JP6338146B2 - 織成時の耳部利用の繊維材料 - Google Patents

Description

本発明は、織物分野における、特に織物製造工程で生成される織成時の耳部利用の繊維材料に関するものである。

従来、炭素繊維を強化材とし、樹脂と複合化した炭素繊維強化複合材料は、生産性やリサイクル性およびコストの観点から、樹脂にナイロンやポリエステル（PET)およびポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂と複合化する材料開発が行われている。

このような炭素繊維強化複合材料は、近年、金属代替材料として需要が大きく伸びており、今後一層用途拡大が期待されている。特に、軽量で優れた機械的性質を有することから、航空機のみらず自動車等の輸送機への適用が拡がっている。それらの一次構造部材への適用には、炭素繊維の優れた強度特性を活かすために連続繊維の強化形態とした織物を作成し、樹脂を含浸させることで成形を実施している。たとえば、本出願人らは、下記の特許文献１のように織物の作成技術を利用して炭素繊維強化複合材料を開発している。

一般に、織物の作成は、平行に並べられたたて糸を開口し、その開口時によこ糸を挿入することで形成されるが、よこ糸の挿入直後、織物の両端のよこ糸は織機に付属のカッターで切断される。その切断された長さ数ｃｍ程度のよこ糸は散乱しないようにからみ糸というポリエステル等の合成繊維糸の耳糸で絡め、連続した形態となって産出される。これらの繊維は、織物の端部から生成されて廃棄処理されるため、捨て耳糸と呼ばれている。この耳部は、からみ糸から外れやすくてハンドリングが容易でなかった。

特開２０１２−１４３４８２号公報

炭素繊維織物の需要が増大しており、したがってその副産物として生成されて廃棄される耳糸で連結された耳部も増大してその処理に困っており、これらの素材の特性を活かし、効率的な利用技術を開発することが課題であった。

本発明は、上記のような点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、炭素繊維を用いてシート状の織物を織成するときに発生するその側端部の耳部を切断して耳糸で接続された耳部を利用するもので、オーバーロックやロックミシンのメローミシンの給糸部に所定径のパイプを設置して上記織成時に切断された耳部を上記パイプに挿通して一連の糸状として給糸して、この一連の糸状とした耳部に熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸をループ状に巻縫い掛合して複合繊維糸を形成したことを特徴とする織成時の耳部利用の繊維材料を提供するにある。

また、炭素繊維を用いてシート状の織物を織成するときに切断された耳部のからみ糸を４本として所定径のパイプに挿通して一連の糸状として複合繊維糸を形成したことを特徴とする織成時の耳部利用の炭素繊維材料を提供するにある。

また、炭素繊維織成時の耳部利用の一連の糸状の耳部に、耳糸に含まれる炭素繊維材料の含有率に対応して熱可塑性の合成繊維糸の引き揃え糸を所要の本数として引き揃えて熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸をループ状に巻縫い掛合して複合繊維糸を形成したことを特徴とする織成時の耳部利用の炭素繊維材料を提供するにある。

また、炭素繊維を含むシート状の織物を織成するときに発生するその側端部の耳部を切断して耳糸で接続された耳部を利用するもので、オーバーロックやロックミシンのメローミシンで一連の糸状とした耳部に熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸をループ状に巻縫い掛合して形成した複合繊維糸を糸管に巻き取ったことを特徴とする織成時の耳部利用の炭素繊維材料を提供するにある。

さらに、炭素繊維織成時の耳部利用の炭素繊維材料を加熱して熱可塑性の合成繊維糸を溶融して炭素繊維に一体的に接合し、この炭素繊維を一体的に接合した複合繊維糸をペレット状に切断したことを特徴とする織成時の耳部利用の炭素繊維材料を提供するにある。

さらにまた、炭素繊維織成時の耳部利用の炭素繊維材料において、合成繊維糸を水溶性樹脂糸としたことを特徴とする織成時の耳部利用の炭素繊維材料を提供するにある。

本発明の織成時の耳部利用の炭素繊維材料は、炭素繊維を用いてシート状の織物を織成するときに発生するその側端部の耳部を切断して耳糸で接続された耳部を利用するもので、オーバーロックやロックミシンのメローミシンの給糸部に所定径のパイプを設置して上記織成時に切断された耳部を上記パイプに挿通して一連の糸状として給糸して、この一連の糸状とした耳部に熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸をループ状に巻縫い掛合して複合繊維糸を形成したことによって、炭素繊維材料の織物の織成時に切断された耳部を一連の糸状としてオーバーロックやロックミシンのメローミシンで巻縫い掛合して複合繊維糸に形成できて、からみ糸から外れやすい耳部のハンドリング性を向上でき、また大量に廃棄される耳部をその素材の特性を活かして安価にシート状の織物やペレット等に再生できて有効活用することができる。
特に、オーバーロックやロックミシンのメローミシンで一連の糸状とした耳部を、縫合糸でループ状に巻縫い掛合するため、耳部の炭素繊維材料の脱落を防止することができてからみ糸から外れやすい耳部のハンドリング性を高められて有効活用できる。

また、炭素繊維を用いてシート状の織物を織成するときに切断された耳部のからみ糸を４本として所定径のパイプに挿通して一連の糸状として複合繊維糸を形成したことによって、炭素繊維織成時に切断された耳部を一連の糸状の複合繊維糸に形成する巻き縫いするまでの工程で、耳部のからみ糸が４本なので切断された耳部の強化繊維の脱落を防止することができる。

さらに、炭素繊維織成時の耳部利用の一連の糸状の耳部に、耳糸に含まれる炭素繊維材料の含有率に対応して熱可塑性の合成繊維糸の引き揃え糸を所要の本数として引き揃えて熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸をループ状に巻縫い掛合して複合繊維糸を形成したことによって、耳糸に含まれる強化繊維の単位長さ当たりの重量と樹脂繊維糸の本数の構成要件から強化繊維の含有率を調整、制御することができ、この一連の糸状の複合繊維糸を加熱すると、炭素繊維に熱可塑性の合成繊維糸の引き揃え糸、熱可塑性の合成繊維糸のループ状の縫合糸を溶融して一体的に含浸して接合できて強固な炭素繊維強化材料を得ることができ、大量に廃棄される耳部をその炭素繊維の素材の特性を活かして安価に炭素繊維強化がはかれる織物状のシートやペレット等に再生できて有効活用することができる。

またさらに、炭素繊維を含むシート状の織物を織成するときに発生するその側端部の耳部を切断して耳糸で接続された耳部を利用するもので、オーバーロックやロックミシンのメローミシンで一連の糸状とした耳部に熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸をループ状に巻縫い掛合して形成した複合繊維糸を糸管に巻き取ったことによって、上記したように織物の織成時に切断された耳部を一連の糸状の複合繊維糸に形成できて糸管に巻き取れ、ハンドリング性を向上でき、また大量に廃棄される耳部をその素材の特性を活かして安価にシート状の織物やペレット等に再生できて有効活用することができる。

さらに、炭素繊維織成時の耳部利用の炭素繊維材料を加熱して熱可塑性の合成繊維糸を溶融して炭素繊維に一体的に接合し、この炭素繊維を一体的に接合した複合繊維糸をペレット状に切断したことによって、上記のように炭素繊維織成時に切断された耳部を炭素繊維強化複合成形材料のペレットに安価に再生できて、射出成形やプレス成形に混合して有効に再利用することができる。

さらにまた、炭素繊維織成時の耳部利用の炭素繊維材料において、合成繊維糸の縫合糸を水溶性樹脂糸としたことによって、炭素強化複合成形材料のペレットを生コンクリートや軽量壁材等に混合しても、生コンクリートや軽量壁材等との混合時に合成繊維糸の水溶性樹脂糸が水分で溶解し、均一状に混合できるとともに、樹脂繊維の絡みなどのトラブルを防止することができて好ましい。

本発明の一実施例の繊維織成の概要説明用図、 同上の側端部を切断した耳部の説明図、 本発明の切断された耳部から一連の糸状の繊維糸の成形説明図、 同上の切断された耳部の写真（ａ）と耳糸から外れた状態の写真（ｂ）、 同上の切断された耳部の炭素繊維糸を巻き縫いして複合繊維糸を成形する概要説明図、 同上の切断された耳部の炭素繊維糸に引き揃え糸を供給して巻き縫いして複合繊維糸を成形する概要説明図、 同上の巻き縫いされた複合繊維糸の拡大斜視図、 同上の炭素繊維の織成から切断された耳部の写真（ａ）と糸管に巻き取った写真（ｂ）、 同上の複合繊維糸の拡大写真、 同上の他の炭素繊維の織成から切断された耳部の写真とその複合繊維糸の写真、 同上の参考用の綿繊維の織成から切断された耳部の写真（ａ）と複合繊維糸の写真（ｂ）、 同上の複合繊維糸の拡大写真、 同上のさらに他の切断された耳部の炭素繊維糸を組紐機で編成した筒状体に挿通して形成した複合繊維糸の写真（ａ）とその長く形成した複合繊維糸の写真（ｂ）、 同上の複合繊維糸の拡大写真。

本発明の織成時の耳部利用の繊維材料は、炭素繊維を用いてシート状の織物を織成するときに発生するその側端部の耳部を切断して耳糸で接続された耳部を利用するもので、
オーバーロックやロックミシンのメローミシンの給糸部に所定径のパイプを設置して上記織成時に切断された耳部を上記パイプに挿通して一連の糸状として給糸して、この一連の糸状とした耳部に熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸をループ状に巻縫い掛合して複合繊維糸を形成したことを特徴としている。

織成時の耳部利用の繊維材料１は、図１のように炭素繊維等の繊維２を用いてシート状の織物３を織成するときに発生するその両側端部の耳部４をそれぞれ切断して耳糸５で連結された耳部４を利用するもので、図２のように両側端部の切断された数ｃｍ程度の長さの繊維２の耳部４は図３、図４（ａ）のようにそれぞれ耳糸５で連結されており、通常では両側端部の大量に発生する耳部４は廃棄処分される。通常では、耳部４は、図４（ａ）のように耳糸５から外れやすく、ハンドリングが容易でない。

本発明者らは、炭素繊維強化複合材料について研究、開発を行ってきており、炭素繊維織成時の耳部４の利用について試作研究の結果、図３のように耳糸５で接続された耳部４をパイプ６に挿通していくと、一連の糸状となっていくことが判明された。そのため、本発明者らが、従来から研究、開発してきたメローミシンを利用した炭素繊維強化複合材料の成形手段が利用できたものである。

すなわち、パイプ６に挿通していって糸状となった耳糸５で接続された耳部４は、図５のようにオーバーロックやロックミシンのメローミシン７に供給し、熱可塑性の合成繊維糸等の縫合糸８をループ状に巻縫い掛合したり、図６のように熱可塑性の合成繊維糸等の引き揃え糸９を引き揃えて給糸して縫合糸８をループ状に巻縫い掛合して耳部利用の繊維材料１の複合繊維糸１０を再生することができる。

繊維２は、炭素繊維織物、ガラス繊維織物等の無機繊維や、ナイロン、ポリエステルなどの合成繊維などの様々のものが適用できる。炭素繊維は、マルチフィラメントを束ねたポリアクリロニトリルのＰＡＮ系の炭素繊維や石油ピッチのピッチ系の炭素繊維などが使用でき、ＰＡＮ系は樹脂をマトリックスとする複合材料として優れた特性を有するので、特に軽量構造用に適している。上記炭素繊維のフィラメントは、直径が約７〜１０μｍといった極細であり、これらのフィラメントを上記したように１０００〜１２０００本を束ねて０．数ｍｍ〜１ｍｍ位の太さとし、その際毛羽の発生を防止するのに少量の樹脂をコーティングするサイジング処理がなされている。

からみ糸の耳糸５は、一般的にはポリエステルであるが、縫合糸８、引き揃え糸９の素材に対応して、ナイロンやポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンを含む熱可塑性の合成繊維糸が使用でき、織機に据えつけるからみ糸をマトリックス樹脂とする同じ素材の糸を用いて織物を製造できる。ただし、からみ糸の全体に占める割合が少ない場合は、変更する必要はない。また、巻き縫いするまでの工程で、強化繊維の脱落を防止するには、通常からみ糸を４本に増やすことで防ぐことができる。

縫合糸８は、上記の繊維２に対応して、ポリプロピレン、ナイロン６、６６や、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどの汎用プラスチックからスーパーエンプラの熱可塑性の合成繊維糸、天然繊維の縫合糸が使用でき、０．１〜１０デニールの極細のものが嵩高とならずに掛合できて蜜な織物に形成できるが、太状や嵩高状の炭素繊維のものでは必要により１００〜３５０デニールの適宜の太さの糸を使用することができる。また、縫合糸８は、メローミシン７に供給して２〜１０ｍｍピッチで炭素繊維等の繊維２、引き揃え糸９にループ状に係合していくのが好ましく、炭素繊維等がばらけたり、毛羽だったり、剥がれたりするのを有効に防止できて好ましい。熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸８は圧縮成形時に加熱溶融して複合マトリックスとでき、またループ状の巻縫いのピッチを変えることで、容易に樹脂含有量を調整できて、糸および織物の構造的な特徴を生かした所定の樹脂含有量の繊維強化がはかれる炭素繊維強化複合材料を得ることができる。

引き揃え糸９は、縫合糸８と同様に繊維２に対応して、ポリプロピレン、ナイロン６、６６や、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどの汎用プラスチックからスーパーエンプラの熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸が使用できる。太状や嵩高状の炭素繊維のものでは必要により１００〜３５０デニールの適宜の太さの糸を使用することができ、耳糸５に含まれる強化繊維の単位長さ当たりの重量と樹脂繊維糸の太さや本数などの構成要件から強化繊維の含有率を調整、制御することができる。なお、織物の規格（よこ糸の太さ、よこ糸密度）により、耳糸５の単位長さ当たりにおける強化繊維の重量が変化するが、それに応じて樹脂糸の規格を変化して作製できる。

綿の繊維２は、先染織物などではその耳糸５にカラフルな色彩を活かした用途も考えられ、縫合糸８、引き揃え糸９に先染の綿糸やレーヨンおよび合成繊維などを利用することで、デザイン性と素材の風合いを活かした用途に適用することができる。

上記繊維２の耳部４は、図５、図６のように織機の産出と同時給糸したり、糸管に巻き取ってメローミシン７に給糸し、メローミシン７の縫合機構の縫製個所において各糸は複合化されて１本の複合繊維糸１０となるが、繊維２、引き揃え糸９、縫合糸８の張力を適宜に調整することにより、繊維２、引き揃え糸９にうねりを与えたりして作製できる。なお、本発明の趣旨の範囲にもとづいて上記したように繊維２、縫合糸８、引き揃え糸９は対象物によって上記した適宜の太さ、適宜の数とすることができる。

上記した縫合糸８は、図５、図６のようにロックミシンのメローミシン７に上記した繊維２と引き揃え糸９を引き揃えたりしてメローミシン７に供給して掛合し、搖動昇降するミシン針のナイロンやポリプロピレン等の熱可塑性の合成繊維糸の針糸に縫合糸と同一のナイロンやポリプロピレン等の熱可塑性の合成繊維糸の上糸、下糸をかがり縫いして巻縫するなどによって、複合繊維糸１０を得ることができる。

このようにして作製した複合繊維糸１０は、耳糸４の形態では炭素繊維等が脱落して取り扱いが困難であったが、糸状に加工することで、糸管に巻き取ったりできてハンドリング性が大幅に向上できる。また、巻き縫い加工では、縫合糸８が一部切断しても３本の糸で不連続の炭素繊維が保持され、複合繊維糸１０の形態を保てる。しかし、撚糸加工などの場合では、一部の切断で繊維２の把持効果を失ってしまうことがある。

作製した複合繊維糸１０は、織機や編機に供給して、通常の糸のようにして織成したり、編成したりできる。また、上記のように巻縫した複合繊維糸１０を織成したり、編成したりした炭素繊維織成材料は、所要の金型を用いて加熱圧縮することで、複合繊維糸１0 を構成する熱可塑性樹脂糸の縫合糸８、引き揃え糸９が溶融してシートの織目や繊維間に含浸し、炭素繊維の繊維２に一体的に含浸状態に接合できて、糸および織物、織物の構造的な特徴を生かした繊維強化がはかれ、またうねりによって織物や織物の成形時の伸度を大きくできて、高強度、高弾性率を有する所要の曲面形状の成形品を成形できる。

このように炭素繊維の繊維２を織成するときに、両側部を切断して耳糸５で接続された耳部４が大量に産業廃棄物として処分されていたものが、一連の糸状とした炭素繊維等の繊維２に熱可塑性の合成繊維糸の引き揃え糸９を引き揃えたりして、熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸８を巻縫い掛合して一連の糸状の複合繊維糸１０を形成することによって、熱可塑性の引き揃え糸９や縫合糸８を繊維２に一体的に含浸状態に溶融接合できて、安価に繊維強化がはかれる繊維強化複合織物材料に再生できるものである。

また、作製した炭素繊維の複合繊維糸１０は、管状等の加熱炉の加熱管に挿入して加熱処理したりして、合成繊維糸の引き揃え糸９や縫合糸８を炭素繊維２に含浸して一体化することができる。そして、熱可塑性樹脂が固まった炭素繊維強化の複合繊維糸１０をストランドカッターなどで数ｍｍ〜数ｍの長さに切断してペレットを作製できる。必要により、数ｍ〜十数ｍの程度の長さで切断して長尺の材料を作製することもでき、また繊維含有率を調整した複合繊維糸１０にできて、安価に所要のペレットの炭素繊維強化複合材料に有効に再生できるものである。

上記ペレットは、炭素繊維強化用材料に混入して使用できるもので、たとえば生コンクリート、軽量壁材、タイヤ、ガラス繊維強化材などに混入し、これらの強度を向上するようにできる。この場合、縫合糸８、引き揃え糸９に水溶性樹脂糸を使用すると、生コンクリートや軽量壁材等との混合時に縫合糸８、引き揃え糸９が水分で溶解し、均一状に混合できるもので、樹脂繊維の絡みなどのトラブルを防止することができて好ましい。水溶性樹脂糸としては、水溶性アルギン繊維糸や水溶性ポリビニルアルコール系繊維糸などが利用できる。

上記では、パイプ６に挿通していって糸状となった耳糸５で接続された耳部４を、オーバーロックやロックミシンのメローミシン７に供給して巻縫い掛合したが、織成時に切断されてパイプ６に挿通して一連の糸状とした耳部４を、参考用として組紐機や丸編機で編成した筒編体に挿通して複合繊維糸１０を形成することもできる。そして、これらの複合繊維糸１０をペレット状に切断したり、上記のように合成繊維糸を水溶性樹脂糸として生コンクリートや軽量壁材等との混合時に水分で溶解し、均一状に混合するようにもできる。

なお、本発明では、炭素素繊維を製織するときに、両側部を切断して耳糸５で接続された耳部４がテーパー状のパイプ６に挿通して一連の糸状としたが、パイプ６の口径は少なくとも切断された耳部４の長さの２分の１以下（好ましくは５〜１０ｍｍ位）としたり、ラッパ状等のパイプ状として耳糸５で連結された一連の糸状とすることもできるもので、上記した本発明の趣旨にもとづいていろいろな変形態様を実施することができるものである。

図８、図９は、本発明の一実施例を示すものである。炭素繊維の繊維２は、表１のように太さ３Ｋ、よこ糸密度１２〜１３本／インチとしてその織成時の製織工程で両端部が切断され、図８（ａ）のように数ｃｍの炭素繊維の繊維２がぞれぞれ１６ｔｅｘのポリエステルの４本のからみ糸の耳糸５で連結されたものである。図３のように耳糸５で接続された耳部４を数ｍｍ径のテーパーのついた細状のパイプ６に挿通していくと、長さ方向に配列して一連の糸状とすることができる。

表１ 複合繊維糸の仕様表

そして、パイプ６に挿通していって一連の糸状となった耳糸５で接続された耳部４を、図６のようにロックミシンのメローミシン７に供給し、３００Ｄのモノフィラメントのポリエステルの縫合糸８を３本を巻き縫いピッチ２回／インチで、３００Ｄのマルチフィラメントのポリエステルの引き揃え糸９を６本供給し、３本のミシン針に給糸された熱可塑性樹脂糸の縫合糸８を、炭素繊維２と引き揃えられた熱可塑性樹脂の引き揃え糸９の周りを巻縫いし、メローミシン７で炭素繊維の複合繊維糸１０を作製した。図８（ａ）は糸管に巻き取った状態のものである。

耳部利用の炭素繊維の複合繊維糸１０は、図９のように熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸８をループ状に一定のピッチで巻縫い掛合して炭素繊の繊維２をしっかりと拘束されており、脱落することはないことが分かる。中心部に黒く見えるのが炭素繊維で、その側部の透き通って見える糸がポリエステルの引き揃え糸９、縫合糸８である。繊維２の周囲をポリエステルの引き揃え糸９、縫合糸８が覆うことで、織成時、繊維２が直接に編み針に接触することがなく、また縫合糸８、引き揃え糸９をモノフィラメント糸、マルチフィラメント糸を用いることで摩擦係数を低下させることができて、製織性を向上させられる。

炭素繊維の繊維２の曲げ剛性が高いと、ループ形成が困難になる。そこで、引き揃え糸９には、モノフィラメント糸よりもマルチフィラメント糸を用いることで、炭素繊維の繊維２の曲げ剛性の向上を抑えられる。また、メローミシン７での作製時に、炭素繊維の繊維２、引き揃え糸９、縫合糸９の張力を適宜に調整することにより、炭素繊維の繊維２、引き揃え糸９にうねりを与えたりして作製でき、うねりを与えることで、一層曲げ剛性を小さくすることができる。

このようにして作製した複合繊維糸１０は、織機に供給し、通常の糸のようにして織成できる。そして、たとえば、織成された炭素繊維織の複合繊維糸１０やその織物のシートは、所要の金型に装填して所定温度に加熱して加熱プレスで圧縮成形すると、熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸８、引き揃え糸９が溶融して炭素繊維束に一体的に含浸状態に接合できて、糸および織物の構造的な特徴を生かした繊維強化がはかれる成形品を成形できる。

図１０は、本発明の他の実施例を示すものである。炭素繊維の繊維２は、表２のように太さ１２Ｋ、よこ糸密度１０〜１１本／インチの炭素繊維の織成時の製織工程で両端部が切断されて数ｃｍの炭素繊維の繊維２がぞれぞれ６０ｔｅｘのポリエステルの４本のからみ糸の耳糸５で連結されている。上記したように耳糸５で接続された耳部４をパイプ６に挿通していくと、長さ方向に配列して一連の糸状とすることができる。

表２ 複合繊維糸の仕様表

図６のようにパイプ６に挿通していって糸状となった耳糸５で接続された耳部４を、ロックミシンのメローミシン７に供給し、３００Ｄのモノフィラメントのポリエステルの縫合糸８を３本を巻き縫いピッチ２回／インチで、３００Ｄのマルチフィラメントのポリエステルの引き揃え糸９を６本供給し、３本のミシン針に給糸された熱可塑性樹脂糸の縫合糸８を、炭素繊維２と引き揃えられた熱可塑性樹脂の引き揃え糸９の周りを巻縫いし、メローミシン７で炭素繊維の複合繊維糸１０を作製した。図１０の上部に示している。作製した炭素繊維の複合繊維糸１０は、上記したように利用することができる。

上記炭素繊維の複合繊維糸１０からペレットを作製して、炭素繊維強化用材料に混入して使用できるもので、たとえば生コンクリート、軽量壁材、タイヤ、ガラス繊維強化材などに混入し、これらの強度を向上することができる。

上記した炭素繊維の複合繊維糸１０において、縫合糸８や引き揃え糸９に水溶性ポリビニルアルコール系繊維糸の水溶性樹脂糸を使用すると、熱水処理したり、生コンクリートや軽量壁材等との混合時に縫合糸８、引き揃え糸９が水分で溶解し、樹脂繊維の絡みなどのトラブルを防止することができて好ましい。なお、引き揃え糸９だけに水溶性樹脂糸を使用すると、溶解すれば、糸内部に空隙ができた複合繊維糸１０を成形できて所要の保温性が要求される用途に利用することができる。また、このように複合繊維糸１０から織物、編物、組物のプリフォームを作製後、熱水処理すると１００％炭素繊維のプリフォームを作製することができる。

図１１、図１２は、参考用を示すものである。繊維２として綿の先染織物である播州織についてのものである。表３のように太さ１４７．6tex、よこ糸密度７２本／インチの織成時の製織工程で両端部が切断され、図１３のように数ｃｍの繊維２がぞれぞれ３０ｔｅｘのポリエステルの４本のからみ糸の耳糸５で連結されている。上記と同様に、耳糸５で接続された耳部４をパイプ６に挿通して長さ方向に配列して一連の糸状とすることができる。

表３ 複合繊維糸の仕様表

そして、パイプ６に挿通していって糸状となった耳糸５で接続された耳部４を、ロックミシンのメローミシン７に供給し、３００Ｄのモノフィラメントのポリエステルの縫合糸８を３本を巻き縫いピッチ２回／インチで、３００Ｄのマルチフィラメントのポリエステルの引き揃え糸９を６本供給し、３本のミシン針に給糸された合成樹脂糸の縫合糸８を、繊維２と引き揃えられた合成樹脂の引き揃え糸９の周りを巻縫いし、メローミシン７で図１２のように複合繊維糸１０を作製した。

本参考例では、前記の炭素繊維のものと異なり、縫合糸８の間から表面に綿繊維が多く現れている。これは、炭素繊維と比較して、繊維長が短いことやばらつきのあることで表面に繊維が浮いた状態の個所が多く見られる。先染糸の色彩による意匠性だけでなく、天然繊維の優れた触感を活かした用途にも利用でいる。

図１３、図１４は、さらに他の参考例を示すものである。実施例２と同様に炭素繊維の繊維２は、表４のように太さ１２Ｋ、よこ糸密度１０〜１１本／インチの炭素繊維の織成時の製織工程で両端部が切断されて数ｃｍの炭素繊維の繊維２がぞれぞれ６０ｔｅｘのポリエステルの４本のからみ糸の耳糸５で連結されている。上記したように耳糸５で接続された耳部４をパイプ６に挿通して一連の糸状とすることができる。

表４ 複合繊維糸の仕様表

そして、組紐機で、３００Ｄの熱可塑性樹脂糸のモノフィラメントのポリエステルの組紐糸１１を１２本供給して筒状に編成し、その中に上記した一連の糸状とした耳部４を挿通して複合繊維糸１０を作製したものである。本例についても、上記のようにマトリックス樹脂にできる。

なお、組紐機での組紐糸として使用する素材は、上記のような熱可塑性樹脂糸だけでなく、金属繊維などの無機繊維も使用することができる。

このように本発明は、炭素素繊維を製織するときに、両側部を切断して耳糸で接続された耳部が大量に産業廃棄物として処分されていたものを、繊維強化がはかれる織物等のシートやペレット等の炭素繊維強化複合材料に有効に再生できたり、特異な意匠性を有する複合繊維糸１０にすることができるものであり、上記した本発明の趣旨にもとづいていろいろな変形態様を実施することができる。

本発明は、従来の金属や樹脂の成形品に代替して利用できるもので、機械部品、ＦＲＰやＣＦＲＰと同様に自動車のボディ、バンパーやそれらの部品、ボートやヨットの船のボディやそれらの部品、列車のボディやそれらの部品、スポーツ分野のテニスラケット、ゴルフのクラブシャフト、ヘッド、スキー板、スノーボート、日用品のヘルメット、安全靴、アタッシュケース、ＯＡ分野のパソコンや携帯電話などのケースや部品、土木、建築分野の補強材、ＴＶ、医療機器、レーザー装置、軍用のヘルメットや防弾チョッキ、その他の用途の軽量、高い強度を必要とする物品に広く利用することができる。

１…繊維材料 ２…繊維 ３…織物 ４…耳部 ５…耳糸 ６…パイプ
８…縫合糸 ９…引き揃え糸 １０…複合繊維糸 １１…組紐糸

Claims (6)

1. 炭素繊維を用いてシート状の織物を織成するときに発生するその側端部の耳部を切断して耳糸で接続された耳部を利用するもので、
   オーバーロックやロックミシンのメローミシンの給糸部に所定径のパイプを設置して上記織成時に切断された耳部を上記パイプに挿通して一連の糸状として給糸して、この一連の糸状とした耳部に熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸をループ状に巻縫い掛合して複合繊維糸を形成したことを特徴とする織成時の耳部利用の繊維材料。
2. 炭素繊維を用いてシート状の織物を織成するときに切断された耳部のからみ糸を４本として所定径のパイプに挿通して一連の糸状として複合繊維糸を形成したことを特徴とする請求項１に記載の織成時の耳部利用の炭素繊維材料。
3. 炭素繊維織成時の耳部利用の一連の糸状の耳部に、耳糸に含まれる炭素繊維材料の含有率に対応して熱可塑性の合成繊維糸の引き揃え糸を所要の本数として引き揃えて熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸をループ状に巻縫い掛合して複合繊維糸を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の織成時の耳部利用の炭素繊維材料。
4. 炭素繊維を含むシート状の織物を織成するときに発生するその側端部の耳部を切断して耳糸で接続された耳部を利用するもので、
   オーバーロックやロックミシンのメローミシンで一連の糸状とした耳部に熱可塑性の合成繊維糸の縫合糸をループ状に巻縫い掛合して形成した複合繊維糸を糸管に巻き取ったことを特徴とする請求項１ないし３に記載の織成時の耳部利用の炭素繊維材料。
5. 炭素繊維織成時の耳部利用の炭素繊維材料を加熱して熱可塑性の合成繊維糸を溶融して炭素繊維に一体的に接合し、この炭素繊維を一体的に接合した複合繊維糸をペレット状に切断したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の織成時の耳部利用の炭素繊維材料。
6. 炭素繊維織成時の耳部利用の炭素繊維材料において、合成繊維糸を水溶性樹脂糸としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の織成時の耳部利用の炭素繊維材料。

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