図面 (/)

技術 複合成形用基材、ならびに複合成形体およびその製造方法

出願人 ダイワボウホールディングス株式会社ダイワボウポリテック株式会社
発明者 林誠薄井義治
出願日 2015年3月31日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2015-073108
公開日 2016年11月10日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2016-191183
状態 特許登録済
技術分野 合成繊維 不織物 強化プラスチック材料
主要キーワード 熱加工機 粉体状物 溶融度合い 立方形状 ポリカーボネート繊維 押し出しプロセス 複合成形用 バンブー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年11月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (0)

図面はありません

課題

セルロース系繊維強化繊維として用い、熱可塑性樹脂マトリックスとして用いた場合に、機械的特性においてより優れた複合成形体を得る。

解決手段

繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である再生セルロース繊維、および熱可塑性樹脂繊維を含む繊維シート複合成形用シート基材として作製し、この複合成形用シート基材を、熱可塑性樹脂繊維が溶融または軟化する温度にて加熱することにより、セルロース系繊維を強化繊維として含み、熱可塑性樹脂がマトリックスである、複合成形体を得る。

概要

背景

炭素繊維またはガラス繊維等を強化繊維として含み、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂マトリックス成分とする複合成形体は、優れた機械的物性を有し、軽量であることから、種々の用途において広く用いられている。また、他の系の複合成形体として、強化繊維がセルロース系繊維であり、マトリックス成分が熱可塑性樹脂である複合成形体もまた、提案されている。セルロース系繊維/熱可塑性樹脂の複合成形体は、炭素繊維(またはガラス繊維)/熱硬化性樹脂複合成形体と比較して、機械的物性は劣るものの、1)マトリックス成分が熱可塑性樹脂であるため、生産時間を短くできる、2)強化繊維が天然由来であるため、これを含む製品は環境により配慮した製品として提案できる、といった利点を有する。

セルロース系繊維/熱可塑性樹脂の複合成形体として、例えば、特許文献1には、1種又は2種以上のセルロース系繊維及び1種又は2種以上の熱可塑性樹脂繊維構成素材とする布を少なくとも一層又は二層以上積層して、熱可塑性樹脂繊維中の少なくとも1種の熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度又は溶融温度以上の温度で成形してなる複合成形体であって、所定の線膨張係数を有する複合成形体が提案されている。特許文献2には、平均径が5〜20μmであり、数加重平均長が200〜800μmであるセルロース系人工繊維を、熱可塑性ポリマー中分配させて複合成形体を作製することが記載されている。

概要

セルロース系繊維を強化繊維として用い、熱可塑性樹脂をマトリックスとして用いた場合に、機械的特性においてより優れた複合成形体を得る。繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である再生セルロース繊維、および熱可塑性樹脂繊維を含む繊維シート複合成形用シート基材として作製し、この複合成形用シート基材を、熱可塑性樹脂繊維が溶融または軟化する温度にて加熱することにより、セルロース系繊維を強化繊維として含み、熱可塑性樹脂がマトリックスである、複合成形体を得る。なし

目的

本発明は一つの要旨において、再生セルロース繊維および熱可塑性樹脂を含む複合成形用基材であって、前記再生セルロース繊維の繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である、複合成形用基材を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

再生セルロース繊維および熱可塑性樹脂を含む、複合成形用基材であって、前記再生セルロース繊維の繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である、複合成形用基材。

請求項2

基材が不織布であり、前記熱可塑性樹脂が熱可塑性樹脂繊維として含まれる、請求項1に記載の複合成形用基材。

請求項3

前記熱可塑性樹脂繊維が、ポリカーボネート繊維ポリ乳酸繊維ポリプロピレン繊維、およびポリメチルペンテン繊維から選択される、1または複数の繊維である、請求項2に記載の複合成形用基材。

請求項4

再生セルロース繊維が強化繊維として含まれ、熱可塑性樹脂がマトリックスとして含まれる複合成形体であって、前記再生セルロース繊維の繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である、複合成形体。

請求項5

スタンパブルシートである、請求項4に記載の複合成形体。

請求項6

請求項5に記載のスタンパブルシートである複合成形体を、さらに成形することにより得られた複合成形体。

請求項7

繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である再生セルロース繊維、および熱可塑性樹脂を含む複合成形用基材を作製すること、および前記複合成形用基材を、前記熱可塑性樹脂が溶融または軟化する温度にて加熱することを含む、複合成形体の製造方法。

請求項8

前記複合成形用基材が前記熱可塑性樹脂を熱可塑性樹脂繊維として含む繊維シートであり、繊維シートを加圧してシート状の複合成形体を得ることをさらに含む、請求項7に記載の複合成形体の製造方法。

請求項9

請求項7に記載の方法で製造したシート状の複合成形体をスタンパブルシートとして、当該スタンパブルシートを所定の形状に成形することを含む、複合成形体の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、再生セルロース繊維強化され、マトリックス成分熱可塑性樹脂である繊維強化複合成形体の製造に用いられる基材、ならびに再生セルロース繊維で強化され、マトリックス成分が熱可塑性樹脂である複合成形体およびその製造方法に関する。

背景技術

0002

炭素繊維またはガラス繊維等を強化繊維として含み、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をマトリックス成分とする複合成形体は、優れた機械的物性を有し、軽量であることから、種々の用途において広く用いられている。また、他の系の複合成形体として、強化繊維がセルロース系繊維であり、マトリックス成分が熱可塑性樹脂である複合成形体もまた、提案されている。セルロース系繊維/熱可塑性樹脂の複合成形体は、炭素繊維(またはガラス繊維)/熱硬化性樹脂複合成形体と比較して、機械的物性は劣るものの、1)マトリックス成分が熱可塑性樹脂であるため、生産時間を短くできる、2)強化繊維が天然由来であるため、これを含む製品は環境により配慮した製品として提案できる、といった利点を有する。

0003

セルロース系繊維/熱可塑性樹脂の複合成形体として、例えば、特許文献1には、1種又は2種以上のセルロース系繊維及び1種又は2種以上の熱可塑性樹脂繊維構成素材とする布を少なくとも一層又は二層以上積層して、熱可塑性樹脂繊維中の少なくとも1種の熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度又は溶融温度以上の温度で成形してなる複合成形体であって、所定の線膨張係数を有する複合成形体が提案されている。特許文献2には、平均径が5〜20μmであり、数加重平均長が200〜800μmであるセルロース系人工繊維を、熱可塑性ポリマー中分配させて複合成形体を作製することが記載されている。

先行技術

0004

特開2014−95049号公報
特表2013−503980号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1には、セルロース系繊維としてビスコースレーヨン等の再生セルロース繊維が挙げられているものの、同文献では繊維径および/または繊維長が繊維の補強効果に及ぼす影響については特に説明されていない。また、同文献の実施例では、コットンおよびバンブーを用いた例が記載されており、再生セルロース繊維を用いた例は記載されていない。特許文献2は、天然繊維の繊維径が由来植物に限定されることに言及するものの、同文献は押し出しプロセスでの計量供給性を改良するために、所定の繊維径および繊維長のセルロース系人工繊維の使用を提案するものにすぎない。

0006

本発明は、セルロース系繊維を強化繊維として用い、熱可塑性樹脂をマトリックスとして用いた場合に、機械的特性においてより優れた複合成形体を得ることを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段

0007

本発明は一つの要旨において、再生セルロース繊維および熱可塑性樹脂を含む複合成形用基材であって、前記再生セルロース繊維の繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である、複合成形用基材を提供する。
本発明は別の要旨において、再生セルロース繊維が強化繊維として含まれ、熱可塑性樹脂がマトリックスとして含まれる複合成形体であって、前記再生セルロース繊維の繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である、複合成形体を提供する。
本発明はさらに別の要旨において、
繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である再生セルロース繊維、および熱可塑性樹脂を含む複合成形用基材を作製すること、および
前記複合成形用基材を、前記熱可塑性樹脂が溶融または軟化する温度にて加熱すること
を含む、複合成形体の製造方法を提供する。

発明の効果

0008

本発明の複合成形用基材は、再生セルロース繊維による補強効果がより発揮された、より良好な機械的特性を有する複合成形体を製造することを可能にし、これを用いる本発明の複合成形体の製造方法はそのような複合成形体を与えるのに適している。また、本発明の複合成形体は、再生セルロース繊維の補強効果がより発揮されて、より良好な機械的特性を有する。

0009

(本発明に至った経緯)
強化繊維としてセルロース繊維を用いる場合、またはバンブーリネン竹繊維)のような天然繊維がしばしば選択される。天然繊維の繊維径および繊維長は一定の範囲に限定される傾向にあるため、天然繊維を強化繊維として用いた複合成形体における、繊維径および繊維長と補強効果との関係は詳細には検討されていない。人工的に製造され、繊維径および繊維長の調整が比較的容易な再生セルロース繊維(例えば、ビスコースレーヨン)を強化繊維として用いることは、それ自体あまり検討がなされておらず、特許文献2のように加工機への供給性を考慮して極めて短い繊維長のものを用いること(例えば、特許文献2)、あるいは再生セルロース繊維を圧縮成形により圧密体として供給する手法が提案されているにすぎない。

0010

本発明者らは、例えば、熱可塑性樹脂を繊維の形態とし、これを強化繊維とともに繊維シート化した後、加熱により熱可塑性樹脂のみを溶融または軟化させる方法で複合成形体を製造する場合には、強化繊維の繊維径および繊維長の調整が比較的容易であるとの知見を得た。そのうえで、本発明者らは、複合成形体の機械的特性等に対する、再生セルロース繊維の繊維径および繊維長の影響を検討した。その結果、再生セルロース繊維の繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上であると、複合成形体の製造方法によらず(すなわち、繊維シート化した場合だけでなく、再生セルロース繊維を含むペレットを作製して複合成形体を製造した場合でも)、複合成形体の機械的特性が向上することを見出し、本発明を案出するに至った。さらに、本発明者らは、上記特定の繊度および繊維長を採用することにより、製造方法によらず複合成形体における強化繊維としての再生セルロース繊維がより均一に分散される場合があること、および繊維シートの加工性が向上する場合があることを見出した。

0011

以下において、本発明の複合成形用基材および複合成形体を構成する、補強用繊維および熱可塑性樹脂等を説明する。ここで、「複合成形用基材」とは、複合成形体を製造する原料となるものであり、熱および圧力を加えることにより、その機械的物性および/または形状が変化して、複合成形体を与えるものを指す。複合成形用基材として、例えば、再生セルロース繊維と熱可塑性樹脂繊維とを含んでなる繊維シート、および再生セルロース繊維が熱可塑性樹脂中に内在されたペレット等が挙げられる。

0012

(再生セルロース繊維)
本発明の複合成形用基材および複合成形体においては、補強用繊維として再生セルロース繊維が含まれる。再生セルロース繊維は、天然セルロース化学薬品で処理して溶解したのち、繊維の形に成形する方法で得られる繊維を指す。具体的には、ビスコースレーヨン、ポリノジック銅アンモニアレーヨン商品名「キュプラ」で販売されているものを含む)、アセテート溶剤紡糸セルロース繊維(商品名「テンセル」および「リヨセル」で販売されているものを含む)等が、再生セルロース繊維として挙げられる。本発明においては、ビスコースレーヨンが好ましく用いられる。ビスコースレーヨンは、上記繊度のものが市販されていること、あるいは上記繊度のものを製造条件等の調整により比較的容易に得られることに加えて、繊維の周面に細かい襞状の凹凸を有し、熱可塑性樹脂との接触面積が大きく、熱可塑性樹脂との間で高い界面強度を示しやすいことから、好ましく用いられる。尤も、複合成形体の機械的特性(引張強度および曲げ強度等)は、補強用繊維の単繊維強度が大きいほど、より向上する傾向にあるので、補強効果の点からは、ポリノジックおよび溶剤紡糸セルロース繊維も好ましく用いられる。

0013

本発明で用いる再生セルロース繊維は、0.1dtex以上、1.0dtex未満の繊度を有し、好ましくは0.4dtex〜0.9dtexの繊度を有する。強化繊維の繊度が小さいほど、同じ質量の繊維が複合成形体に含まれているときに、より多くの強化繊維が複合成形体に存在する、すなわち複合成形体に含まれる強化繊維の本数がより多くなり、補強効果がより大きくなる。また、本発明で用いる再生セルロース繊維は、天然繊維では実現できない極細の繊維の形態で提供することができる。しかしながら、繊度が0.1dtex未満である再生セルロース繊維を得ることは難しい。また、そのように細い再生セルロース繊維は取り扱いにくいので、熱可塑性樹脂繊維とともに繊維シートを作製することを含む方法で複合成形体を製造する場合、複合成形体の生産効率が低下する。繊度が1.0dtex以上であると十分な補強効果を得られないことがある。本発明では、上記範囲内にある異なる繊度の二種類以上の再生セルロース繊維を使用してよい。

0014

本発明で用いる再生セルロース繊維の繊維長は、1mm以上である。強化繊維として用いられる再生セルロース繊維がいずれも1mm以上の繊維長を有する限りにおいて、複数の異なる繊維長の再生セルロース繊維が意図的にまたは不可避的に複合成形体に含まれてよい。一つの態様において、再生セルロース繊維はすべて実質的に同一の繊維長を有する。有限長の再生セルロース繊維は、紡糸後切断機によって同一の繊維長となるように切断されるので、所定繊維長を有するものとして市販されている再生セルロース繊維を用いる場合には、同一の繊維長の繊維を複合成形体に存在させることができる。

0015

強化繊維は、その繊維長が長いほど、良好な補強効果を発揮する。したがって、再生セルロース繊維の繊維長が1mm未満であると、十分な補強効果を得られにくい。また、繊維長が1mm未満の繊維は粉体状であるため、熱可塑性樹脂繊維とともに繊維シートを作製することを含む方法で複合成形体を製造する場合、繊維シートから再生セルロース繊維が脱落する等の不都合が生じることがある。

0016

強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とから繊維シートを作製する方法で複合成形体を製造する場合、再生セルロース繊維の繊維長は、作製する繊維シートの形態によって異なる。例えば、カードウェブを作製して不織布の形態の繊維シートを作製する場合、再生セルロース繊維の繊維長は、好ましくは20mm〜70mm、より好ましくは25mm〜52mmである。エアレイウェブまたは湿式抄紙ウェブを作製して不織布の形態の繊維シートを作製する場合、再生セルロース繊維の繊維長は、好ましくは3mm〜25mm、より好ましくは5mm〜20mmである。あるいは、繊維シートがスパンボンド不織布のような長繊維不織布等、またはフィラメント糸織物もしくは編物である場合には、再生セルロース繊維は複合成形体の端部間で延びることとなる。そのような形態で存在する再生セルロース繊維は、それが有する繊維長を具体的に決定することが難しいものではあるが、1mm以上の繊維長を有するといえるものである。

0017

複合成形用基材をペレットの形態で提供する場合、ペレット中には、例えば、1mm〜3mmの繊維長を有する再生セルロース繊維が不規則に分散していてよい。あるいは、ペレットが、溶融状態の熱可塑性樹脂を束状の強化繊維に含浸させ、樹脂固化させて棒状物を得た後、所定の長さに切断する方法で製造される場合、当該ペレットにおいて、再生セルロース繊維はペレットの長さ方向に配向され、ペレットの長さに等しい繊維長を有することとなる。ペレットは通常1mm以上、例えば2mm〜15mmの長さを有するように製造されるから、そのような方法で製造されるペレットに含まれる再生セルロース繊維の繊維長もまた1mm以上、例えば2mm〜15mmとなる。

0018

繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満である再生セルロース繊維は、紡糸液組成紡糸浴の組成、ノズル孔径、および/または紡糸条件(例えば、紡糸浴の温度、紡糸速度延伸倍率)等を調整することにより得られる。繊維長が1mm以上である再生セルロース繊維は、紡糸後、所望の繊維長となるように切断することによって得られ、あるいは、上記のとおり、複合成形体または複合成形用基材を製造する過程において、それらを切断することによって得られる。

0019

再生セルロース繊維は、内部に繊維の長手方向に沿って延びる空洞を有する、中空繊維の形態であってよい。再生セルロース繊維が中空繊維であると、最終的に得られる複合成形体において気泡部が存在することとなり、複合成形体の断熱性および吸音性を向上させることができる。

0020

再生セルロース繊維は、その繊維断面形状が扁平化されていて、テープのような外観を有するものであってよい。断面形状が扁平であると、再生セルロース繊維と熱可塑性樹脂(マトリックス)との間の界面強度が高くなる傾向にあり、複合成形体の機械的特性をより向上させ得る。

0021

再生セルロース繊維には、必要に応じてセルロース以外の成分、例えば、難燃剤紫外線吸収剤、炭、顔料消臭剤抗菌剤ゼオライト等の鉱物等から選択される1または複数の添加剤が含まれていてよい。添加剤の種類によっては、再生セルロース繊維に含まれる添加剤が複合成形体に所定の機能を付与する、または複合成形体の機能を向上させることがある。例えば、難燃剤を添加した再生セルロース繊維を用いると、複合成形体の難燃性を向上させることができる。

0022

(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂は、複合成形体においてマトリックスとなるものである。熱可塑性樹脂は、加熱により溶融または軟化し、その状態で所望の形状に加工することが可能で、加工後は冷却することにより固化する。熱可塑性樹脂が溶融または軟化してから固化するまでの時間は、熱硬化性樹脂の固化に要する時間(その流動性が一旦高くなった後、硬化するまでの時間)よりも短い。また、熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂とは異なり、一旦成形した後も、熱を加えることによって再成形することが可能である。そのため、熱可塑性樹脂をマトリックスとすることにより、高い生産効率で複合成形体を製造することができ、また、加工性に優れた複合成形体を得ることができる。

0023

熱可塑性樹脂は特に限定されない。熱可塑性樹脂として、例えば、ポリエチレンテレフタレートポリブチレンテレフタレートポリトリメチレンテレフタレートポリエチレンナフタレートポリ乳酸、およびポリブチレンサクシネートなどのポリエステル樹脂低密度ポリエチレン中密度ポリエチレン高密度ポリエチレン直鎖状低密度ポリエチレン、および超高分子量ポリエチレンなど、通常のチーグラナッタ触媒メタロセン触媒を使用して重合されるポリエチレン、通常のチーグラ・ナッタ触媒やメタロセン触媒を使用して重合されるアイソタクチックアタクチック、およびシンジオタクチックなどのポリプロピレンポリメチルペンテンポリブテン−1、エチレンビニルアルコール共重合体、およびエチレン−プロピレン共重合体などの各種ポリオレフィンナイロン6ナイロン66ナイロン11、およびナイロン12などのポリアミドポリカーボネートポリアセタールポリスチレン、および環状ポリオレフィンなどのエンジニアリングプラスチック;ならびにポリエーテルイミド、およびポリイミドなどのスーパーエンジニアリング・プラスチックなどが挙げられる。熱可塑性樹脂は、上記において列挙した樹脂が酸等で変性されたものであってよく、あるいは共重合樹脂であってよい。

0024

これらの樹脂の幾つかは、植物由来の原料から製造できることが知られている。例えば、ポリ乳酸は、ジャガイモトウモロコシ、およびサトウキビ等を原料として製造できる。また、サトウキビ等の植物由来の原料から製造した、バイオポリエチレンと呼ばれるポリエチレン、バイオポリプロピレンと呼ばれるポリプロピレン、およびバイオポリカーボネートと呼ばれるポリカーボネートも提案されている。これらの植物由来の熱可塑性樹脂を用いる場合には、再生セルロース繊維が植物由来のものであることと相俟って、本発明の複合成形体を環境により配慮した製品として提供することができる。

0025

熱可塑性樹脂は、好ましくは、ポリカーボネート、ポリ乳酸、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、およびポリエーテルイミドから選択される1または複数であり、より好ましくは、ポリカーボネート、ポリ乳酸、またはポリカーボネートとポリ乳酸との組み合わせである。ポリカーボネートおよびポリ乳酸は、再生セルロース繊維による補強効果が得られやすい。

0026

熱可塑性樹脂は、それがマトリックスとして強化繊維を固定する前には、どのような形態であってもよい。したがって、熱可塑性樹脂は、例えば、繊維形態であったもの、またはペレットまたは粉体の形態であったものが、溶融または軟化してから固化して、複合成形体のマトリックスを構成していてよい。

0027

熱可塑性樹脂には、必要に応じて、難燃剤、顔料、親水化剤、抗菌剤、防黴剤充填剤研磨剤、および滑剤等から選択される1または複数の添加剤が含まれていてよい。添加剤を含む場合、その割合は、添加剤と熱可塑性樹脂とを合わせた質量の30%以下であることが好ましい。再生セルロース繊維の添加剤と同様、樹脂に添加される添加剤もまた、複合成形体に所定の機能を付与することができ、あるいは複合成形体の機能を向上させることができる。

0028

(熱可塑性樹脂繊維)
本発明の複合成形用基材は、熱可塑性樹脂を繊維の形態で含む繊維シート(以下、「複合成形用シート基材」または「シート基材」とも呼ぶ)の形態で提供することができる。シート基材を構成する熱可塑性樹脂繊維は、後述するとおり、シート基材の形態に応じて選択された繊度および繊維長を有する。熱可塑性樹脂繊維の繊度が小さいほど、これを溶融または軟化させたときに、熱可塑性樹脂が再生セルロース間に浸透しやすい。一方、繊度が小さい繊維は取り扱い性が悪く、紡績糸または不織布の製造効率を低下させることがある。したがって、熱可塑性樹脂繊維の繊度は、再生セルロース繊維間への浸透性およびシート基材の製造容易性(シート基材の製造に用いる紡績糸等の製造容易性を含む)を考慮して、適宜選択される。

0029

熱可塑性樹脂繊維は、0.5dtex〜50dtexの繊度、および1mm〜100mmの繊維長を有してよい。好ましい繊度は、1dtex〜20dtexである。強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とから繊維シートを作製する方法で複合材料成形体を製造する場合、作製する繊維シートの形態によって異なる。例えば、カードウェブを作製して不織布の形態の繊維シートを作製する場合、熱可塑性樹脂繊維の繊維長は、好ましくは30mm〜70mm、より好ましくは40mm〜60mmである。エアレイウェブまたは湿式抄紙ウェブを作製して不織布の形態の繊維シートを作製する場合、熱可塑性樹脂繊維の繊維長は、好ましくは2mm〜10mm、より好ましくは4mm〜6mmである。熱可塑性樹脂はその溶融粘度等によっては細い繊維にすることが難しく、例えば、ポリカーボネートを用いる場合には、その繊度を本発明で用いる再生セルロースの繊度と同程度とすることは一般に困難である。そのような熱可塑性樹脂からなる繊維を用いてシート基材を作製する場合には、熱可塑性樹脂繊維の製造効率(例えば、樹脂の溶融紡糸性)なども考慮して、その繊度を選択する。

0030

熱可塑性樹脂繊維は、二以上の成分からなる複合繊維であってよい。複合繊維の複合形態は特に限定されず、例えば、芯鞘型サイドバイサイド型繊維断面において二つの成分が菊花状に交互に配置された分割型、および海島型のいずれであってもよい。複合繊維を用いると、マトリックスが二以上の熱可塑性樹脂から成る複合成形体において、熱可塑性樹脂が均一に混合されたマトリックスをより容易に得ることができる。
あるいは、熱可塑性樹脂繊維は、単一繊維であっても、あるいは複合繊維であっても、中空繊維の形態であってよい。

0031

(複合成形用基材)
本発明の複合成形用基材は、上記において説明した繊度および繊維長を有する再生セルロース繊維、および上記において説明した熱可塑性樹脂を含む。複合成形用基材は、熱可塑性樹脂を繊維として含む場合には、繊維シートとして提供される。繊維シートの形態の基材については後述する。

0032

複合成形用基材は、ペレットの形態であってよい。ペレットは、複合成形体を製造する成形機に供給される原料として用いられるものであり、例えば、直方形状立方形状碁石形状、円柱状、または楕円柱状を有する。上記のとおり、ペレットにおいて、再生セルロース繊維は、ランダムに分散していてよく、あるいは一定方向に配向していてよい。ペレットは、再生セルロース繊維と繊維状でない熱可塑性樹脂とを混合して通常のペレット製造方法により製造することができる。あるいは、ペレットは、上記のとおり、溶融状態の熱可塑性樹脂を束状の強化繊維に含浸させ、樹脂を固化させて棒状物を得た後、所定の長さに切断する方法で製造することができる。

0033

(複合成形用シート基材)
本発明の複合成形用シート基材は、上記所定の繊度および繊維長を有する再生セルロース繊維と、熱可塑性樹脂から成る繊維とを含む繊維シートである。このシート基材を加熱すると、熱可塑性樹脂繊維のみが溶融または軟化して、再生セルロース繊維間に浸透し、その後、冷却されることにより固化して、繊維を固定するマトリックスとなる。

0034

シート基材は、例えば、織物、編物、もしくは不織布、またはそれらの組み合わせであってよい。また、シート基材は、熱可塑性樹脂繊維からなるシートと、再生セルロース繊維からなるシートとの積層体の形態であってよく、その場合、積層するシートの形態は同じであってよく、互いに異なっていてよい。例えば、シート基材は、再生セルロース繊維からなる織物に、熱可塑性樹脂繊維からなる不織布が積層されて一体化されたものであってよい。

0035

シート基材が織物または編物である場合、織物を構成する糸は、再生セルロース繊維と熱可塑性樹脂繊維とからなる、混紡糸混撚糸コアヤーン、およびカバードヤーンのいずれであってもよい。コアヤーンおよびカバードヤーンは、芯糸を再生セルロースの長繊維からなるフィラメント糸とし、その周囲に熱可塑性樹脂の短繊維巻き付けたものであってよく、あるいは芯糸を熱可塑性樹脂繊維の長繊維からなるフィラメント糸とし、その周囲に再生セルロース繊維の短繊維を巻き付けたものであってよい。あるいはまた、織物は、経糸及び緯糸のいずれか一方を再生セルロース繊維からなる糸とし、他方を熱可塑性樹脂繊維からなる糸として作製してよい。編物もまた、再生セルロース繊維からなる糸および熱可塑性樹脂繊維からなる糸の二種類の糸で交編したものであってよい。シート基材を構成する織物および編物の組織は特に限定されず、汎用されている組織のものであってよい。織物および編物はそれぞれ、多重織物および多重編物であってもよい。

0036

シート基材が織物または編物である場合、構成繊維の繊度および繊維長は、織物または編物を構成する糸の種類等に応じて選択される。上記のとおり、本発明においては、補強効果を考慮して再生セルロース繊維の繊度および繊維長が上記の範囲に限定されるので、その範囲内で再生セルロース繊維の繊度および繊維長は選択される。熱可塑性樹脂繊維の繊度および繊維長は、さらに再生セルロース繊維の繊度および繊維長をも考慮して選択される。例えば、ステープル長の短繊維で紡績糸を作製する場合には、繊度1dtex〜30dtex、繊維長30mm〜70mmの繊維が一般的に用いられるので、これらの範囲から熱可塑性樹脂繊維の繊度および繊維長をそれぞれ選択してよい。

0037

シート基材が織物または編物である場合、織物または編物の目付は、得ようとする複合成形体の厚さ等に応じて、例えば400g/m2〜12000g/m2としてよく、特に500g/m2〜3600g/m2としてよい。織物または編物の目付は、糸の番手、ならびに経糸および緯糸の密度等を適宜選択して調整する。

0038

本発明において、シート基材は不織布であることが好ましい。不織布は、二種類以上の繊維を、所望の割合で均一に混合することが比較的容易である方法で製造できることによる。
シート基材を不織布とする場合、不織布は、再生セルロース繊維と熱可塑性樹脂繊維とを用いて繊維ウェブを作製した後、繊維を接着させる及び/または交絡させて一体化させることにより製造される。繊維ウェブの形態は特に限定されず、パラレルウェブクロスウェブセミランダムウェブおよびランダムウェブ等のカードウェブ、エアレイウェブ、湿式抄紙ウェブ、ならびにスパンボンドウェブ等から選択されるいずれの形態であってもよい。

0039

不織布の製造において、繊維ウェブの繊維を一体化させる方法は特に限定されない。例えば、繊維の一体化は、ニードルパンチ法および水流交絡処理法等の機械的交絡法によって行ってよい。あるいは、熱可塑性樹脂繊維が二以上の成分から成る複合繊維であり、一つの成分が、再生セルロース繊維が分解する温度よりも低い温度で熱接着性を示す場合には、繊維同士を当該成分により熱接着させて、繊維を一体化させてよい。

0040

不織布を構成する繊維の繊度および繊維長は、繊維ウェブの形態等に応じて選択される。上記のとおり、本発明においては、補強効果を考慮して再生セルロース繊維の繊度および繊維長が上記の範囲に限定されるので、その範囲内で再生セルロース繊維の繊度および繊維長は選択される。熱可塑性樹脂繊維の繊度および繊維長は、さらに再生セルロース繊維の繊度および繊維長をも考慮して選択される。

0041

シート基材を不織布の形態とする場合の再生セルロース繊維および熱可塑性樹脂繊維の繊維長の好ましい範囲は先に説明したとおりである。いずれの繊維ウェブを作製する場合においても、再生セルロース繊維の繊維長は、熱可塑性樹脂繊維のそれと同じであってよく、あるいは異なっていてもよい。
いずれの繊維ウェブを作製する場合においても、再生セルロース繊維の繊度は、0.1dtex以上、1.0dtex未満である。熱可塑性樹脂繊維の繊度は、例えば、0.5dtex〜50dtexとしてよい。

0042

不織布は、二以上の繊維ウェブを積層してなるものであってよい。その場合、一又は複数の繊維ウェブを再生セルロース繊維からなるものとし、他の一又は複数の繊維ウェブを熱可塑性樹脂繊維からなるものとしてよい。二以上の繊維ウェブは同じ方法で作製されたものであってもよく、あるいは異なる方法で作製されたもの(例えば、カードウェブと湿式抄紙ウェブの組み合わせ)であってもよい。

0043

シート基材を不織布とする場合、不織布の目付は、得ようとする複合構造体の厚さ等に応じて、例えば400g/m2〜12000g/m2としてよく、特に500g/m2〜3600g/m2としてよい。不織布の目付を大きくするために、二以上の同じ又は異なる繊維ウェブを積層して、繊維を一体化させる処理(例えば、ニードルパンチ等の繊維交絡処理)に付してよい。

0044

シート基材となる繊維シートの種類によらず、再生セルロース繊維および熱可塑性樹脂繊維の混合比(質量比)は、20:80〜60:40(再生セルロース繊維:熱可塑性樹脂繊維)であることが好ましい。より好ましくは、30:70〜50:50である。再生セルロース繊維の割合が少なすぎると、再生セルロース繊維による補強効果が十分に得られないことがある。再生セルロース繊維の割合が大きすぎると、熱可塑性樹脂が再生セルロース繊維間に十分に浸透せず、複合成形体の機械的強度が著しく低下することがある。

0045

シート基材は、再生セルロース繊維および熱可塑性樹脂繊維以外の繊維(以下、「第三の繊維」とも呼ぶ)を含んでよい。例えば、シート基材は、第三の繊維として、再生セルロース繊維以外の強化繊維、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、もしくはアラミド繊維、または他のセルロース系繊維(例えば、コットン、バンブーリネン等)を含んでいてよい。第三の繊維の混合割合は、シート基材全体の例えば30質量%以下であり、好ましくは20質量%以下である。これらの第三の繊維は、シート基材でない基材、例えばペレットの形態の基材にも含まれてよい。

0046

シート基材は、繊維シートと他のシート状物とからなる積層シートであってよい。他のシート状物は、例えば、熱可塑性樹脂から成るフィルムまたはネットである。他のシート状物は、例えば、繊維の形態とすることが難しい熱可塑性樹脂から成るものとしてよく、その場合には、そのような熱可塑性樹脂をマトリックスとして含む複合成形体を得ることがより容易となる。

0047

(複合成形体)
本発明の複合成形体は、熱可塑性樹脂がマトリックスであり、上記所定の繊度および繊維長を有する再生セルロース繊維により強化された繊維強化複合成形体であるともいえる。繊維により強化される物性は、引張強度、曲げ強度、および衝撃強度(特にシャルピー衝撃値)等から選択される機械的物性の少なくとも一つである。再生セルロース繊維の添加により少なくとも一つの機械的物性の向上が認められる複合成形体は繊維強化複合成形体である。

0048

本発明の複合成形体は、例えば、シート状物、または所定の形状に成形された三次元的な構造体として提供される。

0049

シート状の複合成形体の厚さおよび目付は、その用途等に応じて適宜選択され、特に限定されず、例えば、0.3mm〜10mmの厚さ、および400g/m2〜12000g/m2の目付を有する。熱可塑性樹脂をマトリックスとして含むシート状の複合成形体は、加熱および加圧により、別の形状に成形することが可能なスタンパブルシート(stampable sheet)として提供することができる。スタンパブルシートの成形は、スタンピング成形と呼ばれることもある。

0050

シート状の複合成形体は、上記シート基材から製造されたものであってよく、あるいは再生セルロース繊維と熱可塑性樹脂のペレットまたは粉体状物とを混合し、成形機を用いてシート状に製造する方法で製造したものであってよい。シート基材から複合成形体を製造する場合には、熱可塑性樹脂繊維に加わる温度および圧力によっては、熱可塑性樹脂繊維が完全に溶融せず、複合成形体において熱可塑性樹脂繊維がその繊維形状をある程度維持した状態で存在することがある。特に、後述するように、熱可塑性樹脂の融点が高く、当該融点より高い温度で加熱すると、再生セルロース繊維の分解が生じる場合には、当該融点よりも低い温度で処理されるので、熱可塑性樹脂繊維の形状がより維持される傾向にある。

0051

熱可塑性樹脂繊維が完全に溶融していない複合成形体は、再生セルロース繊維間の空隙が熱可塑性樹脂で完全に充填されていないために、熱可塑性樹脂が完全に溶融して固化した複合成形体と比較して比容積が大きく、具体的には、例えば1.1cm3/g〜2cm3/g、特に1.2cm3/g〜1.5cm3/g程度の比容積を有し得る。熱可塑性樹脂繊維が完全に溶融していない複合成形体は、熱可塑性樹脂繊維が溶融した部分が骨格となるとともに、繊維間の空隙がある程度保持された構造を有する。このような構造の複合成形体は、この空隙に起因して、吸音性および/または衝撃吸収性を示すことがある。また、そのような複合成形体は、熱可塑性樹脂が完全に溶融して固化した複合成形体と比較して表面が平滑でなく、シート基材に由来するざらついた触感を有し、あるいは、表面において繊維の毛羽立ちが観察される。なお、本発明の複合成形体は、それ自体吸水性を有する再生セルロース繊維を含むので、熱可塑性樹脂繊維の溶融度合いがより高く、例えば完全に溶融してから固化している場合でも、複合成形体はある程度吸水性を示す。

0052

熱可塑性樹脂を一種類以上含み、それらの融点が互いに異なる場合には、シート基材から製造した複合成形体において、一種類以上の熱可塑性樹脂繊維が溶融して、その繊維形状が失われ、他の熱可塑性樹脂繊維の形状が残存していることもある。例えば、ポリカーボネート繊維ポリ乳酸繊維とを熱可塑性樹脂繊維として含むシート基材を用いる場合、ポリ乳酸の融点がより低いために、ポリ乳酸は繊維形状をより失いやすく、ポリカーボネート繊維が比較的その形状を保持する傾向にある。

0053

本発明の複合成形体は、一般に、所定の形状に加工された三次元的な構造体として提供さる。三次元的な構造体は、例えば、ペレットを用いて成形機により成形したもの、上記シート基材を加熱する際に三次元的に成形したもの、上記シート状の複合成形体(スタンパブルシート)を三次元的に成形したもの、または、再生セルロース繊維と熱可塑性樹脂のペレットまたは粉体とを混合して成形機により成形したものであってよい。あるいは、三次元的な構造体は、複合成形体のブロックを切削加工に付して、所定の形状にしたものであってもよい。

0054

本発明の複合成形体は、いずれの形態においても、強化繊維としての再生セルロース繊維を、再生セルロース繊維と熱可塑性樹脂とを合わせた質量に対して20質量%〜60質量%の割合で含んでよい。好ましくは、30質量%〜50質量%である。そのような割合で再生セルロース繊維を含む複合成形体は優れた機械的特性を有する。また、再生セルロース繊維の割合がその程度であると、複合成形体において再生セルロース繊維が均一に分散した複合成形体を得やすい。

0055

(複合成形体の製造方法)
本発明の複合成形体は、繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である再生セルロース繊維、および熱可塑性樹脂を含む複合成形用基材を作製すること、および複合成形用基材を、熱可塑性樹脂が溶融または軟化する温度にて加熱することを含む製造方法によって製造される。ここでは、その製造方法の一形態として、上記シート基材を用いた製造方法を説明する。本実施形態は、シート基材を作製すること、およびシート基材を熱可塑性樹脂繊維が溶融または軟化する温度にて加熱することを含む。
織物または編物の形態のシート基材は、再生セルロース繊維と熱可塑性樹脂繊維の混紡糸等を通常の方法により織成または編成することにより作製できる。

0056

不織布の形態のシート基材は、繊維ウェブを作製し、繊維ウェブ中の繊維を接着させる及び/または交絡させて一体化させることにより製造される。繊維の接着は、熱可塑性樹脂繊維が熱接着性を有する場合には、熱風貫通式熱処理機エアスルー熱加工機とも呼ぶ)、熱風吹き付け式熱処理機、赤外線式熱処理機等、または熱ロール加工機等を用いて実施してよい。繊維による熱接着は、熱可塑性樹脂が溶融または軟化するが、再生セルロース繊維が分解しない温度にて実施する。尤も、熱可塑性樹脂繊維を熱接着させると、シート基材が硬くなりすぎてロールに巻き取ることができない等、シート基材として取り扱いにくくなり、むしろ複合成形体となってしまうので、加熱温度および加熱時間に留意する。あるいは、繊維の接着は接着剤等を用いて実施してよい。

0057

繊維同士を交絡させる場合には、水流交絡処理法またはニードルパンチ法を用いる。本実施形態においては、ニードルパンチ法が好ましく用いられる。ニードルパンチ法によれば、繊維ウェブの目付が例えば400g/m2〜12000g/m2程度と比較的大きい場合でも、繊維同士を比較的容易に交絡させ得る。この範囲の目付の繊維ウェブのニードルパンチ処理は、例えば、36〜42番手の針であって、バーブの数が3〜9である針を用いて、針深度を3〜20mmとし、10〜500本/cm2の密度で打ち込みをして実施してよい。

0058

次に、シート基材を加熱処理に付して、熱可塑性樹脂を溶融または軟化させて、再生セルロース繊維間に樹脂を浸透させる。加熱処理は、加圧処理を伴ってよい。特に、熱可塑性樹脂の融点が高い場合、および/または熱可塑性樹脂の溶融粘度が高い場合には、加圧処理を同時に実施することにより、熱可塑性樹脂の再生セルロース繊維間への浸透がより促進される。

0059

加熱は、熱可塑性樹脂が溶融または軟化する温度にて実施する。加熱温度を熱可塑性樹脂の融点より高く設定すれば、熱可塑性樹脂を再生セルロース繊維間により浸透させやすくなるが、加熱温度が再生セルロース繊維の分解温度を上回ると、再生セルロース繊維が劣化して、再生セルロース繊維による補強効果を得られないことがある。その場合には、加熱温度を熱可塑性樹脂の融点よりも低くして、加圧処理を実施することが好ましい。熱可塑性樹脂繊維を二種類以上用いる場合には、少なくとも一種類の熱可塑性樹脂が溶融または軟化する温度で、加熱処理を実施する。

0060

加熱温度を熱可塑性樹脂の融点より低い温度とする場合、加熱温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度であることが好ましい。ガラス転移温度以上の温度で加熱する場合には、加圧処理を実施することにより、再生セルロース繊維へのダメージを少なくして、熱可塑性樹脂により再生セルロース繊維を固定することができる。熱可塑性樹脂のガラス転移温度が再生セルロース繊維の分解温度よりも高い場合、ならびに/あるいは加圧処理により再生セルロース繊維への熱可塑性樹脂の浸透が確保される場合には、加熱温度を当該ガラス転移温度より低くしてもよい。得られる複合成形体において、熱可塑性樹脂繊維の形状をある程度維持したい場合にもまた、熱可塑性樹脂の融点よりも低い加熱温度を選択してよい。熱可塑性樹脂繊維の形状を維持したい場合には、加圧処理の際の圧力をより低くしてよい。

0061

例えば、熱可塑性樹脂繊維として、ガラス転移温度70℃〜170℃程度のポリカーボネート繊維を使用する場合、加熱温度は150℃〜250℃とすることが好ましい。更に好ましくは、再生セルロース繊維の分解を抑制するために、加熱温度は150℃〜210℃である。加熱温度をこの範囲内とする場合には、加圧処理を実施する。加圧処理は、例えば、1MPa〜10MPaの圧力を加えて実施する。熱可塑性樹脂繊維として、融点150℃〜200℃程度のポリ乳酸繊維を使用する場合、加熱温度は150℃〜250℃とすることが好ましい。更に好ましくは、再生セルロース繊維の分解を抑制するために、加熱温度は150℃〜210℃である。加熱処理に加えて加圧処理を行う場合には、圧力は1MPa〜10MPaとすることが好ましい。熱可塑性樹脂繊維として、融点160℃〜170℃程度のポリプロピレン繊維を使用する場合、加熱温度は170℃〜210℃とすることが好ましい。加熱処理に加えて加圧処理を行う場合には、圧力は1MPa〜10MPaとすることが好ましい。

0062

熱可塑性樹脂繊維として、融点140℃〜160℃程度の変性ポリプロピレン繊維を使用する場合、加熱温度は150℃〜200℃とすることが好ましい。加熱処理に加えて加圧処理を行う場合には、圧力は1MPa〜10MPaとすることが好ましい。熱可塑性樹脂繊維として、軟化温度150℃〜200℃程度のポリメチルペンテン繊維を使用する場合、加熱温度は170℃〜250℃とすることが好ましい。更に好ましくは、再生セルロース繊維の分解を抑制するために、加熱温度は170℃〜210℃である。加熱処理に加えて加圧処理を行う場合には、圧力は1MPa〜10MPaとすることが好ましい。

0063

加熱処理と加圧処理を実施する場合には、熱プレス機を用いてよい。あるいはまた、先に加熱処理を施し、熱可塑性樹脂が溶融または軟化状態にある間に、続いて加圧処理を実施してもよい。

0064

目付のより大きい複合成形体を製造する場合には、加熱処理および/または加圧処理を、複数のシート基材を積層して実施してよい。その場合、複数のシート基材を、機械的に(例えば縫合により)、または化学的に(例えば接着により)、予め一体としてから、加熱処理および/または加圧処理に付してよい。

0065

本実施形態によれば、シート状の複合成形体を得ることができ、あるいは加熱処理および/または加圧処理の際に三次元的な形状を付与することによって、三次元的な構造体である複合成形体を得ることができる。シート状の複合成形体(スタンパブルシート)は、さらに熱プレス処理に付することによって、凹凸を有する形状にすることができる。その場合には、シート状の複合成形体を複数積層して熱プレス処理を実施し、より厚い複合成形体を得るようにしてよい。

0066

本実施形態の製造方法は、本発明の複合成形体を製造する一形態であり、本発明の複合成形体はその形状に応じて他の製造方法で製造してよいことはいうまでもない。例えば、シート状の複合成形体は、再生セルロース繊維からなる繊維シートに、含浸または塗布等により溶融した熱可塑性樹脂を適用する方法で製造してもよい。

0067

(複合成形体の用途)
本発明の複合成形体は、宇宙および航空機用資材船舶用資材、車両(自動車および自転車含む)用資材、スポーツ用品用資材、OA機器用資材、電子機器用資材、工業資材タンクおよび容器類の資材、雑貨類用資材、ならびに建設資材として使用することができる。具体的には、本発明の複合成形体は、自動車の内装材および吸音材スーツケース本体、およびパーソナルコンピュータ携帯電話コピー機複合機ゲーム機などの筐体を構成するのに適している。

0068

再生セルロース繊維として、以下のものを用意した。
再生セルロース繊維A:
繊度0.6dtex、繊維長32mmのビスコースレーヨン(商品名ソフレイ、ダイワボウレーヨン(株)製)、捲縮数12.0個/25mm、単繊維強度2.4cN/dtex。
再生セルロース繊維B:
繊度1.4dtex、繊維長38mmのビスコースレーヨン(商品名コロナ、ダイワボウレーヨン(株)製)、捲縮数11.5個/25mm、単繊維強度2.5cN/dtex。

0069

熱可塑性樹脂繊維として、以下のものを用意した。
ポリ乳酸(PLA)繊維:
繊度3.3dtex、繊維長51mmのポリ乳酸繊維を用意した。このポリ乳酸繊維は次の方法により製造した。融点175℃のポリ乳酸を紡糸温度230℃の条件にて溶融紡糸して、繊度9.9dtexの紡糸フィラメントを得た。次いで、紡糸フィラメントを、80℃の温水中で3倍に延伸して繊度3.3dtexとした後、繊維処理剤を付与し、さらに、スタッフィングボックスクリンパーにて15個/25mmの捲縮を付与し、乾燥させた後、51mmの繊維長に切断した。このポリ乳酸繊維は、3cN/dtexの単繊維強度を有していた。
ポリカーボネート(PC)繊維:
繊度6.7dtex、繊維長64mmのポリカーボネート繊維を用意した。このポリカーボネート繊維は次の方法により製造した。ポリカーボネート(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)社製、M7020J)を紡糸温度300℃の条件にて溶融紡糸して、繊度6.7dtexの紡糸フィラメントを得た。繊維処理剤を付与し、さらに、スタッフィングボックス型クリンパーにて15個/25mmの捲縮を付与し、乾燥させた後、64mmの繊維長に切断した。このポリカーボネート繊維は、2.5cN/dtexの単繊維強度を有していた。

0070

上記において、単繊維強度は、JIS L 1015に準じて、引張試験機を用いて、試料つかみ間隔を20mmとして引張試験を実施した際に、繊維が切断したときの荷重値である。

0071

(実施例1)
再生セルロース繊維A40質量%と、ポリ乳酸繊維60質量%とを混合して、セミランダムカード機及びクロスレイヤーにより、積層ウェブを得た。このウェブを、40番手の針を用いて、針深度10mm、密度130本/cm2の条件で、ニードルパンチ処理に付して、厚み1.0mmのニードルパンチ不織布を得た。この不織布を、熱プレス機を用いて、温度200℃および圧力3MPaの条件にて加熱および加圧処理に付し、熱可塑性樹脂繊維が完全に溶融したシート状の複合成形体を得た。

0072

(実施例2)
再生セルロース繊維A40質量%と、ポリカーボネート繊維60質量%とを混合して、セミランダムカード機及びクロスレイヤーにより、積層ウェブを得た。このウェブを、40番手の針を用いて、針深度10mm、密度130本/cm2の条件で、ニードルパンチ処理に付して、厚み1.0mmのニードルパンチ不織布を得た。この不織布を、熱プレス機を用いて、温度200℃および圧力3MPaの条件にて加熱および加圧処理に付し、熱可塑性樹脂繊維が完全に溶融していないシート状の複合成形体を得た。

0073

(比較例1)
再生セルロース繊維B40質量%と、ポリ乳酸繊維60質量%とを混合して、実施例1と同様の手順で繊維ウェブを作製し、当該繊維ウェブから熱可塑性樹脂繊維が完全に溶融したシート状の複合成形体を製造した。

0074

(比較例2)
再生セルロース繊維B40質量%と、ポリカーボネート繊維60質量%とを混合して、実施例2と同様の手順で繊維ウェブを作製し、当該繊維ウェブから熱可塑性樹脂繊維が完全に溶融していないシート状の複合成形体を製造した。

0075

実施例1および2、比較例1および2、ならびに参考例1の複合成形体の目付、厚み、比容積、引張強度、伸度および裂断長を表1に示す。なお、目付、厚み、比容積、引張強度および裂断長は下記の方法に従って決定した。

0076

(目付)
試料を15cm×15cmにカットして、その重さを測定して求めた。
(厚み)
不織布の厚み測定機(商品名“THICKESS GAUGE”、モデル:CR−60A、株式会社大栄科学精器製作所製)を用い、JIS L 1096に準じて試料1cm2あたり20gの荷重を加えた状態で測定した。
(比容積)
目付と厚みから計算して求めた。

0077

(引張強度)
JIS L 1096に準じ、幅5cm、長さ15cmの試料片チャックの間隔が10cmとなるように把持し、定速伸長型引張試験機(商品名:テンシロンUCT−1Tオリエンテック株式会社製)を用いて引張速度30cm/分で試料片を伸長し、破断時の荷重値及び伸長率をそれぞれ破断強力、破断伸度として測定した。
(裂断長)
引張強度および目付から、下記の式により算出した。
裂断長(km)=[引張強度(N/5cm)/9.8)×1000]/[引張強度の測定試料の幅(mm)×目付(g/m2)]

0078

0079

表1に示すとおり、再生セルロース繊維AおよびBは単繊維強度にそれほど大きな差がないにもかかわらず、繊度が0.6dtexである再生セルロース繊維Aを用いた実施例1および2は、比較例1および2よりも大きい引張強度を示し、また、裂断長も大きかった。この結果から、細い再生セルロース繊維を用いることにより、強化繊維としてより良好な補強効果を発揮することがわかった。

実施例

0080

本発明には以下の態様のものが含まれる。
(態様1)
再生セルロース繊維および熱可塑性樹脂を含む、複合成形用基材であって、前記再生セルロース繊維の繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である、複合成形用基材。
(態様2)
基材が不織布であり、前記熱可塑性樹脂が熱可塑性樹脂繊維として含まれる、態様1の複合成形用基材。
(態様3)
前記熱可塑性樹脂繊維が、ポリカーボネート繊維、ポリ乳酸繊維、ポリプロピレン繊維、およびポリメチルペンテン繊維から選択される、1または複数の繊維である、態様2の複合成形用基材。
(態様4)
再生セルロース繊維が強化繊維として含まれ、熱可塑性樹脂がマトリックスとして含まれる複合成形体であって、前記再生セルロース繊維の繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である、複合成形体。
(態様5)
前記熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート、ポリ乳酸、ポリプロピレン、およびポリメチルペンテンから選択される、1または複数の樹脂である、態様4の複合成形体。
(態様6)
スタンパブルシートである、態様4または5の複合成形体。
(態様7)
態様6のスタンパブルシートである複合成形体を、さらに成形することにより得られた複合成形体。
(態様8)
繊度が0.1dtex以上、1.0dtex未満であり、繊維長が1.0mm以上である再生セルロース繊維、および熱可塑性樹脂を含む複合成形用基材を作製すること、および
前記複合成形用基材を、前記熱可塑性樹脂が溶融または軟化する温度にて加熱すること
を含む、複合成形体の製造方法。
(態様9)
前記複合成形用基材が前記熱可塑性樹脂を熱可塑性樹脂繊維として含む繊維シートであり、繊維シートを加圧してシート状の複合成形体を得ることをさらに含む、態様8の複合成形体の製造方法。
(態様10)
態様9の方法で製造したシート状の複合成形体をスタンパブルシートとして、当該スタンパブルシートを所定の形状に成形することを含む、複合成形体の製造方法。

0081

本発明の複合成形体は、宇宙および航空機用資材、船舶用資材、車両(自動車および自転車含む)用資材、スポーツ用品用資材、OA機器用資材、電子機器用資材、工業資材、タンクおよび容器類の資材、雑貨類用資材、ならびに建設資材として有用である。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い法人

関連性が強い法人一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ