(57)【要約】【課題】  高い分散度を有し、空隙の少ない混繊糸およびその製造方法、ならびに、前記混繊糸を用いた組紐、織物、編み物または不織布の提供。【解決手段】連続熱可塑性樹脂繊維と、連続強化繊維と、表面処理剤および／または集束剤とを含む混繊糸であり、表面処理剤および／または集束剤を、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の合計量の２．０重量％以上含み、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の分散度が７０％以上である、混繊糸。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続熱可塑性樹脂繊維と、連続強化繊維と、表面処理剤および／または集束剤とを含む混繊糸であり、表面処理剤および／または集束剤を、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の合計量の２．０重量％以上含み、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の分散度が７０％以上である、混繊糸。
【請求項２】
前記混繊糸の空隙率が２０％以下である、請求項１に記載の混繊糸。
【請求項３】
前記表面処理剤および／または集束剤を少なくとも２種含む、請求項１または２に記載の混繊糸。
【請求項４】
前記連続熱可塑性樹脂繊維がポリアミド樹脂を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の混繊糸。
【請求項５】
前記連続熱可塑性樹脂繊維が、ポリアミド６、ポリアミド６６およびキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂から選択される少なくとも１種を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の混繊糸。
【請求項６】
前記キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂が、ジアミン構成単位とジカルボン酸構成単位を含み、ジアミン構成単位の７０モル％以上がキシリレンジアミンに由来し、ジカルボン酸構成単位の５０モル％以上がセバシン酸に由来するポリアミド樹脂である、請求項５に記載の混繊糸。
【請求項７】
前記連続強化繊維が炭素繊維および／またはガラス繊維である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の混繊糸。
【請求項８】
前記表面処理剤および／または集束剤の少なくとも１種が、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シランカップリング剤、水不溶性ナイロンおよび水溶性ナイロンから選択される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の混繊糸。
【請求項９】
前記表面処理剤および／または集束剤の少なくとも１種が、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シランカップリング剤および水溶性ナイロンから選択される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の混繊糸。
【請求項１０】
前記表面処理剤および／または集束剤の少なくとも１種が、水溶性ナイロンである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の混繊糸。
【請求項１１】
前記表面処理剤および／または集束剤を連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の合計量の２.０〜１０重量％含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の混繊糸。
【請求項１２】
連続熱可塑性樹脂繊維と、連続強化繊維と、表面処理剤および／または集束剤を含み、表面処理剤および／または集束剤が連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維の合計量の０．１〜１．５重量％である混繊維束を、表面処理剤および／または集束剤を含む液に浸漬し、乾燥させることを含む、混繊糸の製造方法。
【請求項１３】
前記連続強化繊維が炭素繊維および／またはガラス繊維である、請求項１２に記載の混繊糸の製造方法。
【請求項１４】
前記表面処理剤および／または集束剤の少なくとも１種が、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シランカップリング剤、水不溶性ナイロンおよび水溶性ナイロンから選択される、請求項１２または１３に記載の混繊糸の製造方法。
【請求項１５】
前記混繊維束に含まれる表面処理剤および／または集束剤の主成分と、表面処理剤および／または集束剤を含む液の主成分が異なる、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の混繊糸の製造方法。
【請求項１６】
前記混繊糸が請求項１〜１１のいずれか１項に記載の混繊糸である、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の混繊糸の製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の混繊糸または請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の混繊糸の製造方法で得られた混繊糸を用いた組紐、織物、編み物または不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を用いた混繊糸およびその製造方法に関する。また、前記混繊糸を用いた組紐、織物、編み物または不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、連続炭素繊維を表面処理剤や集束剤（サイズ剤）で束状にすることが行われている（特許文献１、特許文献２）。ここで、束状にする場合、集束性、分散性、密度などが課題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６８６７４号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００３／０１２１８８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を用いて混繊糸を製造する場合、表面処理剤や集束剤（以下、「表面処理剤等」ということがある）の量を多くすると集束性は高まるが、混繊糸中における連続強化繊維の分散性が劣ってしまうことが分かった。一方、表面処理剤等の量を少なくすると、混繊糸中の連続強化繊維の分散性は向上するが、混繊糸から繊維が脱落しやすくなったり、適切な束状にできないことが多かった。また、束状にできても、混繊糸中に空隙が生じてしまい、成形加工したときに機械的強度が劣る傾向にあることが分かった。
本発明は、かかる課題を解決することを目的としたものであって、混繊糸中における連続強化繊維の分散性が高く、かつ、空隙の少ない混繊糸を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる状況のもと、本発明者が検討を行った結果、下記手段＜１＞により、好ましくは＜２＞〜＜１７＞により、上記課題は解決された。
＜１＞連続熱可塑性樹脂繊維と、連続強化繊維と、表面処理剤および／または集束剤とを含む混繊糸であり、表面処理剤および／または集束剤を、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の合計量の２．０重量％以上含み、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の分散度が７０％以上である、混繊糸。
＜２＞前記混繊糸の空隙率が２０％以下である、＜１＞に記載の混繊糸。
＜３＞前記表面処理剤および／または集束剤を少なくとも２種含む、＜１＞または＜２＞に記載の混繊糸。
＜４＞前記連続熱可塑性樹脂繊維がポリアミド樹脂を含む、＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の混繊糸。
＜５＞前記連続熱可塑性樹脂繊維が、ポリアミド６、ポリアミド６６およびキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂から選択される少なくとも１種を含む、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の混繊糸。
＜６＞前記キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂が、ジアミン構成単位とジカルボン酸構成単位を含み、ジアミン構成単位の７０モル％以上がキシリレンジアミンに由来し、ジカルボン酸構成単位の５０モル％以上がセバシン酸に由来するポリアミド樹脂である、＜５＞に記載の混繊糸。
＜７＞前記連続強化繊維が炭素繊維および／またはガラス繊維である、＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の混繊糸。
＜８＞前記表面処理剤および／または集束剤の少なくとも１種が、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シランカップリング剤、水不溶性ナイロンおよび水溶性ナイロンから選択される、＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の混繊糸。
＜９＞前記表面処理剤および／または集束剤の少なくとも１種が、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シランカップリング剤および水溶性ナイロンから選択される、＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の混繊糸。
＜１０＞前記表面処理剤および／または集束剤の少なくとも１種が、水溶性ナイロンである、＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の混繊糸。
＜１１＞前記表面処理剤および／または集束剤を連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の合計量の２.０〜１０重量％含む、＜１＞〜＜１０＞のいずれかに記載の混繊糸。
＜１２＞連続熱可塑性樹脂繊維と、連続強化繊維と、表面処理剤および／または集束剤を含み、表面処理剤および／または集束剤が連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維の合計量の０．１〜１．５重量％である混繊維束を、表面処理剤および／または集束剤を含む液に浸漬し、乾燥させることを含む、混繊糸の製造方法。
＜１３＞前記連続強化繊維が炭素繊維および／またはガラス繊維である、＜１２＞に記載の混繊糸の製造方法。
＜１４＞前記表面処理剤および／または集束剤の少なくとも１種が、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シランカップリング剤、水不溶性ナイロンおよび水溶性ナイロンから選択される、＜１２＞または＜１３＞に記載の混繊糸の製造方法。
＜１５＞前記混繊維束に含まれる表面処理剤および／または集束剤の主成分と、表面処理剤および／または集束剤を含む液の主成分が異なる、＜１２＞〜＜１４＞のいずれかに記載の混繊糸の製造方法。
＜１６＞前記混繊糸が＜１＞〜＜１１＞のいずれかに記載の混繊糸である、＜１２＞〜＜１５＞のいずれかに記載の混繊糸の製造方法。
＜１７＞＜１＞〜＜１１＞のいずれかに記載の混繊糸または＜１２＞〜＜１６＞のいずれかに記載の混繊糸の製造方法で得られた混繊糸を用いた組紐、織物、編み物または不織布。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、混繊糸中の連続強化繊維の分散性が高く、かつ、空隙の少ない混繊糸を提供可能になった。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の混繊糸の製造方法の一例を示すイメージ図である。
【図２】本願実施例における脱落量測定に用いた装置の概略図である。
【図３】本願実施例１の混繊糸を観察した結果である。
【図４】本願比較例１の混繊糸を観察した結果である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。本発明における主成分とは、特定の組成物や成分において、最も配合量が多い成分をいい、通常は、特定の組成物等の５０重量％以上を占める成分をいい、好ましくは、特定の組成物等の７０重量％以上を占める成分をいう。
本発明におけるナイロンとは、ポリアミド樹脂のことをいう。
【０００９】
本発明の混繊糸は、連続熱可塑性樹脂繊維と、連続強化繊維と、表面処理剤および／または集束剤とを含む混繊糸であり、表面処理剤および／または集束剤の合計量が、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の合計量の２．０重量％以上であり、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の分散度が７０％以上であることを特徴とする。
表面処理剤等の量が少ない状態で、連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を用いて混繊糸を製造すると、得られる混繊糸中における連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の分散度を高くできるが、混繊糸から繊維が脱落したり、適切な束状にできなかったり、混繊糸中の空隙が多くなってしまったりしていた。特に、混繊糸中の空隙が多くなると、混繊糸を加熱加工して得られる複合材料の機械的強度が下がってしまう。本発明では、連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を、少なめの量の表面処理剤等を用いて混繊維束とした後、かかる混繊維束を表面処理剤等で処理することによって、高い分散度を維持しつつ、空隙の少ない混繊糸の提供に成功したものである。
尚、本発明における混繊糸中の表面処理剤等は、その一部または全部が他の表面処理剤や熱可塑性樹脂等の混繊糸中の他の成分と反応している場合も含む趣旨である。
また、本発明における混繊糸とは、連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維とを、表面処理剤等を用いて束状にしたものであればその形状は特に定めるものではなく、テープ状や断面が円形のものなど、各種の形状のものが含まれる。本発明における混繊糸は、好ましくはテープ状である。
また、表面処理剤等の合計量は、後述する実施例で述べる方法に従って測定した値とする。
【００１０】
本発明の混繊糸の空隙率は、２０％以下であることが好ましく、１９％以下であることがより好ましい。空隙率の下限値については、特に定めるものではなく、０％であってもよい。本発明における空隙率は、後述する実施例で述べる方法に従って測定した値とする。
【００１１】
一本の混繊糸の製造に用いる連続熱可塑性樹脂繊維の繊度の合計と連続強化繊維の繊度の合計の比（連続熱可塑性樹脂繊維の繊度の合計／連続強化繊維の繊度の合計）は０．１〜１０であることが好ましく、０．１〜６．０であることがより好ましく、０．８〜２．０がさらに好ましい。
【００１２】
一本の混繊糸の製造に用いる繊維数の合計（連続熱可塑性樹脂繊維の繊維数の合計と連続強化繊維の繊維数の合計を合計した繊維数）は１００〜１０００００ｆであることが好ましく、１０００〜１０００００ｆであることがより好ましく、１５００〜７００００ｆであることがさらに好ましく、２０００〜２００００ｆであることがよりさらに好ましく、２５００〜１００００ｆであることが特に好ましく、３０００〜５０００ｆであることが特に好ましい。このような範囲とすることにより、混繊糸の混繊性が向上し、複合材料としての物性と質感により優れたものが得られる。また、いずれかの繊維が偏る領域が少なく互いの繊維がより均一に分散し易い。
【００１３】
一本の混繊糸の製造に用いる連続熱可塑性樹脂繊維の繊維数の合計と連続強化繊維の繊維数の合計の比（連続熱可塑性樹脂繊維の繊維数の合計／連続強化繊維の繊維数の合計）は０．００１〜１であることが好ましく、０．００１〜０．５であることがより好ましく、０．０５〜０．２であることがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、混繊糸の混繊性が向上し、複合材料としての物性と質感により優れたものが得られる。また、混繊糸中の連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維は、互いの繊維がより均一に分散することが好ましいが、上述の範囲であると互いの繊維がより均一に分散し易い。
【００１４】
本発明の混繊糸中における、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の分散度は６０〜１００％であることが好ましく、７０〜１００％であることがより好ましく、８０〜１００％であることが特に好ましい。このような範囲とすることにより、混繊糸はより均一な物性を示し、さらに、成形時間が短縮され、成形品の外観がより向上する。また、これを用いて成形品を作製した際に機械物性により優れたものが得られる。
【００１５】
本発明における分散度とは、混繊糸中で連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維がどれだけ均一に分散しているかを示す指標であり、後述する実施例で示す方法によって測定される値とする。
分散度が大きいほど連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維がより均一に分散していることを意味する。
【００１６】
＜連続熱可塑性樹脂繊維＞
本発明で用いる連続熱可塑性樹脂繊維は、通常、複数の繊維が束状になった連続熱可塑性樹脂繊維束であり、連続熱可塑性樹脂繊維束を用いて本発明の混繊糸を製造する。
本発明における連続熱可塑性樹脂繊維とは、６ｍｍを超える繊維長を有する熱可塑性樹脂繊維をいう。本発明で使用する連続熱可塑性樹脂繊維の平均繊維長に特に制限はないが、成形加工性を良好にする観点から、１〜２０，０００ｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは１００〜１，００００ｍ、さらに好ましくは１，０００〜７，０００ｍである。
【００１７】
本発明で用いる連続熱可塑性樹脂繊維は、熱可塑性樹脂組成物からなる。熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を主成分（通常は、組成物の９０質量％以上が熱可塑性樹脂）とするものであり、他に、公知の添加剤等を適宜配合したものである。
熱可塑性樹脂としては、複合材料用混繊糸に用いるものを広く使用することができ、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、熱可塑性ポリエーテルイミド、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。本発明では、熱可塑性樹脂として、ポリアミド樹脂を含むことが好ましい。本発明で用いることができるポリアミド樹脂の詳細については、後述する。
【００１８】
本発明で用いる連続熱可塑性樹脂繊維は、通常、連続熱可塑性樹脂繊維が束状になった連続熱可塑性樹脂繊維束を用いて製造するが、かかる連続熱可塑性樹脂繊維束１本の当たりの合計繊度が、４０〜６００ｄｔｅｘであることが好ましく、５０〜５００ｄｔｅｘであることがより好ましく、１００〜４００ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、得られる混繊糸中での連続熱可塑性樹脂繊維の分散状態がより良好となる。かかる連続熱可塑性樹脂繊維束を構成する繊維数は、１〜２００ｆであることが好ましく、５〜１００ｆであることがより好ましく、１０〜８０ｆであることがさらに好ましく、２０〜５０ｆであることが特に好ましい。このような範囲とすることにより、得られる混繊糸中での連続熱可塑性樹脂繊維の分散状態がより良好となる。
【００１９】
本発明では、１本の混繊糸を製造するために、上記連続熱可塑性樹脂繊維束を１〜１００本の範囲で用いることが好ましく、１０〜８０本の範囲で用いることがより好ましく、２０〜５０本の範囲で用いることがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される。
混繊糸１本を製造するための上記連続熱可塑性樹脂繊維の合計繊度は、２００〜１２０００ｄｔｅｘであることが好ましく、１０００〜１００００ｄｔｅｘであることがより好ましい。このような範囲とすることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される。
混繊糸１本を製造するための上記連続熱可塑性樹脂繊維の合計繊維数は、１０〜１００００ｆであることが好ましく、１００〜５０００ｆであることがより好ましく、５００〜３０００ｆであることがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、混繊糸の混繊性が向上し、複合材料としての物性と質感により優れたものが得られる。さらに、繊維数を１０ｆ以上とすることにより、開繊した繊維がより均一に混合しやすくなる。また、１００００ｆ以下とすると、いずれかの繊維が偏る領域ができにくく、より均一性のある混繊糸が得られる。
本発明で用いる連続熱可塑性樹脂繊維束は、引張強度が２〜１０ｇｆ／ｄであるものが好ましい。このような範囲とすることにより、混繊糸をより製造しやすくなる傾向にある。
【００２０】
＜＜ポリアミド樹脂組成物＞＞
本発明の連続熱可塑性樹脂繊維は、ポリアミド樹脂組成物からなることがより好ましい。
ポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂を主成分とするものであり、ここで用いられるポリアミド樹脂としては、ポリアミド４、ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリヘキサメチレンテレフタラミド（ポリアミド６Ｔ）、ポリヘキサメチレンイソフタラミド（ポリアミド６Ｉ）、ポリメタキシリレンアジパミド、ポリメタキシリレンドデカミド、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド９ＭＴ等が挙げられる。
【００２１】
上述のようなポリアミド樹脂の中でも、成形性、耐熱性の観点から、ポリアミド６、ポリアミド６６、またはα，ω−直鎖脂肪族二塩基酸とキシリレンジアミンとの重縮合で得られるキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂（ＸＤ系ポリアミド）がより好ましく使用される。これらの中でも、さらにＸＤ系ポリアミドが、耐熱性、難燃性の観点から好ましい。また、ポリアミド樹脂が混合物である場合は、ポリアミド樹脂中のＸＤ系ポリアミドの比率が５０重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上であることがより好ましい。
【００２２】
本発明では特に、ジアミン構成単位の５０モル％以上がキシリレンジアミンに由来するポリアミド樹脂が好ましく、さらに、前記ポリアミド樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）が６，０００〜３０，０００であるものが好ましく、特に、前記ポリアミド樹脂の０．５〜５質量％が、重量平均分子量が１，０００以下のポリアミド樹脂であることがより好ましい。以下、本発明で用いる好ましいポリアミド樹脂組成物の形態を説明するが、本発明がこれらに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００２３】
本発明において用いるポリアミド樹脂は、ジアミン構成単位（ジアミンに由来する構成単位）の５０モル％以上がキシリレンジアミンに由来するポリアミド樹脂を繊維状にしたものであることが好ましい。すなわち、ジアミンの５０モル％以上がキシリレンジアミンに由来し、ジカルボン酸と重縮合されたキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂である。
好ましくは、ジアミン構成単位の７０モル％以上、より好ましくは８０モル％以上がメタキシリレンジアミンおよび／またはパラキシリレンジアミンに由来し、ジカルボン酸構成単位（ジカルボン酸に由来する構成単位）の好ましくは５０モル％以上、より好ましくは７０モル％以上、特には８０モル％以上が、炭素原子数が好ましくは４〜２０の、α，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するキシリレンジアミン系ポリアミド樹脂である。
【００２４】
本発明では特に、ジアミン構成単位の７０モル％以上がメタキシリレンジアミンに由来し、ジカルボン酸構成単位の５０モル％以上が炭素数４〜２０の直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するポリアミド樹脂であることが好ましく、ジアミン構成単位の７０モル％以上がメタキシリレンジアミンに由来し、ジカルボン酸構成単位の５０モル％以上がセバシン酸に由来するポリアミド樹脂であることがさらに好ましい。
【００２５】
キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂の原料ジアミン成分として用いることが出来るメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミン以外のジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、２−メチルペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−トリメチル−ヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、ビス（アミノメチル）デカリン、ビス（アミノメチル）トリシクロデカン等の脂環式ジアミン、ビス（４−アミノフェニル）エーテル、パラフェニレンジアミン、ビス（アミノメチル）ナフタレン等の芳香環を有するジアミン等を例示することができ、１種又は２種以上を混合して使用できる。
ジアミン成分として、キシリレンジアミン以外のジアミンを用いる場合は、ジアミン構成単位の５０モル％以下であり、３０モル％以下であることが好ましく、より好ましくは１〜２５モル％、特に好ましくは５〜２０モル％の割合で用いる。
【００２６】
ポリアミド樹脂の原料ジカルボン酸成分として用いるのに好ましい炭素原子数４〜２０のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、例えばコハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸が例示でき、１種又は２種以上を混合して使用できるが、これらの中でもポリアミド樹脂の融点が成形加工するのに適切な範囲となることから、アジピン酸またはセバシン酸が好ましく、セバシン酸が特に好ましい。
【００２７】
上記炭素原子数４〜２０のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、テレフタル酸、オルソフタル酸等のフタル酸化合物、１，２−ナフタレンジカルボン酸、１，３−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸、１，７−ナフタレンジカルボン酸、１，８−ナフタレンジカルボン酸、２，３−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸といった異性体等のナフタレンジカルボン酸等を例示することができ、１種又は２種以上を混合して使用できる。
【００２８】
ジカルボン酸成分として、炭素原子数４〜２０のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸を用いる場合は、成形加工性、バリア性の点から、テレフタル酸、イソフタル酸を用いることが好ましい。テレフタル酸、イソフタル酸の割合は、好ましくはジカルボン酸構成単位の３０モル％以下であり、より好ましくは１〜３０モル％、特に好ましくは５〜２０モル％の範囲である。
【００２９】
さらに、ジアミン成分、ジカルボン酸成分以外にも、ポリアミド樹脂を構成する成分として、本発明の効果を損なわない範囲でε−カプロラクタムやラウロラクタム等のラクタム類、アミノカプロン酸、アミノウンデカン酸等の脂肪族アミノカルボン酸類も共重合成分として使用できる。
【００３０】
ポリアミド樹脂として、ポリメタキシリレンアジパミド樹脂、ポリメタキシリレンセバカミド樹脂、ポリパラキシリレンセバカミド樹脂、及び、メタキシリレンジアミンとパラキシリレンジアミンの混合キシリレンジアミンをアジピン酸と重縮合してなるポリメタキシリレン／パラキシリレン混合アジパミド樹脂が好ましく、より好ましいものは、ポリメタキシリレンセバカミド樹脂、ポリパラキシリレンセバカミド樹脂、及び、メタキシリレンジアミンとパラキシリレンジアミンの混合キシリレンジアミンをセバシン酸と重縮合してなるポリメタキシリレン／パラキシリレン混合セバカミド樹脂である。これらのポリアミド樹脂は成形加工性が特に良好となる傾向にある。
【００３１】
本発明で用いるポリアミド樹脂は、数平均分子量（Ｍｎ）が６，０００〜３０，０００であることが好ましく、そのうちの０．５〜５質量％が、重量平均分子量が１，０００以下のポリアミド樹脂であることがより好ましい。
【００３２】
数平均分子量（Ｍｎ）を６，０００〜３０，０００の範囲内とすると、得られる複合材料あるいはその成形品の強度がより向上する傾向にある。より好ましい数平均分子量（Ｍｎ）は８，０００〜２８，０００であり、さらに好ましくは９，０００〜２６，０００であり、よりさらに好ましくは１０，０００〜２４，０００であり、特に好ましくは１１，０００〜２２，０００であり、より特に好ましくは１２，０００〜２０，０００である。このような範囲であると、耐熱性、弾性率、寸法安定性、成形加工性がより良好となる。
【００３３】
なお、ここでいう数平均分子量（Ｍｎ）とは、ポリアミド樹脂の末端アミノ基濃度［ＮＨ2］（μ当量／ｇ）と末端カルボキシル基濃度［ＣＯＯＨ］（μ当量／ｇ）から、次式で算出される。
数平均分子量（Ｍｎ）＝２，０００，０００／（［ＣＯＯＨ］＋［ＮＨ2］）
【００３４】
また、ポリアミド樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が１，０００以下の成分を０．５〜５質量％含有することが好ましい。このような低分子量成分をこのような範囲で含有することにより、得られるポリアミド樹脂の連続強化繊維への含浸性が向上することから、その成形品の強度や低そり性が良好となる。５質量％を超えると、この低分子量成分がブリードして強度が悪化し、表面外観が悪くなってしまう。
重量平均分子量が１，０００以下の成分のより好ましい含有量は、０．６〜５質量％である。
【００３５】
重量平均分子量が１，０００以下の低分子量成分の含有量の調整は、ポリアミド樹脂重合時の温度や圧力、ジアミンの滴下速度などの溶融重合条件を調節して行うことができる。特に溶融重合後期に反応装置内を減圧して低分子量成分を除去し、任意の割合に調節することができる。また、溶融重合により製造されたポリアミド樹脂を熱水抽出して低分子量成分を除去してもよいし、溶融重合後さらに減圧下で固相重合して低分子量成分を除去してもよい。固相重合に際しては、温度や減圧度を調節して、低分子量成分を任意の含有量に制御することができる。また、重量平均分子量が１，０００以下の低分子量成分を後からポリアミド樹脂に添加することでも調節可能である。
【００３６】
なお、重量平均分子量１，０００以下の成分量の測定は、東ソー社（ＴＯＳＯＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ）製「ＨＬＣ−８３２０ＧＰＣ」を用いて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定による標準ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）換算値より求めることができる。なお、測定用カラムとしては「ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ」を２本用い、溶媒にはトリフルオロ酢酸ナトリウム濃度１０ｍｍｏｌ／ｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）を用い、樹脂濃度０．０２質量％、カラム温度は４０℃、流速０．３ｍｌ／分、屈折率検出器（ＲＩ）にて測定することができる。また、検量線は６水準のＰＭＭＡをＨＦＩＰに溶解させて測定し作成する。
【００３７】
本発明で用いるポリアミド樹脂は、分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量（Ｍｗ／Ｍｎ））が、好ましくは１．８〜３．１である。分子量分布は、より好ましくは１．９〜３．０、さらに好ましくは２．０〜２．９である。分子量分布をこのような範囲とすることにより、機械物性に優れた複合材料が得られやすい傾向にある。
ポリアミド樹脂の分子量分布は、例えば、重合時に使用する開始剤や触媒の種類、量及び反応温度、圧力、時間等の重合反応条件などを適宜選択することにより調整できる。また、異なる重合条件によって得られた平均分子量の異なる複数種のポリアミド樹脂を混合したり、重合後のポリアミド樹脂を分別沈殿させることにより調整することもできる。
【００３８】
分子量分布は、ＧＰＣ測定により求めることができ、具体的には、装置として東ソー社製「ＨＬＣ−８３２０ＧＰＣ」、カラムとして、東ソー社製「ＴＳＫ ｇｅｌ Ｓｕｐｅｒ ＨＭ−Ｈ」２本を使用し、溶離液トリフルオロ酢酸ナトリウム濃度１０ｍｍｏｌ／ｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）、樹脂濃度０．０２質量％、カラム温度４０℃、流速０．３ｍｌ／分、屈折率検出器（ＲＩ）の条件で測定し、標準ポリメチルメタクリレート換算の値として求めることができる。また、検量線は６水準のＰＭＭＡをＨＦＩＰに溶解させて測定し作成する。
【００３９】
また、ポリアミド樹脂は、溶融粘度が、ポリアミド樹脂の融点（Ｔｍ）＋３０℃、せん断速度１２２ｓｅｃ-1、ポリアミド樹脂の水分率が０．０６質量％以下の条件で測定したときに、５０〜１２００Ｐａ・ｓであることが好ましい。溶融粘度を、このような範囲とすることにより、ポリアミド樹脂のフィルムまたは繊維への加工が容易となる。なお、後述するような、ポリアミド樹脂が融点を２つ以上有する場合は、高温側の吸熱ピークのピークトップの温度を融点とし、測定を行う。
溶融粘度のより好ましい範囲は、６０〜５００Ｐａ・ｓ、さらに好ましくは７０〜１００Ｐａ・ｓである。
ポリアミド樹脂の溶融粘度は、例えば、原料ジカルボン酸成分およびジアミン成分の仕込み比、重合触媒、分子量調節剤、重合温度、重合時間を適宜選択することにより調整できる。
【００４０】
また、ポリアミド樹脂は、吸水時の曲げ弾性率保持率が、８５％以上であることが好ましい。吸水時の曲げ弾性率保持率を、このような範囲とすることにより、成形品の高温高湿度下での物性低下が少なく、そりなどの形状変化が少なくなる傾向にある。
ここで、吸水時の曲げ弾性率保持率とは、ポリアミド樹脂からなる曲げ試験片の０．１質量％の吸水時の曲げ弾性率に対する、０．５質量％の吸水時の曲げ弾性率の比率（％）として定義され、これが高いということは吸湿しても曲げ弾性率が低下しにくいことを意味する。
吸水時の曲げ弾性率保持率は、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上である。
ポリアミド樹脂の吸水時の曲げ弾性率保持率は、例えば、パラキシリレンジアミンとメタキシリレンジアミンの混合割合によりコントロールでき、パラキシリレンジアミンの割合が多いほど曲げ弾性率保持率を良好とすることができる。また、曲げ試験片の結晶化度をコントロールすることによっても調整できる。
【００４１】
ポリアミド樹脂の吸水率は、２３℃にて１週間、水に浸漬した後取り出し、水分をふき取ってすぐ測定した際の吸水率として１質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．６質量％以下、さらに好ましくは０．４質量％以下である。この範囲であると、成形品の吸水による変形を防止しやすく、また、加熱加圧時等の複合材料を成形加工する際の発泡を抑制し、気泡の少ない成形品を得ることができる。
【００４２】
また、ポリアミド樹脂は、末端アミノ基濃度（［ＮＨ2］）が好ましくは１００μ当量／ｇ未満、より好ましくは５〜７５μ当量／ｇ、さらに好ましくは１０〜６０μ当量／ｇであり、末端カルボキシル基濃度（［ＣＯＯＨ］）は、好ましくは１５０μ当量／ｇ未満、より好ましくは１０〜１２０μ当量／ｇ、さらに好ましくは１０〜１００μ当量／ｇのものが好適に用いられる。このような末端基濃度のポリアミド樹脂を用いることにより、ポリアミド樹脂をフィルム状又は繊維状に加工する際に粘度が安定しやすく、また、後述のカルボジイミド化合物との反応性が良好となる傾向にある。
【００４３】
また、末端カルボキシル基濃度に対する末端アミノ基濃度の比（［ＮＨ2］／［ＣＯＯＨ］）は、０．７以下であるものが好ましく、０．６以下であるものがより好ましく、特に好ましくは０．５以下である。この比が０．７よりも大きいものは、ポリアミド樹脂を重合する際に、分子量の制御が難しくなる場合がある。
【００４４】
末端アミノ基濃度は、ポリアミド樹脂０．５ｇを３０ｍｌのフェノール／メタノール（４：１）混合溶液に２０〜３０℃で攪拌溶解し、０．０１Ｎの塩酸で滴定して測定することができる。また、末端カルボキシル基濃度は、ポリアミド樹脂０．１ｇを３０ｍｌのベンジルアルコールに２００℃で溶解し、１６０℃〜１６５℃の範囲でフェノールレッド溶液を０．１ｍｌ加える。その溶液を０．１３２ｇのＫＯＨをベンジルアルコール２００ｍｌに溶解させた滴定液（ＫＯＨ濃度として０．０１ｍｏｌ／ｌ）で滴定を行い、色の変化が黄〜赤となり色の変化がなくなった時点を終点とすることで算出することができる。
【００４５】
本発明のポリアミド樹脂は、反応したジカルボン酸単位に対する反応したジアミン単位のモル比（反応したジアミン単位のモル数／反応したジカルボン酸単位のモル数、以下「反応モル比」という場合がある。）が、０．９７〜１．０２であることが好ましい。このような範囲とすることにより、ポリアミド樹脂の分子量や分子量分布を、任意の範囲に制御しやすくなる。
反応モル比は、より好ましくは１．０未満、さらに好ましくは０．９９５未満、特には０．９９０未満であり、下限は、より好ましくは０．９７５以上、さらに好ましくは０．９８以上である。
【００４６】
ここで、反応モル比（ｒ）は次式で求められる。
ｒ＝（１−ｃＮ−ｂ（Ｃ−Ｎ））／（１−ｃＣ＋ａ（Ｃ−Ｎ））
式中、
ａ：Ｍ１／２
ｂ：Ｍ２／２
ｃ：１８．０１５ （水の分子量（ｇ／ｍｏｌ））
Ｍ１：ジアミンの分子量（ｇ／ｍｏｌ）
Ｍ２：ジカルボン酸の分子量（ｇ／ｍｏｌ）
Ｎ：末端アミノ基濃度（当量／ｇ）
Ｃ：末端カルボキシル基濃度（当量／ｇ）
【００４７】
なお、ジアミン成分、ジカルボン酸成分として分子量の異なるモノマーからポリアミド樹脂を合成する際は、Ｍ１およびＭ２は原料として配合するモノマーの配合比（モル比）に応じて計算されることはいうまでもない。なお、合成釜内が完全な閉鎖系であれば、仕込んだモノマーのモル比と反応モル比とは一致するが、実際の合成装置は完全な閉鎖系とはなりえないことから、仕込みのモル比と反応モル比が一致するとは限らない。仕込んだモノマーが完全に反応するとも限らないことから、仕込みのモル比と反応モル比が一致するとは限らない。したがって、反応モル比とは出来上がったポリアミド樹脂の末端基濃度から求められる実際に反応したモノマーのモル比を意味する。
【００４８】
ポリアミド樹脂の反応モル比の調整は、原料ジカルボン酸成分およびジアミン成分の仕込みモル比、反応時間、反応温度、キシリレンジアミンの滴下速度、釜内の圧力、減圧開始タイミング等の反応条件を適当な値にすることにより、可能である。
ポリアミド樹脂の製造方法がいわゆる塩法である場合は、反応モル比を０．９７〜１．０２にするには、具体的には、例えば、原料ジアミン成分／原料ジカルボン酸成分比をこの範囲に設定し、反応を十分進めればよい。また溶融ジカルボン酸に連続的にジアミンを滴下する方法の場合は、仕込み比をこの範囲とすることの他に、ジアミンを滴下する最中に還流させるジアミン量をコントロールし、滴下したジアミンを反応系外に除去することでも可能である。具体的には還流塔の温度を最適な範囲にコントロールすることや充填塔の充填物、所謂、ラシヒリングやレッシングリング、サドル等を適切な形状、充填量に制御することで、ジアミンを系外に除去すればよい。また、ジアミン滴下後の反応時間を短くすることでも未反応のジアミンを系外に除去することができる。さらにはジアミンの滴下速度を制御することによっても未反応のジアミンを必要に応じて反応系外に除去することができる。これらの方法により仕込み比が所望範囲から外れても反応モル比を所定の範囲にコントロールすることが可能である。
【００４９】
ポリアミド樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法、重合条件により製造される。ポリアミド樹脂の重縮合時に分子量調節剤として少量のモノアミン、モノカルボン酸を加えてもよい。例えば、キシリレンジアミンを含むジアミン成分とアジピン酸、セバシン酸等のジカルボン酸からなる塩を水の存在下に、加圧状態で昇温し、加えた水及び縮合水を除きながら溶融状態で重合させる方法により製造される。また、キシリレンジアミンを溶融状態のジカルボン酸に直接加えて、常圧下で重縮合する方法によっても製造できる。この場合、反応系を均一な液状状態で保つために、ジアミンをジカルボン酸に連続的に加え、その間、反応温度が生成するオリゴアミド及びポリアミドの融点よりも下回らないように反応系を昇温しつつ、重縮合が進められる。
【００５０】
また、ポリアミド樹脂は、溶融重合法により製造された後に、固相重合を行っても良い。固相重合の方法は特に限定されるものではなく、従来公知の方法、重合条件により製造される。
【００５１】
本発明においては、ポリアミド樹脂の融点は、１５０〜３１０℃であることが好ましく、１８０〜３００℃であることがより好ましい。
また、ポリアミド樹脂のガラス転移点は、５０〜１００℃が好ましく、５５〜１００℃がより好ましく、特に好ましくは６０〜１００℃である。この範囲であると、耐熱性が良好となる傾向にある。
【００５２】
なお、融点とは、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）法により観測される昇温時の吸熱ピークのピークトップの温度である。また、ガラス転移点とは、試料を一度加熱溶融させ熱履歴による結晶性への影響をなくした後、再度昇温して測定されるガラス転移点をいう。測定には、例えば、島津製作所社（ＳＨＩＭＡＤＺＵ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ）製「ＤＳＣ−６０」を用い、試料量は約５ｍｇとし、雰囲気ガスとしては窒素を３０ｍｌ／分で流し、昇温速度は１０℃／分の条件で室温から予想される融点以上の温度まで加熱し溶融させた際に観測される吸熱ピークのピークトップの温度から融点を求めることができる。次いで、溶融したポリアミド樹脂を、ドライアイスで急冷し、１０℃／分の速度で融点以上の温度まで再度昇温し、ガラス転移点を求めることができる。
【００５３】
本発明で用いるポリアミド樹脂組成物には、上記キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂以外の、他のポリアミド樹脂やエラストマー成分を含むこともできる。他のポリアミド樹脂としては、ポリアミド６６、ポリアミド６、ポリアミド４６、ポリアミド６／６６、ポリアミド１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸およびテレフタル酸からなるポリアミド６６／６Ｔ、ヘキサメチレンジアミン、イソフタル酸およびテレフタル酸からなるポリアミド６Ｉ／６Ｔなどが挙げられる。これらの配合量はポリアミド樹脂組成物の５質量％以下であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましい。
【００５４】
エラストマー成分としては、例えば、ポリオレフィン系エラストマー、ジエン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、フッ素系エラストマー、シリコン系エラストマー等公知のエラストマーが使用でき、好ましくはポリオレフィン系エラストマー及びポリスチレン系エラストマーである。これらのエラストマーとしては、ポリアミド樹脂に対する相溶性を付与するため、ラジカル開始剤の存在下または非存在下で、α，β−不飽和カルボン酸及びその酸無水物、アクリルアミド並びにそれらの誘導体等で変性した変性エラストマーも好ましい。
【００５５】
このような他のポリアミド樹脂やエラストマー成分の含有量は、ポリアミド樹脂組成物中の通常３０質量％以下、好ましくは２０質量％以下、特には１０質量％以下である。
【００５６】
また、上記したポリアミド樹脂組成物は、一種類もしくは複数のポリアミド樹脂をブレンドして使用することもできる。
さらに、本発明の目的・効果を損なわない範囲で、本発明で用いるポリアミド樹脂組成物には、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリスチレン樹脂等の樹脂を一種もしくは複数ブレンドすることもできる。これらの配合量はポリアミド樹脂組成物の１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましい。
【００５７】
さらに、本発明の目的・効果を損なわない範囲で、本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物には、酸化防止剤、熱安定剤等の安定剤、耐加水分解性改良剤、耐候安定剤、艶消剤、紫外線吸収剤、核剤、可塑剤、分散剤、難燃剤、帯電防止剤、着色防止剤、ゲル化防止剤、着色剤、離型剤等の添加剤等を加えることができる。これらの詳細は、特許第４８９４９８２号公報の段落番号０１３０〜０１５５の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
本発明では、熱可塑性樹脂繊維の表面処理剤を用いても良いが、これらは実質的に使用しない形態とすることもできる。実質的に使用しないとは、処理剤の合計量が熱可塑性樹脂繊維の０．０１質量％以下であることをいう。
【００５８】
＜連続強化繊維＞
本発明の混繊糸は連続強化繊維を含む。連続強化繊維とは、６ｍｍを超える繊維長を有する連続強化繊維をいう。本発明で使用する連続強化繊維の平均繊維長に特に制限はないが、成形加工性を良好にする観点から、１〜２０，０００ｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは１００〜１０，０００ｍ、さらに好ましくは１，０００〜７，０００ｍである。
【００５９】
本発明で用いる連続強化繊維は、混繊糸１本あたりの合計繊度が、１００〜５００００ｄｔｅｘあることが好ましく、５００〜４００００ｄｔｅｘであることがより好ましく、１０００〜１００００ｄｔｅｘであることがさらに好ましく、１０００〜３０００ｄｅｘであることが特に好ましい。このような範囲とすることにより、加工がより容易となり、得られる混繊糸の弾性率・強度がより優れたものとなる。
本発明で用いる連続強化繊維は、混繊糸一本あたりの合計繊維数が、５００〜５００００ｆであることが好ましく５００〜２００００ｆであることがより好ましく、１０００〜１００００ｆであることがさらに好ましく、１５００〜５０００ｆであることが特に好ましい。このような範囲とすることにより、混繊糸中での連続強化繊維の分散状態がより良好となる。
１本の混繊糸において、連続強化繊維が、所定の合計繊度および合計繊維数を満たすために、１本の連続強化繊維束で製造してもよいし、複数本の連続強化繊維束を用いて製造してもよい。本発明では、１〜１０本の連続強化繊維束を用いて製造することが好ましく、１〜３本の連続強化繊維束を用いて製造することがより好ましく、１本の連続強化繊維束を用いて製造することがさらに好ましい。
【００６０】
本発明の混繊糸中に含まれる連続強化繊維の平均引張弾性率は、５０〜１０００ＧＰａであることが好ましく、２００〜７００ＧＰａであることがより好ましい。このような範囲とすることにより、混繊糸全体の引張弾性率がより良好となる。
【００６１】
連続強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、植物繊維（ケナフ（Ｋｅｎａｆ）、竹繊維等を含む）、アルミナ繊維、ボロン繊維、セラミック繊維、金属繊維（スチール繊維等）等の無機繊維；アラミド繊維、ポリオキシメチレン繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等の有機繊維などが挙げられる。好ましくは、無機繊維であり、中でも、軽量でありながら、高強度、高弾性率であるという優れた特徴を有するため、炭素繊維および／またはガラス繊維が好ましく用いられ、炭素繊維がさらに好ましい。炭素繊維はポリアクリロニトリル系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維を好ましく用いることができる。また、リグニンやセルロースなど、植物由来原料の炭素繊維も用いることができる。炭素繊維を用いることによって、得られる成形品の機械的強度がより向上する傾向にある。
【００６２】
＜＜連続強化繊維の表面処理剤等＞＞
本発明の混繊糸は、表面処理剤および／または集束剤を含むが、好ましくは、連続強化繊維の表面処理剤および／または集束剤である。
本発明で用いる連続強化繊維の表面処理剤および／または集束剤としては、特許第４８９４９８２号公報の段落番号００９３および００９４に記載のものが好ましく採用され、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
【００６３】
本発明では、特に、極性基を有する熱可塑性樹脂を用いる場合、熱可塑性樹脂の極性基と反応性を有する官能基を有する連続強化繊維の表面処理剤等で処理することが好ましい。かかる熱可塑性樹脂の極性基と反応性を有する官能基は、通常、加熱成形する工程で熱可塑性樹脂と化学結合する。かかる熱可塑性樹脂の極性基と反応性を有する官能基を有する連続強化繊維の処理剤は、連続強化繊維を集束させる機能を有するものであることが好ましい。すなわち、混繊糸における加熱加工前の各繊維の物理的集束を助ける。
【００６４】
具体的には、本発明で用いる表面処理剤等は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シランカップリング剤、水不溶性ナイロンおよび水溶性ナイロンの少なくとも１種であることが好ましく、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、水不溶性ナイロンおよび水溶性ナイロンの少なくとも１種であることがより好ましく、水溶性ナイロンであることがさらに好ましい。
【００６５】
エポキシ樹脂としては、エポキシアルカン、アルカンジエポキシド、ビスフェノールＡ−グリシジルエーテル、ビスフェノールＡ−グリシジルエーテルの二量体、ビスフェノールＡ−グリシジルエーテルの三量体、ビスフェノールＡ−グリシジルエーテルのオリゴマー、ビスフェノールＡ−グリシジルエーテルのポリマー、ビスフェノールＦ−グリシジルエーテル、ビスフェノールＦ−グリシジルエーテルの二量体、ビスフェノールＦ−グリシジルエーテルの三量体、ビスフェノールＦ−グリシジルエーテルのオリゴマー、ビスフェノールＦ−グリシジルエーテルのポリマー、ステアリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、エチレンオキシドラウリルアルコールグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジル化合物；安息香酸グリシジルエステル、ｐ−トルイル酸グリシジルエステル、ステアリン酸グリシジルエステル、ラウリン酸グリシジルエステル、パルミチン酸グリシジルエステル、オレイン酸グリシジルエステル、リノール酸グリシジルエステル、リノレン酸グリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル等のグリシジルエステル化合物；テトラグリシジルアミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノフェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、トリグリシジルシアヌレート、トリグリシジルイソシアヌレート等のグリシジルアミン化合物が挙げられる。
【００６６】
ウレタン樹脂としては、例えば、ポリオール、油脂と多価アルコールをウムエステル化したポリオール、及びポリイソシアネートとを反応させて得られるウレタン樹脂を使用することができる。
上記ポリイソシアネートとしては、例えば、１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，８−ジイソシアネートメチルカプロエート等の脂肪族イソシアネート類；３−イソシアネートメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、メチルシクロヘキシル−２，４−ジイソシアネート等の脂環族ジシソシアネート類；トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５−ナフテンジイソシアネート、ジフェニルメチルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソサネート、４，４−ジベンジルジイソシアネート、１，３−フェニレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類；塩素化ジイソシアネート類、臭素化ジイソシアネート類等が挙げられ、これらを単独で、又は２種以上の混合物として用いることができる。
前記ポリオールとしては、通常ウレタン樹脂の製造に使用される種々のポリオール、例えば、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトン、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリチオエーテルポリオール、ポリアセタールポリオール、ポリブタジエンポリオール、フランジメタノール等が挙げられ、これらを単独で、又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００６７】
シランカップリング剤としては、例えば、アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、グリシジルプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のトリアルコキシまたはトリアリロキシシラン化合物、ウレイドシラン、スルフィドシラン、ビニルシラン、イミダゾールシラン等が挙げられる。
【００６８】
ここで、水不溶性ナイロンとは、２５℃で１ｇのナイロンを１００ｇの水に添加したとき９９重量％以上が溶解しないことをいう。
水不溶性ナイロンを用いる場合、水または有機溶媒に、粉末状の水不溶性ナイロンを分散または懸濁させて用いることが好ましい。このような粉末状の水不溶性ナイロンの分散物または懸濁液に混繊維束を浸漬して用い、乾燥させて混繊糸とすることができる。
水不溶性ナイロンしては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１１、ナイロン１２、キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂（好ましくは、ポリキシリレンアジパミド、ポリキシリレンセバカミド）および、これらの共重合体の粉体をノニオン系、カチオン系、アニオン系又はこれらの混合物である界面活性剤を添加して乳化分散したものが挙げられる。水不溶性ナイロンの市販品は、例えば、水不溶性ナイロンエマルジョンとして販売されており、例えば、住友精化製セポルジョンＰＡ、Michaelman製Michem Emulsionが挙げられる。
【００６９】
ここで、水溶性ナイロンとは、２５℃で１ｇのナイロンを１００ｇの水に添加したときに、その９９質量％以上が水に溶けることをいう。
水溶性ナイロンとしては、アクリル酸グラフト化Ｎ−メトオキシメチル化ナイロン、アミド基を付与したＮ−メトオキシメチル化ナイロンなどの変性ポリアミドが挙げられる。水溶性ナイロンとしては、例えば、東レ製AQ-ナイロン、ナガセケムテックス製トレジン等の市販品が挙げられる。
【００７０】
表面処理剤等は１種類のみ用いても良いし、２種類以上用いても良い。
本発明では、連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を少な目の量の表面処理剤等で処理し、混繊維束とすることによって、混繊糸中の連続強化繊維の分散度を向上させることができる。
【００７１】
＜＜連続強化繊維の表面処理剤等による処理方法＞＞
連続強化繊維による表面処理剤等による処理方法は、公知の方法を採用できる。例えば、連続強化繊維を、表面処理剤等を含む液（例えば、水溶液）に浸漬し、連続強化繊維の表面に表面処理剤等を付着させることが挙げられる。また、表面処理剤等を連続強化繊維の表面にエアブローすることもできる。さらに、表面処理剤等で処理されている連続強化繊維の市販品を用いてもよいし、市販品の表面処理剤等を洗い落してから、再度、所望の量となるように、処理しなおしても良い。
【００７２】
＜再添加の表面処理剤等＞
本発明では、通常、上記のように混繊維束とした後、さらに、表面処理剤および／または集束剤を用いてさらに処理する。このような処理をすることにより、混繊糸中の連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の分散度を高くしたまま、繊維を集束させることができ、かつ、空隙の少ない混繊糸が得られる。
【００７３】
混繊維束とした後に適用する表面処理剤等としては、上記連続強化繊維の表面処理剤等から適宜選択でき、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シランカップリング剤および水溶性ナイロンから選択される少なくとも１種であることが好ましい。表面処理剤等は１種類のみ用いても良いし、２種類以上用いても良い。
本発明では、連続強化繊維の処理に用いる表面処理剤等と、混繊維束の処理に用いる表面処理剤等とが同一でも異なっていてもよい。本発明では、連続強化繊維の処理に用いる表面処理剤等の主成分と、混繊維束の処理に用いる表面処理剤等の主成分が互いに異なっていることが好ましい。すなわち、本発明の混繊糸の好ましい態様として、表面処理剤および／または集束剤を少なくとも２種含む態様が例示される。
このような構成とすることにより、混繊糸からの繊維の脱落量をより効果的に抑制できる。
【００７４】
混繊維束中の表面処理剤等の合計量は、混繊維束の０．１〜１．５重量％が好ましく、０．３〜０．６重量％がより好ましい。
また、混繊糸中の表面処理剤等の合計量は、混繊維の２．０重量％以上であり、２．０〜１２．０重量％であることが好ましく、４．０〜１０．０重量％がより好ましく、４．０〜６．０重量％がさらに好ましい。混繊糸中の表面処理剤等の合計量を１２．０重量％以下とすることにより、得られる混繊糸の加工性がより向上する傾向にある。
通常、混繊維束への表面処理剤等の適用後の乾燥時に、混繊維束のさらなる集束が起こり、混繊維束の表面処理剤等も内部へある程度浸透する。従って、混繊維束の表面処理剤等の合計量とその後に添加される表面処理剤等の合計量の重量比は、０．１〜１．５：２．０〜１２が好ましく、０．３〜０．６：４．０〜１０がより好ましい。
【００７５】
さらに、本発明の混繊糸には、上記連続熱可塑性樹脂繊維、連続強化繊維、表面処理剤および／または集束剤以外の他の成分が含まれていても良く、具体的には、短繊維長炭素繊維、カーボンナノチューブ、フラーレン、マイクロセルロースファイバー、タルク、マイカなどが例示される。これらの他の成分の配合量は、混繊糸の５質量％以下であることが好ましい。
【００７６】
＜混繊糸の製造方法＞
次に、本発明の混繊糸の製造方法について述べる。本発明の混繊糸の製造方法は、連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維と表面処理剤および／または集束剤を含み、表面処理剤および／または集束剤の合計量が、連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維の合計量の０．１〜１．５重量％である混繊維束を、表面処理剤および／または集束剤を含む液に浸漬し、乾燥させることを含む。
本発明では、表面処理剤等の合計量が、連続熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維の合計量の０．１〜１．５重量％である混繊維束を用いる。このように少なめの量の表面処理剤で混繊維束を製造することにより、混繊糸中における連続強化繊維の分散性を向上させることができる。そして、連続強化繊維の分散性の高い混繊維束に、さらに、表面処理剤等を適用し、乾燥させることにより、混繊維束の集束が進行し、高い分散性を維持したまま、空隙の少ない混繊糸が得られる。
【００７７】
最初に、本発明における混繊維束の製造方法の一例について述べる。
まず、連続熱可塑性樹脂繊維束、および、連続強化繊維束の回巻体を準備する。回巻体は、連続熱可塑性樹脂繊維束および連続強化繊維束について、それぞれ、１つであってもよいし、複数であってもよい。混繊維束にした際に、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の繊維数の比および繊度の比が目的の値になるよう、適宜、調整するのが好ましい。回巻体の数によっても、混繊維束にした際に繊維数の比が目的の値になるよう、適宜、調整するのが好ましい。
【００７８】
連続熱可塑性樹脂繊維束と連続強化繊維束は、それぞれ、回巻体から引出し、公知の方法により開繊を行う。開繊方法としては、複数のガイドを通し、応力、エアブロー等が例示される。連続熱可塑性樹脂繊維束と連続強化繊維束を開繊しながら、連続熱可塑性樹脂繊維束と連続強化繊維束を一束とし、さらにガイド、応力、エアブロー等を加えることによって、均一化を進め、混繊維束とする。この後、通常、巻き取り機によって回巻体に巻き取る。
【００７９】
次に、混繊維束から混繊糸を製造する方法について述べる。
図１は、本発明の混繊糸の製造方法の一例を示したものであって、混繊維束が巻き取られたロール１から、混繊維束が引き出され、表面処理剤および／または集束剤を含む液２に浸漬され、乾燥ゾーン３によって乾燥が行われ、その後、ロール４に巻き取られる。さらに、浸漬後乾燥前に絞り工程５が設けられていてもよい。
絞り工程は、例えば、混繊維束をロール間を通過させることによって行うことができる。絞り工程を設けると、表面処理剤等を含む液２を混繊維束のより内部まで侵入させることができ、より空隙の少ない混繊糸が得られる。
【００８０】
乾燥は、公知の方法によって行うことができるが、乾燥条件をより詳細に設定することにより、混繊維束の集束をより効果的に進行させることができる。
乾燥の第一の実施形態としては、連続熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも低い温度で行う態様が例示される。ガラス転移温度よりも低い温度で乾燥することにより、連続熱可塑性樹脂繊維が熱によって反り、混繊維束が撓むのをより効果的に抑制できる。
乾燥温度は、例えば、（Ｔｇ−３℃）以下の範囲で行うことができ、（Ｔｇ−５０℃）〜（Ｔｇ−３℃）の範囲で行うことが好ましく、（Ｔｇ−２５℃）〜（Ｔｇ−３℃）の範囲で行うことがより好ましい。具体的には、例えば、３０〜６０℃で行うことができる。
この場合の乾燥時間としては、４０〜１２０分が好ましく、４５〜７０分がより好ましく、５０分〜６０分がさらに好ましい。
【００８１】
乾燥の第二の実施形態は、混繊維束を乾燥する前に、混繊維束の原料となる熱可塑性樹脂繊維を加熱処理する工程を含む態様が例示される。熱可塑性樹脂繊維に対する加熱処理は、熱可塑性樹脂繊維単体に加熱処理してから混繊維束を作製することが好ましい。このように加熱処理してから乾燥することにより、熱可塑性樹脂繊維の収縮をある程度進行させた後に乾燥させることができるので、高温で短時間の乾燥でも、混繊維束が撓まずに、良好な混繊糸を得ることができる。熱可塑性樹脂繊維に対する加熱処理は、例えば、加工処理温度Ｔｇ＋２０℃〜Ｔｍ−２０℃の温度下、荷重０〜２ｇｆの張力をかけた状態で、０．４〜６０秒間熱処理を施した後、荷重０〜２５ｇｆの張力をかけて１．２〜２．０秒間冷却し、次いで、これらの工程を３００ｍ／分以下の加工速度で連続して行うことができる。
表面処理剤および／または集束剤を含む液に浸漬した混繊維束の乾燥温度は、下限値は、４０℃以上が好ましく、６０℃以上がより好ましく、８０℃以上がより好ましく、１５０℃以下が好ましく、１２０℃以下がより好ましく、１１０℃以下がさらに好ましい。乾燥時間は、１０〜３０分が好ましく、１５〜２５分がさらに好ましい。
【００８２】
表面処理剤および／または集束剤を含む液における表面処理剤等は、上述の再添加の表面処理剤等で述べたものを採用することができ、好ましい範囲も同義である。また、混繊維束に含まれる表面処理剤および／または集束剤の主成分と、表面処理剤および／または集束剤を含む液の主成分が異なることが好ましい。
本発明では、表面処理剤等を含む液に浸漬するが、かかる液は水溶液であることが好ましい。水溶液とは、溶媒成分の主成分が水であることをいい、好ましくは溶媒成分の９０重量％以上が水であり、特に好ましくは溶媒成分が実質的に水のみからなる。水を溶剤に用いることにより、表面処理剤と混繊維束がなじみやすく、安定した処理が行える。
【００８３】
表面処理剤および／または集束剤を含む液における、表面処理剤および／または集束剤の量（重量％）は、０．１〜５重量％であることが好ましく、１〜５重量％がより好ましい。
また、浸漬時間は、５秒〜１分であることが好ましい。
【００８４】
＜混繊糸を利用した成形品＞
本発明における混繊糸は、公知の方法により組紐、織物、編み物または不織布として用いることができる。
組紐の形態としては、特に制限はなく、角打ち紐、平打紐、丸打紐等が例示される。
織物の形態としては、特に制限はなく、平織、八枚朱子織、四枚朱子織、綾織等のいずれでもよい。また、いわゆるバイヤス織でもよい。さらに、特開昭５５−３０９７４号公報に記載されているように実質的に屈曲を有しないいわゆるノンクリンプ織物であってもよい。
織物の場合、経糸および緯糸の少なくとも一方が、本発明の混繊糸である態様が例示される。経糸および緯糸の他方は、本発明の混繊糸としてもよいが、所望の特性に応じて、強化繊維や熱可塑性樹脂繊維であっても良い。経糸および緯糸の他方に熱可塑性樹脂繊維を用いる場合の一形態として、本発明の混繊糸を構成する熱可塑性樹脂と同じ熱可塑性樹脂を主成分とする繊維を用いることが例示される。
編み物の形態としては、特に制限はなく、たて編み、よこ編み、ラッセル編み等公知の編み方を自由に選択できる。
不織布の形態としては、特に制限はなく、例えば、本発明の混繊糸を切断してフリースを形成し、混繊糸間を結合し、不織布とすることができる。フリースの形成は、乾式法、湿式法などを用いることができる。また、混繊糸間の結合は、ケミカルボンド法、サーマルボンド法等を採用できる。
また、本発明の混繊糸を一方向に引き揃えたテープ状もしくはシート状の基材、組紐、縄状の基材、またはこれらの基材を２枚以上積層した積層物としても用いることができる。
さらに、本発明の混繊糸や組紐、織物、編み物または不織布等を積層し、加熱加工した複合材料も好ましく用いられる。加熱加工は、例えば、熱可塑性樹脂の融点＋１０〜３０℃の温度で行うことができる。
【００８５】
本発明の成形品は、例えば、パソコン、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯電話などの電気・電子機器、光学機器、精密機器、玩具、家庭・事務電気製品などの部品やハウジング、さらには自動車、航空機、船舶などの部品に好適に利用することができる。特に、凹部や凸部を有する成形品の製造に適している。
【実施例】
【００８６】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
【００８７】
＜ポリアミド樹脂ＸＤ１０の合成例＞
撹拌機、分縮器、全縮器、温度計、滴下ロート及び窒素導入管、ストランドダイを備えた反応容器に、精秤したトウゴマ由来のセバシン酸１２，１３５ｇ（６０ｍｏｌ）、次亜リン酸ナトリウム一水和物（ＮａＨ2ＰＯ2・Ｈ2Ｏ）３．１０５ｇ（ポリアミド樹脂中のリン原子濃度として５０ｐｐｍ）、酢酸ナトリウム１．６１ｇを入れ、十分に窒素置換した後、窒素を内圧０．４ＭＰａまで充填し、さらに少量の窒素気流下で系内を撹拌しながら１７０℃まで加熱した。次亜リン酸ナトリウム一水和物／酢酸ナトリウムのモル比は０．６７とした。
これにメタキシリレンジアミンとパラキシリレンジアミンの７：３（モル比）の混合ジアミン８，３３５ｇ（６１ｍｏｌ）を撹拌下に滴下し、生成する縮合水を系外へ除きながら系内を連続的に昇温した。混合キシリレンジアミンの滴下終了後、内温を２６０℃として２０分間溶融重合反応を継続した。次いで、１分あたり０．０１ＭＰａの速度で内圧を大気圧に戻した。
その後、再び系内を窒素で加圧し、ストランドダイからポリマーを取り出して、これをペレット化し、約２４ｋｇのポリアミド樹脂（ＸＤ１０）を得た。得られたペレットを８０℃の除湿エアー（露点−４０℃）で１時間乾燥した。ＸＤ１０のガラス転移温度（Ｔｇ）は６４℃であった。
【００８８】
ＸＤ６：メタキシリレンアジパミド樹脂（三菱瓦斯化学製、グレードＳ６００７）、数平均分子量２５０００、重量平均分子量１０００以下の成分の含有量０．５１質量％、Ｔｇは８８℃
Ｎ６６：ポリアミド樹脂６６（東レ製、アミランＣＭ３００１）、Ｔｇは５０℃
ＰＣ：ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス製、品番：Ｓ２０００）、Ｔｇは１５１℃
ＰＯＭ：ポリアセタール樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス製、品番：Ｆ２０−０３）、Ｔｇは−５０℃
ＣＦ：東レ製、Ｔ７００−１２０００−６０Ｅ、８０００ｄｔｅｘ、繊維数１２０００ｆ、エポキシ樹脂で表面処理されているものを用いた
ＧＦ：ガラス繊維、日東紡製、１３５０ｄｔｅｘ、繊維数８００ｆ、エポキシ樹脂で表面処理されているものを用いた
水溶性ナイロン：混繊糸の表面処理剤（東レ製、品番：ＡＱナイロンＴ７０）
エポキシ樹脂：混繊糸の表面処理剤（アデカ製、品番：ＥＭ−０５８）
水不溶性ナイロンエマルジョン：混繊糸の表面処理剤（住友精化製、品番：セポルジョンＰＡ２００）
【００８９】
＜熱可塑性樹脂の繊維化＞
上記熱可塑性樹脂は、以下の手法に従って繊維状にした。
熱可塑性樹脂を３０ｍｍφのスクリューを有する単軸押出機にて溶融押出しし、６０穴のダイからストランド状に押出し、ロールにて巻き取りながら延伸し、回巻体に巻き取った熱可塑性樹脂繊維束を得た。溶融温度は、ポリアミド樹脂は２８０℃、ポリカーボネート樹脂は３００℃、ポリアセタール樹脂は２１０℃とした。
【００９０】
＜混繊糸の製造・・実施例１〜１０＞
回巻体から、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維をそれぞれ引き出し、複数のガイドを通し、エアブローを与えて開繊を行った。開繊しながら、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維を一束とし、さらに、複数のガイドを通し、エアブローを与え、均一化を進め、混繊維束とした。
さらに、得られた混繊維束を表に示す表面処理剤を含む水溶液に１０秒間浸漬し、その後、表に記載する乾燥温度（単位：℃）・乾燥時間（単位：分）で乾燥し、混繊糸を得た。表面処理剤水溶液の濃度（分散物の場合は、溶媒に対する固形分の量）は、下記表に示す濃度（単位：重量％）とした。
【００９１】
＜混繊糸の製造・・実施例１１＞
連続熱可塑性樹脂繊維の予備加熱として、１６０℃の金属板に４０秒接触させた。回巻体から予備加熱した連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維をそれぞれ引き出し、複数のガイドを通し、エアブローを与えて開繊を行った。開繊しながら、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維を一束とし、さらに、複数のガイドを通し、エアブローを与え、均一化を進め、混繊維束とした。
さらに、得られた混繊維束を表に示す表面処理剤水溶液に１０秒間浸漬し、その後、表に示す乾燥温度および乾燥時間で乾燥し、混繊糸を得た。
【００９２】
＜混繊糸の製造・・比較例１＞
回巻体から、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維をそれぞれ引き出し、複数のガイドを通し、エアブローを与えて開繊を行った。開繊しながら、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維を一束とし、さらに、複数のガイドを通し、エアブローを与え、均一化を進め、混繊維束とした。
さらに、表面処理剤を含まない水に１０秒間浸漬し、その後、表に記載する乾燥温度・乾燥時間で乾燥し、比較例の混繊糸を得た。
【００９３】
＜混繊糸の製造・・比較例２＞
連続強化繊維をクロロホルムに浸漬し、３０分間超音波洗浄した。洗浄した連続強化繊維を取り出し、６０℃で３時間乾燥させた。次いでビスフェノールＡ−グリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）を３０重量％含むメチルエチルケトン溶液に潜らせ、２３℃で１０分間エアーブロして乾燥した。得られた連続強化繊維中の表面処理剤等の量は、２.１重量％であった。得られた連続炭素繊維を回巻体に巻き取った。回巻体から、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維をそれぞれ引き出し、複数のガイドを通し、エアブローを与えて開繊を行った。開繊しながら、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維を一束とし、さらに、複数のガイドを通しエアブローを与え、均一化を進め、混繊維束とした。
さらに、得られた混繊維束を表に示す表面処理剤水溶液または表面処理剤分散物に１０秒間浸漬し、その後、表に記載する乾燥温度・乾燥時間で乾燥し、混繊糸を得た。
【００９４】
＜表面処理剤および／集束剤の量の測定＞
＜＜連続強化繊維＞＞
表面処理した連続強化繊維５ｇ（重量（Ｘ）とする）をメチルエチルケトン２００ｇに浸漬し、表面処理剤を２５℃で溶解、洗浄した。減圧下６０℃に加熱してメチルエチルケトンを蒸発させ、残渣を回収し、その重量（Ｙ）を計測した。表面処理剤等の量はＹ／Ｘ（重量％）で算出した。尚、樹脂繊維についても、同様の方法で、表面処理剤等の量を測定できる。
【００９５】
＜＜混繊糸＞＞
混繊糸５ｇ（重量（Ｘ）とする）をメチルエチルケトン２００ｇに浸漬し、表面処理剤を２５℃で溶解し、超音波洗浄した。減圧下６０℃に加熱してメチルエチルケトンを蒸発させ、残渣を回収し、その重量（Ｙ）を計測した。表面処理剤の量はＹ／Ｘ（重量％）で算出した。
【００９６】
＜分散度の測定＞
混繊糸の分散度を以下のように観察して測定した。
混繊糸を切り取り、エポキシ樹脂で包埋し、混繊糸の断面部にあたる面を研磨し、断面図を超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００（コントローラー部）／ＶＫ−９５１０（測定部）（（株）キーエンス製）を使用して撮影した。撮影画像において、混繊糸の断面積、混繊糸の断面中連続強化繊維のみで占めている面積のうち３１４００μｍ2以上のものの総面積、混繊糸の断面中樹脂繊維のみで占めている面積のうち３１４００μｍ2以上のものの総面積を求め、次式により分散度を算出した。
【数１】
2015098669.tif 000003
（式中、Ｄは分散度、Ｌｔｏｔは混繊糸の断面積、Ｌｃｆは混繊糸の断面中連続強化繊維のみで占めている面積のうち３１４００μｍ2以上のものの総面積、Ｌｐｏｌｙは混繊糸の断面中樹脂繊維のみで占めている面積のうち３１４００μｍ2以上のものの総面積を意味する。混繊糸の断面は、混繊糸を繊維方向に対して垂直に切断したものを測定した。面積はデジタルマイクロスコープを用いて測定した。）
【００９７】
＜空隙率の測定＞
混繊糸の厚み方向断面を以下のように観察して測定した。混繊糸の繊維方向に垂直な断面を切り出し、混繊糸をエポキシ樹脂で繊維が一方向を向くようにスタンドで固定して樹脂を流した後に減圧条件で包埋し、混繊糸の繊維方向に垂直な断面を研磨し、混繊糸の厚み×幅５００μｍの範囲を超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００（コントローラー部）／ＶＫ−９５１０（測定部）（（株）キーエンス製）を使用して拡大倍率４００倍で撮影した。撮影画像において、目視により空隙部位を特定し面積を求め、次式により算出した。
空隙率（％）＝１００×（空隙部位）／（混繊糸の断面積）
【００９８】
＜脱落量の測定＞
混繊糸に打撃を与えて繊維の脱落を促し、打撃を与える前と与えた後の重量変化から集束性を評価することとした。ここで、
（繊維脱落量）＝（打撃前の混繊糸重量）−（打撃後の混繊糸重量）
とし、脱落量が小さいほど集束性に優れると判断した。
ここで、測定装置としては、図２に示すテスト機（カジレーネ製）を用いた。この装置では、混繊糸を抜出する工程１１、混繊糸が通過するローラーを激しく上下に動かし混繊糸に打撃を与える工程１２、打撃で生じた細かい繊維の脱落を促す吸引工程１３、および巻き取り工程１４の一連の操作を行った。巻き取り速度は、３ｍ／分とし、打撃部分ストローク幅は３ｃｍとし、打撃速度は８００ｒｐｍ、試験糸長さ１ｍとした。単位は、ｇ／ｍで示した。
【００９９】
＜織物の製造＞
上記熱可塑性樹脂の繊維化に従い、熱可塑性樹脂繊維束を製造した。熱可塑性樹脂繊維束は、繊維数３４ｆ、繊度１１０ｄｔｅｘとした。
上記で得られた混繊糸を経糸とし、熱可塑性樹脂繊維束を緯糸として、レピア織機を用いて製織した。織物の目付が、７２０ｇ／ｍ2となるように調整した。経糸と緯糸の組み合わせについては、下記表に示した。
【０１００】
＜成形品の製造＞
得られた織物を積層し、経糸を構成する熱可塑性樹脂繊維の樹脂の融点＋２０℃、３ＭＰａの条件にて熱プレスし、得られた成形品から、２ｍｍｔ×１０ｃｍ×２ｃｍの試験片を切り出した。
【０１０１】
＜引張弾性率＞
得られた成形品について、ＪＩＳ Ｋ７１２７およびＫ７１６１に準じて試験し、引張弾性率（ＭＰａ）を求めた。なお、装置は東洋精機株式会社製ストログラフを使用し、試験片幅を１０ｍｍ、チャック間距離を５０ｍｍ、引張速度を５０ｍｍ／ｍｉｎとし、測定温度を２３℃、測定湿度を５０％ＲＨとして測定した。単位は、ＧＰａで示した。
【０１０２】
＜引張強度＞
得られた成形品について、ＩＳＯ ５２７−１およびＩＳＯ ５２７−２に記載の方法に従って、測定温度２３℃、チャック間距離５０ｍｍ、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で引張強度を測定した。単位は、ＭＰａで示した。
【０１０３】
【表１】
2015098669.tif 000004
【０１０４】
上記結果から明らかなとおり、本発明の混繊糸は（実施例１〜１１）、連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の分散度が高く、空隙率が低く、繊維の脱落量が少なかった。さらに、かかる混繊糸を成形した成形品は、引張弾性率および引張強度に優れていた。
一方、混繊維束に再度表面処理剤を付与しない場合（比較例１）、繊維が適切な束状とならず、混繊糸の空隙率は測定できなかった。また、かかる混繊糸は操作性が悪く適切な織物とするのが困難であった。
また、混繊維束の状態で、表面処理剤の量が２．０質量％を超える場合（比較例２）、混繊維束に再度表面処理剤を付与しても連続熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の分散度が低くなってしまった。
【０１０５】
図３は実施例１の混繊糸を観察したものである。大きさは、幅約８ｍｍ、最大厚さ０．４ｍｍ程度のテープ状のものが得られた。また、各繊維がまとまっていることが分かった。
図４は比較例１の混繊糸を観察したものである。図３と比較して、連続熱可塑性樹脂繊維および連続炭素繊維がほどけたような状態であった。
【符号の説明】
【０１０６】
１    混繊糸が巻き取られたロール
２    表面処理剤および／または集束剤を含む液
３    乾燥ゾーン
４    混繊糸が巻き取られたロール
５    絞り工程
１１  混繊糸を抜出する工程
１２  混繊糸が通過するローラーを激しく上下に動かし混繊糸に打撃を与える工程
１３  打撃で生じた細かい繊維の脱落を促す吸引工程
１４  巻き取り工程
【図１】
2015098669.tif 000005
【図２】
2015098669.tif 000006
【図３】
2015098669.tif 000007
【図４】
2015098669.tif 000008