WO2014157080A1 - ポリビニルブチラール繊維及びそれを含有する繊維集合体 - Google Patents

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WO2014157080A1
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慎也 河角
中塚 均
大介 大賀
宣広 古賀
康宏 武田
雅浩 佐々木
泰弘 城谷
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株式会社クラレ
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Definitions

  • the present invention relates to a polyvinyl butyral (hereinafter referred to as PVB) fiber and a method for producing the same. Moreover, it is related with the fiber assembly containing the said PVB fiber. Furthermore, it is related with the laminated body by which several layers are adhere
  • PVB polyvinyl butyral
  • PVB has excellent adhesion and compatibility with various materials and solubility in organic solvents, and is widely used as a binder for ceramics, adhesives, inks, paints, and interlayer films for laminated glass. In recent years, it has also been proposed to use it as a fiber.
  • Patent Document 1 describes a nonwoven fabric made of PVB, and by using it as an adhesive layer, a multilayer structure excellent in mechanical properties and sound absorption Is supposed to be obtained.
  • PVB fiber has a problem that odor is generated when it is handled.
  • Patent Document 2 A method for suppressing the generation of odor in PVB pellets is described in Patent Document 2.
  • a polyvinyl butyral resin powder having a water content of 0.01 to 6% by weight is melted by using a melt extruder having a devolatilizing vent portion provided with at least one decompression means.
  • a method for producing polyvinyl butyral resin pellets is described, which includes a step and a step of extruding a melt of polyvinyl butyral resin from the melt extruder and then cutting. According to this method, it is said that polyvinyl butyral resin pellets that hardly generate odor during production and handling can be obtained.
  • the total content of butyraldehyde and 2-ethyl-2-hexenal in the resin pellet is 100 ppm by weight or less.
  • the acid value of the said resin pellet is 0.7 mgKOH / g or less.
  • a pellet having a butyraldehyde content of 16 ppm by weight and an acid value of 0.20 mgKOH / g is described.
  • the solubility of the obtained PVB resin pellets in an organic solvent is evaluated, but there is no description about melt-molding PVB resin pellets, and odor after melt-molding Is not described at all.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a PVB fiber in which a specific odor emitted during handling is suppressed, and a method for producing the PVB fiber. Moreover, it aims at providing the fiber assembly containing the said PVB fiber, and its use.
  • the above problem is solved by providing a fiber containing polyvinyl butyral having a butyralization degree of 50 to 90% by mass and a butyraldehyde content of 20 ppm by mass or less.
  • a preferred embodiment of the fiber is a single fiber made of only polyvinyl butyral, a composite fiber containing polyvinyl butyral as one of the components, or a mixed fiber containing polyvinyl butyral as one of the components.
  • the fiber assembly containing the said fiber is also a suitable embodiment, and it is preferable that they are a nonwoven fabric, a woven fabric, paper, or a knitted fabric.
  • a laminate in which a plurality of layers are bonded via an adhesive layer made of the fiber assembly is a preferred embodiment.
  • the inorganic fiber layer and the other layers are preferably bonded via the adhesive layer, and the inorganic fiber layer is more preferably a glass fiber layer.
  • a laminate in which the inorganic fiber layer, the foam layer, and the surface material layer are bonded through the adhesive layer is also a preferred embodiment.
  • a suitable use of the laminate is an interior material.
  • the above-mentioned problems are that polyvinyl alcohol having a butyralization degree of 50 to 90% by mass, an MFR of 0.5 to 45 g / 10 min at 150 ° C. and 2.16 kgf, and an acid value of 0.2 mgKOH / g or less.
  • the problem can also be solved by providing a method for producing the fiber, characterized in that pellets made of butyral are melt-spun at a temperature of less than 240 ° C.
  • melt spinning using the pellets having a butyraldehyde content of 10 mass ppm or less.
  • a polyvinyl butyral powder having a water content of 5% by mass or less is charged into an extruder and melt-kneaded at a temperature of 220 ° C. or lower while depressurizing to 0.008 MPa or less using at least one vent. It is also preferable to obtain a pellet and then perform melt spinning using the pellet.
  • the winding speed at the time of melt spinning is 2000 to 5000 m / min.
  • the melt-spun fiber is once cooled to a temperature not higher than the glass transition point, then heated and stretched as it is, and then stretched after applying an oil agent.
  • a cooling air having a temperature of 20 to 30 ° C. and a relative humidity of 20 to 60% is blown at a speed of 0.4 to 1.0 m / sec. Is preferred.
  • the PVB fiber of the present invention has a unique odor emitted during handling, and can be suitably used as various fiber aggregates.
  • the fiber assembly it is possible to simplify the thermal bonding process when manufacturing the laminate, and it is possible to bond even under low pressure and low temperature conditions, which can contribute to energy saving. And generation
  • the laminated body thus obtained is suitable as an interior material because the thickness of the structure is ensured and the rigidity, sound absorption and heat-resistant deformation are excellent.
  • PVB used in the present invention is represented by the following chemical formula (I).
  • the degree of butyralization is indicated by the content ratio of the repeating unit X in the polymer composition represented by the chemical formula (I).
  • the butyralization degree is preferably 50 to 90% by mass, more preferably 55 to 85% by mass.
  • the degree of butyralization is less than 50% by mass, the glass transition temperature becomes high, the fluidity of the resin deteriorates, and the thermal adhesiveness becomes low.
  • the degree of butyralization exceeds 90% by mass, the resin strength at the adhesive interface is lowered, and the rigidity is lowered when molded into a laminate.
  • the degree of butyralization does not substantially change between the raw PVB pellets and the PVB fibers after melt spinning.
  • the method for producing the PVB resin used in the present invention is not particularly limited, and a known method can be adopted.
  • polyvinyl alcohol can be obtained by saponifying a polyvinyl ester obtained by polymerizing a vinyl ester monomer, and a PVB resin can be obtained by converting it into a butyral.
  • a PVB resin can be obtained by converting it into a butyral.
  • the typical manufacturing method of PVB resin is demonstrated.
  • Polyvinyl alcohol can be obtained, for example, by saponifying a polyvinyl ester obtained by polymerizing a vinyl ester monomer.
  • a method for polymerizing the vinyl ester monomer known methods such as a solution polymerization method, a bulk polymerization method, a suspension polymerization method, and an emulsion polymerization method can be applied.
  • an azo initiator, a peroxide initiator, a redox initiator, or the like may be appropriately selected according to the polymerization method.
  • vinyl ester monomers examples include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl laurate, and vinyl palmitate.
  • Vinyl stearate, vinyl oleate, vinyl benzoate and the like may be used, and among them, vinyl acetate is preferably used.
  • other monomers may be copolymerized within a range that does not impair the gist of the present invention.
  • a saponification method As a saponification method, a known method such as a method by alcoholysis using an alkali catalyst or an acid catalyst, a method by hydrolysis, etc. can be employed. Among them, methanol is used as a solvent, and caustic soda is used as a catalyst. Since the method using (NaOH) is simple, it is preferable.
  • a polyvinyl alcohol obtained by saponifying a polyvinyl ester obtained by polymerizing a vinyl ester monomer contains a vinyl alcohol unit and a vinyl ester unit. For example, when vinyl acetate is used as the vinyl ester monomer, the polyvinyl alcohol obtained by the above production method includes a vinyl alcohol unit and a vinyl acetate unit.
  • the butyralization of polyvinyl alcohol may be performed based on a known method.
  • polyvinyl alcohol and n-butyraldehyde (hereinafter sometimes simply referred to as butyraldehyde) may be mixed in the presence of an acid catalyst.
  • the acid catalyst is not particularly limited, and any of organic acids and inorganic acids may be used.
  • acetic acid, paratoluenesulfonic acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, etc. may be used. Of these, methods using hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid are common, and hydrochloric acid is particularly preferred.
  • PVB resin As specific methods for producing PVB resin, the following methods are exemplified as typical methods. First, an aqueous solution of polyvinyl alcohol (concentration 3 to 15% by mass) at 80 to 100 ° C. is prepared, and the temperature of the aqueous solution is gradually lowered to ⁇ 10 to 30 ° C. over 10 to 60 minutes. Next, butyraldehyde and an acid catalyst are added to the aqueous solution, and the butyralization reaction is allowed to proceed for 30 to 300 minutes while maintaining at ⁇ 10 to 30 ° C. Then, the temperature is further increased to 30 to 80 ° C. over 30 to 200 minutes. Allow to warm and hold in this temperature range for 1-8 hours. Subsequently, after neutralizing with an alkali and washing with water, drying is performed to obtain a polyvinyl butyral powder.
  • the PVB powder thus obtained can be used in ceramic binders, adhesives, inks, paints, etc. by dissolving it in a solvent.
  • an interlayer film for laminated glass can be obtained by adding a plasticizer thereto and kneading.
  • the moisture content of the PVB powder used for manufacture of a PVB pellet is 5 mass% or less.
  • the moisture content is preferably 0.1% by mass or more.
  • Examples of the method for adjusting the moisture content of the PVB powder to the above range include a method for adjusting the drying conditions after the neutralization treatment and the water washing.
  • the PVB powder thus obtained can be put into an extruder and melt kneaded to produce pellets. At this time, it is preferable to obtain a pellet by melting and kneading while devolatilizing under reduced pressure using at least one vent, whereby the butyraldehyde content of the PVB pellet can be reduced.
  • the extruder a single screw extruder or a twin screw extruder can be used, and an extruder having a plurality of vents is suitable.
  • the resin temperature during melt-kneading is preferably not less than the melting temperature of PVB and not more than 220 ° C. By melt-kneading at a relatively low temperature of 220 ° C. or lower, the acid value of the resulting PVB pellets can be lowered and the butyraldehyde content can be reduced.
  • the pressure reduced by the vent is preferably 0.008 MPa or less.
  • the pressure of 0.008 MPa or less here is expressed in absolute pressure, which is 0.092 MPa or more when expressed in terms of the degree of reduced pressure.
  • extrusion and cutting are performed to obtain PVB pellets.
  • the extrusion method a method of extruding a molten resin into a strand shape is suitable.
  • a cutting method a method of cutting with a cutter such as a rotary cutter is suitable.
  • the acid value of the PVB pellets used in the present invention thus obtained is preferably 0.2 mgKOH / g or less.
  • the acid value is larger than 0.2 mgKOH / g, the decomposition of PVB proceeds at the time of melt spinning, the butyraldehyde content of the obtained PVB fiber increases, and a bad odor is generated. More preferably, it is 0.1 mgKOH / g or less.
  • the butyraldehyde content of the PVB pellet is preferably 10 mass ppm or less.
  • the butyraldehyde content is larger than 10 ppm by mass, the decomposition of PVB proceeds at the time of melt spinning, the butyraldehyde content of the obtained PVB fiber increases, and a bad odor is generated. More preferably, it is 5 mass ppm or less.
  • the melt flow rate (MFR) of the PVB pellets used in the present invention is preferably 0.5 to 45 g / 10 minutes.
  • MFR melt flow rate
  • the MFR is more preferably 1 to 40 g / 10 minutes.
  • the MFR referred to in the present invention is measured according to the JIS K7210 test method, and is indicated by a discharge amount for 10 minutes when a polymer melted at 150 ° C. is extruded from a capillary with a load of 2.16 kgf.
  • the PVB fiber of the present invention is produced using the PVB pellets thus obtained. Specifically, a polyvinyl having a butyralization degree of 50 to 90% by mass, an MFR of 0.5 to 45 g / 10 min at 150 ° C. and 2.16 kgf, and an acid value of 0.2 mgKOH / g or less.
  • a method of melt spinning at a temperature of less than 240 ° C. using butyral pellets is suitable. When the spinning temperature is 240 ° C. or higher, the thermal decomposition of PVB is remarkable and the production of butyraldehyde, which is a cause of malodor, is promoted.
  • the spinning temperature is more preferably 230 ° C. or less, and further preferably 220 ° C. or less.
  • the PVB fiber of the present invention produced as described above has a butyraldehyde content of 20 mass ppm or less.
  • a PVB pellet having a low acid value and a very low butyraldehyde content is used, and this is melt-spun at a low temperature, and during the spinning process. It is very important to suppress the generation of butyraldehyde. As a result, it was possible to obtain for the first time PVB fibers in which the generation of odor was highly suppressed.
  • the PVB fiber of the present invention may be any of a single fiber made only of polyvinyl butyral, a composite fiber containing polyvinyl butyral as one of the components, or a mixed fiber containing polyvinyl butyral as one of the components. Moreover, you may mix a PVB fiber with an inorganic fiber layer. Any fiber containing PVB as one of the components may be used.
  • the composite fiber include a core-sheath type composite fiber using another polymer as a core component and PVB as a sheath component, and a split type composite fiber having a structure in which another polymer and PVB are bonded together.
  • the PVB fiber of the present invention may be a long fiber or a short fiber.
  • the molten PVB resin is spun from the die using a normal melt spinning apparatus.
  • the cross-sectional shape and diameter of the obtained fiber can be arbitrarily set.
  • PVB pellets are melt-kneaded using a single screw extruder or a twin screw extruder.
  • the spinning after melt-kneading is preferably performed at a spinning temperature of 170 ° C. or higher and lower than 240 ° C.
  • the spinning temperature is less than 170 ° C.
  • the polymer viscosity becomes too high and it becomes difficult to form fibers.
  • the temperature is 240 ° C. or higher, the thermal decomposition of PVB is remarkable, and the production of butyraldehyde which is a causative substance of bad odor and defatting is promoted.
  • the PVB pellet it is preferable to dry the PVB pellet to be used until the water content becomes 2000 mass ppm or less. If the moisture content is higher than 2000 ppm by mass, it becomes difficult to form fibers. More preferably, it is 1000 mass ppm or less, More preferably, it is 500 mass ppm or less.
  • the melt-spun PVB fiber is once cooled to a temperature below its glass transition temperature, preferably 10 ° C. or more lower than the glass transition temperature.
  • the cooling method or cooling device in this case is not particularly limited as long as it is a method or device capable of cooling the spun PVB fiber to its glass transition temperature or lower, but a cooling air spray tube or the like under the spinneret It is preferable to provide a cooling air blowing device, and cool the glass PVB fiber that has been spun down to a glass transition temperature or lower by blowing cooling air.
  • the cooling conditions such as the temperature and humidity of the cooling air, the blowing speed of the cooling air, and the blowing angle of the cooling air to the spun yarn are not particularly limited, and the PVB fiber spun from the base is shaken. Any conditions may be used as long as they can be rapidly and uniformly cooled to below the glass transition temperature while preventing the occurrence of the above.
  • the cooling air is blown onto the spinning fiber with the cooling air temperature of 20 ° C. to 30 ° C., the cooling air humidity of 20% to 60%, and the cooling air blowing speed of 0.4 to 1.0 m / sec. It is preferable to cool the spun PVB fiber with the direction perpendicular to the spinning direction because high quality PVB fiber can be obtained smoothly.
  • a cooling air blowing cylinder having a length of about 80 to 120 cm is provided with a slight gap or no gap immediately below the spinneret. It is preferable to arrange.
  • the oil is applied after passing through the stretching process using a heating device. Thereby, the stretched yarn by an oil agent decreases.
  • an oil agent application method either an application method using an oiling nozzle by a gear pump system or an application method using an oiling roller may be used. However, as the spinning speed is increased, the former method can provide a stable oil agent with no spots on the yarn.
  • limiting in particular about the adhesion amount of an oil agent the suppression effect of a thread breakage or a raw yarn fluff is acquired, and it should just be a range suitable for the manufacturing process of a fiber assembly, and is adjusted suitably.
  • the amount of the oil agent to be adhered is 0.3 to 2.0% by mass because a high-quality PVB fiber can be obtained smoothly, and more preferably 0.3 to 1.0% by mass. preferable.
  • the drawn PVB fiber comprising the series of steps described above is preferably taken up at 2000 to 5000 m / min, more preferably at a take-up speed of 2500 to 4000 m / min.
  • the take-up speed of the PVB fiber is less than 2500 m / min, the productivity is lowered, and the fiber is not sufficiently drawn in the heating zone, and the mechanical properties of the obtained PVB fiber are lowered.
  • the take-up speed exceeds 5000 m / min, it is difficult to obtain a stable high-speed spinnability, and the fiber is not sufficiently drawn in the heating zone, and the mechanical properties of the resulting PVB fiber are lowered.
  • a preferred embodiment of the present invention is a fiber assembly containing the PVB fiber.
  • the fiber assembly include nonwoven fabric, woven fabric, paper, and knitted fabric. When used as an adhesive layer, a woven fabric or a non-woven fabric is suitable.
  • the fiber aggregate containing the PVB fiber of the present invention is preferably 1 to 100 g / m 2 . If the basis weight is less than 1 g / m 2 , even if the fiber assembly is melted by heat and bonded to a mating material such as a glass fiber layer, there are few adhesion points and the adhesive strength is insufficient. On the other hand, if it exceeds 100 g / m 2 , heat is hardly transmitted when bonding by heating, and the adhesive strength is weakened. More preferably, it is 5 to 50 g / m 2 .
  • the fiber diameter may be appropriately controlled according to the application, but is preferably 0.5 to 40 ⁇ m, more preferably 3 to 20 ⁇ m in consideration of processability, fiber strength, and adhesion performance.
  • the cross-sectional shape of the fiber is not particularly limited.
  • a nonwoven fabric which is a continuous fiber produced by spinning the PVB resin at a spinning temperature of less than 240 ° C is also preferable.
  • a spinning temperature of 240 ° C. or higher is not preferable because the thermal decomposition of PVB is remarkable and the production of butyraldehyde, which is a cause of malodor, is promoted.
  • nonwoven fabric used in the present invention is not particularly limited.
  • a nonwoven fabric in which short fibers are entangled can be used, or a continuous fiber nonwoven fabric can also be used.
  • a method such as needle punching or water jet can be employed.
  • a continuous fiber nonwoven fabric is preferably used in the present invention.
  • the form of the continuous fiber nonwoven fabric include a spunbond nonwoven fabric and a melt blown nonwoven fabric, and are not particularly limited.
  • a melt-blown nonwoven fabric that can be made finer and that can be produced directly after melt extrusion is particularly preferred.
  • the spinning nozzle has a hole diameter of 0.2 to 0.5 mm, and a single hole discharge amount is 0.1. ⁇ 1.0g / min, the amount of air per nozzle length of 5 ⁇ 20Nm 3 / min, spinning temperature is 170 °C ⁇ 240 °C, hot air temperature (primary air temperature) is 180 °C ⁇ 250 °C Is preferred.
  • the spinning temperature is less than 170 ° C.
  • the polymer viscosity becomes too high for fiberization, and it is difficult to make the fiber fine with warm air.
  • the temperature is 240 ° C. or higher
  • the thermal decomposition of the polymer is remarkable, and the production of butyraldehyde that is a cause of malodor is promoted.
  • the moisture content is higher than 5000 ppm by mass, it is difficult to obtain a continuous fiber nonwoven fabric. More preferably, it is 1000 mass ppm or less, More preferably, it is 500 mass ppm or less.
  • the spinning nozzle has a hole diameter of 0.2 to 1 mm, and a single hole discharge amount is 0.1. It is preferable to carry out at a pressure of 150 to 2.0 g / min, a drawing air of 500 to 5000 m / min, and a spinning temperature of 150 ° C. or higher and lower than 240 ° C. When the spinning temperature is less than 150 ° C., the polymer viscosity becomes too high for fiber formation, the nozzle pressure becomes high, and the discharge becomes difficult.
  • the temperature is 240 ° C. or higher, the thermal decomposition of the polymer is remarkable, and the production of butyraldehyde that is a cause of malodor is promoted.
  • the moisture content is higher than 5000 ppm by mass, it is difficult to obtain a continuous fiber nonwoven fabric. More preferably, it is 1000 mass ppm or less, More preferably, it is 500 mass ppm or less.
  • the basis weight of the melt blown nonwoven fabric used as the continuous fiber nonwoven fabric of the present invention is preferably 1 to 100 g / m 2 .
  • the basis weight is less than 1 g / m 2 , even if the nonwoven fabric is melted by heat and bonded to a mating material such as a glass fiber layer, there are few adhesion points and the adhesive strength is insufficient.
  • it exceeds 100 g / m 2 heat is hardly transmitted when bonding by heating, and the adhesive strength is weakened. More preferably, it is 5 to 50 g / m 2 .
  • the fiber diameter may be appropriately controlled according to the application, but is preferably 0.5 to 40 ⁇ m, more preferably 3 to 20 ⁇ m in consideration of processability, strength of the nonwoven fabric, and adhesive performance.
  • the basis weight of the spunbond nonwoven fabric used as the continuous fiber nonwoven fabric of the present invention is preferably 5 to 200 g / m 2 . If the basis weight is less than 5 g / m 2 , the texture is too rough and the adhesive strength is reduced. On the other hand, if it exceeds 200 g / m 2 , it is difficult for heat to be transferred when bonding by heating, and the adhesive strength is weakened. More preferably, it is 10 to 150 g / m 2 , and still more preferably 20 to 100 g / m 2 .
  • the fiber diameter in the spunbonded nonwoven fabric may be appropriately controlled depending on the application, but is preferably 5 to 50 ⁇ m, more preferably 10 to 40 ⁇ m in consideration of the strength and adhesive performance of the nonwoven fabric.
  • the cross-sectional shape of the fiber is not particularly limited.
  • a laminate particularly a laminate for interior materials, can be obtained using a fiber assembly containing PVB fibers as an adhesive layer.
  • a particularly preferred embodiment is a laminate in which a plurality of layers are bonded via an adhesive layer made of a PVB fiber assembly.
  • the PVB fibers can be melted by heating through the woven or knitted fabric between a plurality of layers, and the plurality of layers can be bonded to each other. At this time, it is preferable to pressurize simultaneously with heating.
  • the plurality of layers laminated via the adhesive layer is not particularly limited, but it is preferable that the inorganic fiber layer and the other layers are bonded via the adhesive layer. This is because PVB exhibits good adhesion to inorganic fibers.
  • the inorganic fiber layer used here is not particularly limited, and a carbon fiber layer, a metal fiber layer, or the like can be used, but a glass fiber layer is preferable from the viewpoint of versatility.
  • a further preferred embodiment of the laminate of the present invention is a laminate in which the inorganic fiber layer, the foam layer and the surface material layer are bonded via the adhesive layer.
  • a particularly suitable application of the laminate of the present invention is an interior material.
  • FIG. 1 is a sectional view showing an example of a vehicle interior material that is a typical application of the present invention.
  • the interior material 10 is formed by laminating glass fiber layers 2 and 3 and surface material layers 4 and 5 on both sides of the foam layer 1 and bonding and integrating them into a desired product shape such as a ceiling material.
  • the adhesion and shape fixing between the respective layers are intervened between the foam layer 1 and the adjacent glass fiber layers 2 and 3 and between the glass fiber layers 2 and 3 and the surface material layers 4 and 5 of the present invention. It is made by melt bonding of an adhesive layer 6 made of a fiber assembly containing PVB fibers.
  • the fiber assembly is disposed between the surface material layers 4 and 5 and the glass fiber layers 2 and 3 and between the glass fiber layers 2 and 3 and the foam layer 1. It is obtained by laminating and hot pressing it.
  • the density of the fiber assembly including the PVB fibers of the present invention disposed between the glass fiber layers 2 and 3 and the foam layer 1 or between the glass fiber layers 2 and 3 and the surface material layers 4 and 5 is From the viewpoint of bulkiness, it is preferably 0.005 to 0.4 g / cm 3 . If the density of the fiber assembly is too small, the shape stability is deteriorated, which is not preferable. On the other hand, if the density is larger than 0.4 g / cm 3 , the bulkiness is poor, and the sound absorption which is the object of the present invention is lowered. More preferably, it is 0.01 to 0.3 g / cm 3 .
  • the foam layer 1 is a sheet-like material constituting the core material of the interior material 10, and various materials such as semi-rigid or rigid polyurethane foam are used.
  • the thickness of the foam layer 1 is appropriately determined depending on the type of the intended vehicle interior material 10.
  • the glass fiber layers 2 and 3 are laminated and bonded to both surfaces of the foam layer 1 for the purpose of increasing the rigidity of the interior material 10.
  • the glass fiber layers 2 and 3 are appropriately selected and used in the form of a mat in advance or in the form of a layer formed by depositing glass fibers having a predetermined fiber length when the interior material 10 is manufactured.
  • the thickness of the glass fiber layers 2 and 3, the fiber length of the glass fiber, or the basis weight of the glass fiber layer is appropriately determined depending on the use and shape of the interior material 10.
  • the surface material layers 4 and 5 are provided on the outer surfaces of the glass fiber layers 2 and 3 for the internal protection and decoration of the interior material 10, and one surface material layer 5 covers the back side surface of the interior material 10.
  • the other surface material layer 4 constitutes the front side surface.
  • a material made of a nonwoven fabric, a synthetic leather, a plastic film, or the like alone, or a material obtained by laminating a plastic film on a foam, or the like is appropriately used.
  • the surface material layer 4 and the surface material layer 5 need not be made of the same material.
  • the fiber assembly containing the PVB fiber of the present invention is formed between the glass fiber layers 2 and 3 and the foam layer 1 or between the glass fiber layers 2 and 3 and the surface material layers 4 and 5. Adhesion by the adhesive layer 6 makes it difficult for peeling at the interface and excellent sound absorption. On the other hand, for example, bonding with an adhesive film or the like is not preferable because air permeability is poor and sound absorption performance may be deteriorated.
  • the fiber assembly including the PVB fiber of the present invention it is possible to simplify the bonding process when forming a laminate such as a vehicle interior material. And generation
  • attachment process can be suppressed.
  • bonding can be performed with energy saving (low temperature and low pressure). Therefore, it is suitably used as a binder for a skin layer or a cushion layer of a molded interior material for automobiles, railway vehicles, and ships, which is lightweight and excellent in sound absorption and vibration damping characteristics.
  • the laminated body thus obtained can secure the thickness of the structure as an interior material or a ceiling material, and is excellent in rigidity, sound absorption and heat distortion resistance.
  • each physical property value in an Example means what was measured with the following measuring methods.
  • the PVB fiber which has been unwound at a speed of 200 m / min is wound off from a bobbin wound with PVB filaments using a winder.
  • the unraveling property was evaluated according to the following criteria. ⁇ : When unwinding was performed at a unwinding speed of 200 m / min for 300 minutes, no yarn breakage occurred, and no fluff or loop occurred in the obtained fiber. The unwinding property was good. X: When unwinding was performed for 300 minutes at a unwinding speed of 200 m / min, one or more yarn breaks occurred, and one or more fluffs or loops occurred on the obtained fiber. The unraveling ability was poor.
  • Example 1 (Production of PVB powder) Into a glass container having an internal volume of 2 liters equipped with a reflux condenser, thermometer and squid type stirring blade, 1295 g of ion-exchanged water and 105 g of polyvinyl alcohol (degree of polymerization 300, saponification degree 98 mol%) were charged. The temperature was raised to 95 ° C. and PVA was completely dissolved to form an aqueous PVA solution (concentration 7.5% by mass). The formed PVA aqueous solution was gradually cooled to 10 ° C.
  • butyralization of PVA was started. After butyralization was performed for 150 minutes, the whole was heated to 50 ° C. over 60 minutes, held at 50 ° C. for 120 minutes, and then cooled to room temperature. The resin precipitated by cooling was filtered, washed with ion exchange water (100 times the amount of ion exchange water with respect to the resin), then added with 0.3% by mass sodium hydroxide solution for neutralization, and at 40 ° C.
  • PVB pellets (Analysis of PVB pellets) The obtained PVB pellets had a butyralization degree of 68 mol%, a residual acetyl group (vinyl acetate unit) content of 2 mol%, and a residual hydroxyl group (vinyl alcohol unit) content of 30 mol%.
  • the butyraldehyde content was 3.5 mass ppm, and the acid value was 0.09 mgKOH / g.
  • melt spinning was performed at a spinning temperature of 205 ° C. and a single hole discharge rate of 1.57 g / min using a die having 24 holes. Cooling air having a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% is blown onto the yarn immediately after spinning at a speed of 0.5 m / sec. After the yarn has been lowered to 50 ° C. or less, it is positioned 1.2 m below the spinneret. Introduced into a tube heater (inner temperature 130 ° C.) having an installed length of 1.0 m, an inlet guide diameter of 8 mm, an outlet guide diameter of 10 mm, and an inner diameter of 30 mm ⁇ , and stretched in the tube heater.
  • a tube heater inner temperature 130 ° C.
  • a plain fabric with a basis weight of 44.1 g / m 2 and a thickness of 0.237 mm was obtained.
  • the obtained woven fabric was used as the adhesive layer 6 as shown in FIG.
  • a polyether hard urethane foam (made by Inoac Corporation) having a basis weight of 180 g / m 2 and a thickness of 6 mm is used for the foam layer 1, and a glass fiber layer 3 (made by Japan Vilene Corporation) is used.
  • the one having a basis weight of 100 g / m 2 and a thickness of 20 mm was used.
  • a polyester fiber nonwoven fabric manufactured by Maeda Kosen Co., Ltd.
  • a polyester fiber nonwoven fabric manufactured by Maeda Kosen Co., Ltd.
  • a polyester fiber nonwoven fabric having a basis weight of 220 g / m 2 was used. These were laminated, and press molding was performed at a press temperature of 130 ° C. under press conditions of a press time of 30 seconds and a pressure of 0.3 kg / cm 2 to obtain an interior material 10.
  • Table 1 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 2 Using the same PVB pellets as in Example 1, PVB filaments were obtained with the same spinning temperature and the same spinning conditions. Table 1 shows the unwinding properties of the obtained fibers. Further, using the obtained fiber, a woven fabric having a basis weight of 23.3 g / m 2 and a thickness of 0.177 mm was obtained. The obtained fabric was used as the adhesive layer 6 shown in FIG. 1, and press molding was performed under the same layer configuration and conditions as in Example 1 to obtain an interior material 10. Table 1 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 3 Using the same PVB pellets as in Example 1, PVB filaments were obtained in the same manner as in Example 1 except that the spinning temperature was changed to 200 ° C. Table 1 shows the unwinding properties of the obtained fibers. Further, using the obtained fiber, a woven fabric having a basis weight of 30.2 g / m 2 and a thickness of 0.441 mm was obtained. The obtained woven fabric is laminated as the adhesive layer 6 shown in FIG. 1 in the same layer configuration as in Example 1, and press molding is performed under press conditions of a press temperature of 140 ° C., a press time of 25 seconds, and a pressure of 0.2 kg / cm 2. The interior material 10 was obtained. Table 1 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 4 PVB filaments were obtained in the same manner as in Example 1 except that the same PVB pellets as in Example 1 were used and the spinning temperature was changed to 230 ° C. Table 1 shows the unwinding properties of the obtained fibers. Further, using the obtained fiber, a woven fabric having a basis weight of 24.0 g / m 2 and a thickness of 0.242 mm was obtained. The resulting fabric was subjected to press molding under the same layer configuration and conditions as in Example 1 as the adhesive layer 6 shown in FIG. Table 1 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 5 A PVB filament was obtained in the same manner as in Example 1 except that the same PVB pellet as in Example 1 was used to form a composite fiber having a sheath of PVB and a core of PP, and the spinning temperature was changed to 210 ° C. Table 1 shows the unwinding properties of the obtained fibers. Further, using the obtained fiber, a woven fabric having a basis weight of 30.2 g / m 2 and a thickness of 0.445 mm was obtained. The resulting fabric was subjected to press molding under the same layer configuration as in Example 1 and the same press conditions as in Example 3 as an adhesive layer 6 shown in FIG. Table 1 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 1 the pressure in the vent part of the melt extruder was the same as Example 1 except that the pressure was reduced to 0.02 and 0.01 MPa (0.08 and 0.09 MPa in gauge pressure, respectively) from the hopper side.
  • PVB pellets were produced.
  • the obtained PVB pellets had a butyralization degree of 68 mol%, a residual acetyl group (vinyl acetate unit) content of 2 mol%, and a residual hydroxyl group (vinyl alcohol unit) content of 30 mol%.
  • the butyraldehyde content was 15 ppm by mass, and the acid value was 0.31 mgKOH / g.
  • a PVB filament was obtained in the same manner as in Example 1 except that the PVB pellet thus obtained was used.
  • Table 1 shows the unwinding properties of the obtained fibers. Further, using the obtained fiber, a woven fabric having a basis weight of 23.0 g / m 2 and a thickness of 0.233 mm was obtained. The resulting fabric was subjected to press molding under the same layer configuration and conditions as in Example 1 as the adhesive layer 6 shown in FIG. Table 1 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 2 PVB filaments were obtained in the same manner as in Example 1 except that the same PVB pellets as in Example 1 were used and the spinning temperature was changed to 240 ° C. Table 1 shows the unwinding properties of the obtained fibers. Further, using the obtained fiber, a woven fabric having a basis weight of 24.5 g / m 2 and a thickness of 0.250 mm was obtained. The resulting fabric was subjected to press molding under the same layer configuration and conditions as in Example 1 as the adhesive layer 6 shown in FIG. Table 1 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 3 A PVB filament was obtained in the same manner as in Example 1 except that the same PVB as in Comparative Example 1 was used and the spinning temperature was changed to 240 ° C. Table 1 shows the unwinding properties of the obtained fibers. Also, using the obtained fiber, a woven fabric having a basis weight of 31.2 g / m 2 and a thickness of 0.451 mm was obtained. The resulting fabric was subjected to press molding under the same layer configuration as in Example 1 and the same press conditions as in Example 3 as an adhesive layer 6 shown in FIG. Table 1 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 4 A PP filament was obtained in the same manner as in Example 1 except that polypropylene (manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) was used and the spinning temperature was changed to 280 ° C. Table 1 shows the unwinding properties of the obtained fibers. Also, using the obtained fiber, a woven fabric having a basis weight of 24.0 g / m 2 and a thickness of 0.202 mm was obtained. The obtained woven fabric was used as the adhesive layer 6 and press molding was performed under the same layer configuration and conditions as in Example 1 to obtain an interior material 10. Table 1 shows the odor determination result of the obtained fabric and the performance measurement result of the interior material 10.
  • Example 5 A PE filament was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyethylene (manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) was used and the spinning temperature was changed to 260 ° C. Table 1 shows the unwinding properties of the obtained fibers. Further, using the obtained fiber, a woven fabric having a basis weight of 30.1 g / m 2 and a thickness of 0.231 mm was obtained. Using the obtained woven fabric as the adhesive layer 6, press molding was performed under the same layer configuration as in Example 1 and the same press conditions as in Example 3 to obtain an interior material 10. Table 1 shows the odor determination result of the obtained fabric and the performance measurement result of the interior material 10.
  • the woven fabrics of Examples 1 to 5 made of fibers produced using a PVB pellet having an acid value of 0.2 mgKOH / g or less and a spinning temperature of less than 240 ° C. have a low butyraldehyde content, The odor was remarkably improved and the release property of the fiber was good.
  • the obtained interior material has a peel strength (adhesive strength) of 0.5 N / 15 mm or more even under low-temperature and low-pressure press conditions, and a sound absorption rate of 65%. The above values were ensured, and the elastic gradient and maximum bending load were also excellent.
  • Example 6 Using the PVB pellets obtained in Example 1, a meltblown nonwoven fabric was produced.
  • the resin was extruded at a spinning temperature of 205 ° C. and a discharge rate of 0.5 g / min / hole using a spinning nozzle having 1000 nozzle holes with a diameter of 0.4 mm per 1 m width.
  • the nozzle was stretched by blowing hot air of 12 Nm 3 / min per 1 m width of the nozzle.
  • a melt blown nonwoven fabric having a fiber diameter of 5 ⁇ m, a basis weight of 46.4 g / m 2 and a thickness of 0.296 mm was obtained.
  • the time from the start of spinning to the generation of a lump was 16 hours or more.
  • the obtained melt blown nonwoven fabric was used as the adhesive layer 6 as shown in FIG. 1 and press molded in the same manner as in Example 1 to obtain an interior material 10.
  • Table 2 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained melt blown nonwoven fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 7 The same PVB pellet as in Example 6 was used, and a melt blown nonwoven fabric having a basis weight of 24.5 g / m 2 and a thickness of 0.221 mm was obtained at the same spinning temperature. The time from the start of spinning to the generation of a lump was 16 hours or more. The obtained melt blown nonwoven fabric was used as the adhesive layer 6 shown in FIG. 1 and press-molded in the same manner as in Example 6 to obtain an interior material 10. Table 2 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained melt blown nonwoven fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 8 The same PVB pellet as in Example 6 was used, the spinning temperature was changed to 230, and a meltblown nonwoven fabric having a basis weight of 25.3 g / m 2 and a thickness of 0.242 mm was obtained. The time from the start of spinning to the generation of a lump was 11 hours. The obtained melt blown nonwoven fabric was used as the adhesive layer 6 shown in FIG. 1 and press-molded in the same manner as in Example 6 to obtain an interior material 10. Table 2 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained melt blown nonwoven fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 9 In Example 1, PVB pellets were produced in the same manner as in Example 1 except that the pressure in the vent portion of the melt extruder was reduced to 0.006 and 0.004 MPa from the hopper side, respectively.
  • the obtained PVB pellets had a butyralization degree of 68 mol%, a residual acetyl group (vinyl acetate unit) content of 2 mol%, and a residual hydroxyl group (vinyl alcohol unit) content of 30 mol%.
  • the butyraldehyde content was 10 mass ppm and the acid value was 0.16 mgKOH / g.
  • a melt blown nonwoven fabric having a basis weight of 25.3 g / m 2 and a thickness of 0.242 mm was obtained in the same manner as in Example 6 except that the PVB pellets thus obtained were used. The time from the start of spinning to the generation of a lump was 12 hours.
  • the obtained melt blown nonwoven fabric was used as the adhesive layer 6 shown in FIG. 1 and press-molded in the same manner as in Example 6 to obtain an interior material 10.
  • Table 2 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained melt blown nonwoven fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 6 A melt blown nonwoven fabric having a basis weight of 24.2 g / m 2 and a thickness of 0.233 mm was obtained in the same manner as in Example 6 except that the same PVB pellet as in Comparative Example 1 was used. The time from the start of spinning to the generation of a lump was 6 hours. The obtained melt blown nonwoven fabric was used as the adhesive layer 6 shown in FIG. 1 and press-molded in the same manner as in Example 6 to obtain an interior material 10. Table 2 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained melt blown nonwoven fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 7 A meltblown nonwoven fabric having a basis weight of 25.8 g / m 2 and a thickness of 0.25 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the same PVB pellet as in Example 6 was used and the spinning temperature was changed to 240 ° C. . The time from the start of spinning to the generation of a lump was 5 hours.
  • the obtained melt blown nonwoven fabric was used as the adhesive layer 6 shown in FIG. 1 and press-molded in the same manner as in Example 6 to obtain an interior material 10.
  • Table 2 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained melt blown nonwoven fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • the melt blown nonwoven fabrics of Examples 6 to 9 manufactured using PVB pellets having an acid value of 0.2 mgKOH / g or less and a spinning temperature of less than 240 ° C. have a low butyraldehyde content and an odor.
  • the laminate obtained by using the melt blown nonwoven fabric as an adhesive layer exhibited excellent mechanical properties and excellent sound absorption even under low temperature and low pressure conditions.
  • Comparative Example 6 using PVB pellets with an acid value exceeding 0.2 mgKOH / g and Comparative Example 7 spun at a temperature of 240 ° C. or higher had a high butyraldehyde content in the resulting meltblown nonwoven fabric and had an odor. I felt it.
  • the laminated body of Comparative Example 8 using a polypropylene nonwoven fabric was insufficient in mechanical properties and sound absorption.
  • Example 10 Using the PVB pellets obtained in Example 1, a spunbond nonwoven fabric was produced. Using a spinning nozzle having 1,000 nozzle holes with a diameter of 0.4 mm per 1 m width, the resin was extruded and drafted at a spinning temperature of 200 ° C. and a discharge rate of 1.0 g / min / hole. Thus, a spunbonded nonwoven fabric having a fiber diameter of 15 ⁇ m, a basis weight of 30.0 g / m 2 and a thickness of 0.441 mm was obtained. The time from the start of spinning to the generation of a lump was 16 hours or more. The obtained spunbonded nonwoven fabric was laminated as the adhesive layer 6 shown in FIG.
  • Example 6 in the same layer configuration as in Example 6 and pressed under the press conditions of a press temperature of 140 ° C., a press time of 25 seconds, and a pressure of 0.2 kg / cm 2. Molding was performed to obtain an interior material 10.
  • Table 3 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained spunbonded nonwoven fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 11 A basis weight of 30.2 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 10 except that the same PVB pellet as in Example 1 was used to form a composite fiber having a sheath of PVB and a core of PP, and the spinning temperature was changed to 210 ° C. A spunbonded nonwoven fabric having a thickness of 0.445 mm was obtained. The time from the start of spinning to the generation of a lump was 16 hours or more. The obtained spunbonded nonwoven fabric was subjected to press molding in the same manner as in Example 10 as the adhesive layer 6 shown in FIG. Table 3 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained spunbonded nonwoven fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 9 A spunbonded nonwoven fabric having a basis weight of 31.2 g / m 2 and a thickness of 0.451 mm was obtained in the same manner as in Example 10, except that the same PVB pellets as in Example 1 were used and the spinning temperature was changed to 240 ° C. It was. The time from the start of spinning to the generation of a lump was 2 hours.
  • the obtained spunbonded nonwoven fabric was used as the adhesive layer 6 shown in FIG. 1 and press-molded in the same manner as in Example 10 to obtain an interior material 10.
  • Table 3 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained spunbonded nonwoven fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • Example 10 A spider web-shaped spunbond nonwoven fabric (Toyobo Co., Ltd. “DYNAC G0030”) having a basis weight of 30.0 g / m 2 and a thickness of 0.230 mm was used for the adhesive layer 6 and Example 10 Were subjected to press molding under the same composition and the same press conditions as Example 11 to obtain an interior material 10.
  • Table 3 shows the butyraldehyde content and odor determination results of the obtained spunbonded nonwoven fabric and the performance measurement results of the interior material 10.
  • the spunbond nonwoven fabrics of Examples 10 and 11 manufactured using PVB pellets having an acid value of 0.2 mgKOH / g or less and a spinning temperature of less than 240 ° C. have a low butyraldehyde content, The odor was remarkably improved.
  • the laminate obtained by using the spunbonded nonwoven fabric as an adhesive layer exhibited excellent mechanical properties and excellent sound absorption even under low-temperature and low-pressure press conditions.
  • Comparative Example 9 in which PVB pellets having an acid value exceeding 0.2 mgKOH / g were spun at a temperature of 240 ° C. or higher, the resulting meltblown nonwoven fabric had a high butyraldehyde content and felt odor. Further, the laminate of Comparative Example 10 using a polyester nonwoven fabric was insufficient in mechanical properties and sound absorption.

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Abstract

 ブチラール化度が50~90質量%であり、150℃、2.16kgfにおけるMFRが0.5~45g/10分であり、かつ酸価が0.2mgKOH/g以下であるポリビニルブチラールからなるペレットを用い、240℃未満の温度で溶融紡糸して、ブチルアルデヒドの含有量が20質量ppm以下であるポリビニルブチラールを含む繊維を得る。これにより、取扱い時に発せられる特有の臭気が抑制されたポリビニルブチラール繊維が得られ、当該繊維を含む織物や不織布を接着層として、内装材に適した積層体が提供される。

Description

ポリビニルブチラール繊維及びそれを含有する繊維集合体
 本発明は、ポリビニルブチラール(以下、PVBと称す)繊維及びその製造方法に関する。また、当該PVB繊維を含有する繊維集合体に関する。さらに、当該繊維集合体からなる接着層を介して複数の層が接着されてなる積層体及びそれからなる内装材に関する。
 PVBは、さまざまな材料に対する接着性や相溶性、有機溶剤への溶解性に優れており、セラミック用バインダー、接着剤、インク、塗料、合せガラス用中間膜として広く用いられている。近年では、繊維として用いることも提案されており、例えば、特許文献1には、PVBからなる不織布が記載されていて、それを接着層として用いることによって力学特性や吸音性に優れた多層構造体が得られるとされている。しかしながら、PVB繊維は、それを取り扱う時に臭気が発生するという問題を有している。
 PVBペレットの臭気の発生を抑制する方法については特許文献2に記載されている。特許文献2には、水分含有量が0.01~6重量%のポリビニルブチラール樹脂粉体を、少なくとも1ヶ所の減圧手段を備えた脱揮用のベント部を有する溶融押出し機を用いて溶融する工程、及び、ポリビニルブチラール樹脂の溶融物を、前記溶融押出し機より押出した後切断する工程を含むポリビニルブチラール樹脂ペレットの製造方法が記載されている。この方法によれば、製造時および取り扱い時に臭気の発生がほとんどない、ポリビニルブチラール樹脂ペレットが得られるとされている。当該樹脂ペレットのブチルアルデヒドおよび2-エチル-2-ヘキセナールの合計含有量は100重量ppm以下である。また、当該樹脂ペレットの酸価は0.7mgKOH/g以下である。特許文献2の実施例1には、ブチルアルデヒドの含有量が16重量ppmで、酸価が0.20mgKOH/gのペレットが記載されている。特許文献2においては、得られたPVB樹脂ペレットの有機溶媒への溶解性などが評価されているが、PVB樹脂ペレットを溶融成形することについては記載されておらず、溶融成形した後の臭気についても何ら記載されていない。
WO2006/101175号 WO2008/123150号
 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、取扱い時に発せられる特有の臭気が抑制されたPVB繊維及びその製造方法を提供することを目的とするものである。また、当該PVB繊維を含有する繊維集合体及びその用途を提供することを目的とするものである。
 上記課題は、ブチラール化度が50~90質量%であり、かつブチルアルデヒドの含有量が20質量ppm以下であるポリビニルブチラールを含む繊維を提供することによって解決される。当該繊維の好適な実施態様は、ポリビニルブチラールのみからなる単独繊維、ポリビニルブチラールを成分の一つとして含む複合繊維、又はポリビニルブチラールを成分の一つとして含む混合繊維である。また、当該繊維を含有する繊維集合体も好適な実施態様であり、不織布、織物、紙又は編物であることが好ましい。
 前記繊維集合体からなる接着層を介して複数の層が接着されてなる積層体が好適な実施態様である。このとき、無機繊維層とそれ以外の層とが、前記接着層を介して接着されてなることが好ましく、当該無機繊維層が、ガラス繊維層であることがより好ましい。またこのとき、無機繊維層と発泡体層と表面材層とが、前記接着層を介して接着されてなる積層体も好適な実施態様である。前記積層体の好適な用途は内装材である。
 また上記課題は、ブチラール化度が50~90質量%であり、150℃、2.16kgfにおけるMFRが0.5~45g/10分であり、かつ酸価が0.2mgKOH/g以下であるポリビニルブチラールからなるペレットを用い、240℃未満の温度で溶融紡糸することを特徴とする、当該繊維の製造方法を提供することによっても解決される。
 このとき、ブチルアルデヒドの含有量が10質量ppm以下である前記ペレットを用い、溶融紡糸することが好ましい。また、含水率が5質量%以下のポリビニルブチラール粉末を押出機に投入し、少なくとも一つのベントを用いて0.008MPa以下の圧力に減圧して脱揮しながら、220℃以下の温度で溶融混練してペレットを得てから、当該ペレットを用いて溶融紡糸することも好ましい。
 前記製造方法において、前記繊維が長繊維である場合には、溶融紡糸する際の捲き取り速度が2000~5000m/分であることが好ましい。このとき、溶融紡出した繊維を一旦ガラス転移点以下の温度に冷却してから、引き続きそのまま加熱して延伸した後に油剤を付与してから捲き取ることがより好ましい。溶融紡出した繊維を一旦ガラス転移点以下の温度に冷却するに際し、温度が20~30℃で相対湿度が20~60%の冷却風を0.4~1.0m/秒の速度で吹き付けることが好ましい。
 本発明のPVB繊維は、取扱い時に発せられる特有の臭気が抑制されていて、各種の繊維集合体として好適に用いることができる。当該繊維集合体を用いることによって、積層体を製造する際の熱接着工程を簡略化でき、低圧・低温条件下でも接着可能であり、省エネルギーにも寄与できる。しかも、熱接着工程における悪臭の発生も抑制することができる。こうして得られる積層体は構造体の厚みが確保され、剛性、吸音性および耐熱変形性などに優れるので、内装材として好適である。
車両用内装材の一例を示す断面図である。
 以下、本発明について詳細に説明する。本発明で使用するPVBは、以下の化学式(I)で表されるものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 本発明で用いられるPVBにおいて、ブチラール化度は、上記化学式(I)で表されるポリマー組成中における繰返し単位Xの含有比率で示される。本発明において具体的にはブチラール化度が好適には50~90質量%のものが、より好適には55~85質量%のものが使用できる。ブチラール化度が50質量%未満の場合、ガラス転移温度が高くなり、樹脂の流動性も悪化し、熱接着性が低くなる。一方ブチラール化度が90質量%を超えると接着界面の樹脂強度が低くなり、積層体に成形した際に剛性が低くなる。ブチラール化度は、原料のPVBペレットと、溶融紡糸した後のPVB繊維とで実質的に変化することはない。
 本発明で用いられるPVB樹脂の製造方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。例えば、ビニルエステル単量体を重合して得たポリビニルエステルをけん化することによりポリビニルアルコールを得て、これをブチラール化することによってPVB樹脂を得ることができる。以下、PVB樹脂の代表的な製造方法について説明する。
 ポリビニルアルコールは、例えば、ビニルエステル単量体を重合して得たポリビニルエステルをけん化することにより得られる。ビニルエステル単量体を重合する方法としては、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法など、公知の方法を適用することができる。その際、重合開始剤として、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤などを、重合方法に応じて適宜選択すればよい。
 ビニルエステル単量体としては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、オレイン酸ビニル、安息香酸ビニルなどを用いればよく、なかでも酢酸ビニルを用いることが好ましい。上記ビニルエステル単量体を重合する際に、本発明の主旨を損なわない範囲で他の単量体を共重合させてもよい。
 けん化の方法としては、公知の方法である、アルカリ触媒又は酸触媒を用いた加アルコール分解による方法、加水分解による方法などを採用することができ、なかでも、溶剤としてメタノールを用い、触媒として苛性ソーダ(NaOH)を用いる方法が簡便であるため、好ましい。ビニルエステル単量体を重合して得たポリビニルエステルをけん化して得たポリビニルアルコールは、ビニルアルコール単位とビニルエステル単位とを含んでいる。例えば、ビニルエステル単量体として酢酸ビニルを用いた場合、上記製造方法により得られたポリビニルアルコールは、ビニルアルコール単位と酢酸ビニル単位とを含む。
 ポリビニルアルコールのブチラール化は、公知の方法に基づいて行えばよく、例えば、酸触媒の存在下にポリビニルアルコールとn-ブチルアルデヒド(以下、単にブチルアルデヒドということがある。)とを混合すればよい。酸触媒は特に限定されず、有機酸および無機酸のいずれを使用してもよく、例えば、酢酸、パラトルエンスルホン酸、硝酸、硫酸、塩酸などを用いればよい。なかでも、塩酸、硫酸、硝酸を用いる方法が一般的であり、特に塩酸を用いることが好ましい。
 PVB樹脂の具体的な製造方法としては、以下の方法が代表的な方法として例示される。まず、80~100℃のポリビニルアルコールの水溶液(濃度3~15質量%)を調製し、当該水溶液の温度を、-10~30℃まで、10~60分かけて徐々に低下させる。次いで、当該水溶液に、ブチルアルデヒド及び酸触媒を加えて、-10~30℃に保ちながら30~300分ブチラール化反応を進行させた後、さらに30~200分かけて、30~80℃まで昇温させ、この温度範囲において1~8時間保持する。引き続き、アルカリによる中和処理及び水洗を行った後に、乾燥することにより、ポリビニルブチラールの粉末を得ることができる。
 こうして得られるPVB粉末は、それを溶媒に溶かして、セラミック用バインダー、接着剤、インク、塗料などに用いることができる。また、それに可塑剤を加えて混練して、合せガラス用中間膜を得ることもできる。しかしながら、用途によっては粉末のままでは取扱いにくい場合がある。例えば、溶融成形する場合に、成形機にスムーズにPVBを供給するためには粉末のままでは取扱いが困難である。したがって、そのような場合には、PVBペレットを製造することが好ましい。
 PVBペレットの製造に用いられるPVB粉体の含水率は、5質量%以下であることが好ましい。水分含有量を5質量%以下とすることにより、過剰な水分の脱揮によってブチルアルデヒドの脱揮が妨げられる事がないため、得られるPVBペレットのブチルアルデヒド含有量を少なくすることができる。一方、水分含有量が少なすぎると、粉体が飛散しやすいため粉塵爆発を引き起こすおそれがあるため、水分含有量は、0.1質量%以上であることが好ましい。PVB粉体の含水率を上記範囲に調整する方法としては、例えば、中和処理及び水洗を行った後の乾燥条件を調節する方法などが挙げられる。
 こうして得られたPVB粉末を押出機に投入し、溶融混練してペレットを製造することができる。このとき、少なくとも一つのベントを用いて減圧して脱揮しながら、溶融混練してペレットを得ることが好ましく、これによりPVBペレットのブチルアルデヒド含有量を少なくすることができる。押出機としては、単軸押出機や二軸押出機を用いることができ、ベントを複数有する押出機が好適である。溶融混練時の樹脂温度はPVBの溶融温度以上220℃以下であることが好ましい。220℃以下の比較的低い温度で溶融混練することにより、得られるPVBペレットの酸価を低くすることができるとともにブチルアルデヒド含有量を少なくすることもできる。
 ベントによって減圧された圧力は0.008MPa以下であることが好ましい。ここでいう0.008MPa以下という圧力は絶対圧で表したものであり、これを減圧度で表現すれば0.092MPa以上ということである。このように低い圧力(高い減圧度)の下で比較的低温で溶融混練することによって、得られるPVBペレットの酸価を低くすることができるとともにブチルアルデヒド含有量を少なくすることもできる。
 以上のようにして押出機で溶融混練した後、押出してから切断され、PVBペレットが得られる。押出し方法としては、溶融樹脂をストランド状に押出す方法が好適である。切断方法としては、回転カッターなどのカッターで切断する方法が好適である。
 こうして得られた、本発明で用いられるPVBペレットの酸価は、0.2mgKOH/g以下であることが好ましい。酸価が0.2mgKOH/gより大きい場合、溶融紡糸時にPVBの分解が進行し、得られるPVB繊維のブチルアルデヒド含有量が多くなり、悪臭が発生する。より好ましくは0.1mgKOH/g以下である。
 さらに、PVBペレットのブチルアルデヒド含有量は10質量ppm以下であることが好ましい。ブチルアルデヒド含有量が10質量ppmより大きい場合、溶融紡糸時にPVBの分解が進行し、得られるPVB繊維のブチルアルデヒド含有量が多くなり、悪臭が発生する。より好ましくは5質量ppm以下である。
 また、本発明で用いられるPVBペレットのメルト・フロー・レート(MFR)は、0.5~45g/10分であることが好ましい。MFRが0.5g/10分未満である場合、その流動性が低下し、繊維化が困難となる。一方、MFRが45g/10分より大きくなると流動性は高いが、繊維としての強度が低下し使用が困難となる。MFRは、より好ましくは1~40g/10分である。なお本発明でいうMFRは、JIS K7210試験法に準拠して測定され、150℃で溶融したポリマーをキャピラリーから荷重2.16kgfで押出した時の10分間の吐出量で示される。
 こうして得られたPVBペレットを用いて、本発明のPVB繊維が製造される。具体的には、ブチラール化度が50~90質量%であり、150℃、2.16kgfにおけるMFRが0.5~45g/10分であり、かつ酸価が0.2mgKOH/g以下であるポリビニルブチラールからなるペレットを用い、240℃未満の温度で溶融紡糸する方法が好適である。紡糸温度が240℃以上になると、PVBの熱分解が著しく、悪臭の原因物質であるブチルアルデヒドの生成が促進される。紡糸温度は、より好適には230℃以下であり、さらに好適には220℃以下である。
 以上のようにして製造された本発明のPVB繊維は、ブチルアルデヒドの含有量が20質量ppm以下である。このようなブチルアルデヒド含有量の少ないPVB繊維を得るためには、前述のように、酸価が低くブチルアルデヒド含有量の極めて少ないPVBペレットを用い、これを低温で溶融紡糸して、紡糸工程中のブチルアルデヒド発生を抑制することが極めて重要である。これによって、臭気の発生が高度に抑制されたPVB繊維を初めて得ることができた。
 本発明のPVB繊維は、ポリビニルブチラールのみからなる単独繊維、ポリビニルブチラールを成分の一つとして含む複合繊維、又はポリビニルブチラールを成分の一つとして含む混合繊維のいずれであってもよい。また無機繊維層にPVB繊維を混合しても構わない。PVBを成分の一つとして含んだ繊維であればよい。ここで、複合繊維としては、他のポリマーを芯成分に用い鞘成分にPVBを用いた芯鞘型複合繊維や、他のポリマーとPVBを貼りあわせた構造の分割型複合繊維が例示される。本発明のPVB繊維は、長繊維であってもよいし、短繊維であってもよい。
 本発明のPVB繊維を製造する際の紡糸工程においては、通常の溶融紡糸装置を用いて口金より溶融PVB樹脂を紡出する。口金の形状や大きさによって、得られる繊維の断面形状や径を任意に設定することが可能である。
 溶融紡糸して長繊維(フィラメント)を得るに際し、単軸押出機や二軸押出機を用いて、PVBペレットを溶融混練する。溶融混練後の紡糸は、170℃以上240℃未満の紡糸温度で行うことが好ましい。紡糸温度が170℃未満であるとポリマー粘度が高くなりすぎて、繊維化するのが困難になる。240℃以上になるとPVBの熱分解が著しく、悪臭や解舒性の原因物質であるブチルアルデヒドの生成が促進される。また、用いるPVBペレットは、その水分率が2000質量ppm以下になるまで乾燥しておくことが好ましい。水分率が2000質量ppmよりも大きくなると繊維化することが困難となる。より好ましくは1000質量ppm以下、さらに好ましくは500質量ppm以下である。
 そして、溶融紡出したPVB繊維を、一旦そのガラス転移温度以下の温度、好ましくはガラス転移温度よりも10℃以上低い温度に冷却する。この場合の冷却方法や冷却装置としては、紡出したPVB繊維をそのガラス転移温度以下に冷却できる方法や装置であればいずれでもよく特に制限されないが、紡糸口金の下に冷却風吹き付け筒などの冷却風吹き付け装置を設けておいて、紡出されてきたPVB繊維に冷却風を吹き付けてガラス転移温度以下に冷却するのが好ましい。その際の、冷却風の温度や湿度、冷却風の吹き付け速度、紡出糸条に対する冷却風の吹き付け角度などの冷却条件も特に制限されず、口金から紡出されてきたPVB繊維を繊維の揺れなどを生じないようにしながら速やかに且つ均一にガラス転移温度以下にまで冷却できる条件であればいずれでもよい。そのうちでも、冷却風の温度を20℃~30℃、冷却風の湿度を20%~60%、冷却風の吹き付け速度を0.4~1.0m/秒として、紡出繊維に対する冷却風の吹き付け方向を紡出方向に対して垂直にして紡出したPVB繊維の冷却を行うのが、高品質のPVB繊維を円滑に得ることができるので好ましい。また、冷却風吹き付け筒を用いて前記の条件下で冷却を行う場合は、紡糸口金の直下にやや間隔を空けてまたは間隔を空けないで、長さが80~120cm程度の冷却風吹き付け筒を配置するのが好ましい。
 紡出後に一旦ガラス転移温度以下に糸条を冷却した後、引き続いてそのまま直接加熱帯域、具体的にはチューブ型加熱筒などの装置内を走行させて延伸熱処理し、油剤を付与した後に、2000~5000m/分の速度で捲取ることで、生産性良く安定した品位の延伸糸を得ることができる。
 油剤は加熱装置による延伸処理工程通過後に付与する。これにより油剤による延伸断糸が少なくなる。油剤付与方法としてはギヤポンプ方式によるオイリングノズルによる付与方法またはオイリングローラーによる付与方法のいずれでもよい。ただし、紡糸速度が高速化するにつれて前者の方式の方が、糸条への斑の無い安定した油剤付与が可能である。油剤の付着量については特に制限はなく、断糸や原糸毛羽の抑制効果が得られ、繊維集合体の製造工程に適した範囲であればよく、適宜調節される。そのうちでも、油剤の付着量を0.3~2.0質量%とすることが高品質のPVB繊維を円滑に得ることができるので好ましく、0.3~1.0質量%とすることがより好ましい。
 そして、上述した一連の工程からなる延伸したPVB繊維を、2000~5000m/分で引き取ることが好ましく、引き取り速度2500~4000m/分であることがより好ましい。PVB繊維の引き取り速度が2500m/分未満の場合は生産性が低下し、また加熱帯域において繊維の延伸が十分に行われなくなり、得られるPVB繊維の機械的物性が低下する。引き取り速度が5000m/分を超えた場合は安定な高速紡糸性が得られにくく、また加熱帯域において繊維の延伸が十分に行われなくなり、得られるPVB繊維の機械的物性が低下する。
 本発明の好適な実施態様は、上記PVB繊維を含有する繊維集合体である。当該繊維集合体としては、不織布、織物、紙及び編物が例示される。接着層として使用する場合には織物や不織布が好適である。
 本発明のPVB繊維を含有する繊維集合体、特に織物の目付(坪量)は1~100g/mであることが好ましい。目付が1g/m未満であると繊維集合体を熱溶融してガラス繊維層等の相手素材と接着しても接着点が少なく、接着強力が不十分となる。一方、100g/mを越えると、加熱して接着する際に熱が伝わりにくく接着強力が弱くなる。より好ましくは5~50g/mである。また繊維径は用途に応じて適宜コントロールすればよいが、加工性、繊維の強力、接着性能を考慮すると0.5~40μmであることが好ましく、さらには3~20μmであることが好ましい。また、繊維の断面形状は特に制限されない。
 本発明においては、前記PVB樹脂を240℃未満の紡糸温度にて紡糸して製造された連続繊維である不織布であることも好ましい。紡糸温度が240℃以上である場合、PVBの熱分解が著しく、悪臭の原因物質であるブチルアルデヒドの生成が促進されるため好ましくない。
 本発明で用いられる不織布の種類は特に限定されない。短繊維を交絡させた不織布を用いることもできるし、連続繊維不織布を用いることもできる。短繊維を交絡させる場合には、ニードルパンチやウォータージェットなどの方法を採用することができる。
 しかしながら、カード工程などにおいてウェブ形成に必要な単繊維の強力を考慮しなくて良いことから、本発明で好適に使用されるのは連続繊維不織布である。連続繊維不織布の形態としてはスパンボンド不織布、メルトブローン不織布等が例示され、特に限定はない。しかしながら、細繊度化が可能であり、しかも溶融押出ししてから直接不織布を製造することの可能なメルトブローン不織布が特に好ましい。
 以下、メルトブローン不織布を製造する場合について具体的に説明する。メルトブロー法で製造する場合の一例として、紡糸装置は従来公知のメルトブロー装置を用いることができ、紡糸条件としては、紡糸ノズルの孔径は0.2~0.5mm、単孔吐出量は0.1~1.0g/分、ノズル長1mあたりのエアー量は5~20Nm/min、紡糸温度は170℃以上240℃未満、熱風温度(1次エアー温度)は180℃以上250℃未満で行うことが好ましい。紡糸温度が170℃未満であると繊維化するにはポリマー粘度が高くなりすぎ、加温エアーでの細化が困難となる。一方、240℃以上となるとポリマーの熱分解が著しく、悪臭の原因物質であるブチルアルデヒドの生成が促進される。また、用いるPVBペレットは、その水分率5000質量ppm以下になるまで乾燥しておくことが好ましい。水分率が5000質量ppmよりも大きくなると連続繊維不織布とすることが困難となる。より好ましくは1000質量ppm以下、さらに好ましくは500質量ppm以下である。
 以下、スパンボンド不織布を製造する場合について具体的に説明する。スパンボンド法で製造する場合の一例として、紡糸装置は従来公知のスパンボンド装置を用いることができ、紡糸条件としては、紡糸ノズルの孔径は0.2~1mm、単孔吐出量は0.1~2.0g/分、延伸エアーは500~5000m/分、紡糸温度は150℃以上240℃未満で行うことが好ましい。紡糸温度が150℃未満であると繊維化するにはポリマー粘度が高くなりすぎ、ノズル圧が高くなり吐出が困難となる。一方、240℃以上となるとポリマーの熱分解が著しく、悪臭の原因物質であるブチルアルデヒドの生成が促進される。また、用いるPVBペレットは、その水分率5000質量ppm以下になるまで乾燥しておくことが好ましい。水分率が5000質量ppmよりも大きくなると連続繊維不織布とすることが困難となる。より好ましくは1000質量ppm以下、さらに好ましくは500質量ppm以下である。
 本発明の連続繊維不織布として用いられるメルトブローン不織布の目付は1~100g/mであることが好ましい。目付が1g/m未満であると不織布を熱溶融してガラス繊維層等の相手素材と接着しても接着点が少なく、接着強力が不十分となる。一方100g/mを越えると、加熱して接着する際に熱が伝わりにくく接着強力が弱くなる。より好ましくは5~50g/mである。また繊維径は用途に応じて適宜コントロールすればよいが、加工性、不織布の強力、接着性能を考慮すると0.5~40μmであることが好ましく、さらには3~20μmであることが好ましい。
 本発明の連続繊維不織布として用いられるスパンボンド不織布の目付は5~200g/mであることが好ましい。目付が5g/m未満であると地合いが粗すぎて、接着強力が低下する。一方、200g/mを越えると、加熱して接着する際に熱が伝わりにくく、接着強力が弱くなる。より好ましくは10~150g/m、さらに好ましくは20~100g/mである。スパンボンド不織布中における繊維径は用途に応じて適宜コントロールすればよいが、不織布の強力、接着性能を考慮すると5~50μmであることが好ましく、さらには10~40μmであることが好ましい。また、繊維の断面形状は特に制限されない。
 本発明では、PVB繊維を含有する繊維集合体を接着層として、積層体、特に内装材用積層体を得ることができる。特に好適な実施態様は、PVB繊維集合体からなる接着層を介して複数の層が接着されてなる積層体である。複数の層の間に前記織編物を介して加熱することによってPVB繊維を溶融させ、複数の層を互いに接着させることができる。このとき、加熱と同時に加圧することが好ましい。
 上記接着層を介して積層される複数の層は特に限定されないが、無機繊維層とそれ以外の層とが、接着層を介して接着されてなることが好適である。これは、PVBが無機繊維に対して良好な接着性を示すからである。ここで用いられる無機繊維層は特に限定されず、炭素繊維層や金属繊維層などを用いることもできるが、汎用性の面からガラス繊維層が好適である。
 本発明の積層体のさらに好適な実施態様は、前記無機繊維層と発泡体層と表面材層とが、前記接着層を介して接着されてなる積層体である。また、本発明の積層体の特に好適な用途は内装材である。
 以下、ガラス繊維層と発泡体層と表面材層とが、前記接着層を介して接着されてなる積層体からなる内装材を例として説明する。図1は本発明の代表的な用途である車両用内装材の一例を示す断面図である。
 内装材10は、発泡体層1の両側にガラス繊維層2、3および表面材層4、5が積層され、それらが接着一体化されて天井材等所望の製品形状とされたものである。前記各層同士の接着および形状固定は、発泡体層1と隣接するガラス繊維層2、3との間、およびガラス繊維層2、3と表面材層4、5との間に介在する本発明のPVB繊維を含む繊維集合体からなる接着層6の溶融接着によりなされる。内装材10の成形方法は後述するが、表面材層4、5とガラス繊維層2、3との間、およびガラス繊維層2、3と発泡体層1との間に当該繊維集合体を配置積層し、それを熱プレスすることにより得られる。
 ガラス繊維層2、3と発泡体層1との間、あるいはガラス繊維層2、3と表面材層4、5との間に配置積層される本発明のPVB繊維を含む繊維集合体の密度は嵩高性の観点から、0.005~0.4g/cmであることが好ましい。繊維集合体の密度が小さすぎると形態安定性が悪くなり好ましくない。逆に密度が0.4g/cmより大きいと嵩高性が悪く、本発明の目的である吸音性が低下する。より好ましくは0.01~0.3g/cmである。
 上記内装材10において、発泡体層1は内装材10の芯材を構成するシート状のものであり、半硬質あるいは硬質ポリウレタン発泡体等、種々の材質が用いられる。発泡体層1の厚みは目的とする車両用内装材10の種類等によって適宜決定される。
 ガラス繊維層2、3は内装材10の剛性を高めることを目的として、発泡体層1の両面に積層接着される。ガラス繊維層2、3は予めマット状としたもの、あるいは内装材10の製造時に所定繊維長のガラス繊維を堆積させて層状としたもの等が適宜選択使用される。またガラス繊維層2、3の厚み、ガラス繊維の繊維長あるいはガラス繊維層の目付は内装材10の用途や形状によって適宜決定される。
 表面材層4、5は内装材10の内部保護や装飾性等のために前記ガラス繊維層2、3の外表面に設けられるもので、一方の表面材層5が内装材10の裏側表面を構成し、他方の表面材層4が表側表面を構成する。表面材層4、5には不織布、合成皮革、プラスチックフィルム等の単独からなるもの、あるいは発泡体にプラスチックフィルムが積層されたもの等、適宜使用される。勿論、表面材層4と表面材層5は同一の材質にする必要はない。
 上記したように、ガラス繊維層2、3と発泡体層1との間、あるいはガラス繊維層2、3と表面材層4、5の間を本発明のPVB繊維を含有する繊維集合体からなる接着層6により接着させることにより、界面での剥離が生じにくく、かつ吸音性に優れるものとなる。一方、例えば接着性フィルム等により接着すると通気性に劣り、吸音性能が低下する場合があり好ましくない。
  本発明のPVB繊維を含む繊維集合体によれば、車両用内装材などの積層体を成形する際の接着工程の簡略化が可能である。そして、接着工程における悪臭の発生を抑制することができる。また、当該接着工程において、省エネルギー(低温・低圧)にて接着可能である。そのため、軽量で吸音性および制振特性に優れた、自動車や鉄道車両、船舶用成形内装材の表皮層あるいはクッション層のバインダーとして好適に用いられる。こうして得られた積層体は、内装材、天井材としての構造体の厚みを確保することができ、剛性、吸音性および耐熱変形性に優れる。
 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何等限定されるものではない。なお、実施例中の各物性値は以下の測定方法により測定されたものを意味する。
[織物及び不織布の坪量(g/m)]
 JIS P8124に準じて測定する。
[織物及び不織布の厚さ(mm)、密度(g/m)]
 得られた織物及び不織布を標準環境下(温度20℃、相対湿度65%)に4時間以上放置した後、PEACOCK Dial-Thickness Gauge H Type(株式会社安田精機製作所製;φ10mm×180g/cm)にて5ヶ所厚さを測定し、平均値を不織布の厚さとして表す。なお、密度は坪量を厚さで除して算出する。
[PVBの酸価(mgKOH/g)]
 JIS K6728:1977の規定に基づき測定する。
[PVBのブチルアルデヒド含有量(質量ppm)]
 測定装置として島津製作所製ヘッドスペースガスクロマトグラフィーGC-14Bを用い、カラムとしてGL Science Inc製TC-1(内径0.25mm.長さ30m)を用いて測定する。
[臭気判定]
 得られた織物及び不織布の取扱い時において、それらの臭気を官能試験により確認し、下記の基準にしたがって評価した。
A:臭気がほとんど感じられなかった。
B:臭気が少し感じられた。
C:臭気が感じられた。
[解舒性]
 PVBフィラメントを捲き取った糸巻きから、捲取機を使用し、200m/分の速度で解舒したPVB繊維を捲取る。以下の基準にしたがって解舒性評価を行った。
○;解舒スピード200m/分で300分間解舒を行ったところ、断糸が発生せず、得られた繊維に毛羽・ループが発生しなかった。解舒性は良好であった。
×;解舒スピード200m/分で300分間解舒を行ったところ、断糸が1回以上発生し、得られた繊維に毛羽やループが1個以上発生した。解舒性は不良であった。
[紡糸性判定]
 メルトブローン不織布及びスパンボンド不織布を製造する際の連続紡糸可能時間を評価した。具体的には、紡糸を開始してから、紡糸ノズルに熱劣化した樹脂(ポリマー塊状物)が発生してノズル汚れや糸切れを起こすまでの時間を測定した。
[内装材(積層体)の厚さ(mm)、内装材(積層体)の密度(g/m)]
 成形後の内装材(積層体)を標準環境下(温度20℃、相対湿度65%)に4時間以上放置した後、PEACOCK MODEL PDN12(株式会社安田精機製作所製;φ16mm×550g/cm)にて5ヶ所厚さを測定し、平均値を内装材(積層体)の厚さとして表す。なお、密度は内装材(積層体)の坪量を厚さで除して算出する。
[剥離強力(接着強力)(N/15mm)]
 図1に示される成形後の内装材10において、積層体を幅15mmにカットし、内装材10(積層体)中の発泡体層1(ウレタン発泡体)とガラス繊維層2との剥離強力をインストロン製5543にて、両方のチャックに試料の引裂く箇所の端部を挟み、試験速度100mm/minで測定する。
[曲げ弾性勾配(N/50mm/cm)、最大曲げ荷重(N/50mm)]
 成形後の内装材(積層体)試料(幅50mm×長さ150mm)をサンプル受け(先端R5×幅50mm;ピッチ100mm)の上に置き、内装材(積層体)試料の中心(サンプル受けのピッチの中心付近)を、サンプル受けと同様の形のサンプル押え(先端R5×幅50mm)によって上方から押え速度50mm/minで押えたときのチャートから初期勾配に沿って直線を引き、荷重(N)を読み取り、曲げ弾性勾配とする。また得られたチャートより最大荷重(N)を読み取り、最大曲げ荷重とする。
[吸音率(%)]
 JIS A1405に準じて、垂直入射法吸音率を測定する。代表値として1000Hzと2000Hzの時の吸音率の平均値を用いる。
[実施例1]
(PVB粉体の製造)
 還流冷却器、温度計およびイカリ型攪拌翼を備えた内容積2リットルのガラス製容器に、イオン交換水1295gと、ポリビニルアルコール(重合度300、けん化度98モル%)105gとを仕込み、全体を95℃に昇温してPVAを完全に溶解させ、PVA水溶液(濃度7.5質量%)を形成した。形成したPVA水溶液を、回転速度120rpmにて攪拌を続けながら、約30分かけて10℃まで徐々に冷却した後、当該水溶液に、ブチルアルデヒド58g、および、ブチラール化触媒である酸触媒として濃度20質量%の塩酸90mlとを添加して、PVAのブチラール化を開始した。ブチラール化を150分間行った後、60分かけて全体を50℃まで昇温し、50℃にて120分間保持した後に、室温まで冷却した。冷却によって析出した樹脂をろ過後、イオン交換水(樹脂に対して100倍量のイオン交換水)で洗浄した後、中和のために0.3質量%水酸化ナトリウム溶液を加え、40℃で10時間保持した後、さらに100倍量のイオン交換水で再洗浄し、脱水したのち、40℃、減圧下で18時間乾燥し、ポリビニルブチラールの粉体(水分含有量1.0質量%)を得た。
(PVBペレットの製造)
 溶融押出し機として、ベント部が2つ設けられ、該ベント部内の圧力をホッパー側からそれぞれ0.005及び0.003MPaに減圧した、L/D=54の同方向回転2軸型押出し機(東芝機械社製)を用い、これに上記で得られたポリビニルブチラールの粉体を導入した。ダイホールから出てきたストランド状の溶融樹脂を水槽で冷却した後、ペレタイザーでカッティングして、直径1.6mm、長さ1.6mmのペレット状のポリビニルブチラール樹脂(水分含有量0.2質量%)を得た。溶融樹脂の押出し条件は、スクリュー回転数300回/分、樹脂速度120kg/時間、樹脂温度200℃であった。
(PVBペレットの分析)
 得られたPVBペレットは、ブチラール化度が68モル%、残存アセチル基(酢酸ビニル単位)の含有率が2モル%、残存水酸基(ビニルアルコール単位)の含有率が30モル%であった。また、ブチルアルデヒドの含有量は3.5質量ppm、酸価は0.09mgKOH/gであった。
(PVBフィラメントの製造)
 上記PVBペレットを使用し、孔数24個の口金を用いて紡糸温度205℃、単孔吐出量1.57g/分で溶融紡出した。紡出直後の糸条に、温度20℃、湿度60%の冷却風を0.5m/秒の速度で吹付け、当該糸条を50℃以下にした後、紡糸口金下方1.2mの位置に設置した長さ1.0m、入口ガイド径8mm、出口ガイド径10mm、内径30mmφのチューブヒーター(内温130℃)に導入してチューブヒーター内で延伸した後、チューブヒーターから出てきた糸条にオイリングノズルで給油し2個の引き取りローラーを介して3500m/分の速度で捲取り84T/24fのPVBフィラメントを得た。捲取られた繊維の解舒性を評価した結果を表1に示す。
(積層体の製造)
 上記で得られたPVB繊維を使用し、坪量44.1g/m、厚さ0.237mmの平織物を得た。得られた織物を図1のように接着層6として使用し、層状に積層させた。このとき発泡体層1には、坪量180g/m、厚さ6mmのポリエーテル系硬質ウレタン発泡体(株式会社イノアックコーポレーション製)を用い、ガラス繊維層3(日本バイリーン株式会社製)には、坪量100g/m、厚さ20mmのものを用いた。また、内装材10の裏面を構成する表面材層5には坪量25g/mのポリエステル繊維不織布(前田工繊株式会社製)を使用し、内装材10の表面を構成する表面材層4には坪量220g/mのポリエステル繊維不織布(前田工繊株式会社製)を用いた。これらを積層し、プレス温度130℃にてプレス時間30秒、圧力0.3kg/cmのプレス条件にてプレス成形を行い内装材10を得た。得られた織物のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表1に示す。
[実施例2]
 実施例1と同じPVBペレットを使用して、同じ紡糸温度、同じ紡糸条件によりPVBフィラメントを得た。得られた繊維の解舒性を表1に示す。また得られた繊維を使用して、坪量23.3g/m、厚さ0.177mmの織物を得た。得られた織物を図1に示す接着層6として使用し、実施例1と同じ層構成及び条件にてプレス成形を行い内装材10を得た。得られた織物のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表1に示す。
[実施例3]
 実施例1と同じPVBペレットを使用して、紡糸温度を200℃に変更した以外は実施例1と同様にしてPVBフィラメントを得た。得られた繊維の解舒性を表1に示す。また得られた繊維を使用して、坪量30.2g/m、厚さ0.441mmの織物を得た。得られた織物を図1に示す接着層6として、実施例1と同じ層構成で積層し、プレス温度140℃、プレス時間25秒、圧力0.2kg/cmのプレス条件にてプレス成形を行い内装材10を得た。得られた織物のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表1に示す。
[実施例4]
 実施例1と同じPVBペレットを使用して、紡糸温度を230℃に変更した以外は実施例1と同様にしてPVBフィラメントを得た。得られた繊維の解舒性を表1に示す。また得られた繊維を使用して、坪量24.0g/m、厚さ0.242mmの織物を得た。得られた織物を図1に示す接着層6として、実施例1と同じ層構成及び条件にてプレス成形を行い内装材10を得た。得られた織物のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表1に示す。
[実施例5]
 実施例1と同じPVBペレットを用いて、鞘がPVBであり芯がPPである複合繊維とし、紡糸温度を210℃に変更した以外は実施例1と同様にしてPVBフィラメントを得た。得られた繊維の解舒性を表1に示す。また得られた繊維を使用して、坪量30.2g/m、厚さ0.445mmの織物を得た。得られた織物を図1に示す接着層6として、実施例1と同じ層構成、実施例3と同じプレス条件にてプレス成形を行い、内装材10を得た。得られた織物のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表1に示す。
[比較例1]
 実施例1において、溶融押出機のベント部内の圧力をホッパー側からそれぞれ0.02及び0.01MPa(ゲージ圧でそれぞれ0.08及び0.09MPa)に減圧した以外は実施例1と同等にしてPVBペレットを製造した。得られたPVBペレットは、ブチラール化度が68モル%、残存アセチル基(酢酸ビニル単位)の含有率が2モル%、残存水酸基(ビニルアルコール単位)の含有率が30モル%であった。また、ブチルアルデヒドの含有量は15質量ppm、酸価は0.31mgKOH/gであった。こうして得られたPVBペレットを用いた以外は実施例1と同様にしてPVBフィラメントを得た。得られた繊維の解舒性を表1に示す。また得られた繊維を使用して、坪量23.0g/m、厚さ0.233mmの織物を得た。得られた織物を図1に示す接着層6として、実施例1と同じ層構成及び条件にてプレス成形を行い内装材10を得た。得られた織物のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表1に示す。
[比較例2]
 実施例1と同じPVBペレットを使用して、紡糸温度を240℃に変更した以外は実施例1と同様にしてPVBフィラメントを得た。得られた繊維の解舒性を表1に示す。また得られた繊維を使用して、坪量24.5g/m、厚さ0.250mmの織物を得た。得られた織物を図1に示す接着層6として、実施例1と同じ層構成及び条件にてプレス成形を行い内装材10を得た。得られた織物のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表1に示す。
[比較例3]
 比較例1と同じPVBを使用し、紡糸温度240℃に変更した以外は実施例1と同様にしてPVBフィラメントを得た。得られた繊維の解舒性を表1に示す。また得られた繊維を使用して、坪量31.2g/m、厚さ0.451mmの織物を得た。得られた織物を図1に示す接着層6として、実施例1と同じ層構成、実施例3と同じプレス条件にてプレス成形を行い、内装材10を得た。得られた織物のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表1に示す。
[比較例4]
 ポリプロピレン(株式会社プライムポリマー製)を使用し、紡糸温度280℃に変更した以外は実施例1と同様にしてPPフィラメントを得た。得られた繊維の解舒性を表1に示す。また得られた繊維を使用して、坪量24.0g/m、厚さ0.202mmの織物を得た。得られた織物を接着層6として使用し、実施例1と同じ層構成及び条件にてプレス成形を行い内装材10を得た。得られた織物の臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表1に示す。
[比較例5]
 ポリエチレン(日本ポリエチレン株式会社製)を使用し、紡糸温度260℃に変更した以外は実施例1と同様にしてPEフィラメントを得た。得られた繊維の解舒性を表1に示す。また得られた繊維を使用して、坪量30.1g/m、厚さ0.231mmの織物を得た。得られた織物を接着層6として使用し、実施例1と同じ層構成、実施例3と同じプレス条件にてプレス成形を行い内装材10を得た。得られた織物の臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1に示されるとおり、酸価が0.2mgKOH/g以下のPVBペレットを使用し、240℃未満の紡糸温度で製造した繊維からなる実施例1~5の織物はブチルアルデヒド含有量が低く、臭気が著しく改善されており、また繊維の解除性も良好であった。該織物を接着層として使用することにより、得られた内装材は低温・低圧のプレス条件下においても、0.5N/15mm以上の剥離強力(接着強力)を有し、また吸音率も65%以上を確保し、弾性勾配、最大曲げ荷重も優れる値を示した。
 一方、表1に示されるとおり、酸価が0.2mgKOH/gを超えるPVBペレットを使用したか、240℃以上の温度で紡糸した比較例1~3は、得られた織物のブチルアルデヒド含有量が高く、臭気が感じられ、解舒性も不良であった。また、ポリプロピレン織物やポリエチレン織物を用いた比較例4及び5は、剥離強力(接着強力)が0.5N/15mm以下であり、かつ積層体としての剛性が不足し、剥がれ易くなっており、しかも、吸音率が65%以下であり、吸音性の面でも快適性が劣るものであった。
[実施例6]
 実施例1で得られたPVBペレットを使用し、メルトブローン不織布を製造した。直径0.4mmのノズル孔が幅1m当たり1000個設けられた紡糸ノズルを用い、紡糸温度205℃、吐出量0.5g/分/孔で樹脂を押出した。ノズル1m幅当たり、12Nm/minの熱風を吹き付けて延伸した。このようにして、繊維径5μm、坪量46.4g/m、厚さ0.296mmのメルトブローン不織布が得られた。紡糸を開始してから塊状物が発生するまでの時間は16時間以上であった。得られたメルトブローン不織布を図1のように接着層6として使用し、実施例1と同様にプレス成形して内装材10を得た。得られたメルトブローン不織布のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表2に示す。
[実施例7]
 実施例6と同じPVBペレットを使用し、同じ紡糸温度で、坪量24.5g/m、厚さ0.221mmのメルトブローン不織布を得た。紡糸を開始してから塊状物が発生するまでの時間は16時間以上であった。得られたメルトブローン不織布を図1に示す接着層6として使用し、実施例6と同様にプレス成形を行い内装材10を得た。得られたメルトブローン不織布のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表2に示す。
[実施例8]
 実施例6と同じPVBペレットを使用し、紡糸温度を230に変えて、坪量25.3g/m、厚さ0.242mmのメルトブローン不織布を得た。紡糸を開始してから塊状物が発生するまでの時間は11時間であった。得られたメルトブローン不織布を図1に示す接着層6として使用し、実施例6と同様にプレス成形を行い内装材10を得た。得られたメルトブローン不織布のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表2に示す。
[実施例9]
 実施例1において、溶融押出機のベント部内の圧力をホッパー側からそれぞれ0.006及び0.004MPaに減圧した以外は実施例1と同等にしてPVBペレットを製造した。得られたPVBペレットは、ブチラール化度が68モル%、残存アセチル基(酢酸ビニル単位)の含有率が2モル%、残存水酸基(ビニルアルコール単位)の含有率が30モル%であった。また、ブチルアルデヒドの含有量は10質量ppm、酸価は0.16mgKOH/gであった。こうして得られたPVBペレットを用いた以外は実施例6と同様にして、坪量25.3g/m、厚さ0.242mmのメルトブローン不織布を得た。紡糸を開始してから塊状物が発生するまでの時間は12時間であった。得られたメルトブローン不織布を図1に示す接着層6として使用し、実施例6と同様にプレス成形を行い内装材10を得た。得られたメルトブローン不織布のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表2に示す。
[比較例6]
 比較例1と同じPVBペレットを使用した以外は実施例6と同様にして、坪量24.2g/m、厚さ0.233mmのメルトブローン不織布を得た。紡糸を開始してから塊状物が発生するまでの時間は6時間であった。得られたメルトブローン不織布を図1に示す接着層6として使用し、実施例6と同様にプレス成形を行い内装材10を得た。得られたメルトブローン不織布のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表2に示す。
[比較例7]
 実施例6と同じPVBペレットを使用して、紡糸温度を240℃に変更した以外は実施例1と同様にして、坪量25.8g/m、厚さ0.25mmのメルトブローン不織布を得た。紡糸を開始してから塊状物が発生するまでの時間は5時間であった。得られたメルトブローン不織布を図1に示す接着層6として使用し、実施例6と同様にプレス成形を行い内装材10を得た。得られたメルトブローン不織布のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表2に示す。
[比較例8]
 共重合ポリプロピレンを使用し、紡糸温度285℃で、坪量25.2g/m、厚さ0.253mmのメルトブローン不織布を得た。得られた不織布を接着層6として使用し、実施例6と同様にプレス成形を行い内装材10を得た。得られたメルトブローン不織布の臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表2に示されるとおり、酸価が0.2mgKOH/g以下のPVBペレットを使用し、240℃未満の紡糸温度で製造した実施例6~9のメルトブローン不織布は、ブチルアルデヒド含有量が低く、臭気が著しく改善されていた。該メルトブローン不織布を接着層として使用することにより得られた積層体は、低温・低圧のプレス条件下においても、優れた力学物性を示し、吸音性にも優れていた。一方、酸価が0.2mgKOH/gを超えるPVBペレットを使用した比較例6、及び240℃以上の温度で紡糸した比較例7は、得られたメルトブローン不織布のブチルアルデヒド含有量が高く、臭気が感じられた。また、ポリプロピレン製の不織布を用いた比較例8の積層体は、力学物性や吸音性が不十分であった。
[実施例10]
 実施例1で得られたPVBペレットを使用し、スパンボンド不織布を製造した。直径0.4mmのノズル孔が幅1m当たり1000個設けられた紡糸ノズルを用い、紡糸温度200℃、吐出量1.0g/分/孔で樹脂を押出しドラフト延伸させた。このようにして、繊維径15μm、坪量30.0g/m、厚さ0.441mmのスパンボンド不織布が得られた。紡糸を開始してから塊状物が発生するまでの時間は16時間以上であった。得られたスパンボンド不織布を図1に示す接着層6として、実施例6と同じ層構成で積層し、プレス温度140℃、プレス時間25秒、圧力0.2kg/cmのプレス条件にてプレス成形を行い内装材10を得た。得られたスパンボンド不織布のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表3に示す。
[実施例11]
 実施例1と同じPVBペレットを用いて、鞘がPVBであり芯がPPである複合繊維とし、紡糸温度210℃に変更した以外は実施例10と同様にして、坪量30.2g/m、厚さ0.445mmのスパンボンド不織布を得た。紡糸を開始してから塊状物が発生するまでの時間は16時間以上であった。得られたスパンボンド不織布を図1に示す接着層6として、実施例10と同様にプレス成形を行い、内装材10を得た。得られたスパンボンド不織布のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表3に示す。
[比較例9]
 実施例1と同じPVBペレットを使用して、紡糸温度を240℃に変更した以外は実施例10と同様にして、坪量31.2g/m、厚さ0.451mmのスパンボンド不織布を得た。紡糸を開始してから塊状物が発生するまでの時間は2時間であった。得られたスパンボンド不織布を図1に示す接着層6として使用し、実施例10と同様にプレス成形を行い内装材10を得た。得られたスパンボンド不織布のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表3に示す。
[比較例10]
 接着層6に変性ポリエステル繊維からなる、坪量30.0g/m、厚さ0.230mmの蜘蛛の巣状スパンボンド不織布(東洋紡績株式会社製「ダイナックG0030」)を使用し、実施例10と同一組成、実施例11と同一プレス条件にてプレス成形を行い、内装材10を得た。得られたスパンボンド不織布のブチルアルデヒド含有量および臭気判定結果と内装材10の性能測定結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表3に示されるとおり、酸価が0.2mgKOH/g以下のPVBペレットを使用し、240℃未満の紡糸温度で製造した実施例10及び11のスパンボンド不織布は、ブチルアルデヒド含有量が低く、臭気が著しく改善されていた。該スパンボンド不織布を接着層として使用することにより得られた積層体は、低温・低圧のプレス条件下においても、優れた力学物性を示し、吸音性にも優れていた。一方、酸価が0.2mgKOH/gを超えるPVBペレットを240℃以上の温度で紡糸した比較例9は、得られたメルトブローン不織布のブチルアルデヒド含有量が高く、臭気が感じられた。また、ポリエステル製不織布を用いた比較例10の積層体は力学物性や吸音性が不十分であった。
 1   発泡体層
 2、3 ガラス繊維層
 4、5 表面材層
 6   接着層
 
 

Claims (15)

  1.  ブチラール化度が50~90質量%であり、かつブチルアルデヒドの含有量が20質量ppm以下であるポリビニルブチラールを含む繊維。
  2.  ポリビニルブチラールのみからなる単独繊維、ポリビニルブチラールを成分の一つとして含む複合繊維、又はポリビニルブチラールを成分の一つとして含む混合繊維である請求項1に記載の繊維。
  3.  請求項1又は2に記載の繊維を含有する繊維集合体。
  4.  不織布、織物、紙又は編物である請求項3に記載の繊維集合体。
  5.  請求項3又は4に記載の繊維集合体からなる接着層を介して複数の層が接着されてなる積層体。
  6.  無機繊維層とそれ以外の層とが、前記接着層を介して接着されてなる請求項5に記載の積層体。
  7.  前記無機繊維層が、ガラス繊維層である請求項6に記載の積層体。
  8.  前記無機繊維層と発泡体層と表面材層とが、前記接着層を介して接着されてなる請求項6又は7に記載の積層体。
  9.  請求項5~8のいずれか記載の積層体からなる内装材。
  10.  ブチラール化度が50~90質量%であり、150℃、2.16kgfにおけるMFRが0.5~45g/10分であり、かつ酸価が0.2mgKOH/g以下であるポリビニルブチラールからなるペレットを用い、240℃未満の温度で溶融紡糸することを特徴とする請求項1又は2に記載の繊維の製造方法。
  11.  ブチルアルデヒドの含有量が10質量ppm以下である前記ペレットを用い、溶融紡糸する請求項10に記載の製造方法。
  12.  含水率が5質量%以下のポリビニルブチラール粉末を押出機に投入し、少なくとも一つのベントを用いて0.008MPa以下の圧力に減圧して脱揮しながら、220℃以下の温度で溶融混練してペレットを得てから、当該ペレットを用いて溶融紡糸する請求項10又は11に記載の製造方法。
  13.  前記繊維が長繊維であり、溶融紡糸する際の捲き取り速度が2000~5000m/分である請求項10~12のいずれかに記載の製造方法。
  14.  溶融紡出した繊維を一旦ガラス転移点以下の温度に冷却してから、引き続きそのまま加熱して延伸した後に油剤を付与してから捲き取る請求項13に記載の製造方法。
  15.  溶融紡出した繊維を一旦ガラス転移点以下の温度に冷却するに際し、温度が20~30℃で相対湿度が20~60%の冷却風を0.4~1.0m/秒の速度で吹き付ける請求項14に記載の製造方法。
     
     
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