JPH0536525B2 - - Google Patents
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- JPH0536525B2 JPH0536525B2 JP60049466A JP4946685A JPH0536525B2 JP H0536525 B2 JPH0536525 B2 JP H0536525B2 JP 60049466 A JP60049466 A JP 60049466A JP 4946685 A JP4946685 A JP 4946685A JP H0536525 B2 JPH0536525 B2 JP H0536525B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fibers
- tow
- fiber
- thermoplastic polymer
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Description
（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炭素繊維含有繊維
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） 炭素繊維含有テーブルおよびロービングは以前
から知られている（例、米国特許第3704485；
3873389；3795944；3993726および3728424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4219997；4218869；3959962；
3968638および3958310号参照）。さらに、異種の
繊維の混合が各種の流体ジエツトにより促進され
ることも知られている（例、前出の米国特許第
3958310号および同4147020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4226079号は、バルク（カサ高）ヤ
ーンを製造するために異なる２種類の繊維を併用
することを開示している。繊維はジエツト混合帯
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、炭素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3175351号は、連続フイラメントヤ
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、繊維組
成として炭素繊維は開示されていない。 米国特許第3859158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4368234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
化用の複合織物を開示している。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368491号には、可融性繊維と不融性繊維とか
らなる織布であつて、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、ガスジエツ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） 従来の炭素繊維含有複合体の成形方法には２種
類の方法があつた。より古くからある第１の方法
は、炭素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炭素
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、板紙様であつて、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つた。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つた。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。 よつて、本発明の目的は熱可塑性炭素繊維複合
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、成形により繊維複合体に
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、(a)多
数の炭素繊維から炭素繊維トウを形成し、(b)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、(d)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。混合したトウ
は、その後、各種の炭素繊維含有複合体の成形に
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
可撓性であつて、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炭素繊維の良好な
濡れが得られる。繊維ブレンド内に熱可塑性繊維
と炭素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
率半径が求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つた。これに対し、
本発明の方法の生成物は0.002インチ（0.05mm）
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
い50℃以上、好ましくは135℃以上である。溶融
温度が高い方が、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つ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：(a)「ヒド
ロキシ安息香酸のポリエステル」Russel Gilkey
etal.，ジヤーナル・オブ・アプライド・ポリマ
ー・サイエンス（J.Appl.Polym.Sci.），巻，
pp198−202（1959）、(b)「ポリアリーレート（芳
香族ジカルボン酸およびビスフエノールからのポ
リエステル）」G.Bier，ポリマー（Polymer），15
巻，pp527−535（1974年８月）(c)「芳香族ポリエ
ステルプラスチツク」S.G.Cottis，モダン・プラ
スチツクス（Modern Plastics），pp62−63（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」Roger S.Storm et al.，コー
テイングス・プラスチツクス・プレプリント
（Coatings Plat.Preprint）34巻，No.１，pp194−
197（1974年４月）。下記米国特許も参照できる：
第3039994；3169121；3321437；3553167；
3637595；3651014；3723388；3759870；
3767621；3778410；3787370；3790528；
3829406；3890256；および3975487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」W.J.
Jackson Jr.，et al.，米国プラスチツクス工業
会、強化プラスチツクス／複合材部会、第30回年
次技術会議録（1975），セクシヨン17−Ｄ，pp1
−４、(b)ベルギー国特許第838935および828936
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，
2834535，2834536および2834537号、(e)特開昭50
−43223，52−132116および53−021293号、なら
びに(f)米国特許第3991083；4991014；4057597；
4066620；4067852；4075262；4083829；
4093595；4112212；4118372；4130545；
4130702；4146702；4153779；4156070；
4159365；4160755；4161470；4169933；
4181792；4183895；4184996；4188476；
4191681；4201856；4219461；4224433；
4226970；4230817；4232143；4238598；
4238600；4239913；4242496；4245082；
4245804；4247514；4256624；4265802；
4267289；4269965；4279803；および4299756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： （）（―Ｏ−R1−Ｏ）―および （）（―OC−R2−CO）―ならびに／または （）（―Ｏ−R3−CO）―。 上記式中、単位および（存在する場合）は
実質的に等モル量で存在し、R1、R2およびR3は、
(1)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；R2は、
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炭素繊維含有繊維
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） 炭素繊維含有テーブルおよびロービングは以前
から知られている（例、米国特許第3704485；
3873389；3795944；3993726および3728424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4219997；4218869；3959962；
3968638および3958310号参照）。さらに、異種の
繊維の混合が各種の流体ジエツトにより促進され
ることも知られている（例、前出の米国特許第
3958310号および同4147020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4226079号は、バルク（カサ高）ヤ
ーンを製造するために異なる２種類の繊維を併用
することを開示している。繊維はジエツト混合帯
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、炭素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3175351号は、連続フイラメントヤ
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、繊維組
成として炭素繊維は開示されていない。 米国特許第3859158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4368234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
化用の複合織物を開示している。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368491号には、可融性繊維と不融性繊維とか
らなる織布であつて、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、ガスジエツ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） 従来の炭素繊維含有複合体の成形方法には２種
類の方法があつた。より古くからある第１の方法
は、炭素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炭素
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、板紙様であつて、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つた。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つた。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。 よつて、本発明の目的は熱可塑性炭素繊維複合
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、成形により繊維複合体に
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、(a)多
数の炭素繊維から炭素繊維トウを形成し、(b)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、(d)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。混合したトウ
は、その後、各種の炭素繊維含有複合体の成形に
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
可撓性であつて、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炭素繊維の良好な
濡れが得られる。繊維ブレンド内に熱可塑性繊維
と炭素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
率半径が求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つた。これに対し、
本発明の方法の生成物は0.002インチ（0.05mm）
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
い50℃以上、好ましくは135℃以上である。溶融
温度が高い方が、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つ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：(a)「ヒド
ロキシ安息香酸のポリエステル」Russel Gilkey
etal.，ジヤーナル・オブ・アプライド・ポリマ
ー・サイエンス（J.Appl.Polym.Sci.），巻，
pp198−202（1959）、(b)「ポリアリーレート（芳
香族ジカルボン酸およびビスフエノールからのポ
リエステル）」G.Bier，ポリマー（Polymer），15
巻，pp527−535（1974年８月）(c)「芳香族ポリエ
ステルプラスチツク」S.G.Cottis，モダン・プラ
スチツクス（Modern Plastics），pp62−63（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」Roger S.Storm et al.，コー
テイングス・プラスチツクス・プレプリント
（Coatings Plat.Preprint）34巻，No.１，pp194−
197（1974年４月）。下記米国特許も参照できる：
第3039994；3169121；3321437；3553167；
3637595；3651014；3723388；3759870；
3767621；3778410；3787370；3790528；
3829406；3890256；および3975487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」W.J.
Jackson Jr.，et al.，米国プラスチツクス工業
会、強化プラスチツクス／複合材部会、第30回年
次技術会議録（1975），セクシヨン17−Ｄ，pp1
−４、(b)ベルギー国特許第838935および828936
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，
2834535，2834536および2834537号、(e)特開昭50
−43223，52−132116および53−021293号、なら
びに(f)米国特許第3991083；4991014；4057597；
4066620；4067852；4075262；4083829；
4093595；4112212；4118372；4130545；
4130702；4146702；4153779；4156070；
4159365；4160755；4161470；4169933；
4181792；4183895；4184996；4188476；
4191681；4201856；4219461；4224433；
4226970；4230817；4232143；4238598；
4238600；4239913；4242496；4245082；
4245804；4247514；4256624；4265802；
4267289；4269965；4279803；および4299756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： （）（―Ｏ−R1−Ｏ）―および （）（―OC−R2−CO）―ならびに／または （）（―Ｏ−R3−CO）―。 上記式中、単位および（存在する場合）は
実質的に等モル量で存在し、R1、R2およびR3は、
(1)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；R2は、
【式】または
【式】
（式中、Ａは１個または２個の非環式連鎖内原
子を含有する２価基である）であつてもよく、
R3は
子を含有する２価基である）であつてもよく、
R3は
【式】
（ただし、脂肪族部分がカルボニル基に結合す
る）であつてもよい。好ましい基(1)の例は、フエ
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(1)および(2)の具体
例を次に示す。
る）であつてもよい。好ましい基(1)の例は、フエ
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(1)および(2)の具体
例を次に示す。
【式】
上記の環系は、後述のようにR2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R2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、R2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R2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、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：
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R2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、R2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R2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、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：
【式】
および
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、R1は１，４−フエニレ
ン、クロロ−、ジクロロ−、ブロモ−、ジブロモ
−、メチル−、ジメチル−、およびフルオロ−
１，４−フエニレン、４，4′−ビフエニレン、お
よび３，3′，５，5′−テトラメチル−４，4′−ビ
フエニレンよりなる群から選ばれ、R2はtrans−
１，４−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、trans−ビ
ニレンビス（１，４−フエニレン）、４，4′−ビ
フエニレン、２，６−ナフチレン、および１，４
−フエニレンよりなる群から選ばれるのが好まし
く、ただし単位もしくはのいずれかを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：
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、R1は１，４−フエニレ
ン、クロロ−、ジクロロ−、ブロモ−、ジブロモ
−、メチル−、ジメチル−、およびフルオロ−
１，４−フエニレン、４，4′−ビフエニレン、お
よび３，3′，５，5′−テトラメチル−４，4′−ビ
フエニレンよりなる群から選ばれ、R2はtrans−
１，４−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、trans−ビ
ニレンビス（１，４−フエニレン）、４，4′−ビ
フエニレン、２，６−ナフチレン、および１，４
−フエニレンよりなる群から選ばれるのが好まし
く、ただし単位もしくはのいずれかを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】
および
【式】
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′−ビフエニレンおよび２，６−
ナフチレンよりなる群から選ばれ、
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′−ビフエニレンおよび２，６−
ナフチレンよりなる群から選ばれ、
【式】単位：
【式】単位の比は、４：１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：
は、本質的に下記反復単位からなるポリマーであ
る：
および
【式】
式中、Ｚは４，4′−ビフエニレン、２，６−ナ
フチレンおよび１，４−フエニレンよりなる群か
ら選ばれ、
フチレンおよび１，４−フエニレンよりなる群か
ら選ばれ、
【式】単位：
単位の比は、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
フエノキシ酢酸、４，4′−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、１，４−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。 フエ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、フエルラ酸、４−ヒド
ロキシ安息香酸、４−（4′−ヒドロキシフエノキ
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：
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
フエノキシ酢酸、４，4′−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、１，４−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。 フエ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、フエルラ酸、４−ヒド
ロキシ安息香酸、４−（4′−ヒドロキシフエノキ
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：
【式】および
（１，４−ベンゾエート単位）（１，４−シンナ
メート単位） （コ）ポリエステルの製造は、２価のフエノー
ルの誘導体と芳香脂肪族、芳香族または環状脂肪
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価フエ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エノールカルボン酸
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価フエ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′−オキシジフエノール、４，4′−イソプロ
ピリデンジフエノール、４，4′−チオジフエノー
ル、４，4′−ビフエノール、３，５，3′，5′−テ
トラメチル−４，4′−ビフエノール、３，５，
3′，5′−テトラクロロ−４，4′−ビフエノール、
２，６−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒ
ドロキシナフタレン、および４，4′−メチレンジ
フエノールなどを列挙できる。 また、米国特許第4112212；4130702および
4160755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。 使用できるフエノール性カルボン酸誘導体には
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：ポリ（メチル−１，４−フエニ
レン・２，５−ジメチル−trans−ヘキサヒドロ
テレフタレート）、コポリ（メチル−１，４−フ
エニレン・trans−ヘ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−フエニレン・trans−ヘキサヒドロテ
レフタレート／イソフタレート）（９／１）およ
び（８／２）、コポリ（エチル−１，４−フエニ
レン・テレフタレート／２，６−ナフタレート）
（７／３）、コポリ（tert−ブチル−１，４−フエ
ニレン／３，3′，５，5′−テトラメチル−４，
4′−ビフエニレン・テレフタレート）（７／３）、
コポリ（クロロ−１，４−フエニレン／３，3′，
５，5′−テトラクロロ−４，4′−ビフエニレン・
テレフタレート）（７／３）。 本発明で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）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
によつて、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、モノマーをまずいつしよに加
熱すると、反応物質の溶融液が生成し、さらに反
応を続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、副生する揮発物（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4083829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4083829
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
有機モノマー反応物質は、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4083829
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、三酸化アンチモン、
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、BF3）ハ
ロゲン化水素（例、HCl）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、したがつ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
フエ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2000〜200000、好ましくは約
10000〜50000、さらに好ましくは約20000〜25000
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5000〜50000、好ましくは約10000〜30000、
たとえば約15000〜17000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イー、
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イルムについての
赤外分光法による末端基の測定等によつて実施で
きる。また、ペンタフルオロフエノール溶液の状
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
ペンタフルオロフエノール中に0.1重量％の濃度
で溶解した場合に、少なくとも約2.0dl／ｇ、た
とえば、約2.0〜10.0dl／ｇの対数粘度数（I.V.）
を示す。 本発明の目的にとつて、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、ならびにフエニルおよび置換フエニル
のような別の芳香環が挙げられる。好ましいハロ
ゲンにはフツ素、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。 本発明で使用しうる繊維は、根本的には炭素繊
維であり、これは多様な方法で製造しうる。従来
の炭素繊維製造方法の実質的にすべての方法を本
発明で採用しうる。 炭素繊維の製造は、当該技術分野では以前より
周知である。炭素繊維の製造方法は、使用原料の
相違により基本的に２種類の方法に大別される。
その１つは、天然もしくは合成繊維を原料とし、
これを炭化する方法である。もう１つの方法は、
石油ピツチもしくはコールタールピツチを原料と
する方法である。 ピツチを使用する特許の代表例が米国特許第
4317809号である。一般に、ピツチ法を採用する
場合、ピツチを高圧で、次いでスパージングしな
がら大気圧で加熱して、中間相ピツチを形成す
る。この工程の後、ピツチを繊維状に転換し、熱
硬化させ、炭化させる。 本発明で使用するのに適した黒鉛もしくは炭素
繊維に転化することができる繊維としては、前駆
ポリマーがたとえばセルロース、アクリル誘導
体、特にポリアクリロニトリルである繊維材料が
挙げられる。具体的には、アクリルポリマーは、
アクリロニトリル単位を約85モル％以上含有し、
残り約15モル％以下がスチレン、メチルアクリレ
ート、メチルメタクリレート、酢酸ビニル、塩化
ビニル、塩化ビニリデン、ビニルピリジンなどの
アクリロニトリルと共重合可能なモノビニル化合
物であるものでよい。その他の共重合可能なモノ
マーの例には、スチレンスルホン酸、アリルスル
ホン酸、アルキルアクリレートおよびメタクリレ
ート、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビ
ニル、塩化ビニリデンなどがある。 この前駆繊維の炭化法には多くの方法がある。
一般に炭化法は、約200〜400℃の範囲内の第１加
熱工程と、その後の800〜3000℃の範囲内の温度
に非酸化性雰囲気中で加熱する第２加熱工程とを
包含する。かかる炭化法の例は、米国特許第
4197282；4097122；および4131644号に記載され
ている。 本発明に特に有用な炭素繊維は、束またはトウ
のデニール数が300〜100000の範囲内で、フイラ
メント数（カウント）が300〜300000のもの、好
ましくはデニール数が1000〜16000で、フイラメ
ント数が3000〜24000のものである。炭素繊維は
また、少なくとも約100000psi（7000Kg／cm2）の引
張強度と約10〜120×106psi（７〜84×105Kg／cm2）
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
断面積が炭素繊維トウの束断面積の約２倍ないし
１／２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
は単フイ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イラメントほど繊維数
は多くする必要がある）。ただし一般には、約10
〜150000本、好ましくは100〜10000本のフイラメ
ントを使用する。繊維のモジユラスは、約50000
〜500000psi（3500〜35000Kg／cm2）の範囲内がよ
い。また熱可塑性繊維の融点は、室温より約50〓
高い温度（即ち、約50℃以上）でなければなら
ず、好ましくは室温より200〓以上高温（即ち、
約135℃以上）である。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〓（538
℃）以下、好ましくは800〓（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、満足すべき複合体を製造するには、炭素
繊維の完全な濡れを得る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、炭
素繊維の量が約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
炭素繊維を含有する生成物に比べて劣るようにな
る。好ましくは、約20〜60容量％の炭素繊維材料
を混合トウ中に存在させる。 本発明で用いる炭素繊維と熱可塑性繊維のほか
に、本発明の繊維ブレンドに他の非熱可塑性繊維
を強化用繊維として加えることもできる。かかる
添加材料の例には、各種のガラス繊維およびセラ
ミツク繊維がある。この追加の強化用繊維を添加
する場合には、炭素繊維の使用量を約10容量％程
度まで低下させることができる。ただし、添加し
た強化用繊維の量と炭素繊維の使用量の合計量の
最大値は、上記の炭素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方法を説明する。
第１図において、炭素繊維トウ１は上記の特性を
有するものを使用する。炭素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ゴデツトロ
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
整してある。したがつて、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）は低張力状態（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
ンラツク２に装着されており、各繊維は繊維ガイ
ド３を経て第１ゴデツトロール４に送られる。繊
維がボビンを出てからゴデツトロールに接触する
までの間にテンシヨンコーム（張力クシ、図示せ
ず）を使用してもよい。このテンシヨンコームは
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、炭素繊維と熱可
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つてい
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インガー（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、炭素繊維は繊維ガイド５を過ぎた後、ガス・
バンデイング・ジエツト７に送られる。 第３図および第４図に示すガス・バンデイン
グ・ジエツトは、繊維トウを均一に広げるために
使用される。ガス「バンデイング」ジエツトはま
た、ガスジエツトが２種類の繊維トウを均一に混
合する作用をして、混合手段としても使用すると
ができる。バンデイング・ジエツトは、ガス箱４
０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。ガスジエツトを生ずるガス流の好ましい圧
力は、約0.5〜10psi（0.035〜0.7Kg／cm2）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
なつている。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・バンデイング・ジ
エツ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
ー繊維と炭素繊維の両方をそれぞれガス・バンデ
イング・ジエツト装置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インガ
ーを有する繊維コームをバンデイング・ジエツト
に代えて使用してもよい。 繊維を２個所のバンデイング・ジエツトまたは
バンデイング・ジエツ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は一対の固定ロツドま
たはバーである。幅が広がつた炭素繊維トウから
の繊維と幅が広がつた熱可塑性トウまたはヤーン
からの繊維の両者は、第１固定ロツドまたはバー
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固定ロツ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
わたつて均一に広げ、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。最後に、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エツ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１０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。真の半ヨリを
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つてもよい。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、炭素繊維ロール２１はテン
シヨンコーム２２を通してゴデツトロール２５上
に炭素繊維を供給する。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。 炭素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・バンデイン
グ・ジエツト２６および２７に送る。ガス・バン
デイング・ジエツトにおいて、繊維は均一な幅に
広げられる。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
カバーを用いて混合される。一般に、混合は熱可
塑性繊維束が炭素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エツトま
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
ジエツト装置に送つてもよい。ガス混合手段にお
いては、空気ジエツ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。混合繊維トウはフイラメント巻き、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形
成される。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、本発明の炭素繊維ブレンドは、複雑な立体
形状の使用目的に特に使用できる。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炭素繊維造
形物品を成形する場合の唯一の制限因子は、炭素
繊維自体の「曲げ性」である。したがつて、本発
明の組成物を使用して、最小曲率半径が約0.002
インチ（0.05mm）程度、好ましくは0.003インチ
（0.08mm）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（0.13
mm）である（テープ製造後に繊維の方向性すすな
わち１方向への整合性を歪めた場合でも）。本発
明の繊維トウから成形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
の繊維が溶融して炭素繊維を一体に融着させるの
で、強化用炭素繊維を十分な分散状態で含有する
堅固な複合生成物が形成される。本発明の繊維ブ
レンドを使用して、テニス用ラケツトフレーム、
ラケツトボール用ラケツトフレーム、ホツケー用
ステイツク、スキーストツク釣りざお、ゴルフク
ラブシヤフトなどの運動もしくは誤楽用品を製造
することができる。 本発明の繊維は、フイラメント巻き用に特に有
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つた。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
つた。従来のテープでもフイ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
ツドを製造したい場合には、フイラメント巻き法
は炭素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、黒鉛を熱硬化
性被覆を施した後にモールドに巻きつけるか、あ
るいはフイ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つた。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つた。 本発明の方法を改良フイ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、炭素繊維強化材と熱可
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
イラメント巻き法は、本発明の混合トウの使用か
ら始まつた方法である。本発明のトウをフイラメ
ント巻き機に直接送ることができる。フイラメン
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、炭素繊維／熱可塑性繊維トウは
モールドに直接当たり、熱可塑性ポリマー繊維を
直ちに炭素繊維トウ内で溶融・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り加
熱を受ける。換言すると、炭素繊維／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、
あるいはなるべく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つた後、
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つてもよい。 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、製織マツトを形成する。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、黒鉛層、次いで熱可塑性フイルム層、さら
に別の黒鉛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
の適用がずつと容易になる。複合体を成形した
後、使用熱可塑性ポリマーの流動温度より高温に
加圧下で加熱すると、良好な機械的強度および剛
性をもつ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
炭素繊維を限定ベクトル（defining vector）に
平行に整合させる方向、に生じさせることができ
る。 本発明によれば、傷付き易く、また互いにくつ
つき易い連続炭素繊維が、熱可塑性ポリマーの連
続繊維と均一かつ緊密に混合されたトウを得るこ
とができる。このトウは、フイラメント巻き法な
どにより複合製品の成形に特に適している。 従来の炭素繊維フイラメント巻きは、連続炭素
繊維のトウに熱硬化性樹脂を含浸させ、必要によ
り樹脂を不完全に硬化させたプレプレグを使用し
て行われるが、プレプレグに粘着性があり、また
貯蔵中に熱硬化性樹脂の硬化が進行するなど、取
扱いが非常に難しかつた。また、樹脂の硬化によ
りプレプレグ自体が硬くなるため、小さな曲率半
径の製品や複雑な形状の製品への適用が難しく、
比較的壊れ易い炭素繊維が巻き付けや巻き戻し時
に破断し易く、それによる強度低下が避けられな
かつた。 本発明では、このような従来のプレプレグの欠
点が避けられ、しかもトウ内において連続炭素繊
維と熱可塑ポリマー連続繊維が均一かつ緊密に混
合されているため、得られた複合製品中に樹脂が
多い部分や樹脂の少ない部分ができず、均一で高
品質の製品を確実に得ることができる。 実施例 １ 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た。この液晶
ポリマーは密度1.4ｇ／c.c.であり、トウ自体は660
本のフイラメントから形成した（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
5670ｇ、強力は10.5ｇ／ｄ、伸びは２％であつ
た。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、Celion（商品名）3000炭素繊
維（フイラメント数3000）であり、この炭素繊維
の密度は1.7ｇ／c.c.、引張強度は515×103psi（36.2
×103Kg／cm2）、引張弾性率は34×106psi（2.4×106
Kg／cm2）、最終伸びは1.5％であつた。この炭素繊
維はポリアクリロニトリル前駆体から製造された
ものであり、米国セラニーズ・スペシヤルテイ・
オペレーシヨンズ社、ハーキユリーズ社およびユ
ニオン・カーバイト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Celion炭素繊維トウとが巻かれているボビ
ンとをボビンラツクに離間させて配置した。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％の炭素
繊維とを含有するように、１つのゴデツトロール
に送り、離間させてこのロールを一回りさせた。
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、このロールを一回りする
前に予め張力装置で50ｇの荷重を加えた。ゴデツ
トロールを出た後、両方の繊維を別々に空気ジエ
ツト・バンデイング処理した。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
る空気ジエツトを使用して行つた。液晶ポリマー
用のジエツトは5psi（0.35Kg／cm2）で、炭素繊維
用のジエツトは4psi（0.28Kg／cm2）で操作した。
これらのバンデイング・ジエツト装置を出た後、
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エツト装置に
送給した。この絡みジエツト装置は先に使用した
ガス・バンデイング・ジエツト装置と同様の設計
のものであつて、7psi（0.5Kg／cm2）のガス圧でこ
れを操作した。２種類のトウの緊密な混合後、繊
維を７〜８ｍ／minの引取速度で引取ロールに巻
取つた。 得られた混合繊維トウを25層使用して、複合体
試験パネル（3.5×10インチ＝8.9×25cm）を調製
した。各層の調製は、まず加熱ドラムにKapton
（商品名）フイルム巻付け、次いで上で得た繊維
ブレンドをKaptonフイルムで巻いたドラム上に
平行列状にフイラメント巻きすることにより行つ
た。その後、Kaptonフイルム１枚をドラムにか
ぶせ、ラツ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した。25層の融着層を含む複
合体を加圧成形用モールドに入れ、312〜315℃に
加熱し、著しいモールド圧力を加えずにこの温度
に５分間保持した。次いでモールド圧力を315℃
で500psi（35Kg／cm2）に増大させ、この条件で30
分間加熱・加圧した。材料を次いで70℃に冷却
し、モールドから取り出した。得られた材料は
51.4容量％の炭素繊維を含有し、パネル厚みは
0.1027インチ（2.609mm）であつた。 同じ方法を利用して、８層型の3.5×10インチ
（8.5×25cm）の複合体パネルを調製した（炭素繊
維含有量60.3容量量％、パネル厚み0.035インチ
＝0.89mm）。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。結果を次の第１表に
示す。
メート単位） （コ）ポリエステルの製造は、２価のフエノー
ルの誘導体と芳香脂肪族、芳香族または環状脂肪
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価フエ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エノールカルボン酸
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価フエ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′−オキシジフエノール、４，4′−イソプロ
ピリデンジフエノール、４，4′−チオジフエノー
ル、４，4′−ビフエノール、３，５，3′，5′−テ
トラメチル−４，4′−ビフエノール、３，５，
3′，5′−テトラクロロ−４，4′−ビフエノール、
２，６−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒ
ドロキシナフタレン、および４，4′−メチレンジ
フエノールなどを列挙できる。 また、米国特許第4112212；4130702および
4160755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。 使用できるフエノール性カルボン酸誘導体には
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：ポリ（メチル−１，４−フエニ
レン・２，５−ジメチル−trans−ヘキサヒドロ
テレフタレート）、コポリ（メチル−１，４−フ
エニレン・trans−ヘ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−フエニレン・trans−ヘキサヒドロテ
レフタレート／イソフタレート）（９／１）およ
び（８／２）、コポリ（エチル−１，４−フエニ
レン・テレフタレート／２，６−ナフタレート）
（７／３）、コポリ（tert−ブチル−１，４−フエ
ニレン／３，3′，５，5′−テトラメチル−４，
4′−ビフエニレン・テレフタレート）（７／３）、
コポリ（クロロ−１，４−フエニレン／３，3′，
５，5′−テトラクロロ−４，4′−ビフエニレン・
テレフタレート）（７／３）。 本発明で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）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
によつて、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、モノマーをまずいつしよに加
熱すると、反応物質の溶融液が生成し、さらに反
応を続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、副生する揮発物（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4083829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4083829
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
有機モノマー反応物質は、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4083829
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、三酸化アンチモン、
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、BF3）ハ
ロゲン化水素（例、HCl）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、したがつ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
フエ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2000〜200000、好ましくは約
10000〜50000、さらに好ましくは約20000〜25000
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5000〜50000、好ましくは約10000〜30000、
たとえば約15000〜17000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イー、
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イルムについての
赤外分光法による末端基の測定等によつて実施で
きる。また、ペンタフルオロフエノール溶液の状
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
ペンタフルオロフエノール中に0.1重量％の濃度
で溶解した場合に、少なくとも約2.0dl／ｇ、た
とえば、約2.0〜10.0dl／ｇの対数粘度数（I.V.）
を示す。 本発明の目的にとつて、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、ならびにフエニルおよび置換フエニル
のような別の芳香環が挙げられる。好ましいハロ
ゲンにはフツ素、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。 本発明で使用しうる繊維は、根本的には炭素繊
維であり、これは多様な方法で製造しうる。従来
の炭素繊維製造方法の実質的にすべての方法を本
発明で採用しうる。 炭素繊維の製造は、当該技術分野では以前より
周知である。炭素繊維の製造方法は、使用原料の
相違により基本的に２種類の方法に大別される。
その１つは、天然もしくは合成繊維を原料とし、
これを炭化する方法である。もう１つの方法は、
石油ピツチもしくはコールタールピツチを原料と
する方法である。 ピツチを使用する特許の代表例が米国特許第
4317809号である。一般に、ピツチ法を採用する
場合、ピツチを高圧で、次いでスパージングしな
がら大気圧で加熱して、中間相ピツチを形成す
る。この工程の後、ピツチを繊維状に転換し、熱
硬化させ、炭化させる。 本発明で使用するのに適した黒鉛もしくは炭素
繊維に転化することができる繊維としては、前駆
ポリマーがたとえばセルロース、アクリル誘導
体、特にポリアクリロニトリルである繊維材料が
挙げられる。具体的には、アクリルポリマーは、
アクリロニトリル単位を約85モル％以上含有し、
残り約15モル％以下がスチレン、メチルアクリレ
ート、メチルメタクリレート、酢酸ビニル、塩化
ビニル、塩化ビニリデン、ビニルピリジンなどの
アクリロニトリルと共重合可能なモノビニル化合
物であるものでよい。その他の共重合可能なモノ
マーの例には、スチレンスルホン酸、アリルスル
ホン酸、アルキルアクリレートおよびメタクリレ
ート、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビ
ニル、塩化ビニリデンなどがある。 この前駆繊維の炭化法には多くの方法がある。
一般に炭化法は、約200〜400℃の範囲内の第１加
熱工程と、その後の800〜3000℃の範囲内の温度
に非酸化性雰囲気中で加熱する第２加熱工程とを
包含する。かかる炭化法の例は、米国特許第
4197282；4097122；および4131644号に記載され
ている。 本発明に特に有用な炭素繊維は、束またはトウ
のデニール数が300〜100000の範囲内で、フイラ
メント数（カウント）が300〜300000のもの、好
ましくはデニール数が1000〜16000で、フイラメ
ント数が3000〜24000のものである。炭素繊維は
また、少なくとも約100000psi（7000Kg／cm2）の引
張強度と約10〜120×106psi（７〜84×105Kg／cm2）
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
断面積が炭素繊維トウの束断面積の約２倍ないし
１／２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
は単フイ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イラメントほど繊維数
は多くする必要がある）。ただし一般には、約10
〜150000本、好ましくは100〜10000本のフイラメ
ントを使用する。繊維のモジユラスは、約50000
〜500000psi（3500〜35000Kg／cm2）の範囲内がよ
い。また熱可塑性繊維の融点は、室温より約50〓
高い温度（即ち、約50℃以上）でなければなら
ず、好ましくは室温より200〓以上高温（即ち、
約135℃以上）である。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〓（538
℃）以下、好ましくは800〓（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、満足すべき複合体を製造するには、炭素
繊維の完全な濡れを得る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、炭
素繊維の量が約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
炭素繊維を含有する生成物に比べて劣るようにな
る。好ましくは、約20〜60容量％の炭素繊維材料
を混合トウ中に存在させる。 本発明で用いる炭素繊維と熱可塑性繊維のほか
に、本発明の繊維ブレンドに他の非熱可塑性繊維
を強化用繊維として加えることもできる。かかる
添加材料の例には、各種のガラス繊維およびセラ
ミツク繊維がある。この追加の強化用繊維を添加
する場合には、炭素繊維の使用量を約10容量％程
度まで低下させることができる。ただし、添加し
た強化用繊維の量と炭素繊維の使用量の合計量の
最大値は、上記の炭素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方法を説明する。
第１図において、炭素繊維トウ１は上記の特性を
有するものを使用する。炭素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ゴデツトロ
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
整してある。したがつて、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）は低張力状態（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
ンラツク２に装着されており、各繊維は繊維ガイ
ド３を経て第１ゴデツトロール４に送られる。繊
維がボビンを出てからゴデツトロールに接触する
までの間にテンシヨンコーム（張力クシ、図示せ
ず）を使用してもよい。このテンシヨンコームは
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、炭素繊維と熱可
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つてい
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インガー（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、炭素繊維は繊維ガイド５を過ぎた後、ガス・
バンデイング・ジエツト７に送られる。 第３図および第４図に示すガス・バンデイン
グ・ジエツトは、繊維トウを均一に広げるために
使用される。ガス「バンデイング」ジエツトはま
た、ガスジエツトが２種類の繊維トウを均一に混
合する作用をして、混合手段としても使用すると
ができる。バンデイング・ジエツトは、ガス箱４
０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。ガスジエツトを生ずるガス流の好ましい圧
力は、約0.5〜10psi（0.035〜0.7Kg／cm2）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
なつている。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・バンデイング・ジ
エツ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
ー繊維と炭素繊維の両方をそれぞれガス・バンデ
イング・ジエツト装置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インガ
ーを有する繊維コームをバンデイング・ジエツト
に代えて使用してもよい。 繊維を２個所のバンデイング・ジエツトまたは
バンデイング・ジエツ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は一対の固定ロツドま
たはバーである。幅が広がつた炭素繊維トウから
の繊維と幅が広がつた熱可塑性トウまたはヤーン
からの繊維の両者は、第１固定ロツドまたはバー
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固定ロツ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
わたつて均一に広げ、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。最後に、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エツ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１０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。真の半ヨリを
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つてもよい。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、炭素繊維ロール２１はテン
シヨンコーム２２を通してゴデツトロール２５上
に炭素繊維を供給する。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。 炭素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・バンデイン
グ・ジエツト２６および２７に送る。ガス・バン
デイング・ジエツトにおいて、繊維は均一な幅に
広げられる。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
カバーを用いて混合される。一般に、混合は熱可
塑性繊維束が炭素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エツトま
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
ジエツト装置に送つてもよい。ガス混合手段にお
いては、空気ジエツ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。混合繊維トウはフイラメント巻き、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形
成される。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、本発明の炭素繊維ブレンドは、複雑な立体
形状の使用目的に特に使用できる。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炭素繊維造
形物品を成形する場合の唯一の制限因子は、炭素
繊維自体の「曲げ性」である。したがつて、本発
明の組成物を使用して、最小曲率半径が約0.002
インチ（0.05mm）程度、好ましくは0.003インチ
（0.08mm）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（0.13
mm）である（テープ製造後に繊維の方向性すすな
わち１方向への整合性を歪めた場合でも）。本発
明の繊維トウから成形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
の繊維が溶融して炭素繊維を一体に融着させるの
で、強化用炭素繊維を十分な分散状態で含有する
堅固な複合生成物が形成される。本発明の繊維ブ
レンドを使用して、テニス用ラケツトフレーム、
ラケツトボール用ラケツトフレーム、ホツケー用
ステイツク、スキーストツク釣りざお、ゴルフク
ラブシヤフトなどの運動もしくは誤楽用品を製造
することができる。 本発明の繊維は、フイラメント巻き用に特に有
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つた。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
つた。従来のテープでもフイ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
ツドを製造したい場合には、フイラメント巻き法
は炭素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、黒鉛を熱硬化
性被覆を施した後にモールドに巻きつけるか、あ
るいはフイ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つた。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つた。 本発明の方法を改良フイ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、炭素繊維強化材と熱可
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
イラメント巻き法は、本発明の混合トウの使用か
ら始まつた方法である。本発明のトウをフイラメ
ント巻き機に直接送ることができる。フイラメン
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、炭素繊維／熱可塑性繊維トウは
モールドに直接当たり、熱可塑性ポリマー繊維を
直ちに炭素繊維トウ内で溶融・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り加
熱を受ける。換言すると、炭素繊維／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、
あるいはなるべく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つた後、
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つてもよい。 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、製織マツトを形成する。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、黒鉛層、次いで熱可塑性フイルム層、さら
に別の黒鉛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
の適用がずつと容易になる。複合体を成形した
後、使用熱可塑性ポリマーの流動温度より高温に
加圧下で加熱すると、良好な機械的強度および剛
性をもつ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
炭素繊維を限定ベクトル（defining vector）に
平行に整合させる方向、に生じさせることができ
る。 本発明によれば、傷付き易く、また互いにくつ
つき易い連続炭素繊維が、熱可塑性ポリマーの連
続繊維と均一かつ緊密に混合されたトウを得るこ
とができる。このトウは、フイラメント巻き法な
どにより複合製品の成形に特に適している。 従来の炭素繊維フイラメント巻きは、連続炭素
繊維のトウに熱硬化性樹脂を含浸させ、必要によ
り樹脂を不完全に硬化させたプレプレグを使用し
て行われるが、プレプレグに粘着性があり、また
貯蔵中に熱硬化性樹脂の硬化が進行するなど、取
扱いが非常に難しかつた。また、樹脂の硬化によ
りプレプレグ自体が硬くなるため、小さな曲率半
径の製品や複雑な形状の製品への適用が難しく、
比較的壊れ易い炭素繊維が巻き付けや巻き戻し時
に破断し易く、それによる強度低下が避けられな
かつた。 本発明では、このような従来のプレプレグの欠
点が避けられ、しかもトウ内において連続炭素繊
維と熱可塑ポリマー連続繊維が均一かつ緊密に混
合されているため、得られた複合製品中に樹脂が
多い部分や樹脂の少ない部分ができず、均一で高
品質の製品を確実に得ることができる。 実施例 １ 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た。この液晶
ポリマーは密度1.4ｇ／c.c.であり、トウ自体は660
本のフイラメントから形成した（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
5670ｇ、強力は10.5ｇ／ｄ、伸びは２％であつ
た。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、Celion（商品名）3000炭素繊
維（フイラメント数3000）であり、この炭素繊維
の密度は1.7ｇ／c.c.、引張強度は515×103psi（36.2
×103Kg／cm2）、引張弾性率は34×106psi（2.4×106
Kg／cm2）、最終伸びは1.5％であつた。この炭素繊
維はポリアクリロニトリル前駆体から製造された
ものであり、米国セラニーズ・スペシヤルテイ・
オペレーシヨンズ社、ハーキユリーズ社およびユ
ニオン・カーバイト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Celion炭素繊維トウとが巻かれているボビ
ンとをボビンラツクに離間させて配置した。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％の炭素
繊維とを含有するように、１つのゴデツトロール
に送り、離間させてこのロールを一回りさせた。
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、このロールを一回りする
前に予め張力装置で50ｇの荷重を加えた。ゴデツ
トロールを出た後、両方の繊維を別々に空気ジエ
ツト・バンデイング処理した。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
る空気ジエツトを使用して行つた。液晶ポリマー
用のジエツトは5psi（0.35Kg／cm2）で、炭素繊維
用のジエツトは4psi（0.28Kg／cm2）で操作した。
これらのバンデイング・ジエツト装置を出た後、
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エツト装置に
送給した。この絡みジエツト装置は先に使用した
ガス・バンデイング・ジエツト装置と同様の設計
のものであつて、7psi（0.5Kg／cm2）のガス圧でこ
れを操作した。２種類のトウの緊密な混合後、繊
維を７〜８ｍ／minの引取速度で引取ロールに巻
取つた。 得られた混合繊維トウを25層使用して、複合体
試験パネル（3.5×10インチ＝8.9×25cm）を調製
した。各層の調製は、まず加熱ドラムにKapton
（商品名）フイルム巻付け、次いで上で得た繊維
ブレンドをKaptonフイルムで巻いたドラム上に
平行列状にフイラメント巻きすることにより行つ
た。その後、Kaptonフイルム１枚をドラムにか
ぶせ、ラツ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した。25層の融着層を含む複
合体を加圧成形用モールドに入れ、312〜315℃に
加熱し、著しいモールド圧力を加えずにこの温度
に５分間保持した。次いでモールド圧力を315℃
で500psi（35Kg／cm2）に増大させ、この条件で30
分間加熱・加圧した。材料を次いで70℃に冷却
し、モールドから取り出した。得られた材料は
51.4容量％の炭素繊維を含有し、パネル厚みは
0.1027インチ（2.609mm）であつた。 同じ方法を利用して、８層型の3.5×10インチ
（8.5×25cm）の複合体パネルを調製した（炭素繊
維含有量60.3容量量％、パネル厚み0.035インチ
＝0.89mm）。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。結果を次の第１表に
示す。
【表】
実施例 ２
実施例１に使用したのと同じ炭素繊維を使用
し、約50容量％のポリブチレンテレフタレート
（PBT）／炭素繊維ブレンドを調整した。使用し
たポリブチレンテレフタレート材料は密度が1.34
ｇ／c.c.、デニール数が1520ｇ／9000ｍであつた。
このポリブチレンテレフタレートは延伸比が2.25
−１、初期モジユラスが24ｇ、強力が5.3ｇ／ｄ、
伸びが28％、融点が227℃、フイラメント当たり
デニール数が2.7であつた。フイラメント数33本
のヤーンのパツケージ17個を１個のクリールに対
して使用し、全部のパツ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、
ゴデツトロールに送つた。この同じゴデツトロー
ルに、間隔をあけてフイラメント数3000本の炭素
繊維のパツケージ１個を、混合後に容量でほぼ
50／50の炭素繊維／PBT繊維ブレンドが得られ
るように送給した。 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本の歯をもつた繊維コーム
に通し、炭素繊維トウの方は実施例１に記載によ
うに約2.5〜3.5psi（0.18〜0.25Kg／cm2）の圧力で操
作されているガス・バンデイング・ジエツトを通
過させた。この２種類のトウを次いで、平行に配
置したロツドの上側および下側に両者のトウをこ
のロツドの同じ部分に供給することにより混合し
た。2.5〜3.5psi（0.18〜0.25Kg／cm2）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
イング・ジエツトを使用して、混合をさらに助長
した。バンデイング・ジエツトを出た後、繊維を
第２の繊維コームに通した。このコームは、混合
を助長するテンシヨ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した。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た。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／minの速度で巻取つた。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た。 実施例１に記載の方法とほぼ同様にして、3.5
×10インチ（8.5×25cm）のパネル複合体を調製
し、試験した。結果を次の第２表に示す。処理条
件の相違は第２表にまとめて示す。
し、約50容量％のポリブチレンテレフタレート
（PBT）／炭素繊維ブレンドを調整した。使用し
たポリブチレンテレフタレート材料は密度が1.34
ｇ／c.c.、デニール数が1520ｇ／9000ｍであつた。
このポリブチレンテレフタレートは延伸比が2.25
−１、初期モジユラスが24ｇ、強力が5.3ｇ／ｄ、
伸びが28％、融点が227℃、フイラメント当たり
デニール数が2.7であつた。フイラメント数33本
のヤーンのパツケージ17個を１個のクリールに対
して使用し、全部のパツ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、
ゴデツトロールに送つた。この同じゴデツトロー
ルに、間隔をあけてフイラメント数3000本の炭素
繊維のパツケージ１個を、混合後に容量でほぼ
50／50の炭素繊維／PBT繊維ブレンドが得られ
るように送給した。 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本の歯をもつた繊維コーム
に通し、炭素繊維トウの方は実施例１に記載によ
うに約2.5〜3.5psi（0.18〜0.25Kg／cm2）の圧力で操
作されているガス・バンデイング・ジエツトを通
過させた。この２種類のトウを次いで、平行に配
置したロツドの上側および下側に両者のトウをこ
のロツドの同じ部分に供給することにより混合し
た。2.5〜3.5psi（0.18〜0.25Kg／cm2）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
イング・ジエツトを使用して、混合をさらに助長
した。バンデイング・ジエツトを出た後、繊維を
第２の繊維コームに通した。このコームは、混合
を助長するテンシヨ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した。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た。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／minの速度で巻取つた。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た。 実施例１に記載の方法とほぼ同様にして、3.5
×10インチ（8.5×25cm）のパネル複合体を調製
し、試験した。結果を次の第２表に示す。処理条
件の相違は第２表にまとめて示す。
【表】
上で調製したPBT／炭素繊維ブレンドの試料
を、上述したように100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（2.54cm）
当たり４回巻きでラツプ（巻きつけ処理）して、
製織に適した緻密ヤーンを形成した。PBTを巻
きつけ用繊維に使用したのは、これが複合体の製
作後にマトリツ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、特殊なクリールに装着
したスプール上に巻いた。次いで、改良Draper
XD（商品名）織機により幅６インチ（15.2cm）の
織物を平織りパターンで製織した。得られた織布
の打込数は１インチ（2.54cm）当たり縦糸16本×
横糸15本であり、重量は16oz／yd2（542ｇ／m2）
であつた。この織布の厚さは35ミル（0.89mm）で
あり、これは柔軟かつ緻密で、良好な寸法安定性
を示した。得られた織布から不規則な形状をもつ
た満足すべき繊維複合体が製造される。 実施例 ３ 実施例１に記載の炭素繊維およびポリエーテル
エーテルケトン（PEEK）系熱可塑性ポリマーを
使用して、約50／50容量％の繊維ブレンドを調製
した。PEEKから調製した繊維は、密度が1.3
ｇ／c.c.、融点が338℃、初期モジユラスが53ｇ、
強力が2.7ｇ／ｄ、伸びが63％であり、１パツケ
ージ当たり10フイラメントのトウの状態で供給さ
れ、各フイラメントのフイラメント当たりのデニ
ール数は367ｇ／9000ｍであつた。４本のトウ
（１パツケージ当たり10本のフイラメント）をク
リールに掛け、これらの繊維を１個のゴデツトロ
ールで一緒に混合した。ただし、やはりこのゴデ
ツトロールに巻きつけた炭素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
イング・ジエツトに送つた。ゴデツトロールを出
た炭素繊維もやはり別のガス・バンデイング・ジ
エツトに導入した。ジエツトは両方共約3psi
（0.21Kg／cm2）の圧力で操作した。ジエツトを出
た両繊維を２本の平行配置の細長いロツドの上側
および下側で混合し、第２の平行繊維コームを通
過させて、寸法安定性を維持するためにヨリを加
えた後、第２のゴデツトロールを周回させ、７〜
10ｍ／minの速度で巻取つた。満足すべき組成物
が得られた。
を、上述したように100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（2.54cm）
当たり４回巻きでラツプ（巻きつけ処理）して、
製織に適した緻密ヤーンを形成した。PBTを巻
きつけ用繊維に使用したのは、これが複合体の製
作後にマトリツ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、特殊なクリールに装着
したスプール上に巻いた。次いで、改良Draper
XD（商品名）織機により幅６インチ（15.2cm）の
織物を平織りパターンで製織した。得られた織布
の打込数は１インチ（2.54cm）当たり縦糸16本×
横糸15本であり、重量は16oz／yd2（542ｇ／m2）
であつた。この織布の厚さは35ミル（0.89mm）で
あり、これは柔軟かつ緻密で、良好な寸法安定性
を示した。得られた織布から不規則な形状をもつ
た満足すべき繊維複合体が製造される。 実施例 ３ 実施例１に記載の炭素繊維およびポリエーテル
エーテルケトン（PEEK）系熱可塑性ポリマーを
使用して、約50／50容量％の繊維ブレンドを調製
した。PEEKから調製した繊維は、密度が1.3
ｇ／c.c.、融点が338℃、初期モジユラスが53ｇ、
強力が2.7ｇ／ｄ、伸びが63％であり、１パツケ
ージ当たり10フイラメントのトウの状態で供給さ
れ、各フイラメントのフイラメント当たりのデニ
ール数は367ｇ／9000ｍであつた。４本のトウ
（１パツケージ当たり10本のフイラメント）をク
リールに掛け、これらの繊維を１個のゴデツトロ
ールで一緒に混合した。ただし、やはりこのゴデ
ツトロールに巻きつけた炭素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
イング・ジエツトに送つた。ゴデツトロールを出
た炭素繊維もやはり別のガス・バンデイング・ジ
エツトに導入した。ジエツトは両方共約3psi
（0.21Kg／cm2）の圧力で操作した。ジエツトを出
た両繊維を２本の平行配置の細長いロツドの上側
および下側で混合し、第２の平行繊維コームを通
過させて、寸法安定性を維持するためにヨリを加
えた後、第２のゴデツトロールを周回させ、７〜
10ｍ／minの速度で巻取つた。満足すべき組成物
が得られた。
第１図は、本発明の方法を実施するのに使用し
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のに使用しうる各種装
置の略式図、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。 １，２１：炭素繊維トウ、４，１１，２５，３
５：ゴデツトロール、７，２６，２７：ガス・バ
ンデイング・ジエツト、８，１２：混合用固定ロ
ツド、９，１２：繊維コーム、１０：ツイスト・
ガイド、１２，３６：引取ロール、４０：ガス
箱、４４：ガス排出口。
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のに使用しうる各種装
置の略式図、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。 １，２１：炭素繊維トウ、４，１１，２５，３
５：ゴデツトロール、７，２６，２７：ガス・バ
ンデイング・ジエツト、８，１２：混合用固定ロ
ツド、９，１２：繊維コーム、１０：ツイスト・
ガイド、１２，３６：引取ロール、４０：ガス
箱、４４：ガス排出口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 全繊維含有量に基づいて90〜30容量％の融点
50℃以上の熱可塑性ポリマーの連続紡糸繊維と、
全繊維含有量に基づいて10〜70容量％の連続炭素
繊維との緊密に混合されたブレンドからなる連続
繊維トウであつて、この混合トウ中において該熱
可塑性ポリマー繊維と該炭素繊維とが均一に分布
している、複合製品の形成に有用な連続繊維ト
ウ。 ２ 熱可塑性ポリマー繊維の含有量が80〜40％、
炭素繊維の含有量が20〜60％である特許請求の範
囲第１項記載載の連続繊維トウ。 ３ 炭素繊維がポリアクリロニトリルポリマーま
たはコポリマーから製造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。 ４ 炭素繊維がピツチブレンドから製造されたも
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 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〜第
４項のいずれか１項に記載の連続繊維トウ。 ６ 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〜第４項のいずれか１項に記載
の連続繊維トウ。 ７ (a) 連続炭素繊維からなる連続トウを形成
し、 (b) 融点が50℃以上の熱可塑性ポリマーの連続紡
糸繊維からなる連続トウを形成し、 (c) 該炭素繊維トウを広げ、 (d) 該熱可塑性ポリマー繊維トウを広げ、 (e) 広げた熱可塑性ポリマー繊維トウと広げた炭
素繊維トウとを緊密に混合し、 (f) 緊密に混合した繊維トウを取り出す、 ことからなる、複合製品の形成に有用な繊維トウ
の製造方法。 ８ 前記２種類のトウの緊密な混合をガス混合手
段により行う、特許請求の範囲第７項記載の方
法。 ９ 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８項記載の方法。 １０ 前記２種類のトウの緊密な混合を、トウに
対して横断方向のロツド上で行う、特許請求の範
囲第７項記載の方法。 １１ 前記２種類のトウの緊密な混合を、これら
のトウを該ロツドの同じ部分に同時に接触させる
ことにより行う、特許請求の範囲第１０項記載の
方法。 １２ ロツドをもう１本使用する特許請求の範囲
第１０項記載の方法。 １３ 繊維を比較的張力のない状態で緊密に混合
する、特許請求の範囲第７項〜第１２項のいずれ
か１項に記載の方法。 １４ 緊密に混合されたトウ中において該熱可塑
性ポリマー繊維と該炭素繊維とが均一に分布して
いる、特許請求の範囲第７項〜第１３項のいずれ
か１項に記載の方法。 １５ 該熱可塑性ポリマー繊維トウを所定の幅に
均一に広げ、該炭素繊維トウを該熱可塑性ポリマ
ー繊維トウに対する所定の広げ幅と本質的に同じ
幅に均一に広げる、特許請求の範囲第７項〜第１
４項のいずれか１項に記載の方法。 １６ 熱可塑性ポリマー繊維の含有量が80〜40
％、炭素繊維の含有量が20〜60％である、特許請
求の範囲第７項〜第１５項のいずれか１項に記載
の方法。 １７ 炭素繊維がポリアクリロニトリルポリマー
またはコポリマーから製造されたものである特許
請求の範囲第７項〜第１６項のいずれか１項に記
載の方法。 １８ 炭素繊維がピツチブレンドから製造された
ものである特許請求の範囲第７項〜第１６項のい
ずれか１項に記載の方法。 １９ 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７項〜
第１８項のいずれか１項に記載の方法。 ２０ 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７項〜第１８項のいずれか１項に
記載の方法。 ２１ 全繊維含有量に基づいて90〜30容量％の融
点50℃以上の熱可塑性ポリマーの連続紡糸繊維
と、全繊維含有量に基づいて10〜70容量％の連続
炭素繊維とが緊密に混合され、かつ均一に分布し
ている連続繊維混合トウの使用方法であつて、こ
の連続繊維混合トウをモールドに接触させ、これ
を前記熱可塑性ポリマー繊維の融点より高温に加
熱して複合製品を得ることを特徴とする方法。 ２２ 前記２種類の繊維が、２種類の繊維のトウ
をガス混合手段で混合することにより緊密に混合
されている、特許請求の範囲第２１項記載の方
法。 ２３ 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２２項記載の方法。 ２４ 前記２種類の繊維が、２種類の繊維のトウ
を、トウに対して横断方向のロツド上に通すこと
により緊密に混合されている、特許請求の範囲第
２１項記載の方法。 ２５ 前記２種類のトウを該ロツドの同じ部分に
同時に接触させる、特許請求の範囲第２４項記載
の方法。 ２６ ロツドをもう１本使用する特許請求の範囲
第２４項記載の方法。 ２７ 繊維が比較的張力のない状態で緊密に混合
されている、特許請求の範囲第２１項〜第２６項
のいずれか１項に記載の方法。 ２８ 前記２種類の繊維の均一な分布が該熱可塑
性ポリマー繊維のトウを所定の幅に均一に広げ、
該炭素繊維のトウを該熱可塑性ポリマー繊維トウ
に対する所定の広げ幅と本質的に同じ幅に均一に
広げることにより得られる、特許請求の範囲第２
１項〜第２７項のいずれか１項に記載の方法。 ２９ 熱可塑性ポリマー繊維の含有量が80〜40
％、炭素繊維の含有量が20〜60％である、特許請
求の範囲第２１項〜第２８項のいずれか１項に記
載の方法。 ３０ 炭素繊維がポリアクリロニトリルポリマー
またはコポリマーから製造されたものである特許
請求の範囲第２１項〜第２９項のいずれか１項に
記載の方法。 ３１ 炭素繊維がピツチブレンドから製造された
ものである特許請求の範囲第２１項〜第２９項の
いずれか１項に記載の方法。 ３２ 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２１項
〜第３１項のいずれか１項に記載の方法。 ３３ 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２１項〜第３１項のいずれか１項
に記載の方法。 ３４ 該連続繊維混合トウをフイラメント巻き法
によりモールドに接触させる特許請求の範囲第２
１項〜第３３項のいずれか１項に記載の方法。 ３５ 該連続繊維混合トウを織布の形態でモール
ドに接触させる特許請求の範囲第２１項〜第３３
項のいずれか１項に記載の方法。 ３６ 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２１項〜第３５項のいずれか１項に
記載の方法。 ３７ 複合製品がテニスラケツトのフレームであ
る特許請求の範囲第３６項記載の方法。
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1985
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