JPH05247761A - ポリアミド繊維と補強繊維から成るハイブリッドヤーン - Google Patents

ポリアミド繊維と補強繊維から成るハイブリッドヤーン

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JPH05247761A
JPH05247761A JP28995392A JP28995392A JPH05247761A JP H05247761 A JPH05247761 A JP H05247761A JP 28995392 A JP28995392 A JP 28995392A JP 28995392 A JP28995392 A JP 28995392A JP H05247761 A JPH05247761 A JP H05247761A
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hybrid yarn
yarn
hybrid
fibers
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イェルク、フォーゲルザング
Giorgio Greening
ジョルジョ、グリーニング
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レジナ、ラヴス
Peter Dr Ittemann
ペーター、イテマン
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BASF SE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のハイブリッドヤーンの欠点を回避克服
し、加工処理が容易で、良好な機械特性を示す廉価なハ
イブリッドヤーンを提供すること。 【構成】 ポリアミド繊維Aと補強繊維Bとから成り、
この2種類の繊維の個々のフィラメントが混在し、ポリ
アミドヤーンA′で被覆されているハイブリッドヤーン
であって、ポリアミドAが(融点より高い、あるいは適
用可能の場合ガラス転移点より高い30℃の温度、10
0s-1の剪断速度で測定して)220Pa・sより低い
溶融粘度を有することを特徴とするハイブリッドヤー
ン。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明はポリアミド繊維および補強繊維か
ら成るハイブリッドヤーンに関するものである。
【0002】
【従来技術】熱可塑性樹脂繊維と補強繊とを緊密にブレ
ンドして成るハイブリッドヤーンは、高性能複合材料を
形成するため近年、次第に増大する範囲にわたり使用さ
れている。ハイブリッドヤーンおよびこれから形成され
るシート状構造体は、可撓性に秀れ、従って著しく小さ
い半径の弯曲を有する製品を成形し得る。可塑性合成樹
脂の軟化点以上の温度で、その溶融体をプレスにより合
体させて、所望の方向に配向した補強繊維が埋込まれた
マトリックスを形成する。
【0003】ヨーロッパ特許出願公告156599号公
報には、炭素繊維と熱可塑性樹脂繊維とを広げ、ロール
もしくはロッド上で相互を合体させて混合ヤーンを形成
し、次いで必要に応じてさらに他の熱可塑性合成樹脂ヤ
ーンで被覆するハイブリッドヤーンの形成方法が記載さ
れている。この被覆により良好なヤーン緻密化がもたら
され、これにより糊剤を施すまでもなく、このヤーンを
有効に織成することができる。しかしながら、このヨー
ロッパ特許公告公報実施例における熱可塑性樹脂を基礎
とするハイブリッドヤーンは、廉価で、容易に加工処理
できる、高性能複合材料を形成するには不適当である。
ただしこの公報の記述部分に言及されているポリアミド
は、その他の熱可塑性樹脂と共に、上記複合材料を形成
し得る。それでも、慣用の高粘度および中粘度のポリア
ミドから成る繊維を使用したハイブリッドヤーンでは、
合体して複合材料を形成するに必要な時間が比較的長
く、また複合材料の若干の機械特性、ことに横方向引張
り強さが好ましくない。
【0004】なお英国特許出願公開2105247号公
報には、補強繊維の繊維芯部を熱可塑性樹脂繊維で被覆
して形成される繊維複合材料が記載されており、この実
施例2における芯部は、炭素繊維ヤーンとナイロンマル
チフィラメントヤーン両端部から成り、使用される被覆
ヤーンは同じくナイロンマルチフィラメントヤーンであ
る。繊維芯部には、3本のマルチフィラメントヤーンが
相接して並んでおり、個々のフィラメントの混在は認め
られない。このため繊維複合材料の機械特性のレベルは
低い。
【0005】そこで本発明の目的は、従来技術のこのよ
うな欠点を持たないハイブリッドヤーンを提供すること
である。
【0006】
【発明の要約】しかるに上述の目的は、著しく低い粘度
のポリアミドを使用することにより達成されることが本
発明者らにより見出された。
【0007】すなわち、本発明の対象はポリアミド繊維
Aと補強繊維Bとから成り、この2種類の繊維の個々の
フィラメントが混在し、ポリアミドヤーンA′で被覆さ
れているハイブリッドヤーンであって、ポリアミドAが
(融点より高い、あるいは適用可能の場合ガラス転移点
より高い30℃の温度、100s-1の剪断速度で測定し
て)220Pa・sより低い溶融粘度を有することを特
徴とするハイブリッドヤーンである。上記溶融粘度は、
DIN54811により測定される。
【0008】
【発明の構成】好ましい補強繊維Bは炭素繊維あるいは
ガラス繊維である。ただし、セラミック材料、炭化珪
素、窒化硼素から成る繊維およびポリアミドAの軟化点
以上の70℃より高い軟化点を有するポリマー、例えば
ポリエーテルケトンあるいは芳香族ポリアミドから成る
繊維も使用可能である。
【0009】ポリアミド繊維Aは、慣用の脂肪族あるい
は部分的芳香族単独重合体、共重合体、ことにナイロン
6、ナイロン6.6から形成され得る。さらに、ナイロ
ン6.6T、ナイロン6.10、ナイロン10、アジピ
ン酸と1,3−キシレンジアミンから形成されるポリア
ミド、これらモノマーを基礎とする共重合体も使用され
得る。
【0010】本発明に使用されるポリアミドAの溶融粘
度は、融点より高い(部分的結晶ポリアミドの場合)、
あるいはガラス転移点より高い(無定形ポリアミドの場
合)30℃、剪断速度100S-1で、DIN54811
により測定して220Pa・s以下、ことに180Pa
・s以下である。
【0011】ハイブリッドヤーンは、前述のヨーロッパ
特許出願公告156599号公報に記載されているよう
に、2種類の繊維を空気噴射により散乱させ、次いでこ
れらをロールもしくはロッド上に集めて混合することに
より形成するのが好ましい。散乱は原理的には液体噴
射、静電負荷によっても行われ、また櫛状体により個々
の繊維をほぐすことによっても行われ得る。上述した処
理により個々のフィラメントを緊密に混合し、混在ヤー
ンは熱可塑性樹脂繊維と補強繊維の均斉なランダム分布
をもたらすことになる。しかしながら、このような緊密
な混合は必ずしもすべての場合に必要なことではない。
出発時の繊維を拡散させ、単一の方法、例えばロールな
いしロッド上に引寄せて混合し、あるいは空気流中で絡
め合わせるだけで済ませることもできる。
【0012】本質的に必要なことは、ポリアミド繊維お
よび補強繊維を混在させて形成されたハイブリッドヤー
ンが被覆されることである。この被覆はポリアミドヤー
ンA′で行われるが、これはポリアミド繊維Aとおなじ
繊維で形成されているのが好ましい。しかしながら異な
るポリアミドを使用することも可能である。ただしその
溶融粘度は220Pa・s以上で、40から100dtex
の線密度を有するものが好ましい。
【0013】混合割合は、形成されたハイブリッドヤー
ンが26から80重量%のポリアミド繊維A、20から
75重量%の補強繊維B、0.2から3重量%の被覆ヤ
ーンA′を含有するように選択される。
【0014】本発明によるハイブリッドヤーンは、糊剤
を施すことなく、加工処理して織成、編成、撚成構造体
にすることができる。多数本のヤーンを平行に配列載置
して載置構造体ないし帯状体とし、これらを平行に、あ
るいは相互に角度をなして積層することもできる。さら
に芯上にハイブリッドヤーンを巻回して、管状体にする
こともできる。これら半製品は、ポリアミドの軟化点以
上の温度でプレスし、合体させて、成形型を使用し、あ
るいは使用することなく複合材料を成形することができ
る。この場合まず糊剤を半製品上に施して合体時間を短
縮するのが有利である。この糊剤としては、ポリアミド
Aと相容性の熱可塑性樹脂の水性分散液が好ましい。
【0015】本発明のハイブリッドヤーンを基礎とする
複合材料は、高強度の製品、例えばテニスラケット枠、
野球バット、ホッケー用スティック、バトミントン、ス
クワッシ用ラケット枠、自転車フレームなどの製造用に
使用され得る。
【0016】以下の実験例により本発明をさらに具体的
に説明し、かつその好ましい効果を実証するが、ここで
使用される部およびパーセントはすべて重量に関する。
【0017】実験例 (一般的処理)種々相違する溶融粘度のUltrami
d(登録商標)B(BASF社のナイロン6)を単一工
程のスピニングドローイング処理で217tex/18
4フィラメントのヤーンを形成した。これらヤーンの2
本をCelion(登録商標)G30−500炭素繊維
ヤーン(セリロン、カーボン、ファイバーズ社製、12
000本の炭素フィラメントから成る)と緊密に混合
し、空気噴射により個々のマルチフィラメントヤーンに
拡散させ、次いで2本のロッドの下および上を通過させ
て、合体した。次いでこれをUltramid(登録商
標)B(溶融粘度260Pa・s)から成る6tex補
助ヤーンで被覆した。この補助ヤーンの使用量は、形成
されたハイブリッドヤーン1m当たり150巻回とし
た。得られたハイブリッドヤーンは熱可塑性樹脂繊維と
炭素繊維の均斉な分布を示し、64.1%の炭素繊維
(B)、34.8%のポリアミド繊維(A)および1.
1%の被覆ヤーンA′を含有していた。
【0018】若干のハイブリッドヤーンを、次いでター
ポリアミド(デュポン社のELVAMID8063)の
アルコール溶液から調製された水性分散液糊剤中を通過
させて0.6%の糊剤を施した。この処理を行った場合
の実験例は、下表においてSを付して示される。
【0019】この被覆ハイブリッドヤーンを使用して合
体試料を作製した。補強繊維の高度の単一方向配向をも
たらすため、ハイブリッドヤーンを220mm×270
mmの内部自由面積を有する金属製リール上に巻回し
た。全部で6層の巻回を施し(各側3層ずつ)、次いで
このリールを、圧力および熱を巻回ハイブリッドヤーン
にもたらすための、2個の鋼鉄製成形型の間に置き、ハ
イブリッドヤーンをホットプレスで合体させた。
【0020】上記型を温度Tに予熱したプレス内に置
き、ハイブリッドヤーンをT℃まで加熱するため5.5
バールの圧力下に15分間放置した。次いで圧力を1分
間で14バールまで上げ、この圧力をZ時間維持した。
次いでハイブリッドヤーン型とプレス装置プレス板の間
で冷却カセットを摺動させて、型を同じプレス内におい
て冷却した。型を開いて2mm厚さの、無孔隙平滑表面
を有する一体化されたタイルを取出した。
【0021】ポリアミドマトリックスの炭素繊維に対す
る接着性をテストするため、この複合材料試料をSAC
−MA4−88により90°引張り試験に付した。この
ために2mm厚さのタイルをダイヤモンドソーにより2
5mm×210mm試料に切断した。この際、試料の2
5mm長さ側面に対する補強繊維の正確な平行配列を維
持するように配慮した。引張り強さは下表に示される。
【0022】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D03D 15/00 D 7199−3B (72)発明者 レジナ、ラヴス ドイツ連邦共和国、6940、ヴァインハイ ム、コンラート−アーデナウァー−シュト ラーセ、1 (72)発明者 ペーター、イテマン ドイツ連邦共和国、6800、マンハイム、 31、シュテティナー、シュトラーセ、10ア ー

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリアミド繊維Aと補強繊維Bとから成
    り、この2種類の繊維の個々のフィラメントが混在し、
    ポリアミドヤーンA′で被覆されているハイブリッドヤ
    ーンであって、ポリアミドAが(融点より高い、あるい
    は適用可能の場合ガラス転移点より高い30℃の温度、
    100s-1の剪断速度で測定して)220Pa・sより
    低い溶融粘度を有することを特徴とするハイブリッドヤ
    ーン。
  2. 【請求項2】 請求項(1)によるハイブリッドヤーン
    であって、ポリアミドAが180Pa・sより低い溶融
    粘度を有するナイロン6であることを特徴とするヤー
    ン。
  3. 【請求項3】 請求項(1)によるハイブリッドヤーン
    であって、ポリアミドAが180Pa・sより低い溶融
    粘度を有するナイロン6.6であることを特徴とするヤ
    ーン。
  4. 【請求項4】 請求項(1)によるハイブリッドヤーン
    であって、ポリアミドAとポリアミドヤーンA′が同じ
    ポリマーであることを特徴とするヤーン。
  5. 【請求項5】 請求項(1)によるハイブリッドヤーン
    であって、補強繊維Bが炭素繊維であることを特徴とす
    るヤーン。
  6. 【請求項6】 請求項(1)によるハイブリッドヤーン
    であって、補強繊維Bがガラス繊維であることを特徴と
    するヤーン。
  7. 【請求項7】 請求項(1)によるハイブリッドヤーン
    から形成される戴置、巻回、織成、編成あるいは撚成構
    造体。
  8. 【請求項8】 請求項(7)による戴置、巻回、織成、
    編成あるいは撚成構造体であって、ハイブリッドヤーン
    から構造体を形成後、糊剤が施されることを特徴とする
    構造体。
  9. 【請求項9】 請求項(7)による戴置、巻回、織成、
    編成あるいは撚成構造体から、合体により形成される複
    合体材料。
  10. 【請求項10】 請求項(9)による複合体材料による
    スポーツ用具、ことにテニスラケット枠。
JP28995392A 1991-11-14 1992-10-28 ポリアミド繊維と補強繊維から成るハイブリッドヤーン Pending JPH05247761A (ja)

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DE19914137406 DE4137406A1 (de) 1991-11-14 1991-11-14 Hybridgarn aus polyamidfasern und verstaerkungsfasern
DE4137406.1 1991-11-14
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US (1) US5464684A (ja)
EP (1) EP0542070B1 (ja)
JP (1) JPH05247761A (ja)
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