[发明专利]包含氟树脂纤维的氟树脂类片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用仅包含聚四氟乙烯[PTFE]的纤维、或包含PTFE和除PTFE以外的氟树脂的纤维(将两者统称为“氟树脂纤维”)，经过特定的工序而得的氟树脂类片及其制造方法。

背景技术

PTFE具备优异的耐化学品性、耐热性、电绝缘性，还具有自润滑性、非粘合性等特性，所以无论是在工业领域还是在日常生活领域中，都被广泛地使用着。但是，另一方面，这些特性显示出PTFE的加工难度。即、PTFE虽然分类为热塑性树脂，但与一般的塑料、例如聚乙烯、氯乙烯树脂等不同，即使被加热至呈非结晶状态的327℃以上也不显示流动性，因而无法适用加热状态下的螺杆挤出、注塑成形、滚轧成形等。此外，即使想制备PTFE溶液并涂布在基材表面，进行基材的被覆，也没有合适的溶剂；另外，即使想将PTFE成形体与对象基材粘合，目前也尚未发现能实现直接粘合的粘合剂。此外，PTFE之间或PTFE和其他树脂等能够实现加热融合，但是需要施加较强的压力，也无法像其他塑料那样容易接合。

目前所开发的PTFE的加工法与粉末冶金的方法类似，例如可例举：将PTFE在室温附近加压成形，再将其加热至327℃以上进行烧结的方法；将其(烧结体)进一步通过机械切削或加热整形(日文：加熱コイニング)等进行成形的方法；在PTFE粉末中混合液状润滑剂，将其用拉姆式挤出机进行挤出成形后，进行干燥、烧结，进行管和筒的制造及电线被覆的方法；使用PTFE类树脂的水性悬浊液通过涂布、浸渍等将基材被覆后，进行烧结的方法等。

此外，将PTFE加工成极细纤维(也称为“纳米纤维”)的情况下，也可使用如专利文献1～4、7～10中所记载的电场纺丝法(也称为“电沉积法”、“静电纺丝法”或“电纺丝法”)、或如专利文献5、6所记载的延伸法。

专利文献1公开了下述方法：由含有聚环氧乙烷[PEO]的PTFE分散水溶液通过电场纺丝法进行纺丝后，在烧成的同时除去PEO，从而制造如图1所示的纳米纤维的方法。根据专利文献1所述的制造方法，通过溶液条件、纺丝条件能够调整纤维径、单位面积质量等，通过使用特殊装置还能实现纤维取向。此外，材料的复合化容易，可制造高长宽比的具有均匀纤维径的纳米纤维。但是，最小的纤维径的极限是500nm左右。

专利文献2公开了通过静电纺丝法形成的纤维径0.001～1μm的超极细纤维、和通过熔喷法形成的纤维径2～25μm的极细纤维混合存在的无纺布，作为构成通过静电纺丝法形成的超极细纤维的氟类树脂，可例举聚偏氟乙烯[PVDF](第[0019]段)。

专利文献3公开了下述装置：在多喷嘴型的电沉积法(电纺丝法)中，能防止相邻的喷嘴间的干扰，还能将不同的高分子溶液同时沉积的装置。由该装置制造的高分子网，纤维即使相互缠绕，也不会相互连接。

专利文献4公开了一种制造方法，包括下述工序：向外周部上分别形成有多个直径不同的多种小孔的一个旋转容器或以同心状一体结合的多个旋转容器内，供给将高分子物质溶解于溶剂而得的高分子溶液的工序；在将旋转容器旋转的同时，使从小孔流出的高分子溶液带电荷，通过离心力和伴随溶剂蒸发的静电爆炸使从小孔流出的高分子溶液延伸，生成由高分子物质构成的纳米纤维的工序。根据该制造方法，可制造将物性不同的多种纳米纤维混合或层叠堆积而成的高分子网，但是不存在物性不同的纤维之间相互连接的形态。

专利文献5公开了下述多孔性结构物(图2)的制造方法：将包含液状润滑剂的未烧结的四氟乙烯树脂(即PTFE)混合物通过挤出和/或滚轧进行成形后，在未烧结状态下以朝至少一个方向延伸的状态加热至约327℃以上，从而制造多孔性结构物。未烧结的四氟乙烯树脂如果受到像在挤出工序中被从拉丝模挤出时或被辊滚轧时或受到剧烈搅拌时那样的剪切力，则存在形成微细的纤维状组织的倾向。包含液状润滑剂的树脂更容易纤维状化(第2页右栏第9～13行)。如图2所示，粗块状的节(也称为“结节”)和细纤维的原纤维混合存在，节的纤维径为几μm～1μm，原纤维的纤维径约为100nm。根据专利文献5中所述的制造方法，通过延伸处理和加热处理，能够实现纤维的取向。

专利文献6中公开了具有包含纤维和由该纤维彼此连结而成的结节的微细纤维状组织的聚四氟乙烯多孔体，该PTFE多孔体中，在网眼状中存在三维连续的短纤维部分。专利文献6中，作为PTFE多孔体的制造方法，首先在PTFE未烧结粉末中混合液状润滑剂，通过挤出、滚轧等成形为所期望的形状。接着，可以从所得的成形体中除去液状润滑剂，也可以不除去，如果沿至少一个轴方向延伸，则可形成具有包含纤维和由该纤维相互连结而得的结节的微细纤维状组织的PTFE多孔体。