JP7168923B1 - 服飾資材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1実施形態に係る服飾資材は、ポリプロピレン樹脂及び無機充填剤を含有する。無機充填剤は、炭酸カルシウム粒子を含む。無機充填剤の含有割合は、40.0質量%以上68.0質量%以下である。
ポリプロピレン樹脂は、プロピレンを含む原料モノマーの重合体である。ポリプロピレン樹脂の原料モノマーは、プロピレン以外のモノマー(以下、他のモノマーと記載することがある)を含んでもよい。他のモノマーとしては、例えば、エチレン及び1-ブテンが挙げられる。ポリプロピレン樹脂の原料モノマーにおけるプロピレンの含有割合としては、80質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましい。
無機充填剤は、炭酸カルシウム粒子を含む。ここで、無機充填剤として使用される炭酸カルシウム粒子は、入手元によって純度が大きく異なる。詳しくは、無機充填剤として使用される炭酸カルシウム粒子の多くは、鉱物資源として得られた炭酸カルシウム鉱石を精製せずにそのまま粒子化したものである。そのため、炭酸カルシウム粒子は、産地によって純度が大きく異なる。例えば、産地によっては、炭酸カルシウムの含有割合が70質量%程度である低純度の炭酸カルシウム粒子が存在する。一方、食品用及び医薬品用の炭酸カルシウム粒子として、化学合成により得られた高純度の炭酸カルシウム粒子も存在する。
本発明の服飾資材は、ステアリン酸塩を更に含有することが好ましい。ステアリン酸塩は、本発明の服飾資材の製造時に離型剤として機能する。ステアリン酸塩は、他の離型剤として比較し、本発明の服飾資材の離型性を効果的に向上させることができる。また、ステアリン酸塩は、本発明の服飾資材の強度を更に向上させる機能も有する。本発明の服飾資材において、ステアリン酸塩は、無機充填剤(特に、炭酸カルシウム粒子)の表面に付着した状態で存在していてもよく、ポリプロピレン樹脂に分散した状態で存在していてもよい。本発明の服飾資材において、ステアリン酸塩の少なくとも一部は、ポリプロピレン樹脂に分散した状態で存在することが好ましい。この場合、少量のステアリン酸塩によって本発明の服飾資材の強度を効果的に向上させることができる。
本発明の服飾資材は、無機充填剤及びステアリン酸塩以外の他の添加剤を更に含有していてもよい。他の添加剤としては、例えば、カップリング剤、潤滑剤、フィラー分散剤、静電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、及び耐候剤が挙げられる。
本発明の第2実施形態に係る服飾資材の製造方法は、第1ポリプロピレン樹脂及び無機充填剤を含有するマスターバッチを準備する準備工程と、マスターバッチ及び第2ポリプロピレン樹脂を混合して混合物を得る混合工程と、混合物を射出成型することで服飾資材を得る射出成型工程とを備える。無機充填剤は、炭酸カルシウム粒子を含む。混合物における無機充填剤の含有割合は、40.0質量%以上68.0質量%以下である。本発明の服飾資材の製造方法は、取り扱い性、耐熱性及び強度に優れる服飾資材である第1実施形態に係る服飾資材を製造できる。
本工程では、第1ポリプロピレン樹脂及び無機充填剤を含有するマスターバッチを準備する。マスターバッチにおける無機充填剤の割合としては、例えば、50.0質量%以上75.0質量%以下である。
本工程では、マスターバッチ及び第2ポリプロピレン樹脂を混合して混合物を得る。マスターバッチ及び第2ポリプロピレン樹脂を混合する方法としては、例えば、ブレンダー等で混合する方法が挙げられる。混合物における第2ポリプロピレン樹脂の割合としては、例えば、10.0質量%以上40.0質量%以下である。なお、上述の通り、本工程では、混合物の調製において、ステアリン酸塩を更に添加することが好ましい。
本工程では、混合工程で得られた混合物を射出成型することで服飾資材を得る。射出成型時のシリンダー温度としては、例えば、150℃以上200℃以下である。射出成型では、例えば、服飾資材と、スプール、ランナー及びゲートとが一体化した射出成型品が得られる。この射出成型品から切り出すことにより、目的とする服飾資材を得ることができる。なお、射出成型品から切り出された服飾資材には、必要に応じて塗装及び研磨等の加工を行ってもよい。
まず、実施例に用いた各材料について説明する。実施例においては、炭酸カルシウム粒子(最大粒径約20μm)と、1種類のホモポリプロピレン樹脂(ホモPP、ペレット状)と、4種類のブロックポリプロピレン樹脂(ブロックPP(A)~(D)、ペレット状)と、耐候剤と、ステアリン酸カルシウム(ステアリン酸Ca)と、ポリエチレンワックスとを用いた。以下に各ポリプロピレン樹脂の230℃でのメルトフローレートを示す。
ホモPP:30g/10分
ブロックPP(A):230℃でのメルトフローレート60g/10分
ブロックPP(B):230℃でのメルトフローレート30g/10分
ブロックPP(C):230℃でのメルトフローレート30g/10分
ブロックPP(D):230℃でのメルトフローレート30g/10分
以下に示す材料を二軸混練機によって混錬した後にチップ化することにより、マスターバッチを作成した。
樹脂成分:ブロックPP(A)(30.0質量部)
無機充填剤:炭酸カルシウム粒子(70.0質量部)
ブロックPP(A)を80℃で6時間乾燥させた。乾燥後のブロックPP(A)について、射出成型機(日精樹脂工業株式会社製、型締め力60tf、シリンダー温度165~175℃、金型温度25℃、射出速度設定12%)を用いて、ボタン、スプール、ランナー及びゲートが一体となった射出成型品を成形した。ボタンは、中央付近の対象な位置に4個の糸穴を有する円盤形状であり、外径20mm、厚さ3mm、糸穴径2mmであった。次に、射出成型品からボタンを切り離した。得られたボタンを比較例1のボタン(ポリプロピレン樹脂単体の成型物)とした。
ホモPP(25.0質量部)及びマスターバッチ(75.0質量部)をブレンダーで混合した。得られた混合物を80℃で6時間乾燥させた。乾燥後の混合物をブロックPP(A)の代わりに用いた以外は、比較例1のボタンと同様の方法により実施例1のボタンを得た。
混合物の調製における各成分の配合を下記表1に示す通りに変更した以外は、実施例1と同様の方法により、実施例2~14及び比較例2~3のボタンを得た。
以下の方法により、実施例1~14及び比較例1~3のボタンについて、引張強度及び圧縮強度を測定すると共に、ホットプレッシング試験を実施した。結果を下記表2に示す。なお、下記表2において、「CaCO3」は、炭酸カルシウム粒子を示す。「PEワックス」は、ポリエチレンワックスを示す。「%」は、質量%を示す。
JIS(日本産業規格)S4025(1993年)(廃止済み規格)に準拠して測定対象(実施例1~14及び比較例1~3のボタンの何れか)に対して引張試験を実施した。まず、測定対象に形成された4つの糸穴(便宜上、時計回りに第1糸穴、第2糸穴、第3糸穴及び第4糸穴とする)に二本のピアノ線を通した。より具体的には、測定対象に形成された4つの糸穴のうち、第1糸穴及び第2糸穴に一方のピアノ線を通し、第3糸穴及び第4糸穴に他方のピアノ線を通した。次に、引張圧縮試験機(ミネベアミツミ株式会社製「テクノグラフTGE-5kN」)を用い、二本のピアノ線をそれぞれ反対方向から引っ張ることにより引張試験を行った。引張速度は、10mm/分とした。引張試験は、測定対象が破壊されるまで行った。引張試験では、測定対象が割れる瞬間に付与されていた引張張力(破壊値[kgf])を測定した。引張試験は、10個の測定対象に対してそれぞれ行った(n=10)。そして、得られた10個の測定結果の最小値(min)、最大値(max)及び平均値を記録した。
測定対象(実施例1~14及び比較例1~3のボタンの何れか)の上に直径63.5mmの鋼球を載せた。そして、引張圧縮試験機(ミネベアミツミ株式会社製「テクノグラフTGE-5kN」)を用い、鋼球に荷重を加えることにより圧縮試験を行った。圧縮速度は、5mm/分とした。圧縮試験は、試験機の測定限度である200kgfの荷重が測定対象に付与されるまで行った。圧縮試験は、10個の測定対象に対してそれぞれ行った(n=10)。そして、測定対象の表面にクラックが発生するか否かを判定した。10個の測定対象のうち、少なくとも1つの測定対象でクラックが発生した場合、下記表2のクラックを「割」とした。一方、10個の測定対象の何れにおいてもクラックが発生しなかった場合、下記表2のクラックを「無」とした。なお、クラックが「無」であるボタンについては、いずれの測定対象についても、200kgfの荷重を加えた場合に破壊(割れ)は発生しなかった。
測定対象の強度は、以下の基準で判定した。
A(極めて良好):引張試験における破壊値の平均値が7.50kgf超であり、かつ圧縮試験でクラックが発生しなかった。
B(良好):引張試験における破壊値の平均値が7.50kgf超であったが、圧縮試験でクラックが発生した。又は、引張試験における破壊値の平均値が7.10kgf以上7.50kgf以下であった。
C(不良):引張試験における破壊値の平均値が7.10kgf未満であった。
JIS(日本産業規格)L0850(2015年)のA-1法に準拠して測定対象(実施例1~14及び比較例1~3のボタンの何れか)にホットプレッシング試験を実施した。具体的には、試験台の上に乾燥状態の白綿布を載置した。次に、乾燥状態の白綿布の中央に測定対象を載置した。次に、乾燥状態の白綿布及び測定対象の上に湿潤状態の白綿布(水分量約50質量%)を載置した。次に、湿潤状態の白綿布の上から表面温度110℃の加熱板を荷重4kPaで15秒間押し当てた。その後、測定対象を取り出してその表面を肉眼で観察した。
測定対象の耐熱性は、以下の基準で判定した。
A(合格):測定対象の外観に変化が見られなかった。
B(不合格):測定対象の表面に白綿布の織り目の跡が少しでも確認された。
Claims (8)
- ポリプロピレン樹脂、無機充填剤及びステアリン酸塩を含有し、
前記無機充填剤は、炭酸カルシウム粒子を含み、
前記無機充填剤の含有割合は、50.0質量%超68.0質量%以下であり、
前記ステアリン酸塩の含有割合は、0.003質量%以上0.020質量%以下である、服飾資材。 - 射出成型品である、請求項1に記載の服飾資材。
- 前記ポリプロピレン樹脂は、ブロックポリプロピレン樹脂又はホモポリプロピレン樹脂を含む、請求項1又は2に記載の服飾資材。
- 前記ポリプロピレン樹脂の230℃でのメルトフローレートは、25g/10分以上70g/10分以下である、請求項1から3の何れか一項に記載の服飾資材。
- ボタンとして用いられる、請求項1から4の何れか一項に記載の服飾資材。
- 第1ポリプロピレン樹脂及び無機充填剤を含有するマスターバッチを準備する準備工程と、
前記マスターバッチ、第2ポリプロピレン樹脂及びステアリン酸塩を混合して混合物を得る混合工程と、
前記混合物を射出成型することで服飾資材を得る射出成型工程とを備え、
前記無機充填剤は、炭酸カルシウム粒子を含み、
前記混合物における前記無機充填剤の含有割合は、50.0質量%超68.0質量%以下であり、
前記混合物における前記ステアリン酸塩の含有割合は、0.003質量%以上0.020質量%以下である、服飾資材の製造方法。 - 前記ステアリン酸塩は、ステアリン酸カルシウムを含む、請求項1に記載の服飾資材。
- 前記ステアリン酸塩は、ステアリン酸カルシウムを含む、請求項6に記載の服飾資材の製造方法。
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