JP2003064540A - Composite yarn for forming composite material - Google Patents

Composite yarn for forming composite material

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JP2003064540A
JP2003064540A JP2001250687A JP2001250687A JP2003064540A JP 2003064540 A JP2003064540 A JP 2003064540A JP 2001250687 A JP2001250687 A JP 2001250687A JP 2001250687 A JP2001250687 A JP 2001250687A JP 2003064540 A JP2003064540 A JP 2003064540A
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fiber
yarn
composite
composite material
polybenzazole
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Susumu Kitagawa
享 北河
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a yarn for producing a base cloth suitable for a reinforcing material of a composite material-forming material or utilizable as the reinforcing fiber by itself in the composite material-forming material. SOLUTION: This composite yarn for forming the composite material is constituted by a polybenzazole fiber having <=20 nm mean square coarseness of the fiber surface and <=0.6% equilibrium water content, and a matrix fiber consisting of a thermoplastic polymer having 200-600 deg.C melting point.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は複合材成形体を成形
するのに適した複合糸条に関する。さらに詳しくは、各
種機械の構造部品や圧力容器および管状の構造物等の補
強材として使用される布帛を製造するための糸条、また
はその糸条自身が複合材成形体等の中で補強用の繊維と
して用いることが出来る複合糸条に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite yarn suitable for forming a composite material molded body. More specifically, a yarn for manufacturing a fabric used as a reinforcing material for structural parts of various machines, a pressure vessel, a tubular structure, or the like, or the yarn itself is used for reinforcement in a molded composite material or the like. The present invention relates to a composite yarn that can be used as a fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】複合材成形体は優れた特性、例えば高い
強度、高い初期弾性率、高い耐疲労性、低い比重等のた
め広い用途が期待され重要な産業用資材として注目され
ている。かかる複合材成形体は補強材である強化繊維を
常温で流動性の良好な熱硬化性樹脂を熱可塑性マトリッ
クスとして結合・一体化される。しかし、この成形法の
問題点の一つは成形に要する時間、主としてマトリック
ス樹脂の熱硬化に長時間を要するため作業効率または生
産性が低いことである。一方、この欠点を改善するため
強化繊維を熱可塑性重合体からなるマトリックスで結合
・一体化した複合材成形体の開発が進められている。例
えば特開昭60−56545号公報は強化繊維と熱可塑
性重合体からなるマトリックス繊維とを合糸し、該糸条
を経糸および緯糸に用いて製織して得た布帛を熱処理し
て複合材成形体とする技術を開示している。同公報によ
る複合糸条は混繊された状態にないため布帛を加熱して
溶融する際に熱可塑性マトリックス繊維が強化繊維間隙
に均一に浸透する保障はない。特開昭60−20903
3号公報は強化繊維間隙へ溶融した熱可塑性マトリック
ス繊維が均一に浸透するよう熱可塑性マトリックス繊維
と強化繊維とを単繊維レベルで混合させる方法を提案し
ている。しかし、一般には複合材成形体の加工工程での
取り扱い性を向上させるためまず布帛形態に製編織され
る。しかし、この場合には複合糸が巻き返し工程や製編
織工程で損傷を受けやすく、また複合糸を緯糸および経
糸に使用すると布帛中の熱可塑性マトリックス繊維量が
増える、等のために得られた複合材成形体の力学的特性
が低下しやすい。従来、補強用繊維として用いられる高
強力繊維の強度は3.0GPa程度であったが、超高強
力ポリエチレン繊維が開発され特開平1−111034
号公報はこの超高強力ポリエチレン繊維を強化繊維とし
て用い、これに該ポリエチレン繊維より融点が10℃以
上低い熱可塑性繊維を組み合わせて複合材成形体の成形
に適した複合糸条成を提案している。しかし、超高強力
ポリエチレン繊維は耐熱性が低くかかる低融点の強化繊
維を熱劣化させないためには溶融成形時に厳密な温度制
御が要求される、また該繊維は一般的に接着性が低いた
め必然的に熱可塑性マトリックス繊維の種類の選択幅も
狭くなる等の製造上の諸問題点を有している。また特開
平1−306679号公報は熱可塑性樹脂で被覆したポ
リベンザゾール及び/又はポリベンゾチアゾール被覆繊
維を提案している。しかしまた特開平1−306679
号公報は熱可塑性樹脂で被覆したポリベンザゾール及び
/又はポリベンゾチアゾール被覆繊維を提案している。
同公報が提案している被覆繊維は溶媒に溶解した熱可塑
性樹脂または溶融した熱可塑性樹脂をポリベンザゾール
及び/又はポリベンゾチアゾール繊維に付与したもので
ある。熱可塑性樹脂を溶液で塗布する方法には溶媒の蒸
発工程が必要である、溶融した熱可塑性樹脂を付与する
方法には繊維形態がマルチフィラメントの場合、各フィ
ラメントが均一に被覆された繊維を得ることは困難であ
る、等の問題を有している。
2. Description of the Related Art A molded composite material is expected to have a wide range of uses because of its excellent properties such as high strength, high initial elastic modulus, high fatigue resistance and low specific gravity, and has been attracting attention as an important industrial material. In this composite material molded body, reinforcing fibers as a reinforcing material are bonded and integrated with a thermosetting resin having good fluidity at room temperature as a thermoplastic matrix. However, one of the problems of this molding method is that the working efficiency or productivity is low because the time required for molding, mainly the thermosetting of the matrix resin, takes a long time. On the other hand, in order to improve this drawback, development of a composite material molded body in which reinforcing fibers are bonded and integrated with a matrix made of a thermoplastic polymer is underway. For example, JP-A-60-56545 discloses that a reinforcing fiber and a matrix fiber made of a thermoplastic polymer are combined, and the yarn is used as a warp and a weft, and the resulting fabric is heat treated to form a composite material. The body technology is disclosed. Since the composite yarn according to the same publication is not in a mixed fiber state, there is no guarantee that the thermoplastic matrix fibers uniformly permeate the reinforcing fiber gaps when the fabric is heated and melted. Japanese Patent Laid-Open No. 60-20903
Japanese Unexamined Patent Publication No. 3 proposes a method of mixing the thermoplastic matrix fiber and the reinforcing fiber at the single fiber level so that the melted thermoplastic matrix fiber uniformly penetrates into the gap between the reinforcing fibers. However, in general, in order to improve the handleability of the composite material molded body in the processing step, it is first knitted and woven into a cloth form. However, in this case, the composite yarn is likely to be damaged in the rewinding process and the weaving / knitting process, and when the composite yarn is used for the weft yarn and the warp yarn, the amount of the thermoplastic matrix fiber in the fabric is increased, etc. The mechanical properties of the green compact tend to deteriorate. Conventionally, the strength of the high-strength fiber used as a reinforcing fiber has been about 3.0 GPa, but an ultra-high-strength polyethylene fiber has been developed and is disclosed in JP-A-1111034.
The publication proposes a composite yarn formation suitable for forming a composite molded body by using the ultrahigh-strength polyethylene fiber as a reinforcing fiber and combining this with a thermoplastic fiber having a melting point lower than that of the polyethylene fiber by 10 ° C. or more. There is. However, ultra-high-strength polyethylene fibers have low heat resistance, and strict temperature control is required at the time of melt molding in order to prevent thermal deterioration of low-melting-point reinforcing fibers. Further, since these fibers generally have low adhesiveness, they are inevitable. However, there are various manufacturing problems such as a narrow selection range of the types of thermoplastic matrix fibers. Further, JP-A-1-306679 proposes a polybenzazole- and / or polybenzothiazole-coated fiber coated with a thermoplastic resin. However, again, JP-A-1-306679
The publication proposes polybenzazole and / or polybenzothiazole coated fibers coated with a thermoplastic resin.
The coated fiber proposed in the same publication is a polybenzazole and / or polybenzothiazole fiber to which a thermoplastic resin or a molten thermoplastic resin dissolved in a solvent is applied. The method of applying the thermoplastic resin with a solution requires a solvent evaporation step, and the method of applying the molten thermoplastic resin, when the fiber form is multifilament, obtains fibers in which each filament is uniformly coated. It is difficult to do so.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は複合糸条から
なる布帛の加熱成形に際して熱可塑性マトリックス繊維
の強化繊維間隙への溶融の浸透性が良好であり得られる
複合材成形体は従来品に比して高い耐熱性と機械的特性
が示し、またこの複合糸条はそれ自身を複合材成形体の
強化繊維として用いることができる複合糸条を提供する
ことを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, when a fabric made of a composite yarn is formed by heating, the permeability of the thermoplastic matrix fiber into the gap between the reinforcing fibers is good, and the obtained composite molded product is a conventional product. In comparison, the composite yarn exhibits high heat resistance and mechanical properties, and it is an object of the present invention to provide a composite yarn that can be used as a reinforcing fiber of a composite molded body.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】即ち本発明は以下の構成
からなる。 1.繊維表面の平均自乗粗さが20nm以下のポリベン
ザゾール繊維と融点が200〜600℃の熱可塑性重合
体からなるマトリックス繊維とで構成されてなることを
特徴とする複合材成形用複合糸条。 2.ポリベンザゾール繊維の繊維表面の結晶配向角が
1.3度以下であることを特徴とする1記載の複合材成
形用複合糸条。 3.ポリベンザゾール繊維の平衡水分率が0.6%以下
であることを特徴とする1に記載の複合材成形用複合糸
条。 4.ポリベンザゾール繊維の摩耗試験における破断まで
のサイクルが5200回以上であることを特徴とする1
記載の複合材成形用複合糸条。 5.ポリベンザゾール繊維のボイド径が25.5Å以上
であることを特徴とする1記載の複合材成形用複合糸
条。
That is, the present invention has the following constitution. 1. A composite yarn for molding a composite material, comprising a polybenzazole fiber having a mean square roughness of 20 nm or less on the fiber surface and a matrix fiber made of a thermoplastic polymer having a melting point of 200 to 600 ° C. 2. 2. The composite yarn for molding a composite material according to 1, wherein the crystal orientation angle of the fiber surface of the polybenzazole fiber is 1.3 degrees or less. 3. 2. The composite yarn for forming a composite material according to 1, wherein the equilibrium water content of the polybenzazole fiber is 0.6% or less. 4. The cycle until breakage in the abrasion test of the polybenzazole fiber is 5200 times or more. 1
A composite yarn for molding a composite material as described. 5. The composite yarn for molding a composite material according to 1, wherein the void diameter of the polybenzazole fiber is 25.5Å or more.

【0005】以下本発明を繊維の製造法からはじめて複
合材成形用複合糸条の作成法まで詳しく述べる。繊維の
究極物性を実現する手段としては、いわゆるラダーポリ
マーなどの剛直ポリマーが考えられてきたが、こうした
剛直なポリマーは可撓性が無く、有機繊維としてのしな
やかさや加工性を持たせるためには、直線上のポリマー
であることが重要な条件である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail from a method for producing a fiber to a method for producing a composite yarn for forming a composite material. Rigid polymers such as so-called ladder polymers have been considered as a means of achieving the ultimate physical properties of fibers, but such rigid polymers are not flexible and are required to have flexibility and workability as organic fibers. It is an important condition to be a linear polymer.

【0006】S.G.WierschkeらがMaterial Research Soc
iety Symposium Proceedings Vol.134, p.313 (1989年)
に示したように、直線状のポリマーで最も高い理論弾性
率を持つのはシス型のポリパラフェニレンベンゾビスオ
キサゾールである。この結果は田代らによっても確認さ
れ(Macromolecules vol. 24, p.3706(1991年))、ポリベ
ンザゾールのなかでも、シス型のポリパラフェニレンベ
ンゾビスオキサゾールが475GPaの結晶弾性率を持
ち(P. GalenらMaterial Research Society Symposium P
roceedings Vol. 134, p.329 (1989年))、究極の一次構
造を持つと考えられた。従って究極の弾性率を得るため
には、ポリマーとしてポリパラフェニレンベンゾビスオ
キサゾールを素材とするのが理論的な帰結である。
SG Wierschke et al.
iety Symposium Proceedings Vol.134, p.313 (1989)
As shown in Fig. 3, the linear polymer having the highest theoretical elastic modulus is cis-type polyparaphenylene benzobisoxazole. This result was also confirmed by Tashiro et al. (Macromolecules vol. 24, p. 3706 (1991)), and among polybenzazoles, cis-type polyparaphenylenebenzobisoxazole has a crystal elastic modulus of 475 GPa (P . Galen et al. Material Research Society Symposium P
roceedings Vol. 134, p.329 (1989)), considered to have the ultimate primary structure. Therefore, in order to obtain the ultimate elastic modulus, the theoretical conclusion is to use polyparaphenylene benzobisoxazole as the polymer material.

【0007】該ポリマーの繊維化は米国特許52961
85号、米国特許5385702号に記載された方法で
行われ、熱処理方法は米国特許5296185号に提案
がなされている方法で行われるが、かかる方法で得られ
るヤーンの平衡水分率は0.6%以上である。従ってこ
れらの方法の改良について研究の必要性を痛感し鋭意研
究の結果、繊維中のボイド径が25.5Å以上であって
も次に示す方法により所期の物性を工業的に容易に達成
出来ることを見いだした。
Fiberization of the polymer is described in US Pat. No. 5,2961,
No. 85, US Pat. No. 5,385,702, and the heat treatment method is the method proposed in US Pat. No. 5,296,185. The equilibrium moisture content of the yarn obtained by such a method is 0.6%. That is all. Therefore, as a result of keenly aware of the need for research on improvements of these methods, as a result of intensive research, the desired physical properties can be easily achieved industrially by the following methods even if the void diameter in the fiber is 25.5 Å or more. I found a thing.

【0008】ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾー
ル(PBO)とポリ燐酸からなるドープを紡糸口金から
紡出する。これ以後凝固、中和、水洗、乾燥、張力下の
熱処理を経て製造される。平衡水分率を低く抑える手段
として繊維を構成するポリマーの表面部分の結晶構造を
緻密化高配向化する方法がある。本発明において、この
目的のためにポリベンザゾール繊維表面の結晶構造を緻
密に変化せしめることに成功し且つ吸水率を極度に低く
抑えたポリベンザゾール繊維を工業的に得た。
A dope composed of polyparaphenylene benzobisoxazole (PBO) and polyphosphoric acid is spun from a spinneret. Thereafter, it is manufactured through coagulation, neutralization, washing with water, drying, and heat treatment under tension. As a means for suppressing the equilibrium moisture content to a low level, there is a method of densifying and highly orienting the crystal structure of the surface portion of the polymer constituting the fiber. In the present invention, for this purpose, a polybenzazole fiber was successfully industrially obtained in which the crystal structure of the surface of the polybenzazole fiber was finely changed and the water absorption was suppressed to an extremely low level.

【0009】かかる繊維の表面結晶構造は、繊維表面の
平均自乗粗さが20nm以下であることを特徴とする
か、更に好ましくは、繊維表面の結晶配向角が1.3度
以下であるか、平衡水分率が0.6%以下であることを
特徴とする繊維又は摩耗試験における破断までのサイク
ルが5200回以上であることを特徴とするポリベンザ
ゾール繊維である。従って本発明はかかる技術的背景に
よりこれまでの技術的困難を克服し、特異な結晶配向を
実現させることにより平衡水分率を限りなくゼロに近づ
けたポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維を
提供し、その工業的生産を可能にするものである。
The surface crystal structure of the fiber is characterized in that the mean square roughness of the fiber surface is 20 nm or less, and more preferably, the crystal orientation angle of the fiber surface is 1.3 degrees or less. The fiber is characterized by having an equilibrium moisture content of 0.6% or less, or a polybenzazole fiber characterized by having a cycle to break of 5200 or more in an abrasion test. Therefore, the present invention provides a polyparaphenylene benzobisoxazole fiber having an equilibrium moisture content as close to zero as possible by overcoming the technical difficulties so far and realizing a unique crystal orientation by such a technical background. It enables industrial production.

【0010】上記の構造的特徴を発現せしめるため、本
発明のポイントは以下に示す手法により実現できる。即
ち、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールからな
るポリマーのドープを紡糸口金から非凝固性の気体中に
押し出して得られた紡出糸を凝固浴中に導入してドープ
糸条が含有する燐酸を抽出した後、中和、水洗、乾燥、
熱処理を行うが、繊維を一定張力下に500℃以上で熱
処理する事で繊維表面が緻密化したポリベンザゾールを
得ることを見いだした。
In order to bring out the above structural characteristics, the points of the present invention can be realized by the following method. That is, a spun yarn obtained by extruding a polymer dope composed of polyparaphenylene benzobisoxazole into a non-coagulating gas from a spinneret was introduced into a coagulating bath to extract phosphoric acid contained in the dope yarn. After that, neutralization, washing with water, drying,
It was found that polybenzazole having a densified fiber surface was obtained by heat-treating the fiber at a constant tension of 500 ° C. or higher.

【0011】以下、更に本発明を詳述する。本発明にお
けるポリベンザゾール繊維とは、PBOホモポリマー、
及び実質的に85%以上のPBO成分を含みポリベンザ
ゾール(PBZ)類とのランダム、シーケンシャルある
いはブロック共重合ポリマーをいう。ここでポリベンザ
ゾール(PBZ)ポリマーは、例えばWolf等の「Liquid
Crystalline Polymer Compositions, Process and Pro
ducts」米国特許第4703103号(1987年10月27
日)、「Liquid Crystalline Polymer Compositions, P
rocess and Products」米国特許第4533692号(1985
年8月6日)、「Liquid Crystalline Poly(2,6-Benzot
hiazole) Compositions, Process and Products」米国
特許第4533724号(1985年8月6日)、「Liquid Cr
ystalline Polymer Compositions, Process and Produc
ts」米国特許第4533693号(1985年8月6日)、Eve
rsの「Thermooxidative-ly Stable Articulated p-Benz
obisoxazole and p-Benzobisoxazole Polymers」米国特
許第4539567号(1982年11月16日)、Tsaiらの
「Method for making Heterocyclic Block Copolymer」
米国特許第4578432号(1986年3月25日)、等に
記載されている。
The present invention will be described in more detail below. The polybenzazole fiber in the present invention means PBO homopolymer,
And a random, sequential or block copolymer with polybenzazole (PBZ) containing substantially 85% or more of PBO components. Here, the polybenzazole (PBZ) polymer is, for example, “Liquid
Crystalline Polymer Compositions, Process and Pro
ducts "U.S. Pat. No. 4,703,103 (October 27, 1987)
Sun), “Liquid Crystalline Polymer Compositions, P
rocess and Products "U.S. Pat. No. 4,533,692 (1985)
, August 6,) "Liquid Crystalline Poly (2,6-Benzot
hiazole) Compositions, Process and Products "US Patent No. 4533724 (August 6, 1985)," Liquid Cr
ystalline Polymer Compositions, Process and Produc
ts "US Pat. No. 4533693 (August 6, 1985), Eve
rs 「Thermooxidative-ly Stable Articulated p-Benz
obisoxazole and p-Benzobisoxazole Polymers "US Patent No. 4539567 (November 16, 1982), Tsai et al.," Method for making Heterocyclic Block Copolymer ".
U.S. Pat. No. 4,578,432 (March 25, 1986), and the like.

【0012】PBZポリマーに含まれる構造単位として
は、好ましくはライオトロピック液晶ポリマーから選択
される。モノマー単位は構造式(a)〜(h)に記載されてい
るモノマー単位から成り、更に好ましくは、本質的に構
造式(a)〜(d)から選択されたモノマー単位から成る。
The structural unit contained in the PBZ polymer is preferably selected from lyotropic liquid crystal polymers. The monomer units consist of the monomer units described in structural formulas (a) to (h), and more preferably essentially consist of monomer units selected from structural formulas (a) to (d).

【0013】[0013]

【化1】 [Chemical 1]

【0014】[0014]

【化2】 [Chemical 2]

【0015】実質的にPBOから成るポリマーのドープ
を形成するための好適溶媒としては、クレゾールやその
ポリマーを溶解し得る非酸化性の酸が含まれる。好適な
酸溶媒の例としては、ポリ燐酸、メタンスルフォン酸及
び高濃度の硫酸或いはそれ等の混合物があげられる。更
に適する溶媒は、ポリ燐酸及びメタンスルフォン酸であ
る。また最も適する溶媒は、ポリ燐酸である。
Suitable solvents for forming the dope of the polymer consisting essentially of PBO include cresol and non-oxidizing acids capable of dissolving the polymer. Examples of suitable acid solvents are polyphosphoric acid, methanesulphonic acid and concentrated sulfuric acid or mixtures thereof. Further suitable solvents are polyphosphoric acid and methanesulfonic acid. The most suitable solvent is polyphosphoric acid.

【0016】溶媒中のポリマー濃度は好ましくは少なく
とも約7重量%であり、更に好ましくは少なくとも10
重量%、最も好ましくは14重量%である。最大濃度は、
例えばポリマーの溶解性やドープ粘度といった実際上の
取り扱い性により限定される。それらの限界要因のため
に、ポリマー濃度は20重量%を越えることはない。
The concentration of polymer in the solvent is preferably at least about 7% by weight, more preferably at least 10%.
% By weight, most preferably 14% by weight. The maximum concentration is
Limited by practical handling properties such as polymer solubility and dope viscosity. Due to these limiting factors, the polymer concentration does not exceed 20% by weight.

【0017】好適なポリマーやコポリマーあるいはドー
プは公知の手法により合成される。例えばWolfe等の米
国特許第4533693号(1985年8月6日)、Sybert等
の米国特許第4772678号(1988年9月20日)、Har
risの米国特許第4847350号(1989年7月11日)に
記載される方法で合成される。実質的にPBOから成る
ポリマーはGregory等の米国特許第5089591号(1992
年2月18日)によると、脱水性の酸溶媒中での比較的
高温、高剪断条件下において高い反応速度での高分子量
化が可能である。
Suitable polymers, copolymers or dopes are synthesized by known methods. For example, Wolfe et al., U.S. Pat. No. 4533693 (August 6, 1985), Sybert et al., U.S. Pat. No. 4,772,678 (September 20, 1988), Har.
synthesized by the method described in US Pat. No. 4,847,350 of ris (July 11, 1989). Polymers consisting essentially of PBO are described by Gregory et al., US Pat. No. 5,089,591 (1992).
(February 18, 2012), it is possible to achieve a high molecular weight at a high reaction rate in a dehydrating acid solvent under relatively high temperature and high shear conditions.

【0018】この様にして重合されるドープは紡糸部に
供給され、紡糸口金から通常100℃以上の温度で吐出
される。口金細孔の配列は通常円周状、格子状に複数個
配列されるが、その他の配列であっても良い。口金細孔
数は特に限定されないが、紡糸口金面における紡糸細孔
の配列は、吐出糸条間の融着などが発生しないような孔
密度を保つ必要がある。
The dope polymerized in this manner is supplied to the spinning section and is usually discharged from the spinneret at a temperature of 100 ° C. or higher. A plurality of die holes are usually arranged in a circumferential shape or a lattice shape, but other arrangements may be used. The number of spinneret pores is not particularly limited, but the array of spinneret pores on the spinneret surface must be maintained at a pore density that does not cause fusion between the discharge yarns.

【0019】紡出糸条は十分な延伸比(SDR)を得る
ため、米国特許第5296185号に記載されたように十分な
長さのドローゾーン長が必要で、かつ比較的高温度(ド
ープの固化温度以上で紡糸温度以下)の整流された冷却
風で均一に冷却されることが望ましい。ドローゾーンの
長さ(L)は非凝固性の気体中で固化が完了する長さが
必要であり大雑把には単孔吐出量(Q)によって決定さ
れる。良好な繊維物性を得るにはドローゾーンの取り出
し応力がポリマー換算で(ポリマーのみに応力がかかる
として)2g/d以上が必要である。
The spun yarn requires a sufficient draw zone length, as described in US Pat. No. 5,296,185, in order to obtain a sufficient draw ratio (SDR), and at a relatively high temperature (dope It is desirable to uniformly cool with a rectified cooling air having a solidification temperature or higher and a spinning temperature or lower). The length (L) of the draw zone needs to be the length at which solidification is completed in the non-solidifying gas, and is roughly determined by the single hole discharge amount (Q). In order to obtain good fiber properties, the draw-out stress in the draw zone needs to be 2 g / d or more in terms of polymer (assuming stress is applied only to the polymer).

【0020】ドローゾーンで延伸された糸条は次に抽出
(凝固)浴に導かれる。紡糸張力が高いため、抽出浴の
乱れなどに対する配慮は必要でなく如何なる形式の抽出
浴でも良い。例えばファンネル型、水槽型、アスピレー
タ型あるいは滝型などが使用出来る。抽出液は燐酸水溶
液や水が望ましい。最終的に抽出浴において糸条が含有
する燐酸を99.0%以上、好ましくは99.5%以上抽出する。
本発明における抽出媒体として用いられる液体に特に限
定はないが好ましくはポリベンザゾールに対して実質的
に相溶性を有しない水、メタノール、エタノール、アセ
トン、エチレングリコール等である。また抽出(凝固)
浴を多段に分離し燐酸水溶液の濃度を順次薄くし最終的
に水で水洗しても良い。さらに該繊維束を水酸化ナトリ
ウム水溶液などで中和し、水洗することが望ましい。
The yarn drawn in the draw zone is then introduced into the extraction (coagulation) bath. Since the spinning tension is high, it is not necessary to consider disturbance of the extraction bath and any type of extraction bath may be used. For example, a funnel type, an aquarium type, an aspirator type or a waterfall type can be used. The extract is preferably phosphoric acid aqueous solution or water. Finally, in the extraction bath, the phosphoric acid contained in the yarn is extracted by 99.0% or more, preferably 99.5% or more.
The liquid used as the extraction medium in the present invention is not particularly limited, but preferably water, methanol, ethanol, acetone, ethylene glycol or the like which is substantially incompatible with polybenzazole. Also extraction (coagulation)
It is also possible to separate the bath in multiple stages, dilute the concentration of the phosphoric acid aqueous solution sequentially, and finally wash with water. Further, it is desirable to neutralize the fiber bundle with an aqueous solution of sodium hydroxide and wash it with water.

【0021】本発明でとくに重要な、繊維表面構造を緻
密に変化させる方法について述べる。吸湿を防ぐために
は、繊維表面の高結晶配向の実現が重要な因子となる。
このために、抽出工程において繊維ドープの凝固速度を
遅くして繊維の内外層で構造に変化をつけることが肝要
である。凝固速度を遅くする方法としては、凝固液の燐
酸水溶液濃度を濃くしたり、浴温度を低くしたり、非水
系の凝固剤を選択することが有効である。最適な燐酸水
溶液濃度は50%以上80%未満、望ましくは55%以
上70%未満、最も望ましくは60%以上65%未満で
ある。濃度が高い方が効果は大きいが必要以上に濃いと
繊維強度が低下し好ましくない。凝固浴温度については
大略5℃以下であれば何度であっても良いが、あまり温
度を下げすぎても浴のまわりに露が発生するため製造機
械運転上好ましくない。好ましくは4℃からー30℃さ
らに好ましくは0℃からー15℃の温度範囲である。非
水系の凝固剤を選択する場合は、エタノール、メタノー
ルなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、エチ
レングリコールなどのグリコール類など、水と親和性の
ある有機溶剤が好ましい。勿論複数の上記非水系凝固剤
や水を混合して使っても良い。
A method of finely changing the fiber surface structure, which is particularly important in the present invention, will be described. In order to prevent moisture absorption, realization of high crystal orientation on the fiber surface is an important factor.
For this reason, it is important to slow the coagulation rate of the fiber dope in the extraction step to change the structure in the inner and outer layers of the fiber. As a method of slowing the coagulation rate, it is effective to increase the concentration of the phosphoric acid aqueous solution in the coagulation liquid, lower the bath temperature, or select a non-aqueous coagulant. The optimum phosphoric acid aqueous solution concentration is 50% or more and less than 80%, preferably 55% or more and less than 70%, and most preferably 60% or more and less than 65%. The higher the concentration, the greater the effect, but if the concentration is higher than necessary, the fiber strength will decrease, which is not preferable. The coagulation bath temperature may be any number as long as it is approximately 5 ° C. or lower, but even if the temperature is lowered too much, dew is generated around the bath, which is not preferable in operating the manufacturing machine. The temperature range is preferably 4 ° C to -30 ° C, more preferably 0 ° C to -15 ° C. When a non-aqueous coagulant is selected, an organic solvent having an affinity for water, such as alcohols such as ethanol and methanol, ketones such as acetone, glycols such as ethylene glycol, is preferable. Of course, a plurality of the above non-aqueous coagulants and water may be mixed and used.

【0022】こののち繊維を乾燥させ更に熱処理工程を
通す。乾燥温度は繊維強度の低下をもたらさない温度と
し、具体的には150℃以上400℃以下、好ましくは
200℃以上300℃以下、更に好ましくは220℃以
上270℃以下とする。熱処理温度については、400
℃以上700℃以下、好ましくは500℃以上680℃
以下、更に好ましくは550℃以上630℃以下とす
る。
After that, the fiber is dried and further heat-treated. The drying temperature is a temperature at which the fiber strength is not lowered, and specifically 150 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 220 ° C. or higher and 270 ° C. or lower. The heat treatment temperature is 400
℃ or more and 700 ℃ or less, preferably 500 ℃ or more and 680 ℃
The temperature is more preferably 550 ° C. or higher and 630 ° C. or lower.

【0023】本発明にかかる繊維は、繊維表面の平均自
乗粗さが20nm以下、好ましくは16nm以下、更に好ましく
は10nm以下、繊維表面の結晶配向角が1.3度以下、好ま
しくは1.1度以下、更に好ましくは0.9度以下、平衡水分
率が0.6%以下、好ましくは0.55%以下、更に好ましくは
0.5%以下、摩耗試験における破断までのサイクルが5200
回以上、好ましくは5600回以上、更に好ましくは6000回
以上、ボイド径が25.5Å以上、好ましくは30Å以上15
0Å未満、更に好ましくは35Å以上90Å未満であ
る。尚、本特許に於いて用いた回折点の指数付けはFrat
iniら(Material Research Society Symposium Proceedi
ngs Vol. 134, p.431 (1989年))により提案されている
結晶模型に従う。
The fiber according to the present invention has a mean square roughness of the fiber surface of 20 nm or less, preferably 16 nm or less, more preferably 10 nm or less, and a crystal orientation angle of the fiber surface of 1.3 ° or less, preferably 1.1 ° or less, further Preferably 0.9 degrees or less, the equilibrium moisture content is 0.6% or less, preferably 0.55% or less, more preferably
0.5% or less, 5200 cycles to break in wear test
15 times or more, preferably 5600 times or more, more preferably 6000 times or more, void diameter is 25.5 Å or more, preferably 30 Å or more 15
It is less than 0 Å, more preferably 35 Å or more and less than 90 Å. The indexing of the diffraction points used in this patent is Frat.
ini et al. (Material Research Society Symposium Proceedi
ngs Vol. 134, p. 431 (1989)).

【0024】繊維表面の平均自乗粗さRmsは原子間力
顕微鏡(AFM)を用いて評価する。AFMはSeik
o Instruments(SII)社製のSPI3800N
-SPA300を使用する。探針はバネ定数2N/m、長さ450μm
・幅60μm・厚さ4μmのSi製矩形型カンチレバーSII社か
らSi-DF3)を用いた。スキャナーは100μmスキャナーを
観察モードはDFMモードを採用する。走査は速度0.5 Hz
、走査方向は繊維軸に平行とし、大気中摂氏20度相
対湿度65%の条件で測定する。測定に供する繊維は、
エタノールとnヘキサンの混合液で洗浄、乾燥後用い
た。観察視野範囲は一片5μm四方の正方形領域とし、観
察後付属のソフトウエアの三次元傾斜補正等を施し平面
化処理を行う。繊維の曲率の存在により画像を平面化し
た時に生じる歪みを考慮するため、中心部の3μm四方の
正方形領域のみの平均自乗粗さRmsを付属のソフトウエ
アを用いて補正の後算出する。観察はランダムに10点以
上の場所で行い、それぞれのRmsを求め、平均値を算出
した。尚Rmsは式1を用いて表現することが出来る。
The mean square roughness Rms of the fiber surface is evaluated using an atomic force microscope (AFM). AFM is Seik
o Instruments (SII) SPI3800N
-Use SPA300. The probe has a spring constant of 2 N / m and a length of 450 μm.
A Si rectangular type cantilever SII (Si-DF3) having a width of 60 μm and a thickness of 4 μm was used. The scanner is a 100 μm scanner and the observation mode is DFM mode. Scan speed 0.5 Hz
The scanning direction is parallel to the fiber axis, and the measurement is performed under the conditions of 20 degrees Celsius and 65% relative humidity in the atmosphere. The fibers used for measurement are
It was used after being washed with a mixed solution of ethanol and n-hexane and dried. The observation field of view is a square area of 5 μm square on each side, and after observation, 3D tilt correction of the attached software is applied to perform planarization processing. In order to take into account the distortion caused when the image is flattened due to the presence of the fiber curvature, the mean square roughness Rms of only the central square area of 3 μm square is calculated after correction using the attached software. The observation was performed at random at 10 or more points, the Rms of each was calculated, and the average value was calculated. Note that Rms can be expressed using Equation 1.

【0025】 Rms =[ (1/N) Σ(Z i − Z 0 ) 20.5 式1 ここでZiは各測定点での高さ、Z0は測定個所全体にわ
たっての平均の高さ、Nは測定点数を表す。
Rms = [(1 / N) Σ (Z i −Z 0) 2 ] 0.5 Equation 1 Here, Z i is the height at each measurement point, Z 0 is the average height over the entire measurement point, and N is Indicates the number of measurement points.

【0026】繊維表面の結晶配向角は電子顕微鏡(例え
ばPhillipsTEM-430、JEOL JEM-2010)を用いて繊維表面
から引き剥がした薄片を高分解能観察することにより解
析評価する。まず、ガラスプレート上に酢酸イソアミル
で稀釈したコロジオン溶液を薄くのばして広げた上に繊
維単糸を数本並べる。コロジオンの溶媒が蒸発して固化
するのを待って繊維をガラスプレート上から引き剥が
す。この時引き剥がした跡(コロジオンの膜上)には繊
維から引き剥がされた繊維表面の薄片が付着している様
子が実体顕微鏡によって確認することが出来る。この部
分を3mm角程度剃刀などを用いてコロジオンの膜ごと
切り出し、電子顕微鏡観察用の日新EM社製マイクログ
リッド又はAgar Scientific 社製 holey carbon film上
にポリベンザゾール繊維表面薄片のついている面をうつ
ぶせにして並べる。ふた付のペトリ皿に移し酢酸イソア
ミル蒸気との共存下に数時間放置し、繊維薄片をマイク
ログリッドに十分固着させる。
The crystal orientation angle of the fiber surface is analyzed and evaluated by observing a thin piece peeled from the fiber surface with a high resolution using an electron microscope (eg Phillips TEM-430, JEOL JEM-2010). First, a collodion solution diluted with isoamyl acetate is thinly spread and spread on a glass plate, and several fiber single yarns are arranged. Wait for the collodion solvent to evaporate and solidify before peeling the fiber off the glass plate. At this time, it can be confirmed by a stereomicroscope that the flakes peeled off from the fibers adhere to the traces (on the film of collodion) peeled off at this time. This part is cut out together with the collodion film using a razor about 3 mm square, and the surface with the polybenzazole fiber surface flakes on the micro grid made by Nisshin EM Co. for electron microscope observation or the holey carbon film made by Agar Scientific. Place them face down. Transfer to a Petri dish with a lid and leave in the presence of isoamyl acetate vapor for several hours to allow the fiber flakes to adhere well to the microgrid.

【0027】その後マイクログリッドが浸るくらいまで
酢酸イソアミルを追加し、一昼夜放置しコロジオン膜を
流しさった後乾燥させる。高分解能観察のため電子顕微
鏡は200,000倍以上で非点収差の補正を行った後
用いた。試料繊維薄片の受ける電子線からのダメージを
最小限に抑えるため、一視野撮影に要する露光時間は5
秒以内、非点収差の補正も含めた合計の照射時間は電子
線を受けたときの繊維の寿命(十分な解像度を有する電
子線回折パターンが観測できる持続時間)の35%以内
になるよう抑えた。高分解能電子顕微鏡(格子)像の記
録はコダックSO−163ネガフィルムをコダックD−
19現像液を稀釈ぜずに用いて現像するか若しくはイメ
ージングプレートシステム(例えば、JEOL PixsysTEM)を
用いて行う。撮影した格子像は印画紙に焼き付ける。
(200)格子がほぼ繊維軸と平衡方向に走っている様
子が観察される。隣同士の2個の結晶がもつ(200)
格子軸がなす角φを結晶配向角と定義する。100個以
上の結晶の組を観察、平均して該結晶配向角を評価す
る。
After that, isoamyl acetate is added until the microgrid is immersed, and the mixture is left for one day and night, and the collodion film is poured off and then dried. For high-resolution observation, an electron microscope was used after correcting astigmatism at 200,000 times or more. The exposure time required for one-view photography is 5 to minimize damage from the electron beam received by the sample fiber flakes.
Within a second, the total irradiation time including correction of astigmatism should be kept within 35% of the life of the fiber when it receives an electron beam (duration where an electron beam diffraction pattern with sufficient resolution can be observed). It was For recording high-resolution electron microscope (lattice) images, use Kodak SO-163 negative film with Kodak D-
19 Develop with undiluted developer or use an imaging plate system (eg, JEOL Pixsys TEM). The photographed lattice image is printed on photographic paper.
It is observed that the (200) lattice runs almost in the equilibrium direction with the fiber axis. Two crystals next to each other have (200)
The angle φ formed by the lattice axis is defined as the crystal orientation angle. A set of 100 or more crystals is observed and averaged to evaluate the crystal orientation angle.

【0028】繊維中心と表面の結晶配向比は繊維を薄く
切って作った超薄切片の制限視野電子線回折像を測定す
ることで求める。単繊維と硬化剤を混合したSpurrエポ
キシレジンで包埋した物を摂氏70度のオーブン中で一
夜放置し固化固定する。次にこのレジンブロックをライ
ヘルト社製のウルトラマイクロトームに取り付け、ガラ
スナイフを用いて包埋した繊維がブロック表面近傍に現
れるまで研磨する。次にダイアトーム社製ダイアモンド
ナイフを用いて超薄切片を作成した後、300メッシュ
の銅グリッド上に回収し薄くカーボン蒸着を施す。電子
顕微鏡内に超薄切片を入れ、繊維の中心と表面の両方を
併せ持つ切片を探しだし、表面と中心の両方について制
限視野電子線回折像を撮影する。図3に超薄切片の明視
野像と電子線回折を測定した部分(直径0.3μm)お
よび測定した電子線回折図形の測定例を示す。像の記録
は電顕フィルム(例えばAgfa Scientia EM 23D56、又は
コダックSO-163ネガフィルム)かイメージングプレート
システムを用いて記録する。R. J. Youngらの方法(J. M
at. Sci., 24, p5431 (1990))に準拠し、(010)と
(‐210)回折点の子午線方向の回折強度プロファイ
ルの拡がりからピークプロファイルの半値幅2θを算出
した後、式2を用いて繊維中心の半値幅2θを繊維表面
の半値幅2θで除し、繊維表面と中心の結晶配向比を求
める。尚、電顕フィルムから回折強度プロファイルを数
値化するときは光学的なネガフィルム黒化度読みとり装
置(例えば、Joyce-Loebl Chromoscan 3)を用いる。
The crystal orientation ratio between the center of the fiber and the surface is obtained by measuring a selected area electron diffraction image of an ultrathin section made by slicing the fiber. A product embedded with Spurr epoxy resin in which a single fiber and a curing agent are mixed is left overnight in an oven at 70 ° C. to be solidified and fixed. Next, this resin block is attached to an ultramicrotome manufactured by Reichert, and polished using a glass knife until the embedded fibers appear near the block surface. Next, an ultrathin section is prepared using a diamond knife manufactured by Diatome Co., and then collected on a 300-mesh copper grid and subjected to thin carbon vapor deposition. An ultrathin section is placed in an electron microscope, a section having both the center and the surface of the fiber is sought, and a selected area electron diffraction image is taken of both the surface and the center. FIG. 3 shows a bright-field image of an ultrathin section, a portion (diameter 0.3 μm) where electron beam diffraction was measured, and a measurement example of the measured electron beam diffraction pattern. Images are recorded using electron microscopy film (eg Agfa Scientia EM 23D56, or Kodak SO-163 negative film) or an imaging plate system. The method of RJ Young et al. (J. M.
At. Sci., 24, p5431 (1990)), the half width 2θ of the peak profile is calculated from the spread of the diffraction intensity profile in the meridional direction of the (010) and (−210) diffraction points, and then the equation 2 is calculated. The half-value width 2θ of the fiber center is divided by the half-value width 2θ of the fiber surface to obtain the crystal orientation ratio between the fiber surface and the center. An optical negative film blackness reading device (for example, Joyce-Loebl Chromoscan 3) is used to quantify the diffraction intensity profile from the electron microscope film.

【0029】 結晶配向比 = 2θ(繊維中心)/2θ(繊維表面) 式2[0029]  Crystal orientation ratio = 2θ (fiber center) / 2θ (fiber surface) Formula 2

【0030】繊維に含まれる水分率の測定は、繊維を摂
氏20度、相対湿度65%の環境下に重量変化が観測さ
れなくなるまで放置した後秤量によって決定する。即
ち、繊維の重量を化学天秤を用いて秤量した後該繊維を
230℃に調節した電気オーブン中で30分間放置し繊
維中の水分をとばした後再度秤量する。平衡水分率は式
3に示す式を用いて評価する。
The moisture content of the fiber is determined by allowing the fiber to stand in an environment of 20 ° C. and a relative humidity of 65% until no change in weight is observed, and then weighing it. That is, the weight of the fiber is weighed using an analytical balance, and the fiber is left for 30 minutes in an electric oven adjusted to 230 ° C. to remove water in the fiber and then weighed again. Equilibrium moisture content is evaluated using the formula shown in Formula 3.

【0031】平衡水分率=100 x(平衡に達したときの
繊維重量−乾燥後の繊維重量)/乾燥後の繊維重量
[%]
Equilibrium moisture content = 100 × (fiber weight when reaching equilibrium-fiber weight after drying) / fiber weight after drying [%]

【0032】耐摩耗性の評価はJIS L1095 ‐ 7.10.2に
準拠し、破断までのサイクルを数えることで評価した。
この時繊維には1.0g/dの張力をかけた。
The wear resistance was evaluated in accordance with JIS L1095-7.10.2 by counting the cycles until breakage.
At this time, a tension of 1.0 g / d was applied to the fiber.

【0033】<小角X線散乱の測定方法>ボイド径の評
価は小角X線散乱法を用い、下記の方法で行った。測定
に供するX線は、(株)リガク製ローターフレックスRU
-300を用いて発生させた。ターゲットとして銅対陰極を
用い、出力30kV x 30mA のファインフォーカスで運転し
た。光学系は(株)リガク製点収束カメラを用い、X線
はニッケルフィルターを用いて単色化した。検出器は、
フジ写真フィルム(株)製イメージングプレート(FDL U
R-V)を用いた。試料と検出器間の距離は200mm 乃至350m
m の間の適当な距離でよい。
<Measurement Method of Small Angle X-Ray Scattering> The evaluation of the void diameter was performed by the following method using the small angle X-ray scattering method. The X-rays used for measurement are rotor flex RU manufactured by Rigaku Corporation.
It was generated using -300. A copper anticathode was used as a target, and the operation was performed at a fine focus of 30 kV x 30 mA. The optical system was a point-focusing camera manufactured by Rigaku Corporation, and the X-rays were monochromatic using a nickel filter. The detector is
Imaging plate (FDL U manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.)
RV) was used. Distance between sample and detector is 200mm to 350m
Any suitable distance between m is acceptable.

【0034】空気などからの妨害バックグラウンド散乱
を抑えるため、試料と検出器の間は、ヘリウムガスを充
填した。露光時間は2時間乃至24時間であった。イメ
ージングプレート上に記録された散乱強度信号の読みと
りは、富士写真フィルム(株)製デジタルミクログラフ
ィー(FDL5000) を用いた。得られたデータには、バック
グラウンド補正を施した後赤道方向の散乱強度I に対し
てギニエプロット(バックグラウンド補正後の散乱強度
の自然対数ln(I) を散乱ベクトルの2乗k2に対してプロ
ットする)を作成した。ここで散乱ベクトルkはk=(4π/
λ)sinθ、λはX線の波長1.5418Å、θは散乱角2θ
の半分である。
Helium gas was filled between the sample and the detector in order to suppress disturbing background scattering from air and the like. The exposure time was 2 hours to 24 hours. Digital micrography (FDL5000) manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd. was used to read the scattering intensity signal recorded on the imaging plate. The data obtained are the Guineer plots for the scatter intensity I in the equatorial direction after background correction (the natural logarithm ln (I) of the scatter intensity after background correction is calculated for the square k 2 of the scatter vector). Created). Where the scattering vector k is k = (4π /
λ) sin θ, λ is the X-ray wavelength 1.5418Å, θ is the scattering angle 2θ
Is half of.

【0035】本発明の複合糸条を構成する強化繊維は上
述したポリベンザゾール繊維からなる。該複合糸条を経
糸または/および緯糸として製編織した布帛で構成した
複合材成形体が例えば高い強度の要求される各種機械部
品等の用途に用されることを考慮すると強化繊維は少な
くとも4.0GPa以上の引張強度を有することが好ま
しい。また複合糸条のままで補強材として使用される場
合も同様である。熱可塑性マトリックス繊維に要求され
る物性に特に制限はなく、該繊維が巻き返し工程や開繊
工程および製編織工程において安定した工程通過性を示
すだけの力学的特性を有しておれば十分である。
The reinforcing fibers constituting the composite yarn of the present invention are the above-mentioned polybenzazole fibers. Considering that a composite material molded body composed of a fabric obtained by knitting and weaving the composite yarn as warp and / or weft is used for various machine parts and the like requiring high strength, at least 4. It preferably has a tensile strength of 0 GPa or more. The same applies when the composite yarn is used as a reinforcing material as it is. There is no particular limitation on the physical properties required for the thermoplastic matrix fiber, and it is sufficient if the fiber has mechanical properties sufficient to exhibit stable process passability in the rewinding process, the fiber opening process, and the weaving and weaving process. .

【0036】強化繊維と熱可塑性マトリックス繊維とが
複合された糸条はそれが単独で補強材料として複合成形
材料に使用されるかまたは複合糸を経糸または/および
緯糸として布帛に編織加工した後、補強材料として複合
成形材料に使用される。いずれの場合にも加熱成形によ
り熱可塑性マトリックス繊維は溶融される。当然ながら
加熱成形時の加工性の面からは低い融点の熱可塑性マト
リックス繊維を用いる方が有利であるが、必然的に耐熱
性の低い複合成形材料しか得られない。ポリベンザゾー
ル繊維の優れた耐熱性を有効に利用するには耐熱性の高
い熱可塑性マトリックス繊維を組み合わせることが肝要
であり、このためには融点が少なくとも200℃以上で
ポリベンザゾール繊維の熱分解開始温度以下である熱可
塑性重合体繊維から熱可塑性マトリックス繊維を選択す
る必要がある。200℃以上の融点を有する熱可塑性合
成繊維としては例えばポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート等のポリエステル系の熱可塑
性重合体、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46等
のポリアミド系の熱可塑性重合体等から製造された繊維
が挙げられる。上記した熱可塑性合成繊維なかでも価
格、熱安定性および複合材成形体とした後の熱可塑性マ
トリックス繊維との接着性等を考慮するとポリエチレン
テレフタレート系繊維が最も好ましい。またポリベンザ
ゾール繊維の分解開始温度は600℃と有機合成重合体
の中ではきわめて高い耐熱性を有しており組み合わせる
熱可塑性マトリックス繊維の種類にもよるが比較的高融
点の熱可塑性マトリックス繊維であっても高い温度範囲
までの加熱成形が可能である。したがって熱分解温度の
比較的高い熱可塑性マトリックス繊維であれば高温での
加熱成形によって溶融粘度を下げることでマトリツクス
の浸透性を高め、空洞の発生率が低く優れた物性と外観
を有する複合材成形体が得られる。融点が200℃未満
の熱可塑性マトリックス繊維を用いた場合、編織物を成
形した複合成形材料の耐熱性は当然ながら低下し、ポリ
ベンザゾール繊維の有する優れた耐熱性を生かした複合
材成形体を得ることができない。一方、ポリベンザゾー
ル繊維の耐熱性の面から熱可塑性マトリックス繊維の融
点は600℃以下でなければならない。
The yarn in which the reinforcing fiber and the thermoplastic matrix fiber are composited is used alone as a reinforcing material in a composite molding material, or after the composite yarn is knitted into a fabric as warp and / or weft, Used as a reinforcing material in composite molding materials. In either case, the thermoplastic matrix fibers are melted by thermoforming. Naturally, it is advantageous to use a thermoplastic matrix fiber having a low melting point from the viewpoint of workability at the time of heat molding, but inevitably only a composite molding material having low heat resistance can be obtained. In order to effectively utilize the excellent heat resistance of polybenzazole fibers, it is essential to combine thermoplastic matrix fibers with high heat resistance. For this purpose, the thermal decomposition of polybenzazole fibers at a melting point of at least 200 ° C or higher is required. It is necessary to select the thermoplastic matrix fibers from the thermoplastic polymer fibers that are below the initiation temperature. Examples of the thermoplastic synthetic fiber having a melting point of 200 ° C. or higher include polyester-based thermoplastic polymers such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, and polyamide-based thermoplastic polymers such as nylon 6, nylon 66 and nylon 46. Fibers that have been used. Among the above-mentioned thermoplastic synthetic fibers, polyethylene terephthalate fibers are most preferable in consideration of price, thermal stability, and adhesiveness with the thermoplastic matrix fiber after forming the composite material molded body. In addition, the decomposition initiation temperature of polybenzazole fiber is 600 ° C, which has extremely high heat resistance among organic synthetic polymers. It depends on the type of thermoplastic matrix fiber to be combined, but it is a thermoplastic matrix fiber with a relatively high melting point. Even if there is, it is possible to perform heat molding to a high temperature range. Therefore, if it is a thermoplastic matrix fiber with a relatively high thermal decomposition temperature, the melt viscosity is lowered by hot molding at high temperature to increase the permeability of the matrix and the composite material molding with excellent physical properties and appearance with a low void generation rate. The body is obtained. When a thermoplastic matrix fiber having a melting point of less than 200 ° C. is used, the heat resistance of the composite molding material in which the knitted fabric is molded is naturally lowered, and a composite material molded body utilizing the excellent heat resistance of the polybenzazole fiber is obtained. Can't get On the other hand, the melting point of the thermoplastic matrix fiber must be 600 ° C. or lower in view of the heat resistance of the polybenzazole fiber.

【0037】複合糸条はそれ自身または該複合糸条を編
織して布帛物となし、さらに加熱成形が施されるが、前
述した如く溶融した熱可塑性マトリックス繊維の溶融時
の浸透性は複合成形材料、さらには製品の物性や形態お
よび外観に影響を及ぼす。そのためには複合材料を構成
する強化繊維と熱可塑性マトリックス繊維からなる複合
糸条は予め均一な混合状態にしておくことが肝要であ
る。一般に混合状態としては非混繊状態の複合、つまり
強化繊維糸条と熱可塑性マトリックス繊維糸条とが単に
引揃えられた状態にあるサイドバイサイドまたはカバリ
ングによるシースコア型がある。かかる形態に混合され
た複合糸条でもって構成された布帛を溶融成形した場合
には熱可塑性マトリックス繊維の強化繊維への浸透性は
低いことから好ましくない。本発明の混合状態とは熱可
塑性重合体からなるマトリックス繊維の単繊維と強化繊
維の単繊維とが複合糸の任意の横断面において相互にほ
ぼ無秩序に配列または配置されていることである。即
ち、加熱成形時に溶融したマトリツクス繊維の強化繊維
間隙への浸透性を高くすることで空洞の発生率を低く抑
え、最終複合材成形体の強度を良好に保つには、複合糸
条の任意の横断面内において熱可塑性重合体からなるマ
トリックス繊維の単繊維と接触しているポリベンザゾー
ル繊維のフィラメント数をAとし、またポリベンザゾー
ル繊維の全フィラメント数をBとし、(A/B)x10
0%で算出した単繊維の分散度を46%以上、74%未
満とすることが好ましい。複合糸条における強化繊維の
フィラメントの分散度が46%未満であると該複合糸条
を一成分または該複合糸条のみで構成された布帛を加熱
成形した場合にはマトリックスの強化繊維間隙への浸透
性が不均一状態となり空洞を生じやすい。一方、分散度
は高いほうが複合材成形体の品質・品位の点で好ましい
が、現在の混繊技術水準で74%以上の分散度を安定し
た状態で得ることは容易でなく、また74%以上の分散
度が得られても複合材成形体の品質・品位向上に対する
寄与度(品質/コスト)は期待できないことから分散度
は74%未満であればよい。
The composite yarn itself or the composite yarn is knitted or woven to form a fabric, and is further heat-molded. As described above, the permeability of the molten thermoplastic matrix fiber at the time of melting is composite-molded. It affects the material, and also the physical properties, morphology and appearance of the product. For that purpose, it is important to preliminarily make a uniform mixed state of the composite yarn composed of the reinforcing fiber and the thermoplastic matrix fiber constituting the composite material. In general, the mixed state is a composite in a non-mixed fiber state, that is, a side-by-side or covering type by covering in which the reinforcing fiber yarn and the thermoplastic matrix fiber yarn are simply aligned. When a fabric composed of composite yarns mixed in such a form is melt-molded, the permeability of the thermoplastic matrix fiber into the reinforcing fiber is low, which is not preferable. The mixed state of the present invention means that the matrix fiber single fibers and the reinforcing fiber single fibers made of a thermoplastic polymer are arranged or arranged substantially randomly with respect to each other in any cross section of the composite yarn. That is, in order to keep the occurrence rate of cavities low by increasing the permeability of the matrix fiber melted at the time of heat molding into the reinforcing fiber gap and keep the strength of the final composite material molded body good, Let A be the number of filaments of the polybenzazole fiber in contact with the single filaments of the matrix fiber made of the thermoplastic polymer in the cross section, and B be the total number of filaments of the polybenzazole fiber, (A / B) × 10
The dispersity of single fibers calculated at 0% is preferably 46% or more and less than 74%. When the degree of dispersion of the filaments of the reinforcing fiber in the composite yarn is less than 46%, when a fabric composed of the composite yarn as a single component or only the composite yarn is heat-molded, the matrix is dispersed in the reinforcing fiber gap. Permeability tends to be non-uniform and voids are likely to occur. On the other hand, a higher dispersity is preferable in terms of quality and quality of the composite material molded body, but it is not easy to obtain a dispersity of 74% or more in a stable state at the current level of mixed fiber technology, and 74% or more. Even if the degree of dispersion of 1 is obtained, the degree of contribution (quality / cost) to the quality / quality improvement of the composite material molded body cannot be expected, so the degree of dispersion may be less than 74%.

【0038】強化繊維(ポリベンザゾール繊維)と熱可
塑性重合体からなる繊維(マトリックス繊維)との混合
比率は複合材成形体の補強効果の点から重要であり、特
に複合糸条を布帛に製編織することなく複合材成形材と
して用いる場合には極めて重要な因子である。かかる観
点から強化繊維と熱可塑性マトリックス繊維との含有率
は30〜85重量%/70〜15重量%とすることがよ
く、より好ましくは40〜70重量%/60〜30重量
%とすることである。複合糸条中に占める強化繊維の含
有率が30重量%未満では複合材成形体の補強効果は相
対的に低く、また強化繊維の含有率が99重量%を越え
ると複合糸条の分散度が前記条件を満たす場合であって
も熱可塑性マトリックス繊維の溶融・浸透性が低くなり
最終複合材成形体の空洞率V%が大きくなる。
The mixing ratio of the reinforcing fiber (polybenzazole fiber) and the fiber made of a thermoplastic polymer (matrix fiber) is important from the viewpoint of the reinforcing effect of the composite material molded body. This is an extremely important factor when used as a composite material without knitting or weaving. From this viewpoint, the content of the reinforcing fibers and the thermoplastic matrix fibers is preferably 30 to 85% by weight / 70 to 15% by weight, and more preferably 40 to 70% by weight / 60 to 30% by weight. is there. When the content of the reinforcing fiber in the composite yarn is less than 30% by weight, the reinforcing effect of the composite material molded body is relatively low, and when the content of the reinforcing fiber exceeds 99% by weight, the dispersity of the composite yarn is high. Even when the above conditions are satisfied, the melting and penetrating properties of the thermoplastic matrix fiber become low, and the void ratio V% of the final composite material molded product becomes large.

【0039】具体的に好ましい混繊方法としては例え
ば、複数の多条糸をエアジェットの流体乱流帯域に弛緩
状態で供給してループや絡み合いを形成させる所謂タス
ラン法や、また多条糸を電気的に開繊し、これにフロン
トローラーの直前で短繊維を重ね合わせて加撚した後に
巻取る所謂電気開繊法、さらには糸軸とほぼ平行に2個
またはそれ以上の渦流乱流帯域を作り、該帯域内に糸条
を導いてループや捲縮を生じない程度の張力下で非嵩高
性の緊密な糸条とする所謂インターレース法等がある。
強化繊維と熱可塑性マトリックス繊維とを混繊するに際
してその開繊手段にもよるが例えば電気的開繊法を採用
する場合、100デニールから1500デニールの範囲
では開繊状態が極めて安定しており、分散性の高い複合
糸条を得ることができる。また強化繊維および熱可塑性
マトリックス繊維の単糸繊度も少なからず繊維の混繊状
態の均一性に影響を及ぼし、強化繊維と熱可塑性マトリ
ックス繊維ともに0.5から3.0デニールの繊度範囲
が好ましい。しかし、単繊維の繊度に関しては特にこの
範囲に限定されるものではなく使用する開繊・混合手段
に応じて適宜選択すればよい。本発明で使用したポリベ
ンザゾール繊維は表面構造が従来品に比べて特に緻密で
あることが特徴である。このため、吸湿性が低いことに
加えて後加工工程に於いての加工性、工程通過性も改善
されていることが今回新たに明らかとなった。即ち、従
来のポリベンザゾール繊維を使用して複合糸条を作成す
ると、その製造工程の糸道中にあるガイドやワインダー
等にスカム(フィブリル状の繊維のかす)がたまり、製
品の品位低下や発生したスカムを清掃するために製造工
程を止めるといった製造上のロスが生じていた。今回の
発明においてはこの種のスカムに由来する工程通過性の
障害も大幅に改善できた。
As a specifically preferable mixing method, for example, a so-called Taslan method for forming a loop or entanglement by supplying a plurality of multifilament yarns to a fluid turbulent zone of an air jet in a relaxed state, or a multifilament yarn A so-called electric fiber opening method in which fibers are electrically opened, short fibers are superposed on the front roller, twisted and wound, and further, two or more eddy turbulent flow zones are arranged substantially parallel to the yarn axis. And a so-called interlace method in which a yarn is guided into the zone to form a non-bulky and tight yarn under a tension that does not cause a loop or crimp.
When the reinforcing fiber and the thermoplastic matrix fiber are mixed and depending on the opening means, for example, when the electric opening method is adopted, the opened state is extremely stable in the range of 100 denier to 1500 denier, A composite yarn with high dispersibility can be obtained. Further, the single yarn fineness of the reinforcing fibers and the thermoplastic matrix fibers has a considerable influence on the uniformity of the mixed state of the fibers, and the fineness range of 0.5 to 3.0 denier is preferable for both the reinforcing fibers and the thermoplastic matrix fibers. However, the fineness of the single fiber is not particularly limited to this range and may be appropriately selected according to the opening / mixing means to be used. The polybenzazole fiber used in the present invention is characterized in that the surface structure is particularly dense as compared with the conventional product. For this reason, it was newly revealed that not only the hygroscopicity was low, but also the workability in the post-processing step and the process passability were improved. In other words, when a composite yarn is created using conventional polybenzazole fibers, scum (filament of fibrillar fibers) accumulates on guides, winders, etc. in the yarn path of the manufacturing process, and product quality is degraded or generated. There was a manufacturing loss such as stopping the manufacturing process to clean the scum. In the present invention, obstacles in process passability due to this type of scum could be significantly improved.

【0040】本発明の複合糸条はそれ自身または熱可塑
性マトリックス繊維糸条と組み合わせて製編織された布
帛を経由して複合成形物のシートとされ、さらに二次加
工に供するため所定の大きさに裁断され、所定の枚数を
重畳して、これを該熱可塑性マトリックス繊維糸条の融
点より高い温度に予熱された金型に入れられ、そして該
金型を加圧して複合成形物のシートは所望の形態に成形
される。ここで製編織された布帛とは編物、織物、不織
布が含まれ、その編織物組織に特に制限はない。
The composite yarn of the present invention is made into a sheet of a composite molded article by itself or through a fabric knitted and woven in combination with a thermoplastic matrix fiber yarn, and is formed into a sheet of a predetermined size for further secondary processing. And a predetermined number of sheets are superposed on each other, placed in a mold preheated to a temperature higher than the melting point of the thermoplastic matrix fiber yarn, and the mold is pressed to form a sheet of the composite molded article. It is molded into a desired shape. The cloth knitted and woven here includes knits, woven fabrics, and non-woven fabrics, and the knitted and woven structure thereof is not particularly limited.

【0041】<繊維の引張強度・伸度および初期引張弾
性率>JIS L 1013に準拠してオリエンテック
(株)社製テンシロンにより、つかみ間隔20cm、引
張速度100%/min、n=10の測定を行い、測定
値から算術平均値を求めた。
<Tensile Strength / Elongation of Fiber and Initial Tensile Elastic Modulus> According to JIS L 1013, a tensilon manufactured by Orientec Co., Ltd. was used to measure a gripping interval of 20 cm, a pulling speed of 100% / min, and n = 10. Then, the arithmetic mean value was calculated from the measured values.

【0042】<繊維の分散度%> (a)複合糸の任意の数箇所につき横断面(糸条軸に対
して直角面)を鋭利な刃物で切断し、該切断面の全域を
写真撮影する。(b)該写真から熱可塑性重合体からな
るマトリックス繊維のフィラメントと接触若しくはマト
リックス繊維のフィラメントをその直径の10%だけ位
置をずらせば接触するであろうポリベンザゾール繊維の
フィラメント数を計測して、これをA(本)とする。
(c)該写真に撮影された複合糸条の横断面全域に存在
するポリベンザゾール繊維の全フィラメント数を計測
し、これをB(本)とする。(d)計測したAおよびB
から下記式にしたがってポリベンザゾール繊維の分散度
%を算出する。 分散度(%)=(A/B)x100
<Fiber dispersity%> (a) A cross-section (a plane perpendicular to the yarn axis) is cut at an arbitrary number of points in the composite yarn with a sharp blade, and the entire cut surface is photographed. . (B) From the photograph, the number of filaments of the polybenzazole fiber which would come into contact with the filaments of the matrix fiber made of a thermoplastic polymer or which would come into contact if the filaments of the matrix fiber were displaced by 10% of the diameter was measured. , This is A (book).
(C) The total number of filaments of the polybenzazole fiber existing in the entire cross section of the composite yarn taken in the photograph is measured, and this is designated as B (book). (D) Measured A and B
The polydispersity% of the polybenzazole fiber is calculated from the following formula. Dispersion (%) = (A / B) × 100

【0043】<強化繊維の含有率FK%>熱可塑性マト
リックス繊維のみを選択的に溶解する溶媒を用いて複合
材成形体の試験片を溶解・除去した後に測定した補強繊
維の重量DK(g)と溶解処理前の複合材成形体の試験
片の重量DT(g)とから強化繊維の含有率FK%を下
記式によって算出した。 FK(%)=DKx100/DT
<Reinforcing Fiber Content FK%> Weight DK (g) of reinforcing fiber measured after dissolving and removing the test piece of the composite material molded body using a solvent that selectively dissolves only the thermoplastic matrix fiber. The content FK% of the reinforcing fiber was calculated from the following formula and the weight DT (g) of the test piece of the composite material molded body before the dissolution treatment. FK (%) = DKx100 / DT

【0044】<複合材成形体の引張強度と伸度および初
期引張弾性率>強化繊維の軸方向を試験片の引張り方向
としてJIS K−7054に準拠して引張特性を測定
した。
<Tensile Strength, Elongation and Initial Tensile Elastic Modulus of Molded Composite Material> Tensile properties were measured according to JIS K-7054 with the axial direction of the reinforcing fiber as the tensile direction of the test piece.

【0045】<空洞率V%> (a)JIS K 7112に規定するA法によって複合
材成形体の試験片の比重SGT、強化繊維の比重SG
K、熱可塑性マトリックス繊維の比重SGMを求める。
(b)熱可塑性マトリックス繊維のみを選択的に溶解す
る溶媒を用いて複合材成形体の試験片を溶解・除去した
後、補強繊維の重量を測定し、溶解処理前の複合材成形
体の試験片の重量との重量差からマトリックス繊維の重
量を求めた。これらの重量データーから強化繊維質量含
有率FK%、マトリックス繊維質量含有率FM%を求
め、試料の空洞率V%をJIS K 7053- 1 98
7に記載の下記の式によって算出した。 V=100−SGT〔(FK/SGK+FM/SG
M)〕
<Porosity V%> (a) The specific gravity SGT of the test piece of the composite material molded product and the specific gravity SG of the reinforcing fiber by the A method specified in JIS K7112.
K, the specific gravity SGM of the thermoplastic matrix fiber is determined.
(B) After the test piece of the composite material molded body is dissolved and removed using a solvent that selectively dissolves only the thermoplastic matrix fiber, the weight of the reinforcing fiber is measured, and the test of the composite material molded body before the dissolution treatment is performed. The weight of the matrix fiber was determined from the weight difference from the weight of the piece. From these weight data, the reinforcing fiber mass content FK% and the matrix fiber mass content FM% were determined, and the void ratio V% of the sample was determined according to JIS K 7053-1998.
It was calculated by the following formula described in 7. V = 100-SGT [(FK / SGK + FM / SG
M)]

【0046】<吸湿率の測定法>複合成形体の吸湿率
は、23℃の水中に24時間浸漬後の重量増加率を測定
することで評価した。
<Measurement Method of Moisture Absorption Rate> The moisture absorption rate of the composite molded article was evaluated by measuring the weight increase rate after immersion in water at 23 ° C. for 24 hours.

【0047】[0047]

【実施例】(実施例1、2、比較例1、2)米国特許第
4533693号に示される方法によって得られた、30℃の
メタンスルホン酸溶液で測定した固有粘度が24.4dL/gの
ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール14.0(重
量)%と五酸化リン含有率83.17%のポリ燐酸から成る紡
糸ドープを紡糸に用いた。ドープは金属網状の濾材を通
過させ、次いで2軸から成る混練り装置で混練りと脱泡
を行った後、昇圧させ、重合体溶液温度を170℃に保
ち、孔数166を有する紡糸口金から170℃で紡出
し、温度60℃の冷却風を用いて吐出糸条を冷却した
後、さらに自然冷却で40℃まで吐出糸条を冷却した後、
凝固浴中に導入した。温度−10℃のエタノールを凝固
液として繊維を作成した。次に繊維をゴゼットロールに
巻き付け一定速度を与えて第2の抽出浴中でイオン交換
水で糸条を洗浄した後、0.1規定の水酸化ナトリウム溶
液中に浸漬し中和処理を施した。更に水洗浴で水洗した
後、巻き取り、80℃の乾燥オーブン中で乾燥し繊維中
に含まれる水分率が2%以下になるまで放置した。更に
張力5.0g/d、温度600℃の状態で2.4秒間熱処理を行
った。この様にして得た繊維を複合糸条製造用の原糸と
した。この繊維の結晶配向角は0.77度、平均自乗粗
さは14.2nmであった。次に 上述のようにして作成
したポリベンゾオキサゾール繊維を強化繊維に、融点2
60℃のポリエチレンテレフタレート繊維をマトリック
ス繊維として2対の対向したローラー流体導管が開口し
ているインターレーサー装置を用いて複合糸条とした。
加工条件は流体圧力3.5kg/cm2 で糸速度約50
0m/分に設定した。なお混繊後の複合糸条の繊度は8
50デニールで、このときポリベンザゾール繊維含有率
及びポリベンザゾール繊維並びにポリエチレンテレフタ
レート繊維の単繊維繊度を変更した。次にこの複合糸条
を経糸に、ポリエチレンテレフタレート繊維のみを緯糸
として経糸密度50本/インチ、緯糸密度50本/イン
チで平織物を製織した。得られた布帛を20cmx20
cmの大きさに切断した後、該布帛を80℃で16時
間、0.1mmHg以下の条件で真空乾燥を行い、次に
強化繊維が同一方向にならぶ様に前記布帛を3枚を重ね
て積層体となし、これを金型に入れて290℃の温度で
17.0Kg/cm2 の圧力をかけて5分間の加熱処理
を施した。その後金型を外して表面温度が80℃に低下
するまで空冷し、一方向に配向させた強化積層板を得
た。該積層板の引張物性を表1に示す。
EXAMPLES (Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 and 2) US Patent No.
Polyparaphenylene benzobisoxazole having an intrinsic viscosity of 24.4 dL / g, measured by a methanesulfonic acid solution at 30 ° C., obtained by the method shown in No. 4533693 (14.0% by weight) and phosphorus pentaoxide content of 83.17% A spinning dope consisting of phosphoric acid was used for spinning. The dope was passed through a metal mesh filter material, then kneaded and defoamed with a biaxial kneading device, and then the pressure was raised to maintain the polymer solution temperature at 170 ° C and from a spinneret having 166 holes. After spinning at 170 ° C and cooling the discharged yarn using cooling air at a temperature of 60 ° C, and further cooling the discharged yarn to 40 ° C by natural cooling,
It was introduced into the coagulation bath. Fibers were prepared using ethanol at a temperature of -10 ° C as a coagulating liquid. Next, the fiber was wound around a gozette roll, the yarn was washed with ion-exchanged water in a second extraction bath at a constant speed, and then the fiber was immersed in a 0.1 N sodium hydroxide solution for neutralization. After further washing with water in a washing bath, it was wound up, dried in a drying oven at 80 ° C., and allowed to stand until the moisture content in the fiber became 2% or less. Further, heat treatment was performed for 2.4 seconds under the condition of tension of 5.0 g / d and temperature of 600 ° C. The fiber thus obtained was used as a raw yarn for producing a composite yarn. The crystal orientation angle of this fiber was 0.77 degrees, and the mean square roughness was 14.2 nm. Next, the polybenzoxazole fiber prepared as described above is used as a reinforcing fiber and has a melting point of 2
A composite yarn was made using an interlacer device in which two pairs of opposed roller fluid conduits were opened using polyethylene terephthalate fibers at 60 ° C. as matrix fibers.
Processing conditions are fluid pressure of 3.5 kg / cm 2 and yarn speed of about 50.
It was set to 0 m / min. The fineness of the composite yarn after mixing is 8
At 50 denier, the polybenzazole fiber content and the single fiber fineness of the polybenzazole fiber and the polyethylene terephthalate fiber were then changed. Next, using this composite yarn as a warp and using only polyethylene terephthalate fiber as a weft, a plain weave was woven with a warp density of 50 yarns / inch and a weft yarn density of 50 yarns / inch. 20cmx20 for the obtained cloth
After being cut into a size of cm, the cloth is vacuum dried at 80 ° C. for 16 hours under the condition of 0.1 mmHg or less, and then three cloths are laminated so that the reinforcing fibers are aligned in the same direction. The body was formed into a body, put in a mold, and subjected to a heat treatment for 5 minutes at a temperature of 290 ° C. and a pressure of 17.0 Kg / cm 2 . After that, the mold was removed, and air-cooling was performed until the surface temperature was lowered to 80 ° C. to obtain a unidirectionally oriented reinforced laminate. Table 1 shows the tensile properties of the laminate.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】(比較例3)ポリベンザゾール繊維に代え
てアラミド繊維(ケブラー29)を用いること以外は、
実施例1と同じ方法で強化積層板を作成した。該積層板
の物性を表1に示す。
Comparative Example 3 Except that aramid fiber (Kevlar 29) was used instead of polybenzazole fiber,
A reinforced laminate was prepared in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the physical properties of the laminate.

【0050】(比較例4)繊維表面平均自乗粗さが24
んm、繊維表面の結晶配向角が1.5度のポリベンザゾ
ール繊維を用いて実施例1と同じ条件で強化積層板を得
た。結果を表1に示す。
Comparative Example 4 Fiber surface mean square roughness is 24
A reinforced laminate was obtained under the same conditions as in Example 1, using polybenzazole fibers having a fiber orientation of 1.5 degrees on the fiber surface. The results are shown in Table 1.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明の複合糸条は高温で溶融含浸が可
能であり良好な浸透性と空洞の低減が可能でかつ作業性
も良い。積層体は引っ張り強度の特性の優れた複合成型
体用に適した基布の製造の可能となる糸条が提供でき
る。複合糸条製造工程に於いて、工程通過性の改善が認
められた。更に、吸湿性の低い複合成型体が作成できる
ことも示された。従って、この糸条からなる基布をさら
に複合材成形体を使用して得られる複合材成形体は自動
車部品や航空宇宙部材、コンピューター関連部材とし
て、特に力学物性、耐熱性、熱伝導性が要求される分野
で寄与することが大である。
The composite yarn of the present invention can be melt-impregnated at high temperature, has good permeability, can reduce voids, and has good workability. The laminated body can provide a yarn that enables production of a base fabric suitable for a composite molded body having excellent tensile strength properties. In the composite yarn manufacturing process, improvement of processability was recognized. Further, it was also shown that a composite molded body having low hygroscopicity can be prepared. Therefore, the composite material molded body obtained by further using the base fabric made of this yarn for the composite material molded body is required to have mechanical properties, heat resistance, and thermal conductivity as automobile parts, aerospace members, and computer-related members. It is important to contribute in the fields where

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】繊維表面の平均自乗粗さが20nm以下の
ポリベンザゾール繊維と融点が200〜600℃の熱可
塑性重合体からなるマトリックス繊維とで構成されてな
ることを特徴とする複合材成形用複合糸条。
1. A composite material molding comprising a polybenzazole fiber having a mean square roughness of 20 nm or less on the fiber surface and a matrix fiber made of a thermoplastic polymer having a melting point of 200 to 600 ° C. For composite yarn.
【請求項2】ポリベンザゾール繊維の繊維表面の結晶配
向角が1.3度以下であることを特徴とする請求項1記
載の複合材成形用複合糸条。
2. The composite yarn for molding a composite material according to claim 1, wherein the crystal orientation angle of the fiber surface of the polybenzazole fiber is 1.3 degrees or less.
【請求項3】ポリベンザゾール繊維の平衡水分率が0.
6%以下であることを特徴とする請求項1に記載の複合
材成形用複合糸条。
3. The equilibrium water content of the polybenzazole fiber is 0.
It is 6% or less, The composite yarn for composite material molding of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
【請求項4】ポリベンザゾール繊維の摩耗試験における
破断までのサイクルが5200回以上であることを特徴
とする請求項1記載の複合材成形用複合糸条。
4. The composite yarn for molding a composite material according to claim 1, wherein the cycle until breakage in the abrasion test of the polybenzazole fiber is 5200 times or more.
【請求項5】ポリベンザゾール繊維のボイド径が25.
5Å以上であることを特徴とする請求項1記載の複合材
成形用複合糸条。
5. The void diameter of the polybenzazole fiber is 25.
The composite yarn for molding a composite material according to claim 1, which has a length of 5 Å or more.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016017469A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 セーレン株式会社 Combined filament yarn and manufacturing method thereof

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