JPH0462111A - 一定断面形状を有する熱可塑性コンポジットの製造法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は斑の少い、−置所面形状を有する、熱可塑性樹
脂をマトリックスとするコンポジットを効率よく製造す
る方法に関する。

（従来の技術） 熱可塑性樹脂をマトリックスとするコンポジットでは、
樹脂は一般に島分子量のため粘度が高く含浸が大変困難
である。そのため種々の含浸法が開発されてきているが
、いずれも極めて生産コストが高くなったり、均一性の
点で斑の大きいものになったりの欠点が存在した。

（発明が解決しようとする課題） 本発明に簡易な方法で、強化繊維と熱可塑性樹脂とを斑
なく含浸することによって一定断面形状の熱可塑性コン
ポジットを得ようとする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、強化繊維と熱可塑性繊維との混繊糸を該熱可
塑性繊維が溶融する湿度にまで加熱しつつ、かん合加圧
ロール対の間を通すことによって得られる一定断面形状
を有するコンポジットの讐造法である。

強化繊維とは炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等が
典型例として挙げられるがこれらに限定されるわけでは
ない。但し、熱可塑性樹脂の溶融下限湿度では熱的損傷
を受けないことが必要である。熱可塑性繊維とは、ナイ
ロン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフェニレン
サルファイド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド
、ポリエ−テルユーテルケトン等による繊維が挙げられ
るが、特にこれらに限定されるわけではない。繊維は未
延伸、半延伸糸、延伸糸いずれでもよい。

混繊糸とは強化繊維と熱可塑性繊維とが単繊維糸レベル
で混合されている糸で向繊維がそれぞれ連続フィラメン
トであっても不連続繊維であっても、あるいは片方連続
、片方不連続であってもよい。但しその混繊糸の混繊度
は２０％以上であることが必要である。この明細書でい
う混繊度は、次式で定義されるものである。

ここでＮは補強用繊維の総本数を示し、ＮｃＸは補強用
繊維がいくつかの群（グループ）に分割されているとき
のそのグループの個数を示し、Ｘは群の中における特定
な１個の群内のフィラメント数を示している。上記の式
において、１００Ｘ（Ｎ−Ｘ）／　（Ｎ−１）は、混繊
状態を意味し、Ｘが小さいはど混繊状態が良好である。

また、ＮｃＸ／Ｎ／Ｘは、重みである。

こうした混繊糸の１本又は複数本を加熱しつつ加圧ロー
ル対間を通すことによって一定の断面形状のコンポジッ
トを得る。この含浸工程についてその典型例である第１
図を通して具体的に説明する。■は混繊糸、■は供給ロ
ール、■は第１加熱ゾーン、■は第２加熱ゾーン、■は
熱可塑繊維成分が溶融している糸条、■、■は雄雌かん
合している加圧ロール■は引き取り用のベルト、■は糸
条の冷却部、［相］は本発明のいう一定断面形状を有す
るコンポジットである。■の加熱手段としては加熱空気
、赤外線ヒーター又はこれらの組み合せが挙げられる。

■の加熱ゾーンではチッソなどの不活性雰囲気中で熱可
塑繊維成分が溶融する温度まで加熱される。加圧ロール
対■■は第２図にその模式的詳細を示すように雄雌かん
合し、糸条■がこれらに供給され、■、■のロール対を
通過する間で加圧され、含浸が行われる。■のゾーンで
含浸−株化されたコンポジットは冷却される。加圧ロー
ル対■、■の替わりに例えば第３図に示すようなベルト
を使用した加圧ロール対を用いてもよい。第２．３図の
ような例では、テープ状又は短形状断面のコンポジット
が得られるが、例えば第４図のような断面のかん合ロー
ル対を用いると丁字形断面のコンポジットが得られる。

こうして得られた一定断面を何するコンポジットはそれ
自体成形品として使用したり、これを組合せ、組立てた
りすることによって得られる構造体として使用したり、
薄くて細い可撓性コンポジットのテープやガラスを得て
これらを製織したり積層したりして使用したりできる。

混繊糸の混繊度が２０％以下の場合には、強化繊維がう
まく含浸されなかったり、又は強化繊維がかん合ローラ
（本発明の使用効果）で損傷を受け、所望とするコンポ
ジット特性が得られない。

本発明の含浸工程は極めて簡易であるので設備費が安い
。また混繊糸を用いるので含浸が極めて短時間に進行す
るので、走行速度を大きくとれ生産性が極めてよい。ま
た混繊糸を用いるので、コンポジットの長手方向の強化
繊維の含有率の斑が極めて少い。

〔実施例〕

（実施例１） 単糸直径１２ｕのガラス繊維ロービングと単繊維糸直径
２２■１のポリエチレンテレフタレートの半延伸糸（Ｐ
ａｒｔｌａｌｌｙ　ｏｔｔｏｎｔｅｄ　ｙａｎｎ）が５
０：５０の重量比で構成された１　０８０　ｇ　／　ｋ
ｍの混繊度が５５％の混繊糸１本を第２図のロール対を
有する第１図の含浸工程を１０ｍ／分の速度で通すこと
によって幅３．８ｍ−１厚み０．２０ｍ−細テープを得
た。この場合、第１加熱ゾーン３で２００℃まで加熱し
、第２加熱ゾーン４で２７５℃まで加熱している。加圧
ロールの直径は１４０鴎でロールは５　ｋｇの荷重で加
圧している。該細テープの平均のボイド率は１．３％、
長手方向のガラス繊維の含有率の変動幅（テープを１０
０ｍ毎に１ｍづつ採取して１ｍの中に含まれるガラス繊
維の重量％をｎ＝２０で測定）は２．７％であった。

（実施例２） 単糸直径７ＩＵの炭素繊維と単糸繊維直径５．５−のポ
リエチレンテレフタレート延伸繊維から５０　：　５０
重量比の割合いで構成された索田紡績による２０６ｇ／
ｋｍの混繊度が８０％の混紡糸を５本引き揃えて（その
Ｉ）と同じ条件で含浸工程を通し、幅３．６１１１厚み
０．２３ｍ嘗の細テープを得た。該細テープの平均ボイ
ド率は１．６％、長手方向の炭素繊維の含有率の変動幅
は４．２％であった。

比較例 実施例１と同様にして細テープを得た。但し用いた混繊
糸の混繊度は１３％であった。得られた細テープの平均
のボイド率は９．５％であり、長手方向のガラス繊維の
含有率の変動幅は６．２％であった。又、該細テープは
表面にガラス繊維の浮きが若干見られた。

（発明の効果） 本発明による時、連続的に効率よく強化繊維が斑なく熱
可塑性樹脂により含浸されたすぐれた補強効果を有する
一定断面形状を有する熱可塑性コンポジットを提供する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一定の断面形状を有する熱可塑性コン
ポジット材料を製造する装置の全体図で、図における ■：混繊糸 ■　供給ロール ■　第１加熱ゾーン ■、第２加熱ゾーン ■、熱町塑性繊維成分が溶融している糸条■、■′、■
、■′：雄雌かん合ロール■：引取り用ベルト ■：糸条の冷却部 ＠二目的物（−置所面を何する熱可塑性コンポジット材
料） 第２図は第１図の■、■で示される雄雌かん合ロール部
分の正面図及び側面図である。 第３図は、ベルト■を用いたかん合ロールを示す。 第４図は、がん合ロールの雌ロールとして丁字型雌ロー
ルを用いた場合を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）強化繊維と熱可塑性繊維とからなる混繊度２０％
   以上の混繊糸を該熱可塑性繊維が溶融する温度にまで加
   熱しつつ、かん合加圧ロール対の間を通すことによって
   得られる一定断面形状を有するコンポジットの製造法。