JP2014019981A - Method for manufacturing flat yarn and method for manufacturing cloth laminate - Google Patents

Method for manufacturing flat yarn and method for manufacturing cloth laminate Download PDF

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秀幸 亀谷
Yohei Tanabe
洋平 田辺
Takahiro Yanagihara
孝広 柳原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a flat yarn that can stably mass produce a flat yarn having high tensile elasticity and is good in producibility and to provide a method for manufacturing a cloth laminate that has both of high flexural modulus and impact strength using a flat yarn having high tensile elasticity.SOLUTION: A method for manufacturing a flat yarn is that a surface layer including at least random polypropylene is laminated on both surfaces of an intermediate layer comprising homopolypropylene having 500 to 700 thousands of weight average molecular weight to form a belt body, and that the belt body is uniaxially stretched with 12 to 14 times of draw ratio at a high temperature higher than the melting point of homopolypropylene to manufacture the flat yarn. A method for manufacturing a cloth laminate is that the manufactured flat yarn as at least one of a warp yarn and a weft yarn is used to form a cloth-shape body, a plurality of the cloth-shape bodies is laminated at the room temperature and under the atmospheric pressure, is heat pressured, and is cool pressured to manufacture the cloth laminate.

Description

本発明はフラットヤーンの製造方法及びクロス積層体の製造方法に関し、詳しくは、安定量産が可能で生産性が良好なフラットヤーンの製造方法及びそのフラットヤーンを用いて形成されたクロス積層体の製造方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a flat yarn and a method for producing a cross laminate, and more specifically, a method for producing a flat yarn capable of stable mass production and good productivity, and a cross laminate produced using the flat yarn. Regarding the method.

フィルムを裁断して得られる帯状体を一軸延伸することによって得られるフラットヤーンは、引張強度が大きいことから、様々な分野の糸素材として利用されている。特にフラットヤーンを用いて形成された布状体は高い機械的強度を有することから、シート、袋等の素材として多用されている。   A flat yarn obtained by uniaxially stretching a strip obtained by cutting a film has a high tensile strength and is used as a yarn material in various fields. In particular, cloth-like bodies formed using flat yarns are frequently used as materials for sheets, bags and the like because they have high mechanical strength.

また、近年では、同一材料で構成されたSRP(Self Reinforced Plastics)と称される自己強化高分子複合材料も開発されている。これは樹脂マトリックスと強化材が同じ素材である繊維強化プラスチック(Fiber Reinforced Plastics;FRP)であり、強化材となる配向した結晶性高分子とマトリックスとなる非配向高分子からなる。   In recent years, a self-reinforced polymer composite material called SRP (Self Reinforced Plastics) made of the same material has been developed. This is a fiber reinforced plastic (FRP) in which the resin matrix and the reinforcing material are the same material, and consists of an oriented crystalline polymer as a reinforcing material and a non-oriented polymer as a matrix.

このような複合材料は高強度・高弾性率のフィルムや繊維、フラットヤーンなどによって布状体を形成し、これを複数枚積層して加熱圧縮して得ることができ、得られたクロス積層体は、同一素材で構成されているためにリサイクルが可能であり、軽量でガラス繊維補強材に匹敵する曲げ弾性率を有し、更に耐衝撃性に優れ、低温での性能が良好である等の数々の利点を有しており、建築用材料、自動車用部材等の様々な分野での利用が期待されている。   Such a composite material can be obtained by forming a cloth-like body with a high-strength and high-elasticity film, fiber, flat yarn or the like, laminating a plurality of them, and heat-compressing the resulting cross-laminated body. Is recyclable because it is composed of the same material, has a flexural modulus comparable to that of glass fiber reinforcement, is lightweight, has excellent impact resistance, and has good performance at low temperatures. It has many advantages and is expected to be used in various fields such as building materials and automotive parts.

従来、このようなフラットヤーンとして、特許文献1には、ポリプロピレンの中間層(B)及び中間層(B)の材料と同じ種類の表面層(A)からなるABAタイプの一軸延伸されたフラットヤーンが開示されている。このフラットヤーンは中間層(B)の融点よりも低い温度で12倍より高い延伸倍率で一軸延伸されており、少なくとも10GPaの引張弾性率を有している。   Conventionally, as such a flat yarn, Patent Document 1 discloses an ABA type uniaxially stretched flat yarn comprising a polypropylene intermediate layer (B) and a surface layer (A) of the same kind as the material of the intermediate layer (B). Is disclosed. This flat yarn is uniaxially stretched at a stretch ratio higher than 12 times at a temperature lower than the melting point of the intermediate layer (B), and has a tensile elastic modulus of at least 10 GPa.

特表2004−534681号公報Japanese translation of PCT publication No. 2004-534681

しかしながら、高い機械的強度を有するフラットヤーンは、安定量産が難しいという問題がある。すなわち、一般に引張弾性率の大きなフラットヤーンを得るには延伸倍率を大きくすることが行われるが、延伸倍率を大きくするほど糸切れが発生し易くなり、生産性の低下を招くおそれが高くなる。   However, a flat yarn having high mechanical strength has a problem that stable mass production is difficult. That is, in general, to obtain a flat yarn having a large tensile elastic modulus, the draw ratio is increased. However, as the draw ratio is increased, yarn breakage is more likely to occur, and the possibility of a decrease in productivity increases.

このため、延伸倍率をそれほど大きくしなくても所定の引張弾性率を発揮し、安定量産が可能なフラットヤーンが望まれている。   For this reason, there is a demand for a flat yarn that exhibits a predetermined tensile elastic modulus and enables stable mass production without increasing the draw ratio so much.

そこで、本発明の課題は、高い引張弾性率を有するフラットヤーンを安定量産できて生産性が良好なフラットヤーンの製造方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a flat yarn that can stably produce a flat yarn having a high tensile elastic modulus and has good productivity.

また、本発明の他の課題は、高い引張弾性率を有するフラットヤーンを使用して、高い曲げ弾性率と衝撃強度を兼ね備えたクロス積層体の製造方法を提供することを課題とする。   Another object of the present invention is to provide a method for producing a cloth laminate having a high bending elastic modulus and impact strength using a flat yarn having a high tensile elastic modulus.

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。   Other problems of the present invention will become apparent from the following description.

上記課題は、以下の各発明によって解決される。   The above problems are solved by the following inventions.

1.重量平均分子量が50万〜70万であるホモポリプロピレンからなる中間層の両面に、少なくともランダムポリプロピレンを含む表面層をそれぞれ積層してなる帯状体を、前記ホモポリプロピレンの融点よりも高い温度で12〜14倍の延伸倍率で一軸延伸してフラットヤーンを製造することを特徴とするフラットヤーンの製造方法。   1. A strip formed by laminating a surface layer containing at least random polypropylene on both sides of an intermediate layer made of homopolypropylene having a weight average molecular weight of 500,000 to 700,000 is 12 to 12 at a temperature higher than the melting point of the homopolypropylene. A flat yarn manufacturing method, characterized in that a flat yarn is manufactured by uniaxial drawing at a draw ratio of 14 times.

2.前記帯状体を延伸する温度が、175〜195℃の範囲であることを特徴とする前記1記載のフラットヤーンの製造方法。   2. 2. The method for producing a flat yarn according to 1 above, wherein the temperature at which the strip is stretched is in the range of 175 to 195 ° C.

3.前記帯状体を延伸する際に、前記中間層の厚み方向の中心付近まで溶融するには至らないように延伸処理時間を調整することを特徴とする前記1又は2記載のフラットヤーンの製造方法。   3. 3. The method for producing a flat yarn according to 1 or 2, wherein when the strip is stretched, the stretching time is adjusted so as not to melt to the vicinity of the center in the thickness direction of the intermediate layer.

4.前記表面層は、ランダムポリプロピレンとホモポリプロピレンとを含有し、ランダムポリプロピレンとホモポリプロピレンのブレンド比率は、1:9〜9:1の割合(重量比)であることを特徴とする前記1、2又は3記載のフラットヤーンの製造方法。   4). The surface layer contains random polypropylene and homopolypropylene, and the blend ratio of random polypropylene and homopolypropylene is a ratio (weight ratio) of 1: 9 to 9: 1. 3. A method for producing a flat yarn according to 3.

5.前記1〜4のいずれかに記載のフラットヤーンの製造方法により製造されたフラットヤーンを縦糸及び横糸の何れか一方又は両方に用いて布状体を形成し、次いで該布状体を常温常圧で複数枚積層し、次いで加熱圧縮し、次いで冷却圧縮してクロス積層体を製造することを特徴とするクロス積層体の製造方法。   5. A flat yarn manufactured by the flat yarn manufacturing method according to any one of 1 to 4 is used for either one or both of the warp and the weft, and then the cloth is formed at room temperature and normal pressure. A method for producing a cloth laminate, comprising producing a cloth laminate by laminating a plurality of sheets, followed by heat compression, then cooling compression.

6.前記加熱圧縮の際の温度が、130〜160℃の範囲であり、圧力が0.5〜30MPaの範囲であり、時間が1〜20分の範囲であることを特徴とする前記5記載のクロス積層体の製造方法。   6). 6. The cloth according to 5 above, wherein the temperature during the heat compression is in the range of 130 to 160 ° C., the pressure is in the range of 0.5 to 30 MPa, and the time is in the range of 1 to 20 minutes. A manufacturing method of a layered product.

7.前記冷却圧縮の際の温度が、10〜40℃の範囲であり、圧力が0.5〜30MPaの範囲であり、時間が1〜20分の範囲であることを特徴とする前記5又は6記載のクロス積層体の製造方法。   7). 5 or 6 above, wherein the temperature during the cooling and compression is in the range of 10 to 40 ° C, the pressure is in the range of 0.5 to 30 MPa, and the time is in the range of 1 to 20 minutes. Method for producing a cross laminate.

本発明によれば、高い引張弾性率を有するフラットヤーンを安定量産できて生産性が良好なフラットヤーンの製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the flat yarn with favorable productivity which can produce the flat yarn which has a high tensile elasticity modulus stably can be provided.

また、本発明によれば、高い引張弾性率を有するフラットヤーンを使用して、高い曲げ弾性率と衝撃強度を兼ね備えたクロス積層体を提供することができる。   Moreover, according to this invention, the cross laminated body which has a high bending elastic modulus and impact strength can be provided using the flat yarn which has a high tensile elasticity modulus.

本発明に係るフラットヤーンの断面構造を示す斜視図The perspective view which shows the cross-section of the flat yarn which concerns on this invention クロス積層体の製造工程を示す工程図Process chart showing the manufacturing process of cross laminate クロス積層体に用いられる布状体の断面図Cross-sectional view of cloth-like body used for cloth laminate 本発明に係るフラットヤーンの延伸倍率と引張弾性率との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the draw ratio and the tensile elasticity modulus of the flat yarn which concerns on this invention 本発明外のフラットヤーンの延伸倍率と引張弾性率との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the draw ratio and the tensile elasticity modulus of the flat yarn outside this invention 本発明外のフラットヤーンの延伸倍率と引張弾性率との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the draw ratio and the tensile elasticity modulus of the flat yarn outside this invention

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

図1は本発明に係るフラットヤーンの断面構造を示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view showing a cross-sectional structure of a flat yarn according to the present invention.

フラットヤーン1は、中間層10と、この中間層10の両面にそれぞれ積層された表面層20とによって構成されている。   The flat yarn 1 is constituted by an intermediate layer 10 and a surface layer 20 laminated on both surfaces of the intermediate layer 10.

中間層10はホモポリプロピレンからなる。ホモポリプロピレンは、モノマー成分としてプロピレン以外の成分を含まないプロピレンの単独重合体である。   The mid layer 10 is made of homopolypropylene. Homopolypropylene is a homopolymer of propylene that does not contain any component other than propylene as a monomer component.

このホモプロピレンの重量平均分子量(Mw)は50万〜70万であり、好ましくは50万〜60万である。50万を下回ると、所望の引張弾性率(8〜9GPa)を達成するために後述する延伸倍率を大きくしなくてはならない問題がある。また、70万を上回ると、成形加工における押出機にかかる負担が大きく、安定量産が困難となる。   The homopropylene has a weight average molecular weight (Mw) of 500,000 to 700,000, preferably 500,000 to 600,000. If it is less than 500,000, there is a problem that the stretch ratio described later must be increased in order to achieve a desired tensile elastic modulus (8 to 9 GPa). Moreover, when it exceeds 700,000, the burden placed on the extruder in the molding process is large, and stable mass production becomes difficult.

一方、表面層20は、少なくともランダムポリプロピレンを含む。ランダムポリプロピレンは、モノマー成分としてのプロピレンと、全モノマー成分に対して数重量%程度のα−オレフィン(例えば、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オクテン等のプロピレン以外のα−オレフィン)とが、ランダムに共重合したものである。   On the other hand, the surface layer 20 includes at least random polypropylene. Random polypropylene is composed of propylene as a monomer component and α-olefin of about several percent by weight (for example, ethylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, And α-olefins other than propylene such as 1-heptene and 1-octene) are randomly copolymerized.

表面層20は、ランダムポリプロピレン単独からなるものであってもよいが、ランダムポリプロピレンにホモポリプロピレンがブレンドされていてもよい。ランダムポリプロピレンとホモポリプロピレンとの割合(重量比)は、1:9〜9:1とすることが本発明の目的を達成する上で好ましい。   The surface layer 20 may be made of random polypropylene alone, or homopolypropylene may be blended with random polypropylene. The ratio (weight ratio) between random polypropylene and homopolypropylene is preferably 1: 9 to 9: 1 in order to achieve the object of the present invention.

フラットヤーン1における中間層10と表面層20との厚みの層比は、表面層:中間層:表面層で0.5:9:0.5〜2:6:2とすることが好ましい。層比がこの範囲内にあることで、本発明の目的をより効果的に達成することができる。   The layer ratio of the thickness of the intermediate layer 10 and the surface layer 20 in the flat yarn 1 is preferably 0.5: 9: 0.5 to 2: 6: 2 in terms of surface layer: intermediate layer: surface layer. When the layer ratio is within this range, the object of the present invention can be achieved more effectively.

このように中間層10と表面層20とが積層されたフラットヤーン1を製造する方法としては、中間層10の両面に表面層20が積層された3層の積層フィルムを作製し、この積層フィルムを適宜幅にスリットして帯状体(テープ状体)を作製し、これを一軸方向に延伸することによって得ることができる。また、積層フィルムをスリットする前にその積層フィルム自体を一軸方向に延伸し、延伸後に所定幅にスリットすることよって得ることもできる。   As a method of manufacturing the flat yarn 1 in which the intermediate layer 10 and the surface layer 20 are laminated in this way, a three-layer laminated film in which the surface layer 20 is laminated on both surfaces of the intermediate layer 10 is produced, and this laminated film Can be obtained by slitting to a suitable width to produce a band-like body (tape-like body) and stretching it in a uniaxial direction. It can also be obtained by stretching the laminated film itself in a uniaxial direction before slitting the laminated film and slitting it to a predetermined width after stretching.

3層の積層フィルムを製造する方法としては、中間層10、表面層20となるフィルムをそれぞれ成形し、それらをドライラミネート法や熱ラミネート法を用いて積層する方法、中間層10となるフィルムの両面に表面層20となるフィルムを押出しラミネートする方法、あるいは、多層共押出法によって3層フィルムとして押出し成形する方法等の公知の方法から適宜選択することができる。成形の容易さやコスト面、並びに、各層間の接着性の点では、多層共押出法によって中間層10と表面層20の3層フィルムを一段で得る方法が好ましい。   As a method for producing a three-layer laminated film, a film to be the intermediate layer 10 and the surface layer 20 is respectively formed and laminated using a dry laminating method or a heat laminating method. It can be appropriately selected from known methods such as a method of extruding and laminating a film that becomes the surface layer 20 on both surfaces, or a method of extruding as a three-layer film by a multilayer coextrusion method. In terms of ease of molding, cost, and adhesion between the layers, a method of obtaining a three-layer film of the intermediate layer 10 and the surface layer 20 in a single step by a multilayer coextrusion method is preferable.

本発明において一軸延伸処理は、前記ホモポリプロピレンの融点(通常165℃)よりも高い温度で12〜14倍の延伸倍率で行うことが特徴である。延伸する温度は、175〜195℃の範囲であることが好ましい。この温度は、中間層10を構成するホモポリプロピレンの融点よりも10℃〜40℃程度高い温度である。この温度範囲及びこの倍率範囲で一軸延伸処理を行うことで、比較的低い延伸倍率でありながらも8GPa〜9GPaの引張弾性率を得ることができ、高い機械的強度を有するフラットヤーン1を安定量産することが可能となる。   In the present invention, the uniaxial stretching treatment is characterized by being performed at a stretching ratio of 12 to 14 times at a temperature higher than the melting point of the homopolypropylene (usually 165 ° C.). It is preferable that the extending | stretching temperature is the range of 175-195 degreeC. This temperature is about 10 ° C. to 40 ° C. higher than the melting point of the homopolypropylene constituting the intermediate layer 10. By performing uniaxial stretching treatment in this temperature range and this magnification range, it is possible to obtain a tensile elastic modulus of 8 GPa to 9 GPa while maintaining a relatively low stretching ratio, and stably produce a flat yarn 1 having high mechanical strength. It becomes possible to do.

温度及び延伸倍率が、上記範囲よりも下回ったり、逆に上回ったりすると、いずれも延伸時に破断し易くなり、安定量産することが困難となる。   When the temperature and the draw ratio are lower than the above range, or on the contrary, they are all easily broken at the time of drawing, and it becomes difficult to produce stably.

フラットヤーン1を延伸する際に、一軸延伸処理を中間層10を構成するホモポリプロピレンの融点よりも高い温度で行っているが、前記中間層の厚み方向の中心付近まで溶融するには至らないように延伸処理時間を調整することが好ましい。破断等の問題を回避することができるからである。   When the flat yarn 1 is stretched, the uniaxial stretching process is performed at a temperature higher than the melting point of the homopolypropylene constituting the intermediate layer 10, but does not reach the vicinity of the center in the thickness direction of the intermediate layer. It is preferable to adjust the stretching time. This is because problems such as breakage can be avoided.

一軸延伸処理のための加熱手段としては、例えば熱風循環オーブン、熱ロール、熱板、赤外線照射、熱油、蒸気等の公知の加熱手段を用いることができる。   As a heating means for the uniaxial stretching treatment, for example, a known heating means such as a hot air circulating oven, a hot roll, a hot plate, infrared irradiation, hot oil, steam and the like can be used.

また、延伸操作は一段もしくは二段以上の多段で行うことができるが、好ましくは二段以下で行うことである。   The stretching operation can be performed in one stage or in multiple stages of two or more stages, preferably in two stages or less.

本発明におけるフラットヤーン1の形状は、目的に応じて任意に設定することができるが、例えば繊度は好ましくは100dt〜10000dt、より好ましくは500dt〜5000dtの範囲であり、糸幅は好ましくは0.5mm〜10mm、より好ましくは1.0mm〜8mmの範囲であり、総厚みは10μm〜200μmが好ましく、より好ましくは15μm〜100μmの範囲である。   The shape of the flat yarn 1 in the present invention can be arbitrarily set according to the purpose. For example, the fineness is preferably 100 dt to 10,000 dt, more preferably 500 dt to 5000 dt, and the yarn width is preferably 0.00. 5 mm to 10 mm, more preferably 1.0 mm to 8 mm, and the total thickness is preferably 10 μm to 200 μm, more preferably 15 μm to 100 μm.

本発明におけるフラットヤーン1には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができる。具体的には、有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤;ヒンダードアミン系等の光安定剤;ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤;帯電防止剤;ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤;アミド系、有機金属塩系等の滑剤;含臭素系有機系、リン酸系、メラミンシアヌレート系、三酸化アンチモン等の難燃剤;低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等の延伸助剤;有機顔料;無機顔料;無機充填剤;有機充填材;金属イオン系等の無機抗菌剤、有機抗菌剤;有機リン系、安息香酸系、ソルビトール系等の核剤等が挙げられる。   Various additives can be added to the flat yarn 1 in the present invention according to the purpose. Specifically, organic phosphorus-based, thioether-based antioxidants; hindered amine-based light stabilizers; benzophenone-based, benzotriazole-based, benzoate-based ultraviolet absorbers; anti-static agents; bisamide-based, wax-based, Dispersants such as organic metal salts; lubricants such as amides and organic metal salts; flame retardants such as bromine-containing organic, phosphoric acid, melamine cyanurate, and antimony trioxide; low density polyethylene, linear low Stretching aids such as density polyethylene; organic pigments; inorganic pigments; inorganic fillers; organic fillers; inorganic antibacterial agents such as metal ions, organic antibacterial agents; nucleating agents such as organic phosphorus, benzoic acid, and sorbitol Is mentioned.

本発明に係るクロス積層体は、図2に示すように、上記フラットヤーンを織成して布状体を形成し(織成工程P1)、次いで、得られた布状体を複数枚積層し(積層工程P2)、次いで、加熱圧縮し(加熱圧縮工程P3)、更に冷却圧縮する(冷却圧縮工程P4)ことにより得られる。   As shown in FIG. 2, the cloth laminate according to the present invention is formed by weaving the flat yarn to form a cloth-like body (weaving step P1), and then laminating a plurality of the obtained cloth-like bodies (lamination). Step P2), followed by heat compression (heat compression step P3) and further cooling compression (cooling compression step P4).

織成工程P1において、布状体はフラットヤーン1を縦糸及び横糸の何れか一方又は両方に用いて織成することによって得られるが、好ましくは、布状体2はフラットヤーン1を縦糸1A及び横糸1Bの両方に用いて織成することによって得られる(図3参照)。織成方法としては一般には平織又は綾織とすることができる。   In the weaving process P1, the cloth-like body is obtained by weaving the flat yarn 1 using either one or both of the warp and the weft. Preferably, the cloth-like body 2 is composed of the flat yarn 1 and the warp 1A. It is obtained by weaving using both of the weft yarns 1B (see FIG. 3). As the weaving method, a plain weave or twill weave can be generally used.

布状体2における縦糸1A、横糸1Bの打込み本数は、機械的強度を高める観点から、縦糸1Aが5〜50本/吋、横糸1Bが5〜50本/吋とすることが好ましい。得られる布状体2の縦横の物性差を極力なくすため、縦糸1Aと横糸1Bとで同一のものを使用し、打込み本数も上記範囲内で同一とすることが好ましい。   From the viewpoint of increasing the mechanical strength, the number of warps 1A and wefts 1B to be driven in the cloth-like body 2 is preferably 5 to 50 yarns / 吋 for the warp yarn 1A and 5 to 50 yarns / 吋 for the weft yarn 1B. In order to minimize the vertical and horizontal physical property difference of the obtained cloth-like body 2, it is preferable to use the same warp yarn 1A and the weft yarn 1B, and make the number of driven in the same range.

布状体2の目付重量は、機械的強度を高める観点から、30〜500g/mとすることが好ましい。 The weight per unit area of the cloth-like body 2 is preferably 30 to 500 g / m 2 from the viewpoint of increasing the mechanical strength.

積層工程P2では、このようにして得られた布状体2を複数枚用意し、常温、常圧環境下で積層する。積層枚数は目的に応じて任意に設定できるが、一般にクロス積層体にある程度の機械的強度を付与する観点から、2枚〜20枚とすることが好ましい。   In the laminating process P2, a plurality of cloth-like bodies 2 obtained in this way are prepared and laminated in a normal temperature and normal pressure environment. The number of laminated layers can be arbitrarily set according to the purpose, but in general, it is preferably 2 to 20 from the viewpoint of imparting a certain degree of mechanical strength to the cloth laminate.

加熱圧縮工程P3では、複数枚積層した布状体2の積層物を圧縮する。圧縮条件は、中間層10が溶融しない程度の温度範囲で行うことが好ましく、例えば130℃〜160℃とすることができる。この温度範囲で圧縮することで、中間層10は溶融しないが、表面層20は中間層10よりも融点が低いため、この表面層20が溶融し、隣接する布状体2間を強固に接着する。   In the heat compression process P3, a laminate of the cloth-like bodies 2 that are laminated in a plurality is compressed. The compression condition is preferably performed in a temperature range in which the intermediate layer 10 is not melted, and can be set to 130 ° C. to 160 ° C., for example. By compressing in this temperature range, the intermediate layer 10 does not melt, but the surface layer 20 has a lower melting point than the intermediate layer 10, so the surface layer 20 melts and firmly bonds between the adjacent cloth-like bodies 2. To do.

圧縮時の圧力は0.5MPa〜30MPa、圧縮時間は1〜20分とすることが好ましい。   The pressure during compression is preferably 0.5 MPa to 30 MPa, and the compression time is preferably 1 to 20 minutes.

冷却圧縮工程P4では、加熱圧縮された積層物を冷却条件で圧縮する。ここで冷却とは、加熱圧縮工程P3における温度条件よりも低い温度で行うことであり、具体的には10〜40℃で行うことが好ましい。この冷却圧縮工程P4によって、加熱により溶融した表面層20が硬化することにより、各布状体2が強固に硬化されたクロス積層体を得ることができる。   In the cooling compression process P4, the heat-compressed laminate is compressed under cooling conditions. Here, the cooling is performed at a temperature lower than the temperature condition in the heat compression step P3, and specifically, it is preferably performed at 10 to 40 ° C. By this cooling and compression step P4, the surface layer 20 melted by heating is cured, whereby a cloth laminate in which each cloth-like body 2 is firmly cured can be obtained.

圧縮時の圧力は0.5MPa〜30MPa、圧縮時間は1〜20分とすることが好ましい。   The pressure during compression is preferably 0.5 MPa to 30 MPa, and the compression time is preferably 1 to 20 minutes.

加熱圧縮工程P3及び冷却圧縮工程P4において用いられる圧縮手段は特に問わず、油圧プレス機、ロールプレス機、ダブルベルトプレス機等の適宜公知の装置を用いることができる。   The compression means used in the heat compression process P3 and the cooling compression process P4 is not particularly limited, and a known apparatus such as a hydraulic press machine, a roll press machine, and a double belt press machine can be used as appropriate.

この冷却圧縮工程P4を経て最終的に得られるクロス積層体は、軽量で高い機械的強度を得る観点から、0.5mm〜10mmの厚みとすることが好ましい。   It is preferable that the cloth laminate finally obtained through this cooling and compression step P4 has a thickness of 0.5 mm to 10 mm from the viewpoint of obtaining light weight and high mechanical strength.

<フラットヤーンAの製造>
中間層の樹脂として、重量平均分子量(Mw)55万、融点166℃のホモポリプロピレンを使用した。両表面層の樹脂は、ランダムポリプロピレン70%、ホモポリプロピレン30%となるようにブレンドしたブレンド樹脂を用いた。
<Manufacture of flat yarn A>
As the intermediate layer resin, homopolypropylene having a weight average molecular weight (Mw) of 550,000 and a melting point of 166 ° C. was used. As the resin for both surface layers, a blend resin blended so as to be 70% random polypropylene and 30% homopolypropylene was used.

多層共押出法によって、上記ホモポリプロピレンからなる中間層と、その両面に上記ランダムポリプロピレンとホモポリプロピレンのブレンド樹脂からなる表面層との3層フィルムを作製した。表面層:中間層:表面層の厚みの層比は1:8:1であった。   By a multilayer coextrusion method, a three-layer film comprising an intermediate layer made of the above homopolypropylene and a surface layer made of a blend resin of the above random polypropylene and homopolypropylene on both surfaces thereof was produced. The layer ratio of the thickness of the surface layer: intermediate layer: surface layer was 1: 8: 1.

得られた3層フィルムをスリットして、幅4.5mmの帯状体を作製した。その帯状体を表1に示す延伸温度及び延伸倍率を変化させて、一軸延伸処理してフラットヤーンAを作製した。作製したフラットヤーンの引張弾性率(GPa)をJIS L1013によって測定した。その結果を表1及び図4に示す。   The resulting three-layer film was slit to produce a strip having a width of 4.5 mm. A flat yarn A was produced by uniaxially stretching the belt-like body while changing the stretching temperature and the stretching ratio shown in Table 1. The tensile elastic modulus (GPa) of the produced flat yarn was measured according to JIS L1013. The results are shown in Table 1 and FIG.

Figure 2014019981
Figure 2014019981

<フラットヤーンBの製造>
中間層の樹脂を重量平均分子量(Mw)40万、融点165℃のホモポリプロピレンとした以外はフラットヤーンAと同一のポリプロピレンによって、表面層:中間層:表面層の厚みの層比が1:8:1となる3層フィルムを作製し、同様に帯状体を作製し、その帯状体を表2に示す延伸温度及び延伸倍率を変化させて、一軸延伸処理してフラットヤーンBを作製した。作製したフラットヤーンの引張弾性率(GPa)を上記同様に測定し、その結果を表2及び図5に示す。
<Manufacture of flat yarn B>
The layer ratio of surface layer: intermediate layer: surface layer is 1: 8 by the same polypropylene as flat yarn A, except that the intermediate layer resin is homopolypropylene having a weight average molecular weight (Mw) of 400,000 and a melting point of 165 ° C. A three-layer film having a thickness of 1 was prepared. Similarly, a belt-like body was prepared. The flat body B was manufactured by changing the stretching temperature and the stretching ratio shown in Table 2 and uniaxially stretching. The tensile elasticity modulus (GPa) of the produced flat yarn was measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 2 and FIG.

Figure 2014019981
Figure 2014019981

<フラットヤーンCの製造>
中間層の樹脂を重量平均分子量(Mw)35万、融点165℃のホモポリプロピレンとした以外はフラットヤーンAと同一のポリプロピレンによって、表面層:中間層:表面層の厚みの層比は1:8:1となる3層フィルムを作製し、同様に帯状体を作製し、その帯状体を表3に示す延伸温度及び延伸倍率を変化させて、一軸延伸処理してフラットヤーンCを作製した。作製したフラットヤーンの引張弾性率(GPa)を同様に測定し、その結果を表3及び図6に示す。
<Manufacture of flat yarn C>
The layer ratio of surface layer: intermediate layer: surface layer is 1: 8 by using the same polypropylene as flat yarn A, except that the intermediate layer resin is homopolypropylene having a weight average molecular weight (Mw) of 350,000 and a melting point of 165 ° C. A three-layer film having a thickness of 1 was prepared. Similarly, a belt-shaped body was manufactured, and the flat body C was manufactured by changing the stretching temperature and the stretching ratio shown in Table 3 and uniaxially stretching. The tensile elasticity modulus (GPa) of the produced flat yarn was measured similarly, and the result is shown in Table 3 and FIG.

Figure 2014019981
Figure 2014019981

図4に示されるように、中間層を構成するホモポリプロピレンの融点よりも10℃〜30℃高い温度で12倍〜14倍の一軸延伸を行うことによって得られたフラットヤーンA(本発明品)は、8GPa〜9GPaの引張弾性率を有していることがわかる。   As shown in FIG. 4, flat yarn A obtained by uniaxially stretching 12 to 14 times at a temperature 10 to 30 ° C. higher than the melting point of homopolypropylene constituting the intermediate layer (product of the present invention). Has a tensile modulus of 8 GPa to 9 GPa.

なお、14倍を超える延伸条件又は12倍〜13倍の延伸倍率でも温度範囲が本発明範囲から逸脱する条件では、いずれも延伸処理時に糸切れが生じてしまい、フラットヤーンを生産できなかった。   In addition, under the stretching conditions exceeding 14 times or under the conditions where the temperature range deviates from the scope of the present invention even under the stretching ratios of 12 times to 13 times, yarn breakage occurred during the stretching treatment, and a flat yarn could not be produced.

一方、図5、図6に示されるように、中間層を構成するホモポリプロピレンの重量平均分子量(Mw)が50万を下回る場合、フラットヤーンの生産は可能であったが、全体的に引張弾性率が低くなっている。例えば8GPaの引張弾性率を得るためには、本発明では図4に示すように12倍の延伸倍率で済むところ、図5に示すフラットヤーンBでは160℃、170℃で14倍以上、150℃、180℃で15倍以上、190℃で16倍以上で延伸処理しなくてはならず、また、図6に示すフラットヤーンCでは、150℃で15倍以上、160℃で16倍以上で延伸処理しなくてはならない。   On the other hand, as shown in FIGS. 5 and 6, when the weight average molecular weight (Mw) of the homopolypropylene constituting the intermediate layer is less than 500,000, it was possible to produce a flat yarn, but overall tensile elasticity The rate is low. For example, in order to obtain a tensile elastic modulus of 8 GPa, in the present invention, a draw ratio of 12 times is sufficient as shown in FIG. 4, but in flat yarn B shown in FIG. The flat yarn C shown in FIG. 6 must be stretched 15 times or more at 150 ° C. and 16 times or more at 160 ° C. Must be processed.

つまり、フラットヤーンB、Cでは、本発明と同様の引張弾性率を有するフラットヤーンとする場合、延伸倍率を大きくしなくてはならない。大きな延伸倍率でフラットヤーンを製造しようとすると、生産性が低下する。   That is, in the flat yarns B and C, when the flat yarn having the same tensile elastic modulus as in the present invention is used, the draw ratio must be increased. If a flat yarn is to be produced at a large draw ratio, the productivity is lowered.

すなわち、本発明によれば、8GPa〜9GPaの引張弾性率を有するフラットヤーンを安定量産することができ生産性に優れることがわかる。   That is, according to the present invention, it is understood that a flat yarn having a tensile elastic modulus of 8 GPa to 9 GPa can be stably mass-produced and the productivity is excellent.

<クロス積層体の製造>
上記のように製造された延伸倍率13倍のフラットヤーンAを縦糸及び横糸として用いて平織りすることにより布状体を織成した。打込み本数は、縦糸15本/吋、横糸15本/吋、目付け重量は200g/mであった。
<Manufacture of cross laminate>
A cloth-like body was woven by plain weaving using the flat yarn A having a draw ratio of 13 times produced as described above as warp and weft. The number of driven-in yarns was 15 warps / 吋, 15 wefts / 吋, and the basis weight was 200 g / m 2 .

この布状体を8枚積層し、常温常圧環境下で積層した後、油圧プレス機を用いて圧縮した。加熱圧縮条件は、温度150℃、圧力15MPa、圧縮時間は3分とした。また、冷却圧縮条件は、温度35℃、圧力15MPa、圧縮時間は2分とした。これにより得られたクロス積層体の物性を表4に示す。   Eight of these cloth-like bodies were laminated, laminated in a normal temperature and normal pressure environment, and then compressed using a hydraulic press. The heating and compression conditions were a temperature of 150 ° C., a pressure of 15 MPa, and a compression time of 3 minutes. The cooling compression conditions were a temperature of 35 ° C., a pressure of 15 MPa, and a compression time of 2 minutes. Table 4 shows the physical properties of the cloth laminate obtained in this manner.

Figure 2014019981
Figure 2014019981

一般的なポリプロピレンの射出成形品では、曲げ弾性率が1000〜2000MPa程度、シャルピー衝撃強度が5〜20kJ/m程度であり、柔軟であるが強度が弱く、また、一般的なガラス短繊維を含有するFRP成形品では、曲げ弾性率が5000MPa程度、シャルピー衝撃強度が20kJ/m程度であり、硬いが脆い性質がある。これに対し、本発明に係るクロス積層体は、高い曲げ弾性率とシャルピー衝撃強度を兼ね備えた優れた性質を示していることがわかる。 A general polypropylene injection-molded product has a flexural modulus of about 1000 to 2000 MPa, a Charpy impact strength of about 5 to 20 kJ / m 2 , is flexible but weak, and a general short glass fiber is used. The contained FRP molded product has a flexural modulus of about 5000 MPa and a Charpy impact strength of about 20 kJ / m 2 , and is hard but brittle. On the other hand, it can be seen that the cloth laminate according to the present invention exhibits excellent properties having both high flexural modulus and Charpy impact strength.

1:フラットヤーン
1A:縦糸
1B:横糸
10:中間層
20:表面層
1: Flat yarn 1A: Warp 1B: Weft 10: Intermediate layer 20: Surface layer

Claims (7)

重量平均分子量が50万〜70万であるホモポリプロピレンからなる中間層の両面に、少なくともランダムポリプロピレンを含む表面層をそれぞれ積層してなる帯状体を、前記ホモポリプロピレンの融点よりも高い温度で12〜14倍の延伸倍率で一軸延伸してフラットヤーンを製造することを特徴とするフラットヤーンの製造方法。   A strip formed by laminating a surface layer containing at least random polypropylene on both sides of an intermediate layer made of homopolypropylene having a weight average molecular weight of 500,000 to 700,000 is 12 to 12 at a temperature higher than the melting point of the homopolypropylene. A flat yarn manufacturing method, characterized in that a flat yarn is manufactured by uniaxial drawing at a draw ratio of 14 times. 前記帯状体を延伸する温度が、175〜195℃の範囲であることを特徴とする請求項1記載のフラットヤーンの製造方法。   The method for producing a flat yarn according to claim 1, wherein the temperature at which the strip is stretched is in the range of 175 to 195 ° C. 前記帯状体を延伸する際に、前記中間層の厚み方向の中心付近まで溶融するには至らないように延伸処理時間を調整することを特徴とする請求項1又は2記載のフラットヤーンの製造方法。   The method for producing a flat yarn according to claim 1 or 2, wherein when the strip is stretched, the stretching time is adjusted so as not to melt to the vicinity of the center in the thickness direction of the intermediate layer. . 前記表面層は、ランダムポリプロピレンとホモポリプロピレンとを含有し、ランダムポリプロピレンとホモポリプロピレンのブレンド比率は、1:9〜9:1の割合(重量比)であることを特徴とする請求項1、2又は3記載のフラットヤーンの製造方法。   The surface layer contains random polypropylene and homopolypropylene, and the blend ratio of random polypropylene and homopolypropylene is a ratio (weight ratio) of 1: 9 to 9: 1. Or the manufacturing method of the flat yarn of 3. 請求項1〜4のいずれかに記載のフラットヤーンの製造方法により製造されたフラットヤーンを縦糸及び横糸の何れか一方又は両方に用いて布状体を形成し、次いで該布状体を常温常圧で複数枚積層し、次いで加熱圧縮し、次いで冷却圧縮してクロス積層体を製造することを特徴とするクロス積層体の製造方法。   A flat yarn produced by the flat yarn production method according to any one of claims 1 to 4 is used for either one or both of warp and weft, and then the fabric is treated at normal temperature. A method for producing a cloth laminate, comprising: laminating a plurality of sheets under pressure, followed by heat compression, and then cooling compression to produce a cloth laminate. 前記加熱圧縮の際の温度が、130〜160℃の範囲であり、圧力が0.5〜30MPaの範囲であり、時間が1〜20分の範囲であることを特徴とする請求項5記載のクロス積層体の製造方法。   The temperature during the heat compression is in the range of 130 to 160 ° C, the pressure is in the range of 0.5 to 30 MPa, and the time is in the range of 1 to 20 minutes. A method for producing a cloth laminate. 前記冷却圧縮の際の温度が、10〜40℃の範囲であり、圧力が0.5〜30MPaの範囲であり、時間が1〜20分の範囲であることを特徴とする請求項5又は6記載のクロス積層体の製造方法。

The temperature during the cooling and compression is in the range of 10 to 40 ° C, the pressure is in the range of 0.5 to 30 MPa, and the time is in the range of 1 to 20 minutes. The manufacturing method of the cross laminated body of description.

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