JPS60209033A

JPS60209033A - 連続炭素繊維と連続熱可塑繊維のブレンド、その製法と用途

Info

Publication number: JPS60209033A
Application number: JP4946685A
Authority: JP
Inventors: ポール・イー・マクマーン; タイシヤン・チヤン; リンカーン・イン
Original assignee: Celanese Corp
Current assignee: Celanese Corp
Priority date: 1984-03-15
Filing date: 1985-03-14
Publication date: 1985-10-21
Also published as: JPH0536525B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（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
の成形にを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）炭素繊維織物テープ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３，７０４．４８５．３，８
７３．３Ｂ９；　３，７９５，９４４；　３，９９３．
７２６および３，７２８，４２４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
４，２１９．９９７；　４．２１Ｂ、８６９；　３，９
５９．９６２；　３，９６８，６３８および３，９５８
．３１０号参照）、さらに、異種の繊維の混合が各種の
流体ジェッ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３，９５８，３１０号および同４，
１４７，０２０号参照、ただし後者の米国特許ではヤー
ンを混合後に知力中長さに切断している）。

米国特許第４，２２６，０７９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。！ａ維はジー・トｉ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３，１７５，３５１号は、連続フィラメント
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ＺＩｌ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３，８５９．１５８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
ｍ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４，３６８，２３４号は、帯状の黒鉛繊維と低モジ
ェラス繊維とを交互に配置して形成した強化用の複合繊
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他の米国特許比Ｈ
第３６８，４９１号には、可融性ｔ＆維と不融性繊維と
からなる織布であって、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５ａｔｉと不融性繊
維を製織して織物にした後、可融性繊維の触点より高温
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、ガスジェ
ッ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
があった。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ｍＨである。具体的には、従来の熱可塑性テープは
開く、板紙様であって、？３１ｔｌＥ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った
。熱硬化したプレプレグはいくらか可ＩＱ性が高いが、
これは極めて粘着性で、取扱いがμしい場合が多かった
。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。

よって、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、ｉａ＋ａｌの
炭素繊維から炭素繊維トウを形成し、（ｂｌ別に熱可塑
性ポリマー繊維のトウを形成し、（Ｃ１この２種類のト
ウを混合し、ｌｄｌ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
の炭素繊維含を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
あって、取扱いが容品であり、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が変形するために多く
の場合不可能であった。これに対し、本発明の方法の生
成物は０．００２　イ７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！ｌ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ｔど
が挙げられる。ポリマーの融点は、周囲条件より高い５
０℃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
せによっ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？　ｉａｌ　ｒヒドロキシ安息
香酸のポリエステルＪ　Ｒｕ５ｓａｌ　Ｃ４１ｋｅｙ　
ｅｔ　ａｌ、＋ジャーナル・オブ・アプライド・ポリマ
ー、サイエンス（Ｊ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｏ１ｙ＋ｓ、　
Ｓｃｉ、）、ｎｅ、　ＩＩＰ１９Ｂ−２０２（１９５９
）　、ｌｂｌ　ｒポリアリ−レート（芳香族ジカルボン
酸およびビスフェノールからのポリエステル）　Ｊ　に
、Ｂｉｏｒ、ポリマー（Ｐｏｌｙｍｅｒ）、　１５巻、
　ｐｐ　５２７−５３５　（１９７４年８月）　、（Ｃ
１ｒ芳香族ポリエステルプラスチックＪ　Ｓ、Ｇ、Ｃｏ
Ｌｔｉｓ＋　モダン・プラスチックス（Ｍｏｄｅｒｎ　
Ｐｌａｓｔｉｃｓ）＋　ｐｐ　６２−６３　（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二圧縮および射出成形用コポ
リマーＪ　Ｒｏｇｅｒ　Ｓ、　５ｔｏｒｓ　ｅｔ　ａｌ
、、コーチインゲス・プラスチックス・プレプリント（
Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｐｌａｓｔ、　Ｐｒｅｐｒｉｎｔ）
　３４　＠＋　Ｍｌ　１１　ＰＰ　１９４−１９７（１
９７４年４月）、下記米国特許も参照できる：第３．０
３９．９９４；　３．１６９．１２１；　３．３２１．
４３７；　３．５５３，１６７：３．６３７，５９５；
　３，６５１．０１４ｉ　３，７２３．３８８ｉ　３，
７５９．８７０；３．７６７．６２ｂ　３，７７８，４
１０．３，７８７．３７０；　３，７９０．５２８゜３
．８２９，４０６；　３，８９０．２５６；および３，
９７５，４８７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　Ｊ　Ｗ、Ｊ、　Ｊａ
ｃｋｓｏｎＪ　ｒ　、＋　ｅ　ｔ　ａ　１　、＋米国プ
ラスチックス工業会、強化プラスチンクス／複合材部会
、第３０回年次技術会議録（１９７５）　、セクション
１７−Ｄ、　ｐｐ　Ｒ４、山）ベルギー国特許第８３８
，９３５および８２８，９３６号、（Ｃｌオランダ国特
許第７５０５５５１号、＋ｄ＋***国特許公開公報第２
５２０８１９．２５２０８２０．２７２２１２０．２８
３４５３５．２８３４５３６および２８３４５３７号、
（ａ）特開昭５０−４３２２３．５２−１３２１１６お
よび５３−０２１２９３号、ならびに（ｆ）米国特許第
３，９９１，０８３．４，９９１，０１４；　４，０５
７，５９７；　４，０６６．６２０；　４，０６７．８
５２；　４，０７５，２６２；　４，０８３．８２９；
　４，０９３，５９５；　４，１１２，２１２；　４．
１１Ｂ、３７２；　４，１３０．５４５；　４，１３０
，７０２；　４．１４６，７０２；　４，１５３．７７
９；　４，１５６．０７０；　４，１５９，３６５；　
４，１６０，７５５．４，１６１，４７０；　４．１６
９．９３３；　４，１８１，７９２；４，１８３，８９
５；　４．１Ｂ４，９９６；　４，１８Ｂ、４７６；　
４，１９１，６８１；　４，２０１．８５６；　４．２
１９，４６１；　４，２２４，４３３．４，２２６，９
７０、４，２３０．８１７ｉ　４，２３２，１４３；　
４，２３８．５９８；　４，２３８，６００、４，２３
９．９１３；　４，２４２．４９６；　４，２４５．０
８２；　４，２４５，８０４、４，２４７，５１４；　
４，２５６，６２４；　４，２６５．８０２；　４．２
６７．２８９；　４，２６９，９６５；　４，２７９，
８０３；および４，２９９，７５６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：（１）＋ｏ−Ｒ，−ｏ＋　および（ＩＩ）＋０Ｃ−Ｒ，−Ｃｏ＋ならびに／または（ＩＩ
Ｉ）　＋０−Ｒｓ　−ｃｏ＋。

上記式中、単位１および■（存在する場合）は実質的に
等モル量で存在し、Ｒ＋　、ＲｘおよびＲ１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６Ｒ炭素環が重結合
（化学結合）またはｔｒａｆｉト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：Ｒ８は、（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）であってもよく、Ｒ。

は　ＨＨ（ただし、脂肪族部分がカルボニル基に結合する）であ
ってもよい、好ましい基（１）の例は、フェニレンおよ
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（２１の具体例を次に示
す。

上記の環系は、後述のようにＲ８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以上の頂上に有しているものをも包含する。１種類の
単位Ｉと１種類の単位■のみを使用する場合（すなわち
、ホモポリマーツートド命　六Ｊ番　、２、）凰ノドｔ
１７１オー　６２曲　１．す◆−山勢往ザベ＆書室ｒ得
られるようにＲ３の芳香理系は非置換であるのが好まし
い、コポリマーの場合にも、Ｒ８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Ｒｍ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１．ＩＩおよびｍの合計量に基づいて２５モル２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）：ｃ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Ｒ１１限されるものではない：上述した（コ）ポリエステルは、単位Ｉと■とを実質的
に等モル盟で含有するもの、単位ｍのみを含有するもの
、単位■、■およびｍの組合せを含有するものでよく、
もちろん単位１、■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Ｉ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−フェニレン、クロロ−、ジクロ
ロ−、ブロモー、ジブロモ−、メチル−、ジメチル−１
およびフルオロ−１，４−フェニレン、４，４゛−ビフ
ェニレン、および３．３°、５，５゛−テトラメチル−
４，４゛−ビフェ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、ｔｒａ
ｎｓ−ビニレンビス（１，４−フェニレン”）　、４．
４’−ビフェニレン、２．６−ナフチレン、および１．
４−フェ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２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゛−ビフェニレンおよび２．６−ナフチレンよりなる
群から選ばれ、の比は、４：１ないしｌ：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：式中、ｚは４８４゛−ビフェニレン、２．６−ナフチレ
ンおよび１．４−フェニ、レンよりなる群から選ばれ、
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−カルボキシフェノキシ酢酸
、４．４′−ｔｒａｎｇ−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ｔＡ誘ａ１体、１＋４−１ｒ
ａｎ＄−シクロヘキサンジカルボンＭ、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。

フェ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、フェルラ酸、４−ヒドロキシ安息香Ｍ、４
−（４°−ヒドロキシフェノキシ）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：（ｌ、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価フェノール
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熔Ｍ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価フェノ
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ェノールカル
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
フェ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’−オキシジフェノール、４．４
°−イソプロピリデンジフェノール、４，４°−チオジ
フェノール、４，４゛−ビフェノール、３，５，３°、
５゛−テトラメチル−４，４゛−ビフェノール、３，５
．３’　、５’−テトラクロロ−４，４′−ビフェノー
ル、２．６−シヒドロキシナフタレン、２，７−シヒド
ロキシナフタレン、および４，４゛−メチレンジフェノ
ールなどを列挙できる。

また、米国特許第４．１１２，２１２＋　４．１３０，
７０２および４．１６０．７５５号に記載のように、ア
ルカリ金属水酸化物と遊ｉ！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。

使用できるフェ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３１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
コポリ　（メチル−１，４−フェニレン°２Ｉ５−ジメ
チル−ｔｒａれトヘキサヒドロテレフタレート）、コポ
リ　（メチル−１，４−フェニレン・ｔｒａｎＳ−へキ
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−フェニレン・ｔｒａ
ゎＳ−ヘキサヒトロチレフクレート／イソフタシー））
　（９／１）および（Ｅｌ／２）、コポリ　（エチル−
１，４−フェニレン・テレフタレート／２．６−ナフタ
レート）　（７／３）　、コポリ　（ｔａｒｔ−ブチル
−１，４−フェニレン／３．３°、５゜５゛−テトラメ
チル−４，４“−ビフェニレン・テレフタレート）　（
７／３）　、コポリ（クロロ−１，４−フェニレン／３
．３’　、５．５’−テトラクロロ−４，４′−ビフェ
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って、縮合によ
り必要な反ｕｌ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、これらの有機上ツマー化合物の官能基は、カル
ボン酸基、ヒト９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、溶蔽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
はヘモノマーをまずいっしょに加熱すると、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ＷＳ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）の除去を容品にするために
真空を通用してもよい。

米国特許第４，０８３，８２９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４．０８３，８２
９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、を機モ
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４．０８３．８２
９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、ジアルキルスズオヰノド（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、二酸化アンチモン、アルコキンチタンシリケ
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
、ＢＦ、）ハロゲン化水素（例、ＨＣＩ＞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９１
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ン
容剤には実質的に不溶性の傾向を示し、したがって溶液
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
フルオロフェノールにはい（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２．０００〜２００，０００　、好ましくは約
１０．０００〜ｓｏ、ｏｏｏ、さらに好ましくは約２０
．０００〜２５．０００の重量平均分子量を示す０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５　、０００〜５０　、０００、好
ましくは約１０，０００〜３０，０００、たとえば約１
５．０００−１７，０００（７）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ィー、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
とえば圧縮成形フィルムについての赤外分光法による末
端基の測定等によって実施できる。また、ペンタフルオ
ロフェ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”Ｃにおいてペンタフ
ルオロフェノール中に０．１　重ｆ％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
．０〜１０．０ｄ！／　ｇ　ノ対数粘度数（１，Ｖ、）
を示す。

本発明の目的にとって、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ｆ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、ならびにフェニルおよび
置換フェニルの φような別の芳香環が挙げられる。好ましいハロゲンに
はフッ素、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、石油ピッチも
しくはコールタールピンチを原料とする方法である。

ピンチを使用する特許の代表例が米国特許第４゜３１７
．８０９号である。一般に、ピンチ法を採用する場合、
ピンチを高圧で、次いでスパーンングしながら大気圧で
加熱して、中間相ピンチを形成する。

この工程の後、ピン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４゜１９７．２
８２；　４，０９７，１２２；および４，１３１．６４
４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３００〜１００．０００の範囲内で、フィラメン
ト数（カウント）が３００〜３００，０００のもの、好
ましくはデニール数が１　、０００〜１６．０００で、
フィラメント数が３．０００〜２４　、０００のρもの
である。炭素繊維はまた、少なくとも約１００，０００
　ｐｓｉ　（７，０００ｋｇ／ｃｊ）　（１）引張強度
と約１０〜１２０Ｘ１０’　ｐｓｉ　（７〜８４Ｘ］Ｏ
’　ｋｇｌｏＪ）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１７２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ｉ敗は革フィラメントのデニ
ール数に応じて変動しよう　（デニール数の小さいフィ
ラメントはど繊維数は多くする必要がある）、ただし一
般には、約１０〜１５０．０００本、好ましくは１００
〜１０，０００本のフィラメントを使用する。繊維のモ
ジュラスは、約５０・０００〜５００，０００　ｐｓｉ
　（３，５００〜３５，０００ｋｇ／ｃｊ）の範囲内が
よい、また熱可塑性繊維の融点は、室温より高い５０℃
以上、好ましくは１３５℃以上でなければならない、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　’Ｆ（５３８℃）以下、好ましくは８００
°Ｆ（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ｉｔ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ｍ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ｌＯ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Ｔ；、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望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ック繊維がある。この追加
の強化用繊維を添加する場合には、炭素繊維の使用態を
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
の最大価は、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詳細な説明する。

第１図において、炭素繊維トウ１は上記の特性を存する
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７トロール４を通過させる。第１ゴデ
ントロールと第２ゴデ、トロール１１の回転速度は、第
２ゴデントロールが第１ゴデントロールよりやや遅く回
転するように調整しである。したがって、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ンク２に装着されて
おり、各繊維は繊維ガイド３を経て第１ゴデントロール
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ランコーム（張力クシ、図
示せず）を使用してもよい、このテンシランコームは繊
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ゴデントロール４の周囲に別
々に阿れて巻きついて張力制御を行っている。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。ｔｉ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ｉ
ｉ１遇する。この繊維コームは多数の離間したフィンガ
ー（ｔｉＪ）　１１、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＊ｒ、＋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
・バンプインク・ジエンドアに送られる。

第３図および第４図に示すガス・バンディング・ジェッ
トは、繊維トウを均一に広げるために使用される。ガス
「バンディング」ジェットはまた、ガスジェットが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
しても使用することができる。バンディング・ジェット
は、ガス箱４ｏがらなり、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。

ガスジェットを生ずるガス流の好ましい圧力は、約０．
５〜１０ｐａｉ　（０，０３５〜０．７　ｋｇ／ｃｉ）
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−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っている
。好ましくは、流出口は図示のようにＶ字型であり、■
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・バンディング・ジェットに
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・バンディング・ジェッ
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
たフィンガーを有する繊維コームをバンディング・ジェ
ットに代えて使用してもよい。

繊維を２個所のバンディング・ジェットまたはバンディ
ング・ジェッ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は一対の固定ロノドまたはバーである０幅が広がっ
た炭素繊維トウからの繊維と輻が広がった熱可塑性繊維
トウまたはヤーンからの繊維の両者は、第１固定ロンド
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固定ロン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
たって均一に広げ、両方の繊維の広がり暢を実質的に同
一にする必要がある。Ｑ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ェントを用いてさ
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１
０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ってもよ
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（オーバーランプ）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ゴデントロール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
ゴデン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。

トさらに、混合した繊維綜、混合した繊維を一体に保持し
、その後の繰作での取扱いを容品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はテンシランコー
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、同じゴデントロール２５に送られ
る。このゴデツトロール上では両繊ＩＩ間の分離が保た
れている。上述したように、第１ゴデ、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、ｆＡ台操作中の高張力は、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２
９を経て別々のガス・バンディング・ジェット２６およ
び２７に送る。ガス・バンディング・ジェットにおいて
、繊維は均一な幅に広げられる０次いで繊維は第２の一
対のｍ維ガイド３０および３１を通り、３２で示す細長
い固定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種類の繊維トウを縁−のガス
ジェ−／　）または他の気体混合装置に比較的張力のな
い状鼎する。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シェフ）装置に送
ってもよい、ガス混合手段においては、空気ジェットが
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ゴデントロール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
繊維トウはフィラメント巻き、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
に特に有利に使用できる。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０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、したがって、
本発明の組成物を使用して、最小曲率半径が約０．００
２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ｏ、ｏｏｓインチ（０，１
３−ｍ）である（テープ製造後に繊維の方向性すなわち
１方向への整合性を歪めた場合でも）０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０本発
明の＃＆維ブレンドを使用して、テニス用ラケットフレ
ーム、ラケットボール用ラケットフレーム、ホッケー用
スティック、スキーストック、釣りざお、ゴルフクラブ
シャフトなどの運動もしくは娯楽用品を製造することが
できる。

本発明の繊維は、フィ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っ
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
成形が難しかった。従来のテープでもフィラメント巻き
法に使用して好結果を得ることはできたが、細く長い口
ノドを製造したい場合には、フィ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
モールドにもきつけるか、あるいはフィラメント巻き後
に熱硬化性材料で被覆するかのいずれかであった。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った。

本発明の方法を改良フィラメンｌ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。この改良フィラメント巻き法は、本発明の混合ト
ウの使用から始まった方法である０本発明のトウをフィ
ラメント巻き機に直接送ることができる。フィラメント
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１１／熱可塑性繊維トウはモールドに直
接光たり、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った後、マン
ドレルを適当な溶削を使用してｆ＠解線除去るか、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
一部となってもよい。

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、製織マントを形
成する０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、次いで熱可塑性フィルム層、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っと容易になる。複合体を
成形した後、使用熱可望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
もった複合体が得られる。この強度および剛性の向上は
、！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（ｄｅｆｉａｉｎｇ　ｖｅｃｔｏｒ）に平行に整
合させる方向、に生しさせることができる。

大宛斑上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ＳａＷのトウを得た。この液晶ポリマーは密度１．
４　ｇ／ｃｃてあり、トウ自体は６６０本のフィラメン
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ュラスは５６７０　ｇ、強力は１０
．５ｇ／ｄ　、伸びは２％であった。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、Ｃｅ１ｉ
ｏｎ　（商品名）　３０００炭素繊維（フィラメント数
３０００＞であり、この炭素繊維の密度は１．７ｇ／ｃ
ｃｂ引張強度は５１５Ｘ１０”　ｐｓｉ（３６，２Ｘ１
０”　ｋｇ／ｃｉ”）　、引張弾性率は３４Ｘ１０’　
ｐｓｉ（２，４ＸＩＯ’　ｋｇ／ｄ）、最終伸びは１．
５％であった。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
シャルティ・オペレーションズ社、ハーキエリーズ社お
よびユニオン・カーバイド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Ｃ
ｅ１ｉｏｎ炭素繊維トウとが巻かれているボビンとをボ
ビンランクに離間させて配置した０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つのボデ７）ロールに送り、離間させてこのロール
を−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−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ェット・バンディング処理
した。この処理は、■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ェットを使用して行った。液
晶ポリマー用のジェットは５ρ５ｉ（０，３５ｋｇ／ｃ
ｊ）で、炭素繊維用のジェットは４　ｐｓｉ（０，２８
ｋｇ　／ｃｄ）で操作した。

これらのバンディング・ジェット装置を出た後、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
を経て絡みジェット装置に送給した。この絡みジェット
装置は先に使用したガス・バンディング・ジェット装置
と同様の設計のものであって、７　ｐｓｉ（０，５ｋｇ
／　ｃｄ）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〜ａｍノｇｉｎの引取速度で引
取ロールにを取った。

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（３，５Ｘ１０インチ＝　８．９Ｘ２５ｃｍ）を調
製した。各層の調製は、まず加熱ドラムににａｐｔｏｎ
　（商品名）フィルムを巻付け、次いで上で得た繊維ブ
レンドをＫａｐｔｏｎフィルムで巻いたドラム上に平行
列状にフィラメント巻きすることにより行った。

その後、Ｘａｐｌｏｉフィルム１枚をドラムにかぶせ、
う、ブ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。２５Ｎ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０次い
でモールド圧力を３１５℃で５００　ｐｓｉ　（３５ｋ
ｇ／ｃｊ）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０．１０２フインチ（２，６０９１
＠）であった。

同じ方法を利用して、８層型の３．５　Ｘ１０インチ（
８，５Ｘ２５　ｃｍ）の複合体パネルを調製した（炭素
繊維含有１６０．３容量％、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。

第１表実施例１に使用したのと同し炭素繊維を使用し、約５０
容１１％のポリブチレンテレフタレート（Ｐ［ＩＴ）／
炭素繊維ブレンドを調製した。使用したポリブチレンチ
レフクレート材料は密度が１．３４ｇ／ｃｃ、デニ−ｎ
、　’ｌｈ　Ｊｌ（Ｉ　Ｃ’）ｌ’ｌ　−１０＾ｎｎ　
ｆｆ１７１　＊−ナー−１”　の止１１　ブ壬しンテレ
フタレートは延伸比が２．２５−１．初期モジュラスが
２４ｇ１強力が５．３　ｇ／ｄ　、伸びが２８％、融点
が２２７℃、フィラメント当たりデニール数が２゜７で
あった。フィラメント数３３本のヤーンのパンケージ１
７個を１個のクリールに対して使用し、全部のパンケー
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った。この間じゴデツ
トロールに、間隔をあけてフィラメント数３０００本の
炭素繊維のパンケージ１個を、混合後に容量でほぼ５０
１５０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本の歯をもっ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２６５〜３．
５　ｐｓｉ（０，１８〜０．２５ｋｇ／ａｊ）の圧力で
操作されているガスリンンデイング・ジェットを通過さ
せた。この２種類のトウを次いで、平行に配置したロノ
ドの上側および下側に両者のトウをこのロノドの同じ部
分に供給することにより混合した。２．５〜３．５　ｐ
ｓｉ（０，１８〜０．２５ｋｇ／ｃｄ）で掻作されてい
る実施例１に記載の種類の第２のガス、バンディング・
シェフ）を使用して、混合をさらに助長した。バンディ
ング・ジェットを出た後、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ッニング路
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（０，９ｂ）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
ントロールの周囲を周回させた後、７〜８■／ｗｉｎの
速度で巻取った。混合操作中の張力を最小限にするため
に、第２ゴデフトロールは第１ゴデツトロールよりやや
遅い速度で回転さセた。

実施例１に記載の方法とほぼ同様にして、３．５×１０
インチＣＢ、５Ｘ２５ｃｍ）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。

上で調製したＰＢ丁／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回塁
きでランプ（巻つけ処理）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ックスの一部となる
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、特殊なりリールに
装着したスプール上に巻いた０次いで、改良Ｄｒａｐｅ
ｒ　ＸＤ　（商品名）織機により輻６インチ（１５，２
ｃｍ）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１６　ｏｘ／ｙｄ”　（
５４２ｇ／ｒｒｒ）であった。

この織布の厚さは３５ミル（０，８９ａｍ）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った満足すべき繊維
複合体が製造される。

大丘斑主実施例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
５０１５０容量九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１．３ｇ／ｃｃ、
融点が３３８℃、初期モジュラスが５３ｇ１強力が２．
７　ｇ／ｄ１伸びが６３％であり、１パンケージ当たり
１ｏフイラメントのトウの状態で供給され、各フィラメ
ントのフィラメント当たりデニール数は３６７　ｇ／９
０００−であった、４本のトウ（１パツケージ当たり１
０本のフィラメント）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
・バンディング・ジェットに送った。

ゴデツトロールを出た炭素繊維もやはり別のガス・バン
ディング・ジェットに導入した。ジェットは両方共約３
ｐｓｉ　（０，２１ｋｇ／ｃｄ）の圧力で操作した。シ
ェフ）を出た繭繊維を２本の平行配置の細長いロノドの
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／−ｉｎ
の速度で壱取った。満足すべき組成物が得られた。

【図面の簡単な説明】

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、１１．２５．３５：　ゴデツトロール７、２６．２
１：　ガス・バンディング・ジェット８、１２：　混合
用固定ロノド９、１２３　繊維コーム１０：−ンイスト・ガイド１２、３６：引取ロール（第１頁の続き

Claims

【特許請求の範囲】

（１）全繊維含有量に基づいて約９０〜３０容！％のに
魚釣５０℃以上の熱可塑性ポリマーの紡糸繊維と、全繊
維含有量に基づいて約１０〜７０容量％の炭素繊維との
緊密ブレンドからなる、複合製品の成形に有用な連）ｉ
ｍ維トウ。
（２）全繊維含有量に基づいて約９０〜３０容１％の融
点約５０℃以上の熱可塑性ポリマーの紡糸繊維と、全繊
維含有量に基づいて約１０〜７０容量九の炭素繊維との
緊密ブレンドからなる、複合製品の成形に有用な連続繊
維トウであって、前記トウが最小０゜００２インチ（０
゜０５　ｍｍ）の曲率半径の製品に成形可能であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の連続繊維トウ
。
（３）熱可塑性ポリマー繊維の含有量が約８０〜４０％
、炭素繊維の含有量が約２０〜６０％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１４１ｉ！）つ。
（５）炭素繊維がピンチブレンドから形成されたもので
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。
（６）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！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。
（７）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項または第２項記載の連続繊維トウ。
（８）熱可塑性ポリマーが全芳香族ポリエステルである
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
。
（９）複合製品の成形に有用な繊維トウの製造方法であ
って：ｔａ＋炭素繊維のトウを形成し、（ｂｌ融点が約５０℃以上の熱可塑性ポリマーの紡糸繊
維からなる連続トウを形成し、（Ｃ１前記炭素繊維トウと前記熱可塑性ポリマー繊維ト
ウとを混合し、＋ｄｉ　ｆｉ合した繊維トウを取り出す、ことからなる
、繊維トウの製造方法。
（１０）（ａｌ炭素繊維トウを形成し、（ｂｌ融点が約
５０℃以上の熱可塑性ポリマーの紡糸５ａｌｉｉからな
る連続トウを形成し、ｆｃｌ前記炭素繊維トウと前記熱
可塑性ポリマー繊維トウとをガス混合手段を利用して混
合し、＋ｄｌ混合した繊維トウを取り出す、ことからなる、特許請求の範囲第９項記載の複合製品の
成形に有用な繊維トウの製造方法。
（１１）炭素繊維がポリアクリロニトリルポリマーまた
はコポリマーから形成されたものである特許請求の範囲
第９項または第１０項記載の方法。
（１２）炭素繊維がピンチブレンドから形成されたもの
である特許請求の範囲第９項または第１０項記載の方法
。
（１３）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１＆維である特許
請求の範囲第９項または第１０項記載の方法。
（１４）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９項または第１０項記載の方法。
（１５）熱可塑性ポリマーが全芳香族ポリエステルであ
る特許請求の範囲第９項または第１０項記載の方法。
（１６）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１０項記載の方法。
（１７）前記混合手段が長く伸びたロンドであり、炭素
繊維トウと熱可塑性ポリマー繊維トウとがこのロンドの
同じ部分に比較的張力のない状態で同時に接触すること
により混合が行われる特許請求の範囲第９項記載の方法
。
（１８）ロンドをもう１本使用する特許請求の範囲第１
７項記載の方法。
（１９）混合工程を繊維を比較的張力のない状態にして
行う特許請求の範囲第９項、第１０項または第１６項記
載の方法。
（２０）混合されたトウが約１０〜７０容量％の炭素繊
維を含有する特許請求の範囲第９項または第１０項記載
の方法。
（２１）混合されたトウが約２０〜６０容量％の炭素繊
維を含有する特許請求の範囲第９項または第１０項記載
の方法。
（２２）混合されたトウが約１０〜７０容量％のアクリ
ロニトリル系ポリマーまたはコポリマーの炭素繊維を含
有し、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９項または第１０項記載の方法。
（２３）全繊維含有量に基づいて約９０〜３０容量九の
社魚釣５０℃以上の熱可塑性ポリマーの紡糸ｔａＩｉと
、全繊維含有量に基づいて約１０〜７０容量％の炭素繊
維との混合物を含有する緊密に混合された連続繊維トウ
をモールドに接触させ、このトウを前記熱可塑性ポリマ
ー繊維の融点より高温に加熱することからなる、複合製
品の成形方法。
（２４）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％Ｅされたものである特許請求の範囲
第２３項記載の方法。
（２５）炭素繊維がピンチブレンドから形成されたもの
である特許請求の範囲第２３項記載の方法。
（２６）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其維である特許請
求の範囲第２３項記載の方法。
（２７）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２３項記載の方法。
（２８）熱可塑性ポリマーが全芳香族ポリエステルであ
る゛特許請求の範囲第２３項記載の方法。
（２９）緊密に混合された繊維のトウをフィラメント巻
き法によりモールドに適用する特許請求の範囲第２３項
記載の方法。
（３０）繊維のトウを織布の形態でモールドに適用する
特許請求の範囲第２３項記載の方法。
（３１）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２４項記載の方法。
（３２）複合製品がテニスラケットのフレームである特
許請求の範囲第３１項記載の方法。