混纤丝及其制造方法、以及纺织物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及使用了热塑性树脂纤维和连续强化纤维的混纤丝及其制造方法。另 外，涉及使用了前述混纤丝的纺织物。
【背景技术】
[0002] -直以来，进行了将连续碳纤维用表面处理剂、集束剂（定型剂）制成束状的操作 (专利文献1、专利文献2)。此处，制成束状时，集束性、分散性、密度等成为课题。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开2003-268674号公报
[0006] 专利文献2 :国际公开W02003/012188号小册子
【发明内容】
[0007] 发明要解决的问题
[0008] 已知：使用连续热塑性树脂纤维和连续强化纤维制造混纤丝时，若增加表面处理 剂、集束剂（以下有时称为"表面处理剂等"）的量，则集束性提高，但混纤丝中的连续强化 纤维的分散性差。另一方面，若减少表面处理剂等的量，则混纤丝中的连续强化纤维的分散 性提高，但纤维容易从混纤丝上脱落或者大多无法成为适当的束状。另外已知：即使形成束 状，也会在混纤丝中产生孔隙，在成形加工时存在机械强度差的倾向。
[0009] 本发明的目的是解决所述课题，其目的在于，提供混纤丝中的连续强化纤维的分 散性高且孔隙少的混纤丝。
[0010] 用于解决问题的方案
[0011] 基于所述状况，本发明人进行了研究，结果通过下述手段〈1>、优选通过〈2>~ 〈17>而解决了上述课题。
[0012] 〈1> 一种混纤丝，其为包含连续热塑性树脂纤维、连续强化纤维、以及表面处理剂 和/或集束剂的混纤丝，包含连续热塑性树脂纤维和连续强化纤维的总量的2. 0重量％以 上的表面处理剂和/或集束剂，连续热塑性树脂纤维和连续强化纤维的分散度为70 %以 上。
[0013] 〈2>根据〈1>所述的混纤丝，其中，前述混纤丝的孔隙率为20%以下。
[0014] 〈3>根据〈1>或〈2>所述的混纤丝，其中，包含至少两种前述表面处理剂和/或集 束剂。
[0015] 〈4>根据〈1>~〈3>中任一项所述的混纤丝，其中，前述连续热塑性树脂纤维包含 聚酰胺树脂。
[0016] 〈5>根据〈1>~〈4>中任一项所述的混纤丝，其中，前述连续热塑性树脂纤维包含 选自聚酰胺6、聚酰胺66和苯二甲胺系聚酰胺树脂中的至少1种。
[0017] 〈6>根据〈5>所述的混纤丝，其中，前述苯二甲胺系聚酰胺树脂为包含二胺结构单 元和二羧酸结构单元、二胺结构单元的70摩尔％以上源自苯二甲胺、二羧酸结构单元的50 摩尔％以上源自癸二酸的聚酰胺树脂。
[0018] 〈7>根据〈1>~〈6>中任一项所述的混纤丝，其中，前述连续强化纤维为碳纤维和 /或玻璃纤维。
[0019] 〈8>根据〈1>~〈7>中任一项所述的混纤丝，其中，前述表面处理剂和/或集束剂 中的至少1种选自环氧树脂、聚氨酯树脂、硅烷偶联剂、水不溶性尼龙和水溶性尼龙。
[0020] 〈9>根据〈1>~〈7>中任一项所述的混纤丝，其中，前述表面处理剂和/或集束剂 中的至少1种选自环氧树脂、聚氨酯树脂、硅烷偶联剂和水溶性尼龙。
[0021] 〈10>根据〈1>~〈9>中任一项所述的混纤丝，其中，前述表面处理剂和/或集束剂 中的至少1种为水溶性尼龙。
[0022] 〈11>根据〈1>~〈10>中任一项所述的混纤丝，其中，包含连续热塑性树脂纤维和 连续强化纤维的总量的2. 0~10重量％的前述表面处理剂和/或集束剂。
[0023] 〈12> -种混纤丝的制造方法，其包括：将混合纤维束浸渍于包含表面处理剂和/ 或集束剂的液体中，并使其干燥，所述混合纤维束包含连续热塑性树脂纤维、连续强化纤 维、以及表面处理剂和/或集束剂，表面处理剂和/或集束剂为连续热塑性树脂纤维与连续 强化纤维的总量的0. 1~1. 5重量％。
[0024] 〈13>根据〈12>所述的混纤丝的制造方法，其中，前述连续强化纤维为碳纤维和/ 或玻璃纤维。
[0025] 〈14>根据〈12>或〈13>所述的混纤丝的制造方法，其中，前述表面处理剂和/或集 束剂中的至少1种选自环氧树脂、聚氨酯树脂、硅烷偶联剂、水不溶性尼龙和水溶性尼龙。
[0026] 〈15>根据〈12>~〈14>中任一项所述的混纤丝的制造方法，其中，前述混合纤维束 所包含的表面处理剂和/或集束剂的主要成分与包含表面处理剂和/或集束剂的液体的主 要成分不同。
[0027] 〈16>根据〈12>~〈15>中任一项所述的混纤丝的制造方法，其中，前述混纤丝为 〈1>~〈11>中任一项所述的混纤丝。
[0028] 〈17> -种纺织物，其使用了〈1>~〈11>中任一项所述的混纤丝、或者使用了利用 〈12>~〈16>中任一项所述的混纤丝的制造方法得到的混纤丝。
[0029] 发明的效果
[0030] 通过本发明，能够提供混纤丝中的连续强化纤维的分散性高且孔隙少的混纤丝。
【附图说明】
[0031] 图1是表示本发明的混纤丝的制造方法的一例的示意图。
[0032] 图2是本申请实施例中用于测定脱落量的装置的概略图。
[0033] 图3是观察本申请实施例1的混纤丝的结果。
[0034] 图4是观察本申请比较例1的混纤丝的结果。
【具体实施方式】
[0035] 以下，针对本发明的内容进行详细说明。另外，在本申请说明书中，"~"是指包括 其前后记载的数值作为下限值和上限值的意义来使用。本发明中的主要成分是指在特定的 组合物、成分中的配混量最多的成分，通常是指占特定组合物等的50重量％以上的成分， 优选是指占特定组合物等的70重量％以上的成分。
[0036] 本发明中的尼龙是指聚酰胺树脂。
[0037] 本发明的混纤丝的特征在于，其为包含连续热塑性树脂纤维、连续强化纤维、以及 表面处理剂和/或集束剂的混纤丝，表面处理剂和/或集束剂的总量为连续热塑性树脂纤 维和连续强化纤维的总量的2. 0重量％以上，连续热塑性树脂纤维和连续强化纤维的分散 度为70%以上。
[0038] 在表面处理剂等的量较少的状态下使用连续热塑性树脂纤维和连续强化纤维制 造混纤丝时，能够提高所得混纤丝中的连续热塑性树脂纤维和连续强化纤维的分散度，但 纤维从混纤丝上脱落、或者无法形成适当的束状、或者混纤丝中的孔隙变多。尤其是，混纤 丝中的孔隙变多时，对混纤丝进行加热加工而得到的复合材料的机械强度降低。本发明中， 将连续热塑性树脂纤维与连续强化纤维用少量的表面处理剂等制成混合纤维束后，利用表 面处理剂等对所述混合纤维束进行处理，从而成功地提供可维持高分散度且孔隙少的混纤 丝。
[0039] 另外，本发明的混纤丝中的表面处理剂等是指还包括其一部分或全部与其它表面 处理剂、热塑性树脂等的混纤丝中的其它成分发生反应的情况。
[0040] 另外，本发明中的混纤丝是指：只要是将连续热塑性树脂纤维与连续强化纤维用 表面处理剂等制成束状，则对其形状没有特别限定，包括带状、截面为圆形的形状等各种形 状。本发明中的混纤丝优选为带状。
[0041] 另外，表面处理剂等的总量是按照后述实施例中说明的方法测定的值。
[0042] 本发明的混纤丝的孔隙率优选为20%以下、更优选为19%以下。关于孔隙率的下 限值，没有特别限定，可以为〇%。本发明中的孔隙率是指按照后述实施例中说明的方法测 定的值。
[0043] 用于制造一根混纤丝的连续热塑性树脂纤维的总纤度与连续强化纤维的总纤度 之比（连续热塑性树脂纤维的总纤度/连续强化纤维的总纤度）优选为0. 1~10、更优选 为0? 1~6. 0、进一步优选为0? 8~2. 0。
[0044] 用于制造一根混纤丝的总纤维数（将连续热塑性树脂纤维的总纤维数与连续 强化纤维的总纤维数进行合计而成的纤维数）优选为100~lOOOOOf、更优选为1000~ 100000f、进一步优选为1500~70000f、更进一步优选为2000~20000f、特别优选为 2500~1000 Of、特别优选为3000~5000f。通过设为这种范围，混纤丝的混纤性提高、作为 复合材料的物性和质感变得更优异。另外，任意纤维不均匀存在的区域少、纤维彼此容易更 均匀地分散。
[0045] 用于制造一根混纤丝的连续热塑性树脂纤维的总纤维数与连续强化纤维的总纤 维数之比（连续热塑性树脂纤维的总纤维数/连续强化纤维的总纤维数）优选为0. 001~ 1、更优选为0. 001~0. 5、进一步优选为0. 05~0.2。通过设为这种范围，混纤丝的混纤性 提高、作为复合材料的物性和质感变得更优异。另外，混纤丝中的连续热塑性树脂纤维与连 续强化纤维优选纤维彼此更均匀地分散，为上述范围时，纤维彼此容易更均匀地分散。
[0046] 本发明的混纤丝中的连续热塑性树脂纤维和连续强化纤维的分散度优选为60~ 100%、更优选为70~100%、特别优选为80~100%。通过设为这种范围，混纤丝显示更 均匀的物性，进而成形时间被缩短、成形品的外观进一步提高。另外，使用其制作成形品时， 能够得到机械物性更优异的成形品。
[0047] 本发明中的分散度是指表示连续热塑性树脂纤维和连续强化纤维在混纤丝中均 匀分散至何种程度的指标，是指利用后述实施例中示出的方法测定的值。
[0048] 分散度越大，则越表示连续热塑性树脂纤维与连续强化纤维更均匀地分散。
[0049]〈连续热塑性树脂纤维〉
[0050] 本发明中使用的连续热塑性树脂纤维通常是多个纤维制成束状的连续热塑性树 脂纤维束，使用连续热塑性树脂纤维束来制造本发明的混纤丝。
[0051] 本发明中的连续热塑性树脂纤维是指具有超过6mm的纤维长度的热塑性树脂纤 维。本发明中使用的连续热塑性树脂纤维的平均纤维长度没有特别限定，从使成形加工性 变得良好的观点出发，优选为1~20, OOOm的范围、更优选为100~1，0000m、进一步优选为 1，000 ~7, OOOm0
[0052] 本发明中使用的连续热塑性树脂纤维包含热塑性树脂组合物。热塑性树脂组合物 以热塑性树脂作为主要成分（通常，组合物的90质量％以上为热塑性树脂），另外可以适当 配混公知的添加剂等。
[0053] 作为热塑性树脂，可以广泛地使用复合材料用混纤丝中使用的热塑性树脂，例如 可以使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂；聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲 酸丁二醇酯等聚酯树脂；聚醚酮、聚醚砜、热塑性聚醚酰亚胺、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂等 热塑性树脂。本发明中，作为热塑性树脂，优选包含聚酰胺树脂。本发明中能够使用的聚酰 胺树脂详见后述。