(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリテトラフルオロエチレンフィルムの一軸延伸物を針刃ロールによって延伸方向にスプリットしてえられる網目構造を有するスプリットヤーン。
【請求項２】
ポリテトラフルオロエチレンフィルムが半焼成体である請求の範囲第１項記載のスプリットヤーン。
【請求項３】
ポリテトラフルオロエチレンフィルムが焼成体である請求の範囲第１項記載のスプリットヤーン。＿
【請求項４】
ポリテトラフルオロエチレンフィルムの一軸延伸物を針刃ロールにより延伸方向にスプリットすることを特徴とする網目構造を有するスプリットヤーンの製造法。
【請求項５】
ポリテトラフルオロエチレンフィルムが半焼成体である請求の範囲第４項記載の製造法。
【請求項６】
ポリテトラフルオロエチレンフィルムが焼成体である請求の範囲第４項記載の製造法。
【請求項７】
少なくとも一対の針刃ロールでスプリットする請求の範囲第４項記載の製造法。
【請求項８】
針刃ロールの針密度が２０〜１００本／ｃｍ2である請求の範囲第４項記載の製造法。
【請求項９】
一軸延伸物を一軸延伸時の温度以上の温度で熱処理する請求の範囲第４項記載の製造法。
【請求項１０】
ポリテトラフルオロエチレンフィルムの一軸延伸物を針刃ロールによって延伸方向にスプリットして網目構造とし、ついで該網目構造を長手方向に切断することを特徴とする分枝を有するポリテトラフルオロエチレン長繊維の製造法。
【請求項１１】
ポリテトラフルオロエチレンフィルムが半焼成体である請求の範囲第１０項記載の製造法。
【請求項１２】
ポリテトラフルオロエチレンフィルムが焼成体である請求の範囲第１０項記載の製造法。
【請求項１３】
少なくとも一対の針刃ロールでスプリットする請求の範囲第１０項記載の製造法。
【請求項１４】
針刃ロールの針密度が２０〜１００本／ｃｍ2である請求の範囲第１０項記載の製造法。
【請求項１５】
一軸延伸物を一軸延伸時の温度以上の温度で熱処理する請求の範囲第１０項記載の製造法。
【請求項１６】
櫛状の刃を通過させることにより網目構造を長手方向に切断する請求の範囲第１０項記載の製造法。
【請求項１７】
請求の範囲第４項ないし第９項のいずれかに記載の製造法でえられたスプリットヤーンを所定長に裁断したのち解繊するポリテトラフルオロエチレンの綿状物の製造法。
【請求項１８】
請求の範囲第１０項ないし第１６項のいずれかに記載の製造法でえられた長繊維を所定長に切断したのち解繊するポリテトラフルオロエチレンの綿状物の製造法。
【請求項１９】
綿状物を構成するポリテトラフルオロエチレン繊維が、繊維の長さ５ｃｍあたりに少なくとも１つのループ構造および／または分枝構造を有し、繊度２〜２００デニールで、捲縮数１〜１５個／２０ｍｍ長、繊維断面が不定形である請求の範囲第１７項または第１８項記載の綿状物の製造法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は嵩高いポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のスプリットヤーンおよび長繊維、該スプリットヤーンおよび長繊維からなるＰＴＦＥ綿状物の製造法ならびに集塵用濾布に関する。
背景技術
近年、合成繊維からなる不織布は、それらを構成する繊維の材質が有する特性を生かして、衣料資材、医用資材、土木・建築資材および工業製品用の資材など種々の分野にその用途を広げている。
そのなかでも、ＰＴＦＥ繊維を含む不織布は、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性に優れ、今後、高機能性不織布としての展開が期待されている。
こうしたＰＴＦＥ不織布の原料となるＰＴＦＥ綿状物はＰＴＦＥ繊維の集合体であり、従来はつぎのように製造されている。
（１）連続した長繊維を作製し、その後任意長に裁断することにより製造する方法。
ＰＴＦＥの長繊維を作製する方法はつぎの２つの方法に大別される。
（１ａ）米国特許第２，７７２，４４４号明細書に開示されているエマルジョン紡糸法。
この方法は、ＰＴＦＥ粒子とビスコースなどの結着剤などを含むエマルジョンを押出紡糸し、焼成して断面形状がノズルの形状により決まる定形の長繊維をうる方法である。この方法の最大の問題点は、紡糸したＰＴＦＥ繊維の焼成時に結着剤が炭素質残査として残り、繊維が黒かっ色に着色する点であり、また、たとえ炭素質残査を酸化して白色化しても、本来の純度が保持できない点であり、さらに、複雑な工程を用いるためのコストが高くなることも難点である。
（１ｂ）特公昭３６−２２９１５号または特公昭４８−８７６９号各公報に開示されている方法。
この方法は、ＰＴＦＥのフィルムを任意幅にスリットしたのち、えられた繊維を延伸する方法である。この方法の問題点は、スリットする幅を狭くしてえられる繊維の太さを細くすれば細くするほど延伸時に繊維が切れやすい点である。
また、（１ａ）、（１ｂ）の方法でえられるＰＴＦＥ繊維はいずれも、ＰＴＦＥ特有の低摩擦係数と高い比重を有しているため、たとえ捲縮がかかっていても繊維相互の絡み合いがわるい（特公昭５０−２２６２１号公報参照）。
（２）パルプ状のＰＴＦＥ繊維状粉末を作製し、これを抄造によりシート状物とする方法（米国特許第３，００３，９１２号明細書、特公昭４４−１５９０６号公報）。
該米国特許の方法は、ペースト押出によりえられたＰＴＦＥのロッド、ひもないしはフィラメントを短く切断し、剪断力を加えて繊維化するものである。
一方、特公昭４４−１５９０６号公報の方法は、ＰＴＦＥの粉末に剪断力を加えて繊維化する方法である。
これらの方法でえられた繊維状粉末はいずれもその繊維長が短くパルプ状であり、抄造によってシート状物とすることはできても、カード機やニードルパンチ機などを用いての不織布化はできない。
こうしたＰＴＦＥ繊維の欠点を解消するべく、本発明者らは、ＰＴＦＥの一軸延伸フィルムを機械的な力で擦過、解繊して直接ＰＴＦＥステープルファイバー（比較的短い繊維）およびＰＴＦＥ綿状物を製造する方法を開発し、出願した（特願平５−７８２６４号）、この方法でえられるＰＴＦＥステープルファイバーは嵩高で交絡性に富む繊維を含むが、交絡性に寄与しない短い繊維をも多く含んでおり、不織布を製造するカーディング工程でそれらの短い繊維が落下してしまい、歩留りがわるい。
本発明の目的は、交絡性に富むＰＴＦＥ繊維を含むＰＴＦＥ綿状物の製造法を提供することにある。
本発明の目的の一つは、該ＰＴＦＥ綿状物の製造に使用しうる網目構造を有するＰＴＦＥスプリットヤーンおよびその製造法を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、該ＰＴＦＥ綿状物の製造に使用しうるＰＴＦＥ長繊維およびその製造法を提供することにある。
本発明のさらにもう一つの目的は、該ＰＴＦＥ綿状物の製造法でえられた綿状物からえられる集塵用濾布を提供することにある。
発明の開示
本発明は、ＰＴＦＥフィルムの一軸延伸物を針刃ロールにより延伸方向にスプリットして網目構造を有するスプリットヤーンを製造する方法およびそれによってえられるＰＴＦＥのスプリットヤーンに関する。
本発明はまた、該スプリットヤーンの網目構造を長手方向に切断して分枝を有するＰＴＦＥ長繊維を製造する方法およびそれによってえられるＰＴＦＥ長繊維に関する。
本発明はさらに、該ＰＴＦＥスプリットヤーンまたはＰＴＦＥ長繊維を所定の長さに裁断したのち解繊するＰＴＦＥ綿状物を製造する方法に関する。
本発明はさらにまた、該ＰＴＦＥ綿状物を製造する方法によりえられた綿状物からえられる集塵用濾布に関する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のスプリットヤーンを拡げた状態の模式図である。
図２は、ＰＴＦＥ半焼成体の結晶転化率の測定に用いる未焼成体の加熱工程（１）における示差走査熱量計結晶融解曲線の一例である。
図３は、ＰＴＦＥ半焼成体の結晶転化率の測定に用いる焼成体の加熱工程（３）におけるＤＳＣ結晶融解曲線の一例である。
図４は、ＰＴＦＥ半焼成体の結晶転化率の測定に用いる半焼成体の加熱工程におけるＤＳＣ結晶融解曲線の一例である。
図５は、本発明の製造方法に使用されうる解繊機の１つの実施例の概略断面図である。
図６は、本発明のＰＴＦＥ綿状物に含まれるＰＴＦＥ繊維の分枝状態を示す概略模式図である。
図７は、実施例２１でえられた本発明の繊維の形状を示す写真（×１．５）である。
図８は、実施例２１でえられた本発明の繊維の形状を示す写真（×１．５）である。
図９は、実施例２１でえられた本発明の繊維の形状を示す写真（×１．５）である。
図１０は、本発明の綿状物を用いて不織布を製造するために用いうる従来公知のカード機の概略断面図である。
図１１は、図１０に示す解繊機のロール上の針刃の配置の一例を示す説明図である。
図１２は、図１０に示す解繊機の針刃の植針角度（θ）を説明するための概略断面図である。
図１３は、実施例４１および比較例４において捕集効率を測定するための装置の説明図である。
図１４は、実施例４１および比較例４において測定された捕集効率と粒径との関係を示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
本発明の重要な特徴は、ＰＴＦＥフィルムの一軸延伸物（以下、ＰＴＦＥ一軸延伸フィルム」という）を擦過していきなりステープルファイバーにするのではなく、一旦網目構造にスプリットする点にある。本発明において、ＰＴＦＥ一軸延伸フィルムを延伸方向にスプリットして網目構造とする手段としては、針刃ロール、好ましくは一対の針刃ロールが用いられる。網目構造とは、針刃ロールの針刃でスプリットされたＰＴＦＥ一軸延伸フィルムがバラバラの繊維にならず、スプリット後のフィルムを幅方向（フィルムの送り方向に直交する方向）に拡げたとき、図１のスケッチ図に示すように、網状になる構造をいう。このような網目構造をうるには、後述するように、ＰＴＦＥ一軸延伸フィルムの送り速度と針刃ロールの回転速度の関係、針刃ロールの植針の配列や密度などを適宜選定すればよい。
本発明のスプリットヤーンは、網目構造を有するＰＴＦＥ一軸延伸フィルムをそのままで、あるいは束ねて紐状にしたものである。
以下、本発明の各実施態様を説明する。なお、以下の説明における技術は、特に断らない限り、各本発明に共通した技術である。
本発明に用いるＰＴＦＥフィルムとしては、たとえばＰＴＦＥファインパウダー（乳化重合法でえられたＰＴＦＥ微粉末）をペースト押出成形してえられたもの、またはＰＴＦＥモールディングパウダー（懸濁重合法でえられたＰＴＦＥ粉末）を圧縮成形してえられたものなどがあげられる。本発明においてフィルムの形状としては、フィルム状のほか、テープ状、シート状、リボン状などが含まれる。その厚さは安定した延伸を行なうために５〜３００μｍ、好ましくは５〜１５０μｍである。ＰＴＦＥフィルムは、ＰＴＦＥファインパウダーのペースト押出成形品のカレンダー加工により、またはＰＴＦＥモールディングパウダーの圧縮成形品からの削り出しにより、うることができる。
一軸延伸されるＰＴＦＥフィルムは半焼成体または焼成体であるのが好ましい。ＰＴＦＥ半焼成体は、ＰＴＦＥ未焼成体をＰＴＦＥ焼成体の融点（約３２７℃）とＰＴＦＥ未焼成体の融点（約３３７〜約３４７℃）の間の温度で熱処理してえられる。ＰＴＦＥ半焼成体の結晶転化率は、通常０．１０〜０．８５、好ましくは０．１５〜０．７０である。
ＰＴＦＥ半焼成体の結晶転化率は、つぎのようにして決定される。
まず、半焼成体から１０．０±０．１ｍｇ秤量して切取り試料とする。ＰＴＦＥの加熱変性は表面から内部へ進行するので、半焼成の度合は試料の各部分において必ずしも均一ではない。この傾向は当然膜厚の厚いものにおいて顕著である。前記の試料の採取に際しては試料の厚み方向において各変性度合いのものが平均化して含まれるように配慮されなければならない。以上の試料を用いてまずつぎの方法で結晶融解曲線を求める。
結晶融解曲線は、ＤＳＣ（Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ社製のＤＳＣ−２型）を用いて記録する。まずＰＴＦＥ未焼成体の試料を、ＤＳＣのアルミニウム製パンに仕込み、未焼成体の融解熱および焼成体の融解熱をつぎの手順で測定する：
（１）試料を１６０℃／分の加熱速度で２７７℃に加熱し、ついで１０℃／分の加熱速度で２７７℃から３６０℃まで加熱する。
この加熱工程において記録された結晶融解曲線の１例を図２に示す。この工程において現われる吸熱カーブの最も高いピークの温度を、「ＰＴＦＥ未焼成体の融点またはＰＴＦＥファインパウダーの融点」と定義する。
（２）３６０℃まで加熱した直後、試料を８０℃／分の冷却速度で２７７℃に冷却する。
（３）試料を再び１０℃／分の加熱速度で３６０℃に加熱する。
加熱工程（３）において記録される結晶融解曲線の１例を図３に示す。加熱工程（３）において現われる吸熱カーブのピークの温度を、「ＰＴＦＥ焼成体の融点」と定義する。
ＰＴＦＥ未焼成体または焼成体の融解熱は、吸熱カーブとベースラインとの間の面積に比例する。ベースラインは、ＤＳＣチャート上の３０７℃（５８０°Ｋ）の点から吸熱カーブの右端の基部に接するように引いた直線である。
つづいて、ＰＴＦＥ半焼成体について結晶融解曲線を工程（１）に従って記録する。このばあいの曲線の１例を図４に示す。
結晶転化率はつぎの式によって計算される：
結晶転化率＝（Ｓ1−Ｓ3）／（Ｓ1−Ｓ2）
ここで、Ｓ1はＰＴＦＥ未焼成体の吸熱カーブの面積（図２参照）であり、Ｓ2はＰＴＦＥ焼成体の吸熱カーブの面積（図３参照）であり、Ｓ3はＰＴＦＥ半焼成体の吸熱カーブの面積（図４参照）である。
本発明に用いるＰＴＦＥ半焼成体の結晶転化率は通常０．１０〜０．８５、好ましくは０．１５〜０．７０である。
ＰＴＦＥ焼成体は、ＰＴＦＥ未焼成体またはＰＴＦＥ半焼成体をＰＴＦＥ未焼成体の融点以上の温度で熱処理することによってうることができる。
本発明における一軸延伸は、通常約２５０〜３２０℃に加熱された回転速度の異なる２つのロール間で延伸するなどの常法によって行なうことができる。延伸倍率は焼成の程度によって変えることが好ましく、ＰＴＦＥ半焼成体では少なくとも６倍、好ましくは１０倍以上とし、ＰＴＦＥ焼成体では少なくとも３倍、好ましくは３．５倍以上とする。これは、ＰＴＦＥ半焼成体の方が長手方向への開裂性がわるいため、延伸によって配向を高める必要があるからである。また、微細な繊維をうるためには、可能な限り高倍率に延伸するのが望ましいが、延伸可能な倍率は焼成体では通常１０倍程度、半焼成体では３０倍程度である。
延伸倍率が低くなりすぎると、スプリットのための針刃ロールの針刃などにＰＴＦＥ延伸フィルムが絡みつくというトラブルが生じたりする。
一軸延伸後のＰＴＦＥ一軸延伸フィルムの厚さは１〜１００μｍ、特に１〜５０μｍとするのが好ましい。１００μｍよりも厚いと、スプリット後にえられるスプリットヤーンや長繊維、綿状物が剛直な状態となり、それらを用いた製品の風合いがわるくなる。１μｍよりも薄いものは工業的に製造し難い。
またＰＴＦＥ半焼成体および焼成体のばあい、一軸延伸後に追加の熱処理を施すことにより、スプリット後えられるスプリットヤーンや繊維の熱による収縮を防止し、嵩高性を保持することができる。特に綿状物のばあい、さらに通気性の低下を防止することができる。熱処理温度は一軸延伸時の温度以上の温度、通常３００℃以上で、必要に応じて３８０℃程度までの範囲で熱処理温度の選択が可能である。
かくしてえられるＰＴＦＥ一軸延伸フィルムは針刃ロールによって延伸方向にスプリットされ網状にされる。
その手段としては、たとえばつぎのような手段がある。
少なくとも一対の回転している針刃ロールの間をＰＴＦＥ一軸延伸フィルムを通過させ、網目構造となるようにスプリットする。装置としては、たとえば特開昭５８−１８０６２１号公報記載の装置を利用することができる。
この特開昭５８−１８０６２１号公報記載の装置は、一対の針刃ロールを有するものである。特公昭５２−１３７１号公報記載の針刃ロールのように１つの針刃ロールを用いても本発明を実施することはできるが、条件が限定される。たとえば、１つの針刃ロールで延伸フィルムの片面のみからスプリットするばあい、針刃ロールの針密度が増大する（スプリット幅を狭くする）と、フィルムの厚さや延伸倍率にもよるが、針刃の針先が喰い込みにくくなり、特に端（耳）部ではスプリットすることができなくなる。この点、一対の針刃ロールを噛み合わせて用いると端部まで均一にスプリットすることができる。好ましい具体例を図５で説明する。
図５において、３０はＰＴＦＥ一軸延伸フィルムであり、送り手段（図示されていない）により一対の針刃ロール３１、３２に送られる。針刃ロール３１、３２の後方には引き取り手段（図示されていない）が配置されている。送られてきたフィルム３０は針刃ロール３１、３２の間を通過するが、その間に、針刃ロール３１、３２の外表面に植針されている針刃３４、３５によりスプリットされ、引き取り手段で回収される。
針刃ロールの回転速度および方向、フィルムの送り速度ならびに植針の角度は、適宜選択することができ、本発明においては、フィルムの送り方向とロールの回転方向が同一であるのが好ましい。
ＰＴＦＥ一軸延伸フィルムの送り速度（Ｖ１）と針刃ロールの回転速度（周速（Ｖ２））との関係はＶ２＞Ｖ１であることが好ましく、このとき通常網目構造となる模様はフィルム面を通過する針刃の速度差による幾何学的模様（図１）であるが、Ｖ２がＶ１よりも大きくなりすぎると、網目構造とならず、繊維化（ステープルファイバー化）してしまう。
また、植針の角度（θ）は、図１２のようにフィルムの進行方向に対して、好ましくは４５〜９０°であり、特に好ましくは５０〜７０°である。なお、図１２において、３０、３２および３５は前記と同じものを示す。
図５において、針刃ロール３１、３２における針刃３４、３５の配列、本数、長さ、直径、植針角度はえようとする繊維の太さなどを考慮して適宜決定すればよい。配列は通常、ロールの長手方向に一列で、本数２０〜１００本／ｃｍ2で、植針角度は５０〜７０°とするのが好ましいが、これらに限定されるものではない。また、針刃ロール３１と針刃ロール３２との植針状態を同一にしてもよいし、異なるものとしてもよい。針刃ロール３１、３２間の距離も適宜調節すればよいが、通常針先が１〜５ｍｍ程度重なる距離が好ましい。
かくしてえられるスプリットされた網目構造を有するＰＴＦＥ一軸延伸フィルムは、そのままで、あるいは紐状にされ本発明のスプリットヤーンとなる。
本発明のスプリットヤーンは一軸延伸されかつ網目構造にスプリットされているので、柔軟性、嵩高性の点で優れている。本発明のスプリットヤーンとしての繊度（デニール）の太さはフィルム幅により決まり、用途に応じて適宜選定すればよい。本発明のスプリットヤーンはそのまま耐薬品性、耐熱性、耐電気絶縁性の紐などとして用いることができ、また織ったり編んだりして織布、編（組）紐などとすることもできる。えられる織布および編紐などは、耐熱、耐薬品性の保温剤、集塵用濾布、耐熱性衣料、グランドパッキン、流体用濾布、フィルターガード、ポンプパッキング、摺動部材、シーリング材、デンタフロスなどの原料として有用である。
前記のとおり、本発明のスプリットヤーンは、拡げると網状となる一体のものである（図１参照）。かかるスプリットヤーン（スプリットされた一軸延伸フィルムの網目構造物）を長手方向のみに切断すると横の関係が断たれ、長繊維の束となる。この長繊維の１本１本は切断された部分が枝、ときにはループとなるため多数の分枝あるいはループを有する。本発明はさらに、この分枝を有するＰＴＦＥ長繊維に関する。
網目構造を長手方向に切断するには、たとえば櫛状の針刃の間をスプリットされた一軸延伸フィルムを通せばよい。
そのときフィルムを幅方向に若干拡げるようにしながら送るのが好ましい。針刃の形状はスプリットされたフィルムに相対するエッジが鋭利な刃となっているのが好ましい。その本数、配列などは、分割量（柔軟性、嵩高性が分割量に伴い向上する）によって決めればよい。
そのほか、より細分化するためには何段もの櫛状部を通過させてもよいし、きわめて高速で回転する、同一円周上に植針された針刃ロールによっても行なうことができる。
いずれにせよ、分枝の長さを短くするためには網目構造の切断は鋭利に行なうことが必要であり、そうでなければ長い分枝が生じてしまう。逆に分枝の長さを増加するためには、鋭利な切断でなく、引きちぎるような力を主とした切断を用いるのがよい。
繊度はスプリットの幅によって殆んど決まるが、通常２〜２００デニール、風合いの点から好ましくは２〜５０デニール、さらに好ましくは２〜３０デニール、特に好ましくは２〜１５デニールである。２００デニールを超えるものは１０％未満、特に５％未満に抑えるのが好ましい。
本発明のＰＴＦＥ長繊維は、分枝を有する嵩高いものであり、耐熱、耐薬品性の保温材、集塵用濾布、耐熱性衣料、グランドパッキン、流体用濾布、フィルターガード、ポンプパッキング、摺動部材、シーリング材、デンタフロスなどの原料として用いることができる。
本発明はさらに、ＰＴＦＥの綿状物の製造法に関する。かかる綿状物は前記スプリットヤーンを所定長に裁断したのち解繊するか、前記長繊維を所定長に切断したのち解繊することによりえられる。
スプリットヤーンの裁断は、たとえばトウ紡績で使用されるカッターローラーとアンビルローラーの押し切りや、その他にシャーリングプレスのようなカッターにより行なうことができ、裁断長は２５〜２００ｍｍ、好ましくは３７．５〜１５０ｍｍである。裁断長が短かすぎるとえられる綿状物の落綿率が多くなると共に交絡性もわるくなり、長くなりすぎると、綿状物の加工性たとえばウェブの均等な分割などに支障が出る。裁断されたスプリットヤーンはついで解繊機またはカード機により解繊されて綿状物にされる。
長繊維の裁断は、前記スプリットヤーンの裁断と同様に、たとえばトウ紡績で使用されるカッターローラとアンビルローラの押し切りや、その他シャーリングプレスのようなカッターにより裁断できる。裁断長は２５〜２００ｍｍ、好ましくは３７．５〜１５０ｍｍである。裁断長が短かすぎるとえられる綿状物の落綿率が多くなり、長くなりすぎると綿状物の加工性たとえばウェブの均等な分割などに支障が出る。裁断されたＰＴＦＥ繊維はついで解繊機またはカード機により解繊されて綿状物にされる。
えられるＰＴＦＥ綿状物の外観は綿花のようなものである。
なお、解繊に供する裁断されたスプリットヤーンまたは長繊維は必ずしも同じ裁断長のものでなくてもよく、前記の範囲内で種々の長さのものを混合してもよい。
本発明でえられるＰＴＦＥ綿状物を構成する繊維は分枝構造を有し、繊度２〜２００デニール、好ましくは２〜５０デニール、さらに好ましくは２〜３０デニール、特に好ましくは２〜１５デニールで、捲縮数１〜１５個／２０ｍｍ、繊維断面が不定形であるものが好ましい。
分枝構造としては、たとえば図６に示すような形状のものが例示できる。図６（ａ）の分枝構造は、繊維１に枝２が複数本出ているものであり、図６（ｂ）はその分枝２にさらに枝３が出ているものであり、図６（ｃ）は単に２つに分かれているものであり、図６（ｄ）はループ５を有するものである。ここに示した構造は単なるモデルであり、実際には同一形状の繊維は存在しない（図７〜９参照）。この点が本発明の重要な特徴の１つである。分枝の本数や長さは特に限定されるものではないが、この分枝またはループが存在することが繊維同士の交絡性が向上する重要な原因となっている。分枝またはループは繊維５ｃｍあたり少なくとも１本あり、特に少なくとも２本以上存在するのが好ましい。
繊度は２〜２００デニール、好ましくは２〜５０デニール、さらに好ましくは２〜３０デニール、特に好ましくは２〜１５デニールである。この繊度範囲は後述する図７〜９からわかるように、繊維を通して同一の繊度というものではなく、分枝を含めてこの範囲になる繊維が好ましい綿状物を与えるのである。したがって、繊維の一部分が前記繊度範囲をはずれるばあいもある。また、本発明でえられる綿状物では、交絡性を悪化させないため、２００デニールを超える繊維は１０％未満、特に５％未満に抑えることが好ましい。
また、図６（ａ）に示すように、本発明でえられる綿状物を構成する繊維１は、“縮れ”４を一部に有するものが好ましい。この“縮れ”（捲縮）も交絡性の向上に寄与する。好ましい捲縮数は１〜１５個／２０ｍｍである。本発明の製造方法によれば、特別の捲縮工程を経なくても、捲縮が生ずる。
繊維の断面形状は、機械力によってスプリットするため、不定形であり、このことが繊維同士の交絡に寄与する。
本発明のＰＴＦＥ綿状物は交絡性に優れるので、スパン糸や不織布、集塵用濾布の原料として好適である。
不織布はカード機をへてニードルパンチ機、ウォータージェットニードル機などにより製造されるが、従来のＰＴＦＥ繊維は摩擦係数が低く比重が大きいため、他のポリオレフィン系繊維と同じようには処理できなかった。
たとえば、図１０に示すカード機で不織布を製造するばあい、綿塊コンベア６０で搬送されてくる綿状物（図示されていない）がカード機６１を通りウエブとなり、ドッファ６６からドラム６３に巻き取られる。本発明において用いたカード機（図１０）はポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維に用いるものであって、ドッファ６６とドラム６３の距離（「カード渡り距離」という）が約２８ｃｍに設定されており、従来のＰＴＦＥ繊維を用いたばあい、その距離ではドッファとドラムの間でタレ落ちるため、この距離を約５ｃｍにまで近づけなければドラム上に巻き取れなかった。
本発明でえられるＰＴＦＥ綿状物を用いるときは、ポリオレフィン綿状物に用いるばあいと同じカード渡り距離（約２８ｃｍ）で、何ら支障なくウエブをドラム上に巻き取ることができる。
なお、図１０において、６４はテーカイン、６５はシリンダー、６６はドッファ、６７はカード渡り距離を示す。
本発明の集塵用濾布は、本発明の綿状物の製造法によりえられた綿状物からえられるものであり、その用途としてはたとえば耐熱、耐薬品性の要求される集塵用などのバグフィルターとして好適なものである。
前記集塵用濾布をうる方法としては、たとえば前記製造法でえられた綿状物に帯電防止剤を噴霧器などを用いて吹き付け、図１０に示すカード機に通しウェブを作製する。
つぎに、このウェブをたとえばメタ系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、ＰＴＦＥ繊維、ポリイミド繊維、ガラス繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリエステル繊維などからえられる基布の片面および／または両面にのせたのち、繊維の交絡性として、ニードルパンチ、ウォータージェットニードルなどを用いることによって本発明の集塵用濾布がえられる。
ただし、本発明の集塵用濾布の製法はこれらに限定されるものではない。
つぎに本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
なお、以下の実施例を含めて本明細書において使用される物性およびその測定法をまとめるとつぎのとおりである。
（繊維長および分枝数）
ランダムにサンプリングした１００本の繊維より、長さと分枝（ループも含む）数を測定した。
（断面形状）
ランダムにサンプリングした繊維束を走査型電子顕微鏡により測定した。
（繊  度）
繊維の共振を利用して測定する電子式繊度測定器（サーチ（Ｓｅａｒｃｈ）社製）を用いてランダムにサンプリングした１００本の繊維を測定した。
なお、測定対象とする繊維は、本測定器で測定できる３ｃｍ以上のものを幹、分枝の別なく選択する。ただし３ｃｍの区間に大きな分枝があったり、分枝が数多く存在するものは測定結果に影響を生ずるから除外した。前記測定器で測定することができる繊度は２〜７０デニールの範囲であるので、７０デニールを超える繊維は重量の測定により繊度を求めた。また、２デニール未満のものについては、測定困難のために除外した。
網目構造を構成する繊維の繊度は、その繊維をステープルファイバーにしたあと、そのステープルファイバーの繊度を測定した。
実施例４１については、繊維にレーザー光をあて、その投影から自動計測する自動繊維径測定器（Ｐｅｙｅｒ社製ＦＤＡ−２００）を用い、ランダムに２０００本の繊維について測定した。
（捲縮数）
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５の方法に準じ、（株）興亜商会製の自動捲縮性能測定機を用いてランダムにサンプリングした１００本の繊維を測定した（ただし分枝に存在する捲縮は測定しない）。
（通気度）
フラジール型通気度試験機を用いて測定した。
（落綿率）
図１０に示したカード機（ＳＣ３６０−ＤＲ大和機工（株）製）にウェブを通した際、テーカイン６４、シリンダー６５およびドッファ６６の下に設置されているカバー６８に落下した綿重量の投入重量に対する割合を求めた。
（渡り性）
図１０に示したカード機において綿状物をカード機に通し、ウェブを形成させ、ドッファ−６６から巻取りドラム６３へ巻き取る際、その渡り距離（ここでは約２８ｃｍ）をタレ落ちることなく渡り、巻取りドラム１０に巻きとれるか否かで評価した。
（収縮率）
ランダムにサンプリングした１００本の繊維を測定した。繊維の一端をガラス板に接着剤で固定し、繊維長（Ｌ1）を測定したのち、その上にガラス板をのせ、繊維をガラス板ではさみ込むようにした。これを各々２００℃、２５０℃、３００℃の電気炉内で３０分間保持したのち取り出し、再度繊維長（Ｌ2）を測定し、次式により収縮率を求めた。
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（風合い）
つぎの基準によりＡ、Ｂ、Ｃで評価を行なった。
Ａ：柔らかい肌触りで風合いがよい。
Ｂ：ＡとＣの中間的な風合い。
Ｃ：剛直で風合いがわるい。
（厚さ）
圧縮弾性試験機（中山電機産業（株）製）を用い、２０ｇ／ｃｍ2の荷重をかけ、ランダムに１０点を測定し、その平均値を用いた。
（捕集効率）
図１３は、捕集効率測定装置の説明図である。
図１３において、７１は実施例４１または比較例４でえられた集塵用濾布（測定面積５０ｍｍφ）、７２は上流濃度測定用ノズル、７３は下流濃度測定用ノズル、７４はダストカウンター、７５はマノメータ、７６はディフュージョンドライヤー（シリカゲル）、７７は粒子拡散ボックス、７８は超音波式粒子発生装置、７９はフローメータ、８０はポンプ、８１はブロワー、８２はＨＥＰＡフィルターおよび８３はコックを示す。
この装置を用いて、実施例４１および比較例４でえられた不織布を集塵用濾布として用いたばあいのダストの捕集効率をつぎの条件により測定した。
濾過速度：３．３ｃｍ／ｓｅｃ
発生粒子：ローダミンＢ（Ｃ28Ｈ31Ｏ3Ｎ2Ｃｌ、和光純薬工業（株）製、分子量４７９．０３）の１重量％水溶液から発生する粒子を用いた。
上流濃度：５．５×１０2個／ｃｃ
実施例１
（１）ＰＴＦＥファインパウダー（ポリフロンＦ１０４Ｕ、ダイキン工業（株）製）を、液体助剤（ＩＰ−２０２８、出光石油化学（株）製）と混合したのち、熟成を室温で２日間行ない、圧縮予備成形によりブロックを作る。ついでその予備成形品ブロックを用いてペースト押出成形、カレンダー成形を行なったのち、助剤を加熱乾燥して未焼成フィルムを作製した。
（２）未焼成フィルムを３６０℃に加熱された塩浴中において、６０秒間熱処理を行なうことによって幅１６０ｍｍ、厚さ６０μｍの焼成フィルムをえた。
（３）焼成フィルムを３２０℃に加熱された回転速度の異なる２つのロールにより長手方向に４倍の延伸を行ない、幅８７ｍｍ、厚さ２３μｍの一軸延伸フィルムをえたのち、１０ｍｍ幅にスリットした。
（４）スリットされた一軸延伸フィルムを、図５に示した上下一対の針刃ロールを用いて、フィルムの送り速度（Ｖ１）５ｍ／分に対して針刃ロールの周速（Ｖ２）２５ｍ／分のＶ２／Ｖ１速度比を５倍でスプリットを行なった。
針刃ロールの形状および上下針刃ロールの針刃の配列および噛み合せはつぎのとおりである。図５の上下一対の針刃ロール３１、３２と等速にフィルム３０を通過させたところ図１１に示すような孔のあいたフィルムがえられた。図１１のＡは上針刃ロール３１の針穴で、円周方向のピッチＰ１は２．５ｍｍであった。Ｂは下針刃ロール３２の針穴で、その円周方向のピッチＰ２はＰ１同様２．５ｍｍであった。針のロール長手方向植針数ａは１ｃｍあたり１３本であった。また図１２に示すように、植針角度（θ）は前記ロール３１または３２に引き込まれるフィルム３０に対して鋭角（６０°）になるようにしてある。上下針刃ロールの噛み合せは図１１からわかるように上針刃ロール３１と下針刃ロール３２の針が円周方向に対して交互になるものであった。なお、針刃ロールの長手方向長さは２５０ｍｍ、直径は針刃ロールの針の先端で５０ｍｍであった。
以上の工程（２）、（３）、（４）の操作条件をまとめて表１に示す。
（５）えられたスプリットヤーンの繊度は約４２００デニールであり、その引張強度をＡＵＴＯ  ＧＲＡＰＨ（（株）島津製作所製  ＤＣＳ−５００）で測定した。結果を表２に示す。
（６）スプリットヤーンを検ねん機を用いて撚り数５回／２５ｍｍで撚ることによりスプリットヤーンの嵩高い撚り糸をえた。
実施例２〜４
実施例１における工程（２）〜（４）を表１に示すように変えたほかは、実施例１と同様に処理してＰＴＦＥスプリットヤーンをえた。各スプリットヤーンの繊度および引張強度を実施例１と同様に調べた。結果を表２に示す。また、このスプリットヤーンを用いて実施例１の工程（６）と同様にして撚り糸としたところ、嵩高性に優れたものがえられた。
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実施例５〜１１
（１）実施例２の工程（１）〜（３）によってえられたフィルムを実施例１と同じ針刃ロールを用い、フィルム送り速度（Ｖ１）と針刃ロールの周速度（Ｖ２）を表３に示すように変化させそれぞれスプリットヤーンをえた。えられたスプリットヤーンは網目構造を有していた。その網目構造を構成している繊維の繊度（デニール）とスプリットヤーンの風合いを表３に示す。
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実施例１２〜１８
実施例５〜１１でそれぞれえられたスプリットヤーンを０．５ｍｍ幅の刃が２ｍｍ間隔に植針された櫛状の刃を２回通過させることによって網目を切断して分枝を有するＰＴＦＥ長繊維をえた。この長繊維の繊度と風合いを測定した。結果を表４に示す。
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比較例１
比較例として実施例２の工程（２）〜（４）を表５のように変え（Ｖ２／Ｖ１比５倍）、同様にしてスプリットヤーンをえた。この比較用のスプリットヤーンについて、その風合いと網目構造を構成している繊維の繊度（デニール）を実施例５と同様に測定したところ、風合はわるく（Ｃ）、繊度は３５．７デニールであった。
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実施例１９〜２０および比較例２
実施例１０（Ｖ２／Ｖ１比２０倍）でえられたスプリットヤーンおよび実施例１７でえられた分枝を有する長繊維の束を撚り糸とし、それらの嵩高性をその糸の直径で評価した。結果を表６に示す。
なお、比較品としてトヨフロンタイプ２０１（東レ  ファインケミカル（株）製のステープルファイバー、捲縮あり、繊度６．７デニール）を用いて同様に撚りをかけその撚り糸の嵩高性も測定した。結果を表６に示す。
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実施例２１
（１）実施例１の工程（１）〜（４）を繰り返してスプリットされたフィルムをえた。ただし、スプリットは、フィルム送り速度（Ｖ１）５ｍ／分、針刃ロール周速（Ｖ２）３０ｍ／分（Ｖ２／Ｖ１比６倍）で行なった。
操作条件を表７に示す。
（２）スプリットされた一軸延伸フィルムを長手方向に７０ｍｍに裁断し、図１０に示したカード機（型式  ＳＣ３６０−ＤＲ、大和機工（株）製）を通すことにより５ｃｍあたりに少なくとも１つ以上のループ構造および／または分枝を有し捲縮性のある繊維（ステープルファイバー）からなる綿状物をえた。
えられた綿状物は表８に示す物性を有する繊維を含んでいた。
また、えられた綿状物に含まれていたステープルファイバーの形状を示す写真（×１．５）を図７〜９に示す。
実施例２２〜２６
実施例２１における工程（１）を表７のように変えたほかは実施例２１と同様に処理してＰＴＦＥ綿状物をえた。このものに含まれる繊維の物性を実施例２１と同様に調べた。結果を表８に示す。
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実施例２７
（１）実施例２２でえられた綿状物に帯電防止剤エリミナ（丸善油化商事（株）製）を約２重量％吹き付けたのち、図１０に示したカード機（ＳＣ−３６０ＤＲ、大和機工（株）製）に通したところ目付４５０ｇ／ｍ2のウェブを作製することができた。
このとき、シリンダー回転数１８０ｒｐｍ、ドッファー回転数６ｒｐｍ、ドラム回転数５ｒｐｍであった。
（２）えられたウェブをコーネックスＣＯ１２００（帝人（株）製）の織布（基布とする）の上にのせニードルパンチ機（大和機工（株）製）によりニードルパンチ密度２５本／ｃｍ2でニードルパンチ不織布を作製した。
（３）えられたニードルパンチ不織布の通気度を測定したところ、２９ｃｍ3／ｃｍ2／ｓｅｃであった。
実施例２１、２３〜２６でそれぞれえられた綿状物についても同様にニードルパンチ不織布が作製できた。
実施例２８
（１）実施例２２でえられた綿状物に帯電防止剤エリミナ（丸善油化商事（株）製）を約２重量％吹き付けたのち、図１０に示したカード機（ＳＣ−３６０ＤＲ、大和機工（株）製）に通したところ目付３５０ｇ／ｍ2のウェブを作製することができた。
このとき、シリンダー回転数１８０ｒｐｍ、ドッファー回転数６ｒｐｍ、ドラム回転数５ｒｐｍであった。
（２）えられたウェブをコーネックスＣＯ１２００（帝人（株）製）の織布（基布とする）の上にのせウォータージェットニードル装置（Ｐｅｒｆｏｊｅｔ社（仏）製）によりウォータージェットニードルしたところ、織布に密着した滑らかな手触りの不織布が作製できた。
このとき、ウォータージェットニードルの吐出し孔の配置は、吐出し孔径１００μｍが幅方向に１ｍｍ間隔の配列で８００本、長手方向に３列配置されたものであり、その圧力は１列目が４０ｋｇ／ｃｍ2、２列目が１００ｋｇ／ｃｍ2、３列目が１３０ｋｇ／ｃｍ2であった。
（３）ウォータージェットニードルした不織布の通気度を測定したところ、２０ｃｍ3／ｃｍ2／ｓｅｃであった。
実施例２１、２３〜２６でそれぞれえられた綿状物についても同様にニードルパンチ不織布が作製できた。
実施例２９〜３４
（１）実施例２１でえられた繊維および実施例２１において裁断長を２．５ｃｍ、５．０ｃｍ、１０．０ｃｍにしてカード機（図１０  ＳＣ−３６０ＤＲ大和機工（株）製）を通してえられた綿状物に帯電防止剤エリミナ（丸善油化商事（株）製）を約２重量％吹き付けたのち、カード機に通し、そのときの落綿率およびウェブのドッファーから巻取りドラムへの渡り性について調べた。
このとき、シリンダー回転数１８０ｒｐｍ、ドッファー回転数６ｒｐｍ、ドラム回転数５ｒｐｍで、ドッファーからドラムの距離Ｌは２８ｃｍであった。
結果を表９に示す。
実施例２２〜２６でそれぞれえられた綿状物についても同様の条件で行なった。結果を表９に示す。
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比較例３
（１）エマルジョン紡糸で製造された東レ・ファインケミカル（株）製のステープルファイバーであるトヨフロン  タイプ２０１（捲縮あり、繊維長７０ｍｍ、繊度６．７デニール）とタイプ２００（捲縮なし、繊維長７０ｍｍ、繊度６．７デニール）を用い実施例２９と同様の実験を行なった。
結果を表１０に示す。
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実施例３５〜４０
（１）実施例２１でえられた繊維の一端をガラス板に接着剤で固定して繊維長（Ｌ１）を測定し、その上にさらにガラス板をのせ、２００℃、２５０℃、３００℃の電気炉内で３０分間保持させたのち、繊維長（Ｌ２）を再度測定し収縮率を求めた。なお、収縮率は｛（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１｝×１００（％）で求めた。
結果を表１１に示す。
実施例２２〜２６でそれぞれえられた綿状物についても同様に収縮率を求めた。結果を表１１に示す。
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実施例４１
（１）実施例１における工程（２）〜（４）を、表１２に示すように変えたほかは、実施例１と同様に処理してＰＴＦＥスプリットヤーンをえた。
（２）スプリットされた一軸延伸フィルムを長手方向に７０ｍｍに裁断し、図１０に示すカード機（型式ＳＣ３６０−ＤＲ、大和機工（株）製）を通すことにより、５ｃｍあたりに少なくとも、１つ以上のループ構造および／または分枝を有し、捲縮性のある繊維（ステープルファイバー）からなる綿状物をえた。
えられた繊維の繊度は、繊維にレーザー光をあて、その投影から測定する自動繊維径測定器（Ｐｅｙｅｒ社製ＦＤＡ−２００）を用い、ランダムに２０００本の繊維について測定したところ、平均繊維径は２９μｍであった。
（３）えられた綿状物に帯電防止剤エリミナ（丸善油化商事（株）製）を約２重量％吹き付けたのち、図１０に示すカード機に通し、目付２５０ｇ／ｍ2のウェブを作製した。このとき、シリンダーの回転数は１８０ｒｐｍ、ドッファーの回転数は６ｒｐｍ、ドラムの回転数は５ｒｐｍであった。
（４）えられたウェブをコーネックスＣＯ１７００（帝人（株）製）の織布（基布とする）の上にのせ、さらに（３）と同様の方法により目付２５０ｇ／ｍ2のウェブを作製し、基布のもう片面にのせ、ニードルパンチ機（大和機工（株）製）によりニードルパンチ密度７５０本／ｃｍ2でニードルパンチ不織布を作製した。
以上の工程（２）、（３）、（４）の操作条件をまとめて表１２に示す。
（５）えられたニードルパンチ不織布の厚さ、通気度を測定した結果を表１３に示す。
また、図１３に示す捕集効率測定装置を用いて、測定した捕集効率を表１４および図１４に示す。
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比較例４
エマルジョン紡糸により製造された、ＰＴＦＥ繊維から作製されたＰＴＦＥ製不織布（ウェブおよび基布ともにＰＴＦＥ製）（市川毛織（株）製Ｂ７８００）を用いて、実施例４１と同様の測定を行い、その結果を表１３、表１４および図１４に示す。
以上の結果から明らかなように、本発明によるＰＴＦＥ綿状物を使用することにより、優れた捕集効率をもつ集塵用濾布を作製することができる。
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産業上の利用可能性
本発明によれば、嵩高で風合いに優れたＰＴＦＥのスプリットヤーン、さらに交絡性に富んだ長繊維を提供することができ、また、それらのスプリットヤーンおよび長繊維から低い落綿率で効率よく綿状物を製造することができる。さらに、その綿状物からえられる集塵用濾布は捕集効率の高いものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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