JPH0473235A - コンポジット用混繊糸の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱可塑性有機連続繊維と補強用連続繊維から
なるコンポジット用混繊糸を安定に、かつ効率良く製造
する方法に関する。

（従来の技術） 熱可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の（英国特許−１
２００３４２）、ガラス繊維ストランドを静電気を利用
して開繊し、熱１１工塑性樹脂の粉末を付着した後加熱
溶融し、テープ杖ストランドを成形するもの（特公昭４
７−３６４６７弓公報）、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可塑性樹脂を被覆
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刃にして熱成形するもの（特開
昭６０−３６１５６号公報）、さらに、骨性率５　ｔ　
／　ｍＪ以」二の強化繊維材料炭素繊維５〜５０重量％
と、成形条件ドで溶融可能の熱可塑性繊維状マトリック
ス重合体９５〜５０％よりなり両繊維が均一に混合され
た炭素繊維強化複合材料成形用混合繊維マット（特公昭
６２−１９６９号公報）や炭素繊維なとの強化材を芯に
してそのまわりを熱可塑性繊維でカバリングしたカバー
ド糸で編織物を作り、圧カドて加熱成形するもの（英国
特許−２１０５２４７）、強化繊維と熱可塑性繊維をエ
アーにより開繊し混合するもの（特開昭６０−２０９０
３３号公報）等が提案されている。

また、補強用連続繊維と熱可塑性何機連続繊維とを混合
したＱ　ＩｊＪ塑性コンポジット用成形材料の製造方法
は、特開昭６０−２０９０３４号公報および特開昭６１
−１３０３４５号公報なとに開示されている。

（発明が解決しようとする課題） Ｓ！可塑性コンポジットの欠点である補強用繊維への樹
脂の含浸の悪さを解決し、かつ取扱い性に優れ文種々の
複雑形状への適応性を有するコンポジット用材料の製造
方法が未だ確立されていない。

本発明は、ｌ−記の項目をすべて満たすことのできる熱
可塑性コンポジット用混繊糸の製造方法を提供しようき
するものである。

特に、熱可塑性コンポジット用混繊糸の最も重要なファ
クターである熱可塑性有機連続繊維と補強用連続繊維の
混繊状幅を数層のものとする製造方法を提供しようとす
るものである。

（課題を解決するための手段） 従来の熱可塑性コンポノット用前駆体として、溶融樹脂
を補強用繊維からなる基布に含浸させた、いわゆる含浸
タイプの前駆体と、混繊糸あるいは補強用繊維に樹脂パ
ウダーを付着させたパウダー付着糸なとのいわゆる未含
浸タイプの前駆体に分けることが出来る。末＆　ＦＵタ
イプの前駆体は、複雑な曲面の成形品を比較的簡単なプ
ロセスで製造することができるきいう大きな長所を有し
ており、又、プルトルージョン法、フィラメントワイン
ディング法なとのプロセスにも適用できるという長所も
有している。

未含浸タイプの前駆体のなかでも、混繊糸は、取り扱い
性、後加工性にも優れており、これから得られるコンポ
ジット成形品は軽量かつ強靭で、各種の用途に供しうる
ものである。

ところか、従来の製造方法においては、混繊状態が不充
分であったり、混繊糸の長平方向にたとえば混繊斑なと
があったりしており、満足すべきものを得ることは出来
なかった。

本発明者らは、鋭意研究の末、これらの欠点を解消し安
定した、満足すべきコンポジット用混繊糸の製造方法の
発明に到達した。

すなわち本発明は、熱可塑性有機連続繊維束（Ａ）と補
強用連続繊維束（Ｂ）からなるコンポジット用混繊糸を
製造するに際し、該熱可塑性有機連続繊維束の［１１を
（Ａ）の＋ｌＩを（Ｂ）の巾よりも広くなした後、（Ａ
）、および（Ｂ）を凹面を有する案内板に導き、（Ａ）
が前記案内板に接触するように重ね合わせ、（Ｂ）を包
むようにして、流体ノズルに導き混繊することを特徴と
するコンポジット用混繊糸の製造方法である。

本発明で用いられる熱可塑性有機連続繊維としては、ナ
イロン６やナイロン６６なとのポリアミド繊維、ポリエ
チレンテレフタレートやポリエチレンテレフタレートな
どのポリエステル繊維、ポリエチレンやポリプロピレン
なとのポリオレフィン系繊維、ポリフェニレンサルファ
イド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維なとか挙げ
られる。

しかしながら、この発明に用いられる熱可塑性自機連続
繊維は、上記の繊維に限定されるわけてはない。

また、混繊を容易にする目的で、巻縮をはとこされた。

Ｑｉ″ｉＴ塑性有機連続繊維を用いることも有効である
。これは、単繊維が巻縮を有しているために、？１１繊
維同志の接触か少なくなり、繊維間の見掛けの摩擦力が
低下し、開繊しやすい状態となることが挙げられる。巻
縮を付与する方法として、紡糸時に巻縮発現能力を付与
する、あるいは、繊維形成後に巻縮を付与するなどが挙
げられる。

また、本発明に用いられる補強用連続繊維としては、ガ
ラス繊維、炭素繊維などがあげられる。

しかしながら、この発明に用いられる補強用連続繊維は
上記の繊維に限定されるわけではない。

本発明において、補強用連続繊維束；と熱可塑性有機連
続繊維束との混合比率は、特に限定されるわけではない
が、補強用連続繊維の体積分率（Ｖ、）で２０〜７０％
の範囲が好ましい。

Ｌ記補強用連続繊維束と熱可塑性有機連続繊維東を、第
１図に例示するような凹面を有する繊維束案内板に導く
。

この際、補強用連続繊維束（Ｂ）の巾よりも熱可塑性（
］’機連続繊維繊維Ａ）の巾を広くしておくこ吉か入切
である。こうすることによって、流体ノズルによる混繊
効果を確実かつ安定したものとすることができる。

好ましくは、前記（Ａ）の巾を（Ｂ）の巾よりも２０Ｏ
Ａないし１００％広くする。すなわち（Ａ）のｒｌ≧（
Ｂ）のＩｔｌＸｌ、２〜２．０となるようにする。

上記のような関係を保ちながら前記（Ａ）を、凹面を有
する案内板に接触するように、導入することにより、該
案内板出口すなわち、流体ノズル入口近傍にて前記（Ａ
）が前記（Ｂ）を包むような配置とすることか出来る。

このような配置を有する両縁紐束を、第２図に例示する
ような流体ノズルにて混繊作用を施すことにより、安定
した、かつ混繊度の高いコンポジット用混繊糸を製造す
ることかできる。該案内板の凹面の曲率は、繊維束入口
付近より繊維束出Ｌ１付近か小さくなるようにすること
が好ましい。またその表面は、繊維束との摩擦抵抗を低
くすることか好ましい。

流体ノズルの構造に関しては、いわゆるインターレース
タイプノズルよりは、流体導入路か糸路に対して９０％
以丁の角度を有するタイプのノズルの方が好ましい。さ
らに好ましくは、流体ノズルの入口付近を図２に例示し
たように、テーパーを有する円型であり、かつ流体噴出
し付近は、だ円状又は矩型状となっており、流体はスリ
、ト状の形状路から噴出させる形状となしたものがよい
。

また、複数の流体噴出し路を何し、それらの糸路への噴
出位置を、第２図に例示したように、７１干変えること
も、得られる混繊糸の混繊度を高め、かつ安定化させる
為に有効である。

前記（Ａ）の［１］と（Ｂ）の巾の関係について、（Ａ
）の巾が（Ｂ）の中以下の場合には、摩擦抵抗力の低い
前記Ｂが得られる混繊糸の外側に位置するため、後工程
にての摩擦に対して抵抗力か低く、前記（Ｂ）の切断あ
るいは損傷を生じ、場合によっては、後加上玉程にて、
トラブルを生じる。

またコンポジ、トとした場合においても、補強効率の低
いすなわちコンポジットの物性が低いものしか得られな
いという欠点を有する。それに加えて、混繊糸の混繊状
態の安定性にも欠ける。したがって前記（Ａ）の巾は（
Ｂ）の巾よりも大きいことが必須であり、２０％以−Ｌ
大きいことが好ましい。

逆に、前記（Ａ）のｒｌが、（Ｂ）のｒｊｌより１００
％以七人きい場合には、（Ａ）と（Ｂ）の体積分率にも
よるが、（Ａ）の巾方向の均一分布が失なわれ、流体ノ
ズルによる混繊効率が低下する傾向にあり好ましくない
状態となる。

したがって、前記（Ａ）の巾は（Ｂ）の巾の１００％以
下とする方が良い。

、４１％ｉ■塑性有機連続繊維束の巾を補強用連続繊維
束の巾より広くする方法は、第３図に例示したような平
行・Ｌ板の静電気付与装置を用いることが好ましい。第
４図に例示したような装置を用いることも可能である。

また、開繊を目的とする流体ノズルを使用することも可
能である。前記のように熱［ｉＪ塑性自機連続繊維に捲
縮を付与することも有効である。この場合には、たとえ
ば、溶融紡糸時に、非対称冷却を施すことにより、繊維
に潜在的捲縮能を付与し、連続的または、４１連続的に
捲縮能を顕在化させ、いわゆる立体捲縮特性を付与した
繊維、または、たとえば溶融紡糸後に、仮撚船上などの
、いわゆる機械捲縮特性を付′ｊした繊維なとを挙げる
ことが出来る。

〈実施例および比較例〉 以下、実施例により本発明を説明するが、これに何ら限
定されるものではない。

実施例 単繊維の直径が１３−の表面処理がなされているＥガラ
ス繊維の５７６０デニールの繊維束１本と単繊維の直径
が１５−の捲縮を有していないポリエステル繊維の５７
６０デニールの繊維束１本を供給繊維束とした。

ポリエステル繊維を積極解舒装置にて解舒撚を加えるこ
となくボビ／より解舒し第３図に示す静電気開繊装置に
て繊維束の巾を８１に広げた。このときの印加電圧は一
３０ｋＶであった。一方、Ｅガラス繊維も積極解舒装置
にて、解舒撚を加えることな（、ボビンより解舒した。

繊維束の［１１は５　ｍｍであった。これら２つの繊維
束を、ステンレス製の凹面型案内板に導いた。このとき
ポリエステル繊維束が案内板に接触し、ポリエステル繊
維束の上側にＥガラス繊維束が位置するような配置とし
た。

案内板の入口の曲率半径２５　ｍ−１出口の曲率半径３
Ｉｌ１１とした。該重ね合わせ繊維束を連続的に第２図
に示す流体ノズルに導き混繊処理を施した後、ワインダ
ーにて巻取った。流体ノズルの流体には圧縮空気を用い
、その圧力は４　ｋｇ　／　ｃｒｉｔとした。

巻取り速度は２００　ｍ／１ｎ、混繊処理域のフィード
率は１％のオーバーフィード率きした。得られた混繊糸
の混繊度は７０％であった。混繊度の定義を次式に示す
。

ここてＮは補強用連続繊維の総本数を示し、ＮｃＸは補
強用連続繊維かいくつかの群（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）　
ハ、混成状態を意味し、Ｘが小さい程混繊状態か良好で
ある。また、ＮＣＸ／Ｎ／Ｘは、重みである。

ついで、該混繊糸を経糸、緯糸に用い製織し、た。

織物は、平織とし、その密度は経、緯きも２２本／Ｉｎ
とした。

取扱い性および製織性は問題な（、又ガラス繊維の損傷
による毛羽立ちもなく、良好な平織物であった。該平織
物より２０　ｃｌＸ　２０　ｃｍの寸法で切り出したシ
ートを５枚積層してブランクとし、８０℃、１６時間、
０．１　＋ｗｍＢｇ以ドの条件で真空乾燥を行なった後
、金型に入れ、２８５℃に加熱した金型にて５０ｋｇｆ
／ｃ＋ｆｌの圧力で７分間加圧、加圧状態でｅｏ’ｃま
で急冷した。得られた成形体は、含浸状態が良好なもの
であった。得られた成形体の曲げ強度（Ｊ　Ｉｓ−に−
７０５５に準拠）、アイゾ１．ト衝撃強度（ＪＩＳ−に
−７１１０に準拠）を測定し表１に示した。

比較例 凹面を有する案内板を使用せず、かつポリエステル繊維
束の１１を広げることなく、（５＋＝−）供給した以外
は、実施例と同じ方法にて混繊糸を製造し、その後平織
物を製造した。この混繊糸の混繊度は２０％であり、か
つ糸表層部にガラス繊維が多く位置したものであった。

これが起因し、製織工程にて、ガラス繊維の脱落及び、
毛羽の発生があり、良好なる平織物を製造することがで
きなかった。

得られた成形体の特性を実施例と同じく表１に示した。

以下余白 表　　　　　１ （発明の効果） 本発明のコンポジット用混繊糸の製造方法によると、得
られる混繊糸は、後工程通過性が良く、後工程による物
性の低下もなく、また得られるコンポジットは表面特性
にも優れたものである。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明の−・実施様態を示す概略図である。 図２は、凹面を有する案内板であり、図１中の７の一実
施様態である。 図３は、流体ノズルであり、図１中の７の一実施様態で
ある。 図４は、静電気付５装置であり、図１中の６の一実施様
態である。 図５は、開繊用の凸面を有する半月状板であり、図１中
の６の一実施様態である。 補強用連続繊維のパッケージ ２：？凸子塑性有機連続繊維のパフケーン３：張力コン
ベンセーター ４：　　　　　　　　　　〃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性有機連続繊維束（Ａ）と補強用連続繊維
   束（Ｂ）からなるコンポジット用混繊糸を製造するに際
   し、（Ａ）の巾を（Ｂ）の巾より広くした後、（Ａ）、
   （Ｂ）を凹面を有する案内板に導き、（Ａ）が前記案内
   板に接触するように重ね合わせ、（Ｂ）を包むようにし
   て、流体ノズルに導き、混繊することを特徴とするコン
   ポジット用混繊糸の製造方法。