JP3209650U - 炭素繊維強化樹脂加工シート - Google Patents
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Abstract
Description
一方、近年に至り、炭素繊維布帛に着色繊維を織り込むことにより、デザイン性に優れた交織織物が提案されており、注目に値する技術である(特許文献3)。しかしながら、この交織織物自体は、デザイン性に優れるものの、織物それ自体であるから、耐折り曲げ性に劣り、毛羽立ち、糸切れ、汚れによる色の劣化などの問題点が生じる。
(1)炭素繊維に着色繊維を複合化した布帛を用い、熱可塑性エラストマーフィルム、もしくはゴムフィルムをラミネートした炭素繊維強化樹脂加工シート。
(2)布帛が、炭素繊維に着色繊維を複合化した織物である、(1)に記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
(3)着色繊維が、有機繊維の表面に金属蒸着により着色されてなる、(1)または(2)記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
(4)複合化した織物が、炭素繊維に着色繊維を交織した交織織物である、(2)または(3)に記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
(5)フィルム面における、JIS−L0849−2013の試験方法に従い、摩擦に対する染色堅ろう度試験を行い、乾燥条件および湿潤条件のどちらにおいてもJIS−L0801−2011 10の判定方法によって判定される外観変化が4〜5級である、(1)〜(4)いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
(6)JIS−L1096−2010 8.23.1 B法に従い測定される縫目のすべりの最大孔の大きさが1.0mm以下である、(1)〜(5)いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
(7)熱可塑性エラストマーが、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアクリル酸エステル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニリデン系熱可塑性エラストマー、およびエチレン酢酸ビニル共重合体系熱可塑性エラストマーの群から選ばれた少なくとも一種であり、上記ゴムが、シリコーンゴム、合成ゴムもしくは天然ゴムである、(1)〜(6)いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
(8)目付が50〜600g/m2である、(1)〜(7)いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
(9)着色繊維が、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、およびアラミド繊維の群から選ばれた少なくとも1種の合成繊維、もしくは絹、羊毛、および綿の群から選ばれた少なくとも1種の天然繊維、または無機繊維からなる、(1)〜(8)いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
(10)布帛と熱可塑性エラストマーフィルムもしくはゴムフィルムとの比率が質量基準で75:25〜30:70である(1)〜(9)いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
(11)上記(1)〜(10)いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シートを生地とする、意匠性服飾品。
(12)上記(1)〜(10)いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シートを生地とする、服飾雑貨。
(13)上記(1)〜(10)いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シートを生地とする、意匠性内外装材。
(14)上記(1)〜(10)いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シートを生地とする、意匠性家具。
また、上記炭素繊維は、常法に従い繊維束とされて、それぞれの炭素繊維織物のたて糸およびよこ糸に用いられるが、引き揃えや撚り、さらには扁平化などについては特に限定されず、種々の繊維束が炭素繊維として用いることができる。
着色繊維としては、以上の各種の合成繊維、天然繊維や無機繊維が、染料、顔料などで着色された繊維や、これらの各種の繊維の表面が金属蒸着により着色した繊維があげられる。特に、金属蒸着により着色した有機繊維は、自由に色を選択でき、発色性に優れるという点で好ましい。
着色繊維の色調としては、炭素繊維の黒色との差が出て色が認識しやすくなるため、高彩度のものを用いることが好ましい。
また、着色繊維は、マルチフィラメントヤーンの場合には、炭素繊維の径との比率を考慮すると、総繊度が50〜1,000dtexであることが望ましい、その限りではない。
生地の織り方は、平織り、綾織り、朱子織り、紗綾織り、市松織り等、いずれの織り方でも良いが、耐荷重性という理由では平織りが最も優れる。炭素繊維と着色繊維の位置関係としては横糸に着色繊維を用いることで、必要となる部分に選択的に着色が可能であるという理由で最も優れる。
好ましくは、(1)炭素繊維に着色繊維を交織して交織織物を得る方法である。
以下に、交織織物について詳述する。
このように、本考案に用いられる織物は、炭素繊維に着色繊維を交織して交織織物が好ましく、その詳細については、例えば特許第5485717号公報に詳述されている。
また、このような複合繊維織物の製造方法としては、例えば「炭素繊維糸を経糸及び緯糸とする地組織に、少なくとも絹繊維糸を経糸とする紋様組織を織り込むことにより二重織構造を有する複合繊維織物を製造する方法であって、前記経糸のうち炭素繊維糸は消極送り出しにより該炭素繊維糸の供給源から前記地組織の織り出し部位に向けて給糸し、 前記経糸のうち絹繊維糸は積極送り出しにより該絹繊維糸の供給源から前記紋様組織の織り出し部位に向けて給糸することを特徴とする複合繊維織物の製造方法。」(同特許公報の請求項3)が挙げられる。
この織物の詳細については、特許第5485717号公報の「特許請求の範囲」および同明細書の段落「0007」−「0038」、ならびに図1〜図14に詳述されている。
なお、上記特許では、着色繊維として、絹繊維糸を交織する例が挙げられているが、これに限定されず、本考案では、上記した各種の着色されてなる、合成繊維、天然繊維、無機繊維が適用可能である。
なお、交織織物などの布帛の厚さは、通常、0.1〜0.5mm程度である。
炭素繊維の割合が95体積%を超えると、黒の色調が強まり、デザイン性に劣る。一方、炭素繊維の割合が5体積%未満では、得られる樹脂加工シートの強度が劣り、また本来、炭素繊維としての質感・風合いが表れにくくなる。
ここで、布帛の割合が75:30を超えると、当該布帛の割合が多くなり布帛表面での熱可塑性エラストマーまたはゴムの厚みが不均一な状態になるため光沢ムラができるため好ましくなく、一方30:70未満では、樹脂の割合が多くなって得られるシートが重くなり、強度も低下しやすい。
なお、上記フィルムの厚みは、通常、0.05〜0.2mm程度である。
また、ラミネートする際に、離型紙あるいは離型フィルムなどの離型用シートに挟んで製造する、または表面をパターン加工した化粧板やロールで製造することにより、それらの表面パターンを樹脂加工シートに転写できるため、表面光沢を容易に調節できる。
なお、この際の加熱は、成形温度でラミネートする、または、常温から成形温度まで昇温してラミネートしたのち、常温まで降温するなどの手法が可能である。
なお、再成形の場合、同時成形と同じ範囲を成形してもよく、同時成形とは異なる範囲を成形してもよい。
また、本考案の樹脂加工シートは、耐摩耗性などの物性面での優れた特徴と同時に、使用されるフィルムが透明な場合には、炭素繊維織物に着色繊維が交織されている場合、美麗なデザイン性があり、優美な色柄が出現するという特徴を有する。
また、炭素繊維と着色繊維とが混繊された混繊糸を用いた場合には、得られる樹脂加工シートは、霜降り調のシートとなる。
さらに、炭素繊維に着色糸がカバリングされたカバリングヤーンを用いた織物の場合には、着色繊維自体の鮮やかな色合いのシートが得られる。
このように、本考案の樹脂加工シートの剛軟度を上記の範囲にするには、成形時において、成形温度および成形圧力を調節すればよい。
このような本考案の樹脂加工シートの屈曲疲労試験における耐屈曲疲労性は、成形時において、成形温度および成形圧力を調節することにより達成することができる。
図1は、本発明に用いられる、炭素繊維に着色繊維を交織した交織織物の表面を撮影した写真であり、着色繊維として黄色のポリエステル繊維を用い、黄色のポリエステル繊維が交織されており、黒色部分は炭素繊維織物を示している。このように、本考案にもちいられる交織織物は基布となる炭素繊維織物に着色繊維、ここでは、黄色のポリエステル繊維が交織されているので、デザイン性に富み、美麗である。
また、図2は、着色繊維として赤色の絹糸を交織した交織織物の例である。ここでは、赤色に着色された絹糸が交織されているので、デザイン性に富み、美麗である。
まず、図3(A)に示すように、図1〜2で示したような交織織物の両面に、熱可塑性ウレタンシート(熱可塑性エラストマーフィルム)、離型用シート(離型紙または離型フィルム)、SUS板(化粧板)を順次挟み込み、これを図3(B)のように、プレス機に載置して、圧力(1.0〜5.0MPa)、温度(熱可塑性エラストマーの示差走査熱量測定での吸熱ピークのトップから求められる融点よりも20℃低い温度から当該融点よりも50℃高い温度の範囲)をかけてプレス成形し、成形後、離型用シートおよびSUS板を取り除いて、図3(C)に示す本考案の炭素繊維強化樹脂加工シートが得られる。なお、図3では、離型用シートも用いているが、用いなくてもよい。
また、図3では、プレス成形の一例を示しているが、図示しないオートクレーブ装置やロール装置などでラミネート成形することもできる。
ここで、実施例における測定方法は、下記のとおりである。
摩擦に対する染色堅ろう度は、JIS−L0849−2013の試験方法に従って測定した。より具体的には、約220×30mmの試験片を摩擦試験機II型で用い、2Nの荷重で摩擦用白綿布(接触面積100cm2)を試験片の中央部100mmの間を毎分30往復の速度で100回往復摩擦する。湿潤条件では、摩擦用白綿布は水で濡らし100%の湿潤状態にする。なお、摩擦用白綿布の着色判定は、JIS−L0801−2011の箇条10によった。
屈曲疲労試験の測定方法は、デマッチャ式繰り返し疲労試験による折り曲げ操作をした後、外観のひび割れや亀裂を判定した。より具体的には、1分間に60回の速度で、つかみ間距離2〜7cmの間で試験片を500回屈曲させた後、外観を確認した。
特許第5485717号に準じて作製された(有)フクオカ機業社製の交織織物(図1参照、炭素繊維織物に黄色に着色したポリエステル繊維が交織された交織織物(厚み:0.3mm、目付:175g/m2)の両面を、シーダム(株)製の熱可塑性ポリウレタンフィルム(厚み:0.1mm)でラミネートし、図3のプレス機を用いて成形した。
その結果、成形温度は150℃、質量比率は交織織物:樹脂が45:55、摩擦堅牢度が乾燥汚染で5級、湿潤汚染で4−5級、滑脱抵抗力(mm)が、たて0.4、よこ0.5、剛軟度(mN)が、たてが7.0、よこが6.7、耐屈曲疲労性が〇であった。
実施例1で得られた樹脂加工シートの表面状態を示す写真を図4に示す。
炭素繊維織物に黄色に着色されたポリエステル繊維が交織されて美麗なデザインが発現されている。
しかも、得られる樹脂加工シートの物性は、炭素繊維のみからなる炭素織物を用いた場合に比べても遜色はない。
特開2016−179667号公報の実施例1を本考案の比較例として示す。
すなわち、東レ(株)製の炭素繊維織物(商品名:トレカクロス CO6343B)(厚み:0.23mm、目付:198g/m2)の両面を、日本マタイ(株)製の熱可塑性ポリウレタンフィルム(厚み:0.1mm)でラミネートし、図3のプレス装置を用いて成形した。
その結果、成形温度は150℃、質量比率は炭素繊維織物:樹脂が45:55、摩擦堅牢度が乾燥汚染で5級、湿潤汚染で4−5級、滑脱抵抗力(mm)が、たて0.4、よこ0.4、剛軟度(mN)が、たてが8.7、よこが8.0、耐屈曲疲労性が〇であった。
比較例1で得られた樹脂加工シートの表面状態を示す写真を図5に示す。
この樹脂加工シートは、基布が炭素繊維のみからなる炭素繊維織物であるために、物性は問題ないが、全面が黒色で、デザイン性に欠ける面がみられた。
Claims (14)
- 炭素繊維に着色繊維を複合化した布帛を用い、熱可塑性エラストマーフィルム、もしくはゴムフィルムをラミネートした炭素繊維強化樹脂加工シート。
- 布帛が、炭素繊維に着色繊維を複合化した織物である、請求項1記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
- 着色繊維が、有機繊維の表面に金属蒸着により着色されてなる、請求項1または2記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
- 複合化した織物が、炭素繊維に着色繊維を交織した交織織物である、請求項2または3に記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
- フィルム面における、JIS−L0849−2013の試験方法に従い、摩擦に対する染色堅ろう度試験を行い、乾燥条件および湿潤条件のどちらにおいてもJIS−L0801−2011 10の判定方法によって判定される外観変化が4〜5級である、請求項1〜4いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
- JIS−L1096−2010 8.23.1 B法に従い測定される縫目のすべりの最大孔の大きさが1.0mm以下である、請求項1〜5いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
- 熱可塑性エラストマーが、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアクリル酸エステル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニリデン系熱可塑性エラストマー、およびエチレン酢酸ビニル共重合体系熱可塑性エラストマーの群から選ばれた少なくとも一種であり、上記ゴムが、シリコーンゴム、合成ゴムもしくは天然ゴムである、請求項1〜6いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
- 目付が50〜600g/m2である、請求項1〜7いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
- 着色繊維が、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、およびアラミド繊維の群から選ばれた少なくとも1種の合成繊維、もしくは絹、羊毛、および綿の群から選ばれた少なくとも1種の天然繊維、または無機繊維からなる、請求項1〜8いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
- 複合化した布帛と熱可塑性エラストマーフィルムもしくはゴムフィルムとの比率が質量基準で75:25〜30:70である請求項1〜9いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シート。
- 請求項1〜10いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シートを生地とする、意匠性服飾品。
- 請求項1〜10いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シートを生地とする、服飾雑貨。
- 請求項1〜10いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シートを生地とする、意匠性内外装材。
- 請求項1〜10いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂加工シートを生地とする、意匠性家具。
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JP2017000177U JP3209650U (ja) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | 炭素繊維強化樹脂加工シート |
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JP2017000177U JP3209650U (ja) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | 炭素繊維強化樹脂加工シート |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP3209650U (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114055818A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-18 | 内蒙古工业大学 | 一种橡胶基柔性复合材料及其制备方法 |
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2017
- 2017-01-19 JP JP2017000177U patent/JP3209650U/ja active Active
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CN114055818A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-18 | 内蒙古工业大学 | 一种橡胶基柔性复合材料及其制备方法 |
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