WO2025173689A1 - 成形面ファスナーおよびその製造方法ならびに面ファスナー重ね合わせ体 - Google Patents
成形面ファスナーおよびその製造方法ならびに面ファスナー重ね合わせ体Info
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- WO2025173689A1 WO2025173689A1 PCT/JP2025/004412 JP2025004412W WO2025173689A1 WO 2025173689 A1 WO2025173689 A1 WO 2025173689A1 JP 2025004412 W JP2025004412 W JP 2025004412W WO 2025173689 A1 WO2025173689 A1 WO 2025173689A1
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- A44B—BUTTONS, PINS, BUCKLES, SLIDE FASTENERS, OR THE LIKE
- A44B18/00—Fasteners of the touch-and-close type; Making such fasteners
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/10—Esters; Ether-esters
- C08K5/11—Esters; Ether-esters of acyclic polycarboxylic acids
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/08—Cellulose derivatives
- C08L1/10—Esters of organic acids, i.e. acylates
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08L101/16—Compositions of unspecified macromolecular compounds the macromolecular compounds being biodegradable
Definitions
- This disclosure relates to a biodegradable molded hook-and-loop fastener based on ISO 14851, a method for manufacturing the same, and a hook-and-loop fastener stack including the same.
- Hook-and-loop fasteners are capable of fastening hook-type engaging elements and loop-type engaging elements together using the physical engaging force between them, and are used in a variety of products, including everyday items.
- Hook-and-loop fasteners with hook-type engaging elements are broadly divided into woven hook-and-loop fasteners, which use woven fabric as the base fabric, and molded hook-and-loop fasteners, which use a resin molded material as the base material.
- Molded hook-and-loop fasteners offer a high degree of freedom in designing the shape of the engaging elements that protrude from the base, and are advantageous in that they increase the engaging force. Molded hook-and-loop fasteners are further broadly divided into injection-molded and extrusion-molded types.
- molten resin is forced into a cavity, and the shape of the cavity is used to form the engaging elements.
- extrusion molding type a tape-like material comprising a substrate and engaging element rows is first formed by extrusion molding, and after multiple slits are made in the engaging element rows, the tape-like material is stretched to form the engaging elements.
- molded hook-and-loop fasteners can be manufactured by molding resin.
- Plastic products are indispensable in everyday life because they are lightweight and inexpensive, but at the same time, there is a growing demand for biodegradable resins, which have a smaller impact on the natural environment when discarded.
- Patent Document 1 JP 11-181261 A discloses a biodegradable resin molded article that is made from a resin material in which starch is added to a biodegradable resin whose main component is a polybutylene succinate-based and/or polyethylene adipate-based aliphatic polyester.
- Patent Document 2 discloses a hook-shaped molded surface fastener having a substrate and numerous hook-shaped engaging elements protruding from its surface, with the substrate and the hook-shaped engaging elements both made of a resin mixture having polybutylene succinate as a continuous phase and a specific starch and polyvinyl alcohol as dispersed phases.
- Patent Document 3 discloses a cellulose ester composition containing a cellulose ester as component (A), an adipate ester compound as component (B), and a citrate ester compound as component (C).
- Patent Document 1 and Patent Document 2 use aliphatic polyesters to ensure biodegradability, but Patent Document 1 assumes biodegradability after composting, while Patent Document 2 focuses on biodegradability in soil maintained at 40°C, so there is room for further improvement in terms of biodegradability.
- Patent Document 3 describes a cellulose ester composition with excellent biodegradability, but the document makes no mention of producing hook-and-loop fasteners.
- the object of this disclosure is to provide a molded hook-and-loop fastener that combines biodegradability based on ISO 14851 with the engagement strength required of a hook-and-loop fastener.
- a molded surface fastener having a substrate having a first surface and a second surface, and hook-type engaging elements protruding from at least one of the surfaces thereof, wherein the substrate and the hook-type engaging elements are both made of a cellulose ester resin composition, the cellulose resin composition contains a cellulose ester and an adipic acid ester compound in a weight ratio of cellulose ester/adipic acid ester compound of 94/6 to 55/45 (preferably 88/12 to 60/40, more preferably 87/13 to 70/30), and the orientation degree of the substrate in the machine direction is 0.120 to 0.390 (preferably 0.140 to 0.385, more preferably 0.160 to 0.370, even more preferably 0.185 to 0.360, particularly preferably 0.200 to 0.340).
- Aspect 3 3. The molded surface fastener according to Aspect 1 or 2, wherein the cellulose ester is cellulose acetate having an average degree of substitution of 2.0 to 2.6 (preferably 2.1 to 2.5, more preferably 2.3 to 2.5).
- Aspect 4 A molded surface fastener according to any one of Aspects 1 to 3, wherein the cellulose ester is cellulose acetate having a weight average molecular weight (Mw) of 100,000 to 1,000,000 (preferably 100,000 to 500,000, more preferably 100,000 to 300,000).
- Mw weight average molecular weight
- Aspect 6 A hook-and-loop fastener stack composed of a plurality of hook-and-loop fasteners, in which a substrate or base fabric of another hook-and-loop fastener is joined to a substrate of a molded hook-and-loop fastener described in any one of aspects 1 to 5, and the hook-and-loop fastener stack has engaging elements of the molded hook-and-loop fastener on one side and hook-type engaging elements or loop-type engaging elements of the other hook-and-loop fastener on the other side.
- a hook-and-loop fastener stack constituted by a plurality of hook-and-loop fasteners, in which a substrate of one molded hook-and-loop fastener is joined to a substrate of another molded hook-and-loop fastener, and the molded hook-and-loop fasteners in the hook-and-loop fastener stack are all constituted by the molded hook-and-loop fastener described in any one of aspects 1 to 5.
- Aspect 8 a step of pouring a melt of a cellulose ester resin composition onto the surface of a metal roll having perforated cavities, forcing the melt into the cavities, and forming a sheet-like material from the melt on the surface of the metal roll; and a step of peeling the sheet-like material from the surface of the metal roll to obtain a molded surface fastener comprising a substrate having a first surface and a second surface, and hook-type engaging elements or precursors thereof protruding from at least one of the surfaces of the substrate.
- a method for producing a molded surface fastener according to any one of Aspects 1 to 5, comprising: Aspect 9 a step of melt-extruding a cellulose ester resin composition through a slit having a predetermined shape to obtain a substrate precursor and a molded surface fastener precursor having a plurality of rows for engaging elements protruding from one surface of the substrate precursor; a step of making a plurality of small slits in the row direction in the row row from the tip of the row toward the substrate precursor to a predetermined position on the row; and a step of stretching the molded surface fastener precursor in the row direction to widen the slit intervals and obtain a molded surface fastener comprising a substrate having a first surface and a second surface and hook-type engaging elements protruding from at least one of the surfaces.
- a method for producing a molded surface fastener according to any one of Aspects 1 to 5, comprising:
- the machine direction (MD) of the substrate is the direction in which the substrate advances due to the rotation of the metal roll in the case of an injection molding type, and is the extrusion direction or the row direction of the hook-type engaging elements in the case of an extrusion molding type.
- the range "X to Y” means "X or more and Y or less.”
- Polyethylene adipate may be excluded from the adipic acid ester compounds.
- the molded hook-and-loop fastener of the present disclosure can satisfy the engagement force required of a hook-and-loop fastener while also being biodegradable in accordance with ISO 14851.
- FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of manufacturing a molded surface fastener according to the present disclosure.
- 1 is a schematic perspective view showing an example of a molded surface fastener of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic front view illustrating an engaging element according to one aspect of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating an engaging element according to one aspect of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic partial perspective view illustrating an example of a molded surface fastener precursor.
- 1 is a schematic partial perspective view showing an example of a molded surface fastener of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic front view illustrating an engaging element according to one aspect of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic front view illustrating an engaging element according to one aspect of the present disclosure.
- 1 is a graph illustrating a load-elongation curve obtained in a tensile test.
- the molded surface fastener of the present disclosure is a molded surface fastener having a substrate having a first surface and a second surface, and hook-type engaging elements protruding from at least one of the surfaces, and both the substrate and the hook-type engaging elements are composed of a cellulose ester resin composition.
- the cellulose ester resin composition can use known cellulose esters, such as cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, polycaprolactone-grafted cellulose acetate, acetyl methyl cellulose, acetyl ethyl cellulose, acetyl propyl cellulose, acetyl hydroxyethyl cellulose, acetyl hydroxypropyl cellulose, etc. These cellulose esters may be used alone or in combination of two or more.
- cellulose ester resin compositions containing at least one selected from the group consisting of cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose acetate propionate, and cellulose acetate butyrate preferred are cellulose ester resin compositions containing cellulose acetate.
- Cellulose acetate can be produced, for example, by reacting raw cellulose (e.g., various wood pulps, linter pulp, etc.) with an acylating agent such as acetic anhydride or glacial acetic acid in the presence of an acylation catalyst such as sulfuric acid to acetylate it and achieve the desired average degree of substitution.
- an acylating agent such as acetic anhydride or glacial acetic acid
- an acylation catalyst such as sulfuric acid
- General cellulose acetate is commercially available from Daicel Corporation under the trade names "L-20,” “L-30,” “L-50,” and “L-70” as part of the L series.
- the cellulose ester resin composition contains an adipic acid ester compound to improve fluidity during melt molding and to reduce the degree of orientation of the hook-and-loop fastener substrate in the machine direction.
- Adipic acid ester compounds include esters of adipic acid and at least one alcohol selected from the group consisting of aromatic alcohols and aliphatic alcohols. Adipic acid ester compounds may be used alone or in combination.
- the alkyl group of the benzyl alkyl diglycol adipate may be either linear or branched, but linear groups are preferred.
- the alkyl group may have, for example, 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms.
- Particularly preferred benzyl alkyl diglycol adipates have a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as benzyl methyl diglycol adipate, benzyl ethyl diglycol adipate, benzyl n-propyl diglycol adipate, and benzyl n-butyl diglycol adipate.
- the hook-and-loop fastener will be too soft to exert the required engaging force.
- the content of the adipic acid ester compound is too low, not only will it be difficult to control the degree of orientation, but the hook-and-loop fastener will be too hard and brittle to exert the required engaging force.
- the cellulose ester resin composition may contain 50% or more by weight of cellulose ester, preferably 55 to 94% by weight, more preferably 60 to 88% by weight, and even more preferably 70 to 87% by weight.
- the cellulose ester resin composition is the component that constitutes the substrate of the molded surface fastener and the main body of the hook-type engaging elements; adhesives applied to the surface do not fall under the category of components of the cellulose ester resin composition. Components that are thought to have bled out are considered to be components of the cellulose ester resin composition.
- the molded surface fastener may be either an injection molded type or an extrusion molded type, and can be produced by adjusting the orientation of the substrate in the machine direction within a predetermined range depending on the type.
- the manufacturing method (I) of the injection-molded type molded surface fastener comprises the steps of pouring a molten cellulose ester resin composition onto the surface of a metal roll having a perforated cavity, forcing the molten material into the cavity, and forming a sheet-like material of the molten material on the surface of the metal roll, and peeling the sheet-like material from the surface of the metal roll to obtain a molded surface fastener comprising a substrate having a first surface and a second surface, and hook-type engaging elements or precursors thereof protruding from at least one of the surfaces.
- the resin composition present in the cavity and on the surface of the metal roll (R1) is cooled and solidified by the refrigerant that is constantly circulating within the metal roll (R1), thereby obtaining a sheet-like material (S).
- FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of such a molded surface fastener (10).
- the molded surface fastener (10) peeled off from the metal roll (R1) may comprise a precursor of a hook-type engaging element.
- a further step may be carried out to shape it into a hook-type engaging element.
- Such a step may include, for example, a step of heating and melting the tip of the precursor of the hook-type engaging element protruding from the substrate to form a mushroom-shaped bulging head.
- the fluidity of the cellulose ester resin composition to be subjected to injection molding can be controlled by increasing or decreasing the amount of plasticizer, such as an adipic acid ester compound, thereby controlling the degree of orientation of the resulting molded surface fastener.
- the weight ratio of cellulose ester to adipic acid ester compound, as cellulose ester/adipic acid ester compound is 94/6 to 55/45, preferably 85/15 to 60/40, more preferably 80/20 to 65/35, and even more preferably 75/25 to 70/30.
- the temperature (or melting temperature) of the melted cellulose ester resin composition can be set appropriately depending on the type of resin composition, but for example, the nozzle temperature during discharge may be 200 to 280°C, preferably 210 to 260°C, and more preferably 210 to 250°C.
- the metal roll surface temperature is preferably a temperature just before the traveling sheet melts and breaks. While this varies depending on the amount of plasticizer added, a temperature near the glass transition temperature of the cellulose ester resin composition is appropriate.
- the metal roll surface temperature is preferably 20 to 40°C higher than the metal roll surface temperature when injection molding a general-purpose resin, i.e., molding is performed under slow cooling conditions relative to the molten material temperature.
- the take-up speed from the metal roll by the nip roll may be, for example, 8 to 25 m/min, preferably 10 to 20 m/min, and more preferably 13 to 18 m/min. If the take-up speed by the nip roll is less than 8 m/min, productivity will be poor, and if it exceeds 25 m/min, manufacturing problems will tend to increase, which may result in a lower yield.
- each cavity provided in the metal roll may be any known or conventional shape, and may be, for example, a cavity capable of forming an engaging element having a wavy cross section as shown in Fig. 3.
- wavy means that the cross section of the engaging element becomes thinner from the base to the tip of the substrate, and gradually curves from the middle, with the tip pointing in a direction slightly closer to the substrate surface.
- the cavity may have a substantially cylindrical shape, and in this case, the substantially cylindrical protruding portion can be used as a hook-type engaging element precursor that protrudes from the substrate.
- the individual cavities formed in the metal roll may be cavities for forming engaging elements of a single shape, or cavities for forming engaging elements of multiple shapes.
- the cavities are preferably formed using a ring-shaped mold, and although cavities of different shapes may be formed in the ring-shaped mold, it is preferable that multiple cavities of the same shape be formed.
- the ring-shaped mold may be used alone or in combination of two or more types.
- An example of a cavity for forming multiple shapes is one that is created by stacking, in order, a ring-shaped mold having a hook-type engagement element shape having a first shape engraved on its outer circumference, a metal ring that is not engraved in such a shape, a ring-shaped mold having a hook-type engagement element shape having a second shape that is different from the hook-type engagement element shape described above, and a metal ring that is not engraved in such a shape.
- the thickness of the ring-shaped mold can be set appropriately depending on the shape of the cavity, but may be, for example, 0.2 to 0.5 mm.
- a cavity for a hook-type engaging element can also be provided on the drum roll (R2) side, resulting in a so-called double-sided hook-and-loop fastener having hook-type engaging elements on both the first and second surfaces.
- the specific extent to which the tips of the hook-type engaging elements are slightly closer to the substrate is not particularly limited, but it is preferable that the lower ends of the hook-type engaging elements at their tips are closer to the substrate by 2 to 8% of the height of the hook-type engaging elements than the lower ends of the hook-type engaging elements at their tops.
- H0 represents the height of the hook-type engaging element from the substrate
- H1 represents the height of the lower end of the hook-type engaging element at its top from the substrate
- H2 represents the height of the lower end of the hook-type engaging element at its tip from the substrate.
- the height (H 0 ) of the hook-type engaging element is, for example, 1.0 to 2.0 mm
- the spread (A) of the base (root part) is, for example, 0.7 to 1.3 mm
- the spread (B) at a point two-thirds of the height of the engaging element from the base is, for example, 0.15 to 0.4 mm
- hook-type molded surface fastener it is preferable that 98% or more of the hook-type engaging elements have tips that face in a direction approaching the base surface.
- the width (W) of the hook-type engaging element at the top of the hook-type engaging element shown in Figure 4 is preferably 0.2 to 0.4 mm, and the width of the hook-type engaging element may be the same from the base to the tip of the hook-type engaging element, or may become thinner toward the tip. However, when the ring-shaped mold described above is used, the width of the hook-type engaging element will inevitably be approximately the same from the base to the tip of the hook-type engaging element.
- the thickness ( T2 ) of the hook-type engaging element at the top is preferably 0.15 to 0.35 mm, which is smaller than the above W. It is preferable that each of the hook-type engaging elements constituting the hook-type molded surface fastener is a single piece all the way to the tip, which means that it does not split into multiple pieces along the way.
- the spacing (C) between adjacent hook-type engaging elements in the row direction is preferably 1.2 to 2.2 mm, i.e., one hook-type engaging element per row length of 1.2 to 2.2 mm. More preferably, it is one hook-type engaging element per row length of 1.3 to 1.8 mm.
- the spacing between adjacent rows of engaging elements is preferably in the range of 0.4 to 1.0 mm, i.e., one row of hook-type engaging elements is present on a substrate with a width of 0.4 to 1.0 mm. More preferably, one row of hook-type engaging elements is present in a width of 0.5 to 0.8 mm.
- the method (II) for producing an extrusion-molded type molded surface fastener includes the steps of: melt-extruding a cellulose ester resin composition through a slit having a predetermined shape to obtain a molded surface fastener precursor having a substrate precursor and a plurality of rows for engaging elements protruding from one surface of the substrate precursor; a step of making a plurality of small slits in the row direction in the row row from the tip of the row toward the substrate precursor to a predetermined position on the row; and a step of stretching the molded surface fastener precursor in the row direction to widen the slit intervals and obtain a molded surface fastener comprising a substrate having a first surface and a second surface and hook-type engaging elements protruding from at least one of the surfaces. It is equipped with:
- the weight ratio of cellulose ester to adipate ester compound is 94/6 to 55/45, preferably 85/15 to 60/40, and more preferably 80/20 to 70/30. If the amount of plasticizer is too small and outside the aforementioned range, the resin composition will have low fluidity when melted and will remain hard and brittle even after solidification, making it prone to cracking in the orientation direction (machine direction). On the other hand, if the amount of plasticizer is too high, the plasticizer may bleed out during molding or when maintained at high temperatures.
- the temperature (or melting temperature) of the melted cellulose ester resin composition can be, for example, within the range described in the above-mentioned production method (I).
- a resin composition for a hook-type molded surface fastener is melt-extruded through a nozzle having a slit formed with the desired cross-sectional shape, and then cooled to obtain a molded surface fastener precursor having the cross-sectional shape.
- Figure 5 shows a schematic partial perspective view illustrating an example of a molded surface fastener precursor.
- rows (25, 25) for hook-type engaging elements protrude from the first surface of the substrate precursor (24) in the extrusion direction (X) of the molded surface fastener precursor (20).
- the rows for hook-type engaging elements are continuous convex portions provided to form the hook-type engaging elements.
- the extrusion direction (X) of the molded surface fastener precursor (20) is the same as the direction of the rows for hook-type engaging elements.
- Figure 5 shows a cross section (24') of the substrate precursor (24) cut between the rows for hook-type engaging elements (25), and the molded surface fastener precursor (20) may have further rows for hook-type engaging elements (25) formed continuously from the same cross section.
- the width of the molded surface fastener precursor (20) may be, for example, 20 to 80 mm, preferably 30 to 60 mm.
- the number of rows for hook-type engaging elements present in the width direction of the molded surface fastener precursor may be, for example, 3 to 8, preferably 4 to 6, per 1 cm of width of the molded surface fastener precursor (20).
- the substrate precursor may also have rows of hook-type engaging elements formed on the first and second surfaces, in which case a so-called double-sided surface fastener having hook-type engaging elements on the first and second surfaces can be obtained.
- slits are made in the rows (25) for the hook-type engaging elements in the width direction (Y) of the molded surface fastener precursor (20), from the tip of the rows in the height direction toward the substrate precursor to a predetermined position on the rows. Note that slits may or may not be made in the rows for the embedded elements.
- the lower part of the rows where no cuts are made can be used as the ridges of the molded surface fastener.
- the ridges will exist continuously in the extrusion direction of the molded surface fastener.
- the intervals between the slits provided in the rows for hook-type engaging elements and, if necessary, the rows for embedded elements are not particularly limited, but are preferably 0.20 to 0.60 mm, more preferably 0.30 to 0.55 mm.
- the molded hook-and-loop fastener precursor is stretched in the extrusion direction (X). Stretching widens the slits made in each row, causing the rows to become rows of numerous independent hook-type engaging elements, resulting in a hook-and-loop fastener or its precursor comprising a substrate having a first surface and a second surface, and hook-type engaging elements or their precursors protruding from at least one of the surfaces. Therefore, the extrusion direction (X) is also the row direction of the hook-type engaging elements.
- the stretching ratio (the ratio of the length of the molded surface fastener precursor after stretching to the length of the molded surface fastener precursor before stretching) may be, for example, 1.40 to 2.60 times, preferably 1.50 to 2.50 times, and more preferably 1.60 to 2.45 times, from the viewpoint of controlling the degree of orientation of the substrate.
- the stretching temperature can be set appropriately depending on the softening temperature of the cellulose ester resin composition, but may be, for example, 110 to 180°C, preferably 120 to 170°C, and more preferably 125 to 150°C.
- the molded hook-and-loop fastener When the molded hook-and-loop fastener is manufactured by the above-mentioned manufacturing method (II), i.e., extrusion molding, one embodiment of the molded hook-and-loop fastener is shown in Figure 6, for example.
- the molded hook-and-loop fastener (30) may have a substrate (31) and hook-type engaging elements (32) rising from its surface.
- the hook-type engaging elements (32) have a stem portion (33) rising from the substrate (31) and a protruding portion (36).
- a ridge portion (38) is formed on the stem portion (33) facing the substrate (31).
- the protruding portions (36) are symmetrical in the left-right direction from the stem portion (33), with two protruding portions (36) protruding above and below the stem portion (33), each protruding in a direction approximately perpendicular to the row direction (X) of the hook-type engaging elements.
- the tips of the protruding portions (36) are all close to the surface of the substrate (31).
- the ratio of the spacing (mm) between the stem portions to the thickness (mm) of the stem portions may be, for example, 0.30 to 0.80, and more preferably 0.45 to 0.65. This spacing is preferable because it prevents loop-type engaging elements from engaging with specific hook-type engaging elements in a biased manner, preventing such loop-type engaging elements from breaking, and/or preventing the hook-type engaging elements from falling over.
- the cross-sectional shape of the hook-shaped engaging element may be various, such as engaging elements having a generally Y-shaped cross section, engaging elements having an umbrella-shaped cross section, engaging elements having a generally T-shaped cross section, engaging elements having a mushroom-shaped cross section, engaging elements having an arrowhead-shaped cross section, engaging elements having a two-stage arrowhead-shaped cross section, and engaging elements having a wavy cross section, as shown in Figure 7.
- Figure 7 shows a schematic cross-sectional view of each engaging element protruding from the substrate.
- these engaging elements may have ridges in the portion that contacts the substrate, in which case the engaging element may protrude from the ridges.
- the shape of the hook-shaped engaging element may also be a precursor shape capable of forming a mushroom-shaped swollen head, as described for the injection molding type.
- the molded surface fastener has a substrate having a first surface and a second surface, and hook-type engaging elements protruding from at least one of the surfaces, wherein the substrate and the hook-type engaging elements are both made of a cellulose ester resin composition, and the orientation degree of the substrate in the machine direction is 0.120 to 0.390, preferably 0.140 to 0.385, more preferably 0.160 to 0.370, even more preferably 0.185 to 0.360, and particularly preferably 0.200 to 0.340.
- the orientation degree is a value measured by the method described in the Examples below.
- the degree of orientation is too low, it becomes difficult to form the engaging elements of the molded hook-and-loop fastener, and the required engaging force of the hook-and-loop fastener cannot be achieved. If the degree of orientation is too high, it is undesirable because it reduces biodegradability according to ISO 14851. Furthermore, if the degree of orientation is too high, the base portion of the hook-and-loop fastener is likely to become brittle, and there is a risk that the engaging force will decrease with repeated use.
- the hook-type engaging element may protrude only from the first surface, or may protrude from both the first surface and the second surface.
- the molded hook-and-loop fastener may have a biodegradability according to ISO 14851 of, for example, 5% or more, preferably 7% or more, and more preferably 9% or more after 3 days.
- the biodegradability according to ISO 14851 is a value measured by the method described in the examples below.
- the strain in the machine direction of the substrate of the molded surface fastener may be, for example, 2.5 to 15.0%, preferably 3.0 to 15.0%, more preferably 3.5 to 14.0%, and more preferably 5.0 to 13.0%.
- the strain is a value measured using the method described in the examples below. In the case of extrusion molding, it can be controlled by the stretching ratio, etc. In the case of injection molding, there is no stretching step, but the strain of the substrate can be controlled by the amount of plasticizer added and the surface temperature of the metal roll (mold roll), etc.
- the elastic modulus of the substrate of the molded surface fastener in the machine direction may be, for example, 10,000 to 50,000 N, preferably 12,000 to 45,000 N, and more preferably 13,000 to 42,000 N.
- the elastic modulus is a value measured using the method described in the examples below.
- the elastic modulus of the substrate of the molded surface fastener is primarily affected by the addition ratio and degree of orientation of the cellulose ester and plasticizer in the cellulose ester resin composition; as the amount of plasticizer increases, the elastic modulus becomes lower and the material becomes softer, and as the amount of plasticizer decreases, the elastic modulus becomes higher, and the material tends to become hard and brittle. Furthermore, as the degree of orientation increases, the elastic modulus tends to increase, and as the degree of orientation decreases, the elastic modulus tends to decrease.
- the thickness of the substrate of the molded surface fastener may be, for example, 0.1 to 0.4 mm, preferably 0.2 to 0.3 mm, from the standpoint of flexibility and strength.
- the density of the hook-type engaging elements present on the substrate of the molded surface fastener may be, from the viewpoint of engaging force, for example, in the range of 40 to 160 pieces/cm 2 , preferably 50 to 140 pieces/cm 2 .
- the present disclosure may also include a hook-and-loop fastener overlaid material.
- the hook-and-loop fastener overlaid material is an assembly of multiple hook-and-loop fasteners, in which a substrate or base fabric of another hook-and-loop fastener is joined to a substrate of a molded hook-and-loop fastener of the present disclosure, and one surface of the overlaid fastener is provided with engaging elements of the molded hook-and-loop fastener, and the other surface of the overlaid fastener is provided with hook-type engaging elements or loop-type engaging elements of the other hook-and-loop fastener.
- the other hook-and-loop fastener may be a molded hook-and-loop fastener or a woven hook-and-loop fastener.
- the hook-and-loop fastener stack may have a substrate of one molded hook-and-loop fastener joined to a substrate of another molded hook-and-loop fastener, and all of the molded hook-and-loop fasteners in the hook-and-loop fastener stack may be constructed of the molded hook-and-loop fastener of the present disclosure.
- the surface fastener stack may have hook-type engaging elements on both surfaces.
- two molded surface fasteners of the present disclosure may be prepared, and the second surfaces of the substrates of each molded surface fastener (i.e., the surfaces on which engaging elements are not formed) may be bonded together by thermocompression bonding using a hot melt resin (where the melting point or softening point of the hot melt resin is lower than the softening point of the molded surface fastener) or by a biodegradable adhesive, etc., to obtain a molded surface fastener stack having hook-type engaging elements on both the front and back surfaces.
- a hot melt resin where the melting point or softening point of the hot melt resin is lower than the softening point of the molded surface fastener
- biodegradable adhesive etc.
- hook-and-loop fasteners may completely overlap each other, or they may only partially overlap.
- the engaging elements may be formed back-to-back.
- the engaging elements on the front and back surfaces may not overlap, but may be formed with a predetermined distance between them.
- cellulose ester fibers include cellulose ester fibers obtained by dry spinning a resin equivalent to the resin used in the present disclosure after dissolving it in acetone, and cellulose ester fibers obtained by melt spinning.
- loop surface fasteners made of biodegradable fibers include those in which loops made of the same biodegradable fibers are present on the surface of nonwoven fabrics or woven or knitted fabrics made of such biodegradable fibers. Specifically, in the case of nonwoven fabrics, biodegradable fibers are formed into a web, which is then entangled by needle punching or the like, and the surface is raised as necessary to form loops of the biodegradable fibers on the surface of the nonwoven fabric.
- examples include a woven fabric loop surface fastener in which a biodegradable fiber is used as the spun yarn, and a woven fabric is made using this spun yarn as the warp and weft. This spun yarn is then woven into the woven fabric parallel to the warp, with loops occasionally projecting from the surface of the woven fabric; and a knitted fabric loop surface fastener in which a knitted fabric is made using spun yarn made from such a biodegradable fiber, and the surface of the knitted fabric is raised with card clothing or the like, with loops of biodegradable fiber present on the woven fabric surface.
- a woven fabric can be made using the multifilament yarn as the warp and weft, and a multifilament yarn for loop-type engaging elements is woven parallel to the warp, with loops occasionally projecting from the surface of the woven fabric.
- biodegradable multifilament yarn may be made into a nonwoven fabric by a spunbonding method, and the surface of the nonwoven fabric may be raised to have loops made of biodegradable fibers protruding from the surface.
- a loop surface fastener it is preferable to heat-press the back surface or a part of the back surface to fix the fibers together so that the loop-type engaging elements are not pulled out of the base fabric.
- the biodegradable loop surface fastener is required to have sufficient tensile strength on its own, and therefore the above-mentioned tricot knit fabric is preferred as the biodegradable loop surface fastener.
- the molded hook-and-loop fastener of the present disclosure has sufficient engaging force and is biodegradable in the ocean. Therefore, it can be used in a variety of fields where biodegradability can be utilized, and can be effectively used in a wide range of applications, including agricultural materials, forestry materials, fisheries materials, civil engineering materials, clothing materials, household materials, sanitary materials, and medical materials. Furthermore, because such molded hook-and-loop fasteners exhibit good biodegradability in soil, they can be used, for example, for bundling and fastening materials in various marine aquaculture facilities, and for fastening materials in soil and earth where agricultural crops are grown. In particular, because they are marine biodegradable, they are suitable because they can exert engaging force when bundling and fastening materials in various marine aquaculture facilities, and because they decompose over time, they do not pose a threat to marine life.
- the weight average molecular weight Mw of cellulose acetate can be determined by GPC analysis under the following conditions.
- Solvent NMP Measurement column: PolyPore (7.8 mm ⁇ 30 cm) manufactured by Agilent Technologies, Inc., two columns with guard columns. Flow rate: 0.5 ml/min. Temperature: 29°C Sample concentration: 0.5 wt% Injection volume: 50 ⁇ l Detection: RI Standard material: PMMA (molecular weight 675,500, molecular weight 504,500, molecular weight 223,900, molecular weight 66,650, molecular weight 26,550, molecular weight 6,140, molecular weight 1,780)
- the degrees of acetyl substitution at the 2-, 3-, and 6-positions of the glucose ring of cellulose acetate can be measured by NMR according to the method of Tezuka (Tezuka, Carbohydr. Res., 273, 83 (1995)). Specifically, the free hydroxyl groups of a cellulose acetate sample are propionylated with propionic anhydride in pyridine. The resulting sample is dissolved in deuterated chloroform, and a 13C -NMR spectrum is measured.
- Carbon signals of the acetyl groups appear in the 169-171 ppm region, in the order of 2-, 3-, and 6-positions, from the high magnetic field, and signals of the carbonyl carbons of the propionyl groups appear in the same order in the 172-174 ppm region.
- the degrees of acetyl substitution at the 2-, 3-, and 6-positions of the glucose ring of the original cellulose acetate can be determined from the abundance ratio of acetyl groups to propionyl groups at the corresponding positions (in other words, the area ratio of each signal).
- the degree of acetyl substitution can also be analyzed by 1 H-NMR in addition to 13 C-NMR.
- the average degree of acetyl substitution in the present disclosure is the sum of the degrees of acetyl substitution at the 2-, 3-, and 6-positions of the glucose ring of cellulose acetate, determined by the above-mentioned measurement method.
- the two-dimensional diffraction image obtained by the above measurement was converted into an azimuth angle-intensity profile, with the horizontal axis being the azimuth angle ( ⁇ ) and the vertical axis being the X-ray diffraction intensity, under the conditions of a diffraction angle (2 ⁇ ) of 7.5 to 8.5°, an azimuth angle ( ⁇ ) of 0 to 360°, and a step width of 0.5°.
- the degree of orientation f was calculated from the obtained azimuth angle-intensity profile using the following equations (1) and (2).
- f is the degree of orientation
- Ii is the peak intensity at azimuth angle ⁇ i .
- the integral range i is the azimuth angle from 0 to 90 degrees.
- E Tensile modulus (N) P: Load at maximum tangent angle point A (N) l: test length (mm) l': length of TH (mm), where H is the intersection of the perpendicular line and the horizontal axis at the maximum point A, and T is the intersection of the tangent line and the horizontal axis.
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Abstract
成形面ファスナーおよびその製造方法を提供する。前記成形面ファスナー(10)は、基板(11)およびその表面から突出するフック型係合素子(12)を有する成形面ファスナーであって、該基板(11)および該フック型係合素子(12)がともにセルロースエステル樹脂組成物で構成され、該セルロース樹脂組成物がセルロースエステルおよびアジピン酸エステル系化合物を、セルロースエステル/アジピン酸エステル系化合物の重量比94/6~55/45で含み、該基板(11)の機械進行方向の配向度が0.120~0.390である。
Description
本願は、日本国で2024年2月16日に出願した特願2024-022408の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本出願の一部をなすものとして引用する。
本開示は、ISO14851に基づく生分解性を有する成形面ファスナーおよびその製造方法、ならびにこれを含む面ファスナー重ね合わせ体に関する。
面ファスナーは、フック型係合素子とループ型係合素子との間で物理的な係合力を利用して互いを固定することが可能であり、日用製品をはじめとする様々な製品において利用されている。フック型係合素子を有する面ファスナーは、織物を基布として備える織物面ファスナーと、樹脂成形物を基板として備える成形面ファスナーに大別される。
成形面ファスナーは、基板から突出する係合素子の形状について、設計する上で自由度が高く、係合力を高める点で有利である。成形面ファスナーは、さらに、射出成形タイプと、押出成形タイプとに大別される。
射出成形タイプでは、樹脂溶融物をキャビティに圧入し、キャビティの形状を利用して係合素子を形成する。一方、押出成形タイプでは、一旦、基板と係合素子用列条とを備えるテープ状物を押出成形により形成し、前記係合素子用列条に複数の切れ目を入れた後、テープ状物を延伸させて係合素子を形成する。
このように成形面ファスナーは樹脂を成形することにより製造することができる。プラスチック製品は、軽量かつ安価であるために日常生活に欠かせないが、その一方で、廃棄された際に自然環境に与える負荷の小さい生分解性樹脂を使用する需要が高まっている。
例えば、特許文献1(特開平11-181261号公報)には、ポリブチレンサクシネート系及び/又はポリエチレンアジペート系脂肪族ポリエステルを主成分とする生分解性樹脂に澱粉を添加した樹脂材料から作製されてなることを特徴とする生分解性樹脂成形品が開示されている。
また、特許文献2(国際公開第2020/196722号)には、基板およびその表面から突出する多数のフック型係合素子を有し、該基板および該フック型係合素子が、ともに、ポリブチレンサクシネートを連続相として有するとともに、特定の澱粉およびポリビニルアルコールを分散相として有する樹脂混合物からなるフック型成形面ファスナーが開示されている。
一方、セルロース系化合物は生分解性に優れていることが知られており、特許文献3(国際公開第2020/218271号)には、(A)成分としてセルロースエステル、(B)成分としてアジピン酸エステル系化合物および(C)成分としてクエン酸エステル系化合物を含有するセルロースエステル組成物が開示されている。
特許文献1および特許文献2では、脂肪族ポリエステルを利用して生分解性を担保しているものの、特許文献1ではコンポスト(堆肥)としたうえでの生分解性を前提とし、特許文献2では40℃に保温した土壌中における生分解性を対象としているため、生分解性の点でさらなる改善の余地がある。
特許文献3では、生分解性に優れるセルロースエステル組成物が得られているが、この文献には面ファスナーを製造することについては何ら記載されていない。
したがって、本開示の目的は、ISO14851に基づく生分解性と、面ファスナーとして求められる係合力とを両立できる成形面ファスナーを提供することである。
本発明者らは、かかる問題を解決する観点から検討した結果、セルロースエステル樹脂組成物からなる成形面ファスナーの基板の機械進行方向の配向度を制御しながら成形面ファスナーを製造すると、得られた成形面ファスナーは、面ファスナーとして求められる係合力を有するとともに、ISO14851に基づく生分解性を向上することができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の態様で構成されうる。
〔態様1〕
第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を有する成形面ファスナーであって、該基板および該フック型係合素子がともにセルロースエステル樹脂組成物で構成され、該セルロース樹脂組成物がセルロースエステルおよびアジピン酸エステル系化合物を、セルロースエステル/アジピン酸エステル系化合物の重量比94/6~55/45(好ましくは88/12~60/40、より好ましくは87/13~70/30)で含み、該基板の機械進行方向の配向度が0.120~0.390(好ましくは、0.140~0.385、より好ましくは、0.160~0.370、さらに好ましくは0.185~0.360、特に好ましくは0.200~0.340)である成形面ファスナー。
〔態様2〕
基板の機械進行方向のひずみが2.5~15.0%(好ましくは3.0~15.0%、より好ましくは3.5~14.0%、さらに好ましくは5.0~13.0%)である、態様1に記載の成形面ファスナー。
〔態様3〕
セルロースエステルがセルロースアセテートであり、その平均置換度が2.0~2.6(好ましくは2.1~2.5、より好ましくは2.3~2.5)である、態様1または2に記載の成形面ファスナー。
〔態様4〕
セルロースエステルがセルロースアセテートであり、その重量平均分子量(Mw)が100000~1000000(好ましくは100000~500000、より好ましくは100000~300000)である、態様1から3のいずれか一態様に記載の成形面ファスナー。
〔態様5〕
成形面ファスナーが非晶性である、態様1から4のいずれか一態様に記載の成形面ファスナー。
〔態様6〕
複数の面ファスナーで構成された面ファスナー重ね合わせ体であって、態様1~5のいずれか一態様に記載された成形面ファスナーの基板に対して、他の面ファスナーの基板または基布が接合され、一方の面に前記成形面ファスナーの係合素子を備え、他方の面に前記他の面ファスナーのフック型係合素子またはループ型係合素子を備える、面ファスナー重ね合わせ体。
〔態様7〕
複数の面ファスナーで構成された面ファスナー重ね合わせ体であって、一つの成形面ファスナーの基板に対して、他の成形面ファスナーの基板が接合され、面ファスナー重ね合わせ体中の成形面ファスナーが、いずれも態様1~5のいずれか一態様に記載された成形面ファスナーで構成されている、面ファスナー重ね合わせ体。
〔態様8〕
穿孔したキャビティを有する金属ロールの表面に、セルロースエステル樹脂組成物の溶融物を流し、前記キャビティに前記溶融物を圧入するとともに、金属ロール表面に前記溶融物のシート状物を形成する工程、および
前記金属ロール表面から前記シート状物を剥離して、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子またはその前駆体を備える、成形面ファスナーを得る工程、
を備える、態様1~5のいずれか一態様に記載の成形面ファスナーの製造方法。
〔態様9〕
セルロースエステル樹脂組成物を、所定の形状を有するスリットを通して溶融押出し、基板前駆体、および前記基板前駆体の一方の面から突出する複数の係合素子用列条を備える成形面ファスナー前駆体を得る工程、
前記係合素子用列条に対して、当該列条の先端から基板前駆体に向かって、列条の所定の位置まで、当該列条方向において小刻みに複数の切れ目を入れる工程、および
前記成形面ファスナー前駆体を、前記列条方向に延伸して切れ目間隔を広げ、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を備える成形面ファスナーを得る工程、
を備える、態様1~5のいずれか一態様に記載の成形面ファスナーの製造方法。
〔態様1〕
第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を有する成形面ファスナーであって、該基板および該フック型係合素子がともにセルロースエステル樹脂組成物で構成され、該セルロース樹脂組成物がセルロースエステルおよびアジピン酸エステル系化合物を、セルロースエステル/アジピン酸エステル系化合物の重量比94/6~55/45(好ましくは88/12~60/40、より好ましくは87/13~70/30)で含み、該基板の機械進行方向の配向度が0.120~0.390(好ましくは、0.140~0.385、より好ましくは、0.160~0.370、さらに好ましくは0.185~0.360、特に好ましくは0.200~0.340)である成形面ファスナー。
〔態様2〕
基板の機械進行方向のひずみが2.5~15.0%(好ましくは3.0~15.0%、より好ましくは3.5~14.0%、さらに好ましくは5.0~13.0%)である、態様1に記載の成形面ファスナー。
〔態様3〕
セルロースエステルがセルロースアセテートであり、その平均置換度が2.0~2.6(好ましくは2.1~2.5、より好ましくは2.3~2.5)である、態様1または2に記載の成形面ファスナー。
〔態様4〕
セルロースエステルがセルロースアセテートであり、その重量平均分子量(Mw)が100000~1000000(好ましくは100000~500000、より好ましくは100000~300000)である、態様1から3のいずれか一態様に記載の成形面ファスナー。
〔態様5〕
成形面ファスナーが非晶性である、態様1から4のいずれか一態様に記載の成形面ファスナー。
〔態様6〕
複数の面ファスナーで構成された面ファスナー重ね合わせ体であって、態様1~5のいずれか一態様に記載された成形面ファスナーの基板に対して、他の面ファスナーの基板または基布が接合され、一方の面に前記成形面ファスナーの係合素子を備え、他方の面に前記他の面ファスナーのフック型係合素子またはループ型係合素子を備える、面ファスナー重ね合わせ体。
〔態様7〕
複数の面ファスナーで構成された面ファスナー重ね合わせ体であって、一つの成形面ファスナーの基板に対して、他の成形面ファスナーの基板が接合され、面ファスナー重ね合わせ体中の成形面ファスナーが、いずれも態様1~5のいずれか一態様に記載された成形面ファスナーで構成されている、面ファスナー重ね合わせ体。
〔態様8〕
穿孔したキャビティを有する金属ロールの表面に、セルロースエステル樹脂組成物の溶融物を流し、前記キャビティに前記溶融物を圧入するとともに、金属ロール表面に前記溶融物のシート状物を形成する工程、および
前記金属ロール表面から前記シート状物を剥離して、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子またはその前駆体を備える、成形面ファスナーを得る工程、
を備える、態様1~5のいずれか一態様に記載の成形面ファスナーの製造方法。
〔態様9〕
セルロースエステル樹脂組成物を、所定の形状を有するスリットを通して溶融押出し、基板前駆体、および前記基板前駆体の一方の面から突出する複数の係合素子用列条を備える成形面ファスナー前駆体を得る工程、
前記係合素子用列条に対して、当該列条の先端から基板前駆体に向かって、列条の所定の位置まで、当該列条方向において小刻みに複数の切れ目を入れる工程、および
前記成形面ファスナー前駆体を、前記列条方向に延伸して切れ目間隔を広げ、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を備える成形面ファスナーを得る工程、
を備える、態様1~5のいずれか一態様に記載の成形面ファスナーの製造方法。
ここで、基板の機械進行方向(MD)は、射出成形タイプでは、金属ロールの回転により進行する方向であり、押出成形タイプでは、押出方向またはフック型係合素子の列方向である。
なお、本明細書において、範囲を示す「X~Y」は「X以上Y以下」を意味する。なお、アジピン酸エステル系化合物から、ポリエチレンアジペートを除いてもよい。
なお、本明細書において、範囲を示す「X~Y」は「X以上Y以下」を意味する。なお、アジピン酸エステル系化合物から、ポリエチレンアジペートを除いてもよい。
本明細書で使用される場合、単数形、「a」、「an」及び「the」は、内容が明確にそうでないことを示さない限り、「at least one」を含む複数形を含むことを意図している。本明細書で使用される場合、用語「および/または」、「少なくとも1」、および「1以上」は、関連する列挙された項目の任意の及び全ての組合せを含む。
なお、請求の範囲および/または明細書および/または図面に開示された少なくとも2つの構成要素のどのような組み合わせも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲に記載された請求項の2つ以上のどのような組み合わせも本発明に含まれる。
本開示の成形面ファスナーは、基板の機械進行方向の配向度を制御することにより、面ファスナーに求められる係合力を満足させつつ、ISO14851に基づく生分解性を備えることができる。
この開示は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この開示の範囲を定めるために利用されるべきでない。この開示の範囲は添付のクレームによって定まる。図面は必ずしも一定の縮尺で示されておらず、本開示の原理を示す上で誇張したものになっている。
本開示の成形面ファスナーを製造する際の一例を模式的に示す図である。
本開示の成形面ファスナーの一例を示す、概略斜視図である。
本開示の一態様の係合素子を説明するための概略正面図である。
本開示の一態様の係合素子を説明するための概略斜視図である。
成形面ファスナー前駆体の一例を説明するための概略一部斜視図である。
本開示の成形面ファスナーの一例を示す、概略一部斜視図である。
本開示の一態様の係合素子を説明するための概略正面図である。
本開示の一態様の係合素子を説明するための概略正面図である。
引張試験で得られた荷重-伸び曲線を説明するためのグラフである。
本開示の成形面ファスナーは、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を有する成形面ファスナーであって、該基板および該フック型係合素子がともにセルロースエステル樹脂組成物で構成される。
[セルロースエステル樹脂組成物]
セルロースエステル樹脂組成物には、公知のセルロースエステルを用いることができ、例えば、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ポリカプロラクトングラフト化セルロースアセテート、アセチルメチルセルロース、アセチルエチルセルロース、アセチルプロピルセルロース、アセチルヒドロキシエチルセルロース、アセチルヒドロキシプロピルセルロースなどが挙げられる。これらのセルロースエステルは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
セルロースエステル樹脂組成物には、公知のセルロースエステルを用いることができ、例えば、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ポリカプロラクトングラフト化セルロースアセテート、アセチルメチルセルロース、アセチルエチルセルロース、アセチルプロピルセルロース、アセチルヒドロキシエチルセルロース、アセチルヒドロキシプロピルセルロースなどが挙げられる。これらのセルロースエステルは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
これらのうち、好ましくはセルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、およびセルロースアセテートブチレートからなる群から選択される少なくとも一種を含むセルロースエステル樹脂組成物が挙げられ、より好ましくはセルロースアセテートを含むセルロースエステル樹脂組成物が挙げられる。
以下、最も好ましい例であるセルロースアセテートを代表例として説明を行う。セルロースアセテートは、天然の高分子であるセルロースのグルコース環の2位、3位及び6位の3つのヒドロキシ基(-OH)の少なくとも1つが酢酸エステル(-OCOCH3)へ置換されている、半合成高分子である。セルロースアセテートは植物由来の高分子材料として、非可食部分である植物材料を原料とすることができる。
好ましくは、セルロースアセテートの平均置換度は、溶融成形性の観点から、例えば2.0~2.6であってもよく、好ましくは2.1~2.5、より好ましくは2.3~2.5であってもよい。平均置換度は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
また、セルロースアセテートにおいて、2位、3位及び6位における置換度は、均一であっても均一でなくともよい。例えば、置換度が均一である場合、2位、3位および6位における置換度が、いずれも0.70を超えていてもよい。一方、置換度が不均一である場合、2位および3位における置換度のいずれか一方が、0.70以下であってもよい。例えば、2位および3位における置換度のいずれか一方が、0.70以下であるセルロースアセテートは、木材学会誌、vol.60、p144-168(2014年)及びBiomacromolecules,13,2195-2201(2012年)を参照して製造することもできる。
セルロースアセテートの重量平均分子量(Mw)が、例えば、100000~1000000、好ましくは100000~500000、特に好ましくは100000~300000であってもよい。重量平均分子量は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
セルロースアセテートは、例えば、硫酸などのアシル化触媒の存在下、無水酢酸、氷酢酸などのアシル化剤と、原料セルロース(例えば、各種木材パルプ、リンターパルプなど)とを反応させることによりアセチル化を行い、所望の平均置換度とすることにより、製造することができる。
一般的なセルロースアセテートは、例えば、(株)ダイセルから、Lシリーズとして商品名「L-20」、「L-30」、「L-50」、および「L-70」などとして上市されている。
セルロースエステル樹脂組成物は、溶融成形時の流動性を向上させるとともに、面ファスナーの基板の機械進行方向の配向度を低くする観点から、アジピン酸エステル系化合物を含んでいる。
アジピン酸エステル系化合物としては、アジピン酸と、芳香族アルコールおよび脂肪族アルコールからなる群から選択される少なくとも1種のアルコールとのエステルが挙げられる。アジピン酸エステル系化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
アジピン酸と脂肪族アルコールとのエステルとしては、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジメトキシエトキシエチル、アジピン酸ジブトキシエトキシエチルなどを挙げることができる。
アジピン酸と芳香族アルコールとのエステルとしては、アジピン酸ジフェニル、アジピン酸ジベンジル、アジピン酸ジクレジルおよびアジピン酸ジキシリルなどを挙げることができる。
アジピン酸と芳香族アルコールおよび脂肪族アルコールとの混基エステルとしては、ベンジルアルキルジグリコールアジペートが好ましく、ベンジルアルキルジグリコールアジペートを単独で使用してもよいし、ベンジルアルキルジグリコールアジペートを含むアジピン酸と芳香族アルコールとのエステルおよび/またはアジピン酸と脂肪族アルコールとのエステルの混合物を使用してもよい。
ベンジルアルキルジグリコールアジペートを含む混合物を使用するときは、ベンジルアルキルジグリコールアジペートの含有量が35重量%以上であるものを使用するのが好ましい。
ベンジルアルキルジグリコールアジペートのアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状のいずれであってもよいが、直鎖状のものを使用するのが好ましい。
アルキル基の炭素数は、例えば、1~20であってもよく、好ましくは1~8、より好ましくは1~4であってもよい。
特に好ましいベンジルアルキルジグリコールアジペートは、直鎖状の炭素数1~4のアルキル基を有する、ベンジルメチルジグリコールアジペート、ベンジルエチルジグリコールアジペート、ベンジルn-プロピルジグリコールアジペート、及びベンジルn-ブチルジグリコールアジペートである。
特に好ましいベンジルアルキルジグリコールアジペートは、直鎖状の炭素数1~4のアルキル基を有する、ベンジルメチルジグリコールアジペート、ベンジルエチルジグリコールアジペート、ベンジルn-プロピルジグリコールアジペート、及びベンジルn-ブチルジグリコールアジペートである。
アジピン酸エステル系化合物は、例えば、大八化学工業(株)から、商品名「DAIFATTY-101」などとして上市されている。
耐ブリードアウト性および溶融成形性の観点から、成形面ファスナーにおけるセルロースエステルとアジピン酸エステル系化合物との重量比は、セルロースエステル/アジピン酸エステル系化合物として、94/6~55/45であり、好ましくは88/12~60/40、より好ましくは87/13~70/30であってもよい。セルロースエステルとアジピン酸エステル系化合物との重量比を上記範囲とすることにより、成形性に優れるため、配向度を制御しやすくでき、その結果として生分解性を向上させることができる。また、ある程度の硬さを持たせることができるため、面ファスナーに求められる係合力を発揮させることができる。それに対して、上記範囲から外れてアジピン酸エステル系化合物の含有量が多すぎると、配向度を制御できたとしても柔らかいため面ファスナーに求められる係合力を発揮できず、また、アジピン酸エステル系化合物の含有量が少なすぎると、配向度の制御が難しくなるだけでなく、硬く脆いため面ファスナーに求められる係合力を発揮できない。
セルロースエステル樹脂組成物は、例えば、セルロースエステルおよびアジピン酸エステル系化合物と、必要に応じて添加される添加剤(例えば、可塑剤、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、着色防止剤、艶消し剤、ラジカル抑制剤、着色剤、蛍光増白剤、抗菌剤など)とを押出機により加熱下で混練して得られた混練物からなるペレット状物などであってもよい。なお、混練に先立って、必要に応じて、セルロースエステルおよびアジピン酸エステル系化合物と、任意で他の添加剤とを、ヘンシェルミキサー等の混合機を用いて乾式又は湿式で混合してもよい。その場合、混合機内の温度は、セルロースエステルが溶融しない温度、例えば、20℃以上200℃未満の範囲であってもよい。
セルロースエステル樹脂組成物は、セルロースエステルを50重量%以上含んでいてもよく、好ましくは55~94重量%、より好ましくは60~88重量%、さらに好ましくは70~87重量%であってもよい。本明細書において、セルロースエステル樹脂組成物は、成形面ファスナーの基板およびフック型係合素子の本体を構成する成分であり、表面に塗布された接着剤などはセルロースエステル樹脂組成物の成分には該当しない。なお、ブリードアウトしたと考えられる成分については、セルロースエステル樹脂組成物の成分とみなす。
[成形面ファスナーの製造方法]
成形面ファスナーは、射出成形タイプおよび押出成形タイプのいずれであってもよく、それぞれのタイプに応じて、基板の機械進行方向の配向度を所定の範囲に調整することにより製造することができる。
成形面ファスナーは、射出成形タイプおよび押出成形タイプのいずれであってもよく、それぞれのタイプに応じて、基板の機械進行方向の配向度を所定の範囲に調整することにより製造することができる。
[射出成形タイプの成形面ファスナーの製造方法]
射出成形タイプの成形面ファスナーの製造方法(I)は、穿孔したキャビティを有する金属ロールの表面に、セルロースエステル樹脂組成物の溶融物を流し、前記キャビティに前記溶融物を圧入するとともに、金属ロール表面に前記溶融物のシート状物を形成する工程、および前記金属ロール表面から前記シート状物を剥離して、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子またはその前駆体を備える成形面ファスナーを得る工程、を備えている。
射出成形タイプの成形面ファスナーの製造方法(I)は、穿孔したキャビティを有する金属ロールの表面に、セルロースエステル樹脂組成物の溶融物を流し、前記キャビティに前記溶融物を圧入するとともに、金属ロール表面に前記溶融物のシート状物を形成する工程、および前記金属ロール表面から前記シート状物を剥離して、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子またはその前駆体を備える成形面ファスナーを得る工程、を備えている。
図1に、本開示の成形面ファスナーを製造する際の一例を模式的に示す。図1に示すように、好ましくは、穿孔したキャビティを有する金属ロール(R1)と、この金属ロール(R1)と相対する位置に存在する別のドラムロール(R2)との隙間に対して、セルロースエステル樹脂組成物の溶融物(M)がTダイ(T)から押し出される。押し出された前記セルロースエステル樹脂組成物の溶融物(M)は、金属ロール(R1)に接触すると同時にドラムロール(R2)により圧迫される。それにより、前記樹脂組成物は、前記キャビティ内に充填されるとともに、金属ロール(R1)の表面に均一な厚みで付着する。
一方、金属ロール(R1)が回転している間に金属ロール(R1)内を常時循環させている冷媒によりキャビティ内および金属ロール(R1)の表面に存在する前記樹脂組成物が冷却固化され、シート状物(S)を得ることができる。
その後、得られる成形面ファスナーの基板が均一な厚さとなるように隙間を調整した一対のニップロール(R3,R3)によって、前記シート状物(S)は、前記金属ロール(R1)の表面から所定の引き取り速度で引きとることにより、当該キャビティからフック型係合素子部分を引き抜きつつ、シート状物(S)が金属ロール(R1)の表面から引き伸ばされつつ剥離され、成形面ファスナー(10)が得られる。図2は、そのような成形面ファスナー(10)の一例を示す、概略斜視図である。
なお、前記金属ロール(R1)から引きはがされた成形面ファスナー(10)は、フック型係合素子の前駆体を備えていてもよい。例えば、引き抜かれた係合素子がフック型係合素子の前駆体である場合、さらにフック型係合素子の形状とする工程が行われてもよい。そのような工程としては、例えば、基板から突出するフック型係合素子の前駆体の先端部を加熱溶融してキノコ状膨頭部を形成する工程が挙げられる。
以下に好適な条件を説明する。
射出成形に供するセルロースエステル樹脂組成物は、アジピン酸エステル系化合物などの可塑剤量を増減させることによって流動性を制御することができ、得られる成形面ファスナーの配向度を制御することができる。射出成形の工程通過性および配向度の制御の観点から、セルロースエステルとアジピン酸エステル系化合物との重量比は、セルロースエステル/アジピン酸エステル系化合物として、94/6~55/45であり、好ましくは85/15~60/40、より好ましくは80/20~65/35、さらに好ましくは75/25~70/30であってもよい。可塑剤量が前述の範囲から外れて、少なすぎる場合には樹脂組成物の溶融時の流動性が低く、固化後も硬く脆いために配向方向(機械進行方向)に対しての割れが発生しやすくなる。一方、可塑剤量が多すぎる場合には成形時及び高温保持時に可塑剤がブリードアウトする可能性がある。
射出成形に供するセルロースエステル樹脂組成物は、アジピン酸エステル系化合物などの可塑剤量を増減させることによって流動性を制御することができ、得られる成形面ファスナーの配向度を制御することができる。射出成形の工程通過性および配向度の制御の観点から、セルロースエステルとアジピン酸エステル系化合物との重量比は、セルロースエステル/アジピン酸エステル系化合物として、94/6~55/45であり、好ましくは85/15~60/40、より好ましくは80/20~65/35、さらに好ましくは75/25~70/30であってもよい。可塑剤量が前述の範囲から外れて、少なすぎる場合には樹脂組成物の溶融時の流動性が低く、固化後も硬く脆いために配向方向(機械進行方向)に対しての割れが発生しやすくなる。一方、可塑剤量が多すぎる場合には成形時及び高温保持時に可塑剤がブリードアウトする可能性がある。
セルロースエステル樹脂組成物の溶融物の温度(または溶融温度)は、樹脂組成物の種類に応じて適宜設定することができるが、例えば、吐出時のノズル温度として、200~280℃であってもよく、好ましくは210~260℃、より好ましくは210~250℃であってもよい。
金属ロールと接触した溶融物は、金属ロールの回転に伴いキャビティ内部に圧入されつつ冷却固化されて、シート状物を金属ロール表面に形成することができる。金属ロール表面は、溶融物の配向性を制御する観点から所定の温度に制御されている。金属ロール表面は、面ファスナー(特に基板)の配向度を制御する観点から、例えば、80~135(例えば、80~130℃)であってもよく、好ましくは90~130℃(例えば、96~130)、より好ましくは90~120℃(例えば、95~115℃)、さらに好ましくは100~125℃であってもよい。射出成形で面ファスナーを成形するとき、金属ロール(金型ロール)のキャビティからフック型係合素子部分を引き抜き、金属ロールの表面から引きはがす際の金属ロール表面温度(金型表面温度)がシート状物のMD方向の割れに大きく作用している。引きはがす際の金属ロール表面温度が低い場合、フック型係合素子の根元部分(ベース部分)やフック型係合素子の形状に応じた部分(例えば、後述のような波状断面を有する場合、逆J字曲がり部)に応力が集中し、無理に引っ張られることでMD方向に配向が進むとともに、同方向への割れが生じ易くなる傾向にある。上記金属ロール表面温度(金型表面温度)は走行中のシート状物が溶融破断する直前の温度が望ましく、可塑剤の添加量によって異なるが、セルロースエステル樹脂組成物のガラス転移温度付近の温度が適当である。例えば、上記金属ロール表面温度は、汎用樹脂にて射出成形を行う場合の金属ロール表面温度と比較して20~40℃高い温度条件、即ち、溶融物の温度に対する徐冷条件にて成形することが好ましい。
また、金属ロールからニップロールによる引き取り速度は、生産性の観点から、例えば、8~25m/分、好ましくは10~20m/分、より好ましくは13~18m/分であってもよい。ニップロールによる引き取り速度が8m/分を下回る場合は生産性に劣り、25m/分を超える場合は製造上のトラブルが増加する傾向にあり、その結果として歩留まりが低下する可能性がある。
また、金属ロールに設けられる個々のキャビティの形状は、公知または慣用の形状であればよく、例えば、図3に示す波状断面を有する係合素子を形成可能なキャビティであってもよい。ここで、波状とは、係合素子断面において、基板の根元部から先端部に行くにしたがって細くなっており、かつ途中から徐々に曲がり、先端部は基板表面に僅かに近づく方向を向いている形状を意味している。
または、キャビティの形状は略円柱状などであってもよく、その場合、略円柱状の突出部分は、基板から突出するフック型係合素子前駆体として利用することができる。
または、キャビティの形状は略円柱状などであってもよく、その場合、略円柱状の突出部分は、基板から突出するフック型係合素子前駆体として利用することができる。
金属ロールに設けられる個々のキャビティは、単一形状の係合素子を形成するためのキャビティであってもよいし、複数の形状の係合素子を形成するためのキャビティであってもよい。キャビティはリング状金型を用いて形成するのが好ましく、リング状金型中には、異なる形状のキャビティが形成されていてもよいが、同じ形状のキャビティが複数形成されているのが好ましい。リング状金型は、単独種または二種以上組み合わせて使用されてもよい。
複数の形状を形成するためのキャビティの例としては、例えば、第1の形状を有するフック型係合素子形状を外円周上に彫ったリング状金型、そのような形状に彫っていない金属製リング、上記フック型係合素子形状と別の形状である、第2の形状を有するフック型係合素子形状を外円周上に彫ったリング状金型、そのような形状に彫っていない金属製リングを順々に重ね合わせることにより、金属ロールの外周表面に第1の形状を有するフック型係合素子形状のキャビティおよび第2の形状を有するフック型係合素子形状のキャビティを多数有する金型ロールを用意することができる。
このような金属ロールは、その表面に、同ロール円周方向に曲がっている複数のキャビティが円周方向に列をなして並んでおり、更にそのような列が金属ロール幅方向に複数列存在しており、キャビティの曲がっている方向が1列単位であるいは複数列単位で逆となっている。
なお、リング状金型の厚さは、キャビティの形状に応じて適宜設定することができるが、例えば、0.2~0.5mmであってもよい。
また、必要に応じて、ドラムロール(R2)側にもフック型係合素子用のキャビティを設けることにより、第1の面および第2の面にフック型係合素子を有する、いわゆる両面タイプの面ファスナーを得ることができる。
前記製法(I)、すなわち、射出成形で製造された成形面ファスナーの一例を図2に示す。図2に示すように、成形面ファスナー(10)は、基板(11)とその表面から立ち上がるフック型係合素子(12)を有していてもよい。例えば、図2に示すフック型係合素子(12)は、以下の(1)および(2)を充足している。
(1)該フック型係合素子が、根元部から先端部に行くに従って細くなっており、かつ途中から徐々に曲がって先端部は基板に僅かに近づく方向を向いていること、
(2)フック型係合素子の曲がっている方向と同一の方向に複数のフック型係合素子が列をなして並んでおり、さらに1列単位であるいは複数列単位で曲がっている方向が逆となっていること。
(1)該フック型係合素子が、根元部から先端部に行くに従って細くなっており、かつ途中から徐々に曲がって先端部は基板に僅かに近づく方向を向いていること、
(2)フック型係合素子の曲がっている方向と同一の方向に複数のフック型係合素子が列をなして並んでおり、さらに1列単位であるいは複数列単位で曲がっている方向が逆となっていること。
上記フック型係合素子の先端部が基板に僅かに近づく方向を向いている具体的な程度は特に限定されないが、フック型係合素子の先端部での下端部が、フック型係合素子の頂部での下端部よりも、フック型係合素子の高さの2~8%基板に近づいている程度が好ましい。これを、図3を用いて説明すると、(H1-H2)/H0×100=2~8ということを意味している。なお、H0は、フック型係合素子の基板からの高さ、H1は、フック型係合素子の頂部での下端部の基板からの高さ、H2は、フック型係合素子の先端部での下端部の基板からの高さをそれぞれ意味する。これらの値は、任意に選んだ10本のフック型係合素子の平均値として算出した値である。また、基板の厚さT1は、フック型係合素子が存在していない部分における基板の厚さを測定するのが好ましい。
好ましくは、フック型係合素子の頂部において、フック型係合素子の幅がフック型係合素子の厚さより大きい形状であることが好ましい。例えば、図4を用いて説明する。図4は、フック型成形面ファスナーを構成するフック型係合素子の一例を拡大して示した概略斜視図である。図4に示すフック型係合素子の頂部でのフック型係合素子の幅(W)がフック型係合素子の頂部での厚さ(T2)より大きいこと、すなわちW>T2を意味しており、これを満足している場合、フック型成形面ファスナーの成形時に、キャビティからの引き抜きの際にフック型係合素子が切断されたり、係合素子の曲がり部で亀裂が入ることを防止できる。これらの値も、上記と同様に任意に選んだ10本のフック型係合素子の平均値である。
好ましいフック型係合素子の大きさとしては、図3の形状に基づいて、フック型係合素子の高さ(H0)が、例えば1.0~2.0mm、付け根部(根元部)の広がり(A)が、例えば0.7~1.3mm、付け根から係合素子高さの2/3の高さの箇所における広がり(B)が、例えば0.15~0.4mm、そしてフック型係合素子は付け根から係合素子高さの、例えば1/2~3/4の付近から徐々に曲がり始めているのが好ましい。
また、フック型成形面ファスナーでは、フック型係合素子の98%以上が、基体表面に近づく方向を向いている先端部を有しているのが好ましい。
また、図4に示すフック型係合素子の頂部でのフック型係合素子の幅(W)としては0.2~0.4mmが好ましく、フック型係合素子の幅は、フック型係合素子の付け根部から先端部に至るまで同一であっても、あるいは先端部に行くほど細くなっていてもよい。ただ前記したリング状金型を用いる場合には、必然的にフック型係合素子の幅は、フック型係合素子の付け根から先端部に至るまでほぼ同一となる。そして、フック型係合素子の頂部での厚さ(T2)としては、0.15~0.35mmで、上記Wより小さい値であるのが好ましい。
なお、フック型成形面ファスナーを構成する個々のフック型係合素子は、先端部に至るまで一本であるのが好ましく、これは、途中で複数本に分かれたりしないことを意味している。
なお、フック型成形面ファスナーを構成する個々のフック型係合素子は、先端部に至るまで一本であるのが好ましく、これは、途中で複数本に分かれたりしないことを意味している。
図2に示すように、フック型成形面ファスナーでは、このようなフック型係合素子が、フック型係合素子の曲がっている方向と同一の方向に複数のフック型係合素子が列をなして並んでおり、列方向で隣り合うフック型係合素子の間隔(C)としては、1.2~2.2mm、すなわち列長さ1.2~2.2mmに1個の割合でフック型係合素子が存在しているのが好ましい。より好ましくは1.3~1.8mmに1個の割合である。さらに隣り合う係合素子列の間隔としては、0.4~1.0mmの範囲、すなわち0.4~1.0mmの幅の基板に一列のフック型係合素子が存在しているのが好ましい。より好ましくは、0.5~0.8mmの幅に一列のフック型係合素子が存在している場合である。
[押出成形タイプの成形面ファスナーの製造方法]
押出成形タイプの成形面ファスナーの製造方法(II)は、セルロースエステル樹脂組成物を、所定の形状を有するスリットを通して溶融押出し、基板前駆体、および前記基板前駆体の一方の面から突出する複数の係合素子用列条を備える成形面ファスナー前駆体を得る工程、
前記係合素子用列条に対して、当該列条の先端から基板前駆体に向かって、列条の所定の位置まで、当該列条方向において小刻みに複数の切れ目を入れる工程、および
前記成形面ファスナー前駆体を、前記列条方向に延伸して切れ目間隔を広げ、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を備える成形面ファスナーを得る工程、
を備えている。
押出成形タイプの成形面ファスナーの製造方法(II)は、セルロースエステル樹脂組成物を、所定の形状を有するスリットを通して溶融押出し、基板前駆体、および前記基板前駆体の一方の面から突出する複数の係合素子用列条を備える成形面ファスナー前駆体を得る工程、
前記係合素子用列条に対して、当該列条の先端から基板前駆体に向かって、列条の所定の位置まで、当該列条方向において小刻みに複数の切れ目を入れる工程、および
前記成形面ファスナー前駆体を、前記列条方向に延伸して切れ目間隔を広げ、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を備える成形面ファスナーを得る工程、
を備えている。
製造方法(II)では、まず、成形面ファスナー前駆体を得る工程において、セルロースエステル樹脂組成物を、所定の形状を有するスリットを通して溶融押出し、基板前駆体、および前記基板前駆体の一方の面から突出する複数の係合素子用列条を備える成形面ファスナー前駆体が得られる。押出成形に供するセルロースエステル樹脂組成物は、アジピン酸エステル系化合物などの可塑剤量を増減させることによって流動性を制御することができ、得られる成形面ファスナーの配向度を制御することができる。押出成形の工程通過性および配向度の制御の観点から、セルロースエステルとアジピン酸エステル系化合物との重量比は、セルロースエステル/アジピン酸エステル系化合物として、94/6~55/45であり、好ましくは85/15~60/40、より好ましくは80/20~70/30であってもよい。可塑剤量が前述の範囲から外れて、少なすぎる場合には樹脂組成物の溶融時の流動性が低く、固化後も硬く脆いために配向方向(機械進行方向)に対しての割れが発生しやすくなる。一方、可塑剤量が多すぎる場合には成形時及び高温保持時に可塑剤がブリードアウトする可能性がある。なお、セルロースエステル樹脂組成物の溶融物の温度(または溶融温度)は、前記製造方法(I)に記載された範囲が例示できる。
所望の断面形状が形成されたスリットを有するノズルから、フック型成形面ファスナー用樹脂組成物を溶融押出し、冷却することにより、前記断面形状を有する成形面ファスナー前駆体を得ることができる。
例えば、図5に、成形面ファスナー前駆体の一例を説明するための概略一部斜視図を示す。図5では、成形面ファスナー前駆体(20)の押出方向(X)において、フック型係合素子用列条(25,25)が基板前駆体(24)の第1の面から突出している。ここで、フック型係合素子用列条は、フック型係合素子を形成するために設けられる連続した凸部である。なお、成形面ファスナー前駆体(20)の押出方向(X)は、フック型係合素子用列条方向と同じである。なお、図5では、基板前駆体(24)は、フック型係合素子用列条(25)の間で切断された状態の断面(24’)を示しており、成形面ファスナー前駆体(20)は、同断面からさらにフック型係合素子用列条(25)が連続して形成されていてもよい。
押出方向(X)と直交する方向を幅方向(Y)とする場合、成形面ファスナー前駆体(20)の幅は、例えば、20~80mm、好ましくは30~60mmであってもよい。成形面ファスナー前駆体の幅方向に存在するフック型係合素子用列条の本数は、成形面ファスナー前駆体(20)の幅1cm当たり、例えば3~8本、好ましくは4~6本であってもよい。
なお、必要に応じて、成形面ファスナー前駆体には、基板前駆体(24)の第1の面側とは反対側(第2の面側)において、埋設素子用列条が突出していてもよい。ここで、埋設素子用列条は、埋設素子を形成するために設けられる連続した凸部である。埋設素子用列条は、基板前駆体の第2の面において、第1の面に形成されているフック型係合素子用列条に相対する位置に設けられてもよいが、フック型係合素子に掛かる引っ張り力を樹脂成形体に均等に分散する観点から、埋設素子用列条は、基板前駆体の第1の面の隣接するフック型係合素子用列条の間に対応する位置において、基板前駆体の第2の面から突出しているのが好ましい。埋設素子用列条の本数も、成形面ファスナー前駆体の幅1cm当たり、例えば3~8本、好ましくは4~6本であってもよい。埋設素子用列条の本数は、フック型係合素子用列条の本数と同一であるのが好ましい。
なお、基板前駆体は、第1の面および第2の面にフック型係合素子用列条を形成していてもよく、その場合、第1の面および第2の面にフック型係合素子を有する、いわゆる両面タイプの面ファスナーを得ることができる。
次に、前記フック型係合素子用列条(25)に、成形面ファスナー前駆体(20)の幅方向(Y)に、該列条の高さ方向の先端から基板前駆体に向かって、列条の所定の位置まで、当該列条方向において小刻みに複数の切れ目を入れる。なお、埋設素子用列条には、切れ目を入れてもよいし、入れなくてもよい。
また、フック型係合素子用列条に入れる切れ目を列条の付け根までではなく、途中までとすることにより、切れ目が入れられていない列条の下部を、成形面ファスナーの畝部とすることができる。その場合、畝部は、成形面ファスナーの押出方向に連続して存在することとなる。
前記フック型係合素子用列条、及び必要に応じて埋設素子用列条、に設ける、切れ目の間隔は、特に制限はないが、0.20~0.60mmであることが好ましく、0.30~0.55mmであることがより好ましい。
前記フック型係合素子用列条、及び必要に応じて埋設素子用列条、に設ける、切れ目の間隔は、特に制限はないが、0.20~0.60mmであることが好ましく、0.30~0.55mmであることがより好ましい。
次いで、前記切れ目を入れた後、前記成形面ファスナー前駆体を押出方向(X)に延伸する。延伸することにより、各列条に入れられた切れ目が広がり、列条が独立した多数のフック型係合素子の列となり、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子またはその前駆体を備える面ファスナーまたはその前駆体を得ることができる。したがって、押出方向(X)は、フック型係合素子の列方向でもある。
延伸倍率(延伸前の成形面ファスナー前駆体の長さに対する延伸後の成形面ファスナー前駆体の長さの比率)は、基板の配向度を制御する観点から、例えば1.40~2.60倍、好ましくは1.50~2.50倍、より好ましくは1.60~2.45倍であってもよい。
延伸温度は、セルロースエステル樹脂組成物の軟化温度に応じて適宜設定することができるが、例えば、110~180℃であってもよく、好ましくは120~170℃、より好ましくは125~150℃であってもよい。
成形面ファスナーが、前記製法(II)、すなわち、押出成形で製造される場合、例えば、図6に成形面ファスナーの一実施形態を示す。図6に示すように、成形面ファスナー(30)は、基板(31)とその表面から立ち上がるフック型係合素子(32)を有していてもよい。さらにフック型係合素子(32)は、基板(31)から、立ち上がるステム部(33)と、突出部(36)とを有している。また、ステム部(33)には基板(31)側に畝部(38)が形成されている。突出部(36)は、ステム部(33)から左右方向において対称に、ステム部(33)の上下方向に2個ずつ、それぞれ、フック型係合素子の列方向(X)に対して略直角方向に突出している。前記突出部(36)の先端は、いずれも基板(31)面に近づいている。
フック型係合素子の列方向(X)を基準とした場合において、前記ステム部の厚さ(mm)に対する前記ステム部同士の間隔(mm)の比は、例えば、0.30~0.80倍、より好ましくは0.45~0.65倍であってもよい。このような間隔の場合、特定のフック型係合素子にループ型係合素子が偏って係合し、そのようなループ型係合素子が切断するのを抑制することができ、および/またはフック型係合素子が倒れるという問題が発生することを抑止することができるため好ましい。
フック型係合素子の断面形状は様々な断面形状であってもよく、例えば、図7に示すように、略Y字断面を有する係合素子、傘状断面を有する係合素子、略T字断面を有する係合素子、キノコ状断面を有する係合素子、矢じり状断面を有する係合素子、二段矢じり状断面を有する係合素子、波状断面を有する係合素子などの形状が挙げられる。図7では、各係合素子が基板から突出する概略断面図が記載されている。また、これらの係合素子の形状は、図8に示すように、基板に接触する部分において畝部を有していてもよく、その場合、前記畝部から係合素子が突出していてもよい。なお、フック型係合素子の形状は、射出成形タイプで説明したような、キノコ状膨頭部を形成可能な前駆体形状であってもよい。
[成形面ファスナー]
成形面ファスナーは、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を有する成形面ファスナーであって、該基板および該フック型係合素子がともにセルロースエステル樹脂組成物で構成され、該基板の機械進行方向の配向度が0.120~0.390、好ましくは、0.140~0.385、より好ましくは、0.160~0.370、さらに好ましくは0.185~0.360、特に好ましくは0.200~0.340である。ここで、配向度は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
成形面ファスナーは、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を有する成形面ファスナーであって、該基板および該フック型係合素子がともにセルロースエステル樹脂組成物で構成され、該基板の機械進行方向の配向度が0.120~0.390、好ましくは、0.140~0.385、より好ましくは、0.160~0.370、さらに好ましくは0.185~0.360、特に好ましくは0.200~0.340である。ここで、配向度は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
配向度が低すぎる場合、成形面ファスナーの係合素子を形成することが困難になり、面ファスナーに求められる係合力を発揮させることができない。配向度が高すぎる場合、ISO14851による生分解性が低減する点で好ましくない。また、配向度が高すぎる場合、面ファスナーの基板部分が脆くなりやすく、繰り返し係合力が低下する虞がある。
なお、基板の表側を第1の面、裏側を第2の面とする場合、フック型係合素子は、第1の面のみから突出していてもよいし、第1の面および第2の面の双方から突出していてもよい。
成形面ファスナーは、ISO14851による生分解性として、例えば、3日後の生分解度が、5%以上、好ましくは7%以上、より好ましくは9%以上であってもよい。ここでISO14851による生分解度は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
成形面ファスナーの基板の機械進行方向のひずみは、生分解性および係合素子の独立性の観点から、例えば、2.5~15.0%、好ましくは3.0~15.0%、より好ましくは3.5~14.0%、より好ましくは5.0~13.0%であってもよい。なお、ひずみは、後述する実施例に記載された方法により測定された値である。押出成形の場合、延伸倍率などによって制御することができる。射出成形の場合、延伸工程が無いが、基板のひずみは可塑剤の添加量や金属ロール(金型ロール)の表面温度などによって制御することができる。
成形面ファスナーの基板の機械進行方向の弾性率は、基板部分の取り扱い性(柔軟性)の観点から、例えば、10000~50000Nであってもよく、好ましくは12000~45000N、より好ましくは13000~42000Nであってもよい。なお、弾性率は、後述する実施例に記載された方法により測定された値である。成形面ファスナーの基板の弾性率は、セルロースエステル樹脂組成物におけるセルロースエステルおよび可塑剤の添加比率や配向度によって主として影響され、可塑剤量が増加すれば弾性率は低く柔らかくなり、可塑剤量が減少すれば弾性率が高く、固く脆くなる傾向がある。また、配向度が高くなると弾性率は高くなり、配向度が低くなると弾性率は低くなる傾向がある。
成形面ファスナーの基板の厚さは、柔軟性と強度の観点から、例えば0.1~0.4mm、好ましくは0.2~0.3mmであってもよい。
また、成形面ファスナーの基板上に存在するフック型係合素子の密度としては、係合力の観点から、例えば40~160個/cm2、好ましくは50~140個/cm2の範囲であってもよい。
[面ファスナー重ね合わせ体]
本開示は、面ファスナー重ね合わせ体(overlaid material)を包含してもよい。面ファスナー重ね合わせ体は、複数の面ファスナーの集合体であり、本開示の成形面ファスナーの基板に対して、他の面ファスナーの基板または基布が接合され、一方の面に前記成形面ファスナーの係合素子を備え、他方の面に前記他の面ファスナーのフック型係合素子またはループ型係合素子を備えている。ここで他の面ファスナーは、成形面ファスナーであってもよく、織物面ファスナーであってもよい。
本開示は、面ファスナー重ね合わせ体(overlaid material)を包含してもよい。面ファスナー重ね合わせ体は、複数の面ファスナーの集合体であり、本開示の成形面ファスナーの基板に対して、他の面ファスナーの基板または基布が接合され、一方の面に前記成形面ファスナーの係合素子を備え、他方の面に前記他の面ファスナーのフック型係合素子またはループ型係合素子を備えている。ここで他の面ファスナーは、成形面ファスナーであってもよく、織物面ファスナーであってもよい。
また、面ファスナー重ね合わせ体は、一つの成形面ファスナーの基板に対して、他の成形面ファスナーの基板が接合され、面ファスナー重ね合わせ体中の成形面ファスナーが、いずれも本開示の成形面ファスナーで構成されていてもよい。
例えば、面ファスナー重ね合わせ体は、双方の面にフック型係合素子を有していてもよい。例えば、本開示の成形面ファスナーを2枚用意し、それぞれの成形面ファスナーの基板の第2の面(すなわち、係合素子が形成されていない面)をホットメルト樹脂(ここで、ホットメルト樹脂の融点または軟化点は、成形面ファスナーの軟化点より低い)による熱圧着により、または生分解性接着剤等により貼り合わせて、表裏両面にフック型係合素子を有する成形面ファスナー重ね合わせ体を得ることができる。
または、本開示の成形面ファスナーと、生分解性繊維で形成されたループ型面ファスナーとを1枚ずつ用意し、成形面ファスナーの基板の第2の面に対して、ループ型面ファスナーの基布を熱圧着により、または生分解性接着剤等により貼り合わせて、表面にフック型係合素子、裏面にループ型係合素子を有する成形面ファスナー重ね合わせ体としてもよい。
これらの面ファスナーは、互いに完全に重なり合っていてもよいが、一部のみが重なり合った状態であってもよい。例えば、表面と裏面に係合素子が形成される場合において、係合素子は互いに背中合わせの部分において形成されていてもよい。または、表面と裏面に係合素子が形成される場合において、表面の係合素子と裏面の係合素子が重なり合わず、所定の距離を挟んで形成されていてもよい。
例えば、フック型成形面ファスナーの端部と、ループ型面ファスナーの端部とを、それぞれの端部のみが重なり合うようにして、互いの基板の第2の面を重ね合わせ、かつフック型係合素子が存在している面が表面側、ループ型係合素子が存在している面が裏面側となるようにして、この重ね合わさった部分で両者を生分解性接着剤や熱圧着により接合し、フック型係合素子が表面、そしてフック型係合素子が存在している場所から離れた場所の裏面にループ型係合素子が存在しているように(すなわちフック型係合素子が存在している場所とループ型係合素子が存在している場所が背中合わせではなく、接合された場所を挟んでそこからそれぞれが遠ざかる方向に延びている)両者を接合してもよい。
このような係合相手として用いられる生分解性のループ面ファスナー(特に海洋生分解性のループ面ファスナー)としては、好ましくは各種生分解性繊維で構成されたループ面ファスナーが挙げられ、特に生分解性繊維としてセルロースエステル系繊維で構成されたループ面ファスナーが、優れた生分解性を有しており、さらに取り扱い性に優れていることから好ましい。例えばセルロースエステル系繊維としては、本開示に使用される樹脂と同等の樹脂を使用し、アセトンに溶解させ乾式紡糸により得られるセルロースエステル系繊維や、溶融紡糸することにより得られるセルロースエステル系繊維などが挙げられる。
このような生分解性繊維からなるループ面ファスナーとしては、このような生分解性繊維からなる不織布や織編物の表面に同生分解性繊維からなるループを存在させたものが挙げられる。
具体的には、不織布の場合には、生分解性繊維をウェッブ化し、そしてニードルパンチ等により絡合させ、必要によりその表面を起毛することにより、その表面に同生分解性繊維からなるループを存在させた不織布が挙げられる。
具体的には、不織布の場合には、生分解性繊維をウェッブ化し、そしてニードルパンチ等により絡合させ、必要によりその表面を起毛することにより、その表面に同生分解性繊維からなるループを存在させた不織布が挙げられる。
また、織編物の場合には、生分解性繊維を紡績糸とし、この紡績糸を経糸および緯糸として織物を作製し、さらにこのような紡績糸を経糸に平行に織物に織り込み、所々ループ状に織物表面に突出させた織物系ループ面ファスナーや、このような生分解性繊維からなる紡績糸を用いて編物を作製し、そして編物表面を針布等により起毛して織物表面に生分解性繊維からなるループを存在させた編物系ループ面ファスナーが挙げられる。さらに生分解性繊維がマルチフィラメント糸である場合には、マルチフィラメント糸を経糸および緯糸として使用して織物を作製し、さらにループ型係合素子用マルチフィラメント糸を経糸に平行に織り込みつつ所々ループ状に織物表面に突出させた織物系ループ面ファスナーとすることもできる。
さらにはこのような生分解性マルチフィラメント糸をスパンボンド方式により不織布化し、その表面を起毛することにより生分解性繊維からなるループをその表面に突出させたものであってもよい。
なおループ面ファスナーの場合には、裏面や裏面の一部を熱圧着させて繊維間を固定してループ型係合素子が基布から引き抜かれないようにするのが好ましい。
さらに、上記したような表面にフック型係合素子、裏面にループ型係合素子が存在しているように両者を接合した生分解性面ファスナーの場合であって、フック型係合素子が表面、そしてフック型係合素子が存在している場所から離れた場所の裏面にループ型係合素子が存在してように両者を接合した生分解性面ファスナーの場合には、生分解性ループ面ファスナーは、それ単独でも十分な引張強度を有していること求められることから、生分解性ループ面ファスナーとしては上記したトリコット編地が好ましい。
なおループ面ファスナーの場合には、裏面や裏面の一部を熱圧着させて繊維間を固定してループ型係合素子が基布から引き抜かれないようにするのが好ましい。
さらに、上記したような表面にフック型係合素子、裏面にループ型係合素子が存在しているように両者を接合した生分解性面ファスナーの場合であって、フック型係合素子が表面、そしてフック型係合素子が存在している場所から離れた場所の裏面にループ型係合素子が存在してように両者を接合した生分解性面ファスナーの場合には、生分解性ループ面ファスナーは、それ単独でも十分な引張強度を有していること求められることから、生分解性ループ面ファスナーとしては上記したトリコット編地が好ましい。
本開示の成形面ファスナーは、十分な係合力を有し、かつ海洋中で生分解する性質を有している。したがって、生分解性を利用できる様々な分野において使用することができ、農業資材、林業資材、水産資材、土木資材、衣料資材、生活資材、衛生資材、医療資材などを含む多くの用途に有効に使用することができる。さらに、このような成形面ファスナーは、土壌中においても良好な生分解を有しているため、例えば、海洋中の様々な養殖場での結束、固定や、農作物を育てる土壌、土中での結束などの固定に使用できる。特に、海洋生分解性を有しているため、海洋中の様々な養殖場での結束、固定において係合力を発揮することができ、経年劣化とともに分解するため、海洋生物への脅威となることがないため好適である。
成形面ファスナーで固定した物品を海洋中や土壌中に投入することにより、所定の期間を経て面ファスナーによる固定が消失し、更に完全に生分解されることが求められる用途等にも使用できる。
以下、実施例により本開示をより詳細に説明するが、本開示は本実施例により何等限定されるものではない。なお、以下の実施例において、各種物性は下記の方法により測定したものを示す。
[セルロースアセテートの重量平均分子量]
セルロースアセテートの重量平均分子量Mwは、GPCにより以下の条件でGPC分析を行うことで決定できる。
溶媒:NMP
測定用カラム:アジレント・テクノロジー(株)製PolyPore(7.8mmφ×30cm)2本、ガードカラム付き
流速:0.5ml/min
温度:29℃
試料濃度:0.5wt%
注入量:50μl
検出:RI
標準物質:PMMA(分子量675,500、分子量504,500、分子量223,900、分子量66,650、分子量26,550、分子量6,140、分子量1,780)
セルロースアセテートの重量平均分子量Mwは、GPCにより以下の条件でGPC分析を行うことで決定できる。
溶媒:NMP
測定用カラム:アジレント・テクノロジー(株)製PolyPore(7.8mmφ×30cm)2本、ガードカラム付き
流速:0.5ml/min
温度:29℃
試料濃度:0.5wt%
注入量:50μl
検出:RI
標準物質:PMMA(分子量675,500、分子量504,500、分子量223,900、分子量66,650、分子量26,550、分子量6,140、分子量1,780)
[セルロースアセテートの平均置換度]
セルロースアセテートのグルコース環の2位、3位及び6位の各アセチル置換度は、手塚(Tezuka,Carbohydr.Res.,273,83(1995))の方法に従いNMR法で測定できる。即ち、セルロースアセテート試料の遊離水酸基をピリジン中で無水プロピオン酸によりプロピオニル化する。得られた試料を重クロロホルムに溶解し、13C-NMRスペクトルを測定する。アセチル基の炭素シグナルは169~171ppmの領域に高磁場から2位、3位、6位の順序で、そして、プロピオニル基のカルボニル炭素のシグナルは、172~174ppmの領域に同じ順序で現れる。それぞれ対応する位置でのアセチル基とプロピオニル基の存在比(言い換えれば、各シグナルの面積比)から、元のセルロースアセテートにおけるグルコース環の2位、3位及び6位の各アセチル置換度を求めることができる。なお、アセチル置換度は、13C-NMRのほか、1H-NMRで分析することもできる。
なお、本開示におけるアセチル平均置換度は、前述の測定方法で求められるセルロースアセテートのグルコース環の2位、3位及び6位の各アセチル置換度の和である。
セルロースアセテートのグルコース環の2位、3位及び6位の各アセチル置換度は、手塚(Tezuka,Carbohydr.Res.,273,83(1995))の方法に従いNMR法で測定できる。即ち、セルロースアセテート試料の遊離水酸基をピリジン中で無水プロピオン酸によりプロピオニル化する。得られた試料を重クロロホルムに溶解し、13C-NMRスペクトルを測定する。アセチル基の炭素シグナルは169~171ppmの領域に高磁場から2位、3位、6位の順序で、そして、プロピオニル基のカルボニル炭素のシグナルは、172~174ppmの領域に同じ順序で現れる。それぞれ対応する位置でのアセチル基とプロピオニル基の存在比(言い換えれば、各シグナルの面積比)から、元のセルロースアセテートにおけるグルコース環の2位、3位及び6位の各アセチル置換度を求めることができる。なお、アセチル置換度は、13C-NMRのほか、1H-NMRで分析することもできる。
なお、本開示におけるアセチル平均置換度は、前述の測定方法で求められるセルロースアセテートのグルコース環の2位、3位及び6位の各アセチル置換度の和である。
[配向度]
下記測定条件で、成形面ファスナーを装置にセットして係合素子を避けて基板の平らな面にX線を照射して広角X線散乱測定を行った。
<測定条件>
機種:ブルカー・D8 Discover IμS
X線源:Cu
コリメーター径:0.5mm
電圧:50kV
電流:1mA
検出器:2次元PSPC・VANTEC-500
露光時間:10分/1フレーム
下記測定条件で、成形面ファスナーを装置にセットして係合素子を避けて基板の平らな面にX線を照射して広角X線散乱測定を行った。
<測定条件>
機種:ブルカー・D8 Discover IμS
X線源:Cu
コリメーター径:0.5mm
電圧:50kV
電流:1mA
検出器:2次元PSPC・VANTEC-500
露光時間:10分/1フレーム
上記測定で得られた二次元回折像を、回折角(2θ)=7.5~8.5°、方位角(γ)=0~360°、ステップ幅=0.5°の条件で、横軸が方位角(γ)、縦軸がX線回折強度である方位角-強度プロファイルに変換した。得られた方位角-強度プロファイルから下記式(1)、(2)によって配向度fを算出した。
式(1)および(2)中、fは配向度、Iiは方位角θiのときのピーク強度である。<cos2θ>は全分子の配向状態の平均値であり、無配向の場合はf=0、完全配向の場合はf=1である。積分範囲iは方位角0~90度である。
[ひずみ(%)]
成形面ファスナーから、機械進行方向(MD)を長さ方向として、25mm(幅)×200mm(長さ)のサンプルを切り出し、(株)島津製作所製オートグラフにて引張試験を実施した。そして、JIS K 7127(1999)を参考に、標線間距離の破断までの増加量を、初めの標線間距離で除した値を、下記式により算出した。10回測定し平均値を求めた。
成形面ファスナーから、機械進行方向(MD)を長さ方向として、25mm(幅)×200mm(長さ)のサンプルを切り出し、(株)島津製作所製オートグラフにて引張試験を実施した。そして、JIS K 7127(1999)を参考に、標線間距離の破断までの増加量を、初めの標線間距離で除した値を、下記式により算出した。10回測定し平均値を求めた。
[弾性率(N)]
成形面ファスナーから、機械進行方向(MD)を長さ方向として、25mm(幅)×200mm(長さ)のサンプルを切り出し、(株)島津製作所製オートグラフにて引張試験を実施した。JIS L 1013(2021)を参考に、図9で示すように、引張試験で得られた荷重-伸び曲線から原点近くで伸長変化に対する荷重変化の最大点A(接線角の最大点)を求め、次の式によって算出し、10回の平均値を求めた。
E:引張り弾性率(N)
P:接線角の最大点Aにおける荷重(N)
l:試験長(mm)
l’:THの長さ(mm)、ここでHは最大点Aにおける垂線と横軸との交点、Tは接線と横軸との交点である。
成形面ファスナーから、機械進行方向(MD)を長さ方向として、25mm(幅)×200mm(長さ)のサンプルを切り出し、(株)島津製作所製オートグラフにて引張試験を実施した。JIS L 1013(2021)を参考に、図9で示すように、引張試験で得られた荷重-伸び曲線から原点近くで伸長変化に対する荷重変化の最大点A(接線角の最大点)を求め、次の式によって算出し、10回の平均値を求めた。
P:接線角の最大点Aにおける荷重(N)
l:試験長(mm)
l’:THの長さ(mm)、ここでHは最大点Aにおける垂線と横軸との交点、Tは接線と横軸との交点である。
[基板の厚さ(mm)]
成形面ファスナーのフック型係合素子が存在していない部分において、基板の厚さをダイヤルシクネスゲージにより測定した。厚さは、10点での平均値として算出した。
成形面ファスナーのフック型係合素子が存在していない部分において、基板の厚さをダイヤルシクネスゲージにより測定した。厚さは、10点での平均値として算出した。
[工程通過性]
成形面ファスナーを製造する際の工程通過性を、以下の判断基準で評価した。
(射出成形タイプ)
A:金型の先端まで樹脂が充填され良好なフック成形性を有する。
B:部分的にフック形成が出来ていない場所がある。
C:フック形成が出来ていない。
(押出成形タイプ)
A:フックカット工程で十分な刃入れが可能であり、延伸工程で十分な延伸が可能であり、個々の係合素子が独立している。
B:工程内の引き取りローラーに樹脂削れによる粉状物が付着する。
C:フックカット工程、延伸工程で破断する。
成形面ファスナーを製造する際の工程通過性を、以下の判断基準で評価した。
(射出成形タイプ)
A:金型の先端まで樹脂が充填され良好なフック成形性を有する。
B:部分的にフック形成が出来ていない場所がある。
C:フック形成が出来ていない。
(押出成形タイプ)
A:フックカット工程で十分な刃入れが可能であり、延伸工程で十分な延伸が可能であり、個々の係合素子が独立している。
B:工程内の引き取りローラーに樹脂削れによる粉状物が付着する。
C:フックカット工程、延伸工程で破断する。
[初期係合力]
(ループ面ファスナー)
トリコット編物基布の表面にループ型係合素子となるマルチフィラメントループを形成した編物雌型面ファスナー(クラレファスニング社製E5000C、目付:190±10g/m2、密度[W]47~56本/2.54cm、[C]34±2本/2.54cm)を使用した。
成形面ファスナーについて、JIS L 3416(2000)に準じて、引張せん断(シアー)強度と剥離(ピール)強度を測定した。
シアーの測定結果については、フックとループの重なり合う面積を20mm×50mm(10cm2)として平均値を算出し、それをN/cm2に換算した値を平均値とした。シアーの平均値とは、N=3回で測定した結果の平均値である。
ピールの平均値についても、N=3回で測定した結果の平均値である。ピールの測定結果については、測定幅を20mmとして平均値(N/20mm)を算出し、それを2で割ってN/cmに換算した値として算出した。
(ループ面ファスナー)
トリコット編物基布の表面にループ型係合素子となるマルチフィラメントループを形成した編物雌型面ファスナー(クラレファスニング社製E5000C、目付:190±10g/m2、密度[W]47~56本/2.54cm、[C]34±2本/2.54cm)を使用した。
成形面ファスナーについて、JIS L 3416(2000)に準じて、引張せん断(シアー)強度と剥離(ピール)強度を測定した。
シアーの測定結果については、フックとループの重なり合う面積を20mm×50mm(10cm2)として平均値を算出し、それをN/cm2に換算した値を平均値とした。シアーの平均値とは、N=3回で測定した結果の平均値である。
ピールの平均値についても、N=3回で測定した結果の平均値である。ピールの測定結果については、測定幅を20mmとして平均値(N/20mm)を算出し、それを2で割ってN/cmに換算した値として算出した。
[繰り返し係合保持性(5回剥離後の係合力)]
成形面ファスナーと編物雌型面ファスナー(クラレファスニング社製E5000C)とを係合させ、手剥離による剥離を5回繰り返した後において、引張せん断(シアー)強度と剥離(ピール)強度を測定した。上記の初期係合力と同様の手順にて係合力を測定した。
成形面ファスナーと編物雌型面ファスナー(クラレファスニング社製E5000C)とを係合させ、手剥離による剥離を5回繰り返した後において、引張せん断(シアー)強度と剥離(ピール)強度を測定した。上記の初期係合力と同様の手順にて係合力を測定した。
[高温・高湿度下保持後の係合力]
恒温恒湿器(ESPEC LHU-112M)を用い、温度:65℃及び湿度:80%RHとし、当該温湿度雰囲気下に成形面ファスナーを1時間投入した。JIS L 3416(2000)に準じて、編物雌型面ファスナー(クラレファスニング社製E5000C)との引張せん断(シアー)強度と剥離(ピール)強度を測定した。上記の初期係合力と同様の手順にて係合力を測定した。
恒温恒湿器(ESPEC LHU-112M)を用い、温度:65℃及び湿度:80%RHとし、当該温湿度雰囲気下に成形面ファスナーを1時間投入した。JIS L 3416(2000)に準じて、編物雌型面ファスナー(クラレファスニング社製E5000C)との引張せん断(シアー)強度と剥離(ピール)強度を測定した。上記の初期係合力と同様の手順にて係合力を測定した。
[耐割れ性]
面ファスナーのMD方向に平行に90°に折り曲げた時に割れが発生した時をC、発生しなければAと判定した。
面ファスナーのMD方向に平行に90°に折り曲げた時に割れが発生した時をC、発生しなければAと判定した。
[耐ブリードアウト性]
成形面ファスナーを60mm×120mmにカットしてサンプルを作製し、60℃×8hrで真空乾燥した後、重量を計測した。恒温恒湿器(ESPEC PHP-2J)を使用し65℃×85%RHの環境をつくり、サンプルを投入した。30日間放置後、取出し、目視、手触りでブリードアウトの有無を判定した後にサンプルを水洗し、60℃×8hr真空乾燥後に、重量を計測した。ブリードアウトした量として、恒温恒湿器投入前後の重量から減少した重量を算出し、恒温恒湿器投入前の重量に対する重量減少率を求めた。目視、手触り評価の結果及び重量減少率から以下の判断基準で評価した。
A:目視、手触りでブリードアウトが無く、尚且つ重量減少率が3.0%未満である。
B:目視、手触りでブリードアウトは無いが、重量減少率が3.0%以上である。
C:目視、手触りでブリードアウトが確認される。
成形面ファスナーを60mm×120mmにカットしてサンプルを作製し、60℃×8hrで真空乾燥した後、重量を計測した。恒温恒湿器(ESPEC PHP-2J)を使用し65℃×85%RHの環境をつくり、サンプルを投入した。30日間放置後、取出し、目視、手触りでブリードアウトの有無を判定した後にサンプルを水洗し、60℃×8hr真空乾燥後に、重量を計測した。ブリードアウトした量として、恒温恒湿器投入前後の重量から減少した重量を算出し、恒温恒湿器投入前の重量に対する重量減少率を求めた。目視、手触り評価の結果及び重量減少率から以下の判断基準で評価した。
A:目視、手触りでブリードアウトが無く、尚且つ重量減少率が3.0%未満である。
B:目視、手触りでブリードアウトは無いが、重量減少率が3.0%以上である。
C:目視、手触りでブリードアウトが確認される。
[ISO14851による生分解性]
ISO14851に記載の生分解性評価方法に準じ、倉敷市の下水処理場の活性汚泥を100mg/Lの濃度で含む標準試験培養液300mL中に、サンプルである成形面ファスナーの基板部分を長さ2mm×幅2mmに裁断し、これを100mg/Lとなるように添加した。これを、25±1℃で培養し、生分解に消費された酸素量を、BOD計(WTW社製「Oxitop」)を用いて測定し、その値と、理論的酸素要求量(ThOD)の比から生分解度を求め、以下の基準により生分解性を判断した。
A:3日後の生分解度が、5%以上
C:3日後の生分解度が、5%未満
ISO14851に記載の生分解性評価方法に準じ、倉敷市の下水処理場の活性汚泥を100mg/Lの濃度で含む標準試験培養液300mL中に、サンプルである成形面ファスナーの基板部分を長さ2mm×幅2mmに裁断し、これを100mg/Lとなるように添加した。これを、25±1℃で培養し、生分解に消費された酸素量を、BOD計(WTW社製「Oxitop」)を用いて測定し、その値と、理論的酸素要求量(ThOD)の比から生分解度を求め、以下の基準により生分解性を判断した。
A:3日後の生分解度が、5%以上
C:3日後の生分解度が、5%未満
[実施例1]
αセルロース含量98.4wt%の広葉樹前加水分解クラフトパルプをディスクリファイナーで綿状に解砕した。100重量部の解砕パルプ(含水率8%)に26.8重量部の酢酸を噴霧し、良くかき混ぜた後、前処理として60時間静置し活性化した。活性化したパルプを、323重量部の酢酸、245重量部の無水酢酸、13.1重量部の硫酸からなる混合物に加え、40分を要して5~40℃の最高温度に調整し、90分間酢化した。中和剤(24%酢酸マグネシウム水溶液)を、硫酸量(熟成硫酸量)が2.5重量部に調整されるように3分間かけて添加した。さらに、反応浴を75℃に昇温した後、水を添加し、反応浴水分(熟成水分)を52mol%濃度とした。その後、85℃で熟成を行ない、酢酸マグネシウムで硫酸を中和することで熟成を停止し、セルロースアセテートを含む反応混合物を得た。得られた反応混合物に希酢酸水溶液を加え、セルロースアセテートを分離した後、水洗・乾燥・水酸化カルシウムによる安定化をして、アセチル平均置換度2.4、重量平均分子量18万のセルロースアセテートを得た。得られたセルロースアセテートを70重量%、およびアジピン酸エステル系化合物(大八化学工業(株)製、「DAIFATTY-101」)を30重量%としてヘンシェルミキサー内に添加し、ミキサー内の摩擦熱で70℃以上となるように攪拌混合した。その後、二軸押出機(シリンダー温度:200℃、ダイス温度:210℃)に供給し、押し出してペレット化した。
αセルロース含量98.4wt%の広葉樹前加水分解クラフトパルプをディスクリファイナーで綿状に解砕した。100重量部の解砕パルプ(含水率8%)に26.8重量部の酢酸を噴霧し、良くかき混ぜた後、前処理として60時間静置し活性化した。活性化したパルプを、323重量部の酢酸、245重量部の無水酢酸、13.1重量部の硫酸からなる混合物に加え、40分を要して5~40℃の最高温度に調整し、90分間酢化した。中和剤(24%酢酸マグネシウム水溶液)を、硫酸量(熟成硫酸量)が2.5重量部に調整されるように3分間かけて添加した。さらに、反応浴を75℃に昇温した後、水を添加し、反応浴水分(熟成水分)を52mol%濃度とした。その後、85℃で熟成を行ない、酢酸マグネシウムで硫酸を中和することで熟成を停止し、セルロースアセテートを含む反応混合物を得た。得られた反応混合物に希酢酸水溶液を加え、セルロースアセテートを分離した後、水洗・乾燥・水酸化カルシウムによる安定化をして、アセチル平均置換度2.4、重量平均分子量18万のセルロースアセテートを得た。得られたセルロースアセテートを70重量%、およびアジピン酸エステル系化合物(大八化学工業(株)製、「DAIFATTY-101」)を30重量%としてヘンシェルミキサー内に添加し、ミキサー内の摩擦熱で70℃以上となるように攪拌混合した。その後、二軸押出機(シリンダー温度:200℃、ダイス温度:210℃)に供給し、押し出してペレット化した。
図5の断面形状と同様のノズルを用いて、得られたセルロースアセテート樹脂組成物ペレットを、ノズル温度210℃で押し出し、冷却することにより、成形面ファスナー前駆体を成形した。得られた成形面ファスナー前駆体は図5に示す形状を有しており、具体的には、セルロースアセテート樹脂組成物からなる基板前駆体(24)の上に、同じくセルロースアセテート樹脂組成物からなる、上下方向に2個の突出部を有するフック型係合素子用列条(25)が立ち上がっていた。得られた成形面ファスナー前駆体の幅は40mmであった。前記成形面ファスナー前駆体は、テープの長さ方向(機械進行方向)に連続している複数のフック型係合素子用列条を表面に有するものであった。該フック型係合素子用列条の本数はテープ幅1cm当たり5本であった。
そして、該フック型係合素子用列条について、該列条の長さ方向に略直交する方向に、0.5mm間隔で、該列条の高さ方向の先端から、該列条の高さの4/5(下から1/5)のところまで切れ目を入れた。次いで、成形面ファスナー前駆体を温度130℃で長さ方向に1.88倍延伸し、成形面ファスナーを作製した。
得られたフック型成形面ファスナー(30)は、図6に示すように、基板(31)とその表面から立ち上がるフック型係合素子(32)を有していた。また、前記フック型係合素子(32)は、基板から立ち上がるステム部(33)と、その途中からフック型係合素子の列方向に対して略直角方向に、そしてステム部から対称に突出する突出部(36)とを有していた。更に前記突出部(36)の先端は基板面に近づいており、突出部(36)は、ステム部(33)の一方の側の上下方向に2個存在し、1つのステム部(33)は、合計で4個の突出部(36)を有していた。
成形面ファスナーの基板の厚さは0.3mm、基板面からのフック型係合素子の高さ(H0)は2.4mm、フック型係合素子の厚さ(成形面ファスナー前駆体の押出方向〔フック型係合素子の列方向〕)は0.54mmであった。また、前記フック型係合素子の列方向を基準とした場合において、前記ステム部の厚さ(mm)に対する前記ステム部同士の間隔(mm)の比は0.61倍であり、フック型係合素子が存在している部分におけるフック型係合素子の密度は51.2個/cm2であった。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表1に示す。
[実施例2]
延伸倍率を2.25倍とし、引き取り速度を4.73m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表1に示す。
延伸倍率を2.25倍とし、引き取り速度を4.73m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表1に示す。
[実施例3]
実施例1のセルロースアセテートの量を80重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を20重量%に変更したペレットに対し、ノズル温度を240℃、延伸温度を150℃、延伸倍率を2.00倍、引き取り速度を4.20m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表1に示す。
実施例1のセルロースアセテートの量を80重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を20重量%に変更したペレットに対し、ノズル温度を240℃、延伸温度を150℃、延伸倍率を2.00倍、引き取り速度を4.20m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表1に示す。
[実施例4]
実施例1のセルロースアセテートの量を55重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を45重量%に変更したペレットに対し、延伸倍率を2.00倍、引き取り速度を4.20m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表1に示す。
実施例1のセルロースアセテートの量を55重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を45重量%に変更したペレットに対し、延伸倍率を2.00倍、引き取り速度を4.20m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表1に示す。
[実施例5]
延伸倍率を2.44倍とし、引き取り速度を5.12m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表1に示す。
延伸倍率を2.44倍とし、引き取り速度を5.12m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表1に示す。
[実施例6]
[成形用金型の準備]
金型として、フック型係合素子の形状を外円周上に彫った厚さ0.30mmで直径212mmのリング状金型、そのような形状を彫っていない外周面がフラットな厚さ0.30mmで直径212mmの金属製リング、上記フック型係合素子形状と逆の方向を向いているフック型係合素子形状を外円周上に彫った厚さ0.30mmで直径212mmのリング状金型、そのような形状を彫っていない外周面がフラットな厚さ0.20mmで直径212mmの金属製リングを順々に重ね合わせることにより、その外周表面にフック型係合素子形状のキャビティおよび逆方向を向いているフック型係合素子形状のキャビティを表面に多数有する幅120mmの金型ロールを用意した。
[成形用金型の準備]
金型として、フック型係合素子の形状を外円周上に彫った厚さ0.30mmで直径212mmのリング状金型、そのような形状を彫っていない外周面がフラットな厚さ0.30mmで直径212mmの金属製リング、上記フック型係合素子形状と逆の方向を向いているフック型係合素子形状を外円周上に彫った厚さ0.30mmで直径212mmのリング状金型、そのような形状を彫っていない外周面がフラットな厚さ0.20mmで直径212mmの金属製リングを順々に重ね合わせることにより、その外周表面にフック型係合素子形状のキャビティおよび逆方向を向いているフック型係合素子形状のキャビティを表面に多数有する幅120mmの金型ロールを用意した。
[フック型成形面ファスナーの製造]
上記の金型ロールと相対する位置に存在する別のドラムロールとの隙間に、実施例1で使用したセルロースアセテート樹脂組成物ペレットの溶融物(溶融温度:210℃)を押し出し、圧迫することによりそのキャビティ内に該樹脂組成物を充填させると共にロール表面に均一な厚さを有するシートを形成した。金型ロールが回転している間に、ロール内に常時循環されている水によりキャビティ内の樹脂組成物を冷却させたのち、基板厚さが0.20mmとなるように隙間調整したニップロールにより引き延ばすとともに冷却固化されたシートを金型ロール表面(表面温度:100℃)から引き剥がして、フック型成形面ファスナーを製造した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表2に示す。
上記の金型ロールと相対する位置に存在する別のドラムロールとの隙間に、実施例1で使用したセルロースアセテート樹脂組成物ペレットの溶融物(溶融温度:210℃)を押し出し、圧迫することによりそのキャビティ内に該樹脂組成物を充填させると共にロール表面に均一な厚さを有するシートを形成した。金型ロールが回転している間に、ロール内に常時循環されている水によりキャビティ内の樹脂組成物を冷却させたのち、基板厚さが0.20mmとなるように隙間調整したニップロールにより引き延ばすとともに冷却固化されたシートを金型ロール表面(表面温度:100℃)から引き剥がして、フック型成形面ファスナーを製造した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表2に示す。
[実施例7]
実施例1のセルロースアセテートの量を75重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を25重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を230℃とし、金型ロールの表面温度を110℃とし、引き取り速度を15.3m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表2に示す。
実施例1のセルロースアセテートの量を75重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を25重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を230℃とし、金型ロールの表面温度を110℃とし、引き取り速度を15.3m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表2に示す。
[実施例8]
実施例1のセルロースアセテートの量を80重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を20重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を240℃とし、金型ロールの表面温度を115℃とし、引き取り速度を15.6m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表2に示す。
実施例1のセルロースアセテートの量を80重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を20重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を240℃とし、金型ロールの表面温度を115℃とし、引き取り速度を15.6m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表2に示す。
[実施例9]
実施例1のセルロースアセテートの量を55重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を45重量%に変更したペレットに対し、引き取り速度を13.6m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表2に示す。
実施例1のセルロースアセテートの量を55重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を45重量%に変更したペレットに対し、引き取り速度を13.6m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表2に示す。
[実施例10]
実施例1のセルロースアセテートの量を94重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を6重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を240℃とし、金型ロールの表面温度を125℃とし、引き取り速度を14.6m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表2に示す。
実施例1のセルロースアセテートの量を94重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を6重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を240℃とし、金型ロールの表面温度を125℃とし、引き取り速度を14.6m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を行い、結果を表2に示す。
[比較例1]
延伸倍率を2.65倍とし、引き取り速度を5.57m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を実施した。延伸倍率が高く、配向度が0.410、ひずみが2.20%であり、成形は可能で初期係合力は良好であったが、脆いテープになっており、MD方向に対して割れが発生し、係合力の剥離耐久性に乏しく、生分解性に劣るものであった。結果を表1に示す。
延伸倍率を2.65倍とし、引き取り速度を5.57m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を実施した。延伸倍率が高く、配向度が0.410、ひずみが2.20%であり、成形は可能で初期係合力は良好であったが、脆いテープになっており、MD方向に対して割れが発生し、係合力の剥離耐久性に乏しく、生分解性に劣るものであった。結果を表1に示す。
[比較例2]
実施例1のセルロースアセテートの量を95重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を5重量%に変更したペレットに対し、延伸温度を150℃、延伸倍率を2.00倍、引き取り速度を4.20m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製しようとしたが、得られた成形面ファスナーは係合素子が割れていたり、フック形状をなしていない部分や係合素子そのものが破損して存在していない部分が多くみられ係合力を有していなかったため、その後の係合力評価は行わなかった。
実施例1のセルロースアセテートの量を95重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を5重量%に変更したペレットに対し、延伸温度を150℃、延伸倍率を2.00倍、引き取り速度を4.20m/分とする以外は、実施例1と同様にして成形面ファスナーを作製しようとしたが、得られた成形面ファスナーは係合素子が割れていたり、フック形状をなしていない部分や係合素子そのものが破損して存在していない部分が多くみられ係合力を有していなかったため、その後の係合力評価は行わなかった。
[比較例3]
金型ロールの表面温度を76℃とし、引き取り速度を5.4m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製したが、得られた成形面ファスナーは係合素子が破損してしまい係合力を有していなかったため、その後の係合力評価は行わなかった。
金型ロールの表面温度を76℃とし、引き取り速度を5.4m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製したが、得られた成形面ファスナーは係合素子が破損してしまい係合力を有していなかったため、その後の係合力評価は行わなかった。
[比較例4]
金型ロールの表面温度を83℃とし、引き取り速度を14.9m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製したが、得られた成形面ファスナーは係合素子が破損してしまい係合力を有していなかったため、その後の係合力評価は行わなかった。
金型ロールの表面温度を83℃とし、引き取り速度を14.9m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製したが、得られた成形面ファスナーは係合素子が破損してしまい係合力を有していなかったため、その後の係合力評価は行わなかった。
[比較例5]
実施例1のセルロースアセテートの量を75重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を25重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を230℃とし、金型ロールの表面温度を85℃とし、引き取り速度を15.4m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を実施した。配向度が0.402であり、成形は可能であったが、脆いためにMD方向に対して割れが発生し、生分解性に劣るものであった。結果を表2に示す。
実施例1のセルロースアセテートの量を75重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を25重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を230℃とし、金型ロールの表面温度を85℃とし、引き取り速度を15.4m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を実施した。配向度が0.402であり、成形は可能であったが、脆いためにMD方向に対して割れが発生し、生分解性に劣るものであった。結果を表2に示す。
[比較例6]
実施例1のセルロースアセテートの量を80重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を20重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を240℃とし、金型ロールの表面温度を90℃とし、引き取り速度を15.4m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を実施した。配向度が0.411であり、成形は可能であったが、脆いためにMD方向に対して割れが発生し、生分解性に劣るものであった。結果を表2に示す。
実施例1のセルロースアセテートの量を80重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を20重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を240℃とし、金型ロールの表面温度を90℃とし、引き取り速度を15.4m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製した。得られた成形面ファスナーについて評価を実施した。配向度が0.411であり、成形は可能であったが、脆いためにMD方向に対して割れが発生し、生分解性に劣るものであった。結果を表2に示す。
[比較例7]
実施例1のセルロースアセテートの量を53重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を47重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を205℃とし、金型ロールの表面温度を80℃とし、引き取り速度を7.3m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製したが、得られた成形面ファスナーは係合素子が破損してしまい係合力を有していなかったため、その後の係合力評価は行わなかった。また、可塑剤量が多かったため、耐ブリードアウト性評価の試験において、ブリードアウトが確認された。
実施例1のセルロースアセテートの量を53重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を47重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を205℃とし、金型ロールの表面温度を80℃とし、引き取り速度を7.3m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製したが、得られた成形面ファスナーは係合素子が破損してしまい係合力を有していなかったため、その後の係合力評価は行わなかった。また、可塑剤量が多かったため、耐ブリードアウト性評価の試験において、ブリードアウトが確認された。
[比較例8]
実施例1のセルロースアセテートの量を95重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を5重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を240℃とし、金型ロールの表面温度を95℃とし、引き取り速度を5.5m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製したが、得られた成形面ファスナーは係合素子が破損してしまい係合力を有していなかったため、その後の係合力評価は行わなかった。また、配向度が0.433であり、脆いためにMD方向に対して割れが発生し、生分解性に劣るものであった。
実施例1のセルロースアセテートの量を95重量%、アジピン酸エステル系化合物の量を5重量%に変更したペレットに対し、溶融温度を240℃とし、金型ロールの表面温度を95℃とし、引き取り速度を5.5m/分とする以外は、実施例6と同様にして成形面ファスナーを作製したが、得られた成形面ファスナーは係合素子が破損してしまい係合力を有していなかったため、その後の係合力評価は行わなかった。また、配向度が0.433であり、脆いためにMD方向に対して割れが発生し、生分解性に劣るものであった。
表1および2に示すように、実施例1~10の成形面ファスナーの配向度は、0.135~0.382の範囲であり、これらの実施例ではISO14851に基づく生分解性を有しており、25℃前後の低酵素環境下であるにもかかわらず、短期間で生分解が迅速に進行する。さらに、ISO14851では、海洋中の生分解性において採用される低温度(25℃前後)で生分解性が確認できるため、低温かつ低酵素環境下で迅速な生分解性を示すこれらの実施例は、海洋中でも優れた生分解性を有していることが予測される。
また、実施例1~3および6~8では、高温・高湿度下保持後でも係合力を維持することができ、実施例1、2および6~8では、良好な繰り返し係合保持性を達成できている。
また、実施例1~10の成形面ファスナーは、他の面ファスナー(好ましくは生分解性面ファスナー、より好ましくは本開示の成形面ファスナー)と組み合わせて、面ファスナー重ね合わせ体として好適に利用することが可能である。
一方、配向度が0.410である比較例1では、実施例1と同じ樹脂組成物からなるペレットを用いているにもかかわらず、ISO14851に基づく生分解性が良好ではない。また、比較例1は、実施例1と比べると、配向度が高いことに由来してか、基板部分が脆くなり、高温・高湿度下での係合力、および繰り返し係合による耐久性も低減している。
また、配向度が0.402である比較例5、および配向度が0.411である比較例6では、それぞれ実施例7および8と同じ樹脂組成物からなるペレットを用いているにもかかわらず、ISO14851に基づく生分解性が良好ではない。また、比較例5および6は、配向度が高いことに由来してか、基板部分が脆くなり、高温・高湿度下保持後の係合力、および繰り返し係合保持性も低減している。
比較例2~4、7および8では、上述したように、成形面ファスナーとして使用することが可能な係合力を有する製品をそもそも製造することができなかったため、それ以降の評価は行っていない。
本開示の成形面ファスナーは、優れた生分解性を有するため、農業資材、林業資材、水産資材、土木資材、衣料資材、生活資材、衛生資材、医療資材などを含む多くの用途で好適に用いることができる。
以上のとおり、本開示の好適な実施態様を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。
10,30・・・成形面ファスナー
11,31・・・基板
12・・・フック型係合素子
20・・・成形面ファスナー前駆体
24・・・基板前駆体
25・・・フック型係合素子用列条
33・・・ステム部
36・・・突出部
38・・・畝部
11,31・・・基板
12・・・フック型係合素子
20・・・成形面ファスナー前駆体
24・・・基板前駆体
25・・・フック型係合素子用列条
33・・・ステム部
36・・・突出部
38・・・畝部
Claims (9)
- 第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を有する成形面ファスナーであって、該基板および該フック型係合素子がともにセルロースエステル樹脂組成物で構成され、該セルロース樹脂組成物がセルロースエステルおよびアジピン酸エステル系化合物を、セルロースエステル/アジピン酸エステル系化合物の重量比94/6~55/45で含み、該基板の機械進行方向の配向度が0.120~0.390である成形面ファスナー。
- 基板の機械進行方向のひずみが2.5~15.0%である、請求項1に記載の成形面ファスナー。
- セルロースエステルがセルロースアセテートであり、その平均置換度が2.0~2.6である、請求項1に記載の成形面ファスナー。
- セルロースエステルがセルロースアセテートであり、その重量平均分子量(Mw)が100000~1000000である、請求項1に記載の成形面ファスナー。
- 成形面ファスナーが非晶性である、請求項1に記載の成形面ファスナー。
- 複数の面ファスナーで構成された面ファスナー重ね合わせ体であって、請求項1~5のいずれか一項に記載された成形面ファスナーの基板に対して、他の面ファスナーの基板または基布が接合され、一方の面に前記成形面ファスナーの係合素子を備え、他方の面に前記他の面ファスナーのフック型係合素子またはループ型係合素子を備える、面ファスナー重ね合わせ体。
- 複数の面ファスナーで構成された面ファスナー重ね合わせ体であって、一つの成形面ファスナーの基板に対して、他の成形面ファスナーの基板が接合され、面ファスナー重ね合わせ体中の成形面ファスナーが、いずれも請求項1~5のいずれか一項に記載された成形面ファスナーで構成されている、面ファスナー重ね合わせ体。
- 穿孔したキャビティを有する金属ロールの表面に、セルロースエステル樹脂組成物の溶融物を流し、前記キャビティに前記溶融物を圧入するとともに、金属ロール表面に前記溶融物のシート状物を形成する工程、および
前記金属ロール表面から前記シート状物を剥離して、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子またはその前駆体を備える、成形面ファスナーを得る工程、
を備える、請求項1~5のいずれか一項に記載の成形面ファスナーの製造方法。 - セルロースエステル樹脂組成物を、所定の形状を有するスリットを通して溶融押出し、基板前駆体、および前記基板前駆体の一方の面から突出する複数の係合素子用列条を備える成形面ファスナー前駆体を得る工程、
前記係合素子用列条に対して、当該列条の先端から基板前駆体に向かって、列条の所定の位置まで、当該列条方向において小刻みに複数の切れ目を入れる工程、および
前記成形面ファスナー前駆体を、前記列条方向に延伸して切れ目間隔を広げ、第1の面と第2の面とを有する基板、およびその少なくとも一方の面から突出するフック型係合素子を備える成形面ファスナーを得る工程、
を備える、請求項1~5のいずれか一項に記載の成形面ファスナーの製造方法。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/004412 Pending WO2025173689A1 (ja) | 2024-02-16 | 2025-02-10 | 成形面ファスナーおよびその製造方法ならびに面ファスナー重ね合わせ体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025173689A1 (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0716109A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-20 | Hideo Yunoki | 面ファスナー |
| JP2011092744A (ja) * | 2002-01-15 | 2011-05-12 | Three M Innovative Properties Co | 熱処理済み異型押出しフック |
| JP2017129829A (ja) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 富士フイルム株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP2020028381A (ja) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | Ykk株式会社 | 成形面ファスナーの製造方法及び成形装置 |
| WO2020218271A1 (ja) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | ダイセルポリマー株式会社 | セルロースエステル組成物 |
| JP2022018175A (ja) * | 2020-07-15 | 2022-01-27 | ダイセルミライズ株式会社 | セルロースエステル組成物及びその成形品 |
| JP2023182570A (ja) * | 2020-04-15 | 2023-12-26 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 堆肥化可能な組成物、物品、及び堆肥化可能な物品を製造する方法 |
-
2025
- 2025-02-10 WO PCT/JP2025/004412 patent/WO2025173689A1/ja active Pending
Patent Citations (7)
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