JP2013531138A - 成形部品を製造するためのハイブリッドヤーン - Google Patents

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Abstract

本発明は、熱可塑性母材、および、この熱可塑性母材に組み込まれた補強繊維（４、５、６、７）を備える成形部品（８）を製造するためのハイブリッドヤーン（１）であって、上記ハイブリッドヤーン（１）が、実質的にハイブリッドヤーン（１）の長手方向（ＬＲ）に一直線に配列された短繊維（４、５）で作られたコア（２）と実質的にコア（２）の周りにらせん状に巻き付けられた短繊維（６、７）で作られたカバー（３）とを備え、コア（２）を形成する短繊維（４、５）とカバー（３）を形成する短繊維（６、７）とが、各々熱可塑性母材繊維（４、６）と補強繊維（５、７）との緊密な混合物（４、５、６、７）で作られる、ハイブリッドヤーン（１）に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性母材、および、この熱可塑性母材に組み込まれた補強繊維を備える成形部品を製造するためのハイブリッドヤーン（ｈｙｂｒｉｄ ｙａｒｎ）に関する。
一般に、ヤーンは、繊維束のようなストランド、すなわち、撚りによって統合された繊維束であると理解されている。
この場合のハイブリッドヤーンは、少なくとも２つの異なるタイプの繊維を備えるようなヤーンである。
数ある中でも、熱可塑性母材とこの熱可塑性母材に組み込まれた補強繊維とを有する成形部品を製造するために適した特別のハイブリッドヤーンが知られている。
それに関して、成形部品は、製造後に製造プロセスによって規定された構造形状のままに留まる加工物であると理解されている。
このような成形部品を製造するための公知の方法では、熱可塑性母材繊維、および、補強繊維の両者を備えるハイブリッドヤーンは、まず織物ウェブ材料を形成するように処理される。
それにより、補強繊維は、より大きな特定の引っ張り強度、および、より高い溶融温度、または、変形温度の熱可塑性母材繊維を有している。
それから上記織物ウェブ材料は、プレスといった成形工具内に配置され、熱可塑性母材繊維は溶融するが、補強繊維は溶融しないように加熱される。
それにより、組み込まれた補強繊維を備える均質な熱可塑性液体は、もともと個別の熱可塑性母材繊維から生じ、成形工具によって規定された形を呈する。
冷却、および、硬化の後に、統合された熱可塑性母材繊維は、補強繊維が組み込まれた均質な熱可塑性母材を形成する。
このようにして、熱可塑性母材繊維と補強繊維との相互作用は、これら２つの構成要素の特性より優れた機械的特性を有する成形部品を生み出す。
特に良好な強度対重量比は、格別の結果である。それにもかかわらず、更に改善された成形部品の必要性が存在する。
本発明の目的は、熱可塑性母材とこの熱可塑性母材に組み込まれた補強繊維とを有する改善された成形部品を製造するためのハイブリッドヤーンを提供することである。
この目的は、実質的に、ハイブリッドヤーンの長手方向に一直線に配置された短繊維（ステープルファイバ）で作られたコアと実質的にこのコアの周りにらせん状に巻き付けられた短繊維で作られたカバーとがあって、コアを形成する短繊維とカバーを形成する短繊維とが各々熱可塑性母材繊維と補強繊維との緊密な混合物で作られる上記のタイプのハイブリッドヤーンによって達成される。
本発明によるハイブリッドヤーンは、コアとこのコアの周りに配置されたカバーとを備えている。
それによって、コアとカバーの両者は、少なくとも実質的に短繊維で作られる。
ここでは、短繊維は、長さが限定された個別の繊維であると理解される。
それに関して、カバーは、コアの短繊維が完全にカバーされる閉鎖層をカバーが形成するほど多数の単位長さ当たり短繊維を備えることができる。
しかしながら、コアの短繊維が、カバーの短繊維間の中間スペースを通して少なくともある程度目に見える状態にあるほど少数の単位長さ当たり短繊維がカバー内に存在することもある。
短繊維を備えるハイブリッドヤーンから製造された成形部品は、長繊維（フィラメント）とも呼ばれるエンドレス（終わりのない）繊維で作られたハイブリッドヤーンから製造されたこのような成形部品よりも、ヤーンの長手方向に対して横方向に大きな強度を有している。
特に、層状に配置された織物ウェブ材料から製造された成形部品に関して、個別層の接着性が改善される。
更に、短繊維を有するハイブリッドヤーンは、エンドレス繊維を有するハイブリッドヤーンよりも低い割合の中空スペースを備えており、成形部品を成形するとき、すなわち、織物ウェブ材料を統合するとき、望ましくない空気含有の危険性を軽減する。
それにより、成形部品の強度が改善される。
また、短繊維を備えるハイブリッドヤーンから製造された織物ウェブ材料は、長繊維から作られた織物ウェブ材料よりドレープ性がある（優美にひだ付けしやすい）（ｄｒａｐａｂｌｅ）。
それにより、成形工具における織物ウェブ材料のしわなし配置は、より容易に行われ、同時に織物ウェブ材料の構造に対する損傷の危険性は、軽減される。
この方法で、成形部品の製造コストは削減される。
このようにして、織物ウェブ材料が成形工具の外径によく適合するので複雑な形状を有する成形部品が織物ウェブ材料から製造される。
短繊維の使用は、更なる処理時に、特にドレーピング（優美なひだ付け）（ｄｒａｐｉｎｇ）時に繊維がもつれる危険性を軽減する。
これは、一方で、後続の成形部品の強度にとって有利である。
ハイブリッドヤーンのコア、および、カバーの両者とも短繊維で作られるので、短繊維を使用することによって得られる上記の利点が最大になる。
更に、ハイブリッドヤーンの長手方向のコアにおける一直線の短繊維の配置は、繊維が全断面に亘って撚糸される場合に従来のハイブリッドヤーンを使用するときに可能であるよりも、ハイブリッドヤーンの長手方向で成形部品の大きな強度、特に、大きな引っ張り強度をもたらす。
この理由は、成形部品内の補強繊維の、すなわち、ハイブリッドヤーンのコアの補強繊維のかなりの割合がハイブリッドヤーンの長手方向に互いに平行に走っていることである。
それから、ハイブリッドヤーンの長手方向が後続の成形部品の主要な荷重方向に少なくとも部分的に対応するようにハイブリッドヤーンが織物ウェブ材料内に配置される場合には、成形部品は、機械的荷重によりよく耐えることができる。
この方法で、成形部品の機械的強度対重量比は改善される。
本発明によるハイブリッドヤーンは、ある条件下（回転係数、ヤーン細さなど）で、繊維が全断面に亘って均等に撚られる場合に、対応するハイブリッドヤーンよりも低い強度を有するが、これは、成形部品の強度がとりわけ熱可塑性母材繊維を統合することによって強化され、したがって、ハイブリッドヤーンの強度とは、実質的に独立しているという理由で、あまり重要でない。
しかしながら、ハイブリッドヤーンの強度は、織物ウェブ材料への、そして、更に成形部品への更なる処理が可能であるほど十分に高くなければならない。
上記の必要な強度は、カバーを形成する短繊維がコアの周りにらせん状に巻き付けられ、したがって、その結果、撚糸される本発明によるハイブリッドヤーンに関して保証される。
それによって、カバー内に存在する補強繊維は、エンドレス繊維で作られたハイブリッドヤーンから製造されたこのような成形部品に関して、捕捉されたハイブリッドヤーンの長手方向に対して横方向の後続成形部品の強度を改善する。
それによって、層状に配置された織物ウェブ材料から製造された成形部品に関して個別の層の接着性が改善される。
カバーを形成する短繊維と同様にコアを形成する短繊維は、熱可塑性母材繊維と補強繊維との緊密な混合物で作られる。
これに関して、異なるタイプの繊維の緊密な混合物は、実質的に同質の混合物が個別繊維のレベルにあるような混合物である。
これは、もっぱら同じタイプの繊維のグループ化が実質的にもはや起こらないように、異なるタイプの繊維が互いに混合されることを意味している。
これに関して、緊密な混合は、ハイブリッドヤーンの実際の形成に先立って行われる。
それによって、短繊維の使用は、紡績準備機械によって、例えば、混合機、または、２重練条機（２重引き伸ばしユニット）（ｄｏｕｂｌｅ ｄｒａｗ ｕｎｉｔ）によって製造される均質な混合物の製造をより容易にする。
緊密な混合物の使用は、熱可塑性母材繊維と補強繊維とがハイブリッドヤーンから製造された織物ウェブ材料内に一様に分散されることを保証する。
この方法で、熱可塑性母材繊維が溶解するとき、補強繊維が完全に被覆されることが達成されるので、成形部品内の熱可塑性母材繊維と補強繊維との間の相互作用は、改善された接着性結合によって最大化され、高い機械的強度と同時に小さな重量とを有する成形部品が製造される。
本発明によれば、上記の緊密な混合物内の補強繊維の体積ベースの割合は、少なくとも４０％、好ましくは、少なくとも４５％、特に好ましくは、少なくとも５０％である。
それによって、ハイブリッドヤーンから特に高い強度を有する成形部品を製造することができる。
本発明によれば、緊密な混合物内の熱可塑性母材繊維の体積ベースの割合は、少なくとも２０％、好ましくは、少なくとも３０％、特に好ましくは、少なくとも３５％である。
この方法で、補強繊維は熱可塑性母材繊維を統合した後に熱可塑性母材によって各々完全に取り囲まれ、熱可塑性母材繊維と補強繊維との接着性結合を改善し、それによって成形部品の機械的特性に利益を与えることが保証される。
本発明によれば、コアを形成する短繊維、および、カバーを形成する短繊維はこれらの上記緊密な混合物に関して対応している。
これは、コア内の熱可塑性母材繊維の割合が、カバー内の熱可塑性母材繊維の割合に等しいことと、コア内の補強繊維の割合がカバー内の補強繊維の割合に等しいこととを意味している。
更に、コア内、および、カバー内の熱可塑性母材繊維は、これらの材料と寸法とに関して対応しており、コア内、および、カバー内の補強繊維も同様に対応している。
この方法で、コアとカバーとが、１つの初期混合物から製造されるので、成形部品の製造は、より容易にされる。
このようにして、成形部品における熱可塑性母材の均質な実現は、この成形部品の機械的特性の利益になることが保証される。
本発明によれば、ハイブリッドヤーンにおける熱可塑性母材繊維の体積ベースの割合と補強繊維の体積ベースの割合との合計は、少なくとも９０％、好ましくは、少なくとも９５％、特に好ましくは、少なくとも９８％である。
この方法で、特に高い強度と小さな重量とを有する成形部品が製造される。
残りの体積割合は、サイズ剤、または、結合剤に起因する可能性がある。
特に、サイズ剤は、織物ウェブ材料への更なる処理の際に、機械的影響に対してハイブリッドヤーンを保護する典型的に粘着性の被膜である。
更に、結合剤は、熱可塑性母材の溶融、および、冷却時に熱可塑性母材と補強繊維との間に発生する接着性結合を改善する被膜であると理解される。
本発明によれば、コアを形成する短繊維、および／または、カバーを形成する短繊維は、少なくとも２．５ｃｍ、好ましくは、少なくとも５ｃｍ、特に好ましくは、少なくとも１０ｃｍの長さ、および／または、２５ｃｍより大きくない、好ましくは、２０ｃｍより大きくない、特に好ましくは、１５ｃｍより大きくない長さを備えている。
このような短繊維長さは、特に、丈夫な成形部品をもたらす。
更に、このような短繊維は、従来の機械によって製造されて更に処理される。
本発明によれば、熱可塑性母材繊維は、少なくとも２０ｃＮ／ｔｅｘ、好ましくは、少なくとも３０ｃＮ／ｔｅｘ、特に好ましくは、少なくとも５０ｃＮ／ｔｅｘの最大ヤーンカウントベースの引っ張り強度を備えている。
これに関して、最大引っ張り強度は、繊維がまさに破損しようとする引っ張り荷重である。
この方法で、熱可塑性繊維の撚り糸カウントベースの最大引っ張り強度に対応する特定の最大引っ張り強度を有する熱可塑性母材が、特に隣接する補強繊維に対して横方向の仕上がり成形部品内で発生する機械的荷重に耐えることができ、成形部品の強度を更に改善する。
本発明によれば、熱可塑性母材繊維は、ポリウレタン繊維（特に、ＰＵで作られた繊維）、ポリアミド繊維（特に、ＰＡで作られた繊維）、ポリエーテルケトン繊維（特に、ＰＡＥＫ、および、これらの派生物、特に、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＰＥＥＥＫ、ＰＥＥＫＥＫ、ＰＥＫＫで作られた繊維）、ポリプロピレン繊維（特に、ＰＰで作られた繊維）、アクリルニトリル・ブタジエンスチレン繊維（特に、ＡＢＳで作られた繊維）、および／または、ポリエステル繊維（特に、ＰＥＳ、および、その派生物、特に、ＰＢＴ、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＥＮで作られた繊維）を備えている。
特に、このような材料は、強度に関する要件を満たし、コスト的に低く、そして、容易に処理される。
本発明によれば、熱可塑性母材繊維は、単一の材料で作られる。
この方法で、均質な熱可塑性母材は仕上がり成形部品において単純な方法で製造され、それによって成形部品の機械的特性を改善する。
本発明によれば、補強繊維は、少なくとも１００ｃＮ／ｔｅｘ、好ましくは、少なくとも１５０ｃＮ／ｔｅｘ、特に好ましくは、少なくとも２００ｃＮ／ｔｅｘの最大ヤーンカウントベースの引っ張り強度を備えている。
この方法で、この補強繊維から製造された成形部品は、特に、繊維方向における特に高い機械的荷重に耐えることができる。
本発明によれば、補強繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、および／または、アラミド繊維を備えている。
特に、このような材料は、補強繊維に関する要件、特に強度に関する要件を満たし、コスト的に低く、そして、容易に処理される。しかしながら、他の高モジュール繊維も可能である。
本発明によれば、補強繊維は、単一の材料で作られている。
この方法で、補強繊維に適した材料の特性が最もよく利用される。
本発明によれば、ハイブリッドヤーンの回転係数αｍは、２００より大きくない、好ましくは、１７０より大きくない、特に好ましくは、１５０より大きくない、および／または、少なくとも７０、好ましくは、少なくとも９０、特に好ましくは、少なくとも１１０である。
回転係数は、式：
αｍ＝Ｔ／Ｎｍ１／２
にしたがって導き出される。
ここで、Ｔは、ヤーン長さの１メートル当たりの回転数であり、Ｎｍ１／２は、ヤーンメートル数の累乗根である。
上記の範囲で、ハイブリッドヤーンは、一般に良好な強度を有し、カバーにおける短繊維の割合が全短繊維に対して低く保持される。
反対に、全短繊維に対するコアにおける短繊維の割合は、増やされることができ、これが後続の成形部品の強度を高める働きをする。
本発明によれば、ハイブリッドヤーンは、少なくとも１００ｄｔｅｘ、好ましくは、少なくとも１５０ｄｔｅｘ、特に好ましくは、少なくとも２００ｄｔｅｘの全タイター（滴定量）、および／または、１５０００ｄｔｅｘより大きくない、好ましくは、１２０００ｄｔｅｘより大きくない、特に好ましくは、１００００ｄｔｅｘより大きくない全タイターを備えている。
上記の範囲内の全タイターを有するハイブリッドヤーンは、織物ウェブ材料を製造するために特に良好である。
一般に、上記ヤーンは、更なる処理のために必要とされる強度を有している。
それにもかかわらず、更に薄い壁で囲まれた成形部品は、上記ヤーンから得られる織物ウェブ材料から製造される。
厚い壁で囲まれた成形部品が製造されることになっている場合には、このようにして得られた複数の織物ウェブ材料が層状に配置され、特に一緒に統合される。
このような全タイターを有するハイブリッドヤーンは、従来の繊維機械で更に処理される。
本発明によれば、カバーを形成する短繊維の割合は、短繊維に関して、少なくとも２％、好ましくは、少なくとも５％、特に好ましくは、少なくとも１５％であり、および／または、４５％より大きくない、好ましくは、３５％より大きくない、特に好ましくは、２５％より大きくない。
上記の範囲で、ハイブリッドヤーンは、一般に更なる処理のために十分な強度を有し、同時に短繊維の高い割合、また、したがって、コアにおける補強繊維の高い割合を備えるので、これらの繊維から特に安定な成形部品が製造される。
本発明によれば、ハイブリッドヤーンのもつれ傾向は、２００ １／ｍより大きくない、好ましくは、１８０ １／ｍより大きくない、特に好ましくは、１６０ １／ｍより大きくない。
もつれ傾向は、２つの点の間で１つのループに自由に吊るされたときに共に撚られるようにヤーンの回転によってもたらされるヤーンの傾向である。
もつれ傾向を測定するために、例えば、長さが５００ｍｍのヤーン部分が使用され、その両端は、ヤーン部分が水平に配置されるように固定される。
それから、中心に錘が吊り下げられ、ヤーン両端は、互いに向かって動かされる。
それから、錘は、回転し始め、この回転は、回転方向が逆転するまで光センサーによって計数される。
１０回の測定値が評価され、１つの測定値として出力される。
特に、もつれ傾向の上記の値を有するハイブリッドヤーンは、うまく更に処理される。
このハイブリッドヤーンから製造された織物ウェブ材料は、しわにならずに成形工具内に特に容易に配置される。
本発明によれば、ハイブリッドヤーンは、空気ジェット紡績プロセスによって製造される。
空気ジェット紡績プロセスでは、実質的に撚られていない繊維束が、所望の細さに引き伸ばされ、この引き伸ばされた繊維束に仮撚りを与える空気流を介して送り出される。
これによって、引き伸ばされた繊維束の外側繊維は、内側繊維より実質的に多く撚られる。
引き伸ばされた繊維束が更に搬送されると、仮撚りは解放され、そこで、このように製造されたヤーンのコアは、その撚りを実質的に完全に失う。
しかしながら、ヤーンのカバーには、恒久的撚りが残り、共にヤーンを保持する。
このようにして得られたヤーンは、高い均質性を備える。
本発明によるハイブリッドヤーンは、熱可塑性母材繊維と補強繊維との緊密な混合物で作られた繊維束が空気ジェット紡績機に供給されるという点で簡単に製造される。
それから、ハイブリッドヤーンのコア、および、カバーは、空気ジェット紡績機を通過するときに共同繊維供給源から、すなわち、空気ジェット紡績機に与えられた繊維束から、同時に形成される。
この方法で、本発明によるハイブリッドヤーンは、低コストで製造されるが、均等な形状を有している。
特に、上記の利点は、巻き戻し装置（ｒｅｗｉｎｄｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）の使用に関して当てはまり、この場合、ヤーンのコアを形成する繊維、および、カバーを形成する繊維は、別々に送り込まれる。
本発明によれば、空気ジェット紡績プロセスは、２重ジェット空気ジェット紡績プロセスである。
このような方法に関して、第１の回転ジェットによって作り出された仮撚りは、反対方向に作動する第２の回転ジェットによって解放される。
このような方法は、カバーにおいて繊維の低い割合を有するより長い短繊維からハイブリッドヤーンを製造するために特に適している。
本発明によれば、空気ジェット紡績プロセスは、単一ジェット空気ジェット紡績プロセスである。
このような方法に関して、ヤーンは、撚りに先立って外側繊維の一部がバラバラに広げられるように配置された、ただ１つの回転ジェットによって形成される。
それから、上記広げられた繊維は、裏打ち時にコアの周りに巻き付けられる。
このような方法は、カバーにおいて繊維の高い割合を有するより短い短繊維からハイブリッドヤーンを製造するために特に適している。
更に考慮すると、本発明は、熱可塑性母材とこの熱可塑性母材に組み込まれた補強繊維とを備える成形部品を製造するための織物ウェブ材料に関する。
これによって、織物ウェブ材料は、上記のタイプのハイブリッドヤーンを備えている、または、上記のタイプのハイブリッドヤーンから作られていることでもたらされる。
これは、上記の利点をもたらす結果となる。
本発明によれば、織物ウェブ材料は、織物生地、編物生地、織物、メッシュ（網目状織物）、または、マット（敷物）である。
本発明によるハイブリッドヤーンは、高レベルの経済効率で、単純な方法で利用可能な繊維機械によって、特に織物生地、編物生地、織物、および、メッシュに製造される。
一般に、典型的には、周囲フレームといった補助手段によってマットが安定化されなければならないので、マットの製造はより困難である。
しかしながら、マットを使用するとき、織物生地、編物生地、織物、および、メッシュのために使用される技術によって、少なくともある程度規定されるハイブリッドヤーンの処置には設計のより大きな自由が存在する。
この方法で、成形部品は、予期される機械的荷重に特によく適応できる。
例えば、成形部品、または、成形部品のある領域がただ１つの方向に荷重をかけられる場合、ハイブリッドヤーンのすべての部分は、その長手方向が荷重の方向に一致するように配置される。
更に、本発明は、熱可塑性母材とこの熱可塑性母材に組み込まれた補強繊維とを備えている成形部品に関する。
これに関して、成形部品は、上記のタイプの織物ウェブ材料を加熱加圧成形することによって製造される。これは、前述の利点という結果をもたらす。
更に、本発明は、上記のタイプのハイブリッドヤーンを製造するための方法に関する。
これに関して、熱可塑性母材繊維と補強繊維との緊密な混合物で作られた繊維束は、ある方法ステップで製造され、および、この繊維束は、更なる方法ステップで空気ジェット紡績機によって紡がれる。
本発明による織物ウェブ材料、本発明による成形部品、および、本発明による方法の他の実施例、および／または、改良事項は上記、および／または、請求項に記載されている。
本発明の先行する実施例、および／または、改良事項、および／または、従属クレームに記載された本発明の実施例、および／または、改良事項は、個別に、または、互いとの任意の組合せにおいて提供される。
本発明は、下記の図を使用して、以下に、より詳細に説明される。
本発明によるハイブリッドヤーンの実施例の概略側面図である。 図１によるハイブリッドヤーンの製造と、このヤーンからの織物ウェブ材料の製造とを備える、成形部品を製造するための方法のブロック図である。
図１は、本発明によるハイブリッドヤーン１の実施例を概略側面図で示す。
ハイブリッドヤーン１の長手方向部分Ａ１が図示されており、ハイブリッドヤーン１の構造のより良好な明瞭さのためにハイブリッドヤーン１のコア２だけを示している。
ハイブリッドヤーン１の更なる長手方向部分Ａ２においてハイブリッドヤーン１は、完全に示されており、ここでハイブリッドヤーン１のカバー３がコア２を覆っている。
コア２は、少なくとも実質的にハイブリッドヤーン１の長手方向ＬＲに一直線に配列された短繊維４、５で作られる。
これに関して、コア２の短繊維４、５は、熱可塑性母材繊維４、および、補強繊維５で作られる。
明瞭さという理由から、短繊維４、５のほんの一部が参照数字を持っている。
熱可塑性母材繊維４と補強繊維５とを区別するために、前者は、白で示され、後者は、破線で示されている。
コア２を形成する短繊維４、５は、熱可塑性母材繊維４と補強繊維５との緊密な混合物４、５で作られる。
対照的に、カバー３は、短繊維４、５の周りにらせん状に配置された短繊維６、７で作られる。
これに関して、コア３の短繊維６、７も、熱可塑性母材繊維６、および、補強繊維７で作られる。
ここで、再び、短繊維６，７のほんの一部だけが、参照数字を持っている。
区別するために、熱可塑性母材繊維６は、再び白で示され、補強繊維７は、再び破線で示される。
これに関して、カバー３を形成する短繊維６、７は、熱可塑性母材繊維６と補強繊維７との緊密な混合物６、７で作られる。
短繊維４、５、６、７を備えるハイブリッドヤーン１から製造された成形部品は、長繊維（フィラメント）とも呼ばれるエンドレス繊維で作られたハイブリッドヤーンから製造されたこのような成形部品よりも、ハイブリッドヤーン１の長手方向ＬＲに対して横方向に大きな強度を有している。
特に、層状に配置された織物ウェブ材料から製造された成形部品に関して、個別層の接着性が改善される。
ハイブリッドヤーン１は更に、エンドレス繊維を有するハイブリッドヤーンよりも低い割合の中空スペースを備えており、成形部品を成形するとき、すなわち、織物ウェブ材料を統合するとき望ましくない空気含有の危険性を軽減する。
これにより、成形部品の強度は、改善される。
また、ハイブリッドヤーン１から製造された織物ウェブ材料は、長繊維から作られた織物ウェブ材料よりドレープ性がある（ｄｒａｐａｂｌｅ）。
これにより、成形工具における織物ウェブ材料のしわなし配置は、より容易になり、同時に、織物ウェブ材料の構造への損傷の危険性は、軽減される。
この方法で、成形部品の製造コストは、削減される。
このようにして、織物ウェブ材料は、成形工具の外形によりよく適合するので、複雑な形状を有する成形部品が織物ウェブ材料から製造される。
また、短繊維４、５、６、７の使用は、更なる処理時、特に、ドレーピング（ｄｒａｐｉｎｇ）時に繊維がもつれる危険性を軽減する。
これは、一方で、後続の成形部品の強度のために有利である。
ハイブリッドヤーン１のコア２、および、カバー３の両者は、短繊維４、５、６、７で作られるので、短繊維４、５、６、７を使用することで得られる上記の利点は、最大化される。
図１の下方の部分において、本発明によるハイブリッドヤーン１における撚りＴは、ハイブリッドヤーン１の直径に沿った位置ｘの関数として示されている。
コア２には、撚りＴは存在しないことが見られる。
対照的に、カバー３の領域には、実質的に一定の撚りＴが見られる。
図１は、本発明によるハイブリッドヤーン１の一実施例の理想化された表現であることに留意されたい。
実際には、ハイブリッドヤーン１の長手方向ＬＲに一直線に配列された短繊維４、５のコア２とコア２の短繊維４、５の周りにらせん状に配置された短繊維６、７のカバー３とを有する図示のハイブリッドヤーン１の構造は、本発明の特徴が解るように、十分な近似度で表現されている。
図１が縮尺比表現でないことにも、留意されたい。
これに関して、ハイブリッドヤーン１の長手方向ＬＲのコア２における一直線の短繊維４、５の配置は、繊維が全断面に亘って撚られる場合に、従来のハイブリッドヤーンを使用するときに可能であるよりも、ハイブリッドヤーン１の長手方向ＬＲの後続成形部品に大きな強度、特に大きな引っ張り強度をもたらす。
この理由は、成形部品における補強繊維５、７の、すなわち、ハイブリッドヤーン１のコア２の補強繊維５のかなりの割合がハイブリッドヤーン１の長手方向ＬＲに互いに平行に走っているからである。
それから、ハイブリッドヤーン１の長手方向ＬＲが少なくとも部分において後続の成形部品の主要な荷重方向に対応するように、ハイブリッドヤーン１が織物ウェブ材料内に配置される場合には、成形部品は機械的荷重によりよく耐えることができる。
この方法で、成形部品の機械的強度対重量比は、改善される。
ハイブリッドヤーン１の更なる処理のために必要とされる強度は、カバー３を形成する短繊維６、７がコア２の周りにらせん状に巻き付けられ、その結果として撚られることにより、本発明によるハイブリッドヤーン１のために保証される。
それにより、カバー３内に存在する補強繊維は、エンドレス繊維で作られたハイブリッドヤーンから製造されたこのような成形部品に関して、捕捉されたハイブリッドヤーン１の長手方向ＬＲに対して、横方向の後続成形部品の強度を改善する。
それにより、層状に配置された織物ウェブ材料から製造された成形部品に関して、個別層の接着性が改善される。
カバー３を形成する短繊維６、７と同様にコア２を形成する短繊維４、５は、熱可塑性母材繊維４、または、６と補強繊維５、または、７との緊密な混合物４、５、または、６、７で作られる。
緊密な混合物４、５、または、６、７の使用は、熱可塑性母材繊維４、６と補強繊維５、７とがハイブリッドヤーン１から製造された織物ウェブ材料内に一様に分散されることを保証する。
この方法で、熱可塑性母材繊維４、６が溶融するとき補強繊維５、７が完全に被覆されるので、後続の成形部品における熱可塑性母材繊維と補強繊維５、７との間の相互作用は、高い機械強度と同時に小さな重量とを有する成形部品が製造されるように、改善された接着性結合によって最大化される。
上記の緊密な混合物４、５、または、６、７の補強繊維の体積ベースの割合は、少なくとも４０％、好ましくは、少なくとも４５％、特に好ましくは、少なくとも５０％である。
上記の緊密な混合物４、５、または、６、７の熱可塑性母材繊維４、６の体積ベースの割合は、更に有利には、少なくとも２０％、好ましくは、少なくとも３０％、特に好ましくは、少なくとも３５％である。
緊密な混合物４、５、および、６、７は、その中に存在する熱可塑性母材繊維４、または、６に関して、基本的に異なる可能性がある。
例えば、異なる材料組成、および／または、異なるサイズ、特に異なる厚さ、および／または、短繊維長さを有することが考えられる。
また、緊密な混合物４、５、および、６、７は、その中に存在する補強繊維５、または、６の材料、および／または、サイズに関して異なる可能性がある。
また、それにより、緊密な混合物４、５の比例的組成が緊密な混合物６、７の比例的組成とは異なることもある。
しかしながら、好ましくは、コア３を形成する緊密な混合物４、５、および、カバーを形成する緊密な混合物６、７は、これらの混合物の短繊維４、５、６、７の材料、および、寸法に関して対応している。
ハイブリッドヤーン１に関して、ハイブリッドヤーン１における熱可塑性母材繊維４、６の体積ベースの割合と補強繊維５、７の体積ベースの割合との合計は、少なくとも９０％、好ましくは、少なくとも９５％、特に好ましくは、少なくとも９８％である。
残りの体積割合は、サイズ剤、または、結合剤に起因する可能性がある。
それによって、コア２を形成する短繊維４、５、および／または、カバー３を形成する短繊維６、７は、少なくとも２．５ｃｍ、好ましくは少なくとも５ｃｍ、特に好ましくは少なくとも１０ｃｍの長さ、および／または、２５ｃｍより大きくない、好ましくは２０ｃｍより大きくない、特に好ましくは、１５ｃｍより大きくない長さを備えることができる。
特に、熱可塑性母材繊維４、６は、少なくとも２０ｃＮ／ｔｅｘ、好ましくは、少なくとも３０ｃＮ／ｔｅｘ、特に好ましくは、少なくとも５０ｃＮ／ｔｅｘの最大ヤーンカウントベースの引っ張り強度を備えている。
これに関して、好ましくは、熱可塑性母材繊維４、６は、ポリウレタン繊維、ポリアミド繊維、および／または、ポリエステル繊維を備えている。
これに関して、熱可塑性母材繊維４、６は、単一の材料で作られる。
補強繊維５、７は、少なくとも１００ｃＮ／ｔｅｘ、好ましくは、少なくとも１５０ｃＮ／ｔｅｘ、特に好ましくは、少なくとも２００ｃＮ／ｔｅｘの最大ヤーンカウントベースの引っ張り強度を備えている。
好ましくは、補強繊維５、７は、ガラス繊維、炭素繊維、および／または、アラミド繊維を備えている。
熱可塑性母材繊維４、６は、好ましくは、単一の材料で作られる。
ハイブリッドヤーン１の回転係数αｍは、有利には２００より大きくない、好ましくは１７０より大きくない、特に好ましくは１５０より大きくない、および／または、少なくとも７０、好ましくは少なくとも９０、特に好ましくは少なくとも１１０である。
好ましくは、ハイブリッドヤーン１は、少なくとも１００ｄｔｅｘ、好ましくは、少なくとも１５０ｄｔｅｘ、特に好ましくは、少なくとも２００ｄｔｅｘの全タイター（滴定量）、および／または、１５０００ｄｔｅｘより大きくない、好ましくは、１２０００ｄｔｅｘより大きくない、特に好ましくは、１００００ｄｔｅｘより大きくない全タイターを備える。
これによって、カバーを形成する短繊維の割合は、短繊維に関して、少なくとも５％、好ましくは、少なくとも１０％、特に好ましくは、少なくとも１５％である、および／または、４５％より大きくない、好ましくは、３５％より大きくない、特に好ましくは、２５％より大きくない可能性がある。
特に、ハイブリッドヤーン１のもつれ傾向は、２００ １／ｍより大きくない、好ましくは、１８０ １／ｍより大きくない、特に好ましくは、１６０ １／ｍより大きくない可能性がある。
図２は、図１によるハイブリッドヤーン１の製造とハイブリッドヤーン１からの織物ウェブ材料の製造とを備える、成形部品８を製造するための方法を示す。
これに関して、方法ステップは、矩形として表されており、方法ステップの結果は、八角形で表されている。
ハイブリッドヤーン１の製造は、熱可塑性母材繊維４、５と補強繊維５、７との緊密な混合物４、５、６、７で作られた実質的に撚られていない繊維束１１を製造するための方法ステップ１０を備える。
方法ステップ１０は、フロッキング（粉末状毛くず）として存在し、熱可塑性母材繊維４、５である短繊維４、５とフロッキングとして存在し、補強繊維６、７である短繊維６、７とがフロッキング混合機械に送り込まれるように設計される。
これによって、緊密な混合物４、５、６、７は、フロッキングの形に製造され、それから梳棉機に供給される。
上記の緊密な混合物４、５、６、７は、梳綿機によって繊維束に形成される。
それから上記の繊維束は、各々が短繊維の形をした熱可塑性母材繊維４、５と補強繊維６、７との緊密な混合物を備える紡糸可能な繊維束１１という結果が得られるように、練条機によって単独、または、多数で最適に送られ、精緻化、および／または、均質化される。
代替として、方法ステップ１０は、フロッキングとして存在し、熱可塑性母材繊維４、５である短繊維４、５が、梳綿機によって実質的に熱可塑性母材繊維４、５を備える第１のタイプの繊維束に形成されるように設計される。
また、第２のタイプの繊維束は、フロッキングとして存在し、補強繊維６、７である短繊維６、７から、梳綿機によって製造され、実質的に補強繊維を備える。
２重練条機によって第１のタイプの少なくとも１つの繊維束と第２のタイプの少なくとも１つの繊維帯とを単独、または、多数で一緒に引き伸ばすことによって、各々が短繊維の形をした熱可塑性母材繊維４、５と補強繊維６、７との緊密な混合物を備える紡糸可能な繊維束１１が製造される。
それから方法ステップ１２において、繊維束１１は、空気ジェット紡績機に供給される。
それにより、実質的に撚られていない繊維束１１は、所望の細さに引き伸ばされ、この引き伸ばされた繊維束１１に仮撚りを与える空気流を介して送られる。
それにより、引き伸ばされた繊維束１１の外側短繊維６、７は、内側短繊維４、５よりも実質的に多く撚られる。
引き伸ばされた繊維束１１が更に搬送されると、仮撚りは実質的に解放され、ハイブリッドヤーン１の撚られていないコア２と撚られているカバー３とが形成される。
これに関して、空気ジェット紡績機は、２重ジェット空気ジェット紡績方法にしたがって動作できる。
このような方法に関して、第１の回転ジェットによって生成された仮撚りは、反対方向に作動する第２の回転ジェットによって解放される。
代替として、空気ジェット紡績機は、単一ジェット空気ジェット紡績方法に基づくことが可能である。
このような方法に関して、ハイブリッドヤーン１は、外側短繊維６、７の一部が撚糸に先立ってバラバラに広げられるように配置されたただ１つの回転ジェットによって形成される。
それから上記の広げられた短繊維６、７は、裏打ち時にコア２の周りに巻き付けられる。
熱可塑性材料で作られ、方法ステップ１０に送られた短繊維４、６は、熱可塑性材料で作られたエンドレス繊維１４が最初に方法ステップ１３で製造されるため、製造可能である。
上記エンドレス繊維１４は、例えば、溶融紡糸によって生成される。
更なる方法ステップ１５において、エンドレス繊維１４は、例えば、短繊維４、６を生み出す必要な長さに切断、または、引き裂くことによって、必要な方位状態にされる。
同様に、補強材料で作られ方法ステップ１０に送られた短繊維５、７は、補強材料で作られたエンドレス繊維１７が最初に方法ステップ１６で製造されるため、製造可能である。
また、上記エンドレス繊維１７は、例えば、溶融紡糸によって生成される。
更なる方法ステップ１８において、エンドレス繊維１７は、例えば、短繊維５、７を生み出す必要な長さに切断することによって、または、引き裂くことによって切り整えられ得る。
それから、ハイブリッドヤーン１から織物ウェブ材料９を製造するために方法ステップ１９が用意される。
上記ステップは、織物生地、編物生地、織物、または、マットを製造するための典型的な方法を備える。
成形部品８は、熱可塑性母材繊維４、６を統合することによって方法ステップ２０で、このように製造された織物ウェブ材料９から、または、このように製造された複数の織物ウェブ材料９から製造される。
ここでは、公知の加熱加圧成形方法が使用される。
これによって、新規な成形部品８は、実質的に成形部品を製造するときに前に説明されたハイブリッドヤーン１の使用によって優れた機械的特性を得る。

Claims (23)

  1. 熱可塑性母材、および、前記熱可塑性母材に組み込まれた補強繊維（４、５、６、７）を備える成形部品（８）を製造するためのハイブリッドヤーン（１）であって、
    前記ハイブリッドヤーン（１）が、実質的に前記ハイブリッドヤーン（１）の長手方向（ＬＲ）に一直線に配列された短繊維（４、５）で作られたコア（２）と実質的に前記コア（２）の周りにらせん状に巻き付けられた短繊維（６、７）で作られたカバー（３）とを備え、
    前記コア（２）を形成する短繊維（４、５）と前記カバー（３）を形成する短繊維（６、７）とが、各々熱可塑性母材繊維（４、６）と補強繊維（５、７）との緊密な混合物（４、５、６、７）で作られていることを特徴とする、ハイブリッドヤーン（１）。
  2. 前記緊密な混合物（４、５、６、７）の補強繊維（５、７）の体積ベースの割合が、少なくとも４０％、好ましくは、少なくとも４５％、特に好ましくは、少なくとも５０％であることを特徴とする、前述の請求項に記載のハイブリッドヤーン（１）。
  3. 前記緊密な混合物（４、５、６，７）の熱可塑性母材繊維（４、６）の体積ベースの割合が、少なくとも２０％、好ましくは、少なくとも３０％、特に好ましくは、少なくとも３５％であることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  4. 前記コア（２）を形成する短繊維（４、５）、および、前記カバー（３）を形成する短繊維（６、７）が、これらの短繊維の緊密な混合物（４、５、６、７）に対応していることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  5. 前記ハイブリッドヤーン（１）における熱可塑性母材繊維（４、６）の体積ベースの割合と補強繊維（５、７）の体積ベースの割合との合計が、少なくとも９０％、好ましくは、少なくとも９５％、特に好ましくは、少なくとも９８％であることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  6. 前記コア（２）を形成する短繊維（４、５）、および／または、前記カバー（３）を形成する短繊維（６、７）が、少なくとも２．５ｃｍ、好ましくは、少なくとも５ｃｍ、特に好ましくは、少なくとも１０ｃｍの長さ、および／または、２５ｃｍより大きくない、好ましくは、２０ｃｍより大きくない、特に好ましくは、１５ｃｍより大きくない長さを有していることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  7. 前記熱可塑性母材繊維（４、６）が、少なくとも２０ｃＮ／ｔｅｘ、好ましくは、少なくとも３０ｃＮ／ｔｅｘ、特に好ましくは、少なくとも５０ｃＮ／ｔｅｘの最大ヤーンカウントベースの引っ張り強度を備えていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  8. 前記熱可塑性母材繊維（４、６）が、ポリウレタン繊維、ポリアミド繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリプロピレン繊維、アクリルニトリル・ブタジエンスチレン繊維、および／または、ポリエステル繊維を備えていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  9. 前記熱可塑性母材繊維（４、６）が、単一の材料で作られていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  10. 前記補強繊維（５、７）が、少なくとも１００ｃＮ／ｔｅｘ、好ましくは、少なくとも１５０ｃＮ／ｔｅｘ、特に好ましくは、少なくとも２００ｃＮ／ｔｅｘの最大ヤーンカウントベースの引っ張り強度を有していることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  11. 前記補強繊維（５、７）が、ガラス繊維、炭素繊維、および／または、アラミド繊維を備えていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  12. 前記補強繊維（５、７）が、単一の材料で作られていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  13. 前記ハイブリッドヤーン（１）の回転係数αｍが、２００より大きくない、好ましくは、１７０より大きくない、特に好ましくは、１５０より大きくない、および／または、少なくとも７０、好ましくは、少なくとも９０、特に好ましくは、少なくとも１１０であることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  14. 前記ハイブリッドヤーン（１）が、少なくとも１００ｄｔｅｘ、好ましくは、少なくとも１５０ｄｔｅｘ、特に好ましくは、少なくとも２００ｄｔｅｘの全タイター（滴定量）、および／または、１５０００ｄｔｅｘより大きくない、好ましくは、１２０００ｄｔｅｘより大きくない、特に好ましくは、１００００ｄｔｅｘより大きくない全タイターを有していることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  15. 前記短繊維（４、５、６、７）に関連したカバー（３）を形成する短繊維（６、７）の体積ベースの割合が、少なくとも２％、好ましくは、少なくとも５％、特に好ましくは、少なくとも１５％である、および／または、４５％より大きくない、好ましくは、３５％より大きくない、特に好ましくは、２５％より大きくないことを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  16. 前記ハイブリッドヤーン（１）のもつれ傾向が、２００ １／ｍより大きくない、好ましくは、１８０ １／ｍより大きくない、特に好ましくは、１６０ １／ｍより大きくないことを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  17. 前記ハイブリッドヤーン（１）が、空気ジェット紡績プロセス（１２）によって製造されていることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  18. 前記空気ジェット紡績プロセス（１２）が、２重ジェット空気ジェット紡績プロセスであることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  19. 前記空気ジェット紡績プロセス（１２）が、単一ジェット空気ジェット紡績プロセスであることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）。
  20. 熱可塑性母材、および、前記熱可塑性母材に組み込まれた補強繊維（５、７）を備えている成形部品（８）を製造するための織物ウェブ材料（９）であって、
    前記織物ウェブ材料が、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）を備えていること、または、前記織物ウェブ材料が、前述の請求項のいずれかに記載のハイブリッドヤーン（１）で作られていることを特徴とする織物ウェブ材料（９）。
  21. 前記織物ウェブ材料（９）が、織物生地、編物生地、織物、メッシュ（網目状織物）、または、マット（敷物）であることを特徴とする、請求項２０記載の織物ウェブ材料（９）。
  22. 熱可塑性母材、および、前記熱可塑性母材に組み込まれた補強繊維を備えている成形部品（８）であって、
    前記成形部品（８）が、請求項２０乃至２１のいずれかに記載の織物ウェブ材料（９）を加熱加圧成形によって製造されていることを特徴とする成形部品（８）。
  23. 熱可塑性母材繊維（４、６）と補強繊維（５、７）との緊密な混合物（４、５、６、７）で作られた繊維帯（１１）が、方法ステップ（１０）で製造され、更なる方法ステップ（１２）で空気ジェット紡績機によって紡がれていることを特徴とする、請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載されたハイブリッドヤーン（１）の製造方法。
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