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特開2024-112101ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材、及びその製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024112101
(43)【公開日】2024-08-20
(54)【発明の名称】ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材、及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C08J 5/04 20060101AFI20240813BHJP
D01F 8/06 20060101ALI20240813BHJP
【ＦＩ】
C08J5/04 CES
D01F8/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023016959
(22)【出願日】2023-02-07
(71)【出願人】
【識別番号】000120010
【氏名又は名称】宇部エクシモ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002620
【氏名又は名称】弁理士法人大谷特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大越 聖也
【テーマコード（参考）】
4F072
4L041
【Ｆターム（参考）】
4F072AA04
4F072AA08
4F072AB04
4F072AB22
4F072AD04
4F072AG03
4F072AH04
4F072AH18
4F072AH19
4F072AH31
4F072AH49
4F072AL01
4L041AA07
4L041BA02
4L041BA05
4L041BA21
4L041BA32
4L041BB07
4L041BC20
4L041BD03
4L041BD04
4L041CA37
4L041CA38
4L041CB13
4L041CB19
4L041DD01
4L041DD05
4L041EE20
(57)【要約】
【課題】厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上であるポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の提供すること。
【解決手段】長手方向に垂直な断面が島成分を構成する補強繊維と、該補強繊維を点在状に融合一体化した海成分とを備えたポリオレフィン繊維強化テープ状複合材であって、前記島成分が鞘芯型紡糸繊維の芯成分によるポリオレフィン繊維からなり、前記海成分が島成分より２０℃以上融点の低い鞘成分のポリオレフィン系樹脂からなり、前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材が、厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上である、ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材である。
【選択図】なし
【解決手段】長手方向に垂直な断面が島成分を構成する補強繊維と、該補強繊維を点在状に融合一体化した海成分とを備えたポリオレフィン繊維強化テープ状複合材であって、前記島成分が鞘芯型紡糸繊維の芯成分によるポリオレフィン繊維からなり、前記海成分が島成分より２０℃以上融点の低い鞘成分のポリオレフィン系樹脂からなり、前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材が、厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上である、ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長手方向に垂直な断面が島成分を構成する補強繊維と、該補強繊維を点在状に融合一体化した海成分とを備えたポリオレフィン繊維強化テープ状複合材であって、
前記島成分が鞘芯型紡糸繊維の芯成分によるポリオレフィン繊維からなり、
前記海成分が島成分より２０℃以上融点の低い鞘成分のポリオレフィン系樹脂からなり、
前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材が、厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上である、
ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材。
前記島成分が鞘芯型紡糸繊維の芯成分によるポリオレフィン繊維からなり、
前記海成分が島成分より２０℃以上融点の低い鞘成分のポリオレフィン系樹脂からなり、
前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材が、厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上である、
ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材。
【請求項2】
前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚さに対する幅の比（幅／厚さ）が１００～５０００である、請求項１に記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材。
【請求項3】
前記補強繊維の単糸繊度が０．０５～１．１ｄｔｅｘである、請求項１に記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材。
【請求項4】
島成分を構成する補強繊維と、該補強繊維を融合一体化する海成分とを備えるポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法であって、
延伸された鞘芯構造の単繊維を複数本引き揃えて集束したトウを準備する工程（１）と、
前記トウを開繊し５０μｍ以下の厚みとする工程（２）と、
開繊された前記トウを鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下の温度で加熱して、前記鞘芯構造の鞘成分を溶融し、前記島成分を融合一体化する海成分として、海島構造を発現させる工程（３）とを有し、
前記島成分がポリオレフィン補強繊維であり、
前記海成分が前記ポリオレフィン補強繊維を形成する熱可塑性樹脂より２０℃以上融点の低いポリオレフィン系樹脂であり、
前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上である、
ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法。
延伸された鞘芯構造の単繊維を複数本引き揃えて集束したトウを準備する工程（１）と、
前記トウを開繊し５０μｍ以下の厚みとする工程（２）と、
開繊された前記トウを鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下の温度で加熱して、前記鞘芯構造の鞘成分を溶融し、前記島成分を融合一体化する海成分として、海島構造を発現させる工程（３）とを有し、
前記島成分がポリオレフィン補強繊維であり、
前記海成分が前記ポリオレフィン補強繊維を形成する熱可塑性樹脂より２０℃以上融点の低いポリオレフィン系樹脂であり、
前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上である、
ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法。
【請求項5】
前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚さに対する幅の比（幅／厚さ）が１００～５０００である、請求項４に記載のテープ状複合材の製造方法。
【請求項6】
前記延伸された鞘芯構造の単繊維の引張強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である、請求項４に記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法。
【請求項7】
前記延伸された鞘芯構造の単繊維の単糸繊度が０．１～２．２ｄｔｅｘである、請求項４に記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、各種機能性テープ基材の層間材として、厚みが薄く、しなやかで強度があり、かつ吸湿性の低い、もしくは誘電率の低い層間材が求められている。
より具体的には、機能性テープ基材の層間材としては、軽量で厚みが薄く、高強力性などの観点から例えば、要求性能として、幅１３．０±０．５ｍｍ、厚み５０μｍ以下、さらに薄いほどよく、引張強力３ｋｇｆ（２９．４Ｎ）以上が求められている。
より具体的には、機能性テープ基材の層間材としては、軽量で厚みが薄く、高強力性などの観点から例えば、要求性能として、幅１３．０±０．５ｍｍ、厚み５０μｍ以下、さらに薄いほどよく、引張強力３ｋｇｆ（２９．４Ｎ）以上が求められている。
【0003】
この種の先行技術として特許文献１には、高強力繊維開繊マルチフィラメントから成るテープが開示されており、実施例には補強繊維としてコポリパラフェニレン－３，４’－オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ（株）製「テクノーラ」）を開繊して使用した例が開示されている。
しかし、アラミド繊維は密度が１．３９ｇ／ｃｍ３程度であり、吸湿性でもあり、また、繊維自体が黄褐色で不透明であるため、軽量性、耐湿性、透明性が要求される用途の補強繊維に使用するには適しない。
しかし、アラミド繊維は密度が１．３９ｇ／ｃｍ３程度であり、吸湿性でもあり、また、繊維自体が黄褐色で不透明であるため、軽量性、耐湿性、透明性が要求される用途の補強繊維に使用するには適しない。
【0004】
また、特許文献１の製造方法は、熱可塑性樹脂及び単繊維繊度が０．１～５．５ｄｔｅｘの高強力繊維開繊マルチフィラメントからなる繊維強化テープの製造方法において、該高強力繊維開繊マルチフィラメントの長さ方向に破断強力の１／１００以上の張力をかけて、幅の変動係数が７％以下、隙間間隔が全幅に対して５％以下、単糸が厚さ方向に１～３層重なるように開繊し、その状態を保ちながら、該高強力繊維開繊マルチフィラメントの少なくとも片面に、フィルム状熱可塑性樹脂を貼り合わせ、その後加熱加圧加工を行うことを特徴とする繊維強化テープの製造方法であり、フィルム状熱可塑性樹脂の張り合わせ工程を有し、この工程が省略できればより望ましい。
【0005】
また、この種の材料として、例えば二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰフィルム）のスリットヤーン（テープ）が考えられるが、強度が不足している。
また、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）やポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）では、吸湿性があるため不適である。
また、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）やポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）では、吸湿性があるため不適である。
【0006】
一方、本出願人らは、特許文献２により、鞘成分樹脂と、鞘成分樹脂の融点より２０℃以上高い樹脂融点を有する芯成分樹脂とを備えた、熱可塑性樹脂からなる鞘芯型着色複合紡糸繊維を複数本集束し、鞘成分の融点以上、且つ、芯成分の融点未満の温度で延伸しつつ鞘成分を融合一体化した海成分と、該海成分に該芯成分樹脂からなる繊維が島状に分散した島成分とを有する扁平状海島型着色複合繊維からなり、前記鞘芯型着色複合紡糸繊維は、少なくとも前記鞘成分に配合された顔料により着色されてなり、前記扁平状海島型着色複合繊維が、（１）前記扁平状海島型着色複合繊維の海成分の溶融開始温度が１００℃以上で、且つ、溶融ピーク温度が１２０～１５０℃である、（２）前記扁平状海島型着色複合繊維の幅が０．５～３．０ｍｍ、厚みが０．１５ｍｍ以下である、（３）前記扁平状海島型着色複合繊維を１００℃で３時間加熱した後の熱収縮率が１．０％以下である、ことを条件とする光ファイバユニット抱合用繊維を、上市している。
この光ファイバユニット抱合用繊維は、光ケーブルの細径化及び材料減による低コスト化の観点から、幅が０．５～３．０ｍｍ、厚みが０．０８ｍｍ～０．１５ｍｍ以下とすることが提案されている。
すなわち、この抱合用繊維の厚みは、０．１５ｍｍ（１５０μｍ）以下であり、具体的に実施例に記載されている厚みは、０．０８ｍｍ～０．１３ｍｍ（８０μｍ～１３０μｍ）、幅が０．７ｍｍ～２．８ｍｍである。
この光ファイバユニット抱合用繊維は、光ケーブルの細径化及び材料減による低コスト化の観点から、幅が０．５～３．０ｍｍ、厚みが０．０８ｍｍ～０．１５ｍｍ以下とすることが提案されている。
すなわち、この抱合用繊維の厚みは、０．１５ｍｍ（１５０μｍ）以下であり、具体的に実施例に記載されている厚みは、０．０８ｍｍ～０．１３ｍｍ（８０μｍ～１３０μｍ）、幅が０．７ｍｍ～２．８ｍｍである。
【0007】
このように、機能性テープ基材の層間材としては、軽量で厚みが薄く、高強力性などの観点から例えば、要求性能として、幅１３．０±０．５ｍｍ、厚み５０μｍ以下、さらに薄いほどよく、引張強力３ｋｇｆ（２９．４Ｎ）以上が求められており、これらの条件を満足できるポリオレフィン繊維を補強材とするテープ状複合材については未だ開発されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２００８－２９１１７０号公報
【特許文献2】特許第５７０７５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
そこで、本発明者は、厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上であるポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の提供を目的とし、且つ、その製造方法について鋭意検討し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【0010】
すなわち、本発明は、以下の〔１〕～〔７〕の発明を提供する。
〔１〕長手方向に垂直な断面が島成分を構成する補強繊維と、該補強繊維を点在状に融合一体化した海成分とを備えたポリオレフィン繊維強化テープ状複合材であって、前記島成分が鞘芯型紡糸繊維の芯成分によるポリオレフィン繊維からなり、前記海成分が島成分より２０℃以上融点の低い鞘成分のポリオレフィン系樹脂からなり、前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材が、厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上である、ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材。
〔２〕前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚さに対する幅の比（幅／厚さ）が１００～５０００である、前記〔１〕に記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材。
〔３〕前記補強繊維の単糸繊度が０．０５～１．１ｄｔｅｘである、前記〔１〕又は〔２〕に記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材。
〔４〕島成分を構成する補強繊維と、該補強繊維を融合一体化する海成分とを備えるポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法であって、延伸された鞘芯構造の単繊維を複数本引き揃えて集束したトウを準備する工程（１）と、前記トウを開繊し５０μｍ以下の厚みとする工程（２）と、開繊された前記トウを鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下の温度で加熱して、前記鞘芯構造の鞘成分を溶融し、前記島成分を融合一体化する海成分として、海島構造を発現させる工程（３）とを有し、前記島成分がポリオレフィン補強繊維であり、前記海成分が前記ポリオレフィン補強繊維を形成する熱可塑性樹脂より２０℃以上融点の低いポリオレフィン系樹脂であり、前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上である、ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法。
〔５〕前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚さに対する幅の比（幅／厚さ）が１００～５０００である、前記〔４〕に記載のテープ状複合材の製造方法。
〔６〕前記延伸された鞘芯構造の単繊維の引張強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である、前記〔４〕又は〔５〕に記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法。
〔７〕前記延伸された鞘芯構造の単繊維の単糸繊度が０．１～２．２ｄｔｅｘである、前記〔４〕～〔６〕のいずれか１つに記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法。
〔１〕長手方向に垂直な断面が島成分を構成する補強繊維と、該補強繊維を点在状に融合一体化した海成分とを備えたポリオレフィン繊維強化テープ状複合材であって、前記島成分が鞘芯型紡糸繊維の芯成分によるポリオレフィン繊維からなり、前記海成分が島成分より２０℃以上融点の低い鞘成分のポリオレフィン系樹脂からなり、前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材が、厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上である、ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材。
〔２〕前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚さに対する幅の比（幅／厚さ）が１００～５０００である、前記〔１〕に記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材。
〔３〕前記補強繊維の単糸繊度が０．０５～１．１ｄｔｅｘである、前記〔１〕又は〔２〕に記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材。
〔４〕島成分を構成する補強繊維と、該補強繊維を融合一体化する海成分とを備えるポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法であって、延伸された鞘芯構造の単繊維を複数本引き揃えて集束したトウを準備する工程（１）と、前記トウを開繊し５０μｍ以下の厚みとする工程（２）と、開繊された前記トウを鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下の温度で加熱して、前記鞘芯構造の鞘成分を溶融し、前記島成分を融合一体化する海成分として、海島構造を発現させる工程（３）とを有し、前記島成分がポリオレフィン補強繊維であり、前記海成分が前記ポリオレフィン補強繊維を形成する熱可塑性樹脂より２０℃以上融点の低いポリオレフィン系樹脂であり、前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上である、ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法。
〔５〕前記ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚さに対する幅の比（幅／厚さ）が１００～５０００である、前記〔４〕に記載のテープ状複合材の製造方法。
〔６〕前記延伸された鞘芯構造の単繊維の引張強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である、前記〔４〕又は〔５〕に記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法。
〔７〕前記延伸された鞘芯構造の単繊維の単糸繊度が０．１～２．２ｄｔｅｘである、前記〔４〕～〔６〕のいずれか１つに記載のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上であるポリオレフィン繊維強化テープ状複合材を提供することで、機能性テープ基材の層間材などとして利用可能な、これまでにない軽量なテープ材複合材を提供することができる。
また、本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法によれば、前記の本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材を再現性よく低コストで製造できる有効な方法を提供できる。
また、本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法によれば、前記の本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材を再現性よく低コストで製造できる有効な方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材を構成する鞘芯構造繊維の製造工程の説明図である。
【図2-a】本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造工程に係る開繊工程の立面視による概略図である。
【図3】開繊された延伸繊維トウ（束）を加熱し、海成分を溶融して島成分の単繊維群を互いに熱融着する工程及び、ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材を巻き取る状態の説明図である。
【図4】本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の長手方向に直交する断面の部分的模式図である。
【図5】本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造に使用する鞘芯型紡糸繊維の単繊維の断面構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【0014】
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材は、島成分が鞘芯型紡糸繊維の芯成分によるポリオレフィン繊維からなり、海成分が島成分より２０℃以上融点の低い鞘成分のポリオレフィン系樹脂からなり、ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材が、厚みが５０μｍ以下で、単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴としている。
【0015】
先ず、本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材について説明する。
図４は本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材（以下、「テープ状複合材」ともいう。）の長手方向に直交する断面の構造を模式的に示す図であり、長手方向（延伸方向）に対して垂直方向の断面において幅方向の両端側を省いた模式的断面図である。図４に示すようにポリオレフィン繊維強化テープ状複合材１１０は、長手方向に垂直な断面が、海成分１０１の中に複数の島成分１０２が比較的高密度で長さ方向に連続し、繊維強化材の形態の海島型構造を有している。海成分１０１は、図５に示す単繊維としての鞘芯型紡糸繊維１００の鞘部１０１が溶融一体化したものであり、島成分は芯部１０２から形成される。
図４は本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材（以下、「テープ状複合材」ともいう。）の長手方向に直交する断面の構造を模式的に示す図であり、長手方向（延伸方向）に対して垂直方向の断面において幅方向の両端側を省いた模式的断面図である。図４に示すようにポリオレフィン繊維強化テープ状複合材１１０は、長手方向に垂直な断面が、海成分１０１の中に複数の島成分１０２が比較的高密度で長さ方向に連続し、繊維強化材の形態の海島型構造を有している。海成分１０１は、図５に示す単繊維としての鞘芯型紡糸繊維１００の鞘部１０１が溶融一体化したものであり、島成分は芯部１０２から形成される。
【0016】
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材は、厚みが、繊維強化テープ状複合材として使用時の軽薄化を達成する観点から、５０μｍ以下であることを要し、より好ましくは４０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下、よりさらに好ましくは２０μｍ以下が求められる。
また、本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の単位幅あたりの引張強力は、各種用途から求められる引張強力として５．０Ｎ／ｍｍ以上であることを要する。
また、本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の単位幅あたりの引張強力は、各種用途から求められる引張強力として５．０Ｎ／ｍｍ以上であることを要する。
【0017】
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材は、厚さに対する幅の比（幅／厚さ）を１００～５０００とすることができる。テープ状複合材は、一般に必要な機能を得るための厚さと、巻回使用等の作業性、テープ自体の可撓性等により、幅が設定されるが、幅をμｍに換算して、（幅／厚さ）の比が、１００～５０００であることが好ましく、３００～３０００がより好ましい。厚さに対する幅の比（幅／厚さ）が１００未満であれば、テープの幅が数ｍｍとなって、５０００を超えるとテープ状複合材の製造工程において割れ等の不具合が生じ易くなる惧れがある。
【0018】
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材は、補強繊維の単糸繊度が０．０５～１．１ｄｔｅｘであることが好ましく、０．０５～０．９ｄｔｅｘであることがより好ましい。なお、補強繊維とは、ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の強化材を構成する繊維であり、延伸後の鞘芯型紡糸繊維の芯成分から海島構造の島成分を構成する。０．０５ｄｔｅｘ以上であれば、単位幅あたりの引張強力を確保でき、１．１ｄｔｅｘ以下であれば、厚みを５０μｍ以下とできる。
以下、本発明の実施態様につき、製造方法も含めてさらに詳しく説明する。
以下、本発明の実施態様につき、製造方法も含めてさらに詳しく説明する。
【0019】
＜本発明に用いられる鞘芯型紡糸繊維、鞘成分、芯成分＞
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造に用いられる鞘芯型紡糸繊維は、芯成分と鞘成分を別々に溶融押出する２台の押出機の先端部で紡糸口金（紡糸ノズル）のホール数に対応して芯部の外周に鞘部で被覆するように合流させる構造を有する紡糸ヘッドを備えた装置の紡糸口金から溶融紡糸され、風冷却されつつ所定の紡糸速度で未延伸繊維が形成される。図５には、芯部１０２と鞘部１０１が同心円状のものを示しているが、繊維強化テープ状複合材として海島型構造を形成するに際して、鞘成分を介して島成分間の距離を均等にする観点からこのような同心円状の鞘芯構造が好ましい。
本発明においては、厚みが５０μｍ以下の繊維強化テープ状複合材１１０とするが、強化材は芯部１０２を延伸した繊維により形成され、繊維強化テープ状複合材の観点から、細繊度の鞘芯構造のポリオレフィン繊維が要求され、延伸後の単繊維の単糸繊度が０．１～２．２ｄｔｅｘであることが好ましく、０．１～１．６ｄｔｅｘであることがより好ましい。
延伸後の単糸繊度が０．１ｄｔｅｘ以上であれば、芯部の補強繊維として０．０５ｄｔｅｘが確保でき、２．２ｄｔｅｘ以下であれば、延伸後の補強繊維として単糸繊度１．１ｄｔｅｘ以下を確保でき、繊維強化テープ状複合材の厚み５０μｍ以下を確保できる。
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造に用いられる鞘芯型紡糸繊維は、芯成分と鞘成分を別々に溶融押出する２台の押出機の先端部で紡糸口金（紡糸ノズル）のホール数に対応して芯部の外周に鞘部で被覆するように合流させる構造を有する紡糸ヘッドを備えた装置の紡糸口金から溶融紡糸され、風冷却されつつ所定の紡糸速度で未延伸繊維が形成される。図５には、芯部１０２と鞘部１０１が同心円状のものを示しているが、繊維強化テープ状複合材として海島型構造を形成するに際して、鞘成分を介して島成分間の距離を均等にする観点からこのような同心円状の鞘芯構造が好ましい。
本発明においては、厚みが５０μｍ以下の繊維強化テープ状複合材１１０とするが、強化材は芯部１０２を延伸した繊維により形成され、繊維強化テープ状複合材の観点から、細繊度の鞘芯構造のポリオレフィン繊維が要求され、延伸後の単繊維の単糸繊度が０．１～２．２ｄｔｅｘであることが好ましく、０．１～１．６ｄｔｅｘであることがより好ましい。
延伸後の単糸繊度が０．１ｄｔｅｘ以上であれば、芯部の補強繊維として０．０５ｄｔｅｘが確保でき、２．２ｄｔｅｘ以下であれば、延伸後の補強繊維として単糸繊度１．１ｄｔｅｘ以下を確保でき、繊維強化テープ状複合材の厚み５０μｍ以下を確保できる。
【0020】
延伸後の単繊維の単糸繊度が、０．１～２．２ｄｔｅｘと細繊度のポリオレフィン鞘芯構造繊維を得る方法としては、本出願人が提示している特許第５９３８１４９号公報に記載の方法を応用することができる。
同公報には、高強度で細繊度の鞘芯型紡糸繊維を製造することが可能な延伸鞘芯型繊維の製造方法が開示されている。より具体的には、紡糸口金から吐出された芯材のＭＦＲ及び紡糸口金から吐出された芯材のＭＦＲと鞘材のＭＦＲとの比（＝芯材ＭＦＲ／鞘材ＭＦＲ）が特定の範囲になるよう調整することにより、溶融張力が制御でき、繊度が１．５ｄｔｅｘ以下の鞘芯型未延伸繊維を安定して紡糸可能となり、更に、この未延伸繊維を高倍率で延伸することにより、細繊度の鞘芯型延伸繊維が得られる。
同公報には、高強度で細繊度の鞘芯型紡糸繊維を製造することが可能な延伸鞘芯型繊維の製造方法が開示されている。より具体的には、紡糸口金から吐出された芯材のＭＦＲ及び紡糸口金から吐出された芯材のＭＦＲと鞘材のＭＦＲとの比（＝芯材ＭＦＲ／鞘材ＭＦＲ）が特定の範囲になるよう調整することにより、溶融張力が制御でき、繊度が１．５ｄｔｅｘ以下の鞘芯型未延伸繊維を安定して紡糸可能となり、更に、この未延伸繊維を高倍率で延伸することにより、細繊度の鞘芯型延伸繊維が得られる。
【0021】
＜ポリオレフィン繊維＞
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の補強繊維は、上記の製造方法により得られる鞘芯型延伸繊維の芯成分より得られる。
（芯成分：ポリオレフィン繊維）
芯成分のポリオレフィン繊維を構成する主成分の樹脂（重合体）としては、結晶性プロピレン系樹脂、例えば結晶性を有するアイソタクチックプロピレン単独樹脂、エチレン単位の含有量の少ないエチレン－プロピレンランダム共重合樹脂、プロピレン単独重合樹脂からなるホモ部とエチレン単位の含有量の比較的多いエチレン－プロピレンランダム共重合樹脂からなる共重合部とから構成されたプロピレンブロック共重合樹脂、更に前記プロピレンブロック共重合樹脂における各ホモ部又は共重合部が、更にブテン－１などのα－オレフィンを共重合したものからなる結晶性プロピレン－エチレン－α－オレフィン共重合樹脂などが挙げられる。これらの中でも、延伸性、繊維物性及び熱収縮抑制の観点から、アイソタクチックポリプロピレンが好適である。
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の補強繊維は、上記の製造方法により得られる鞘芯型延伸繊維の芯成分より得られる。
（芯成分：ポリオレフィン繊維）
芯成分のポリオレフィン繊維を構成する主成分の樹脂（重合体）としては、結晶性プロピレン系樹脂、例えば結晶性を有するアイソタクチックプロピレン単独樹脂、エチレン単位の含有量の少ないエチレン－プロピレンランダム共重合樹脂、プロピレン単独重合樹脂からなるホモ部とエチレン単位の含有量の比較的多いエチレン－プロピレンランダム共重合樹脂からなる共重合部とから構成されたプロピレンブロック共重合樹脂、更に前記プロピレンブロック共重合樹脂における各ホモ部又は共重合部が、更にブテン－１などのα－オレフィンを共重合したものからなる結晶性プロピレン－エチレン－α－オレフィン共重合樹脂などが挙げられる。これらの中でも、延伸性、繊維物性及び熱収縮抑制の観点から、アイソタクチックポリプロピレンが好適である。
【0022】
また、芯成分に結晶性プロピレン系樹脂を主成分として使用する場合には、核剤が配合されていることが好ましい。芯成分に核剤を添加すると、溶融した芯成分が紡糸口金から吐出されて冷却される際に、核剤が自ら結晶核として作用し又は結晶性ポリプロピレン系樹脂に対して結晶形成を誘発する造核剤として作用するため、再結晶化温度が上昇する。これにより、紡糸工程の冷却が安定し、紡糸繊維（未延伸繊維）の繊度斑、繊維内での鞘芯比率の斑、及び鞘材により被覆されずに部分的に芯材が露出している鞘材の被覆斑を低減することができる。
【0023】
その結果、紡糸金口から吐出し紡糸された多数の紡糸繊維（未延伸繊維）の繊維間及び繊維内での斑が小さくなるため、延伸倍率をより高くすることができ、延伸工程での延伸性が向上する。また、結晶核が増加するため、微結晶が生成されやすくなり、高倍率かつ高速で延伸することが可能な未延伸繊維が得られる。即ち、延伸しやすい内部構造を、予め延伸工程の前段階である紡糸工程において形成することができる。
【0024】
核剤は、芯成分である結晶性ポリプロピレン系樹脂が溶融状態のときに、共に溶融するもの及び完全には溶融せずに樹脂中に分散するもののいずれでもよく、溶融せずにそれ自体が核となるものでもよい。本実施形態の鞘芯型延伸繊維の製造方法においては、結晶性ポリプロピレン系樹脂との関係において、共に溶融して親和する核剤及び完全には溶融しないがその一部が樹脂となじみあう核剤を使用することが好ましい。
【0025】
このような核剤を使用すると、紡糸直後の冷却において、繊維間の繊度（太さ）斑及び繊維内の芯鞘成分比率における斑の低減効果を充分に発揮しつつ、微結晶形成による内部構造によって、次の延伸工程での延伸性を更に向上することができる。無機系の核剤は溶融しないため、個々の紡糸条件と延伸条件とについて、核剤の添加量を繊細に調整する必要があるが、有機系核剤は比較的低い添加量で、より広い紡糸、延伸条件に適応できるようになる。このため、核剤には、有機系核剤を使用することが好ましく、特に、結晶性ポリプロピレン系樹脂との関係においては、共に溶融して親和しやすいという点から、有機系造核剤を用いることがより好ましい。
【0026】
樹脂と共に溶融して親和する有機系造核剤としては、例えばジベンジリデンソルビトール系核剤が挙げられる。具体的には、ジベンジリデンソルビトール（ＤＢＳ）、モノメチルジベンジリデンソルビトール（例えば、１，３：２，４－ビス（ｐ－メチルベンジリデン）ソルビトール（ｐ－ＭＤＢＳ）、ジメチルジベンジリデンソルビトール（例えば、１，３：２，４－ビス（３，４－ジメチルベンジリデン）ソルビトール（３，４－ＤＭＤＢＳ）などが好ましく用いられる。
【0027】
（鞘成分：ポリオレフィン系樹脂）
鞘成分の主成分であるポリオレフィン系樹脂としては、芯成分のポリオレフィンより２０℃以上融点が低いことを要し、２５℃以上低いことが好ましく、３０℃以上低いことがより好ましい。鞘成分の融点が芯成分より２０℃以上低いと、海島構造の発現後において、芯成分が島成分の強化材としての機能を有効に発現できる。鞘成分の主成分であるポリオレフィン系樹脂として、例えば高密度、中密度、低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンなどのエチレン系樹脂、プロピレンと他のα－オレフィンとの共重合樹脂、具体的にはプロピレン－ブテン－１ランダム共重合樹脂、プロピレン－エチレン－ブテン－１ランダム共重合樹脂、あるいは軟質ポリプロピレンなどの非結晶性プロピレン系樹脂、ポリ４－メチルペンテン－１などを挙げることができる。これらのオレフィン系樹脂は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、特に繊維物性の点から高密度ポリエチレンが好適である。
鞘成分の主成分であるポリオレフィン系樹脂としては、芯成分のポリオレフィンより２０℃以上融点が低いことを要し、２５℃以上低いことが好ましく、３０℃以上低いことがより好ましい。鞘成分の融点が芯成分より２０℃以上低いと、海島構造の発現後において、芯成分が島成分の強化材としての機能を有効に発現できる。鞘成分の主成分であるポリオレフィン系樹脂として、例えば高密度、中密度、低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンなどのエチレン系樹脂、プロピレンと他のα－オレフィンとの共重合樹脂、具体的にはプロピレン－ブテン－１ランダム共重合樹脂、プロピレン－エチレン－ブテン－１ランダム共重合樹脂、あるいは軟質ポリプロピレンなどの非結晶性プロピレン系樹脂、ポリ４－メチルペンテン－１などを挙げることができる。これらのオレフィン系樹脂は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、特に繊維物性の点から高密度ポリエチレンが好適である。
【0028】
＜鞘芯型延伸繊維の製造＞
前述した紡糸工程で作製した未延伸繊維を延伸処理し、所定繊度の鞘芯型延伸複合繊維を得る。この延伸工程は、紡糸工程とは別に行ってもよいが、紡糸工程の後に連続して行ってもよい。紡糸工程で作製した未延伸繊維を集めて合糸した後で延伸するという工程では、紡糸工程と延伸工程とを別工程で行うため、一旦紡糸した繊維（未延伸繊維）を延伸工程で必要な繊維本になるまで待機する時間が発生するが、これらの工程を連続で行うと、このような待機時間が不要となるため、延伸する未延伸繊維の状態が均一となる。その結果、これらを別工程で行う場合よりも、繊維間で延伸可能な最大倍率が揃うため、延伸複合繊維の繊度及び繊維物性がより均質化され、延伸工程の安定性が向上する。
前述した紡糸工程で作製した未延伸繊維を延伸処理し、所定繊度の鞘芯型延伸複合繊維を得る。この延伸工程は、紡糸工程とは別に行ってもよいが、紡糸工程の後に連続して行ってもよい。紡糸工程で作製した未延伸繊維を集めて合糸した後で延伸するという工程では、紡糸工程と延伸工程とを別工程で行うため、一旦紡糸した繊維（未延伸繊維）を延伸工程で必要な繊維本になるまで待機する時間が発生するが、これらの工程を連続で行うと、このような待機時間が不要となるため、延伸する未延伸繊維の状態が均一となる。その結果、これらを別工程で行う場合よりも、繊維間で延伸可能な最大倍率が揃うため、延伸複合繊維の繊度及び繊維物性がより均質化され、延伸工程の安定性が向上する。
【0029】
また、延伸工程は、高温下で行うことが望ましく、これによって高倍率な延伸が可能となり、細繊度な延伸複合繊維が得られる。延伸工程での加熱延伸方法としては、高温加熱板との接触加熱延伸、遠赤外線などによる放射加熱延伸、温水加熱延伸、水蒸気加熱延伸などを適用することができる。これらの方法の中でも、加熱すべき繊維を瞬間的短時間で加熱できることから、常圧水蒸気中もしくは加圧飽和水蒸気中での延伸が好ましい。また、開繊して幅の広いテープ状複合材を得るためのトウ延伸は、トータル繊度が大きい未延伸繊維の集合体を延伸する必要があり、トウ内を均等にかつ短時間で加熱ができる点から、高圧な加圧飽和水蒸気加熱延伸が特に好ましい。
【0030】
常圧水蒸気中で延伸する場合、その条件は、特に限定されるものではないが、通常は９０℃以上で行われる。常圧水蒸気の温度が９０℃未満の場合、高倍率延伸及び高速延伸を行うことが困難になることがある。延伸時の温度は、鞘材のオレフィン系重合体が溶融しない範囲であれば、高い方が基本的には好ましい。極細繊維を製造する場合、高倍率で延伸することでさらに細くすることができる。高倍率延伸する場合は、常圧水蒸気よりも加圧飽和水蒸気の方が好ましく、加圧飽和水蒸気の好ましい温度範囲は１１５～１３０℃である。
【0031】
一方、延伸倍率は、未延伸繊維の繊度に応じて適宜選択することができるが、通常は、全延伸倍率で３．０～１０．０倍であり、好ましくは４．０～８．０倍である。また、延伸速度は、例えば４０～１５０ｍ／分程度とすることができる。特に、紡糸工程と延伸工程を連続して行う場合は、生産性の観点から１０００ｍ／分以上とすることが好ましい。
【0032】
＜補強繊維＞
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材を構成する補強繊維は、鞘芯型延伸繊維の芯成分繊維からなり、単糸繊度が０．０５～１．１ｄｔｅｘであることが好ましい。単糸繊度は０．０５～０．８ｄｔｅｘであることがより好ましく、０．０５～０．６ｄｔｅｘであることが更に好ましい。単糸繊度をこの範囲にすることにより、繊維強化テープ状複合材に透明性を付与することができるほか、延伸繊維間の隙間が小さくなり、テープ化工程での割れの発生を抑制することができる。
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材を構成する補強繊維は、鞘芯型延伸繊維の芯成分繊維からなり、単糸繊度が０．０５～１．１ｄｔｅｘであることが好ましい。単糸繊度は０．０５～０．８ｄｔｅｘであることがより好ましく、０．０５～０．６ｄｔｅｘであることが更に好ましい。単糸繊度をこの範囲にすることにより、繊維強化テープ状複合材に透明性を付与することができるほか、延伸繊維間の隙間が小さくなり、テープ化工程での割れの発生を抑制することができる。
【0033】
＜ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法＞
本発明によるポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法は、延伸された鞘芯構造の単繊維を複数本引き揃えて集束したトウを準備する工程（１）と、前記トウを開繊し５０μｍ以下の厚みとする工程（２）と、開繊された前記トウを鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下の温度で加熱して、鞘芯構造の鞘成分を溶融し、前記島成分を融合一体化する海成分として、海島構造を発現させる工程（３）とを有することを特徴とする製造方法である。
本発明によるポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法は、延伸された鞘芯構造の単繊維を複数本引き揃えて集束したトウを準備する工程（１）と、前記トウを開繊し５０μｍ以下の厚みとする工程（２）と、開繊された前記トウを鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下の温度で加熱して、鞘芯構造の鞘成分を溶融し、前記島成分を融合一体化する海成分として、海島構造を発現させる工程（３）とを有することを特徴とする製造方法である。
【0034】
＜延伸された鞘芯構造の単繊維を複数本引き揃えて集束したトウを準備する工程（１）＞
上述の如く、前記の鞘芯型未延伸繊維を鞘成分の融点以下の温度で延伸された鞘芯構造の単繊維を複数本引き揃えて集束したトウを準備する。引き揃える集束本数は、得ようとするポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚み、幅、単位幅あたりの引張強力を勘案して決定される。
準備するトウは、鞘芯型未延伸繊維の紡糸に直結して延伸した繊維束を複数本集束して所定のトータル繊度としたトウが、延伸繊維の配列、機械的物性などの均一性の観点から好ましい。トウを所定のトータル繊度とするためには、例えば、紡糸鞘芯型未延伸紡糸繊維に直結して延伸された繊維束を巻き取った延伸繊維トウ６を、さらに別工程で複数本集束してボビンに巻き取り、図２－ａ、図２－ｂに示す所定のトータル繊度を有する給糸体（合糸された延伸繊維トウ）７とすることができる。
上述の如く、前記の鞘芯型未延伸繊維を鞘成分の融点以下の温度で延伸された鞘芯構造の単繊維を複数本引き揃えて集束したトウを準備する。引き揃える集束本数は、得ようとするポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚み、幅、単位幅あたりの引張強力を勘案して決定される。
準備するトウは、鞘芯型未延伸繊維の紡糸に直結して延伸した繊維束を複数本集束して所定のトータル繊度としたトウが、延伸繊維の配列、機械的物性などの均一性の観点から好ましい。トウを所定のトータル繊度とするためには、例えば、紡糸鞘芯型未延伸紡糸繊維に直結して延伸された繊維束を巻き取った延伸繊維トウ６を、さらに別工程で複数本集束してボビンに巻き取り、図２－ａ、図２－ｂに示す所定のトータル繊度を有する給糸体（合糸された延伸繊維トウ）７とすることができる。
【0035】
＜トウを開繊し５０μｍ以下の厚みとする工程（２）＞
トウの開繊方法としては、特に制限はなく、例えば凹凸ロールを交互に通過させる方法、太鼓型ロールを使用する方法、軸方向振動に張力変動を加える方法、垂直に往復運動する２個の摩擦体による延伸された鞘芯構造繊維のトウに張力を変動させる方法、トウにエアーを吹き付ける方法、トウをエアー吸引する方法、バネ開繊要素を用いる方法、エキスパンダロールを用いる方法など公知の方法を利用できる。さらに、これら２つ以上の方法を組み合わせても良い。特に、繊維束（トウ）を一定の大きさでたわませた区間にトウの走行方向と直交する方向から空気流を作用させると、トウが連続して幅広く、かつ各単繊維が均一に分散した状態で開繊することから、図２－ａ、図２－ｂの開繊工程の概略図に示す開繊機構を備えた開繊装置を用いることが好ましい。
トウの開繊方法としては、特に制限はなく、例えば凹凸ロールを交互に通過させる方法、太鼓型ロールを使用する方法、軸方向振動に張力変動を加える方法、垂直に往復運動する２個の摩擦体による延伸された鞘芯構造繊維のトウに張力を変動させる方法、トウにエアーを吹き付ける方法、トウをエアー吸引する方法、バネ開繊要素を用いる方法、エキスパンダロールを用いる方法など公知の方法を利用できる。さらに、これら２つ以上の方法を組み合わせても良い。特に、繊維束（トウ）を一定の大きさでたわませた区間にトウの走行方向と直交する方向から空気流を作用させると、トウが連続して幅広く、かつ各単繊維が均一に分散した状態で開繊することから、図２－ａ、図２－ｂの開繊工程の概略図に示す開繊機構を備えた開繊装置を用いることが好ましい。
【0036】
図２－ａの開繊工程の立面視による概略図及び図２－ｂの平面視による概略図により説明すると、延伸工程で得られた鞘芯型延伸繊維トウ（以下、「延伸繊維束」ともいう。）が巻き取られた給糸体７を回転させながら延伸繊維束６を所定速度で繰り出し、湾曲ロール８にガイドされて送りロール９及びニップロール１０に挟持され所定の送り量で送給される。送給された延伸繊維束６は、開繊処理部Ｍに送り出され、糸道下方に設置されている風洞管１１により空気が吸引されることで、延伸繊維束６が下方に湾曲してたわんだ状態とされる。この延伸繊維束６がたわんだ状態で下降気流が繊維の間を通過することで延伸繊維束６は次第に開繊され拡幅されていく。
【0037】
なお、開繊処理部Ｍの開口部の両端には搬送方向に沿って延伸繊維束６の幅を規制する一対のガイド部材１２が取り付けられており、延伸繊維束６が下降気流によって開繊される際、開繊幅を規制できるようになっている。開繊処理部Ｍを通過して開繊され送りロール１３とニップロール１４で引き取られた開繊された延伸繊維束１５は、連続して次工程、すなわち、開繊された前記延伸繊維束（トウ）１５を鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下で加熱加圧して、前記鞘芯構造の鞘成分を溶融し、芯成分からなる島成分を融合一体化する海成分として、海島構造を発現させる工程（３）に送り出される。
【0038】
＜海成分を加熱溶融して島成分の単繊維群を熱融着させる工程（３）＞
開繊された前記トウ（延伸繊維束）６を鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下の温度で加熱して、前記鞘芯構造の鞘成分を溶融し、芯成分からなる島成分を融合一体化する海成分として、海島構造を発現させる工程（３）においては、開繊された幅を維持しつつ、鞘芯構造の鞘成分のビカット軟化温度及び芯成分の融点を考慮した加熱温度で、鞘成分１０１のみを溶融して、芯成分１０２の補強繊維を島成分１０２として融合一体化し、厚み及び幅が所定の寸法形状を有する海島構造のテープ状複合材１１０とする。
この工程には、図３に示す加熱温度及び押圧力を調整可能な上下対の加熱加圧ロール１７／１６、１９／１８、２１／２０により、補強繊維としての芯成分繊維の物性を減じることなく、溶融状の海成分により融合一体化させ、巻取工程を経てポリオレフィン繊維強化テープ状複合材２２（１１０）として巻き取られる。
前記の鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下の温度としては、鞘成分のビカット軟化温度より３℃高い温度以上、芯成分の融点より２０℃低い温度以下を好ましい範囲として挙げることができる。
開繊された前記トウ（延伸繊維束）６を鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下の温度で加熱して、前記鞘芯構造の鞘成分を溶融し、芯成分からなる島成分を融合一体化する海成分として、海島構造を発現させる工程（３）においては、開繊された幅を維持しつつ、鞘芯構造の鞘成分のビカット軟化温度及び芯成分の融点を考慮した加熱温度で、鞘成分１０１のみを溶融して、芯成分１０２の補強繊維を島成分１０２として融合一体化し、厚み及び幅が所定の寸法形状を有する海島構造のテープ状複合材１１０とする。
この工程には、図３に示す加熱温度及び押圧力を調整可能な上下対の加熱加圧ロール１７／１６、１９／１８、２１／２０により、補強繊維としての芯成分繊維の物性を減じることなく、溶融状の海成分により融合一体化させ、巻取工程を経てポリオレフィン繊維強化テープ状複合材２２（１１０）として巻き取られる。
前記の鞘成分のビカット軟化温度以上芯成分の融点より１０℃低い温度以下の温度としては、鞘成分のビカット軟化温度より３℃高い温度以上、芯成分の融点より２０℃低い温度以下を好ましい範囲として挙げることができる。
【0039】
ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法において、得られるポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の厚さに対する幅の比（幅／厚さ）を１００～５０００とすることが好ましく、３００～３０００がより好ましい。厚さに対する幅の比（幅／厚さ）が１００以上であれば、テープの幅が数ｍｍ以下となることがなく、５０００以下であればテープ状複合材の製造工程において割れ等の不具合が生じ難い。
【0040】
また、上述の本発明の製造方法により延伸された鞘芯構造の単繊維の引張強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることが好ましい。鞘芯構造の単繊維の引張強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であれば、厚み５０μｍ以下で単位幅あたりの引張強力を５．０Ｎ／ｍｍとすることができる。
【0041】
さらに、本発明の製造方法により延伸された鞘芯構造の単繊維の単糸繊度を０．１～２．２ｄｔｅｘとすることが好ましく、０．１～１．６ｄｔｅｘとすることがより好ましい。延伸後の単糸繊度が０．１ｄｔｅｘ以上であれば、芯部の補強繊維として０．０５ｄｔｅｘが確保でき、２．２ｄｔｅｘ以下であれば、延伸後の補強繊維として単糸繊度１．１ｄｔｅｘ以下を確保でき、繊維強化テープ状複合材の厚み５０μｍ以下を確保できる。
【実施例0042】
以下、本発明を実施例及び比較例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0043】
実施例１
以下、図１を参照して説明する。
（１）鞘芯型複合未延伸繊維の作製
芯材の補強繊維用のポリオレフィン樹脂として、株式会社プライムポリマー製アイソタクチックポリプロピレン（グレード名：「Ｓ１１９」、融点：１６８℃）にジベンジリデンソルビトール系結晶核剤を２０質量％含むマスターバッチを１．５質量％配合した原料を用いた。鞘材のポリオレフィン樹脂として、旭化成ケミカルズ株式会社製高密度ポリエチレン（グレード名：「Ｊ３００」、融点：１３２℃、ビカット軟化温度：１２４℃）にリン系酸化防止剤を５質量％含むマスターバッチを２．０質量％配合した原料を用いた。上記の芯材及び鞘材の原料を芯材用の押出機及び鞘材用の溶融紡糸装置１を用い、鞘芯型複合紡糸口金で合流させる構造の溶融紡糸装置１により、鞘成分と芯成分の断面積比が５０／５０の鞘芯構造の未延伸繊維を作製した。紡糸条件は、それぞれの押出機のシリンダー温度を２７０℃、紡糸口金温度を２７２℃、紡糸速度を１８０ｍ／分とした。得られた未延伸繊維には、常温の状態で親水性油剤及びシリコン含有油剤を質量比８０：２０で混合して油剤溶液濃度４質量％に調整した水溶液を、オイリングローラーで付与した。このようにして、単糸繊度が０．８ｄｔｅｘの鞘芯型複合未延伸繊維を１０，０００本集束したトータル繊度が８，０００ｄｔｅｘの未延伸繊維トウが得られる条件に設定し、引取りローラー２により連続して延伸工程に供給した。
以下、図１を参照して説明する。
（１）鞘芯型複合未延伸繊維の作製
芯材の補強繊維用のポリオレフィン樹脂として、株式会社プライムポリマー製アイソタクチックポリプロピレン（グレード名：「Ｓ１１９」、融点：１６８℃）にジベンジリデンソルビトール系結晶核剤を２０質量％含むマスターバッチを１．５質量％配合した原料を用いた。鞘材のポリオレフィン樹脂として、旭化成ケミカルズ株式会社製高密度ポリエチレン（グレード名：「Ｊ３００」、融点：１３２℃、ビカット軟化温度：１２４℃）にリン系酸化防止剤を５質量％含むマスターバッチを２．０質量％配合した原料を用いた。上記の芯材及び鞘材の原料を芯材用の押出機及び鞘材用の溶融紡糸装置１を用い、鞘芯型複合紡糸口金で合流させる構造の溶融紡糸装置１により、鞘成分と芯成分の断面積比が５０／５０の鞘芯構造の未延伸繊維を作製した。紡糸条件は、それぞれの押出機のシリンダー温度を２７０℃、紡糸口金温度を２７２℃、紡糸速度を１８０ｍ／分とした。得られた未延伸繊維には、常温の状態で親水性油剤及びシリコン含有油剤を質量比８０：２０で混合して油剤溶液濃度４質量％に調整した水溶液を、オイリングローラーで付与した。このようにして、単糸繊度が０．８ｄｔｅｘの鞘芯型複合未延伸繊維を１０，０００本集束したトータル繊度が８，０００ｄｔｅｘの未延伸繊維トウが得られる条件に設定し、引取りローラー２により連続して延伸工程に供給した。
【0044】
（２）延伸繊維の作製
紡糸速度に同期して連続供給される未延伸繊維トウを、延伸装置に導いた。延伸装置は、紡糸速度に同期する表面速度の第１延伸ローラー２と、該第１延伸ローラーの表面速度より増加減可能な表面速度を有する第２延伸ローラー４とを備え、これらのローラー間に常圧蒸気加熱が可能な１００℃の加熱延伸槽３が配置されており、未延伸繊維トウは該加熱延伸槽３に挿通された。加熱延伸槽３内で延伸された繊維トウは、第２延伸ローラー４が延伸繊維トウ引き出しローラーとしての機能を備えた延伸装置により走行状態で引き出される。すなわち、第１延伸ローラー２を１８０ｍ／分の速度で駆動して未延伸繊維トウを導入し、引き出しローラー（第２延伸ローラー）４を所定の倍率で第１延伸ローラー２より速度を増加して延伸繊維トウを引き出した。
上記の延伸工程において、引き出しローラー速度を７８１ｍ／分、全延伸倍率を４．３４倍とし、単繊維切れ、延伸切れを起さず、工業的に安定して延伸して、延伸繊維トウ６を巻取装置５によって給糸体７に巻取った。得られた延伸繊維トウの単糸繊度は０．２０ｄｔｅｘ、トータル繊度が２，０００ｄｔｅｘであった。
紡糸速度に同期して連続供給される未延伸繊維トウを、延伸装置に導いた。延伸装置は、紡糸速度に同期する表面速度の第１延伸ローラー２と、該第１延伸ローラーの表面速度より増加減可能な表面速度を有する第２延伸ローラー４とを備え、これらのローラー間に常圧蒸気加熱が可能な１００℃の加熱延伸槽３が配置されており、未延伸繊維トウは該加熱延伸槽３に挿通された。加熱延伸槽３内で延伸された繊維トウは、第２延伸ローラー４が延伸繊維トウ引き出しローラーとしての機能を備えた延伸装置により走行状態で引き出される。すなわち、第１延伸ローラー２を１８０ｍ／分の速度で駆動して未延伸繊維トウを導入し、引き出しローラー（第２延伸ローラー）４を所定の倍率で第１延伸ローラー２より速度を増加して延伸繊維トウを引き出した。
上記の延伸工程において、引き出しローラー速度を７８１ｍ／分、全延伸倍率を４．３４倍とし、単繊維切れ、延伸切れを起さず、工業的に安定して延伸して、延伸繊維トウ６を巻取装置５によって給糸体７に巻取った。得られた延伸繊維トウの単糸繊度は０．２０ｄｔｅｘ、トータル繊度が２，０００ｄｔｅｘであった。
【0045】
（３）延伸繊維トウの開繊及びテープ化
以下、図２－ａ、図２－ｂを参照して説明する。
延伸工程で得られた単糸繊度０．２０ｄｔｅｘのフィラメント１０，０００本が集束された延伸繊維トウ６（以下、「延伸繊維束」ともいう。）を給糸体７に巻取り、これを回転させながら延伸繊維束６を繰り出した。繰り出された延伸繊維束６は、湾曲ロール８にガイドされて送りロール９及びニップロール１０に挟持され所定の送り量で送給した。送給された延伸繊維束６は開繊処理部Ｍに送出され、糸道下方に設置されている風洞管１１より空気が吸引されることで、延伸繊維束６が下方に湾曲してたわんだ状態となった。この延伸繊維束がたわんだ状態で下降気流が繊維の間を通過することで延伸繊維束６は開繊され拡幅された。
以下、図２－ａ、図２－ｂを参照して説明する。
延伸工程で得られた単糸繊度０．２０ｄｔｅｘのフィラメント１０，０００本が集束された延伸繊維トウ６（以下、「延伸繊維束」ともいう。）を給糸体７に巻取り、これを回転させながら延伸繊維束６を繰り出した。繰り出された延伸繊維束６は、湾曲ロール８にガイドされて送りロール９及びニップロール１０に挟持され所定の送り量で送給した。送給された延伸繊維束６は開繊処理部Ｍに送出され、糸道下方に設置されている風洞管１１より空気が吸引されることで、延伸繊維束６が下方に湾曲してたわんだ状態となった。この延伸繊維束がたわんだ状態で下降気流が繊維の間を通過することで延伸繊維束６は開繊され拡幅された。
【0046】
なお、開繊処理部Ｍの開口部の両端には搬送方向に沿って延伸繊維束の幅を規制する一対のガイド部材１２が取り付けられており、延伸繊維束が下降気流によって開繊される際、開繊幅を規制できるようになっている。ガイド部材１２の幅は２０ｍｍに設定した。開繊処理部Ｍを通過した延伸繊維束１５は、送りロール１３及びニップロール１４に挟持され、鞘成分のビカット軟化温度１２４℃より６℃高温の１３０℃、線圧０．１ＭＰａ・ｓに設定された加熱加圧ロール１６、１７、１８、１９、２０、２１に送出された。加熱加圧ロールにより鞘成分の高密度ポリエチレンを溶融させ延伸繊維束の海成分として一体化することで芯成分からなる補強繊維を海成分中に内包し、ボビンに巻取り、繊維強化テープ状複合材（繊維強化テープ）２２を得た。
得られた繊維強化テープ状複合材２２は、厚み２０μｍ、幅２０ｍｍ、長さ方向の引張強度０．２７ＧＰａ、単位幅あたりの引張強力５．４Ｎ／ｍｍであった。また、得られた繊維強化テープ状複合材２２をフォントサイズ９ポイントの「ＵＥＸＣ」の文字を全面に並べて印刷した紙の上に乗せて裏面の識別性を確認したところ、十分文字の判別が可能であった。
得られた繊維強化テープ状複合材２２は、厚み２０μｍ、幅２０ｍｍ、長さ方向の引張強度０．２７ＧＰａ、単位幅あたりの引張強力５．４Ｎ／ｍｍであった。また、得られた繊維強化テープ状複合材２２をフォントサイズ９ポイントの「ＵＥＸＣ」の文字を全面に並べて印刷した紙の上に乗せて裏面の識別性を確認したところ、十分文字の判別が可能であった。
【0047】
比較例１
単糸繊度８７．２ｄｔｅｘのフィラメント２４０本の鞘芯構造の未延伸複合ポリオレフィン繊維（鞘成分：融点１１２℃、ビカット軟化温度：８７℃のＬＬＤＰＥ（（株）プライムポリマー社製ＳＰ１０７１Ｃ）、芯成分：融点１６４℃のＰＰ（（株）プライムポリマー社製Ｙ２０００ＧＶ））を１５０℃の高圧蒸気延伸工程にて１２．０倍に延伸して海成分のポリエチレンを熱融着させたものを巻取り、繊維強化テープ状物を得た。この繊維強化テープ状物は、ポリプロピレン繊維強化ポリエチレン繊維（宇部エクシモ社製、商品名：シムテックス複合フィラメント）として、主にコンクリート構造物補強用ネットの素材等として供給されている。得られた繊維強化テープ状物は、厚み２７０μｍ、幅１．７ｍｍ、長さ方向の引張強度０．２５ＧＰａ、単位幅あたりの引張強力は６７．６Ｎ／ｍｍであった。また、得られた繊維強化テープ状物を幅方向に１２本並べたものを用いて実施例１と同様の裏面の識別性を確認したところ、文字の判別は不可能であった。
単糸繊度８７．２ｄｔｅｘのフィラメント２４０本の鞘芯構造の未延伸複合ポリオレフィン繊維（鞘成分：融点１１２℃、ビカット軟化温度：８７℃のＬＬＤＰＥ（（株）プライムポリマー社製ＳＰ１０７１Ｃ）、芯成分：融点１６４℃のＰＰ（（株）プライムポリマー社製Ｙ２０００ＧＶ））を１５０℃の高圧蒸気延伸工程にて１２．０倍に延伸して海成分のポリエチレンを熱融着させたものを巻取り、繊維強化テープ状物を得た。この繊維強化テープ状物は、ポリプロピレン繊維強化ポリエチレン繊維（宇部エクシモ社製、商品名：シムテックス複合フィラメント）として、主にコンクリート構造物補強用ネットの素材等として供給されている。得られた繊維強化テープ状物は、厚み２７０μｍ、幅１．７ｍｍ、長さ方向の引張強度０．２５ＧＰａ、単位幅あたりの引張強力は６７．６Ｎ／ｍｍであった。また、得られた繊維強化テープ状物を幅方向に１２本並べたものを用いて実施例１と同様の裏面の識別性を確認したところ、文字の判別は不可能であった。
【0048】
比較例２
単糸繊度８７．９ｄｔｅｘのフィラメント６０本の鞘芯構造の複合ポリオレフィン繊維（鞘成分：融点１２５℃、ビカット軟化温度：１１８℃のＬＬＤＰＥ（（株）プライムポリマー社製４５２００）、芯成分：融点１６４℃のＰＰ（（株）プライムポリマー社製Ｙ２０００ＧＶ））を１４５℃の飽和水蒸気圧下にて延伸倍率１１倍の延伸を行い、延伸と共に海成分の樹脂が溶融し、芯成分のポリプロピレン樹脂の周辺に海成分のポリエチレン樹脂がマトリックス状に融合したものを巻取り、繊維強化テープ状物を得た。この繊維強化テープ状物は、光ファイバユニット抱合用繊維としての識別糸として宇部エクシモ社より供給されている。得られた繊維強化テープ状物は、厚み１００μｍ、幅１．１ｍｍ、長さ方向の引張強度０．５３ＧＰａ、単位幅あたりの引張強力は５２．８Ｎ／ｍｍであった。また、得られた繊維強化テープ状物を幅方向に１９本並べたものを用いて実施例１と同様の裏面の識別性を確認したところ、文字の判別は不可能であった。
単糸繊度８７．９ｄｔｅｘのフィラメント６０本の鞘芯構造の複合ポリオレフィン繊維（鞘成分：融点１２５℃、ビカット軟化温度：１１８℃のＬＬＤＰＥ（（株）プライムポリマー社製４５２００）、芯成分：融点１６４℃のＰＰ（（株）プライムポリマー社製Ｙ２０００ＧＶ））を１４５℃の飽和水蒸気圧下にて延伸倍率１１倍の延伸を行い、延伸と共に海成分の樹脂が溶融し、芯成分のポリプロピレン樹脂の周辺に海成分のポリエチレン樹脂がマトリックス状に融合したものを巻取り、繊維強化テープ状物を得た。この繊維強化テープ状物は、光ファイバユニット抱合用繊維としての識別糸として宇部エクシモ社より供給されている。得られた繊維強化テープ状物は、厚み１００μｍ、幅１．１ｍｍ、長さ方向の引張強度０．５３ＧＰａ、単位幅あたりの引張強力は５２．８Ｎ／ｍｍであった。また、得られた繊維強化テープ状物を幅方向に１９本並べたものを用いて実施例１と同様の裏面の識別性を確認したところ、文字の判別は不可能であった。
【0049】
比較例３
市販の二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰフィルム、厚み３０μｍ）を２０ｍｍ幅にスリットした。単位幅あたりの引張強力は４．１Ｎ／ｍｍであった。
市販の二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰフィルム、厚み３０μｍ）を２０ｍｍ幅にスリットした。単位幅あたりの引張強力は４．１Ｎ／ｍｍであった。
【0050】
上記の実施例、比較例のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材、海島型ポリオレフィン複合繊維、フィルムの構成、性状、評価結果について、まとめて表１に示す。
【0051】
【表1】
【0052】
表１より、実施例１の本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材は、厚みが２０μｍと薄く、幅／厚さ比が１０００のテープ状複合材であり単位幅引張強力も、比較例３の二軸延伸ポリプロピレンフィルムよりも高強力とすることができた。一方、比較例１，２は共に鞘芯型複合繊維を原糸としているが高単糸繊度であり、かつテープ状に扁平化する意図もなく、延伸過程で海島構造とし、開繊工程を経ていないので、厚みが厚く、テープとしての透明性は得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【0053】
本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材は、厚みが５０μｍ以下で、しなやかな単位幅あたりの引張強力が５．０Ｎ／ｍｍ以上であり、かつポリオレフィン繊維で構成されているので、吸湿性の低い、もしくは誘電率の低い層間材などとして利用できる。
また、本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法は、前記のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材を再現性よく、安定的かつ経済的に製造する方法として利用できる。
また、本発明のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材の製造方法は、前記のポリオレフィン繊維強化テープ状複合材を再現性よく、安定的かつ経済的に製造する方法として利用できる。
【符号の説明】
【0054】
１：紡糸装置
２：引取りローラー（兼第１延伸ローラー）
３：加熱延伸槽
４：第２延伸ローラー（兼引き出しローラー）
５：巻取装置
６：延伸繊維トウ（鞘芯構造延伸繊維）
７：給糸体
８：湾曲ロール
９：送りロール
１０：ニップロール
１１：風洞管
１２：ガイド部材
１３：送りロール
１４：ニップロール
１５：延伸繊維束
１６：加熱加圧ロール
１７：加熱加圧ロール
１８：加熱加圧ロール
１９：加熱加圧ロール
２０：加熱加圧ロール
２１：加熱加圧ロール
２２：ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材
１００：鞘芯型紡糸繊維の単繊維
１０１：鞘成分
１０２：芯成分
１１０：ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材
１０１：海成分（鞘成分）
１０２：島成分（芯成分）
２：引取りローラー（兼第１延伸ローラー）
３：加熱延伸槽
４：第２延伸ローラー（兼引き出しローラー）
５：巻取装置
６：延伸繊維トウ（鞘芯構造延伸繊維）
７：給糸体
８：湾曲ロール
９：送りロール
１０：ニップロール
１１：風洞管
１２：ガイド部材
１３：送りロール
１４：ニップロール
１５：延伸繊維束
１６：加熱加圧ロール
１７：加熱加圧ロール
１８：加熱加圧ロール
１９：加熱加圧ロール
２０：加熱加圧ロール
２１：加熱加圧ロール
２２：ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材
１００：鞘芯型紡糸繊維の単繊維
１０１：鞘成分
１０２：芯成分
１１０：ポリオレフィン繊維強化テープ状複合材
１０１：海成分（鞘成分）
１０２：島成分（芯成分）
【図1】
【図2-a】
【図2-b】
【図3】
【図4】
【図5】
