无纺织物及利用此类无纺织物的层叠物与带状物.pdf

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摘要
申请专利号:

CN02811399.3

申请日:

2002.06.17

公开号:

CN1513069A

公开日:

2004.07.14

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):D04H 1/42公开日:20040714|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

D04H1/42

主分类号:

D04H1/42

申请人:

大金工业株式会社;

发明人:

山本诚吾; 山本胜年; 浅野纯; 茶圆伸一; 小西智久

地址:

日本大阪

优先权:

2001.06.21 JP 188807/2001

专利代理机构:

北京三友知识产权代理有限公司

代理人:

王维宁

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内容摘要

本发明的无纺织物主要是以氟树脂纤维为主的,由纤维交织而成的无纺织物。此外,本发明的无纺织物最好经过加压和加热处理,或者经过延伸处理。经过这样的处理,本发明的无纺织物的机械特性非常优良。

权利要求书

1: 一种无纺织物,其特征在于,它没有底布,以氟树脂纤维为 主,由纤维交织而成。
2: 如权利要求1所述的无纺织物,其特征在于,上述氟树脂纤维 的平均纤维长为5~50mm。
3: 如权利要求1或2所述的无纺织物,其特征在于,对具有分支 结构的,以氟树脂纤维为主而制成的织物,进行水流交织而成,其视密 度在0.2g/cm 3 以上,1.5g/cm 3 以下。
4: 如权利要求1或2或3所述的无纺织物,其特征在于,以低于 聚四氟化乙烯熔点的温度,对其进行加压和加热处理。
5: 如权利要求1或2或3所述的无纺织物,其特征在于,一部分 氟树脂纤维互相熔接。
6: 如权利要求1~5中任何一项权利要求所述的无纺织物,其特 征在于,上述氟树脂纤维是在对薄膜状的氟树脂沿一条轴线进行轴向延 伸后,通过松纤而获得的。
7: 如权利要求1~6中任何一项权利要求所述的无纺织物,其特 征在于,上述氟树脂纤维是聚四氟乙烯的烧成体或半烧成体。
8: 如权利要求1~6中任何一项权利要求所述的无纺织物,其特 征在于,上述氟树脂纤维是乙烯-四氟乙烯的共聚合体。
9: 如权利要求1~8中任何一项权利要求所述的无纺织物,其特 征在于,上述织物还含有从下列各种纤维中选择出来的一种以上的纤维 :聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯对酞酸酯纤维、芳族聚酰胺纤维、 尼龙纤维、聚对苯苯苄二恶唑纤维、聚酰亚胺纤维、碳素纤维、玻璃纤 维、氧化铝纤维、不锈钢纤维以及分割用的复合纤维。
10: 如权利要求1~8中任何一项权利要求所述的无纺织物,其 特征在于,上述织物还含有分割用复合纤维,这种分割用复合纤维是经 过分割处理的。
11: 如权利要求1~10中任何一项权利要求所述的无纺织物,其 特征在于,采用小于上述无纺织物的最大伸长率对其进行延伸加工。
12: 一种层叠物,其特征在于,它具有如权利要求1到11中任 何一项权利要求所述的无纺织物,以及 用上述无纺织物层叠起来的支承材料。
13: 一种带状物,其特征在于,它用权利要求1~11中所述的任 何一种无纺织物进行捻线加工而获得。
14: 一种强化以氟树脂纤维为主的无纺织物的方法,其特征在 于,它对这种无纺织物进行加压和加热。
15: 一种无纺织物,其特征在于,它用权利要求14所述的方法加 以强化。

说明书


无纺织物及利用此类无纺织物的层叠物与带状物

    【技术领域】

    本发明涉及以氟树脂纤维为主的无纺织物(非织造织物),以及利用此类无纺织物的层叠物和带状物。

    背景技术

    氟树脂具有高耐药性、高耐热性、高绝缘性、以及极低的摩擦系数等等优异的性质。而且,正是由于这种极低的摩擦系数,因此很难获得机械强度高的氟树脂纤维的无纺织物。特别是不能使用短的氟树脂纤维来制造无纺织物。

    因此,以往在有机械强度要求时,就要使用,例如,在织物内层叠交织了氟树脂的人造纤维的,具有底布的氟树脂纤维无纺织物。关于这种使用底布的氟树脂无纺织物,公知的有在纺织物或毛毡上层叠交织的氟树脂纤维的制品。另一方面作为不具有底布的,以氟树脂为主地布状物,则有将氟树脂薄片的纤维松开后所获得的化学纤维层叠而成的化学纤维短纤维织物(Web)。此外,在国际专利国际公开号为WO96/10668的说明书中揭示了借助于混合氟树脂纤维以外的纤维以提高纤维的交织性,借以加强无纺织物的强度的技术。

    可是,具有底布的无纺织物,由于具有底布,很难使其厚度变薄。并且,由于有了底布,还存在不能获得均一的空隙率、透气率、延伸时的变形的问题。

    再者,上述以往的化学纤维织物不过是在厚度方向予以层叠而已,因此虽然使用轧辊对织物加压,结果仍然很难获得优良的抗拉强度,延伸率等等。因此,在织物的卷取等作业时,稍有张力作用,就会发生织物断裂等加工上的问题。

    此外,织物(Web)只不过仅仅是在厚度方向层叠而成,所以当用粘接剂等结合在其它构件上时,织物的表面层与粘接层很容易剥离。

    另一方面,在与其它纤维混合而成的无纺织物中,其混合的比率愈高,就愈会失去由于氟树脂而具有的优良性质。

    【发明内容】

    因此,本发明的目的是,在不具有底布的,以氟树脂纤维为主而制成的无纺织物中,改善其机械强度。此外,本发明的其它目的是使得上述无纺织物能使用于各种各样的用途。

    如权利要求1所述的无纺织物,是一种没有底布,以氟树脂纤维为主,纤维经过交织而成的无纺织物。

    由于这种无纺织物主要以氟树脂纤维制成,所以具备氟树脂所具有的,很高的耐药性,很高的耐热性,很高的绝缘性,以及非常低的摩擦系数等等优良性质。

    由于这种无纺织物没有底布,因此能使厚度变薄。此外,还能获得均一的空隙率、透气率、延伸变形。

    以氟树脂纤维为主制成的织物,既可以是只用氟树脂纤维的织物,或者,也可以是含有实质上完全不丧失上述氟树脂的优异性质为限度的比例的其它纤维的织物。这种无纺织物中的氟树脂的比例通常在50%以上,最好在70%以上,更好的是在90%以上,特别好的是在95%以上。在本说明书中,符号%在没有特别注明时,都表示重量的百分比。

    权利要求2中所述的无纺织物,是在权利要求1的无纺织物中,氟树脂纤维的平均纤维长度,大约在5~50mm左右。这种无纺织物以往是没有的。以往,这种纤维不用于无纺织物的制造而被废弃。因而这种无纺织物具有制造成本低的优点。

    权利要求3所述的无纺织物,是在权利要求1或权利要求2所述的无纺织物中,对具有分支结构的,以氟树脂纤维为主的织物进行水流交织,其视密度为0.2g/cm2以上,1.5g/cm3以下。

    由于这种无纺织物是对氟树脂纤维进行水流交织,所以纤维与纤维互相交叉纠缠在一起,织物的抗拉强度、延伸率都很优良。此外,由于氟树脂纤维具有分支结构,因此纤维与纤维更能强有力的交织在一起,使其机械强度更为优异。

    这种无纺织物的视密度显示了与无纺织物的强度有很高的相关性。无纺织物的视密度愈高,它的强度就愈高。因为这种无纺织物具有0.2g/cm3以上的视密度,所以,即使单位面积重量在300g/m2以下,200g/m2以下,或100g/m2以下,仍然具有充分的机械强度。因此,这种无纺织物可以没有底布。从强度的观点出发,以视强度在0.7g/cm3以上为宣,0.8g/cm3以上更佳,1.0g/cm2以上者特别好。另一方面超过1.5g/cm3以上时,就会丧失无纺织物应有的特性。

    根据以上所述,这种无纺织物具有很高的强度。因此,可以降低其单位面积的重量。例如可以供应,例如,单位面积重量在300g/m2以下,200g/m2以下,或100g/m2以下的没有底布的氟树脂纤维无纺织物。在本发明人等的制造试验中,获得了约30g/m2的氟树脂纤维无纺织物。

    再者,这种无纺织物,虽然经过水流的交织操作的结果,视密度变小了,但,本发明中的无纺织物之所以以在上述视密度范围内的无纺织物为对象,是考虑了层叠在其它构件上时的作业性等等因素。

    此外,由于这种无纺织物经过了水流交织处理,其厚度方向的强度也改善了,因此使用粘接剂等与其它构件结合时,能防止以往那样的织物的表层与粘接层之间发生剥离的情形。因此,本发明的无纺织物能层叠于各种构件或材料上,获得滑动材料,封密材料等等各种用于各种用途的层叠物。

    权利要求4所述的无纺织物,是在权利要求1或2所述的无纺织物中,以氟树脂的熔点以下的温度进行加压和加热处理的无纺织物。

    这种无纺织物借助于加压和加热处理而提高了无纺织物的强度。

    此外,纤维的起毛,脱落也得以抑制,作为无纺织物的形态很安定。此外,这种加压和加热处理是在氟树脂纤维的熔点以下的温度下实施的。

    这种无纺织物虽然提高了强度,却仍然很柔软。

    权利要求5的无纺织物,是在权利要求1或2所述的无纺织物中,其中一部份氟树脂纤维是互相熔接的。熔接的判断是在显微镜下用目测作业来进行的。未熔接的纤维可以使用小钳子等将其松开为短纤维,而熔接的纤维则无法松开,因此很容易判断。

    这种无纺织物,例如,是将氟树脂纤维的纤维交织的无纺织物,在这种氟树脂纤维的至少一部份的温度在其熔点以上的条件下,进行加压和加热处理而获得。

    在这种无纺织物中,由于无纺织物中的一部份氟树脂纤维之间的熔接而牢固地结合起来,因此,作为无纺织物的整体,其机械特性提高了,抗拉强度高而延伸率小。另一方面,在这种无纺织物中,由于加压方向,即厚度方向纤维产生了熔接,而横向并没有熔接,因而仍能保持其通气性。

    因此,这种无纺织物可以利用这种性质,例如,用作有很大的过滤压力作用的过滤装置的滤材,或过滤支承材料、通气性薄片等。

    此外,由于这种无纺织物表面纤维的起毛也很少,因此,例如,可适用于起毛很少的滑动材料。

    再者,无纺织物的两个表面上的氟树脂纤维在熔接时会发生热收缩。所以,只熔接一侧表面上的一部份氟树脂纤维,从减少形状变化的观点来说,是很有利的。

    权利要求6所述的无纺织物,是在权利要求1或2所述的无纺织物中,将薄片状的氟树在一条轴线上延伸之后,再把纤维松开而获得的,以氟树脂纤维为主的无纺织物。构成本发明的无纺织物的纤维,是具有分支结构的,交织性能很好的纤维,而具有分支结构的纤维大多是用上述方法大量获得的。因此,在本发明中,主要是以上述方法所获得的氟树脂纤维为主的纤维作为对象。

    权利要求7所述的无纺织物,是在权利要求1或2所述的无纺织物中,其氟树脂为聚四氟乙烯(下面简称“PTFE”)。

    在各种氟树脂中,PTFE是摩擦系数特别小,介电性能等特别优异的氟树脂,而且,还具有按照其加工方法很容易形成纤维形状的性质。因此,在本发明中特别采用PTFE的烧成体或半烧成体的氟树脂纤维。其中,以易于制作织物,且二次加工很容易的半烧成体的PTFE最为理想。

    所谓PTFE的半烧成体(亦称半烧成PTFE),是指在示差扫瞄热量分析(DSC;Differential Scanning Calorimetry)中,显示PTFE的未烧成体(未烧成PTFE)的吸热(615°K附近的吸热)和PTFE的烧成体(烧成PTFE)的吸热(600°K附近的吸热)这两方面。DSC可用市售的DSC装置来进行。

    另外,无纺织物直接在交织后的视密度的更理想的范围为0.4cm3以上,0.9g/cm3以下。

    权利要求8所述的无纺织物,是在权利要求1或2所述的无纺织物中,其氟树脂是乙烯-四氟乙烯的共聚合体(下面简称“ETFE”)。

    ETFE与PTFE一样,具有低摩擦性能,低介电性等,此外,还具有按照其加工方法很容易形成纤维形状的性质。因此,在本发明中特别采用ETFE纤维作为氟树脂纤维。

    另外,这种无纺织物直接在交织之后的视密度的更理想的范围为0.3g/cm3以上,0.8g/cm3以下。

    权利要求9所述的无纺织物,是在权利要求1或2所述的无纺织物中,还含有由聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚对苯苯苄二恶唑纤维、聚酰亚胺纤维、碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维、不锈钢纤维、以及分割用复合纤维所形成的这一组纤维中选择出来的一种以上的纤维。

    如上所述,以实质上完全不丧失氟树脂纤维的优良性质的比例为限度,混合上述这些纤维,能使得无纺织物兼具氟树脂纤维和其它纤维的优良的性质。

    权利要求10所述的无纺织物,是在权利要求1或2所述的无纺织物中,还含有分割用的复合纤维,这种分割用的复合纤维是经过分割处理的。分割处理是在对织物进行水流交织而获得无纺织物时,由水流交织的水流同时进行的。

    分割用的复合纤维在进行了分割处理后,成为极细的纤维。所以这种无纺织物兼有这种极细纤维的优良性质和氟树脂的优良性质。此外,这种极细的纤维有助于各种纤维之间的交织性。

    权利要求11所述的无纺织物,是在权利要求1或2所述的无纺织物中,在于采用小于这种无纺织物的最大伸长率对其进行延伸加工。

    由于这种无纺织物是在权利要求1或2所述的无纺织物上,沿着一根轴线或者两根轴线的方向,进行小于最大伸长率的延伸加工,因此,可抑制延伸,改善其抗拉强度(最大负载)。此外,还能借助于延伸调整单位面积的重量。

    权利要求12所述的层叠物具有无纺织物和支承材料。这种无纺织物是权利要求1到权利要求11中任何一项权利要求所述的无纺织物。支承材料是用无纺织物层叠起来的。

    权利要求1到权利要求11中任何一项权利要求所述的无纺织物,即使是单独一种也具有充分的强度,而层叠为适当的构件,就更能提高其机械强度。此外,权利要求1到权利要求11中任何一项权利要求所述的无纺织物,由于其厚度方向的强度也很高,所以,如在上述支承材料的表面上留存构成该无纺织物的纤维的一部份时,这种无纺织物也不容易发生剥离的问题。此外,由于这种层叠物还具有氟树脂所固有的低摩擦性质,低介电性质等等的优良的性质,所以能用于滑动构件,绝缘材料或封密材料,过滤材料等各种用途。

    权利要求13所述的带状物,是用权利要求1到权利要求11中的任何一项权利要求的无纺织物进行捻线加工而获得的带状物。将把这种无纺织物裁成带状,做成布带,把一条或多条带状体物进行捻线加工,即可获得这种带状物。然后,再把这些带状物进行捻合,就能做成权利要求13所述的带状物。

    权利要求14中所述的强化以氟树脂纤维为主的无纺织物的方法的特征是,对这种无纺织物进行加压和加热处理。

    所谓强化,是指提高抗拉强度和/或厚度方向的强度。

    权利要求15中所述的无纺织物,是用权利要求14中所述的方法对其进行强化的无纺织物。

    【附图说明】

    图1表示采用本发明一个实施例的无纺织物的厚度方向的断面图。

    图2表示采用本发明的一个实施例的层叠物的厚度方向断面图。

    【具体实施方式】

    下面详细说明本发明的优选实施例。

    [无纺织物]

    第1实施例

    图1表示采用本发明的第1实施例的无纺织物1。

    这种无纺织物1主要是用半烧成PTFE纤维为主制成的,这种纤维具有分支结构。

    本实施例中的氟树脂使用PTFE,但,这种PTFE既可以是四氟乙烯(以下称TFE)的单独聚合体,也可以是在TPE中聚合了少量的全氟烃基乙烯酯等经过变性处理的变性PTFE。另外,本发明中,除了特别注明之外,变性PTFE也称之为PTFE。

    此外,也可以使用TFE与六氟化丙烯的共聚合体(FEP)、乙烯与TFE的共聚合体(ETFE),TFE与全氟烃基乙烯酯的共聚合体(下面称PFA)等等可以熔融加工的氟树脂来代替PTFE。这些氟树脂既可以单独使用,也可以二种以上合并使用。这些氟树脂具有优良的耐药性、低摩擦特性、耐摩性、不粘结性、耐热性、同时,还具有优良的防水性和防油性。

    在上述氟树脂中,PTFE在耐药性和机械强度方面是很理想的,特别是,在容易制成织物,以及易于进行二次加工方面,以半烧成PTFE最为理想。

    PTFE薄片的半烧成体,例如将乳化聚合法所获得的PTFE微粉末经过胶膏成形所得的PTFE薄片,或者用悬浊聚合法所获得的PTFE粉末经过压缩成形所获得的PTFE薄膜,在PTFE烧成体的熔点(约327℃)与PTFE未烧成体的熔点(约337℃~约347℃)之间进行热处理,即可获得。

    PTFE烧成体是将PTFE未烧成体或PTFE半烧成体在PTFE未烧成体的熔点以上的温度进行热处理而获得的。

    用于制造本发明的无纺织物的织物,在本实施例中只使用氟树脂纤维所构成的。不过,这种织物还可以含有氟树脂纤维以外的纤维。作为此种纤维,可以用PP纤维、PE纤维、PET纤维、芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、PBO纤维、以及聚酰亚胺纤维等有机纤维;玻璃纤维、碳纤维、及氧化铝纤维等无机纤维;不锈钢纤维等的金属纤维;以及分割用复合纤维等等。这些纤维既可以单独使用,也可以把二种以上的纤维组合起来使用。

    作为上述分割用复合纤维,例如,可以使用许多种类的树脂而经过纺丝而获得的公知的分割用复合纤维。理想的是,这种分割用复合纤维是用水流交织使得织物的纤维交织的同时,将其分割成为极细的纤维。多种树脂组合的例子有:聚酯/尼龙,以及聚酯/聚丙烯等等。

    氟树脂纤维以外的纤维的(混合)比例,只要在实质上不完全丧失上述氟树脂的优良性质的限度内,没有特别的限定。不过,氟树脂纤维的比例愈低,依赖于氟树脂纤维的性质就损失得愈多。本发明的无纺织物所用的织物中所含的氟树脂纤维的比例,通常为50%以上,最好70%以上,更好是90%,特别是95%以上最理想。

    作为织物,理想的是采用下列文献中所记载的,具有分支的单丝、化学纤维和复丝:WO94/23098号说明书,WO96/00807号说明书,WO96/10662号说明书。这些织物是在将被加工成织物状的PTFE(PTFE薄片)在一根轴线方向上延伸后,用机械进行裁断、松纤而获得的,各种单纤维都具有分支结构。

    在本发明的无纺织物中,主要以氟树脂纤维制成的无纺织物也可以使用以往不使用的比较短的氟树脂纤维。具体的说可以使用长度5~50mm,最好是10~20mm的氟树脂纤维。

    这种氟树脂纤维的长度不需要均匀一致。只要非常短的氟树脂纤维不达到一定的比例就可以。具体的说,长度在5mm以下的纤维应该在40%以下,更好一些是在10%以下,最好是在5%以下。另一方面,长的氟树脂纤维的比例没有特别的限定。可是,令人惊讶的是,例如,即使25mm以上的纤维在20%以下,10%以下,5%以下,甚至2%以下,仍然能制造出良好的无纺织物来。此外,50mm以上的纤维不到1%,或者实质上是0%,也能制造出良好的无纺织物来。关于不同长度纤维的%,以条数为基准。

    纤维的长度是从无纺织物中随机取出的100条纤维中,用常规测定的方法来决定的。如果是有分支的纤维,则测定长度最长的纤维。

    含有氟树脂纤维和氟树脂纤维以外的纤维的织物,可以将并不局限于本说明书所述者薄片与氟树脂以外的树脂的薄片重叠起来,通过用机械进行裁断,松纤等工序,即可获得。或者,也可以仅仅是把这些纤维进行机械的混合。

    <水流交织>

    本实施例的织物要进行水流交织(Water-Jet-needle-punching)。本实施例中,说明其优选的具体例子,但,本实施例并不是仅限于这个优选实施例的说明。

    此外,在本实施例中对PTFE织物进行详细的描述。

    在水流交织中,把织物放置在网孔70目以上的网上,以支承织物,所使用喷嘴的直径在0.1mm左右,喷嘴之间的节距为1mm左右。首先以5MPa以下的水压进行预交织,而后以最大10MPa的水压进行正式交织,即可获得无纺织物1。在喷嘴正下方的输送网的下方,设有与真空泵或鼓风机连接的排气、排水口,以便迅速地排出织物交织用的水。

    另外,在交织的过程中作为织物的支承件的网,鉴于织物纤维不与网交织,剥离时残留在网上的织物的量(氟树脂的损失)很少,所以以使用100目左右的细目为宜。在70目以下时,织物与网的交织程度就增大。又,目太粗时,织物会嵌入网的目中,从而使宽度尺寸的偏差量增大,此外,会在织物表面印上网的形状,或由于水流而在织物上形成贯穿孔。此外,使用毛毡作为织物的支承件时,与目很细的网相比,在织物与毛毡的分界线上的交织水流的碰撞反射流会减少,有导致交织弱化的趋势。

    交织开始时,织物的密度会降低到0.3~0.7g/cm3,水流很容易流动。此时,如支承件的孔径(目)大,水流的能量就不能使用于交织上,而是从支承件上散失掉了,所以要缩小孔径以便有效地把与网的碰撞水流的能量用于交织。此外,为了在使得平面平滑化的同时,降低支承件的开孔率,可使用经轧光加工的网作为支承件。

    由于进行以上所说的水流交织的结果,纤维在厚度方向产生了移动,从而能获得纤维厚度方向的交织,在增大抗拉强度(最大负载)的同时,还可以抑制此时的伸长。

    另外,用15目的网所支承的单位面积重量为250g/m2的织物(密度860kg/cm3),在以每1kg重量单位用0.13kWh的动力(根据实验条件所计算的值)进行处理时的抗拉强度(最大负载)为5~6.5N/cm。

    另一方面,用100目的网所支承的单位面积重量为250g/m2的织物,在以每1kg重量单位用0.11kWh的动力进行处理时的抗拉强度为6.5~8N/cm。

    特别是,在放置织物的网的开口部分很大的情况下,(例如2mm以上),由于位于开口部分位置上的纤维的脱落,可以获得具有与该开口部分的位置对应的许多孔(例如,直径为0.1~2mm)的无纺织物。这个开口部分的形状并没有特别的限制。此外,根据水流的交织的条件(水压等)而产生的此种开口部分的大小也不相同。这种「孔」并非指完全的空间部份,也包含该部分中的氟树脂纤维呈稀疏状的部分。

    <加压加热处理>

    只经过纤维交织的密度小的无纺织物,其强度不够大。无纺织物的强度与无纺织物的视密度呈显很高的相关性。此外,由于表面起毛现象很严重,因此在运输的过程中,纤维很容易剥离飞散,此外,在水流交织三情况下,还存在因加工而在无纺织物上留有条纹等外观不佳的问题。

    因此,在本实施例中,在纤维经过交织后的起毛状态下,在熔融温度以下对无纺织物进行加热、加压,以提高其视密度,同时使其表面平滑化。具体的说,使纤维经过交织处理后的无纺织物通过加热了的金属辊之间,或加热了的金属辊与橡胶辊之间,就能对其进行连续的处理。此外,也可以用加热压制装置等方法间歇地进行处理。

    从强度的观点看,视密度以在0.7g/cm3以上为宜,在0.8g/cm3以上更好,1.0g/cm3以上最好。另一方面,超过1.5g/cm3时就会失去无纺织物的特性。

    提高加压时的压力,就能提高这种视密度。提高加压时的压力,例如,采用上述通过辊间的加压方法时,只要让辊间的间隙变狭就可以。为了获得所要求的视密度的辊间间隙,虽然要随从侧所通过的无纺织物的厚度、辊的材料、以及辊温度等的差别而不同,但,只要改变条件,反复做几次制造试验,就能很容易地决定。

    加热处理时的温度只要高于室温(通常约25℃)就可以了,但,这种加压和加热处理的效果,有处理温度愈高效果愈佳的趋向。不过,在本实施例中,将氟树脂纤维的熔点设定为处理温度的上限,因而能获得强度高但却仍然柔软的无纺织物。

    特别是,在将具有上述许多孔的无纺织物进行加热和加压处理时,在保持这许多孔的状态下,还能提高无纺织物的强度。用这种方法获得的无纺织物很适宜用作氟树脂薄膜的支承件。

    <延伸加工>

    刚经过水流交织后的密度低的无纺织物,在卷取,松卷等操作时,或涂敷粘度高的粘接剂时,容易发生因外力而伸长或宽度的变形,从而产生密度不均匀或尺寸形状不稳定的问题。

    因此,本实施例中用预先对无纺织物进行一根轴线方向或两根轴线方向的延伸加工,以抑制延伸,改善其抗拉强度(最大点负载)。

    具体的做法是,以较松卷速度更高的速度来卷取,就能进行连续的一根轴线方向的延伸。此外,使用横向延伸装置(拉幅机)在与松卷方向成直角的方向上使其产生延伸变形,就能进行两根轴线方向的延伸。

    <捻线加工>

    以往,从氟树脂纤维获得线、带子、绳索时,是将长纤维进行捻合,或以它为芯线,再将短纤维捻合其中。

    本发明利用对延伸加工的无纺织物进行加捻线加工,能很容易地获得圆柱状的形状,和很高的抗拉强度。

    具体的说,把一条或多条带状的无纺织物捻合在一起,就可以获得带状物,把这些带状物再捻合起来,就可以做成绳索。

    第2实施例

    关于本发明的第二实施例的无纺织物,除了一部份的氟树脂纤维的树脂有熔接的点以外,其余均与第1实施例的无纺织物相同。

    本实施例的无纺织物,是在第1实施例的无纺织物中,使无纺织物中的至少一部份氟树脂纤维的温度,在其熔点以上的条件下,通过加压和加热处理而获得的。不过,当这种温度过高时,氟树脂会过度的分解。例如,如果是半烧成PTFE时,以340℃~360℃的温度进行处理为合宜。再者在这种无纺织物中,从为了抑制因热收缩而造成的无纺织物布宽度的变化的观点来看,以只加热一面为宜。

    具体的说,例如,可以将无纺织物通过加热到340℃~360℃的金属辊与未加热的金属辊之间。

    在这种无纺织物中,在织物表面上,由于纤维与纤维被熔接而牢固地结合,因此作为无纺织物整体的机械特性就提高了,抗拉强度增加,延伸率减小。另一方面,在这种无纺织物中,在织物表面以外的部份上没有发生纤维与纤维的熔接,仍然保持厚度方向的通气性。

    此外,这种无纺织物还抑制了表面纤维的起毛。

    另外,从无纺织物在热熔接时宽度方向收缩而产生的皱纹等外观上考虑,温度条件,加工时间条件的设定,以能使宽度收缩量在25%以下为合宜。

    特别是,在将上述具有许多孔的无纺织物进行加热和加压处理时,能在保持这些孔的前提下提高无纺织物的强度。因此,所获得的无纺织物能很合适地使用于氟树脂膜片的支承件。

    〔无纺织物的用途〕

    图2表示采用本发明的一个实施例的层叠物11。

    层叠物11具有上述无纺织物1,以及层叠在无纺织物1上的支承材料3。

    由于本发明的无纺织物1是由织物所构成的,因而具有多孔性,很容易粘接固定在其它构件上。利用这一特征,就能获得图2所示的层叠物11等。此外,即使是无纺织物的单体也有很多种的用途。

    <各种层叠物(滑动材料、封密材料、脱模材料)>

    作为支承件3而使用金属、橡胶、树脂、木材、陶瓷制造的构件时,把无纺织物1粘贴在这些构件上就能获得低摩擦系数的滑动材料、防水性优异的封密材料、或具有非粘着性的脱模材料。

    当使用树脂,即聚氯乙烯(PVC)作为支承材料3的材料时,可以在PVC制作的构件上涂敷以往的PVC用的粘接剂,再在它上面粘贴无纺织物1。在使用橡胶制造的构件时,可以使用橡胶系列粘接剂。在使用木材时,可以使用一般使用的乙酸乙烯系列粘接剂。在使用金属、陶瓷制造的构件时,可以使用热硬化性树脂粘接剂(以环氧树脂系列粘结剂为代表),或者使用热可塑性树脂粘接剂(以乌拉丹系列粘接剂等)。

    此外,也可以采用以粘接剂来兼作支承材料的方式。例如,可以用PTFE织物作为表面层,或者,用橡胶制造的管道用的减震防振材料作为内层。

    脱模材料,例如,置于热压加工的成形件与热压制用的加热面之间,使成形件与压制用的加热面易于脱模的材料,当以橡胶作为支承材料3时,能获得缓冲性能优越的脱模材料。

    当支承材料是具有PTFE等的熔点以上的耐热性的金属或陶瓷,或者保证短时间的耐热性的树脂等材料时,如果使用具有耐热性的粘接剂,例如聚酰亚胺清漆,就能在把无纺织物1粘接在支承材料上之后,以熔融温度以上的温度来加热处理织物的表层。借助于这种处理就能获得表面薄膜化的层叠物。这样,由于有希望提高表面的机械强度,并进一步提高脱模性能,因此可以使用于各种用途。

    同样,在无纺织物上涂敷以上所述的聚酰亚胺清漆等具有耐热性的可熔性树脂粘接剂,并加热到PTFE的熔融温度以上再进行成形,就能制成粘接性优良的PTFE层叠薄膜。

    还有,在滑动用途方面,使用混纺的芳香族聚酰胺纤维、或碳纤维混纺的无纺织物,就能改善其耐摩性能。

    <非粘结性带子>

    在环状带子主体上粘贴无纺织物1,就能获得具有非粘结性的带子。

    <绝缘带>

    在导体表面上卷绕无纺织物1,就可以获得绝缘性优异的电线-电路用的绝缘带。具体的说,在通常的导体上卷绕无纺织物1,并且在卷绕好的无纺织物1上涂敷热硬化性树脂、热可塑性树脂等,就能以简易的方法形成具有耐水性的外周被覆层的绝缘层。这种绝缘层除了具有氟树脂的优良的低的电感应特性,低的电感应正切特性之外,还具有高的空隙率,所以可以获得适合于高频电路-电线的绝缘材料。

    此外,由于本发明的无纺织物1很柔软,所以即使厚度比较厚,与以往的延伸带相,其卷绕等作业性能都很好,此外,电感应特性也很好。另外,从作业性的观点出发,无纺织物1的厚度以0.05mm以上的厚度为合宜。

    特别是,在高频带卷绕的绝缘电线用途上,要求厚度为0.1mm左右,空隙率在50%以上的低单位面积重量的无纺织物。在这种用途中,在将一面热熔接之后,使用无纺织物来调整厚度,即使在很高的卷绕张力的作用下,仍然可以减少卷绕时带子宽度的变化,或带子的断裂,从而能获得品质稳定的绝缘电线。

    <配线电路基板>

    以无纺织物1为底材,将其在热硬化性树脂或热可塑性树脂中浸透,并在表面上贴上铜箔,就可以获得印刷电路基板。由于这种印刷电路基板具有氟树脂所具备的低的电感应率,和低的电感应正切等特性,因而可用于高频电路的基板。

    由于以往的氟树脂织物没有进行过交织处理,因而抗拉强度很低,因此,由于在成形加工时的运搬提拿,薄片很容易破损,所以很难适用于此种印刷电路基板。可是,当使用本发明的无纺织物1时,由于进行了交织,改善了抗拉强度,因此就能用于这种用途。

    环氧树脂可用作热硬化树脂。当使用具有耐热性的聚酰亚胺树脂作为热可塑性树脂时,能制成具有更好的耐热性的基板。

    <各种薄膜材料(气液/固液分离薄膜材料、全热交换用薄膜材料)>

    将无纺织物1用做分界薄膜,就获得了具有耐药品性、耐臭氧性的气液/固液分离薄膜。与氟树脂延伸膜相比,由于其粘接加工性能优越,因此能很方便地用于各种形状和方式的加工。

    此外,作为热交换器用元件的热交换薄膜材料时,由于具有通气性,因此能利用于全热热交换器。

    <表面装饰材料>

    将无纺织物1用于内壁材料、门窗(纸门等)等面饰材料,可获得具有透光透性、通气性、防火性的表面装饰材料,从而提供舒适的生活空间。

    <毛毡材料>

    将无纺织物1粘贴在,例如,用有弹性的其它树脂的纤维所构成的毛毡的表面,即可获得具有平滑表面,低摩擦的滑动功能的毛毡材料。这种毛毡材,例如,可用于支承汽车的窗玻璃相对于窗框滑动用的支承材料,或清洁办公机器内的辊用的擦拭器。

    <筒状件>

    把用无纺织物1加工成的细长条,例如,螺旋状地卷绕在圆筒形的构件上,同时粘接螺旋的分界部分(无纺织物的叠合部分),即可获得所需要的轴线方向长的筒状件。这种筒状件能做成Φ2mm左右的小直径,可用于液体燃料或溶剂的气化,用于臭氧气体或氧气的气泡化,以及用于过滤器。

    <带状件的用途>

    对无纺织物进行延伸加工,就能获得延伸率小,抗拉强度高的不织布。这样做成的带子,能很容易地缠绕在光缆或动力讯号电缆的外圆周上,当将其收容在电线管等保护用的保护管内时,其作业就很方便。

    对这种带状无纺织物进行捻线加工,就能获得强度高,滑动性能优异、延伸性小的绳状物,这种绳状物可以使用于要求耐药品性的环境的结扎材料、电力通讯电缆或光通讯电缆的芯线间的缓冲材料。

    <滤饼型过滤装置的滤材或滤材的支承材料>

    第2实施例的无纺织物可以用作滤饼型过滤装置的滤材(滤芯)或滤材的支承材料。

    在滤饼型过滤装置中,由于要通过由过滤所生成的滤饼层来实施过滤,因此须要很大的过滤压力,由于有这样大的过滤压力作用在滤材(滤芯)上,所以滤材要求有很高的强度。这种无纺织物在保持通气性的同时,还能改善强度,因此很适合于这种用途。

    <滑动材料> 

    第2实施例的无纺织物由于在提高强度之外,同时具有低摩擦性,因而抑制了表面起毛,所以可以贴在各种滑动面上,用作滑动构件。

    <通气性薄片>

    第2实施例的无纺织物由于具有通气性,且具有由氟树脂所赋于的防水性,因此可用于通气性薄片材料。

    <支承件>

    在第1和第2实施例的无纺织物中,具有直径为0.1~2mm的许多孔的无纺织物,有很高的通气性,因此适于用作氟树脂膜片的支承件。

    具体例子

    下面,列举具体例子和比较例,进一步详细说明本发明,但,本发明并不局限于这些例子。

    具体例子1〔用加压及加热处理强化无纺织物〕

    按照WO94/23098号说明书所记载的方法,获得由具有分支结构的氟树脂纤维所构成的织物。具体的做法为,将半烧成PTFE薄膜(厚度120μm、宽165mm,结晶转化率0.45)在一根轴线上延伸25倍后,使用具有针钩的辊子进行擦过松纤。另外,结晶转化率按照WO94/23098号说明书所述的方法算出。

    所获得的织物(视密度0.86g/cm3,单位面积重量250g/m2),用水平皮带行走式水喷射针刺交织装置按照下述条件进行水流交织,获得无纺织物。

    所使用的织物的强度,以抗拉强度的平均值示于表1,试料的宽度为2cm,夹具之间的距离为4cm。

    表1                              纵方向                              横方向    最大点负载    (N)    延伸    (%)    最大点负载    (N)    延伸    (%)    1.5    2.6    1.2    5.0

    交织条件

    使用的喷嘴:入口孔径φ0.2mm,出口孔径

    φ0.1mm,喷嘴节距1mm。

    织物支承件:聚乙烯制造的网(100目)

    预交织:以水压3MPa从表面侧进行二次

    主交织:以水压6MPa从表面侧进行二次,然后,翻转织物而再从背面进行两次交织。

    如上进行交织的结果,视密度为0.3~0.7g/cm3。

    此外,所获得的用水流射流的交织品的强度(试样宽度2cm,夹具距离4cm)的抗拉强度的平均值表示于表2。

    表2                                纵方向                             横方向    最大点负载    (N)    延伸    (%)    最大点负载    (N)    延伸    (%)    16.0    82.0    13.3    80.9

    接着,将经过水流交织的织物,在金属/橡胶辊之间进行处理。具体的说,采用表面温度为250℃的φ80mm的金属辊,与有φ80mm的橡胶衬套的加压辊所构成的夹辊,在线压为4kg/cm,送进速度为1.5m/分下进行加压热处理,获得具有下述物性的无纺织物。

    视密度:1.1g/cm3

    通气度:0.13~0.26cm/s/mmAq

    此外,所获得的经加压加热的无纺织物的(试料宽2cm,夹具之间的距离4cm)抗拉强度的平均值示于表3。

    表3                              纵方向                             横方向    最大点负载    (N)    延伸    (%)    最大点负载    (N)    延伸    (%)    34.8    84.7    27.0    111.5

    具体例子2〔用延伸加工的无纺织物的强化〕

    与具体例子1同样,用水流交织所获得的无纺织物在1根轴线方向进行延伸加工。延伸前的无纺织物,长度250mm,宽20mm,厚度0.38mm,视密度0.65g/cm3。将其沿1根轴线方向进行60%的延伸,获得全长400mm,宽度8mm,厚度0.4mm的延伸加工件,其强度的改善如下。

    加工前的抗拉强度(试验件宽度20mm,厚度0.38mm)

    最大点负载:15N最大点延伸率82%

    加工前的抗拉强度(试验片宽度8mm,厚度0.4mm)。

    最大点负载:30N最大点延伸率22%

    实施例3〔绳状物〕

    将用具体例子2获得的宽度8mm,厚度0.4mm的延伸加工件,进行长度方向1转/cm的捻线加工,加工成外径约1.3mm,全长约400mm的绳状物。

    采用这种加工所获得的强度如下。

    捻线加工前的抗拉强度(试验片宽度8mm,厚度0.4mm)

    最大点负载:30N,最大点延伸率22%

    捻线加工后的抗拉强度(试验片外径约1.3mm)

    最大点负载:60N,最大点延伸率25%

    通过对带状体进行捻线加工,获得了每单位重量具有很大的抗拉强度的绳状物。

    此外,这种绳状物也能进行烧成加工,用烧成来改善纤维的松散性,进而能获得抗拉强度高的绳状物。

    将上述绳状物在370℃下烧成,能使最大点负载60N的绳状物成为最大点负载175N的绳状物。

    实施例4〔部份熔接的无纺织物的强化(单位面积重量200g/m2)〕

    依照实施例1的条件对单位面积重量200g/m2的织物进行交织,获得无纺织物。

    这种单位面积重量为200g/m2的无纺织物的强度,在宽度为2cm时的值如表4所示。

    表4                               纵方向MD                              横方向TD    最大点负载    (N)    延伸    (%)   最大点负载   (N)    延伸    (%)    14.6    65.1   11.8    89.3

    将单位面积重量为200g/m2的无纺织物通过下侧辊温度为300℃,上侧辊温度为360℃的间隙之间,进行加热加压处理,两辊之间的间隙设定为0.2mm,速度为3m/分。由此所获得的热熔接无纺织物的强度为,宽度2cm时的值如表5所示。在显微镜下观察加压并加热处理后的无纺织物,发现其一面的一部份纤维已经热熔接起来了。

    表5                              纵方向MD                              横方向TD    最大点负载    (N)    延伸    (%)    最大点负载    (N)    延伸    (%)    123.5    22.0    40.2    70.0

    实施例5~7〔部份熔接无纺织物的强化(单位面积重量75g/m2)〕

    按照实施例4的条件对单位面积重量为75g/m2的织物进行水流交织之后,用轧光辊进行加压加热。速度为2m/min,轧间隙间即调整为0.075mm。

    实施例5~7中辊子的温度的设定如表6所示。

    表6       辊温度         纵方向MD           横方向TD  上辊  ℃ 下辊 ℃  单位面  积重量  g/m2  厚度  mm  比重  最大点  负载  N/cm  延伸  (%)  最大点  负载  N/cm  延伸  (%)  未处理  - -  71.8  0.16  0.45  0.6  74.2  0.5  78.4  具体例  子5  340 300  66.0  0.18  0.36  3.6  15.9  2.2  58.5  具体例  子6  350 300  83.3  0.20  0.42  6.3  18.2  3.3  45.8  具体例  子7  360 300  90.0  0.19  0.48  12.9  15.3  6.2  58.8

    如表6所示,对于轧光机加工前的无纺织物(表中的未处理栏),以熔点以上的温度对一面进行熔接加工,谋求提高其强度。

    在显微镜下观察实施例5~7的无纺织物的结果,所有的例子都有一面的一部份纤维热熔接了。

    实施例8

    按照WO94/23098号说明书所述的方法,获得具有分支结构的氟树脂纤维。具体的说,将半烧成PTFE薄片(厚度120μm,宽度165mm,结晶转化率0.45)沿一根轴线延伸25倍之后,使用具有钩针的辊子进行擦过松纤,并准备了纤维长度的分布不同的5种织物。

    为了将各种织物连续供给水流交织装置,在用轧辊加压后,用与具体例子1相同的条件进行水流交织。对于所获得的无纺织物,进行了强度试验。其结果示于表7。

    表7  试验区                  纤维分布(支)  平均纤  维长度  (mm)     最大点负载      (g/3cm)  未满  5mm  未满  10mm  25mm  以上  50mm  以上  测定  总数  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

    如表7所示,即使使用平均纤维长度20mm以下的短纤维,仍然能获得具有足够强度的无纺织物。不过,在平均纤维度为3.9mm时,无法获得很高的强度。

    比较例子

    将PTFE的聚合粒子与粘胶丝(Viscose)的混合物进行纺丝后所制成的PTFE化纤短纤维(特路氟龙201,东丽精密化学(株)制造,纤维长度100mm,粗度6.7丹尼尔,有卷缩)切断,即获得长度约25mm的PTFE化纤短纤维。在这种PTFE化纤短纤维上用喷雾喷射带电防止剂(Elimina丸善油化(株)制造)约2重量%之后,用梳棉机试验织成织物。虽将从该机的纤维的出口部份(道夫)到滚筒之间的间隔设定为10mm,但却无法连续地获得织物。因此在道夫下面放置了纸张,而把化纤短纤维堆积在这纸张上,以获得织物(宽250mm,长500mm,50g/m2)。

    虽用轧辊对织物加压,但仍不能获得足够的强度,无法连续供应给水平皮带行走式水流交织装置。因此,只好用手把织物装在该装置的皮带上,再进行水流交织。可是,纤维都向四面飞散,仍不能获得无纺织物。

    按照本发明,由于经过了水流交织加工,使得纤维与纤维牢固地交织在一起,因此可获得抗拉强度、延伸率等机械特性很高的无纺织物。此外,本发明的无纺织物,由于织物的多孔性而具有优良的粘接性,因此将它粘接于其它构件上,即可获得具有氟树脂特性的,能用于各种用途的层叠物。

    还有,对这种无纺织物进行捻线加工,即可获得滑动性优良的绳状物。

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本发明的无纺织物主要是以氟树脂纤维为主的,由纤维交织而成的无纺织物。此外,本发明的无纺织物最好经过加压和加热处理,或者经过延伸处理。经过这样的处理,本发明的无纺织物的机械特性非常优良。 。

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