(57)【要約】【課題】捲縮性が付与されたフッ素樹脂繊維を容易に得ることができる潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維、及び、その製造方法を提供する。また、捲縮繊維の製造方法を提供する。【解決手段】熱溶融性フッ素樹脂を主成分として含む潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維であって、２００℃以上３００℃以下の温度範囲で、２分から１０分の熱処理を行った際に、捲縮率３％〜４０％の捲縮性を示すことを特徴とする潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維。【選択図】図４
2020094301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱溶融性フッ素樹脂を主成分として含む潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維であって、
２００℃以上３００℃以下の温度範囲で、２分から１０分の熱処理を行った際に、捲縮率３％〜４０％の捲縮性を示すことを特徴とする潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維。
【請求項２】
１００本の２０ｃｍ長さを有する前記潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維のフィラメントを束ねてその一端を自己結束して結び目から先端までの距離を１５ｃｍとし、２００℃以上３００℃以下の温度範囲で、２分から１０分の乾熱処理を行って得られるフッ素樹脂捲縮繊維において、
前記乾熱処理直後、２３℃６５％ＲＨ環境下において、繊維長手方向が水平方向に向くように水平板上に静置した際の繊維の広がり最大幅が５ｃｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維。
【請求項３】
熱可塑性液晶ポリマーが前記熱溶融性フッ素樹脂のマトリックス中に繊維状で分散していることを特徴とする請求項１又は２に記載の潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維。
【請求項４】
繊維表面に前記熱可塑性液晶ポリマーが露出していることを特徴とする請求項３に記載の潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維。
【請求項５】
熱溶融性フッ素樹脂を主成分として含む潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法であって、
熱溶融性フッ素樹脂を主成分とする繊維材料を溶融押出する押出ステップと、
押し出された溶融押出繊維を、所定間隔をあけて配置される複数のローラを介して、引き取る引取りステップとを備え、
前記引取りステップは、溶融押出繊維を冷却する冷却ステップを備えており、
前記冷却ステップは、前記溶融押出繊維が前記複数のローラを順次通過する際に、各ローラの表面と主として片当たり接触する前記溶融押出繊維の周方向位置を引取り方向に沿って変更するようにして前記溶融押出繊維の熱を各ローラが吸熱することにより、前記溶融押出繊維にその長手方向及び周方向に沿った冷却ムラを付与しながら冷却することを特徴とする潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法。
【請求項６】
前記引取りステップは、前記冷却ステップの前段階において、前記溶融押出繊維を延伸する延伸ステップを備え、前記溶融押出繊維を延伸しながら紡糸することを特徴とする請求項６に記載の潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法により製造された潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維に対して、２００℃以上３００℃以下の温度範囲で熱処理する熱処理ステップを備える捲縮繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維、その製造方法、及び、捲縮繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からテトラフルオロエチレン・パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＥＰＥ）等のフッ素樹脂繊維は、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、撥水性、低摩擦性、電気絶縁性等が高く、また表面抵抗の低い材料として知られており、その特性を活かして、様々な分野での利用が期待されている。
【０００３】
しかしながら、一般的にフッ素樹脂繊維に捲縮性を付与することは困難であり、例えば、不織布などの材料に使用するには不向きであった。ここで、フッ素樹脂繊維に捲縮性を付与する技術としては、エンボス加工されたフッ素樹脂フィルムをスリットして捲縮を付与したフッ素樹脂繊維を得る方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２７８９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
確かに、上記特許文献１に開示されている方法によって、捲縮性を有するフッ素樹脂繊維を製造することはできるが、一旦フッ素樹脂フィルムを製造した後、エンボス加工を施し、その後、所定幅の繊維となるようにスリット加工を施すというように、製造過程が複雑であり、効率良く捲縮されたフッ素樹脂繊維を製造することは難しいという問題がある。
【０００６】
また、捲縮性を付与する一般的な仮撚り加工、押込み加工などでは、フッ素樹脂繊維自身の滑り性や耐熱性の高さが邪魔をして、効率良くフッ素樹脂繊維に捲縮性を付与することが難しいという問題があった。
【０００７】
また、ポリエステル繊維等については、ストレート形態の繊維に対して所定の処理を施すことにより捲縮性が発現する潜在捲縮性繊維が開発されつつあるが、フッ素樹脂繊維に関しては、このような潜在捲縮性を有する繊維はまだ開発されていないのが実情であり、潜在捲縮性を有するフッ素樹脂繊維の開発が望まれている。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、捲縮性が付与されたフッ素樹脂繊維を容易に得ることができる潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維、及び、その製造方法の提供を目的とする。また、捲縮繊維の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、熱溶融性フッ素樹脂を主成分として含む潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維であって、２００℃以上３００℃以下の温度範囲で、２分から１０分の熱処理を行った際に、捲縮率３％〜４０％の捲縮性を示すことを特徴とする潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維により達成される。
【００１０】
また、この潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維において、単繊維１００本の２０ｃｍ長さを有する前記潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維のフィラメントを束ねてその一端を自己結束して結び目から先端までの距離を１５ｃｍとし、２００℃以上３００℃以下の温度範囲で、２分から１０分の乾熱処理を行って得られるフッ素樹脂捲縮繊維において、前記乾熱処理直後、２３℃６５％ＲＨ環境下において、繊維長手方向が水平方向に向くように水平板上に静置した際の繊維の広がり最大幅が５ｃｍ未満であることが好ましい。
【００１１】
また、熱可塑性液晶ポリマーが前記熱溶融性フッ素樹脂のマトリックス中に繊維状で分散していることが好ましい。
【００１２】
また、繊維表面に前記熱可塑性液晶ポリマーが露出していることが好ましい。
【００１３】
本発明の上記目的は、熱溶融性フッ素樹脂を主成分として含む潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法であって、熱溶融性フッ素樹脂を主成分とする繊維材料を溶融押出する押出ステップと、押し出された溶融押出繊維を、所定間隔をあけて配置される複数のローラを介して、引き取る引取りステップとを備え、前記引取りステップは、溶融押出繊維を冷却する冷却ステップを備えており、前記冷却ステップは、前記溶融押出繊維が前記複数のローラを順次通過する際に、各ローラの表面と主として片当たり接触する前記溶融押出繊維の周方向位置を引取り方向に沿って変更するようにして前記溶融押出繊維の熱を各ローラが吸熱することにより、前記溶融押出繊維にその長手方向及び周方向に沿った冷却ムラを付与しながら冷却することを特徴とする潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法により達成される。
【００１４】
この潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法において、前記引取りステップは、前記冷却ステップの前段階において、前記溶融押出繊維を延伸する延伸ステップを備え、前記溶融押出繊維を延伸しながら紡糸することが好ましい。
【００１５】
本発明の上記目的は、上述の潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法により製造された潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維に対して、２００℃以上３００℃以下の温度範囲で熱処理する熱処理ステップを備える捲縮繊維の製造方法により達成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、捲縮性が付与されたフッ素樹脂繊維を容易に得ることができる潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維、及び、その製造方法を提供することができる。また、捲縮繊維の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の拡大画像でありる。
【図２】本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法を説明するための模式図である。
【図４】本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維に対して乾熱処理を行い、捲縮性が発現されたフッ素樹脂捲縮繊維束の画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維、及び、その製造方法について説明する。本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維は、モノフィラメントであってもよく、また、マルチフィラメントであってもよい。この潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維は、製造された段階では捲縮していないストレート形態の繊維であるが、所定の熱処理を行った際に捲縮率が３％〜４０％の捲縮を示す潜在捲縮性を有する繊維である。より具体的には、２００℃以上３００℃以下の温度範囲で、２分から１０分の熱処理を行った際に、立体的な捲縮を示す繊維である。なお、立体的な捲縮とは、スパイラル状の湾曲またはカールを意味する。また、熱処理方法としては、処理雰囲気中への水分供給源なしに、あるいは水分の積極供給なしに、処理対象を加熱する乾熱処理を好ましく用いることができる。乾熱処理する方法としては、特に限定されないが、例えば、空気等の熱媒と接触する方法、赤外線により加熱する方法、マイクロ波により加熱する方法等を挙げることができる。なお、熱処理方法としては、乾熱処理に限定されず、湿熱処理を採用してもよい。
【００１９】
この本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維は、例えば、次のような用途に用いることができる。例えば、織布或いは不織布の用途に用いることが出来、織物加工の織布の場合には、耐熱性、撥水性、撥油性、及び防汚性を有する衣服、靴、保護カバー等に好適に用いることが出来る。特に、作業環境向け（プラント作業者や使用機器の保護カバー用途）に好適に用いることが出来る。不織布の場合には、耐熱性及び結着性を利用した電気産業用のプリント基板及び回路基板製造時のクリーン度要求に対応できるプレスクッション材、或いは、耐熱性、低誘電特性を利用したEVモーター向け絶縁紙として好適に用いることが出来る。更に、織布と同様に耐熱性、撥水性、撥油性、及び防汚性を有する食品や医薬品の製造工程で使用される搬送ベルトといった用途として用いることができる。
【００２０】
また、熱処理後のフッ素樹脂捲縮繊維は、上述のように３％〜４０％の捲縮率を有するものであるが、この捲縮率は、繊維に所定の荷重をかけたときの長さと、荷重を取り除いた後の長さとから算出される値であり、ＪＩＳ  Ｌ１０１５に基づき算出される。なお、捲縮率とは、所定荷重負荷後の繊維に残留する捲縮の程度を示すものであり、捲縮率の値が小さい場合は、繊維に存在する捲縮の割合が少ないことを意味する。また、熱処理後のフッ素樹脂捲縮繊維において、その捲縮数は特に限定されないが、例えば、捲縮数としては、３〜１５０個／１５ｃｍの範囲が好ましい。
【００２１】
ここで、本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維に関し、単繊維１００本の２０ｃｍ長さを有する該潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維のフィラメントを束ねてその一端を自己結束した後、２００℃以上３００℃以下の温度範囲で、２分から１０分の乾熱処理を行って得られるフッ素樹脂捲縮繊維において、乾熱処理直後、２３℃６５％ＲＨ環境下において、繊維長手方向が水平方向に向くように水平板上に静置した際の繊維の広がり最大幅が５ｃｍ未満であることが好ましい。このような特性を有する潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維は、捲縮性を発揮した繊維同士を束にしたり、重ねた際に生じる静電気による繊維同士の反発が比較的小さく、例えば、不織布等の加工に適する繊維となる。なお、自己結束部分の結び目から潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維のフィラメントの他方端（先端）までの長さは、乾熱処理前において、１５ｃｍに設定している。
【００２２】
この潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維は、熱溶融性フッ素樹脂を主成分として含む繊維である。熱溶融性フッ素樹脂としては、融点以上の温度で溶融成形性を有するすでに広く知られているものであって、不飽和フッ素化炭化水素、不飽和フッ素化塩素化炭化水素、エーテル基含有不飽和フッ素化炭化水素などの共重合体、あるいはこれら不飽和フッ素化炭化水素類とエチレンの共重合体などである。例えば、テトラフルオロエチレンと、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）、ビリデンフルオライド及びビニルフルオライドから選ばれる少なくとも１種のモノマーとの共重合体、あるいはテトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体などを挙げることができる。
【００２３】
より具体的には、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＥＰＥ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などのうち、融点が２５０℃を超えるものを挙げることができる。これらのうち、融点が２６０℃を超えるものが好ましく、その中でもＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＰＥの群から選ばれる熱溶融性フッ素樹脂がより好ましく、融点が２８０℃を超えるＰＦＡ、ＥＰＥが特に好ましい。ここでいう融点は、ＡＳＴＭ Ｄ４５９１に従い測定することができる。
【００２４】
また、本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維において、熱溶融性フッ素樹脂として、上述の成形用熱溶融性フッ素樹脂を単独で使用する他、当該成形用熱溶融性フッ素樹脂に、相溶化剤として使用される官能基を含有する熱溶融性フッ素樹脂を混合させた熱溶融性フッ素樹脂を使用してもよい。相溶化剤として使用される熱溶融性フッ素樹脂としては、例えば、カルボン酸基又はその誘導基、水酸基、ニトリル基、シアナト基、カルバモイルオキシ基、ホスホノオキシ基、ハロホスホノオキシ基、スルホン酸基又はその誘導基及びスルホハライド基から選ばれる官能基を含有する熱溶融性フッ素樹脂を使用することができる。これら相溶化剤は、熱溶融性フッ素樹脂の性質を大きく損なわない範囲で前記官能基を含有しているものであって、前記例示のような熱溶融性フッ素樹脂を合成しておき、後からこれら官能基を付加あるいは置換することにより導入するか、あるいは前記例示の熱溶融性フッ素樹脂の合成時にこれら官能基を持ったモノマーを共重合させることによって得ることができる。
【００２５】
前記官能基の具体例として、−ＣＯＯＨ、−ＣＨ２ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＮＨ２、−ＯＨ、−ＣＨ２ＯＨ、−ＣＮ、−ＣＨ２Ｏ（ＣＯ）ＮＨ２、−ＣＨ２ＯＣＮ、−ＣＨ２ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２、−ＣＨ２ＯＰ（Ｏ）Ｃｌ２、−ＳＯ２Ｆなどの基を例示することができる。これらの官能基は、これら官能基を有するフッ素含有モノマーをフッ素樹脂製造時に共重合することにより相溶化剤中に導入するのが好ましい。
【００２６】
このような官能基を有する共重合に適したフッ素含有モノマーの例としては、例えば、式  ＣＦ２＝ＣＦ［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｍ−Ｏ−（ＣＦ２）ｎ−Ｘ［式中、ｍは、０〜３、ｎは、１〜４、Ｘは、−ＣＯＯＨ、−ＣＨ２ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＨ２ＯＨ、−ＣＮ、−ＣＨ２Ｏ（ＣＯ）ＮＨ２、−ＣＨ２ＯＣＮ、−ＣＨ２ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２、−ＣＨ２ＯＰ（Ｏ）Ｃｌ２、−ＳＯ２Ｆなど］で示されるフッ素化ビニルエーテル化合物である。このようなフッ素化ビニルエーテルの最も好ましいものは、式  ＣＦ２＝ＣＦ−Ｏ−ＣＦ２ＣＦ２−ＳＯ２Ｆ、 あるいは、式  ＣＦ２＝ＣＦ［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］Ｏ（ＣＦ２）２−Ｙ（式中、Ｙは、−ＳＯ２Ｆ、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３など）、あるいは、式  ＣＦ２＝ＣＦ［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］Ｏ（ＣＦ２）２−ＣＨ２−Ｚ（式中、Ｚは、−ＣＯＯＨ、−ＯＨ、−ＯＣＮ、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２、−ＯＰ（Ｏ）Ｃｌ２、Ｏ（ＣＯ）ＮＨ２など）などで表されるものである。
【００２７】
これら官能基含有モノマーは、相溶化剤中、例えば０．５〜１０重量％、とくに１〜５重量％のような量で共重合されていることが好ましい。相溶化剤における官能基含有モノマーの含有割合が少なすぎると相溶化剤としての効果が少なく、一方その含有割合が多くなりすぎると相溶化剤同士の強い相互作用で架橋反応に類似した反応が起こる可能性があり、紡糸原料組成物の溶融粘度が急に増加するため、溶融紡糸が困難になる場合がある。
【００２８】
相溶化剤の粘度あるいは分子量にはとくに制限はないが、これら相溶化剤を配合する熱溶融性フッ素樹脂の粘度あるいは分子量を越えない範囲であって、好ましくは同じレベルのものがよい。
【００２９】
また、本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維は、上記熱溶融性フッ素樹脂と熱可塑性液晶ポリマーとを含む繊維とし、熱可塑性液晶ポリマーが、熱溶融性フッ素樹脂マトリックス中に繊維状で分散するようにして構成することもできる。このような熱可塑性液晶ポリマーを熱溶融性フッ素樹脂マトリックス中に繊維状で分散するように構成することにより、優れた機械的強度、耐熱性及び耐薬品性を潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維に付与することができる。また、熱可塑性液晶ポリマーを含むことにより、繊維同士を束にしたり、重ねた際に生じる静電気による繊維同士の反発を効果的に抑制することが可能となり、例えば、熱接着不織布等の加工により一層適する繊維となる。
【００３０】
熱可塑性液晶ポリマーは、サーモトロピック液晶を形成する熱可塑性樹脂であり、溶融成形温度での耐熱性に問題がない限り液晶ポリマーの融点にはとくに制限はない。しかし、成形性や熱安定性の点から、成形用熱溶融性フッ素樹脂の融点より２０℃以上高いものを用いるのが好ましい。このような液晶ポリマーとしては、ポリエステル、ポリエステルアミド、ポリエステルイミド、ポリエステルウレタンなどを挙げることができ、とくにポリエステルが最も好ましい。液晶ポリエステルの代表的なものは、全芳香族ポリエステルであり、すでに非常に多くのものが知られている。例えば、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジヒドロキシ化合物及び又は芳香族ヒドロキシカルボン酸などから誘導されるものであって、その一部が脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂肪族ヒドロキシカルボン酸などから誘導される重合単位で置換されたものであってもよい。より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタリンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、ハイドロキノン、レゾルシン、２，６ージヒドロキシナフタリン、ビスフェノールＡ、ジヒドロキシジフェニルのような芳香族ジヒドロキシ化合物、パラヒドロキシ安息香酸のような芳香族ヒドロキシカルボン酸などから誘導される重合単位を有するものを例示することができる。好ましい熱可塑性液晶ポリマーとしては、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸単位とパラヒドロキシ安息香酸単位とを主成分として含有する化１に示すポリエステル樹脂がある。
【００３１】
【化１】
2020094301.tif 000003
化１において、mおよびnは1以上の繰り返し数を示し、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸単位とパラヒドロキシ安息香酸単位とはブロック状として存在しても、ランダム状に存在してもよい。特にパラヒドロキシ安息香酸単位の含有比率の下限としては５０モル％が、含有比率の上限としては９０モル％が好ましい値として例示できる。化１においてパラヒドロキシ安息香酸単位がそのような含有比率であることにより、融点を２８０℃以上４００℃以下の範囲に調整することができる。このことにより前記熱溶融性フッ素樹脂との複合化繊維としての成形加工の際にも熱分解しにくく、熱溶融性フッ素樹脂の成形加工温度下において優れた流動配向性を示すことができ繊維の成形加工適性の向上、機械的物性の向上、または耐熱性の向上の観点から好ましいといえる。
【００３２】
また、他の好ましい熱可塑性液晶ポリマーとしては、エチレンテレフタレート単位とパラヒドロキシ安息香酸単位とを主成分として含有する化２に示すポリエステル樹脂がある。
【００３３】
【化２】
2020094301.tif 000004
化２において、mおよびnは1以上の繰り返し数を示し、エチレンテレフタレート単位とパラヒドロキシ安息香酸単位とはブロック状として存在しても、ランダム状に存在してもよい。特にパラヒドロキシ安息香酸単位の含有比率の下限としては７５モル％が好ましい値として例示でき、さらには８０モル％が特に好ましい下限値として例示でき、含有比率の上限としては９０モル％が好ましい値として例示できる。化２においてパラヒドロキシ安息香酸単位がそのような含有比率であることにより、融点を２８０℃以上４００℃以下の範囲に調整することができる。このことにより前記熱溶融性フッ素樹脂との複合化繊維としての成形加工の際にも熱分解しにくく、熱溶融性フッ素樹脂の成形加工温度下において優れた流動配向性を示すことができ繊維の成形加工適性の向上、機械的物性の向上、または耐熱性の向上の観点から好ましいといえる。
【００３４】
また、熱溶融性フッ素樹脂マトリックス中に熱可塑性液晶ポリマーを繊維状に分散するようにして潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維を形成する場合、図１に示す拡大画像のように、繊維表面（潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の外表面）に、繊維状の熱可塑性液晶ポリマーの一部が露出していることが好ましい。このように繊維状の熱可塑性液晶ポリマーの一部が露出する潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維においては、当該露出部分が、潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維表面から突出する突起部、又は、繊維表面において滑り性が異なる部分となり、他の繊維と良好に絡み付くことが可能となる。例えば、潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維に所定の熱処理を行って捲縮性を発現させた繊維を用いて不織布を形成する場合、該露出部分が他の繊維に引っ掛かりやすくなり、各繊維同士の絡み付きを良好な状態とすることができる。この結果、各繊維間において生じる静電気による繊維同士の反発をより効果的に抑制することが可能となる。なお、潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の外表面（繊維表面）に、繊維状の熱可塑性液晶ポリマーの一部が露出しているか否かは、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）による元素分析を行うことにより判定することができる。
【００３５】
ここで、熱溶融性フッ素樹脂と熱可塑性液晶ポリマーから繊維状の液晶ポリマーを含む潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維を形成する場合、樹脂原料中における熱可塑性液晶ポリマーの配合割合は、１重量％以上５重量％未満の含有量となるように調節することが望ましい。液晶ポリマーの配合量が少なすぎると充分な補強効果が期待できなくなり、また逆にその配合割合が多くなりすぎるとフッ素樹脂マトリックスが不連続相になるか、あるいは繊維状になる液晶ポリマーの径が非常に大きくなる恐れがあるためである。液晶ポリマーの径が大きくなりすぎると、溶融紡糸過程でその部分の粘度が急に低くなって糸切れの原因となる。
【００３６】
また、前記成形用熱溶融性フッ素樹脂及び官能基含有フッ素樹脂と熱可塑性液晶ポリマーから繊維状の液晶ポリマーを含む潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維を形成する場合、この混合繊維の形成に際し、後者の官能基を有するフッ素樹脂（相溶化剤）の配合割合は、官能基の種類や官能基含量によっても若干異なるが、樹脂原料の１〜２０重量％、とくに１〜１０重量％程度とするのが好ましい。すなわち相溶化剤の配合割合が多くなるほどフッ素樹脂／液晶ポリマー間の界面張力は低くなり、界面接着力は強くなるが、あまり多量に配合すると相溶化剤同士の強い相互作用で架橋反応に類似した反応が起こり、フッ素樹脂と液晶ポリマーの溶融混合において粘度が急に増加することがあり、溶融紡糸が困難になる可能性がある。
【００３７】
次に、本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法について、図２のブロック図及び図３の模式図を用いて説明する。本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維は、例えば、熱溶融性フッ素樹脂を主成分とする繊維材料を溶融し、繊維状に押出しながら延伸することにより得ることができ、図２のブロック図に示すように、押出ステップＳ１、引取りステップＳ２、巻取ステップＳ３とを備えている。ここで、熱溶融性フッ素樹脂を主成分とする繊維材料としては、上述した成形用熱溶融性フッ素樹脂、成形用熱溶融性フッ素樹脂に相溶化剤として使用される官能基を含有する熱溶融性フッ素樹脂を混合させた熱溶融性フッ素樹脂、及び、熱溶融性フッ素樹脂と熱可塑性液晶ポリマーとを含む混合樹脂等を用いることができる。繊維材料には、必要に応じ任意の添加剤が配合されていてもよい。このような添加剤の例として、酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、着色剤、カーボンブラック等の無機物質を挙げることができる。
【００３８】
押出ステップＳ１は、熱溶融性フッ素樹脂を主成分とする繊維材料を溶融させて押出する工程であり、繊維製造に際して通常使用される紡糸口金１１を有する押出機１を用いて行うことができる。この押出ステップＳ１においては、溶融押出された繊維材料（溶融押出繊維Ｚ）は、紡糸口金１１から糸条として紡出される。
【００３９】
なお、熱溶融性フッ素樹脂を主成分とする繊維材料に熱可塑性液晶ポリマーを含める場合には、高剪断速度の方が液晶分散相の大きさがより小さくなるため、押出機１としては単軸押出機より二軸押出機を用いる方が好ましい。また、  液晶分散相をフッ素樹脂マトリックス中に小さく分散させるためには、押出温度は使用する熱溶融性フッ素樹脂と熱可塑性液晶ポリマーのうち融点の高い樹脂の融点より１０〜２０℃程度高い温度とすることが好ましい。また繊維状の液晶ポリマーをフッ素樹脂混合繊維中に均一に分散させるためには、溶融紡糸前の液晶ポリマーの粒子径を１０μｍ以下、好ましくは０．５〜５μｍ程度にするのが望ましい。
【００４０】
引取りステップＳ２は、押出機１から押し出された溶融押出繊維Ｚを、所定間隔をあけて配置される複数のローラ２を介して、一定の紡糸速度で引き取る工程である。ここで、押出機１より押出された溶融押出繊維Ｚを、押出速度より速い速度で引き取ることにより延伸することができる（延伸ステップＳ２１）。延伸の具体的手法は特に限定されないが、例えば、ある一点にくびれが生じ、そのくびれが伝搬しながら延伸されていくネッキング延伸法を用いることができる。通常、延伸は、押出機１が有する紡糸口金１１と最上流側のローラ２との間の領域Ａにて行われる。このようにして得られる潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の直径は、この延伸比（溶融紡糸前後の繊維の断面積比）によって制御することができる。延伸比が大きいほどあるいは紡糸口金１１からの引取速度が速いほど繊維径は細くなる。繊維径に関しては、潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の使用目的によって種々変更できるが、例えば、径が５〜１０００μｍ程度のものとして得ることができる。また、そのための延伸比も広い範囲で変えることができ、例えば５〜５０００程度の範囲に設定することができる。なお、押出機１より押出された溶融押出繊維Ｚを、押出速度と同一の速度で引き取ることにより、延伸を行わないようにして紡糸してもよい。
【００４１】
なお、熱溶融性フッ素樹脂を主成分とする繊維材料に熱可塑性液晶ポリマーを含める場合、フッ素樹脂マトリックス中に繊維状で分散する液晶ポリマーの直径は、溶融紡糸前の溶融ブレンド中に分散されている液晶相の大きさと溶融紡糸過程の延伸比で制御することができる。液晶分散相の大きさが小さいほどあるいは延伸速度が速いほど繊維状の液晶ポリマーの直径も細くなる。また、繊維状の液晶ポリマーを熱溶融性フッ素樹脂混合繊維中に均一に形成させるためには、上述のように押出温度を、使用する熱溶融性フッ素樹脂と熱可塑性液晶ポリマーのうち融点の高い樹脂の融点より１０〜２０℃高い温度にするかフッ素樹脂／液晶ポリマーの溶融粘度比を１〜５にすることが好ましい。なお、潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維中の繊維状液晶ポリマーの径は、潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の径によっても異なるが、当該ストレート繊維径の１／１０以下であって、０．１〜３０μ程度とするのが好ましい。
【００４２】
また、引取りステップＳ２は、紡糸口金１１から紡出された溶融押出繊維Ｚ（糸条）を一定の紡糸速度で引き取る工程であると共に、各ローラ２が溶融押出繊維Ｚから熱を吸収して当該溶融押出繊維Ｚを冷却する工程（冷却ステップＳ２２）も含む工程である。冷却ステップＳ２２においては、溶融押出繊維Ｚが複数のローラ２を順次通過する際に、各ローラ２の表面と主として片当たり接触する溶融押出繊維Ｚの周方向位置を引取り方向に沿って変更するようにして溶融押出繊維Ｚの熱を各ローラ２が吸熱することにより、溶融押出繊維Ｚにその長手方向及び周方向に沿った周期的な冷却ムラを付与しながら冷却する。本実施形態においては、図３の模式図に示すように、冷却ステップ２を含む引取りステップＳ２を実施するために、複数のローラ２を介して溶融押出繊維Ｚを引き取るように構成し、更に、各ローラ２を通過するごとに、ローラ２の表面と主として片当たり接触する溶融押出繊維Ｚの周方向位置が、引取り方向を前方とした場合に、左側→右側→左側というように順次変更されるように、各ローラ２が配置されている。ここで、従来から知られている溶融紡糸法においては、押出機１から押し出された直後の溶融押出繊維Ｚを冷却用の浴中に導いて冷却したり、エアーを吹き付けて冷却することが行われているが、このような方法は、繊維の周方向位置で均一な冷却が行われ、冷却ムラを付与することが困難であり好ましくない。
【００４３】
巻取ステップＳ３は、複数のローラ２を介して引き取られた溶融押出繊維Ｚ（糸条）をパッケージとして巻き取る工程であり、一般に使用される巻取機３を用いて行うことができる。
【００４４】
本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法は、押出ステップＳ１によって溶融押出された溶融押出繊維Ｚに対して、所定間隔をあけて配置される複数のローラ２を介して引き取る過程において、各ローラ２が熱を吸収して冷却するように構成し、かつ、複数のローラ２を順次通過する際に、各ローラ２の表面と主として片当たり接触する溶融押出繊維Ｚの周方向位置を、引取り方向に沿って変更することで、溶融押出繊維Ｚにその長手方向及び周方向に沿った冷却ムラ（溶融押出繊維Ｚに付与される熱履歴の部分的な相違）を付与するようにしている。このような冷却ムラを付与したことによって、製造されるフッ素樹脂ストレート繊維に対して潜在捲縮性を付加することができる。また、各ローラ２を介して引き取られていく溶融押出繊維Ｚのローラ２表面との接触状況に着目すると、各ローラ２表面の同一個所に溶融押出繊維Ｚが常に接触しているわけではなく、溶融押出繊維Ｚと接触する各ローラ２表面の位置は、ローラ２の回転軸に沿った方向に多少のブレが生じる。更に、引き取られていく過程において、溶融押出繊維Ｚは、僅かな角度ながら、その断面周方向に見て左右方向の捻じれを繰り返して引き取られていく挙動を示す。このような各ローラ２表面に対して接触する溶融押出繊維Ｚの位置ブレや捻じれも、溶融押出繊維Ｚの長手方向及び周方向に沿った冷却ムラを付与することに寄与していると考えられる。
【００４５】
また、本製造方法により製造される潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の繊維径に関して、２０μｍ未満の極細径に設定すると、ローラ２に片当たりさせても繊維が細いために冷却ムラが発生しにくくなるおそれがあるため、潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の繊維径としては、２０μｍ以上に設定することがより好ましい。
【００４６】
なお、ローラ２の個数や直径、各ローラ２の間隔、溶融押出繊維Ｚの引取り速度等を適宜変更することにより、溶融押出繊維Ｚの長手方向及び周方向に沿って付与される冷却ムラの分布程度を変化させることができる。
【００４７】
また、上述の潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の製造方法により製造された潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維からフッ素樹脂の捲縮繊維を製造するには、上記製造方法によって得られる潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維に対して、２００℃以上３００℃以下の温度範囲で熱処理する熱処理ステップを付与する。
【００４８】
本発明の発明者らは、実際に本発明に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維を作成して、潜在的な捲縮性を有することを確認したので、以下説明する。ただし、本願発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４９】
[潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維の作成]
潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維として、２種類の実施例（実施例１及び実施例２）を作成した。実施例１に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維は、熱溶融性フッ素樹脂として、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ；融点３０８℃）を繊維材料として用いて形成した。
【００５０】
実施例２に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維は、熱可塑性液晶ポリマーが熱溶融性フッ素樹脂のマトリックス中に繊維状で分散するタイプの繊維であり、熱溶融性フッ素樹脂として、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ；融点３０８℃）を用い、熱可塑性液晶ポリマーとして、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸単位とパラヒドロキシ安息香酸単位との共重合ポリエステル（融点３３０℃）を用いて形成している。これら繊維材料を、熱可塑性液晶ポリマーの含有量が３重量％となるように配合した、
【００５１】
実施例１及び実施例２共に、上述の溶融紡糸法にて、繊維径が１００μｍとなる潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維を作成した。溶融紡糸工程においては、グンゼ株式会社製単軸１３．５ｍｍφ押出機（Ｌ／Ｄ＝２０、フルフライトスクリュー）を用いて、紡糸口金より紡糸温度３４０℃で紡出し、複数のローラを介して３００ｍ／ｍｉｎの速度で引取った。溶融紡糸工程において配置されるローラの個数は、３個であり、各ローラの間隔（回転軸同士の間隔）は８０ｃｍである。また、各ローラの直径は、１０ｃｍであり、各ローラ表面の回転軸方向の長さ（ローラ表面の幅寸法）は、２６ｃｍである。また、各ローラの表面と主として片当たり接触する溶融押出繊維の周方向位置が、引取り方向を前方とした場合に、左側→右側→左側というように順次変更されるように、引き取られる溶融押出繊維と各ローラとの位置関係が調節されている。また、延伸点の温度を２７０℃とした。延伸点とは、押出機より押出された繊維状物を押出速度より速い速度で引き取って延伸する工程（延伸ステップ）において、繊維の変形が主に起こっている部分を意味し、主な変形が始まる位置である延伸開始点から、主な延伸が終了する延伸終了点までの区間を意味する。
【００５２】
［乾熱処理］
作成した実施例１及び実施例２に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維のそれぞれに関し、１００本の２０ｃｍ長さを有する潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維のフィラメントを束ねてその一端を自己結束し、２５０℃の温度範囲で５分間の乾熱処理を行い、捲縮性が発現されたフッ素樹脂捲縮繊維（捲縮繊維）を得た。乾熱処理は、アドバンテック東洋株式会社製の乾熱オーブン（型番：ＤＲＡ４３０ＤＡ）を用いて行った。なお、実施例１及び実施例２共に、繊維束における結び目（自己結束部分）から潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維のフィラメントの他方端までの長さは、乾熱処理前において、１５ｃｍである。乾熱処理によって捲縮性が発現されたフッ素樹脂捲縮繊維の画像を図４に示す。図４中、左側の繊維束が、実施例１に係るものであり、右側の繊維束が、実施例２に係るものである。また、実施例１に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維からは、捲縮率８．９％のフッ素樹脂捲縮繊維が得られ、実施例２に係る潜在捲縮性フッ素樹脂ストレート繊維からは、捲縮率４．３％のフッ素樹脂捲縮繊維が得られた。
【００５３】
また、上記実施例１及び２に関し、乾熱処理直後、２３℃６５％ＲＨ環境下において、繊維長手方向が水平方向に向くように水平板上に静置した際の繊維の広がり最大幅は、実施例１が８．９ｃｍであり、実施例２が３．１ｃｍであった。また、捲縮率は実施例１が８．９％であり、実施例２が４．３％であった。このことから、捲縮率の違いを考慮しても、熱可塑性液晶ポリマーを含むことにより、繊維同士を束にしたり、重ねた際に生じる静電気による繊維同士の反発をより一層効果的に抑制することが可能になることが分かる。
【図１】
2020094301.tif 000005
【図２】
2020094301.tif 000006
【図３】
2020094301.tif 000007
【図４】
2020094301.tif 000008