树脂包覆增强纤维丝的制造方法技术

由增强纤维和热可塑性树脂形成的丝，可简单高效地生产出纺织性，制线性良好的增强纤维丝，用该增强纤维丝可以生产出赋形性好且难以发生含浸不良的织物或成型材料。在由多个增强用连续纤维形成的纤维束外周包覆热可塑性树脂，使它基本上不含浸到纤维束内部形成增强纤维丝。其制法是在增强纤维束１的周围，将熔融的热可塑性树脂１４挤压成圆筒状，在无压力状态下接触包覆在纤维束１的外周制成增强纤维丝５。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于为在连续纤维上形成增强的热可塑性树脂成形体用的树脂包覆增强纤维丝，使用了该树脂包覆增强纤维丝的成形材料，及，该树脂包覆增强纤维丝的制造方法。过去，在连续纤维上增强热可塑性树脂成形体由于具有很大增强效果的优点，广泛地被利用。为了制成这种连续纤维增强热可塑性树脂成形体，通常采用将热可塑性树脂含浸在增强纤维上、形成积层，进行加热加压而成形的方法，在增强纤维丝上形成的织物和热可塑性树脂膜相互交叉进行积层，加热加压成形的方法，或者，将增强纤维丝和热可塑性树脂纤维丝的编织物进行积层，加热加压成形的方法等。但是，作为积层材料使用薄膜或薄板时，进行立体形状成形时的成形性不好。再有，使用织物时，对于增强纤维树脂含浸性不好，特别是在织物内增强纤维相互交点处，树脂含浸性更加不好。另外，在编织增强纤维丝时，纤维很容易受到损伤，构成一个增强纤维丝的单纤维数不能太多(例如，用单丝径为7μm的玻璃纤维，限度为6000根左右)，不能做到增加单纤维数来提高生产率。因此，为了改善树脂含浸性，提出了可制作成含有预增强用的连续纤维和热可塑性树脂的丝(束、纱等)，用这种丝制作成织物，把这种织物作成形材料使用。作为这种丝有以下提案。(a)将增强用连续纤维和热可塑性树脂纤维，以纤维状绞合作成的预塑纱。(b)将增强用连续纤维和热可塑性树脂纤维，以纤维状，进行精梳作成的预塑纱。(c)将热可塑性树脂粉末用兀电等办法吸附在增强用连接纤维上，制作成的预纱(d)将增强用连续纤维通过热可塑性树脂熔融槽，制作成的予塑束。(e)在含有增强用连续纤维和热可塑性树脂纤维的芯外围，以高压提供热可塑性树脂，使之在芯内含浸的同时形成包覆的合成丝(特表平6-506643号公报)。然而，上述(a)～(e)所示的过去的丝分别存在以下问题。(a)的预塑纱，需要热可塑性材料树脂的纺丝工序，和增强纤维的合捻工序，费用较高。而且在该合捻工序和后面的工序纺织、制线等工序中，易损伤增强纤维。在预塑纱的交点处容易产生含浸不良现象。(b)的预塑纱，需要热可塑性树脂的纺丝工序，和增强纤维的合捻工序，费用较高。而且，在合捻和纺织、制线等工序中，增强纤维损伤很大。(c)的预塑纱，树粉末吸附不均匀，难以控制树脂量，在纺织、制线等工程中，增强纤维损伤很大。(d)的预塑纱，在预塑束中缺乏柔性，不能纺织，制线，此外，生产率也低。(e)的合成丝，需要热可塑性树脂的纺丝工序、和增强纤维的合丝工序，费用很高。由于包覆树脂大量地浸入内部，变硬，难以纺织和制线。本专利技术 于过去的种种问题而研制的，其目的在于提供一种由增强纤维和热可塑性树脂形成的丝，可简便地制造，生产率良好，容易纺织，制线、并具有柔性，可防止在纺织，制线等工序中损伤增强纤维，并提供其制造方法。本专利技术的另一目的在于提供，利用这种丝制成成形材料，其成形时赋形性好，而且不易产生含浸不良等现象。本专利技术者们为了解决上述问题，经过精心研究，结果发现，在以多根增强用连续纤维形成的增强纤维束的外周，通过热可塑性树脂进行涂敷，使之只粘附到位于外周的纤维，几乎没有浸入内部，就能形成具有柔软性的树脂包覆增强纤维丝，而且，这种树脂包覆增强纤维丝能很容易地加工成织物和板等，同时，这种织物和板，作为成形材料，具有很好的特性，从而达到了本专利技术。即，本专利技术的树脂包覆增强纤维丝，其特征是，制造纤维增强热可塑性树脂成形体所用的树脂包覆增强纤维丝，由多个增强用连续纤雏形成的增强纤维束，和在该增强纤维束外周包涂的热可塑性树脂所构成，该热可塑性树脂几乎没有浸入上述增强纤维束的内部，而是粘附到位于外周的连续纤维上，进而增强用连续纤维的体积含有率为40～60％。作为本专利技术中所用的增强纤维，其形态只要是连续纤维，可以是单丝，也可以是单股状。作为种类，可以使用碳纤维，玻璃纤维、氧化铝纤维等无机纤维、和芳族聚酰胺纤维等有机纤维，对此没有严格限定。将这些增强纤维，用多个形成一束，以增强纤维束的形态使用。这种增强纤维束的形态，可以只将多个连续纤维形成聚集束，或者，适当加以捻合形成纱。构成增强纤维束的增强纤维的纤维直径，纤维数量等，可根据用这种树脂包覆增强纤维丝制造的织物、板等成形材料时所要求的条件来确定。如后述的增强纤维束，为了用树脂包覆进行保护，采用后续工序时，也很少产生损伤，为此，集束了数尽可能多些。具体讲，增强纤维为碳纤维或玻璃纤维时，纤维直径为3～20μm，最好5～10μm，纤维数为2000～17000根，最好5000～15000根，另外芳族聚酰胺纤维时，纤维直径为10～14μm，纤维数600～5000根为好。作为本专利技术中使用的热可塑性树脂，可以使用聚乙烯对酞酸酯、聚丁烯对酞酸酯等聚酯、耐纶6、耐纶66、耐纶12等聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、多芳香基砜、聚醚亚胺、聚亚基亚硫酸酯、聚醚醚酮等，对此没有严格限定。另外，也可以将上述热可塑性树脂几种混合使用，也可以在上述热可塑性树脂中适当添加着色剂、填充剂或阻燃剂等而使用。在本专利技术的树酯包覆增强纤维丝中，增强用连续纤维的体积含有率在40～60％之间，因此，热可塑性树脂的体积含有率也选定为40～60％之间。在此，热可塑性树脂的体积含有率为40％以上它是因为若不足时，涂敷困难，同时形成的膜很薄，在后工序中易被剥落，有产生故障的危险。另外，当热可塑性树脂的体积含有率超过60％时，树脂成分过多，导致树脂包覆增强纤维丝变硬，在后工序中加工困难。进而，这种增强纤维含有率的范围要与可成形体的增强纤维含有率的范围一致，因此还具有，只用本专利技术的树脂包覆增强纤维丝能形成成形体之优点。在本专利技术的树脂包覆增强纤维丝中，被包覆的热可塑性树脂几乎没有浸入增强纤维束的内部，而是与位于外周的连续纤维相接触。这样通过热可塑性树脂没有浸入增强纤维束的内部，使增强纤维束内部，纤维相互之间并不固定，所以能保持整体的柔软性。再者，通过被包覆的热可塑性树脂与位于增强纤维束外周的连续纤维相接触，所以热可塑性树脂包膜不易被剥落，从而防止在使用这种树脂包覆增强纤维丝的纺织，制线等后工序中因热可塑性树脂包膜剥落，而引起故障。本专利技术也提供了制造上述结构的树脂包覆增强纤维的制造方法。即，本专利技术制造树脂包覆增强纤维丝的制造方法特征是，在移动状态下用多个增强用连续纤维形成的增强纤维束，从配置在包围该增强纤维束，但不接触该增强纤维束的位置的环状喷吐口，将熔融的热可塑性树脂挤压成中空圆筒状，在无压力状态下，使热可塑性树脂与上述增强纤维束的外周相接触，进行包涂。以下，将详细地说明本专利技术的制造方法。图2是实施本专利技术方法所用涂敷装置的一实施例简略侧面图，附图说明图1是该涂敷装置的直角进料模的简略断面图，图3是该直角进料模头的喷吐树脂部分的简略断面图，图4是图3中A-A处的剖视图。1表示由多个增强用连续纤维形成的增强纤维束，2表示提供该增强纤维束1的给丝装置，3表示挤出熔融树脂的旋转式挤压机，4表示在增强纤维束1外周进行涂敷的直角进料模头，5表示树脂包覆增强纤维丝，6表示热可塑性树脂冷却槽，7表示卷绕装置。直角进料模头4，在其中心处有通过增强纤维束1的纤维用孔10，在其周围有通过熔融树脂的圆筒状通路11，在其下端形成环状喷吐口12。纤维用孔的尺寸被制造要使增强纤维束1能缓慢通过。例如，将增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂包覆增强纤维丝，其特征是：为制造纤维增强热可塑性树脂成形体所用的树脂包覆强纤维丝由用多个增强用连续纤维形成的增强纤维束和在该增强纤维束外周涂敷的热可塑性树脂所构成，该热可塑性树脂几乎不浸入到上述增强纤维束的内部，而粘接在位于外周的连续纤维上，增强用连续纤维的体积含有率为４０～６０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤一智，佐野一教，井口博一，
申请(专利权)人：日东纺织株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]