(57)【要約】  本発明は、熱可塑性物質において補強材料として使用される天然繊維を処理するための水性サイジング組成物であって、（ａ）以下の構造（Ｉ）を有するポリマー材料であって、  【化５】2021527762.tif 000010  （Ｉ）  式中、Ｒがアルキル基を表し、Ｘが共有結合した可逆架橋性基を表し、ｐ、ｑ、およびｒがポリマー主鎖上の重合度を表し、重合度の総和が５０よりも大きい、ポリマー材料と、（ｂ）抗菌特性を有する水溶性金属錯体と、（ｃ）酸化還元活性水溶性化合物と、を含む、水性サイジング組成物に関する。
2021527762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性物質において補強材料として使用される天然繊維を処理するための水性サイジング組成物であって、
（ａ）以下の構造（Ｉ）を有するポリマー材料であって、
【化３】
2021527762.tif 000008
（Ｉ）
式中、Ｒはアルキル基を表し、
Ｘは、共有結合した可逆架橋性基を表し、
ｐ、ｑ、およびｒは、ポリマー主鎖上の重合度を表し、重合度の総和は５０より大きい、ポリマー材料と、
（ｂ）抗菌特性を有する水溶性金属錯体と、
（ｃ）酸化還元活性水溶性化合物と、を含む
水性サイジング組成物。
【請求項２】
Ｒが、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、または環状アルキル基から選択される、請求項１に記載の水性サイジング組成物。
【請求項３】
Ｒが、メチル基またはプロピル基から選択される直鎖アルキル基である、請求項２に記載の水性サイジング組成物。
【請求項４】
Ｘが、ホウ酸とジアルデヒドとの混合物から得られる共有結合した可逆架橋性基である、請求項１に記載の水性サイジング組成物。
【請求項５】
ホウ酸対ジアルデヒドの比が、モル基準に基づいて１：２〜１：４の範囲内である、請求項４に記載の水性サイジング組成物。
【請求項６】
前記ジアルデヒドが、グリオキサール、スクシンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、またはそれらの混合物から選択される、請求項４または５に記載の水性サイジング組成物。
【請求項７】
ｐ、ｑ、およびｒの重合度の総和は、１００より大きい、請求項１に記載の水性サイジング組成物。
【請求項８】
ｐ、ｑ、およびｒ重合度の総和の１００％に基づいて、ｐ重合度の割合が７０〜９０％であり、ｑ重合度の割合が１０〜３０％であり、ｒ重合度の割合が０．０２〜１．２５％である、請求項１または７に記載の水性サイジング組成物。
【請求項９】
前記水溶性金属錯体が、銅錯体、銀錯体、またはそれらの混合物から選択される、請求項１に記載の水性サイジング組成物。
【請求項１０】
前記水溶性金属錯体が、ポリアミンまたはアミノカルボン酸塩から選択される配位子を含む、請求項１または９に記載の水性サイジング組成物。
【請求項１１】
前記酸化還元活性水溶性化合物が、アルドヘキソース、アルドペントース、またはそれらの混合物から選択される、請求項１に記載の水性サイジング組成物。
【請求項１２】
さらに、前記ポリマー材料を７〜１５重量体積パーセント（％  ｗ／ｖ）、前記水溶性金属錯体を５０〜７５０百万分率（ｐｐｍ）、および前記酸化還元活性水溶性化合物を１００〜１５００百万分率（ｐｐｍ）含む、請求項１に記載の水性サイジング組成物。
【請求項１３】
熱可塑性物質において補強材料として使用される天然繊維の調製プロセスであって、
（１）水性サイジング組成物であって、
（ａ）以下の構造（Ｉ）を有するポリマー材料であって、
【化４】
2021527762.tif 000009
（Ｉ）
式中、Ｒはアルキル基を表し、
Ｘは、共有結合した可逆架橋性基を表し、
ｐ、ｑ、およびｒは、ポリマー主鎖上の重合度を表し、重合度の総和は５０より大きい、ポリマー材料と、
（ｂ）抗菌特性を有する水溶性金属錯体と、
（ｃ）酸化還元活性水溶性化合物と、を含む、水性サイジング組成物を用いて前記天然繊維をコーティングする段階と、
（２）（１）で得られた前記天然繊維を加熱により乾燥させて、使用のために好適なサイズに切断する段階と、を含む、プロセス。
【請求項１４】
Ｒが、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、または環状アルキル基から選択される、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
Ｒが、メチル基またはプロピル基から選択される直鎖アルキル基である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
Ｘが、ホウ酸とジアルデヒドとの混合物から得られる共有結合した可逆架橋性基である、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１７】
ホウ酸対ジアルデヒドの比が、モル基準で１：２〜１：４の範囲内である、請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記ジアルデヒドが、グリオキサール、スクシンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、またはそれらの混合物から選択される、請求項１６または１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
ｐ、ｑ、およびｒの重合度の総和は、１００より大きい、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項２０】
ｐ、ｑ、およびｒ重合度の総和の１００％に基づいて、ｐ重合度の割合が７０〜９０％であり、ｑ重合度の割合が１０〜３０％であり、ｒ重合度の割合が０．０２〜１．２５％である、請求項１３または１９に記載のプロセス。
【請求項２１】
前記水溶性金属錯体が、銅錯体、銀錯体、またはそれらの混合物から選択される、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項２２】
前記水溶性金属錯体が、ポリアミンまたはアミノカルボン酸塩から選択される配位子を含む、請求項１３または２１に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記酸化還元活性水溶性化合物が、アルドヘキソース、アルドペントース、またはそれらの混合物から選択される、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項２４】
さらに、前記ポリマー材料を７〜１５重量体積パーセント（％  ｗ／ｖ）、前記水溶性金属錯体を５０〜７５０百万分率（ｐｐｍ）、および前記酸化還元活性水溶性化合物を１００〜１５００百万分率（ｐｐｍ）含む、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項２５】
段階（１）の前記天然繊維の前記コーティングが、５０℃未満の温度の前記水性サイジング組成物に前記天然繊維を浸漬させることによって実行される、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項２６】
前記天然繊維の前記コーティングは、周囲温度で操作される、請求項２５に記載のプロセス。
【請求項２７】
段階（２）の加熱による前記乾燥は、８０℃と等しいかまたはそれより高い温度で操作される、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項２８】
加熱による前記乾燥が、８０〜１４０℃の範囲内の温度で操作される、請求項２７に記載のプロセス。
【請求項２９】
前記天然繊維が、原繊維または処理済み繊維からのセルロース系繊維である、請求項１３〜２８のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項３０】
前記天然繊維が、ケナフ、ジュート、ヘンプ、またはそれらの混合物から選択される、請求項２９に記載のプロセス。
【請求項３１】
請求項１３〜３０のいずれか一項に記載のプロセスから得られる、天然繊維。
【請求項３２】
請求項３１に記載の天然繊維と、ポリオレフィンとを含む、複合材料。
【請求項３３】
前記ポリオレフィンが、ポリエチレン、ポリプロピレン、それらのコポリマー、またはそれらの混合物から選択される、請求項３２に記載の複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然繊維を処理するための水性サイジング組成物、および当該組成物により天然繊維を処理するプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
天然繊維で補強された熱可塑性物質複合体は、様々な産業でのその用途においてより多くの関心を集めている。これは、当該材料が、ガラス繊維または炭素繊維などの他の繊維よりも軽いからである。さらに、当該材料は、その生物学的に再生可能な特性の点で利点を有し、これは大気への温室効果ガスの放出を低減する方法の１つである。
【０００３】
天然繊維を含む補強材料の使用は上記の利点を有するものの、当該材料の使用は、加工品の分離をもたらす天然繊維とポリマーマトリックスとの適合性の低さ、工業的規模で補強材料となる繊維の大量製造を困難にする、全密度の低さ（約０．０９〜０．１ｇ／ｃｍ３）による繊維の柔らかさを含む繊維セルロース組成物中の微生物による使用中の機械的劣化など、いくつかの欠点を有する。
【０００４】
天然繊維は主に、高極性ヒドロキシル基を主成分として含むセルロース成分で構成され、製造プロセスにおける熱可塑性マトリックス材料は明らかに繊維、特に、ポリエステル基またはポリエチレンもしくはポリプロピレンなどの非極性基よりも低い極性を有する。当該材料の極性の違いは、引張強度および曲げ強度などの機械的特性を直接もたらす、天然繊維とポリマーマトリックスとの間の表面結合に対して負の効果を有する。
【０００５】
一般に、上記の問題を克服するためにペレット切断中に相溶化剤が使用される。当該相溶化剤は、ヒドロキシル基と反応することができる化学官能基を有する。使用されている最も一般的な相溶化剤は、ＷＯ２００９１３９５０８Ａ１、ＷＯ１９９６００５３４７Ａ１、ＵＳ７７８１５００Ｂ２、ならびに研究論文、例えば、Ｋｅｅｎｅｒ  ＴＪ，（２００４）Ｃｏｍｐｏｓ  Ａ：Ａｐｐｌ  Ｓｃｉ  Ｍａｎｕｆ，Ｃａｎｔｅｒｏ  Ｇ（２００３），Ｃｏｍｐｏｓ  Ｓｃｉ  Ｔｅｃｈｎｏｌ、およびＪｏｓｅｐｈ  ＰＶ，（２００３）Ｃｏｍｐｏｓ  Ａ：Ａｐｐｌ  Ｓｃｉ  Ｍａｎｕｆなどに開示されている、無水マレイン酸変性ポリプロピレン（ＭＡＰＰ）である。
【０００６】
ＵＳ７８７９９２５Ｂ２は、エポキシド基を含む相溶化剤を添加するための方法を開示している。しかしながら、上述の方法は、繊維とマトリックスとの間の相互作用の問題のみを解決することができるが、これらの繊維の天然の特徴である繊維の束へと凝集した少量の繊維間の結合に対して一助とはならない。別の問題は、繊維と直接接触しないようにマトリックス中で相溶化剤を分布させることであった。
【０００７】
ＵＳ６９３９９０３Ｂ２および研究論文Ａｇｒａｗａｌ  Ｒ，（２０００）．Ｍａｔｅｒ  Ｓｃｉ  Ｅｎｇ：Ａは、有機キシラン誘導体用いることにより繊維を改善させるための他の方法を開示している。ＣＮ１００４８７０６０Ｃおよび研究論文Ｐａｕｌ  Ａ  （１９９７）Ｃｏｍｐｏｓ  Ｓｃｉ  Ｔｅｃｈｎｏｌ  ａｎｄ  Ｓｒｅｅｋａｌａ  ＭＳ（２００３）  Ｃｏｍｐｏｓ  Ｓｃｉ  Ｔｅｃｈｎｏｌは、イソシアネートを用いることにより繊維を改善させるための方法を開示している。しかしながら、これらの方法は反応性の高い物質を用いたため、結果として製造プロセスが危険であった。
【０００８】
セルロース系繊維がバクテリアおよび菌類の両方の微生物により消化され得、これは時間の経過と共に補強材料の機械的特性に影響を及ぼすことは周知である。ＵＳ８３３８５１４Ｂ２は、プラスチックペレットの製造中に抗菌マスターバッチを添加することによる、セルロース系繊維の微生物による消化プロセスを開示している。当該物質は通常、当該抗菌物質が通常はポリマーマトリックス中に分布されているが、劣化した部分である繊維中のセルロースには結合していなかったため、活性化合物の分布に問題を有していた。 
【０００９】
ＵＳ８１８３１６７Ｂ１およびＵＳ８８３４９１７Ｂ２は、天然材料を維持するために不溶性の銅、銀粒子、およびナフテン酸銅（ＩＩ）または塩化亜鉛（ＩＩ）などの遷移金属を使用することを開示している。しかしながら、当該方法は、銅（ＩＩ）または銀塩溶液中での繊維の浸漬、それに続く乾燥、およびアスコルビン酸または水素化ホウ素ナトリウムなどの還元溶液中での第２の浸漬を含む、多段階の方法であった。当該プロセスはまた、次の段階でコーティングが必要とされる場合に限定的であり得る。これは、繊維に結合した粒子が、コーティング物質に結合し得るからである。さらに、抗菌粒子をコーティング溶液内に添加するときにも問題があった。当該粒子が凝集および沈殿したためであり、これは工業的規模での使用には好適でなかった。
【００１０】
補強材料として使用される炭素繊維およびガラス繊維は常に、有機キシラン、アクリレート、エポキシ、またはウレタンなどのコーティング溶液によりそれらの表面をコーティングされている。補強ペレットの製造プロセス中に材料の流動性を高めるために、天然繊維は、非常に低い全密度（おおよそ０．０８ｇ／ｃｍ３）を有し、柔らかい外観を有しており、これらは、一般的なツールを用いた補強材料の製造における使用に対する障害であった。
【００１１】
これらの問題を克服するために、Ｎａｍ，Ｇ（２０１４）Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎ  Ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  ＳｃｉｅｎｃｅｓおよびＵＳ８４１９９９１Ｂ２に開示される、ポリ（ビニルアルコール）での天然繊維の浸漬コーティングの研究は、セルロース誘導体、デンプン誘導体、またはポリ（ビニルアルコール）もしくはポリ（ビニルアセテート）を含むサイジング剤の使用を開示している。しかしながら、デンプン誘導体およびセルロース誘導体は高親水性であり、当該特性は材料の吸水率を高めることになり、これは微生物による材料の劣化に影響を及ぼす。さらに、高極性特性は、ポリマーマトリックスとの適合性を低下させる。別の事例では、ポリ（ビニルアセテート）は、製造プロセス中に繊維表面からポリマーマトリックスへと溶出し得る。これにより、繊維とポリマーマトリックスとの相互作用が低下する。 
【００１２】
上述のすべての問題から、本発明は、得られる繊維の特性がポリマーマトリックスと適合するように改善させ、抗菌特性を高め、それらの嵩密度および流動性を高めることにより得られる繊維の加工性を改善するために、天然繊維を処理するための水性サイジング組成物を開発することを目的とする。
【００１３】
さらに、本発明はまた、当該水性サイジング組成物による天然繊維の調製プロセスを開示している。当該プロセスは容易に実行することができ、溶出の問題を低減し、繊維の凝集および抗菌粒子の沈殿を低減する。 
【発明の概要】
【００１４】
本発明は、天然繊維に適用するための水性サイジング組成物に関し、本発明に係る処理プロセスから得られる天然繊維は、繊維とポリマーマトリックスとの間で良好な適合性を提供して抗菌相乗効果をもたらし、かつ工業的規模での製造問題を低減する、補強材料として適用され得る。当該組成物は、
（ａ）以下の構造（Ｉ）を有するポリマー材料であって、
【化１】
2021527762.tif 000003
（Ｉ）
式中、  Ｒがアルキル基を表し、  Ｘが、共有結合した可逆架橋性基を表し、
ｐ、ｑ、およびｒは、ポリマー主鎖上の重合度を表し、重合度の総和は５０より大きい、ポリマー材料と、
（ｂ）抗菌特性を有する水溶性金属錯体と、
（ｃ）酸化還元活性水溶性化合物と、を含む。
【００１５】
一実施形態では、本発明は、当該組成物からの天然繊維の調製プロセスに関する。当該プロセスは容易に実行することができ、溶出の問題、繊維の凝集を低減し、抗菌粒子の沈殿を低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】走査電子顕微鏡を使用した繊維の表面分析を示し、（ａ）本発明に係る水性サイジング組成物でコーティングされた繊維、および（ｂ）ポリビニルアセテートポリマー材料を含むサイジング組成物でコーティングされた繊維である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本明細書で使用される技術的用語または科学的用語は、別段の記載がない限り、当業者によるものと同様の定義を有する。本明細書で挙げられる任意のツール、機器、方法、または化学物質は、それらが本発明にのみ特化したツール、機器、方法、または化学物質であるとの別段の記載がない限り、当業者によって一般的に使用されているツール、機器、方法、または化学物質を意味する。特許請求の範囲または明細書において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と共に使用する単数名詞または単数代名詞は、「１」を意味し、かつ「１または複数」、「少なくとも１」および「１または１より多い」を含むことを意味する。本出願を通して、「約」という用語は、本明細書に出現または示される任意の数字が、機器、方法、または当該機器もしくは方法を使用する個人の任意のエラーにより変動または逸脱し得ることを意味し、これには、ポリマーの分子量などの物理的条件により生じる変動または逸脱が含まれる。 以下、発明の実施形態が示されるが、本発明の任意の範囲を限定する目的はない。
【００１８】
本発明は、熱可塑性物質における補強材料として使用される天然繊維を処理するための水性サイジング組成物であって、
（ａ）以下の構造（Ｉ）を有するポリマー材料であって、
【化２】
2021527762.tif 000004
（Ｉ）
式中、Ｒが、アルキル基を表し、  Ｘが、共有結合した可逆架橋性基を表し、
ｐ、ｑ、およびｒは、ポリマー主鎖上の重合度を表し、重合度の総和は５０より大きい、ポリマー材料と、
（ｂ）抗菌特性を有する水溶性金属錯体と、
（ｃ）酸化還元活性水溶性化合物と、を含む、水性サイジング組成物を開示する。
【００１９】
一実施形態では、Ｒは、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、または環状アルキル基から、好ましくは直鎖アルキル基から、最も好ましくはメチル基またはプロピル基から選択されるアルキル基を表す。
【００２０】
一実施形態では、Ｘは、架橋が他のポリマーまたは繊維内の他のセルロース組成物と結合している、共有結合した可逆架橋性基を表す。これは、サイジング組成物と天然繊維との間に強固な共有結合を形成することにより、表面の適合性、および形成プロセス中のポリマーマトリックスへのサイジング組成物の溶解の防止において重要な役割を有する。好ましくは、Ｘは、ホウ酸とジアルデヒドとの混合物から得られる。
【００２１】
一実施形態では、モル基準に基づいてホウ酸対ジアルデヒドの比は、１：２〜１：４の範囲内である。
【００２２】
一実施形態では、ジアルデヒドは、グリオキサール、スクシンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、またはそれらの混合物から選択される脂肪族ジアルデヒドである。
【００２３】
一実施形態では、ｐ、ｑ、およびｒ重合度の総和は、１００より大きい。好ましくは、ｐ、ｑ、およびｒ重合度の総和の１００％に基づいて、ｐ重合度の割合は７０〜９０％であり、ｑ重合度の割合は１０〜３０％であり、ｒ重合度の割合は０．０２〜１．２５％である。
【００２４】
ｐ、ｑ、およびｒ重合度は、ビニルアルカノエート単位、ビニルアルコール単位、およびビニル基単位の組成のランダムポリマーを与え、ｐ、ｑ、およびｒの比は、所望の水性サイジング組成物の特性にとってい重要である。高いｐ値は、ポリマーマトリックスに対する良好な適合性を与えるが、サイジング組成物の脱離も引き起こす。高いｑ値は天然繊維相に対する良好な適合性を与えるが、望ましくない吸水も増加させる。高いｒ値は、サイジング組成物と天然繊維との間の結合強度を高めるが、高すぎる値は、寒天様のテクスチャ、およびサイジング組成物の凝集を引き起こす。
【００２５】
一実施形態では、水溶性金属錯体は、金属と配位子との錯体であり、当該錯体は抗菌特性を有し、好ましくは銅錯体または銀錯体である。
【００２６】
一実施形態では、水溶性金属錯体の配位子は、ポリアミンまたはアミノカルボン酸塩から選択される。
【００２７】
一実施形態では、酸化還元活性水溶性化合物は、アルドヘキソース、アルドペントース、またはそれらの混合物から選択される。
【００２８】
一実施形態では、ポリマー材料は、ポリマー材料を７〜１５重量体積パーセント（％  ｗ／ｖ）、水溶性金属錯体を５０〜７５０百万分率（ｐｐｍ）、および酸化還元活性水溶性化合物を１００〜１５００百万分率（ｐｐｍ）含む。
【００２９】
一実施形態では、本発明は、熱可塑性物質において補強材料として使用される天然繊維の調製プロセスであって、（１）上述の水性サイジング組成物を用いて天然繊維をコーティングする段階と、（２）（１）で得られた天然繊維を加熱により乾燥させて、使用のために好適なサイズに切断する段階とを含む、プロセスに関する。
【００３０】
一実施形態では、段階（１）の天然繊維のコーティングは、５０℃未満の温度、好ましくは周囲温度の当該水性サイジング組成物に天然繊維を浸漬させることによって実行される。
【００３１】
一実施形態では、金属錯体を放出して抗菌粒子を提供するために、段階（２）の加熱による乾燥は、８０℃より高いまたはそれと等しい温度、好ましくは８０〜１４０℃の範囲内の温度で操作される。さらに、これにより、金属錯体の分解および酸化還元活性化合物での反応が引き起こされる。
【００３２】
一実施形態では、天然繊維を水性サイジング組成物に完全に浸漬させるために、天然繊維は繊維移送およびローラシステムにより移送されてもよい。その後、繊維は、ローラシステムによってプレスされ、余剰の液体を排出するために固定される。
【００３３】
一実施形態では、補強材料の製造のための切断繊維を製造するために、天然繊維は乾燥された後、移送されて自動切断機により切断される。切断繊維の好ましい長さは、それらが機械の中でくっつくことなく一般的な材料供給装置で使用され得ることを保証するために、１〜３．５ｍｍの範囲内である。 
【００３４】
一実施形態では、セルロース系繊維を製造するための天然繊維は、原繊維または処理済み繊維である。
【００３５】
一実施形態では、植物からセルロース系繊維を製造するための天然繊維には、綿、麻、ヘンプ、ジュート、パイナップル繊維、竹繊維、およびココナッツ繊維が含まれるがこれらに限定されず、好ましくは、ケナフ、ジュート、ヘンプ、またはそれらの混合物である。
【００３６】
一実施形態では、天然繊維は、リグニンおよび繊維からのいくらかのヘミセルロースなどの汚染物質を除去するために、アルカリ性溶液への浸漬に供され得る。
【００３７】
一実施形態では、本発明に係るプロセスから得られる天然繊維は、複合材料中のポリオレフィンにおいて補強材料として適用され得る。
【００３８】
一実施形態では、ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、それらのコポリマー、またはそれらの混合物から選択される。
【００３９】
一実施形態では、本発明からの天然繊維での補強から得られる複合材料は、本発明から得られる補強材料を含む複合ペレットから形成される加工品を製造するために工業において適用されることができ、これには、自動車産業における自動車部品、航空機部品、船舶部品、水パイプ、バケツ、物資支持物、電気器具部品、および車両部品が含まれるがこれらに限定されない。 
【００４０】
以下の実施例は、本発明の実施形態を示すためのみであり、いかなる方法でも本発明の範囲を限定するためではない。
【００４１】
水性エマルジョンサイジング組成物における水溶性金属錯体の安定性試験
水性エマルジョンサイジング組成物における水溶性金属錯体の安定性を試験するために、本発明に係る抗菌特性を有する金属錯体を含む当該水性エマルジョンサイジング組成物および比較用サンプルを、以下のように試験した。
【００４２】
以下の成分を含有する混合物を撹拌した。
−ｐ、ｑ、およびｒの総和の１００％に基づいて約７５％のｐ、約２４％のｑ、および約１％のｒを提供するための、ポリビニルアセテートとポリビニルアルコールとのコポリマー、ホウ酸、およびグリオキサールの混合物から得られる、１２％ｗ／ｖの構造（Ｉ）に係るポリマー。
−３００ｐｐｍの金属錯体、または表１に示される抗菌特性を有する金属錯体。
【００４３】
その後、安定性を試験するために、混合物を閉じた容器の中に２カ月間置いた。結果を表１に示す。
［表１］金属錯体または抗菌特性を有する金属錯体の安定性試験の結果
【表１】
2021527762.tif 000005
【００４４】
天然繊維の物理的特性に対する、本発明に係る水性サイジング組成物の効果
上記の詳細によって調製した構造（Ｉ）を有する１２％ｗ／ｖのポリマー材料と、２５０ｐｐｍの銀（Ｉ）ポリアミド錯体と、５００ｐｐｍのアルドヘキソースとを含む、本発明に係る水性サイジング組成物にアルカリ性金属処理済みケナフを浸漬させた。その後、得られた繊維を乾燥させて約２ｍｍの長さに切断した。
【００４５】
得られた繊維は良好な流動性を有し、かつ約０．１４ｇ／ｃｍ３の嵩密度値を有していたことが見出された。これは、低い流動性を有し、かつ約０．０９ｇ／ｃｍ３の嵩密度値を有していた、本発明に係るサイジング組成物を含まない繊維よりも良好であった。
【００４６】
コーティングプロセスに供された繊維とポリオレフィンとの適合性試験
本発明に係る水性サイジング組成物でのコーティングプロセスに供された繊維とポリオレフィンとの適合性を試験するために、当該研究において、以下に詳細により調製された、繊維とポリプロピレン−ポリエチレンブロックコポリマーとの複合材料をサンプルとして使用した。
【００４７】
ポリプロピレン−ポリエチレンブロックコポリマーを、上記の本発明に係る水性サイジング組成物でのコーティングプロセスに供された繊維と混合した。ここで、繊維の量は約３０重量％であった。これを、約１９０℃の温度で５分間、ブラベンダーで混合した。得られた複合体を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により分析した。結果を図１に示す。
【００４８】
図１（ａ）は、走査電子顕微鏡によって分析した、本発明に係る水性サイジング組成物でのコーティングプロセスに供された繊維の写真を示す。一方、図１（ｂ）は、走査電子顕微鏡によって分析した、ポリビニルアセテートであったポリマー材料でのコーティングプロセスに供された繊維の写真を示す。
【００４９】
図１（ａ）および１（ｂ）から、本発明に係る水性サイジング組成物に供されたサンプルが、本発明に係るコーティングから得られた繊維からのサイジング組成物の脱離を伴わずに良好な表面相互作用を与えたことが見出された。
【００５０】
本発明に係る水性サイジング組成物でのコーティングプロセスに供された天然繊維を含む複合材料の機械的特性試験
複合材料の機械的特性を試験するために、以下の複合材料の調製方法により、ポリプロピレンコポリマーおよびポリプロピレンポリマーを、本発明に係る水性サイジング組成物でのコーティングプロセスに供された天然繊維と混合した。
【００５１】
二軸スクリュー押出機により、４百分率（ｐｈｒ）を含有するポリプロピレンコポリマーまたはポリプロピレンポリマーのマスターバッチを混合した。ここで、複合材料の１０重量％、２０重量％、および３０重量％の、上記の本発明に係る水性サイジング組成物でのコーティングプロセスに供された天然繊維を、内部供給装置を介して供給した。二軸スクリュー押出機から得られたプラスチックペレットを射出成形に供して、これらのサンプルを試験した。結果を表２および表３に示す。
【００５２】
以下は、上記の方法から調製したサンプルのいくつかの特性の試験例であり、試験のために用いた方法および機器は一般に使用される方法および機器であり、本発明の範囲を限定する意図はない。
【００５３】
引張強度および引張弾性率試験
Ｉｎｓｔｒｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔモデル５５６７により、約５０ｍｍ／分の速度でＡＳＴＭ  Ｄ６３８規格の試験の前に３ｍｍの厚みを有する犬の骨の形状に形成されたサンプルを使用して引張強度および引張弾性率を試験した。ゲージ長さは約２５ｍｍであった。
【００５４】
曲げ強度および曲げ弾性率試験
Ｉｎｓｔｒｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔモデル２８１０により、曲げ強度および曲げ弾性率を試験した。４点試験を使用して、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０規格に従って剛性および半剛性材料を評価した。サンプルを射出成形に供して、３ｍｍの厚さ、１０ｍｍの幅、および６４ｍｍのプレス長さを有する試料を得た。
【００５５】
加熱撓み温度試験
Ｉｎｓｔｒｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔモデル  ＩＳＯ３０６により、加熱撓み温度を試験した。１２．７ｍｍの幅、１２０ｍｍの長さ、および３ｍｍの厚さを有する試料へと、試料を射出成形により形成した。ＡＳＴＭ  Ｄ６４８に従って加熱温度を試験した。
【００５６】
アイゾット衝撃弾性試験
Ｉｎｓｔｒｏｎ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔモデルＣＥＡＳＴ９０５０により、アイゾット衝撃弾性を試験した。１２．７ｍｍの幅、６３．５ｍｍの長さ、および３ｍｍの厚さを有する試料へと、得られた複合ペレットを射出成形により形成した。試験の前に、試料を１０．１６ｍｍの断片に切断した。
［表２］ポリマーマトリックスとしてポリプロピレンコポリマーを使用した複合材料の機械的特性
【表２】
2021527762.tif 000006
［表３］ポリマーマトリックスとしてポリプロピレンポリマーを使用した複合材料の機械的特性
【表３】
2021527762.tif 000007
【００５７】
表２および表３から、繊維が添加されると、ポリプロピレンコポリマーおよびポリプロピレンポリマーの機械的特性が高まることが見出された。プラスチックに混合した繊維の量が増加すると、引張弾性率、曲げ弾性率、および加熱撓み温度が著しく増加した。これは、本発明に係るプロセスから調製された天然繊維によって引き起こされた。
【００５８】
本発明の好ましい実施形態
本発明の好ましい実施形態は、発明の説明において提供される通りである。
【図１（ａ）】
2021527762.tif 000011
【図１（ｂ）】
2021527762.tif 000012
【国際調査報告】
2021527762.tif 000013
2021527762.tif 000014