JPH0455436A - ポリエステル複合繊維材料 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱可塑性樹脂をマトリックスとする、簡易かつ
経済的に得られる複合材料ならびに複合材料用複合繊維
に関する。

〔従来の技術〕

熱可塑性樹脂をマトリックスとする複合材料は熱硬化性
樹脂マ）　ＩＪソックスそれと比べた場合、硬化処理が
不要であること、より強靭であること、シェルフライフ
が長いこと、成形での職場環境がクリーンであること等
の長所がある。しかし熱可塑性樹脂は一般に粘度が高い
ので強化繊維をマトリックスで均一に含浸させることは
かなり困難である。そのため繊維を一軸方向に引き揃え
た状態で特別な工夫を施した方法で溶融ポリマーを含浸
させた複合成形材料が開発されてきている。しかしこの
方式では、含浸した成形材は剛くて製織、製編、製紐な
どのプロセスを通すことが困難であるという欠点を有す
る。一方マトリックス繊維と強化繊維とを単繊維レベル
で混繊した混繊糸、索切混紡糸等が開発されている。こ
れらは製織等も容易であり、含浸もかなり速やかに行う
ことができるが、実用的立場からより一層簡易に含浸で
きる材料が望まれていた。

〔本発明が解決しようとする課題〕

本発明は製織などのテキスタイル加工が極めて容易に行
えると共に含浸が極めて簡易（低圧力、短時間）に行え
る複合材料用材料と、含浸工程を通すことによって得ら
れる複合材料を提供しようとする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はポリエチレンテレフタレートが鞘部、ポリエチ
レンナフタレートが芯部である。芯鞘型複合繊維の集合
体をポリエチレンナフタレートは溶融せず、ポリエチレ
ンテレフタレートは溶融する温度域で加熱し加圧するこ
とによって得られる、ポリエチレンテレフタレートがマ
トリックス成分、すなわち技術的に確立された芯鞘型複
合溶融紡糸技術を用い、モジュラスの大きいポリエチレ
ンナフタレートを芯とし、これと操業性が高く広くタレ
ートが溶融し、ポリエチレンナフタレートが非溶融の温
度域で、これを加圧することによって前者がマ）　ＩＪ
ソックス分、後者が強化繊維である複合材料を得る。

本発明ではポリエチレンテレフタレートを鞘部、ポリエ
チレンナフタレートを芯部とする芯鞘型複合繊維を作る
。鞘部のポリエチレンテレフタレートとはポリエチレン
テレフタレートの繰り返し単位を主成分とする共重合体
であってもよく、ポリエチレンテレフタレート又は本共
重合体を主成分芯鞘複合繊維における鞘部のポリエチレ
ンテレフタレートが非晶質であり、芯部のポリエチレン
ナフタレートが配向結晶化している芯鞘型複合繊維であ
る。

方が好ましい。それは非結晶質の方が含浸工程又は含浸
成形工程での加熱域の下限温度をより低くとれると共に
、鞘部を溶融するに必要なエネルギーが少くてすむから
である。芯部のポリエチレンナフタレートとはポリエチ
レンナフタレートの繰り返し単位を主成分とする共重合
体であってもよく、ポリエチレンナフタレート又は本共
重合体を主成分とする混合体であってもよい。

芯部のポリエチレンナフタレートは配向結晶化している
ことが必要である。鞘部が非晶質のポリエチレンテレフ
タレート、芯部が配向結晶化したポリエチレンナフタレ
ートである複合繊維を実現する方法の具体的について説
明する。まず通常に芯鞘型の複合繊維を作る方法で同成
分を溶融紡糸法で押出する。この際適当範囲の高速（例
えば単繊維デニール８では３０００〜４０００ｍ／分）
で引き取ればよい。また他の方法としては１５０〜１８
０°Ｃの温度域で未延伸の複合繊維を３．５倍以上延伸
する方法が挙げられる。

こうして得られた複合繊維の集合体を、芯部のポリエチ
レンナフタレートは溶融せず鞘部のポリエチレンテレフ
タレートが溶融する温度域（２５５〜２７５℃）で加熱
し、加圧することによってポリエチレンテレフタレート
がマトリックス、ポリエチレンナフタレートが強化材で
ある複合材料が得られる。以下にこのことに関してより
具体例を挙げつつ説明する。

本複合繊維のマルチフィラメント糸を上記の適正性度域
まで加熱した後第１図のように複数個の溝付きのロール
を張力下で通すことによってコンポジットのモノフィラ
メントを得ることができる。

また本複合繊維ロービング（束）を適性域に加熱後第２
図のように複数個のロールを張力下で通すことによって
いわゆるプリプレグテープを得ることができる。また第
３図のように適性域に加熱後雄雌のかん合するロール対
を通すことにより、ロッド状物、プレート等を得ること
ができる。また適当な断面形状と寸法ロッド状物を例え
ば１０ｍ−間隔に切断していわゆる長繊維エンプラ用ベ
レットを作ることもできる。

また本複合繊維ロービングを適温域に加熱しつつマンド
レル上に加圧しつつ又は張力下で巻き上げることによっ
ていわゆるフィラメントヮインディング成形もできる。

また本複合繊維ロービング又は細長いテープ状物（織物
、組物その他）を適温加熱し、ダイを通し引き抜くこと
によりいわゆるプルトルージョン成形もできる。また本
複合繊維の糸又はロービングから作られた織物、編物、
組物等や、ロービング束を、型上に適温下で加圧成形す
ることによって含浸と成形を同時に行ってもよい。また
本複合繊維を切断したりランダム的に振り落して不織布
状ウェブを作ったり、これらウェブと本複合繊維ロービ
ング束を組合せたりしてこれらを加熱加圧して含浸した
シートを作り成形用含浸シートを得ることもできる。ま
た本複合繊維からの布状物を加熱加圧して成形用含浸シ
ートを得ることもできる。以上いろいろな種類の成形材
の製法や成形法が挙げられるがこれらに限定されるわけ
ではない。

本複合繊維自体を熱硬化型ＦＲＰの強化材として単独又
は他の強化材（ガラス繊維等）と併用して用いることも
できる。この場合本複合繊維はコンポジットの耐衝撃性
を向上させる効果を何する。

〔実施例〕

実施例１ ｂ 極限粘度（フェノール６０部／テトラクロルエル７５／
テトラクロルエタン２５．３０°Ｃ溶液）のポリエチレ
ンナフタレートを芯部に容積比３５二６５の割合いの複
合繊維の溶融紡糸を行った。

この場合ノズル部の温度は３００°Ｃ１引き取り速度は
３５００ｍ／分、冷却風温度は２５°Ｃ１引き取られた
糸は単繊維デニールは８．１、糸デニールは２ｏ２５で
あった。こうして得られた複合繊維は、その断面方向の
複屈折率分布と複合繊維のＤＳＣ測定により、芯部が高
度に配向しており、鞘部が非晶部であることが確かめら
れた。該複合繊維糸２０本を２７０°Ｃまで加熱後第３
図の溝幅３酌の雄雌かん合している加圧ロール対を２０
ｍ／分の速度で通し、１軸配向した短形の連続したロッ
ド状のコンポジットが得られた。該ロッドの曲げモジュ
ラスは２１．５ＧＰａ１曲げ強度は７２０ＭＰ　ａであ
った。

〔発明の効果〕

本発明繊維は強靭かつしなやかなのでノ＼ンドリング性
に優れ、製織、製編、製編なども極めて容易に効率的に
できる。また含浸速度が極めて早く低圧下でできるので
極めて経済的に含浸成形材や含浸成形法を得ることがで
きる。本複合繊維自体を熱硬化型ＦＲＰの強化材として
単独又は他の強化材（ガラス繊維等）と併用して用いる
こともできる。この場合本複合繊維はコンポジ、ットの
耐衝撃性を向上させる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１−ａ図及び第１−ｂ図は本発明の芯鞘型複合繊維の
マ）　ＩＪックス用繊維部を加熱溶融するための加熱ロ
ールを示しており第１−ａ図は加熱ロールの全体図、第
１−ｂ図は該ロールのＡ−Ａ面における断面図である。 図における ■は複合繊維マルチフィラメント ■は加熱ロール ■はＡ−Ａ面からみたロール溝部 を示している。 第２図は加熱された複合繊維フィラメントからプリプレ
グテープを製造するための溝付ロールを示している。図
における ■はテープ ■はロール ■はロールの溝部 を示す。 第３図は複合繊維フィラメントから口・ソド状物等を成
形するためのかん合ロールを示している。 図における ■は雄ロール ■は雌ロール ■はかん台部分に存在する被成形材料 を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレンテレフタレートが鞘部、ポリエチレ
   ンナフタレートが芯部である。芯鞘型複合繊維の集合体
   をポリエチレンナフタレートは溶融せず、ポリエチレン
   テレフタレートは溶融する温度域で加熱し加圧すること
   によって得られる、ポリエチレンテレフタレートがマト
   リックス成分、ポリエチレンナフタレートが強化繊維成
   分であるポリエステル繊維複合材料。
2. （２）請求項１に記載の芯鞘複合繊維における鞘部のポ
   リエチレンテレフタレートが非晶質であり、芯部のポリ
   エチレンナフタレートが配向結晶化している芯鞘型複合
   繊維。