芯鞘复合纤维及芯鞘复合纤维的制造方法技术

本发明专利技术提供一种复合材料等的成形容易且强度优异的芯鞘复合纤维。该芯鞘复合纤维的特征在于，芯材(11)含有聚酰胺，鞘材(12)含有改性聚乙烯，芯材(11)的融点比鞘材(12)的融点高170℃以上。

Manufacturing method of core sheath composite fiber and core sheath composite fiber

【技术实现步骤摘要】
芯鞘复合纤维及芯鞘复合纤维的制造方法
本专利技术涉及芯鞘复合纤维及芯鞘复合纤维的制造方法。
技术介绍
芯鞘复合纤维是由线状的芯材和以鞘的方式包裹该芯材的鞘材构成的复合构造的纤维，通过将性质不同的芯材与鞘材组合，从而发挥以单一构造的纤维难以实现的多种效果。芯鞘复合纤维当然能够作为过滤器等的织物的素材使用，且在合成树脂部件的加强材料等多种领域被使用。专利文献1中公开了一种汽车用顶棚材料，其为由作为鞘成分的高密度聚乙烯和作为芯成分的聚酯构成的复合纤维，鞘成分的熔融温度为110～180℃，芯成分的熔融温度为240～270℃，通过高温加压使鞘成分熔融而与加强纤维熔合，从而形成三维的多孔性网络构造。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利5198647号公报
技术实现思路
针对这样的芯鞘复合纤维考虑加强用途，即，通过使该芯鞘复合纤维的芯材彼此熔合而成形包覆层，并将该包覆层与对象的外侧表皮熔合来提高对象的刚度。作为由芯鞘复合纤维制成的包覆层，由于内部贯穿大量芯材，因此与仅由树脂片制成的包覆层相比能够期待高刚性。但是，若按这样的加强用途使用以往的芯鞘复合纤维则存在以下问题。若鞘材与芯材的融点接近，则容易导致在使鞘材熔融时连芯材也一起熔融的失败，难以将芯鞘复合纤维成形为复合材料或片材等。专利文献1的专利技术公开了鞘材及芯材各自的融点范围，但并未公开鞘材与芯材部的融点差应为几℃以上。根据所公开的融点范围计算出的融点差为60℃～160℃，但即使是最大值160℃，要简单地成形复合材料等也略有不足。此外，还存在芯鞘复合纤维的强度随芯材与鞘材的融点背离而降低的严重问题。为了实现强度高且作为加强材料优异的芯鞘复合纤维，需要使芯材与鞘材牢固粘接。但是，若为了提高复合材料等的成形性而增大鞘材与芯材的融点差，则反过来容易导致芯材与鞘材分离。专利文献1的专利技术并未解决该由芯与鞘的分离引起的强度降低，因此认为要作为加强用途使用强度不足。鉴于这样的状况，本专利技术的课题在于提供一种复合材料等的成形容易且强度优异的芯鞘复合纤维。技术方案1记载的专利技术是一种芯鞘复合纤维，其特征在于，芯材的主成分是聚酰胺，鞘材的主成分是改性聚乙烯，所述芯材的融点比所述鞘材的融点高170℃以上。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供复合材料等的成形容易且强度优异的芯鞘复合纤维。附图说明图1A是对芯鞘复合纤维进行圆形切割得到的横剖视图。图1B是将芯鞘复合纤维沿长度方向剖切的纵剖视图。图2是芯鞘复合纤维的刚性测量实验使用的装置的概略图。图3是由多根芯鞘复合纤维构成的复合材料的概略图。图4A是由多根芯鞘复合纤维构成的片材的概略图。图4B是由多根芯鞘复合纤维构成的片材的截面的放大图。图5是示出以由芯鞘复合纤维构成的包覆层对燃料箱进行加强的例子的立体图。图6是示出燃料箱的吹塑成型的前阶段中的包覆层的配置的图。图7是示出燃料箱的吹塑成型的图。图8是示出在燃料箱的吹塑成型中夹入完成的状态的图。附图标记说明10芯鞘复合纤维11芯材12鞘材100复合材料101片材102包覆层2辊41塑模42金属模43气针44吸引孔(金属模上开设的孔、固定机构)P型坯(以聚乙烯为代表的热塑性树脂)T箱主体具体实施方式接下来，说明本专利技术的实施方式的芯鞘构造系统。需要说明的是，本专利技术不限定于以下的实施方式。＜芯鞘构造＞图1A示出对本实施方式的芯鞘复合纤维10进行圆形切割得到的横剖视图，图1B示出将本实施方式的芯鞘复合纤维10沿长度方向剖切的纵剖视图。本实施方式的芯鞘复合纤维10通过挤出成形制造，包括芯材11和包裹芯材11的鞘材12。本实施方式的芯材11和鞘材12均具有圆形截面的外形。需要说明的是，芯材的外形不限定于这样的圆形截面，例如也可以是具有多个突起的异形截面。图1A这样的垂直于长度方向圆形切割出的横截面中的芯材11与鞘材12的比率优选99：1～1：99，更加优选90：10～10：90。通过使芯材的比例增加能够提高刚性。另一方面，通过使鞘材的比例增加能够提高粘接性。芯鞘复合纤维10也可以采用偏芯构造，但优选如图1所示将芯材11配置在鞘材12的大致中央。通过将芯材11配置在鞘材12的大致中央，从而能够在由芯鞘复合纤维10成形复合材料100(参照图3)等时抑制芯材11从鞘材12露出。通过抑制芯材11露出，从而能够使鞘材12彼此牢固结合，牢固地成形复合材料100等。＜芯鞘复合纤维的刚性＞作为芯鞘复合纤维10的用途，例如考虑汽车等的燃料箱等的加强。这样的燃料箱等的外侧表皮大多使用聚乙烯。由此，为了提高芯鞘复合纤维10与外侧表皮的熔合性，考虑使鞘材12含有聚乙烯。但是，聚乙烯是通常很难与其他物质结合的物质，难以使芯材11与含有聚乙烯的鞘材12牢固地粘接。由此，若将聚乙烯用于芯材11，则可能会由于芯材11与鞘材12的分离而降低芯鞘复合纤维10的刚性。特别是，在由芯鞘复合纤维10成形复合材料100(参照图3)等时，若为了使成形容易而使芯材11与鞘材12的融点差增大，则容易发生芯材11与鞘材12分离，因此上述刚性降低更加成为问题。需要说明的是，关于该复合材料100的成形见后述。因此，本专利技术的研究者尝试通过将聚乙烯中附加有不饱和官能团的改性聚乙烯用于鞘材12，以在该官能团与鞘材12之间形成氢键，来实现芯材11与鞘材12的融点差大且刚性高的芯鞘复合纤维10。图2示出芯鞘复合纤维10的刚性测量实验使用的装置的概略图。作为实施例，使用芯材11使用聚酰胺且鞘材12使用马来酸改性聚乙烯的芯鞘复合纤维10。作为对比例，使用芯材11使用聚酰胺且鞘材12使用聚乙烯的芯鞘复合纤维。如图2所示，将双芯鞘复合纤维10固定在两个辊2上，从上方朝向下方即朝向图中的箭头方向施加0.5N的力，测量由芯鞘复合纤维10产生的伸长引起的位移并进行对比。测量的结果为，对比例的芯鞘复合纤维10的位移为2.140mm。另一方面，实施例的芯鞘复合纤维10的位移为1.762mm。通过两者的对比可知，与鞘材12使用无改性聚乙烯的对比例的芯鞘复合纤维10相比，鞘材12使用马来酸改性聚乙烯的实施例的芯鞘复合纤维10的刚性提高17％。根据以上结果，芯鞘复合纤维10的芯材11的主成分设为聚酰胺，鞘材12的主成分设为改性聚乙烯。需要说明的是，芯材11的主成分是指相对于芯材11的成分整体含有40质量％以上。鞘材12的主成分是指相对于鞘材12的成分整体含有40质量％以上。＜芯鞘复合纤维的材料＞芯材11与鞘材12的融点差为170℃以上，优选180℃以上。若融点差为170℃以上，则在使鞘材12熔融时，不易出现芯材11也熔融的失败，容易由芯鞘复合纤维10成形复合材料100(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯鞘复合纤维，其特征在于，/n芯材的主成分是聚酰胺，/n鞘材的主成分是改性聚乙烯，/n所述芯材的融点比所述鞘材的融点高170℃以上。/n

【技术特征摘要】
20181126 JP 2018-2204741.一种芯鞘复合纤维，其特征在于，
芯材的主成分是聚酰胺，
鞘材的主成分是改性聚乙烯，
所述芯材的融点比所述鞘材的融点高170℃以上。


2.根据权利要求1所述的芯鞘复合纤维，其特征在于，
具有多根所述芯材的复合材料的截面形状为多边形。


3.根据权利要求1或2所述的芯鞘复合纤维，其特征在于，
用于燃料箱。


4...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中高太郎，佐藤直，吉桥毅晴，福岛齐春，村山进，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP