JPH06228837A - 熱可塑性コンポジット用ヤーン - Google Patents
熱可塑性コンポジット用ヤーンInfo
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- JPH06228837A JPH06228837A JP5013952A JP1395293A JPH06228837A JP H06228837 A JPH06228837 A JP H06228837A JP 5013952 A JP5013952 A JP 5013952A JP 1395293 A JP1395293 A JP 1395293A JP H06228837 A JPH06228837 A JP H06228837A
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- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
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- B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
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- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
- D02G3/40—Yarns in which fibres are united by adhesives; Impregnated yarns or threads
- D02G3/402—Yarns in which fibres are united by adhesives; Impregnated yarns or threads the adhesive being one component of the yarn, i.e. thermoplastic yarn
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- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2101/00—Inorganic fibres
- D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
- D10B2101/12—Carbon; Pitch
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- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2505/00—Industrial
- D10B2505/02—Reinforcing materials; Prepregs
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、軽量且つ強靭で表面平滑性
にも優れ、さらに製織性、ブレーディング性にも優れた
熱可塑性コンポジット用ヤーンを提供することにある。 【構成】 実質的に無撚の非連続熱可塑性マトリックス
繊維（１）、実質的に無撚の非連続補強用繊維（２）及
び（１）より融点の低い熱可塑性マトリックス繊維
（３）からなる熱可塑性コンポジット用ヤーン（４）で
あって、（１）と（２）を混繊度２０％以上で混繊した
混繊糸に、（４）に対して１重量％以上１０重量％以下
の（３）を、捲回被覆していることを特徴とする熱可塑
性コンポジット用ヤーン（４）、並びに（３）の溶融粘
度が（１）の溶融粘度よりも低いことを特徴とする上記
の熱可塑性コンポジット用ヤーン（４）。
にも優れ、さらに製織性、ブレーディング性にも優れた
熱可塑性コンポジット用ヤーンを提供することにある。 【構成】 実質的に無撚の非連続熱可塑性マトリックス
繊維（１）、実質的に無撚の非連続補強用繊維（２）及
び（１）より融点の低い熱可塑性マトリックス繊維
（３）からなる熱可塑性コンポジット用ヤーン（４）で
あって、（１）と（２）を混繊度２０％以上で混繊した
混繊糸に、（４）に対して１重量％以上１０重量％以下
の（３）を、捲回被覆していることを特徴とする熱可塑
性コンポジット用ヤーン（４）、並びに（３）の溶融粘
度が（１）の溶融粘度よりも低いことを特徴とする上記
の熱可塑性コンポジット用ヤーン（４）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂を繊維化
し、補強用繊維と混繊した繊維強化コンポジット用ヤー
ンに関するものである。
し、補強用繊維と混繊した繊維強化コンポジット用ヤー
ンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】連続補強用繊維と熱可塑性マトリックス
繊維とを混繊した熱可塑性コンポジット用ヤーンは特開
昭６０−２０９０３４号公報および特開昭６１−１３０
３４５号公報などに開示されている。
繊維とを混繊した熱可塑性コンポジット用ヤーンは特開
昭６０−２０９０３４号公報および特開昭６１−１３０
３４５号公報などに開示されている。
【０００３】しかし、これらの従来のコンポジット用ヤ
ーンをブレードにする際は、連続補強用繊維と熱可塑性
マトリックス繊維の伸度差及びそれらの集束性の欠如が
起因して、連続補強用繊維が損傷を受け操業性が著しく
劣るのみならず、そのブレードを成形した場合、含浸斑
が発生したり、得られた成形体が強靭性に欠けたり、ま
た表面状態の優れた成形体を得ることができないという
問題があった。操業性を改良しようとして、上記繊維に
多量の紡糸オイルなどの表面処理剤を付与すればある程
度操業性は改善されるが、表面処理剤が起因して成形体
の補強用繊維とマトリックス間の界面強力が低くなるな
どの問題があった。
ーンをブレードにする際は、連続補強用繊維と熱可塑性
マトリックス繊維の伸度差及びそれらの集束性の欠如が
起因して、連続補強用繊維が損傷を受け操業性が著しく
劣るのみならず、そのブレードを成形した場合、含浸斑
が発生したり、得られた成形体が強靭性に欠けたり、ま
た表面状態の優れた成形体を得ることができないという
問題があった。操業性を改良しようとして、上記繊維に
多量の紡糸オイルなどの表面処理剤を付与すればある程
度操業性は改善されるが、表面処理剤が起因して成形体
の補強用繊維とマトリックス間の界面強力が低くなるな
どの問題があった。
【０００４】一方、非連続補強用繊維と熱可塑性マトリ
ックス繊維を用いて、いわゆる紡績工程に於いてそれら
の繊維に撚を付与して集束性を持たせたコンポジット用
ヤーンも存在する。これを用いてブレードを作成した場
合、かなりの程度の操業性を確保することは可能であ
る。しかし、得られる成形体の物性は撚に起因して満足
なものを得ることができない。さらに表面状態において
も、やはり撚に起因して補強用繊維の分布が不均一とな
るためにいわゆるレジンリッチ部が存在するという問題
があった。
ックス繊維を用いて、いわゆる紡績工程に於いてそれら
の繊維に撚を付与して集束性を持たせたコンポジット用
ヤーンも存在する。これを用いてブレードを作成した場
合、かなりの程度の操業性を確保することは可能であ
る。しかし、得られる成形体の物性は撚に起因して満足
なものを得ることができない。さらに表面状態において
も、やはり撚に起因して補強用繊維の分布が不均一とな
るためにいわゆるレジンリッチ部が存在するという問題
があった。
【０００５】以上のように、補強用繊維と熱可塑性マト
リックス繊維とが混繊された熱可塑性コンポジット用ヤ
ーンは、その熱可塑性樹脂の高い粘度に起因する含浸の
難かしさを解決するための有効な手段と考えられている
が、製織性、ブレーディング性などのテキスタイル加工
性及び成形して得られたコンポジット物性の両方を満足
できる熱可塑性コンポジット用ヤーンは得られていない
現状にある。
リックス繊維とが混繊された熱可塑性コンポジット用ヤ
ーンは、その熱可塑性樹脂の高い粘度に起因する含浸の
難かしさを解決するための有効な手段と考えられている
が、製織性、ブレーディング性などのテキスタイル加工
性及び成形して得られたコンポジット物性の両方を満足
できる熱可塑性コンポジット用ヤーンは得られていない
現状にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これら
の熱可塑性コンポジット用ヤーンを成形して得られたコ
ンポジットの表面状態を改良するための方策を種々検討
した結果、非連続熱可塑性マトリックス繊維と非連続補
強用繊維を混繊した混繊糸を捲回被覆する熱可塑性マト
リックス繊維の融点が上記非連続熱可塑性マトリックス
繊維の融点より低いものを用いて、且つ該熱可塑性マト
リックス繊維の重量をこれらの繊維で構成される熱可塑
性コンポジット用ヤーンの全重量に対して１重量％以上
１０重量％以下とすることにより、成形時に非連続補強
用繊維の移動性が向上して、表面状態が良好となること
を見い出した。また、上記熱可塑性マトリックス繊維の
溶融粘度が上記非連続熱可塑性マトリックス繊維の溶融
粘度よりも低ければ、コンポジットの表面状態がより良
好となることを見い出した。
の熱可塑性コンポジット用ヤーンを成形して得られたコ
ンポジットの表面状態を改良するための方策を種々検討
した結果、非連続熱可塑性マトリックス繊維と非連続補
強用繊維を混繊した混繊糸を捲回被覆する熱可塑性マト
リックス繊維の融点が上記非連続熱可塑性マトリックス
繊維の融点より低いものを用いて、且つ該熱可塑性マト
リックス繊維の重量をこれらの繊維で構成される熱可塑
性コンポジット用ヤーンの全重量に対して１重量％以上
１０重量％以下とすることにより、成形時に非連続補強
用繊維の移動性が向上して、表面状態が良好となること
を見い出した。また、上記熱可塑性マトリックス繊維の
溶融粘度が上記非連続熱可塑性マトリックス繊維の溶融
粘度よりも低ければ、コンポジットの表面状態がより良
好となることを見い出した。
【０００７】本発明者らは、かかる知見に基づき更に重
ねて検討した結果、本発明を完成するに至ったものであ
る。
ねて検討した結果、本発明を完成するに至ったものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、実
質的に無撚の非連続熱可塑性マトリックス繊維（１）、
実質的に無撚の非連続補強用繊維（２）及び（１）より
も融点の低い熱可塑性マトリックス繊維（３）からなる
熱可塑性コンポジット用ヤーン（４）であって、（１）
と（２）を混繊度２０％以上で混繊した混繊糸に、
（４）に対して１重量％以上１０重量％以下の（３）を
捲回被覆していることを特徴とする熱可塑性コンポジッ
ト用ヤーン（４）、並びに（３）の溶融粘度が（１）の
溶融粘度よりも低いことを特徴とする上記の熱可塑性コ
ンポジット用ヤーン（４）を提供するものである。
質的に無撚の非連続熱可塑性マトリックス繊維（１）、
実質的に無撚の非連続補強用繊維（２）及び（１）より
も融点の低い熱可塑性マトリックス繊維（３）からなる
熱可塑性コンポジット用ヤーン（４）であって、（１）
と（２）を混繊度２０％以上で混繊した混繊糸に、
（４）に対して１重量％以上１０重量％以下の（３）を
捲回被覆していることを特徴とする熱可塑性コンポジッ
ト用ヤーン（４）、並びに（３）の溶融粘度が（１）の
溶融粘度よりも低いことを特徴とする上記の熱可塑性コ
ンポジット用ヤーン（４）を提供するものである。
【０００９】なお、ここで混繊度は次式により定義す
る。
る。
【数１】 Ｎ：混繊糸を構成する各種類のフィラメント中、１種類
のフィラメントの総本数 ＮｃＸ：上記１種類のフィラメントが、いくつかの群に
分割されているとき、その群の個数 Ｘ：上記の各群中、ある特定な１個の群内のフィラメン
ト数 また、上記の式に於いて１００（Ｎ−Ｘ）／（Ｎ−１）
は混繊状態を意味し、Ｘが小さい程、混繊状態が高度で
あることを意味する。ＮｃＸ／（Ｎ／Ｘ）はフィラメン
トが混繊糸全体の中で、視覚効果上、どの程度の重要性
をもつかを意味する。
のフィラメントの総本数 ＮｃＸ：上記１種類のフィラメントが、いくつかの群に
分割されているとき、その群の個数 Ｘ：上記の各群中、ある特定な１個の群内のフィラメン
ト数 また、上記の式に於いて１００（Ｎ−Ｘ）／（Ｎ−１）
は混繊状態を意味し、Ｘが小さい程、混繊状態が高度で
あることを意味する。ＮｃＸ／（Ｎ／Ｘ）はフィラメン
トが混繊糸全体の中で、視覚効果上、どの程度の重要性
をもつかを意味する。
【００１０】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説
明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるもので
はない。図１に本発明に於ける熱可塑性コンポジット用
ヤーンの代表例を模式的に示した。Ａは熱可塑性コンポ
ジット用ヤーンの断面図を拡大して模式的に示したもの
であり、Ｂは熱可塑性コンポジット用ヤーンの斜視図を
模式的に示したものである。本発明の熱可塑性コンポジ
ット用ヤーン（４）は、実質的に無撚の非連続熱可塑性
マトリックス繊維（１）と実質的に無撚の非連続補強用
繊維（２）との混繊糸に、熱可塑性マトリックス繊維
（３）が、捲回被覆したものである。
明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるもので
はない。図１に本発明に於ける熱可塑性コンポジット用
ヤーンの代表例を模式的に示した。Ａは熱可塑性コンポ
ジット用ヤーンの断面図を拡大して模式的に示したもの
であり、Ｂは熱可塑性コンポジット用ヤーンの斜視図を
模式的に示したものである。本発明の熱可塑性コンポジ
ット用ヤーン（４）は、実質的に無撚の非連続熱可塑性
マトリックス繊維（１）と実質的に無撚の非連続補強用
繊維（２）との混繊糸に、熱可塑性マトリックス繊維
（３）が、捲回被覆したものである。
【００１１】本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーン
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（１または
３）としては、ナイロン６やナイロン６６などのポリア
ミド繊維、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレン
テレフタレートなどのポリエステル繊維、ポリエチレン
やポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリエ
ーテルエーテルケトン繊維、ポリフェニレンサルファイ
ド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリカーボネート繊
維などが挙げられる。但し、本発明に用いられる熱可塑
性マトリックス繊維（１または３）は上記の繊維に限定
されるわけではない。
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（１または
３）としては、ナイロン６やナイロン６６などのポリア
ミド繊維、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレン
テレフタレートなどのポリエステル繊維、ポリエチレン
やポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリエ
ーテルエーテルケトン繊維、ポリフェニレンサルファイ
ド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリカーボネート繊
維などが挙げられる。但し、本発明に用いられる熱可塑
性マトリックス繊維（１または３）は上記の繊維に限定
されるわけではない。
【００１２】本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーン
（４）を構成する補強用繊維（２）としては炭素繊維、
アラミド繊維、ガラス繊維などが挙げられる。但し、本
発明に用いられる補強用繊維（２）は上記の繊維に限定
されるわけではない。
（４）を構成する補強用繊維（２）としては炭素繊維、
アラミド繊維、ガラス繊維などが挙げられる。但し、本
発明に用いられる補強用繊維（２）は上記の繊維に限定
されるわけではない。
【００１３】本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーン
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（１）と補
強用繊維（２）はともに実質的に無撚の非連続繊維であ
ることが必要である。これはブレードあるいは織物など
のテキスタイル品とした後、成形しコンポジットを作成
する場合、成形時に補強用繊維がずれることによりコン
ポジット物性および表面状態の欠点が生じないようにす
るためである。つまり、無撚の非連続繊維を用いること
により、複雑な形状の製品も無理なく成形することを可
能とするためである。
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（１）と補
強用繊維（２）はともに実質的に無撚の非連続繊維であ
ることが必要である。これはブレードあるいは織物など
のテキスタイル品とした後、成形しコンポジットを作成
する場合、成形時に補強用繊維がずれることによりコン
ポジット物性および表面状態の欠点が生じないようにす
るためである。つまり、無撚の非連続繊維を用いること
により、複雑な形状の製品も無理なく成形することを可
能とするためである。
【００１４】本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーン
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（１）と補
強用繊維（２）の平均繊維長は特に限定されないが、と
もに５０mm以上であることが好ましい。
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（１）と補
強用繊維（２）の平均繊維長は特に限定されないが、と
もに５０mm以上であることが好ましい。
【００１５】本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーン
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（１）と補
強用繊維（２）は混繊されており、その混繊度は２０％
以上であることが必要である。これは２０％以上であれ
ば溶融時に補強用繊維（２）中への含浸が短時間に行わ
れるが、混繊度が２０％未満になると、含浸に時間がか
かり不経済であり、また含浸が不十分になるため成形品
における機械的物性が低下するためである。なお、混繊
する手段としては、各々の連続繊維を別々に牽切しスラ
イバーを得た後、それらのスライバーを混合、牽切し、
混合スライバーを得る方法、あるいは連続補強用繊維を
牽切し、スライバーを得た後、カード行程などにより得
たマトリックス非連続のスライバーと練条行程あるいは
粗紡行程で混合し、混合スライバーあるいは混合粗糸を
得る方法などいずれの手段でもよい。
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（１）と補
強用繊維（２）は混繊されており、その混繊度は２０％
以上であることが必要である。これは２０％以上であれ
ば溶融時に補強用繊維（２）中への含浸が短時間に行わ
れるが、混繊度が２０％未満になると、含浸に時間がか
かり不経済であり、また含浸が不十分になるため成形品
における機械的物性が低下するためである。なお、混繊
する手段としては、各々の連続繊維を別々に牽切しスラ
イバーを得た後、それらのスライバーを混合、牽切し、
混合スライバーを得る方法、あるいは連続補強用繊維を
牽切し、スライバーを得た後、カード行程などにより得
たマトリックス非連続のスライバーと練条行程あるいは
粗紡行程で混合し、混合スライバーあるいは混合粗糸を
得る方法などいずれの手段でもよい。
【００１６】本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーン
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（３）は連
続繊維でも、不連続繊維でも良い。連続繊維の場合は電
気開繊装置で開繊したり、捲縮加工などによる加工糸を
用いることも可能である。一方非連続繊維の場合にはテ
キスタイル加工性を満足できる拘束力が有れば良く、繊
維長の長いステープルから成る撚数の少ない紡績糸等が
好適である。
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（３）は連
続繊維でも、不連続繊維でも良い。連続繊維の場合は電
気開繊装置で開繊したり、捲縮加工などによる加工糸を
用いることも可能である。一方非連続繊維の場合にはテ
キスタイル加工性を満足できる拘束力が有れば良く、繊
維長の長いステープルから成る撚数の少ない紡績糸等が
好適である。
【００１７】本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーン
（４）に対する熱可塑性マトリックス繊維（３）の重量
比は、１重量％以上１０重量％以下であることが必要で
あり、また、熱可塑性マトリックス繊維（３）で混線糸
を捲回被覆することが必要である。これはこうすること
によって初めて、テキスタイル加工性と得られるコンポ
ジットの物性を両立させることが出来るためである。
（４）に対する熱可塑性マトリックス繊維（３）の重量
比は、１重量％以上１０重量％以下であることが必要で
あり、また、熱可塑性マトリックス繊維（３）で混線糸
を捲回被覆することが必要である。これはこうすること
によって初めて、テキスタイル加工性と得られるコンポ
ジットの物性を両立させることが出来るためである。
【００１８】なお、ここで言う、重量比は次式により定
義する。 重量比＝｛Ｃ／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）｝×１００（％） Ａ；非連続熱可塑性マトリックス繊維（１）の量（ｇ／
ｍ） Ｂ；補強用繊維（２）の量（ｇ／ｍ） Ｃ；熱可塑性マトリックス繊維（３）の量（ｇ／ｍ）
義する。 重量比＝｛Ｃ／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）｝×１００（％） Ａ；非連続熱可塑性マトリックス繊維（１）の量（ｇ／
ｍ） Ｂ；補強用繊維（２）の量（ｇ／ｍ） Ｃ；熱可塑性マトリックス繊維（３）の量（ｇ／ｍ）
【００１９】実際の工程に於いては、熱可塑性コンポジ
ット用ヤーン（４）は熱と圧力が加えられることによ
り、上記の非連続熱可塑性マトリックス繊維（１）と熱
可塑性マトリックス繊維（３）が溶融し、補強用繊維
（２）に含浸され、冷却過程を経てコンポジットとな
る。従って、コンポジットの物性及び外観を支配する要
因として、上記の２種の熱可塑性マトリックス繊維（１
及び３）の溶融状態が挙げられる。上記で熱可塑性マト
リックス繊維（３）の主たる役割りはテキスタイル加工
性にある。すなわち、ブレードあるいは織物を、補強用
繊維（２）を損傷させることなく、かつ飛散あるいは配
向状態を乱すことなく得ること、さらに成形に供するた
めの材料として所定の形状に裁断し、予備賦形（たとえ
ば金型などへのセットを意味する）が満足になされるこ
とにある。いったん予備賦形がなされたならばその後の
いわゆる成形工程においては極力スムースに溶融し捲回
被覆の根跡を残さないことが重要となる。捲回被覆の根
跡が残っているならば主として２つの欠点を発生させる
原因となる。１つはレジンリッチ部の存在である。言う
までもなく、これが存在すれば得られる成形品の表面外
観を損なうのみならず、成形品の機械的物性も低下す
る。他の１つは熱可塑性マトリックス繊維（３）による
拘束力が成形中働いていたこととなり補強用繊維（２）
間のバラケが不十分となるが故の繊維束間の物性の不足
である。これらの欠点を発生させないために熱可塑性マ
トリックス繊維（３）の重量比が１０重量％以下である
ことが必要となり、一方前記のテキスタイル加工性を満
足させるためにその重量比が１重量％以上であることが
必要となる。
ット用ヤーン（４）は熱と圧力が加えられることによ
り、上記の非連続熱可塑性マトリックス繊維（１）と熱
可塑性マトリックス繊維（３）が溶融し、補強用繊維
（２）に含浸され、冷却過程を経てコンポジットとな
る。従って、コンポジットの物性及び外観を支配する要
因として、上記の２種の熱可塑性マトリックス繊維（１
及び３）の溶融状態が挙げられる。上記で熱可塑性マト
リックス繊維（３）の主たる役割りはテキスタイル加工
性にある。すなわち、ブレードあるいは織物を、補強用
繊維（２）を損傷させることなく、かつ飛散あるいは配
向状態を乱すことなく得ること、さらに成形に供するた
めの材料として所定の形状に裁断し、予備賦形（たとえ
ば金型などへのセットを意味する）が満足になされるこ
とにある。いったん予備賦形がなされたならばその後の
いわゆる成形工程においては極力スムースに溶融し捲回
被覆の根跡を残さないことが重要となる。捲回被覆の根
跡が残っているならば主として２つの欠点を発生させる
原因となる。１つはレジンリッチ部の存在である。言う
までもなく、これが存在すれば得られる成形品の表面外
観を損なうのみならず、成形品の機械的物性も低下す
る。他の１つは熱可塑性マトリックス繊維（３）による
拘束力が成形中働いていたこととなり補強用繊維（２）
間のバラケが不十分となるが故の繊維束間の物性の不足
である。これらの欠点を発生させないために熱可塑性マ
トリックス繊維（３）の重量比が１０重量％以下である
ことが必要となり、一方前記のテキスタイル加工性を満
足させるためにその重量比が１重量％以上であることが
必要となる。
【００２０】本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーン
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（３）の融
点は非連続熱可塑性マトリックス繊維（１）の融点より
も低いことが必要である。これは、重量比が上記の範囲
において、（３）の融点が（１）の融点よりも低けれ
ば、成形時捲回被覆繊維である（３）がより早く溶融し
主繊維束の移動を妨げないために、含浸がより一層向上
し、成形品の物性および表面性が改善されるためであ
る。
（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（３）の融
点は非連続熱可塑性マトリックス繊維（１）の融点より
も低いことが必要である。これは、重量比が上記の範囲
において、（３）の融点が（１）の融点よりも低けれ
ば、成形時捲回被覆繊維である（３）がより早く溶融し
主繊維束の移動を妨げないために、含浸がより一層向上
し、成形品の物性および表面性が改善されるためであ
る。
【００２１】また、本発明の熱可塑性コンポジット用ヤ
ーン（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（３）
の溶融粘度が非連続熱可塑性マトリックス繊維（１）の
溶融粘度よりも低ければより好ましい。これは、（３）
の溶融粘度が（１）の溶融粘度よりも低ければ、成形時
の流動性が優れて、得られるコンポジットの表面状態が
より一層向上するためである。つまり、（３）の融点及
び溶融粘度がともに（１）の融点及び溶融粘度よりも低
ければ、成形時補強用繊維（２）への拘束力が低減され
ると同時に樹脂流動も容易となり、得られるコンポジッ
トの物性および表面特性がより改善されるためである。
ーン（４）を構成する熱可塑性マトリックス繊維（３）
の溶融粘度が非連続熱可塑性マトリックス繊維（１）の
溶融粘度よりも低ければより好ましい。これは、（３）
の溶融粘度が（１）の溶融粘度よりも低ければ、成形時
の流動性が優れて、得られるコンポジットの表面状態が
より一層向上するためである。つまり、（３）の融点及
び溶融粘度がともに（１）の融点及び溶融粘度よりも低
ければ、成形時補強用繊維（２）への拘束力が低減され
ると同時に樹脂流動も容易となり、得られるコンポジッ
トの物性および表面特性がより改善されるためである。
【００２２】熱可塑性マトリックス繊維の表面処理剤と
しては、繊維製造工程および後工程通過性を維持するた
め、いわゆる紡糸オイルが一般的に使用されている。し
かし、この種の処理剤はコンポジットの補強用繊維とマ
トリックス界面の接着力を阻害するので極力用いない方
が好ましい。
しては、繊維製造工程および後工程通過性を維持するた
め、いわゆる紡糸オイルが一般的に使用されている。し
かし、この種の処理剤はコンポジットの補強用繊維とマ
トリックス界面の接着力を阻害するので極力用いない方
が好ましい。
【００２３】本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーン
（４）に対する補強用繊維（２）の重量比は特に限定さ
れないが、３０〜８０重量％の範囲が好ましい。
（４）に対する補強用繊維（２）の重量比は特に限定さ
れないが、３０〜８０重量％の範囲が好ましい。
【００２４】
【実施例】以下実施例を挙げて、本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではな
い。
するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではな
い。
【００２５】実施例１ 非連続熱可塑性マトリックス繊維として融点２１５℃、
溶融時の相対粘度２．２のナイロン６繊維、非連続補強
用繊維として炭素繊維、熱可塑性マトリックス繊維とし
て融点１８０℃、溶融時の相対粘度２．２、４０デニー
ル／１２フィラメントのナイロン１２繊維を用いた。前
２者の繊維はともに無撚で平均繊維長は１００ｍｍであ
った。ナイロン６繊維と炭素繊維を各々牽切し、スライ
バーを得て、その後それらのスライバーを練条機にて混
合しドラフトをかけることにより混合スライバーとし
た。該混合スライバーの重量は５３６ゲレン／６ヤード
であった。該混合スライバーに所定のドラフトをかけカ
バリング機に供給し、ナイロン１２繊維でＳ方向とＺ方
向に捲回被覆し、Ｎｍ１．７の熱可塑性コンポジット用
ヤーンを得た。該熱可塑性コンポジット用ヤーンに対す
る炭素繊維の重量比は５９重量％、ナイロン１２繊維の
重量比は１．５重量％、無撚の混繊糸の混繊度は６５％
であった。該熱可塑性コンポジット用ヤーンを用い３２
打の丸打組機にて角度３０°、内径２０ｍｍの３層から
なるブレードを作成した。ブレーディング時にマンドレ
ルの外周にシリコン・チューブをかぶせ、ブレーディン
グ後ブレードとともマンドレルから取り外した。該熱可
塑性コンポジット用ヤーンのブレーディング性は良好で
あった。該ブレードを圧力１５Ｋｇ／ｃｍ2 、温度２５
５℃、保持時間２０分の条件で内圧成形し、厚み０．８
ｍｍの中空パイプを得た。該中空パイプは表面性に優
れ、レジンリッチ部もなく良好なパイプであった。結果
を表１に示す。
溶融時の相対粘度２．２のナイロン６繊維、非連続補強
用繊維として炭素繊維、熱可塑性マトリックス繊維とし
て融点１８０℃、溶融時の相対粘度２．２、４０デニー
ル／１２フィラメントのナイロン１２繊維を用いた。前
２者の繊維はともに無撚で平均繊維長は１００ｍｍであ
った。ナイロン６繊維と炭素繊維を各々牽切し、スライ
バーを得て、その後それらのスライバーを練条機にて混
合しドラフトをかけることにより混合スライバーとし
た。該混合スライバーの重量は５３６ゲレン／６ヤード
であった。該混合スライバーに所定のドラフトをかけカ
バリング機に供給し、ナイロン１２繊維でＳ方向とＺ方
向に捲回被覆し、Ｎｍ１．７の熱可塑性コンポジット用
ヤーンを得た。該熱可塑性コンポジット用ヤーンに対す
る炭素繊維の重量比は５９重量％、ナイロン１２繊維の
重量比は１．５重量％、無撚の混繊糸の混繊度は６５％
であった。該熱可塑性コンポジット用ヤーンを用い３２
打の丸打組機にて角度３０°、内径２０ｍｍの３層から
なるブレードを作成した。ブレーディング時にマンドレ
ルの外周にシリコン・チューブをかぶせ、ブレーディン
グ後ブレードとともマンドレルから取り外した。該熱可
塑性コンポジット用ヤーンのブレーディング性は良好で
あった。該ブレードを圧力１５Ｋｇ／ｃｍ2 、温度２５
５℃、保持時間２０分の条件で内圧成形し、厚み０．８
ｍｍの中空パイプを得た。該中空パイプは表面性に優
れ、レジンリッチ部もなく良好なパイプであった。結果
を表１に示す。
【００２６】実施例２ 実施例１と同じ方法で熱可塑性コンポジット用ヤーンを
作成した。但し、熱可塑性マトリックス繊維として融点
１８０℃、溶融時の相対粘度２．２、１４０デニール／
４８フィラメントのナイロン１２繊維を用いた。従って
捲回被覆用のナイロン１２繊維の重量比は７．２重量％
であった。得られた熱可塑性コンポジット用ヤーンを用
い実施例１と同様の方法にて中空パイプを作成した。該
中空パイプは表面性に優れ、レジンリッチ部もなく良好
なパイプであった。結果をを表１に併せて示す。
作成した。但し、熱可塑性マトリックス繊維として融点
１８０℃、溶融時の相対粘度２．２、１４０デニール／
４８フィラメントのナイロン１２繊維を用いた。従って
捲回被覆用のナイロン１２繊維の重量比は７．２重量％
であった。得られた熱可塑性コンポジット用ヤーンを用
い実施例１と同様の方法にて中空パイプを作成した。該
中空パイプは表面性に優れ、レジンリッチ部もなく良好
なパイプであった。結果をを表１に併せて示す。
【００２７】実施例３ 実施例１で作成した熱可塑性コンポジット用ヤーンを用
い、目付が経・緯とも１５本／インチの織物を作成し
た。この織物を金型の中で温度２５０℃、圧力１０Ｋｇ
／ｃｍ2 、保持時間１５分の条件で加圧を行い、その後
冷却し金型から取り出し平板を作成した。該平板は表面
性に優れ、レジンリッチ部もなく良好なパイプであっ
た。また、用いた熱可塑性コンポジット用ヤーンの製織
性は良好であった。結果を表１に併せて示す。
い、目付が経・緯とも１５本／インチの織物を作成し
た。この織物を金型の中で温度２５０℃、圧力１０Ｋｇ
／ｃｍ2 、保持時間１５分の条件で加圧を行い、その後
冷却し金型から取り出し平板を作成した。該平板は表面
性に優れ、レジンリッチ部もなく良好なパイプであっ
た。また、用いた熱可塑性コンポジット用ヤーンの製織
性は良好であった。結果を表１に併せて示す。
【００２８】実施例４ 実施例１と同じ方法で熱可塑性コンポジット用ヤーンを
作成した。但し、熱可塑性マトリックス繊維として融点
１８０℃、溶融時の相対粘度２．０、４０デニール／１
２フィラメントのナイロン１２繊維を用いた。従って、
捲回被覆用のナイロン１２繊維の重量比は１．５重量％
であった。得られた熱可塑性コンポジット用ヤーンを用
い実施例１と同様の方法にて中空パイプを作成した。該
中空パイプは表面性に非常に優れ、レジンリッチ部も全
くなく非常に良好なパイプであった。また、用いた熱可
塑性コンポジット用ヤーンのブレーディング性は良好で
あった。結果を表１に併せて示す。
作成した。但し、熱可塑性マトリックス繊維として融点
１８０℃、溶融時の相対粘度２．０、４０デニール／１
２フィラメントのナイロン１２繊維を用いた。従って、
捲回被覆用のナイロン１２繊維の重量比は１．５重量％
であった。得られた熱可塑性コンポジット用ヤーンを用
い実施例１と同様の方法にて中空パイプを作成した。該
中空パイプは表面性に非常に優れ、レジンリッチ部も全
くなく非常に良好なパイプであった。また、用いた熱可
塑性コンポジット用ヤーンのブレーディング性は良好で
あった。結果を表１に併せて示す。
【００２９】比較例１ 実施例１と同じ方法で熱可塑性コンポジット用ヤーンを
作成した。但し、混繊糸の混繊度は１２％であった。得
られた熱可塑性コンポジット用ヤーンは、ブレーディン
グ時、炭素繊維の損傷・切断が見られたが、一応ブレー
ドとすることは可能であった。該ブレードを用い、実施
例１と同様の方法にて中空パイプを作成した。得られた
パイプは、含浸不足の個所が存在し、表面性も不良であ
った。結果を表１に併せて示す。
作成した。但し、混繊糸の混繊度は１２％であった。得
られた熱可塑性コンポジット用ヤーンは、ブレーディン
グ時、炭素繊維の損傷・切断が見られたが、一応ブレー
ドとすることは可能であった。該ブレードを用い、実施
例１と同様の方法にて中空パイプを作成した。得られた
パイプは、含浸不足の個所が存在し、表面性も不良であ
った。結果を表１に併せて示す。
【００３０】比較例２ 実施例１と同じ方法で熱可塑性コンポジット用ヤーンを
作成した。但し、熱可塑性マトリックス繊維として融点
１８０℃、溶融時の相対粘度２．２、４０デニール／１
２フィラメントのナイロン６繊維１本を用いてＳ方向の
み捲回被覆した。従って、捲回被覆用のナイロン６繊維
の重量比は０．７重量％であった。この混繊糸は、ブレ
ーディング性が悪く、ブレーディング時に炭素繊維が損
傷・切断し、著しく作業環境を悪化させるとともに、得
られたブレードは表面状態も毛羽が非常に多く、繊維配
列の乱れたものであった。したがって中空パイプを作成
することは断念した。
作成した。但し、熱可塑性マトリックス繊維として融点
１８０℃、溶融時の相対粘度２．２、４０デニール／１
２フィラメントのナイロン６繊維１本を用いてＳ方向の
み捲回被覆した。従って、捲回被覆用のナイロン６繊維
の重量比は０．７重量％であった。この混繊糸は、ブレ
ーディング性が悪く、ブレーディング時に炭素繊維が損
傷・切断し、著しく作業環境を悪化させるとともに、得
られたブレードは表面状態も毛羽が非常に多く、繊維配
列の乱れたものであった。したがって中空パイプを作成
することは断念した。
【００３１】比較例３ 実施例１と同じ方法で熱可塑性コンポジット用ヤーンを
作成した。但し、熱可塑性マトリックス繊維として融点
１８０℃、溶融時の相対粘度２．２、３００デニール／
６０フィラメントのナイロン６繊維２本を用いて、１本
はＳ方向に、他の１本はＺ方向に捲回被覆した混繊糸と
した。又、捲回数も１８０Ｔ／Ｍとした。従って、捲回
被覆用のナイロン６繊維の重量比は１６重量％であっ
た。得られた熱可塑性コンポジット用ヤーンのブレーデ
ィング性は良好であったが、全般的に糸が硬く、フレキ
シビリティに欠けるものであった。該ブレードを用い成
形を実施したが、捲回被覆用のナイロン６繊維の拘束力
が強すぎるため、中空パイプ表面に多数のレジンリッチ
部を生じ、実用に耐えないものであった。
作成した。但し、熱可塑性マトリックス繊維として融点
１８０℃、溶融時の相対粘度２．２、３００デニール／
６０フィラメントのナイロン６繊維２本を用いて、１本
はＳ方向に、他の１本はＺ方向に捲回被覆した混繊糸と
した。又、捲回数も１８０Ｔ／Ｍとした。従って、捲回
被覆用のナイロン６繊維の重量比は１６重量％であっ
た。得られた熱可塑性コンポジット用ヤーンのブレーデ
ィング性は良好であったが、全般的に糸が硬く、フレキ
シビリティに欠けるものであった。該ブレードを用い成
形を実施したが、捲回被覆用のナイロン６繊維の拘束力
が強すぎるため、中空パイプ表面に多数のレジンリッチ
部を生じ、実用に耐えないものであった。
【００３２】比較例４ 実施例１と同じ方法で熱可塑性コンポジット用ヤーンを
作成した。但し、捲回被覆用の熱可塑性マトリックス繊
維として、非連続熱可塑性マトリックス繊維と同じ融点
２１５℃、溶融時の相対粘度２．２、４０デニール／１
２フィラメントのナイロン６繊維を用いた。得られた熱
可塑性コンポジット用ヤーンを用い実施例１と同様の方
法にて中空パイプを作成した。該中空パイプはその表面
に微小なピンホールや捲回被覆繊維と認められるレジン
リッチ部が散在した。なお、用いた熱可塑性コンポジッ
ト用ヤーンのブレーディング性は良好であった。結果を
表１に併せて示す。
作成した。但し、捲回被覆用の熱可塑性マトリックス繊
維として、非連続熱可塑性マトリックス繊維と同じ融点
２１５℃、溶融時の相対粘度２．２、４０デニール／１
２フィラメントのナイロン６繊維を用いた。得られた熱
可塑性コンポジット用ヤーンを用い実施例１と同様の方
法にて中空パイプを作成した。該中空パイプはその表面
に微小なピンホールや捲回被覆繊維と認められるレジン
リッチ部が散在した。なお、用いた熱可塑性コンポジッ
ト用ヤーンのブレーディング性は良好であった。結果を
表１に併せて示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】本発明は軽量かつ強靭で表面平滑性に優
れた熱可塑性コンポジットの成形に有用な熱可塑性コン
ポジット用ヤーンを提供するものである。すなわち、本
発明の熱可塑性コンポジット用ヤーンはブレード、織物
および編物など、例えば丸打組機にて丸打ブレードを製
作し、その中にシリコンチューブなどのいわゆるバグ材
を挿入し、内圧成形法などによりテニスラケット、バン
ミントンラケット用のフレームあるいはバットなどの成
形、また円型織機などを用いて所定の形状に織ることに
より上記と同じような用途の成形品の成形、さらに通常
の２軸の織機などを用いて得た織物をレイアップ成形し
たり、プレス成形機などを用いて成形した平板を得た後
深絞り成形することによりヘルメットなどに用いること
が可能である。このように本発明の熱可塑性コンポジッ
ト用ヤーンは広範囲の成形方法に適用可能であり、その
効果は極めて大である。
れた熱可塑性コンポジットの成形に有用な熱可塑性コン
ポジット用ヤーンを提供するものである。すなわち、本
発明の熱可塑性コンポジット用ヤーンはブレード、織物
および編物など、例えば丸打組機にて丸打ブレードを製
作し、その中にシリコンチューブなどのいわゆるバグ材
を挿入し、内圧成形法などによりテニスラケット、バン
ミントンラケット用のフレームあるいはバットなどの成
形、また円型織機などを用いて所定の形状に織ることに
より上記と同じような用途の成形品の成形、さらに通常
の２軸の織機などを用いて得た織物をレイアップ成形し
たり、プレス成形機などを用いて成形した平板を得た後
深絞り成形することによりヘルメットなどに用いること
が可能である。このように本発明の熱可塑性コンポジッ
ト用ヤーンは広範囲の成形方法に適用可能であり、その
効果は極めて大である。
【図１】本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーンの模式
図の一例である。
図の一例である。
Ａ：本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーンの断面 Ｂ：本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーンの一部 １：混繊糸用の非連続熱可塑性マトリックス繊維 ２：混繊糸用の非連続補強用繊維 ３：捲回被覆用の熱可塑性マトリックス繊維 ４：本発明の熱可塑性コンポジット用ヤーン
Claims (2)
- 【請求項１】 実質的に無撚の非連続熱可塑性マトリッ
クス繊維、実質的に無撚の非連続補強用繊維及び上記非
連続熱可塑性マトリックス繊維よりも融点の低い熱可塑
性マトリックス繊維からなる熱可塑性コンポジット用ヤ
ーンであって、上記非連続熱可塑性マトリックス繊維と
上記非連続補強用繊維を混繊度２０％以上で混繊した混
繊糸に、上記熱可塑性コンポジット用ヤーンに対して１
重量％以上１０重量％以下の上記熱可塑性マトリックス
繊維を捲回被覆していることを特徴とする熱可塑性コン
ポジット用ヤーン。 - 【請求項２】 熱可塑性マトリックス繊維の溶融粘度が
非連続熱可塑性マトリックス繊維の溶融粘度よりも低い
ことを特徴とする請求項１記載の熱可塑性コンポジット
用ヤーン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01395293A JP3178562B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 熱可塑性コンポジット用ヤーン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01395293A JP3178562B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 熱可塑性コンポジット用ヤーン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06228837A true JPH06228837A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3178562B2 JP3178562B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=11847551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01395293A Expired - Lifetime JP3178562B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 熱可塑性コンポジット用ヤーン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3178562B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2760681A1 (fr) * | 1997-03-12 | 1998-09-18 | Alternatives En | Procede de fabrication d'une piece de grandes dimensions en materiau composite et pale d'helice, en particulier d'eolienne, fabriquee selon ce procede |
| JP2008530384A (ja) * | 2005-02-10 | 2008-08-07 | スプリーム・エラスティック・コーポレーション | 高性能繊維ブレンドおよびそれから作られた製品 |
| JP2011521112A (ja) * | 2008-04-21 | 2011-07-21 | ヘルスコート・ファブリックス・リミテッド | ヤーン製造 |
| WO2016159340A1 (ja) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 複合材料、複合材料の製造方法および成形品の製造方法 |
| JP2016196624A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | 国立大学法人岐阜大学 | 複合材料、複合材料の製造方法および成形品の製造方法 |
| CN108914304A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-30 | 张家港市隆利氨纶纱线厂 | 一种低捻棉锦包覆纱的制备工艺 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5885223B1 (ja) | 2014-09-10 | 2016-03-15 | 国立大学法人岐阜大学 | 混繊糸の製造方法、混繊糸、巻取体、および、織物 |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP01395293A patent/JP3178562B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2760681A1 (fr) * | 1997-03-12 | 1998-09-18 | Alternatives En | Procede de fabrication d'une piece de grandes dimensions en materiau composite et pale d'helice, en particulier d'eolienne, fabriquee selon ce procede |
| EP0865900A1 (fr) * | 1997-03-12 | 1998-09-23 | Alternatives Energies | Procédé de fabrication d'une pièce de grandes dimensions en matériau composite et pale d'hélice, en particulier d'éolienne, fabriqué selon ce procédé |
| JP2008530384A (ja) * | 2005-02-10 | 2008-08-07 | スプリーム・エラスティック・コーポレーション | 高性能繊維ブレンドおよびそれから作られた製品 |
| JP2011521112A (ja) * | 2008-04-21 | 2011-07-21 | ヘルスコート・ファブリックス・リミテッド | ヤーン製造 |
| WO2016159340A1 (ja) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 複合材料、複合材料の製造方法および成形品の製造方法 |
| JP2016196624A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | 国立大学法人岐阜大学 | 複合材料、複合材料の製造方法および成形品の製造方法 |
| US10926488B2 (en) | 2015-04-03 | 2021-02-23 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Composite material, method for manufacturing composite material, and method for manufacturing molded article |
| CN108914304A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-30 | 张家港市隆利氨纶纱线厂 | 一种低捻棉锦包覆纱的制备工艺 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3178562B2 (ja) | 2001-06-18 |
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