(57)【要約】      （修正有）【課題】本来持つ機械的物性を損ねることなく、良好な着色識別性を有する繊維強化熱可塑性樹脂製複合材の製造方法を提供する。【解決手段】繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状繊維基材１０に着色層を付与してなる繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材３０の製造方法であって、該扁平状繊維基材１０の少なくとも一方の面に、連続的あるいは断続的に、着色成分及び有機溶媒を含む組成物により調製された着色層塗布液による塗布層２０を形成する工程、次いで該塗布層２０を乾燥して着色層を形成する工程、を含むことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材３０の製造方法である。扁平状繊維基材が鞘成分がポリオレフィン系樹脂からなる鞘芯複合紡維に由来する扁平状海島型繊維であり、扁平状繊維基の少くなくとも一方の面に着色層を０．０１〜１００μｍの厚みで形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状繊維基材に着色層を付与してなる繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法であって、該扁平状繊維基材の少なくとも一方の面に、連続的あるいは断続的に、着色成分及び有機溶媒を含む組成物により調製された着色層塗布液による塗布層を形成する工程、次いで該塗布層を乾燥して着色層を形成する工程、を含むことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法。
【請求項２】
扁平状繊維基材が、鞘成分がポリオレフィン系樹脂からなる鞘芯型複合紡糸繊維に由来する扁平状海島型繊維である請求項１に記載の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法。
【請求項３】
扁平状繊維基材の全面に連続的あるいは断続的に着色層を付与してなる請求項１又は２に記載の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法。
【請求項４】
着色層塗布液は、染料及び／又は顔料を含む着色成分１００質量部、有機溶媒１〜９００質量部、からなる請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法。
【請求項５】
扁平状繊維基材の少なくとも一方の面に着色層を０．０１〜１００μｍの厚みで形成する請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法により得られたことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材を簡易な工程により製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、長手方向などの一軸方向に補強繊維（補強材）を配列させた繊維強化合成樹脂（いわゆる「ＦＲＰ」）製の長尺複合材といえば、実用物性重視の観点から各種のガラス長繊維、芳香族ポリアミド繊維等のスーパー繊維を補強材とし、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂をマトリックス材料として固めた棒状、パイプ状などの長尺複合材が知られている。
しかし、熱硬化性樹脂をマトリックスとするものでは、熱硬化後は塑性変形しないため、使用時に必要に応じて熱付形することができない等の問題があった。さらに、このような構成の繊維強化合成樹脂製複合材には、産業廃棄時の環境汚染、焼却処分した場合の残灰廃棄等の問題があった。また、ＰＥＴ、ナイロンなど単体繊維の高温・高倍率延伸、緩和アニール処理を施した高強度グレード繊維などを補強材とし、それより融点の低い熱可塑性樹脂、或いは繊維を溶融してマトリックス状に複合した複合材料も提案されている。
【０００３】
ところが、このような複合材料では、溶融樹脂の粘度が比較的高いため、補強繊維間に溶融樹脂を均等に分散させることは難しく、繊維集束時に繊維束を細かく、多分散させるなどのファインな操作が必要となり、作業性とコストアップが問題となっていた。
【０００４】
一方、この均等分散問題を解決するために、予め補強繊維の融点より低融点のマトリックス樹脂を、当該補強繊維の表面或いは表面の一部に複合させて溶融紡糸或いは更に延伸した複合長繊維を集束し、溶融固化する提案もなされている。
【０００５】
しかしながら、従来の繊維強化熱可塑性樹脂製複合材は、各種形状への加工時のフレキシビリティーを優先するがゆえに、複合長繊維の延伸過程で、補強繊維が充分に高強度化する程度の温度、倍率が掛けられていないのが現状であり、複合材として高強度は達成されず、物性用途が限られた範囲にとどまっていた。
【０００６】
そこで、本出願人は、この様な従来技術の課題をそれぞれ鋭意検討し、廃棄、焼却、リサイクル、コスト、物性の点でバランスの取れた複合材及びその製造方法について特許文献１により提案している。
すなわち、特許文献１に記載の製造方法は、鞘成分と芯成分とを備え、鞘成分の融点が芯成分の融点より２０℃以上低い熱可塑性樹脂からなる鞘芯型複合紡糸繊維を集束し、鞘成分の融点以上で、芯成分の融点以下の温度で、延伸しつつ鞘成分を融合させた繊維強化熱可塑性樹脂製の線状複合材であって、引張強度が４．０ｃＮ/ｄｔｅｘ以上の線状複合材としたものである。
この特許文献１に係る繊維強化熱可塑性樹脂製線状ないしはロッド状複合物（以下、「繊維強化熱可塑性樹脂製複合材料」又は単に「複合材料」ということがある。）によれば、農業用、漁業用、土木・建材用、ケーブル用、産業資材用などの用途に実用でき、かつ、ガラス繊維、アラミド繊維等を使用していないので、産業廃棄、焼却後の残灰廃棄等においても環境負荷が小さい材料を提供することができる。
また、汎用繊維を高倍率延伸して補強材としているため、引張強度、剛性において従来の繊維強化熱可塑性樹脂製複合材に対して各段に優れているとともに、経済性にも優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２６６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の繊維強化熱可塑性樹脂製複合材料の用途開発において、用途によってデザイン性、識別性の観点から、繊維強化熱可塑性樹脂製複合材料に着色が必要となる場合がある。
通常、鞘成分あるいは芯成分に、高濃度の顔料を配合したマスターバッチを添加して、いわゆる原着により着色を行うが、色の種類を増やそうとすると原料切り替えでの原料ロス、及び溶融紡糸機内、紡糸ヘッド部、ノズルなどの装置に滞留する着色した溶融樹脂の置換や洗浄に手間がかかる。また、発色性をより良くするためにマスターバッチの添加量を増やそうとすると、繊維強度等の機械的物性が低下してしまうなどの問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで本発明者らは、繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状複合材が本来持つ機械的物性を損ねることなく、コーティングにより着色識別性を有する繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状複合材の製造方法を提供することを目的として鋭意研究して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の〔１〕〜〔６〕を提供する。
〔１〕繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状繊維基材に着色層を付与してなる繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状複合材の製造方法であって、該扁平状繊維基材の少なくとも一方の面に、連続的あるいは断続的に、着色成分及び有機溶媒を含む組成物により調製された着色層塗布液による塗布層を形成する工程、次いで該塗布層を乾燥して着色層を形成する工程、を含むことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法。
〔２〕扁平状繊維基材が、鞘成分がポリオレフィン系樹脂からなる鞘芯型複合紡糸繊維に由来する扁平状海島型繊維である前記〔１〕に記載の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法。
〔３〕
扁平状繊維基材の全面に連続的あるいは断続的に着色層を付与してなる前記〔１〕又は〔２〕に記載の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法。
〔４〕着色層塗布液は、染料及び／又は顔料を含む着色成分１００質量部、有機溶媒１〜９００質量部、からなる前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法。
〔５〕扁平状繊維基材の少なくとも一方の面に着色層を０．０１〜１００μｍの厚みで形成する前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法。
〔６〕前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の製造方法により得られたことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状複合材が本来持つ機械的物性を損ねることなく、コーティングにより着色識別の性能を有する繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材を、従来における原料切替ロスを生じることがなく、かつ多色の要求にも機敏に対応できる経済的で効率的な製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の製造方法の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の製造方法で得られた繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材における着色層の態様例を示し、（ａ）全面に塗布層形成、（ｂ）上面及び両側面に塗布層形成、（ｃ）上面及び左側面に塗布層形成した場合の模式図である。
【図３】本発明の製造方法に使用できる鞘芯型複合紡糸繊維（未延伸繊維）の断面模式図である。
【図４】本発明の製造方法に使用できる扁平状海島型繊維の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、添付図面に示された各実施形態は、本発明に係わる代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１３】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法は、繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状繊維基材の少なくとも一方の面に、連続的あるいは断続的に、着色成分及び有機溶媒を含む組成物により調製された着色層塗布液による塗布層を形成する工程、次いで該塗布層を乾燥して着色層を形成する工程、を含むことを特徴とする。
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法（以下、「着色複合材の製造方法」ということがある。）に用いられる、繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状繊維基材は、長手方向に引張強力などの機械的物性を発現させる観点から、補強繊維の構成要素が長手方向に配向した繊維状物質であることが好ましい。さらに、補強繊維は、後述するマトリックス成分としての熱可塑性樹脂との関連及び廃棄処理時の環境負荷を少なくする観点から、ガラス繊維、アラミド繊維等ではなく熱可塑性樹脂からなる繊維から選択される。
なお、本発明の複合材の製造方法に用いられる繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状繊維基材は、補強繊維として織布、不織布、スリットフィルム等を用い、これらの補強繊維を熱可塑性樹脂のマトリックスで結着した扁平状の基材であってもよい。
【００１４】
また、本発明の複合材の製造方法において、着色塗布液により塗布層を形成する工程は、扁平状繊維基材を織物、編み物やシート状物、３次元賦形物などの成形体に成形した後に、着色塗布液に浸漬するなどして着色層を形成させてもよい。
【００１５】
また、本発明の着色複合材の製造方法に用いられる扁平状繊維基材は、前記補強繊維を結着するマトリックス成分として熱可塑性樹脂が用いられる。
すなわち、本発明の着色複合材の製造方法に用いられる繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状繊維基材は、補強繊維成分及びマトリックス成分が共に熱可塑性樹脂からなることを特徴としている。
なお、本発明において扁平状とは、長手軸方向に直交する断面において、断面の見かけの幅寸法と見かけの厚み寸法との比が１．５倍以上であることを意味し、必ずしも長方形状などの上下辺、左右辺が平行な矩形状等を意味するものではなく、楕円形等をも含まれる。また、見かけの幅とは、長手方向に直交する任意の断面の幅、見かけの厚みとは、当該任意の断面における最大厚みを意味するものである。
【００１６】
本発明の着色複合材の製造方法に用いられる扁平状繊維基材としては、鞘成分がポリオレフィン系樹脂からなる鞘芯型複合紡糸繊維に由来する扁平状海島型繊維が、補強繊維の分散性、高強度性等の観点より好適である。かかる扁平状海島型繊維は、特許文献1に記載の製造方法、すなわち、鞘成分と芯成分とを備え、鞘成分の融点が芯成分の融点より２０℃以上低い熱可塑性樹脂からなる鞘芯型複合紡糸未延伸繊維を集束し、鞘成分の融点以上で、芯成分の融点以下の温度で、延伸しつつ鞘成分を融合させることで得ることができる。
【００１７】
本発明の着色複合材の製造方法において、前記扁平状海島型繊維は、鞘芯型複合紡糸未延伸繊維の鞘成分樹脂が、芯成分繊維として延伸された後に補強効果を発現する島成分繊維（補強繊維）を結着するマトリックス成分となるので、複合繊維の鞘成分樹脂は、芯成分樹脂の融点より２０℃以上低い融点を有する熱可塑性樹脂であれば特に限定するものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・ブテン１等のαオレフインの２元、３元共重合ＰＰ等のポリオレフィン樹脂が所望の複合材形状への熱賦形、加工性、コストの観点から好適である。
【００１８】
一方、鞘芯型複合紡糸繊維に由来する扁平状海島型繊維において、芯成分を構成する樹脂としては、島成分繊維すなわち複合材の補強繊維を構成する芯成分の樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロンから選択されることが、高強度性、紡糸安定性、生産性等の観点から好ましい。
【００１９】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法は、前記の扁平状繊維基材の少なくとも一方の面に、着色成分及び有機溶媒を含む組成物により調製された着色層塗布液による塗布層を形成する工程が含まれる。
【００２０】
本発明の塗布層を形成する工程において、扁平状繊維基材に塗布液により塗布層を形成する方法としては、ディップ（含浸）コーティング、スプレーコーティング、ダイコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、ナイフコーティング、コンマコーティング等通常のコーティング方式が採用される。
本発明において、グラビアコーティング、ロールコーティングには、これらのリバース式のものも含まれる。
また、本発明の複合材の製造方法において、グラビアコーティング方式等を採用すれば、ツートーン模様、縞模様、ドット模様等、様々な模様パターンの組み合わせが可能で、原着や染色では困難な多様な識別性を付与することができる。
【００２１】
図１に一例として示す本発明の着色複合材の製造方法では、扁平状繊維基材の全面（図２（ａ）参照）に着色層塗布液による塗布層を形成する工程、及び該塗布層を乾燥して、着色層を形成する工程を示している。
同図に示す着色複合材の製造方法の一例では、扁平状繊維基材１０を供給ローラー１１により連続的に着色層塗布液Ｃが満たされた含浸（付着）槽１２に導いて、塗布液Ｃを扁平状繊維基材１０の全面に付着させ、しごき棒１３に接触させて塗布液の厚みを調整した後、乾燥，固化装置１４に導いて、乾燥により塗布液中の有機溶媒を蒸発させて、着色層（図２の符号２０）が形成された繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状複合材３０として引取ローラー１５により引取り、次いで巻取機１６により、所定の巻き形態に巻き取られる。
【００２２】
また、上記の着色複合材の製造方法の例においては、扁平状繊維基材１０（６）は、既に製造されて所定の巻形状に巻かれた扁平状繊維基材を巻き戻しつつ供給ローラー１１から供給してもよいし、例えば鞘芯型複合紡糸から扁平状海島型繊維６を連続的に製造し、これに直結して該扁平状海島型繊維６を扁平状繊維基材１０として供給して、本発明の前記各工程を経る着色複合材の製造方法であってもよい。
さらに、上記の着色複合材の製造方法の例においては、前記各工程により得られた繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材３０は、巻き取られることなく、直接、用途に応じて対象物品に巻回する等の利用工程に連続的に供給してもよい。
【００２３】
巻き取った扁平状繊維基材は真空加熱装置にてアニール処理を行うことがあるが、例えば、鞘芯型複合紡糸から扁平状海島型繊維を連続的に製造し、これに直結して扁平状海島型繊維を扁平状繊維基材として供給して、本発明の前記各工程を経る場合は、その後にアニール処理を行ってもよい。
【００２４】
本発明の着色複合材の製造方法においては、扁平状繊維基材の少なくとも一方の面に着色層が形成されるが、着色層を一方の面に形成するか、全面に形成するかは、繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の用途において要求される着色層の機能により決定される。
すなわち、用途における使用時に全面が視認され、識別上全面に着色層を有する方が容易に識別できる場合は、全面に着色層を形成すればよい。
また、用途において、接触する物質の面が、当該着色層によって悪影響を受ける場合等や、経済性の観点から一方の面のみに着色層を有していれば、性能上満足できる場合には、一方の面のみの着色層の形成が選択される。
さらに、一方の面のみに着色層を形成する場合には、扁平状繊維基材の他方の面には、粘着剤層、滑り防止層等を形成するなどして、繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の多機能化を図ってもよい。
【００２５】
なお、本発明において「扁平状繊維基材の少なくとも一方の面に」とは、例えば図２（ｂ）に示すように、扁平状基材１０の上面を主体として左右の両側面に、逆凹字状に着色層を形成する場合、扁平状基材１０の下面を主体として、左右の両側面に着色層を形成する場合（図示省略）、図２（ｃ）に示すように扁平状基材１０の上面を主体としてその左側面に上下逆Ｌ字状 （ 『 ）に、或いは扁平状基材１０の下面を主体として、その右側面に左右逆Ｌ字状( 』 )に（図示省略）、又は下面と左側面とにＬ字状に着色層を形成する場合（図示省略）のように、幅方向の面であって識別において主体的な（幅広な）面となる上面又は下面のいずれか一方の面が含まれない場合を、「扁平状繊維基材の少なくとも一方の面に」というものとする。なお、「扁平状繊維基材の少なくとも一方の面に」に着色層を形成する場合は、図１に示すごとき含浸（ディップ）法では、塗布液の粘度との関係から全面に着色層が形成されてしまうので、形成は困難であり、この方法に代えて、塗布液をロール転写するなどの印刷法などにより塗布層を形成することができる。
また、印刷法などによれば、扁平状繊維基材の少なくとも一方の面または全面に塗布層を連続的あるいは断続的に形成することができる。
【００２６】
さらに、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法において、着色層塗布液を構成する着色成分としては、有機溶剤に溶解もしくは分散可能な染料及び顔料、あるいは、水性系媒体に溶解もしくは分散可能な染料及び顔料が使用可能である。実用できる着色成分の具体例としては、色の種類が多いこと、着色斑になりにくく発色がよいことから市販の油性マーキングペンや水性マーキングペンのインキが好ましい。目的とする用途にもよるが、速乾性や乾いたあとの耐水性に優れるため油性マーキングペンがより好ましい。
本発明の着色複合材に使用する着色塗布液の着色成分には、通常においてインキの成分としてバインダー(樹脂)成分および有機溶剤も含まれているが、本発明の製造方法に用いる着色塗布液には、前記のインキ成分に含まれる有機溶剤に加えて、粘度調整の目的も含めてさらに有機溶剤が配合される。
【００２７】
本発明の着色複合材の製造に好適に用いられる着色成分としての油性マーキングペンのインキには、着色剤として染料又は顔料或いは染料及び顔料が使用可能である。着色剤として使用する染料は、溶剤に可溶であればよく、ニグロシン系染料、油溶性染料、造塩タイプ油溶性染料、含金属錯塩染料、酸性染料、直接染料等が挙げられる。
また、着色剤として使用する顔料としては、金属錯塩系顔料、金属酸化物系顔料、複合酸化物系顔料、体質顔料、金属粉系顔料、無機顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、インジゴ系顔料、ジオキサン系顔料、キノフタロン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、アゾ金属錯体顔料、アゾメチン金属錯体顔料、ジケトピロロピロール系顔料、アルカリブルー顔料、蛍光顔料等が挙げられる。
水性マーキングペンのインキには、着色剤として染料及び／又は顔料が使用可能である。着色剤として使用する染料は、水性系媒体に可溶であればよく、酸性染料、塩基性染料、直接染料等が挙げられる。
また、着色剤として使用する顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリノン顔料、ニトロソ顔料などの無機顔料や有機顔料の他、予め界面活性剤や樹脂を用いて微細に安定的に水媒体中に分散された水分散顔料製品等が挙げられる。
【００２８】
油性マーキングペンのインキに使用される有機溶剤としては、従来の油性マーキングペン用インキに使用できる揮発性の溶剤であれば限定なく使用でき、インキ全量に対して３０〜９０質量％が好ましい。より具体的には、炭素数４以下の低級アルコール、芳香族炭化水素、低級脂肪族ケトン、低級脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、グリコールエーテル系溶剤、グリコール系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤等を単独もしくは複数混合して使用できる。
水性マーキングペンのインキでは必要に応じて、水に相溶性のある従来汎用の水溶性有機溶剤を用いることができる。具体的には、炭素数４以下の低級アルコール、グリコール系溶剤、アルカノールアミン、グリコールアルキルエーテルやこれらのエステル等の有機溶剤、グリコールエーテル系溶剤、スルホン系あるいはアミド系有機溶剤等が挙げられる。なお、前記水溶性有機溶剤は１種あるいは２種以上を併用して用いることができ、インキ全量に対して２〜６０重量％が好ましい。
【００２９】
油性マーキングペンのインキに使用されるバインダー(樹脂)成分としては、塗布層の耐水性付与、皮膜形成付与、被塗布層との付着性付与およびインキの粘度調整等の目的で、天然樹脂、合成樹脂が使用でき、具体的には、ロジン、ロジンエステル、ロジン変性グリセリンエステル、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性フェノールグリセリンエステル等のロジン系樹脂、エチルセルロース、アセチルセルロース等のセルロース樹脂、石油系樹脂、ケトン系樹脂、ポリビニルブチラール、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合物、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合物、セラック、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン等の水溶性合成高分子、グァーガム、ローカストビーンガム及びそれらの誘導体などの種子多糖類、キサンタンガム、ウェランガム及びそれらの誘導体などの微生物系多糖類、カラギーナン、アルギン酸及びそれらの誘導体などの海藻多糖類、タラガントガム等の樹脂多糖類、セルロース系樹脂等が挙げられる。これらは単独あるいは複数混合して使用でき、その使用量は油性インキ全量に対して１〜４０質量％が好ましい。１質量％未満では被塗布面に対するインキの定着性が不十分であり、４０質量％を超えるとインキの粘度が高くなり均一な塗布がし難くなるからである。
水性マーキングペンのインキに使用されるバインダー(樹脂)成分としては、皮膜形成付与、被塗布層との付着性付与、顔料の分散およびインキの粘度調整等の目的で添加され、具体的には、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、スチレンマレイン酸共重合体、セルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、マレイン酸樹脂、アラビアゴム、デキストリン等、およびその誘導体、前記した樹脂の共重合体等が挙げられる。
【００３０】
市販されている油性マーキングペンのインキとしては、例えば、マジックインキ（登録商標）補充液（寺西化学工業社製）やアートライン（登録商標）補充液（シャチハタ社製）などを挙げることができ、既に本発明の製造方法に用いられる着色成分として調合された状態で市販されているので望ましい。
【００３１】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法において、着色層塗布液を構成する有機溶媒、すなわち、着色成分の好適な例として油性マーキングペンのインキ、さらに配合される有機溶媒としては、例えば、キシレン、トルエン，ベンゼン，メチルエチルケトン，アセトン，メチルイソブチレン，酢酸エチル，ジオキサン，テトラヒドロフラン，シクロヘキサン，アルコール等を挙げることができ、その１種あるいは２種以上を混合してもよい。
【００３２】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法において、着色層塗布液には、着色塗布層の性能を向上させるため界面活性剤や無機添加剤、分散剤、防錆剤、導電性付与剤、耐光剤、耐候剤等の助剤を適宜添加してもよい。
【００３３】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法において、前記の着色剤及び有機溶剤、さらには任意に添加される各種助剤は、公知の溶解，混合機中で充分に撹拌，溶解，混合して着色層塗布液に調製される。混合攪拌は、通常の攪拌羽根を用いた攪拌の他、高速の分散機、乳化機等により行うことができる。
【００３４】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法において、着色層塗布液は、油性染料等を含む着色成分１００質量部に対して、有機溶媒１〜９００質量部、からなる組成物とすることができる。
有機溶媒は、着色成分１００質量部に対して１〜９００質量部、より好ましくは１０〜７００質量部、特に好ましくは２５〜５００質量部である。１質量部より少ないと、粘度が高く、扁平繊維基材表面に塗布層を形成する際に基材表面に均一に塗布できない。また、着色成分の濃度が高くなり、塗布後の塗膜厚みが厚く、結果として基材に対する着色層の比率が高くなり過ぎて、扁平状繊維基材の基材物性を損ねる場合がある。９００質量部を超えると、着色成分の濃度が低くなり、塗布後の発色性が弱く、色の違いが不明確で識別性が乏しい。１０〜７００質量部では、扁平状繊維基材表面に着色層を形成するのに好適な粘度、濃度となるため基材物性を損ねることなく、効果的に識別性を発現できる。
【００３５】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法においては、扁平状繊維基材に、少なくとも一方の面に着色層を厚み０．０１〜１００μｍ、好ましくは０．０５〜５０μｍ、特に好ましくは０．１〜１０μｍに形成することができる。
着色層（塗膜）の一方の面の厚みが０．０１μｍ未満で発色性が弱く、色の違いが不明確で識別性に乏しく、塗膜の厚みが１００μｍを超えると着色層の比率が高くなり過ぎて、扁平状繊維基材の基材物性を損ねる場合がある。０．０５〜５０μｍは、基材物性を損ねることなく、扁平状繊維基材に効果的に識別性を発現できる好適な膜厚である。
【００３６】
また、本発明は前記の着色複合材の製造方法で製造された繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材をも提供する。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明について実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００３８】
本実施例においては、次の方法にしたがって各種評価を行った。
＜添着度＞
得られた繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状複合材のサンプルを１００ｍｍの長さで切り出した。１０ｍｍ×２０ｍｍ（２．０ｃｍ2）のステンレス製治具にガーゼ（白十字製、ガーゼタイプＩ）を固定し、２００ｇの荷重（１００ｇ／ｃｍ2）をかけながら、長さ方向にストローク長６０ｍｍで１０往復の摺動試験を行った。摺動試験後のサンプルを目視で評価し、乾燥したコーティング物が剥がれていなかったら「○」、大部分が剥がれていたら「×」と判定した。
＜繊度＞
得られた繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状複合材サンプルを長さ３００ｍｍに切り出し、電子天秤にて重量を秤量し、ｎ＝３の平均値から繊度（ｄｔｅｘ）を求めた。
【００３９】
＜引張強度＞
定速伸張型引張試験機（(株)オリエンテック社製、テンシロンＲＴＭ−２５０）を用い、チャック間２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎにて測定した。得られた荷重−伸び曲線の最大荷重から破断強度を算出し、得られた荷重−伸び曲線の最大荷重時の伸度、また初期の直線部傾きをそれぞれ計測し、ｎ＝３の平均値から破断強度、破断伸度、ヤング率を求めた。
＜識別性＞
得られた着色複合材サンプルとコーティング前の扁平状繊維基材とを見比べて鮮やかな色が発色されていれば「○」、コーティング前の扁平状繊維の色と同じであれば「×」と判定した。
＜密着性＞
テープ剥離試験により着色塗（料）層と扁平状繊維基材との密着性を評価した。テープに着色塗料が付着しない場合を「○」、テープに着色塗料が付着（移行）し、試験箇所に扁平状繊維基材の繊維の無着色層の地色が見られたら「×」とした。
＜耐水性＞
蒸留水に室温で一週間浸漬し、目視観察にて蒸留水の着色が見られなければ「○」、着色していれば「×」とした。
【００４０】
実施例１
繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状繊維基材の製造
芯成分のＰＰ樹脂として融点が２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（ユニチカ社製、グレード名：ＳＡ−１２０６）を使用し、また、鞘成分としてメタロセン触媒により重合された融点が１２５℃のエチレン−プロピレンランダム共重合体（以下、「共重合ポリプロピレン」又は「ｃｏ-ＰＰ樹脂」と称することがある。）（日本ポリプロピレン社製、グレード名：ウィンテックＷＳＸ０２）を使用し、定法の複合紡糸設備、鞘芯型複合紡糸ノズル（１２０Ｈ）を用い、鞘／芯断面比＝４／６で、３００℃で紡糸し、排気・風冷による冷却を連続的に行い、繊度が８４１２ｄｔｅｘの鞘芯型着色複合繊維の未延伸糸を得た。
引き続き、この紡糸未延伸糸の１２０フィラメントを集束し、２００℃で６倍に乾熱延伸し、延伸と共に鞘成分のｃｏ-ＰＰ樹脂で芯成分繊維間を融合一体化したトータル繊度１４０５ｄｔｅｘ、芯成分フィラメント数１２０本の扁平状繊維を得た。続けて１５０℃のローラーでプレス（ゲージ圧：０．３５Ｍｐａ）することによって、幅と厚みを調整し、鞘成分のｃｏ-ＰＰ樹脂で融合一体化した無着色の扁平状海島型繊維を作製した。更に連続してこれを巻き取りテンション０．４９Ｎにて、長さが１２インチの紙管に、３５ｋｍの長さに巻取った。
これを真空加熱装置にて、真空度（絶対圧）０．０５ＭＰａ、温度１２５℃で、３０時間アニール処理した。
得られた扁平状海島型繊維は、海成分の溶融開始温度が１１１℃、海成分の溶融ピーク温度が１２７℃であった。また、鞘成分が一体化して海成分となった扁平状海島型繊維であることが確認された。１００℃、３時間養生後の熱収縮率は０．３８％であった。また、扁平状海島型繊維の幅は２．１ｍｍ、厚みは０．１０ｍｍで、単位重量は、０．１５８ｇ／ｍであった。
【００４１】
得られた前記の無着色（ナチュラル色）の扁平状海島型繊維を扁平状繊維基材として、以下の手順で着色層塗布液を調製し、これを上下両面を含む全面に塗布して着色層を形成（積層）するため、着色層塗布液（コーティング液）を次のように調製した。
＜着色層塗布液（コーティング液）の調製＞
着色成分として青色の油性インキ補充液（寺西化学工業社製、マジックインキ補充液）５０ｇと有機溶媒としてキシレン５０ｇを容器に入れ、振とう機（アズワン社製ビッグローター ＢＲ−２）にて５時間混合して、着色層塗布液Ｃ１とした。
【００４２】
＜繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造＞
以下、図１を参照して本実施例を説明する。巻き取られ、真空加熱装置にて、真空度（絶対圧）０．０５ＭＰａ、温度１２５℃で、３０時間アニール処理も経た前記扁平状海島型繊維を扁平状繊維基材１０として、供給ローラー１１により引き出して上記の着色層塗布液が満たされた含浸（ディップ）槽１２に導き、扁平状繊維基材の全面に着色層塗布液Ｃ１を付着させ、しごき棒１３に接触させて塗布液の厚みを調製した後、引き続いてこれを入口温度１２０℃、出口温度１００℃に設定された長さ１ｍの乾燥炉に３ｍ／ｍｉｎで通して溶媒を揮発させ、扁平状繊維基材の全面に０．５μｍの厚みの青色の着色層を有する繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材を得た。
扁平状繊維基材の性状、着色層塗布液の組成、得られた繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の塗層（膜）の性能評価、着色複合材物性、をまとめて表１に示す。
【００４３】
実施例２
実施例１において、着色層塗布液（コーティング液）Ｃ１を、着色成分として赤色の油性インキ補充液（寺西化学工業社製、マジックインキ補充液）５０ｇ、有機溶媒としてキシレン５０ｇとした赤色の着色層塗布液Ｃ２を用いた他は、実施例１と同様にして、扁平状繊維基材の全面に０．５μｍの厚みの赤色の着色層を有する繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材を得た。
扁平状繊維基材の性状、着色層塗布液の組成、得られた繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の塗層（膜）、性能評価、着色複合材物性をまとめて表１に示す。
【００４４】
実施例３
実施例１において、着色層塗布液（コーティング液）Ｃ１を、着色成分として黒色の油性インキ補充液（寺西化学工業社製、マジックインキ補充液）５０ｇ、有機溶媒としてキシレン５０ｇとした黒色の着色層塗布液Ｃ３を用いた他は、実施例１と同様にして、扁平状繊維基材の全面に０．５μｍの厚みの黒色の着色層を有する繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材を得た。
扁平状繊維基材の性状、着色層塗布液の組成、得られた繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の塗層（膜）、性能評価、着色複合材物性をまとめて表１に示す。
【００４５】
実施例４
実施例１において、着色層塗布液（コーティング液）Ｃ１を、着色成分として緑色の油性インキ補充液（寺西化学工業社製、マジックインキ補充液）５０ｇ、有機溶媒としてキシレン５０ｇとした緑色の着色層塗布液Ｃ４を用いた他は、実施例１と同様にして、扁平状繊維基材の全面に０．５μｍの厚みの緑色の着色層を有する繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材を得た。
扁平状繊維基材の性状、着色層塗布液の組成、得られた繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の塗層（膜）、性能評価、着色複合材物性をまとめて表１に示す。
【００４６】
比較例１
実施例１の扁平状繊維基材に着色層を施すことなく、扁平状繊維基材としての物性を測定した。基材物性をまとめて表１に示す。
【００４７】
【表１】
2015030130.tif 000003
【００４８】
表１の結果より、実施例１〜４の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材は、塗膜層の着色も鮮やかで識別性に優れ、扁平状繊維基材との密着性も良好で、かつ、耐水性にも優れるものであった。また、着色層塗布液の塗布や、乾燥工程での扁平状繊維基材の物性の低下もないことが確認できた。
よって、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材の製造方法は、着色層塗布液の着色成分等を選択することによって、用途に応じて要求される、識別性、色数等に多様に対応することができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、繊維強化熱可塑性樹脂製の扁平状複合材が本来持つ機械的物性を損ねることなく、コーティングにより着色識別性を有する繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状着色複合材を、従来における原料切替ロスを生じることがなく、かつ多色の要求にも対応できる、経済的で効率的な製造方法を提供できる。
また、本発明の着色層を形成した繊維強化熱可塑性樹脂製扁平状複合材は、織物、編み物、シート状物あるいは３次元賦形物などの成形体に成形することができるので、これらの素材として有効に利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１  鞘芯型複合紡糸繊維
２  芯成分
３  鞘成分
４  島成分
５  海成分
６  扁平状海島型繊維
１０  扁平状繊維基材
１１  供給ローラー（引出しローラー）
１２  着色層塗布液含浸（ディップ）槽
１３  しごき棒
１４  乾燥，固化装置
１５  引取装置
１６  巻取機
２０  塗布層
３０  繊維強化熱可塑性樹脂製扁平着色複合材
Ｃ  着色層塗布液
【図１】
2015030130.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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