JPS60209034A

JPS60209034A - 複合繊維ブレンド

Info

Publication number: JPS60209034A
Application number: JP4946785A
Authority: JP
Inventors: ポール・イー・マクマーン; タイシヤン・チヤン; リンカーン・イン
Original assignee: Celanese Corp
Current assignee: Celanese Corp
Priority date: 1984-03-15
Filing date: 1985-03-14
Publication date: 1985-10-21

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、複合製品の成形に有用な繊維トウの製造方法
に関するものである。より詳しくは、本発明は複合製品
の成形に有用な強力な強化用繊維を含有する繊維ブレン
ドからなる繊維トウの製造方法に関する。本発明はさら
にかかる繊維トウおよびこの繊維トウを使用した複合体
の成形方法にも関する。

（従来の技術）繊維強化製品は以前から知られている（例、米国特許第
３，９１４，４９９；　３，９６９．１７１；　４，２
１４，９３１および４．３’４１．８３５号参照）、。

また、特にカサ高にするために、２種類の同種または異
種の繊維を混合することも公知である（例、米国特許第
４，２１９，９９７；　４，２１８．８６９；　３．９
５９，９６２；　３．９６８．６３８および３．９５８
．３１０号参照）、さらに、異種の繊維の混合が各種の
流体シェフ）により促進されることも知られている（例
、前出の米国特許第３．９５８，３１０号および同４，
１４７，０２０号参照、ただし後者の米国特許ではヤー
ンを混合後に短かい長さに切断している）。

米国特許第４，２２６，０７９号は、バルク　（カサ高
）ヤーンを製造するために異なる２４類の繊維を併用す
ることを開示している。繊維はジェント混合帯域で混合
される。しかし、この米国特許に開示された繊維はポリ
エステルとポリアミドの組合せであり、強力な強化用繊
維と熱可塑性繊維との組合せについては開示がない。

米国特許第３．１７５．３５１号は、連続フィラメント
ヤーンのバルク加工方法を開示している。この米国特許
はまた、混合する２種類のヤーンが異なる組成のもので
もよいことを開示しているが、開示された繊維組成はい
ずれも本発明で用いるような強力な強化用繊維ではない
。

米国特許第３，８５９，１５８号は、目の粗い炭素繊維
織物を形成し、炭素質材料で被覆することにより炭素繊
維強化複合製品を製造することを開示している。米国特
許第４，３６８．２３４号は、帯状の黒鉛繊維と低モジ
ユラス繊維とを交互に配置して形成した強化用の複合繊
物を開示している。しかし、この米国特許に開示の織物
はその後に熱硬化性樹脂を含浸させ、硬化させて使用さ
れる。

本出願人に譲渡されたＢｕｃｋｌｅｙ他の米国特許出願
第３６８，４９１号には、可融性繊維と不融性繊維とか
らなる織布であって、不融性繊維が黒鉛もしくは炭素繊
維を包含し、可融性繊維が本質的に熱可塑性である、改
良された織布が開示されている。

この米国特許出願によれば、可融性繊維と不融性繊維を
製織して織物にした後、可融性繊維の融点より高温に加
熱して繊維を一体に熱結合させる。

しかし、この米国特許出願は繊維が線状に混合している
トウ生成物の製造、さらにはこの生成物が複合製品の成
形に有用であることを開示しておら゛ず、また、ガスジ
ェット混合手段を利用してかかる生成物を製造すること
も開示していない。

（発明が解決しようとする問題点）従来の繊維強化複合体の成形方法には２種類の方法があ
った。より古（からある第１の方法は、強化用繊維のト
ウまたは織布に熱硬化性材料の溶液および／または低粘
度メルトを塗布または被覆してテープまたは織布状のプ
レプレグを形成した後、硬化させるだけの方法である。

第２の方法は、高融点の熱可塑性ポリマーを含浸させた
強化用繊維テープを押出す方法である。これらのテープ
または織布を次いで複合体の成形に使用する。しかし、
このいずれの方法でも形成されたプレプレグは取扱いが
やや困難である。具体的には、従来の熱可塑性テープは
剛く、板紙様であって、複雑な形状のモールドに通して
ドレープ（湾曲）加工することはできなかった。熱硬化
したプレプレグはいくらか可撓性が高いが、これは極め
て粘着性で、取扱いが難しい場合が多かった。その結果
、どちらの種類のテープも使用が制限されていた。

よって、本発明の目的は、繊維強化複合体の成形に有用
な繊維状ブレンドを製造することである。

本発明の別の目的は、成形により複合体にすることがで
きる材料、たとえば織布を製造することである。

上記およびその他の目的は、以下に説明する本発明の方
法により達成することができる。

（問題点を解決するための手段）本発明による混合繊維トウの製造方法は、（ａｌ多数の
強力なフィラメント状強化材から繊維トウを形成し、（
ｂｌ別に熱可塑性ポリマー繊維のトウを形成し、（Ｃ）
この２種類のトウを混合し、（ｄｌ混合したトウを使用
のために取り出すという工程からなる。

フィラメント状強化材は非熱可塑性であるのが好ましい
。混合したトウは、その後、各種の繊維強化複合体の成
形に使用することができる。

（作用）本発明の方法により製造された繊維ブレンドは可撓性で
あって、取扱いが容易であり、ドレープ加工性が良好で
あるので、複雑な形状の物品を成形するのに使用できる
。また、２種類の繊維を混合しているため、モールドに
適当な熱と圧力を加えれば熱可塑性繊維材料による強化
用繊維の良好な濡れが得られる。繊維ブレンド内に熱可
塑性繊維と強化用繊維とが実質的に均一に分布している
ことから、良好な濡れは大きな程度で得られる。

具体的には、本発明の生成物は、最終製品に小さな曲率
半径がめられる使用目的に特に有用である。たとえば従
来のテープでは、９０°曲げ部を持つ物品の製造は、テ
ープが折り目で割れるか変形するために多くの場合不可
能であった。これに対し、本発明の方法の生成物は０．
００２インチ（０，０５剛耐程度の小さな曲率半径で使
用することができる。

本発明の実施において使用できる熱可塑性ポリマーは、
比較的分子量が高い熱可塑性ポリマーであれば実質的に
任意の種類のものでよく、具体例としてはポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリエステル、各種ポリアミド、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポ
リスルホン（例、ポリエーテルスルホン）、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレートなどが
挙げられる。ポリマーの融点は、周囲条件より高＋　＋
　ｅｎ　＋Ｐ＋１１　Ｌ　＆？−ｋ　ｌ　ノ　ｌ−）　
Ｉ　ＯＣ”ｙ　Ｆ、ｌ　Ｌ’ｙ＋　＊、ｚ　＜ｉｔ轟湯
温度高い方が、使用前に紡糸繊維の過度の粘着や結合を
確実に防げる。１成分ポリマー系のほかに、所望特性の
組合せによっては各種熱可塑性ポリマーの混合物を使用
するのが有利なこともある。

特に重要なポリマーは、液晶ポリマー（ＬＣＰ）である
。かかるポリマーの例には下記刊行物に記載の全芳香族
ポリエステル樹脂がある：　（ａｌ　ｒヒドロキシ安息
香酸のポリエステルＪ　Ｒｕ５ｓｅｌ　Ｇ１１ｋｅｙ　
ｅｔａｌ、＋ジャーナル・オブ・アプライド・ポリマー
・サイエンス（Ｊ、＾ｐｐ１．　Ｐｏｌｙｍ、　Ｓｃｉ
、）、ＩＩ巻、　ｐｐ１９Ｂ−２０２（１９５９）　、
ｔｂ＋　ｒポリアリ−レート（芳香族ジカルボン酸およ
びビスフェノールからのポリエステル）　Ｊ　Ｇ、　Ｂ
ｉｅｒ、ポリマー（Ｐｏｌｙｍｅｒ）、　１５巻、　ｐ
ｐ　５２７−５３５　（１９７４年８月）　、（Ｃ１ｒ
芳香族ポリエステルプラスチックＪ　Ｓ、　Ｇ、　Ｃｏ
ｔｔｉｓ、モダン・プラスチックス（Ｍｏｄｅｒｎ　Ｐ
ｌａｓｔｉｃｓ）＋　ＩＩＰ　６２−６３　（１９７５
年７月）、および（ｄ）「ポリ（ｐ−オキシベンゾイル
系）：被覆用ホモポリマー：圧縮および射出成形用コポ
リマーＪ　Ｒｏｇｅｒ　Ｓ、　５ｔｏｒｓ＋　ｅｔ　ａ
ｌ、、コーチインゲス・プラスチックス・プレプリント
（Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｐｌａｓｔ、　Ｐｒｅｐｒｉｎｔ
）　３４巻、　ｋ　１．　ｐｐ　１９４−１９７（１９
７４年４月）。下記米国特許も参照できる：第３．０３
９，９９４；　３，１６９，１２１；　３．３２１，４
３７ｉ　３，５５３．１６７；３．６３７．５９５Ｆ　
３，６５１，０１４；　３，７２３，３８８；　３，７
５９．８７０；３．７６７．６２１ｉ　３，７７Ｂ、４
１０；　３，７Ｂ７，３７０；　３，７９０，５２８；
３．８２９，４０６；　３．８９０，２５６；および３
，９７５，４８７号。

その他のポリエステルは、たとえば、（ａ）［自己強化
熱可塑性ポリエステルＸ７Ｇ−Ａ　Ｊ　１１．Ｊ、　Ｊ
ａｃｋｓｏｎＪｒ、、　ｅｔ　ａｌ、＋米国プラスチッ
クス工業会、強化プラスチンクス／複合材部会、第３０
回年次技術会議録（１９７５）　、セクション１７−ロ
、　Ｉｌ＋１１−４　、（ｂｌベルギー国特許第８３８
，９３５および８２８　、９３６号、（Ｃ）オランダ国
特許第７５０５５５１号、＋ｄ＋西独国特許公開公報第
２５２０８１９．２５２０８２０．２７２２１２０．２
８３４５３５．２８３４５３６および２８３４５３７号
、［８１特開昭５０−４３２２３．５２−１３２１１６
および５３−０２１２９３号、ならびに（ｆｌ米国特許
第３，９９１．０８３；　４，９９１，０１４ｉ　４．
０５７，５９７．４，０６６．６２０Ｆ　４，０６７．
８５２；　４．０７５．２６２．４．０８３，８２９Ｆ
　４，０９３，５９５ｉ　４，１１２，２１２．４．１
１８，３７２；　４，１３０，５４５；　４，１３０．
７０２；　４，１４６，７０２．４，１５３．７７９．
４，１５６．０７０ｉ　４．１５９．３６５；　４，１
６０，７５５；　４，１６１，４７０；　４，１６９．
９３３；　４．１Ｂ１，７９２；　４，１８３，８９５
ｉ　４．１Ｂ４，９９６；　４，１８８，４７６、４，
１９１，６８１、４，２０１，８５６；　４，２１９，
４６１．４，２２４，４３３；　４，２２６．９７０；
　４，２３０．８１？１４，２３２，１４３ｉ　４，２
３８．５９８；　４，２３８，６００、４，２３９，９
１３；　４，２４２，４９６．４，２４５．０８２；　
４，２４５．８０４；　４．２４７，５１４；　４，２
５６．６２４；　４，２６５，８０２ｉ　４，２６７．
２８９ｉ　４．２６９，９６５．４，２７９，８０３．
および４，２９９，７５６号に開示されている。

好ましいポリエステルおよびコポリエステルは、本質的
に下記一般式で示される反復基を有する構造単位からな
るものである：（１）　−＋０−Ｒ１−０＋　および（ＩＩ）　＋ＯＣＲｔ　Ｃｏ＋ならびに／または（ＩＩ
）　＋ＯＲｓ　Ｃｏ＋。

上記式中、単位ｌおよび■（存在する場合）は実質的に
等モル量で存在し、Ｒｔ、ＲｔおよびＲ８は、（ｌ）６
員環からなる芳香族炭素環式単環もしくは縮合環系（た
だし、この環系の連鎖伸長結合は、同じ環上に結合して
いる場合には相互に１．３−もしくは１．４−　（好ま
しくは１．４−）位置にあり、別の環上に結合している
場合には、好ましくは平行かつ反対向きの位置にある）
、ならびに（２）２以上の芳香族６員炭素環が単結合（
化学結合）またはｔｒａｎＳ−ビニレン基で結合されて
なり、各環の連鎖伸長結合が１．３−もしくは１．４−
　（好ましくは１．４−）位置にある環系、よりなる群
から選ばれた基であり；を含有する２価基である）であ
ってもよく、Ｒ２（ただし、脂肪族部分がカルボニル基
に結合する）であってもよい。好ましい基（１）の例は
、フェニレンおよびナフチレンである。好ましい基（２
）の例は２環系である。好ましい基ｉｌｌおよび（２）
の具体例を次に示す。

上記の環系は、後述のようにＲ８を除いて、たとえばク
ロロ、ブロモ、フルオロもしくは低級アルキル（炭素数
１〜４）などの１もしくは２以上の置換基を１もしくは
２以上の環上に有しているものをも包含する。１種類の
単位■と１種類の単位■のみを使用する場合（すなわち
、ホモポリマーを生成させる場合）には、配向した繊維
が確実に得られるようにＲ１の芳香環系は非置換である
のが好ましい。コポリマーの場合にも、Ｒ１の芳香環系
は熱もしくは加水分解不安定性および／またはＲ３環置
換型コポリマーのコストの点でやはり非置換であるのが
好ましい。

単位Ｉ、ＩＩおよび■の合計量に基づいて２５モル％ま
で、好ましくは５モル％までが、上に記載したものには
該当しないがポリマーの異方性メルト形成能を妨害しな
い芳香族ポリマー形成性単位（すなわち、連鎖伸長官能
基が芳香環に結合している単位）である（コ）ポリエス
テルもまた包含される。かかる単位の例を次に挙げるが
、これらに制限されるものではない：？上述した（コ）ポリエステルは、単位■と■とを実質的
に等モル量で含有するもの、単位■のみを含有するもの
、単位■、■および■の組合せを含有するものでよく、
もちろん単位！、■および■のいずれについても２種以
上の単位をポリマー中に存在させることができる。

本発明で用いる好ましい（コ）ポリエステルは本質的に
単位■および■からなるものである。かかるポリマーに
おいて、Ｒ＋　は１，４−フェニレン、クロロ−、ジク
ロロ−、ブロモ−、ジブロモ−、メチル−、ジメチル−
１およびフルオロ−１，４−フェニレン、４．４′−ビ
フェニレン、および３．３’、５．５”−テトラメチル
−４，４”−ビフェニレンよりなる群がら選ばれ、Ｒ８
はｔｒａｎｓ−Ｃ４−シクロヘキシレン、ｔｒａｎｓ−
２＋５−ジメチル−１，４−シクロヘキシレン、ｔｒａ
ｎｓ−ビニレンビス（ｌ、４−フェニレン”）　、４．
４・−ビフェニレン、２．６−ナフチレン、および１，
４−フェニレンよりなる群から選ばれるのが好ましく、
ただし単位ＩもしくはＨのいずれかを２種以上存在させ
る。かかるコポリエステルのうち、次の２種類が性質お
よびコストの面で特に好ましい。第１の種類は、本質的
に下記反復単位からなるポリマーである：式中、Ｘはクロロ、ブロモ、フルオロおよびメチル基よ
りなる群から選ばれ、ｎは１または２であり、Ｙは４，
４゛−ビフェニレンおよび２，６−ナフチレンよりなる
群から選ばれ、の比は、４：ｌないし１：４の範囲内である。第２の種
類のポリマーは、本質的に下記反復単位からなるポリマ
ーである：式中、２は４，４°−ビフェニレン、２．６−ナフチレ
ンおよび１．４−フェニレンよりなる群から選ばれ、の
比は、４：１ないし３：２の範囲内である。どちらの種
類のポリマーも、上述のように、２５モル％までの上記
範囲外の単位を含有しうる。

使用しうるジカルボン酸としては、テレフタル酸、４，
４゛−ビ安息香酸、４，４°−オキシジ安息香酸、４．
４°−チオジ安息香酸、４−カルボキシフェノキシ酢酸
、Ｃ４’−ｔｒａｎｓ−スチルベンジカルボン酸、２゜
６−ナフタレンジカルボン酸、エチレンオキシ−４，４
”−ジ安息香酸、イソフタル酸、以上のジカルボン酸の
ハロゲンおよびメチル置換誘導体、Ｃ４−ｔｒａｎＳ−
シクロヘキサンジカルボン酸、２，５−ジメチル−１゜
４−　ｔｒａｎｓ−シクロヘキサンジカルボン酸などが
列挙される。

フェノールカルボン酸の例としては、６−ヒドロキシ−
２−ナフトエ酸、４−ヒドロキシ−４°−カルボキシア
ゾベンゼン、フェルラ酸、４−ヒドロキシ安息香酸、４
−（４’−ヒドロキシフェノキシ）安息香酸および４−
ヒドロキシ桂皮酸、ならびに以上の化合物のアルキル、
アルコキシおよびハロゲン置換誘導体が挙げられるが、
これらに限定されるものではない。

単位■のみを含有する種類の（コ）ポリエステルとして
は、本質的に下記２種類の反復単位よりなるポリマーが
好ましい：（コ）ポリエステルの製造は、２価フェノールの誘導体
と芳香脂肪族、芳香族または環杖脂肪族ジカルボン酸も
しくはその誘導体とを溶融重縮合させることにより行う
のが好ましい、好都合な製造法は、２価フェノールのジ
酢酸エステルをジカルボン酸と溶融重縮合させる方法で
ある。あるいは、ポリエステルおよびコポリエステルの
製造における共反応物質としてフェノールカルボン酸も
しくはその誘導体を使用することもできる。

好ましくはジ酢酸エステル誘導体の形態で使用する２価
フェノールの例としては、ヒドロキノン、クロロヒドロ
キノン、ブロモヒドロキノン、メチルヒドロキノン、ジ
メチルヒドロキノン、ジクロロヒドロキノン、ジブロモ
ヒドロキノン、４．４’−オキシジフェノール、４，４
゛−イソプロピリデンジフェノール、４．４′−チオジ
フェノール、４．４′−ビフェノール、３．５．３’、
５°−テトラメチル−４，４”−ビフェノール、３，５
．３’、５”−テトラクロロ−４，４゛−ビフェノール
、２，６−シヒドロキシナフタレン、２，７−シヒドロ
キシナフタレン、および４．４′−メチレンジフェノー
ルなどを列挙できる。

また、米国特許第４．１１２，２１２；　４．１３０，
７０２および４．１６０．７５５号に記載のように、ア
ルカリ金属水酸化物と遊離基重合開始剤とを使用してメ
チルアクリロキシ安息香酸を重合することにより異方性
ポリマーを製造することもできる。

使用できるフェノール性カルボンＭ誘導体にはｐ−アセ
トキシ安息香酸およびｐ−アセトキシ桂皮酸などがある
。

各種ポリエステルおよびコポリエステルの例を次に挙げ
るが、これらに限定されるものでないことは当然である
コポリ　（メチル−１，４−フェニレン・２．５−ジメ
チル−ｔｒａｎｓ−へキサヒドロテレフタレート）、コ
ポリ　（メチル−１，４−フェニレン・ｔｒａｎＳ−へ
キサヒドロテレフタレート／テレフタレート）　（８／
２）　、コポリ　（クロロ−１，４−フェニレン・ｔｒ
ａｎｓ−ヘキサヒドロテレフタレート／イソフタシー１
−）　（９／１）および（８／２）、コポリ　（エチル
−１，４−フェニレン・テレフタレート／２，６−ナフ
タレート）　（７／３）　、コポリ　（ｔｅｒ　ｔ−ブ
チル−１，４−フェニレン／３．３”、５．５’−テト
ラメチル−４，４′−ビフェニレン・テレフタレート）
　（７／３）　、コポリ（クロロ−１，４−フエニレン
ン３．３’　、５．５’−テトラクロロ−４，４°−ビ
フェニレン・テレフタレー））　（７／３）　。

本発明で使用するのに適した全芳香族ポリエステルおよ
びポリ　（エステル−アミド）を始めとする液晶ポリマ
ーの生成は、多様なエステル生成技術によって、縮合に
より必要な反復単位を形成する官能基を有している有機
モノマー化合物を反応させることにより実施できる。た
とえば、これらの有機モノマー化合物の官能基は、カル
ボン酸基、ヒドロキシル基、エステル基、アシロキシ基
、酸ハロゲン化物、アミン基などでよい。上記の有機モ
ノマー化合物は、溶融アシドリシス法により、熱交換流
体を存在させずに反応させることができる。この方法で
は、モノマーをまずいっしょに加熱すると、反応物質の
溶融液が生成し、さらに反応を統けると生成ポリマー粒
子が液中に懸濁してくる。縮合の最終段階で、副生ずる
揮発物（例、酢酸または水）の除去を容易にするために
真空を適用してもよい。

米国特許第４．０８３．８２９号にはスラリー重合法が
記載されており、この方法も、本発明で用いるのに好適
な全芳香族ポリエステルの生成に採用できる。この方法
によると、固体生成物は熱交換媒質中に懸濁した状態で
得られる。この米国特許の方法は全芳香族ポリエステル
の製造を目的とするものであるが、ポリ（エステル−ア
ミド）の製造にも利用することができる。

溶融アシドリシス法または米国特許第４，０８３，８２
９号のスラリー重合法のいずれを採用するにせよ、本発
明で用いる全芳香族ポリエステルを誘導する有機上ツマ
ー反応物質は、このモノマーの常態でのヒドロキシル基
をエステル化した変性形態で（すなわち、低級アシルエ
ステルとして）、反応に供してもよい、低級アシル基は
炭素数約２〜４のものが好ましい、好ましくは、有機モ
ノマー反応物質の酢酸エステルを反応に供する。ポリ　
（エステル−アミド）を製造する場合には、アミン基も
低級アシルアミドとして反応に供することができる。

溶融アシドリシス法または米国特許第４．０８３．８２
９号のスラリー重合法のいずれにも任意に使用できる代
表的な触媒としては、ジアルキルスズオキシド（例、ジ
ブチルスズオキシド）、ジアリールスズオキシド、二酸
化チタン、二酸化アンチモン、アルコキシチタンシリケ
ート、チタンアルコキシド、カルボン酸のアルカリおよ
びアルカリ土類金属塩（例、酢酸亜鉛）、ルイス酸（例
、ＢＦｓ）ハロゲン化水素（例、ＨＣＪ）などの気体状
酸触媒、などがある。一般に触媒の使用量は、モノマー
の全重量に基づいて約０．００１〜１重量％、最も普通
には約０．０１〜０．２重量％である。

本発明に用いるのに適した全芳香族ポリエステルおよび
ポリ（エステル−アミド）は、一般のポリエステル溶剤
には実質的に不溶性の傾向を示し、したがって溶液加工
は受けさせにくい。ただし、既に述べたように、このよ
うなポリエステルは一般の溶融加工法により容易に加工
できる。特に好ましい全芳香族ポリマーは、ペンタフル
オロフェノールにはいくらか可溶である。

本発明で用いるのに好ましい全芳香族ポリエステルは、
一般に約２　、０００〜２００，０００　、好ましくは
約１０．０００〜５σ、０００、さらに好ましくは約２
０．０００〜２５．０００の重量平均分子量を示す。本
発明で用いるのに好ましい全芳香族ポリ　（エステル−
アミド）は、一般に約ｓ、ｏｏｏ〜５０．０００、好ま
しくは約１０，０００〜３０，０００、たとえば約１５
，０００〜１７，０００の分子量を示す。かかる分子量
の測定は、ゲル透過クロマトグラフィー、あるいはポリ
マーの溶液形成を伴わない他の標準的測定法、たとえば
圧縮成形フィルムについての赤外分光法による末端基の
測定等によって実施できる。また、ペンタフルオロフェ
ノール溶液の状態での光散乱法を利用して分子量を測定
することもできる。

本発明で用いる全芳香族ポリエステルおよびポリ　（エ
ステル−アミド）は、一般に６０℃においてペンタフル
オロフェノール中に０．１重量％の濃度で溶解した場合
に、少なくとも約２．０ａ／ｇ、たとえば、約２．０〜
１０．０ｄｌ／ｇの対数粘度数（１，Ｖ、）を示す。

本発明の目的にとって、ポリマー成分のポリマー主鎖に
存在する芳香環は、芳香環に結合している水素原子の少
なくとも一部が置換されているものでもよい。かかる置
換基としては、炭素数４以下のアルキル基、炭素数４以
下のアルコキシ基、ハロゲン、ならびにフェニルおよび
置換フェニルの絋ような別の芳香環が挙げられる。好ましいハロゲンに
はフッ素、塩素および臭素がある。臭素原子は高温で有
機化合物から脱離する傾向があるが、臭素は脂肪族鎖よ
り芳香環に結合している方がより安定しているので、芳
香環に対する可能な置換基に含めるのに不都合はない。

混合繊維の実質的に均一な分布を意図した本発明の重要
な特徴は、溶融温度が十分に高い非熱可塑性材料に相容
性のある熱可塑性材料を組み合わせたことであり、それ
により熱可塑性材料を溶融させるには十分であるが、強
化用材料を溶融させることはできない程度の熱と圧力を
加えることによって効果的な結合と一体化を達成できる
。したがって、比較的高融点の熱可塑性材料の使用も本
発明の強化用繊維の方に包含される。ただし、明細書中
ではかかる材料を説明の簡略化のために「非熱可塑性」
と記載している。

本発明において使用しうる強化用繊維は、金属質または
セラミック、非晶質、多結晶質もしくは単結晶の強化用
繊維またはフィラメントである。

一般的な例としては、炭素、ガラス、ホウ素および窒化
ホウ素、炭化珪素、窒化珪素およびアルミナなどのセラ
ミック繊維、アラミド、秩序化ポリマーなどがある。

強化用繊維として炭素繊維を使用することは、米国特許
出願第５８９，８２３．５８９，８２５および５８９，
８１７号（いずれも１９８４年３月１５日出願）に記載
されている。

使用しうるガラス繊維は工業生産され、市販されている
。ガラス繊維は、底面に非常に微細な多数の孔をもった
白金容器に収容したガラスの溶融体から溶融ガラスを高
速度で引出し、極微細直径にガラスを繊維化したもので
ある。ガラスフィラメントには、通常「ブツシュ」と呼
ばれる白金容器から引出されてすぐに、最終的なガラス
ヤーンの使用熱可塑性繊−ポ適合性を向上させる作用を
するサイズ剤により予備処理を施す。

本発明で使用しうるガラス繊維には、非ストランド化フ
ィラメント状の連続ガラス繊維、ストランド化ガラスフ
ィラメント、ストランド化ガラスフィラメントのヨリの
ない束（ツイストレス・ロービングを包含）が含まれ、
本明細書では以上をすべてガラス繊維と言及する。

本発明で意図し、その実施に使用するのに適したサイズ
剤は、ガラス繊維の処理に慣用されているものである。

かかるサイズ剤は有機珪素化合物またはウニルナ−錯体
化合物のようなガラス繊維定着剤を必須成分として含有
する。

好ましい定着剤は、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−ｒ−アミノプロピル
トリエトキシシランなどのアミノシラン類である。ただ
し、これ以外にも任意の有機シラン類ならびに相当する
シラノール類およびポリシロキサン類も使用できる。本
発明の実施に使用できる他の好適な定着剤の代表例には
、有機珪素化合物、その加水分解生成物および重合生成
物（ポリシロキサン）がある。

上述した有機珪素化合物に代えて、３価クロムの核原子
にカルボキシラド基が配位したウニルナ−錯体化合物も
使用でき、このカルボキシラド基はさらにアミノ基もし
くはエポキシ基を含有していてもよい、好適なウニルナ
−錯体化合物には、ステアラド塩化第ニクロム、メタク
リラド塩化第ニクロム、アミノプロピラド塩化第ニクロ
ム、グリシン第ニクロム錯体またはグリクラド塩化第ニ
クロムがある。

本発明で使用しうるセラミック繊維には、炭化珪素繊維
（超微細β−５ｉＣ結晶）、窒化珪素繊維（ＳｉｓＮＪ
およびアルミナ繊維（＾１．ｏ）がある。

所要の強度を有する炭化珪素繊維系はすべて使用できる
が、平均フィラメント直径が５０ミクロンまでのマルチ
フィラメント炭化珪素ヤーンが好ましく、特に平均フィ
ラメント直径が５〜１５ミクロンのヤーンが好ましい。

炭化珪素モノフィラメントを使用する場合には、直径約
１４０ミクロンの典型的な炭化珪素モノフィラメントが
米国ＡＶＣＯシステムズ社から市販されている。この繊
維は３４５０　ＭＰａまでの平均引張強度を示し、１３
００℃以上の耐熱能力があり、酸化性環境において安定
である。

アルミナ繊維は以前から市販されている。これは、その
優れた強度および弾性率（特に高温での）から金属マト
リックス複合材への応用に特に関心が持たれていた。か
ってのアルミナ繊維は、大直径（＞３５０μ）の単結晶
ロノドとアルミナホイスカーの主要２種類に大別さ鉗τ
。これらは、単結晶繊維はコストが非常に高く、ホイス
カーは取扱いと加工性に問題があったため、複合材への
使用の意気込みが薄れてしまった。しかし、高品質のア
ルミナヤーンの出現により状況は変化し、このアルミナ
ヤーンは低価格化の可能性と有望な機械的性質のために
複合材への使用が本格的に検討されている。一般にかか
るアルミナ繊維は、米国デュポン社および３Ｍ社、なら
びに住友化学工業■により製造されている。

ＦＰ織繊維呼ばれるデュポン社製のアルミナ繊維は、断
面が直径２０．ｕの円形で、１トウ当たり２１０本の繊
維からなる長尺（連続長）ヤーンである。

これには２種類の形態がある。■型は純α−アルミナで
あし、■型も同様であるが、ガラスの薄層で被覆されて
いる。もともと■型は樹脂マトリックス複合体用であり
、■型は金属マトリックス複合体用である。しかし、本
発明においてはどちらの種類のアルミナ繊維もセラミッ
ク複合体に適していることが判明した。初期繊維強度は
１３８０ＭＰａ　（２００，０００ｐｓｉ）程度と特に
高（はないが、この強度が安定で、取扱いにより影響を
受けず、この点が取扱い前の「素朴」な状態では初期強
度がより高いアルミナヤンドで強化した複合体が示す強
度特性の挙動と大きく異なる点である。

住友化学製のアルミナ繊維もヤーンの形態で製造されて
いるが、ＦＰ織繊維類似していない部分もある。実際こ
の繊維は純アルミナではなく、少量のＳｉｎｇが存在し
、非常に微細構造なため、１３５０℃という高い使用温
度が可能であると称されている。

この繊維は、その比機械的特性からみて有望である。そ
の比強度は、低密度および高引張強度のためにＦＰ織繊
維２倍近い値を示し、しかも比弾性率はＦＰ織繊維特性
とほぼ同等である。この住人化学製アルミナ繊維は取扱
い性にも優れているようである。

窒化ホウ素は、その既知特性、たとえば極めて高い耐熱
性〔酸化性雰囲気中で９８０℃（１８００″Ｆ）、還元
性雰囲気中で２７６０℃（５０００°Ｆ）〕、絶縁耐力
（９５０ｖ／５ｉｔ）、広い温度範囲における高い表面
および体積抵抗率ならびに低い誘電正接により、高温強
化用繊維としての可ｉ性は非常に有望である。

この繊維は各種の直径のものがあるが、直径約１０μの
ものが好ましく、直径約３０μまでの繊維が使用できる
。連続窒化ホウ素繊維（窒化ホウ素含有量９９＋χ）が
米国カーポランダム社より市販されている。

本発明に特に有用な強化用繊維は、束またはトウのデニ
ール数が１〜１００，０００の範囲内で、フィラメント
数（カウント）が３００〜３００，０００本のもの、好
ましくはデニール数がｉ　、　ｏｏｏ〜１６．０００で
、フィラメント数が３．０００〜２４．０００本のもの
である。

強化用繊維はまた、少なくとも約１００，０００　ｐｓ
ｉ　（７゜０００ｋｇ／ｄ）の引張強度と約１０〜１２
０Ｘ１０’　ｐｓｉ（７〜５ｔｘｉｏｓ　ｋｇ／ｃｄ）
の引張弾性率とを示すものがよい。

本発明に特に有用な熱可塑性繊維は、その束の断面積が
強化用繊維トウの束断面積の約２倍ないし１７２倍のも
のである。熱可塑性繊維の束またはトウのデニール数は
１〜５０の範囲内であり、繊維数は単フィラメントのデ
ニール数に応じて変動しよう　（デニール数の小さいフ
ィラメントはど繊維数は多くする必要がある）、ただし
一般には、約ｌＯ〜１５０．０００本、好ましくは１０
０〜ｉｏ、ｏｏｏ本のフィラメントを使用する。繊維の
モジユラスは、約５０．０００〜５００．０００　ｐｓ
ｉ　（３，５００〜３５，０００ｋｇ／ｃｓｌ）の範囲
内がよい。また熱可塑性繊維の融点は、室温より高い５
０℃以上、好ましくは１３５℃以上でなければならない
。もちろん、繊維は、本発明において有用であるために
は、約１０００°Ｆ　（５３８℃）以下、好ましくは８
００　’Ｆ（４２７℃）以下で溶融・融着するものでな
ければならない。

２種類の繊維の重量混合比は広範囲にわたる。

ただし、満足す果き複合体を製造するには、強化用繊維
を完全に濡らすのに十分な量の熱可塑性ポリマー繊維を
使用する必要がある。一般に、容量％で約３０％以上の
熱可塑性ポリマー繊維を使用する。熱可塑性ポリマー繊
維の使用量の上限は必要とする強度特性に応じて変動す
る。一般に、強化用繊維の量が約１０容量％を下回ると
、得られる複合生成物の強度および剛性の特性が、より
多量の強化用繊維を含有する生成物に比べて劣るように
なり、非強化マトリックスと比べた向上を殆どあるいは
全く示さなくなる。好ましくは、約２０〜６０容量％の
強化用繊維材料を混合トウ中に存在させ本発明で用いる
強化用繊維と熱可塑性繊維のほかに、本発明の繊維ブレ
ンドに炭素繊維を強化用繊維として加えることもできる
。この追加の炭素繊維を添加する場合には、強化用繊維
の使用量を約１０容量％程度まで低下させることができ
る。ただし、添加した炭素繊維の量と強化用Ｉ４１ｉ雑
の使用量の合計量の最大値は、上記の強化用繊維単独の
場合の上限値を超えないようにする。

次に添付図面により本発明の詳細な説明する。

第１図において、強化用繊維トウ１は上記の特性を有す
るものを使用する０強化用繊維トウからの繊維を繊維ガ
イド３を経て第１ゴデツトロール４を通過させる。第１
ゴデツトロールと第２ゴデフトロール１１の回転速度は
、第２ゴデツトロールが第１ゴデツトロールよりやや遅
く回転するように調整し１ある。したがって、この２つ
のゴデツトロール間の繊維（この間に本発明の方法によ
り拡幅と混合が行われる）は低張力状１！（無張力に近
い状態）に保持され、それにより繊維の効果的な混合が
可能となる。ポリブチレンテレフタレート繊維のような
個別の各熱可塑性ポリマー繊維はボビンラック２に装着
されており、各ポリマー繊維は繊維ガイド３を経て第１
ゴデフトロール４に送られる。繊維がボビンを出てがら
ゴデツトロールに接触するまでの間にテンションコーム
（張力クシ、図示せず）を使用してもよい。このテンシ
ョンコームは繊維とゴデツトロールとの接触を改善し、
繊維トウの幅を広げる作用をする。

本発明の方法のこの時点では、強化用繊維と熱可塑性繊
維はいずれも混合ないし接触していない。

そうではなく、両者は第１ゴデツトロール４の周囲に別
々に離れて巻きついて張力制御を行っている。このゴデ
ツトロールを出た後、方向制御を維持するために個々の
繊維は別々に繊維ガイド５を通過する。繊維ガイド５を
過ぎた後、熱可塑性ポリマー繊維は繊維コーム６を通過
する。この繊維コームは多数の離間したフィンガー（歯
）を有し、熱可塑性ポリマー繊維の個々の細いヤーンを
分離保持して各繊維の離間を保つ作用をする。一方、強
化用繊維は繊維ガイド５を過ぎた後、ガス・バンディン
グ・ジェット７に送られる。

第３図および第４図に示すガス・バンディング・ジェッ
トは、繊維トウの幅を均一に広げるために使用される。

ガス「バンディング」ジェ゛ットはまた、ガスジェット
が２種類の繊維トウを均一に混合する作用をするため、
混合手段としても使用することができる。バンディング
・ジェットはガス箱４０からなり、この中に圧縮空気ま
たは他のガスが慣用の調整可能なガス計量手段４１によ
り供給される。ガスジェットを生ずるガス流の好ましい
圧力は、約０．５〜１０ｐｓｉ　（０，０３５〜０．７
　ｋｇ／ａｉ）の範囲内である。１または２以上のガス
流出口４４が設けられ、ガス箱の中からのガスが、この
流出口を横断して進む繊維トウに概ね垂直に衝突するよ
うになっている。好ましくは、流出口は図示のようにＶ
字型であり、Ｖ字の突端の向きはガス箱を横切る繊維ト
ウの進行方向と一致させる。

第４図に示すように、ガス・バンディング・ジェットに
はガス箱カバー４８を取りつけるられるようにするシム
（間隙調整板）４６あるいはその他の手段が設けられ、
繊維が通る流路が確保される。

ガス箱カバーは、クランプ４９のような適宜の取付手段
により所定位置に保持される。

第２図に示した別の方法では、熱可塑性ポリマー繊維と
強化用繊維の両方をそれぞれガス・バンディング・ジェ
ット装置２６および２７で処理する。

ただし、特にポリブチレンテレフタレートのような分子
量が低く、融点も低い方であるポリマーについては、上
述した多数の離間したフィンガーを存する繊維コームを
バンディング・ジェットに代えて使用してもよい。

両方の繊維を２個所のバンディング・ジェットまたはバ
ンディング・ジェットとコームの併用により拡幅した後
、これを混合手段８により混合する。第１図において、
混合手段８は一対の固定ロノドまたはバーである。幅が
広がった強化用繊維トウからの繊維と幅が広がった熱可
塑性繊維トウまたはヤーンからの繊維の両者は、第１固
定ロンドまたはバーの底面で初めて一緒に接触する。こ
れらの繊維は次いで第２固定ロンドまたはバーの上面に
接触して撓みを受け、その結果、混合が行われる。完全
な混合を確保するには、両方の繊維をその全幅にわたっ
て均一に広げ、かつ両方の繊維の広がり幅を実質的に同
一にする必要がある。

また、混合は比較的張力のない状態で行う必要がある。

繊維トウの一方にでも高張力が付与されると、完全な（
または最適な）混合が起こらないことがある。２個の固
定バーの下と上を通過した後、混合された繊維トウを上
記の絡み用空気ジェットを用いてさらに混合してもよい
。

混合後、繊維は寸法安定性を保持するためのコーム９と
混合繊維に軽度のヨリを与えるためのツイストガイドｌ
Ｏを通過する。ヨリは繊維の混合状態を維持するために
付与される。真の半コリを使用する代わりに、当該技術
分野で周知の方法による繊維の仮ヨリ処理を行ってもよ
い。あるいは、繊維巻き処理を使用して混合した繊維を
一体に保持してもよい。上巻き（オーバーラツプ）処理
は任意の適当な種類の繊維により行うことができる。

ただし、上巻き用繊維は比較的少量の熱可塑性繊維から
なるのが好ましい。

混合した繊維は次いで第２ゴデツトロール１１の周囲を
１周する。このゴデツトロールは、前述のように、第１
ゴデツトロールと共働して、繊維の混合を可能にするた
めに比較的張力のない帯域を形成する作用をする。繊維
は次いで貯蔵のために引取ロール１２により引取られる
。もちろん、このゴデツトロールの前後において、仮ヨ
リもしくは真のヨリを付与するか、あるいは別の繊維に
よる繊維トウの巻きつけ処理を行うことも可能である。

さらに、混合した繊維を一体に保持し、その後の操作で
の取扱いを容易にするのに役立つ適当な繊維仕上処理、
たとえば製織を施して、混合繊維を安定化させてもよい
。

第２図に示す方法は、第１図と同様であるが、ただし液
晶系ポリマーあるいはその他の高融点ポリマーを使用し
た場合に特に好ましい方法である。

第２図において、強化フィラメント材料のロール２１は
テンションコーム２２を通してゴデツトロール２５上に
強化用繊維を供給する。ロール２３から供給される液晶
ポリマー繊維は、ガイド２４を通過し、同じゴデツトロ
ール２５に送られる。このゴデツトロール上では両繊維
間の分離が保たれている。上述したように、第１ゴデツ
トロール２５は、任意の第２ゴデツトロール３５と組み
合わせて使用すると、繊維を混合操作中に比較的張力の
ない状態に保持する作用を果たす。混合操作中の高張力
は、完全な混合を確実に起こすには避けねばならない。

強化用繊維と液晶ポリマー繊維とが第１ゴデツトロール
を通り過ぎた後、この両者をそれぞれガイド２８および
２９を経て別々のガス・バンディング・ジェット２６お
よび２７に送る。ガス・バンディング・ジェットにおい
て、繊維は均一な幅に広げられる０次いで繊維は第２の
一対の繊維ガイド３０および３１を通り、３２で示す細
長い固定バーを用いて混合される。一般に、混合は熱可
塑性繊維束が強化用繊維と同じバー上の同じ部分に送ら
れて起こる。操作のこの時点で、両方のトウの幅が同じ
であり、バーの同じ部分に両者が同時に接触すると、緊
密な混合が起こる。別の混合法では、２種類の繊維トウ
を単一のガスジェットまたは他の気体混合装置に比較的
張力のない状態で同時に送給する。

または、繊維を固定バーで混合処理した後、繊維の混合
をさらに行うためにガスジェット装置に送ってもよい。

ガス混合手段においては、空気ジェットが繊維に好まし
くは繊維進行方向と垂直に衝突する。

混合後、繊維をツイストガイド３３に通して、寸法安定
性を確保するために繊維に１ヤード（０，９１ｍ）当た
り少なくとも半ヨリのヨリを加える。繊維は次いでガイ
ド３４を経て第２ゴデツトロール３５を通過し、これか
ら引取ロール３６に送られて巻取られる。

本発明の混合繊維トウの使用方法を次に説明する。混合
繊維トウはフィラメント巻き、または他の集合体の形態
でよく、これをモールド上に置き、トウ中の熱可塑性ポ
リマーの流動温度まで加圧下に加熱すると、高強度、高
剛性および軽量を必要とする多様な使用目的に有用な複
合製品が成形される。たとえば、本発明の方法により製
造された生成物から形成した複合体は、宇宙船、航空機
または自動車用構造部品の成形に使用できる。また、本
発明の強化繊維ブレンドは、複雑な立体形状の使用目的
に特に有利に使用できる。既述のように、本発明の組成
物は、その実質的な曲げおよび造形を小さな曲率半径で
行うような用途に特に有用である。本発明の組成物を使
用して強化繊維造形物品を成形する場合の唯一の制限因
子は、強化用繊維自体の「曲げ性」である。したがって
、本発明の組成物を使用して、最小曲率半径が約０．０
０２インチ（０，０５ｍｓ＋）程度、好ましくは０．０
０３インチ（０゜０８ｍ５＋）程度の小さな曲率半径の
製品を製造することができる。これに対して、従来の熱
可塑性テープでは最小曲率半径は約０．００５インチ（
０，１３ｍ＋ｗ）である（テープ製造後に繊維の方向性
すなわち１方向への整合性を歪めた場合でも）。本発明
の繊維トウから形成した構造要素を使用熱可塑性繊維の
融点より高温に加圧下に加熱すると、この繊維が溶融し
て強化用繊維を一体に融着させるので、強化用繊維を十
分な分散状態で含有する堅固な複合製品が成形される。

本発明の繊維ブレンドを使用して、テニス用うケントフ
レーム、ラケットボール用ラケットフレーム、ホッケー
用スティック、スキーストック、釣りざお、ゴルフクラ
ブシャフトなどの運動もしくは娯楽用品を製造すること
ができる。

本発明の繊維は、フィラメント巻きの用途に特に有用で
ある。既述のように、従来技術においては、従来の繊維
テープを使用して複合物品を製造するのは非常に困難で
あった。非常に大規模に製造されている従来のテープは
、少量での取扱いが困難であり、特に複雑な形状の物品
への成形が難しかった。従来のテープでもフィラメント
巻き法に使用して好結果を得ることはできたが、細く長
いロノドを製造したい場合には、フィラメント巻き法は
強化用繊維を熱硬化性樹脂と組合せて使用する場合に限
定されていた。従来法では、強化用繊維を熱硬化性被覆
を施した後にモールドに巻きつけるか、あるいはフィラ
メント巻き後に、熱硬化性材料で被覆するかのいずれか
であった。しかし、その結果、熱硬化性材料の実際の浸
透および／または密に巻いた生成物の熱硬化性材料によ
る良好な濡れの達成が困難であることが多かった。

本発明の方法を改良フィラメント巻き法に利用すると、
製品の長軸に平行でない方向に繊維ブレンドを配向させ
た場合に、繊維強化材と熱可塑性ポリマーとの組合せを
使用して、複雑な形状の製品を製造することが可能とな
る。この改良フィラメント巻き法は、本発明の混合トウ
の使用から始まった方法である。本発明のトウをフィラ
メント巻き機に直接送ることができる。フィラメント巻
き機がマンドレルまたは巻型の周囲または上下を移動す
ると、強化用繊維／熱可塑性繊維１つはモールドに直接
当たり、直ちに熱可塑性ポリマー繊維を強化用繊維トウ
内で溶融・融着させるために輻射ヒーターまたは他の適
当な加熱手段による加熱を受ける。換言すると、強化用
繊維／熱可塑性繊維トウは、これがマンドレルに接触し
た直後に、あるいはなるべ（早く加圧下に加熱を受ける
ようにする。完全な融解および再固化が起こった後、マ
ンドレルを適当な溶剤を使用して溶解除去する、か、生
成物から抜き取る。あるいはマンドレルが実際に生成物
の一部となってもよい。

本発明により製造された繊維ブレンドの別の独特な用途
は、標準的な方法による織布の形成を伴う方法である。

この方法によれば、本発明のトウを単独でまたは他のト
ウもしくは繊維と組み合わせて使用し、製織マットを形
成する。本発明の方法により製造した織布を、複合体の
成形に使用する所望のモールドまたはその他の装置に適
用する。

かかる材料の成形に利用されてきた従来の方法は、強化
用繊維（例、ガラス繊維）の層、次いで熱可塑性フィル
ムの層、さらに別のガラス繊維層などを順に堆積させる
方法である。一方、上述した方法によれば、材料を一様
な織布の形態に結合させておくことができ、モールドへ
の適用がずっと容易になる。複合体を成形した後、使用
熱可塑性ポリマーの流動Ａ度より高温に加圧下で加熱す
ると、良好な機械的強度および剛性をもった複合体が得
られる。この強度および剛性の向上は、１もしくは２以
上の方向、すなわち強化用繊維を限定ベクトル（ｄｅｆ
ｉｎｉｎｇ　ｖｅｃｔｏｒ）に平行に整合させる方向、
に生じさせることができる。

塞旌斑上６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸およびｐ−ヒドロキシ
安息香酸から製造したコポリマーを基材として液晶ポリ
マー繊維のトウを得る。この液晶ポリマーは密度１．４
　ｇ／ｃｃであり、トウ自体は６６０本のフィラメント
から形成する（２．２５デニール／フイラメント）、こ
のトウの初期モジユラスは５６７０　ｇ。

強力は１０．５ｇ／ｄ　、伸びは２％である。液晶ポリ
マー繊維と混合させるのに使用したもう一方の繊維は、
Ｅ−ガラス繊維（ＥＣＧ　１５０　Ｉｌｏと表示のフィ
ラメント数２０４のもの）であり、この強化用ガラス繊
維の密度は２．５５ｇ／ｃｃ、引張強度は３００Ｘ１０
”　ｐｓ＋（２１ｘｌＯ″ｋｇ／ｃｄ）　、引張弾性率
は１０．５Ｘ１０’　ｐｓ＋（０，７４ｘｌＯ’　ｋｇ
／ｄ）　、最終伸びは２．８％である。

このガラス繊維は米国ＰＰＧインダストリーズ社および
ＯＣＦ社より市販されている。

上記の液晶ポリマー繊維トウが巻かれているボビンとガ
ラス繊維トウが巻かれているボビンとをボビンラックに
離間させて配置する。両方のボビンからの繊維を、混合
後に混合されたトウが約５０容量％の液晶ポリマーと約
５０容量％のガラス繊維とを含有するように、１つのゴ
デツトロールに送り、両者を離間させてこのロールを−
回りさせる。

液晶ポリマー繊維は、ゴデツトロールでの円滑な周回を
維持するために、このロールを−回りする前に予め張力
装置で５０　ｇの荷重を加える。ゴデツトロールを出た
後、両方の繊維を別々に空気ジェット・バンディング処
理する。この処理は、Ｖ字型のノズルから繊維にほぼ垂
直に空気を衝突させる空気ジェットを使用して行う。液
晶ポリマー用のジェットは５　ｐｓｉ（０，３５ｋｇ／
ｃｄ）で、ガラス繊維用のジェットは４　ｐｓｉ（０，
２８ｋｇ　／ｃｄ）で操作する。

これらのバンディング・ジェット装置を出た後、上下に
ずらして平行に配置された２本の細長い固定バーの上側
および下側に繊維を一緒に接触させ、次いで繊維ガイド
を経て絡みジェット装置に繊維を送給する。この絡みジ
ェット装置は先に使用したガス・バンディング・ジェッ
ト装置と同様の設計のものであって、？ｐｓｉ（０，５
ｋｇ／ｃｓｉ）のガス圧でこれを操作する。２種類のト
ウの緊密な混合後、繊維を７〜８ｍ／ｓｉｎの引取速度
で引取ロールに巻取る。

得られた混合繊維トウを２０層使用して、複合体試験パ
ネル（３，５Ｘ１０インチー８．９　Ｘ　２５ｃｎ）を
調製する。各層の調製は、まず加・熱ドラムにＫａｐｔ
ｏｎ　（商品名）フィルムを巻付け、次いで上で得た繊
維ブレンドをＫａｐｔｏｎフィルムで巻いたドラム上に
平行列状にフィラメント巻きすることにより行う。

その後、Ｋａｐｔｏｎフィルム１枚をドラムにかぶせ、
ラップしたドラム全体を繊維を一時的に融着させるよう
に加熱する。２０層の融着層を含む複合体を加圧成形用
モールドに入れ、約３１５℃に加熱し、著しいモールド
圧力を加えずにこの温度に５分間保持する。次いでモー
ルド圧力を５００　ｐｓｉ　（３５ｋｇ／ｃｄ）に増大
させ、この加圧条件で約３１５℃の温度に３０分間保持
する。材料を次いで７０℃に冷却し、モールドから取り
出す、得られた材料は５０容量％のＥ−ガラス繊維を含
有し、パネル厚みは０．１０３インチ（２，６２ｍｍ）
である。

同じ方法を利用して、６層型の３．５　Ｘ１０インチ（
８，５Ｘ２５　ｃｍ）の複合体パネルを調製する（ガラ
ス繊維含有量約６０容量％、パネル厚み約０．０３５イ
ンチ＝０．８９Ｂ）。得られた複合体を引張、曲げおよ
び圧縮特性について試験したところ、良好な結果を得る
。

尖施量主実施例１に使用したのと同じガラス繊維を使用し、約５
０容量％のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）　／
ガラス繊維ブレンドを調製する。使用したポリブチレン
テレフタレート材料は密度が１．３４ｇ／ｃｃ、デニー
ル数が１５２０　ｇ／９０００　ｍである。このポリブ
チレンテレフタレートは延伸比が２．２５−１、初期モ
ジュラスが２４　ｇ、強力が５．３　ｇ／ｄ　、伸びが
２８％、融点が２２７℃、フィラメント当たりデニール
数が２．７である。フィラメント数３３本のヤーンの１
０個のパッケージを１個のクリールに対して使用し、全
部のパッケージを合一させて１本のポリブチレンテレフ
タレート繊維トウにして５）ｌＪゴデツトロールに送る
。この同じゴデツトロー　に、間隔をあけてフィラメン
ト数４０８本のガラス繊維（１ＩＣＫ７５２ハ型）のパ
ンケージ１０個を、混合後に容量でほぼ５０；１５０の
ガラス繊維／ＰＢＴ繊維ブレンドが得られるように送給
する。

ゴデツトロールを出た後、ポリブチレンテレフタレート
のトウは約３０本の歯をもった繊維コームに通し、ガラ
ス繊維トウの方は実施例１に記載にように約２．５〜３
．５　ｐｓｉ（０，１８〜０．２５ｋｇ／ｃ＋ａ）の圧
力で操作されているガス・バンディング・ジェットを通
過させる。この２種類のトウを次いで、平行に配置した
ロノドの上側および下側に両者のトウをこのロノドの同
じ部分に供給することにより混合する。２．５〜３．５
　ｐｓｉ（Ｑ、１８〜０．２５ｋｇ／ｃｊ）で操作され
ている実施例１に記載の種類の第２のガス・バンディン
グ・ジェットを使用して、混合をさらに助長する。バン
ディング・ジェットを出た後、繊維を第２の繊維コーム
に通す、このコームは、混合を助長するテンショニング
路を形成するように繊維の通過方向に平行に配置す２う
、コームを出た後、繊維をツイスト・ガイドに通して、
繊維の混合状態を維持するように１ヤード（０，９１ｍ
）当たりほぼ半ヨリのヨリを与える。繊維を次いで第２
のゴデツトロールの周囲を周回させた後、７〜８　ｍ／
議ｊｎの速度で巻取る。混合操作中の張力を最小限にす
るために、第２ゴデツトロールは第１ゴデツトロールよ
りやや遅い速度で回転させる。

実施例１に記載の方法とほぼ同様にして、３．５×１０
インチ（８，５Ｘ　２５ｃｍ）のパネル複合体を調製し
、試験したところ、良好な結果が示される。

上で調製したＰＢＴ／ガラス繊維ブレンドの試料を、上
述したように９０デニールのポリブチレンテレフタレー
トヤーンにより１インチ（２，５４ｃ■）当たり４回巻
きでラップ（巻つけ処理）して、製織に適した緻密ヤー
ンを形成する。　ＰＢＴを巻きつけ用繊維に使用したの
は、これが複合体の製作後にマトリックスの一部となる
からである。得られた巻きつけ処理したヤーンを次いで
９６個の別個のヤーン断片に分割し、特殊なりリールに
装着したスプール上に巻（。次いで、改良Ｄｒａｐｅｒ
　ＸＤ　（商品名）・織機により幅６インチ（１５，２
ｃ■）の織物を平織りパターンで製織する。得られた織
布の打込数は１インチ（２，５４ｃ＋ｗ）当たり縦糸１
６本×横糸１５本であり、重量は約０．０５　ｏｚ／ｙ
ｄ”　（１，７ｇ／Ｊ）である、この織布の厚さは約１
０ミル（０，２５ｖｗ）であり、柔軟かつ緻密で、良好
な寸法安定性を示す。得られた織布から不規則な形状を
もった満足すべき繊維複合体が製造される。

寒族■主実施例１に記載のガラス繊維およびポリエーテルエーテ
ルケトン（１’ｌ！ＩＩＫ）系熱可塑性ポリマーを使用
して、約５０１５０容量％の繊維ブレンドを調製する。

　ＰＥＥＫから調製した繊維は、密度が１．３ｇ／ｃｃ
、融点が３３８℃、初期モジュラスが５３倉、強力が２
゜７　ｇ／ｄ　、伸びが６５％であり、１パフケージ当
たり１０フイラメントのトウの状態で供給°され、各フ
ィラメントのフィラメント当たりデニール数は３６１ｇ
／９０００　ｍである。４本のトウ（１パツケージ当た
り１０本のフィラメント）をクリールに掛４す、これら
の繊維を１個のゴデツトロールで一緒に混合する。ただ
し、やはりこのゴデツトロールに巻きつけたガラス繊維
からは離間位置に保持した。　ＰＥＥＫ繊維は次いで実
施例２に記載のように繊維コームに通してから、ガス・
バンディング・ジエ・ノドに送る。ゴデツトロールを出
たガラス繊維もやむまり別のガス・バンディング・ジエ
・ノドに導入する。

シェツトは両方共約３ｐｓｉ　（０，２１ｋｇ／ａＪ）
の圧力で操作する。ジエ・ノドを出た両繊維を２本の千
４テ配置のロノドの上側および下側で混合し、第２の平
行繊維コームを通過させ、寸法安定性を維（寺するため
にヨリを加えた後、第２のボデ・ノドロールを周回させ
、７〜１０＋ｗ／ａ＋ｉｎの速度で巻取る。満足すべき
組成物が得られる。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の方法を実施するのに（史用しうる各
種装置を示す略式図、第２図は、本発明の方法の別の態様を実施する第３図は
、本発明の方法の一部を実施するのに使用しうるガス拡
幅装置の斜視図、および第４図は、上板を取り除いた第
３図に同じ装置の斜視図である。１、２１７強化用繊維トウ４、１１．２５．３５：　ゴデツトロール１、２６．２
’７：　ガス・バンディング・ジェット８、１２：　混
合用固定口・ノド９、１２：　繊維コームｌＯ；ツイスト・ガイド１２、３６：引取ロール４０：ガス箱　４４：ガス排出口出願人　セラニーズ・コーポレーション代理人　弁理士
　広　瀬　章　− Ｄ　０１　Ｆ　６／６２　６７９１− ６／８４　６７９１−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）全繊維含有量に基づいて約９０〜３０容量％の融
点約５０℃以上の熱可塑性ポリマーの紡糸繊維と、全繊
維含有量に基づいて約１０〜７０容量％の非熱可塑性強
化用繊維との緊密ブレンドからなる、複合製品の成形に
有用な連続繊維トウ。
（２）全繊維含有量に基づいて約９０〜３０容量％の融
点約５０℃以上の熱可塑性ポリマーの紡糸繊維と、全繊
維含有量に基づいて約１０〜７０容量％の非熱可塑性強
化用繊維との緊密ブレンドからなる、複合製品の成形に
有用な連続繊維トウであって、前記トウが最小０．００
２インチ（０，０５ｍｍ）の曲率半径の製品に成形可能
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の連
続繊維トウ。
（３）熱可塑性ポリマー繊維の含有量が約８０〜４０％
、強化用繊維の含有量が約２０〜６０％である、特許請
求の範囲第１項または第２項記載の速読繊維トウ。
（４）強化用繊維が金属、セラミック、非晶質、多結晶
質および単結晶繊維よりなる群から選ばれた材料から形
成されたものである特許請求の範囲第１項または第２項
記載の連続繊維トウ。
（５）強化用繊維がガラス、ホウ素、アラミドまたはセ
ラミック繊維から形成されたものである特許請求の範囲
第４項記載の連続繊維トウ。
（６）熱可塑性ポリマー繊維がポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリアミドイミド、
ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエー
テルエーテルケトン、および全芳香族ポリエステル樹脂
よりなる群から選ばれたポリマーの繊維である特許請求
の範囲第１項または第２項記載の連続繊維トウ。
（７）熱可塑性ポリマーが液晶ポリマーである特許請求
の範囲第１項または第２項記載の連続繊維トウ。
（８）熱可塑性ポリマーが全芳香族ポリエステルである
特許請求の範囲第１項または第２項記載の連続繊維トウ
。
（９）複合製品の成形に有用な繊維トウの製造方法であ
って：（ａｌ非熱可塑性強化用繊維のトウを形成し、（ｂｌ融
点が約５０℃以上の熱可塑性ポリマーの紡糸繊維からな
る連続トウを形成し、（Ｃ１前記非熱可塑性強化用繊維トウと前記熱可塑性ポ
リマー繊維トウとを混合し、＋ｄ）混合した繊維トウを取り出す、ことからなる、ｔａｎ）つの製造方法。
（１０）（ａｌ非熱可塑性強化用繊維のトウを形成し、
（ｂｌ融点が約５０℃以上の熱可塑性ポリマーの紡糸繊
維からなる連続トウを形成し、ＩＣＩ前記非熱可塑性強化用繊維トウと前記熱可塑性ポ
リマー繊維トウとをガス混合手段を利用して混合し、＋ｄｌ混合した繊維トウを取り出す、ことからなる、特許請求の範囲第９項記載の複合製品の
成形に有用な繊維トウの製造方法。
（１１）強化用繊維が金属、セラミック、非晶質、多結
晶質および単結晶繊維よりなる群から選ばれた材料から
形成されたものである特許請求の範囲第９項または第１
Ｏ項記載の方法。
（１２）強化用繊維がガラス、ホウ素、アラミドまたは
セラミック繊維から形成されたものである特許請求の範
囲第１１項記載の方法。
（１３）熱可塑性ポリマー繊維がポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリアミドイミド
、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエ
ーテルエーテルケトン、および全芳香族ポリエステル樹
脂よりなる群から選ばれたポリマーの繊維である特許請
求の範囲第９項または第１０項記載の方法。
（１４）熱可塑性ポリマーが液晶ポリマーである特許請
求の範囲第９項または第１０項記載の方法。
（１５）熱可塑性ポリマーが全芳香族ポリエステルであ
る特許請求の範囲第９項または第１θ項記載の方法。
（１６）前記ガス混合手段が、繊維に概ね垂直方向のガ
ス流れを送り出すガス衝突手段を備えたガス箱からなる
特許請求の範囲第１Ｏ項記載の方法。
（１７）前記混合手段が長く伸びたロノドであり、強化
用繊維トウと熱可塑性ポリマー繊維トウとがこのロノド
の同し部分に比較的張力のない状態で同時に接触するこ
とにより混合が行われる特許請求の範囲第９項記載の方
法。
（１８）ロノドをもう１本使用する特許請求の範囲第１
７項記載の方法。
（１９）混合工程を繊維を比較的張力のない状態にして
行う特許請求の範囲第９項、第１θ項または第１６項記
載の方法。
（２０）混合されたトウが約１０〜７０容■％の強化用
繊維を含有する特許請求の範囲第９項または第１０項記
載の方法。
（２１）混合されたトウが約２０〜６０容量％の強化用
繊維を含有する特許請求の範囲第９項または第１０項記
載の方法。
（２２）混合されたトウが約１０〜７０容量％のガラス
、ホウ素およびセラミック繊維よりなる群から選ばれた
強化用繊維を含有し、熱可塑性ポリマー繊維ａ！−ｕ　
＋＋　ｗ　＜１　−ノ　−ｕｌｌ　イｔ′Ｉ　し４首ノ
ソー　ゼｌ　−丁ス卆Ｊレーナイロン、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリ
エーテルエーテルケトン、および全芳香族ポリエステル
樹脂よりなる群から選ばれたポリマーの繊維である特許
請求の範囲第９項または第１θ項記載の方法。
（２３）全繊維含有量に基づいて約９０〜３０容量％の
融点約５０℃以上の熱可塑性ポリマーの紡糸繊維と、全
繊維含有量に基づいて約１０〜７０容量％の非熱可塑性
強化用繊維との混合物を含有する緊密に混合された連続
繊維トウをモールドに接触させ、このトウを前記熱可塑
性ポリマー繊維の融点より高温に加熱することからなる
、複合製品の成形方法。
（２４）強化用繊維が金属、セラミック、非晶質、多結
晶質および単結晶繊維よりなる群から選ばれた材料から
形成されたものである特許請求の範囲第２３項記載の方
法。
（２５）強化用繊維がガラス、ホウ素、アラミドまたは
セラミック繊維から形成されたものである特許請求の範
囲第２４項記載の方法。
（２６）熱可塑性ポリマー繊維がポリエチレン、ボリプ
ロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリアミドイミド
、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリュ
ーテルエーテルヶトン、および全芳香族ポリエステル樹
脂よりなる群から選ばれたポリマーの繊維である特許請
求の範囲第２３項記載の方法。
（２７）熱可塑性ポリマーが液晶ポリマーである特許請
求の範囲第２３項記載の方法。
（２８）熱可塑性ポリマーが全芳香族ポリエステルであ
る特許請求の範囲第２３項記載の方法。
（２９）緊密に混合されたトウが約２０〜６ｏ容量％の
非熱可塑性強化用繊維を含有する特許請求の範囲第２３
項記載の方法。
（３０）緊密に混合された繊維のトウをフィラメント巻
き法によりモールドに適用する特許請求の範囲第２３項
記載の方法。
（３１）繊維のトウを織布の形態でモールドに適用する
特許請求の範囲第２３項記載の方法。
（３２）複合製品が運動または娯楽用品である特許請求
の範囲第２４項記載の方法。
（３３）複合製品がテニスラケットのフレームである特
許請求の範囲第３２項記載の方法。