JPH04163333A - 熱可塑性樹脂被覆複合炭素繊維ロービング - Google Patents
熱可塑性樹脂被覆複合炭素繊維ロービングInfo
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- JPH04163333A JPH04163333A JP28950390A JP28950390A JPH04163333A JP H04163333 A JPH04163333 A JP H04163333A JP 28950390 A JP28950390 A JP 28950390A JP 28950390 A JP28950390 A JP 28950390A JP H04163333 A JPH04163333 A JP H04163333A
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- thermoplastic resin
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- Pending
Links
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Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は熱可塑性樹脂をマトリックスとするコンポジッ
ト材に関する。
ト材に関する。
（従来の技術）
熱可塑性樹脂を補強繊維に含浸したプリプレグが市販さ
れているが、これらは剛くて織物や組み物を作ることは
困難である。またこれらは曲面へのいわゆるテープレイ
イングが困難である。一方熱可塑性樹脂を繊維状にした
り粉体にしたりして補強繊維と混合したフレキシブルな
材料も開発されているが混合で不均一が生じやすく、マ
） ＩＪソックス補強繊維とを均一に含浸し、ボイドの
ない成形品を確実に得るには含浸成形工程においである
レベル以上の圧力と時間とを要するのでそれだけ工程コ
ストが高くなるという欠点がある。
れているが、これらは剛くて織物や組み物を作ることは
困難である。またこれらは曲面へのいわゆるテープレイ
イングが困難である。一方熱可塑性樹脂を繊維状にした
り粉体にしたりして補強繊維と混合したフレキシブルな
材料も開発されているが混合で不均一が生じやすく、マ
） ＩＪソックス補強繊維とを均一に含浸し、ボイドの
ない成形品を確実に得るには含浸成形工程においである
レベル以上の圧力と時間とを要するのでそれだけ工程コ
ストが高くなるという欠点がある。
（発明が解決しようとする課題）
テープレイイングや製織等のテキスタイル加工に十分な
フレキシビリティ−を有し、しかも成形時の含浸が容易
に速やかに達成しうる熱可塑コンポジットＨを実現しよ
うとする。
フレキシビリティ−を有し、しかも成形時の含浸が容易
に速やかに達成しうる熱可塑コンポジットＨを実現しよ
うとする。
（課題を解決するための手段）
上記のフレキシビリティを保持するため複数本に分割さ
れた複合単位の複数本から構成されており、成形時の含
浸が容易に速やかに達成できるよう個々の複合繊維単位
においては限定された本数の炭素繊維の単繊維からなる
糸が実質的に熱可塑性樹脂マトリックスで被覆された構
造を取っている。
れた複合単位の複数本から構成されており、成形時の含
浸が容易に速やかに達成できるよう個々の複合繊維単位
においては限定された本数の炭素繊維の単繊維からなる
糸が実質的に熱可塑性樹脂マトリックスで被覆された構
造を取っている。
本発明の炭素繊維とはＰＡＮ系でもピッチ系の炭素繊維
でもよい。
でもよい。
熱可塑性樹脂としてはナイロン６、ナイロン６６、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエーテルイ
ミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテ
ルケトン等が挙げられるが特にこれらに限定されるわけ
ではない。
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエーテルイ
ミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテ
ルケトン等が挙げられるが特にこれらに限定されるわけ
ではない。
本発明のロービング中の炭素繊維の含有率は１０〜８０
ｖｏ１％が好ましい。１０％以下の場合コンポジットに
した場合の炭素繊維による補強効果が有効に発揮できな
い。８０％以上の場合コンポジットにする際の含浸が困
難でボイド欠点が発生しやすい。
ｖｏ１％が好ましい。１０％以下の場合コンポジットに
した場合の炭素繊維による補強効果が有効に発揮できな
い。８０％以上の場合コンポジットにする際の含浸が困
難でボイド欠点が発生しやすい。
複合単位内の炭素繊維単繊維の本数は１０以上１０００
以下、特に好ましくは４０以上５００以下である。５０
０以上になるとロービングのフレキシビリティが失われ
、製織などのテキスタイル加工性が著しく低下する。ま
た含浸速度も低下する欠点が生じてくる。４０以下の場
合はコスト高になる欠点が生じてくる。本発明ロービン
グの典型的な製造法を以下具体的に説明する。焼成後必
要により酸化処理を施された高性能型炭素繊維をインラ
インで単繊維本数２００本づつの糸に分割し、該糸を第
１図に模式的に示されるダイを通してその間に溶融熱可
塑性樹脂にて糸の被覆を行う。
以下、特に好ましくは４０以上５００以下である。５０
０以上になるとロービングのフレキシビリティが失われ
、製織などのテキスタイル加工性が著しく低下する。ま
た含浸速度も低下する欠点が生じてくる。４０以下の場
合はコスト高になる欠点が生じてくる。本発明ロービン
グの典型的な製造法を以下具体的に説明する。焼成後必
要により酸化処理を施された高性能型炭素繊維をインラ
インで単繊維本数２００本づつの糸に分割し、該糸を第
１図に模式的に示されるダイを通してその間に溶融熱可
塑性樹脂にて糸の被覆を行う。
被覆糸は下部に設置した冷却ロールで冷却し複合単位を
得、これを１５本集束しつつ巻き取って３にの複合炭素
繊維ロービングが得られる。
得、これを１５本集束しつつ巻き取って３にの複合炭素
繊維ロービングが得られる。
本発明の複合炭素繊維ロービングは熱可塑性コンポジッ
ト用材料として極めて優秀な材料である。
ト用材料として極めて優秀な材料である。
熱可塑性樹脂で被覆された複合単位で構成されているた
め、本発明のロービングを用いて例えば織編等のテキス
タイル加工工程やフィラメントワインディング成形やプ
ルトルーシロン成形等の工程でのガラス繊維の切断総数
がほとんど生じない。
め、本発明のロービングを用いて例えば織編等のテキス
タイル加工工程やフィラメントワインディング成形やプ
ルトルーシロン成形等の工程でのガラス繊維の切断総数
がほとんど生じない。
また十分な可撓性と耐折性を有しているのでこうした工
程通過性が極めて高いという特徴がある。
程通過性が極めて高いという特徴がある。
また可撓な布状物、テープ等を容易に作りうるのでこれ
らを用いるといわゆる型に沿ったコンタクト成形が簡易
に実行できる。本発明では複合単位内の炭素繊維単繊維
の本数が１０００以下好ましくは５００以下であるので
本ロービングを被覆された熱可塑性樹脂が溶融流動する
温度まで加熱しつつ加圧することによって該熱可塑性樹
脂は容易にガラス繊維ヤーン中に侵入し、速やかに含浸
が進みコンポジット化することが出来る。
らを用いるといわゆる型に沿ったコンタクト成形が簡易
に実行できる。本発明では複合単位内の炭素繊維単繊維
の本数が１０００以下好ましくは５００以下であるので
本ロービングを被覆された熱可塑性樹脂が溶融流動する
温度まで加熱しつつ加圧することによって該熱可塑性樹
脂は容易にガラス繊維ヤーン中に侵入し、速やかに含浸
が進みコンポジット化することが出来る。
またマトリックスとして熱可塑性樹脂を用いているため
、熱硬化型コンポジット材の場合とは異って■キユアリ
ング処理が不要である、■得られた成形物がより強靭で
ある（脆くない）、■材料としてのシェルフライフが極
めて長い、■硬化剤やマトリックス液の毒性がなく、こ
うした液状物から来る汚れがない、という長所がある。
、熱硬化型コンポジット材の場合とは異って■キユアリ
ング処理が不要である、■得られた成形物がより強靭で
ある（脆くない）、■材料としてのシェルフライフが極
めて長い、■硬化剤やマトリックス液の毒性がなく、こ
うした液状物から来る汚れがない、という長所がある。
（実施例）
実施例１
焼成、酸化処理工程を経たＰＡＮ系の高性能型炭素繊維
をインラインで単繊維本数２００本づつの糸に分割し、
該糸を第１図に模式的に示されるダイを通し、その間に
２４０°Ｃに溶融したＮＹ８樹脂を定量づつ糸の両側よ
り押し出し、糸の被覆を行った。被覆糸は下部に設置し
た冷却ロールで冷却して複合単位を得、これを１５木集
束しつつ巻き取って３にの複合炭素繊維ロービングが得
られた。かくして得られたロービングにおける補強繊維
の体積分率は５８％であった。また本ロービングにおけ
るボイド率は２２％であった。
をインラインで単繊維本数２００本づつの糸に分割し、
該糸を第１図に模式的に示されるダイを通し、その間に
２４０°Ｃに溶融したＮＹ８樹脂を定量づつ糸の両側よ
り押し出し、糸の被覆を行った。被覆糸は下部に設置し
た冷却ロールで冷却して複合単位を得、これを１５木集
束しつつ巻き取って３にの複合炭素繊維ロービングが得
られた。かくして得られたロービングにおける補強繊維
の体積分率は５８％であった。また本ロービングにおけ
るボイド率は２２％であった。
ロービングを用いて１２０スピンドルの丸打ち組み物を
ブレード角４６６で１０ｍ／分の速度で製紐したが、こ
の間全くトラブルなく製紐できた。
ブレード角４６６で１０ｍ／分の速度で製紐したが、こ
の間全くトラブルなく製紐できた。
一方単繊維直径７μｍの単繊維本数３０００の炭素繊維
ロービングを用いて同一条件で製紐したところ毛羽が多
発して製紐できなかった。また本発明の上記ロービング
を用いて張力をかけつつ一軸に配列し、これを２４０″
Ｃに加熱後５ ｋｇ ／ ｃａの圧力で５分間加圧する
ことによって一軸配向成形品を得ることが出来た。この
成形品の曲げ強度は１８７０ ＭＰａであった。一方３
にの炭素繊維と前記と同一の樹脂から得られた７９０デ
ニール１５８フイラメントの半延伸糸とを交互に一軸に
配向し、上記と同一条件で成形することによって一軸配
向成形品を得た。本成形品の曲げ強度は７９０ ＭＰａ
であった。また本成形品の断面の顕微鏡観察では多数の
ボイドが見出され含浸が不十分であることがわかった。
ロービングを用いて同一条件で製紐したところ毛羽が多
発して製紐できなかった。また本発明の上記ロービング
を用いて張力をかけつつ一軸に配列し、これを２４０″
Ｃに加熱後５ ｋｇ ／ ｃａの圧力で５分間加圧する
ことによって一軸配向成形品を得ることが出来た。この
成形品の曲げ強度は１８７０ ＭＰａであった。一方３
にの炭素繊維と前記と同一の樹脂から得られた７９０デ
ニール１５８フイラメントの半延伸糸とを交互に一軸に
配向し、上記と同一条件で成形することによって一軸配
向成形品を得た。本成形品の曲げ強度は７９０ ＭＰａ
であった。また本成形品の断面の顕微鏡観察では多数の
ボイドが見出され含浸が不十分であることがわかった。
（発明の効果）
本発明によりテープレイイングや製織等のテキスタイル
加工に十分なフレキシビリティ−を有し、かつ成形後の
含浸が容易に速やかに達成しうる熱可塑性コンポジット
祠を提供することができる。
加工に十分なフレキシビリティ−を有し、かつ成形後の
含浸が容易に速やかに達成しうる熱可塑性コンポジット
祠を提供することができる。
第１図は本発明の熱可塑性樹脂で被覆された複合炭素繊
維のロービングを製造する装置の切かき断面を示す。 第１図における １、２．３：糸（複数本の炭素繊維） ４ ニガイドロール ５．５’ ：開閉ダイ ６ ：不活性ガス ７ ：溶融熱可塑性樹脂 ８ ：被覆された炭素繊維ロービング ９ ：冷却ローラ １０：溶融熱可塑性樹脂を貯める室壁 第２図は第１図の開閉ダイ５．５′の１で示される糸が
導かれる面（溝付リップ）を示し、第３図は前記溝付リ
ップを上部からみた図である。
維のロービングを製造する装置の切かき断面を示す。 第１図における １、２．３：糸（複数本の炭素繊維） ４ ニガイドロール ５．５’ ：開閉ダイ ６ ：不活性ガス ７ ：溶融熱可塑性樹脂 ８ ：被覆された炭素繊維ロービング ９ ：冷却ローラ １０：溶融熱可塑性樹脂を貯める室壁 第２図は第１図の開閉ダイ５．５′の１で示される糸が
導かれる面（溝付リップ）を示し、第３図は前記溝付リ
ップを上部からみた図である。
Claims (1)
- （１）複数本の炭素繊維単繊維からなる糸を熱可塑性樹
脂で被覆せしめることによって得られる複合単位の複数
本から構成されてなる複合炭素繊維ロービング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28950390A JPH04163333A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 熱可塑性樹脂被覆複合炭素繊維ロービング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28950390A JPH04163333A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 熱可塑性樹脂被覆複合炭素繊維ロービング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04163333A true JPH04163333A (ja) | 1992-06-08 |
Family
ID=17744117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28950390A Pending JPH04163333A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 熱可塑性樹脂被覆複合炭素繊維ロービング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04163333A (ja) |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP28950390A patent/JPH04163333A/ja active Pending
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