WO2003014446A1 - Fil composite de renfort et son procede de production - Google Patents

Description

明 細 書 補強用複合糸及びその製造方法 技術分野

本発明は補強用複合糸及びその製造方法に関するものであ り、 更 に詳しく述べるならば、 本発明は、 高い機械的強度と、 高い弾性率 を有するマルチフィ ラメ ン ト糸条と、 異なる繊維長を有する短繊維 糸条とからなる実質的に無撚りの複合糸であって、 前記短繊維糸条 中の短繊維の一部分が、 前記複合糸の表面に巻きついてそれを結束 している補強用複合糸及びその製造方法に関するものである。 本発 明の補強用複合糸は、 各種マ ト リ ツクス樹脂に対して、 優れた補強 効果を示すものである。 背景技術

高機械的強度、 高弾性率、 及び高耐熱性を有する機能繊維、 例え ばパラ型芳香族ポリ アミ ド繊維は、 ゴム、 エポキシ樹脂、 フエノー ル榭脂等をマ ト リ ックスとする樹脂複合体の補強材と して産業用途 に広く用いられている。 しかしながら、 このよ うな機能繊維は、 そ の繊維表面の平滑性が高いこ と、 及びそれを形成するポリマーが化 学的に不活性であることに起因して、 各種マ ト リ ツクス樹脂との接 着性が低いという欠点を有し、 このため、 前記機能繊維それ自身が 有する高い引張り強さなどの機械的強度から期待される補強効果が 得られていない。

一方、 上記機能繊維を用いた紡績糸及び牽切加工糸は、 糸表面近 傍に存在する毛羽によるアンカー効果によって、 各種マ ト リ ックス 樹脂に対して、 優れた接着性を有し、 従って良好な補強効果を示す こ とが知られている。 しかしながら、 紡績糸及び牽切加工糸は、 長 繊維 （以下、 フィ ラメ ント と称するこ とがある） を切断して得られ た短繊維によつて構成されているため、 前記紡績糸及び牽切加工糸 は、 原フィ ラ メ ン ト 自体が有する引張り強さなどの機械的強度から 期待される機械的強度と比較して、 著しく低い機械的強度を示し、 このため、 前記機能繊維と同様に、 原フィ ラメ ン トが有する機械強 度から期待される補強効果が得られていない。

従来の補強用糸条の上記問題を解消する手段と して、 補強糸条用 繊維を形成するポリ マーの化学構造に、 各種マ ト リ ック スに対する 接着性を向上させる官能基を導入する方法、 フィ ラメ ン トの強度寄 与率を高めるために、 牽切加工糸の牽切長を長くする方法等が提案 されている。 しかしながら、 前者の方法ではマ ト リ ックスの種類に 対応して導入すべき官能基の種類を変えるこ とが必要であり 、 この 必要性は補強用糸条の生産性を悪化させるだけでなく 、 コス トも上 昇する という 問題がある。 一方後者の方法では、 原フィ ラメ ン トの 機械的強度に対する加工糸の機械的強度の割合 （強度寄与率） を高 めるこ とはできるが、 しかし糸条を構成する繊維が、 フィ ラメ ン ト を切断して作られた短繊維である という こ とには変りがないため、 原フィ ラ メ ン ト切断強度から期待される加工糸の補強効果は依然と して得られていないのである。

そこで、 マルチフィ ラメ ン ト糸条の機械的強度を高効率をもって 活用し、 かつマ ト リ ッ クス樹脂に対し、 良好な接着効果を示し、 生 産コス 卜の比較的低い補強用糸条の開発が強く望まれていた。 発明の開示

本発明の目的は、 マルチフィ ラメ ン ト糸条の高い機械的強度を高 効率をもって活用し、 マ ト リ ッ クス樹脂に対して、 良好な接着効果 を示し、 それによつて、 マ ト リ ックス樹脂に対し、 優れた補強効果 を発現するこ とができる補強用複合糸及びその製造方法を提供する ことにある。

本発明の補強用複合糸は複数本の長繊維からな り、 かつ実質上無 撚りの少なく とも 1本のマルチフィ ラメ ン ト糸条と、 複数本の短繊 維からなり、 かつ実質上無撚りの少なく とも 1本の短繊維糸条との

、 実質上無撚り の引揃え複合糸であって、

前記マルチフィ ラメ ン ト糸条が、 13cN/dt ex 以上の引張り強さ と 、 300cN/dt ex以上の初期モジュラスとを有し、

前記短繊維糸状が、 その平均繊維長の 1. 5 倍以上及び 0. 5 倍以下 の繊維長を有する両短繊維フラクシヨ ンを、 それぞれ少なく とも 15 質量％含有し、

前記短繊維糸条中の短繊維の一部分が、 前記引揃え複合糸の表面 に卷きついて、 前記マルチフィ ラメ ン ト糸条及び前記短繊維糸条を 結束しているこ とを特徴とするものである。

本発明の補強用複合糸において、 前記短繊維糸条中の短繊維の単 繊維繊度が、 5. 5dt ex 以下であるこ とが好ましい。

本発明の補強用複合糸において、 前記複合糸の引張り強さが、 11 . 5cN/dt ex 以上であるこ とが好ましい。

本発明の補強用複合糸において、 前記複合糸の総繊度に対する前 記マルチフィ ラメ ン ト糸条の繊度の割合が、 10~ 90 %の範囲内にあ るこ とが好ま しい。

本発明の補強用複合糸において、 前記マルチフィ ラメ ン ト糸条中 の長繊維の単繊維繊度が、 0.：！〜 22dt ex の範囲内にあるこ とが好ま しい。

本発明の補強用複合糸において、 前記マルチフィ ラメ ン ト糸条中 の長繊維が、 ポリパラフエ二レンテレフタルアミ ド長繊維、 コポリ パラフエ二レン一 3， 4 ' —ォキシジフエ二レンテ レフタルア ミ ド 長繊維、 ポリバラフヱ二レンベンゾォキサゾ一ル長繊維、 高強力ポ リ エチレン長繊維、 高強力ポリ ビュルアルコール長繊維、 全芳香族 ポリエステル長繊維及び炭素長繊維から選ばれるこ とが好ま しい。 本発明の補強用複合糸において、 前記短繊維糸条中の短繊維の平 均繊維長が、 35〜： 150cmの範囲内にあるこ とが好ましい。

本発明の補強用複合糸において、 前記短繊維糸条中の短繊維が、 ナイ ロ ン 6短繊維、 ナイ 口 ン 66短繊維、 メ タ型芳香族ポリ アミ ド短 繊維及びパラ型芳香族ポリ アミ ド短繊維から選ばれるこ とが好ま し い

本発明の補強用複合糸において、 前記長繊維の大部分が、 複合糸 の芯部に分布していてもよい。

本発明の補強用複合糸において、 前記長繊維の少なく とも一部分 と前記短繊維の少なく と も一部分とが互いに交絡しているこ とが好 ましい。

本発明の補強用複合糸の製造方法は、 複数本の長繊維からなり 、 かつ実質上無撚りの少なく とも 1本のマルチフィ ラメ ント糸条と、 複数本の短繊維からなり、 かつ実質上無撚りの少なく と も 1本の短 繊維糸条とを、 撚り を施すことなく 引揃え、 但し、 前記マルチフィ ラメ ン ト糸条と して、 13cN/dt ex 以上の引張り強さ と、 300cN/dt ex 以上の初期モジュラスとを有するものを用い、 かつ前記短繊維糸条 と して、 その平均繊維長の 1. 5 倍以上及び 0. 5 倍以下の繊維長を有 する両短繊維フラク シ ョ ンを、 それぞれ少なく とも 15質量％含有す るものを用い、

前記無燃り 引揃え複合糸を、 その長手軸方向に交差する平面に沿 つて旋回する空気過流中を通過させ、 それによつて、 前記引揃え複 合糸中の前記短繊維の一部分を、 前記引揃え複合糸の表面に巻きつ かせてこれを結束するこ とを特徴とするものである。

本発明の補強用複合糸の製造方 ¾において、 前記短繊維糸条中の 短繊維の単繊維繊度が、 5. 5dt ex 以下であるこ とが好ま しい。

本発明の補強用複合糸の製造方法において、 前記複合糸の引張り 強さが、 11. 5cN/dt ex 以上であるこ とが好ましい。

本発明の補強用複合糸の製造方法において、 前記複合糸の総繊度 に対する前記マルチフィ ラメ ン ト糸条の繊度の割合が、 10〜90 %の 範囲内にあるこ とが好ましい。

本発明の補強用複合糸の製造方法において、 前記マルチフィ ラメ ン ト糸条中の長繊維の単繊維繊度が、 0. 1〜22dt ex の範囲内にある ことが好ましい。

本発明の補強用複合糸の製造方法において、 前記マルチフィ ラメ ント糸条中の長繊維が、 ポリパラフエ二レンテレフタルアミ ド長繊 維、 コポリノ、。ラフェニレン ' 3， 4 ' —ォキシジフエ二レンテ レフ タルア ミ ド長繊維、 ポリ パラフエ二レンベンゾォキサゾ一ル長繊維 、 高強力ポリ エチレン長繊維、 高強力ポリ ビュルアルコール長繊維 、 全芳香族ポリ エステル長繊維及び炭素長繊維から選ばれるこ とが 好ま しい。

本発明の補強用複合糸の製造方法において、 前記短繊維糸条中の 短繊維の平均繊維長が、 35〜 150cmの範囲内にあるこ とが好ま しい 本発明の補強用複合糸の製造方法において、 前記短繊維糸条中の 短繊維が、 ナイ ロ ン 6短繊維、 ナイ ロ ン 66短繊維、 メ タ型芳香族ポ リ ァミ ド短繊維及びパラ型芳香族ポリ アミ ド短繊維から選ばれるこ とが好ま しい。

本発明の補強用複合糸の製造方法において、 前記長繊維の大部分 を、 前記引揃え複合糸の芯部に分布させてもよい。 本発明の補強用複合糸の製造方法において、 前記空気渦流中にお いて、 前記長繊維の少なく と も一部分と前記短繊維の少なく とも一 部分とを互いに交絡させるこ とが好ま しい。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明の補強用複合糸の一例の側面写真である。

図 2は、 本発明の補強用複合糸の他の例の側面写真である。

図 3は、 本発明の補強用複合糸の製造方法の一例を示すフローシ ー トである。 発明を実施するための最良の形態

本発明の補強用複合糸は、 複数本の長繊維からなる少なく とも 1 本のマルチフィ ラメ ン ト糸条と、 複数本の短繊維からなる、 少なく とも 1本の短繊維糸条との引揃え複合糸である。 上記マルチフイ ラ メ ン ト糸条及び短繊維糸条はいずれも実質上撚り を施されていない ものであり、 かつ引揃え複合糸も、 実質上撚り を施されていないも のである。

本発明の補強用複合糸において、 マルチフィ ラメ ン ト糸条は、 13 cN/dt ex 以上の引張り強さ と、 300cN/dt ex以上の初期モジュラスを 有するものであり、 また短繊維糸条は、 互に繊維長の異なる短繊維 を含み、 かつその平均繊維長の 1. 5 倍以上の繊維長を有する短繊維 フラクショ ン （ 1 ) 及び 0. 5 倍以下の繊維長を有する短繊維フラク シヨ ン （ 2 ) を、 それぞれ、 短繊維糸条の質量に対して少なく と も 15質量⁰ /。の割合で含むものである。

さ らに、 本発明の補強用複合糸において、 短繊維糸条中の短繊維 の一部分が、 引揃え複合糸の表面に卷きついて、 これを結束してい るこ とが重要である。 図 1 に示された本発明の補強用複合糸の一例の側面写真において

、 マルチフィ ラメ ント糸条と短繊維糸条との引揃え複合糸条の表面 に、 短繊維の一部分がコイル状に卷きつき、 これを結束している。 図 2に示された本発明の補強用複合糸の他の例の側面写真におい ても、 マルチフィ ラメ ン ト糸条と短繊維糸条との引揃え複合糸条の 表面に短繊維の一部分が卷きついてこれを結束し、 かつその一部分 は、 複合糸の外側に伸び出て、 嵩高糸状の外観を形成している。 本発明の補強用複合糸を製造す方法は、 複数本の長繊維からなり 、 実質上無撚りであって、 かつ 13cN/dt ex 以上の引張り強さと、 30 OcN/dt ex以上の初期モジュラスとを有する少なく とも 1本のマルチ フィラメ ント糸条と、 複数本の短繊維からなり、 実質上無撚りであ つて、 かつその平均繊維長の 1. 5 倍以上及び 0. 5 倍以下の繊維長を 有する両短繊維フラクシヨ ンを、 それぞれ少なく とも 15質量％含有 する少なく とも 1本の短繊維糸条とを、 撚り を施すことなく引揃え 前記無撚り引揃え複合糸を、 その長手軸方向に交差する平面に沿 つて旋回する空気渦流中を通過させ、 それによつて、 前期引揃え複 合糸中の前記短繊維の一部分を、 前記引揃え複合糸の表面に巻きつ かせてこれを結束することを含むものである。

上記本発明方法は、 例えば図 3に示された装置によ り実施するこ とができる。

図 3において、 延伸された無撚りマルチフィラメ ント糸条 2を、 ボビン 1から、 1対の供給ローラー 3 と、 それから離間 （例えば 10 00mm) して設置され前記供給ローラ一 3の供給速度よ り も速い周速 をもって回転する 1対の牽切ローラ一 4 とからなる牽切機に供給し 、 供給ローラ— ₃ と牽切ローラ一 4の間のラッパ状シュレッター 5 において糸条 2中のフィ ラメ ントを、 牽切して、 不均一な繊維長を 有する無撚り牽切短繊維束 2aを作製する。 このとき、 別の延伸され た無撚りのマルチフィ ラメ ン ト糸条 9 をボビン 9aから巻き戻して牽 切ローラ一 4に供給し、 このマルチフィ ラメ ン ト糸条 9 と無撚り牽 切短繊維束 2aとを引揃え合糸し、 形成された引揃え複合糸 10を、 牽 切ローラ一 4の出口側に配置されたァスピレーター 6の吸引気流下 に、 牽切ローラー 4から引き出す。 この引揃え複合糸 10を、 空気仮 撚り ノズル 7内を通過させる。 この空気仮撚り ノズル内において、 無撚り の引揃え複合糸は、 そのまわり を旋回する空気流によ り処理 されて、 引揃え複合糸中の短繊維の一部分が、 引揃え複合糸の表面 に卷きついてそれを結束する。 このときの複合糸に付加される張力 又は緩 （弛み） み、 気流の速度などを調節するこ とによ り、 短繊維 の卷きつき結束のみを形成させるこ ともできる し、 さ らに短繊維の 一部分を、 複合糸の外側に伸び出させて、 嵩高糸条の外観を形成す るこ ともできる し、 及び 又は、 短繊維及び長繊維の一部を互に絡 み合わさせるこ ともできる。

上記のよ う に巻き付き結束された複合糸条は、 1対の引張り ロ ー ラ一 8によ り空気仮撚り ノズル 7から引き取られ、 卷き取りボビン 11に卷き取られる。

上記無撚り短繊維糸条と無撚りマルチフィ ラメ ン ト糸条との引き 揃え複合糸において、 マルチフィ ラメ ン ト糸条が、 複合糸の芯部を 形成し、 そのまわり を短繊維糸条が取り囲むよ う に配置されてもよ い。 このよ うにする と短繊維による複合糸結束が強化され、 得られ る複合糸の引張り強さ及び初期モジュラスが向上する。

また複合糸中の長繊維及び短繊維の一部分が、 互に交絡している と、 長繊維と短繊維との間のス リ ップが防止され、 得られる複合糸 条の補強効果が向上する。

さ らに、 複合糸表面に卷きつき、 必要によ りその外側に伸び出て いる短繊維は、 複合糸の接着において、 アンカ一効果を発揮して、 その接着強さを増強させる。

複合糸表面に巻きついて結束し、 必要によ りその外側に伸び出て いる短繊維を除く 、 他の短繊維は実質的に無撚であるこ とが必要で あって、 それに撚りが施されている場合には、 複合糸の強度が低下 する傾向がある、 さ らに、 短繊維の一部が複合糸表面に巻きつきそ れを結束していないときは、 短繊維と長繊維との一部分が互に交絡 していても、 短繊維が容易に抜け落ち、 また、 長繊維と短繊維間で ス リ ップが発生しやすいため、 このよ うな複合糸は十分な補強効果 を発現するこ とができない。

本発明の補強用複合糸において、 それに含まれるマルチフィ ラメ ン ト糸条の引張り強さは、 13cN/dt ex 以上であり、 好ましく は 17. 5 cN/dt ex 以上であり、 更に好ましく は 26. 5cN/dt ex 以上であるこ と が、 この複合糸が各種マ ト リ ックスの補強材と しての十分な補強効 果を発揮するために必要である。 この引張り強さが 13cN/dt ex 未満 の場合には、 得られる複合糸の破断強度が低く な り、 補強効果が不 十分となり、 このため各種マ ト リ ックスと複合糸との複合体の強度 向上が不十分となる。 なお、 この引張り強さに上限値はなく 、 高い ほど好ましいが、 それか、 あま り に高く なりすぎる と、 伸度が低く なりすぎて補強材と しての効果が低下すること もあり、 或はフイブ リル化して耐久性が低下するこ とがあり、 或は、 コス トが高く なり すぎて経済的に好ましく ないこ とがある。 このため、 マルチフイ ラ メ ン ト糸条の引張り強さは 50cN/dt ex をこえないことが好ましく 、 よ り好ましく は 40cN/dt ex をこえないこ とである。

さ らに、 本発明の複合糸に用いられるマルチフィ ラメ ン ト糸条は 、 その初期モジュラスが 300cN/dt ex以上のものであり、 好ましい初 期モジュラス比は 400cN/dt ex以上であり、 更に好ましく は 500cN/dt ex以上である。 このよ う な初期モジュラスは、 本発明の複合糸によ り補強された複合製品に十分な剛性や寸法安定性を付与するこ とが できる。 この初期モジュラスが 300cN/dt ex未満の場合には、 得られ る複合糸の補強効果が不十分とな り、 それを用いて補強された複合 製品の剛性を十分に高めるこ とができず、 また、 この複合製品の寸 法安定性も不十分となる。

なお、 マルチフィ ラメ ン ト糸条を構成する長繊維の単糸繊度には 特に限定はないが、 あま りに太い場合、 及びあま りに細い場合には 、 上記の引張り強さ及び初期モジュラスを有するマルチフィ ラメ ン ト糸条を得るこ とが困難になり、 さ らに、 複合糸を製造する際のェ 程安定性が不十分になり 、 得られる複合糸の取扱い性が低下するこ とがある。 一般に長繊維の繊度は 0.：！〜 22dt exの範囲内にあること が好ましい。

本発明の複合糸に用いられる長繊維は、 上記物性を満足していれ ば、 その繊維を構成するポリ マーの種類には特に限定する必要はな く 、 任意の繊維を使用するこ とができる。 例えばポリパラフエユレ ンテ レフタルア ミ ド長繊維、 コポ リ パラフエ二レン一 3 、 4， 一ォ キシジフィニレンテレフタルアミ ド長繊維、 ポリ ノくラフェニレンべ ンゾォキサゾール長繊維、 高強力ポリ エチレン長繊維、 高強力ポリ ビニルアルコール長繊維、 全芳香族ポリ エステル長繊維及び炭素長 繊維などを例示するこ とができる。 これらのなかでも、 ポリパラフ ェ ニレンテレフタルア ミ ド長繊維、 コポリ ノ、。ラフェ ニレン一 3 、 4 ， 一ォキシジフィニレンテレフタルアミ ド長繊維等のパラ系芳香族 ポリ アミ ド長繊維は、 耐熱性及び耐フイブリル性にも優れているの で、 本発明の複合糸に好ましく使用される。

本発明の複合糸を構成する短繊維糸条を構成する短繊維と しては 、 不均一な繊維長を有するものが用いられ、 その平均繊維長を と したとき、 1.5L以上の繊維長を有する短繊維フラ ク シ ョ ン （ 1 ) 及び 0.5L以下の繊維長を存する短繊維フ ラ ク シ ョ ン （ 2 ) のそれ ぞれの、 短繊維糸条の質量に対する割合は、 15質量％以上であり、 好ましく は 15〜20%である。 1.5 L以上の繊維長を有する短繊維フ ラクシヨ ン （ 1 ) の含有割合が 15質量％未満の場合には、 得られる 複合糸の機械的強度が不十分になり、 一方、 0.5L以下の繊維長を 有する短繊維フ ラク シ ョ ン （ 2 ) の含有割合が 15質量％未満の場合 には、 得られる複合糸の表面に形成される毛羽の量が減少して、 十 分なアンカー効果を発現するこ とができず、 従って十分な補強効果 が得られなく なる。

なお、 短繊維の平均繊維長は、 短く な りすぎる と得られる複合糸 の強度が低下する傾向にあり、 またそれが長く なりすぎると得られ る複合糸の毛羽が減少して補強効果が低下する傾向にある。 一般に 、 短繊維の平均繊維長は 35〜： L50cm の範囲内にあることが好ましい また短繊維の単繊維繊度は、 太く なりすぎる と得られる複合糸の 表面に形成される毛羽の数が減少する と共に、 繊維の剛直性が高く なって、 得られる複合糸中の長繊維との交絡、 及び、 複合糸の表面 における卷きつき結束が困難となり、 また抜け落ち易く なるなどの 問題が発生し、 このため、 得られる複合糸条が各種マ ト リ ッ クス中 に分散埋設されたとき、 毛羽による複合糸に対するアンカー効果が 低下して補強効果が不十分になる。 従って、 短繊維の繊度は、 5.5d tex 以下であることが好ましく 、 よ り好ましく は 1.5dtex 以下であ り、 更に好ま しく は 0.8dtex 以下の範囲内にあるこ とが適当である 。 なお、 単繊維繊度はあま り に細く なりすぎる とその製造が困難に なるので、 0. ldtex 以上であるこ とが好ましい。

本発明の複合糸に用いられる短繊維は、 上記物性を満足している 限り、 その繊維を構成するポリ マーの種類には特に限定はなく 、 任 意の繊維を使用するこ とができる。 複合糸に用いられる前記長繊維 と同一のポリ マーからなる短繊維であつてもよく 、 異なるポリ マー からなる短繊維であってもよい。 従って本発明に用いられる短繊維 は、 所望の複合糸に要求される特性に応じて適宜選択すればよく 、 例えば、 ナイ ロ ン 6短繊維、 ナイ ロ ン 66短繊維、 メ タ型芳香族ポリ アミ ド短繊維、 及びパラ型芳香族ポリ アミ ド短繊維などから選ばれ るこ とが好ましい。 補強糸が用いられるマ ト リ ッ ク ス （プラスチッ ク樹脂、 熱硬化性樹脂、 ゴムなど） に対する接着性が良好な繊維、 例えば、 ゴム材料の補強用途に対しては、 ナイ ロ ン 6又はナイ ロ ン 66短繊維を用いるこ とによ り補強効果を一層高めるこ とができる。 一方、 耐熱性が要求される補強用途については、 難燃性の繊維、 例 えばメ タ型芳香族ポリ アミ ド短繊維等を用いるこ とが有効である。 さ らに、 複合糸に高い機械的強度及び剛性が要求される場合には、 長繊維と同様の高強力、 高モジュラス性繊維、 例えばパラ系芳香族 ポリ アミ ド短繊維を用いるこ とが有効である。

本発明の複合糸において、 マルチフィ ラメ ン ト糸条と、 短繊維糸 条との複合割合 （総繊度割合） は、 複合糸の総繊度を基準と して、 マルチフィ ラメ ン ト糸条の割合が 10%以上 90 %以下の範囲内にある こ とが好ま しく 、 よ り好ましく は 40 %以上 60 %以下の範囲内である 。 マルチフィ ラ メ ン ト糸条の含有割合が少なすぎる と得られる複合 糸の機械的強度が不十分となり、 従って補強効果が不十分になるこ とがあり、 逆に多すぎる と、 短繊維による複合糸に対するアンカー 効果が不十分となり、 従ってマ ト リ ッ クス との接着性が不十分とな り、 補強効果が不十分になる。

本発明の複合糸においては、 長繊維が複合糸の芯部に位置し、 短 繊維がマルチフィ ラメ ン ト糸条のまわり に鞘部を形成するよ う に位 置しているこ とが好ましい。 この場合、 芯部と鞘部との界面部分に おいて一部の長繊維の一部分と短繊維の一部分とが交絡していても よく 、 このよ うにするこ とによ り、 長繊維と短繊維との間のス リ ツ プが抑制されて、 複合糸の補強効果が向上する。 長繊維が複合糸の 芯部ではなく鞘部に存在している場合には、 この複合糸と各種マ ト リ ックスとの接着性向上に寄与する毛羽が減少するため、 複合糸に 対するアンカ一効果が低下するだけでなく 、 複合糸の引張り強さ及 び初期モジュラスも不十分になるこ とがある。 また当然のこ となが ら、 短繊維による複合糸表面のまわり に対する卷きつき及び結束効 果が不十分になる。

実施例

本発明の補強用複合糸及びその製造方法を下記実施例によ り さ ら に説明する。

実施例 1〜 3

実施例 1〜 3の各々において、 パラフエ二レンジアミ ン成分 25モ ル⁰ /₀， 3， 4， —ジアミ ノ ジフエニルエーテル成分 25モル⁰ /o、 及び テレフタル酸成分 50モル％からなる芳香族共重合ポリ アミ ド繊維マ ルチフィ ラメ ン ト糸条 （帝人株式会社製、 商標 ： テク ノーラ、 ： 引 張り強さ ： 24.7cN/dtex 、 初期モジュラス ： 520cN/dtex、 伸度 ： 4. 6% 、 糸条カウン ト ： 440dtex/267fil) 4本を合糸した糸条を図 3 に示す装置に供し、 表 1 に記載の牽切倍率で牽切した後、 上記と同 一の芳香族共重合ポリ ア ミ ドマルチフィ ラ メ ン ト糸条 （440dtex/26 7fil) 1本を引き揃えて複合糸を作製した。 この時の牽切ローラー 4の出口側のフ リ ースにおける短繊維糸条平均繊維長 Lにおいて、 1.5L 以上の長さの短繊維フラ ク シ ョ ン （ 1 ) の割合、 及び 0.5L 以下の長さの短繊維フラクショ ン （ 2 ) の割合を表 1 に示す。 引揃 え複合糸を空気仮燃り ノズル 7 を通して得られた複合糸は、 長繊維 が主と して芯部に存在し、 長繊維と短繊維のそれぞれの一部分が互 に交絡しており、 かつ、 複合糸の表面で短繊維の一部分が強固に卷 きついて複合糸を結束していて、 短繊維に由来する毛羽は、 実用上 脱落するこ とはなかった。 得られた複合糸の繊度、 切断強度、 伸度 、 初期モジュラス、 複合糸の総繊度に占めるマルチフィ ラメ ン ト糸 条の繊度の割合、 及び、 得られた複合糸の引張り強さの、 加工前の マルチフィ ラメ ン ト糸条の引張り強さに対する割合を強度寄与率と して表 1 に示す。

実施例 4及び 5

実施例 4及び 5の各々において、 実施例 1 と同様にして複合糸を製 造し、 但し、 牽切倍率を表 1 に記載のとおり変更し、 牽切された短 繊維糸条に引揃え複合するマルチフィ ラメ ン ト糸条と して、 バラフ ェニレンジァ ミ ン成分 25モル⁰ /₀、 3， 4， 一ジア ミ ノ ジフエニルェ —テル成分 25モル⁰ /₀、 及びテレフタル酸成分 50モル％からなる芳香 族共重合ポリ アミ ドマルチフィ ラメ ン ト糸条 （帝人株式会社製、 商 標 ： テクノーラ、 引張り強さ ： 24. 7cN/dt ex 、 初期モジュラス ： 52 OcN/dt ex, 伸度 ： 4. 6%、 糸条カウン ト ： 220dt ex八 33f i l ) を使用 した。 結果を表 1 にあわせて示す。

比較例 1

実施例 1 と同様の牽切、 空気仮撚り操作を行った。 但し、 牽切に 供したマルチフィ ラメ ン ト糸条の、 合糸本数を 8本に変更し、 牽切 後に、 これにマルチフィ ラメ ン ト糸条を複合しなかった。 芳香族共 重合ポリ アミ ド牽切紡績糸が得られた。 この牽切紡績糸を実施例 1 と同様に評価した。 結果を表 1 に示す。

比較例 2

実施例 1 と同様にして複合糸を製造した。 但し、 牽切短繊維糸条 に、 合糸する糸条と して、 51mmの繊維長に力 ッ ト された芳香族共重 合ポリ アミ ド短繊維からなるスライバー （ 440dt ex) を用いた得ら れた芳香族共重合ポリ アミ ド複合糸を実施例 1 と同様に評価した。 結果を表 1 に示す。

表 1

次に、 実施例 1及び比較例 1 〜 2で得られた複合糸の各々に、 コ ー ド処理方法に従って、 第 1処理浴でエポキシ樹脂成分を付与し、 第 2処理浴で RFL成分を付与する接着剤処理を施した。 このときの 接着剤の合計付着量は約 2. 5質量％であった。 その後に各々のコー ドを厚さ 4 mmの NR/SBRゴムの中央に、 7 mm間隔となるよ うに平行に 埋め込んだ後、 この補強ゴム板を、 坦め込まれたコー ドに平行に 7 mmの幅にス リ ッ ト切断して試験片を作製した。 この各試験片におけ る補強用糸条とゴムの接着強さについて、 コー ドと平行方向に、 ゴ ムからコー ドを引き抜く時の引き抜き強力、 及びコー ドと垂直方向 にゴムからコー ドを剥離させる ときの剥離強さを測定した。 結果を 表 2に示す。

表 2

産業上の利用可能性

本発明の補強用複合糸においては、 実質上無撚りのマルチフイ ラ メ ン ト糸条と、 実質上無燃りの短繊維糸条とが無撚り で引揃えられ ており、 この複合糸の表面のまわり に、 短繊維の一部分が卷きつい て、 フィ ラメ ン ト糸条と、 短繊維糸条とを強固に結束しているので 、 複合糸の引張り強さに対するマルチフィ ラメ ン ト糸条及び短繊維 糸条の強度寄与率が高く 、 また、 複合糸の表面には短繊維の一部に よ り毛羽が形成されているので、 これが被補強マ ト リ ックス内にお ける複合糸に対して高いアンカ一効果を発現して、 複合糸の被補強 マ ト リ ックスに対する補強効果を一層向上させている。 従って、 本 発明の補強用複合糸は、 被補強マ ト リ ックス （例えば、 樹脂又はゴ ム材料） に対し、 高い補強効果を発現し、 実用上有用なものである

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 複数本の長繊維からなり、 かつ実質上無撚りの少なく と も 1 本のマルチフィ ラメ ン ト糸条と、 複数本の短繊維からな り、 かつ実 質上無撚り の少なく とも 1本の短繊維糸条との、 実質上無撚り の引 揃え複合糸であって、

前記マルチフイ ラメ ン ト糸条が、 13cN/dt ex 以上の引張り強さ と 、 300cN/dt ex以上の初期モジュラスとを有し、

前記短繊維糸条が、 その平均繊維長の 1. 5 倍以上及び 0. 5 倍以下 の繊維長を有する両短繊維フラク シ ヨ ンを、 それぞれ少なく とも 15 質量％含有し、

前記短繊維糸条中の短繊維の一部分が、 前記引揃え複合糸の表面 に卷きついて、 前記マルチフィ ラメ ン ト糸条及び前記短繊維糸条を 、 結束しているこ とを特徴とする補強用複合糸。

2 . 前記短繊維糸条中の短繊維の単繊維繊度が、 5. 5dt ex 以下で ある、 請求の範囲第 1項に記載の補強用複合糸。

3 . 前記複合糸の引張り強さが、 11. 5cN/dt ex 以上である、 請求 の範囲第 1項に記載の補強用複合糸。

4 . 前記複合糸の総繊度に対する前記マルチフィ ラメ ン ト糸条の 繊度の割合が、 10〜90 %の範囲内にある、 請求の範囲第 1項に記載 の補強用複合糸。

5 . 前記マルチフィ ラメ ン ト糸条中の長繊維の単繊維繊度が、 0. l〜22dt ex の範囲内にある、 請求の範囲第 1項に記載の補強用複合 糸。

6 . 前記マルチフィ ラメ ン ト糸条中の長繊維が、 ポリパラフヱニ レンテ レフタルア ミ ド長繊維、 コポリノ、。ラ フェニレン · 3， 4 ' - ォキシジフエ二レンテ レフタルア ミ ド長繊維、 ポリ パラ フエ二レン ベンゾォキサゾール長繊維、 高強力ポ リ エチレン長繊維、 高強力ポ リ ビニルアルコール長繊維、 全芳香族ポリ エステル長繊維及び炭素 長繊維から選ばれる、 請求の範囲第 1項に記載の補強用複合糸。

7 . 前記短繊維糸条中の短繊維の平均繊維長が、 35〜： 150cm の範 囲内にある、 請求の範囲第 1項に記載の補強用複合糸。

8 . 前記短繊維糸条中の短繊維が、 ナイ ロ ン 6短繊維、 ナイ ロ ン 66短繊維、 メ タ型芳香族ポリ アミ ド短繊維及びパラ型芳香族ポリ ァ ミ ド短繊維から選ばれる、 請求の範囲第 1項に記載の補強用複合糸

9 . 前記長繊維の大部分が、 複合糸の芯部に分布している、 請求 の範囲第 1項に記載の補強用複合糸。

10. 前記長繊維の少なく とも一部分と前記短繊維の少なく と も一 部分とが互いに交絡している、 請求の範囲第 1項に記載の補強用複 合糸。

11 . 複数本の長繊維からなり、 かつ実質上無撚りの少なく とも 1 本のマルチフィ ラメ ン ト糸条と、 複数本の短繊維からなり、 かつ実 質上無撚りの少なく とも 1本の短繊維糸条とを、 撚り を施すこ とな く 引揃え、 但し、 前記マルチフィ ラメ ン ト糸条と して、 13cN/dt ex 以上の引張り強さ と、 300cN/dt ex以上の初期モジュラスとを有する ものを用い、 かつ前記短繊維糸条と して、 その平均繊維長の 1. 5倍 以上及び 0. 5倍以下の繊維長を有する短繊維フ ラク シ ョ ンを、 それ ぞれ少なく と も 15質量％含有するものを用い、

前記無燃り 引揃え複合糸を、 その長手軸方向に交差する平面に沿 つて旋回する空気渦流中を通過させ、 それによつて、 前期引揃え複 合糸中の前記短繊維の一部分を、 前記引揃え複合糸の表面に巻きつ かせてこれを結束するこ とを特徴とする補強用複合糸の製造方法。

12. 前記短繊維糸条中の短繊維の単繊維繊度が、 5. 5dt ex 以下で ある、 請求の範囲第 11項に記載の補強用複合糸の製造方法。

13. 前記複合糸の引張り強さが、 11. 5cN/dt ex 以上である、 請求 の範囲第 11項に記載の補強用複合糸の製造方法。

14. 前記複合糸の総繊度に対する前記マルチフィ ラメ ン ト糸条の 繊度の割合が、 10〜90 %の範囲内にある、 請求の範囲第 11項に記载 の補強用複合糸の製造方法。

15. 前記マルチフィラメ ント糸条中の長繊維の単繊維繊度が、 0. l〜22dt ex の範囲内にある、 請求の範囲第 11項に記載の補強用複合 糸の製造方法。

16. 前記マルチフィラメ ント糸条中の長繊維が、 ポリパラフエ二 レンテレフタルアミ ド長繊維、 コポリパラフエ二レン ' 3， 4， - ォキシジフエ二レンテレフタルア ミ ド長繊維、 ポリ パラフエ二レン ベンゾォキサゾール長繊維、 高強力ポリエチレン長繊維、 高強力ポ リ ビニルアルコール長繊維、 全芳香族ポリエステル長繊維及び炭素 長繊維から選ばれる、 請求の範囲第 11項に記載の補強用複合糸の製 造方法。

17. 前記短繊維糸条中の短繊維の平均繊維長が、 35〜： 150cm の範 囲内にある、 請求の範囲第 11項に記載の補強用複合糸の製造方法。

18. 前記短繊維糸条中の短繊維が、 ナイ ロ ン 6短繊維、 ナイ ロ ン 66短繊維、 メタ型芳香族ポリアミ ド短繊維及びパラ型芳香族ポリ ァ ミ ド短繊維から選ばれる、 請求の範囲第 11項に記載の補強用複合糸 の製造方法。

19. 前記長繊維の大部分を、 前記引揃え複合糸の芯部に分布させ る、 請求の範囲第 11項に記載の補強用複合糸の製造方法。

20. 前記空気渦流中において、 前記長繊維の少なく とも一部分と 前記短繊維の少なく とも一部分とを互いに交絡させる、 請求の範囲 第 11項に記載の補強用複合糸の製造方法。