JPH03146770A - Production of hybrid yarn - Google Patents
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- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、繊維強化金属（以下ＦＲＭと言う。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to fiber reinforced metal (hereinafter referred to as FRM).
）の素材として好適に使用できる強化繊維の製造方法に
関する。), and relates to a method for producing reinforcing fibers that can be suitably used as materials for
（従来の技術）
近年、強化繊維として、アルミナ繊維、シリカ繊維、シ
リコンカーバイド繊維、ボロン繊維、窒化ケイ素繊維、
炭素繊維などを用い、マトリ・ンクス金属としてアルミ
ニウム、マグネシウム、チタン、銅などを用いたＦＲＭ
が開発され、例えば各種機械部品や構造材など多くの産
業分野に利用され始めている。(Prior art) In recent years, alumina fiber, silica fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, silicon nitride fiber,
FRM using carbon fiber etc. and aluminum, magnesium, titanium, copper etc. as matrix metal
has been developed and is beginning to be used in many industrial fields, such as various mechanical parts and structural materials.
ＦＲＭは、復合則で示される機械的性質を与えることが
予想されるが、実際には、連続無機繊維同志の接触や繊
維の片寄りなどのため、所定の機械的性質が得られてい
ない。Although FRM is expected to provide the mechanical properties indicated by the convergence law, in reality, predetermined mechanical properties are not obtained due to contact between continuous inorganic fibers and unevenness of the fibers.
これらの問題の解決策として、特開昭６１−２６６６６
６号公報には、炭化珪素、窒化珪素、アル旦すなどのセ
ラミックス、炭素、金属等の耐熱性物質より選択された
少なくとも一種よりなる短繊維、ウィスカ又は粉末など
の介在物を繊維の表面に付着させたハイブリ・ンド繊維
が、また、特開昭６１−２９５３４６号公報には、その
ノ１イブリッド繊維で強化されたＦＲＭが、それぞれ開
示されている。これらの公報には、上記ハイブリ・ンド
繊維を使用することによって、繊維が均一に分散された
ＦＲＭを製造することができる旨記載されている。As a solution to these problems, Japanese Patent Laid-Open No. 61-26666
Publication No. 6 discloses that inclusions such as short fibers, whiskers, or powder made of at least one kind of heat-resistant substances such as ceramics such as silicon carbide, silicon nitride, and aluminum, carbon, and metals are added to the surface of the fibers. JP-A No. 61-295346 discloses an FRM reinforced with the attached hybrid fibers. These publications state that by using the above-mentioned hybrid fibers, FRMs in which fibers are uniformly dispersed can be manufactured.
（発明が解決しようとする問題点）
上記公報には、ハイブリッド繊維の製法として例えば第
１図に示すような装置を使用して、介在物の懸濁液に連
続無機繊維束を浸漬する方法（以下、この方法を「懸濁
浸漬法」と言うことがある。(Problems to be Solved by the Invention) The above-mentioned publication describes a method for producing hybrid fibers in which a continuous inorganic fiber bundle is immersed in a suspension of inclusions using, for example, an apparatus as shown in FIG. Hereinafter, this method may be referred to as the "suspension immersion method."
）が記載さている。) are listed.
連続無機繊維束１はボビン２から巻き戻され、介在物の
懸濁液３が収容されている処理浴４中をプーリー５．６
．７及び８に導かれて通過する。A continuous inorganic fiber bundle 1 is unwound from a bobbin 2 and passed through a treatment bath 4 containing a suspension 3 of inclusions on a pulley 5.6.
．． 7 and 8 and pass through.
この間に連続無機繊維束１を構成する繊維の表面に介在
物が付着する。During this time, inclusions adhere to the surfaces of the fibers constituting the continuous inorganic fiber bundle 1.
介在物が付着された連続無機繊維束１は圧力ローラ９．
１０によって押圧されて連続無機繊維束１中に含有され
る液体が絞り出され、ついで乾燥炉１１によって乾燥さ
れ、ボビン１２に巻き取られる。The continuous inorganic fiber bundle 1 with inclusions attached thereto is transferred to a pressure roller 9.
10 to squeeze out the liquid contained in the continuous inorganic fiber bundle 1, and then dry it in a drying oven 11 and wind it around a bobbin 12.
上記方法を連続的に実施する場合、介在物がブーＩＪ６
．７．８及び圧力ローラ９．１０に固着し、プーリ及び
ローラに固着した介在物と連続無機繊維束１とが接触す
る際に、両者が擦れ合って、あるいは繊維の長さ方向に
対して横方向に力が加わって、連続無機繊維束１の損傷
あるいは破断が生ずるようになる。この連続無機繊維の
損傷あるし＼は破断は、得られるハイブリッド繊維の毛
羽立ちによって容易に判定することができる。損傷ある
いは破断したハイブリッド繊維を織物などの所望形状の
プリフォームに成形することは著しく困難であると共に
、このプリフォームを使用して得られるＦＲＭは所定の
強度を示さない。When the above method is carried out continuously, the inclusions are
．． 7.8 and the pressure roller 9.10, and when the continuous inorganic fiber bundle 1 comes into contact with the inclusions that are fixed to the pulley and the roller, the two may rub against each other or cross the fibers in the longitudinal direction. A force is applied in this direction, causing damage or breakage of the continuous inorganic fiber bundle 1. Damage or breakage of this continuous inorganic fiber can be easily determined by the fuzziness of the resulting hybrid fiber. It is extremely difficult to mold damaged or broken hybrid fibers into a preform of a desired shape, such as a fabric, and the FRM obtained using this preform does not exhibit the desired strength.
本願出願人は、上記の問題点について鋭意検討を重ね、
その解決策を特願昭６３−３２７７１０号として提案し
た。The applicant has diligently considered the above issues, and
We proposed a solution to this problem in Japanese Patent Application No. 1983-327710.
特願昭６３−３２７７１０号に添付された明細書には、
（１）耐熱性物質の粉末、短繊維及びウィスカからなる
群から選択される介在物の懸濁液に連続無機繊維束を浸
漬して、この繊維束を構成する連続無機繊維の表面に介
在物を付着したハイブリッド繊維を製造するに際し、連
続無機繊維及び介在物の少なくとも一方が予め有機物で
コーティングされていることを特徴とするハイブリッド
繊維の製造方法、
（２）耐熱性物質の粉末、短繊維及びウィスカからなる
群から選択される介在物の懸濁液に連続無機繊維束を浸
漬して、この繊維束を構成する連続無機繊維の表面に介
在物を付着したハイブリッド繊維を製造するに際し、上
記懸濁液に有機物が溶解されていることを特徴とするハ
イブリッド繊維の製造方法及び、
（３）介在物が付着した連続無機繊維を開繊することを
特徴とする前記（１）または（２）に記載のハイブリッ
ド繊維の製造方法
が記載されており、これらの手段により、金属あるいは
セラミック等の介在物による繊維の損傷、破断を伴わず
に均一に開繊されたハイブリ・ンド繊維が得られる。The specification attached to Japanese Patent Application No. 63-327710 states that (1) a continuous inorganic fiber bundle is immersed in a suspension of inclusions selected from the group consisting of powder of a heat-resistant substance, short fibers, and whiskers; When producing a hybrid fiber in which inclusions are attached to the surface of the continuous inorganic fibers constituting the fiber bundle, the hybrid fiber is characterized in that at least one of the continuous inorganic fibers and the inclusions is coated with an organic substance in advance. (2) immersing a continuous inorganic fiber bundle in a suspension of inclusions selected from the group consisting of powder of a heat-resistant substance, short fibers, and whiskers; Discloses a method for producing a hybrid fiber, characterized in that an organic substance is dissolved in the suspension when producing a hybrid fiber having inclusions attached to its surface, and (3) a continuous inorganic fiber having inclusions attached thereto. A method for producing the hybrid fiber according to (1) or (2) above is described, which is characterized in that the hybrid fiber is fiber-woven, and by these means, the fiber can be produced without damage or breakage due to inclusions such as metal or ceramic. Hybrid fibers that are uniformly opened can be obtained.
（問題点を解決するための手段）
本発明の目的は、前記提案の方法を、さらに改良し、介
在物として、鱗片状金属粒子を用いることにより、繊維
束の開繊がより容易で、しかも、開繊幅の制御もよりし
易（なった、均一に開繊されたハイブリッド繊維の製造
方法を提供することにある。(Means for Solving the Problems) An object of the present invention is to further improve the above-mentioned proposed method, and by using scale-like metal particles as inclusions, fiber bundles can be opened more easily. The object of the present invention is to provide a method for producing a hybrid fiber that is uniformly spread and that allows easier control of the spread width.
本発明によれば、
鱗片状金属粒子からなる群から選択される介在物を含む
懸濁液に連続無機繊維束を浸漬して、この繊維束を構成
する連続無機繊維の表面に介在物を付着したハイブリッ
ド繊維を製造するに際し、連続無機繊維及び／又は介在
物が予め有機物でコーティングされていることを特徴と
するハイブリッド繊維の製造方法が提供される。According to the present invention, a continuous inorganic fiber bundle is immersed in a suspension containing inclusions selected from the group consisting of scaly metal particles, and the inclusions are attached to the surface of the continuous inorganic fibers constituting the fiber bundle. Provided is a method for producing a hybrid fiber characterized in that the continuous inorganic fibers and/or inclusions are coated with an organic substance in advance.
また、本発明によれば、
鱗片状金属粒子からなる群から選択される介在物の懸濁
液に連続無機繊維束を浸漬して、この繊維束を構成する
連続無機繊維の表面に介在物を付着したハイブリッド繊
維を製造するに際し、上記懸濁液に有機物が溶解されて
いることを特徴とするハイブリッド繊維の製造方法が提
供される。Further, according to the present invention, a continuous inorganic fiber bundle is immersed in a suspension of inclusions selected from the group consisting of scaly metal particles, and inclusions are formed on the surface of the continuous inorganic fibers constituting the fiber bundle. There is provided a method for producing a hybrid fiber, characterized in that an organic substance is dissolved in the suspension when producing the attached hybrid fiber.
さらに、本発明によれば、
介在物が付着した連続無機繊維を開繊することを特徴と
する上記のハイブリッド繊維の製造方法が提供される。Furthermore, according to the present invention, there is provided a method for producing the above-mentioned hybrid fiber, which comprises opening continuous inorganic fibers to which inclusions are attached.
本発明を図面を参照して詳しく説明する。The present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第２図又は第３図は、本発明のハイブリッド繊維の製造
方法において好適に使用される装置の概略図である。FIG. 2 or 3 is a schematic diagram of an apparatus preferably used in the method for producing hybrid fibers of the present invention.
連続無機繊維束１はボビン２から巻戻される。The continuous inorganic fiber bundle 1 is unwound from the bobbin 2.
連続無機繊維束１がサイジング剤で収束されていないと
きは、電気炉１５は作動させず、素通りさせ、繊維束ｌ
を直接に処理浴４に供給するこができる。繊維束１がサ
イジング剤で収束されているときは、介在物を連続無機
繊維表面に付着させるために、繊維束１を作動中の電気
炉１５中を通過させてサイジング剤を分解除去すること
が好ましい。When the continuous inorganic fiber bundle 1 is not bundled with the sizing agent, the electric furnace 15 is not operated and the fiber bundle 1 is passed through without operation.
can be directly supplied to the treatment bath 4. When the fiber bundle 1 is bundled with a sizing agent, the fiber bundle 1 may be passed through an electric furnace 15 in operation to decompose and remove the sizing agent in order to cause inclusions to adhere to the surface of the continuous inorganic fibers. preferable.
連続無機繊維束ｌを構成する繊維としては、例えば、炭
化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、窒化硼素繊維、窒化ア
ルミニウム繊維、シリカ繊維、ポロン繊維、アル累す繊
維、炭素繊維、ポリメクロカルボシランを焼成して得ら
れる５ｉ−Ｔｉ又はＺｒ−Ｃ−０系の無機繊維（宇部興
産＠製、チラノ繊維：登録商標）などが挙げられ、上記
連続無機繊維束は、上記の各々繊維単独で構成されてい
ることもあれば、上記繊維が組み合わさって構成されて
いることもある。Examples of the fibers constituting the continuous inorganic fiber bundle l include silicon carbide fibers, silicon nitride fibers, boron nitride fibers, aluminum nitride fibers, silica fibers, poron fibers, aluminum fibers, carbon fibers, and polymeclocarbosilane. 5i-Ti or Zr-C-0 based inorganic fibers (manufactured by Ube Industries@, Tyranno Fiber: registered trademark) obtained by In some cases, it is composed of a combination of the above-mentioned fibers.
さらに、本発明における連続無機繊維束ｌとして、本願
出願人の出願になる特願平１−２０６６４０号及び特願
平１−２２４５１１号に添付された明細書の特許請求の
範囲に記載の無機繊維も好適に使用することができる。Further, as the continuous inorganic fiber bundle l in the present invention, the inorganic fibers described in the claims of the specification attached to Japanese Patent Application No. 1-206640 and Japanese Patent Application No. 1-224511 filed by the applicant of the present application can also be suitably used.
特願平１−２０６６４０号に添付された明ｗｉｔに記載
された無機繊維は、
ｉ）該重合体を構成するメソフェーズ状態にある多環状
芳香族化合物から導かれるラジアル構造、オニオン構造
、ランダム構造、コアラシアル構造、スキンオニオン構
造及びモザイク構造からなる群から選ばれる少なくとも
一種の結晶配列状態を示す炭素質、
＋ｉ）該重合体を構成する有機溶媒不溶分を含む光学的
等方性の多環状芳香族化合物から導かれる、無配向状態
の結晶質炭素及び／又は非晶質炭素、及び
ｊｉ）Ｓｉ、Ｃ及びＯから実質的になる非晶質相及び／
又は粒径が５００Å以下の実質的にβ−３ｉＣからなる
結晶質超微粒子と非晶質のＳｉｎ、（Ｑ＜χ≦２）から
なる集合体であり、
構成元素の割合が、Ｓ ｉ； ３０〜７０重量％、Ｃ；
２０〜６０重量％及びＯ； ０．５〜１０重量％である
５ｉ−Ｃ−０物質
であることを特徴とする高強度・高弾性率無機繊維であ
る。The inorganic fibers described in the text attached to Japanese Patent Application No. 1-206640 are: i) a radial structure, an onion structure, a random structure derived from a polycyclic aromatic compound in a mesophase state constituting the polymer; a carbonaceous material exhibiting at least one type of crystal orientation selected from the group consisting of a core sial structure, a skin onion structure, and a mosaic structure; +i) an optically isotropic polycyclic aromatic compound containing an organic solvent insoluble component constituting the polymer; non-oriented crystalline carbon and/or amorphous carbon derived from a compound, and ji) an amorphous phase consisting essentially of Si, C and O;
Or, it is an aggregate consisting of crystalline ultrafine particles substantially made of β-3iC with a particle size of 500 Å or less and amorphous Sin (Q<χ≦2), and the proportion of the constituent elements is Si; 30 ~70% by weight, C;
The present invention is a high-strength, high-modulus inorganic fiber characterized by being a 5i-C-0 material containing 20-60% by weight and O; 0.5-10% by weight.
上記繊維は、
ｉ）結合単位（Ｓｉ−ＣＨ，）、または結合単位（Ｓｉ
ＣＨ２）と結合単位（Ｓｉ−５ｉ）から主としてな
り、珪素原子の側鎖に水素原子、低級アルキル基、フェ
ニル基及びシリル基からなる群から選ばれる側鎖基を有
し、結合単位（ＳｉＣＨｚ）の全数対結合単位（Ｓｉ−
３ｉ）の全数の比が１：０〜２０の範囲にある有機珪素
重合体の珪素原子の少なくとも一部が、石油系又は石炭
系のピッチあるいはその熱処理物の芳香族環と珪素−炭
素連結基を介して結合したランダム共重合体１００重量
部、及びｉｉ）石油系又は石炭系ピッチを熱処理して得
られるメソフェーズ状態又はメソフェーズと光学的等労
相との両相からなる多環状芳香族化合物５〜５００００
重量部を、
２００〜５００ ”Ｃの範囲の温度で加熱反応及び／又
は加熱溶融して、珪素含有多環状芳香族重合体を得る第
１工程、
上記珪素含有多環状芳香族重合体の紡糸原液を調製して
紡糸する第２工程、
該紡糸原糸を張力下あるいは無張力下で不融化する第３
工程、及び
不融化した前記紡糸繊維を真空中あるいは不活性ガス雰
囲気中で８００〜３０００℃の範囲の温度で焼成する第
４工程
からなることを特徴とする繊維の製造方法により得られ
る。The above fiber has i) a bonding unit (Si-CH,) or a bonding unit (Si-CH,);
CH2) and a bonding unit (Si-5i), and has a side chain group selected from the group consisting of a hydrogen atom, a lower alkyl group, a phenyl group, and a silyl group in the side chain of a silicon atom, and a bonding unit (SiCHz) The total number of bonding units (Si-
At least a part of the silicon atoms of the organosilicon polymer in which the ratio of the total numbers of 3i) is in the range of 1:0 to 20 are connected to an aromatic ring of petroleum-based or coal-based pitch or a heat-treated product thereof and a silicon-carbon linking group. 100 parts by weight of a random copolymer bonded via 50000
A first step of heating and/or heating-melting the silicon-containing polycyclic aromatic polymer at a temperature in the range of 200 to 500''C, a spinning dope of the silicon-containing polycyclic aromatic polymer; a second step of preparing and spinning the yarn, and a third step of infusibleizing the spun yarn under tension or no tension.
and a fourth step of firing the infusible spun fibers at a temperature in the range of 800 to 3000° C. in vacuum or in an inert gas atmosphere.
また、特願平１−２２４５１１号に添付された明細書に
記載の無機繊維は、
ａ）該重合体を構成するメソフェーズ状態にある多環状
芳香族化合物から導かれるラジアル構造、オニオン構造
、ランダム構造、コアラシアル構造、スキンオニオン構
造及びモザイク構造からなる群から選ばれる少なくとも
一種の結晶配列状態を示す炭素質、
ｂ）該重合体を構成する有機溶媒不溶分を含む光学的等
方性の多環状芳香族化合物から導かれる、無配向状態の
結晶質炭素及び／又は非晶質炭素、及び
Ｃ）■Ｓｉ、Ｍ、Ｃ及びＯから実質的になる非晶質物質
、及び／又は
■実質的にβ−３ｉＣ，ＭＣ，β−３ｉＣとＭＣの固溶
体及びＭ Ｃ＋−ｘからなる粒径が５００λ以下の結晶
超微粒子と、非晶質の５ｉＯｙ及びＭＯ，との集合体で
あり
構成元素の割合がＳｔ ；５〜７０重量％、Ｍ：０．５
〜４５重量％、Ｃ；２０〜４０重量％及び０；Ｏ，０１
〜３０重量％である、ＳｉＭ−Ｃ−０物質（上記式中、
ＭはＴｉ、Ｚｒ及びＨｆから選択される少なくとも一種
の元素であり、Ｏ＜ｘ＜１．０＜ｙ≦２、Ｏ＜ｚ≦２で
ある。）
であることを特徴とする高強度・高弾性率無機繊維であ
る。In addition, the inorganic fiber described in the specification attached to Japanese Patent Application No. 1-224511 has a) a radial structure, an onion structure, or a random structure derived from a polycyclic aromatic compound in a mesophase state constituting the polymer. , a carbonaceous substance exhibiting at least one type of crystalline arrangement selected from the group consisting of a coa-radial structure, a skin-onion structure, and a mosaic structure; b) an optically isotropic polycyclic aromatic substance containing an organic solvent-insoluble component constituting the polymer; C) ■ an amorphous substance consisting essentially of Si, M, C and O, and/or ■ substantially β -3iC, MC, a solid solution of β-3iC and MC, and an aggregate of crystalline ultrafine particles with a particle size of 500λ or less consisting of MC+-x, and amorphous 5iOy and MO, and the proportion of the constituent elements is St. ; 5-70% by weight, M: 0.5
~45% by weight, C; 20-40% by weight and 0; O, 01
~30% by weight of SiM-C-0 material (in the above formula:
M is at least one element selected from Ti, Zr, and Hf, and O<x<1.0<y≦2, O<z≦2. ) is a high-strength, high-modulus inorganic fiber.
上記繊維は、
１）結合単位（Ｓｉ ＣＨｚ）、又は結合単位（Ｓｉ
ＣＨ２）と結合単位（Ｓｉ−３ｉ）から主としてなり、
珪素原子の側鎖に水素原子、低級アルキル基、フェニル
基あるいはシリル基を有し、上記結合単位からなる主骨
格の珪素原子に、Ｍ（Ｍはチタン、ジルコニウム及びハ
フニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種類の元
素である。）が、直接又は酸素原子を介して、珪素原子
の少なくとも一部と結合している遷移金属含有有機珪素
重合体の珪素原子の少なくとも一部が、石油系又は石炭
系のピッチあるいはその熱処理物であって、有機溶媒不
溶分を含むピッチより得られた多環状芳香族化合物の芳
香族環の炭素と結合したランダム共重合体及び、
２）石油系又は石炭系のピッチから得られる、メソフェ
ーズ又はメソフェーズと光学的等吉相との両相からなる
多環状芳香族化合物とを、２００〜５００°Ｃの範囲の
温度で加熱反応及び／又は加熱溶融して、上記Ｍ及び珪
素を含有する多環状芳香族重合体を得る第１工程、
上記金属含有多環状芳香族重合体の紡糸原液を調製して
紡糸する第２工程、
該紡糸原糸を張力下あるいは無張力下で不融化する第３
工程、及び
不融化した前記紡糸繊維を真空中あるいは不活性ガス雰
囲気中で８００〜３０００°Ｃの範囲の温度で焼成する
第４工程
からなることを特徴とする繊維の製造方法により得られ
る。The above fiber has: 1) a bonding unit (Si CHz) or a bonding unit (Si
It mainly consists of CH2) and bonding units (Si-3i),
The side chain of the silicon atom has a hydrogen atom, a lower alkyl group, a phenyl group, or a silyl group, and the silicon atom of the main skeleton consisting of the above bonding unit has at least M (M is at least one selected from the group consisting of titanium, zirconium, and hafnium). is one type of element) is bonded to at least a portion of the silicon atoms directly or through an oxygen atom. or a heat-treated product thereof, which is a random copolymer bonded to the carbon of the aromatic ring of a polycyclic aromatic compound obtained from pitch containing an organic solvent-insoluble content; and 2) petroleum-based or coal-based pitch. A polycyclic aromatic compound consisting of mesophase or both phases of a mesophase and an optically isotonic phase, obtained from A first step of obtaining a polycyclic aromatic polymer containing a metal-containing polycyclic aromatic polymer, a second step of preparing a spinning stock solution of the metal-containing polycyclic aromatic polymer and spinning the spinning stock, and undying the spun yarn under tension or under no tension. Melting third
and a fourth step of firing the infusible spun fibers at a temperature in the range of 800 to 3000°C in vacuum or in an inert gas atmosphere.
なお、前述した特願平１−２０６６４０号及び特願平１
−２２４５１１号に添付された明細書の記載は、本明細
書の一部として援用される。Furthermore, the above-mentioned Japanese Patent Application No. 1-206640 and Japanese Patent Application No. 1
The description of the specification attached to No.-224511 is incorporated herein by reference.
連続無機繊維束１は、プーリー５．６．７及び８に導か
れて介在物の懸濁液３を収容した処理浴４内を通過する
。The continuous inorganic fiber bundle 1 is guided by pulleys 5, 6, 7 and 8 and passes through a treatment bath 4 containing a suspension 3 of inclusions.
本発明のハイブリッド繊維における介在物を構成する鱗
片状金属粒子としては、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ
、Ｚｒ５Ｓｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｗ、Ｍ。The scaly metal particles constituting the inclusions in the hybrid fiber of the present invention include Ag, Ti, Cu, Ni, and Co.
, Zr5Si, Cr, Zn, W, M.
等の金属粒子が挙げられ、これら鱗片状金属粒子を単独
で、または２種以上を組み合わせて用いることができる
。These scaly metal particles can be used alone or in combination of two or more types.
鱗片状金属粒子の平均粒径は、０．５〜２０μｍの範囲
のものが好ましく、鱗片状金属粒子の平均厚さは、一般
に、０．■〜２．０μの範囲である。The average particle size of the scaly metal particles is preferably in the range of 0.5 to 20 μm, and the average thickness of the scaly metal particles is generally 0.5 to 20 μm. It is in the range of ■~2.0μ.
上記平均粒径が過度に大きい場合、鱗片状金属粒子は繊
維間に充分に介在できず、開繊に際し効果的に作用でき
ず、また、過度に小さくても、鱗片状金属粒子は開繊に
際し効果がない。If the above average particle size is too large, the scaly metal particles cannot be sufficiently interposed between the fibers and cannot work effectively during fiber opening. has no effect.
懸濁液３中の介在物の濃度は、特に制限は無く、０．３
〜３００ｗｔ％程度とすることが一般的であるが、好ま
しくは０．３〜３０ｗｔ％の範囲である。The concentration of inclusions in suspension 3 is not particularly limited, and is 0.3
The content is generally about 300 wt%, preferably 0.3 to 30 wt%.
本発明における繊維束１への介在物の付着の第１の態様
においては、処理浴４内を通過する連続無機繊維及び介
在物の少なくとも一方が予め有機物でコーティングされ
る。In the first aspect of the attachment of inclusions to the fiber bundle 1 in the present invention, at least one of the continuous inorganic fibers passing through the treatment bath 4 and the inclusions is coated with an organic substance in advance.
コーティングに使用される有機物は、繊維束と介在物と
の摩擦、圧縮等の力を緩和し、繊維の損傷、破断を無く
するような効果を有するものであればよい。摩擦を減少
させ、繊維の損傷や破断を無くするものとしては、潤滑
性を有する滑剤が効果的に使用される。滑剤が繊維及び
付着物の少なくとも一方の表面にコーティングされるこ
とにより、この両者の間の滑りが良好となり、脆く、破
損しやすい繊維の破損、破断をなくすることが可能とな
る。The organic substance used in the coating may be any organic substance as long as it has the effect of alleviating forces such as friction and compression between the fiber bundle and inclusions and eliminating damage and breakage of the fibers. A lubricant having lubricating properties is effectively used to reduce friction and eliminate fiber damage and breakage. By coating the surface of at least one of the fibers and the attached material with a lubricant, the sliding between the two becomes good, and it becomes possible to eliminate breakage and breakage of the brittle and easily damaged fibers.
滑剤としては、例えば、天然パラフィン、マイクロワッ
クス、合成パラフィンワックス、ポリエチレンワックス
、フルオロカーボン油、高級脂肪酸、オキシ脂肪酸、脂
肪酸アミド、ビス脂肪酸アミド、脂肪酸、低級アルコー
ルエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、ヘキス
トワックス、天然ワックス、脂肪族アルコールなどが挙
げられる。Examples of lubricants include natural paraffin, microwax, synthetic paraffin wax, polyethylene wax, fluorocarbon oil, higher fatty acids, oxyfatty acids, fatty acid amides, bisfatty acid amides, fatty acids, lower alcohol esters, polyhydric alcohol esters of fatty acids, and Hoechst wax. , natural waxes, aliphatic alcohols, etc.
滑剤は単独で用いること以外に、結合剤、可塑剤などと
組み合わせて使用してもよい。The lubricant may be used alone or in combination with a binder, a plasticizer, etc.
滑剤の付着量は、被コーテイング物１００重量部に対し
て０．５〜２０．０重量部の範囲が好ましい。The amount of the lubricant applied is preferably in the range of 0.5 to 20.0 parts by weight per 100 parts by weight of the object to be coated.
「被コーテイング物に対して滑剤の量が少なすぎれば効
果がなく、又多すぎても多くしたことによる利点はなく
、経済的でない。``If the amount of lubricant is too small relative to the object to be coated, it will not be effective, and if it is too large, there will be no benefit from adding more and it is not economical.
滑剤のコーティング方法としては、滑剤を溶解した溶液
に繊維束又は介在物を浸漬する方法、滑剤を溶解した溶
液を繊維束にスプレーする方法などの一般的なコーティ
ング法が用いられる。As a lubricant coating method, general coating methods such as a method of immersing a fiber bundle or an inclusion in a solution containing a lubricant and a method of spraying a fiber bundle with a solution containing a lubricant are used.
コーティング層の厚さは繊維または介在物のどれにコー
ティングするか、それらの径や太さなどにもよるが、１
μｍ以下で充分である。The thickness of the coating layer depends on whether the fibers or inclusions are coated, their diameter and thickness, etc.
A thickness of μm or less is sufficient.
表面が滑剤でコーティングされた介在物として、市販の
鱗片状金属ペーストをそのまま使用することができる。A commercially available scaly metal paste can be used as is as the inclusion whose surface is coated with a lubricant.
上記市販の金属ペーストの一例としては、アルミニウム
ペースト、銅ペースト、銀ペースト、ニッケルペースト
及びそれらの合金ペースト等を挙げることができる。Examples of the commercially available metal pastes include aluminum paste, copper paste, silver paste, nickel paste, and alloy pastes thereof.
無機繊維への介在物の付着を促進するために上記懸濁液
３中に結合剤が溶解されていることが好ましく、結合剤
としては、例えば、ポリエチレンオキサイド、エチルセ
ルロース等が挙げられる。It is preferable that a binder is dissolved in the suspension 3 to promote attachment of inclusions to the inorganic fibers, and examples of the binder include polyethylene oxide, ethyl cellulose, and the like.
結合剤の懸濁液中の濃度は０．１〜０．２重量％が適当
である。The concentration of the binder in the suspension is suitably 0.1 to 0.2% by weight.
本発明における繊維束１への介在物の付着の第２の態様
においては、介在物が懸濁され、さらに有機物が溶解さ
れた媒体に連続無機繊維束１を浸漬する。In the second embodiment of the attachment of inclusions to the fiber bundle 1 according to the present invention, the continuous inorganic fiber bundle 1 is immersed in a medium in which inclusions are suspended and organic matter is dissolved.
介在物が懸濁され、場合によりさらに有機物が溶解され
る媒体の具体例としては、メタノール、エタノールのよ
うなアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレンのよう
な有機溶媒が挙げられる。Specific examples of the medium in which inclusions are suspended and optionally organic substances are dissolved include alcohols such as methanol and ethanol, and organic solvents such as benzene, toluene, and xylene.
尚、介在物のみを懸濁させる溶媒としては水も使用する
ことができる。本発明の第１の態様及び第２の態様にお
いて、介在物の懸濁液、場合により介在物が懸濁されか
つ有機物が溶解された媒体に連続無機繊維を浸漬する方
法については特別の制限はなく、それ自体公知の方法を
すべて採用することができる。Note that water can also be used as a solvent for suspending only inclusions. In the first and second aspects of the invention, there are no particular restrictions on the method of immersing the continuous inorganic fibers in a suspension of inclusions, optionally in a medium in which inclusions are suspended and organic matter is dissolved. Any method known per se can be used.
なお、処理浴４中で介在物を均一に懸濁させるために、
マグネチックスクーラー１３によってスターラーピース
１４を回転させて懸濁液を攪拌することができる。In addition, in order to uniformly suspend inclusions in the treatment bath 4,
The magnetic cooler 13 can rotate the stirrer piece 14 to stir the suspension.
処理浴４中を通過し、介在物が付着した繊維束１は、第
２図又は第３図に示すようにそのまま乾燥炉ｌｌ中を通
過させて、媒体を蒸発除去する。The fiber bundle 1 that has passed through the treatment bath 4 and has inclusions attached thereto is directly passed through a drying oven 11, as shown in FIG. 2 or 3, to evaporate and remove the medium.
上記方法により得られたハイブリッド繊維の繊維束の開
繊方法については特別の制限はないが、均一に開繊する
ためには第２図又は第３図に示すようにローラー群（１
６，１７，１８及び１９）によって開繊するのが好まし
い。There are no particular restrictions on the method of opening the fiber bundle of hybrid fibers obtained by the above method, but in order to spread the fibers uniformly, a group of rollers (one
6, 17, 18 and 19) is preferred.
このローラー群Ｃ以下開繊用ローラーと呼ぶ）は巻き取
りドラム１２直前に設置され、繊維束を上下にしごき繊
維束への張力を変化させることにより繊維束を偏平化す
る。開繊用ローラーの個数は使用する強化繊維の収束本
数に応じて使い分ければよい。This roller group C (hereinafter referred to as opening rollers) is installed just before the winding drum 12, and flattens the fiber bundle by ironing the fiber bundle up and down and changing the tension applied to the fiber bundle. The number of opening rollers may be selected depending on the number of reinforcing fibers used.
上記のようにして、任意の開繊幅に均一に開繊されたハ
イブリッド繊維を用いＦＲＭを製造すると、マトリック
ス中に繊維がより均一に分散し、機械的性質の優れた、
しかも、広範囲の繊維含有率（Ｖ、）を有したＦＲＭが
えられる。When FRM is manufactured using hybrid fibers uniformly spread to any width as described above, the fibers are more uniformly dispersed in the matrix, and the fibers have excellent mechanical properties.
Furthermore, FRMs with a wide range of fiber contents (V,) can be obtained.
上記の任意の開繊幅に均一に開繊されたハイブリッド繊
維は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）にもＦＲＭと同
様に使用することができる。The above-mentioned hybrid fiber uniformly spread to an arbitrary spread width can also be used for fiber reinforced plastic (FRP) in the same way as FRM.
本発明の方法で得られたハイブリッド繊維を用いてＦＲ
Ｍを製造する方法については、特別の制限はないが、特
に、溶射法によりプリプレグシートを製造し、これを用
い拡散接合法によりＦＲＭを製造する方法が、機械的性
質の優れたＦＲＭを製造するのに好適に使用できる。FR using the hybrid fiber obtained by the method of the present invention
There are no particular restrictions on the method of manufacturing M, but in particular, a method of manufacturing a prepreg sheet by a thermal spraying method and using this to manufacture an FRM by a diffusion bonding method produces an FRM with excellent mechanical properties. It can be suitably used for.
（発明の効果）
本発明によれば、繊維に鱗片状金属粒子を付着させたハ
イブリッド繊維を用いてＦＲＭを製造する場合、特に溶
射法によりプリプレグシートを製造する際必要となる繊
維束を均一に開繊する工程において、金属粒子による繊
維の損傷、破断がなく、開繊幅を任意に制御できるため
マトリックス中に繊維が均一に分散した広範囲のｖｆ値
を有するＦＲＭが得られる。(Effects of the Invention) According to the present invention, when manufacturing FRM using hybrid fibers in which scale-like metal particles are attached to the fibers, the fiber bundles required when manufacturing a prepreg sheet by a thermal spraying method can be uniformly distributed. In the opening process, the fibers are not damaged or broken by metal particles, and the opening width can be controlled arbitrarily, so that an FRM having a wide range of vf values in which the fibers are uniformly dispersed in the matrix can be obtained.
（実施例） 以下の実施例により本発明を更に詳細に説明する。(Example) The invention will be explained in further detail by the following examples.
実施例１
平均直径１０μｍ、平均厚さｌｕｍのアルムニウム籾を
ステアリン酸８ｗｔ％溶解したトルエン溶液中に分散に
させ、濾過後乾燥させることによりアルムニウム粉表面
にステアリン酸をコーティングした鱗片状アルムニウム
粉を得た。Example 1 Aluminum rice husks with an average diameter of 10 μm and an average thickness of lum were dispersed in a toluene solution containing 8 wt% stearic acid, and the aluminum powder was dried after filtration to obtain scaly aluminum powder coated with stearic acid on the surface of the aluminum powder. Ta.
乾燥重量により求めたステアリン酸のコーテイング量は
５．０ ｗ ｔ％であった。The coating amount of stearic acid determined by dry weight was 5.0 wt%.
この鱗片状アルムニウム粉５ｇを水２００ｄとエタノー
ル１８００ｄの混合液の入った処理槽中に入れて攪拌し
ながら懸濁させた。次いで、この懸濁液に、結合剤とし
てポリエチレンオキサイドを０．１重量％の濃度になる
ように溶解させた。5 g of this flaky aluminum powder was placed in a treatment tank containing a mixed solution of 200 d of water and 1,800 d of ethanol, and suspended with stirring. Next, polyethylene oxide as a binder was dissolved in this suspension to a concentration of 0.1% by weight.
本実施例においては、第２図に示す装置を用い、以下の
ようにハイブリッド繊維を製造した。In this example, hybrid fibers were produced in the following manner using the apparatus shown in FIG.
平均直径が１１μｍで、引張強度が３１４ｋｇ／ｍｍ”
＋７）Ｓ ｉ −Ｔ ｉ −Ｃ−０＠維（宇部興産■
製チラノ繊維：登録商標）８００本よりなる繊維束１を
ボビン２から巻戻しながら、上記懸濁液中を、３ｍ／ｍ
ｉｎの速度で浸漬しながら通した。ブー’Ｊ ５．６．
７及び８によって繊維束１を処理浴４中に浸し、次いで
乾燥炉１１を通過させ、乾燥させた。The average diameter is 11 μm and the tensile strength is 314 kg/mm.”
+7) S i -T i -C-0@Vi (Ube Industries ■
While unwinding the fiber bundle 1 consisting of 800 Tyranno fibers (registered trademark) from the bobbin 2, the fiber bundle 1 is passed through the suspension at 3 m/m.
The sample was passed through while immersed at a speed of 1.5 in. Boo'J 5.6.
7 and 8, the fiber bundle 1 was immersed in the treatment bath 4 and then passed through the drying oven 11 to be dried.
その後、開繊ローラ１６．１７へ接触させ、繊維束１を
開繊し、ドラム１２に巻き取った。その際、開繊幅は４
ｆｆＩＩ１１であった。ドラム上に巻き取られた繊維に
は毛羽立ちは認められず、開繊後の引張強度は３０９
ｋｇ／ｍ＋ｎ”であり、繊維の強度は殆ど低下していな
いことが判明した。Thereafter, the fiber bundle 1 was brought into contact with opening rollers 16 and 17, and the fiber bundle 1 was opened and wound around the drum 12. At that time, the opening width is 4
It was ffII11. No fuzz was observed in the fibers wound on the drum, and the tensile strength after opening was 309.
kg/m+n'', and it was found that the strength of the fibers was hardly reduced.
比較例１
平均粒径０．２μｍの炭化珪素粉末を用い、実施例１と
同様の操作を行ったところ、開繊幅を４１１ＩＴ１１に
するには、開繊ローラ１６．１７に加えて、１８．１９
と接触させねばならなかった。Comparative Example 1 Using silicon carbide powder with an average particle size of 0.2 μm, the same operation as in Example 1 was performed. In order to make the opening width 411IT11, in addition to opening rollers 16 and 17, 18. 19
I had to make contact with him.
第１図、第２図及び第３図は、ハイブリッド繊維の製造
に用いる製造装置の一例の概略図である。
ｌ−・連続無機繊維 ３−懸濁液５．６．７．
８−・−プーリ
１１・−・乾燥炉FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 are schematic diagrams of an example of a manufacturing apparatus used for manufacturing hybrid fibers. l--Continuous inorganic fiber 3-Suspension 5.6.7.
8--Pulley 11--Drying oven
Claims (3)
を含む懸濁液に連続無機繊維束を浸漬して、この繊維束
を構成する連続無機繊維の表面に介在物を付着したハイ
ブリッド繊維を製造するに際し、連続無機繊維及び／又
は介在物が予め有機物でコーティングされていることを
特徴とするハイブリッド繊維の製造方法。(1) Hybrid fiber in which a continuous inorganic fiber bundle is immersed in a suspension containing inclusions selected from the group consisting of scaly metal particles, and the inclusions are attached to the surface of the continuous inorganic fibers constituting the fiber bundle. 1. A method for producing hybrid fibers, characterized in that continuous inorganic fibers and/or inclusions are coated with an organic substance in advance.
の懸濁液に連続無機繊維束を浸漬して、この繊維束を構
成する連続無機繊維の表面に介在物を付着したハイブリ
ッド繊維を製造するに際し、上記懸濁液に有機物が溶解
されていることを特徴とするハイブリッド繊維の製造方
法。(2) A continuous inorganic fiber bundle is immersed in a suspension of inclusions selected from the group consisting of scaly metal particles to produce a hybrid fiber with inclusions attached to the surface of the continuous inorganic fibers constituting the fiber bundle. A method for producing a hybrid fiber, characterized in that an organic substance is dissolved in the suspension.
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のハイ
ブリッド繊維の製造方法。(3) The method for producing a hybrid fiber according to claim 1 or 2, which comprises opening continuous inorganic fibers to which inclusions have adhered.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281847A JPH03146770A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Production of hybrid yarn |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281847A JPH03146770A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Production of hybrid yarn |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146770A true JPH03146770A (en) | 1991-06-21 |
Family
ID=17644837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1281847A Pending JPH03146770A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Production of hybrid yarn |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03146770A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2020203925A1 (en) * | 2019-03-29 | 2021-10-14 | 積水化学工業株式会社 | Manufacturing method of spread carbon fiber bundle and fiber reinforced composite material |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62299568A (en) * | 1986-06-17 | 1987-12-26 | 宇部興産株式会社 | Inorganic fiber for composite material |
| JPS6359473A (en) * | 1986-08-26 | 1988-03-15 | 宇部興産株式会社 | Production of inorganic fiber for composite material |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1281847A patent/JPH03146770A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62299568A (en) * | 1986-06-17 | 1987-12-26 | 宇部興産株式会社 | Inorganic fiber for composite material |
| JPS6359473A (en) * | 1986-08-26 | 1988-03-15 | 宇部興産株式会社 | Production of inorganic fiber for composite material |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2020203925A1 (en) * | 2019-03-29 | 2021-10-14 | 積水化学工業株式会社 | Manufacturing method of spread carbon fiber bundle and fiber reinforced composite material |
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