CN101977741B - 植物性纤维复合材的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供能更高程度地兼顾轻量性与高的机械特性的植物性纤维复合材的制造方法。本发明是一种植物性纤维复合材的制造方法，所述植物性纤维复合材具有植物性纤维(槿麻纤维等)之间通过热塑性树脂(聚丙烯系树脂等)粘结的结构，并且在植物性纤维和热塑性树脂的总量为100质量％时，含有30～95质量％植物性纤维，该制造方法依次具有下述工序：将含有酸改性热塑性树脂(马来酸酐改性聚丙烯等)的热塑性树脂(聚丙烯系树脂)熔融纺丝得到热塑性树脂纤维的纺丝工序；将植物性纤维(槿麻纤维等)与热塑性树脂纤维混织得到纤维混合物的混织工序；以及将纤维混合物中的热塑性树脂纤维熔融的加热工序。

Description

植物性纤维复合材的制造方法
技术领域
本发明涉及植物性纤维复合材的制造方法。更详细地，涉及含有30质量％以上的大量的植物性材料的植物性纤维复合材的制造方法。
背景技术
近年来，从减少二氧化碳排出量以及二氧化碳的固定化等观点出发，槿麻等生长快、二氧化碳吸收量多的植物受到关注，期待其作为与树脂复合化的复合材料的用途。作为利用该植物材料的技术，已知有下述专利文献1中公开的技术。
专利文献1：日本特开2007-98583号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，对于该复合材料，近年来，要求其兼顾更轻量化与机械特性的提高。即，例如，在由复合材料构成的基材中，通过减小其目付(日本织物单位面积重量)可以实现轻量化，但通常若使得目付较小，则复合材料(由复合材料构成的基材等)的机械特性与此成比例地降低。因此，要求一种复合材料，其即使为相同的目付，也能发挥更高的机械特性。
本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于，提供能更高程度地兼顾轻量性与高的机械特性的植物性纤维复合材的制造方法。
用于解决问题的方案
即，本发明为如以所示。
(1)一种植物性纤维复合材的制造方法，其特征在于，
所述植物性纤维复合材具有植物性纤维之间通过热塑性树脂粘结的结构，并且在该植物性纤维和该热塑性树脂的总量为100质量％时，含有30～95质量％该植物性纤维，
该制造方法依次具有下述工序：
将含有酸改性热塑性树脂的热塑性树脂熔融纺丝得到热塑性树脂纤维的纺丝工序；
将植物性纤维与上述热塑性树脂纤维混织得到纤维混合物的混织工序；以及，
将上述纤维混合物中的上述热塑性树脂纤维熔融的加热工序。
(2)根据上述(1)所述的植物性纤维复合材的制造方法，上述酸改性热塑性树脂是酸改性聚烯烃。
(3)根据上述(1)或(2)所述的植物性纤维复合材的制造方法，上述酸改性热塑性树脂的酸值为5以上。
(4)根据上述(1)～(3)的任一项所述的植物性纤维复合材的制造方法，上述酸改性热塑性树脂的重均分子量为10000～100000。
(5)根据上述(1)～(4)的任一项所述的植物性纤维复合材的制造方法，上述纺丝工序所用的上述热塑性树脂在该热塑性树脂总体为100质量％时，含有1～10质量％上述酸改性热塑性树脂。
(6)根据上述(1)～(5)的任一项所述的植物性纤维复合材的制造方法，上述植物性纤维是槿麻纤维。
发明的效果
根据本发明的植物性纤维复合材的制造方法，可以获得含有30～95质量％的大量的植物性材料、并且具有比以往更优异的机械特性的植物性纤维复合材。即，能够使得用于获得相同的机械特性所需的目付小、能够获得比以往更轻的植物性纤维复合材。
酸改性热塑性树脂为酸改性聚烯烃时，能够获得比使用其它成分时更优异的提高机械特性的效果，能够获得更轻量且具有优异的机械特性的植物性纤维复合材。
酸改性热塑性树脂的酸值为15以上时，与使用低于该酸值的成分相比，能够以更少量获得高的提高机械特性的效果，尤其能够获得轻量且具有优异的机械特性的植物性纤维复合材。
酸改性热塑性树脂的重均分子量为10000～100000时，能够含有酸改性热塑性树脂，且能获得优异的纺丝效率，尤其容易纤维化。因此，使用包含酸改性热塑性树脂的热塑性树脂纤维能够更好地获得上述各效果。
纺丝工序所用的热塑性树脂以热塑性树脂总体为100质量％时，在含有1～10质量％酸改性热塑性树脂的情况下，在含有酸改性热塑性树脂的同时能获得更优异的纺丝效率，尤其更容易纤维化。因此，使用包含酸改性热塑性树脂的热塑性树脂纤维，能够进一步更好地获得上述各效果。
槿麻是生长极快的一年生草本，具有优异的二氧化碳吸收性，因此，植物性纤维为槿麻纤维时，能够为减少大气中的二氧化碳量、森林资源的有效利用等作出贡献。
附图说明
图1是表示通过本方法获得的植物性纤维复合材(植物性纤维50质量％+热塑性树脂50质量％)的目付与最大弯曲载荷的关系图。
图2是表示通过本方法获得的植物性纤维复合材(植物性纤维70质量％+热塑性树脂30质量％)的目付与最大弯曲载荷的关系图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明。
[1]植物性纤维复合材的制造方法
本发明的植物性纤维复合材的制造方法的特征在于，
所述植物性纤维复合材具有植物性纤维之间通过热塑性树脂粘结的结构，并且在该植物性纤维和该热塑性树脂的总量为100质量％时，含有30～95质量％该植物性纤维，
该制造方法依次具有下述工序：
将含有酸改性热塑性树脂的热塑性树脂熔融纺丝得到热塑性树脂纤维的纺丝工序；
将植物性纤维与上述热塑性树脂纤维混织得到纤维混合物的混织工序；以及，
将上述纤维混合物中的上述热塑性树脂纤维熔融的加热工序。
1.纺丝工序
上述“纺丝工序”是将含有酸改性热塑性树脂的热塑性树脂熔融纺丝来获得热塑性树脂纤维的工序。对于该工序中的熔融纺丝，可以使用以往公知的各种熔融纺丝法，没有特别的限定。
上述“热塑性树脂”是含有酸改性热塑性树脂的热塑性的树脂(本发明中，以下，将热塑性树脂中的除酸改性热塑性树脂以外的其它热塑性树脂称作“非酸改性热塑性树脂”)。
上述“酸改性热塑性树脂”是通过酸改性导入了酸改性基团的热塑性树脂。对导入到该热塑性树脂中的酸改性基团的种类没有特别的限定，通常是羧酸酐残基(-CO-O-OC-)和/或羧酸残基(-COOH)。酸改性基团通过哪种化合物导入均可，作为该化合物，可列举出马来酸酐、衣康酸酐、琥珀酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、马来酸、衣康酸、富马酸、丙烯酸以及甲基丙烯酸等。它们可以仅使用1种，也可以组合2种以上使用。在这些当中，马来酸酐和衣康酸酐是优选的，马来酸酐是特别优选的。
进而，作为酸改性热塑性树脂的骨架的热塑性树脂(以下，简称为“骨架热塑性树脂”)的种类没有特别限制，可以使用各种热塑性树脂。作为该骨架热塑性树脂，可列举出聚烯烃、聚酯树脂、聚苯乙烯、丙烯酸树脂(使用甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯等得到的树脂)、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂以及ABS树脂等。其中，作为聚烯烃，可列举出聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯无规共聚物等。作为聚酯树脂，可列举出聚乳酸、聚己内酯以及聚丁二酸丁二醇酯等脂肪族聚酯树脂，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯等芳香族聚酯树脂等。
作为这样的酸改性热塑性树脂，可列举出例如，商品名YOUMEX(三洋化成工业株式会社制、其中，优选YOUMEX1001和YOUMEX 1010等)、商品名ADOMER(三井化学株式会社制、其中，优选ADOMER QE800等)、商品名MODIC(三菱化学株式会社制，其中，优选MODIC-AP P908等)、商品名TOYOTAC(东洋化成工业株式会社制，其中优选TOYO TACH-1100P-P等)等各种树脂。
导入到该酸改性热塑性树脂中的酸改性基团的量没有特别的限定，但酸值通常为5以上(通常80以下)。该酸值为15以上是优选的。即，酸值较高的酸改性热塑性树脂是优选的。通过使用这样的酸改性热塑性树脂，能够抑制酸改性热塑性树脂的添加量并且能获得好的添加效果。此外，能够顺利地纺丝出适合后述混织的纤度的热塑性树脂纤维。该酸值为15～70是更优选的、为20～60是进一步优选的、为23～30是特别优选的。此外，该酸值是基于JIS K0070得出的。
进而，酸改性热塑性树脂的分子量没有特别的限定，但重均分子量为10000～200000是优选的、进而，为10000～100000是更优选的。即，分子量较小的酸改性热塑性树脂是优选的。通过使用这样的酸改性热塑性树脂，能够抑制酸改性热塑性树脂的添加量并且获得好的添加效果。此外，能够顺利地纺丝出适合后述混织的纤度的热塑性树脂纤维。该重均分子量的下限值为15000是更优选的、为25000是进一步优选的、为35000是特别优选的。另一方面，该重均分子量的上限值为200000是更优选的、为150000是进一步优选的、为100000是尤其优选的。为35000～60000是特别优选的。此外，该重均分子量是通过GPC法得到的。
进而，酸改性热塑性树脂的熔融粘度没有特别的限定，在160℃时为4000～30000mPa·s是优选的。通过使用这样的酸改性热塑性树脂，能够抑制酸改性热塑性树脂的添加量并且获得好的添加效果。此外，能够顺利地纺丝出适合后述混织的纤度的热塑性树脂纤维。该熔融粘度为4000～25000是更优选的、为5000～20000是进一步优选的、为10000～20000是特别优选的。此外，该熔融粘度是在温度160℃下用B型粘度计测定的值。
作为满足上述酸值、重均分子量及熔融粘度的优选范围的酸改性热塑性树脂，上述商品名YOUMEX(三洋化成工业株式会社制)中，商品名YOUMEX 1001和/或商品名YOUMEX 1010是更优选的。
另一方面，构成热塑性树脂的除酸改性热塑性树脂以外的树脂(即，非酸改性热塑性树脂)只要为热塑性就没有特别的限定。作为该非酸改性热塑性树脂(非酸改性热塑性树脂的种类)，可列举出聚烯烃、聚酯树脂、聚苯乙烯、丙烯酸树脂(使用甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯等得到的树脂)、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂和AB S树脂等。其中，作为聚烯烃，可列举出聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物(乙烯-丙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯无规共聚物)等。作为聚酯树脂，可列举出聚乳酸、聚己内酯和聚丁二酸丁二醇酯等脂肪族聚酯树脂，以及，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯等芳香族聚酯树脂等。这些非酸改性热塑性树脂可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
构成上述酸改性热塑性树脂的骨架热塑性树脂与非酸改性热塑性树脂可以相同(同种类)，也可以不同(为不同种类)，优选相同，进而，优选均为聚烯烃。聚烯烃的操作容易，能够提高生产率。此外，能获得高的柔软性和优异的赋形性。在聚烯烃中，聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物以及聚丙烯与聚乙烯的混合树脂(混合聚合物，alloy)是优选的。进而，作为非酸改性热塑性树脂，聚丙烯或上述混合树脂是特别优选的，作为酸改性热塑性树脂的骨架热塑性树脂，聚丙烯是特别优选的。
因而，作为非酸改性热塑性树脂，聚丙烯或上述混合树脂是特别优选的，作为酸改性热塑性树脂，马来酸酐改性聚丙烯是特别优选的。
此外，以热塑性树脂的总体为100质量％时，上述酸改性热塑性树脂的比例为15质量％以下(通常为0.3质量％以上)是优选的。为该范围的配合量时，可以进行流畅的纺丝，并且通过与非酸改性热塑性树脂的组合使用，能够有效地提高所得成型体(热塑性树脂成型体)的机械特性。该配合量为0.5～15质量％是优选的、为1～13质量％是更优选的、为1～10质量％是进一步优选的、为1～7质量％是特别优选的、为2～7质量％是进一步特别优选的、为3～7质量％是最优选的。这些各个优选的范围可以得到各个更优异的上述效果。
通过该熔融纺丝工序获得的热塑性树脂纤维的纤度等没有特别的限定，为1～100dtex是优选的。在该范围，容易进行与植物性纤维的混织、能够使通过混织工序得到的纤维混合物内含有更均匀分散的植物性纤维与热塑性树脂纤维。该纤度为1～50dtex是更优选的、为1～20dtex是进一步优选的、为3～10dtex是特别优选的。这些各个优选的范围可以得到各个更优异的上述效果。
此外，在使用聚丙烯作为非酸改性热塑性树脂、使用马来酸酐改性聚丙烯作为酸改性热塑性树脂时，上述3～10dtex的热塑性树脂纤维的平均纤维直径为3.8～37.5μm左右。
此外，热塑性树脂纤维的各种形态的测定方法与后述的植物性纤维相同。
2.混织工序
上述“混织工序”是指，将植物性纤维与热塑性树脂纤维混织来获得纤维混合物的工序。
上述“植物性纤维”是来源于植物的纤维。作为该植物性纤维，可列举出从槿麻、黄麻、马尼拉麻、西沙尔麻、雁皮、黄瑞香、楮、香蕉、菠萝、椰子树、玉米、甘蔗、甘蔗渣、椰子、纸莎草、芦苇、针茅(esparto)、萨比草(sabai grass)、麦、稻、竹和各种针叶树(杉和丝柏等)、阔叶树和棉花等各种植物体获得的纤维。该植物性纤维可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。在这些中，槿麻是优选的。槿麻是生长极快的一年生草本，具有优异的二氧化碳吸收性，因此，能够为减少大气中的二氧化碳量、森林资源的有效利用等作出贡献。
此外，作为上述植物性纤维使用的植物体的部位没有特别限定，只要能够获取纤维即可，可以是非木质部、茎部、根部、叶部以及木质部等构成植物体的任意部位。进而，可以仅使用特定部位，也可以组合使用2处以上的不同的部位。
此外，本发明中的槿麻是指。具有木质茎的早育性的一年生草本，是被分类为锦葵科的植物。学名包括hibiscus cannabinus和hibiscus sabdariffa等，进一步，俗名包括红麻、古巴槿麻、洋麻、泰国槿麻、mesta、bimli、ambary hemp和bombay hemp等。
此外，本发明中的黄麻是指由黄麻得到的纤维。该黄麻中含有包括黄麻(コゥマ、Corchorus capsularisL.)、以及、黄麻(ッナソ)、长果黄麻(Corchorus olitorius L.)以及长蒴黄麻(Molokheiya)在内的麻以及椴树科的植物。
该植物性纤维的平均纤维长度以及平均纤维直径等没有特别的限定，平均纤维长度为10mm以上是优选的。通过使用该范围的植物性纤维，纤维之间(植物性纤维和热塑性树脂纤维)能够容易地混织(尤其，容易形成相互缠绕)，并且也能发挥获得的植物性纤维复合材的优异的机械特性。该平均纤维长度为10～150mm是更优选的、为20～100mm是进一步优选的、为30～80mm是特别优选的。各个范围可以进一步提高上述效果。
此外，该平均纤维长度如下得到：按照JIS L1015，用直接法将单纤维一根根地随机取出，将其无拉伸地伸直，放在尺上测定纤维长度，合计测定200根得到的平均值。
另一方面，上述热塑性树脂纤维是通过上述纺丝工序获得的热塑性树脂纤维，但从纺丝工序获得的热塑性树脂纤维通常是长的。因此，在混织工序使用的热塑性树脂纤维优选使用预先调整为适当长度的热塑性树脂纤维。即，在本方法中，在纺丝工序与混合纤维工序之间，可以具备调整热塑性树脂纤维的长度的纤维长度调整工序。
对混织工序中与植物性纤维混织的热塑性树脂纤维的平均纤维长度以及平均纤维直径等没有特别的限定，平均纤维长度为10mm以上是优选的。通过使用该范围的热塑性树脂纤维，纤维之间(植物性纤维与热塑性树脂纤维)能够容易地混织(尤其，容易形成相互缠绕)，并且也能发挥获得的植物性纤维复合材的优异的机械特性。该平均纤维长度为10～150mm是更优选的、为20～100mm是进一步优选的、为30～70mm是特别优选的。各个范围能够进一步提高上述效果。此外，平均纤维长度的测定方法可以直接适用植物性纤维的方法。
另一方面，上述平均纤维直径为1mm以下是优选的。通过使用该范围的平均纤维直径的热塑性树脂纤维，能够发挥获得的植物性纤维复合材的优异的机械特性。该平均纤维直径为0.01～1mm是更优选的、为0.05～0.7mm是进一步优选的、为0.07～0.5mm是特别优选的。各个范围能进一步提高上述效果。此外，这里所说的纤维长度是指，与JIS L1015中的直接法同样地，将1根植物性纤维无拉伸地伸直，放在尺上测定的值(L)。另一方面，纤维直径是对测定了纤维长度的该植物性纤维使用光学显微镜测定纤维的长度方向的中央的纤维直径的值(t)。
此外，混织工序中使用的热塑性树脂纤维可以是仅由热塑性树脂形成的纤维，也可以是表面被涂覆了的纤维。即，可以被例如用于提高与各种机械类的润滑的油剂、亲水性处理剂等涂覆过。
将上述植物性纤维与上述热塑性树脂纤维混织时各自的配合比例为，以植物性纤维和热塑性树脂纤维的总计为100质量％时，植物性纤维为30～95质量％。为该范围的话，植物性纤维复合材能够获得优异的赋形性，并且还能获得优异的机械特性。该植物性纤维为40～85质量％是更优选的、为45～75质量％是特别优选的。这些范围分别能获得更优异的效果。
上述“混织”是指，将植物性纤维和热塑性树脂纤维的纤维彼此混合得到纤维混合物(例如，垫(mat)状物等)。这时的混织方法没有特别的限定，可以使用各种方法，通常，可以使用干式法或湿式法，其中，干式法是优选的。本方法中，由于使用了具有吸湿性的植物性纤维，若使用湿式法(抄纸法等)，则需要高度干燥的工序，因此，优选能够更简单地制造的干式法。
作为上述干式法，可列举出气流成网(airlay)法以及梳理法等，气流成网法是优选的。因为其能够以更简单的装置有效地进行混织。该气流成网法是通过气流将植物性纤维和热塑性树脂纤维分散、投射到传送带面上等，得到植物性纤维与热塑性树脂纤维相互分散的堆积物(纤维混合物)的方法。
此外，使用上述气流成网法混织的纤维混合物通常为垫状，可以仅使用1层这样的垫状的纤维混合物，也可以在上述混织工序之后，层叠2层或3层以上。即，可以具有层叠工序。由此，能够控制纤维混合物的厚度，也可以控制之后获得的植物性纤维复合物的目付。进而，这样将垫状的纤维混合物层叠得到的纤维混合物层叠体可以进行交织，使得各垫状的纤维混合物之间一体化。即，可以具有交织工序。交织方法没有特别的限定，可列举出针刺法、缝编法和水冲击(water punch)法等，其中，针刺法由于效率高而优选。该方法中的针刺可以仅从层叠物的一个面进行，也可以从表面背面两面进行。
对该纤维混合物(例如，垫状的纤维混合物)的密度、目付以及厚度等没有特别的限定，通常，密度为0.3g/cm3以下(通常为0.05g/cm3以上)。此外，目付为400～3000g/m2(优选为600～2000g/m2)。进而，厚度为10mm以上(通常为50mm以下、优选为10～30mm、更优选为15～40mm)。
此外，上述密度是根据JIS K7112(塑料-非发泡塑料的密度以及比重的测定方法)测定的值。此外，上述目付是含水率10％时每平方米的质量。
3.加热工序
上述“加热工序”是，将纤维混合物中的热塑性树脂纤维熔融的工序。通过经历该加热工序，可以获得具有植物性纤维之间通过热塑性树脂粘结的结构的植物性纤维复合材。
该加热工序中的加热温度为适合所使用的热塑性树脂(构成热塑性树脂纤维)的温度(即，至少各种热塑性树脂软化的温度)是优选的。例如，在使用聚丙烯(包括上述均聚物或与聚乙烯的嵌段聚合物等)作为非酸改性热塑性树脂、使用马来酸酐改性聚丙烯作为酸改性热塑性树脂时，为170～240℃是优选的。在该范围能够抑制热塑性树脂的负担，并且能够使植物性纤维彼此有效地粘结。该加热温度为180～230℃是更优选的、为190～220℃是进一步优选的、为200～210℃是特别优选的。在该范围能够更好地获得上述效果。
此外，该加热工序可以只进行上述加热，优选在加热的同时进行压缩(加热压缩工序)或在加热之后进行压缩(加热工序之后具有压缩工序)。与不进行压缩的情况相比，通过进行压缩，能够使植物性纤维之间被热塑性树脂更牢固地粘结。进行该压缩时的加压压力没有特别的限定，为1～10MPa是优选的、为1～5MPa是更优选的。
此外，在进行该压缩时，可以在这时同时进行赋形。即，通过在压缩中使用模具，能够成型为板状(植物性纤维复合材的板等)以及其它各种形状(产品形态的各种形状)。在对上述板状进行赋形时，可以直接使用，也可以进一步对该板状的植物性纤维复合材实施最终成型(本成型)，得到最终形态{即，具有成型为板状的预备成型工序(与加热工序同时或者在加热工序之后)和赋形为最终形状的最终成型工序}。
通过本方法得到的植物性纤维复合材中所含的植物性材料通常能维持前述混织工序中的配合比例。即，在植物性纤维复合材中所含的植物性纤维和热塑性树脂的总计为100质量％时，植物性纤维为30～95质量％、为40～85质量％是更优选的、为45～75质量％是特别优选的。所得的效果如前所述。
此外，植物性纤维复合材中，在进行上述压缩的情况下，对所得的植物性纤维复合材的密度没有特别的限定，由于压缩上述纤维混合物(例如，垫状的纤维混合物)，因此密度大于该纤维混合物。即，通常，植物性纤维复合材的密度超过0.3g/cm3(通常为1.0g/cm3以下)。该密度的测定与上述纤维混合物一样。
通过本发明的制造方法得到的植物性纤维复合材的形状、大小以及厚度等没有特别的限定。此外，其用途也没有特别的限定，可以作为例如汽车、铁路车辆、船舶以及飞机等的内饰材、外饰材以及结构材料等使用。其中，汽车用品可以列举出汽车用内饰材、汽车用仪表盘、汽车用外饰材等。具体地，可列举出车门基材、仪表板、车门窗框饰条、开关板(switch base)、侧围板(quarter panel)、扶手的芯材、汽车用车门内装饰、座席结构材料、座席靠背板、车顶材料、操纵台、汽车用隔板(dashboard)、各种仪表盘、盖装饰、保险杠、阻流板以及罩等。进一步，可列举出例如建筑物和家具等的内饰材、外饰材和结构材料。即，门装裱材料、门结构材料、各种家具(桌子、椅子、架子、衣橱等)的装裱材料、结构材料等。此外，还可列举出包装体、收容体(托盘等)、保护用构件以及分隔构件等。
实施例
以下，使用实施例来具体地说明本发明。
[1]实施例1～5(酸改性热塑性树脂不同的植物性纤维复合材的制造)
混合作为非酸改性热塑性树脂的聚丙烯树脂(商品名“NOVATEC SA01”、JAPAN POLYPROPYLENE CORPORATION制)和作为酸改性热塑性树脂的下述(A)～(E)各树脂，使得以这2种树脂的总计为100质量％时，非酸改性热塑性树脂为95质量％且酸改性热塑性树脂为5质量％，通过熔融纺丝法使所得的热塑性树脂混合物纤维化(纤度6.6dtex)，然后裁断成长度为51mm，得到热塑性树脂纤维。接着，将得到的热塑性树脂纤维与槿麻纤维(平均长度70mm)按质量比为50∶50，使用气流成网装置制作厚度15mm的垫(热塑性树脂纤维与槿麻纤维的纤维混合物)。
使用模具温度设定为235℃的压力机以压力24kgf/cm2对得到的垫(纤维混合物)进行加热压缩，直到压缩物的内部温度变为210℃，得到厚度2.5mm的板状的植物性纤维复合材(预备成型体)。使用内部温度设定为235℃的加热炉进行加热，直到得到的板状的植物性纤维复合材的内部温度变为210℃，然后从加热炉取出，接着，使用模具温度调温到40℃的压力机以压力36kgf/cm2压缩60秒钟，得到厚度约2.3mm且目付约1.8kg/m2的板状的植物性纤维复合材(最终成型体)。
实施例1～5中使用的酸改性热塑性树脂(A)～(E)
实施例1
(A)商品名“YOUMEX 1001”(三洋化成工业株式会社制、酸改性聚丙烯树脂、重均分子量40000、160℃熔融粘度16000、酸值26)
实施例2
(B)商品名“YOUMEX 1010”、(三洋化成工业株式会社制、酸改性聚丙烯树脂、重均分子量30000、160℃熔融粘度10000、酸值52)
实施例3
(C)商品名“ADOMER QE800”、(三井化学株式会社制、酸改性聚烯烃树脂)
实施例4
(D)商品名“MODIC-AP P908”、(三菱化学株式会社制、酸改性聚烯烃树脂)
实施例5
(E)商品名“TOYOTAC YOUMEX 1001”、(东洋化成工业株式会社制、酸改性聚烯烃树脂)
[2]比较例1(不含酸改性热塑性树脂的植物性纤维复合材的制造)
仅使用非酸改性热塑性树脂(商品名“NOVATEC SA01”，JAPAN POLYPROPYLENE CORPORATION制)作为热塑性树脂来得到热塑性树脂纤维，不含酸改性热塑性树脂，除此以外，与上述[1]同样地得到植物性纤维复合材。
[3]实施例1～5和比较例1的各植物性纤维复合材的最大弯曲载荷的测定
测定实施例1～5和比较例1的各植物性纤维复合材的最大弯曲载荷。在该测定时，使用从各植物性纤维复合材切出的、处于含水率约10％以下的状态的厚度约2.3mm、宽度50mm、长度150mm的长方形的板状试验片。接着，将各试验片用支点间距离(L)为100mm的2个支点(曲率半径3.2mm)支撑，并且从配置于支点间的中心的作用点(曲率半径3.2mm)以速度50mm/分钟进行载荷的负载，测定各试验片的最大弯曲载荷(基于JISK7171)。
结果，得到厚度约2.3mm且目付约1.8kg/m2时的最大弯曲载荷如下所述。
实施例1：105N
实施例2：100N
实施例3：90N
实施例4：104N
实施例5：102N
比较例1：83N
从上述结果可知，在使用了酸改性热塑性树脂(A)～(E)的实施例1～5的植物性纤维复合材中，均获得了较比较例1高很多的最大弯曲载荷。由此可知，通过使用含有酸改性热塑性树脂的热塑性树脂纤维，能够提高获得的植物性纤维复合材的机械强度。
[4]实施例6～10和比较例2
(酸改性热塑性树脂的配合量和植物性纤维的配合量的比较)
使用作为非酸改性热塑性树脂的聚丙烯树脂(商品名“NOVATEC SA 01”，JAPAN POLYPROPYLENE CORPORATION制)和作为酸改性热塑性树脂的上述(A)的树脂进行混合，使得在这2种树脂的总计为100质量％时，酸改性热塑性树脂为表1～表3所示的3～7质量％，通过熔融纺丝法使所得的热塑性树脂混合物纤维化(纤度6.6dtex)，然后裁断成长度51mm，得到热塑性树脂纤维。接着，将得到的热塑性树脂纤维与槿麻纤维(平均长度70mm)按表1～表3所示以质量比50∶50或质量比30∶70(树脂30质量％)，使用气流成网装置制作厚度15mm的垫(热塑性树脂纤维与槿麻纤维的纤维混合物)，之后，与上述[1]中的实施例1同样地进行加工，得到厚度为约2.3mm、目付在约1.3～约2.0kg/m2的范围变化的板状植物性纤维复合材(最终成型体)。
[5]各植物性纤维复合材的机械特性的测定
对实施例6～10和比较例2的各植物性纤维复合材，按照JISK7112(塑料-非发泡塑料的密度和比重的测定方法)分别测定含水率10％时的密度。进一步，与上述[3]同样地，按照JIS K7171测定最大弯曲载荷、抗弯强度和弯曲模量，实施例1、实施例6～10、比较例1和比较例2的结果一并示于表1～表3。
[表1]
表1
Figure BPA00001228638800181
均为植物性纤维50质量％+热塑性树脂50质量％
实施例1：非酸改性PP 95质量％+酸改性PP 5质量％
实施例6：非酸改性PP 97质量％+酸改性PP 3质量％
实施例7：非酸改性PP 93质量％+酸改性PP 7质量％
[表2]
表2
均为植物性纤维70质量％+热塑性树脂30质量％
实施例8：非酸改性PP 97质量％+酸改性PP 3质量％
实施例9：非酸改性PP 95质量％+酸改性PP 5质量％
实施例10：非酸改性PP 93质量％+酸改性PP 7质量％
[表3]
表3
Figure BPA00001228638800211
比较例1：植物性纤维50质量％+热塑性树脂50质量％
非酸改性PP 100质量％+酸改性PP 0质量％
比较例2：植物性纤维70质量％+热塑性树脂30质量％
非酸改性PP 100质量％+酸改性PP 0质量％
[6]实施例的效果
对于表1～3，对目付(X轴)与最大弯曲载荷(Y轴)的关系作图，进一步，对各实施例和比较例添加近似直线，示于图1(比较例1、实施例1、实施例6和实施例7)以及图2(比较例2、实施例8、实施例9和实施例10)。此外，图1内和图2内的“PP”是指本发明各实施例所用的聚丙烯，“DPP”是指本发明各实施例所用的酸改性聚丙烯。
从图1的结果可知，相对于比较例1，在任一实施例中，通过含有酸改性热塑性树脂，最大弯曲载荷均得到了提高。即，例如，
在比较例1的近似直线中，目付1.8kg/m2时的最大弯曲载荷为82.57N，该最大弯曲载荷，在实施例1和实施例6中在目付1.56kg/m2时得到，在实施例7中在目付1.55kg/m2时得到，相对于比较例1，分别可以轻量化约14％。同样地，在比较例1的近似直线中，目付1.6kg/m2时的最大弯曲载荷为69.46N，该最大弯曲载荷，在实施例1和实施例6中在目付1.38kg/m2时得到，在实施例7中在目付1.39kg/m2时得到，相对于比较例1，分别可以轻量化约14％。
此外，相对于比较例1的近似直线，实施例1和实施例6的近似直线较平行地配置，与此相对地，实施例7的近似直线可见目付越大、与比较例1的近似直线的最大弯曲载荷之差就变得越大的倾向，由此可知，使用酸改性热塑性树脂带来的提高机械特性的效果表现得尤为显著。
另一方面，从图2的结果可知，相对于比较例2，任一实施例均通过含有酸改性热塑性树脂使得最大弯曲载荷得到了提高。即，例如，在比较例2的近似直线中，目付1.8kg/m2时的最大弯曲载荷为93.77N，该最大弯曲载荷，在实施例8和实施例9中在目付1.60kg/m2时得到，在实施例10中在目付1.55kg/m2时得到，相对于比较例2，分别可以轻量化约11～14％。同样地，在比较例2的近似直线中，目付1.6kg/m2时的最大弯曲载荷为76.59N，该最大弯曲载荷，在实施例8中在目付1.43kg/m2时得到，在实施例9中在目付1.44kg/m2时得到，在实施例10中在目付1.39kg/m2时得到，相对于比较例2，分别可以轻量化约10～13％。
此外，相对于比较例2的近似直线，实施例8～实施例10的近似直线均可见目付越大、与比较例2的近似直线的最大弯曲载荷之差就变得越大的倾向，由此可知，使用酸改性热塑性树脂带来的提高机械特性的效果表现得尤为显著。
产业上的可利用性
本发明的植物性纤维复合材的制造方法可在汽车相关领域及建筑相关领域等中广泛利用。尤其适合汽车、铁路车辆、船舶及飞机等的内饰材、外饰材以及结构材料等，其中，作为汽车用品，适合汽车用内饰材、汽车用仪表盘、汽车用外饰材等。具体地可列举出车门基材、仪表板、车门窗框饰条、开关板、侧围板、扶手的芯材、汽车用车门内装饰、座席结构材料、座席靠背板、车顶材料、操纵台、汽车用隔板、各种仪表盘、盖装饰、保险杠、阻流板以及罩等。另外，也适合例如建筑物及家具等的内饰材、外饰材以及结构材料。具体地可列举出门装裱材料、门结构材料、各种家具(桌子、椅子、架子、衣橱等)的装裱材料、结构材料等。另外，也适合作为包装体、收容体(托盘等)、保护用构件以及分隔构件等。

Claims (7)

1.一种植物性纤维复合材的制造方法，其特征在于，
所述植物性纤维复合材具有植物性纤维之间通过热塑性树脂粘结的结构，并且在该植物性纤维和该热塑性树脂的总量为100质量%时，含有30～95质量%该植物性纤维，所述植物性纤维的平均纤维长度为10～150mm，
该制造方法依次具有下述工序：
将含有酸改性热塑性树脂的热塑性树脂熔融纺丝得到热塑性树脂纤维的纺丝工序；
将植物性纤维与所述热塑性树脂纤维的纤维彼此混合得到纤维混合物的混织工序；以及，
将所述纤维混合物中的所述热塑性树脂纤维熔融的加热工序，
所述热塑性树脂是聚烯烃树脂，
所述热塑性树脂纤维的平均纤维长度为10～150mm。
2.根据权利要求1所述的植物性纤维复合材的制造方法，所述酸改性热塑性树脂的酸值为5以上。
3.根据权利要求1或2所述的植物性纤维复合材的制造方法，在所述混织工序中，使用气流成网法。
4.根据权利要求1所述的植物性纤维复合材的制造方法，所述酸改性热塑性树脂是酸改性聚烯烃。
5.根据权利要求1所述的植物性纤维复合材的制造方法，所述酸改性热塑性树脂的重均分子量为10000～100000。
6.根据权利要求1所述的植物性纤维复合材的制造方法，所述纺丝工序中使用的所述热塑性树脂在该热塑性树脂总体为100质量%时，含有1～10质量%的所述酸改性热塑性树脂。
7.根据权利要求1所述的植物性纤维复合材的制造方法，所述植物性纤维是槿麻纤维。
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