JPS6045632A - 熱成型用複合繊維構造物 - Google Patents
熱成型用複合繊維構造物Info
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- JPS6045632A JPS6045632A JP58150344A JP15034483A JPS6045632A JP S6045632 A JPS6045632 A JP S6045632A JP 58150344 A JP58150344 A JP 58150344A JP 15034483 A JP15034483 A JP 15034483A JP S6045632 A JPS6045632 A JP S6045632A
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- 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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- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
- D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
- D10B2331/021—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides aromatic polyamides, e.g. aramides
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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、新規な熱成型用複合繊維構造物に関する。更
に詳しくは、熱成型ににつ−C熱可塑性車合体をマl−
リツクスとし高強度高モジユラスフィラメントを補強材
とする複合体となし得る、新規な熱成型用複合繊維構造
物に関する。
に詳しくは、熱成型ににつ−C熱可塑性車合体をマl−
リツクスとし高強度高モジユラスフィラメントを補強材
とする複合体となし得る、新規な熱成型用複合繊維構造
物に関する。
従来技術
例えば、炭素繊維、ボリアリレー1〜繊維あるいはポリ
(パラフェニレンテレフタルアミド)繊維のようなパラ
配向の全芳香族ポリアミド繊維等の耐熱性を右する高強
度高モジュラス繊維を補強材とし、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂をマトリックスと
する複合材(コンポジット)は、従来から広く使用され
ている。
(パラフェニレンテレフタルアミド)繊維のようなパラ
配向の全芳香族ポリアミド繊維等の耐熱性を右する高強
度高モジュラス繊維を補強材とし、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂をマトリックスと
する複合材(コンポジット)は、従来から広く使用され
ている。
かかる複合材の中間製品としては、プリプレグが使用さ
れているが、従来のプリプレグは、(1)プリプレグを
一20℃程度の低温で貯蔵し、かつ輸送しなりればなら
ない。
れているが、従来のプリプレグは、(1)プリプレグを
一20℃程度の低温で貯蔵し、かつ輸送しなりればなら
ない。
(2) プリプレグが経時変化するため、保存期間は高
々3〜5ケ月であり、長期の貯蔵に耐えない。
々3〜5ケ月であり、長期の貯蔵に耐えない。
(3) 成形加工に要する時間が長い。
(/I)プリプレグが脆いため、取扱いに特別の注意を
要する。
要する。
という問題がある。
発明の目的
本発明者らは、前述のような従来のプリプレグの諸問題
を解決すべく研究の結果、ある分野においては熱可塑性
重合体を71〜リツクスとする複合材(コンボジツ1〜
)で゛も」−分に有用であることを知見した。本発明は
、かかる知見に基づくもので、熱成型によって容易に良
好な複合材となし1qる繊維構造物を提供することを主
たる目的とするものである。
を解決すべく研究の結果、ある分野においては熱可塑性
重合体を71〜リツクスとする複合材(コンボジツ1〜
)で゛も」−分に有用であることを知見した。本発明は
、かかる知見に基づくもので、熱成型によって容易に良
好な複合材となし1qる繊維構造物を提供することを主
たる目的とするものである。
発明の構成
前述の目的を達成し縛る本発明−の繊維構造物は、耐熱
性素材からなる高強度高モジユラスフィラメント(A>
及び成型温度で溶融する低融点の熱可塑外車合体フィラ
メン1−(B)を経糸に用い、前記低融点の熱可塑性フ
ィラメント(B)からなる緯糸を粗い間隔て打込んでス
ダレ織物状に構成したことを特徴とする、熱成型によつ
C熱可塑性重合体のマトリックス中に前記高強度高モジ
ユラスフィラメント(A)の補強Iが配列している複合
材となし得る、熱成型用複合繊H構造物である。
性素材からなる高強度高モジユラスフィラメント(A>
及び成型温度で溶融する低融点の熱可塑外車合体フィラ
メン1−(B)を経糸に用い、前記低融点の熱可塑性フ
ィラメント(B)からなる緯糸を粗い間隔て打込んでス
ダレ織物状に構成したことを特徴とする、熱成型によつ
C熱可塑性重合体のマトリックス中に前記高強度高モジ
ユラスフィラメント(A)の補強Iが配列している複合
材となし得る、熱成型用複合繊H構造物である。
本発明のw:!組構造物を構成する「耐熱性素材からな
る高強度高モジユラスフィラメント(A)」は、250
℃の温度でも安定な、無機材料又は耐熱性合成高分子重
合体からなる、強度20g/de以上、初期モジュラス
300g/de以上のフィラメントをいう。
る高強度高モジユラスフィラメント(A)」は、250
℃の温度でも安定な、無機材料又は耐熱性合成高分子重
合体からなる、強度20g/de以上、初期モジュラス
300g/de以上のフィラメントをいう。
このようなフィラメントとしては、例えば(1)ポリア
クリロニl〜リル繊維又はビッヂ繊維を原料とする高性
能炭素繊維、(2)アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維のよ
うなセラミック繊維、(3)ガラス繊維。
クリロニl〜リル繊維又はビッヂ繊維を原料とする高性
能炭素繊維、(2)アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維のよ
うなセラミック繊維、(3)ガラス繊維。
(4)ボリアリレー1〜繊維2例えばポリ(クロロ−1
,4−フェニレンエチルジオキシ−4,4′ −ジベン
ゾニー1−/テレフタレート)やビスフェノール八とプ
レフタル酸及びイソフタル酸とからのボリアリレートt
li紺、(5)アラミド繊維1例えばポリ(バラフJ−
ニレンテレフタルアミド)lit、2.7−ジ)′ミノ
フ]、ナンスリドン、2−7−ジアミツフルAレノンの
デレフタラミドからなるアラミドの繊維等が使用される
。
,4−フェニレンエチルジオキシ−4,4′ −ジベン
ゾニー1−/テレフタレート)やビスフェノール八とプ
レフタル酸及びイソフタル酸とからのボリアリレートt
li紺、(5)アラミド繊維1例えばポリ(バラフJ−
ニレンテレフタルアミド)lit、2.7−ジ)′ミノ
フ]、ナンスリドン、2−7−ジアミツフルAレノンの
デレフタラミドからなるアラミドの繊維等が使用される
。
一方、低融点の熱可塑性重合体フィラメン1〜(B)と
しては、熱成型温度で完全に溶融し得るフィラメントで
あれば何れでもよいが、本発明者らの研究によれば、ナ
イロン6を主体とする脂肪族ポリアミドの未延伸糸又は
部分配向糸(POY)及びポリブチレンテレフタレート
やポリ(エチレンテレフタレート/イソフタジー1〜)
等のポリ1ステルの未延伸糸又は部分配向糸(POY)
が、熟成型時における溶融性及び溶融したポリマーの流
動性が良好であるので好ましい。
しては、熱成型温度で完全に溶融し得るフィラメントで
あれば何れでもよいが、本発明者らの研究によれば、ナ
イロン6を主体とする脂肪族ポリアミドの未延伸糸又は
部分配向糸(POY)及びポリブチレンテレフタレート
やポリ(エチレンテレフタレート/イソフタジー1〜)
等のポリ1ステルの未延伸糸又は部分配向糸(POY)
が、熟成型時における溶融性及び溶融したポリマーの流
動性が良好であるので好ましい。
前記のフィラメン1〜(A)及びフィラメント(B)は
、それぞれ1種ずつ使用してもよいが、2種以上(Jl
用してもよい。
、それぞれ1種ずつ使用してもよいが、2種以上(Jl
用してもよい。
本発明の構造物は、経糸として、前記フィラメント(A
)とフィラメン1〜(B)との両方を(JI用し、緯糸
として、前記フイラメン1〜(B)のみを使用して、該
緯糸を粗い間隔で打込んでスタレ織状となしたものであ
る。
)とフィラメン1〜(B)との両方を(JI用し、緯糸
として、前記フイラメン1〜(B)のみを使用して、該
緯糸を粗い間隔で打込んでスタレ織状となしたものであ
る。
経糸においては、できるだ(プフィラメント(Δ)同士
が密接しないように、フィラメント(A>とフィラメン
ト(B)とを交互に配置するのが好ましい。
が密接しないように、フィラメント(A>とフィラメン
ト(B)とを交互に配置するのが好ましい。
特に、フィラメント(Δ)とフイラメンl−([3)ど
を引揃え、この引揃え糸の周りにフィラメント(13)
を巻回さi!′C紅糸としての集束性を与えると共に、
フィラメン1〜(A)同士が密接し4fいにうにづるの
がR適である。
を引揃え、この引揃え糸の周りにフィラメント(13)
を巻回さi!′C紅糸としての集束性を与えると共に、
フィラメン1〜(A)同士が密接し4fいにうにづるの
がR適である。
第1図は、このように織成した本発明の複合線@t 4
?4造物の一例を示すもので、図中の1が耐熱性累月か
らなる高強度高モジュラスフィラメン!へ(A)からな
る糸条、2a、2b及び2cはそれぞれ低融点の熱可塑
性重合体フィラメン1−(B)からなる糸条である。図
示の構造物にJ′3いて、経糸は、前記フィラメン1〜
(A>からなる糸条1ど前記フィラメント(B)からな
る糸条2aとを引揃え、これ前記フィラメント(B)か
らなる糸条2bをラセン状に巻回した複合糸条により構
成され、緯糸は、前記フィラメン1−(B)からなる糸
条2Cにより構成されている。
?4造物の一例を示すもので、図中の1が耐熱性累月か
らなる高強度高モジュラスフィラメン!へ(A)からな
る糸条、2a、2b及び2cはそれぞれ低融点の熱可塑
性重合体フィラメン1−(B)からなる糸条である。図
示の構造物にJ′3いて、経糸は、前記フィラメン1〜
(A>からなる糸条1ど前記フィラメント(B)からな
る糸条2aとを引揃え、これ前記フィラメント(B)か
らなる糸条2bをラセン状に巻回した複合糸条により構
成され、緯糸は、前記フィラメン1−(B)からなる糸
条2Cにより構成されている。
本発明において、複合繊維構造物におけるフィラメン1
〜(A>とフィラメント(B)との交織割合は、成型後
の複合材の用途によって適宜選択づべきであるが、一般
に、フィラメンhA/’Bの重量比にして、20/ 8
0〜80/ 20の範囲がよい。一般に60/40〜3
0/ 70が好ましく、特に50/ 50〜40/60
が最適である。織物の目イ4も、成型後の複合材の用途
によって異るが、通常、100〜1ooo9/尻が適当
である。
〜(A>とフィラメント(B)との交織割合は、成型後
の複合材の用途によって適宜選択づべきであるが、一般
に、フィラメンhA/’Bの重量比にして、20/ 8
0〜80/ 20の範囲がよい。一般に60/40〜3
0/ 70が好ましく、特に50/ 50〜40/60
が最適である。織物の目イ4も、成型後の複合材の用途
によって異るが、通常、100〜1ooo9/尻が適当
である。
また、フイラメン1〜(△)の好ましい太さや糸条構成
単糸数等は、その素材に応じて変化するが、炭素繊紺、
1ラミック繊維、ガラス繊維等の場合は、単糸直径5〜
12μ程度、糸条構成本数1000〜10000本が好
ましく、アラミドlIi紺、アリレー1゛繊維の場合は
単糸デニール1〜5dc/fit 、糸条(全)アニー
ル100 (1〜5000dcが好ましい。
単糸数等は、その素材に応じて変化するが、炭素繊紺、
1ラミック繊維、ガラス繊維等の場合は、単糸直径5〜
12μ程度、糸条構成本数1000〜10000本が好
ましく、アラミドlIi紺、アリレー1゛繊維の場合は
単糸デニール1〜5dc/fit 、糸条(全)アニー
ル100 (1〜5000dcが好ましい。
一方、フィラメント(B)は、熟成型時の溶融性を考慮
して、■糸デニールは小さい方がよく、3〜10de/
fil程度が好ましい。フィラメント数は、第1図の
場合糸条2aを100〜1000本、糸条2b及び20
を10〜100本とするのが好ましい。
して、■糸デニールは小さい方がよく、3〜10de/
fil程度が好ましい。フィラメント数は、第1図の
場合糸条2aを100〜1000本、糸条2b及び20
を10〜100本とするのが好ましい。
なお、第1図の例では、経糸として、フィラメント(A
)からなる糸条1とフイラメン1−(B)からなる糸条
2aとをそれぞれ1本ずつ引揃えたものを使用している
が、例えば糸条1を2〜3本と糸条2aの1〜2本とを
引揃え′Cもよい。
)からなる糸条1とフイラメン1−(B)からなる糸条
2aとをそれぞれ1本ずつ引揃えたものを使用している
が、例えば糸条1を2〜3本と糸条2aの1〜2本とを
引揃え′Cもよい。
また、フィラメンh(B)には、必要に応じて、顔料、
111燃剤、充填剤等を含んでもよい。
111燃剤、充填剤等を含んでもよい。
発明の作用・効果
以上のような本発明の複合m維構造物は、これをフィラ
メン1−(B)の融点以上の温度で加熱プレス成型づる
ことにより、構造物中のフィラメン1−(B)が完全に
溶融し、熱可塑性重合体の71〜リツクス中に補強材と
なるフィラメント(A)が一方向に配列した複合材(コ
ンポジット)が形成される。従って、本発明の複合繊維
構造物を複数枚、経糸の方向が直交するように順次積層
して加熱プレス成型すると、補強材となるフィラメント
が縦横両方向に配列した強靭な補強材(コンポジット)
とすることができる。
メン1−(B)の融点以上の温度で加熱プレス成型づる
ことにより、構造物中のフィラメン1−(B)が完全に
溶融し、熱可塑性重合体の71〜リツクス中に補強材と
なるフィラメント(A)が一方向に配列した複合材(コ
ンポジット)が形成される。従って、本発明の複合繊維
構造物を複数枚、経糸の方向が直交するように順次積層
して加熱プレス成型すると、補強材となるフィラメント
が縦横両方向に配列した強靭な補強材(コンポジット)
とすることができる。
そして、本発明の複合繊維構造物は、従来の熱硬化性樹
脂を用いたプリプレグのような諸問題がなく、しかも成
型が極めて容易であるため、Il維補強複合Hの中間製
品として、種々の用途に広く使用することができる。
脂を用いたプリプレグのような諸問題がなく、しかも成
型が極めて容易であるため、Il維補強複合Hの中間製
品として、種々の用途に広く使用することができる。
実施例
次に、本発明を実施例によりさらに訂細に説明づる。
実施例1
ポリアクリロニ1〜リルを原料とする市販の炭素繊維か
らなるマルチフィラメント糸条[■] (強度199
/ de、モジュラス1400g/ de、糸条繊度1
800de/ 3000f i l )及び、ポリブチ
レンテレフタレートを紡糸引取速度2500m /分で
溶8#A紡糸した未延伸ポリブチレンチレフタレ−1〜
マルヂフィラメン1〜糸条[■] (糸条vA度300
de /60fil 、 DSCT−i11定した融点
225℃)を用いて、本発明の複合Ili紺構造物を製
造した。
らなるマルチフィラメント糸条[■] (強度199
/ de、モジュラス1400g/ de、糸条繊度1
800de/ 3000f i l )及び、ポリブチ
レンテレフタレートを紡糸引取速度2500m /分で
溶8#A紡糸した未延伸ポリブチレンチレフタレ−1〜
マルヂフィラメン1〜糸条[■] (糸条vA度300
de /60fil 、 DSCT−i11定した融点
225℃)を用いて、本発明の複合Ili紺構造物を製
造した。
まず、経糸用の糸条として、マルチフィラメント糸条[
112本とマル糸条ィシメンl−系条[11]を5本合
撚した糸条[1[’]2本とを引揃え、その周りにマル
チフィラメン1−系条[II]を1本ラセン状に巻回し
て集束性を与えた複合糸を形成した。
112本とマル糸条ィシメンl−系条[11]を5本合
撚した糸条[1[’]2本とを引揃え、その周りにマル
チフィラメン1−系条[II]を1本ラセン状に巻回し
て集束性を与えた複合糸を形成した。
次に、これを経糸とし、マルチフィラメント糸条[II
]を緯糸として粗い間隔(20本/インチ)で打込み、
目(1500g / rd、の混繊物を得た。この混繊
物におけるマルチフィラメント糸条[I]どマルチフィ
ラメン1−系条[nlとの重量割合は[I ] / [
I ] −40760であった。
]を緯糸として粗い間隔(20本/インチ)で打込み、
目(1500g / rd、の混繊物を得た。この混繊
物におけるマルチフィラメント糸条[I]どマルチフィ
ラメン1−系条[nlとの重量割合は[I ] / [
I ] −40760であった。
この混繊物からなる本発明の複合繊維構造物を互いに直
交する方向に4枚重ね合け、250°Cの加熱プレスで
加熱加圧したところ、マルチフィシメン1〜糸条Lit
]のポリブヂレンテレフタレートは完全に溶融してマル
チフィラメント糸条[I]の間隙を満たし−C板状とな
り、ポリブヂレンテレフタレ−1・の71−リツクス中
に炭M繊維が互違いに直交するように配列しでいる複合
板(=Jンポジツl〜)が得られた。
交する方向に4枚重ね合け、250°Cの加熱プレスで
加熱加圧したところ、マルチフィシメン1〜糸条Lit
]のポリブヂレンテレフタレートは完全に溶融してマル
チフィラメント糸条[I]の間隙を満たし−C板状とな
り、ポリブヂレンテレフタレ−1・の71−リツクス中
に炭M繊維が互違いに直交するように配列しでいる複合
板(=Jンポジツl〜)が得られた。
この複合板は、引張強度、l11g強度、 1li4屈
曲性とも、きわめて良好なものであった。
曲性とも、きわめて良好なものであった。
第1図は、本発明の熱成型用複合繊維構造物の一例を示
す平面見取図である。図中の1は耐熱性素材からなる高
強力高モジュラスフィラメン1〜(Δ)からなる糸条、
2a、2b及び2Cはそれぞれ成型温度で溶融する熱可
塑性重合体フィラメント〈B)からなる糸条を示ず。 第1図 ?a 手続補正書輸発) 昭和59年 8月78日 1寺貫午庁長′自1役 1、事件の表示 特願昭 5′F3150344 号 2、発明の名称 熟成型用複合繊維構造物 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 大阪府大阪市東区南本町1丁目11番地(300>帝人
株式会社 代表者 岡 本 佐 四 部 4、代 理 人 東京都千代l]区内幸町2丁目1番1
号(飯野 ビル) 帝 人 株 式 会 社内 明 細 書 1、発明の名称 熱成型用複合繊維構造物 2、特許請求の範囲 (1) 耐熱性素材からなる高強度高モジユラスフィラ
メントL(△)及び成型温度で溶融する低融点の熱可塑
性合成重合体フィラメントM(B)を経糸に用い、前記
低融点の熱可塑性重合体フィラメントL (B )から
なる緯糸を粗い間隔で打込lυでスダレ織物状に構成し
たことを特徴どづる熱成型用複合繊維構造物。 (2)耐熱性素材からなる高強度高モジユラスフィラメ
ントL (A )が、炭素繊維、セラミック繊維。 ガラスsiH,ボリアリレートm M 、アラミド繊維
からなる群より選ばれた少くとも1PJのフィラメント
秦−である特許請求の範囲第(1)項記載の熱成型用複
合繊維構造物。 (3)低融点の熱可塑性重合体フィラメン1j(B)が
、融+気270℃以下のポリ1ステル又はポリアミドの
未延伸フィラメント恋−又は部分配向フィラメント糸−
である特許請求の範囲第(1)項記載の熟成型用複合繊
維構造物。 (4)経糸が、耐熱性素材からなる高強度高モジユラス
フィラメン1〜糸(A>と低融点の熱可塑性重合体フィ
ラメントL(B)とを引揃えると共に該引揃え糸の周囲
に低融点の熱可塑性重合体フィラメントL(B )を1
回させた複合糸である特許請求の範囲第(1)項記載の
熟成型用複合!lFL構造物。 (5)複合繊維構造物における耐熱性素材からなる高強
度高モジュラス繊維の占める割合が、20〜80重量%
である特許請求の範囲第(1)項記載の熱成型用複合繊
維構造物。 3、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、新規な熱成型用複合繊維構造物に関する。更
に詳しくは、熱成型によって熱可塑性重合体をマトリッ
クスとし高強度高モジユラスフィラメント糸を補強材と
覆る複合体となし得る、新規な熟成型用複合繊維構造物
に関する。 従来技術 例えば、炭素繊維、ボリアリレート繊維あるいはポリ(
パラフェニレンテレフタルアミド)繊維のようなパラ配
向の全芳香族ポリアミド繊維等の耐熱性を有する高強度
高モジュラス繊維を補強材とし、土ポキシ樹脂、不飽和
ポリXLスプル樹脂等の熱硬化性樹脂をマトリックスと
り゛る複合材(コンボジッ1〜)は、従来がら広く使用
され′Cいる。 かかる複合材の中間製品としては、プリプレグが使用さ
れ−Cいるが、従来のプリプレグは、(1)プリプレグ
を一20℃程度の低温で貯蔵し、かつ輸送しな【ノれば
ならない。 (2) プリプレグが経時変化するため、保存期間は高
々3〜5ケ月であり、長期の貯蔵に耐えない。 (3) 成形加工に要りる時間が長い。 (4) プリプレグが脆いため、取扱いに特別の注意を
要する。 という問題がある。 発明の目的 本発明者らは、前述のような従来のプリプレグの諸問題
を解決すべく研究の結果、ある分野においては熱可塑性
重合体をマトリックスとする複合材(コンポジット)で
も十分に有用であることを知見した。本発明は、かかる
知見に基づくもので、熱成型によっC容易に良好な複合
材となし得る繊維構造物を提供することを主たる目的と
するものである。 発明の構成 前述の目的を達成し得る本発明の繊維構造物は、耐熱性
素材からなる高強度高モジユラスフィラメント糸(Δ)
及び成型温度で溶融する低融点の熱可塑性重合体フィラ
メント糸(B)を経糸に用い、前記低融点の熱可塑性フ
ィラメント糸(B)からなる緯糸を粗い間隔で打込んで
スダレ織物状に構成したことを特徴とする、熱成型によ
って熱可塑性重合体のマトリックス中に前記高強度高モ
ジユラスフィラメント糸(A)の補強材が配列している
複合材となし得る、熟成型用複合II維構造物Cある。 本発明のm維構造物を構成覆る「耐熱性素材からなる高
強度高モジユラスフィラメント糸(A)」は、250℃
の温度でも安定な、無機材料又は耐熱性合成高分子重合
体からなる、強度20g/de以上、初期モジュラス3
00g/de以上のマルチフィラメント糸をいう。 このようなフィラメント糸としては、例えば(1)ポリ
アクリロニトリル繊維又はピッチ繊維を原料とJる高性
能炭素繊維、(2)アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維のよ
うなセラミック繊維、(3)ガラス繊維。 (4)ボリアリレート繊維9例えばポリ(クロロ−1,
4−フェニレンエチルジオキシ−4,41−ジベンゾエ
ート/プレフタレート)やビスフェノールAとテレフタ
ル酸及びイソフタル、酸とからのボリアリレー1〜繊維
、(5)アラミドm維2例えばポリ(パラフェニレンテ
レフタルアミド)繊維、2,7−ジアミツフエナンスリ
ドン、2−7−ジアミツフルオレノンのテレフタラミド
からなるアラミドの!1 tilt等からなるフィラメ
ント糸が使用される。 一方、低融点の熱可塑性重合体フィラメント(B)とし
ては、熱成型温度で完全に溶融し得るマルチフィラメン
ト糸であれば何れでもよいが、本発明者らの研究によれ
ば、融点が270℃以下、好ましくは250°C以下の
ナイロン6を主体とづる脂肪族ポリアミドの未延伸糸又
は部分配向糸(POY)及びポリブチレンチレフタレ−
1〜やポリ(エチレンテレフタレート/イソフタレート
)等のポリニスデルの未延伸糸又は部分配向糸(POY
)が、熱成型時における溶融性及び溶融しl〔ポリマー
の流動性が良好であるので好ましい。 前記のフィラメント糸(A)及びフィラメント糸(B)
は、それぞれ1種ずつ使用してもよいが、2種以上併用
してもよい。 本発明の構造物は、経糸として、前記フィラメント糸(
A)とフィラメント糸(B)との両方を併用し、緯糸と
して、前記フィラメント糸(B)のみを使用して、該緯
糸を粗い間隔で打込んでスダレ繊状となしたものである
。 経糸においては、できるだけフィシメン1〜糸(A>同
士が密接しないように、フィシメン1〜糸(A)とフィ
ラメント糸(B)とを交互に配置するのかりずましい。 特に、フィラメント糸(A>とフィラメント糸(B)と
を引揃え、この引揃え糸の周りにフィラメント糸(B)
を捲回させて経糸としての集束性を与えると共に、フィ
ラメント糸(A)同士が密接しないようにするのが最適
である。 第1図は、このように織成した本発明の複合繊維構造物
の一例を示すもので、図中の1が耐熱性素材からなる高
強度高モジユラスフィラメント糸(△)からなる糸条、
2a、2b及び2Gはそれぞれ低融点の熱可塑性重合体
フィラメント糸(B)からなる糸条である。図示の構造
物において、経糸は、前記フィラメン1へ糸(△)から
なる糸条1と前記フィラメン1〜糸(B)からなる糸条
2aとを引揃え、これ前記フィラメント糸(B)からな
る糸条21)をラレン状に捲回した複合糸条により構成
され、緯糸は、前記フィラメント糸(B)からなる糸条
2Cにより構成されている。 本発明において、複合繊維構造物におけるフィラメント
糸(A>とフィラメント糸(B)との交織割合は、成型
後の複合材の用途によつ゛C適宜選択すべきであるが、
一般に、フィラメントA/Bの重量比にして、20/
80〜80/ 20の範囲がよい。 一般に60/ 40〜30/ 70が好ましく、特に5
0150〜40/ 60が最適である。織物の目イ」も
、成型後の複合材の用途によって異るが、通常、100
〜1000(j/尻が適当である。 また、フィラメント糸(A)の好ましい太さや構成単繊
維数等は、その素材に応じて変化り゛るが、炭素繊維、
セラミック繊維、ガラス繊維等の場合は、単糸直径5〜
12μ程度、構成単繊維数1000〜10000本が好
ましく、アラミド繊維、アリレート繊維の場合は単糸デ
ニール1〜5de/fil 、糸デニール(全デニール
) 1ooo〜5000deか好ましい。 一方、フィラメント糸(B)は、熱成型時の溶融性を考
慮しC1単糸デニールは小さい方がよく、3〜10de
/ f i l程度が好ましい。構成単繊維数は、第1
図の場合、糸条2aでは100〜1000本、糸条2b
及び2Cでは10〜100本とりるのが好ましい。 なお、第1図の例では、経糸として、フイラメント糸(
△)からなる糸条1とフィラメント糸([3)からなる
糸−条2aとをそれぞれ1本ずつ引揃えたものを使用し
ているが、例えば糸条1を2〜3木ど糸条2aの1〜2
木とを引揃えてもよい。 また、フィラメント糸(B)には、必要に応じ′C1顔
料、難燃剤、充填剤等を含/vでもよい。 発明の作用・効果 以上のような本発明の複合繊維m込物は、口れをフィラ
メント糸(B)の融点以上の温度で加熱プレス成型づる
ことにより、構造物中のフィラメント糸<8)が完全に
溶融し、熱可塑性重合体の71〜リツクス中に補強材と
なるフィラメン(〜糸(A)が一方向に配列した複合材
(コンポジット)が形成される。従って、本発明の複合
wI維椙構造を複数枚、経糸の方向が直交するように順
次積層して加熱プレス成型すると、補強材となるフィラ
メント糸が縦横両方向に配列した強靭な補強材(コンボ
ジッ1〜)とJることかできる。 そしC1本発明の複合繊維構造物は、従来の熱硬化性樹
脂を用いたプリプレグのような諸問題がなく、しかも成
型が極めて容易である/Cめ、綴紐補強複合材の中1?
!l製品として、種々の用途に広く使用づることができ
る。 実施例 次に、本発明を実施例によりざらに1細に説明する。 実施例1 ポリアクリ[に1〜リルを原わ1とづる市販の炭素繊維
からなるマルチフィラメント糸[工1 (強度19!?
/ da、七ジコラス1400g/de、 NyA度
1800de/3000fil )及び、ポリブチレン
チレフタレ−1−を紡糸引取速度2500m/分で溶融
紡糸した未延伸ポリブヂレンテレフタレートマルヂフィ
ラメン1〜糸[■1 〈繊度300de /60fil
、 D S Cで測定した融点225℃)を用いて、
本発明の複合繊維構造物を製造した。 まず、経糸用どじで1マルチフイラメン1〜糸[112
本とマルチフィラメント糸[n]を5本合撚した糸[I
I’]2本とを引揃え、その周りにマルチフィラメン1
へ糸[■]を1本ラセン状に捲回して集束性を与えた複
合糸を形成した。 次に、これを経糸とし、マルチフィラメント糸[n]を
緯糸どして粗い間隔(20本/インチ)で打込み、目(
t 500q/ rtlの混繊物を得た。この混繊物に
おりるマルチフィラメント糸[IIとマルチフィラメン
ト糸[1■]との重量割合は[1]/[n ] = 4
0/60であった。 この混繊物からなる本発明の複合繊維構造物を互いに自
交する方向に4枚重ね合せ、250℃の加熱プレスで加
熱加圧したところ、マルチフィシメン1−系[II ]
の]ポリブチレンチレフタレー1は完全に溶融してマル
チフィラメント糸[IIの間隙を満たして板状となり、
ポリブチレンチレフタレ−1〜の71〜リツクス中に炭
素mHがη違いに直交づるように配列している複合板(
コンボジッ1〜)が得られた。 この複合板は、引張側し衝撃強度、耐屈曲性とも、きわ
めて良好なものであった。 4、図面の簡単な説明 第1図は、本発明の熱成型用複合繊維構造物の一例を示
す平面見取図である。図中の1は耐熱性素材からなる高
強力高モジユラスフィラメント糸(A)からなる糸条、
2 a、 2 b及び2cはそれぞれ成型温度で溶融す
る熱可塑性重合体フィシメン1〜糸(B)からなる糸条
を示づ。 特許出願人 帝 人 株 式 会 社
す平面見取図である。図中の1は耐熱性素材からなる高
強力高モジュラスフィラメン1〜(Δ)からなる糸条、
2a、2b及び2Cはそれぞれ成型温度で溶融する熱可
塑性重合体フィラメント〈B)からなる糸条を示ず。 第1図 ?a 手続補正書輸発) 昭和59年 8月78日 1寺貫午庁長′自1役 1、事件の表示 特願昭 5′F3150344 号 2、発明の名称 熟成型用複合繊維構造物 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 大阪府大阪市東区南本町1丁目11番地(300>帝人
株式会社 代表者 岡 本 佐 四 部 4、代 理 人 東京都千代l]区内幸町2丁目1番1
号(飯野 ビル) 帝 人 株 式 会 社内 明 細 書 1、発明の名称 熱成型用複合繊維構造物 2、特許請求の範囲 (1) 耐熱性素材からなる高強度高モジユラスフィラ
メントL(△)及び成型温度で溶融する低融点の熱可塑
性合成重合体フィラメントM(B)を経糸に用い、前記
低融点の熱可塑性重合体フィラメントL (B )から
なる緯糸を粗い間隔で打込lυでスダレ織物状に構成し
たことを特徴どづる熱成型用複合繊維構造物。 (2)耐熱性素材からなる高強度高モジユラスフィラメ
ントL (A )が、炭素繊維、セラミック繊維。 ガラスsiH,ボリアリレートm M 、アラミド繊維
からなる群より選ばれた少くとも1PJのフィラメント
秦−である特許請求の範囲第(1)項記載の熱成型用複
合繊維構造物。 (3)低融点の熱可塑性重合体フィラメン1j(B)が
、融+気270℃以下のポリ1ステル又はポリアミドの
未延伸フィラメント恋−又は部分配向フィラメント糸−
である特許請求の範囲第(1)項記載の熟成型用複合繊
維構造物。 (4)経糸が、耐熱性素材からなる高強度高モジユラス
フィラメン1〜糸(A>と低融点の熱可塑性重合体フィ
ラメントL(B)とを引揃えると共に該引揃え糸の周囲
に低融点の熱可塑性重合体フィラメントL(B )を1
回させた複合糸である特許請求の範囲第(1)項記載の
熟成型用複合!lFL構造物。 (5)複合繊維構造物における耐熱性素材からなる高強
度高モジュラス繊維の占める割合が、20〜80重量%
である特許請求の範囲第(1)項記載の熱成型用複合繊
維構造物。 3、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、新規な熱成型用複合繊維構造物に関する。更
に詳しくは、熱成型によって熱可塑性重合体をマトリッ
クスとし高強度高モジユラスフィラメント糸を補強材と
覆る複合体となし得る、新規な熟成型用複合繊維構造物
に関する。 従来技術 例えば、炭素繊維、ボリアリレート繊維あるいはポリ(
パラフェニレンテレフタルアミド)繊維のようなパラ配
向の全芳香族ポリアミド繊維等の耐熱性を有する高強度
高モジュラス繊維を補強材とし、土ポキシ樹脂、不飽和
ポリXLスプル樹脂等の熱硬化性樹脂をマトリックスと
り゛る複合材(コンボジッ1〜)は、従来がら広く使用
され′Cいる。 かかる複合材の中間製品としては、プリプレグが使用さ
れ−Cいるが、従来のプリプレグは、(1)プリプレグ
を一20℃程度の低温で貯蔵し、かつ輸送しな【ノれば
ならない。 (2) プリプレグが経時変化するため、保存期間は高
々3〜5ケ月であり、長期の貯蔵に耐えない。 (3) 成形加工に要りる時間が長い。 (4) プリプレグが脆いため、取扱いに特別の注意を
要する。 という問題がある。 発明の目的 本発明者らは、前述のような従来のプリプレグの諸問題
を解決すべく研究の結果、ある分野においては熱可塑性
重合体をマトリックスとする複合材(コンポジット)で
も十分に有用であることを知見した。本発明は、かかる
知見に基づくもので、熱成型によっC容易に良好な複合
材となし得る繊維構造物を提供することを主たる目的と
するものである。 発明の構成 前述の目的を達成し得る本発明の繊維構造物は、耐熱性
素材からなる高強度高モジユラスフィラメント糸(Δ)
及び成型温度で溶融する低融点の熱可塑性重合体フィラ
メント糸(B)を経糸に用い、前記低融点の熱可塑性フ
ィラメント糸(B)からなる緯糸を粗い間隔で打込んで
スダレ織物状に構成したことを特徴とする、熱成型によ
って熱可塑性重合体のマトリックス中に前記高強度高モ
ジユラスフィラメント糸(A)の補強材が配列している
複合材となし得る、熟成型用複合II維構造物Cある。 本発明のm維構造物を構成覆る「耐熱性素材からなる高
強度高モジユラスフィラメント糸(A)」は、250℃
の温度でも安定な、無機材料又は耐熱性合成高分子重合
体からなる、強度20g/de以上、初期モジュラス3
00g/de以上のマルチフィラメント糸をいう。 このようなフィラメント糸としては、例えば(1)ポリ
アクリロニトリル繊維又はピッチ繊維を原料とJる高性
能炭素繊維、(2)アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維のよ
うなセラミック繊維、(3)ガラス繊維。 (4)ボリアリレート繊維9例えばポリ(クロロ−1,
4−フェニレンエチルジオキシ−4,41−ジベンゾエ
ート/プレフタレート)やビスフェノールAとテレフタ
ル酸及びイソフタル、酸とからのボリアリレー1〜繊維
、(5)アラミドm維2例えばポリ(パラフェニレンテ
レフタルアミド)繊維、2,7−ジアミツフエナンスリ
ドン、2−7−ジアミツフルオレノンのテレフタラミド
からなるアラミドの!1 tilt等からなるフィラメ
ント糸が使用される。 一方、低融点の熱可塑性重合体フィラメント(B)とし
ては、熱成型温度で完全に溶融し得るマルチフィラメン
ト糸であれば何れでもよいが、本発明者らの研究によれ
ば、融点が270℃以下、好ましくは250°C以下の
ナイロン6を主体とづる脂肪族ポリアミドの未延伸糸又
は部分配向糸(POY)及びポリブチレンチレフタレ−
1〜やポリ(エチレンテレフタレート/イソフタレート
)等のポリニスデルの未延伸糸又は部分配向糸(POY
)が、熱成型時における溶融性及び溶融しl〔ポリマー
の流動性が良好であるので好ましい。 前記のフィラメント糸(A)及びフィラメント糸(B)
は、それぞれ1種ずつ使用してもよいが、2種以上併用
してもよい。 本発明の構造物は、経糸として、前記フィラメント糸(
A)とフィラメント糸(B)との両方を併用し、緯糸と
して、前記フィラメント糸(B)のみを使用して、該緯
糸を粗い間隔で打込んでスダレ繊状となしたものである
。 経糸においては、できるだけフィシメン1〜糸(A>同
士が密接しないように、フィシメン1〜糸(A)とフィ
ラメント糸(B)とを交互に配置するのかりずましい。 特に、フィラメント糸(A>とフィラメント糸(B)と
を引揃え、この引揃え糸の周りにフィラメント糸(B)
を捲回させて経糸としての集束性を与えると共に、フィ
ラメント糸(A)同士が密接しないようにするのが最適
である。 第1図は、このように織成した本発明の複合繊維構造物
の一例を示すもので、図中の1が耐熱性素材からなる高
強度高モジユラスフィラメント糸(△)からなる糸条、
2a、2b及び2Gはそれぞれ低融点の熱可塑性重合体
フィラメント糸(B)からなる糸条である。図示の構造
物において、経糸は、前記フィラメン1へ糸(△)から
なる糸条1と前記フィラメン1〜糸(B)からなる糸条
2aとを引揃え、これ前記フィラメント糸(B)からな
る糸条21)をラレン状に捲回した複合糸条により構成
され、緯糸は、前記フィラメント糸(B)からなる糸条
2Cにより構成されている。 本発明において、複合繊維構造物におけるフィラメント
糸(A>とフィラメント糸(B)との交織割合は、成型
後の複合材の用途によつ゛C適宜選択すべきであるが、
一般に、フィラメントA/Bの重量比にして、20/
80〜80/ 20の範囲がよい。 一般に60/ 40〜30/ 70が好ましく、特に5
0150〜40/ 60が最適である。織物の目イ」も
、成型後の複合材の用途によって異るが、通常、100
〜1000(j/尻が適当である。 また、フィラメント糸(A)の好ましい太さや構成単繊
維数等は、その素材に応じて変化り゛るが、炭素繊維、
セラミック繊維、ガラス繊維等の場合は、単糸直径5〜
12μ程度、構成単繊維数1000〜10000本が好
ましく、アラミド繊維、アリレート繊維の場合は単糸デ
ニール1〜5de/fil 、糸デニール(全デニール
) 1ooo〜5000deか好ましい。 一方、フィラメント糸(B)は、熱成型時の溶融性を考
慮しC1単糸デニールは小さい方がよく、3〜10de
/ f i l程度が好ましい。構成単繊維数は、第1
図の場合、糸条2aでは100〜1000本、糸条2b
及び2Cでは10〜100本とりるのが好ましい。 なお、第1図の例では、経糸として、フイラメント糸(
△)からなる糸条1とフィラメント糸([3)からなる
糸−条2aとをそれぞれ1本ずつ引揃えたものを使用し
ているが、例えば糸条1を2〜3木ど糸条2aの1〜2
木とを引揃えてもよい。 また、フィラメント糸(B)には、必要に応じ′C1顔
料、難燃剤、充填剤等を含/vでもよい。 発明の作用・効果 以上のような本発明の複合繊維m込物は、口れをフィラ
メント糸(B)の融点以上の温度で加熱プレス成型づる
ことにより、構造物中のフィラメント糸<8)が完全に
溶融し、熱可塑性重合体の71〜リツクス中に補強材と
なるフィラメン(〜糸(A)が一方向に配列した複合材
(コンポジット)が形成される。従って、本発明の複合
wI維椙構造を複数枚、経糸の方向が直交するように順
次積層して加熱プレス成型すると、補強材となるフィラ
メント糸が縦横両方向に配列した強靭な補強材(コンボ
ジッ1〜)とJることかできる。 そしC1本発明の複合繊維構造物は、従来の熱硬化性樹
脂を用いたプリプレグのような諸問題がなく、しかも成
型が極めて容易である/Cめ、綴紐補強複合材の中1?
!l製品として、種々の用途に広く使用づることができ
る。 実施例 次に、本発明を実施例によりざらに1細に説明する。 実施例1 ポリアクリ[に1〜リルを原わ1とづる市販の炭素繊維
からなるマルチフィラメント糸[工1 (強度19!?
/ da、七ジコラス1400g/de、 NyA度
1800de/3000fil )及び、ポリブチレン
チレフタレ−1−を紡糸引取速度2500m/分で溶融
紡糸した未延伸ポリブヂレンテレフタレートマルヂフィ
ラメン1〜糸[■1 〈繊度300de /60fil
、 D S Cで測定した融点225℃)を用いて、
本発明の複合繊維構造物を製造した。 まず、経糸用どじで1マルチフイラメン1〜糸[112
本とマルチフィラメント糸[n]を5本合撚した糸[I
I’]2本とを引揃え、その周りにマルチフィラメン1
へ糸[■]を1本ラセン状に捲回して集束性を与えた複
合糸を形成した。 次に、これを経糸とし、マルチフィラメント糸[n]を
緯糸どして粗い間隔(20本/インチ)で打込み、目(
t 500q/ rtlの混繊物を得た。この混繊物に
おりるマルチフィラメント糸[IIとマルチフィラメン
ト糸[1■]との重量割合は[1]/[n ] = 4
0/60であった。 この混繊物からなる本発明の複合繊維構造物を互いに自
交する方向に4枚重ね合せ、250℃の加熱プレスで加
熱加圧したところ、マルチフィシメン1−系[II ]
の]ポリブチレンチレフタレー1は完全に溶融してマル
チフィラメント糸[IIの間隙を満たして板状となり、
ポリブチレンチレフタレ−1〜の71〜リツクス中に炭
素mHがη違いに直交づるように配列している複合板(
コンボジッ1〜)が得られた。 この複合板は、引張側し衝撃強度、耐屈曲性とも、きわ
めて良好なものであった。 4、図面の簡単な説明 第1図は、本発明の熱成型用複合繊維構造物の一例を示
す平面見取図である。図中の1は耐熱性素材からなる高
強力高モジユラスフィラメント糸(A)からなる糸条、
2 a、 2 b及び2cはそれぞれ成型温度で溶融す
る熱可塑性重合体フィシメン1〜糸(B)からなる糸条
を示づ。 特許出願人 帝 人 株 式 会 社
Claims (5)
- (1) 耐熱性素材からなる高強度高モジユラスフィラ
メント(Δ)及び成型温度で溶融する低融点の熱可塑性
合成重合体フィラメント(B)を経糸に用い、前記低融
点の熱可塑性重合体フィラメント(B)からなる緯糸を
粗い間隔で打込んでスダレ織物状に構成したことを¥f
徴とする熱成型用複合繊維構造物。 - (2)耐熱性素材からなる高強度高モジュラスフィラメ
ンh(A)が、炭素繊維、セラミック繊維。 ガラス繊維、ボリアリレート繊維、アラミド繊維からな
る群より選ばれた少くとも1種のフィラメン1へである
特許請求の範囲第(1)項記載の熟成型用複合ll維構
造物。 - (3) 低融点の熱可塑性重合体フィラメント(B)が
、融点250℃以下のポリエステル又はポリアミドの未
延伸フィラメント又は部分配向フィラメントである特許
請求の範囲第(1)項記載の熱成型用複合繊維構造物。 - (4) 経糸が、耐熱性素材からなる高強度高モジユラ
スフィラメント(A>と低融点の熱可塑性重合体フィラ
メント(B)とを引揃えると共に該引揃え糸の周囲に低
融点の熱可塑性手合体フィラメント(B)を巻回させた
複合糸である特許請求の範囲第(1)項記載の熱成型用
複合繊維構造物。 - (5) 複合繊維構造物におりる耐熱性素材からなる高
強度高モジコラス繊維の占める割合が、20〜80重量
%である特許請求の範囲第(1)項記載の熱成型用複合
繊維構造物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58150344A JPS6045632A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 熱成型用複合繊維構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58150344A JPS6045632A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 熱成型用複合繊維構造物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6045632A true JPS6045632A (ja) | 1985-03-12 |
JPH0130934B2 JPH0130934B2 (ja) | 1989-06-22 |
Family
ID=15494938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58150344A Granted JPS6045632A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 熱成型用複合繊維構造物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6045632A (ja) |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH01111037A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-27 | Toyobo Co Ltd | 成形用複合繊維布帛 |
JPH01139842A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-01 | Toyobo Co Ltd | 複合成形用シート及びその製造方法 |
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