[发明专利]聚四氟乙烯纤维的制造方法及聚四氟乙烯纤维

说明书

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯(PTFE)纤维的制造方法及PTFE纤维。

背景技术

PTFE的耐热性、耐光性、耐化学品性、电绝缘性、滑动性等各种特性优良，因此应用于以机械、化学、电气领域为中心的广泛领域。含有PTFE的物品(PTFE物品)之一是PTFE纤维，PTFE纤维基于PTFE所具有的上述各种特性而期待应用于各种领域。

作为纤维的制造方法，一般的方法是熔融纺丝法和湿式纺丝法。但是，PTFE的熔融粘度在380℃下极高，为约10¹⁰～约10¹¹Pa·s(约10¹⁰～约10¹¹P)，因此不能通过熔融纺丝法制造PTFE纤维。另外，PTFE除了特殊的溶剂以外几乎不溶于溶剂，因此，也难以采用将溶解于适当的溶剂中得到的PTFE溶液挤出到贫溶剂浴中使其凝固的单纯湿式纺丝法。

目前，作为PTFE纤维的制造方法，已知有乳液纺丝法和切膜丝(slit yarn)法。

乳液纺丝法有乳液直接纺丝法和基质纺丝法，但是，直接纺丝法中需要将PTFE的水性乳液挤出到盐酸浴或氯化氢气氛中，因此，主要使用生产率更好的基质纺丝法(例如，日本特开平10-273818号公报中公开)。基质纺丝法中，在PTFE粒子的分散液中加入粘胶或者纤维素等基质材料得到纺丝原液，将该原液挤出到凝固浴中进行湿式纺丝。之后，在PTFE熔点以上的温度下对纺丝形成的纤维进行热处理(煅烧)，由此使纤维中的基质材料燃烧、飞散，并且使分散在基质材料中的PTFE粒子熔融并相互融合，从而能够形成PTFE纤维。但是，通过该方法制造的PTFE纤维中通常残留有基质材料的煅烧物(碳化物)，该残留有时对PTFE本来具有的物理化学特性产生影响。例如，通过基质纺丝法形成的PTFE纤维的色调为茶色～浓褐色，其用途受到限制。另外，基质材料及其煅烧物是PTFE纤维中本来不需要的成分，因此期望不使用基质材料的PTFE纤维的制造方法。

切膜丝法(例如，美国专利第6133165号说明书、美国专利第7108912号说明书中公开)中，通过下述步骤能够形成PTFE纤维：(1)将在PTFE的细粉末中加入成形助剂而形成的PTFE糊剂挤出成形，得到片状的成形体，(2)从形成的成形体中除去成形助剂后，将该成形体拉伸得到多孔PTFE膜，(3)将得到的多孔膜机械加工为短条状或带状，(4)将加工后的多孔膜进一步进行拉伸。之所以暂时挤出成形为片状或薄膜状，是因为上述糊剂的粘度高，因此难以直接成形为纤维状。但是，该方法中，虽然也取决于机械加工的方法，但是难以制造具有均匀纤维直径的纤维，或者难以制造长纤维(filament；长丝)。另外，难以从作为原料的细粉末连续地制造纤维，不能称为生产率优良的制造方法。

作为其它PTFE纤维的制造方法，例如，日本特开2003-20515号公报中公开了将PTFE微粒的水性悬浮液加压至约5kgf/cm²～约10kgf/cm²，并从内径200～400μm的毛细管状模具中喷出从而使PTFE微粒纤维化，再进行干燥、煅烧的方法。但是，通过该方法，不能制造强度、弹性模量等机械特性优良的PTFE纤维，另外，或许是为了确保向悬浮液施加的压力而将喷出悬浮液的毛细管直径限定为200～400μm的范围，因此，能够制造的PTFE纤维的直径为20μm以下，其自由度低。

另外，国际公开第WO2006/120967号中公开了通过对PTFE粒子的分散液施加使PTFE粒子相互接近或接触的力而得到内含水和表面活性剂的PTFE粒子的凝聚物的方法，通过将该凝聚物干燥和/或煅烧，例如，能够得到细绳状的PTFE成形体。

如上所述，现有的PTFE纤维制造方法中，需要基质材料等PTFE纤维本来不需要的成分，或者能够制造的纤维限于短纤维(Staple)，或者生产率的提高存在极限，或者得到的纤维的机械特性以及直径的自由度低。

发明内容

本发明的目的在于，提供与这些现有制造方法不同，能够不使用基质材料而制造PTFE纤维特别是PTFE的长纤维，并且生产率优于这些现有制造方法且能够提高所得纤维的机械特性和直径的自由度的PTFE纤维制造方法。

另外，本发明的另一目的在于提供具有与上述现有的PTFE纤维完全不同的构成的、以往不存在的PTFE纤维。

本发明的PTFE纤维的制造方法，是通过在PTFE的熔点以上的温度下对细绳状的含PTFE固形物(第一固形物)进行拉拔加工而使所述第一固形物的直径减小的方法。