材 3に用いる材料として、樹脂としてポリ塩化ビニル（以下、 P V C ) を用いる場合は、 P V C製の部材に従来の P V C用接着剤を塗布することにより、その上に不織布 1を貼り付けることができる。ゴム製部材の場合は、ゴム系接着剤が使用できる。木材の場合は、一般に使用される酢酸ビニル系接着剤が使用できる。金属、セラミツクス製部材の場合は、熱硬化性樹脂接着剤（代表としてェポキシ系接着剤）や熱可塑性樹脂接着剤（ウレタン系接着剤等）等が使用できる c また接着剤層が支持材を兼ねる形態とすることもできる。例えば、表層を P T F Eウェブとし、裏層をゴムとする配管用免震防振材とすることもできる。

離型材は、例えばホッ卜プレスにおける成形品とホッ卜プレス加熱面との間に介在させて、成形品とプレス加熱面との離型を容易にするものであるが、支持材 3としてゴムを用いれば、クッション性に優れた離型材が得られる。

支持材が P T F E等の融点以上の耐熱性を有している金属やセラミック、または短時間の耐熱性が保証される樹脂等の場合、耐熱性を有する接着剤、例えばポリイミドワニスを用いれば、不織布 1 を支持材に接着した後、ウェブの表層を溶融温度以上で加熱処理することができる。この処理により、表面が膜化した積層体を得ることができる。これにより、表面の機械的強度の向上や、さらなる離型性の向上が望めるので、種々の用途に用いることができる。

同様に、不織布に上述のポリイミドワニスのような耐熱性を持つ可溶性樹脂接着剤を塗布し、これを P T F Eの溶融温度以上で加熱成形することで、接着性に優れた P T F E積層フイルムとすることも可能である。

なお、摺動用途において、ァラミド繊維や炭素繊維を混紡した不織布を用いることで、耐磨耗性を改善できる。

<非粘着性ベル卜 >

環状のベル卜本体に、不織布 1を貼り付けることにより、非粘着性を有するベル卜が得られる。

<絶縁テープ >

導体表面に、不織布 1を巻き付けることにより、絶縁性に優れた電線■電路用の絶縁テープが得られる。具体的には、通常の導体に不織布 1を巻き付けるとともに、巻き付けた不織布 1上に熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を塗布することにより、簡易な方法で耐水性を有する外周被覆層を持つ絶縁層を形成することができる。この絶緣層は、フッ素樹脂の持つ優れた低誘電率特性、低誘電正接特性に加えて、高い空隙率を有しているので、高周波電路'電線の絶緣材として適したものが得られる。

また、本発明の不織布 1は柔軟であるため、厚みが比較的大きくても、従来の延伸テープに比べ巻き付け等の作業性が良好であり、また、誘電特性も優れている。なお、不織布 1の厚みは、作業性の点から、 0 . 0 5 m m以上の厚みのものが好ましい。

特に、高周波テープ巻き絶縁電線用途では、厚み 0 . 1 m m前後で、空隙率 5 0 %以上の低い目付の不織布が要求される。このような用途では、片面を熱融着させた後、厚み調整を行った不織布を用いることで、高い巻き付け張力が作用しても、巻き付け時のテープ幅変化やテープ破断を抑制でき、品質の安定した絶縁電線が得られる。

<配線回路基板 >

不織布 1を基材とし、これに熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を含浸させ、表面に銅箔を貼り付けることによりプリン卜基板が得られる。このプリン卜基板は、フッ素樹脂の持つ低誘電率、低誘電正接等の特性により、高周波回路用基板として利用できる。

従来のフッ素樹脂ウェブは、交絡処理が施されていないため、引っ張り強度が小さく、このため、成形加工時のハンドリングによりシートが容易に破損してしまうことがあり、このようなプリン卜基板に適用するのは困難であった。しかし、本発明の不織布 1を用いれば、交絡処理が施されて引っ張り強度が改善されているため、このような用途が可能となる。

熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂として耐熱性のあるポリイミド樹脂を用いると、さらに耐熱性に優れた基板にできる _c く各種膜材（気液 Z固液分離膜材、全熱交換用膜材） >

不織布 1を境界膜として用いることで、耐薬品性、耐オゾン性を持つ気液ノ固液分離膜が得られる。フッ素樹脂延伸膜に比べると、接着加工性に優れているので、種々の形状形態への加工が容易である。

また、熱交換器用エレメントの熱交換膜材料とすることで、通気性があるので, 全熱熱交換器として利用できる。

<表装材>

不織布 1を、内壁材、建具（障子等）等の表装材として用いることで、光透過性、通気性、防炎性を備えた表装材が得られ、これにより、快適な住空間が提供される。

くフェルト材 >

不織布 1を、例えば弾性を有する他の樹脂の繊維で構成されたフ： nル卜の表面に貼り付けることで、平滑面を有し、低摩擦摺動機能を有するフェル卜材が得られる。このフェルト材は、例えば、自動車の窓ガラスのドアに対する摺動を支持するための支持材、或いは O A機器内のローラのクリーニング用ワイパーとして利用できる。

<筒状体>

不織布 1を短冊状に加工したものを、例えば円筒形状の部材に螺旋状に巻き付けながら、螺旋の境界部分（不織布の重なった部分）を接着することにより、所望の軸方向長さの筒状体が得られる。この筒状体は、（6 2 m m前後の小径に成形することが可能で、液体燃料または溶剤のガス化等の用途、オゾンガスや酸素等のバプリング用途、フィルタに用いることができる。

く紐状体の用途〉

不織布に延伸加工を施すことで、伸びの小さい、引っ張り強度の高い不織布が得られる。これでつくられたテープは、光ケーブルや動力信号ケーブルの外周への巻き付けが容易で、電線管等の保護管へケーブルを収容する場合、その作業が容易となる。

このテープ状不織布に、撚り加工を施すことで、強度が高く、摺動性に優れ、伸びの小さい紐状体が得られる。これは、耐薬品性を要求される環境での結束材料、電力通信ケーブルや光通信ケーブルの芯線間の緩衝材料に用いることができ

<ケーキ式濾過装置の濾材または濾材支持材>

第 2実施形態の不織布は、ケーキ式濾過装置の濾材または濾材支持材として用いることができる。ケーキ式濾過装置では、濾過により生成するケーキ層で濾過を行うために、大きな濾過圧力が必要で、大きな濾過圧力が濾材に作用するので、強度の大きい濾材が要求される。この不織布は、通気性を維持したままで、強度が改善されるので、この用途に適している。

<摺動材 >

第 2実施形態の不織布は、強度的に改善されるとともに、低摩擦性を有し、表面の毛羽立ちが抑えられているため、種々の摺動面に貼り付けられる等して摺動部材として用いることができる。

<通気性シート >

第 2実施形態の不織布は、通気性を有し、フッ素樹脂による'撥水性を有しているため、通気性シ一卜材料として用いることができる。

<支持体>

第 1または第 2実施形態の不織布であって、直径 0. 1〜2mmの複数の孔を有する不織布は、極めて高い通気性を有しているので、フッ素樹脂メンプレンの支持体などに好適に用いられる。実施例

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例 1 [加圧および加熱処理による不織布の強化]

WO 94/23098号パンフレツ卜に記載の方法に準じて、分枝を有するフッ素樹脂繊維からなるウェブを得た。具体的には、半焼成 PT F Eフィルム（厚み 1 2 ΟμΓτκ 幅 1 65mm、結晶転化率 0. 45) を 25倍に一軸延伸した後, 針刃を有するロールを用いて擦過解繊した。なお、結晶転化率は WO 94/23 098号パンフレツ卜に記載の方法によって算出した

得られたウェブ（見掛け密度 0. 86 g/cm³、目付 250 g/m²) を水平ベルト走行式ウォータージエツトニードル交絡装置により、次の条件で水流交絡し、不織布を得た。使用したウェブの強度を、試料幅 2 cm、チャック間距離 4 cmにおける引つ張り強度の平均値で表 1に示す。

表 1

交絡条件

使用ノズル：入口孔径 ø 0. 2mm、出口孔径 00. 1 mm、ノズルピッチ 1 m m

ウェブ支持体：ポリエチレン製ネット（1 00メッシュ）

予備交絡：水圧 3 M P aで表側から 2回

本交絡：水圧 6 MP aで表側から 2回、その後、ウェブを反転させ、裏側から 2回交絡

このように交絡した結果、見掛け密度は 0. 3〜0. 7 g/cm³であった。また、得られたウォータージエツ卜交絡品の強度を、試料幅 2 cm、チャック間距離 4 c mにおける引っ張り強度の平均値で表 2に示す。

表 2

次 I：上述の水流交絡したウェブを、金属 Zゴムロール間で処理した。具体的には、表面温度 250。C, ø 80mmの金属ロールと、 080mmゴムライニング加圧ロールとで構成されたニップロ一ルを用いて、線圧 4 k g/cm、送り速度 1. 5 m/分で加圧下熱処理を行い、以下の物性の不織布を得た。

見挂トけ密度： 1. 1 g/cm³

通気度： 0. 1 3〜0. 26 cm/s/mmAq

また、得られた加圧加熱処理した不織布の強度を、試料幅 2 cm、チャック間距離 4 cmにおける引っ張り強度の平均値で表 3に示す。

表 3

縦方向横方向最大点荷重伸び取大点？¹可伸び（％)

(N) (%) (N)

34. 8 84. 7 27. 0 1 1 1. 5 実施例 2 [延伸加工による不織布の強化]

実施例 1 と同様にして水流交絡して得られた不織布を 1軸方向に延伸加工した c 延伸前の不織布は、長さ 25 Omm, 幅 2 Omm、厚さ 0. 38 mm, 見かけ密度 0. 65 g/cm³であり、これを 1軸方向に 60%延伸を行い、全長 400 mm、幅 8mm、厚さ約 0. 4 mmの延伸加工品が得られ、以下に示すような強度の改善が得られた。

加工前の引っ張り強度（試験片幅 2 Omm、厚さ 0. 38 mm)

最大点荷重： 1 5 N、最大点伸度 82 %

加工後の引っ張り強度（試験片幅 8 mm、厚さ 0. 4 mm)

最大点荷重： 30 N、最大点伸度 22 % 実施例 3 [紐状体]

実施例 2で得られた、幅 8mm、厚さ 0. 4 mmの延伸加工物に、長さ方向に 1回/ cmの撚り加工を行い、外径約 1 . 3mm、全長約 400 m mの紐状体に成形加工した。

この加工により以下の強度が得られた。

撚り加工前の引っ張り強度（試験片幅 8mm、厚さ 0. 4 mm)

最大点荷重： 30 N、最大点伸度 22 %

撚り加工後の引っ張り強度（試験片外径約 1. 3mm)

最大点荷重： 60 N、最大点伸度 25 %

帯状体に撚り加工を施すことで、単位重量当たりに大きな引っ張り強度を有する紐状体が得られる。

また、この紐状体を焼成加工することも可能で、焼成により繊維の解れが改善されて、さらに引っ張り強度の高い紐状体が得られる。

上記紐状体を 37 CTCで焼成することで、最大点荷重 60 Nのものが、最大点荷重 1 75 Nとすることができた。実施例 4 [部分融着による不織布の強化（目付 200 g/m²) ] 実施例 1の条件に準じて目付 200 g/m²のウェブを水流交絡し、不織布を得た。

当該目付 200 gZm²不織布の強度は、幅 2 c m当たり以下の値であった。表 4

当該目付 200 g/m²不織布を、下側ロール温度 300°C、上側ロール温度 360°Cで、両者の隙間を 0. 2mm に設定し、速度 3 mZ分で加熱加圧処理した。これにより、得られた熱融着不織布の強度は、幅 2 cm当たり以下の値であつた。加圧および加熱処理後の不織布を顕微鏡下で観察したところ、片面の一部の繊維が熱融着していた。表 5

実施例 5〜7 [部分融着による不織布の強化（目付 75gZm²) ]

実施例 4の条件に準じて、目付 75 g/m²のウェブを水流交絡させて後、力レンダ一ロールにより加圧加熱を行った。速度は 2 m/分出、ロール間隙間は 0. 075 mmに調整した。実施例 5〜7において、ロール温度は表 6に示すように

ΒΧΛΕし

表 6に示す様に、カレンダー加工前の不織布（表の未処理）に対し、融点以上の温度での片面融着加工により、強度改善が図れた。実施例 5〜7の不織布を顕微鏡下で観察したところ、いずれも片面の一部の繊維が熱融着していた。

表 6

ロール温度縦方向 MD 横方向 TD 上下目付厚み取大伸び取大伸びロールロール点荷点荷 °C 。C g/m² ι ιτη N/cm % N/cm %

未処理 71.8 0.16 0.45 0.6 74.2 0.5 78.4 実施例 5 340 300 66.0 0.18 0.36 3.6 15.9 2.2 58.5 実施例 6 350 300 83.3 0.20 0.42 6.3 18.2 3.3 45.8 実施例 7 360 300 90.0 0.19 0.48 12.9 15.3 6.2 58.8 実施例 8

WO 94/23098号パンフレツ卜に記載の方法に準じて、分枝を有するフヅ素樹脂繊維を得た。具体的には、半焼成 PT F Eフイルム（厚み 1 ΟμΓτκ 幅 1 65mm、結晶転化率 0. 45) を 25倍に一軸延伸した後、針刃を有するロールを用いて擦過解繊し、,繊維の長さの分布が異なるウェブ 5種類を用意した< 各ウェブを、水流交絡装置に連続供給するためにニップロ一ルで加圧した後、実施例 1 と同じ条件で、水流交絡した。得られた不織布について、強度試験を行つた。結果を表 7に示す。表 7に示す通り、平均繊維長が 2 Omm以下という短い繊維を用いても、十分な強度を有する不織布が得られた。しかし、平均繊維長が 3. 9 mmの場合は、高い強度は得られなかった。

表 7

比較例

P T F E重合粒子とビスコースの混合物を紡糸して製造された PT F Eステ一プルファイバー（トロフロン 201、東レファインケミカル（株）製、繊維長 1 0 Omm、太さ 6. 7デニール、捲縮あり）を裁断して、長さ約 25 m mの P T F Eステ一プルファイバーを得た。当該 P T F Eステ一プルファイバーに帯電防止剤（エリミナ、丸善油化（株）製）を約 2重量％噴霧した後、カード機によってウェブの作成を試みた。繊維の出 t 部分（ドファー）からドラムの間隔を 1 Ommlこ設定したが、ウェブを連続して得ることはできなかった。このため、ドファー下に紙を置き、その上にステ一プルファイバ—を堆積させて、ウェブ (幅 250mm、長さ 500mm、 50 g/m²) を得た。

当該ウェブをニップ加圧したが、十分な強度が得られず、水平ベル卜走行式ゥオータージエツ卜ニードル交絡装置に連続供給することができなかった。このため、当該装置のベルト上に上記ウェブを手で載置して水流交絡した。しかし、繊維が飛び散り、不織布は得られなかった。

産業上の利用可能性

本発明によれば、水流交絡加工によりウェブの繊維同士が強く交絡しているため、引っ張り強さ、伸び率等の機械的特性が向上された不織布が得られる。また、本発明の不織布は、ウェブの多孔性により接着性に優れているため、他の部材に接着等することにより、フッ素樹脂の特性を有し、様々な用途で使用可能な積層体が得られる。

さらに、不織布に撚り加工を行うことで摺動性に優れた紐状体が容易に得られる ο

Claims

請求の範囲

I . フッ素樹脂繊維から主としてなり、繊維が交絡している、基布を有さない不 2. 前記フッ素樹脂繊維の平均繊維長が、 5~50 mmである、請求項 1に記載の不織布。

3. 分枝構造を有するフッ素樹脂繊維から主としてなるゥェブに水流交絡が施されてなり、見掛け密度が 0. 2 g/cm³以上1. 5 g/c m³以下である請求項 1または 2に記載の不織布。

4. ポリテトラフル才ロエチレンの融点以下の温度で加圧および加熱処理されている、請求項 1から 3のいずれかに記載の不織布。

5. 一部のフッ素樹脂繊維が融着している、請求項 1から 3のいずれかに記載の不織布。

6. 前記フッ素樹脂繊維は、フィルム状のフッ素樹脂を一軸延伸した後解繊することにより得られる、請求項 1から 5のいずれかに記載の不織布。

7. 前記フヅ素樹脂はポリテトラフル才ロェチレンの焼成体または半焼成体である、請求項 1から 6のいずれかに記載の不織布。

8. 前記フッ素樹脂はエチレンーテ卜ラフル才ロエチレン共重合体である、請求項 1から 6のいずれかに記載の不織布。

9. 前記ウェブは、さらに、ポリプロピレン繊維、ポリェチレン繊維、ポリェチレンテレフタレ一卜繊維、ァラミド繊維、ナイ口ン繊維、ポリパラフエニレンべンゾビス才キサゾール繊維、ポリイミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、ステンレス繊維および分割用複合繊維からなる群から選択された 1種以上の繊維を含んでいる、請求項 1から 8のいずれかに記載の不織布。

10. 前記ウェブは、さらに分割用複合繊維を含み、当該分割用複合繊維は分割処理されている請求項 1から 8記載の不織布。

I I . 前記不織布の最大伸度以下で延伸加工が施された、請求項 1から 10のいずれかに記載の不織布。

12. 請求項 1から 1 1のいずれかに記載の不織布と、前記不織布が積層される支持材と、

を備えた積層体。

1 3. 請求項 1から 1 1のいずれかに記載の不織布を撚り加工して得られた紐状体。

1 4. フッ素樹脂繊維から主としてなる不織布を強化する方法であって、該不織布を加圧および加熱することを特徴とする方法。

1 5. 請求項 1 4記載の方法によって強化された不織布。