(57)【要約】【課題】賦形性に優れる不織布の提供。【解決手段】強化繊維と、熱可塑性樹脂繊維と、バインダー繊維とを含み、前記バインダー繊維の融点、又は前記バインダー繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記バインダー繊維の軟化点は、前記熱可塑性樹脂繊維の融点、又は前記熱可塑性樹脂繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記熱可塑性樹脂繊維の軟化点よりも１０℃超小さい不織布。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維と、熱可塑性樹脂繊維と、バインダー繊維とを含み、
前記バインダー繊維の融点、又は前記バインダー繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記バインダー繊維の軟化点は、前記熱可塑性樹脂繊維の融点、又は前記熱可塑性樹脂繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記熱可塑性樹脂繊維の軟化点よりも１０℃超小さい不織布。
【請求項２】
前記強化繊維の繊維長が２０ｍｍ以下である請求項１に記載の不織布。
【請求項３】
前記バインダー繊維の融点、又は前記バインダー繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記バインダー繊維の軟化点は、前記熱可塑性樹脂繊維の融点、又は前記熱可塑性樹脂繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記熱可塑性樹脂繊維の軟化点よりも１５℃以上小さい請求項１又は請求項２に記載の不織布。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂繊維及び前記バインダー繊維の組み合わせ（熱可塑性樹脂繊維：バインダー繊維）は、ポリエチレンテレフタレート：ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート：ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート：ポリスチレン又はポリプロピレン：ポリスチレンである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項５】
アクリル樹脂を含まないか、又はアクリル樹脂の含有率が０．２質量％以下である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項６】
不織布の単位面積当たりの質量が１０ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の不織布と、
凹部を有する部材と、
を備え、
前記不織布の少なくとも一部が前記凹部に挿入されている複合部材。
【請求項８】
前記凹部の幅は０．５ｍｍ以下であり、前記凹部の深さは１．０ｍｍ以下である請求項７に記載の複合部材。
【請求項９】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の不織布を製造する工程と、
製造された前記不織布及び凹部を有する部材を加圧成形して、前記不織布の少なくとも一部が前記凹部に挿入された複合部材を得る工程と、
を含む複合部材の製造方法。
【請求項１０】
加圧成形の温度（Ｔ１）と、前記バインダー繊維の融点（Ｔ２）とがＴ２＜Ｔ１−１０（単位：℃）の関係を満たす、又は、前記加圧成形の温度（Ｔ１）と、前記バインダー繊維の軟化点（Ｔ３）とがＴ３＜Ｔ１−３０（単位：℃）の関係を満たす請求項９に記載の複合部材の製造方法。
【請求項１１】
前記不織布を製造する工程では、強化繊維と、熱可塑性樹脂繊維と、バインダー繊維と、分散媒体とを含む分散液を抄造して不織布を製造する請求項９又は請求項１０に記載の複合部材の製造方法。
【請求項１２】
前記凹部の幅は０．５ｍｍ以下であり、前記凹部の深さは１．０ｍｍ以下である請求項９〜請求項１１のいずれか１項に記載の複合部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布、複合材料及び複合部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂等の有機材料と、炭素繊維とを複合化した複合材料が様々な分野で利用されている。このような複合材料としては、樹脂と炭素繊維を平織りにしたカーボンクロスとを含むカーボン繊維強化プラスチック（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ、ＣＦＲＰ）等が挙げられる。
【０００３】
一方、資源の有効活用の観点から、使用済みの複合材料から取り出した炭素繊維を再利用する方法が検討されている。例えば、複合材料から取り出した炭素繊維を水に分散したものを抄造して、炭素繊維がランダムに配置された不織布を製造する方法（湿式抄造法）が検討されている。
【０００４】
湿式抄造法により不織布を製造する場合、例えば、不織布製造工程後での輸送、巻取り、成形加工等のために不織布を裁断する際に、強度、形状等を維持する点から、不織布に一定強度を与えるバインダー成分を用いることがある。バインダー成分を含み、かつ湿式抄紙法によって製造された不織布としては、例えば、炭素繊維等の主体繊維と、バインダー成分とを含み、前記バインダー成分は、ポリエステル樹脂とアクリル樹脂を含み、前記バインダー成分の全質量に対して、前記ポリエステル樹脂の含有率が５０質量％未満である繊維強化プラスチック補強用不織布が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−６７９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では熱可塑性樹脂繊維をマトリックス樹脂繊維として炭素繊維等の強化繊維と共に用いた不織布も開発されている。このような不織布についても不織布製造工程後に強度、形状等を維持する点から、バインダー成分を用いることが想定される。バインダー成分としては、ポリビニルアルコール繊維、セルロース繊維等が挙げられる。しかしながら、このようなバインダーは工程強度に耐えうる十分量の添加を不織布に対して行うと、不織布を加熱加圧成形した際に、不織布の凹凸追従性（賦形性）が低下するという問題がある。
【０００７】
本開示は、賦形性に優れる不織布、この不織布を用いた複合部材及び複合部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞  強化繊維と、熱可塑性樹脂繊維と、バインダー繊維とを含み、前記バインダー繊維の融点、又は前記バインダー繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記バインダー繊維の軟化点は、前記熱可塑性樹脂繊維の融点、又は前記熱可塑性樹脂繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記熱可塑性樹脂繊維の軟化点よりも１０℃超小さい不織布。
＜２＞  前記強化繊維の繊維長が２０ｍｍ以下である＜１＞に記載の不織布。
＜３＞  前記バインダー繊維の融点、又は前記バインダー繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記バインダー繊維の軟化点は、前記熱可塑性樹脂繊維の融点、又は前記熱可塑性樹脂繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記熱可塑性樹脂繊維の軟化点よりも１５℃以上小さい＜１＞又は＜２＞に記載の不織布。
＜４＞  前記熱可塑性樹脂繊維及び前記バインダー繊維の組み合わせ（熱可塑性樹脂繊維：バインダー繊維）は、ポリエチレンテレフタレート：ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート：ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート：ポリスチレン又はポリプロピレン：ポリスチレンである＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の不織布。
＜５＞  アクリル樹脂を含まないか、又はアクリル樹脂の含有率が０．２質量％以下である＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の不織布。
＜６＞  不織布の単位面積当たりの質量が１０ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２である＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の不織布。
【０００９】
＜７＞  ＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の不織布と、凹部を有する部材と、を備え、前記不織布の少なくとも一部が前記凹部に挿入されている複合部材。
＜８＞  前記凹部の幅は０．５ｍｍ以下であり、前記凹部の深さは１．０ｍｍ以下である＜７＞に記載の複合部材。
【００１０】
＜９＞  ＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の不織布を製造する工程と、製造された前記不織布及び凹部を有する部材を加圧成形して、前記不織布の少なくとも一部が前記凹部に挿入された複合部材を得る工程と、を含む複合部材の製造方法。
＜１０＞  加圧成形の温度（Ｔ１）と、前記バインダー繊維の融点（Ｔ２）とがＴ２＜Ｔ１−１０（単位：℃）の関係を満たす、又は、前記加圧成形の温度（Ｔ１）と、前記バインダー繊維の軟化点（Ｔ３）とがＴ３＜Ｔ１−３０（単位：℃）の関係を満たす＜９＞に記載の複合部材の製造方法。
＜１１＞  前記不織布を製造する工程では、強化繊維と、熱可塑性樹脂繊維と、バインダー繊維と、分散媒体とを含む分散液を抄造して不織布を製造する＜９＞又は＜１０＞に記載の複合部材の製造方法。
＜１２＞  前記凹部の幅は０．５ｍｍ以下であり、前記凹部の深さは１．０ｍｍ以下である＜９＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の複合部材の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、賦形性に優れる不織布、この不織布を用いた複合部材及び複合部材の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において組成物中の各成分の含有率は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
【００１３】
＜不織布＞
本開示の不織布は、強化繊維と、熱可塑性樹脂繊維と、バインダー繊維とを含み、前記バインダー繊維の融点、又は前記バインダー繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記バインダー繊維の軟化点は、前記熱可塑性樹脂繊維の融点、又は前記熱可塑性樹脂繊維が非結晶性で明確な融点を有さない場合、前記熱可塑性樹脂繊維の軟化点よりも１０℃超小さい。
本開示の不織布では、バインダー繊維の融点又はバインダー繊維の軟化点は、熱可塑性樹脂繊維の融点又は熱可塑性樹脂繊維の軟化点よりも１０℃超小さい。これにより、不織布中に含まれる熱可塑性樹脂繊維を溶融又は軟化させて加熱成形する際にバインダー繊維も溶融又は軟化するため、溝等の凹凸形状に対する追従性に優れ、本開示の不織布は賦形性に優れる。
【００１４】
バインダー繊維の融点又はバインダー繊維の軟化点は、熱可塑性樹脂繊維の融点又は熱可塑性樹脂繊維の軟化点よりも１５℃以上小さくてもよく、２０℃以上小さくてもよい。バインダー繊維の融点又はバインダー繊維の軟化点は、熱可塑性樹脂繊維の融点又は熱可塑性樹脂繊維の軟化点よりも１８０℃以下小さくてもよい。
【００１５】
バインダー繊維の融点は、熱可塑性樹脂繊維の融点よりも１０℃超５０℃以下小さいことが好ましく、１５℃〜４０℃小さいことがより好ましく、２０℃〜４０℃小さいことがさらに好ましい。
【００１６】
バインダー繊維の軟化点は、熱可塑性樹脂繊維の融点よりも１０℃超１８０℃以下小さいことが好ましく、３０℃〜１８０℃小さいことがより好ましく、５０℃〜１８０℃小さいことがさらに好ましい。
【００１７】
バインダー繊維の融点及び熱可塑性樹脂繊維の融点、並びに、バインダー繊維の軟化点及び熱可塑性樹脂繊維の軟化点は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
【００１８】
（強化繊維）
本開示の不織布は、強化繊維を含む。強化繊維としては、無機繊維であっても有機繊維（樹脂繊維）であってもよい。
無機繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維等が挙げられる。
樹脂繊維としては、アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維等が挙げられる。
強化繊維は、１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
これらの中でも、高い機械的強度を実現可能な炭素繊維が望ましい。
【００１９】
強化繊維の繊維長は特に限定されず、強度の観点からは、２ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることがより好ましく、８ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、強化繊維の繊維長は、賦形性の観点から、２０ｍｍ以下であることが好ましく、１５ｍｍ以下であることがより好ましく、１２ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
本開示において、繊維長は、無作為に１００本選び出された繊維各々の長さを０．１ｍｍ単位まで目視にて測定し、算術平均として得られる値である。
【００２０】
強化繊維の繊維径は限定されず、強度の観点からは、３μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以上であることがさらに好ましい。また、強化繊維の繊維径は、賦形性の観点からは、５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましい。
本開示において、繊維径は、無作為に１００本選び出された繊維各々の直径を０．１μｍ単位まで電子顕微鏡にて測定し、算術平均として得られる値である。
【００２１】
強化繊維は、カップリング剤により表面処理されていてもよい。強化繊維の表面処理に用いることのできるカップリング剤には特に制限はなく、従来公知のものから適宜選択して用いることができる。カップリング剤としては、エポキシシラン、メルカプトシラン、アルキルシラン、ビニルシラン等のシラン化合物；チタネート化合物などが挙げられる。
【００２２】
カップリング剤を具体的に例示すると、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤；イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート等のチタネートカップリング剤などが挙げられる。これらのカップリング剤は、１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００２３】
本開示の不織布における強化繊維の含有率は、強度向上の観点から、不織布全量に対し、１０体積％以上であることが好ましく、２０体積％以上であることがより好ましく、３０体積％以上であることがさらに好ましい。なお、強化繊維の含有率は、６０体積％以下であってもよい。
【００２４】
本開示では、炭素繊維と樹脂を含む複合材料から取り出されたもの（再生炭素繊維）を炭素繊維として使用してもよい。複合材料から取り出された炭素繊維は一般に、再生工程を経て集束体（ストランド）を形成していない（一部が集束体を形成している場合も含む）状態であったり、サイジング剤が付着していない（一部にサイジング剤が付着している場合も含む）状態であったりするため、平織りにするのが困難である一方、不織布の製造（特に、湿式法による不織布の製造）には適している。炭素繊維が取り出される複合材料としては、使用済みのＣＦＲＰ等が挙げられる。
【００２５】
炭素繊維が複合材料から取り出されたものであるか否かは、例えば、炭素繊維が集束体を形成しているか否か、炭素繊維の表面にサイジング剤が付着しているか否か等により判断することができる。
【００２６】
複合材料から炭素繊維を取り出す方法は特に制限されず、一般的な手法から選択できる。例えば、複合材料に含まれる樹脂を溶解しうる処理液に複合材料を浸漬し、樹脂を溶解する方法（溶解法）、複合材料を加熱して樹脂を熱分解する方法（熱分解法）、及び複合材料を電気分解して樹脂を分解する方法（電気分解法）が挙げられる。取り出した炭素繊維の劣化を抑える観点からは、溶解法が好ましい。また、不織布を湿式法により製造する場合の分散性の観点からも、溶解法により取り出された炭素繊維を用いることが好ましい。
【００２７】
（熱可塑性樹脂繊維）
本開示の不織布は、熱可塑性樹脂繊維を含む。熱可塑性樹脂繊維としては特に限定されず、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンケトン等が挙げられる。
熱可塑性樹脂繊維は、１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００２８】
熱可塑性樹脂繊維の繊維長は特に限定されず、抄造性の観点から、１ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、２ｍｍ〜１５ｍｍであることがより好ましく、３ｍｍ〜１２ｍｍであることがさらに好ましい。
【００２９】
熱可塑性樹脂繊維の繊維径は限定されず、抄造性の観点から、３μｍ〜５０μｍであることが好ましく、５μｍ〜３０μｍであることがより好ましく、１０μｍ〜２０μｍであることがさらに好ましい。
【００３０】
本開示の不織布における熱可塑性樹脂繊維の含有率は、加熱成形性の観点から、不織布全量に対し、１０体積％以上であることが好ましく、２０体積％以上であることがより好ましく、３０体積％以上であることがさらに好ましい。なお、熱可塑性樹脂繊維の含有率は、５０体積％以下であってもよい。
【００３１】
本開示の不織布は、バインダー繊維を含む。バインダー繊維としては、その融点又はその軟化点が熱可塑性樹脂繊維の融点又は熱可塑性樹脂繊維の軟化点よりも１０℃超小さいものであれば特に限定されない。バインダー繊維の具体例としては、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
【００３２】
本開示の不織布におけるバインダー繊維の含有率は、強度保持の観点から、不織布全量に対し、１体積％以上であることが好ましく、３体積％以上であることがより好ましく、５体積％以上であることがさらに好ましい。なお、バインダー繊維の含有率は、２０体積％以下であってもよい。
【００３３】
本開示の不織布において、熱可塑性樹脂繊維及びバインダー繊維の組み合わせ（熱可塑性樹脂繊維：バインダー繊維）としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート：ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート：ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート：ポリスチレン、ポリカーボネート：ポリアミド、ポリカーボネート：ポリブチレンテレフタレート及びポリプロピレン：ポリスチレンが挙げられる。この中でも、賦形性をより高める観点から、ポリエチレンテレフタレート：ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート：ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート：ポリスチレン及びポリプロピレン：ポリスチレンが好ましく、ポリエチレンテレフタレート：ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート：ポリブチレンテレフタレート、及びポリプロピレン：ポリスチレンがより好ましい。
【００３４】
本開示の不織布は、アクリル樹脂は炭素繊維等の強化繊維との密着性が低く、アクリル樹脂が流動した際に強化繊維の溝等の凹凸形状に対する追従性が悪化するおそれがあるため、アクリル樹脂を含まないか、又はアクリル樹脂の含有率が０．２質量％以下であることが好ましい。また、アクリル樹脂の含有率は、０．１質量％以下であってもよく、０．００５質量％以下であってもよい。
【００３５】
本開示の不織布は、不織布の単位面積当たりの質量（目付）が１０ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２であることが好ましく、５０ｇ／ｍ２〜１５０ｇ／ｍ２であることがより好ましく、８０ｇ／ｍ２〜１２０ｇ／ｍ２であることがさらに好ましい。ここで、不織布の目付がより小さいことにより、強化繊維同士の絡み合いが抑制され、賦形性により優れる傾向にあると考えられる。
【００３６】
（不織布の製造方法）
本開示の不織布の製造方法について説明する。なお、以下に説明する不織布の製造方法は、一例であり、本開示の不織布は以下に説明する不織布の製造方法により製造されたものに限定されない。本開示の不織布の製造方法では、強化繊維と、熱可塑性樹脂繊維と、バインダー繊維と、分散媒体とを含む分散液を抄造して不織布を製造する。
【００３７】
分散媒体は、水であることが好ましい。分散媒体には、必要に応じてアルコール類、ケトン類等の有機溶媒を添加してもよい。
【００３８】
分散液には、分散剤が含まれていてもよい。分散液が分散剤を含むことで、不織布中における強化繊維の分散性が向上する傾向にある。不織布中における強化繊維の分散性が向上することで、繊維強化熱可塑性樹脂材料の面内における弾性率のバラツキが抑制される傾向にある。
分散剤としては、強化繊維を分散可能であり、分散媒体に溶解可能であれば特に限定されず、界面活性剤、合成高分子又は天然高分子を用いることができる。
具体的には、界面活性剤としては、ドデシルスルホン酸ナトリウム、デオキシコール酸ナトリウム、コール酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
合成高分子としては、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリビニルアルコール、部分けん化ポリビニルアルコール、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール、アセタール基変性ポリビニルアルコール、ブチラール基変性ポリビニルアルコール、シラノール基変性ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ系樹脂、フェノキシ樹脂、変性フェノキシ系樹脂、フェノキシエーテル樹脂、フェノキシエステル樹脂、フッ素系樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
天然高分子としては、多糖類であるデンプン、プルラン、デキストラン、デキストリン、グアーガム、キサンタンガム、アミロース、アミロペクチン、アルギン酸、アラビアガム、カラギーナン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、カードラン、キチン、キトサン、セルロース、これらの塩、これらの誘導体等が挙げられる。なお、「誘導体」とは、エステル、エーテル等の従来公知の化合物を意味する。
これらの分散剤は、１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００３９】
分散液には、増粘剤が含まれていてもよい。分散液が増粘剤を含むことで、分散液の分散安定性が向上する傾向にある。
増粘剤としては、アニオン性ポリアクリルアミド、ノニオン性ポリエチレンオキシド等が挙げられる。
【００４０】
増粘剤の含有率は、分散液中に含まれる強化繊維、熱可塑性樹脂繊維及びバインダー繊維の合計質量に対して、０．１質量％以上であることが好ましく、０．３質量％以上であることがより好ましい。また、増粘剤の含有率は５質量％以下であることが好ましい。増粘剤の含有率が０．１質量％以上であれば、増粘剤の機能が発現されやすい傾向にある。増粘剤の含有率が５質量％以下であれば、分散液中にダマが発生しにくい傾向にある。
【００４１】
分散液には、消泡剤が含まれていてもよい。分散液が消泡剤を含むことで、抄造性が向上する傾向にある。
消泡剤としては、シリコーン系消泡剤、疎水性シリカ、疎水性シリコーン、ワックス、ポリシロキサン等が挙げられる。
【００４２】
分散液の抄造により得られたウエブを乾燥することで、不織布を得ることができる。ウエブの乾燥条件は特に限定されない。乾燥温度としては、８０℃〜１５０℃であることが好ましく、１００℃〜１２０℃であることがより好ましく、１００℃〜１１０℃であることがさらに好ましい。乾燥時間としては、２分〜１２０分であることが好ましく、５分〜４５分であることがより好ましく、１０分〜４０分であることがさらに好ましい。
【００４３】
＜複合部材＞
本開示の複合部材は、前述の本開示の不織布と、凹部を有する部材と、を備え、前記不織布の少なくとも一部が前記凹部に挿入されている。本開示の不織布は、賦形性に優れているため、部材の凹部への追従性に優れ、不織布が凹部に入り込んだ複合部材を得ることができる。
【００４４】
凹部を有する部材としては、特に限定されず、溝等の凹部を有する金属基材、樹脂基材などが挙げられる。
凹部の幅は、０．５ｍｍ以下であってもよく、０．３５ｍｍ以下であってもよく、０．２５ｍｍ以下であってもよい。
凹部の深さは、１．０ｍｍ以下であってもよく、０．８ｍｍ以下であってもよく、０．６ｍｍ以下であってもよい。
また、凹部の幅は、０．１ｍｍ以上であってもよく、凹部の深さは、０．３ｍｍ以上であってもよい。
また、凹部を有する部材の厚さに対する凹部の幅及び凹部の深さの比率（凹部の幅／前述の厚さ及び凹部の深さ／前述の厚さ）は、それぞれ０．５以下であってもよい。
【００４５】
＜複合部材の製造方法＞
本開示の複合部材の製造方法は、本開示の不織布を製造する工程と、製造された前記不織布及び凹部を有する部材を加圧成形して、前記不織布の少なくとも一部が前記凹部に挿入された複合部材を得る工程と、を含む。これにより、前述の本開示の複合部材を製造することができる。
【００４６】
不織布を製造する工程では、強化繊維と、熱可塑性樹脂繊維と、バインダー繊維と、分散媒体とを含む分散液を抄造して不織布を製造することが好ましい。なお、不織布を製造する工程の好ましい構成は、前述の不織布の製造方法と同様である。
【００４７】
複合部材を得る工程にて不織布及び凹部を有する部材を加圧成形する条件としては、特に限定されず、厚さ、加熱装置、凹部を有する部材の種類、強化繊維の種類、熱可塑性樹脂繊維の種類等の影響を考慮して適宜定めればよい。例えば、１分〜６０分、０．５ＭＰａ〜１０ＭＰａの条件にて不織布及び凹部を有する部材を加圧成形すればよい。
【００４８】
加圧成形の温度、すなわち成形温度としては、熱可塑性樹脂繊維の融点又は熱可塑性樹脂繊維の軟化点以上で熱可塑性樹脂繊維の分解温度以下であれば特に制限されない。
【００４９】
また、加圧成形の温度（Ｔ１）と、バインダー繊維の融点（Ｔ２）とがＴ２＜Ｔ１−１０（単位：℃）の関係を満たす、又は、加圧成形の温度（Ｔ１）と、バインダー繊維の軟化点（Ｔ３）とがＴ３＜Ｔ１−１０（単位：℃）の関係を満たすことが好ましい。また、Ｔ３＜Ｔ１−３０（単位：℃）の関係を満たすことがより好ましい。
【実施例】
【００５０】
以下、本開示を実施例により具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５１】
［実施例１］
（不織布の作製）
容量１，０００ｍＬのミキサー容器（株式会社ＴＥＳＣＯＭ）内に、炭素繊維（繊維長：１０ｍｍ）０．２９ｇと、熱可塑性樹脂繊維としてポリエチレンテレフタレート（帝人株式会社、テトロン（登録商標）、３デニール、繊維長１０ｍｍ）０．７１ｇと、バインダー繊維としてポリアミド（Ｔｅｎ  Ｐｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ社、ナイロン６、１．１デニール、繊維長５ｍｍ）０．７１ｇと、分散剤（明成化学工業株式会社、アルコックスＣＰ−Ｂ２）０．０３ｇ及び濃度１０００ｐｐｍの粘剤（明成化学工業株式会社、アルコックスＳＫ）３４ｇとを蒸留水に加えて、合計５００ｇとした。さらに、消泡剤（明成化学工業株式会社：フォームレスＰ−８）を１滴添加し、２分間ミキサーで撹拌した。その後、上記と同じ粘剤を含む水（濃度：８０ｐｐｍ）５００ｇを加え、１秒間の短時間撹拌を２０回行い、炭素繊維の水分散液を得た。
【００５２】
得られた分散液を丸型スタンダードシートマシン（熊谷理機工業株式会社）に投入した。６，０００ｍＬの注水後、充分撹拌し、濾水することで直径が８０ｍｍの円形の不織布を得た。この不織布を１０５℃に設定した箱型乾燥機にて乾燥させ、目付５０ｇ／ｍ２の不織布を得た。
【００５３】
（賦形性評価の方法）
実施例１で得られた不織布について、以下のようにして賦形性評価を行った。
まず、中央部分に幅０．２ｍｍ、深さ０．５ｍｍのリブ用溝を有する１３０ｍｍ×１３０ｍｍ×２０ｍｍのステンレス下板に離型剤（ヘンケル、フリコート７００−ＮＣ)を塗布し、その上に１１０ｍｍ×１１０ｍｍをくりぬいたステンレスのスペーサーと、１０５ｍｍ×１０５ｍｍに切断した目付５０ｇ/ｍ２の不織布を１４枚重ねて置き、離型剤（ヘンケル、フリコート７００−ＮＣ）を塗布した１３０ｍｍ×１３０ｍｍ×２０ｍｍのステンレス上板で挟みこんだ。１４枚重ねた不織布をステンレス上下板で挟み込んだものを、２４ｔ真空プレスを用いて温度２８０℃で３０分間、圧力５ＭＰａでプレスして重ねた織布から構成される繊維強化プラスチック板を得た。この繊維強化プラスチック板を以下の基準で目視評価した。なお、評価Ｂ及び評価Ｃは、幅０．２ｍｍのリブ用溝を備えるステンレス下板を用いたときにリブ用溝に炭素繊維が入り込まず、繊維強化プラスチック板に形成されたリブに炭素繊維が含まれていない場合に、幅０．３ｍｍのリブ用溝に変更（溝幅を変更した以外は、幅０．２ｍｍのときの賦形性評価と同様）したときの結果である。評価Ａ又は評価Ｂのときに賦形性が良好と判断した。
評価Ａ：幅０．２ｍｍのリブ用溝を備えるステンレス板を用いたときにリブ用溝に炭素繊維が入り込み、繊維強化プラスチック板に形成されたリブに炭素繊維が含まれている。
評価Ｂ：幅０．３ｍｍのリブ用溝を備えるステンレス板を用いたときにリブ用溝に炭素繊維が入り込み、繊維強化プラスチック板に形成されたリブに炭素繊維が含まれている。
評価Ｃ：幅０．３ｍｍのリブ用溝を備えるステンレス板を用いたときにリブ用溝に炭素繊維が入り込まず、繊維強化プラスチック板に形成されたリブに炭素繊維が含まれていない。
【００５４】
（融点の測定）
ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１：２０１２にしたがい、ＤＳＣ（パーキンエルマー、ＤＳＣ４０００）を用いて、粉砕したポリエチレンテレフタレート及びポリアミドを常温から１０／分で４００℃まで昇温した結果、それぞれ２６０℃及び２２０℃に融解（融点）を示す吸熱ピークを観察した。
【００５５】
［実施例２］
実施例１について、ポリアミドをポリブチレンテレフタレート（帝人株式会社、３デニール、繊維長１０ｍｍ）に変更した以外は実施例１と同様に不織布の作製、賦形性の評価及び融点の測定を行った。
【００５６】
［実施例３］
実施例１について、ポリエチレンテレフタレートをポリカーボネート（ダイワボウポリテック株式会社、５デニール、繊維長１５ｍｍ）に変更し、ポリアミドをポリスチレン（出光興産株式会社、ＳＰＳ繊維）に変更し、かつ成形温度を２８０℃から２４０℃に変更した以外は、実施例１と同様に不織布の作製、賦形性の評価及び融点の測定を行った。
実施例１と同様にしてＤＳＣ（パーキンエルマー、ＤＳＣ４０００）を用いて、粉砕したポリカーボネート及びポリスチレンを常温から１０／分で４００℃まで昇温した結果、ポリカーボネートについては２４０℃に融解（融点）を示す吸熱ピークを観察したが、ポリスチレンについては融解（融点）を示す吸熱ピークを観察できなかった。
【００５７】
（軟化点の測定）
ＪＩＳ  Ｋ  ７２０６：２０１６にしたがい、ビカット軟化点試験機（テスター産業株式会社、ＴＰ−１０２）を用いて、実施例３で用いたポリスチレンからなる厚さ１０ｍｍのポリスチレン板をＢ５０法（荷重５０Ｎ、昇温速度５０℃／ｈ）で測定した結果、軟化点は９０℃であった。
【００５８】
［実施例４］
実施例３について、ポリスチレンを実施例１で用いたポリアミドに変更した以外は、実施例３と同様に不織布の作製、賦形性の評価及び融点の測定を行った。
【００５９】
［実施例５］
実施例３について、ポリスチレンを実施例２で用いたポリブチレンテレフタレートに変更した以外は、実施例３と同様に不織布の作製、賦形性の評価及び融点の測定を行った。
【００６０】
［実施例６］
実施例１について、ポリエチレンテレフタレートをポリプロピレン（ダイワボウポリテック株式会社、２デニール、繊維長５ｍｍ）に変更し、ポリアミドを実施例３で用いたポリスチレンに変更し、かつ成形温度を２８０℃から１９０℃に変更した以外は、実施例１と同様に不織布の作製、賦形性の評価、融点の測定及び軟化点の測定を行った。
実施例１と同様にしてＤＳＣ（パーキンエルマー、ＤＳＣ４０００）を用いて、粉砕したポリプロピレンを常温から１０／分で４００℃まで昇温した結果、１６５℃に融解（融点）を示す吸熱ピークを観察した。
【００６１】
［比較例１］
実施例１について、ポリアミドをセルロース繊維（中越パルプ株式会社、ナノフォレスト、竹由来、繊維径平均２００μｍ、水分散濃度２質量％）に変更した以外は、実施例１と同様に不織布の作製、賦形性の評価及び融点の測定を行った。なお、比較例１では、実際に使用したセルロース繊維自体の量が、０．７１ｇである。
実施例１と同様にしてＤＳＣ（パーキンエルマー、ＤＳＣ４０００）を用いて、水に分散させたセルロース繊維を乾燥させてフィルム化したものを粉砕して得られたセルロース繊維を常温から１０／分で４００℃まで昇温した結果、セルロース繊維については融解（融点）を示す吸熱ピークを観察できなかった。
実施例３と同様にしてセルロース繊維（セルロース繊維からなる厚さ１０ｍｍのセルロース板）の軟化点を測定したところ、２８０℃であった。
【００６２】
［比較例２］
比較例１について、ポリエチレンテレフタレートを実施例３で用いたポリカーボネートに変更し、かつ成形温度を２８０℃から２４０℃に変更した以外は比較例１と同様に不織布の作製、賦形性の評価、融点の測定及び軟化点の測定を行った。
【００６３】
［比較例３］
比較例２について、セルロースをポリビニルアルコール（株式会社クラレ、ビニロン、繊維長３ｍｍ）に変更した以外は比較例２と同様に不織布の作製、賦形性の評価、融点の測定及び軟化点の測定を行った。
実施例１と同様にしてＤＳＣ（パーキンエルマー、ＤＳＣ４０００）を用いて、粉砕したポリビニルアルコールを常温から１０／分で４００℃まで昇温した結果、ポリビニルアルコールについては融解（融点）を示す吸熱ピークを観察できなかった。
実施例３と同様にしてポリビニルアルコールの軟化点を測定したところ、２３０℃であった。
【００６４】
［比較例４］
比較例１について、ポリエチレンテレフタレートを実施例６で用いたポリプロピレンに変更し、かつ成形温度を２８０℃から１９０℃に変更した以外は比較例１と同様に不織布の作製、賦形性の評価、融点の測定及び軟化点の測定を行った。
【００６５】
実施例１〜実施例６及び比較例１〜比較例４における各評価の結果を表１及び表２に示す。なお、表１及び表２中、ＰＥＴはポリエチレンテレフタレート、ＰＣはポリカーボネート、ＰＰはポリプロピレン、ＰＡはポリアミド、ＰＢＴはポリブチレンテレフタレート、ＰＳはポリスチレン及びＰＶＡはポリビニルアルコールの略称である。また、表１及び表２中、「−」はデータ無し又は測定不能を意味する。
【００６６】
【表１】
2020041236.tif 000002
【００６７】
【表２】
2020041236.tif 000003
【００６８】
表１及び表２に示すように、実施例１〜６では、比較例１〜４よりも賦形性評価が良好であった。