專利名稱：植物性纖維復合材的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及植物性纖維復合材的制造方法。更詳細地，涉及含有30質量％以上的 大量的植物性材料的植物性纖維復合材的制造方法。
背景技術：
近年來，從減少二氧化碳排出量以及二氧化碳的固定化等觀點出發(fā)，槿麻等生長 快、二氧化碳吸收量多的植物受到關注，期待其作為與樹脂復合化的復合材料的用途。作為 利用該植物材料的技術，已知有下述專利文獻1中公開的技術。專利文獻1 日本特開2007-98583號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題另外，對于該復合材料，近年來，要求其兼顧更輕量化與機械特性的提高。即，例 如，在由復合材料構成的基材中，通過減小其目付(日本織物單位面積重量)可以實現(xiàn)輕量 化，但通常若使得目付較小，則復合材料(由復合材料構成的基材等)的機械特性與此成比 例地降低。因此，要求一種復合材料，其即使為相同的目付，也能發(fā)揮更高的機械特性。本發(fā)明是鑒于上述問題而進行的，其目的在于，提供能更高程度地兼顧輕量性與 高的機械特性的植物性纖維復合材的制造方法。用于解決問題的方案8口，本發(fā)明為如以所示。(1) 一種植物性纖維復合材的制造方法，其特征在于，所述植物性纖維復合材具有植物性纖維之間通過熱塑性樹脂粘結的結構，并且在 該植物性纖維和該熱塑性樹脂的總量為100質量％時，含有30 95質量％該植物性纖維，
該制造方法依次具有下述工序將含有酸改性熱塑性樹脂的熱塑性樹脂熔融紡絲得到熱塑性樹脂纖維的紡絲工 序；將植物性纖維與上述熱塑性樹脂纖維混織得到纖維混合物的混織工序；以及，將上述纖維混合物中的上述熱塑性樹脂纖維熔融的加熱工序。(2)根據上述(1)所述的植物性纖維復合材的制造方法，上述酸改性熱塑性樹脂 是酸改性聚烯烴。(3)根據上述(1)或(2)所述的植物性纖維復合材的制造方法，上述酸改性熱塑性 樹脂的酸值為5以上。(4)根據上述(1) (3)的任一項所述的植物性纖維復合材的制造方法，上述酸改 性熱塑性樹脂的重均分子量為10000 100000。(5)根據上述(1) (4)的任一項所述的植物性纖維復合材的制造方法，上述紡絲 工序所用的上述熱塑性樹脂在該熱塑性樹脂總體為100質量％時，含有1 10質量％上述酸改性熱塑性樹脂。(6)根據上述(1) (5)的任一項所述的植物性纖維復合材的制造方法，上述植物 性纖維是槿麻纖維。發(fā)明的效果根據本發(fā)明的植物性纖維復合材的制造方法，可以獲得含有30 95質量％的大 量的植物性材料、并且具有比以往更優(yōu)異的機械特性的植物性纖維復合材。即，能夠使得用 于獲得相同的機械特性所需的目付小、能夠獲得比以往更輕的植物性纖維復合材。酸改性熱塑性樹脂為酸改性聚烯烴時，能夠獲得比使用其它成分時更優(yōu)異的提高 機械特性的效果，能夠獲得更輕量且具有優(yōu)異的機械特性的植物性纖維復合材。酸改性熱塑性樹脂的酸值為15以上時，與使用低于該酸值的成分相比，能夠以更 少量獲得高的提高機械特性的效果，尤其能夠獲得輕量且具有優(yōu)異的機械特性的植物性纖 維復合材。酸改性熱塑性樹脂的重均分子量為10000 100000時，能夠含有酸改性熱塑性樹 脂，且能獲得優(yōu)異的紡絲效率，尤其容易纖維化。因此，使用包含酸改性熱塑性樹脂的熱塑 性樹脂纖維能夠更好地獲得上述各效果。紡絲工序所用的熱塑性樹脂以熱塑性樹脂總體為100質量％時，在含有1 10質 量％酸改性熱塑性樹脂的情況下，在含有酸改性熱塑性樹脂的同時能獲得更優(yōu)異的紡絲效 率，尤其更容易纖維化。因此，使用包含酸改性熱塑性樹脂的熱塑性樹脂纖維，能夠進一步 更好地獲得上述各效果。槿麻是生長極快的一年生草本，具有優(yōu)異的二氧化碳吸收性，因此，植物性纖維為 槿麻纖維時，能夠為減少大氣中的二氧化碳量、森林資源的有效利用等作出貢獻。


圖1是表示通過本方法獲得的植物性纖維復合材(植物性纖維50質量％ +熱塑 性樹脂50質量％)的目付與最大彎曲載荷的關系圖。圖2是表示通過本方法獲得的植物性纖維復合材(植物性纖維70質量％ +熱塑 性樹脂30質量％)的目付與最大彎曲載荷的關系圖。
具體實施例方式以下，詳細說明本發(fā)明。[1]植物性纖維復合材的制造方法本發(fā)明的植物性纖維復合材的制造方法的特征在于，所述植物性纖維復合材具有植物性纖維之間通過熱塑性樹脂粘結的結構，并且在 該植物性纖維和該熱塑性樹脂的總量為100質量％時，含有30 95質量％該植物性纖維，該制造方法依次具有下述工序將含有酸改性熱塑性樹脂的熱塑性樹脂熔融紡絲得到熱塑性樹脂纖維的紡絲工 序；將植物性纖維與上述熱塑性樹脂纖維混織得到纖維混合物的混織工序；以及，將上述纖維混合物中的上述熱塑性樹脂纖維熔融的加熱工序。
1.紡絲工序上述“紡絲工序”是將含有酸改性熱塑性樹脂的熱塑性樹脂熔融紡絲來獲得熱塑 性樹脂纖維的工序。對于該工序中的熔融紡絲，可以使用以往公知的各種熔融紡絲法，沒有 特別的限定。上述“熱塑性樹脂”是含有酸改性熱塑性樹脂的熱塑性的樹脂(本發(fā)明中，以下， 將熱塑性樹脂中的除酸改性熱塑性樹脂以外的其它熱塑性樹脂稱作“非酸改性熱塑性樹 脂”)。上述“酸改性熱塑性樹脂”是通過酸改性導入了酸改性基團的熱塑性樹脂。對導入 到該熱塑性樹脂中的酸改性基團的種類沒有特別的限定，通常是羧酸酐殘基(-C0-0-0C-) 和/或羧酸殘基(-C00H)。酸改性基團通過哪種化合物導入均可，作為該化合物，可列舉出 馬來酸酐、衣康酸酐、琥珀酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、馬來酸、衣康酸、富馬酸、丙烯酸以及 甲基丙烯酸等。它們可以僅使用1種，也可以組合2種以上使用。在這些當中，馬來酸酐和 衣康酸酐是優(yōu)選的，馬來酸酐是特別優(yōu)選的。進而，作為酸改性熱塑性樹脂的骨架的熱塑性樹脂(以下，簡稱為“骨架熱塑性樹 脂”)的種類沒有特別限制，可以使用各種熱塑性樹脂。作為該骨架熱塑性樹脂，可列舉出 聚烯烴、聚酯樹脂、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂(使用甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯等得到的樹 脂)、聚酰胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚縮醛樹脂以及ABS樹脂等。其中，作為聚烯烴，可列舉出 聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯無規(guī)共聚物等。作為聚酯樹脂，可列舉出聚乳酸、聚己內酯以及 聚丁二酸丁二醇酯等脂肪族聚酯樹脂，以及聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇 酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯等芳香族聚酯樹脂等。作為這樣的酸改性熱塑性樹脂，可列舉出例如，商品名Y0UMEX(三洋化成工業(yè)株 式會社制、其中，優(yōu)選Y0UMEX1001和Y0UMEX 1010等)、商品名AD0MER(三井化學株式會社 制、其中，優(yōu)選ADOMER QE800等)、商品名M0DIC(三菱化學株式會社制，其中，優(yōu)選M0DIC-AP P908等)、商品名T0Y0TAC(東洋化成工業(yè)株式會社制，其中優(yōu)選T0Y0 TACH-1100P-P等) 等各種樹脂。導入到該酸改性熱塑性樹脂中的酸改性基團的量沒有特別的限定，但酸值通常為 5以上(通常80以下)。該酸值為15以上是優(yōu)選的。即，酸值較高的酸改性熱塑性樹脂是 優(yōu)選的。通過使用這樣的酸改性熱塑性樹脂，能夠抑制酸改性熱塑性樹脂的添加量并且能 獲得好的添加效果。此外，能夠順利地紡絲出適合后述混織的纖度的熱塑性樹脂纖維。該酸 值為15 70是更優(yōu)選的、為20 60是進一步優(yōu)選的、為23 30是特別優(yōu)選的。此外， 該酸值是基于JIS K0070得出的。進而，酸改性熱塑性樹脂的分子量沒有特別的限定，但重均分子量為10000 200000是優(yōu)選的、進而，為10000 100000是更優(yōu)選的。即，分子量較小的酸改性熱塑性 樹脂是優(yōu)選的。通過使用這樣的酸改性熱塑性樹脂，能夠抑制酸改性熱塑性樹脂的添加量 并且獲得好的添加效果。此外，能夠順利地紡絲出適合后述混織的纖度的熱塑性樹脂纖維。 該重均分子量的下限值為15000是更優(yōu)選的、為25000是進一步優(yōu)選的、為35000是特別優(yōu) 選的。另一方面，該重均分子量的上限值為200000是更優(yōu)選的、為150000是進一步優(yōu)選 的、為100000是尤其優(yōu)選的。為35000 60000是特別優(yōu)選的。此外，該重均分子量是通 過GPC法得到的。
進而，酸改性熱塑性樹脂的熔融粘度沒有特別的限定，在160°C時為4000 30000mPa · s是優(yōu)選的。通過使用這樣的酸改性熱塑性樹脂，能夠抑制酸改性熱塑性樹脂 的添加量并且獲得好的添加效果。此外，能夠順利地紡絲出適合后述混織的纖度的熱塑性 樹脂纖維。該熔融粘度為4000 25000是更優(yōu)選的、為5000 20000是進一步優(yōu)選的、為 10000 20000是特別優(yōu)選的。此外，該熔融粘度是在溫度160°C下用B型粘度計測定的值。作為滿足上述酸值、重均分子量及熔融粘度的優(yōu)選范圍的酸改性熱塑性樹脂，上 述商品名YOUMEX(三洋化成工業(yè)株式會社制)中，商品名YOUMEX 1001和/或商品名YOUMEX 1010是更優(yōu)選的。另一方面，構成熱塑性樹脂的除酸改性熱塑性樹脂以外的樹脂(即，非酸改性熱 塑性樹脂)只要為熱塑性就沒有特別的限定。作為該非酸改性熱塑性樹脂(非酸改性熱塑 性樹脂的種類)，可列舉出聚烯烴、聚酯樹脂、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂(使用甲基丙烯酸酯和 /或丙烯酸酯等得到的樹脂)、聚酰胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚縮醛樹脂和AB S樹脂等。其 中，作為聚烯烴，可列舉出聚丙烯、聚乙烯、乙烯_丙烯共聚物(乙烯_丙烯嵌段共聚物、乙 烯-丙烯無規(guī)共聚物)等。作為聚酯樹脂，可列舉出聚乳酸、聚己內酯和聚丁二酸丁二醇酯 等脂肪族聚酯樹脂，以及，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二甲酸 丁二醇酯等芳香族聚酯樹脂等。這些非酸改性熱塑性樹脂可以僅使用1種，也可以組合使 用2種以上。構成上述酸改性熱塑性樹脂的骨架熱塑性樹脂與非酸改性熱塑性樹脂可以相同 (同種類)，也可以不同(為不同種類)，優(yōu)選相同，進而，優(yōu)選均為聚烯烴。聚烯烴的操作 容易，能夠提高生產率。此外，能獲得高的柔軟性和優(yōu)異的賦形性。在聚烯烴中，聚丙烯、聚 乙烯、乙烯-丙烯共聚物以及聚丙烯與聚乙烯的混合樹脂(混合聚合物，alloy)是優(yōu)選的。 進而，作為非酸改性熱塑性樹脂，聚丙烯或上述混合樹脂是特別優(yōu)選的，作為酸改性熱塑性 樹脂的骨架熱塑性樹脂，聚丙烯是特別優(yōu)選的。因而，作為非酸改性熱塑性樹脂，聚丙烯或上述混合樹脂是特別優(yōu)選的，作為酸改 性熱塑性樹脂，馬來酸酐改性聚丙烯是特別優(yōu)選的。此外，以熱塑性樹脂的總體為100質量％時，上述酸改性熱塑性樹脂的比例為15 質量％以下(通常為0.3質量％以上)是優(yōu)選的。為該范圍的配合量時，可以進行流暢的 紡絲，并且通過與非酸改性熱塑性樹脂的組合使用，能夠有效地提高所得成型體(熱塑性 樹脂成型體)的機械特性。該配合量為0. 5 15質量％是優(yōu)選的、為1 13質量％是更 優(yōu)選的、為1 10質量％是進一步優(yōu)選的、為1 7質量％是特別優(yōu)選的、為2 7質量％ 是進一步特別優(yōu)選的、為3 7質量％是最優(yōu)選的。這些各個優(yōu)選的范圍可以得到各個更 優(yōu)異的上述效果。通過該熔融紡絲工序獲得的熱塑性樹脂纖維的纖度等沒有特別的限定，為1 IOOdtex是優(yōu)選的。在該范圍，容易進行與植物性纖維的混織、能夠使通過混織工序得到的 纖維混合物內含有更均勻分散的植物性纖維與熱塑性樹脂纖維。該纖度為1 50dtex是 更優(yōu)選的、為1 20dtex是進一步優(yōu)選的、為3 IOdtex是特別優(yōu)選的。這些各個優(yōu)選的 范圍可以得到各個更優(yōu)異的上述效果。此外，在使用聚丙烯作為非酸改性熱塑性樹脂、使用馬來酸酐改性聚丙烯作為酸 改性熱塑性樹脂時，上述3 IOdtex的熱塑性樹脂纖維的平均纖維直徑為3. 8 37. 5 μ m左右。此外，熱塑性樹脂纖維的各種形態(tài)的測定方法與后述的植物性纖維相同。2.混織工序上述“混織工序”是指，將植物性纖維與熱塑性樹脂纖維混織來獲得纖維混合物的工序。上述“植物性纖維”是來源于植物的纖維。作為該植物性纖維，可列舉出從槿麻、 黃麻、馬尼拉麻、西沙爾麻、雁皮、黃瑞香、楮、香蕉、菠蘿、椰子樹、玉米、甘蔗、甘蔗渣、椰子、 紙莎草、蘆葦、針茅(esparto)、薩比草(sabai grass)、麥、稻、竹和各種針葉樹(杉和絲柏 等)、闊葉樹和棉花等各種植物體獲得的纖維。該植物性纖維可以僅使用1種，也可以組合 使用2種以上。在這些中，槿麻是優(yōu)選的。槿麻是生長極快的一年生草本，具有優(yōu)異的二氧 化碳吸收性，因此，能夠為減少大氣中的二氧化碳量、森林資源的有效利用等作出貢獻。此外，作為上述植物性纖維使用的植物體的部位沒有特別限定，只要能夠獲取纖 維即可，可以是非木質部、莖部、根部、葉部以及木質部等構成植物體的任意部位。進而，可 以僅使用特定部位，也可以組合使用2處以上的不同的部位。此外，本發(fā)明中的槿麻是指。具有木質莖的早育性的一年生草本，是被分類為錦葵 科的植物。學名包括hibiscus cannabinus和hibiscus sabdariffa等，進一步，俗名包括 紅麻、古巴樓麻、洋麻、泰國樓麻、mesta、bimli、ambary hemp禾口 bomb ay hemp等。此外，本發(fā)明中的黃麻是指由黃麻得到的纖維。該黃麻中含有包括黃麻[m、 Corchorus capsularisL.)、以及、黃麻(’7 于乂)、長果黃麻(Corchorus olitorius L.)以 及長蒴黃麻(Molokheiya)在內的麻以及椴樹科的植物。該植物性纖維的平均纖維長度以及平均纖維直徑等沒有特別的限定，平均纖維長 度為IOmm以上是優(yōu)選的。通過使用該范圍的植物性纖維，纖維之間(植物性纖維和熱塑性 樹脂纖維)能夠容易地混織(尤其，容易形成相互纏繞)，并且也能發(fā)揮獲得的植物性纖維 復合材的優(yōu)異的機械特性。該平均纖維長度為10 150mm是更優(yōu)選的、為20 IOOmm是 進一步優(yōu)選的、為30 80mm是特別優(yōu)選的。各個范圍可以進一步提高上述效果。此外，該平均纖維長度如下得到按照JIS L1015，用直接法將單纖維一根根地隨 機取出，將其無拉伸地伸直，放在尺上測定纖維長度，合計測定200根得到的平均值。另一方面，上述熱塑性樹脂纖維是通過上述紡絲工序獲得的熱塑性樹脂纖維，但 從紡絲工序獲得的熱塑性樹脂纖維通常是長的。因此，在混織工序使用的熱塑性樹脂纖維 優(yōu)選使用預先調整為適當長度的熱塑性樹脂纖維。即，在本方法中，在紡絲工序與混合纖維 工序之間，可以具備調整熱塑性樹脂纖維的長度的纖維長度調整工序。對混織工序中與植物性纖維混織的熱塑性樹脂纖維的平均纖維長度以及平均纖 維直徑等沒有特別的限定，平均纖維長度為IOmm以上是優(yōu)選的。通過使用該范圍的熱塑性 樹脂纖維，纖維之間(植物性纖維與熱塑性樹脂纖維)能夠容易地混織(尤其，容易形成相 互纏繞)，并且也能發(fā)揮獲得的植物性纖維復合材的優(yōu)異的機械特性。該平均纖維長度為 10 150mm是更優(yōu)選的、為20 IOOmm是進一步優(yōu)選的、為30 70mm是特別優(yōu)選的。各 個范圍能夠進一步提高上述效果。此外，平均纖維長度的測定方法可以直接適用植物性纖 維的方法。另一方面，上述平均纖維直徑為Imm以下是優(yōu)選的。通過使用該范圍的平均纖維直徑的熱塑性樹脂纖維，能夠發(fā)揮獲得的植物性纖維復合材的優(yōu)異的機械特性。該平均纖 維直徑為0. 01 Imm是更優(yōu)選的、為0. 05 0. 7mm是進一步優(yōu)選的、為0. 07 0. 5mm是 特別優(yōu)選的。各個范圍能進一步提高上述效果。此外，這里所說的纖維長度是指，與JIS L1015中的直接法同樣地，將1根植物性纖維無拉伸地伸直，放在尺上測定的值(L)。另一 方面，纖維直徑是對測定了纖維長度的該植物性纖維使用光學顯微鏡測定纖維的長度方向 的中央的纖維直徑的值(t)。此外，混織工序中使用的熱塑性樹脂纖維可以是僅由熱塑性樹脂形成的纖維，也 可以是表面被涂覆了的纖維。即，可以被例如用于提高與各種機械類的潤滑的油劑、親水性 處理劑等涂覆過。將上述植物性纖維與上述熱塑性樹脂纖維混織時各自的配合比例為，以植物性纖 維和熱塑性樹脂纖維的總計為100質量％時，植物性纖維為30 95質量％。為該范圍的 話，植物性纖維復合材能夠獲得優(yōu)異的賦形性，并且還能獲得優(yōu)異的機械特性。該植物性纖 維為40 85質量％是更優(yōu)選的、為45 75質量％是特別優(yōu)選的。這些范圍分別能獲得 更優(yōu)異的效果。上述“混織”是指，將植物性纖維和熱塑性樹脂纖維的纖維彼此混合得到纖維混合 物(例如，墊(mat)狀物等)。這時的混織方法沒有特別的限定，可以使用各種方法，通常， 可以使用干式法或濕式法，其中，干式法是優(yōu)選的。本方法中，由于使用了具有吸濕性的植 物性纖維，若使用濕式法(抄紙法等)，則需要高度干燥的工序，因此，優(yōu)選能夠更簡單地制 造的干式法。作為上述干式法，可列舉出氣流成網(airlay)法以及梳理法等，氣流成網法是優(yōu) 選的。因為其能夠以更簡單的裝置有效地進行混織。該氣流成網法是通過氣流將植物性纖 維和熱塑性樹脂纖維分散、投射到傳送帶面上等，得到植物性纖維與熱塑性樹脂纖維相互 分散的堆積物(纖維混合物)的方法。此外，使用上述氣流成網法混織的纖維混合物通常為墊狀，可以僅使用1層這樣 的墊狀的纖維混合物，也可以在上述混織工序之后，層疊2層或3層以上。即，可以具有層 疊工序。由此，能夠控制纖維混合物的厚度，也可以控制之后獲得的植物性纖維復合物的目 付。進而，這樣將墊狀的纖維混合物層疊得到的纖維混合物層疊體可以進行交織，使得各墊 狀的纖維混合物之間一體化。即，可以具有交織工序。交織方法沒有特別的限定，可列舉出 針刺法、縫編法和水沖擊(water punch)法等，其中，針刺法由于效率高而優(yōu)選。該方法中 的針刺可以僅從層疊物的一個面進行，也可以從表面背面兩面進行。對該纖維混合物(例如，墊狀的纖維混合物)的密度、目付以及厚度等沒有特別的 限定，通常，密度為0. 3g/cm3以下(通常為0. 05g/cm3以上)。此外，目付為400 3000g/ m2(優(yōu)選為600 2000g/m2)。進而，厚度為IOmm以上(通常為50mm以下、優(yōu)選為10 30mm、更優(yōu)選為15 40mm)。此外，上述密度是根據JIS K7112(塑料-非發(fā)泡塑料的密度以及比重的測定方 法)測定的值。此外，上述目付是含水率10%時每平方米的質量。3.加熱工序上述“加熱工序”是，將纖維混合物中的熱塑性樹脂纖維熔融的工序。通過經歷 該加熱工序，可以獲得具有植物性纖維之間通過熱塑性樹脂粘結的結構的植物性纖維復合材。該加熱工序中的加熱溫度為適合所使用的熱塑性樹脂(構成熱塑性樹脂纖維)的 溫度(即，至少各種熱塑性樹脂軟化的溫度)是優(yōu)選的。例如，在使用聚丙烯(包括上述均 聚物或與聚乙烯的嵌段聚合物等)作為非酸改性熱塑性樹脂、使用馬來酸酐改性聚丙烯作 為酸改性熱塑性樹脂時，為170 240°C是優(yōu)選的。在該范圍能夠抑制熱塑性樹脂的負擔， 并且能夠使植物性纖維彼此有效地粘結。該加熱溫度為180 230°C是更優(yōu)選的、為190 220°C是進一步優(yōu)選的、為200 210°C是特別優(yōu)選的。在該范圍能夠更好地獲得上述效果。此外，該加熱工序可以只進行上述加熱，優(yōu)選在加熱的同時進行壓縮(加熱壓縮 工序)或在加熱之后進行壓縮(加熱工序之后具有壓縮工序)。與不進行壓縮的情況相比， 通過進行壓縮，能夠使植物性纖維之間被熱塑性樹脂更牢固地粘結。進行該壓縮時的加壓 壓力沒有特別的限定，為1 IOMPa是優(yōu)選的、為1 5MPa是更優(yōu)選的。此外，在進行該壓縮時，可以在這時同時進行賦形。即，通過在壓縮中使用模具，能 夠成型為板狀(植物性纖維復合材的板等)以及其它各種形狀(產品形態(tài)的各種形狀)。 在對上述板狀進行賦形時，可以直接使用，也可以進一步對該板狀的植物性纖維復合材實 施最終成型(本成型)，得到最終形態(tài){即，具有成型為板狀的預備成型工序(與加熱工序 同時或者在加熱工序之后)和賦形為最終形狀的最終成型工序}。通過本方法得到的植物性纖維復合材中所含的植物性材料通常能維持前述混織 工序中的配合比例。即，在植物性纖維復合材中所含的植物性纖維和熱塑性樹脂的總計為 100質量％時，植物性纖維為30 95質量％、為40 85質量％是更優(yōu)選的、為45 75質 量％是特別優(yōu)選的。所得的效果如前所述。此外，植物性纖維復合材中，在進行上述壓縮的情況下，對所得的植物性纖維復合 材的密度沒有特別的限定，由于壓縮上述纖維混合物(例如，墊狀的纖維混合物)，因此密 度大于該纖維混合物。即，通常，植物性纖維復合材的密度超過0. 3g/cm3(通常為1. Og/cm3 以下)。該密度的測定與上述纖維混合物一樣。通過本發(fā)明的制造方法得到的植物性纖維復合材的形狀、大小以及厚度等沒有特 別的限定。此外，其用途也沒有特別的限定，可以作為例如汽車、鐵路車輛、船舶以及飛機 等的內飾材、外飾材以及結構材料等使用。其中，汽車用品可以列舉出汽車用內飾材、汽車 用儀表盤、汽車用外飾材等。具體地，可列舉出車門基材、儀表板、車門窗框飾條、開關板 (switch base)、側圍板(quarter panel)、扶手的芯材、汽車用車門內裝飾、座席結構材料、 座席靠背板、車頂材料、操縱臺、汽車用隔板(dashboard)、各種儀表盤、蓋裝飾、保險杠、阻 流板以及罩等。進一步，可列舉出例如建筑物和家具等的內飾材、外飾材和結構材料。艮口， 門裝裱材料、門結構材料、各種家具(桌子、椅子、架子、衣櫥等)的裝裱材料、結構材料等。 此外，還可列舉出包裝體、收容體(托盤等)、保護用構件以及分隔構件等。實施例 以下，使用實施例來具體地說明本發(fā)明。[1]實施例1 5 (酸改性熱塑性樹脂不同的植物性纖維復合材的制造)混合作為非酸改性熱塑性樹脂的聚丙烯樹脂(商品名“NOVATEC SA01”、JAPAN POLYPROPYLENE CORPORATION制)和作為酸改性熱塑性樹脂的下述(A) (E)各樹脂，使得 以這2種樹脂的總計為100質量％時，非酸改性熱塑性樹脂為95質量％且酸改性熱塑性樹脂為5質量％，通過熔融紡絲法使所得的熱塑性樹脂混合物纖維化(纖度6. 6dtex)，然后裁 斷成長度為51mm，得到熱塑性樹脂纖維。接著，將得到的熱塑性樹脂纖維與槿麻纖維(平均 長度70mm)按質量比為50 50，使用氣流成網裝置制作厚度15mm的墊(熱塑性樹脂纖維 與槿麻纖維的纖維混合物)。使用模具溫度設定為235°C的壓力機以壓力24kgf/cm2對得到的墊(纖維混合物) 進行加熱壓縮，直到壓縮物的內部溫度變?yōu)?10°C，得到厚度2. 5mm的板狀的植物性纖維復 合材(預備成型體)。使用內部溫度設定為235°C的加熱爐進行加熱，直到得到的板狀的 植物性纖維復合材的內部溫度變?yōu)?10°C，然后從加熱爐取出，接著，使用模具溫度調溫到 400C的壓力機以壓力36kgf/cm2壓縮60秒鐘，得到厚度約2. 3mm且目付約1. 8kg/m2的板狀 的植物性纖維復合材(最終成型體)。實施例1 5中使用的酸改性熱塑性樹脂㈧ (E)實施例1(A)商品名“Y0UMEX 1001” (三洋化成工業(yè)株式會社制、酸改性聚丙烯樹脂、重均 分子量40000、160°C熔融粘度16000、酸值26)實施例2(B)商品名“Y0UMEX 1010”、(三洋化成工業(yè)株式會社制、酸改性聚丙烯樹脂、重均 分子量30000、160°C熔融粘度10000、酸值52)實施例3(C)商品名實施例4(D)商品名實施例5(E)商品名 樹脂)[2]比較例1 (不含酸改性熱塑性樹脂的植物性纖維復合材的制造)僅使用非酸改性熱塑性樹脂(商品名“NOVATEC SAO1”，JAPAN POLYPROPYLENE CORPORATION制)作為熱塑性樹脂來得到熱塑性樹脂纖維，不含酸改性熱塑性樹脂，除此以 外，與上述[1]同樣地得到植物性纖維復合材。[3]實施例1 5和比較例1的各植物性纖維復合材的最大彎曲載荷的測定測定實施例1 5和比較例1的各植物性纖維復合材的最大彎曲載荷。在該測 定時，使用從各植物性纖維復合材切出的、處于含水率約10%以下的狀態(tài)的厚度約2. 3mm、 寬度50mm、長度150mm的長方形的板狀試驗片。接著，將各試驗片用支點間距離(L)為 IOOmrn的2個支點(曲率半徑3. 2mm)支撐，并且從配置于支點間的中心的作用點(曲率 半徑3. 2mm)以速度50mm/分鐘進行載荷的負載，測定各試驗片的最大彎曲載荷(基于 JISK7171)。結果，得到厚度約2. 3mm且目付約1. 8kg/m2時的最大彎曲載荷如下所述。實施例1:105N實施例2:100N實施例3:90N
"ADOMER QE800”、(三井化學株式會社制、酸改性聚烯烴樹脂) "M0DIC-AP P908”、(三菱化學株式會社制、酸改性聚烯烴樹脂) “T0Y0TAC YOUMEX 1001”、(東洋化成工業(yè)株式會社制、酸改性聚烯烴
實施例4:104N實施例5:102N比較例 1 :83N從上述結果可知，在使用了酸改性熱塑性樹脂㈧ (E)的實施例1 5的植物 性纖維復合材中，均獲得了較比較例1高很多的最大彎曲載荷。由此可知，通過使用含有酸 改性熱塑性樹脂的熱塑性樹脂纖維，能夠提高獲得的植物性纖維復合材的機械強度。[4]實施例6 10禾口比較例2(酸改性熱塑性樹脂的配合量和植物性纖維的配合量的比較)使用作為非酸改性熱塑性樹脂的聚丙烯樹脂(商品名“NOVATEC SA 01”，JAPAN POLYPROPYLENE CORPORATION制)和作為酸改性熱塑性樹脂的上述(A)的樹脂進行混合， 使得在這2種樹脂的總計為100質量％時，酸改性熱塑性樹脂為表1 表3所示的3 7 質量％，通過熔融紡絲法使所得的熱塑性樹脂混合物纖維化(纖度6. 6dtex)，然后裁斷成 長度51mm，得到熱塑性樹脂纖維。接著，將得到的熱塑性樹脂纖維與槿麻纖維(平均長度 70mm)按表1 表3所示以質量比50 50或質量比30 70 (樹脂30質量％)，使用氣流 成網裝置制作厚度15mm的墊(熱塑性樹脂纖維與槿麻纖維的纖維混合物)，之后，與上述 [1]中的實施例1同樣地進行加工，得到厚度為約2. 3mm、目付在約1. 3 約2. Okg/m2的范 圍變化的板狀植物性纖維復合材(最終成型體)。[5]各植物性纖維復合材的機械特性的測定對實施例6 10和比較例2的各植物性纖維復合材，按照JISK7112 (塑料-非發(fā) 泡塑料的密度和比重的測定方法)分別測定含水率10%時的密度。進一步，與上述[3]同 樣地，按照JIS K7171測定最大彎曲載荷、抗彎強度和彎曲模量，實施例1、實施例6 10、 比較例1和比較例2的結果一并示于表1 表3。[表1]表權利要求
一種植物性纖維復合材的制造方法，其特征在于，所述植物性纖維復合材具有植物性纖維之間通過熱塑性樹脂粘結的結構，并且在該植物性纖維和該熱塑性樹脂的總量為100質量％時，含有30～95質量％該植物性纖維，該制造方法依次具有下述工序將含有酸改性熱塑性樹脂的熱塑性樹脂熔融紡絲得到熱塑性樹脂纖維的紡絲工序；將植物性纖維與所述熱塑性樹脂纖維混織得到纖維混合物的混織工序；以及，將所述纖維混合物中的所述熱塑性樹脂纖維熔融的加熱工序。
2.根據權利要求1所述的植物性纖維復合材的制造方法，所述酸改性熱塑性樹脂是酸 改性聚烯烴。
3.根據權利要求1或2所述的植物性纖維復合材的制造方法，所述酸改性熱塑性樹脂 的酸值為5以上。
4.根據權利要求1 3的任一項所述的植物性纖維復合材的制造方法，所述酸改性熱 塑性樹脂的重均分子量為10000 100000。
5.根據權利要求1 4的任一項所述的植物性纖維復合材的制造方法，所述紡絲工序 中使用的所述熱塑性樹脂在該熱塑性樹脂總體為100質量％時，含有1 10質量％的所述 酸改性熱塑性樹脂。
6.根據權利要求1 5的任一項所述的植物性纖維復合材的制造方法，所述植物性纖 維是槿麻纖維。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，提供能更高程度地兼顧輕量性與高的機械特性的植物性纖維復合材的制造方法。本發(fā)明是一種植物性纖維復合材的制造方法，所述植物性纖維復合材具有植物性纖維(槿麻纖維等)之間通過熱塑性樹脂(聚丙烯系樹脂等)粘結的結構，并且在植物性纖維和熱塑性樹脂的總量為100質量％時，含有30～95質量％植物性纖維，該制造方法依次具有下述工序將含有酸改性熱塑性樹脂(馬來酸酐改性聚丙烯等)的熱塑性樹脂(聚丙烯系樹脂)熔融紡絲得到熱塑性樹脂纖維的紡絲工序；將植物性纖維(槿麻纖維等)與熱塑性樹脂纖維混織得到纖維混合物的混織工序；以及將纖維混合物中的熱塑性樹脂纖維熔融的加熱工序。
文檔編號B27N3/04GK101977741SQ20098010963
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權日2008年3月27日
發(fā)明者川尻秀樹 申請人:豐田紡織株式會社