JP7095967B2 - 複合繊維及び成形体 - Google Patents
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Description
本発明の複合繊維は、例えば前記島成分の結晶化度を60%以上とすることができる。
また、前記第1の熱可塑性樹脂は、例えば平行光線透過率が13%以上の樹脂である。
本発明の成形体では、前記織布、編布又は組布に用いられている各複合繊維は、例えば前記海成分のみが前記熱成形によって溶融し、前記島成分はそのままの状態で存在していている。
先ず、本発明の第1の実施形態に係る複合繊維について説明する。図1は本実施形態の複合繊維の断面構造例を模式的に示す図であり、長手方向(延伸方向)に対して垂直方向の断面図である。図1に示すように、本実施形態の複合繊維10は、長手方向に垂直な断面が海成分1の中に複数の島成分2が点在する構造で、島成分2が長さ方向に連続する海島型複合繊維である。
海成分1は、複数の島成分2を一体化するためのバインダー(マトリクス)成分であり、熱可塑性樹脂(以下、第1熱可塑性樹脂という。)からなり、平行光線透過率が5%以上である。ここでいう「平行光線透過率」は、厚さが0.70±0.05mmのシート状の試料を用いて、ヘイズメーターにより測定した値である。
島成分2は、ファブリック調成形体を形成したときに繊維の色調や模様を表現する成分であり、前述した第1熱可塑性樹脂よりも高融点の熱可塑性樹脂(以下、第2熱可塑性樹脂という。)からなり、結晶化度が10%以上である。島成分2を構成する第2熱可塑性樹脂の融点が第1熱可塑性樹脂の融点以下の場合、紡糸や延伸時に島成分2が溶融し、海成分1の中に島成分2が点在する断面海島構造の複合繊維10が得られない。なお、複合繊維10やファブリック調成形体の製造容易性の観点から、第2熱可塑性樹脂の融点は、第1熱可塑性樹脂の融点よりも20℃以上高いことが好ましい。
本実施形態の複合繊維10は、海成分1と島成分2の成分比(海成分/島成分)が、体積比で、50/50~10/90である。即ち、複合繊維10における島成分2の割合は、50~90体積%である。複合繊維10における島成分2の割合が50体積%未満の場合、複合繊維10の表面からの海成分1の厚さが増し、島成分2により表現される繊維の色調や模様が見えにくくなる。一方、複合繊維10における島成分2の割合が90体積%を超えると、バインダー成分である海成分1が不足し、熱加工によりシートなどの成形品に賦形することが困難になる。
次に、本実施形態の複合繊維10の製造方法について説明する。図2は図1に示す複合繊維10に用いられる未延伸糸の断面構造例を模式的に示す図である。本実施形態の複合繊維10は、例えば、図2に示すような断面構造を有する鞘芯構造の未延伸糸を用いて形成することができる。その場合、未延伸糸の鞘部11は複合繊維10の海成分1となり、芯部12は島成分2となるため、鞘部11は第1熱可塑性樹脂で形成し、芯部12は第2熱可塑性樹脂で形成する。
次に、本発明の第2の実施形態に係る成形体について説明する。本実施形態の成形体は、2以上の方向に糸条が配列された織布、編布又は組布を熱成形して形成されたファブリック調成形体である。そして、本実施形態の成形体に用いられる織布、編布及び組布には、2軸以上に前述した第1の実施形態の複合繊維10が用いられている。
鞘芯構造の未延伸糸を240本集束して、ホモPP(株式会社プライムポリマー製 Y2000GV、融点165℃)からなり結晶化度が62.1%の島成分と、PE(株式会社プライムポリマー製 UZ4051、融点124℃)からなり平行光線透過率13.3%の海成分で構成され、海成分/島成分が体積比で35/65である海島構造の複合繊維を作製した。
島成分をホモPP(株式会社プライムポリマー製 Y2000GV、融点165℃)に赤色顔料(東京インキ株式会社製 PPM(F) 27961レッド)を2質量%添加した樹脂で構成し、海成分をPE(株式会社プライムポリマー製 SP1071C、融点100℃)で構成した以外は、前述した実施例1と同様の方法及び条件で複合繊維を作製した。この複合繊維は、島成分の結晶化度が65.4%であり、海成分の平行光線透過率が24.4%であった。そして、この複合繊維を製織して平織布を得、それを実施例1と同様の方法及び条件で熱成形し、実施例2のシートを得た。
島成分をホモPP(株式会社プライムポリマー製 Y2000GV、融点165℃)に黒色顔料(東京インキ株式会社製 TPM 9BB019)を2.5質量%添加した樹脂で構成した以外は、前述した実施例2と同様の方法及び条件で複合繊維を作製した。島成分を形成する樹脂の結晶化度は66.8%であった。そして、この複合繊維を製織して平織布を得、それを実施例1と同様の方法及び条件で熱成形し、実施例3のシートを得た。
島成分をホモPP(株式会社プライムポリマー製 Y2000GV、融点165℃)にホモPP(株式会社プライムポリマー製 S135、融点165℃)を配合した樹脂で構成し、海成分をco-PP(株式会社プライムポリマー製 Y2045GP、融点131℃)で構成した以外は、前述した実施例1と同様の方法及び条件で複合繊維を作製した。この複合繊維は、島成分の結晶化度が62.1%であり、海成分の平行光線透過率が65.6%であった。そして、この複合繊維を製織して平織布を得、それを実施例1と同様の方法及び条件で熱成形し、実施例4のシートを得た。
島成分をホモPP(株式会社プライムポリマー製 Y2000GV、融点165℃)で構成し、海成分をPE(株式会社プライムポリマー製 SP1071C、融点100℃)で構成した以外は、前述した実施例1と同様の方法及び条件で複合繊維を作製した。この複合繊維は、島成分の結晶化度が62.1%であり、海成分の平行光線透過率が24.4%であった。そして、この複合繊維を製織して3軸組布を得、それを実施例1と同様の方法及び条件で熱成形して、実施例5のシートを得た。
島成分をPET(ユニチカ株式会社製 NEH2050、融点252℃)で構成し、海成分をco-PP(日本ポリプロ株式会社製 WFW4、融点125℃)で構成した以外は、前述した実施例1と同様の方法及び条件で複合繊維を作製した。この複合繊維は、島成分の結晶化度が13.4%であり、海成分の平行光線透過率が65.6%であった。そして、この複合繊維を製織して平織布を得、それを実施例1と同様の方法及び条件で熱成形し、実施例6のシートを得た。
島成分をホモPP(株式会社プライムポリマー製 Y2000GV、融点165℃)で構成し、海成分をHDPE(京葉ポリエチレン株式会社製 S6932、融点131℃)で構成した以外は、前述した実施例1と同様の方法及び条件で複合繊維を作製した。この複合繊維は、島成分の結晶化度が62.1%であり、海成分の平行光線透過率が6.8%であった。そして、この複合繊維を製織して平織布を得、それを実施例1と同様の方法及び条件で熱成形し、実施例7のシートを得た。
島成分をホモPP(株式会社プライムポリマー製 Y2000GV、融点165℃)に黒色顔料(東京インキ株式会社製 TPM 9BB019)を2.5質量%添加した樹脂で構成し、海成分をPE(株式会社プライムポリマー製 SP1071C、融点100℃)に黒色顔料(ポリコール興業株式会社製 EPE‐K522432)を6質量%添加した樹脂で構成した以外は、前述した実施例1と同様の方法及び条件で複合繊維を作製した。この複合繊維は、実施例3で使用した複合繊維に比べて延伸倍率が低いため黒色顔料を含む島成分の結晶化度が61.2%となり、黒色顔料を含む海成分の平行光線透過率が0%であった。そして、この複合繊維を製織して平織布を得、それを実施例1と同様の方法及び条件で熱成形し、比較例1のシートを得た。
島成分をPET(ユニチカ株式会社製 NEH2050、融点252℃)で構成し、海成分をco-PP(日本ポリプロ株式会社製 WFW4、融点125℃)に白色顔料(東京インキ株式会社製TPM 1BB111 WHITE MF AL)を5質量%添加した樹脂で構成した以外は、前述した実施例1と同様の方法及び条件で複合繊維を作製した。この複合繊維は、島成分の結晶化度が13.4%であり、白色顔料を含む海成分の平行光線透過率は4.1%であった。そして、この複合繊維を製織して平織布を得、それを実施例1と同様の方法及び条件で熱成形し、比較例2のシートを得た。
延伸工程での延伸倍率を低下させた以外は、前述した実施例6と同様の方法及び条件で複合繊維を作製した。この複合繊維は、島成分の結晶化度が9.5%であり、海成分の平行光線透過率が65.6%であった。そして、この複合繊維を製織して平織布を得、それを実施例1と同様の方法及び条件で熱成形し、比較例3のシートを得た。
島成分の結晶化度は、示差走査熱量計(DSC)で測定した。具体的には、試料原糸(複合繊維)5mgをDSC装置にセットし、昇温速度30℃/分で加熱し、300℃の温度で溶融させた。その後、降温速度100℃/分で冷却し、30℃の温度になった後、5分間等温状態にした。この試料を再び30℃/分で300℃まで加熱した。
フッ素樹脂シートを貼り付けた鉄板上に海成分を形成する樹脂(原料ペレット)を均一に並べた後、厚さ0.70mmの鉄板枠で囲い、その上からフッ素樹脂シートを貼り付けた鉄板を載せた。その状態で、測定対象試料の融点以上の温度に加熱した熱プレス機にセットし、1分間加熱して樹脂を溶融させ、更に加熱したまま1MPaで1分間加圧した。その後、熱プレス機から試料を取り出して、鉄板ごと水中に投入して急冷した。以上の手順により、厚さが0.70±0.05mmの樹脂シートを作製した。この測定用樹脂シートを用いて、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製NDH-2000、光源ハロゲンランプ)で平行光線透過率を測定した。
実施例及び比較例で用いた複合繊維を、それぞれ平板上に相互に平行になるように隙間無く並べた。このとき、複合繊維同士が重なることがあったが、問題はないためそのままにした。そして、この略平行に並べた複合繊維を、海成分のみが溶融する温度で加熱しながら加圧し、島成分が1軸に並んだシート状成形体を得た。そして、グロスメーター(スガ試験機株式会社製・光源タングステン電球)を用いて、このシート状成型体の長手方向及び幅方向の光沢度を測定した。
実施例及び比較例の各シートを、20ルクスの電灯光下に置いて、5名のパネルにより目視観察を行い、異なる軸の繊維間での明暗の違い(縦糸と横糸の明度の差)により生じる模様や繊維の色調が識別可能か判定した。その結果、全員(5名)が識別可能と判断したものを○、3名又は4名が識別可能と判断したものを△、識別可能と判断したパネルが2名以下であったものを×とした。
2 島成分
10 複合繊維
11 鞘部
12 芯部
Claims (5)
- 長手方向に垂直な断面が、第1の熱可塑性樹脂からなる海成分の中に、前記第1の熱可塑性樹脂よりも高融点の第2の熱可塑性樹脂からなる複数の島成分が点在する海島構造を有する複合繊維であって、
前記第1の熱可塑性樹脂は、プロピレン共重合体、ポリエチレン又はこれらを混合したポリマーアロイで、かつ、平行光線透過率が5%以上の樹脂であり、
前記第2の熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、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又はこれらを混合したポリマーアロイであり、
前記島成分は昇温速度を30℃/分として示差走査熱量計で測定した結晶化度が10%以上であり、
前記島成分の割合が体積比で50~90%である複合繊維。 - 前記島成分は結晶化度が60%以上である請求項1に記載の複合繊維。
- 前記第1の熱可塑性樹脂は、平行光線透過率が13%以上である請求項1又は2に記載の複合繊維。
- 2以上の方向に糸条が配列された織布、編布又は組布を熱成形して形成された成形体であって、
前記織布、編布又は組布は、2軸以上に請求項1~3のいずれか1項に記載の複合繊維が用いられているファブリック調の成形体。 - 前記織布、編布又は組布に用いられている各複合繊維は、前記海成分のみが前記熱成形によって溶融し、前記島成分はそのままの状態で存在している請求項4に記載のファブリック調の成形体。
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