JP2021139092A - 弾性膜材を有する複合膜材の切断方法及び弾性糸を有する複合糸 - Google Patents

弾性膜材を有する複合膜材の切断方法及び弾性糸を有する複合糸 Download PDF

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Abstract

【課題】弾性糸に作製可能な複合糸及びその製造方法に関し、具体的には、複合膜材を切断して複合糸を製造する製造方法を提供する。【解決手段】弾性膜材２２と少なくとも１つの形状維持膜２４とを結合してなり、弾性膜材２２は伸縮性及び弾性を有し、形状維持膜２４は水に可溶であり、その剛性は弾性膜材２２よりも高く、展延性は弾性膜材２２よりも低い複合膜材２０を作製し、切断装置３５で複合膜材２０の弾性膜材２２及び形状維持膜２４を切断し、複合膜材２０を複数の複合糸４０に切断し、各複合糸４０は弾性糸及び少なくとも１つのサイジング糸を含む、複合膜材２０の切断方法である。【選択図】図３

Description

本発明は、弾性糸に作製可能な複合糸及びその製造方法に関し、具体的には、複合膜材を切断して複合糸を製造する製造方法及び製造された複合糸に関する。
従来の膜材切断による紡績糸の製造方法において、使用される膜材はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）材質である。ＰＥＴ材質の剛性により、ＰＥＴ膜材を紡績糸に切断することができる。しかし、ＰＥＴは、ミネラルウォーター用ボトルの製造に使用される材質であり、織物の製造に適しない。ＰＥＴ材質で製造された紡績糸は柔軟ではなく、硬くてちくちくする触り心地であるので、装着に適しておらず、織物として使用できない。
従来技術では、弾性膜材は弾性紡績糸に切断することができない。これは、弾性膜材の材質が柔らかく、弾性を有するので伸長、変形、撓りやすいことで、切断カッターは弾性膜材を確実に切断することができないとともに、幅が均一な弾性紡績糸に切り出すことができないためである。弾性膜材の弾性が高いほど、カッターによる弾性膜材の切断はより困難になる。特に、複数のカッターで１枚の弾性膜材を複数のストリップの紡績糸に切り出すときに、１つのカッターのみが前記弾性膜材を切断できない場合であっても、不良品が発生し、前記弾性膜材を廃棄せざるを得ないことによる。さらに、軟質の弾性膜材の切断過程においてシワが発生しやすいため、切断時に材料の一部が上下に重なることで、切断の実行に影響し、不良品が発生するおそれがある。
前記欠陥を解決するために、本発明者は、特願２０２０−１０５３５４に弾性膜材の切断方法を開示した。図１に示すように、当該方法では、弾性膜材１０とＰＥＴ材質のパット層１２とを分離可能に貼り付け、前記パット層１２の伸展性が低く、剛性及び硬さがいずれも弾性膜材１０よりも高い。また、ローラ１４で前記弾性膜材１０及びパット層１２を牽引し、カッター１６で切断する。前記パット層１２により前記弾性膜材１０を支持しながら、前記弾性膜材を複数の弾性紡績糸１７に切断する。切断した後、弾性紡績糸１７とパット層１２を分離し、各弾性紡績糸１７の切断完成品をロール１８に巻き、後の使用のために保存し、前記パット層１２をロール１９に巻く。
前記製造方法により、弾性膜材を効果的に切断し、従来技術の弾性膜材を切断できない欠陥を解決できる。パット層１２は弾性膜材１０を切断するための手段に過ぎないため、弾性膜材１０を弾性紡績糸１７に切断した後、弾性紡績糸１７とパット層１２を分離してそれぞれロールする必要がある。そうすると、製造プロセスは煩雑で不便である。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものである。
さらに、作製される弾性紡績糸１７は伸縮弾性を有し、張力が一定ではなく、編み機のかぎ針に引っ張られると断裂しやすいため、紡績機械により織物を製造することが困難である。
本発明の主な目的は、弾性膜材を含む複合膜材を切断できることで、弾性膜材を切断し、製造過程を簡単化できる複合材料の切断方法を提供することである。
本発明の他の目的は、前記方法により作製された複合糸を提供することである。前記複合糸は、弾性糸を有し、低弾性及び低伸展性を有し、紡績機を用いる織物の製造に供することができる。前記複合糸は溶解可能な剛性成分を有し、これによって弾性糸を容易に残すことができる。
本発明に係る複合膜材の切断方法において、
複合膜材を作製し、前記複合膜材は、弾性膜材と少なくとも１つの形状維持膜（shaping membrane）とを結合してなり、前記弾性膜材は伸縮性及び弾性を有し、前記形状維持膜は高分子ポリマーで作製され、可溶性を有し、水に可溶であり、前記形状維持膜の剛性は前記弾性膜材よりも高く、展延性は前記弾性膜材よりも低く、
切断装置で前記複合膜材の前記弾性膜材及び前記形状維持膜を切断し、前記複合膜材を複数の複合糸に切断し、各前記複合糸は、少なくとも２層構造の複合体であり、結合された弾性糸及び少なくとも１つのサイジング糸を含み、前記弾性糸は前記弾性膜材で形成され、前記サイジング糸は前記形状維持膜で形成される。
これによって、前記複合糸を作製した後、前記サイジング糸を溶解させて必要な弾性糸のみを残すことができる。
好ましくは、前記形状維持膜の材質はポリビニルアルコールである。
本発明に係る複合糸は、その断面が矩形であり、少なくとも上下２層の層状構造であり、弾性糸及び少なくとも１つのサイジング糸を含み、前記弾性糸は高分子材料／高分子ポリマーで作製され、縮性及び弾性を有し、前記サイジング糸は高分子ポリマーで作製され、水に可溶であり、前記サイジング糸の剛性は前記弾性糸よりも高く、展延性は前記弾性膜材よりも低い。
これによって、前記複合糸のサイジング糸を溶解させて必要な弾性糸を得ることできる。
前記複合糸は弾性が低く、伸縮性が低く、一定の張力を有し、紡績機のかぎ針により引っ張られても断裂することがないので、複合糸を用いて紡績機により織物を織った後、前記サイジング糸を溶解させることにより、前記織物は弾性糸で作製された織品となる。これによって、弾性を有し、柔軟で快適な装着感を提供することができる。
前記複合糸は、刺繍糸又は縫い糸として使用することもできる。
以下の実施例及び図面により本発明の目的、特徴及び効果を説明する。
従来の弾性膜材の切断方法の模式図である。 本発明の好ましい実施例に係る複合膜材の切断方法の製造模式図である。 図２の斜視模式図である。 図２の４−４断面線に沿う断面模式図である。 図２の５−５断面線に沿う断面模式図である。 本発明の好ましい実施例で切断された複合糸を示す。 図６の複合糸で作成された弾性糸を示す。 図８Ａから図８Ｇは、本発明の弾性糸の複数の構造の模式図である。 本発明の複合糸で織った織物の模式図である。 図９の織物中のサイジング糸が溶解した後の織物の模式図である。この場合、織物は弾性糸のみで構成される。 ２層織物の背面局所拡大断面図であり、本発明の複合糸を縫い糸として使用する場合の模式図である。 図１１の織物中のサイジング糸が溶解した後の模式図である。 織物の局所拡大断面図であり、本発明の複合糸を刺繍糸として使用する場合を示す。 図１３の複合糸のサイジング糸が溶解した後の織物の模式図である。
本発明によれば、展延性と弾性を有する弾性膜材を図６に示される特定の長さを有する複数の複合糸４０に切断し、この複合糸４０により図７の弾性糸（弾性紡績糸）４２を形成する切断方法が提供される。本発明の方法は、微細な複合糸に切断することに適用される。例えば、幅が０．０５ｍｍ−０．５ｍｍの複合糸４０に切断し、ひいては幅０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの弾性糸４２を作製する。好ましくは、幅が０．１−０．１４ｍｍの微細複合糸に切断する。前記複合糸４０を用いて最終製品を作成することができる。例えば、織物（例えば、布地）に織り、服、靴、鞄（手提げ鞄、リュック）、袋（手提げ袋、背負い袋）、ベルト（革ベルト、織ベルト）なとを製造でき、又は刺繍糸又は縫い糸として使用することができる。さらに、この複合糸４０を弾性糸４２に変換し、弾性糸４２を用いて最終製品、例えば、服を作製し、柔軟で快適な装着感を提供することができる。
本発明の図面に示される物品又は物品の数は例示のためのものであり、物品の実際な状況又は数ではない。例えば、図面に示される弾性膜材は例示的なものである。図面に示される複数のカッターは例示的なものであり、実際のカッターの数ではなく、カッターの型番を制限するものでもない。
図２及び図３は、本発明の好ましい実施例に係る切断方法の模式図である。本発明では、弾性膜材２２を含む複合膜材２０を複数のストリップ、例えば、図６に示される複合糸４０に連続的に切断する。前記弾性膜材２２は、伸展性、弾性を有し、プラスチック又はゴムの高分子材質／高分子ポリマーで作製された弾性膜材２２であり、ＰＵ（ポリウレタン，Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル，Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ），ＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタンエラストマーゴム，Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー，Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）、ＴＰＲ（熱可塑性ゴム，Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｒｕｂｂｅｒ）又はシリコーンなどの高分子材料で作製された膜であってもよいが、この限りではなく、伸縮可能な弾性を有しかつ軟質である。この弾性膜材２２の厚さＴは０．０９〜０．５、好ましくは０．１〜０．２８ｍｍである。
前記複合膜材２０は、少なくとも１つの形状維持膜２４をさらに含む。前記弾性膜材２２は、前記形状維持膜２４と上下に結合して前記複合膜材２０を形成する。前記形状維持膜２４は、高分子材料／高分子ポリマーで作製され、可溶性を有し、特定の媒体（例えば、液体）及び特定の条件（例えば、温度）下で溶解することができる。その溶解温度は前記弾性膜材２２の融点よりも低い。弾性膜材２２の融点は、１００℃よりも高い。本発明において、前記形状維持膜２４はポリビニルアルコール（ＰＶＡ，ＰＯＬＹＶＩＮＹＬ ＡＬＣＯＨＯＬ）の高分子ポリマーで作製され、非毒性、非刺激性であり、環境に優しく、０〜１００℃の水中に溶解可能である。固体の前記形状維持膜２４は、伸展性及び伸縮性が低く、特定の張力（張力が一定）を有する。ケン化度によって、前記形状維持膜（ＰＶＡ膜）の水に溶解可能な温度も異なる。
前記形状維持膜２４と前記弾性膜材２２とは様々な方式で結合することができる。例えば、前記弾性膜材２２を作製した後、液体のポリビニルアルコールを前記弾性膜材２２の一面に塗布し、サイジングして前記形状維持膜２４を形成し、前記２２、２４を結合し、前記複合膜材２０を形成する。或いは、前記形状維持膜２４を作製した後、液体の高分子材料を前記形状維持膜２４の一面に塗布して前記弾性膜材２２を形成し、前記２２、２４を結合する。或いは、それぞれ前記弾性膜材２２及び前記形状維持膜２４を作製した後、静電気又は接着剤により前記２２、２４を結合し、前記複合膜材２０を形成する。
本発明に記載の形状維持膜２４は、剛性及び特定の張力を有し、各箇所の張力が一定であり、かつ伸展性及び弾性が低いことにより、前記弾性膜材２２は前記形状維持膜２４に拘束され、固定された形態及び輪郭が維持される。また、形状維持膜２４の剛性は弾性膜材２２の剛性よりも大きく、例えば、少なくとも弾性膜材の剛性の数倍である。前記形状維持膜２４により、前記複合膜材２０は全体的に低伸展性、低伸縮性、低弾性及び一定の張力を有することで、前記複合膜材２０は切断可能であるため、前記弾性膜材２２を切断する。前記複合膜材２０を作製した後、ロール状に巻かずに切断作業を行うことができ、ロール状に巻いた後、切断作業を行うこともできる。
前記複合膜材２０は、１つの弾性膜材２２と２つの形状維持膜２４で形成されるサンドイッチ膜材である。前記弾性膜材２２は、前記２つの形状維持膜２４の間に位置する。本明細書において１つの弾性膜材と１つの形状維持膜とを結合して複合膜材を形成することを例として説明する。
図２及び図３に示すように、前記複合膜材２０は、輸送装置３０の複数のローラ３２により牽引され、切断装置３５に持続的に供給され、前記切断装置３５の複数のカッター３６により切断され（図４）、さらに前記複合膜材２０の縦方向に沿って前記複合膜材２０は複数の複合糸４０の完成品に切断される（図５）。各複合糸４０は、ロール４１に巻かれる。切断されてロール４１に巻かれた各複合糸４０は、その弾性糸４２とサイジング糸４４が結合に維持される。本実施例では、かなりの長さ（例えば、３０００ｍ−４０００ｍ）の複合膜材２０に切断することができる。従って、ストリップごとに３０００ｍ−４０００ｍの複合糸４０に切断することができる。
図６は、前記複合膜材２０から切断された複合糸４０を示す。図６の方向を基準として、前記複合糸４０は、少なくとも２層の上下に配列される複合体である。前記２層はそれぞれ結合した弾性糸（弾性紡績糸）４２とサイジング糸（サイジング紡績糸）４４である。前記複合糸４０の断面は矩形であり、その両側はカッター３６により切断された平面Ｐである。図６の複合糸４０を０〜１００℃の水中に置くと、前記サイジング糸４４は水中に溶解し、図７に示される弾性糸４２は残る。前記弾性糸４２の材質はポリウレタン（ＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタンエラストマーゴム（ＴＰＵ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、熱可塑性ゴム（ＴＰＲ）又はシリコーンなどの高分子材料／高分子ポリマーであり、伸縮弾性を有しかつ柔軟である。
本発明で提供される複合膜材２０は切断可能であるため、材質が異なる様々な弾性膜材２２を前記形状維持膜２４と結合して複合膜材２０を形成し、前記複合膜材２０から図６の複合糸４０を切り出し、最後に複合糸４０のサイジング糸４４を溶解させ、図７の弾性糸４２を得ることができる。前記弾性膜材２２を用いて夜光機能、光反射機能又は導電機能を有する機能層を作製した場合、作成された弾性糸４２は、夜光機能、光反射機能又は導電機能を有する。図８は、本発明の複数の弾性糸４２の断面図である。弾性糸の断面形状は矩形であり、その両側面は１対の平行な切断平面Ｐであり、頂面と底面も平面である。弾性糸４２の頂面及び底面は、弾性膜材の頂面及び底面で形成される。図８Ａの弾性糸４２Ａは均質な高分子材料である。図８Ｂ及び図８Ｃに示される弾性糸４２Ｂ及び４２Ｃは、光反射機能を有する複合構造の弾性糸であり、高分子材料の本体４２１を有し、かつ前記本体の少なくとも１つの表面には光反射層４２２が設けられる。前記光反射層は、光反射粒子（例えば、マイクロガラスビーズ）を有する。図８Ｄ及び図８Ｅに示される弾性糸４２Ｄ及び４２Ｅは、夜光機能を有する複合構造の弾性糸であり、その本体４２１の少なくとも１つの表面は夜光層４２３を有する。前記夜光層は夜光粒子を有する。図８Ｆ及び図８Ｇに示される弾性糸４２Ｆ及び４２Ｇは、導電機能を有する複合構造の弾性糸であり、その本体４２１の少なくとも１つの表面は導電層４２４、例えば、導電性ペーストで形成された導電層を有する。弾性糸の表面に設けられた機能層は、夜光層、光反射層又は導電層に限定されず、例えば、異なる色を調製する顏色層、又は他の機能を有する機能層であってもよい。例えば、機能層は金属粉末を含むことで金属光沢を有する。図８に示される弾性糸４２Ａ又は弾性糸の本体４２１に異なる色又は金属光沢を持たせるために、弾性糸４２Ａ又は弾性糸の本体４２１に染料、顔料、アルミニウム、銀、金、錫などの金属粉末を添加することができる。
本発明の複合糸４０は、張力が高く、引張強さが高く、伸縮率が低く、弾性が低いため、紡績機のかぎ針により引っ張られても断裂又は伸縮することがないので、織物の主繊維として使用でき、紡績技術（例えば、針織り、平織り、円織りなどの紡績技術）による紡績機械により例えば、図９に示される織物（図９では、複合糸４０を用いて経糸、緯糸により織物に編む）５０，例えば、布地にするのに適する。本発明の複合糸は、布地の主繊維以外、布地の裏層又は底層の繊維として使用することもできる。つまり、複合糸４０は、制限なく布地の任意部位の繊維として使用可能である。
複合糸４０の織物５０を最終製品、例えば、衣服に作製した後、前記衣服を温度が適宜な水中に浸漬することにより、複合糸４０のサイジング糸４４は水中に溶解し、弾性糸４２のみが残る。弾性糸４２は、サイジング糸４４により拘束されなくなり、伸縮弾性が回復する。前記衣服（織物５０）は、図１０に示すように、弾性糸４２から編んだ衣服（織物５０）となる。このようにして、前記衣服の繊維は前記弾性糸４２であり、伸縮弾性を有し、柔軟であり、快適な装着感を提供することができる。本発明の複合糸４０で作製された織物を用いて服飾、靴又は鞄（提包、背包）に作製することができる。作製可能な服飾は、一般的な衣服、水着、スポーツウェア、リズミカルパンツ、Ｔシャツ、飾りベルトなどである。服飾を例とすると、消費者が前記複合糸４０で作製された服飾を購入した後、前記服飾を水中に置いてそのサイジング糸４４を溶解させることにより、溶解処理後の服飾の弾性糸４２は弾性が回復するため、服飾は柔軟で、体に合い、装着に適し、触り心地が良い。さらに、布地の製造過程において、染色、サイジングの段階でサイジング糸を溶解してもよい。これによって、布地を完全に作製した後、サイジング糸を溶解する必要がない。
本発明に記載の複合糸４０は、ミシン用の縫い糸、電気刺繍用の面糸又はジャカードの面糸などの様々な紡績糸として使用可能である。
図１１は、２層織物６３、６４の背面拡大模式図であり、本発明の複合糸４０を縫い糸として使用して前記２層織物６３、６４を裁縫することを示す。本発明の複合糸４０は、弾性が低く、伸縮率が低く、引張強度が高いため、縫い糸としてミシンで織物上に裁縫することができる。
前記織物６３、６４を水中に置くと、複合糸４０上のサイジング糸４４が溶解することで、弾性糸４２は伸縮弾性を示すことができる。このようにして、図１２に示すように、織物の縫い糸はいずれも弾性糸４２であり、弾性を有し、織物に追随して弾性的に伸展する。
図１３は、織物７０の断面図であり、本発明の複合糸４０を刺繍糸として電気刺繍機により前記織物（例えば、布地）７０に電気刺繍してパターンを刺繍することを示す。
前記織物７０を水中に置くと、前記複合糸４０中のサイジング糸４４が溶解し、弾性糸４２のみが残る。このようにして、図１４に示すように、織物上の刺繍糸はいずれも前記弾性糸４２であり、弾性を有する。前記織物７０が弾性を有する場合、弾性糸４２は、前記織物に追随して弾性的に伸展することができる。
本発明では、弾性膜材２２と形状維持膜２４とを結合して複合膜材２０を形成することにより、前記複合膜材２０は切断に適し、形状維持膜２４により弾性膜材２２の伸縮を制限するとともに弾性膜材を支持することにより、前記弾性膜材２２は効果的に切断される。前記形状維持膜２４は、可溶性を有するため、切断された複合糸４０の弾性糸４２とサイジング糸４４を分離する必要がない。これにより、弾性膜材の切断プロセスが簡単化される。
本発明で切断された複合糸４０は剛性、低弾性及び低伸展性などの特性を有し、引張力に耐えるため、そのまま紡績機械に供して紡績製品を製造することができる。その後、複合糸のサイジング糸４４を溶解させ、弾性糸４２を残すことにより、最終紡績製品は、弾性糸４２のみで作成される。このようにして、弾性糸を直接使用して紡績製品を編むことができない従来技術の欠陥を克服することができる。
本発明の切断方法により、幅が微細な複合糸が切り出され、微細な弾性糸が得られる。
以上の実施例は本発明の技術的手段を説明するものに過ぎず、制限するものではない。本発明の同等修正はいずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。
２０：複合膜材、２２：弾性膜材、２４：形状維持膜、３０：輸送装置、３２：ローラ、３５：切断装置、３６：カッター、４０：複合糸、４１：ロール 、４２（４２Ａ〜４２Ｇ）弾性糸、４２１ 本体、４２２：光反射層、４２３：夜光層、４２４：導電層、４４：サイジング糸、５０、６３、６４、７０：織物。

Claims (10)

  1. 弾性膜材を有する複合膜材の切断方法において、
    複合膜材を作製し、前記複合膜材は、弾性膜材と少なくとも１つの形状維持膜とを結合してなり、前記弾性膜材は、高分子材料で作製され、伸縮性及び弾性を有し、前記形状維持膜は、高分子ポリマーで作製され、可溶性を有し、水に可溶であり、前記形状維持膜の剛性は、前記弾性膜材よりも高く、展延性は、前記弾性膜材よりも低く、
    切断装置で前記複合膜材の前記弾性膜材及び前記形状維持膜を切断し、前記複合膜材を複数の複合糸に切断し、各前記複合糸は、少なくとも２層構造の複合体であり、弾性糸及び少なくとも１つのサイジング糸を含み、前記弾性糸は、前記弾性膜材を切断してなるものであり、前記サイジング糸は、前記形状維持膜を切断してなるものである、切断方法。
  2. 前記形状維持膜の材質はポリビニルアルコールである、請求項１に記載の切断方法。
  3. 前記複合膜材は、連続輸送により前記切断装置に輸送されて切断され、切断された後の各前記複合糸は、ロール状に巻かれ、各前記複合糸の前記弾性糸と前記サイジング糸とは結合を保持する、請求項１に記載の切断方法。
  4. 前記複合糸を水中に置くことにより、前記サイジング糸は水中に溶解し、前記弾性糸は残る、請求項１から３のいずれか１項似記載の切断方法。
  5. 弾性糸を有する複合糸であって、
    前記複合糸の断面は矩形であり、
    前記複合糸は、長さが連続する糸であり、その断面が少なくとも上下２層の層状構造であり、弾性糸及び少なくとも１つのサイジング糸を含み、前記弾性糸は高分子材料で作製され、伸縮性及び弾性を有し、前記サイジング糸は、高分子材料で作製され、溶解性を有し、水に可溶であり、前記サイジング糸の剛性は前記弾性糸よりも大きく、展延性は前記弾性糸よりも低い複合糸。
  6. 前記サイジング糸の溶解温度は、前記弾性糸の融点よりも低い、請求項５に記載の複合糸。
  7. 前記サイジング糸の材質はポリビニルアルコールである、請求項５に記載の複合糸。
  8. 前記複合糸の両側面は切断平面である、請求項５に記載の複合糸。
  9. 前記複合糸は、紡績機、ミシン又は電気刺繍機に使用可能である、請求項５に記載の複合糸。
  10. 前記複合糸を水に置くことにより、前記サイジング糸は水中に溶解し、前記弾性糸は残る、請求項５から８のいずれか１項に記載の複合糸。
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