JPH11293535A

JPH11293535A - 熱融着複合糸の製造方法

Info

Publication number: JPH11293535A
Application number: JP9906598A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Taneike; 昌彦種池
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】集束していて糸径が細く、機械的特性も充分
に高く、取扱性に優れ、且つマトリックス樹脂、特に低
粘度のマトリックス樹脂を含浸し複合材料としたときの
強度発現性に優れた、強化繊維からなる織物や一方向性
繊維シート材のよこ糸等として充分な性能を有している
熱融着複合糸を生産性よく製造できる、熱融着複合糸の
製造方法を提供する。【解決手段】融点差が５０℃以上の２種の繊維を引き
揃えた、引き揃え糸条に水系エマルションとした接着剤
を付与し、少なくとも一対のロール間でニップした後、
乾燥することを特徴とする複合糸の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱融着複合糸の製
造方法に関する。より詳しくは、炭素繊維、ガラス繊
維、芳香族ポリアミド繊維等の高強度、高弾性繊維（以
下、単に強化繊維という。）の織物のよこ糸として用い
織製した後、低融点繊維を融着して目ずれを防止した
り、強化繊維を引き揃えてなる一方向性繊維シート材の
巾方向に配置し、低融点繊維を熱融着して巾方向の強化
に用いたりする、熱融着複合糸の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱融着複合糸としては、ガラス繊維に、
溶剤に溶解したポリアミド等の熱可塑性樹脂を付与し、
乾燥した熱融着複合糸が知られている（例えば、特開昭
６１−１９４２４６号公報）。

【０００３】また、接着性を向上するためにガラス繊維
を芯材として共重合ナイロンの融着糸でその周りを被っ
た熱融着複合糸、更にこの複合糸に熱可塑性樹脂溶液を
付与した熱融着複合糸が提案されている（例えば、特開
昭５９−８３６１９号公報）。

【０００４】そして、接着剤の付与方法としては、ロー
ルの一部を接着剤に浸漬しがら回転し、その上に繊維糸
条を走行させるタッチロール方式が広く用いられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、強化繊維を
一方向に引き揃え、その巾方向に強化繊維を融着複合糸
により固定した一方向性繊維シート材にあっては、従来
の熱融着複合糸では、強化繊維間の融着・接着強度が弱
く、そのためアクリル系モノマーや不飽和ポリエステル
樹脂のような低粘度のマトリックス樹脂を含浸しようと
した場合には、マトリックス樹脂とともに強化繊維も動
き繊維配向が乱れ強度効率が低下するという欠点があっ
た。

【０００６】また、強化繊維織物にあっても、取扱時
に、容易にたて糸とよこ糸の織り目が剥離してずれたり
せず織物の形態を維持する、高い融着・接着強度が必要
とされている。又、一方向繊維シートと同様に、マトリ
ックス樹脂を含浸するとき、繊維配向が乱れることを防
ぐという点でも高い融着・接着強度が必要とされてい
る。

【０００７】しかしながら、融着・接着強度を向上する
ために単に接着剤の付与量や融着糸量を多くするので
は、強化繊維織物等へのマトリックス樹脂の含浸を阻害
するため好ましくないことが判っている。

【０００８】そこで、本発明は上記の課題を解決し、集
束していて糸径が細く、機械的特性も充分に高く、取扱
性に優れ、且つ、マトリックス樹脂、特に低粘度のマト
リックス樹脂を含浸して複合材料としたときの強度発現
性に優れた織物や一方向性繊維シート材を構成するよこ
糸に使用するのに充分な性能を有している熱融着複合糸
を生産性よく製造できる、熱融着複合糸の製造方法を提
供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、融点差
が５０℃以上の２種の繊維を引き揃えた、引き揃え糸条
に水系エマルションとした接着剤を付与し、少なくとも
一対のロール間でニップした後、乾燥することを特徴と
する複合糸の製造方法にある。

【００１０】

【発明の実施の形態】（融点差５０℃以上の２種の繊維
について）本発明に用いる２種の繊維は、融点差が５０
℃以上あればよく、特に限定しない。特にここで融点差
を問題とするのは、熱融着複合糸により強化繊維織物の
目止めや強化繊維からなる一方向性繊維シート材の巾方
向の接着・補強を行う際、両者に融点差が５０℃程度な
いと、強固に目止め、巾方向の接着・補強ができないこ
とに起因する。

【００１１】本発明では、融点の高い方の繊維（以下、
高融点繊維という。）として、炭素繊維、ガラス繊維、
芳香族ポリアミド繊維、アラミド繊維等が挙げられる。

【００１２】また、融点が低い方の繊維（以下、低融点
繊維という。）としては、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ナイロン、共重合ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデンなどのモノフィラメント、マルチフィラ
メントが挙げられる。この中でも繊維径が細く強度の高
い共重合ナイロンが最適である。

【００１３】（引き揃え方法）本発明で用いる、高融点
繊維と低融点繊維の引き揃え方法として、単に両者を引
き揃えて、又は、引き揃えた後、甘撚若しくは強撚して
両者を引き揃える方法があるが、単に引き揃えただけで
充分である。

【００１４】（接着剤の水系エマルションについて）本
発明では上述のようにして得られた引き揃え糸条に接着
剤の水系エマルションを付与する。

【００１５】水系エマルジョンとする接着剤としては、
酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−エチレン
−塩化ビニル共重合体、酢酸ビニル−エチレン−アクリ
ル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、アクリル
−スチレン共重合体、アクリル共重合体の少なくとも１
種、又はこれらの混合物が挙げられる。

【００１６】接着剤には、物性面からは高融点繊維及び
低融点繊維間を固定しておくのに十分な接着力を必要と
される。また、生産性からは水系エマルションが速乾性
であることが望ましい。

【００１７】接着剤の水系エマルションは、上記の接着
剤を水で希釈し得られる。

【００１８】（接着剤の水系エマルションの付与方法に
ついて）接着剤の水系エマルションを引き揃え糸条に付
与する方法は、本発明では特に限定しないが、引き揃え
糸条を走行させながら接着剤の水系エマルションに浸漬
する方法、ロールの一部を接着剤の水系エマルションに
浸漬しがら回転し、ロール上に引き揃え糸条を走行させ
るタッチロールによる方法等が挙げられる。前者の方法
は、接着剤の引き揃え糸条への含浸が良好で高融点繊維
及び低融点繊維間を固定しておくのに十分な接着力を付
与でき、装置上も最も省力的で最適な方法である。

【００１９】（ロールを用いたニップについて）本発明
においては、少なくとも一対のロール間で接着剤を付与
した引き揃え糸条をニップすることが必要である。本発
明ではこのニップにより、引き揃え糸条に付与された余
剰の接着剤を除去し塗布量の制御が行われる。更にこの
ニップは、高融点繊維及び低融点繊維の間に接着剤が浸
透し、集束性が増す効果を有する。従って、複合糸の強
度、特に屈曲に対する強度が増加する。そのためこの融
着複合糸をよこ糸として製織をする際、たて糸に対する
接着性が安定し、たて糸とよこ糸の接点が剥離すること
なく、織物の形態を維持できる。更には、複合糸の強度
の向上より高速での製織も可能となる。

【００２０】ロール間でニップする線圧は、２０〜７０
Ｎ／ｃｍであるのが好ましい。この範囲の線圧であれ
ば、高融点繊維及び低融点繊維の繊維間、繊維の内部に
接着剤が浸透するため集束性が増し、糸の強度、特に屈
曲に対する強度を向上することができる。

【００２１】ロール間でニップする線圧が２０Ｎ／ｃｍ
未満だと、高融点繊維及び低融点繊維の繊維間、繊維の
内部に接着剤が充分に浸透しないため集束性が阻害さ
れ、両繊維間が離れてしまう。そのため糸の強度、特に
屈曲に対する強度が得られない。

【００２２】逆にロール間でニップする線圧が７０Ｎ／
ｃｍを越えると、この圧力でロール表面の糸道部分が時
間経過とともに磨耗してしまう。磨耗してしまうと、ニ
ップすることができなくなってしまうので、接着剤の付
与そのものが行えなくなる。

【００２３】（好ましいニップロールについて）本発明
でニップに用いるロール対の材質等は、上述の線圧に耐
えればよく、特に限定しない。本発明に用いる接着剤や
そのエマルションは、十分な接着力と速乾性を有するこ
とが好ましいことを上で述べたが、これらの特性は同時
に引き揃え糸条や複合糸の走行安定性に弊害をもたらす
場合もある。

【００２４】例えば、接着剤浸漬後の糸道に使用される
ロールに接着剤が付着しその表面が乾燥固化すること
で、ロール表面に粘着性を有する接着剤が残り、走行す
る複合糸がロールに巻き付き正常に巻き取ることができ
なくなる。

【００２５】そこで、本発明では、ロール表面の接着剤
乾燥固化を防止し糸条の走行安定性を確保する目的から
ロールの一方は、その表面がフッ素樹脂又はフッ素樹脂
の微粒子を均一に分散共析したメッキ皮膜でコーティン
グされており、且つロール表面に付着した接着剤をこす
り取るドクターブレードを配した金属ロールであり、も
う一方は、表面にゴムをコーディングしたロールである
ことが非常に好ましい。

【００２６】ここで、ロール表面にフッ素樹脂等を用い
るのは、ロール表面に接着剤に対する剥離性がないと完
全に取り除くことができず、接着剤の粘着性をもった皮
膜が残り、糸の走行安定性を確保できない。そこで剥離
性付与のため、ロール表面を四フッ化エチレン樹脂、変
性四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、
四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合樹脂、四フ
ッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合
樹脂、エチレン・四フッ化エチレン共重合樹脂、シリコ
ン樹脂の少なくとも１種類、又は複合による積層コーテ
ィング、フッ素樹脂の微粒子を均一に分散共析したメッ
キ皮膜でコーティングを行うのが好ましい。

【００２７】上記ロールと対になるロールは、ニップ力
を確保するために表面にゴムをコーディングしたロール
を用いる。コーティングするゴムの材質としては、ニト
リルゴム、クロロブレンゴム、エチレンプロピレンゴ
ム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムが挙げ
られる。コーティングは、ゴム単相であっても、更に表
面に前記のフッ素コーティングを重ねて行った、積層コ
ーティングであってもよい。

【００２８】（接着剤の付与量）本発明の熱融着複合糸
は、繊維に対する接着剤の固形分付与量は５〜１５重量
％であるのが好ましい。

【００２９】接着剤の固形分付与量が５重量％未満だ
と、その製造においては高融点繊維と低融点繊維が接着
剤の付与時、又は乾燥時に集束性が消失しやすい。又、
この熱融着複合糸を強化繊維織物、一方向性繊維シート
材のよこ糸として用いる場合、よこ糸が接着しない、規
則的な配列が得られないといった欠点が生じやすく、マ
トリックス樹脂を含浸するときにたて糸の繊維配向が乱
れてしまい、強度効率が低下してしまう。

【００３０】接着剤の固形分付与量が１５重量％を越え
た場合は、乾燥に多大なエネルギー、時間が必要とされ
る。乾燥不良の熱融着複合糸は、複合糸同士が巻取時の
接圧により接着し、糸管からかいじょ時にかいじょでき
ず糸切れが生じてしまう。更には、マトリックス樹脂の
含浸不良の原因となり好ましくない。

【００３１】（複合糸の太さ）ところで、強化繊維から
なる織物は、その組織点において、たて糸が織物平面に
対して最大限よこ糸の太さ分、上下に屈曲して構成され
ており、基本構成面に対して平行に加わる力に対し角度
をもった、たて糸で支えることになる。

【００３２】従って、よこ糸の糸径は強度効率の観点か
ら極力細い方が好ましい。本発明に用いる高融点繊維の
好ましい糸径は繊度で表して１１０〜６８０ｄｔｅｘで
あり、低融点繊維の糸径は繊度で表して３０〜１２０ｄ
ｔｅｘである。

【００３３】本発明の熱融着複合糸においては上述した
ように接着剤が繊維間にまで十分に浸透することから集
束性が高く、複合糸としての糸径を細くすることができ
る。

【００３４】（乾燥について）本発明においては、ニッ
プした引き揃え糸条に残存している水を乾燥した後、引
き取り、糸管等に巻き取る。本発明において、乾燥する
方法は特に限定しないが、乾燥対象が水であることか
ら、例えば、７０℃に設定した乾燥室で熱風乾燥するこ
とで十分な乾燥を行える。

【００３５】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。尚、接着剤付与量・標準偏差、引張強度、引掛
強度、巻き取り性、糸管からのかいじょ性、及び、製織
性は以下のようにして評価した。

【００３６】（接着剤付与量・標準偏差）接着剤付与量
は、複合糸を検尺機（島津製作所製）により１０ｍサン
プリングを行い、サンプリングした複合糸を電子天秤
（メトラー製；ＡＥ２００）にて重量測定を行った。こ
の測定値から高融点繊維及び低融点繊維の原糸の重量を
算術的に引き算をして求めた。標準偏差（Ｓ）は、以下
の式によって求めた。Ｓ＝［Σ（ｘ−ｘ）²／（ｎ−１）］^1/2 ここで、ｘ、ｘ_AV、及びｎはそれぞれ、接着剤付与量、
接着剤付与量平均値、及びサンプル数を表す。

【００３７】（引張強度）引張強度は、テンシロン（東
洋測器製；ＵＴＭ−ＩＩＩ）を用いて、複合糸の試料長
を１００ｍｍとし、クロスヘッドスピード５０ｍｍ／分
の条件下において測定した。

【００３８】（引掛強度）引掛強度は、テンシロン（東
洋測器製；ＵＴＭ−ＩＩＩ）を用いて、複合糸の長さ１
００ｍｍを２本試料とし、この２本の複合糸をループ状
に互いに引掛けて、引張試験を行ったときの強さで表
す。その際のクロスヘッドスピードは５０ｍｍ／分のの
条件下において測定した。

【００３９】（巻き取り性）巻き取り性は、巻き形状が
時間経過と共にどのように変化するかを観察して行っ
た。 ○：７時間以上連続巻き取りが可能で綾はずれがなかっ
た。 △：７時間以上連続巻き取りが可能であったが綾はずれ
が生じた。 ×：７時間未満しか巻き取りができず、綾はずれも生じ
た。

【００４０】（糸管からのかいじょ性）複合糸をよこ糸
としてレピア織機を用いて１０００ｍｍ巾の強化繊維織
布を製織した。このときの糸管での糸切れの回数を数え
た。ただし、複合糸は糸管から縦取りした。 ○：０〜１回／１００ｍ製織する間 △：２〜５回／１００ｍ製織する間 ×：６回以上／１００ｍ製織する間

【００４１】（製織性）（糸管からのかいじょ性）の評
価において、レピア織機内での糸切れの回数を数えた。 ○：０〜１回／１００ｍ製織する間 △：２〜５回／１００ｍ製織する間 ×：６回以上／１００ｍ製織する間

【００４２】（実施例１）図１に示す装置により、給糸
スタンドよりガラス繊維（旭ファイバーグラス株式会社
製品番ＥＣＤ４５０１／２４．４Ｓ；フィラメント
／２２５ｄｔｅｘ、撚数１７６回／ｍ）とナイロン繊維
（東レ株式会社製品番５０−１０−Ｇ１００；フィラメ
ント／５６ｄｔｅｘ、比重１．０８、融点１２０℃）を
引き出し、引き揃え糸条とした。

【００４３】この引き揃え糸条を酢酸ビニル−エチレン
共重合体（住友化学工業株式会社製品番Ｓ−５００；固
形分５５重量％）を水にて希釈し、固形分濃度２８．９
％に調整した接着剤エマルションを満たした槽に導き、
浸漬した後、一対のロール間で３５Ｎ／ｃｍの圧力（線
圧）でニップし、引き続き７０℃に設定した乾燥室で熱
風乾燥を行い乾燥し、巻取ロールにて巻き取った。

【００４４】複合糸に対する接着剤の固形分付与量は１
０．１重量％であった。用いたロール対のうち、一方の
表面は、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエ
チレン共重合樹脂を２層コーティングしたものを用い
た。もう一方には、シリコーンゴムをコーティングした
ものを用いた。

【００４５】熱融着複合糸の製造中、ロールに付着した
接着剤は、ドクターブレードにより連続的に取り除かれ
た。評価結果を表１に示した。

【００４６】（実施例２）酢酸ビニル−エチレン共重合
体の水系エマルション中の固形分濃度２７．８％に調整
した以外は実施例１と同様に操作し、酢酸ビニル−エチ
レン共重合体の固形分付与量が６．３重量％の熱融着複
合糸を得た。評価結果を表１に示す。

【００４７】（実施例３）酢酸ビニル−エチレン共重合
体の水系エマルション中の固形分濃度３０．６重量％に
調整した以外は実施例１と同様に操作し、酢酸ビニル−
エチレン共重合体の固形分付与量が１３．６重量％重量
％の熱融着複合糸を得た。評価結果を表１に示す。

【００４８】実施例１〜３で得られた熱融着複合糸は、
接着剤が繊維長手方向で均一に付与されており、繊維間
にも十分に浸透し均一なので集束性も高く、巻き取り時
及び糸管からのかいじょ性は良好であった。又、引張強
度、引掛強度も十分に高く、製織時における糸切れ等の
工程不良は生じなかった。

【００４９】（実施例４）図１の装置において、四フッ
化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹
脂を２層コーティングしたロールに設置したドクターブ
レードを使用しない以外は実施例１と同様に操作し、接
着剤の固形分付与量を９．８重量％の熱融着複合糸を得
た。

【００５０】実施例４で得られた熱融着複合糸は、当初
は実施例１と同様に、接着剤が繊維長手方向で均一に付
与されており、繊維間にも十分に浸透し均一なので集束
性も高く、巻き取り時及び糸管のからのかいじょ性は良
好であった。又、引張強度、引掛強度も十分に高く、製
織時における糸切れ等の工程不良は生じなかった。

【００５１】（比較例）図２に示す装置により、給糸ス
タンドよりガラス繊維（実施例１と同じ）とナイロン繊
維（実施例１と同じ）を引き出し、１０回／ｍの撚りを
かけ、引き揃え糸条とした。

【００５２】この引き揃え糸条を酢酸ビニル−エチレン
共重合体（実施例１と同じ）を水にて希釈し、固形分濃
度２８．９％に調整した接着剤エマルション槽に導き、
タッチロールにて接着剤を付与し、その後乾燥室内にて
熱風乾燥し、巻取ロール（８）にて巻き取った。

【００５３】この際、引き取り速度を実施例１の６０％
減し、熱融着複合糸に対する接着剤の固形分付与量を１
０．３重量％とした。

【００５４】得られた熱融着複合糸は、接着剤が糸の繊
維長手方向で不均一になっており、繊維間への接着剤の
侵入の不均一であり、ガラス繊維とナイロン繊維の周り
は接着剤で被覆されていたが、各々の繊維間までは接着
剤が浸透していないため、屈曲に対する集束性が悪く、
製織時の糸切れを引き起こした。

【００５５】又、接着剤の付与量が不均一であるため、
乾燥不良が発生し熱融着複合糸同士が巻取時の接圧によ
り接着し、糸管のかいじょ時においてかいじょできず糸
切れが生じた。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、集束していて糸径が細
く、機械的特性も充分に高く、取扱性に優れ、且つマト
リックス樹脂、特に低粘度のマトリックス樹脂を含浸し
た複合材料としたとき強度発現性に優れた強化繊維から
なる織物や一方向性繊維シート材のよこ糸等として充分
な性能を有している熱融着複合糸を生産性よく製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を好適に実施する一例を示す概略図であ
る。

【図２】従来の熱融着複合糸の製造方法を示す概略図で
ある。

【符合の説明】

１ガラス繊維２ナイロン繊維３接着剤のエマルション４ロール（シリコーンゴムをコーティングしたロー
ル）５ロール（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキ
シエチレン共重合樹脂を２層コーティングしたロール）６ドクターブレード７乾燥室８巻取ロール９タッチロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】融点差が５０℃以上の２種の繊維を引き
揃えた、引き揃え糸条に水系エマルションとした接着剤
を付与し、少なくとも一対のロール間でニップした後、
乾燥することを特徴とする、熱融着複合糸の製造方法。
【請求項２】ロール対を形成している、一方のロール
はその表面がフッ素樹脂又はフッ素樹脂の微粒子を均一
に分散共析したメッキ皮膜でコーティングされ、且つロ
ール周面にドクターブレードを配した金属ロールであ
り、もう一方のロールは表面にゴムをコーディングした
ロールである、請求項１記載の熱融着複合糸の製造方
法。
【請求項３】ロール間でニップする線圧が、２０〜７
０Ｎ／ｃｍである、請求項１又は２記載の熱融着複合糸
の製造方法。
【請求項４】接着剤の付与量が繊維に対し５〜１５重
量％である、請求項１〜３のいずれか１項記載の熱融着
複合糸の製造方法。
【請求項５】融点差が５０℃以上の２種の繊維とし
て、ガラス繊維及び共重合ナイロンフィラメントを用い
る、請求項１〜４のいずれか１項記載の熱融着複合糸の
製造方法。
【請求項６】引き揃え糸条を走行させながら接着剤の
水系エマルションに浸漬することにより、引き揃え糸条
に水系エマルションとした接着剤を付与する、請求項１
〜５のいずれか１項記載の熱融着複合糸の製造方法。