JPS63288243A - 複合成形用シ−ト及びその製造方法 - 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、空どう率が少なく１−［つ引張強度が大きい
複合成形用シート及びその製造方法に関する。

（従来の技術） 熱可塑性樹脂と強化材からなる複合シートにおいて、溶
融粘度の高い熱可塑性樹脂を該強化材に含浸せしめたも
のがいろいろと提案されている。

例えば、ガラス繊維ストランドを静電気を利用して開繊
し、熱可塑性樹脂の粉末を付着した後加熱溶融し、テー
プ状ストランドを成形す゛るもの（特公昭４７−３８４
８７号公報参照）、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
ンドを用いて織物等にして熟成形するもの（特開昭６０
−３６１５６号公＋Ｖ参照）、サラニ、弾性率５ｔ／−
以にの強化繊維材料炭素繊維５〜５０重量％と成形条件
下で溶融可能の熱可塑性繊維状マトリックス市合体９５
〜５０　ｆｆ＜　Ｉｔｔ％よりなり、肉繊維が均一に混
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８２−１９６９）や、炭素繊維などの強化材を芯
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、圧カドで加熱成形するものが提
案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 第１のガラス繊維ストランドを静電気を利用して開繊し
、熱可塑性樹脂の粉末を付着した後加熱溶融するものは
、繊維ストランドと粉末との混合が充分でなく、・また
、結合剤を用いたとしても粉末がどうしても成形前に分
離してしまう場合が多く、このため引張強度の充分なも
のは得られにくかった。

第２の熱可塑性樹脂の粉末を付着させた強化繊維のスト
ランドに柔軟性ストランドを用いて織物等にして熱成形
するものは、第１のものと同じ（粉末が分離しやす（引
張強度が低いという欠点をイ１し、また、方法的にも熱
＋ｑ塑性樹脂の粉末と柔軟性熱ｉｉＪ塑性樹脂とを別々
の工程で付与するなど［稈が複雑になるという欠点をイ
丁していた。

第３の炭素繊維と溶融可能の熱可塑性繊維状マトリック
ス市合体とが均一に混合されたものは、両者の繊維がラ
ンダムな方向に重なり合ったマットであり、従って成形
した場合に空どう率が必すしも低くならず、また、ステ
ーブルファイバーの形態で用いるため１ユ稈的にコスト
がかかる難点を有していた。

第４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にするものは、成形後
において空どう率が大きく、また引張強度も低いという
欠点を打していたし、方法的にも高品質のものが得られ
にくかった。

本発明は、従来の複合成形用シートとは異なり、空どう
率が少なくしかも引張強度が高い複合成形用シートとそ
の製造方法とを提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、かかる問題点を解決するために次のような１
段をとるものである。すなわち、本発明は、成形条件ド
で溶融＋１Ｊ能の熱可塑性有機ステープルファイバーと
耐熱性フィラメントとが分散して混合してなる複合糸か
らなる編織物であり、前記耐熱性フィラメントが該複合
糸の中で５〜８０＋Ｔ＜　Ｌ＋Ｌ％含まれることを特徴
とする複合成形用シート、及び成形条件ドで溶融１−＋
１能の熱ｉ＋Ｊ塑性ａ機ステープルファイバーの繊維束
を精紡機でドラフトしフロントローラから紡出する際、
耐熱性マルチフィラメント糸を開繊し前記フロントロー
ラの−上流から全体の中で５〜８０ｉｒ１％を占めるよ
うに供給して複合糸を製造し、ついで、亥複合糸を用い
て編織物を製造することを特徴とする複合成形用シート
の製造方法である。

以下に本発明の詳細な説明する。本発明において、複合
糸が用いられるのは、耐熱性フィラメントと成形条件Ｆ
で溶融１−＋１能の熱０工塑性有機ステーブルファイバ
ーとが分散して混合されているために成形段階に前記熱
可塑性有機ステープルファイバーが溶融して耐熱性フィ
ラメントのみになったときに空どう率が少なくなり、ひ
いては耐熱性フィラメントからなる編織物の引張強力が
人となるためである。前記耐熱性フィラメントとは、融
点又は分解点が４５０°Ｃ以−にであるフィラメントを
いい、例えばポリバラフェニレンテレフタルアミド繊維
、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維などの全芳
香族ポリアミド繊維のフィラメント、及びガラス繊維な
どが挙げられる。該耐熱性フィラメントが前記複合糸の
中で占める割合は５〜８０　屯ｉｘｋ％の範囲にする。

５重ｆｉｔ％未滴の場合には成形後のシートの引張強度
が低く、他方８０市ｆ＋ｔ％をこえると逆に混合状態が
悪くなって空どう率が多くなり、ひいては引張強度が低
くなるので好ましくない。

他方、前記耐熱性フィラメントと混合されている熱ＩＩ
）塑性有機ステープルファイバーは、前記耐熱性フィラ
メントに影響を及ぼさない成形条件ドにおいて溶融可能
でなければならない。けだし、熱可塑性４１機ステープ
ルファイバーを溶融して接着剤としての役１１を果たせ
るためである。この、コ（味から、該熱可塑性有機ステ
ープルファイバーは２０〜９５　ｉ＜　ｆｉｔ％を古め
なければならない。２０屯Ｂ、１％未満になると接着効
果が少なく、また９５屯：１１をこえるとシートの引張
強力が低下してしまう。この熱可塑性イｆ機機ステーブ
ルファイバートシは、次のものがあげられる。すなわち
、ポリエチレン、ポリプロピレン、等のポリオレフィン
類、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド類、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
等のポリエステル類さらにはポリフヱニレンスルフィド
、ポリエーテルエーテルケトン等のｉＨ’７ｉ耐熱ポリ
マーなどほとんどの繊維の適用が可能である。

なお、前記耐熱性フィラメントは、太さがｌ〜ｌＯデニ
ールが好ましく、さらには１〜３デニールが好ましい。

これは、空どう率を少なくするとともに引張強度を高く
するためである。

また、前記熱可塑性６機ステープルファイバーは、太さ
が１〜１０デニールが好ましく、さらには１〜３デニー
ルが好ましい。これも空どう率を少なくして優れた複合
成形シートとするためである。前記耐熱性フィラメント
と前記熱可塑性イ「機ステープルファイバーとは分散し
て混合している。

ここに分散して混合とは、前記耐熱性フィラメントと前
記熱可塑性（ｉ−機ステーブルファイバーとが入りまじ
って集合していることをいうが、これは、前記熱＋ｊ（
塑性有機ステープルフｒイバーを溶融したときに空どう
率を下げるためである。

前記複合糸の撚係数（インチ式）として２〜４の範囲の
ものが好ましく、さらには２．５〜３．５の範囲が好ま
しい。

また、該複合糸の太さは、莢式綿番手で１〜５０　’Ｓ
　カ好ましく、含まれる耐熱性フィラメントの数は、好
ましくは１０〜１０００本、さらに好ましくは１００〜
ｅｏｏ木である。

これは、加重性、生産性の点から特に編織工程及び溶融
成形においても加工しやすいとの理由にもとづくもので
ある。

次に、前記複合糸を用いて織物を製織するに際し、ｉｌ
ｌ織としては三原組織である平織、綾織、朱ｒ−織はも
ちろんのこと、それらの誘導組織である斜子織、うね織
、破れ綾織、杉綾織などがあげられる。また通常ガラス
繊維を用いた強化布の織組織として用いられている目抜
平織、からみ織、模紗織等、用途により、種々の織組織
が考えられるがこれらに限定されるものではない。さら
に溶融成形シートを一方向強化材または斜交積層板とし
て使用する場合には、経糸および緯糸のどちらか一方、
好ましくは経糸に該複合糸を用い、他の一ノ」に該複合
糸に用いたものと同種類の熱可塑性有機繊維を用いて製
織し、所定枚数、所定角度に積層したのち溶融成形する
ことにより達成される。

また１、ｉｘ合糸を用いて編地を構成するに際しては経
編、丸編、横編のいずれの方式でも良くまたいかなる編
組織でも良い。とりわけ、製編後、溶融成形した成形シ
ートでの強力利用率を高めるためには該混繊糸は網目を
形成しないでレイインまたはタックインの形で編込まれ
ている方が好ましく、より好ましくはレイインである。

経編方式でレイインを′ｊえる編組織としては該混繊糸
の経糸をＯ−０／ｌ−１の筬運動などで挿入編させるこ
両方向を高度に強化するためには前記経糸挿入編に加え
て緯糸挿入編を付加すれば良い。これらの編地は経編機
で容易に製編１１Ｊ能である。丸編や横編については一
方向のみの強化に優れているため、該編地を所望の方向
に積層することにより一方向強化材または斜交積層板と
して使用することが可能である。なお、前記編織物の１
１付は１００〜１０００ｇ／＋／が好ましい。とくに好
ましくは２００〜８００　ｇ／、／である。

ここで、複合成形用シートの製造法について説明する。

成形条件−ドで溶融可能な熱ＩｉＴ塑性有機ステープル
ファイバーの繊維東例えばスライバー、組糸などを用い
て精紡機で紡出する際に、耐熱性マルチフィラメント糸
を開繊し、前記精紡機のフロントローラの１−流から供
給して前記ドラフトされつつある熱１１Ｔ塑性イｒ機ス
テープルファイバーの繊維東と屯ねて集束例えば加熱し
て複合糸とする。

開繊の丁一段としては、５００ボルト以ｌ−好ましく　
ハ１０００ボルト以りの電圧をがけて開繊する電気開繊
法、前記耐熱性マルチフィラメント糸に張力をかけつい
で弛緩して開繊する緊張弛緩法があげられるが、前者の
電気開繊法が安定して開繊できる点で好ましい。

また、前記の集束の手段としては、前述の加熱のほか上
流体仮撚、インターレースによる集束などがあるが、け
撚で加熱する手段が熱１■塑性有機ステープルファイバ
ーを前記複合糸の中で均一に配列させる意味で好ましい
。

次に、叙１−．の複合糸を用いてすでに述べたような三
原１１織の平織、綾織、朱子織、及びこれらの変化組織
、又は経編、丸編、横編その他の編地に編成する。なお
、織物の場合には経糸密度（木／インチ）は１０〜１０
０本／インチ、緯糸密度（木／インチ）は１０〜１００
木／インチが空どう率を下げるｌユで好ましい。

ところで、以上のようにして得られた編織物からなる複
合成形用シートを用いて成形する例を以上に示す。前記
複合成形用シートは、二次加工プロセスにおける使用の
ために所定の大きさに裁断され、成形品のｆｆ（ｊＩｋ
に等しくなる枚数を重ねてブランクとされる。次いで熱
可塑性有機繊維の軟化点より高い温度、好ましくは該熱
可塑性有機繊維を溶融させるに１−分な温度に予熱され
た該ブランクをチャージする。最後に金型をプレスして
所望の形態に成形する。プレス圧力は通常、投影面積に
対して５０〜１５０ｋｇ／−が必姿であり、加圧速度は
速いほど好ましく年１〜２秒が好適である。

金型の温度は熱可塑性イ「機繊維の融点以下が好ましく
、冷却時間は成形品のもっとも厚い部分の厚さにより決
定される。また該複合成形用シートはあらかじめ熱間プ
レスロール等により、熱可塑性イ１゛機繊維を溶融含浸
せしめたものをブランクに使用し、予熱温度を熱可塑性
有機繊維の融点以上とし塑性変形による固相スタンピン
グに供することもできる。

（実施例） 実施例１〜３ 耐熱性マルチフィラメント糸きしてポリパラフェニレン
テレフタルアミド繊維のマルチフィラメント糸を、熱可
塑性有機ステープルファイバーとしてポリエチレンテレ
フタレートステープルファイバー（フェノール／テトラ
クロルエタン＝６０／４０の混合溶媒中３０℃で測定し
た極限粘度が０．６である。）の３デニール５１譜嘗の
等長カットを用いて複合糸を製造した。すなわち、３デ
ニール５１＠■のステープルファイバーを混打綿、カー
ド、練条、１１紡の各工程を通してｆｌを糸を製造し、
ついで精紡機に仕掛けて紡出する際、前記ポリパラフェ
ニレンテレフタルアミド繊維のマルチフィラメント糸に
５０００ボルトの電圧をかけて開繊し、精紡機のフロン
トローラの」二流から供給してドラフトされつつある粗
糸に重ねて加熱して巻き取った。詳細については第１表
に示す。

ついで、該複合糸を経糸に用い、前記のポリエチレンテ
レフタレートステープルファイバーと同・の極限粘度を
有するポリエチレンテレフタレー該十織物より２０　ｃ
冒Ｘ　２０　ｃ■のＮＪ法で切り出したシートを３枚積
層してブランクとし、８０°Ｃ１１６時間、０．１■−
Ｈｇ以下の条件で１１空乾燥を行った。この積層シート
を予め３００°Ｃに加熱した金型に充填し軽荷重で３〜
５分間予熱し、溶融し、次いで５０〜７０　ｋｇ　ｆ　
／　ｃｒａｌの圧力で加熱圧縮成形を行った。金型から
取り出す前に加圧ドで６０℃まで急冷した。以−１ユの
Ｌ順で溶融成形することにより、複合糸及び緯糸に用い
たポリエチレンテレフタレートステープルファイバーは
、溶融、含浸され、ポリパラフェニレンテレフタルアミ
ド繊維のみが強化剤として残った強化積層板を得た。

該強化積層板について繊維含打率（溶融温度を熱＋１丁
塑性（Ｔ機繊維の融点以１−４５０℃未満の温度にして
Ｊ　Ｉ　５Ｋ７０５２に準拠）と、空どう率（ＪＩ　５
Ｋ７０５３に準拠）と、引張強度（ＪＩＳＫ７０５４に
準拠）とを測定して第１表に示した。

なお、従来法として、ポリパラフェニレンテレフタルア
ミド繊維のマルチフィラメント糸（３８０デニール、２
６０フイラメント）を芯糸とし、ポリエチレンテレフタ
レートマルチフィラメント糸をさや糸として、前者の割
合を４２　市＋ｔｔ％となるようにしてカバード糸を製
造し１、亥カバード糸を経糸とし、緯糸として実施例と
同じマルチフイラメ／ト糸を用いて、実施例と同じ方法
で強化積層板を製造し、同様にして繊維臼イｒ率、空ど
う率、引張強度を測定して第１表に示した。第１表中で
、実施例１〜３は本発明に係り、比較例１〜２は本発明
の範囲を外れるものである。

以下余白 第１表から明らかなように従来法のカバード糸を用いた
強化積層板は、引張強度が大きいものの空どう率が大き
く厚さむらが１１立って品質的に問題があった。比較例
１は、空どう率が低く、また引張強度も低く強化積層板
としてふされしくなかった。耐熱性フィラメントの含有
率が少なすぎるためである。比較例２は、耐熱性フィラ
メント含（＋’率が９０重；門１％と多く、そのため空
どう率が６．７％と多く品質的に問題が多かった。実施
例１のものは、耐熱性フィラメント含有率が充分多くな
いので引張強度が若干低目を示していたが、空どう率が
小さく良好であった。実施例２．３のものは、耐熱性フ
ィラメント含有率がある程度まで含まれているため空ど
う率が小さく引張強度は大きかった。

（発明の効果） 本発明の複合成形用シートは、熱可塑性有機ステーブル
ファイバーと耐熱性フィラメントとが特定の割合で複合
してなる複合糸を用いた編織物であるので、成形品の状
態において従来のものに比して空どう率が低くしかも引
張強度が高くなり、また、本発明の方法によれば従来の
方法に比して高品質の成形品につながる複合成形用シー
トを確実に生産できるという顕著な効果が奏される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形条件下で溶融可能の熱可塑性有機ステープル
   ファイバーと耐熱性フィラメントとが分散して混合して
   なる複合糸からなる編織物であり、前記耐熱性フィラメ
   ントが該複合糸の中で５〜８０重量％含まれることを特
   徴とする複合成形用シート。
2. （２）成形条件下で溶融可能の熱可塑性有機ステープル
   ファイバーの繊維束を精紡機でドラフトしフロントロー
   ラから紡出する際、耐熱性マルチフィラメント糸を開繊
   し前記フロントローラの上流から全体の中で５〜８０重
   量％を占めるように供給して複合糸を製造し、ついで該
   複合糸を用いて編織物を製造することを特徴とする複合
   成形用シートの製造方法。