JPH05279935A - ステープルファイバーをベースとした後延伸のヤーン、スレッド又はウィーブ、それらの製造方法及びそれらから製造される複合材 - Google Patents
ステープルファイバーをベースとした後延伸のヤーン、スレッド又はウィーブ、それらの製造方法及びそれらから製造される複合材Info
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- JPH05279935A JPH05279935A JP5014794A JP1479493A JPH05279935A JP H05279935 A JPH05279935 A JP H05279935A JP 5014794 A JP5014794 A JP 5014794A JP 1479493 A JP1479493 A JP 1479493A JP H05279935 A JPH05279935 A JP H05279935A
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- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
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- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
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- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 脆性マトリックス材料及び所望の低伸び率と
フレキシビリティを有する他のマトリックス材料に使用
するのに特に適した強化材を提供する。 【構成】 １００％伸び率を基準として、対応する非延
伸ヤーン又は非延伸スレッドより少なくとも２００％高
い初期モジュラスを有する、合成ポリマーのステープル
ファイバーをベースとしたヤーン又はスレッド、並び
に、１００％伸び率を基準として、対応する非延伸ウィ
ーブより少なくとも２００％高い初期モジュラスを有す
る、合成ポリマーのステープルファイバーをベースとし
たヤーン又はスレッドから形成されたウィーブを開示す
る。
フレキシビリティを有する他のマトリックス材料に使用
するのに特に適した強化材を提供する。 【構成】 １００％伸び率を基準として、対応する非延
伸ヤーン又は非延伸スレッドより少なくとも２００％高
い初期モジュラスを有する、合成ポリマーのステープル
ファイバーをベースとしたヤーン又はスレッド、並び
に、１００％伸び率を基準として、対応する非延伸ウィ
ーブより少なくとも２００％高い初期モジュラスを有す
る、合成ポリマーのステープルファイバーをベースとし
たヤーン又はスレッドから形成されたウィーブを開示す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、急勾配の応力−伸び曲
線を与える、ステープルファイバーのヤーン（yarn
s）、スレッド（threads）又はウィーブ（weaves）；こ
れらの製造方法；および前記のヤーン、スレッド又はウ
ィーブによって強化された複合材料；に関する。
線を与える、ステープルファイバーのヤーン（yarn
s）、スレッド（threads）又はウィーブ（weaves）；こ
れらの製造方法；および前記のヤーン、スレッド又はウ
ィーブによって強化された複合材料；に関する。
【０００２】
【従来の技術】脆性マトリックス材料をベースとした複
合材料（例えば、無機建材と強化用繊維との複合物）
は、それ自体よく知られている。例えば、Ｍｅｌｌｉａ
ｎｄ６６，４３０−２は、高強度のポリアクリロニトリ
ル繊維を、コンクリートの強化も含めて種々の工業分野
に使用することを提唱している。
合材料（例えば、無機建材と強化用繊維との複合物）
は、それ自体よく知られている。例えば、Ｍｅｌｌｉａ
ｎｄ６６，４３０−２は、高強度のポリアクリロニトリ
ル繊維を、コンクリートの強化も含めて種々の工業分野
に使用することを提唱している。
【０００３】ＥＰ−Ａ−４４，５３４は、高強度ポリア
クリロニトリル繊維の製造、およびこれらを強化材とし
て使用するプロセスについて開示している。ステープル
ファイバーヤーンの使用についても説明されている。尤
も、ステープルファイバーヤーンに対する特定の後処理
は行われていない。
クリロニトリル繊維の製造、およびこれらを強化材とし
て使用するプロセスについて開示している。ステープル
ファイバーヤーンの使用についても説明されている。尤
も、ステープルファイバーヤーンに対する特定の後処理
は行われていない。
【０００４】ＥＰ−Ａ−２２３，２９１は、繊維強化コ
ンクリートの製造について開示している。該文献にて提
唱している強化材は、ローツイスト（low twist）また
は場合によってはゼロツイスト（zero twist）の連続
フィラメント（これらは特に、ポリアクリロニトリルか
ら造ることもできる）を含む。
ンクリートの製造について開示している。該文献にて提
唱している強化材は、ローツイスト（low twist）また
は場合によってはゼロツイスト（zero twist）の連続
フィラメント（これらは特に、ポリアクリロニトリルか
ら造ることもできる）を含む。
【０００５】ＥＰ−Ａ−２２４，４３０は、タイヤコー
ドをベースとした高強度ウィーブの特殊な製造方法を開
示しており、この場合フィラメントヤーンは、充分にで
はなくある程度だけ延伸され、ウィービング（weavin
g）の後に残りの延伸が行われる。この方法は、従来の
ようにフィラメントを充分に延伸した場合に、フィラメ
ントの損傷が頻繁に起こるのを防止することを意図して
いる。尤も、ステープルファイバーヤーンについては説
明されていない。
ドをベースとした高強度ウィーブの特殊な製造方法を開
示しており、この場合フィラメントヤーンは、充分にで
はなくある程度だけ延伸され、ウィービング（weavin
g）の後に残りの延伸が行われる。この方法は、従来の
ようにフィラメントを充分に延伸した場合に、フィラメ
ントの損傷が頻繁に起こるのを防止することを意図して
いる。尤も、ステープルファイバーヤーンについては説
明されていない。
【０００６】さらに、ＤＥ−Ａ−２，０３７，６８５
は、ヤーンのモジュラス増大と破断伸びの減少を目的と
した、ポリエステルベースのステープルファイバーヤー
ンを処理する方法を開示している。この場合、ヤーンに
引張応力をかけた状態で、所望の破断伸び減少、および
モジュラスと強度の増大が達成されるまで、ヤーンを加
熱する。該文献によれば、この方法により個々のステー
プルファイバーの合体融合(coalescing fusion）もし
くは初期融合（incipient fusion）が起こり、したが
って接着力の増大をもたらす。適度なヤーン引張応力だ
けが加えられ、８〜１８％の破断伸びが開示されてい
る。
は、ヤーンのモジュラス増大と破断伸びの減少を目的と
した、ポリエステルベースのステープルファイバーヤー
ンを処理する方法を開示している。この場合、ヤーンに
引張応力をかけた状態で、所望の破断伸び減少、および
モジュラスと強度の増大が達成されるまで、ヤーンを加
熱する。該文献によれば、この方法により個々のステー
プルファイバーの合体融合(coalescing fusion）もし
くは初期融合（incipient fusion）が起こり、したが
って接着力の増大をもたらす。適度なヤーン引張応力だ
けが加えられ、８〜１８％の破断伸びが開示されてい
る。
【０００７】脆性のマトリックス材料（すなわち、約５
％以下の破断伸びを有する材料）、およびさらに他のマ
トリックス材料（その目的が伸び率とフレキシビリティ
をできるだけ小さくすることにある材料で、例えば熱硬
化樹脂）を強化するためには、従来技術のステープルフ
ァイバーヤーンでは不適切である。
％以下の破断伸びを有する材料）、およびさらに他のマ
トリックス材料（その目的が伸び率とフレキシビリティ
をできるだけ小さくすることにある材料で、例えば熱硬
化樹脂）を強化するためには、従来技術のステープルフ
ァイバーヤーンでは不適切である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、脆性
マトリックス材料、および所望の低伸び率と低フレキシ
ビリティを有する他のマトリックス材料に使用するのに
特に適した強化材を提供することにある。
マトリックス材料、および所望の低伸び率と低フレキシ
ビリティを有する他のマトリックス材料に使用するのに
特に適した強化材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、１００％
伸び率を基準として、対応する非延伸ヤーンまたは非延
伸スレッドより少なくとも２００％高い初期モジュラス
を有する、合成ポリマーのステープルファイバーをベー
スとしたヤーン又はスレッドによって達成される。或い
は、上記の目的は、１００％伸び率を基準として、対応
する非延伸ウィーブより少なくとも２００％高い初期モ
ジュラスを有する、合成ポリマーのステープルファイバ
ーをベースとしたヤーン又はスレッドから形成されたウ
ィーブによって達成される。
伸び率を基準として、対応する非延伸ヤーンまたは非延
伸スレッドより少なくとも２００％高い初期モジュラス
を有する、合成ポリマーのステープルファイバーをベー
スとしたヤーン又はスレッドによって達成される。或い
は、上記の目的は、１００％伸び率を基準として、対応
する非延伸ウィーブより少なくとも２００％高い初期モ
ジュラスを有する、合成ポリマーのステープルファイバ
ーをベースとしたヤーン又はスレッドから形成されたウ
ィーブによって達成される。
【００１０】本発明の好ましい実施態様では、ヤーン、
スレッド又はウィーブは、１００％伸び率を基準とし
て、そしてウィーブの場合には縦方向と横方向に関して
１００％伸び率を基準として、対応する非延伸物品より
少なくとも２００〜４００％高い初期モジュラスを有す
る。また、ヤーン、スレッド又はウィーブは、２５℃に
て７％以下の、そして好ましくは５％以下の破断伸びを
有する。前記合成ポリマーは、アラミド、芳香族ポリエ
ステル又は特にポリアクリロニトリルである。前記ステ
ープルファイバーは、特に、２５℃において少なくとも
２５ｃＮ／ｔｅｘの破断伸び、および２５℃において１
００％伸び率を基準として少なくとも３００ｃＮ／ｔｅ
ｘの初期モジュラスを有する高強度・高モジュラスのポ
リアクリロニトリルファイバーである。更に、ヤーン、
スレッド又はウィーブは、２５℃において少なくとも４
５ｃＮ／ｔｅｘの破断伸び、および２５℃において１０
０％伸び率を基準として少なくとも３００ｃＮ／ｔｅｘ
の初期モジュラスを有する。本発明による後延伸のヤー
ン、スレッド、およびウィーブは、全荷重範囲にわたっ
て低い伸び率を有し、また高い破断伸びと高い弾性率を
有することを特徴としている。このことは、非延伸の材
料と比べて、応力−伸び曲線の勾配が急であることに反
映されている。
スレッド又はウィーブは、１００％伸び率を基準とし
て、そしてウィーブの場合には縦方向と横方向に関して
１００％伸び率を基準として、対応する非延伸物品より
少なくとも２００〜４００％高い初期モジュラスを有す
る。また、ヤーン、スレッド又はウィーブは、２５℃に
て７％以下の、そして好ましくは５％以下の破断伸びを
有する。前記合成ポリマーは、アラミド、芳香族ポリエ
ステル又は特にポリアクリロニトリルである。前記ステ
ープルファイバーは、特に、２５℃において少なくとも
２５ｃＮ／ｔｅｘの破断伸び、および２５℃において１
００％伸び率を基準として少なくとも３００ｃＮ／ｔｅ
ｘの初期モジュラスを有する高強度・高モジュラスのポ
リアクリロニトリルファイバーである。更に、ヤーン、
スレッド又はウィーブは、２５℃において少なくとも４
５ｃＮ／ｔｅｘの破断伸び、および２５℃において１０
０％伸び率を基準として少なくとも３００ｃＮ／ｔｅｘ
の初期モジュラスを有する。本発明による後延伸のヤー
ン、スレッド、およびウィーブは、全荷重範囲にわたっ
て低い伸び率を有し、また高い破断伸びと高い弾性率を
有することを特徴としている。このことは、非延伸の材
料と比べて、応力−伸び曲線の勾配が急であることに反
映されている。
【００１１】後延伸を施すと一般に、対応する非延伸の
ヤーン、スレッド又はウィーブと比べて、極限引張強さ
を少なくとも２００％（特に２１５〜３５０％）増大さ
せる。
ヤーン、スレッド又はウィーブと比べて、極限引張強さ
を少なくとも２００％（特に２１５〜３５０％）増大さ
せる。
【００１２】応力−伸び曲線の勾配が増大するというこ
とは、言い換えれば伸びの値がゼロに近づいていくとい
うことである。
とは、言い換えれば伸びの値がゼロに近づいていくとい
うことである。
【００１３】本発明による後延伸のヤーン、スレッド、
およびウィーブは、破断伸びが小さいことにより、脆性
のマトリックス材料、および伸び率とフレキシビリティ
が低い他のマトリックス材料に対する強化材として使用
することができる。したがって本発明の強化材は、脆性
マトリックス材料の破断伸びに達するまでは、特に低伸
び率において耐力特性を付与する。さらに、本発明のヤ
ーン、スレッド又はウィーブは、非延伸の材料より高い
耐力を有する。
およびウィーブは、破断伸びが小さいことにより、脆性
のマトリックス材料、および伸び率とフレキシビリティ
が低い他のマトリックス材料に対する強化材として使用
することができる。したがって本発明の強化材は、脆性
マトリックス材料の破断伸びに達するまでは、特に低伸
び率において耐力特性を付与する。さらに、本発明のヤ
ーン、スレッド又はウィーブは、非延伸の材料より高い
耐力を有する。
【００１４】本発明のヤーン、スレッド又はウィーブを
得るための出発原料は、原則として、合成ポリマーをベ
ースとしたいかなるステープルファイバーでもよい。ス
テープルファイバーヤーンは、従来のいかなる二次紡糸
法（例えば、３−シリンダーコットン紡糸、半梳毛糸紡
糸、梳毛糸紡糸、カード処理紡糸又はＯＥ紡糸など）に
よっても製造することができる。ストレッチ−ブローク
ン・トウ（stretch−broken tows）をベースとしたヤ
ーンを使用することもできる。そしてさらに、それぞれ
の紡糸法に適した繊度と長さに基づいて、いかなる繊維
種も使用することができる。
得るための出発原料は、原則として、合成ポリマーをベ
ースとしたいかなるステープルファイバーでもよい。ス
テープルファイバーヤーンは、従来のいかなる二次紡糸
法（例えば、３−シリンダーコットン紡糸、半梳毛糸紡
糸、梳毛糸紡糸、カード処理紡糸又はＯＥ紡糸など）に
よっても製造することができる。ストレッチ−ブローク
ン・トウ（stretch−broken tows）をベースとしたヤ
ーンを使用することもできる。そしてさらに、それぞれ
の紡糸法に適した繊度と長さに基づいて、いかなる繊維
種も使用することができる。
【００１５】出発物質としてのスレッドも同様に、従来
法にしたがって製造することができる。
法にしたがって製造することができる。
【００１６】使用する合成ポリマーは、原則としていか
なる繊維形成性ポリマーでもよい。高強度・高モジュラ
スの繊維を造るのに適したポリマーを使用するのが好ま
しい。このようなポリマーの好ましい例としては、芳香
族ポリアミド（アラミド）、芳香族ポリエステル、およ
びポリアクリロニトリルが挙げられる。
なる繊維形成性ポリマーでもよい。高強度・高モジュラ
スの繊維を造るのに適したポリマーを使用するのが好ま
しい。このようなポリマーの好ましい例としては、芳香
族ポリアミド（アラミド）、芳香族ポリエステル、およ
びポリアクリロニトリルが挙げられる。
【００１７】特に好ましいのはポリアクリロニトリル繊
維である。その理由は、ポリアクリロニトリル繊維の耐
アルカリ性が良好であって、特にアルカリ性マトリック
ス材料（例えばコンクリート）に使用できるからであ
る。
維である。その理由は、ポリアクリロニトリル繊維の耐
アルカリ性が良好であって、特にアルカリ性マトリック
ス材料（例えばコンクリート）に使用できるからであ
る。
【００１８】高強度・高モジュラスのポリアクリロニト
リルステープルファイバーを使用するのが特に好まし
い。そのようなステープルファイバーは、例えば、２５
℃にて少なくとも２５ｃＮ／ｔｅｘ（特に３０〜５０ｃ
Ｎ／ｔｅｘ）の破断強さと、１００％伸び率を基準とし
て２５℃にて少なくとも３００ｃＮ／ｔｅｘ（特に５０
０〜１２００ｃＮ／ｔｅｘ）の初期モジュラスを有する
ものである。
リルステープルファイバーを使用するのが特に好まし
い。そのようなステープルファイバーは、例えば、２５
℃にて少なくとも２５ｃＮ／ｔｅｘ（特に３０〜５０ｃ
Ｎ／ｔｅｘ）の破断強さと、１００％伸び率を基準とし
て２５℃にて少なくとも３００ｃＮ／ｔｅｘ（特に５０
０〜１２００ｃＮ／ｔｅｘ）の初期モジュラスを有する
ものである。
【００１９】典型的なポリアクリロニトリルステープル
ファイバーヤーン（後延伸なし）の２５℃での破断強さ
は３２〜３５ｃＮ／ｔｅｘであり、また１００％伸び率
を基準とした２５℃での初期モジュラスは通常４５０〜
５００ｃＮ／ｔｅｘである。
ファイバーヤーン（後延伸なし）の２５℃での破断強さ
は３２〜３５ｃＮ／ｔｅｘであり、また１００％伸び率
を基準とした２５℃での初期モジュラスは通常４５０〜
５００ｃＮ／ｔｅｘである。
【００２０】本発明のヤーンまたはスレッドを製造する
には、延伸していないか、あるいはある程度延伸したス
テープルファイバーヤーンまたはステープルファイバー
スレッドを、特定の延伸温度にて得られる最大延伸比が
実質的に達成され、且つ応力−伸び曲線における所望の
急勾配が達成されるようなトータルの延伸比（totaldra
w ratio）になるよう後延伸する。これは、一般に、延
伸において加えられる引張応力が、特定の延伸温度にお
いて極限引張強さの少なくとも９０％になる場合であろ
う。
には、延伸していないか、あるいはある程度延伸したス
テープルファイバーヤーンまたはステープルファイバー
スレッドを、特定の延伸温度にて得られる最大延伸比が
実質的に達成され、且つ応力−伸び曲線における所望の
急勾配が達成されるようなトータルの延伸比（totaldra
w ratio）になるよう後延伸する。これは、一般に、延
伸において加えられる引張応力が、特定の延伸温度にお
いて極限引張強さの少なくとも９０％になる場合であろ
う。
【００２１】ヤーンまたはスレッドは、一つ以上の段階
（好ましくは二段、特に好ましくは一段）にて後延伸す
ることができる。
（好ましくは二段、特に好ましくは一段）にて後延伸す
ることができる。
【００２２】後延伸は、室温でも、あるいは特に高温に
おいても行うことができる。特定温度における延伸条件
は、それ自体公知の規準、特に、ブロークン・エンド
（broken ends）またはファブリック・スマッシュ（fa
bric smashes）にしたがって、当業者により決定され
なければならない。例えば、最大延伸比と極限引張強さ
は、延伸温度によって異なる。ポリアクリロニトリルス
テープルファイバーヤーンの場合、使用する延伸温度は
８０〜１６０℃が好ましい。
おいても行うことができる。特定温度における延伸条件
は、それ自体公知の規準、特に、ブロークン・エンド
（broken ends）またはファブリック・スマッシュ（fa
bric smashes）にしたがって、当業者により決定され
なければならない。例えば、最大延伸比と極限引張強さ
は、延伸温度によって異なる。ポリアクリロニトリルス
テープルファイバーヤーンの場合、使用する延伸温度は
８０〜１６０℃が好ましい。
【００２３】ヤーンまたはスレッドの後延伸は、従来の
装置を使用して行うことができる。したがって例えば、
異なった速度で回転している２つのロールシステムをヤ
ーンが通過するという形のドローフレーム（drawframe
s）を使用することができる。しかしながら、後延伸
は、延伸加撚機（draw−twist machine）を使用して行
うことも、あるいは延伸巻繊機（draw−wind machin
e）を使用して行うこともできる。
装置を使用して行うことができる。したがって例えば、
異なった速度で回転している２つのロールシステムをヤ
ーンが通過するという形のドローフレーム（drawframe
s）を使用することができる。しかしながら、後延伸
は、延伸加撚機（draw−twist machine）を使用して行
うことも、あるいは延伸巻繊機（draw−wind machin
e）を使用して行うこともできる。
【００２４】延伸のための高温は、公知の熱伝達媒体を
使用して得ることができる。例えば、ヤーンを水のよう
な高温液体に通すことによって、あるいはヤーンに高温
ガスを吹き付けることによって得ることができる。
使用して得ることができる。例えば、ヤーンを水のよう
な高温液体に通すことによって、あるいはヤーンに高温
ガスを吹き付けることによって得ることができる。
【００２５】ヤーンまたはスレッドが高温で延伸された
場合、それぞれの延伸処理後に、引張応力を加えた状態
で、後延伸ヤーンまたは後延伸スレッドのいかなる緩和
も起こさないような程度にまで冷却しなければならな
い。これを達成するためには、通常３０℃以下の温度で
充分である。ポリアクリロニトリルステープルファイバ
ーヤーンが高温で延伸された場合は、引張応力を加えた
状態で２５℃か又はそれ以下の温度に冷却するのが好ま
しい。
場合、それぞれの延伸処理後に、引張応力を加えた状態
で、後延伸ヤーンまたは後延伸スレッドのいかなる緩和
も起こさないような程度にまで冷却しなければならな
い。これを達成するためには、通常３０℃以下の温度で
充分である。ポリアクリロニトリルステープルファイバ
ーヤーンが高温で延伸された場合は、引張応力を加えた
状態で２５℃か又はそれ以下の温度に冷却するのが好ま
しい。
【００２６】ヤーンまたはスレッドから形成されたウィ
ーブの後延伸は、延伸が縦方向だけでなく、横方向にも
同時になされるよう行わなければならない。
ーブの後延伸は、延伸が縦方向だけでなく、横方向にも
同時になされるよう行わなければならない。
【００２７】このためには、布帛を１つ又はそれ以上の
工程で縦方向と横方向に同時に延伸しなければならな
い。なぜなら、延伸が一方向だけに行われた場合は、他
の方向において同時に緩和が起こるからである。
工程で縦方向と横方向に同時に延伸しなければならな
い。なぜなら、延伸が一方向だけに行われた場合は、他
の方向において同時に緩和が起こるからである。
【００２８】各方向におけるトータル延伸比は、特定の
延伸温度にて達成しうる最大延伸比を実質的に達成する
ような仕方で、また延伸物の応力−伸び曲線において所
望の勾配増大を達成するような仕方で選定しなければな
らない。これは一般に、延伸において加えられた引張応
力が、特定延伸温度での極限引張強さの少なくとも９０
％となるような場合であろう。
延伸温度にて達成しうる最大延伸比を実質的に達成する
ような仕方で、また延伸物の応力−伸び曲線において所
望の勾配増大を達成するような仕方で選定しなければな
らない。これは一般に、延伸において加えられた引張応
力が、特定延伸温度での極限引張強さの少なくとも９０
％となるような場合であろう。
【００２９】ヤーンやスレッドの場合と同様に、ウィー
ブも１つか又はそれ以上の工程で（好ましくは２工程
で、そして特に好ましくは単一工程で）後延伸すること
ができる。ウィーブを製造するためには、延伸していな
いか又はある程度後延伸したステープルファイバーヤー
ンを使用することができる。後延伸は、室温で行うこと
もできるし、あるいは特に高温で行うこともできる。特
定温度での延伸条件は、ヤーンおよびスレッドに関して
前述したように、当業者によって決定されなければなら
ない。
ブも１つか又はそれ以上の工程で（好ましくは２工程
で、そして特に好ましくは単一工程で）後延伸すること
ができる。ウィーブを製造するためには、延伸していな
いか又はある程度後延伸したステープルファイバーヤー
ンを使用することができる。後延伸は、室温で行うこと
もできるし、あるいは特に高温で行うこともできる。特
定温度での延伸条件は、ヤーンおよびスレッドに関して
前述したように、当業者によって決定されなければなら
ない。
【００３０】ウィーブの後延伸は、縦方向と横方向の同
時延伸が可能である従来のテンターを使用して行うこと
ができる。例えば、このためには、縦・横両方向の連続
鎖ガイドを有するＭｏｎｆｏｒｔｓ社製テンターを使用
することができる。
時延伸が可能である従来のテンターを使用して行うこと
ができる。例えば、このためには、縦・横両方向の連続
鎖ガイドを有するＭｏｎｆｏｒｔｓ社製テンターを使用
することができる。
【００３１】延伸のための高温は、ヤーンまたはスレッ
ドの後延伸に関して前述したように、公知の熱伝達媒体
を使用して得ることができる。
ドの後延伸に関して前述したように、公知の熱伝達媒体
を使用して得ることができる。
【００３２】ウィーブを高温で延伸した場合、各延伸処
理後に、引張応力を加えた状態で、ヤーンやスレッドの
後延伸のときのように、後延伸布帛のいかなる緩和も起
こさないような程度にまでウィーブを冷却しなければな
らない。
理後に、引張応力を加えた状態で、ヤーンやスレッドの
後延伸のときのように、後延伸布帛のいかなる緩和も起
こさないような程度にまでウィーブを冷却しなければな
らない。
【００３３】本発明のヤーン、スレッド又はウィーブ
は、一般に、脆性マトリックス材料および伸び率とフレ
キシビリティの低いマトリックス材料を強化するのに使
用することができる。
は、一般に、脆性マトリックス材料および伸び率とフレ
キシビリティの低いマトリックス材料を強化するのに使
用することができる。
【００３４】したがって本発明はさらに、２５℃にて５
％以下の破断伸びを有するマトリックス材料と、強化材
として前述のヤーン、スレッド又はウィーブとを含んだ
複合材料を提供する。
％以下の破断伸びを有するマトリックス材料と、強化材
として前述のヤーン、スレッド又はウィーブとを含んだ
複合材料を提供する。
【００３５】これらの複合材料においては、好ましいマ
トリックス材料は無機構造材料または熱硬化性プラスチ
ックである。本発明の強化材を使用すると、耐力が増大
するので、高強度の複合材料を製造させることができ
る。あるいはまた、強度低下を起こすことなく、複合材
料を薄肉化させたり、低い伸び率やフレキシブルにした
りすることができる。
トリックス材料は無機構造材料または熱硬化性プラスチ
ックである。本発明の強化材を使用すると、耐力が増大
するので、高強度の複合材料を製造させることができ
る。あるいはまた、強度低下を起こすことなく、複合材
料を薄肉化させたり、低い伸び率やフレキシブルにした
りすることができる。
【００３６】本発明の複合材料は、無機構造材料（例え
ば、コンクリート、モルタル又はレンダー（render））
を本発明の後延伸ヤーン、後延伸スレッド又は後延伸ウ
ィーブで強化したものである。本発明による後延伸のヤ
ーン、スレッド又はウィーブは、ポリアクリロニトリル
ステープルファイバー（特に、高強度・高モジュラスの
ポリアクリロニトリルステープルファイバー）からなっ
ているのが好ましい。
ば、コンクリート、モルタル又はレンダー（render））
を本発明の後延伸ヤーン、後延伸スレッド又は後延伸ウ
ィーブで強化したものである。本発明による後延伸のヤ
ーン、スレッド又はウィーブは、ポリアクリロニトリル
ステープルファイバー（特に、高強度・高モジュラスの
ポリアクリロニトリルステープルファイバー）からなっ
ているのが好ましい。
【００３７】本発明の複合材料の特に好ましい態様は、
ポリアクリロニトリル（特に、高強度・高モジュラスの
ポリアクリロニトリルステープルファイバー）をベース
とした後延伸ステープルファイバーヤーンと熱硬化性プ
ラスチックとを含んだ組み合わせ物に関する。
ポリアクリロニトリル（特に、高強度・高モジュラスの
ポリアクリロニトリルステープルファイバー）をベース
とした後延伸ステープルファイバーヤーンと熱硬化性プ
ラスチックとを含んだ組み合わせ物に関する。
【００３８】本発明の複合材料に使用される好ましい熱
硬化性プラスチックとしては、例えば、アルキド樹脂、
エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、および特にフェノー
ル樹脂などがある。
硬化性プラスチックとしては、例えば、アルキド樹脂、
エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、および特にフェノー
ル樹脂などがある。
【００３９】本発明による後延伸のヤーン、スレッド又
はウィーブは、例えば、無機材料又はプラスチック材料
から薄肉シートや成形品（例えば、エクステリア部品や
スキー板）を製造するのに使用することができる。これ
らはさらに、構造材料（例えば建築におけるレンダー）
を強化するのに、種々の塗料を製造するのに、そしてま
た研磨ディスク、摩擦ブレーキライニング、およびクラ
ッチライニングを製造するのに使用することができる。
はウィーブは、例えば、無機材料又はプラスチック材料
から薄肉シートや成形品（例えば、エクステリア部品や
スキー板）を製造するのに使用することができる。これ
らはさらに、構造材料（例えば建築におけるレンダー）
を強化するのに、種々の塗料を製造するのに、そしてま
た研磨ディスク、摩擦ブレーキライニング、およびクラ
ッチライニングを製造するのに使用することができる。
【００４０】本発明の特に好ましいヤーン、スレッド又
はウィーブは、２５℃にて０．５〜５％の破断伸びを有
する。
はウィーブは、２５℃にて０．５〜５％の破断伸びを有
する。
【００４１】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明がこれらの実施例によって限定さ
れることはない。
に説明するが、本発明がこれらの実施例によって限定さ
れることはない。
【００４２】
【実施例１】後延伸ポリアクリロニトリルステープルファイバーヤー
ンをベースとしたウィーブの製造 以下に記載の製造条件を使用して、ポリアクリロニトリ
ルステープルファイバーで造られたヤーンからガーゼウ
ィーブを製造した。
ンをベースとしたウィーブの製造 以下に記載の製造条件を使用して、ポリアクリロニトリ
ルステープルファイバーで造られたヤーンからガーゼウ
ィーブを製造した。
【００４３】ステープルファイバー： ＤＯＬＡＮＩＴ
１５（登録商標） 2.8dtex／100mm 半梳毛糸 Ｎｍ １０／２， ２７０／２４０ 巻き／
ｍ ウィーブ： からみ織 たて糸： ４スレッド／１０ｃｍごとに９絽末端 よこ糸： ４スレッド／１０ｃｍごとに９グループ ガーゼの開口： 約８×８ｍｍ 目付： 約１５０ｇ／ｍ2
１５（登録商標） 2.8dtex／100mm 半梳毛糸 Ｎｍ １０／２， ２７０／２４０ 巻き／
ｍ ウィーブ： からみ織 たて糸： ４スレッド／１０ｃｍごとに９絽末端 よこ糸： ４スレッド／１０ｃｍごとに９グループ ガーゼの開口： 約８×８ｍｍ 目付： 約１５０ｇ／ｍ2
【００４４】布帛には、アクリレート樹脂をベースとし
たノンスリップ仕上げ剤を組み込んだ。応力−伸び曲線
の勾配を増大させて、最大３．５％までの低伸び率での
布帛の耐力アップを達成するために、２つの処理を施し
た。
たノンスリップ仕上げ剤を組み込んだ。応力−伸び曲線
の勾配を増大させて、最大３．５％までの低伸び率での
布帛の耐力アップを達成するために、２つの処理を施し
た。
【００４５】１ａ： スレッドの予備延伸 デュープレット・ロール（ｄｕｐｌｅｔ ｒｏｌｌ）に
より、１００℃にて８％延伸処理した。
より、１００℃にて８％延伸処理した。
【００４６】１ｂ： 布帛のセッティング 上記の指示にしたがって後延伸スレッドから作製した布
帛を、幅出しによって縦方向と横方向にセットし、約１
％のさらなる縦方向伸長と、約０．７％のさらなる横方
向伸長を施した。このようにして後延伸された布帛は、
３％の破断伸びと以下のような強度を併せもつ。
帛を、幅出しによって縦方向と横方向にセットし、約１
％のさらなる縦方向伸長と、約０．７％のさらなる横方
向伸長を施した。このようにして後延伸された布帛は、
３％の破断伸びと以下のような強度を併せもつ。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【実施例２】ポリアクリロニトリルステープルファイバーをベースと
した後延伸スレッドの製造 ＤＯＬＡＮＩＴ１５（登録商標）（２．８ｄｔｅｘ／１
００ｍｍ）を含むステープルファイバーをベースとした
タイプＮｍ１０／２のスレッドを、一対のニップロール
を介して６つ一組のロールに通し、予備冷延伸した。次
いで、スレッドを加熱チャンバー中に入れて高温延伸を
施し、８つ一組のロールを介して巻き取った。以下のよ
うな後延伸物が得られ、その特性は次の通りであった。
した後延伸スレッドの製造 ＤＯＬＡＮＩＴ１５（登録商標）（２．８ｄｔｅｘ／１
００ｍｍ）を含むステープルファイバーをベースとした
タイプＮｍ１０／２のスレッドを、一対のニップロール
を介して６つ一組のロールに通し、予備冷延伸した。次
いで、スレッドを加熱チャンバー中に入れて高温延伸を
施し、８つ一組のロールを介して巻き取った。以下のよ
うな後延伸物が得られ、その特性は次の通りであった。
【００４９】
【表２】
Claims (16)
- 【請求項１】 １００％伸び率を基準として、対応する
非延伸ヤーン又は非延伸スレッドより少なくとも２００
％高い初期モジュラスを有する、合成ポリマーのステー
プルファイバーをベースとしたヤーン又はスレッド。 - 【請求項２】 １００％伸び率を基準として、対応する
非延伸ウィーブより少なくとも２００％高い初期モジュ
ラスを有する、合成ポリマーのステープルファイバーを
ベースとしたヤーン又はスレッドから形成されたウィー
ブ。 - 【請求項３】 １００％伸び率を基準として、そしてウ
ィーブの場合には縦方向と横方向に関して１００％伸び
率を基準として、対応する非延伸製品より少なくとも２
００〜４００％高い初期モジュラスを有する、請求項１
または２に記載のヤーン、スレッド又はウィーブ。 - 【請求項４】 ２５℃にて７％以下の、そして好ましく
は５％以下の破断伸びを有する、請求項１または２に記
載のヤーン、スレッド又はウィーブ。 - 【請求項５】 前記合成ポリマーが、アラミド、芳香族
ポリエステル又は特にポリアクリロニトリルである、請
求項１または２に記載のヤーン、スレッド又はウィー
ブ。 - 【請求項６】 前記ステープルファイバーが、特に、２
５℃において少なくとも２５ｃＮ／ｔｅｘの破断伸び、
および２５℃において１００％伸び率を基準として少な
くとも３００ｃＮ／ｔｅｘの初期モジュラスを有する高
強度・高モジュラスのポリアクリロニトリルファイバー
である、請求項５記載のヤーン、スレッド又はウィー
ブ。 - 【請求項７】 ２５℃において少なくとも４５ｃＮ／ｔ
ｅｘの破断伸び、および２５℃において１００％伸び率
を基準として少なくとも３００ｃＮ／ｔｅｘの初期モジ
ュラスを有する、請求項６記載のヤーン、スレッド又は
ウィーブ。 - 【請求項８】 （ａ） ヤーンまたはスレッドを、特定
の極限引張強さの少なくとも９０％までにて、１つか又
はそれ以上の段階において特定の延伸温度で延伸する工
程、このとき延伸ヤーンまたは延伸スレッドが２５℃に
て最大７％までの、好ましくは最大５％までの破断伸び
を有するよう、トータルの延伸比が選ばれる；および
（ｂ） 高温で延伸した場合には、各延伸処理後におい
て、引張応力を加えた状態でヤーンまたはスレッドを、
延伸ヤーンまたは延伸スレッドのいかなる緩和も実質的
に起こさないような温度に、特に３０℃以下の温度に冷
却する工程；から成る、合成ポリマーで造られたステー
プルファイバーをベースとした低破断伸びのヤーンまた
はスレッドの製造法。 - 【請求項９】 （ａ） ウィーブを、特定の極限引張強
さの少なくとも９０％までにて、１つ以上の段階におい
て縦方向と横方向に特定の延伸温度で同時に延伸する工
程、このとき延伸ウィーブが２５℃にて最大７％まで
の、好ましくは最大５％までの破断伸びを有するよう、
トータルの延伸比が選ばれる；および（ｂ） 高温で延
伸した場合には、各延伸処理後において、引張応力を加
えた状態でウィーブを、延伸布帛のいかなる緩和も実質
的に起こさないような温度に、特に３０℃未満の温度に
冷却する工程；から成る、合成ポリマーで造られたステ
ープルファイバーをベースとしたヤーンまたはスレッド
から低破断伸びのウィーブを製造する方法。 - 【請求項１０】 前記延伸が二段階または特に一段階で
行われる、請求項８または９に記載の製造法。 - 【請求項１１】 前記トータルの延伸比が、ヤーン、ス
レッド又はウィーブの破断伸びが２５℃にて０．５〜５
％となるよう設定される、請求項１０記載の製造法。 - 【請求項１２】 マトリックス材料と強化材とを含み、
このとき前記マトリックス材料が２５℃にて５％以下の
破断伸びを有し、そして前記強化材が請求項１〜７のい
ずれか一項に記載のヤーン、スレッド又はウィーブであ
る複合材料。 - 【請求項１３】 前記マトリックス材料が無機構造材料
または熱硬化性プラスチックである、請求項１２記載の
複合材料。 - 【請求項１４】 前記強化材が請求項６記載のヤーン、
スレッド又はウィーブであり、前記マトリックス材料が
熱硬化性プラスチックである、請求項１３記載の複合材
料。 - 【請求項１５】 前記熱硬化性プラスチックがフェノー
ル樹脂である、請求項１４記載の複合材料。 - 【請求項１６】 前記無機構造材料がコンクリート、モ
ルタル又はレンダーであり、そして前記強化材が、請求
項６記載のポリアクリロニトリルをベースとしたヤー
ン、スレッド又はウィーブである、請求項１３記載の複
合材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4202954:6 | 1992-02-01 | ||
| DE4202954 | 1992-02-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05279935A true JPH05279935A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=6450814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5014794A Pending JPH05279935A (ja) | 1992-02-01 | 1993-02-01 | ステープルファイバーをベースとした後延伸のヤーン、スレッド又はウィーブ、それらの製造方法及びそれらから製造される複合材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0554775A2 (ja) |
| JP (1) | JPH05279935A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10113283A1 (de) * | 2001-03-06 | 2003-01-23 | Scherer Josef | Bauteil oder Bauwerksteil mit Kernteil und Faser-Tragelement |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB611796A (en) * | 1945-06-07 | 1948-11-03 | Carbide & Carbon Chem Corp | Process for improving the physical characteristics of vinyl resin filaments, threads, yarns and the like |
| US3664114A (en) * | 1969-07-31 | 1972-05-23 | Eastman Kodak Co | Spun polyester strands and method for making |
| DE3027844A1 (de) * | 1980-07-23 | 1982-02-18 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Hochmodul-polyacrylnitrilfaeden und -fasern sowie verfahren zu ihrer herstellung |
| CH647271A5 (de) * | 1981-03-20 | 1985-01-15 | Hoechst Ag | Fixierte faeden und fasern aus acrylnitrilhomo- oder -copolymeren sowie verfahren zu ihrer herstellung. |
| EP0223291B1 (en) * | 1985-11-07 | 1991-07-31 | Akzo N.V. | Reinforcing element of synthetic material for use in reinforced concrete, more particularly prestressed concrete, reinforced concrete provided with such reinforcing elements, and processes of manufacturing reinforcing elements, and reinforced and prestressed concrete |
| US4654253A (en) * | 1985-11-29 | 1987-03-31 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Process for manufacturing a high strength woven fabric from optimally drawn yarn |
| DE4010694A1 (de) * | 1990-04-03 | 1991-10-10 | Hoechst Ag | Faserverstaerkter werkstoff, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung |
-
1993
- 1993-01-27 EP EP93101194A patent/EP0554775A2/de not_active Withdrawn
- 1993-02-01 JP JP5014794A patent/JPH05279935A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0554775A2 (de) | 1993-08-11 |
| EP0554775A3 (ja) | 1994-04-20 |
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