補強に用いる繊維基材
【課題】複雑な形状の成形に適する補強用繊維基材を提供するものである。
【解決手段】経糸及び／又は緯糸に繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維のフィラメント糸を用いた繊維基材であって、該繊維基材が８枚朱子組織織物であることを特徴とする補強用の繊維基材。
【化１】
【解決手段】経糸及び／又は緯糸に繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維のフィラメント糸を用いた繊維基材であって、該繊維基材が８枚朱子組織織物であることを特徴とする補強用の繊維基材。
【化１】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＦＲＰ、ＦＲＴＰといわれる繊維強化複合体、例えば、ガラス繊維や炭素繊維、アラミド繊維等の補強用繊維に、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂（ＦＲＰ）や、ナイロン等の熱可塑性樹脂（ＦＲＴＰ）をマトリックスとした繊維強化複合体に用いられる補強用の繊維基材に関し、特に複雑な形状の成形に適する補強に用いる繊維基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、補強用の繊維基材として、比較的変形の自由度が高い朱子織物、例えばトルコ朱子組織織物は、深絞り成形性を有することが記載されているが、さらに複雑な形状の成形に適するものが要求されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−１９５３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる要求に応えた補強に用いる繊維基材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、経糸及び／又は緯糸に繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維（以下、ポリケトン繊維という。）のフィラメント糸を用いた繊維基材であって、該繊維基材が８枚朱子組織の織物であることを特徴とする補強に用いる繊維基材、である。
【化１】
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、複雑な形状の成形に適する補強用の繊維基材を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明について以下に具体的に説明する。
本発明のポリケトン繊維を構成するポリケトンは、繰り返し単位の９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上、特に９９．６モル％以上が、上記式（１）で示されるものであり、５モル％未満の範囲で、上記式（１）以外の繰り返し単位、例えば、下記式（２）に示すもの等を含有していても良い。
【化２】
但し式中、Ｒは、エチレン以外の炭素数１〜３０の有機基であり、例えば、プロピレン、ブチレン、１−フェニルエチレン等の基であり、Ｒの水素原子の一部または全部が、ハロゲン基、エステル基、アミド基、水酸基、エーテル基で置換されていてもよい。もちろん、Ｒは二種以上であってもよく、例えば、プロピレン基と１−フェニルエチレン基が混在していてもよい。
【０００８】
ポリケトンの固有粘度［η］は、好ましくは１ｄｌ／ｇ以上、より好ましくは２ｄｌ／ｇ以上、特に好ましくは４ｄｌ／ｇ以上であり、好ましくは２０ｄｌ／ｇ以下、より好ましくは１５ｄｌ／ｇ以下、特に好ましくは１０ｄｌ／ｇ以下である。
尚、固有粘度［η］は、次の定義式に基づいて求められる値である。
【数１】
式中のｔ及びＴは、それぞれヘキサフルオロイソプロパノール（セントラル硝子（株）社製）及び該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の２５℃での粘度管の流過時間である。Ｃは、上記希釈溶液の濃度であり、ヘキサフルオロイソプロパノール１００ｍｌ中のポリケトンの質量（ｇ）である。
ポリケトンには必要に応じて、酸化防止剤、ラジカル抑制剤、他のポリマー、艶消し剤、紫外線吸収剤、難燃剤、金属石鹸等の添加剤を含んでいてもよい。
【０００９】
次に、ポリケトン繊維の好ましい特性としては、引張強度は５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、引張伸度は３％以上、より好ましくは３．５％以上、特に好ましくは４％以上であり、８％以下、より好ましくは７％以下、特に好ましくは６％以下であり、引張弾性率は１００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは３００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、１０００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。
ポリケトン繊維の形態は、フィラメント糸であり、長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよく、繊維の断面形状は、丸型、三角、Ｌ型、Ｔ型、Ｙ型、Ｗ型、八葉型、扁平（扁平度１．３〜４程度のもので、Ｗ型、Ｉ型、ブーメラン型、波型、串団子型、まゆ型、直方体型等がある）、ドッグボーン型等の多角形型、多葉型、中空型や不定形なものでもよい。
【００１０】
ポリケトン繊維の糸条形態としては、マルチフィラメント糸、モノフィラメント糸であり、本発明の目的達成上、マルチフィラメント糸が好ましい。
好ましい単糸繊度は、マルチフィラメント糸の場合は０．０１〜１０ｄｔｅｘ、より好ましくは０．１〜１０ｄｔｅｘ、特に好ましくは０．５〜５ｄｔｅｘの範囲であり、モノフィラメント糸の場合は、１０〜１０００００ｄｔｅｘの範囲である。又、好ましい総繊度は１０〜１０００００ｄｔｅｘ、より好ましくは３０〜５００００ｄｔｅｘの範囲である。
本発明において８枚朱子組織織物とは、図１に示すような組織を繰り返し単位とする織物であり、１は経糸、２は浮部、３は緯糸である。
【００１１】
本発明では、かかるポリケトン繊維フィラメント糸を、経糸及び又は緯糸に用いて８枚朱子組織の織物を構成することに特徴があり、必要に応じて、ポリケトン繊維フィラメント糸以外の他の繊維を混用してもよく、その混用方法としては、合撚、混繊、コアヤーン、カバリング、サイロフィル等の公知の手段により糸条段階で混用してもよく、又、経糸又は緯糸の一方に用いたり、経糸及び／又は緯糸において、１乃至数本交互に混用して交織しても良く、さらには、糸条段階の混用と交織を組み合わせても良い。
混用する他の繊維としては、例えば、ポリエステル繊維やポリアミド繊維、アラミド繊維（パラ系、メタ系）、ポリビニルアルコール繊維、ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、超高分子量ポリオレフィン繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、金属繊維等公知の繊維があり、混用に際しては、成形品の要求特性に応じて混用する繊維の単糸繊度や総繊度を適宜選定してもよい。
【００１２】
本発明の８枚朱子組織織物の好ましい経糸カバーファクター並びに緯糸カバーファクターは、７００〜３０００、より好ましくは８００〜２８００、特に好ましくは９００〜２５００であり、経糸カバーファクター／緯糸カバーファクターの比は、０．７以上、特に０．８以上であり、１．５以下、特に１．２以下であることが好ましい。
尚、経糸カバーファクター並びに緯糸カバーファクターは下記により算出されたものである。
経糸カバーファクター＝経糸密度（本／２．５４ｃｍ）×経糸繊度（ｄｔｅｘ）1/2
緯糸カバーファクター＝緯糸密度（本／２．５４ｃｍ）×緯糸繊度（ｄｔｅｘ）1/2
【００１３】
尚、例えば屋外で強い紫外線を受けることによってポリケトン繊維の引張強度等の低下が懸念される場合は、繊維又は織物の形態で紫外線吸収剤（例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系の一種又は二種以上の組み合わせがある。）及び／又は紫外線遮蔽剤（例えば、酸化チタン、酸化鉄、酸化セリウム等の微粒子があり、平均粒径は０．０１〜０．６μｍが好ましい。）を含有させてもよい。含有させる方法としては、例えば、繊維又は織物に紫外線吸収剤及び／又は紫外線遮蔽剤を含有した樹脂やフィルムを付与又は被覆する方法があり、紫外線吸収剤及び／又は紫外線遮蔽剤の含有量は、樹脂やフィルムの質量に対して０．００１〜１０質量％が好ましい。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。
本発明における測定方法及び評価方法は以下の通りである。
（１）引張強度、引張伸度、引張弾性率
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定する。
サンプル長：２０ｃｍ、引張速度：２０ｃｍ／分で測定し、２０回測定した時の平均値を求める。
（２）積層板の成形性
実施例、比較例で得られた積層板を予熱して半球状の型に入れ、熱プレスして直径１０ｃｍの半球状の成形品を作製し、成形品の外観を観察し下記基準にて評価した。
◎；シワが無く、表面の凹凸も無い極めて良好なもの
○；軽微なシワはあるが、表面の凹凸も殆ど無い良好なもの。
△；シワがあり、表面の凹凸が見られるもの。
×；シワが大きく入り、表面の凹凸も大きなもの。
【００１５】
［実施例１］
１６７０ｄｔｅｘ／１２５０ｆのポリケトン繊維マルチフィラメント糸（旭化成せんい（株）社製；商標サイバロン；引張強度１８ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度５％、引張弾性率３５０ｃＮ／ｄｔｅｘ）を経糸及び緯糸に用いて、８枚朱子組織の織物を製織した（経糸密度３６本／２．５４ｃｍ、緯糸密度３４本／２．５４ｃｍ）。
次いで、得られた織物を４枚積層し、織物の両面および織物の間にナイロン６フィルム（厚さ６０μｍ）を重ねて熱プレスして積層板（厚さは２ｍｍ）を得た。
得られた積層板の成形性は、◎〜○とすぐれたものであった。
【００１６】
［比較例１］
実施例１において、ポリケトン繊維に代えて１６７０ｄｔｅｘ／９６４ｆのパラ系アラミド繊維マルチフィラメント糸（引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度４．５％、引張弾性率５００ｃＮ／ｄｔｅｘ）を用いた以外は、実施例１同様に織物の積層板を得た。
得られた積層板の成形性は、△と実施例１に対比して劣ったものであった。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、複雑な形状の成形に適する補強用の繊維基材を提供するものである。特に、航空機用の補強用の繊維基材に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の８枚朱子組織織物の繰り返し単位の組織図である。
【符号の説明】
【００１９】
１：経糸
２：浮部
３：緯糸
【技術分野】
【０００１】
本発明はＦＲＰ、ＦＲＴＰといわれる繊維強化複合体、例えば、ガラス繊維や炭素繊維、アラミド繊維等の補強用繊維に、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂（ＦＲＰ）や、ナイロン等の熱可塑性樹脂（ＦＲＴＰ）をマトリックスとした繊維強化複合体に用いられる補強用の繊維基材に関し、特に複雑な形状の成形に適する補強に用いる繊維基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、補強用の繊維基材として、比較的変形の自由度が高い朱子織物、例えばトルコ朱子組織織物は、深絞り成形性を有することが記載されているが、さらに複雑な形状の成形に適するものが要求されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−１９５３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる要求に応えた補強に用いる繊維基材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、経糸及び／又は緯糸に繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維（以下、ポリケトン繊維という。）のフィラメント糸を用いた繊維基材であって、該繊維基材が８枚朱子組織の織物であることを特徴とする補強に用いる繊維基材、である。
【化１】
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、複雑な形状の成形に適する補強用の繊維基材を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明について以下に具体的に説明する。
本発明のポリケトン繊維を構成するポリケトンは、繰り返し単位の９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上、特に９９．６モル％以上が、上記式（１）で示されるものであり、５モル％未満の範囲で、上記式（１）以外の繰り返し単位、例えば、下記式（２）に示すもの等を含有していても良い。
【化２】
但し式中、Ｒは、エチレン以外の炭素数１〜３０の有機基であり、例えば、プロピレン、ブチレン、１−フェニルエチレン等の基であり、Ｒの水素原子の一部または全部が、ハロゲン基、エステル基、アミド基、水酸基、エーテル基で置換されていてもよい。もちろん、Ｒは二種以上であってもよく、例えば、プロピレン基と１−フェニルエチレン基が混在していてもよい。
【０００８】
ポリケトンの固有粘度［η］は、好ましくは１ｄｌ／ｇ以上、より好ましくは２ｄｌ／ｇ以上、特に好ましくは４ｄｌ／ｇ以上であり、好ましくは２０ｄｌ／ｇ以下、より好ましくは１５ｄｌ／ｇ以下、特に好ましくは１０ｄｌ／ｇ以下である。
尚、固有粘度［η］は、次の定義式に基づいて求められる値である。
【数１】
式中のｔ及びＴは、それぞれヘキサフルオロイソプロパノール（セントラル硝子（株）社製）及び該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の２５℃での粘度管の流過時間である。Ｃは、上記希釈溶液の濃度であり、ヘキサフルオロイソプロパノール１００ｍｌ中のポリケトンの質量（ｇ）である。
ポリケトンには必要に応じて、酸化防止剤、ラジカル抑制剤、他のポリマー、艶消し剤、紫外線吸収剤、難燃剤、金属石鹸等の添加剤を含んでいてもよい。
【０００９】
次に、ポリケトン繊維の好ましい特性としては、引張強度は５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、引張伸度は３％以上、より好ましくは３．５％以上、特に好ましくは４％以上であり、８％以下、より好ましくは７％以下、特に好ましくは６％以下であり、引張弾性率は１００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは３００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、１０００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。
ポリケトン繊維の形態は、フィラメント糸であり、長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよく、繊維の断面形状は、丸型、三角、Ｌ型、Ｔ型、Ｙ型、Ｗ型、八葉型、扁平（扁平度１．３〜４程度のもので、Ｗ型、Ｉ型、ブーメラン型、波型、串団子型、まゆ型、直方体型等がある）、ドッグボーン型等の多角形型、多葉型、中空型や不定形なものでもよい。
【００１０】
ポリケトン繊維の糸条形態としては、マルチフィラメント糸、モノフィラメント糸であり、本発明の目的達成上、マルチフィラメント糸が好ましい。
好ましい単糸繊度は、マルチフィラメント糸の場合は０．０１〜１０ｄｔｅｘ、より好ましくは０．１〜１０ｄｔｅｘ、特に好ましくは０．５〜５ｄｔｅｘの範囲であり、モノフィラメント糸の場合は、１０〜１０００００ｄｔｅｘの範囲である。又、好ましい総繊度は１０〜１０００００ｄｔｅｘ、より好ましくは３０〜５００００ｄｔｅｘの範囲である。
本発明において８枚朱子組織織物とは、図１に示すような組織を繰り返し単位とする織物であり、１は経糸、２は浮部、３は緯糸である。
【００１１】
本発明では、かかるポリケトン繊維フィラメント糸を、経糸及び又は緯糸に用いて８枚朱子組織の織物を構成することに特徴があり、必要に応じて、ポリケトン繊維フィラメント糸以外の他の繊維を混用してもよく、その混用方法としては、合撚、混繊、コアヤーン、カバリング、サイロフィル等の公知の手段により糸条段階で混用してもよく、又、経糸又は緯糸の一方に用いたり、経糸及び／又は緯糸において、１乃至数本交互に混用して交織しても良く、さらには、糸条段階の混用と交織を組み合わせても良い。
混用する他の繊維としては、例えば、ポリエステル繊維やポリアミド繊維、アラミド繊維（パラ系、メタ系）、ポリビニルアルコール繊維、ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、超高分子量ポリオレフィン繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、金属繊維等公知の繊維があり、混用に際しては、成形品の要求特性に応じて混用する繊維の単糸繊度や総繊度を適宜選定してもよい。
【００１２】
本発明の８枚朱子組織織物の好ましい経糸カバーファクター並びに緯糸カバーファクターは、７００〜３０００、より好ましくは８００〜２８００、特に好ましくは９００〜２５００であり、経糸カバーファクター／緯糸カバーファクターの比は、０．７以上、特に０．８以上であり、１．５以下、特に１．２以下であることが好ましい。
尚、経糸カバーファクター並びに緯糸カバーファクターは下記により算出されたものである。
経糸カバーファクター＝経糸密度（本／２．５４ｃｍ）×経糸繊度（ｄｔｅｘ）1/2
緯糸カバーファクター＝緯糸密度（本／２．５４ｃｍ）×緯糸繊度（ｄｔｅｘ）1/2
【００１３】
尚、例えば屋外で強い紫外線を受けることによってポリケトン繊維の引張強度等の低下が懸念される場合は、繊維又は織物の形態で紫外線吸収剤（例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系の一種又は二種以上の組み合わせがある。）及び／又は紫外線遮蔽剤（例えば、酸化チタン、酸化鉄、酸化セリウム等の微粒子があり、平均粒径は０．０１〜０．６μｍが好ましい。）を含有させてもよい。含有させる方法としては、例えば、繊維又は織物に紫外線吸収剤及び／又は紫外線遮蔽剤を含有した樹脂やフィルムを付与又は被覆する方法があり、紫外線吸収剤及び／又は紫外線遮蔽剤の含有量は、樹脂やフィルムの質量に対して０．００１〜１０質量％が好ましい。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。
本発明における測定方法及び評価方法は以下の通りである。
（１）引張強度、引張伸度、引張弾性率
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定する。
サンプル長：２０ｃｍ、引張速度：２０ｃｍ／分で測定し、２０回測定した時の平均値を求める。
（２）積層板の成形性
実施例、比較例で得られた積層板を予熱して半球状の型に入れ、熱プレスして直径１０ｃｍの半球状の成形品を作製し、成形品の外観を観察し下記基準にて評価した。
◎；シワが無く、表面の凹凸も無い極めて良好なもの
○；軽微なシワはあるが、表面の凹凸も殆ど無い良好なもの。
△；シワがあり、表面の凹凸が見られるもの。
×；シワが大きく入り、表面の凹凸も大きなもの。
【００１５】
［実施例１］
１６７０ｄｔｅｘ／１２５０ｆのポリケトン繊維マルチフィラメント糸（旭化成せんい（株）社製；商標サイバロン；引張強度１８ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度５％、引張弾性率３５０ｃＮ／ｄｔｅｘ）を経糸及び緯糸に用いて、８枚朱子組織の織物を製織した（経糸密度３６本／２．５４ｃｍ、緯糸密度３４本／２．５４ｃｍ）。
次いで、得られた織物を４枚積層し、織物の両面および織物の間にナイロン６フィルム（厚さ６０μｍ）を重ねて熱プレスして積層板（厚さは２ｍｍ）を得た。
得られた積層板の成形性は、◎〜○とすぐれたものであった。
【００１６】
［比較例１］
実施例１において、ポリケトン繊維に代えて１６７０ｄｔｅｘ／９６４ｆのパラ系アラミド繊維マルチフィラメント糸（引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度４．５％、引張弾性率５００ｃＮ／ｄｔｅｘ）を用いた以外は、実施例１同様に織物の積層板を得た。
得られた積層板の成形性は、△と実施例１に対比して劣ったものであった。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、複雑な形状の成形に適する補強用の繊維基材を提供するものである。特に、航空機用の補強用の繊維基材に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の８枚朱子組織織物の繰り返し単位の組織図である。
【符号の説明】
【００１９】
１：経糸
２：浮部
３：緯糸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
経糸及び／又は緯糸に繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維のフィラメント糸を用いた繊維基材であって、該繊維基材が８枚朱子組織織物であることを特徴とする補強に用いる繊維基材。
【化１】
【請求項１】
経糸及び／又は緯糸に繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維のフィラメント糸を用いた繊維基材であって、該繊維基材が８枚朱子組織織物であることを特徴とする補強に用いる繊維基材。
【化１】
【図１】
【公開番号】特開２００８−２１４８１１（Ｐ２００８−２１４８１１Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５２７９（Ｐ２００７−５５２７９）
【出願日】平成１９年３月６日（２００７．３．６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１８年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「基盤技術研究促進事業（民間基盤技術研究支援制度）／高性能ポリケトン繊維の工業化基盤技術の開発」、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月６日（２００７．３．６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１８年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「基盤技術研究促進事業（民間基盤技術研究支援制度）／高性能ポリケトン繊維の工業化基盤技術の開発」、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
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