JPH02269826A - 複合成形用前駆体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用９呵） 本発明は、空どう率が少（、引張強度及び層間剥離強度
の大きい複合成形用前駆体及びその製造方法に関する。

（従来の技術） 熱Ｉ１１塑性樹脂と強化材からなる複合成形用前駆体に
ついては熱可塑性樹脂を該強化材に含浸せしめたものが
いろいろ提案されている。例えば、ガラス繊維とナイロ
ンフィラメントをカセ状に合せ巻取ったも（Ｄ　（ＧＢ
　　１２００３４２）　、：／ｆテラス維ストランドを
静電気を利用して開繊し、熱ｔｊ（塑性樹脂の粉末を付
着した後加熱溶融し、テープ状ストランドを成形するも
の（特公昭４７〜３６４８７号公報）、熱可塑性樹脂の
粉末を付着させた強化繊維のストランドに柔軟性熱ｉ’
ｉＪ塑性樹脂を被覆コーティングした柔軟性ストランド
を製造し、該柔軟性ストランドを用いて織物等にして熟
成形するもの（特開昭８Ｏ−３Ｅ３１５ｅ号公＋Ｖ）、
さらに、弾性率５　ｔ　／　ｍａ以１−の強化繊維材料
炭素繊維５〜５０重電％と、成形条件下で溶融可能の熱
可塑性繊維伏マトリックス屯合体９５〜５０％よりなり
肉繊維が均・に混合された炭素繊維強化複合材料成形用
混合繊維マット（特公昭８２−１９６９号公＋１）や炭
素繊維などの強化材を芯にしてそのまわりを熱ＩＩＩ塑
性繊維でカバリングしたカバード糸で編織物を作り、ハ
カドで加熱成形するもの（ＧＢ−２１０５２４７）、強
化繊維と熱ｔ−＋１塑性繊維をエアーにより開繊し混合
するもの（特開昭８０−２０９０３３シン公＋Ｖ）等が
提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ＧＢ−１２００３４２，４７−３８４６７、特開昭６０
−３６１５６、特公昭６２−１９６９、ＧＢ２１０５２
４７．６０−２０９０３３に提案されている特許は、い
ずれも長繊維の補強繊維を強化材として用いておりこれ
らの前駆体より成形して得られた複合成形物は、層間剥
離強度が低いという欠点を有している。本発明は層間剥
離強度の高い複合成形物を得るための複合成形用前駆体
及びその製造方法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、かかる問題点を解決する （＋）　　成形条件下で溶融４能な熱可塑性有機繊維と
、補強用短繊維及び補強用長繊維が混合されている複合
糸で構成される複合成形用前駆体及び、■　成形条件下
で溶融可能の、４／１１丁塑性有機繊維と補強用短繊維
及び補強用短繊維が混合されている複合糸で構成される
複合成形前駆体及び成形条件下で溶融可能な熱１−ＩＩ
塑性有機繊維と補強用短繊維が混合した繊維束を精紡機
でドラフトとフロントローラーから紡出する際、補強用
長繊維を開繊し前記フロントローラーの１−流からｌＯ
〜６０市ｒｒｔ％占めるよう供給することを特徴とする
成形のための前駆体用Ｎ合糸の製造方法である。

以ドに本発明の詳細な説明する。

本発明における前駆体は前記複合糸が−・方向に引揃え
られた帯状物あるいは繊維状物である。

補強用繊維中に熱可塑性有機繊維及び補強用短繊維が４
４合されている複合糸であるため、成形条件下において
熱１１塑性イｆ機繊維が溶融し補強用繊維中に浸透し、
空どう率が少くなる。また補強用長繊維は繊維の長さ力
向の補強効果を、補強用短繊維は、繊維がラングｌ、に
配回しているため、長繊維の長さ方向に対して直角方向
の補強効果を発揮する。補強用繊維としてはその融点が
熱可塑性繊維の融点より高く、望ましくは、２０℃以１
−高い繊維が用いられる。例えばポリパラフェニレンテ
レフタルアミド繊維、ポリメタフェニレンテレフタルア
ミド繊維、ガラス繊維などが挙げられる。

補強用繊維の占める割合は、１５〜８０重１４％が望し
い。１５　ｍ　：１％未満の場合は成形後の複合材料の
引張強度が弱く、８０　ｍ　ｌｉｋ％以ｌ−の場合は熱
可塑性繊維との混合状態が悪（なり、ひいては引張り強
度が低くなるので好ましくない。補強用短繊維は前駆体
重量に対し少なくとも５％含有しかつ補強用短繊維と補
強用長繊維の比率は、補強用短繊維／補強用長繊維はＩ
／１０〜３／４好ましくは局〜％の範囲が望しい。Ｉ／
４より小さい場合は補強用短繊維の補強効果が小さく、
層間剥離強度が低くなる。３／４より大きい場合は、補
強用長繊維の補強効果が小さく、引張強度が低くなる。

補強用短繊維の繊維長は１０〜１２０−■が適用され望
ましくは２０〜４０　、、である１２０關より長い場合
は精紡が難しく、１０．冒以ドでは補強効果が少い。

他方熱ｕｊ塑性イ１″機繊維の割合は８５〜２０市：□
１％が望しい。２０　ｊｒ（ｔル％未満では樹脂の接着
剤としての効果が少なく、８０１’＜ｉｔ％以１−では
、補強繊維の補強効果が少く引張強度が低ドする。この
熱ｉ＋Ｊ塑性有機繊維としてはポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィ゛ン類、ナイロン６、ナイロン
６６等のポリアミド類、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ーテル ド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン
等の高耐熱ポリマーなどのほとんどの繊維の適用が可能
である。前記補強繊維の単繊維太さは１〜１０デニール
が好ましく、さらには、２〜３デニールが好ましい。ま
た、前記熱ＩＩ丁塑性有機繊維の太さは１〜１０デニー
ルが好ましく、さらには２〜３デニールが好ましい。こ
れは、空どう率を少なくして、優れた複合材料を得るた
めである。ここに混合とは、前記補強繊維と熱ｉ＋Ｊ塑
性有機繊維が入りまじって集合していることをいうが、
これは、熱０丁塑性有機繊維を溶融したときに空どう率
をドげるためである。

前記複合糸の撚係数（インチ式）として２〜４の範囲の
ものが好ましく、さらには２．５〜３．５の範囲が好ま
しい。

また複合糸の太さは英弐番Ｔで１〜５０′Ｓが好ましく
、含まれる補強繊維の数は１０〜１０００本、さらに好
ましくは１００〜６００本である。

これは、加■二性、生産性の点から特に編織［−程及び
溶融成形において、加１１しやすいとの理１１１にもと
ず（ものである。

次に前記複合糸を用いて織物を製織するに際し、組織と
しては王原組織である〜１１織、綾織、朱ｒ織、はもち
ろんのこと、［１技、平織、からみ織、模紗織等用途に
より種々の織組織が考えられるがこれらに限定されるも
のではない。さらに溶融成形シートを・方向強化材また
は斜交積層板として使用する場合には、経糸および緯糸
のどちらか・方、好ましくは経糸に、波腹合糸を用い、
他の　力に該Ｎ合糸に用いたものと同種類の熱可塑性有
機繊維を用いて製織し、所定枚数、所定角度に積層した
後、溶融成形することにより達成される。

また該複合糸を−・方向に引揃えヒートプレスにより一
方向強化シートを作成してもよい。該複合糸を用いて、
編地を構成するに際して経編、丸編、横編のいずれの方
式でも良くまたいがなる編組織でも良い。なお前記編織
物の１１付は１００〜１．０００ｇ／ｆｆ／が好ましい
。とくに好ましくは２００〜８００　ｇ／♂である。こ
こで複合糸の製造法について説明する。成形条件下で溶
融可能な熱可塑性６機ステープルファイバー及び補強用
短繊維を混打綿で混合し、カードＥ程、線条工程を経て
粗糸を製造する。粗糸を精紡機で紡出する際に補強用長
繊維も開繊し、前記精紡機のフロントローラーの１−流
から供給して、前記ドラフトされつつある熱ｉｆｆ塑性
塑性様ステープルファイバーと補強用短繊維の混合繊維
型とを小゛ねて集東例えば加熱してＮ合糸とする。開繊
の１段としては、５００ボルト以１―好ましくは１ｏｏ
ｏボルト以１〕の主１をかけて開繊する電気開繊法、＋
ｌ’ｌ記補強用１＜繊維に張力をかけついで弛緩して開
繊する緊張弛緩法があげられるが、前記の電気開繊法が
安定して開繊できる点で好ましい。

以ｌ゛のようにして得られたＦＭ合成形用／−トを用い
て成形する例を以ドに小す。前記複合成形用シートは、
２次側１．プロセスにおける使用のために所定の大きさ
に裁断され、成形品の屯（１１に等しくなる枚数中ねて
ブランクとされる。次いで熱可塑性有機繊維の軟化点よ
り高い温度、好ましくは該熱＋−１工塑性有機繊維を溶
融させるに１−分な温度にＹ・熱された該ブランクをチ
ャージする。最後に金型をプレスして所望の形態に成形
する。プレス圧力は通常、投影面積に対して、５０〜１
５０ｋｇ／ｍ１が必要であり、加圧速度は速いほど好ま
しく、１〜２秒が好適である。金型の温度は、熱可塑性
有機繊維の融点以ドが好ましく、冷却時間は成型品のも
っとも厚い部分の厚さにより決定される。

また該複合成形用シートはあらかじめ熱間プレスロール
等により、熱ＩＩＩ塑性有機繊維を溶融含浸せしめたも
のをブランクに使用し、−Ｙ・熱温度を熱ＩＩ）塑性有
機繊維の融点以下とし塑性変形による固相スタンピング
に供することもできる。

（実施例） 実施例１〜３ 補強用短繊維としてポリパラフェニレンテレフタルアミ
ドの３デニール、５１．冒の等長カット及びポリエチレ
ンテレフタレート短繊維３デニール、５１、、の等長カ
ットのファイバーを（但し補強用短繊維は補強用繊維中
の割合が表１のようになるよう調整）混打綿、カード、
線条、和紡の各に稈を通じて組糸を製造し、ついで精紡
機に仕掛けて、紡出する際、補強用長繊維として、ポリ
パラフェニレンテレフタルアミド繊維のマルチフィラメ
ント糸に５０００ボルトの電圧をかけて開繊し、精紡Ｊ
ａ　ノア０ンドローラーＩｔ流から供給してドラフトさ
れつつある１１糸に市ねて加燃して巻き取り複合糸を製
造した。補強用長繊維と補強用短繊維の割合は表１に小
すように調整した。

ついで該複合糸を経糸に用い、ＩＦＪ記のポリエチレン
テレフタレートステーブルフトイバーと同一の極限粘度
を有するポリエ千レンマルチフィラメント糸を緯糸に用
い、第１表の補強繊維含イ１゛率に調整して：５Ｊ＆Ｉ
Ｌだ。

該・ト織物より２０　ａｍ　Ｘ　２０　ｃ■の・Ｊ−法
で切り出したシートを３枚積層してプラントとし、８０
°Ｃ１１６時間、０．ｌ■ｗ＋Ｈｇ以ドの条件でｌ゛〔
空乾燥をＪｘＺった。この積層シートをｒ・め３００℃
に加熱した金型に充填し軽荷重で３〜５分間ｒ熱し、溶
融し、次いで５０〜７０　ｋｇｆ　／　ｃｒｉｌの圧力
で加熱圧縮成形を行った。金型から取り出す前に加圧ド
で６０℃まで急冷した。以１−のＬ段で溶融成形するこ
とにより、複合糸及び緯糸に用いたポリエチレンテレフ
タレートステープルファイバーは、溶融含浸され、ポリ
パラフェニレンテレフタルアミド繊維のみが強化剤とし
て残った強化積層板を得た。該強化積層板について、繊
維含イｆ）Ｎ（溶融温度を熱可塑性自゛機繊この融点具
−１〕４５０℃未満の温度にて、Ｊ　Ｉ　５Ｋ７０５２
に準拠）と、引張強度（Ｊ　Ｔ　５Ｋ７０５４に準拠）
、及び層間剥離強度を測定して第１表に示した。

なお、従来法として、ポリバラフェニレンテレフタルア
ミド繊維のマルチフィラメント糸（３８０デニール、２
６０フイラメント）を芯糸とし、ポリエチレンテレフタ
レートマルチフィラメント糸をさや糸として、前者゛の
割合を４２重量％となるようにしてカバード糸を製造し
、該カバード糸を経糸とし、緯糸として実施例と同じマ
ルチフィラメント糸を用いて、実施例と同じ方法で強化
積層板を製造し、同様にして、繊維含有率、空どう率、
引張強度、層間剥離強度を測定して第１表に示した。第
１表中で、実施例１〜３は本発明に係り、比較例１〜２
は本の範囲を外れるものである。

以ド余白 （発明の効果） 本発明による前駆体を用いた成形体は、複合成形体中に
補強繊維として長繊維と短繊維が共存していることによ
り、長繊維の配列方向だけでなく、該方向に対して直角
の方向及び、重置方向への補強効果が人き（、層間剥離
強力の大きい複合成形体を特徴する

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形条件下で溶融可能な熱可塑性有機繊維と、補
   強用短繊維及び補強用長繊維が混合されている複合糸で
   構成される複合成形用前駆体。
2. （２）成形条件下で溶融可能な熱可塑性有機短繊維と、
   補強用短繊維が混合した繊維束を精紡機でドラフトしフ
   ロントローラーから紡出する際、補強用長繊維を開繊し
   前記フロントローラーの上流から１０〜６０重量％占め
   るよう供給することを特徴とする前駆体用複合糸の製造
   方法。