纤维结构体的制作方法

公开日期:2021-06-11
位置:E科技>>纺织,织造,皮革制品制作工具,设备的制造及其制品技术处理方法

纤维结构体的制作方法

本发明涉及包含多条树脂纤维的片状的纤维结构体,特别是涉及具有透光性和隔热性的纤维结构体。

背景技术

一直以来,已知有如下无纺布通过在成为作为纤维结构体之一的无纺布的基底的树脂中添加用于隔热的填料,从而边使光透射边具有隔热性优异的性能(例如参见专利文献1)。作为上述填料,例如以往使用氧化钛粉末、铝粉末、黑云母粉末等。这种具有透光性和隔热性的无纺布适合于农作物培育用大棚的覆盖材料等用途,并且已经商品化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开2006-187256号公报

技术实现要素

发明要解决的问题

然而,如上所述,以往的无纺布中,关于为了隔热而添加的填料,基本没有透射光的波长选择性,因此,存在如下课题如果想要降低红外线的透射率来提高隔热效果,则可见光的透射率也会降低。上述专利文献1中,将所要添加的填料的粒径、粒径分布和添加量设定为适当的范围,试图实现透射光的波长选择性。然而,一直以来用于无纺布的氧化钛等材料本身如上所述,基本没有透射光的波长选择性,因此,即使对粒径、粒径分布和添加量进行优化,其改善效果也存在一定的限度。

具体而言,在设想例如作为前述那种农作物培育用大棚的覆盖材料的用途的情况下,可见光对于植物的光合成是必不可少的,因此,如果因提高隔热效果而产生可见光的透射率降低,则隔热效果与透射光的均衡性无法获得,有可能对农作物的培育造成不良影响。此外,由于可见光的透射率降低,大棚中变暗,因此,大棚内的作业会变困难也成为问题。另外,例如即使在设想将上述那种以往的无纺布用作窗帘、百叶窗、拉门等的情况下,当试图提高抑制外部光所导致的温度上升的效果时,也存在室内变暗的问题。

本发明是着眼于上述方面而作出的,其目的在于,提供可以抑制可见光的透射率降低、且实现优异的隔热性能的纤维结构体。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的,本发明提供一种包含多条第1树脂纤维的片状的纤维结构体。本发明的纤维结构体具有多个空隙部,且前述多条第1树脂纤维分别以使钨系氧化物的微粒分散的状态含有钨系氧化物的微粒。

发明的效果

根据本发明,通过使多条第1树脂纤维分别以使钨系氧化物的微粒分散的状态含有具有透射可见光且反射红外线的光波长选择反射性的钨系氧化物的微粒,从而可以提供兼顾见光的高透过率与优异的隔热性能的纤维结构体。

附图说明

图1为示出第1实施方式的纤维结构体的立体图。

图2为示出第2实施方式的纤维结构体的立体图。

图3为示出第3实施方式的纤维结构体的俯视图。

图4为示出适于层叠粘接的多层薄膜的结构的图。

图5为示出第4实施方式的纤维结构体的俯视图。

图6为示出第5实施方式的纤维结构体的俯视图。

图7为示出第6实施方式的纤维结构体的立体图。

图8为示意性示出第7实施方式的纤维结构体的大致结构的放大图。

图9为示意性示出第8实施方式的纤维结构体的大致结构的放大图。

图10为示出实施例1、2和比较例1的特性的表。

图11为针对实施例1、2和比较例1的各测定结果示出可见光的透射率和隔热温度与含量的关系的图。

图12为示出评价实施例1、2相对于比较例1的优势性的结果的图。

图13为针对开口率为34%、50%的评价样品的测定结果示出隔热温度相对于可见光的透射率的关系的图。

具体实施方式

本发明的纤维结构体为包含多条第1树脂纤维的片状的纤维结构体,所述纤维结构体具有多个空隙部,且前述多条第1树脂纤维分别以使钨系氧化物的微粒分散的状态含有钨系氧化物的微粒。前述多个空隙部是指有可能存在于各第1树脂纤维间的间隙,它们相当于无纺布、织布等中的开口部。

多条第1树脂纤维中含有的钨系氧化物的微粒是指钨氧化物的微粒、或复合钨氧化物的微粒。钨氧化物用通式wxoy表示,w为钨,o为氧,x、y为常数。另外,复合钨氧化物用通式mzwxoy表示,m为不同于钨的元素,例如为以铯(cs)为代表的碱金属等,z为常数。

上述的钨系氧化物的微粒具有透射可见光且反射红外线的光波长选择反射性,关于薄膜、片,已知有通过使钨系氧化物的微粒分散而具有隔热性能的材料(例如日本特开2018-43397号公报和日本特开2011-93280号公报等)。本发明着眼于这种钨系氧化物的微粒的光波长选择反射性,作为代替前述那种以往的无纺布中的氧化钛粉末等的隔热填料,阐明了用于实现使钨系氧化物的微粒分散于无纺布等纤维结构体本身的应用的具体构成。

本发明的纤维结构体中,关于钨系氧化物的微粒的含量,相对于前述多条第1树脂纤维的总重量,优选设为0.5重量%以上且6重量%以下。钨系氧化物的微粒的含量如果过多,则由于第1树脂纤维内的微粒的聚集而有分散状态产生偏离(浓度不均)的可能性。另外,钨系氧化物的微粒的含量如果过少,则有变得难以得到作为隔热填料的原本的效果的可能性。因此,如后述的实施例中具体说明的那样,将钨系氧化物的微粒的含量设定为上述范围。

另外,本发明的纤维结构体优选前述多条第1树脂纤维沿第1方向进行了拉伸。另外,本发明的纤维结构体可以还包含多条第2树脂纤维,所述多条第2树脂纤维沿与前述第1方向正交的方向进行了拉伸。通过使树脂纤维沿一个方向进行拉伸,从而构成该树脂纤维的分子沿拉伸方向取向。由此,纤维结构体变得在拉伸方向上具有较强的强度。由于第1树脂纤维与第2树脂纤维的彼此的拉伸方向正交,因此,通过将它们层叠或织造而构成纤维结构体,可以实现具有优异的强度的无纺布或织布。需要说明的是,第1树脂纤维的拉伸方向(第1方向)与第2树脂纤维的拉伸方向(第2方向)无需严格地正交,只要大致正交即可。

前述多条第2树脂纤维可以分别以使钨系氧化物的微粒分散的状态含有钨系氧化物的微粒。该情况下的钨系氧化物的微粒的含量与前述的多条第1树脂纤维的情况同样,相对于多条第2树脂纤维的总重量,优选设为0.5重量%以上且6重量%以下。

另外,前述多条第1树脂纤维(和前述多条第2树脂纤维)中含有的钨系氧化物的微粒的平均粒径优选设为100nm以下。此处的平均粒径是指jisz8901中定义的“通过光学显微镜法或透射型电子显微镜法进行拍摄而得到的颗粒的直径的算术平均值”。通常已知的是,钨系氧化物的微粒的粒径若成为200nm以下,则成为瑞利散射的区域,可见光的散射随着粒径的减小而减少,粒径成为100nm以下时,该散射光变得非常少。本发明的纤维结构体中,还考虑到前述那种树脂纤维内的微粒的聚集的影响,通过选择性地使用具有100nm以下、更优选10nm以下的平均粒径的微粒,从而实现可见光的高透射率。

进而,本发明的纤维结构体优选可见光的透射率为70%以上。此外,相对于对规定的封闭空间直接照射包含红外线的光时该封闭空间内的最高达到温度,隔着该纤维结构体对前述封闭空间照射包含红外线的光时该封闭空间内的最高达到温度的降低量优选为7℃以上。其中,这种条件如后述的实施例中具体说明的那样,可以根据纤维结构体的用途等来选择性设定。

关于上述可见光的透射率,此处使用的是依据jisk7361-11997(iso13468-11996)的总透光率的测定值。该总透光率例如可以使用公知的雾度计(hazemeter)等来测定。

上述最高达到温度的降低量例如可以通过如下所示的具体方法来测定。此处,准备发泡苯乙烯箱(宽度w320mm、深度d250mm、高度h160mm)、白炽灯(hatayalimitedco.,ltd.制rg-200w)和温度传感器,使发泡苯乙烯箱的内部空间形成规定的封闭空间,在稳定的环境下静置发泡苯乙烯箱,在其上方配置白炽灯,且在发泡苯乙烯箱的内部设置温度传感器。然后,对发泡苯乙烯箱的上部直接照射来自白炽灯的包含红外线的光,利用温度传感器监视发泡苯乙烯箱的内部温度的上升,测定其最高达到温度t0。另外,在发泡苯乙烯箱的上部铺设纤维结构体,隔着纤维结构体对发泡苯乙烯箱的上部照射来自白炽灯的包含红外线的光,与上述同样地测定最高达到温度t1。从如此测定的无纤维结构体时的最高达到温度t0中减去有纤维结构体时的最高达到温度t1,从而可以求出上述降低量(=t0-t1[℃])。该纤维结构体的有无带来的最高达到温度的降低量(以下,称为“隔热温度”)表示纤维结构体的隔热性能,隔热温度的值越变大,表明越可以得到高的隔热性能。需要说明的是,测定最高达到温度t0、t1的方法不限定于上述的一例。

根据上述的本发明的纤维结构体,多条第1树脂纤维(和多条第2树脂纤维)通过含有具有透射可见光且反射红外线的光波长选择反射性的钨系氧化物的微粒,从而变得可以实现可见光的高透射率,且可以得到良好的隔热效果。这种纤维结构体例如适合作为农作物培育用大棚的覆盖材料。作为该覆盖材料使用纤维结构体的情况下,会充分透射太阳光中的植物的光合成所需的可见光,红外线选择性地被反射,可以防止大棚内的温度变得过于高温。因此,可以期待农作物的品质改善和产量的增加,同时大棚内也变亮,作业变得容易。另外,通过多个空隙部透气性也得以确保,因此,利用与基于钨系氧化物的微粒的隔热效果的协同作用,可以有效地抑制大棚内的温度上升。

进而,除作为上述那种农作物培育用大棚的覆盖材料的用途以外,本发明的纤维结构体也适合作为例如窗帘、百叶窗、拉门等。如果将本发明用于上述用途,则可以边保持室内明亮,边有效地抑制外部光导致的温度上升,可以实现舒适的室内空间。需要说明的是,本发明的纤维结构体的用途不限定于上述例子。

以下,边参照附图边对本发明的纤维结构体的几个实施方式详细地进行说明。

[第1实施方式]

图1示出本发明的第1实施方式的纤维结构体。如图1所示,第1实施方式的纤维结构体101包含由沿一个方向d1进行了拉伸的网状薄膜构成的裂膜网(splitweb)10。裂膜网10可以如下形成将以使钨系氧化物的微粒分散的状态而含有钨系氧化物的微粒的薄膜沿一个方向d1拉伸,沿该拉伸方向d1在多处割纤(例如以交错状割纤),之后,沿与拉伸方向d1大致正交的方向扩张(加宽),从而形成。具有这种网状结构的裂膜网10中,作为构成其的多条树脂纤维,具有沿拉伸方向d1延伸的彼此大致平行的多条主干纤维11、和连接相邻的主干纤维11彼此的分支纤维12。裂膜网10通过将前述薄膜沿一个方向d1拉伸,从而构成前述薄膜的分子沿拉伸方向d1取向,其结果,在拉伸方向(构成分子的取向方向)上具有较强的强度。需要说明的是,本实施方式中,构成裂膜网10的多条树脂纤维(主要为主干纤维11)相当于本发明中的多条第1树脂纤维。另外,由主干纤维11和分支纤维12所围成的多个间隙(网格)相当于本发明中的多个空隙部。

上述薄膜由聚烯烃系树脂等热塑性树脂构成,以所需的含量添加上述的钨系氧化物的微粒(隔热填料),以该微粒分散于薄膜内的状态而存在。聚烯烃系树脂是指以聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃及其聚合物为主成分的树脂,在不有损其特性的范围内可以包含其他树脂、添加剂。作为添加剂,必须包含作为隔热填料的钨系氧化物的微粒,除此之外,例如可以举出防止隔热填料的聚集的分散剂、抗氧化剂、耐气候剂(weatheringstabilizers)、润滑剂、抗粘连剂、抗静电剂、防雾剂、抗滴剂(anti-drippingagents)等。

如果对上述裂膜网10的制造方法的一例简单地进行说明,则首先,通过利用吹胀法、t模头法等制膜工序,以添加有钨系氧化物的微粒的聚烯烃系树脂为原料形成前述薄膜。该形成的薄膜通过接下来的取向工序沿一个方向被拉伸,成为单向取向体。制成该单向取向体的薄膜在接下来的分割工序中进行分割处理(割纤化)。然后,将割纤化了的薄膜根据期望加宽后,经过热处理等,从而制造裂膜网10。该裂膜网10的厚度优选在20~300μm的范围内。厚度如果过度变薄,则裂膜网10的强度不足,如果过度变厚,则裂膜网10的柔软性降低。因此,设定裂膜网10的厚度为上述范围。

[第2实施方式]

图2示出本发明的第2实施方式的纤维结构体。如图2所示,第2实施方式的纤维结构体102包含由沿一个方向d2进行了拉伸的网状薄膜构成的开缝网(slitweb)20。开缝网20可以如下形成在以使钨系氧化物的微粒分散的状态而含有钨系氧化物的微粒的薄膜中,形成沿方向d2延伸的多条狭缝(例如以交错状(staggeredpattern)形成),之后,沿方向d2拉伸,从而形成。具有这种菱形的网状结构的开缝网20通过将前述薄膜沿一个方向d2拉伸,从而构成前述薄膜的分子沿拉伸方向d2取向,其结果,在拉伸方向(构成分子的取向方向)上具有较强的强度。需要说明的是,本实施方式中,构成开缝网20的多条树脂纤维相当于本发明中的多条第1树脂纤维。另外,由该树脂纤维所围成的多条间隙(网格)相当于本发明中的多个空隙部。

开缝网20中使用的薄膜也与上述裂膜网10中使用的薄膜同样,例如由聚烯烃系树脂等热塑性树脂构成,将上述的钨系氧化物的微粒(隔热填料)以所需的含量添加,以该微粒分散于薄膜内的状态而存在。

如果对上述开缝网20的制造方法的一例简单地进行说明,则首先,通过与前述裂膜网10的情况同样的制膜工序,形成前述薄膜。该形成的薄膜通过接下来的狭缝工序进行狭缝处理后,在取向工序中沿一个方向被拉伸,成为单向取向体。然后,制成该单向取向体的薄膜根据期望加宽后,经过热处理等,从而制造开缝网20。该开缝网20的厚度也与上述裂膜网10同样地优选在20~300μm的范围内。

[第3实施方式]

图3示出本发明的第3实施方式的纤维结构体。图3中,第3实施方式的纤维结构体103如下将与上述第1实施方式同样的裂膜网10(图1)和与第2实施方式同样的开缝网20(图2)以彼此的拉伸方向d1、d2大致正交的方式层叠,之后,通过热压接等进行粘接,从而形成无纺布。这种裂膜网10和开缝网20正交层叠的纤维结构体103(无纺布)也具有网状结构。需要说明的是,本实施方式中,构成裂膜网10的多条树脂纤维(主要为主干纤维11)相当于本发明中的多条第1树脂纤维,构成开缝网20的多条树脂纤维相当于本发明中的多条第2树脂纤维。

在上述构成的情况下,裂膜网10中使用的薄膜和开缝网20中使用的薄膜例如如图4所示,优选为具有如下三层结构的多层薄膜,所述三层结构具备以聚烯烃系树脂为基础并含有钨系氧化物的微粒的第1热塑性树脂层13、和由熔点低于聚烯烃系树脂的直链状低密度聚乙烯(lldpe)构成的第2热塑性树脂层14,并且将配置于第1热塑性树脂层13的两面的第2热塑性树脂层14作为粘接层,通过彼此热压接等而层叠粘接,从而得到三层结构。采用上述操作的理由在于,可以较容易、且稳定地进行用于将裂膜网10与开缝网20一体化(粘接)的热压接。第1热塑性树脂层13中,以所需的含量添加上述的钨系氧化物的微粒(隔热填料),以该微粒分散于该层内的状态而存在。将裂膜网10和开缝网20层叠粘接时,裂膜网10侧的第2热塑性树脂层14与开缝网20侧的第2热塑性树脂层14作为粘接层发挥功能。

上述纤维结构体103中的单位面积重量、构成纤维尺寸(厚度、宽度)、拉伸强度等各种特性可以通过适宜调整多层薄膜的第1热塑性树脂层13的厚度、拉伸的倍率、裂膜网10中的割纤部位、开缝网20中的狭缝的形成部位等来控制。此处,可以进行前述调整使得主要根据单位面积重量和构成纤维尺寸确定的网状结构的开口率成为68%以下、优选成为50%以下。开口率过度变高而树脂纤维间的间隙增大时,虽然可见光的透射性和透气性改善,但是通过添加钨系氧化物的微粒所产生的隔热效果会减弱,有可能变得难以实现期望的隔热性能。对于开口率与隔热性能的关系,会在后述的实施例中具体进行说明。

根据上述的构成的纤维结构体103,裂膜网10和开缝网20使彼此的拉伸方向d1、d2大致正交地层叠粘接,因此,可以实现具有强度更高、且伸缩非常少的形状稳定的网状结构的无纺布。这种纤维结构体103特别适合作为农作物培育用大棚的覆盖材料

[第4实施方式]

图5示出本发明的第4实施方式的纤维结构体。图5中,第4实施方式的纤维结构体104通过如下方式形成将与上述第1实施方式同样的2张裂膜网10、15以彼此的拉伸方向d1、d2大致正交的方式层叠,之后,通过热压接等进行粘接,从而形成。这种裂膜网10、15正交层叠而得到的纤维结构体104(无纺布)也具有网状结构。需要说明的是,本实施方式中,构成一个裂膜网10的多条树脂纤维(主要为主干纤维11)相当于本发明中的多条第1树脂纤维,构成另一个裂膜网15的多条树脂纤维(主要为主干纤维16)相当于本发明中的多条第2树脂纤维。

上述的构成的情况下,各裂膜网10、15中使用的薄膜也优选使用具有与前述图4同样的三层结构的多层薄膜。将裂膜网10、15层叠粘接时,裂膜网10侧的第2热塑性树脂层14与裂膜网15侧的第2热塑性树脂层14作为粘接层发挥功能。

上述纤维结构体104中的单位面积重量、构成纤维尺寸(厚度、宽度)、拉伸强度等各种特性可以通过适宜调整前述薄膜的第1热塑性树脂层13的厚度、拉伸的倍率、各裂膜网10、15中的割纤部位等来控制。此处,也与前述第3实施方式的情况同样地可以进行前述调整使得开口率成为68%以下、优选成为50%以下。纤维结构体104中,2张裂膜网10、15也是彼此的拉伸方向d1、d2大致正交地层叠粘接,因此,可以实现具有强度更高、且伸缩非常少的形状稳定的网状结构的无纺布。需要说明的是,上述第4实施方式中,示出了将2张裂膜网10、15层叠粘接的构成例,但与其同样地,当然也可以为将2张开缝网层叠粘接的构成。

[第5实施方式]

图6示出本发明的第5实施方式的纤维结构体。图6中,第5实施方式的纤维结构体105是将单向拉伸多层带30、32经纬层叠而成的。即[E科技www.ehome5.com],纤维结构体105通过如下方式形成;将沿轴向(长度方向)进行了拉伸的多条单向拉伸多层带30沿方向d3排列而得到的单向拉伸多层带组31(第1层)、和沿轴向(长度方向)进行了拉伸的多条单向拉伸多层带32沿与前述方向d3大致正交的方向d4排列而得到的单向拉伸多层带组33(第2层)层叠,之后,通过热压接等进行粘接,从而形成。这种单向拉伸多层带组31、33正交层叠而得到的纤维结构体105(无纺布)也具有网状结构。需要说明的是,本实施方式中,构成单向拉伸多层带组31的多条单向拉伸多层带30相当于本发明中的多条第1树脂纤维,构成单向拉伸多层带组33的多条单向拉伸多层带32相当于本发明中的多条第2树脂纤维。

各单向拉伸多层带30、32通过如下方式制造制造具有与上述图4同样的三层结构的多层薄膜,将该多层薄膜沿一个方向拉伸后,沿该拉伸方向裁切成例如2mm~7mm的宽度,从而制造。将单向拉伸多层带组31、33层叠粘接时,单向拉伸多层带组31侧的第2热塑性树脂层14与单向拉伸多层带组33侧的第2热塑性树脂层14作为粘接层发挥功能。

[第6实施方式]

图7示出本发明的第6实施方式的纤维结构体。图7中,第6实施方式的纤维结构体106是将单向拉伸多层带34、35织造而成的。即,纤维结构体106通过如下方式形成将沿轴向(长度方向)拉伸且沿方向d3排列的多条单向拉伸多层带34、和沿轴向(长度方向)拉伸且沿与前述方向d3大致正交的方向d4排列的多条单向拉伸多层带35交替地交差并编织,之后,通过热压接等进行粘接,从而形成。各单向拉伸多层带34、35与前述第5实施方式的单向拉伸多层带30、32相同。这种单向拉伸多层带34、35织造而得到的纤维结构体106(织布)也具有网状结构。需要说明的是,本实施方式中,多条单向拉伸多层带34相当于本发明中的多条第1树脂纤维,多条单向拉伸多层带35相当于本发明中的多条第2树脂纤维。

需要说明的是,前述第3~第6实施方式中,示出了要层叠粘接的2个层(织造的情况下为交差的2条带)这两者含有钨系氧化物的微粒的构成例,但也可以形成仅2个层中的一者含有钨系氧化物的微粒的构成。该情况下,构成含有钨系氧化物的微粒的层的多条树脂纤维相当于本发明中的多条第1树脂纤维,构成不含有钨系氧化物的微粒的层的多条树脂纤维相当于本发明中的多条第2树脂纤维。另外,本发明的纤维结构体当然也可以为将3个以上的层层叠粘接的构成,只要为至少1个层含有钨系氧化物的微粒的构成即可。

[第7实施方式]

图8为示意性示出本发明的第7实施方式的纤维结构体的大致结构的放大图。图8中,第7实施方式的纤维结构体107由长纤维排列层41构成,所述长纤维排列层41是沿轴向拉伸且分别以使钨系氧化物的微粒分散的状态而含有钨系氧化物的微粒的多条长纤维40沿一个方向d5排列而得到的。需要说明的是,本实施方式中,构成长纤维排列层41的多条长纤维40相当于本发明中的多条第1树脂纤维。另外,有可能存在于各长纤维40间的多个间隙相当于本发明中的多个空隙部。

多条长纤维40分别由聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为“pet”)等热塑性树脂构成,以所需的含量添加上述的钨系氧化物的微粒(隔热填料),以该微粒分散于长纤维内的状态而存在。pet不仅纺丝性良好,而且拉伸性和分子取向性也良好,因此,适合作为多条长纤维40的原料。另外,多条长纤维40优选各平均纤维直径在0.5~100μm的范围内。

如果对上述纤维结构体107的制造方法的一例简单地进行说明,则长纤维排列层41如下形成首先,在纺丝工序中,使添加有钨系氧化物的微粒的pet的原料形成熔融状态,从多个纺丝喷嘴以长纤维的形式挤出,从而在运输输送带上形成大致沿一个方向d5延伸的多条长纤维。所形成的多条长纤维在接下来的拉伸工序中沿轴向被拉伸。由此,形成被拉伸、且分别以使钨系氧化物的微粒分散的状态而含有钨系氧化物的微粒的、由pet形成的多条长纤维40沿一个方向d5排列而得到的长纤维排列层41。该长纤维排列层41的厚度根据各长纤维40的平均纤维直径而大致确定,但如果还考虑大致沿一个方向延伸的长纤维彼此上下重叠的情况,则其厚度优选在5~300μm的范围内。厚度如果过度变薄,则长纤维排列层41的强度不足,如果过度变厚,则长纤维排列层41的柔软性受损。因此,设定长纤维排列层41的厚度为上述范围。

上述的第6实施方式的纤维结构体107能使各长纤维40的平均纤维直径细至0.5μm,变得可以形成薄且柔软的长纤维排列层41。

[第8实施方式]

图9为示意性示出本发明的第8实施方式的纤维结构体的大致结构的放大图。图9中,第8实施方式的纤维结构体108通过如下方式形成将与上述第7实施方式同样的2个长纤维排列层41、43以彼此的拉伸方向d5、d6大致正交的方式层叠,之后,通过热压接等进行粘接,从而形成。这种长纤维排列层41、43正交层叠而得到的纤维结构体108(无纺布)具有网状结构。需要说明的是,本实施方式中,构成一个长纤维排列层41的多条长纤维40相当于本发明中的多条第1树脂纤维,构成另一个长纤维排列层43的多条长纤维42相当于本发明中的多条第2树脂纤维。

上述的构成的情况下,优选使得成为构成长纤维排列层41的多条长纤维40的基础的热塑性树脂、与成为构成长纤维排列层43的多条长纤维42的基础的热塑性树脂的彼此的熔点(和软化点)不同。这样操作的理由在于,可以较容易、且稳定地进行用于将长纤维排列层41、43一体化(粘接)的热压接。具体而言,对于成为构成长纤维排列层41的多条长纤维40的基础的热塑性树脂,可以使用与前述第7实施方式的情况同样的pet,其熔点为约260℃。另外,作为成为构成长纤维排列层43的多条长纤维42的基础的热塑性树脂,例如可以使用熔点低于240℃、优选熔点为210~230℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物(以下称为“pet共聚物”)。对于pet共聚物,也与前述pet同样地,由于不仅纺丝性良好,而且拉伸性和分子取向性也良好,因此,适合作为多条长纤维42的原料。此处,在pet和pet共聚物中,以所需的含量添加上述的钨系氧化物的微粒(隔热填料)。各长纤维40、42的平均纤维直径与上述第7实施方式的情况同样地优选在0.5~100μm的范围内。

如果对上述纤维结构体108的制造方法的一例简单地进行说明,则与前述第7实施方式的情况同样地形成长纤维排列层41。长纤维排列层43如下形成首先,在纺丝工序中,使添加有钨系氧化物的微粒的pet共聚物的原料形成熔融状态,从多个纺丝喷嘴以长纤维的形式挤出,且使该挤出的长纤维与高速气体等碰撞,沿与运输输送带的运输方向正交的方向使其振动,从而在运输输送带上形成大致沿一个方向d6(与多条长纤维40的轴向d5正交的方向)延伸的多条长纤维。所形成的多条长纤维在接下来的拉伸工序中沿轴向d6被拉伸。由此,形成被拉伸且分别以使钨系氧化物的微粒分散的状态而含有钨系氧化物的微粒的、由pet共聚物形成的多条长纤维42沿一个方向d6排列而得到的长纤维排列层43。如此形成的长纤维排列层41和长纤维排列层43在接下来的层叠工序中被重叠并载置在运输输送带上后,在热压接工序中通过热压接而一体化,从而制造纤维结构体108。该纤维结构体108的厚度与上述第7实施方式中的长纤维排列层41的厚度同样地优选在5~300μm的范围内。

上述的第8实施方式的纤维结构体108由于使2个长纤维排列层41、43彼此的拉伸方向d5、d6大致正交地层叠粘接,因此,能够实现具有高的强度,且薄而柔软的无纺布。这种纤维结构体108(无纺布)适合于例如窗帘、百叶窗、拉门、服饰等用途。

需要说明的是,上述第8实施方式中,示出了2个长纤维排列层41、43这两者含有钨系氧化物的微粒的构成例,但也可以形成仅任一者的长纤维排列层含有钨系氧化物的微粒的构成。该情况下,构成含有钨系氧化物的微粒的长纤维排列层的多条长纤维相当于本发明中的多条第1树脂纤维,构成不含有钨系氧化物的微粒的长纤维排列层的多条长纤维相当于本发明中的多条第2树脂纤维。另外,本发明的纤维结构体当然也可以为将3个以上的长纤维排列层层叠粘接的构成,只要为至少1个长纤维排列层含有钨系氧化物的微粒的构成即可。进而,还可以将裂膜网10(第1实施方式)、开缝网20(第2实施方式)和长纤维排列层41(第6实施方式)中的2者以上任意组合,以彼此的拉伸方向大致正交的方式进行层叠粘接。

实施例

以下,利用实施例对本发明更详细地进行说明。此处,为了评价本发明的纤维结构体的性能,在不同的条件下制作多个与上述图1所示的裂膜网同样的评价样品,进行了可见光的透射率和隔热温度的测定。需要说明的是,以下说明的各实施例不限定本发明。

[实施例1]

使用fujipigmentco.,ltd.制的fujielmwo3(以下简记作“mwo3”)作为钨系氧化物的微粒,且使用由三菱化学株式会社制的novatec(注册商标)hy444制成的高密度聚乙烯粒料作为聚烯烃系树脂。然后,在mwo3的含量为0.3重量%、0.5重量%、1.2重量%、3.0重量%、4.0重量%和6.0重量%中的任一者、且裂膜网的开口率为34%、50%和68%中的任一者的不同的条件的组合下,分别制作评价样品,将它们作为实施例1。需要说明的是,制作各评价样品时,在190℃的制膜工序中成型厚度100μm的片(单层结构的薄膜),对该片进行单向拉伸和割纤化等处理。

[实施例2]

使用住友金属矿山株式会社制的cwo(注册商标)ymds-874(以下简记作“cwo”)作为钨系氧化物的微粒,且使用由上述hy444制成的高密度聚乙烯粒料作为聚烯烃系树脂。然后,在cwo的含量为0.3重量%、0.5重量%、1.2重量%、3.0重量%、4.0重量%和6.0重量%中的任一者、且裂膜网的开口率为34%、50%和68%中的任一者的不同的条件的组合下,通过与上述实施例1的情况同样的工序,分别制作评价样品,将它们作为实施例2。

[比较例1]

使用toyocolorco.,ltd.制的母料(tet1kh012wht)作为属于用于以往的无纺布的隔热填料之一的氧化钛,且使用由上述hy444制成的高密度聚乙烯粒料作为聚烯烃系树脂。然后,在氧化钛的含量为1.2重量%、4.8重量%和7.8重量%中的任一者、且裂膜网的开口率为34%、50%和68%中的任一者的不同的条件的组合下,通过与上述实施例1的情况同样的工序,分别制作评价样品,将它们作为比较例1。

使用上述的多个评价样品,进行了可见光的透射率和隔热温度的测定。可见光的透射率采用使用雾度计而测得的总透光率。关于隔热温度,通过上述的利用发泡苯乙烯箱、白炽灯和温度传感器的测定方法,设为从无评价样品时的最高达到温度t0中减去有评价样品时的最高达到温度t1而得到的值(=t0-t1[℃])。将对应于各评价样品的测定结果示于图10的一览表。

图11为针对实施例1、2和比较例1的各测定结果分别示出可见光的透射率相对于含量的关系、和隔热温度相对于含量的关系的曲线图。分别为图11的上段的曲线图对应于开口率为34%、中段的曲线图对应于开口率为50%、下段的曲线图对应于开口率为68%。各曲线图中的圆形标记表示标绘了实施例1的测定数据的点,方形标记表示标绘了实施例2的测定数据的点,叉字标记表示标绘了比较例1的测定数据的点,虚线表示将比较例1的各测定数据进行线形近似而得到的直线。

基于图11的各曲线图,将评价了实施例1、2相对于比较例1的优势性的结果示于图12的评价表。评价的判定基准如下所述。

◎透射率和隔热温度这两者比比较例1优异。

〇透射率和隔热温度中的一者比比较例1优异,另一者与比较例1同等。

△透射率和隔热温度这两者与比较例1同等。

×透射率和隔热温度中的至少一者比比较例1差。

需要说明的是,关于“与比较例1同等”,将同一含量下实施例1、2的测定数据中的一者比比较例1优异、另一者比比较例1差的情况判定为与比较例1同等。

根据图12可知,除了含量为0.3重量%的情况以外,实施例1、2与比较例1相比获得了优势的特性。即,在可见光的透射率与隔热性能的均衡性的观点上,重要的是,一个特性比比较例1优异,另一个特性为比较例1同等以上,在含量为0.5重量%~6.0重量%的范围内显现出了实施例1、2的优势性。关于含量的下限,详细观察图11可知,在0.3重量%与0.5重量%之间隔热温度大幅降低。因此,通过使含量为0.5重量%以上,从而能够可靠地实现隔热性能的改善。另外,关于含量的上限,制作评价样品时,确认了含量如果超过7重量%,则割纤前的薄膜中隔热填料的聚集所导致的分散状态的偏移(浓度不均)变得显著,制膜变困难。因此,同时考虑图12的评价结果则含量设为6重量%以下为宜。进而,图11中,隔热填料的含量为同等程度的情况下,实施例1、2的隔热温度变得高于比较例1的隔热温度,可知有隔热填料的含量越增加,其差越变大的倾向。这表明,通过使用钨系氧化物的微粒代替氧化钛,从而即使是少的含量,也可以实现以往同等以上的隔热效果。实现期望的隔热温度时,如果可以减少钨系氧化物的微粒的含量,则对减削纤维结构体的制造成本是有效的。

另外,关于开口率,图12的评价结果中,在34%~68%的整个范围,实施例1、2与比较例1相比获得了优势的特性(其中,不包括含量为0.3重量%的情况)。对于开口率的变化所带来的影响,详细观察图11可知,开口率越大,透射率越高,开口率越小,隔热温度越高,实施例1、2与比较例1的性能差有随着开口率变大,隔热温度和透射率这两者均缩小的倾向。如上所述,开口率过度变大而树脂纤维间的间隙增大时,虽然可见光的透过性和透气性改善,但是通过添加钨系氧化物的微粒所带来的隔热效果会减弱,有可能变得难以实现期望的隔热性能。如果考虑这些方面,则开口率的上限设为68%以下、优选50%以下为宜。另外,开口率的下限可以减小至在多条树脂纤维间形成实质的空隙部为止。

图13为对于开口率为34%和50%的各评价样品、将横轴设为透射率、纵轴设为隔热温度并标绘了隔热填料的每个含量时的各测定值而得到的图。

根据图13可知,除了含量为0.3重量%的情况以外,实施例1的各标绘点(圆形标记)和实施例2的各标绘点(方形标记)这两者与比较例1的各标绘点(十字标记)相比,在曲线图上均向右上方向位移,即,可见光的透射率和隔热温度的均衡性改善。这表明,通过使用钨系氧化物的微粒代替氧化钛作为纤维结构体(无纺布或织布)的隔热填料,可以抑制可见光的透射率降低并实现高的隔热性能。

由上述的评价结果还表明,通过适当设定钨系氧化物的微粒的含量与网状结构的开口率,从而与使用以往的氧化钛作为隔热填料的纤维结构体相比,可以实现可见光的透射率高、且隔热温度高的纤维结构体。例如,图13中的实线和白色空心箭头表示可见光的透射率为70%以上、且隔热温度为7℃以上的区域,可知在该区域内包含实施例1、2的多个标绘点。满足这种条件的区域可以根据纤维结构体的用途等而变更,除上述之外,例如如各图中的长短交替虚线所示,可以选择性地设定可见光的透射率为60%以上且隔热温度为8℃以上的条件、可见光的透射率为80%以上且隔热温度为6℃以上的条件、可见光的透射率为90%以上且隔热温度为5℃以上的条件等。这些条件均为使用以往的氧化钛作为隔热填料的纤维结构体难以实现的条件。具体而言,例如在作为农作物培育用大棚的覆盖材料的用途中,对于农作物的培育来说优选在确保70%以上的可见光透射率的基础上,可以实现更高的隔热温度。

附图标记说明

10、15…裂膜网

11、16…主干纤维

12、17…分支纤维

13…第1热塑性树脂层

14…第2热塑性树脂层

20…开缝网

30、32、34、35…单向拉伸多层带

31、33…单向拉伸多层带组

40、42…长纤维

41、43…长纤维排列层

101~108…纤维结构体

d1~d6…拉伸方向

技术特征

1.一种纤维结构体,其为包含多条第1树脂纤维的片状的纤维结构体,

所述纤维结构体具有多个空隙部,且所述多条第1树脂纤维分别以使钨系氧化物的微粒分散的状态含有钨系氧化物的微粒。

2.根据权利要求1所述的纤维结构体,其中,所述钨系氧化物的微粒的含量相对于所述多条第1树脂纤维的总重量为0.5重量%以上且6重量%以下。

3.根据权利要求1所述的纤维结构体,其中,所述多条第1树脂纤维沿第1方向进行了拉伸。

4.根据权利要求3所述的纤维结构体,其还包含多条第2树脂纤维,所述多条第2树脂纤维沿与所述第1方向正交的方向进行了拉伸。

5.根据权利要求4所述的纤维结构体,其中,所述多条第2树脂纤维分别以使钨系氧化物的微粒分散的状态含有钨系氧化物的微粒。

6.根据权利要求5所述的纤维结构体,其中,所述钨系氧化物的微粒的含量相对于所述多条第2树脂纤维的总重量为0.5重量%以上且6重量%以下。

7.根据权利要求1所述的纤维结构体,其中,所述钨系氧化物的微粒的平均粒径为100nm以下。

8.根据权利要求1所述的纤维结构体,其具有网状结构。

9.根据权利要求8所述的纤维结构体,其中,所述网状结构由沿着一个方向进行了拉伸的网状薄膜构成,或者,所述网状结构是将沿着一个方向进行了拉伸的多个网状薄膜以拉伸方向彼此正交的方式层叠而构成的。

10.根据权利要求8所述的纤维结构体,其中,所述网状结构的开口率为68%以下。

11.根据权利要求1所述的纤维结构体,其可见光的透射率为70%以上。

12.根据权利要求11所述的纤维结构体,其中,相对于对规定的封闭空间直接照射包含红外线的光时该封闭空间内的最高达到温度,隔着该纤维结构体对所述封闭空间照射包含红外线的光时该封闭空间内的最高达到温度的降低量为7℃以上。

技术总结

本发明的纤维结构体(101)为包含多条第1树脂纤维的片状的形状,其具有多个空隙部,且多条第1树脂纤维分别以使钨系氧化物的微粒分散的状态含有钨系氧化物的微粒。钨系氧化物的微粒的含量相对于多条第1树脂纤维的总重量可以为0.5重量%以上且6重量%以下。通过使具有透过可见光且反射红外线的光波长选择反射性的钨系氧化物的微粒分散于构成纤维结构体(101)的多条第1树脂纤维各自当中,可以兼顾可见光的高透射率与优异的隔热性能。

技术研发人员八牧孝介;后藤邦夫

受保护的技术使用者引能仕株式会社

技术研发日2019.07.04

技术公布日2021.06.11

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