TWI516221B - 扣接構件以及扣接構件的製造方法 - Google Patents

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Description

扣接構件以及扣接構件的製造方法
本發明是有關於一種扣接構件(fastening member)及扣接構件的製造方法。
作為扣接構件，開發並產品化有帶扣(buckle)、拉鍊(slide fastener)、子母扣(snap button)、及面扣結件(surface fastener)等各種形態的構件。此類扣接構件有金屬製的構件、亦有樹脂製的構件。扣接構件並不限於衣服或皮包等的日用品，亦實際應用於宇宙空間或水中等特殊用途中。
專利文獻1中，揭示有為了確保再利用性而使拉鍊的鏈布(tape)或元件(element)中含有纖維素纖維。
專利文獻2中揭示了使用珠磨機(bead mill)而高效地將植物纖維微細化的技術，並揭示了使經微纖維化(microfibrillated)的植物纖維疏水改質，從而提高與樹脂的接著性。
專利文獻3中揭示了一種含有纖維素纖維的熱可塑性樹脂組成物的製造方法。專利文獻3所揭示的製造方法如於該文獻 的摘要中所說明般，包括如下步驟：在具有旋轉葉片的混合器(mixer)中放入綿狀的纖維素纖維與熱可塑性樹脂並進行攪拌，利用所產生的摩擦熱而使熱可塑性樹脂熔融，從而獲得於纖維素纖維中附著有熱可塑性樹脂的混合物的步驟；以及一邊將混合物冷卻、一邊進行攪拌的步驟。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2012/056583號手冊
[專利文獻2]日本專利特開2011-213754號公報
[專利文獻3]日本專利特開2009-1597號公報
為了提高扣接構件的強度，較佳為在樹脂原料中混合強化纖維。扣接構件中通常混合的強化纖維一般為自玻璃纖維或碳纖維等具備相對較高的耐熱性的纖維中選擇。然而，對於實現扣接構件的進一步的性能提昇、或對扣接構件賦予與先前不同的特性或特徵而言，尚存在界限。
本發明的扣接構件是包含纖維素纖維的原料的成形品，經微纖維化的上述纖維素纖維分散於熱可塑性樹脂中而成為原料，上述熱可塑性樹脂的熔點為150℃~200℃，在將上述熱可塑性樹脂與上述纖維素纖維的合計質量%設為100質量%時，上述纖維素纖維的質量%為超過20質量%且未滿60質量%。
在將上述熱可塑性樹脂與上述纖維素纖維的合計質量% 設為100%時，宜為於上述原料中包含30質量%以上且50質量%以下的質量%的上述纖維素纖維。
上述原料中宜為更包含無機顏料。
在上述原料中，除合計100質量%的上述熱可塑性樹脂與上述纖維素纖維外，宜為包含0.5質量%~5質量%的上述無機顏料。
關於以熔融溫度220℃熔融的上述原料，宜為剪切速度12160sec-1下的熔融黏度為500Pa/s以下，剪切速度12.16sec-1下的熔融黏度為5000Pa/s以上。
上述熱可塑性樹脂宜為聚醯胺。
將上述扣接構件熔融而獲得的規定尺寸的試驗片的彎曲強度宜為100MPa以上。
將上述扣接構件熔融而獲得的規定尺寸的試驗片的彎曲彈性率宜為4000GPa以上。
上述扣接構件宜為拉鍊用的拉鍊滑件(fastener slider)。
本發明的扣接構件的製造方法包括：第1步驟，將包含纖維素纖維的熔融原料供給至模具，經微纖維化的上述纖維素纖維分散於熱可塑性樹脂中而成為熔融原料，上述熱可塑性樹脂的熔點為150℃~200℃，在將上述熱可塑性樹脂與上述纖維素纖維的合計質量%設為100質量%時，上述纖維素纖維的質量%為超過20質量%且未滿60質量%；以及第2步驟，將填充於上述模具內的上述熔融原料冷卻。
根據本發明，可實現扣接構件的進一步的性能提昇、或對扣接構件賦予與先前不同的特性或特徵。
10‧‧‧毛細管流變儀
20‧‧‧熔融試樣
21‧‧‧氣缸
22‧‧‧固定金屬構件
23‧‧‧毛細管噴嘴
24‧‧‧入口
25‧‧‧桿部
26‧‧‧桿
27‧‧‧O形環
28‧‧‧壓力感測器
29‧‧‧活塞
51、51a、51b‧‧‧上擋具
61‧‧‧下擋具
65‧‧‧開離嵌插具
65a‧‧‧匣體
65b‧‧‧匣桿
65c‧‧‧碟桿
71、71a、71b‧‧‧線圈元件
75、75a、75b‧‧‧元件列
81、81a、81b‧‧‧鏈布
90‧‧‧拉鍊滑件
92‧‧‧滑件本體
94‧‧‧柱部
98‧‧‧拉片
100‧‧‧拉鍊
200‧‧‧成形裝置
201‧‧‧氣缸
202‧‧‧搬送螺桿
203‧‧‧導入部
204‧‧‧噴嘴
210‧‧‧攪拌部
221‧‧‧模具
221a‧‧‧第1模具
221b‧‧‧第2模具
220‧‧‧成形部
圖1是本發明的扣接構件的一例的拉鍊的概略示意圖。
圖2是本發明的扣接構件的一例的拉鍊的概略示意圖。
圖3是熱可塑性樹脂的熔融黏度的測定中所使用的裝置的概略示意圖。
圖4是表示本發明的扣接構件的製造步驟的概略步驟圖。
本實施形態的扣接構件是包含纖維素纖維的原料的成形品，經微纖維化的纖維素纖維分散於熱可塑性樹脂而成為原料(以下，有時簡稱作原料)，熱可塑性樹脂的熔點為150℃~200℃，在將熱可塑性樹脂與纖維素纖維的合計質量%設為100質量%時，上述纖維素纖維的質量%為超過20質量%且未滿60質量%。
本實施形態中，採用纖維素纖維來作為熱可塑性樹脂中含有的強化纖維。扣接構件中通常混合的強化纖維，一般為自玻璃纖維或碳纖維等具備充分的耐熱性的纖維中選擇。本實施形態中，與此種慣例相反而採用纖維素纖維來作為強化纖維，藉此實現扣接構件的高強度化。因熱可塑性樹脂的熔點為150℃~ 200℃，故可將分散於熔融樹脂的經微纖維化的纖維素纖維的變質抑制為某種程度。因纖維素纖維的質量%為超過20質量%且未滿60質量%，從而可適當地兼顧扣接構件的強度與扣接構件的成形時的成形性。該點亦根據後述的實施例與比較例的對比而得到印證。由於纖維素纖維的輕量且高強度而可確保所需的扣接構件的性能。根據纖維素纖維為可再生的生質資源(biomass resource)這一點，亦可以說扣接構件的環境績效(environmental performance)得以提高。
本實施形態中，尤其藉由將經微纖維化的纖維素纖維實際用作強化樹脂，而可適宜且充分地確保扣接構件的強度。經微纖維化的纖維素纖維以3維的網狀而存在，從而不會破壞扣接構件的輕量性且確保其強度適宜。另外，如本領域技術人員周知般，經微纖維化的纖維素纖維是直鏈狀纖維素與氫鍵結成束所得者。
另外，熱可塑性樹脂的熔點宜為採用藉由示差掃描熱卡計、通稱DSC(differential scanning calorimeter)測定所得者。示差掃描熱量測定是如下的方法，即，在測定試樣與標準試樣之間檢測吸收熱量的差，藉此來對測定試樣的熔點進行測定，從而在高分子領域中被廣泛採用。例如，宜實際應用精工電子(Seiko Instruments)公司製造的產品名EXSTAR6000的DSC。在熱可塑性樹脂中含有不同種類的熱可塑性樹脂的情況下，亦可將最高溫側的吸熱峰頂(peak top)的溫度作為熔點。DSC的測定方式可為熱通量(heat flux)、輸入補償(input compensation)中的任一個。 作為基本標準物質(primary standard substance)，可使用α-氧化鋁，亦可無基本標準物質。宜為在10℃/min下進行DSC測定。
熱可塑性樹脂與纖維素纖維的各質量%的測定方法為任意。例如，可在將扣接構件熔融後藉由過濾等將纖維素纖維自熱可塑性樹脂中分離，而算出熱可塑性樹脂相對於扣接構件的質量的質量比、以及纖維素纖維相對於扣接構件的質量的質量比，從而算出熱可塑性樹脂與纖維素纖維的各質量%。當進行過濾時，在熱可塑性樹脂為聚醯胺PA11、聚縮醛(polyacetal，POM)的情況下，宜為將六氟異丙醇(hexafluoroisopropanol，HFIP)用作溶劑。在熱可塑性樹脂為聚丙烯(Polypropylene，PP)的情況下，宜為將二氯苯(dichorobenzene)用作溶劑。
(扣接構件的形態)
扣接構件為帶扣的構成構件、拉鍊的構成構件、子母扣的構成構件或面扣結件的構成構件。例如，扣接構件為圖1及圖2所示的拉鍊100的構成構件。
參照圖1對拉鍊100的構成進行說明。如圖1所示，拉鍊100包含：左右一組鏈布(fastener tape)81(81a，81b)，設置於鏈布81的內側緣的左右一組線圈元件(coil element)71(71a，71b)，左右一組上擋具51(51a，51b)，左右共用的下擋具61，以及供左右一組線圈元件71插通的樹脂製的拉鍊滑件90。拉鍊滑件90是在滑件本體92的柱部94安裝拉片(pull tab)98而成。滑件本體92如周知般，上翼板與下翼板為經由連結柱而相向配 置，且在該些之間設置著Y字狀的元件通路。
參照圖2對拉鍊100的其他構成進行說明。圖2所示的拉鍊100中，採用個別的元件是以規定間隔而設置的左右的元件列75(75a，75b)來取代圖1所示的線圈元件71。而且，採用開離嵌插具(seperable bottom end stop)65來取代圖1所示的下擋具61。開離嵌插具65包含匣體(box body)65a、匣桿(box pin)65b及碟桿(insert pin)65c。圖1及圖2所示的拉鍊100的構成僅作例示性表示，並非藉此對本申請案揭示的扣接構件進行限定解釋。
本申請案揭示的扣接構件例如為圖1及圖2揭示的拉鍊滑件90，典型地為滑件本體92。滑件本體92理想的是具有高強度。
本申請案揭示的扣接構件例如為圖1揭示的上擋具51、或者圖1揭示的下擋具61或圖2揭示的開離嵌插具65。本申請案揭示的扣接構件例如為構成圖2所揭示的元件列75的元件。構成拉鍊滑件90的移動線路或位於同線路上的該些要素，對於確保拉鍊100的功能而言是重要的，從而理想的是具有高強度。
如上述般本申請案揭示的扣接構件亦可為帶扣的構成構件、子母扣的構成構件、或面扣結件的構成構件。關於該些構件的各個不再個別地圖示而進行說明。關於帶扣，本申請案揭示的扣接構件為成組的雄型及雌型帶扣中的至少一個。關於子母扣，為成組的雄型及雌型扣中的至少一個。關於面扣結件，為成 組的雄型及雌型面扣結件中的至少一個。關於扣接構件的雄型與雌型的兩者，理想的是適用本申請案揭示的扣接構件。
(纖維素纖維)
對原料中所含的纖維素纖維進行詳述。經微纖維化的纖維素纖維直徑(fiber diameter)典型地為4nm~1000nm，適宜為4nm~200nm，更佳為4nm~100nm。另外，於植物中，纖維素作為單纖維素奈米纖維(single cellulose nanofiber)而存在，其纖維直徑為4nm。宜為對纖維素纖維中所含的纖維素進行化學處理而使其具備疏水性。藉此，可提高纖維素纖維與樹脂的親和性。
原料中所含的經微纖維化的纖維素纖維的質量%為如上述般，超過20質量%且未滿60質量%。根據實施形態，在將熱可塑性樹脂與纖維素纖維的合計質量%設為100質量%時，於原料中包含30質量%以上且50質量%以下的質量%的纖維素纖維，關於該點藉由後述的實施例而得到印證。在上述纖維素纖維的質量%為30質量%以上且50質量%以下的情況下，可更適當地兼顧扣接構件的強度與扣接構件成形時的成形性。
(原料中的纖維素纖維的分散性)
在原料中，即熱可塑性樹脂中，由適當數量的直鏈狀纖維素而成束的微細纖維素纖維均勻地分散著，即便在疎密的分佈中有一些不均，整體上亦可以說是均勻地分散。關於該點，一般而言難以根據固體狀態的扣接構件來評估纖維素纖維的分散性，但可將扣接構件熔融而藉由測定其熔融黏度來進行如下評估。
關於以熔融溫度220℃而熔融的原料，剪切速度12160sec-1下的熔融黏度為500Pa/s以下，且剪切速度12.16sec-1下的熔融黏度為5000Pa/s以上。在此種測定熔融黏度的情況下，原料中的纖維素纖維的分散性適當，可以說在大部分情況下較佳地確保了扣接構件的強度。
若對照後述實施例的結果，則關於以熔融溫度220℃熔融的原料，宜為剪切速度12160sec-1下的熔融黏度為400Pa/s以下，而剪切速度12.16sec-1下的熔融黏度為8000Pa/s以上。
熔融黏度的測定方法為依據JIS-K7199而進行。例如，使用圖3所示的毛細管流變儀(Capillary Rheometer)(熔融黏度測定裝置)10。毛細管流變儀10自氣缸(cylinder)21的下端側起依序包括：固定金屬配件(fixed metal fitting)22、毛細管噴嘴(capillary nozzle)23及入口(entrance)24。在氣缸21的上端側配置著活塞(piston)29，所述活塞29在桿部25的下端設置有棒(rod)26，且在氣缸21內可上下移動。活塞29的外周與氣缸21的內周之間配置著O形環27，藉此，活塞29的下方的空間保持為液密(fluid-tight)。在棒26的下端以任意的形態設置著壓力感測器28。在氣缸21的下方配置著熔融試樣20，藉由毛細管現象並經由毛細管噴嘴23、入口24而被導向棒26下的空間。
試樣(經微纖維化的纖維素纖維分散於熱可塑性樹脂中所得的原料)的熔融黏度η藉由下式而算出。另外，剪切應力為根據壓力感測器的輸出值而決定。剪切速度為對應於活塞29的下 降速度。
此處，τ=剪切應力(Pa)，。
例示性的試驗溫度為220℃，該溫度是高於熱可塑性樹脂的熔點150℃~200℃的溫度。關於毛細管噴嘴23，設為長度10mm，內徑1mm。將上述試樣在80℃下經過6小時而真空乾燥所得的試樣作為測定試樣。在將測定試樣填充於氣缸後，經過5分鐘加熱，而進行黏度特定試驗。例示性的試驗速度為0.5、1、2、5、10、20、50、100、200、500、1000(mm/min)。例示性的剪切速度為6.08、12.16、24.32、60.80、121.6、243.2、608.0、1216、2432、6080、12160(1/s)。
關於熔融黏度，一般而言，若增大剪切速度則熔融黏度降低。本實施形態中亦可見此傾向，但推測因纖維素纖維進行微纖維化，故在低剪切速度的區域中纖維素纖維充分地阻礙熱可塑性樹脂的移動，而測定為相對較高的熔融黏度，亦即上述5000Pa/s以上或8000Pa/s以上；在高剪切速度的範圍中經配向的纖維素纖維無法作為阻礙熱可塑性樹脂的移動的因素而發揮功能，從而測定為相對低的熔融黏度，亦即上述500Pa/s以下或400Pa/s以下。
對照後述的實施例的結果，則關於以熔融溫度220℃熔 融的原料，在將剪切速度12.16sec-1下的熔融黏度設為M，剪切速度12160sec-1下的熔融黏度設為N時，宜為滿足40≦M/N≦120，更佳為滿足45≦M/N≦116。
(無機顏料的添加)
根據實施形態，原料中亦可添加無機顏料。藉此，可緩和因成形時的熱的影響而纖維素纖維燃燒導致扣接構件變色的程度。而且，可視情況彌補因成形時的熱的影響等而引起的熱可塑性樹脂的變色所導致的色再現性的劣化。推測即便藉由添加適當量的無機顏料亦不會引起強度降低，是因為與玻璃纖維等相比纖維素纖維的分散尺寸較小。玻璃纖維的分散尺寸為直徑10μm×長300μm。另一方面，纖維素纖維的分散尺寸為直徑0.004μm~0.02μm×長1μm。在顏料的單獨或凝聚體的直徑為0.2μm~5μm時，自顏料粒子觀察，存在相比於玻璃纖維而纖維素纖維非常細的纖維。
無機顏料為選自白色顏料、紅色顏料、藍色顏料、黃色顏料及黑色顏料的群組中的1種以上的顏料。白色顏料例如為二氧化鈦(金紅石(rutile)、銳鈦礦(anatase))TiO2、硫化鋅ZnS、鉛白2PbCo3．Pb(OH)2、氧化鋅ZnO、鋅鋇白BaSO4+ZnS、三氧化二銻Sb2O3等，但不應限定於此。紅色顏料例如為鈷紫Co3(PO4)2、鎘紅CdS．nCdSe、珠砂(朱紅(vermilion))HgS、鉬酸鉛MoPbO4、鐵丹Fe2O3，但不應限定於此。藍色顏料例如為氧化鉻Cr2O3、群青2(ultramarine 2)(Al2Na2SiO)、普魯士藍KFe[Fe(CN)6]、鈷藍CoO．nAl2O3，但不應限定於此。黃色顏料例如為鉻黃PbCrO4、鎘 黃CdS、铬酸鋅(zinc chromate)ZnCrO4、黃鐵華(yellow ocher)FeO．OH，但不應限定於此。黑色顏料典型地為碳黑，但不應限定於此。作為廉價的色調調整劑，亦可使用硫酸鋇BaSO4、碳酸鋇BaCO3、碳酸鈣CaCO3、石膏CaCO4、及二氧化矽SiO2等。
理想的是使用粉狀的無機顏料。對於無機顏料的質量%或粒徑而言，為了獲得充分的分散性或發色性而可進行適當調整。若無機顏料的粒徑過大，則無機顏料的色調調整程度降低；若過小，則有因凡得瓦(van der Waals)力而引起凝聚之虞。根據此種觀點，無機顏料的中值粒徑(median diameter)典型地為5.0μm以下，較佳為3.0μm以下，典型地為0.1μm以上，較佳為0.2μm以上。依據日本工業規格(Japanese Industrial Standards，JIS)8825-1：2001，顏料粉體的中值粒徑可藉由雷射繞射法而測定。
原料中的顏料的含量為任意，但理想的是至少未滿原料中的纖維素纖維的質量%。若使顏料的質量%大於纖維素纖維的質量%，則原料的成形性劣化，且難以充分確保扣接構件的強度。理想的是原料中的顏料的質量%與原料中的纖維素纖維的質量%相比充分地低。原料中除合計100質量%的熱可塑性樹脂與纖維素纖維外，宜為包含0.5質量%~5質量%的無機顏料。不限於該範圍，亦可設為10.0質量%以下，適宜設為5.0質量%以下。由色再現性的觀點而言，原料中的顏料的質量%較佳設為0.5質量%以上，更佳設為1.0質量%以上。
(關於熱可塑性樹脂)
關於熱可塑性樹脂的材料，只要熔點為150℃~200℃，則為任意。較佳的實施形態中，熱可塑性樹脂為聚醯胺。聚醯胺根據分子構造而熔點不同，但自抑制纖維素纖維的燃燒的觀點考慮，實際應用熔點為150℃~200℃的聚醯胺。聚醯胺若為高熔點，則有黃變的傾向；若為低熔點，則有強度或剛性降低的傾向。自此種觀點而言，理想的是實際應用熔點為150℃~200℃的聚醯胺。聚醯胺的黃變可藉由白色等無機顏料的添加而得到彌補。聚醯胺的熔點如上述般實際應用示差掃描熱量計而決定。
聚醯胺藉由二胺與二羧酸的共聚縮合、ω-胺基酸的聚縮合及內醯胺類的開環聚合等而獲得。作為二胺，例如可列舉乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、2-甲基丙二胺、3-甲基丙二胺、辛二胺、癸二胺及十二烷二胺等直鏈狀或分支鏈狀的脂肪族二胺，間苯二甲胺、對苯二甲胺、間苯二胺及對苯二胺等芳香族二胺，異佛爾酮二胺、2-胺基甲基哌啶、4-胺基甲基哌啶、4,4'-二胺基二伸環己基甲烷、4,4'-二胺基-3,3'-二甲基二伸環己基甲烷、1,3-二(4-哌啶基)-丙烷、1,2-二胺基環己烷、1,3-二胺基環己烷、1,4-二胺基環己烷、N-胺基丙基哌嗪、4,4'-二胺基二伸環己基丙烷、1,2-雙(胺基甲基)環己烷、1,3-雙(胺基甲基)環己烷及1,4-雙(胺基丙基)哌嗪等脂環族二胺。作為二羧酸，例如可列舉琥珀酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、十一烷二酸、二聚酸、氫化二聚酸等直鏈狀或支鏈狀的脂肪族二羧酸，鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二甲 酸、2-氯對苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、5-甲基間苯二甲酸、及間苯二甲酸-5-磺酸鈉及1,5-萘二甲酸等芳香族二羧酸，1,4-環己烷二羧酸、1,2-環己烷二羧酸、1,3-環己烷二羧酸、四氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸酐、3-甲基-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐、4-甲基-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐、3-甲基-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸、4-甲基-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸、3-甲基-六氫鄰苯二甲酸酐、4-甲基六氫鄰苯二甲酸酐、3-甲基六氫鄰苯二甲酸、4-甲基六氫鄰苯二甲酸等具有非芳香族環式基的二羧酸。作為ω-胺基酸，例如可列舉6-胺基己酸、11-胺基十一烷酸(11-aminoundecanoic acid)、12-胺基十二烷酸、4-哌啶羧酸、3-哌啶羧酸及2-哌啶羧酸等。作為內醯胺，可列舉ε-己內醯胺、十一內醯胺(undecane lactam)及十二內醯胺(lauryl lactam)等。
作為聚醯胺的具體例，可列舉聚己醯胺(尼龍6)、聚十二烷醯胺(尼龍12)、聚四亞甲基己二醯胺(尼龍46)、聚六亞甲基己二醯胺(尼龍66)、聚十一亞甲基己二醯胺(尼龍116)、聚間苯二甲基己二醯胺(尼龍MXD6)、聚對苯二甲基己二醯胺(尼龍PXD6)、聚四亞甲基癸二醯胺(尼龍410)、聚六亞甲基癸二醯胺(尼龍610)、聚十亞甲基己二醯胺(尼龍106)、聚十亞甲基癸二醯胺(尼龍1010)、聚六亞甲基十二醯胺(尼龍612)、聚十亞甲基十二醯胺(尼龍1012)、聚六亞甲基間苯二甲醯胺(尼龍6I)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍6T)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基) 甲烷對苯二甲醯胺(尼龍PACMT)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷間苯二甲醯胺(尼龍PACMI)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷十二醯胺(尼龍PACM12)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷十四醯胺(尼龍PACM14)、聚四亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍4T)、聚五亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍5T)、聚-2-甲基五亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍M-5T)、聚六亞甲基六氫對苯二甲醯胺(尼龍6T(H))、聚2-甲基-八亞甲基對苯二甲醯胺、聚九亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍9T)、聚十亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍10T)、聚十一亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍11T)、聚十二亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍12T)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷對苯二甲醯胺(尼龍PACMT)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷間苯二甲醯胺(尼龍PACMI)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷十二醯胺(尼龍PACM12)、及聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷十四醯胺(尼龍PACM14)等。該些可單獨使用，亦可混合使用2種以上。
進而，亦可使用以聚醯胺的重複單元的任意組合所獲得的共聚物。雖未進行限定，但作為此種聚醯胺共聚物，可列舉己內醯胺/六亞甲基．己二醯胺共聚物(尼龍6/6,6)、六亞甲基．己二醯胺/己內醯胺共聚物(尼龍6,6/6)、六亞甲基．己二醯胺/六亞甲基-壬二醯胺共聚物(尼龍6,6/6,9)等。
(扣接構件的強度特性)
如對照後述的實施例可知般，較佳的實施形態中，將扣接構件熔融而獲得的規定尺寸的試驗片的彎曲強度為100MPa以上。 較佳的實施形態中，將扣接構件熔融而獲得的規定尺寸的試驗片的彎曲彈性率為4000GPa以上。
彎曲試驗依據JIS-K7171、國際標準化組織(International Organization for Standardization，ISO)178來進行。作為代表的試驗片的尺寸是按照長×寬×厚的順序為80×10×4mm。試驗速度為10mm/min。支持試驗片的支點間的距離L為L=64mm。壓頭的半徑R1為R1=5mm。
彎曲應力根據數式2而算出，σ的最大值為彎曲強度。
此處，σ為彎曲應力。F為彎曲負載。L為支點間距離。b為試驗片寬度。h為試驗片厚度。
彎曲彈性率依據割線法(secant method)算出，該割線法藉由區間0.05%~0.25%的規定形變區間的彎曲應力梯度而算出彈性率。根據藉由數式3算出的撓曲(mm)時的負載並藉由數式2而算出彎曲應力σ1及彎曲應力σ2，且藉由數式4而算出彎曲彈性率E。
此處，S為撓曲，單位為mm。εi為應變，詳細而言，關於i=1時的應變，ε1=0.0005，關於i=2時的應變，ε2=0.0025。L為支點 間距離。h為試驗片厚度。
此處，ε1=0.0005，ε2=0.0025。σ1為與ε1=0.0005相對應的彎曲應力。σ2為與ε2=0.0025相對應的彎曲應力。
另外，亦可藉由其他方法來測定試驗片的強度特性。
(扣接構件的製造方法)
本實施形態的製造方法包括：第1步驟，將包含纖維素纖維的熔融原料供給至模具，經微纖維化的上述纖維素纖維分散於熱可塑性樹脂中而成為熔融原料，熱可塑性樹脂的熔點為150℃~200℃，上述纖維素纖維的質量%為超過20質量%且未滿60質量%；以及第2步驟，將填充於模具內的熔融原料冷卻。
亦可實際應用圖4中例示性所示的成形裝置200來製造扣接構件。成形裝置200包括：對熔融原料進行攪拌的攪拌部210，以及使自攪拌部210供給的熔融原料成形的成形部220。攪拌部210中，搬送螺桿202可轉動地配置於中空的氣缸201內，藉由搬送螺桿202的轉動來搬送熔融原料，而且在該過程中纖維素纖維充分分散於熱可塑性樹脂內。攪拌部210的導入部203的導入口構成為廣口，藉此，可使熔融原料向氣缸201的內部空間的導入變得容易。經由攪拌部210的噴嘴204將熔融原料自氣缸201內供給至成形部220側。
成形部220為包含1個以上的模具的普通的成形裝置，但並非必須限定為該形態，在圖4中模具221包含第1模具221a及第2模具221b。第1模具221a與第2模具221b上各別地設置著用以使成形品成形的成型模穴(cavity)(未圖示)。而且，至少在第2模具221b設置有將第2模具221b的成型模穴與噴嘴204間連通的流道(runner)(未圖示)。在將熔融原料供給至成形模穴時，第1模具221a與第2模具221b保持為熱可塑性樹脂的熔點附近的溫度。在將填充於成形模穴的熔融原料凝固時，藉由任意的方法將第1模具221a與第2模具221b冷卻。
攪拌部210進行攪拌的原料為經微纖維化的纖維素纖維分散於熱可塑性樹脂而成的熔融原料。較佳為，在經由導入部203的導入口而導入至氣缸201內的時間點，原料處於熔融狀態，但不限於此，亦可藉由氣缸201的加熱而將原料設為熔融狀態。若將攪拌時的保溫溫度設為與熱可塑性樹脂的熔點150℃~200℃相等，則與採用更高熔點的熱可塑性樹脂的情況相比，可實現製程的低溫化。
(經微纖維化的纖維素纖維的製造方法)
經微纖維化的纖維素纖維自身的製造方法為任意，對典型且適宜的製造方法進行例示性說明。例如，將在水中懸浮有紙漿(pulp)的懸浮液放入至珠磨機中而對紙漿進行解纖即可。紙漿典型地為藉由木材等的紙漿化處理或紙資源的再利用化處理而獲得的紙漿。例如，可採用選自化學紙漿(牛皮紙漿(kraft pulp，KP)、 亜硫酸紙漿(sulfite pulp，SP))、半化學紙漿(Semichemical pulp，SCP)、化學細磨紙漿(Chemical Ground Pulp，CGP)、化學機械紙漿(chemimechanical pulp，CMP)、碎木紙漿(Ground Pulp，GP)、精磨木漿(refiner mechanical pulp，RMP)、熱磨機械紙漿(Thermomechanical pulp，TMP)及化學熱磨機械紙漿(Chemi-Thermo-Mechanical Pulp，CTMP)的群組中的1種以上的紙漿。亦可對紙漿進行脫木質素(lignin)或漂白，而調整植物纖維中的木質素量。
紙漿中，尤佳為來源於纖維強度強的針葉樹的各種牛皮紙漿(針葉樹未漂白牛皮紙漿(以下有時稱作(Nabelhdz Unbleached Kraft Pulps，NUKP))、針葉樹氧暴露未漂白牛皮紙漿(以下有時稱作(Nabelhdz oxygen Kraft Pulps，NOKP))、針葉樹漂白牛皮紙漿(以下有時稱作(Needle Bleached Kraft Pulp，NBKP))。
經微纖維化的纖維素纖維亦可為將葡萄糖單元的羥基進行部分改質而成。例如，亦可(i)在藉由疏水化劑改質的疏水化改質纖維素纖維中，使用(ii)藉由陰離子化劑改質的陰離子改質纖維素纖維，或(iii)藉由陽離子化劑改質的陽離子改質纖維素纖維。藉由採用疏水化改質纖維素纖維，可提高與樹脂的親和性。
作為對纖維素纖維進行疏水化改質的疏水化改質反應，可藉由公知的方法來進行，但亦可使用醯基鹵化物(acyl halide)進行酯化。作為醯基鹵化物，例示碳數為4~18的醯氯，具體而言例示丁醯氯、己醯氯、辛醯氯、癸醯氯、十二醯氯、硬脂醯氯、油醯氯等具有烷基或烯基的醯氯，苄基氯等具有芳香環的醯氯，該些可使用1種、或併用2種以上。
亦可取代使用了醯基鹵化物的酯化，而於藉由烷基琥珀酸酐或烯基琥珀酸酐進行纖維素纖維的半酯化後，將生成的羧酸的一部分或全部利用金屬氫氧化物等鹼加以中和。作為烷基琥珀酸酐或烯基琥珀酸酐，可例示具有來源於碳數為4~20的烯烴的骨架與順丁烯二酸酐骨架的化合物。具體而言，可例示辛基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐、十六烷基琥珀酸酐、十八烷基琥珀酸酐等烷基琥珀酸酐，戊烯基琥珀酸酐、己烯基琥珀酸酐、辛烯基琥珀酸酐、癸烯基琥珀酸酐、十一烯基琥珀酸酐、十二烯基琥珀酸酐、十三烯基琥珀酸酐、十六烯基琥珀酸酐、十八烯基琥珀酸酐等烯基琥珀酸酐，該些可使用1種、或併用2種以上。例如有時將具有碳數為16的烯烴骨架的烯基琥珀酸酐表述為「ASA-C16」。
1)使用醯基鹵化物的反應
醯基鹵化物的使用量相對於含有纖維素纖維的材料100重量份，較佳為0.1重量份~200重量份左右，更佳為0.5重量份~150重量份左右，進而更佳為1重量份~100重量份。
使含有纖維素纖維的材料與醯基鹵化物作用(反應)的溫度，較佳為-20℃~150℃左右，更佳為-10℃~130℃左右，進而 更佳為0℃~100℃左右。而且，使含有纖維素纖維的材料與疏水化劑作用(反應)的時間亦依據醯基鹵化物的種類而定，但可藉由利用紅外光譜來追蹤酯的C=O伸縮振動(stretching vibration)的峰值而確認反應是否結束。另外，關於進行疏水化反應的壓力，並無特別限制，在大氣壓下進行即可。
作為反應溶劑的使用量，相對於含有纖維素纖維的材料100重量份，較佳為0.1重量份~1000重量份左右，更佳為1重量份~500重量份左右，進而更佳為10重量份~100重量份左右。
因使用了醯基鹵化物的反應的結果為生成鹵素，故必須有將該鹵素中和的鹼。所使用的鹼，通常為鹼金屬氫氧化物，尤其為氫氧化鈉。所使用的鹼的量是相對於醯基鹵化物以莫耳比計為鹼/醯基鹵化物=1.0~1.5。
在使用了醯基鹵化物的反應中，可視需要使用觸媒，使用吡啶、4-二甲基胺基吡啶、4-吡咯啶基吡啶等，較佳為4-二甲基胺基吡啶。
所使用的觸媒的量，相對於纖維素的葡萄糖單元1莫耳較佳為0.01莫耳~10000莫耳，較佳為0.02莫耳~5000莫耳，尤佳為0.02莫耳~3000莫耳。觸媒的量為1莫耳以上的情況下觸媒亦發揮溶劑的作用，但在該量相對於葡萄糖為超過10000莫耳的情況下，自作為觸媒的觀點考慮，無法有效發揮作用。而且，在未滿0.01莫耳的情況下，反應需要大量的時間。
疏水化反應可在水中進行，但亦可在非水系溶劑中進 行。作為非水系溶劑，為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇等醇類，二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等鹵化溶劑，丙酮、甲基乙基酮等酮系溶劑，四氫呋喃(tetrahydrofuran，THF)、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等醚類，及該些甲基、二甲基、乙基、二乙基化物，二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺化溶劑，己烷、庚烷、苯、甲苯等非極性溶劑，或該些的混合溶劑。而且，亦可使用選自該些的2種以上的混合溶劑。
2)「烷基琥珀酸酐或烯基琥珀酸酐」的半酯化與中和反應
「烷基琥珀酸酐或烯基琥珀酸酐」的使用量相對於含有纖維素纖維的材料100重量份，較佳為0.1重量份~1000重量份左右，更佳為0.5重量份~500重量份左右，進而更佳為1重量份~500重量份。
使含有纖維素纖維的材料與烷基琥珀酸酐或烯基琥珀酸酐作用(反應)的溫度較佳為100℃~200℃左右，更佳為100℃~180℃左右，進而更佳為100℃~150℃左右。而且，使含有纖維素纖維的材料與烷基琥珀酸酐或烯基琥珀酸酐作用(反應)的時間亦依據其種類而定，但可藉由利用紅外光譜來追蹤酯的C=O伸縮振動的峰值來確認反應是否結束。另外，關於進行疏水化反應的壓力，並無特別限制，在大氣壓下進行即可。
含有纖維素纖維的材料與「烷基琥珀酸酐或烯基琥珀酸酐」的反應只要在無水條件下進行則無特別限制，例如例示如下 方法等：1)在使含有纖維素纖維的材料乾燥後分散於有機溶劑中，添加烷基琥珀酸酐或烯基琥珀酸酐，並藉由加熱攪拌而使之反應；2)使含水的纖維素纖維分散於有機溶劑後進行過濾，將溶劑以某種程度去除後，重複進行使過濾剩餘物再次分散於有機溶劑中的操作，藉此將水除去，在利用所謂的溶劑置換法分散後加入「烷基琥珀酸酐或烯基琥珀酸酐」，藉由加熱攪拌而使之反應；3)在含水的纖維素纖維中加入包含液狀的疏水基的環狀酸酐，一邊進行攪拌一邊加熱而使其脫水，從而在液狀的「烷基琥珀酸酐或烯基琥珀酸酐」中分散含有纖維素纖維的材料，並且進行纖維素纖維與包含疏水基的環狀酸酐的反應。其中，3)的方法的反應濃度高、反應效率高，並且無須在反應後將溶劑去除，因而較佳。
作為有機溶劑，為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇等醇類，二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等鹵化溶劑，丙酮、甲基乙基酮等酮系溶劑，THF、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等醚類，及該些的甲基、二甲基、乙基、二乙基化物，二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺化溶劑，己烷、庚烷、苯、甲苯等非極性溶劑，或該些的混合溶劑。而且，亦可使用選自該些中的2種以上的混合溶劑。
反應中可視需要使用觸媒，可使用吡啶、4-二甲基胺基吡啶、4-吡咯啶基吡啶等，較佳為4-二甲基胺基吡啶。所使用的觸媒的量相對於纖維素的葡萄糖單元1莫耳，較佳為0.01莫耳~10000莫耳，更佳為0.02莫耳~5000莫耳，尤佳為0.02莫耳~3000 莫耳。在觸媒的量為1莫耳以上的情況下，觸媒亦發揮溶劑的作用，但當該量相對於葡萄糖而超過了10000莫耳的情況下，自作為觸媒的觀點考慮，未能有效地發揮作用。
作為1)~3)的反應的反應裝置，只要可進行加熱、攪拌則無特別限制，例如可列舉裝備了攪拌葉片的燒瓶、具有攪拌子的燒杯、捏合機、雙軸擠壓機、密閉型混練機(labo plastomill)、珠磨機、球磨機等。因反應基本上為固液反應，故為了提高反應效率，較佳為攪拌效率高的攪拌裝置，具體而言例示捏合機、雙軸擠壓機、密閉型混練機、珠磨機、球磨機等。
反應後可不進行清洗，亦可為了將包含未反應的疏水基的環狀酸酐去除而利用有機溶劑進行清洗操作。而且，較佳為將藉由反應而生成的羧基的一部分或全部加以中和。作為中和所使用的鹼，只要可中和則不作特別限制，例如例示氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬的氫氧化物。
另外，若未將羧酸中和而藉由珠磨機等施加強力的機械剪切力，則會引起纖維素纖維中所含的纖維素等的水解，從而會引起所獲得的微纖維化纖維素纖維的切斷，因而欠佳。
<實施例>
以下，對實施例進行說明。實施例1至實施例5中，使用熔點190℃的聚醯胺PA11作為熱可塑性樹脂。實施例1、實施例2、實施例4、實施例5中，使用阿科瑪(Arkema)製造的Rilsan(註冊商標)BESNO的高黏度的聚醯胺PA11。實施例3中，使用Arkema 製造的Rilsan(註冊商標)BMNO的低黏度的聚醯胺PA11。分散於聚醯胺中的纖維素纖維藉由上述揭示的方法而微纖維化，在微纖維化的處理對象的原料中使用NBKP紙漿。使用TiO2作為白色的無機顏料。原料中的各材料的質量%如表1中所揭示般。另外，實施例中，以熱可塑性樹脂與纖維素纖維的合計質量%為100%的方式進行計算。關於顏料，作為外數(external number)進行處理。扣接構件的製造按照參照圖4說明的條件來進行。另外，實施例1至實施例5中，取代製造扣接構件，而製造按照長×寬×厚的順序為80×10×4mm的試驗片。試驗片的特性結果亦直接反映在扣接構件的特性中。
彎曲彈性率及彎曲強度藉由上述揭示的方法來測定。關於熔融黏度亦同。另外，關於熔融黏度，條件1中，剪切速度為12.16sec-1，條件2中，剪切速度為12160sec-1。M/N中，將小數點3位數以下進行四捨五入。
表2中表示比較例。比較例1中，作為熱可塑性樹脂而 使用Arkema製造的Rilsan(註冊商標)BESNO。比較例2、比較例4中，作為熱可塑性樹脂而使用Prime Polypro J106G。比較例3中，作為熱可塑性樹脂而使用Teynac7511C。比較例1中，纖維素纖維的質量%過高，結果，成為根本不容易向模具內供給熔融原料的狀態。比較例2中，纖維素纖維的質量%低，結果，無法確保充分的彎曲強度。關於比較例3，亦與比較例2同樣地，無法確保充分的彎曲強度。關於比較例4，亦無法確保充分的彎曲強度。比較例1中則根本無法成形，因而無法獲得彎曲彈性率等結果。
另外，將扣接構件設為拉鍊滑件的情況下的特性為與各表中記載的彎曲彈性率、彎曲強度、原料的熔融黏度等相對應的特性。彎曲彈性率、彎曲強度、熔融黏度等不依存於扣接構件的形狀而應進行測定。因此，對於成形為拉鍊滑件等的扣接構件，應在成形為規定尺寸的試驗片後進行測定。
基於上述的教示，只要為本領域技術人員，則可對各實 施形態施加各種變更。申請專利範圍中加入的符號為參考用，因而並不應作為對技術方案進行限定解釋的目的而參照。
51、51a、51b‧‧‧上擋具51
61‧‧‧下擋具
71、71a、71b‧‧‧線圈元件
81、81a、81b‧‧‧鏈布
90‧‧‧拉鍊滑件
92‧‧‧滑件本體
94‧‧‧柱部
98‧‧‧拉片
100‧‧‧拉鍊

Claims (10)

  1. 一種扣接構件，其是包含纖維素纖維的原料的成形品，經微纖維化的上述纖維素纖維分散於熱可塑性樹脂中而成為原料，上述熱可塑性樹脂的熔點為150℃~200℃，在將上述熱可塑性樹脂與上述纖維素纖維的合計質量%設為100質量%時，上述纖維素纖維的質量%為超過20質量%且未滿60質量%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的扣接構件，其中，在將上述熱可塑性樹脂與上述纖維素纖維的合計質量%設為100%時，於上述原料中包含30質量%以上且50質量%以下的質量%的上述纖維素纖維。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的扣接構件，其中，上述原料中更包含無機顏料。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的扣接構件，其中，在上述原料中，除合計100質量%的上述熱可塑性樹脂與上述纖維素纖維外，包含0.5質量%~5質量%的上述無機顏料。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的扣接構件，其中，關於以熔融溫度220℃熔融的上述原料，剪切速度12160sec-1下的熔融黏度為500Pa/s以下，剪切速度12.16sec-1下的熔融黏度為5000Pa/s以上。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的扣接構件，其中，上述熱可塑性樹脂為聚醯胺。
  7. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的扣接構 件，其中，將上述扣接構件熔融而獲得的規定尺寸的試驗片的彎曲強度為100MPa以上。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的扣接構件，其中，將上述扣接構件熔融而獲得的規定尺寸的試驗片的彎曲彈性率為4000GPa以上。
  9. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的扣接構件，其中，上述扣接構件為拉鍊用的拉鍊滑件。
  10. 一種扣接構件的製造方法，包括：第1步驟，將包含纖維素纖維的熔融原料供給至模具，經微纖維化的上述纖維素纖維分散於熱可塑性樹脂中而成為熔融原料，上述熱可塑性樹脂的熔點為150℃~200℃，在將上述熱可塑性樹脂與上述纖維素纖維的合計質量%設為100質量%時，上述纖維素纖維的質量%為超過20質量%且未滿60質量%；以及第2步驟，將填充於上述模具內的上述熔融原料冷卻。
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