JP7745819B1 - 繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸 - Google Patents
繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸Info
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Abstract
本発明の目的は、ＦＲＰ製造時に、連続強化繊維の配向の乱れを十分に抑制した成形体を得ることを可能とし、更には、成形体を製造する場合に芯部を構成する強化用長繊維（連続強化繊維）の単繊維同士の間に溶融した熱可塑性樹脂が浸透し易く、成形性が良く、得られた成形体の強度が高い繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸を提供することにある。
本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸（１）は、少なくとも連続強化繊維（ａ１）（２）を含む芯部（Ａ）と、熱可塑性短繊維（３）からなる鞘部（Ｂ）とから形成された実質的に無撚りの繊維束（４）に、熱可塑性短繊維からなる紡績糸（Ｃ）（５）が巻付けられていることを特徴とする。
本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸（１）は、少なくとも連続強化繊維（ａ１）（２）を含む芯部（Ａ）と、熱可塑性短繊維（３）からなる鞘部（Ｂ）とから形成された実質的に無撚りの繊維束（４）に、熱可塑性短繊維からなる紡績糸（Ｃ）（５）が巻付けられていることを特徴とする。
Description
本発明は、連続強化繊維と熱可塑性繊維から構成される繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸に関する。
自動車や飛行機、義足等の軽量で強度が必要な用途の物品の構成材料としては、従来、金属が使用されていたが、最近では金属から、特に軽量性、高剛性、高強度、耐久性等に優れる炭素繊維やガラス繊維を混用した繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）に置き換えられてきている。ＦＲＰに用いられる強化用繊維の形態としては、長繊維、短繊維、ウィスカー等が使用され、マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が主流であるが、一部でポリアミド、ポリフェニレンエーテル等の熱可塑性樹脂が使用されている。
熱可塑性樹脂をマトリックスとして用いた場合は、強化用繊維として主に短繊維が使用され、射出成型法により製造されるが、強化用繊維の長さが短いために剛性と強度が低く、それを補う為に肉厚になって重量が重くなる問題があった。
近年では、連続強化繊維と熱可塑性長繊維を含む混繊糸が開発されている。混繊糸は、最終加工品ではなく、連続強化繊維に熱可塑性樹脂が含侵していないため、柔軟性に優れ、加工性に優れる。例えば得られた混繊糸単独もしくは他の繊維とともに編織して布帛状のプリフォームと呼ばれる中間材料としたり、組紐して中空パイプ状のプリフォームにすることが可能である。特許文献１では、開繊させた連続強化繊維と熱可塑性長繊維を引き揃え、圧縮空気で交絡させ混繊糸を得ている。特許文献２では、連続強化繊維に熱可塑性長繊維をらせん状に巻き付けたカバリング糸が開発されている。しかし、これらの混繊糸をＦＲＰとする際の加熱溶融時に熱可塑性長繊維の収縮の影響を受け、連続強化繊維の配向が乱れてしまい、結果として得られた成形体において、連続強化繊維がもつ本来の能力を十分に発揮できず、成形体強度に劣る問題があった。
かかる従来技術の問題に対し、出願人は、特許文献３において、連続強化繊維と熱可塑性短繊維を混繊し、それらを結束するように熱可塑性長繊維で巻き付け、樹脂含浸性及び加工性に優れた複合紡績糸を提案した。特許文献３は、用いる熱可塑性繊維の大部分を熱可塑性短繊維とすることで、熱可塑性繊維の加熱溶融時の収縮による連続強化繊維の配向の乱れを改善し、得られた成形体の強度も優れていたが、熱可塑性繊維の収縮の影響による配向の乱れは完全には解消されず、連続強化繊維がもつ本来の能力を完全に発揮できているとは言い難かった。
本発明は、上記の従来技術の問題を解消するために創案されたものであり、その目的は、ＦＲＰ製造時に、連続強化繊維の配向の乱れを十分に抑制した成形体を得ることを可能とし、更には、成形体を製造する場合に芯部を構成する強化用長繊維（連続強化繊維）の単繊維同士の間に溶融した熱可塑性樹脂が浸透し易く、成形性が良く、得られた成形体の強度が高い繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸を提供することにある。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、連続強化繊維を含む芯部と熱可塑性短繊維とからなる鞘部から形成される芯鞘構造の繊維束に熱可塑性短繊維からなる紡績糸が巻付けられた複合紡績糸の形態とすることにより、得られた複合紡績糸を金型内に充填して熱可塑性短繊維を加熱溶融させた場合に成形時の熱可塑性繊維の収縮の影響を受けず、連続強化繊維の配向が乱れることなく成形体が得られること、さらには繊維束の芯部の連続強化繊維の単繊維同士の間に鞘部の短繊維の熱可塑性樹脂が十分に浸透し、成形性及び強度に優れた均一な物性の成形体が得られることを見出し、本発明の完成に至った。
即ち、本発明は、以下の（１）～（１１）の構成を有するものである。
（１）少なくとも連続強化繊維（ａ１）を含む芯部（Ａ）と、熱可塑性短繊維からなる鞘部（Ｂ）とから形成された実質的に無撚りの繊維束に、熱可塑性短繊維からなる紡績糸（Ｃ）が巻付けられていることを特徴とする繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。（２）芯部（Ａ）が、連続強化繊維（ａ１）のみから構成されることを特徴とする（１）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（３）芯部（Ａ）が、熱可塑性短繊維からなる紡績糸（ａ２）と、紡績糸（ａ２）を被覆するように配置された連続強化繊維（ａ１）とから構成されることを特徴とする（１）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（４）芯部（Ａ）が、連続強化繊維（ａ１）と熱可塑性短繊維（ａ３）を混合して構成されることを特徴とする（１）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（５）連続強化繊維（ａ１）が、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、ＰＢＯ繊維、及びアラミド繊維からなる群から選択される少なくとも一種の繊維であり、複合紡績糸中の連続強化繊維（ａ１）の混率が２０～８０質量％であることを特徴とする（１）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（６）鞘部（Ｂ）を構成する熱可塑性短繊維、及び紡績糸（Ｃ）を構成する熱可塑性短繊維の各々が、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、及びポリヒドロキシエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする（１）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（７）紡績糸（ａ２）を構成する熱可塑性短繊維が、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、及びポリヒドロキシエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする（３）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（８）紡績糸（ａ２）と、鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）との質量比（（ａ２）：（Ｂ）＋（Ｃ））が、７０：３０～３０：７０であることを特徴とする（３）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（９）熱可塑性短繊維（ａ３）が、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、及びポリヒドロキシエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする（４）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（１０）熱可塑性短繊維（ａ３）と、鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）との質量比（（ａ３）：（（Ｂ）＋（Ｃ）））が、７０：３０～３０：７０であることを特徴とする（４）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（１１）複合紡績糸の総繊度が５００～５００００ｄｔｅｘであることを特徴とする（１）～（１０）のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（１）少なくとも連続強化繊維（ａ１）を含む芯部（Ａ）と、熱可塑性短繊維からなる鞘部（Ｂ）とから形成された実質的に無撚りの繊維束に、熱可塑性短繊維からなる紡績糸（Ｃ）が巻付けられていることを特徴とする繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。（２）芯部（Ａ）が、連続強化繊維（ａ１）のみから構成されることを特徴とする（１）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（３）芯部（Ａ）が、熱可塑性短繊維からなる紡績糸（ａ２）と、紡績糸（ａ２）を被覆するように配置された連続強化繊維（ａ１）とから構成されることを特徴とする（１）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（４）芯部（Ａ）が、連続強化繊維（ａ１）と熱可塑性短繊維（ａ３）を混合して構成されることを特徴とする（１）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（５）連続強化繊維（ａ１）が、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、ＰＢＯ繊維、及びアラミド繊維からなる群から選択される少なくとも一種の繊維であり、複合紡績糸中の連続強化繊維（ａ１）の混率が２０～８０質量％であることを特徴とする（１）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（６）鞘部（Ｂ）を構成する熱可塑性短繊維、及び紡績糸（Ｃ）を構成する熱可塑性短繊維の各々が、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、及びポリヒドロキシエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする（１）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（７）紡績糸（ａ２）を構成する熱可塑性短繊維が、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、及びポリヒドロキシエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする（３）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（８）紡績糸（ａ２）と、鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）との質量比（（ａ２）：（Ｂ）＋（Ｃ））が、７０：３０～３０：７０であることを特徴とする（３）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（９）熱可塑性短繊維（ａ３）が、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、及びポリヒドロキシエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする（４）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（１０）熱可塑性短繊維（ａ３）と、鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）との質量比（（ａ３）：（（Ｂ）＋（Ｃ）））が、７０：３０～３０：７０であることを特徴とする（４）に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
（１１）複合紡績糸の総繊度が５００～５００００ｄｔｅｘであることを特徴とする（１）～（１０）のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸では、使用する熱可塑性繊維をすべて短繊維にすることで、熱可塑性繊維を形成する熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した際の熱可塑性繊維の熱収縮が抑制される。そのため、繊維強化プラスチック成形体にした際にも、連続強化繊維の配向に乱れが生じることがなく、結果として出来上がった繊維強化プラスチック成形体の強度を均一に高めることができる。
さらに、本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸は、繊維強化熱可塑性プラスチック（ＦＲＴＰ）にしたときにマトリックス樹脂となる熱可塑性短繊維を連続強化繊維の内層および外層に直接配置された二重芯鞘構造の繊維束とし、更にこの繊維束に熱可塑性短繊維からなる紡績糸を巻付けて結束しているので、連続強化繊維とその周囲の熱可塑性短繊維の接触面積を大きくすることができ、また、連続強化繊維層と熱可塑性繊維層との距離を短くすることができる。そのため、熱可塑性繊維を形成する熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱して溶融したときに、この溶融した熱可塑性樹脂が連続強化繊維の単繊維同士の間に十分に素早く浸透し、連続強化繊維と熱可塑性樹脂の一体化を均一に行うことができる。その結果、成形性が良く、強度が高く、均一な物性の繊維強化熱可塑性プラスチック成形体を容易に得ることができる。
さらに、本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸では、ＦＲＴＰにしたときにマトリックス樹脂となる熱可塑性短繊維が連続強化繊維の内層および外層に直接配置された二重芯鞘構造の繊維束とすることで、熱可塑性繊維を形成する熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱したときに、連続強化繊維層に対し、二方向より熱可塑性樹脂の浸透が行われ、また熱可塑性樹脂の浸透に合わせて連続強化繊維が単繊維レベルで流動し、結果として出来上がった繊維強化熱可塑性プラスチック成形体中の連続強化繊維が均一に分散された繊維強化熱可塑性プラスチック成形体を容易に得ることができる。
本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸は、連続強化繊維（ａ１）を含む芯部（Ａ）と、熱可塑性短繊維からなる鞘部（Ｂ）とから形成された実質的に無撚りの芯鞘構造の繊維束に、熱可塑性短繊維からなる紡績糸（Ｃ）が巻付けられて構成されていることを特徴とする。本発明の複合紡績糸は、連続強化繊維（ａ１）を含む芯部（Ａ）の周囲に熱可塑性短繊維（Ｂ）が直接被覆されており、それにより、加熱溶融した際に、芯部を構成する連続強化繊維の単繊維同士の間に、溶融した熱可塑性短繊維由来の樹脂が浸透し易い。さらに、使用する熱可塑性繊維をすべて短繊維にすることで、加熱溶融した際に、紡績糸（Ｃ）の熱収縮が抑制され、結果として複合紡績糸の熱収縮も抑制され、連続強化繊維の配向の乱れを抑制できる。具体的には、熱可塑性繊維は、熱処理による寸法変化（収縮）が大きく、特に熱可塑性長繊維の寸法変化は、紡績糸の寸法変化よりも非常に大きい。連続強化繊維は、熱可塑性繊維に比べて熱収縮しないので、押さえ糸として熱可塑性長繊維を用い、連続強化繊維とを組み合わせた複合糸の場合、それらと熱可塑性長繊維と連続強化繊維の収縮挙動の差が大きく、熱処理したときに熱可塑性長繊維が熱収縮し、結果として複合紡績糸が縮むことで連続強化繊維の繊維軸方向の配向が乱れてしまう。本発明では熱可塑性繊維を全て短繊維にしているので、複合紡績糸として前述の収縮が抑制されて連続強化繊維の配向が維持される。
本発明の複合紡績糸に使用される連続強化繊維（ａ１）は、強化繊維が長さ方向に連続的に延びているものであり、「強化用長繊維」と同義である。本発明の複合紡績糸に使用される連続強化繊維としては、引張強度が１０００ＭＰａ以上であり、且つ引張弾性率が３０ＧＰａ以上である高強度繊維を使用することが好ましい。このような高強度繊維は、非常に曲げにくいため、従来の紡績方法では均一な紡績糸を安定的に生産することが難しいが、本発明の複合紡績糸なら問題なく生産することが可能である。連続強化繊維（ａ１）としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）、フェノール繊維、金属繊維、アラミド繊維、セラミック繊維などが挙げられる。本発明では、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、ＰＢＯ繊維、アラミド繊維からなる群から選択される少なくとも一種の繊維が使用されることが好ましい。より好ましくは、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維であり、更に好ましくは炭素繊維、ガラス繊維である。
本発明の複合紡績糸における連続強化繊維（ａ１）の混率は、２０～８０質量％であることが好ましい。より好ましくは２５～７５質量％である。混率が上記範囲未満になると、強化繊維による強度向上効果が低下しやすくなる。混率が上記範囲を超えると、熱可塑性繊維の被覆率が低くなり過ぎて、ボイドが発生しやすくなる。
連続強化繊維（ａ１）の単糸繊度（単繊維繊度）は、０．３～１０ｄｔｅｘが好ましい。より好ましくは０．５～５ｄｔｅｘである。また、連続強化繊維（ａ１）の総繊度は、５００～５００００ｄｔｅｘが好ましい。より好ましくは６５０～４００００ｄｔｅｘである。フィラメント数は、好ましくは７００～７００００本であり、より好ましくは９００～６００００本である。この範囲の繊度であれば、ＦＲＴＰ用強化繊維として取り扱いやすい。また、連続強化繊維（ａ１）には、実質的に撚りが掛かっていないことが好ましく、撚りが少しあったとしても撚数は１０回／ｉｎｃｈ以下であることが好ましい。より好ましくは５回／ｉｎｃｈ以下である。撚数が上記範囲を超えると、マトリックスとなる熱可塑性樹脂の浸透性が低下しやすくなる。
連続強化繊維（ａ１）の強度は、１０００～８０００ＭＰａが好ましい。より好ましくは２０００ＭＰａ以上である。強度が上記範囲未満であると、成形したＦＲＴＰが十分な強度を保持することが難しくなる。上記範囲を超えると、複合紡績糸を安定して製造することが難しくなる。
本発明の複合紡績糸に使用される熱可塑性短繊維は、通常ＦＲＴＰのマトリックス樹脂として使用される熱可塑性樹脂からなり、かつ連続強化繊維の分解温度より低い融点を有する樹脂から作られた繊維を用いることが好ましい。例えば連続強化繊維として炭素繊維を使用する場合は、熱可塑性短繊維は、４００℃以下の融点又はガラス転移温度を有する樹脂からなる短繊維であることが好ましい。熱可塑性短繊維は、例えばポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリケトン、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン及びポリヒドロキシエーテルから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂からなる短繊維であることが好ましい。特に、熱可塑性短繊維は、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン，ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン及びポリイミドからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなる短繊維であることが好ましい。
熱可塑性短繊維の単糸繊度は０．３～２０ｄｔｅｘが好ましい。より好ましくは０．５～１５ｄｔｅｘであり、更に好ましくは０．８～１０ｄｔｅｘである。単糸繊度が上記範囲より細いと、紡績性が低下しやすくなる。上記範囲より太い場合は、繊維束が硬くなり過ぎて複合紡績糸を安定して製造し難くなりやすい。熱可塑性短繊維の繊維長は、２５～７０ｍｍが好ましい。より好ましくは３０～６０ｍｍであり、更に好ましくは３２～５５ｍｍである。繊維長が上記範囲からはずれると、均一な紡績が難しくなってくる。
本発明の複合紡績糸は、連続強化繊維（ａ１）と熱可塑性短繊維とが実質的に無撚りで混繊した繊維束の形態であり、連続強化繊維（ａ１）を含む芯部（Ａ）が繊維束横断面の内側に存在し、熱可塑性短繊維群からなる鞘部（Ｂ）が繊維束横断面の外周部に存在した芯鞘構造をとっている。この芯鞘構造では、熱可塑性短繊維が繊維束横断面の外周部に常に存在しているが、熱可塑性短繊維が芯部（Ａ）の連続強化繊維（ａ１）の大部分を被覆していれば十分であり、完全に被覆していなくてもよい。
このように、実質的に無撚りの繊維束の芯鞘構造とすることにより、連続強化繊維（ａ１）に対して熱可塑性短繊維が十分に被覆され、加熱により熱可塑性短繊維を溶融させてマトリックス樹脂としたときに、連続強化繊維にマトリックス樹脂を十分にかつ均一に浸透させることができ、ボイドの発生を抑制することができ、強度のバラツキを小さくすることができる。尚、本発明において「実質的に無撚り」とは、複合紡績糸から押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）を除いたときに繊維束の収束を維持できないほどに甘撚であることを意味する。具体的には、複合繊維を検撚機に取り付けて複合紡績糸の両端を把持した後、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）を除去して繊維束のみの状態とし、繊維束の中央部をピンセットで挟んで繊維軸方向にしごいたときに、繊維束の芯部（Ａ）から鞘部（Ｂ）の熱可塑性短繊維が素抜けてしまって繊維束を維持できない状態であることを意味する。
繊維束中の連続強化繊維（ａ１）の混率は、２０～８０質量％にすることが好ましい。より好ましくは２５～７５質量％である。連続強化繊維の混率が上記範囲未満であると、強化繊維による強度向上効果が低下しやすくなる。混率が上記範囲を超えると、熱可塑性繊維の被覆率が低くなり過ぎて、ボイドが発生しやすくなる。
本発明の複合紡績糸では、芯鞘構造が実質的に無撚りの繊維束からなるため、紡出を安定して生産することができる。芯鞘構造の繊維束が撚りを有すると、連続強化繊維束が複合紡績糸の表面に露出し、被覆性が低下したり、連続強化繊維の剛性により複合紡績糸に撚り戻りが発生してしまって紡出が安定し難く、品質が安定した複合紡績糸を製造することが難しい。これに対して、本発明の複合紡績糸は、芯鞘構造の繊維束が実質的に無撚であるため、上記のような問題が発生せず、紡出が安定しやすい。
本発明の複合紡績糸の芯部（Ａ）の構成については、連続強化繊維（ａ１）のみからなる構成以外に、例えば（ｉ）熱可塑性短繊維からなる紡績糸（ａ２）と、この紡績糸（ａ２）を被覆するように配置された連続強化繊維（ａ１）とからなる構成、又は（ｉｉ）連続強化繊維（ａ１）と熱可塑性短繊維（ａ３）を混合した構成を採用することが好ましい。これらの（ｉ）、（ｉｉ）の構成により、熱可塑性繊維と連続強化繊維が近接し、接触面積が大きくなる。そのため、複合紡績糸を加熱溶融した際に、連続強化繊維の層に対し、二方向より熱可塑性樹脂の浸透が行われる。特に連続強化繊維の内側に配置された熱可塑性短繊維は、連続強化繊維層を通過し、外部まで流出しようとするために、熱可塑性樹脂の拡散浸透に合わせて連続強化繊維が単繊維レベルで拡散し、結果として出来上がった繊維強化プラスチック成形体中に連続強化繊維が均一に分散される。（ｉ）の構成の場合、紡績糸（ａ２）が芯部（Ａ）の中心に完全に配置されなくとも、大部分が連続強化繊維（ａ１）により被覆されていればよい。また、（ｉｉ）の構成の場合、連続強化繊維（ａ１）と熱可塑性短繊維（ａ３）が完全に均一に混繊していなくとも、両者の大部分が互いに混合して構成されていればよい。
本発明の複合紡績糸の芯部（Ａ）を構成する熱可塑性短繊維は、通常ＦＲＴＰのマトリックス樹脂として使用される熱可塑性樹脂からなり、かつ連続強化繊維の分解温度より低い融点を有する樹脂から作られた繊維を用いることが好ましい。例えば連続強化繊維として炭素繊維を使用する場合は、熱可塑性短繊維は、４００℃以下の融点又はガラス転移温度を有する樹脂からなる短繊維であることが好ましい。芯部（Ａ）を構成する熱可塑性短繊維は、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリケトン、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン及びポリヒドロキシエーテルから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂からなる短繊維で構成されることが好ましい。特に、芯部（Ａ）を構成する熱可塑性短繊維は、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン，ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン及びポリイミドからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなる短繊維であることが好ましい。なお、芯部（Ａ）の一部を構成しうる熱可塑性短繊維と鞘部（Ｂ）を構成する熱可塑性短繊維と紡績糸（Ｃ）を構成する熱可塑性短繊維は、互いに異なる種類の熱可塑性樹脂からなることもできるが、ＦＲＴＰをリサイクルする場合には、同じ種類の熱可塑性樹脂からなることが好ましい。ここで（ｉ）の構成の芯部（Ａ）の熱可塑性短繊維（ａ２）からなる紡績糸の収縮率は、３．５％以下が好ましい。より好ましくは３％以下である。収縮率が上記範囲を越える場合、加熱溶融時の熱収縮の影響により、連続強化繊維の配向が乱れてしまうおそれがある。
本発明の複合紡績糸において、上記（ｉ）の構成の場合、芯部（Ａ）を構成する熱可塑性短繊維（ａ２）と、鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）との質量比（（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ）））は、７０：３０～３０：７０であることが好ましい。より好ましくは６５：３５～３５：６５である。芯部（Ａ）を構成する熱可塑性短繊維（ａ２）と比べて鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）の質量比が上記範囲を超えると、熱可塑性短繊維による繊維束横断面の外周部の被覆が少なくなり、ボイドが発生しやすくなる。芯部（Ａ）を構成する熱可塑性短繊維（ａ２）と比べて鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）の質量比が上記範囲未満になると、芯部からの樹脂の流出が少なく、ボイドが発生しやすくなる。
本発明の複合紡績糸において、上記（ｉｉ）の構成の場合、熱可塑性短繊維（ａ３）と、鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）との質量比（（ａ３）：（（Ｂ）＋（Ｃ）））は、７０：３０～３０：７０であることが好ましい。より好ましくは６５：３５～３５：６５である。芯部（Ａ）を構成する熱可塑性短繊維（ａ２）と比べて鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）の質量比が上記範囲を超えると、熱可塑性短繊維による繊維束横断面の外周部の被覆が少なくなり、ボイドが発生しやすくなる。芯部（Ａ）を構成する熱可塑性短繊維（ａ２）と比べて鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）の質量比が上記範囲未満になると、芯部からの樹脂の流出が少なく、ボイドが発生しやすくなる。
ここで含浸とは、繊維束間および繊維束内の空気と熱可塑性樹脂を置換させることを意味し，そのために樹脂が移動する必要がある距離を含浸距離とする。本発明においては、複合紡績糸断面のうち、連続強化繊維層の最も厚い箇所の厚み方向距離（Ｌ１）を計測機能により測定し、この半分の値（Ｌ１／２）を含浸距離とする。含浸距離は２００μｍ以下が好ましい、より好ましくは１８０μｍ以下である。上記数値を超えると、複合糸断面における連続強化繊維と熱可塑性繊維との距離が大きくなり、加熱溶融時、ボイドが発生しやすくなる。含浸距離が上記数値以内であれば、熱可塑性短繊維の加熱溶融とともに素早く熱可塑性樹脂が連続強化繊維束に入り込み、高い物性の成形体が得られやすい。上記の含侵距離を達成するために、用いる連続強化繊維の繊度が５００～２０００ｄｔｅｘの範囲では芯部（Ａ）として連続強化繊維（ａ１）のみで構成してもよく、用いる連続強化繊維の繊度が２０００ｄｔｅｘを超える範囲では芯部（Ａ）として連続強化繊維（ａ１）と熱可塑性短繊維（ａ２あるいはａ３）を併用した（ｉ）もしくは（ｉｉ）の構成とすることが好ましい。
本発明の複合紡績糸の繊維束は、実質的に無撚りであるため、ばらけやすい。そのため、本発明では、熱可塑性短繊維からなる紡績糸（Ｃ）を押さえ糸（繊維束を結束する糸）として繊維束に巻付けることにより、繊維束がばらけないようにしている。押さえ糸を紡績糸（Ｃ）にすることで、短繊維自体は熱により収縮するものの、繊維が物理的に連続していないため、紡績糸の熱収縮が熱可塑性長繊維と比較して小さく、連続強化繊維は熱可塑性繊維の熱収縮による影響を受けにくくなる。ここで押さえ糸として用いる紡績糸（Ｃ）の収縮率は３．５％以下が好ましい。より好ましくは３％以下である。収縮率が上記範囲を越える場合、加熱溶融時の熱収縮の影響により、連続強化繊維の配向が乱れてしまうおそれがある。この熱可塑性短繊維からなる紡績糸（Ｃ）は、通常ＦＲＴＰのマトリックス樹脂として使用される熱可塑性樹脂からなり、かつ連続強化繊維の分解温度より低い融点あるいはガラス転移温度を有する樹脂から作られた繊維を用いることが好ましい。例えば連続強化繊維として炭素繊維を使用する場合は、紡績糸（Ｃ）を構成する熱可塑性短繊維は、４００℃以下の融点又はガラス転移温度を有する樹脂からなる熱可塑性繊維であることが好ましい。紡績糸（Ｃ）を構成する熱可塑性短繊維は、例えばポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリケトン、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン及びポリヒドロキシエーテルから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂からなる短繊維であることが好ましい。特に、紡績糸（Ｃ）を構成する熱可塑性短繊維は、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン，ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド及びポリヒドロキシエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなる短繊維であることが好ましい。なお、紡績糸（Ｃ）を構成する熱可塑性短繊維と鞘部（Ｂ）を構成する熱可塑性短繊維と芯部（Ａ）の一部を構成しうる熱可塑性短繊維は、互いに異なる種類の熱可塑性樹脂からなることもできるが、ＦＲＴＰをリサイクルする場合には、同じ種類の熱可塑性樹脂からなることが好ましい。
紡績糸（Ｃ）の総繊度は、１０～１０００ｄｔｅｘが好ましい。より好ましくは５０～８００ｄｔｅｘである。総繊度が上記範囲より細い場合は、複合紡績糸の結束が弱くて毛羽立ち易くなったり、摩擦で紡績糸が切れて糸が素抜けてしまう懸念がある。上記範囲より太いと、連続強化繊維（ａ１）と熱可塑性短繊維からなる繊維束を熱可塑性短繊維からなる紡績糸（Ｃ）で結束するときに繊維束が捩れて安定生産が難しくなりやすい。紡績糸（Ｃ）に用いる熱可塑性短繊維の単糸繊度は０．３～２０ｄｔｅｘが好ましい。より好ましくは０．５～１５ｄｔｅｘであり、更に好ましくは０．８～１０ｄｔｅｘである。単糸繊度が上記範囲より細いと、紡績性が低下しやすくなる。上記範囲より太い場合は、繊維束が硬くなり過ぎて複合紡績糸を安定して製造し難くなりやすい。紡績糸（Ｃ）を構成する熱可塑性短繊維の繊維長は、２５～７０ｍｍが好ましい。より好ましくは３０～６０ｍｍであり、更に好ましくは３２～５５ｍｍである。繊維長が上記範囲からはずれると、均一な紡績が難しくなってくる。
紡績糸（Ｃ）の結束撚数は、１～１０００Ｔ／ｍとすることが好ましい。より好ましくは３０～８００Ｔ／ｍであり、更に好ましくは５０～５００Ｔ／ｍである。結束撚数が上記範囲未満であると、結束力が弱くて、繊維束が素抜けてしまいやすくなる。上記範囲を超えると、繊維束を締め付けすぎてしまい、複合糸を安定して製造し難しくなりやすい。尚、繊維束に巻きつけるときの撚方向は、Ｓ方向又はＺ方向のどちらに巻いても構わない。
本発明の複合紡績糸の総繊度は、５００～５００００ｄｔｅｘが好ましい。より好ましくは８００～４８０００ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１０００～４５０００ｄｔｅｘである。総繊度が上記範囲未満であると、均一な紡績糸を製造することが難しくなりやすい。上記範囲を超えると、本発明の複合形態の糸にするのに特別な装置が必要となり、製造コストが高くなる懸念がある。
次に本発明の複合紡績糸について図面を用いて説明する。図１は、本発明の複合紡績糸の一例の斜視図である。図１からわかるように、図１の複合紡績糸１は、芯部となる連続強化繊維２と、連続強化繊維２を被覆して鞘部となる熱可塑性短繊維３から構成される芯鞘構造の繊維束４の周囲に熱可塑性短繊維からなる紡績糸５が巻き付けられた構造をとっている。図１は、紡績糸５がＳ撚りで繊維束４に巻き付いた例である。熱可塑性短繊維３及び紡績糸５は、ＦＲＴＰにするときの加熱により溶融されてマトリックス樹脂となる。図２は、図１とは別の態様の本発明の複合紡績糸の一例の斜視図である。図２からわかるように、図２の複合紡績糸６は、熱可塑性短繊維からなる紡績糸７と該紡績糸７を被覆するように配置された連続強化繊維２とから構成される芯部と、連続強化繊維２を被覆する熱可塑性短繊維３から構成される鞘部とからなる二重芯鞘構造の繊維束８の周囲に熱可塑性短繊維からなる紡績糸５が巻き付けられた形態をとっている。図３は、図２に記載の複合紡績糸６の一例の断面写真である。図３において、２は芯部の一部を構成する連続強化繊維、３は鞘部を構成する熱可塑性短繊維群、５は押さえ糸となる熱可塑性短繊維からなる紡績糸、７は芯部の一部を構成する熱可塑性短繊維からなる紡績糸、８は二重芯鞘構造の繊維束である。図３において芯部の一部を構成する紡績糸７は、連続強化繊維２に大部分が覆われていれば十分であり、完全に覆われてなくてもよい。また、芯部は、鞘部を構成する熱可塑性短繊維群３に大部分が覆われていれば十分であり、完全に覆われてなくてもよい。
次に本発明の複合紡績糸の製造方法の一例について図４を用いて説明する。図４は、本発明の複合紡績糸の製造装置の一例の概略図である。図４からわかるように、まず、連続強化繊維２が芯糸として供給される。鞘部になる熱可塑性短繊維３は、ドラフト装置９でドラフトをかけられてから供給される。次いで、芯部の連続強化繊維２とドラフトされた熱可塑性短繊維３は、ガイド１０を通して合わされ、芯鞘構造の繊維束４となる。この繊維束４は、実質的に無撚である。その後、中空ボビン１１から引き出された熱可塑性短繊維からなる紡績糸５で繊維束４が巻かれることで繊維束が結束して、複合紡績糸１が製造される。複合紡績糸１は、フィードローラ１２を通って巻き取りパッケージに巻き取られて複合紡績糸のチーズ１３が出来上がる。
本発明の複合紡績糸が前述の（ｉ）の構成の場合、連続強化繊維２と同時に熱可塑性短繊維からなる紡績糸７を供給し、ドラフトされた熱可塑性短繊維３は、ガイド１０を通して合わされ、芯鞘構造の繊維束８となる。ここで、連続強化繊維２の繊維幅方向の真ん中に紡績糸７を配置し供給することで、図３に示されるような二重芯部構造となる。その後、中空ボビン１１から引き出された熱可塑性短繊維からなる紡績糸５で繊維束８が巻かれることで繊維束が結束して、複合紡績糸６が製造される。複合紡績糸６は、フィードローラ１２を通って巻き取りパッケージに巻き取られて複合紡績糸のチーズ１３が出来上がる。
本発明の複合紡績糸が前述の（ｉｉ）の構成の場合、連続強化繊維２をローラーに通し、開繊させる。熱可塑性短繊維１４を、開繊された連続強化繊維２と同程度の幅で重なるように配置し供給し、ドラフトされた熱可塑性短繊維３は、ガイド１０を通して合わされ、芯鞘構造の繊維束１５となる。ここで開繊された連続強化繊維２および熱可塑性短繊維１４は、熱可塑性短繊維からなる紡績糸５、及びフィードローラ１２の巻き取りテンションにより集束し、混繊される。この繊維束１５は、実質的に無撚である。その後、中空ボビン１１から引き出された紡績糸５で繊維束１５が巻かれることで繊維束が結束して、複合紡績糸１６が製造される。複合紡績糸１６は、フィードローラ１２を通って巻き取りパッケージに巻き取られて複合紡績糸のチーズ１３が出来上がる。
本発明の複合紡績糸中の繊維束の芯部の強度は、５００～８０００ＭＰａであることが好ましい。より好ましくは１３００～７０００ＭＰａである。芯部の強度は、連続強化繊維の物性に依存するが、本発明では、連続強化繊維には実質的に撚りが掛かっておらず、また収束しているため、連続強化繊維の本来の強度を発揮しやすい糸形態となっている。
本発明の複合紡績糸は、糸そのものをロービング法などにより引き揃えてＦＲＴＰに成形したり、織物、編物、多軸挿入たて編物、又は組物とし、繊維強化樹脂用中間体とすることもできる。これらの中間体は、最終成形体に使用するためのプリプレグとすることもできる。複合紡績糸の引き揃え、織物、編物及び多軸挿入たて編物は、シートやテープ状に成形して使用することができ、組物は、パイプ状に成形して使用することができる。織物及び編物の組織は、公知のいかなる組織も採用することができる。
このような成形体は、本発明の複合紡績糸を金型に充填し、金型温度を熱可塑性短繊維、及び熱可塑性短繊維からなる紡績糸の高い方の融点（融点が無い樹脂の場合はガラス転移温度）の温度より高い温度で加熱して、熱可塑性短繊維を溶融させることにより、製造することができる。加熱温度は、連続強化繊維の分解温度より低くすることが好ましい。連続強化繊維中への熱可塑性樹脂の浸透性を考慮するならば、熱可塑性短繊維の融点より１５℃～３００℃高い温度で加熱溶融して成形するのが好ましい。例えば熱可塑性短繊維としてポリアミド６繊維を使用する場合は、金型温度は、２２０～３００℃程度が好ましい。金型への充填率は、１００～３５０％とするのが好ましい。より好ましくは１０５～２００％である。
前述の成形体は、従来の公知の成形方法で製造可能であり、ホットスタンピング法、プリプレグ成形法、ＳＭＣ成形法等が使用可能である。また、熱可塑性樹脂のフィルムを溶融して圧縮加工したフィルムスタッキング法により成形してもよい。
本発明の複合紡績糸を金属製の枠に巻き付けていき加熱プレスすることでプリプレグもしくは成形体とすることもできる。図５は、本発明の複合紡績糸（実施例５）を金属製の枠に巻き付け、そのまま金型に充填しプレス法により作製した一方向成形体の写真を示す。図６は、本発明の複合紡績糸でない押さえ糸を熱可塑性長繊維とした複合糸（比較例１）を金属製の枠に巻き付け、そのまま金型に充填しプレス法により作製した一方向成形体の写真を示す。
本発明の複合紡績糸で作った成形体の外観は、均一で優れたものとすることができる。つまり、本発明の複合紡績糸では、図５に示すように、成形時の樹脂の流動に合わせた連続強化繊維の乱れは見られない。一方で、本発明の複合紡績糸でない、押さえ糸を熱可塑性長繊維とした例では、図６に示すように、押さえ糸の加熱溶融時の収縮の影響を受け、連続強化繊維の配向に乱れが生じる。従来の成形したプリプレグの成形表面は、マトリックス樹脂の浸透が不足している箇所にボイドによる凹凸が多く発生して品位が悪いものになりやすいが、本発明の複合紡績糸を用いると、マトリックス樹脂の浸透が十分かつ均一でボイドが少ないため、プリプレグの表面を滑らかにすることができる。
本発明の複合紡績糸から上述のようにして作った成形体は、好ましい態様であれば一方向成形体で引張強度で７００～２０００ＭＰａ、さらには８００～２０００ＭＰａ、引張弾性率で５０～１５０ＧＰａ、さらには７０～１５０ＧＰａ、曲げ強度５００～２０００ＭＰａ、さらには８００～２０００ＭＰａ、曲げ弾性率４０～１３０ＧＰａ、さらには７０～１５０ＧＰａを達成することが可能である。
本発明の複合紡績糸から上述のようにして作った成形体は、繊維体積含有率（Ｖｆ）が高くても、ボイドの量の指標である空洞率が小さい。具体的には、Ｖｆが３０～７０％、さらには４４～７０％であり、織物断面の空洞率が１．０％以下、さらには０．８％以下になり、さらには空洞の発生は全くみられないようにすることができる。
以下、本発明の効果を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本発明における各特性値の測定方法は、以下の通りである。
（１）短繊維の単糸繊度
ＪＩＳ－Ｌ１０１５－８．５．１正量繊度Ａ法に基づいて単糸繊度（単繊維繊度）を求めた。
ＪＩＳ－Ｌ１０１５－８．５．１正量繊度Ａ法に基づいて単糸繊度（単繊維繊度）を求めた。
（２）紡績糸の総繊度測定
芯部の紡績糸（ａ２）、押さえ糸としての紡績糸（Ｃ）の総繊度を、ＪＩＳ Ｌ １０９５ ９．４．２に準じて測定した。
芯部の紡績糸（ａ２）、押さえ糸としての紡績糸（Ｃ）の総繊度を、ＪＩＳ Ｌ １０９５ ９．４．２に準じて測定した。
（３）繊維束が実質的に無撚りであることの確認
複合紡績糸を検撚機に取り付けて複合紡績糸の両端を把持した後、繊維束と押さえ糸（Ｃ）の間に針を差し込んで、押さえ糸（Ｃ）が緩む程度に解撚しながらピンセットと鋏を使って慎重に押さえ糸（Ｃ）のみを除去した。その後、解撚した分だけ繊維束を施撚する。この繊維束の中央部をピンセットで挟んで繊維軸方向にしごいたときに、繊維束からピンセットの動きに合わせて熱可塑性短繊維が移動してしまう場合に実質的に無撚りと判断した。これは繊維束を維持できない状態である。
複合紡績糸を検撚機に取り付けて複合紡績糸の両端を把持した後、繊維束と押さえ糸（Ｃ）の間に針を差し込んで、押さえ糸（Ｃ）が緩む程度に解撚しながらピンセットと鋏を使って慎重に押さえ糸（Ｃ）のみを除去した。その後、解撚した分だけ繊維束を施撚する。この繊維束の中央部をピンセットで挟んで繊維軸方向にしごいたときに、繊維束からピンセットの動きに合わせて熱可塑性短繊維が移動してしまう場合に実質的に無撚りと判断した。これは繊維束を維持できない状態である。
（４）紡績糸の収縮率の測定
芯部の紡績糸（ａ２）、押さえ糸としての紡績糸（Ｃ）、及び複合紡績糸の収縮率を、ＪＩＳ Ｌ １０１３ ８．１８．２ ａ）（２０１０）乾熱寸法変化率％に準じて測定した。乾燥機の温度は１３０℃とした。
芯部の紡績糸（ａ２）、押さえ糸としての紡績糸（Ｃ）、及び複合紡績糸の収縮率を、ＪＩＳ Ｌ １０１３ ８．１８．２ ａ）（２０１０）乾熱寸法変化率％に準じて測定した。乾燥機の温度は１３０℃とした。
（５）押さえ糸の繊維束への巻き付きの撚数
ＪＩＳ－Ｌ１０９５－９．１５．１ Ａ法に準じて撚数を求めた。具体的には、複合紡績糸を検撚機に取り付けた後、繊維束と押さえ糸（Ｃ）の間に針を差し込んで解撚し、繊維束と押さえ糸が分離した撚数を結束撚数とした。
ＪＩＳ－Ｌ１０９５－９．１５．１ Ａ法に準じて撚数を求めた。具体的には、複合紡績糸を検撚機に取り付けた後、繊維束と押さえ糸（Ｃ）の間に針を差し込んで解撚し、繊維束と押さえ糸が分離した撚数を結束撚数とした。
（６）複合紡績糸中の各原料の混率測定
ＪＩＳ Ｌ１０３０－２ 繊維製品の混用率試験方法－第２部：繊維混用率 ４．解じょ法に準じて測定した。
ＪＩＳ Ｌ１０３０－２ 繊維製品の混用率試験方法－第２部：繊維混用率 ４．解じょ法に準じて測定した。
（７）複合紡績糸中の連続強化繊維の体積含有率（Ｖｆ‘）
複合紡績糸中の連続強化繊維の体積含有率Ｖｆ‘（％）を下記式で求めた。
Ｖｆ‘＝（Ｔｆ／ρｆ）／（Ｔｆ／ρｆ＋Ｔｒ／ρｒ）×１００
Ｔｆ：連続強化繊維の繊度（ｄｔｅｘ）
Ｔｒ：熱可塑性繊維（短繊維＋紡績糸）の繊度（ｄｔｅｘ）
ρｆ：連続強化繊維の比重（ｇ／ｃｍ３）
ρｒ：熱可塑性繊維（短繊維＋紡績糸）の比重（ｇ／ｃｍ３）
複合紡績糸中の連続強化繊維の体積含有率Ｖｆ‘（％）を下記式で求めた。
Ｖｆ‘＝（Ｔｆ／ρｆ）／（Ｔｆ／ρｆ＋Ｔｒ／ρｒ）×１００
Ｔｆ：連続強化繊維の繊度（ｄｔｅｘ）
Ｔｒ：熱可塑性繊維（短繊維＋紡績糸）の繊度（ｄｔｅｘ）
ρｆ：連続強化繊維の比重（ｇ／ｃｍ３）
ρｒ：熱可塑性繊維（短繊維＋紡績糸）の比重（ｇ／ｃｍ３）
（８）複合紡績糸の総繊度測定
ＪＩＳ Ｌ １０９５ ９．４．２に準じて測定した。
ＪＩＳ Ｌ １０９５ ９．４．２に準じて測定した。
（９）複合紡績糸の含浸距離の測定
市販のポリプロピレン板（厚み３ｍｍ）に径１０ｍｍの孔をあける。複合紡績糸を色付きの繊維束で包み込み、前記細孔に通し、固定したのち、ミクロトームで裁断し、観察試料とする。試料はデジタルマイクロスコープＶＨＸ－７０００を使用して撮影した。複合紡績糸の断面全体が観察できるよう拡大倍率１５０倍とした。連続強化繊維層の最も厚い箇所の厚み方向距離（Ｌ１）を計測機能により測定し、この半分の値（Ｌ１／２）を含浸距離とした。
市販のポリプロピレン板（厚み３ｍｍ）に径１０ｍｍの孔をあける。複合紡績糸を色付きの繊維束で包み込み、前記細孔に通し、固定したのち、ミクロトームで裁断し、観察試料とする。試料はデジタルマイクロスコープＶＨＸ－７０００を使用して撮影した。複合紡績糸の断面全体が観察できるよう拡大倍率１５０倍とした。連続強化繊維層の最も厚い箇所の厚み方向距離（Ｌ１）を計測機能により測定し、この半分の値（Ｌ１／２）を含浸距離とした。
（１０）成形体繊維配向
作成した一方向成形体の外観から連続強化繊維の配向性を評価する。図５，６と比較して以下のように判定した。
１：図６に示すように連続強化繊維の配向乱れが見られる
２：図５に示すように連続強化繊維の配向乱れが全く見られない
判定が１であれば、成形体として低い物性であり、２であれば優れた物性となる。
作成した一方向成形体の外観から連続強化繊維の配向性を評価する。図５，６と比較して以下のように判定した。
１：図６に示すように連続強化繊維の配向乱れが見られる
２：図５に示すように連続強化繊維の配向乱れが全く見られない
判定が１であれば、成形体として低い物性であり、２であれば優れた物性となる。
（１１）連続強化繊維の分散性
成形体の厚み方向断面を以下のように観察した。カット辺が連続強化繊維方向に添うように成形体を１５ｍｍ×１５ｍｍに裁断した試料を用意し、エポキシ樹脂で包埋した。成形体の厚み方向断面が良好に観察できるようになるまで、前記試料を研磨した。研磨した試料を、高級システム倒立金属顕微鏡 ＧＸ７１／ＤＰ７３ 顕微鏡用デジタルカメラ（オリンパス製）を使用して撮影した。撮影範囲は、成形体の厚み方向１．５ｍｍ×繊維配列方向１５ｍｍの範囲の撮影画像を重ね合わせていき、連続した一枚の画像にした。観察面全体に対し、連続強化繊維の分散の程度により、以下の指標で評価した。なお、図７～９において白い粒状の点が連続強化繊維であり、黒の領域が熱可塑性樹脂である
１：図９に示すように、成形体断面において、強化繊維束の形跡がはっきり残り、樹脂だまりが存在する
２：図８に示すように、成形体断面において、強化繊維束の形跡は見られないが、樹脂だまりが存在する
３：図７に示すように、成形体断面において、強化繊維束の形跡が全く見られず、樹脂だまりも存在しない
判定結果が１であれば、成形体として低い物性となり、２であれば優れた物性を発揮し、３であればより優れた物性を発揮する。
成形体の厚み方向断面を以下のように観察した。カット辺が連続強化繊維方向に添うように成形体を１５ｍｍ×１５ｍｍに裁断した試料を用意し、エポキシ樹脂で包埋した。成形体の厚み方向断面が良好に観察できるようになるまで、前記試料を研磨した。研磨した試料を、高級システム倒立金属顕微鏡 ＧＸ７１／ＤＰ７３ 顕微鏡用デジタルカメラ（オリンパス製）を使用して撮影した。撮影範囲は、成形体の厚み方向１．５ｍｍ×繊維配列方向１５ｍｍの範囲の撮影画像を重ね合わせていき、連続した一枚の画像にした。観察面全体に対し、連続強化繊維の分散の程度により、以下の指標で評価した。なお、図７～９において白い粒状の点が連続強化繊維であり、黒の領域が熱可塑性樹脂である
１：図９に示すように、成形体断面において、強化繊維束の形跡がはっきり残り、樹脂だまりが存在する
２：図８に示すように、成形体断面において、強化繊維束の形跡は見られないが、樹脂だまりが存在する
３：図７に示すように、成形体断面において、強化繊維束の形跡が全く見られず、樹脂だまりも存在しない
判定結果が１であれば、成形体として低い物性となり、２であれば優れた物性を発揮し、３であればより優れた物性を発揮する。
（１２）成形体の繊維体積含有率（Ｖｆ）
連続強化繊維の重量含有率（Ｗｆ）は、ＪＩＳ Ｋ ７０５２を参考に、測定した。洗浄乾燥した磁器るつぼを、電子天秤を使用して０．１ｍｇまで正確に秤量した（Ｍ１）。試験片として厚さ１．５ｍｍ、１５０ｍｍ角の試験片を成形体の任意の位置から切り出し、磁器るつぼの中に入れ、質量が一定になるまで，１０５℃の乾燥機の中で乾燥した。その後、デシケータの中で冷却し，電子天秤を使用して、０．１ｍｇ まで正確に秤量（Ｍ２）した。これを電気炉中で雰囲気温度４２０℃で８時間加熱した。磁器るつぼと焼成灰分をデシケータに移して室温になるまで冷し、これを０．１ｍｇまで秤量した（Ｍ３）。これらの値を用いて、次式により連続強化繊維の重量含有率（Ｗｆ）を算出した。
Ｗｆ＝（Ｍ３－Ｍ１）／（Ｍ２－Ｍ１）×１００
Ｗｆ：連続強化繊維の重量含有率（％）
Ｍ１：磁器の乾燥質量（ｇ）
Ｍ２：焼成前のルツボとサンプルの質量（ｇ）
Ｍ３：焼成後のルツボとサンプルの質量（ｇ）
上記で得られた連続強化繊維の重量含有率（Ｗｆ）を用いて、次式により連続強化繊維の体積含有率（Ｖｆ）を算出した。
Ｖｆ＝Ｗｆ／ρｆ／（Ｗｆ／ρｆ＋（１－Ｗｆ）／ρｒ）×１００
連続強化繊維の重量含有率（Ｗｆ）は、ＪＩＳ Ｋ ７０５２を参考に、測定した。洗浄乾燥した磁器るつぼを、電子天秤を使用して０．１ｍｇまで正確に秤量した（Ｍ１）。試験片として厚さ１．５ｍｍ、１５０ｍｍ角の試験片を成形体の任意の位置から切り出し、磁器るつぼの中に入れ、質量が一定になるまで，１０５℃の乾燥機の中で乾燥した。その後、デシケータの中で冷却し，電子天秤を使用して、０．１ｍｇ まで正確に秤量（Ｍ２）した。これを電気炉中で雰囲気温度４２０℃で８時間加熱した。磁器るつぼと焼成灰分をデシケータに移して室温になるまで冷し、これを０．１ｍｇまで秤量した（Ｍ３）。これらの値を用いて、次式により連続強化繊維の重量含有率（Ｗｆ）を算出した。
Ｗｆ＝（Ｍ３－Ｍ１）／（Ｍ２－Ｍ１）×１００
Ｗｆ：連続強化繊維の重量含有率（％）
Ｍ１：磁器の乾燥質量（ｇ）
Ｍ２：焼成前のルツボとサンプルの質量（ｇ）
Ｍ３：焼成後のルツボとサンプルの質量（ｇ）
上記で得られた連続強化繊維の重量含有率（Ｗｆ）を用いて、次式により連続強化繊維の体積含有率（Ｖｆ）を算出した。
Ｖｆ＝Ｗｆ／ρｆ／（Ｗｆ／ρｆ＋（１－Ｗｆ）／ρｒ）×１００
（１３）成形体の空洞率（Ｖｖ）
成形体の厚み方向断面を以下のように観察した。カット辺が連続強化繊維の方向に添うように成形体を１５ｍｍ×１５ｍｍに裁断した試料を用意し、エポキシ樹脂で包埋した。成形体の厚み方向断面が良好に観察できるようになるまで、前記試料を研磨した。研磨した試料を、デジタルマイクロスコープＶＨＸ－７０００を使用して撮影した。拡大倍率３００倍で撮影した。撮影画像において、観察面全体の面積および空隙（ボイド）となっている部位の面積を求め、下記式により空洞率を算出し、５箇所の算出値の平均を空洞率として採用した。
空洞率（％）＝１００×（空洞が占める部位の総面積）／（観察面の総面積）
成形体の厚み方向断面を以下のように観察した。カット辺が連続強化繊維の方向に添うように成形体を１５ｍｍ×１５ｍｍに裁断した試料を用意し、エポキシ樹脂で包埋した。成形体の厚み方向断面が良好に観察できるようになるまで、前記試料を研磨した。研磨した試料を、デジタルマイクロスコープＶＨＸ－７０００を使用して撮影した。拡大倍率３００倍で撮影した。撮影画像において、観察面全体の面積および空隙（ボイド）となっている部位の面積を求め、下記式により空洞率を算出し、５箇所の算出値の平均を空洞率として採用した。
空洞率（％）＝１００×（空洞が占める部位の総面積）／（観察面の総面積）
（１４）成形体の曲げ強度及び曲げ弾性率
ＪＩＳ－Ｋ７０７４に規定する試験片寸法、試験方法に準じて測定した。
（ｉ）試験片の作成
得られた成形体から繊維方向と平行方向（０°）に長さ１００ｍｍ、幅１５ｍｍの試験片を切り出した。
（ｉｉ）曲げ強度及び曲げ弾性率の測定
切り出した試験片を用いて、２３℃，湿度５０％の環境下で、支点間距離を８０ｍｍとし、速度５ｍｍ／ｍｉｎで３点曲げ試験を行って強度と弾性率を測定した。試験機としては、島津製作所製「オートグラフＡＧ－Ｘ ｐｌｕｓ １００ｋＮ」を用いた。得られた測定値３回分の平均値を曲げ強度と曲げ弾性率として採用した。
ＪＩＳ－Ｋ７０７４に規定する試験片寸法、試験方法に準じて測定した。
（ｉ）試験片の作成
得られた成形体から繊維方向と平行方向（０°）に長さ１００ｍｍ、幅１５ｍｍの試験片を切り出した。
（ｉｉ）曲げ強度及び曲げ弾性率の測定
切り出した試験片を用いて、２３℃，湿度５０％の環境下で、支点間距離を８０ｍｍとし、速度５ｍｍ／ｍｉｎで３点曲げ試験を行って強度と弾性率を測定した。試験機としては、島津製作所製「オートグラフＡＧ－Ｘ ｐｌｕｓ １００ｋＮ」を用いた。得られた測定値３回分の平均値を曲げ強度と曲げ弾性率として採用した。
（１５）成形体の引張強度及び引張弾性率
ＪＩＳ－Ｋ７１６５に規定する試験片寸法、試験方法に準じて測定した。
（ｉ）試験片の作成
得られた成形体から繊維方向と平行方向（０°）に長さ２００ｍｍ、幅１．２５ｍｍの試験片を切り出した。試験片の両端は、タブで補強した。タブはガラス繊維による織物とエポキシ樹脂との複合材を用い、タブのサイズは長さ５０ｍｍ、幅１．２５ｍｍとした。タブの接着剤として、（株）東京測器研究所製ＣＮ接着剤（汎用）を用いた。試験片にタブを接着した後、２３℃，湿度５０％の環境下で一晩静置した。
（ｉｉ）引張強度及び引張弾性率の測定
上記で作成した試験片を用いて、２３℃，湿度５０％の環境下で、つかみ具距離を１００ｍｍとし、速度２ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行って引張強度と引張弾性率を測定した。試験機としては、島津製作所製「オートグラフＡＧ－Ｘ ｐｌｕｓ １００ｋＮ」を用いた。ひずみゲージとして共和電業（株）製ＫＦＲＰＢ－５－１２０－Ｃ１－３ Ｌ３Ｍ２Ｒを取り付けた。得られた測定値３回分の平均値を引張強度と引張弾性率として採用した。
ＪＩＳ－Ｋ７１６５に規定する試験片寸法、試験方法に準じて測定した。
（ｉ）試験片の作成
得られた成形体から繊維方向と平行方向（０°）に長さ２００ｍｍ、幅１．２５ｍｍの試験片を切り出した。試験片の両端は、タブで補強した。タブはガラス繊維による織物とエポキシ樹脂との複合材を用い、タブのサイズは長さ５０ｍｍ、幅１．２５ｍｍとした。タブの接着剤として、（株）東京測器研究所製ＣＮ接着剤（汎用）を用いた。試験片にタブを接着した後、２３℃，湿度５０％の環境下で一晩静置した。
（ｉｉ）引張強度及び引張弾性率の測定
上記で作成した試験片を用いて、２３℃，湿度５０％の環境下で、つかみ具距離を１００ｍｍとし、速度２ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行って引張強度と引張弾性率を測定した。試験機としては、島津製作所製「オートグラフＡＧ－Ｘ ｐｌｕｓ １００ｋＮ」を用いた。ひずみゲージとして共和電業（株）製ＫＦＲＰＢ－５－１２０－Ｃ１－３ Ｌ３Ｍ２Ｒを取り付けた。得られた測定値３回分の平均値を引張強度と引張弾性率として採用した。
（実施例１）
複合紡績糸を製造するための各原料繊維を次のようにして用意した。
（連続強化繊維）
連続強化繊維（ａ１）として、東レ株式会社製ＰＡＮ系炭素繊維（「トレカＴ７００ＳＣ－１２０００」総繊度８０００ｄｔｅｘ、１２０００フィラメント、単糸繊度０．６６ｄｔｅｘ、引張強度４９００ＭＰａ、密度１．８０ｇ／ｃｍ３）を用いた。この連続強化繊維の分解温度は酸素雰囲気下で５００℃以上である。
複合紡績糸を製造するための各原料繊維を次のようにして用意した。
（連続強化繊維）
連続強化繊維（ａ１）として、東レ株式会社製ＰＡＮ系炭素繊維（「トレカＴ７００ＳＣ－１２０００」総繊度８０００ｄｔｅｘ、１２０００フィラメント、単糸繊度０．６６ｄｔｅｘ、引張強度４９００ＭＰａ、密度１．８０ｇ／ｃｍ３）を用いた。この連続強化繊維の分解温度は酸素雰囲気下で５００℃以上である。
（熱可塑性短繊維および紡績糸の作成）
ポリアミド６重合体（ＰＡ６）を紡糸して、１１００ｄｔｅｘ／５００フィラメントの長繊維（単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、密度１．１３ｇ／ｃｍ３）を得た。この長繊維を多数本集めてギロチン式カッターで５１ｍｍの長さに切断して短繊維を得た。前記ポリアミド６短繊維を１００％使って小原鉄工製混綿機を用いて混打綿した。その後、豊和製カード機を用いてカードスライバーとし、原織機製練条機に通して３７１．２ゲレン／６ｙｄのスライバーを得た。次いで豊田自動織機製粗紡機を用いて７．９倍のドラフトを掛け、１２４ゲレン／１５ｙｄの熱可塑性短繊維の粗糸を紡出した。この粗糸を鞘部（Ｂ）となる熱可塑性短繊維とした。前述の粗糸を、豊田自動織機製精紡機を用いて２４．９倍のドラフトを掛け、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）を３０／１で紡出した。この熱可塑性短繊維の融点は２２５℃であった。
ポリアミド６重合体（ＰＡ６）を紡糸して、１１００ｄｔｅｘ／５００フィラメントの長繊維（単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、密度１．１３ｇ／ｃｍ３）を得た。この長繊維を多数本集めてギロチン式カッターで５１ｍｍの長さに切断して短繊維を得た。前記ポリアミド６短繊維を１００％使って小原鉄工製混綿機を用いて混打綿した。その後、豊和製カード機を用いてカードスライバーとし、原織機製練条機に通して３７１．２ゲレン／６ｙｄのスライバーを得た。次いで豊田自動織機製粗紡機を用いて７．９倍のドラフトを掛け、１２４ゲレン／１５ｙｄの熱可塑性短繊維の粗糸を紡出した。この粗糸を鞘部（Ｂ）となる熱可塑性短繊維とした。前述の粗糸を、豊田自動織機製精紡機を用いて２４．９倍のドラフトを掛け、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）を３０／１で紡出した。この熱可塑性短繊維の融点は２２５℃であった。
（複合紡績糸の作成）
株式会社小関登商店製トライスピン紡績機（ＯＮ―２０００Ｈ）を用いて、総繊度１２９４３ｄｔｅｘの複合紡績糸を作製した。具体的には、図４の芯糸２として前述の連続強化繊維を供給し、鞘糸３として前述の熱可塑性短繊維の粗糸を６本供給し、ドラフト装置９で前述の熱可塑性短繊維の粗糸３に６．２倍のドラフトを掛けて、連続強化繊維２と重ね合わせて実質無撚りの芯鞘繊維束４とし、その後、押さえ糸５として前述の紡績糸をボビン８のスピンドル回転数１４２０ｒｐｍで芯鞘繊維束４にＳ撚で巻き付けて繊維束を結束し、複合紡績糸１を作製し、チーズ１３に巻き取った。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
株式会社小関登商店製トライスピン紡績機（ＯＮ―２０００Ｈ）を用いて、総繊度１２９４３ｄｔｅｘの複合紡績糸を作製した。具体的には、図４の芯糸２として前述の連続強化繊維を供給し、鞘糸３として前述の熱可塑性短繊維の粗糸を６本供給し、ドラフト装置９で前述の熱可塑性短繊維の粗糸３に６．２倍のドラフトを掛けて、連続強化繊維２と重ね合わせて実質無撚りの芯鞘繊維束４とし、その後、押さえ糸５として前述の紡績糸をボビン８のスピンドル回転数１４２０ｒｐｍで芯鞘繊維束４にＳ撚で巻き付けて繊維束を結束し、複合紡績糸１を作製し、チーズ１３に巻き取った。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
（一方向成形体の作製）
ラップリールワインダーを用いて、長さ４００ｍｍ、幅２２０ｍｍの金属枠に作成した複合糸を巻きピッチ１．５ｍｍとし、幅１５０ｍｍで巻き取った。これを（株）浅野製プレス成形機を使って金型温度２６５℃、圧力３ＭＰａで１０分間加熱圧縮成形し、一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
ラップリールワインダーを用いて、長さ４００ｍｍ、幅２２０ｍｍの金属枠に作成した複合糸を巻きピッチ１．５ｍｍとし、幅１５０ｍｍで巻き取った。これを（株）浅野製プレス成形機を使って金型温度２６５℃、圧力３ＭＰａで１０分間加熱圧縮成形し、一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
（実施例２）
連続強化繊維（ａ１）として、東レ株式会社製ＰＡＮ系炭素繊維（「トレカＴ３００Ｂ－１０００」総繊度６６０ｄｔｅｘ、１０００フィラメント、単糸繊度０．６６ｄｔｅｘ、引張強度３５３０ＭＰａ、密度１．７８ｇ／ｃｍ３）を用いた。この連続強化繊維の分解温度は酸素雰囲気下で５００℃以上である。鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）は実施例１と同じものを用い、実施例１と同じ装置を用いて実施例１と同様に作成した。ただし、実施例１では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に６本の粗糸に６．２倍のドラフトを掛けていたが、実施例２では、１本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから２１．３倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１０８４ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）として、東レ株式会社製ＰＡＮ系炭素繊維（「トレカＴ３００Ｂ－１０００」総繊度６６０ｄｔｅｘ、１０００フィラメント、単糸繊度０．６６ｄｔｅｘ、引張強度３５３０ＭＰａ、密度１．７８ｇ／ｃｍ３）を用いた。この連続強化繊維の分解温度は酸素雰囲気下で５００℃以上である。鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）は実施例１と同じものを用い、実施例１と同じ装置を用いて実施例１と同様に作成した。ただし、実施例１では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に６本の粗糸に６．２倍のドラフトを掛けていたが、実施例２では、１本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから２１．３倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１０８４ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
（実施例３）
連続強化繊維（ａ１）、鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）は実施例１と同じものを用いた。芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）を実施例１に記載の１２４ゲレン／１５ｙｄの粗糸を２本用いて１６．６倍でドラフトを掛け、１０／１で紡出した。実施例１と同じ装置を用いて実施例１と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維（ａ１）の内部に配置されるように１０／１の紡績糸を４本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４７：５３とした。また、実施例１では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に６本の粗糸に６．２倍のドラフトを掛けていたが、実施例３では、４本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから８．３倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１２９７８ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）、鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）は実施例１と同じものを用いた。芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）を実施例１に記載の１２４ゲレン／１５ｙｄの粗糸を２本用いて１６．６倍でドラフトを掛け、１０／１で紡出した。実施例１と同じ装置を用いて実施例１と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維（ａ１）の内部に配置されるように１０／１の紡績糸を４本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４７：５３とした。また、実施例１では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に６本の粗糸に６．２倍のドラフトを掛けていたが、実施例３では、４本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから８．３倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１２９７８ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
（実施例４）
連続強化繊維（ａ１）として、東レ株式会社製ＰＡＮ系炭素繊維「トレカＴ７００ＳＣ－６０００」総繊度４０００ｄｔｅｘ、６０００フィラメント、単糸繊度０．６６ｄｔｅｘ、引張強度４９００ＭＰａ、密度１．８０ｇ／ｃｍ３）を用いた。この連続強化繊維の分解温度は酸素雰囲気下で５００℃以上である。鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）は実施例３と同じものを用い、実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように１０／１の紡績糸を２本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４７：５３とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例４では、２本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから８．７倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度６５１１ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）として、東レ株式会社製ＰＡＮ系炭素繊維「トレカＴ７００ＳＣ－６０００」総繊度４０００ｄｔｅｘ、６０００フィラメント、単糸繊度０．６６ｄｔｅｘ、引張強度４９００ＭＰａ、密度１．８０ｇ／ｃｍ３）を用いた。この連続強化繊維の分解温度は酸素雰囲気下で５００℃以上である。鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）は実施例３と同じものを用い、実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように１０／１の紡績糸を２本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４７：５３とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例４では、２本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから８．７倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度６５１１ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。複合紡績糸の熱可塑性樹脂の含浸状態を図８の断面写真で示す。
（実施例５）
連続強化繊維（ａ１）は実施例１と同じものを用いた。熱可塑性短繊維の作成のために、ポリプロピレン重合体（ＰＰ）を紡糸して、１１００ｄｔｅｘ／５００フィラメントの長繊維（単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、密度０．９１ｇ／ｃｍ３）を得て、この長繊維を多数本集めてギロチン式カッターで５１ｍｍの長さに切断して短繊維を得た。前記ポリプロピレン短繊維を１００％使って小原鉄工製混綿機を用いて混打綿した。その後、豊和製カード機を用いてカードスライバーとし、原織機製練条機に通して３７０．０ゲレン／６ｙｄのスライバーを得た。次いで豊田自動織機製粗紡機を用いて７．７倍のドラフトを掛け、１２０ゲレン／１５ｙｄの熱可塑性短繊維の粗糸を紡出した。この粗糸を鞘部となる熱可塑性短繊維（Ｂ）とした。また、前述の粗糸を豊田自動織機製精紡機を用いて１６．１倍のドラフトを掛け、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）および芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）として２０／１で紡出した。この熱可塑性短繊維の融点は１６８℃であった。実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように２０／１の紡績糸を６本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４４：５６とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例５では、４本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから９．３倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１２０００ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）は実施例１と同じものを用いた。熱可塑性短繊維の作成のために、ポリプロピレン重合体（ＰＰ）を紡糸して、１１００ｄｔｅｘ／５００フィラメントの長繊維（単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、密度０．９１ｇ／ｃｍ３）を得て、この長繊維を多数本集めてギロチン式カッターで５１ｍｍの長さに切断して短繊維を得た。前記ポリプロピレン短繊維を１００％使って小原鉄工製混綿機を用いて混打綿した。その後、豊和製カード機を用いてカードスライバーとし、原織機製練条機に通して３７０．０ゲレン／６ｙｄのスライバーを得た。次いで豊田自動織機製粗紡機を用いて７．７倍のドラフトを掛け、１２０ゲレン／１５ｙｄの熱可塑性短繊維の粗糸を紡出した。この粗糸を鞘部となる熱可塑性短繊維（Ｂ）とした。また、前述の粗糸を豊田自動織機製精紡機を用いて１６．１倍のドラフトを掛け、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）および芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）として２０／１で紡出した。この熱可塑性短繊維の融点は１６８℃であった。実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように２０／１の紡績糸を６本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４４：５６とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例５では、４本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから９．３倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１２０００ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。また、複合紡績糸の熱可塑性樹脂の含浸状態を図７の断面写真で示す。
（実施例６）
連続強化繊維（ａ１）は実施例１と同じものを用いた。熱可塑性短繊維の作成のために、ポリカーボネート重合体（ＰＣ）を紡糸して、１５４０ｄｔｅｘ／２００フィラメントの長繊維（単糸繊度７．７ｄｔｅｘ、密度１．２ｇ／ｃｍ３）を得て、この長繊維を多数本集めてギロチン式カッターで５１ｍｍの長さに切断して短繊維を得た。前記ポリカーボネート短繊維を１００％使って小原鉄工製混綿機を用いて混打綿した。その後、豊和製カード機を用いてカードスライバーとし、原織機製練条機に通して３７５ゲレン／６ｙｄのスライバーを得た。次いで豊田自動織機製粗紡機を用いて７．８倍のドラフトを掛け、１２０ゲレン／１５ｙｄの熱可塑性短繊維の粗糸を紡出した。この粗糸を鞘部（Ｂ）となる熱可塑性短繊維とした。また、前述の粗糸２本を豊田自動織機製精紡機を用いて１６．０倍のドラフトを掛け、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）および芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）として１０／１で紡出した。この熱可塑性短繊維のガラス転移温度は１４９℃であった。実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように１０／１の紡績糸を４本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４４：５６とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例６では、４本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから８．０倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１３３３３ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）は実施例１と同じものを用いた。熱可塑性短繊維の作成のために、ポリカーボネート重合体（ＰＣ）を紡糸して、１５４０ｄｔｅｘ／２００フィラメントの長繊維（単糸繊度７．７ｄｔｅｘ、密度１．２ｇ／ｃｍ３）を得て、この長繊維を多数本集めてギロチン式カッターで５１ｍｍの長さに切断して短繊維を得た。前記ポリカーボネート短繊維を１００％使って小原鉄工製混綿機を用いて混打綿した。その後、豊和製カード機を用いてカードスライバーとし、原織機製練条機に通して３７５ゲレン／６ｙｄのスライバーを得た。次いで豊田自動織機製粗紡機を用いて７．８倍のドラフトを掛け、１２０ゲレン／１５ｙｄの熱可塑性短繊維の粗糸を紡出した。この粗糸を鞘部（Ｂ）となる熱可塑性短繊維とした。また、前述の粗糸２本を豊田自動織機製精紡機を用いて１６．０倍のドラフトを掛け、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）および芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）として１０／１で紡出した。この熱可塑性短繊維のガラス転移温度は１４９℃であった。実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように１０／１の紡績糸を４本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４４：５６とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例６では、４本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから８．０倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１３３３３ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
（実施例７）
連続強化繊維（ａ１）は実施例１と同じものを用いた。熱可塑性短繊維の作成のために、ポリフェニレンサルファイド重合体（ＰＰＳ）を紡糸して、１１００ｄｔｅｘ／５００フィラメントの長繊維（単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、密度１．３５ｇ／ｃｍ３）を得て、この長繊維を多数本集めてギロチン式カッターで５１ｍｍの長さに切断して短繊維を得た。前記ポリフェニレンサルファイド短繊維を１００％使って小原鉄工製混綿機を用いて混打綿した。その後、豊和製カード機を用いてカードスライバーとし、原織機製練条機に通して３７１ゲレン／６ｙｄのスライバーを得た。次いで豊田自動織機製粗紡機を用いて７．４倍のドラフトを掛け、１２５ゲレン／１５ｙｄの熱可塑性短繊維の粗糸を紡出した。この粗糸を鞘部（Ｂ）となる熱可塑性短繊維とした。また、前述の粗糸２本を豊田自動織機製精紡機を用いて３３．４倍のドラフトを掛け、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）および芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）として２０／１で紡出した。この熱可塑性短繊維の融点は２７７℃であった。実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように２０／１の紡績糸を９本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４４：５６とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例７では、４本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから６．４倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１４０００ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）は実施例１と同じものを用いた。熱可塑性短繊維の作成のために、ポリフェニレンサルファイド重合体（ＰＰＳ）を紡糸して、１１００ｄｔｅｘ／５００フィラメントの長繊維（単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、密度１．３５ｇ／ｃｍ３）を得て、この長繊維を多数本集めてギロチン式カッターで５１ｍｍの長さに切断して短繊維を得た。前記ポリフェニレンサルファイド短繊維を１００％使って小原鉄工製混綿機を用いて混打綿した。その後、豊和製カード機を用いてカードスライバーとし、原織機製練条機に通して３７１ゲレン／６ｙｄのスライバーを得た。次いで豊田自動織機製粗紡機を用いて７．４倍のドラフトを掛け、１２５ゲレン／１５ｙｄの熱可塑性短繊維の粗糸を紡出した。この粗糸を鞘部（Ｂ）となる熱可塑性短繊維とした。また、前述の粗糸２本を豊田自動織機製精紡機を用いて３３．４倍のドラフトを掛け、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）および芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）として２０／１で紡出した。この熱可塑性短繊維の融点は２７７℃であった。実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように２０／１の紡績糸を９本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４４：５６とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例７では、４本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから６．４倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１４０００ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
（実施例８）
連続強化繊維（ａ１）は実施例１と同じものを用いた。熱可塑性短繊維の作成のために、ポリイミド重合体（ＰＩ）を紡糸して、１１００ｄｔｅｘ／５００フィラメントの長繊維（単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、密度１．４ｇ／ｃｍ３）を得て、この長繊維を多数本集めてギロチン式カッターで５１ｍｍの長さに切断して短繊維を得た。前記ポリイミド短繊維を１００％使って小原鉄工製混綿機を用いて混打綿した。その後、豊和製カード機を用いてカードスライバーとし、原織機製練条機に通して３６９．０ゲレン／６ｙｄのスライバーを得た。次いで豊田自動織機製粗紡機を用いて７．４倍のドラフトを掛け、１２５ゲレン／１５ｙｄの熱可塑性短繊維の粗糸を紡出した。この粗糸を鞘部（Ｂ）となる熱可塑性短繊維とした。また、前述の粗糸２本を豊田自動織機製精紡機を用いて３３．４倍のドラフトを掛け、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）および芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）として２０／１で紡出した。この熱可塑性短繊維の融点は２７７℃であった。実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように２０／１の紡績糸を９本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４３：５７とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例８では、４本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから６．１倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１４１９８ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）は実施例１と同じものを用いた。熱可塑性短繊維の作成のために、ポリイミド重合体（ＰＩ）を紡糸して、１１００ｄｔｅｘ／５００フィラメントの長繊維（単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、密度１．４ｇ／ｃｍ３）を得て、この長繊維を多数本集めてギロチン式カッターで５１ｍｍの長さに切断して短繊維を得た。前記ポリイミド短繊維を１００％使って小原鉄工製混綿機を用いて混打綿した。その後、豊和製カード機を用いてカードスライバーとし、原織機製練条機に通して３６９．０ゲレン／６ｙｄのスライバーを得た。次いで豊田自動織機製粗紡機を用いて７．４倍のドラフトを掛け、１２５ゲレン／１５ｙｄの熱可塑性短繊維の粗糸を紡出した。この粗糸を鞘部（Ｂ）となる熱可塑性短繊維とした。また、前述の粗糸２本を豊田自動織機製精紡機を用いて３３．４倍のドラフトを掛け、押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）および芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）として２０／１で紡出した。この熱可塑性短繊維の融点は２７７℃であった。実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように２０／１の紡績糸を９本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４３：５７とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例８では、４本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから６．１倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１４１９８ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
（実施例９）
連続強化繊維（ａ１）、鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）は実施例６と同じものを用い、実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように１０／１の紡績糸を６本配置し、芯部である連続強化繊維の内側の紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝６７：３３とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例９では、２本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから７．９倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１３３３３ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）、鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）は実施例６と同じものを用い、実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように１０／１の紡績糸を６本配置し、芯部である連続強化繊維の内側の紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝６７：３３とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例９では、２本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから７．９倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１３３３３ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
（実施例１０）
連続強化繊維（ａ１）として、東レ株式会社製ＰＡＮ系炭素繊維「トレカＴ７００ＳＣ－２４０００」総繊度１６５００ｄｔｅｘ、２４０００フィラメント、単糸繊度０．６６ｄｔｅｘ、引張強度４９００ＭＰａ、密度１．８０ｇ／ｃｍ３）を用いた。この連続強化繊維の分解温度は酸素雰囲気下で５００℃以上である。鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）は実施例６と同じものを用い、実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように１０／１の紡績糸を２０本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比はａ２：（Ｂ＋Ｃ）＝４６：５４とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例１０では、１０本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから３．７倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度４２１６７ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）として、東レ株式会社製ＰＡＮ系炭素繊維「トレカＴ７００ＳＣ－２４０００」総繊度１６５００ｄｔｅｘ、２４０００フィラメント、単糸繊度０．６６ｄｔｅｘ、引張強度４９００ＭＰａ、密度１．８０ｇ／ｃｍ３）を用いた。この連続強化繊維の分解温度は酸素雰囲気下で５００℃以上である。鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）は実施例６と同じものを用い、実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように１０／１の紡績糸を２０本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比はａ２：（Ｂ＋Ｃ）＝４６：５４とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例１０では、１０本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから３．７倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度４２１６７ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
（実施例１１）
連続強化繊維（ａ１）として、日本板硝子製ガラスロービング（高強度・高弾性ガラス繊維）「ＲＭＲ０６０Ｘ－ＲＷ３７０Ｋ－Ｃ」、総繊度６０００ｄｔｅｘ、１７５０フィラメント、繊維径１３μｍ、引張強度４３００ＭＰａ、密度２．５８ｇ／ｃｍ３）を用いた。この連続強化繊維の分解温度は酸素雰囲気下で５００℃以上である。鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）は実施例５と同じものを用い、実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように２０／１の紡績糸を３本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４２：５８とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例１１では、２本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから１０．４倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度８０９３ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）として、日本板硝子製ガラスロービング（高強度・高弾性ガラス繊維）「ＲＭＲ０６０Ｘ－ＲＷ３７０Ｋ－Ｃ」、総繊度６０００ｄｔｅｘ、１７５０フィラメント、繊維径１３μｍ、引張強度４３００ＭＰａ、密度２．５８ｇ／ｃｍ３）を用いた。この連続強化繊維の分解温度は酸素雰囲気下で５００℃以上である。鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）は実施例５と同じものを用い、実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維の内部に配置されるように２０／１の紡績糸を３本配置し、芯部（Ａ）の一部を構成する紡績糸（ａ２）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ２）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４２：５８とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例１１では、２本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから１０．４倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度８０９３ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
（実施例１２）
連続強化繊維（ａ１）、鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）は実施例１と同じものを用いた。連続強化繊維と混繊させる熱可塑性短繊維群として、実施例１に記載の３７１．２ゲレン／６ｙｄのスライバーを、豊田自動織機製粗紡機を用いて１１．６倍のドラフトを掛け、８０ゲレン／１５ｙｄの粗糸を用いた。実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維は直径１ｃｍのローラーに４回通し、熱可塑性短繊維群（ａ３）と合わせることで紡出時のテンションにより集束し、芯部が混繊される。連続強化繊維と混繊された熱可塑性短繊維群（ａ３）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ３）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４２：５８とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例１２では、６本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから６．８倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１５５３３ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
連続強化繊維（ａ１）、鞘部（Ｂ）、及び押さえ糸とする紡績糸（Ｃ）は実施例１と同じものを用いた。連続強化繊維と混繊させる熱可塑性短繊維群として、実施例１に記載の３７１．２ゲレン／６ｙｄのスライバーを、豊田自動織機製粗紡機を用いて１１．６倍のドラフトを掛け、８０ゲレン／１５ｙｄの粗糸を用いた。実施例１と同じ装置を用いて実施例３と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、連続強化繊維は直径１ｃｍのローラーに４回通し、熱可塑性短繊維群（ａ３）と合わせることで紡出時のテンションにより集束し、芯部が混繊される。連続強化繊維と混繊された熱可塑性短繊維群（ａ３）と鞘部（Ｂ）および紡績糸（Ｃ）の質量比は（ａ３）：（（Ｂ）＋（Ｃ））＝４２：５８とした。また、実施例３では、熱可塑性短繊維の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に４本の粗糸に８．３倍のドラフトを掛けていたが、実施例１２では、６本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから６．８倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１５５３３ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。
（比較例１）
比較例１は、押さえ糸として熱可塑性長繊維を用いた例である。
連続強化繊維（ａ１）、鞘部（Ｂ）は実施例１と同じものを用いた。熱可塑性長繊維として、２２２ｄｔｅｘ、２４フィラメント（単糸繊度９．３ｄｔｅｘ、密度１．１３ｇ／ｃｍ３）セミダルの市販ポリアミド６（ＰＡ６）の長繊維（生糸）を用いた。この熱可塑性長繊維の融点は２２５℃であった。実施例１と同じ装置を用いて実施例１と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、実施例１では、熱可塑性短繊維の６本の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に粗糸に６．２倍のドラフトを掛けていたが、比較例１では、６本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから５．９倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１３０２２ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
比較例１は、押さえ糸として熱可塑性長繊維を用いた例である。
連続強化繊維（ａ１）、鞘部（Ｂ）は実施例１と同じものを用いた。熱可塑性長繊維として、２２２ｄｔｅｘ、２４フィラメント（単糸繊度９．３ｄｔｅｘ、密度１．１３ｇ／ｃｍ３）セミダルの市販ポリアミド６（ＰＡ６）の長繊維（生糸）を用いた。この熱可塑性長繊維の融点は２２５℃であった。実施例１と同じ装置を用いて実施例１と同様に複合紡績糸を作成した。ただし、実施例１では、熱可塑性短繊維の６本の粗糸を連続強化繊維と重ね合わせる際に粗糸に６．２倍のドラフトを掛けていたが、比較例１では、６本の粗糸を連続強化繊維束と重ね合わせてから５．９倍のドラフトを掛けるように変更することで、総繊度１３０２２ｄｔｅｘの複合紡績糸を作成した。得られた複合紡績糸の詳細及び評価結果を表１に示す。
この複合紡績糸を用いて実施例１と同様の装置で一方向成形体を１枚作製した。この成形体の詳細及び評価結果を表１に示す。複合紡績糸の熱可塑性樹脂の含浸状態を図９の断面写真で示す。
表１からわかるように、本発明の条件を満足する実施例１～１２の複合紡績糸は、成形体の繊維配向に優れ、特に芯部を熱可塑性短繊維と連続強化繊維で構成する実施例３～１２の複合紡績糸は、成形体の断面における連続強化繊維の分散性に優れていた。また、実施例１～１２の複合紡績糸から作成された成形体は、外観、空洞率、強度、弾性率の全ての項目について満足のいく結果が得られた。これに対して、押さえ糸を熱可塑性長繊維とした比較例１は、成形体における連続強化繊維の配向に劣り、連続強化繊維の本来持つ強度を十分に発揮できなかった。
本発明の複合紡績糸は、強度、紡績性に優れるので、加熱溶融して繊維強化プラスチックの成形体とした場合に成形性、強度、物性の均一性に優れたものを提供することができる。
１ 複合紡績糸
２ 連続強化繊維
３ 熱可塑性短繊維
４ 芯鞘繊維束
５ 紡績糸
６ 複合紡績糸
７ 紡績糸
８ 二重芯鞘繊維束
９ ドラフト装置
１０ ガイド
１１ 中空ボビン
１２ フィードローラ
１３ チーズ
１４ 熱可塑性短繊維
１５ 芯鞘繊維束
１６ 複合紡績糸
２ 連続強化繊維
３ 熱可塑性短繊維
４ 芯鞘繊維束
５ 紡績糸
６ 複合紡績糸
７ 紡績糸
８ 二重芯鞘繊維束
９ ドラフト装置
１０ ガイド
１１ 中空ボビン
１２ フィードローラ
１３ チーズ
１４ 熱可塑性短繊維
１５ 芯鞘繊維束
１６ 複合紡績糸
Claims (11)
- 少なくとも連続強化繊維（ａ１）を含む芯部（Ａ）と、熱可塑性短繊維からなる鞘部（Ｂ）とから形成された実質的に無撚りの繊維束に、熱可塑性短繊維からなる紡績糸（Ｃ）が巻付けられていることを特徴とする繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
- 芯部（Ａ）が、連続強化繊維（ａ１）のみから構成されることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
- 芯部（Ａ）が、熱可塑性短繊維からなる紡績糸（ａ２）と、紡績糸（ａ２）を被覆するように配置された連続強化繊維（ａ１）とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
- 芯部（Ａ）が、連続強化繊維（ａ１）と熱可塑性短繊維（ａ３）を混合して構成されることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
- 連続強化繊維（ａ１）が、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、ＰＢＯ繊維、及びアラミド繊維からなる群から選択される少なくとも一種の繊維であり、複合紡績糸中の連続強化繊維（ａ１）の混率が２０～８０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
- 鞘部（Ｂ）を構成する熱可塑性短繊維、及び紡績糸（Ｃ）を構成する熱可塑性短繊維の各々が、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、及びポリヒドロキシエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
- 紡績糸（ａ２）を構成する熱可塑性短繊維が、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、及びポリヒドロキシエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項３に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
- 紡績糸（ａ２）と、鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）との質量比（（ａ２）：（Ｂ）＋（Ｃ））が、７０：３０～３０：７０であることを特徴とする請求項３に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
- 熱可塑性短繊維（ａ３）が、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、及びポリヒドロキシエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項４に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
- 熱可塑性短繊維（ａ３）と、鞘部（Ｂ）及び紡績糸（Ｃ）との質量比（（ａ３）：（（Ｂ）＋（Ｃ）））が、７０：３０～３０：７０であることを特徴とする請求項４に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
- 複合紡績糸の総繊度が５００～５００００ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06294033A (ja) * | 1993-04-06 | 1994-10-21 | Toyobo Co Ltd | 熱可塑性コンポジット用ハイブリッド成形材料 |
| JPH07243140A (ja) * | 1994-03-02 | 1995-09-19 | Toray Ind Inc | 複合紡績糸およびその製造方法 |
| JP2011073402A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Toyota Industries Corp | 繊維強化複合材料のプリフォーム及びその製造方法 |
| JP2024151410A (ja) * | 2023-04-12 | 2024-10-25 | 東洋紡株式会社 | 繊維強化熱可塑性プラスチック用複合紡績糸及びそれを用いた成形体の製造方法 |
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