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KR960005469B1 - Conjugated for strand molding - Google Patents

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KR960005469B1
KR960005469B1 KR1019880013622A KR880013622A KR960005469B1 KR 960005469 B1 KR960005469 B1 KR 960005469B1 KR 1019880013622 A KR1019880013622 A KR 1019880013622A KR 880013622 A KR880013622 A KR 880013622A KR 960005469 B1 KR960005469 B1 KR 960005469B1
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KR
South Korea
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fiber
fibers
denier
composite
matrix
Prior art date
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KR1019880013622A
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Korean (ko)
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KR890006872A (en
Inventor
도시끼요 다나까
마사찌까 야마네
히로시 야쓰다
시게하루 스기하라
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도오요오 보오세끼 가부시끼가이샤
다끼자와 사부로오
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Priority claimed from JP62264575A external-priority patent/JP2600209B2/en
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    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/14Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent

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Abstract

내용 없음.No content.

Description

성형용 복합섬유사조Molded Composite Fiber Yarn

제1도 및 제2도는 본 발명에 있어서의 비혼섬상태의 예를 설명한 단면도이고,1 and 2 are cross-sectional views illustrating an example of an unmixed island state in the present invention.

제3도는 본 발명에 있어서의 혼섬상태의 예를 설명한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an example of a mixed island state in the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 초고강력 폴리에틸렌 섬유 2 : 열가소성 유기섬유1: ultra-high strength polyethylene fiber 2: thermoplastic organic fiber

본 발명은 강도, 탄성률 및 가공성이 뛰어난 성형용 복합재료로서의 복합섬유사조 및 직물에 관한 것이고, 보다 상세하게는 레이디얼타이어등의 자동차부품, 각종 기계구조부품, 압력용기 또는 파이프등의 성형품의 강화재로서 광범위한 분야에서 이용할 수 있는 성형용 복합섬유사조 및 직물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite fiber yarn and a fabric as a molding composite material having excellent strength, elastic modulus, and workability. More specifically, reinforcing material for molded articles such as automobile parts such as radial tires, various mechanical structural parts, pressure vessels, or pipes, etc. The present invention relates to a composite fiber yarn and a fabric for molding which can be used in a wide range of fields.

열가소성 수지를 매트릭스로 하고 강화섬유를 분산재로서 사용한 복합강화재로서는, 예컨대 정전기를 이용하여 유리섬유 스트랜드를 개섬(開纖)하고 열가소성 수지분말을 부착한 후 가열용융하여 테이프상 스트랜드를 성형하는 방법(일본국 특공소 47-36467), 또는 열가소성 수지의 분말을 부착시킨 강화섬유의 스트랜드에 유연성 열가소성 수지를 피복하여 유연성 스트랜드로 하고, 이 스트랜드를 직물등으로 열성형하는 방법(일본국 특공소 60-36156)등이 있다.As a composite reinforcing material using a thermoplastic resin as a matrix and a reinforcing fiber as a dispersing material, for example, a method of opening a glass fiber strand using static electricity, attaching a thermoplastic resin powder, followed by heating and melting to form a tape-like strand (Japan 47-36467), or a method of coating a flexible thermoplastic resin on a strand of reinforcing fiber to which a powder of thermoplastic resin is applied to form a flexible strand, and thermoforming the strand with a fabric or the like (JP-60-36156). ).

이와같은 복합재료에 있어서는, 어떠한 강화섬유를 선택하는가, 어떠한 수단을 사용하여 고용융점도 열가소성수지(이하 매트릭스라도고 한다)를 균일하고도 공극이 적어지도록 강화섬유에 함침시키는가, 또는 어떠한 방법에 의해 강화섬유의 강도나 탄성률등의 특성을 열화시키는 일 없이 매트릭스와 강화 섬유를 용융성형하는가 등이 요점이 된다.In such a composite material, what reinforcing fiber is selected, and what means is used to impregnate the reinforcing fibers so that the melting point and thermoplastic resin (hereinafter referred to as a matrix) are uniform and have less voids, or by any method. The point is whether the matrix and the reinforcing fibers are melt-molded without deteriorating the properties such as strength and elastic modulus of the reinforcing fibers.

상기와 같은 종래의 기술을 사용하여 함침성이 좋은 성형용 복합재료를 얻기 위해서는 매트릭스로서 미크론 단위의 분말을 사용할 필요가 있고, 강화섬유의 개섬, 매트릭스의 부착·용융, 경우에 따라서는 피복등의 복잡한 공정을 필요로 하여 작업성이 좋지 않는 외에, 강화섬유의 종류에 따라서는 용융성형시의 열영향에 의해 강화섬유의 특성이 열화하여 성형용 복합재의 성능을 저하시킬 우려가 있었다.In order to obtain a molding composite material having good impregnation using the conventional technique as described above, it is necessary to use a micron powder as a matrix, and to open reinforcement fibers, adhere and melt the matrix, and in some cases, coatings, etc. In addition to the complicated process, the workability is not good, and depending on the type of reinforcing fibers, the properties of the reinforcing fibers may be deteriorated due to the heat effect during melt molding, thereby degrading the performance of the molding composite.

본 발명은 이와같은 상황을 고려하여 이루어진 것으로 매트릭스의 함침성이 매우 양호하며, 강도, 탄성률 및 가공성이 뛰어난 성형용 복합섬유직물을 제조하기 위한 직물구성재인 성형용 복합섬유사조 및 이 사조에 의해 형성된 직물 또는 그 자체를 FRP의 강화섬유로서 사용할 수 있는 사조를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.The present invention has been made in view of such a situation, and the impregnability of the matrix is very good, and the composite fiber yarn for molding, which is a fabric constituent material for producing the composite fiber fabric for molding, having excellent strength, elastic modulus and processability, is formed by the yarn. It is an object of the present invention to provide a thread that can use the fabric or itself as a reinforcing fiber of FRP.

즉 본 발명은 강도 및 탄성률이 뛰어난 초고강력 폴리에틸렌섬유와 이 초고강력 폴리에틸렌섬유보다 융점이 10℃ 이상, 50℃ 미만으로 낮은 열가소성 섬유가 복합된 사조 및 이 사조에 의해 형성된 직물을 요지로 하는 것이다.That is, the present invention is made up of the yarns and the woven fabric formed by the yarns in which ultra-high strength polyethylene fibers having excellent strength and elastic modulus and thermoplastic fibers having a melting point lower than 10 ° C. and less than 50 ° C. are lower than the ultra high strength polyethylene fibers.

본 발명은 고강도, 고탄성률을 갖는 초고강력 폴리에틸렌섬유(이하 강화섬유라고도 한다)를 사용하는 것인데, 그 강도, 초기 탄성률은 본 발명에 관한 성형용 복합섬유로부터 형성한 직물을 사용하여 제조되는 자동차 부품 또는 기계구조 부품등의 제품에 필요로 하는 강도 및 초기탄성률을 고려하면, 인장강도 20∼55g/데니어, 바람직하게는 30∼50g/데니어, 더욱 바람직하게는 45∼55g/데니어, 초기탄성률 800∼2600g/데니어, 바람직하게는 1000∼2600g/데니어일 것을 요한다. 강도가 55g/데니어를 초과하거나 탄성률이 2600g/데니어를 초과하는 고강력 폴리에틸렌 섬유는 분자사슬이 섬유축방향으로 과도하게 극단으로 배향되어 단순한 당김에 의해 필라멘트가 소위 피브릴화를 일으키는 문제가 발생한다. 피브릴화란 1개의 필라멘트에서 다수의 피브릴이 분할되는 현상으로, 피브릴화가 발생하면 실의 주행시 로울러나 가이드에 피브릴이 감겨서 실이 끊어지는 문제가 발생한다. 사조 그대로 보강재로서 사용하는 경우에도 상기 강도, 초기탄성률은 뛰어난 결과를 약속한다.The present invention is to use an ultra-high strength polyethylene fiber (hereinafter referred to as reinforcing fiber) having a high strength, high elastic modulus, the strength, the initial elastic modulus is an automotive part manufactured using a fabric formed from the composite fiber for molding according to the present invention Alternatively, considering the strength and initial elastic modulus required for products such as mechanical structural parts, tensile strength 20 to 55 g / denier, preferably 30 to 50 g / denier, more preferably 45 to 55 g / denier, initial elastic modulus 800 to It is required to be 2600 g / denier, preferably 1000 to 2600 g / denier. High-strength polyethylene fibers with strengths exceeding 55g / denier or elastic modulus exceeding 2600g / denier have the problem that the filaments cause so-called fibrillation by simple pulling because the molecular chain is excessively oriented in the fiber axis direction. . Fibrillation is a phenomenon in which a plurality of fibrils are divided in one filament. When fibrillation occurs, a problem occurs in that the fibrill is wound around a roller or a guide when the thread is running, and the thread is broken. Even when the yarn is used as a reinforcing material as it is, the strength and initial elastic modulus promise excellent results.

데니어수에 관해서는 강화섬유 및 매트릭스섬유 모두 총 데니어가 100 내지 1000데니어(필라멘트수 10 내지 100)인 섬유를 사용하면, 예컨대 전기개섬법에 의해 양호한 개섬상태가 얻어지고 최종복합성형품중의 매트릭스와 강화섬유와의 혼합상태가 보다 균일하게 되어 뛰어난 복합효과가 얻어지나, 이 범위에 한정되는 것은 아니다.Regarding the number of denier, when the fiber having a total denier of 100 to 1000 denier (the number of filaments 10 to 100) is used for both the reinforcing fibers and the matrix fibers, a good opening state is obtained by, for example, the electroforming method, and the matrix in the final composite molded article Although the mixed state with the reinforcing fiber becomes more uniform, an excellent composite effect is obtained, but it is not limited to this range.

이와같은 강화섬유의 제조방법에 일예를 설명하면 다음과 같다.Referring to one example in the manufacturing method of such a reinforced fiber as follows.

강화섬유는 초고분자량의 폴리에틸렌(예로서 중량 평균 분자량이 1×105이상, 바람직하게는 1×106이상인 초고분자량 폴리에틸렌)을 사용하여 용액 방사하고, 얻어진 겔파이버를 연신구역(입구온도를 공급파이버의 사용 용매에 대한 용해점 보다 높고 또 그 융점보다 낮은 온도로 하는 한편, 출구온도는 공급파이버의 융점보다 높고 또 연신후의 파이버의 융점 보다 낮은 온도로 한 연신구역)을 통과시키면서 다단연신을 하는 신규한 고배을 연신 방법에 의하여 얻어진다.The reinforcing fibers are solution spun using ultra high molecular weight polyethylene (e.g., ultra high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 1 × 10 5 or more, preferably 1 × 10 6 or more), and the resulting gel fiber is drawn into a drawing zone (supplying an inlet temperature). Multistage stretching while passing the fiber at a melting point above and below its melting point, while the outlet temperature is above the melting point of the feed fiber and below the melting point of the fiber after stretching. A new high pear is obtained by the stretching method.

이와같이 하여 얻어진 강화섬유와 매트릭스섬유를 복합하여 직물로 하지만 매트릭스 섬유는 그 융점이 강화섬유의 융점보다 10℃ 이상, 50℃ 미만으로 낮을 것을 요한다. 즉 직물을 용융성형하는 경우에 직물은 강화섬유의 융점에 접근한 온도에서 처리되는데, 강화섬유와 매트릭스 섬유의 융점차가 10℃ 보다 작은 경우에는, 직물의 용융성형 공정에서의 온도제어가 쉽지 않고, 또 강화섬유가 열적영향을 받아 그 물성이 변화하여 최종 복합성형품의 강도등의 성능이 열화할 염려가 있다. 한편 강화섬유와 매트릭스 섬유의 융점차가 50℃ 이상인 경우에는 제품으로서의 내열성이 낮아져서 사용중에 마찰등으로 발열할 경우 제품형태가 유지되지 않게 된다.The reinforcing fibers and matrix fibers obtained in this way are combined to form a fabric, but the matrix fibers are required to have their melting points lower than 10 ° C. and lower than 50 ° C. above the reinforcing fibers. That is, in the case of melt molding the fabric, the fabric is processed at a temperature approaching the melting point of the reinforcing fiber, and when the melting point difference between the reinforcing fiber and the matrix fiber is less than 10 ° C, the temperature control in the melt molding process of the fabric is not easy, In addition, the reinforcing fiber is thermally affected and its physical properties change, which may deteriorate the performance of the final composite molded product. On the other hand, when the melting point difference between the reinforcing fibers and the matrix fibers is 50 ° C. or higher, the heat resistance of the product is lowered, and thus the product form is not maintained when it is generated by friction or the like during use.

매트릭스 섬유의 융점이 강화섬유의 융점보다 10℃ 이상, 50℃ 미만으로 낮은 경우에는, 매트릭스 섬유의 연화점 보다 높은 온도(바람직하게는 매트릭스섬유를 용융시키는데 충분한 온도이상의 온도)로서 강화섬유의 융점보다 낮은 온도범위에서 용융성형하는 것이 비교적 용이하다. 따라서, 매트릭스의 강화 섬유로의 함침이 균일하고도 공극이 적어지도록 충분히 행해지고, 더욱이 강화섬유의 물성이 용융성형 온도의 영향을 받아 성능등의 열화를 초래하는 일이 없는 최종 복합성형물을 얻을 수가 있다.If the melting point of the matrix fiber is less than 10 ° C. or less than 50 ° C. below the melting point of the reinforcing fiber, it is lower than the melting point of the reinforcing fiber as the temperature higher than the softening point of the matrix fiber (preferably above the temperature sufficient to melt the matrix fiber). It is relatively easy to melt molding in the temperature range. Therefore, the impregnation of the matrix with the reinforcing fibers is sufficiently performed so that the voids are uniform and the voids are reduced, and further, the final composite molded article can be obtained in which the physical properties of the reinforcing fibers are not affected by the melt molding temperature and do not cause deterioration in performance. .

매트릭스 섬유로서는 상기의 온도조건을 만족하는 섬유형성성 열가소성 중합체로 된 것이면 특히 제한되지 않고 폴리에틸렌 섬유, 폴리부텐-1섬유등이 예시되나, 상기 방법으로 제조한 강화섬유를 사용할 경우는 그 융점이 147℃인 이유로 매트릭스 섬유로서 폴리에틸렌섬유(융점 110 내지 137℃), 폴리부텐-1섬유(융점 120 내지 130℃)가 특히 바람직하다.The matrix fiber is not particularly limited as long as it is made of a fiber-forming thermoplastic polymer that satisfies the above temperature conditions. Polyethylene fiber, polybutene-1 fiber, and the like are exemplified. However, when using the reinforcing fiber produced by the above method, the melting point is 147. As the matrix fiber, polyethylene fiber (melting point 110 to 137 ° C) and polybutene-1 fiber (melting point 120 to 130 ° C) are particularly preferable as the matrix fiber.

강화섬유가 매트릭스섬유의 복합방법으로서는 비혼섬상태로 복합하는 방법과 혼섬상태로 복합하는 방법이 있다. 비혼섬상태라 함은 강화섬유(1)와 매트릭스섬유(2)가 제1도(단면도)에 도시한 바와같이 나란히 있는 형상이 되든지, 또는 제2도(단면도)에 도시한 바와같이 시이드-코어(sheath-core) 형상이 되는 경우를 말한다. 전자는 더블링(doubling) 또는 합연에 의하여 형성할 수가 있고, 후자는 잘 알려진 피복법 또는 그 개량법에 의해서 형성할 수가 있다.Reinforcing fibers are a composite method of matrix fibers, either in a non-mixed island or in a mixed island. The non-mixed island state means that the reinforcing fibers 1 and the matrix fibers 2 are in a side-by-side shape as shown in FIG. 1 (cross section), or as shown in FIG. 2 (cross section). It is a case where it becomes a sheath-core shape. The former can be formed by doubling or coalescence, and the latter can be formed by the well-known coating method or its improvement method.

한편, 혼섬상태라 함은 강화섬유(1)와 매트릭스섬유(2)가 제3도(단면도)에서와 같이 상호 완전히 혼합하여 있는 상태를 말한다. 본 발명에서는 혼섬, 비혼섬중 어느 상태로 복합하여도 좋으나, 매트릭스가 강화섬유간에 균일하게 분산되어 공극을 감소시켜 최종복합 성형물의 강도를 좋게 하기 위해서는 혼섬상태로 복합하는 것이 보다 바람직하다.On the other hand, the mixed island refers to a state in which the reinforcing fibers 1 and the matrix fibers 2 are completely mixed with each other as in FIG. 3 (cross section). In the present invention, the composite may be mixed in any of mixed and unmixed islands. However, the composite is mixed in a mixed island state in order to uniformly disperse the matrix between the reinforcing fibers to reduce voids and improve the strength of the final composite molding.

본 발명은 이상과 같이 매트릭스의 형태로서 분체(粉

Figure kpo00001
)나 시트를 사용하는 것이 아니고 섬유를 사용하는 것이므로, 복합공정 및 용융성형공정중의 어느것에 있어서도 복잡한 조작이 필요하지 않고, 혼섬 또는 비혼섬중의 어느것을 채용하여도 제조공정의 작업성은 매우 훌륭한 것이 된다.The present invention is a powder (粉) in the form of a matrix as described above
Figure kpo00001
Since it does not use a sheet or a sheet but uses a fiber, no complicated operation is required in any of the composite process and the melt molding process, and the workability of the manufacturing process is excellent even when employing either mixed or unmixed islands. It becomes.

또 매트릭스섬유와 강화섬유를 혼섬상태로 복합하는 방법은 한정되지 않으나, 타슬란(Taslan)법, 전기개섬법, 인터레이스(Interlace)법이 예시된다. 이하 이들의 방법에 대해 설명한다.In addition, the method of combining the matrix fiber and the reinforcing fiber in a mixed island state is not limited, but the Taslan method, the electro-opening method, and the interlace method are exemplified. These methods are described below.

(1) 타슬란법(1) Taslan method

이 방법은 복수의 필라멘트를 에어젯트에 의하여 유체난류역에 이완상태로 공급하여, 루프나 얽힘을 형성함으로써 벌키사를 형성하는 난류교란법이다.This method is a turbulent disturbance method in which a plurality of filaments are supplied to the fluid turbulent region by an air jet in a relaxed state to form a bulky yarn by forming loops or entanglements.

이 방법에 의하면, 단섬유 필라멘트를 서로 분리시켜 난류역 내에서 교란시키고 나서 장력이 걸리지 않도록 연속하여 난류교란역으로부터 빼내는 조작으로 루프나 얽힘등이 불규칙하게 혼재한 벌크상태의 실을 순간적으로 얻을 수가 있다.According to this method, the single-fiber filaments are separated from each other and disturbed in the turbulent region, and then pulled out from the turbulent disturbance region continuously so as not to be tensioned, thereby obtaining bulk yarns with irregularly mixed loops or entanglements. have.

이 기술을 본 발명에서의 강화섬유 및 매트릭스섬유의 복합에 적용함으로써 매우 높은 생산효율로 양 섬유를 복합할 수가 있다. 이 난류교란법에 의해 제조되는 복합사의 특징은 상기와 같이 다수의 루프나 얽힘이 형성되는데 있어, 이 방법을 본 발명에 적용시키면 강화섬유 및 매트릭스섬유의 특성을 살려 특이한 복합사를 제조할 수 있고, 이 복합사조를 사용한 직물을 용융 성형하는 것도 대단히 용이하다. 이 방법에서는 폴리에틸렌, 폴리부텐-1등의 매트릭스 섬유에 비해서, 강화섬유의 공급속도를 감소시키고, 또 장력을 높임으로써, 난류교란역에서 강화섬유에 대하여 매트릭스 섬유의 루프나 얽힘이 형성된다. 특히 강화섬유는 모듈러스(modulus)가 높아, 다소 장력을 높이는 것만으로 난류교란역에서의 선회를 줄일 수가 있다.By applying this technique to the composite fiber and matrix fiber composite of the present invention, both fibers can be combined with very high production efficiency. The characteristic of the composite yarn produced by the turbulence disturbance method is that a number of loops or entanglements are formed as described above. When this method is applied to the present invention, the composite yarn can be produced by utilizing the properties of the reinforcing fibers and the matrix fibers. It is also very easy to melt-form the fabric using the composite yarn. In this method, compared with matrix fibers such as polyethylene and polybutene-1, by reducing the feeding speed of the reinforcing fibers and increasing the tension, loops and entanglements of the matrix fibers are formed with respect to the reinforcing fibers in the turbulent disturbance zone. In particular, the reinforcing fiber has a high modulus, and it is possible to reduce the turning in the turbulent disturbance zone by merely increasing the tension.

이 방법에서 중요한 점으로서는 공급속도비를 들 수 있는데, 이것은 양 섬유의 혼합비율에 의해 결정되고, 강화섬유는 매트릭스섬유에 대해 0.05 내지 0.5배, 바람직하게는 0.1 내지 0.3배의 속도인 것이 좋다. 0.05배 미만인 경우는 최종 복합성형에서의 강화 효율이 불량하고, 한편 0.5를 초과하는 경우는 최종 복합성형품의 공극율이 높아지는 외에, 난류교란역에서의 강화섬유의 루프나 얽힘의 형성이 발생하여 바람직하지 못하다.An important point in this method is the feed rate ratio, which is determined by the mixing ratio of both fibers, and the reinforcing fibers are preferably 0.05 to 0.5 times, preferably 0.1 to 0.3 times, relative to the matrix fibers. If it is less than 0.05 times, the reinforcing efficiency is poor in the final composite molding. On the other hand, if it is more than 0.5, the void ratio of the final composite molded article is increased, and loops or entanglement of reinforcing fibers in turbulent disturbance zones are undesirable. Can not do it.

난류교란법에 의하면 이 양 섬유의 총데니어나 필라멘트수는 공급속도비 및 노즐형상, 유체압력등의 기계적 조건에 의하여 결정되나, 100 내지 1000데니어, 필라멘트수 10 내지 100의 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.According to the turbulence disturbance method, the total denier and number of filaments of the two fibers are determined by the mechanical conditions such as the feed rate ratio, the nozzle shape, and the fluid pressure, but it is preferable to use 100 to 1000 denier and 10 to 100 filament fibers. Do.

(2) 전기 개섬법(2) electric opening method

필라멘트 및 스테이플을 혼합하여 복합사조를 제조하는 방법으로서, 전기적 개섬장치를 사용하여 필라멘트를 개섬하고 스테이플을 프론트 로울러 바로 앞에서 겹쳐 가연하여 권취함으로써 양 섬유가 한쪽으로 치우치지 않게 혼합배치하는 방법이다. 이 방법에 의하면 다른 섬유의 필라멘트와 스테이플을 연속적으로 균일하게 혼합한 실을 얻을 수가 있다.A method of manufacturing a composite yarn by mixing filaments and staples, in which a filament is opened using an electric carding device, and the staples are rolled up and rolled up in front of the front rollers so that both fibers are not biased to one side. According to this method, a yarn obtained by continuously and uniformly mixing filaments and staples of different fibers can be obtained.

이 방법을 본 발명에 적용시킴으로써 매우 균일한 복합사를 제조할 수 있다. 이 방법을 사용하는 경우 강화섬유는 전압인가에 의하여 양호한 개섬상태로 얻어지므로 아주 적합하다.By applying this method to the present invention, a very uniform composite yarn can be produced. When this method is used, the reinforcing fiber is very suitable because it is obtained in a good opening state by voltage application.

이 방법을 사용하는 경우의 데니어 및 필라멘트수도 각각 100 내지 1000데니어 및 10 내지 100이 적합하고, 개섬 혼합후 가연(加燃 )함으로써 직물제조공정에서의 조작성을 향상시킬 수 있고, 또 섬유간의 패킹이 조밀하게 되어 용융성형에서의 공급감소에 기여할 수 있다.Denier and filament numbers in the case of using this method are also suitable for 100 to 1000 denier and 10 to 100, respectively, and can be improved in operability in the fabric manufacturing process by adding and combusting after opening and mixing. It can be denser and contribute to reduced supply in melt molding.

(3) 인터레이스법(3) interlacing method

인터레이스법은 사축과 거의 병행으로 2개 또는 그 이상의 와류난류대역을 만들고, 이 대역에 필라멘트를 이끌고 가서 루프나 크림프가 생기지 않을 정도로 장력을 걸어, 비숭고성의 긴밀한 스트랜스를 제조하는 기술이다.The interlacing method is a technique for producing two or more vortex turbulent bands almost parallel to the bent axis, drawing a filament in the band and tensioning them so that no loops or crimps are formed, thereby producing an inexhaustible close transformer.

본 발명의 원리는 유체가 필라멘트축에 수직이 되도록 유체를 필라멘트에 충돌시키고, 동시에 필라멘트에 대해 평행한 난와류를 생기도록 하여, 이 난와류가 실의 장력 및 유체의 속도 또는 압력에 응할 정도로 필라멘트속을 분섬함과 동시에 전혀 무작위로 개개의 필라멘트에 가연을 걸어서 접어넣어 인터레이스시키는 것이다.The principles of the present invention allow the fluid to impinge on the filament such that the fluid is perpendicular to the filament axis, and at the same time create a parallel turbulence with respect to the filament, such that the turbulent filament is responsive to the tension of the seal and the speed or pressure of the fluid At the same time, it splits the inside and randomly folds each individual filament into interlacing.

얻어지는 인터레이스의 정도는 장력, 유체압, 오버피드율, 필라멘트이 데니어, 필라멘트수, 실의 모듈러스등에 영향을 받는다. 인터레이스법을 사용한 경우의 효과로서는 생산성이 높고 또 섬유간의 혼합이 균일하며 복합사의 직물을 쉽게 제조 가능함과 동시에 용융 성형시의 공극을 매우 적게할 수 있다는 것등을 들 수 있다.The degree of interlace obtained is influenced by tension, fluid pressure, overfeed rate, filament denier, number of filaments, thread modulus and the like. The effect of using the interlacing method is that the productivity is high, the mixing between the fibers is uniform, the fabric of the composite yarn can be easily produced, and the void during melt molding can be very small.

이 방법에서 특히 중요한 점은 오버피드율, 장력, 유체압력 및 데니어, 필라멘트수에 있다. 강화섬유는 일반적으로 매트릭스 섬유에 비해 모듈러스가 높아 오버피드율을 약간 높일 필요가 있고, 바람직하게는 105 내지 110중량%로 설정하는 것이 중요하다. 매트릭스 섬유는 함유율에 응하여 강화섬유의 오버피드율을 기준으로 설정하면 좋다. 마찬가지로 장력 및 유체압력에 있어서도 강화섬유를 기준으로 하여, 종래의 의료용 사의 제조조건에 비해 약간 높은 조건으로 가공하는 것이 중요하다. 특히 균일한 혼합을 행하기 위해서는 유체압력은 10 내지 50psig, 바람직하게는 30 지 50psig.가 아주 적합하다. 또 균일한 분섬혼합에서는 상기의 조건외에, 복합하는 양 섬유의 데니어 및 필라멘트 수도 중요하다. 난와류역내에서의 혼합은, 선밀도가 밀접하게 관계하므로 균일한 혼합을 위해서는 선밀도가 동등한 것이 바람직하다.Of particular importance in this method are overfeed rate, tension, fluid pressure and denier, and number of filaments. The reinforcing fibers generally have a higher modulus than the matrix fibers, so it is necessary to slightly increase the overfeed rate, and it is important to set it to 105 to 110% by weight. The matrix fiber may be set based on the overfeed rate of the reinforcing fiber in response to the content rate. Similarly, in terms of tension and fluid pressure, it is important to process a condition that is slightly higher than that of a conventional medical company based on reinforcing fibers. In particular, in order to perform uniform mixing, the fluid pressure is suitably 10 to 50 psig, preferably 30 to 50 psig. In addition, in the uniform division mixing, the number of deniers and filaments of both fibers to be combined is important, in addition to the above conditions. Since the linear density is closely related to mixing in the turbulent flow region, the linear density is preferably equal for uniform mixing.

본 발명에서는 100 내지 1000 데니어, 필라멘트수 10 내지 100의 섬유끼리를 인터레이스사로 하는 것이 좋으며, 단섬유의 데니어로서는 1 내지 10데니어, 바람직하게는 1 내지 3데니어이면 양호한 가공성, 생산성을 나타내고, 직편공정 및 용융성형공정에 있어서도 충분한 가공성이 얻어져 우수한 복합성형물이 된다.In the present invention, it is preferable that the fibers having 100 to 1000 denier and the number of filaments 10 to 100 are interlaced yarns, and as the denier of the short fibers, 1 to 10 denier, preferably 1 to 3 denier, shows good workability and productivity, and a straight knitting process And also in a melt molding process, sufficient workability is acquired and it becomes an excellent composite molded object.

이와같은 방법으로 얻어진 성형용 복합섬유사조(이하, 사조라고도 함)는 단독으로 직물을 형성하여 용융성형에 사용할 수도 있고, 또 사조를 일부에 사용하고 잔부에 매트릭스섬유를 사용함으로써 직물을 형성하여 용융성형할 수도 있다.The composite fiber yarn for molding (hereinafter referred to as yarn) obtained by the above method may be used for melt molding by forming a fabric alone, or by forming a fabric by using some yarn and using matrix fibers in the remainder. It may also be molded.

상기한 어느 방법에 의한 경우에도, 얻어진 직물중의 강화섬유와 매트릭스 섬유와의 혼합비율이 5%(중량%의 의미, 이하 동일) 미만인 경우에는 최종 복합성형물에 있어서 보강효율이 좋지 않고, 한편 80% 초과시에는 매트릭스의 함유율이 감소되어 함침도가 나빠서 최종 복합성형물의 공극율이 크게 되므로 바람직하지 못하다. 따라서 사조로 된 직물중의 강화섬유(초고강력 폴리에틸렌 섬유)의 함유율은 5 내지 80%, 바람직하게는 10 내지 70%, 보다 바람직하게는 20 내지 60%이다.In any of the methods described above, when the mixing ratio of the reinforcing fibers and the matrix fibers in the obtained fabric is less than 5% (meaning the weight%, hereinafter the same), the reinforcing efficiency is not good in the final composite molding, and 80 When the percentage is exceeded, it is not preferable because the content of the matrix is reduced, so that the impregnation is poor and the porosity of the final composite molding is large. Therefore, the content of reinforcing fibers (ultra high strength polyethylene fibers) in the yarn made of yarn is 5 to 80%, preferably 10 to 70%, more preferably 20 to 60%.

또한 사조로부터 직물을 성형하는 경우에 대해서는, 상기한 사조를 단독으로 사용하는 방법과 사조와 매트릭스 섬유를 혼합하여 사용하는 방법을 비교하면 강화섬유와 매트릭스 섬유의 혼합의 균일성은 전자의 방법에 의한 경우가 우수하므로 보다 바람직하다. 즉 전자에 의한 경우는 사조를 구성하는 단섬유의 레벨로서 균일성을 얻을 수가 있으나, 후자에 의한 경우는 사조와 여기에 복합되는 매트릭스 섬유간의 균일성에만 그치기 때문이다. 따라서 강화섬유에 대한 매트릭스섬유의 함침성 및 최종 복합성형물의 강도특성도 전자에 의한 경우가 우수하다.In the case of forming a fabric from yarns, comparing the method of using the yarns alone and the method of mixing yarns and matrix fibers, the uniformity of mixing of the reinforcing fibers and the matrix fibers is obtained by the former method. Since it is excellent, it is more preferable. That is, in the case of the former, uniformity can be obtained as the level of the short fibers constituting the yarn, whereas in the latter case, only the uniformity between the yarn and the matrix fibers composited therewith is obtained. Therefore, the impregnability of the matrix fiber to the reinforcing fibers and the strength characteristics of the final composite molded article are also excellent in the former case.

한편 본 발명의 직물(cloth)에는 직물(wovenfabric), 편물(knitted fabric) 또는 부직포(nonwoven fabric)가 포함된다. 직조직으로서는 삼원조직인 평직, 능직, 주자직은 물론이고, 이들의 유도 조직, 사자직(斜子織), 묘직, 파릉직, 삼릉직 등이 예시된다. 또 통상 글라스 크로스등의 강화포의 직조직으로서 사용되고 있는 목판평직, 항라직, 모사직등 용도에 따라 여러가지 직조직이 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또 용융성형품을 한쪽방향 강화제 또는 사교(斜交) 적층판으로서 사용하는 경우에는, 경사 또는 위사중 어느 한쪽에(바람직하게는 경사쪽에) 사조를 사용하고, 다른 한쪽에는 이 사조를 구성하는 같은 종류의 매트릭스 섬유를 사용하여 제직하여 원하는 매수, 원하는 각도로 적층한 후, 용융성형하면 좋다. 또 사조를 사용하여 편지를 구성할 경우에는, 경편, 환편, 횡편중 어느 방식이라도 좋고, 또 어떠한 편조직을 채용하여도 좋다. 특히 제편후 용융성형한 성형 시트의 이용율을 높이기 위해서는, 사조는 편목을 형성하지 않고 레이 인(lay in) 또는 테이크 인(tack in)형으로 편입되어 있는 쪽이 바람직하고, 보다 바람직하게는 레이 인이다. 경편방식에서 레이 인을 부여하는 편조직으로서는, 복합사의 경사를 0-0/1-1의 바디운동(箴運動)등으로 삽입하여 편직시킬수도 있어, 이 편지는 경방향으로 고도로 강회된 것이 된다. 또 경방향 및 위방향의 양방향을 고도로 강화하기 위해서는, 상기 경사삽입편에 더하여 위사삽입편을 부가하면 좋다. 이들의 편지는 경편기로 쉽게 제편할 수 있다. 환편이나 횡편에 대해서는, 한쪽 방향만의 강화가 우수하므로, 편지를 소망하는 방향으로 적층함으로써, 한쪽방향 강화재 또는 사교적층판으로서 사용할 수가 있다.Meanwhile, the cloth of the present invention includes a woven fabric, a knitted fabric or a nonwoven fabric. Examples of the direct organization include plain weave, twill, and runners, as well as their derived organizations, lions, graves, blue tombs, and samreung. In addition, various fabrics may be exemplified depending on the purpose such as wood board flat weave, anti-laid fabric, woolen weave, etc., which are usually used as the weave structure of reinforcement cloths such as glass crosses. When the molten molded article is used as a unidirectional reinforcing agent or a cross laminated plate, a thread is used for either one of the warp yarns or the weft yarn (preferably on the warp side), and the other of the same type of the yarn The matrix fibers may be woven and laminated at a desired number and desired angle, followed by melt molding. In addition, when a letter is formed using a thread, any type of warp knitting, circular knitting, and flat knitting may be used, and any knitting structure may be adopted. In particular, in order to increase the utilization rate of the molded sheet melt-molded after knitting, the yarns are preferably incorporated in a lay in or tack in shape without forming knitting, and more preferably, a lay in to be. In the knitting system to give the lay in the warp knitting method, the inclined yarn of the composite yarn can be inserted and knitted by the body movement of 0-0 / 1-1, etc., and this letter is highly retracted in the radial direction. . In addition, in order to highly strengthen both the radial direction and the upper direction, a weft insertion piece may be added in addition to the inclined insertion piece. These letters can be easily cut with a warp knitting machine. Since the reinforcing piece and the flat piece are excellent in reinforcing only in one direction, it can be used as a reinforcing material or a laminated board in one direction by laminating letters in a desired direction.

본 발명에 관한 사조로부터 제편직등에 의하여 제작된 복합성형물용의 시트는, 이차가공공정에 사용하기 위해서 소정의 크기로 재단하여 복합성형물의 중량과 동등한 매수를 겹쳐 시료로 하다. 이어서 매트릭스 섬유의 연화점 보다 높은 온도(바람직하게는 매트릭스 섬유를 용융시키는데 충분한 온도)로 예열된 시료를 금형에 넣는다. 그리하여 최후에 금형을 프레스하여 소망하는 형태로 성형한다. 프레스 압력은 일반적으로 투영면적에 대해서 50 내지 150kg/㎟가 필요하고, 가압속도는 빠를수록 좋고 1 내지 2초가 적당하다. 금형의 온도는 매트릭스섬유의 융점 이하가 적합하고, 냉각시간은 성형품의 가장 두꺼운 부분의 두께에 의하여 결정된다. 또 이 복합성형물용의 시트는, 먼저 열간프레스로울러 등에 의하여 매트릭스 섬유를 용융함침시킨 것을 블랭크로 사용하고 예열온도를 매트릭스 섬유의 융점 이하로 하여, 소성변형에 의한 고체상 스탬핑에 제공할 수도 있다.Sheets for composite moldings produced by knitting, etc., from yarns of the present invention are cut into a predetermined size for use in secondary processing steps, and the number of sheets equivalent to the weight of the composite molding is piled up as samples. The sample preheated to a temperature above the softening point of the matrix fibers (preferably sufficient to melt the matrix fibers) is placed in the mold. Thus, the mold is finally pressed into a desired shape. The press pressure generally requires 50 to 150 kg / mm 2 with respect to the projected area, and the faster the pressing speed, the better and 1 to 2 seconds are suitable. The temperature of the mold is suitably below the melting point of the matrix fiber, and the cooling time is determined by the thickness of the thickest part of the molded article. In addition, the sheet for a composite molded article can be used for solid-phase stamping by plastic deformation by first using a blank obtained by melt-impregnating the matrix fibers with a hot press roller or the like and using a preheating temperature below the melting point of the matrix fibers.

이하, 실시예에 대해 설명하나, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니고 상기, 하기의 취지에 따라 적당히 설계변경하는 것은 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.Hereinafter, although an Example is described, this invention is not limited to a following example, The design change suitably according to the said meaning is contained in the technical scope of this invention.

[실시예]EXAMPLE

이하의 실시예 및 비교예에서 강화섬유로서 사용한 초고강력 폴리에틸렌 섬유의 강신도(인장강도 및 초기탄성률) 측정법 및 얻어진 적층판의 공극함유량 평가법은 하기와 같았다.The elongation (tensile strength and initial modulus) of the ultra-high strength polyethylene fibers used as reinforcing fibers in the following examples and comparative examples and the pore content evaluation method of the obtained laminate were as follows.

[초고강력 폴리에틸렌 섬유의 강신도 측정법][Measurement of Elongation of Ultra High Strength Polyethylene Fiber]

JIS-L-1013(1981)에 준하여 도오요오 볼드윈사(TOYO BALDWIN)사제 텐실론(TENSILON) UTM-1T, 500,250을 사용하고, 시료길이(게이지길이) 30mm, 신장속도 100%/분의 조건으로 단섬유의 S-S곡선을 측정하여 인장강도(g/데니어), 초기탄성률(g/데니어)을 산출하였다. 초기탄성률은 S-S곡선의 원점부근의 최대구배로부터 산출하였다. 각 특성치는 20본의 단섬유에 대해 측정한 것의 평균치로 하였다.According to JIS-L-1013 (1981), Tensilon UTM-1T, 500,250 made by TOYO BALDWIN, was used, and the sample length (gauge length) was 30 mm and the elongation rate was 100% / min. The SS curve of the short fibers was measured to calculate tensile strength (g / denier) and initial elastic modulus (g / denier). The initial modulus was calculated from the maximum gradient near the origin of the S-S curve. Each characteristic value was made into the average value measured about 20 single fibers.

[적층판의 공극 함유량 평가법][Evaluation Method of Pore Content of Laminated Plate]

강화 적층판을 폭 2.5cm, 길이 15cm의 짧은 책모양으로 잘래낸 것을 시험편으로 하고, 이 시험편을 잉크용액 액면에 대해서 수직으로하고 시험편 하단을 깊이 1cm의 잉크액중에 침지하여 고정하고 10분간 방치하였다. 이 10분간 방치후의 흡입한 잉크액의 높이를 측정하여, 이 길이를 적층판의 공극 함유량의 대표 기준으로 하였다.The reinforcing laminate was cut into a short book of 2.5 cm in width and 15 cm in length as a test piece. The test piece was perpendicular to the ink solution liquid level, and the lower end of the test piece was immersed and fixed in an ink solution having a depth of 1 cm and left for 10 minutes. The height of the sucked ink liquid after standing for 10 minutes was measured, and this length was taken as a representative standard of the void content of a laminated board.

[실시예 1]Example 1

32g/데니어의 인장강도, 1200g/데니어의 초기탄성률을 가진, 400데니어, 필라멘트수 200의 초고강력 폴리에틸렌섬유(분자량 : 200만, 융점 : 147℃)와 400데니어, 필라멘트수 150의 폴리에틸렌섬유(융점 : 120℃)를 소재로 하여, 2쌍의 맞보는 유체도관이 개구되어 있는 인터레이스기를 사용하여 복합사를 제조하였다.Ultra high strength polyethylene fiber (molecular weight: 2 million, melting point: 147 ℃) with tensile strength of 32g / denier, initial elastic modulus of 1200g / denier (molecular weight: 2 million, melting point: 147 ℃) and polyethylene fiber with 400 denier, 150 filaments (melting point) : 120 ° C.), a composite yarn was produced using an interlace machine in which two pairs of butt-laid fluid conduits were opened.

유체압력을 50psig. 로하고 약 500m/분의 속도로 난와류역에서 복합시킴으로써, 이 양섬유가 균일하게 혼섬된 850데니어의 복합사를 얻었다. 다음으로 이 복합사를 경사로 하고, 복합사에 사용된 것과 동일한 폴리에틸렌섬유를 위사로 하여, 경사밀도 50본/인치, 위사밀도 50본/인치의 평직직물을 제직하였다. 이 평직직물로부터 20cm×20cm의 치수로 잘라낸 시트를 시료로 하여, 80℃, 16시간, 0.1mmHg 이하의 조건으로 진공건조를 행하고, 3매의 시트를 각층의 복합사가 동일방향이 되도록 겹치게 하였다. 이 적층시트를 미리 120℃로 가열한 금형에 충진하고, 경하중으로 3 내지 5분간 예열용융하고 다음에 50 내지 70kgf/㎠의 압력으로 가열압축성형하였다. 금형으로부터 꺼내기 전에 가압하에서 60℃까지 급생하였다.Fluid pressure 50 psig. 850 denier composite yarns in which both fibers were uniformly mixed with each other were obtained by compounding in the vortex region at a rate of about 500 m / min. Next, the composite yarn was inclined, and the same polyethylene fiber used in the composite yarn was used as the weft yarn, and a plain weave fabric having a warp density of 50 yarns / inch and a weft density of 50 yarns / inch was woven. Using the sheet cut out to the size of 20 cm x 20 cm from this plain fabric as a sample, it vacuum-dried on the conditions of 80 mm and 16 hours, 0.1 mmHg or less, and three sheets were made so that the composite yarn of each layer might become the same direction. The laminated sheet was filled into a mold previously heated to 120 ° C., preheated and melted for 3 to 5 minutes under light load, and then subjected to heat compression molding at a pressure of 50 to 70 kgf / cm 2. Before taking out from the metal mold | die, it rapidly raised to 60 degreeC under pressure.

이상의 순서로 용융성형함으로써 복합사 및 위사에 사용된 폴리에틸렌섬유는, 강화재로서 남아있는 초고강력 폴리에틸렌섬유의 언저리에 용융함침하여, 초강력 폴리에틸렌 섬유를 강화제로 하는 일방향 강화적층판이 얻어진다.By melt-molding in the above-described order, the polyethylene fibers used in the composite yarn and the weft yarn are melt-impregnated at the edges of the ultra high strength polyethylene fibers remaining as the reinforcing material, thereby obtaining a one-way reinforcement laminated board using the super strong polyethylene fibers as the reinforcing agent.

이 적층판을 초고강력 폴리에틸렌섬유의 축방향을 시험편의 길이방향으로 하고, JIS K7054에 준하여 인장시험을 시행한 결과, 초고강력 폴리에틸렌 섬유의 체적함유율은 시험편의 약 35%이고, 1220 내지 320Mpa(124.4 내지 134.6kg/㎟)의 인장강도를 얻었다. 이 적층판에 대해서 공극 함유량의 평가를 잉크홉상법으로 시행한 결과 0.5cm로서, 폴리에틸렌 매트릭스가 거의 완전에 가까운 상태로 용융함된 것으로 평가할 수 있었고, 매우 우수한 외관을 갖고 있었다.The laminate was subjected to a tensile test in accordance with JIS K7054, with the axial direction of the ultra high strength polyethylene fiber as the longitudinal direction of the test piece. As a result, the volume content of the ultra high strength polyethylene fiber was about 35% of the test piece, 1220 to 320 Mpa (124.4 to 124.4). 134.6 kg / mm 2) of tensile strength. As a result of evaluating the pore content of the laminated plate by the ink-hop method, it was evaluated that the polyethylene matrix was melted in a state almost near perfect, and had a very good appearance.

[실시예 2]Example 2

실시예 1과 동일한 소재를 더블링한 복합사를 제조하였다. 복합사의 데니어는 800데니어였다. 뒤이어 복합사를 경사 및 위사로서 사용하고, 경사밀도 50본/인치, 위사밀도 50본/인치로 하여 평직물을 제직하였다. 이 직물에서 실시예 1과 동일하게 20cm×20cm로 잘라낸 시트를 3매 적층하여 시료로 하였다.A composite yarn doubling the same material as in Example 1 was prepared. The denier of the composite yarn was 800 denier. Subsequently, the composite yarn was used as warp and weft yarn, and the plain fabric was woven at a warp density of 50 bones / inch and a weft density of 50 bones / inch. In the same manner as in Example 1, three sheets of the fabric cut out to 20 cm x 20 cm were laminated to form a sample.

이 시료를 실시예 1과 동일한 조건으로 진공건조, 예열용융, 압축성형하여 두께가 1.5mm인 강화적층판을 얻었다.The sample was vacuum dried, pre-melt and compression molded under the same conditions as in Example 1 to obtain a reinforced laminate having a thickness of 1.5 mm.

이 강화적층판의 초고강력 폴리에틸렌섬유의 체적함유율은 약 50%이고, 공극함유량의 평가를 잉크홉상법으로 시행한 결과, 1cm로서, 공극이 적어 양호한 것이었다. 또 이 적층판을 JIS K7054에 의거하여 인장시험을 시행한 결과 1700 내지 1850MPa(173.4 내지 188.7kg/㎟)의 인장강도가 얻어졌고 등방적(等方的)이었다.The volume content of the ultra-high strength polyethylene fiber of this reinforced laminated board was about 50%, and the void content evaluation was performed by the ink-hop method, and it was 1 cm, and it was favorable with few voids. When the laminate was subjected to a tensile test according to JIS K7054, a tensile strength of 1700 to 1850 MPa (173.4 to 188.7 kg / mm 2) was obtained and is isotropic.

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예 1에서 사용한 400데니어의 초고강력 폴리에틸렌섬유를 경사 및 위사로 사용하여 경사 및 위사 밀도가 40본/인치인 평직물을 제직하였다. 얻어진 직물의 단위중량은 145g/㎡였다. 이 평직물로부터 0cm×20cm의 직물편을 4매 잘라내었다.A 400 denier ultra high strength polyethylene fiber used in Example 1 was used as the warp and weft yarn to weave a plain fabric having a warp and weft density of 40 bones / inch. The unit weight of the obtained fabric was 145 g / m 2. Four pieces of 0 cm x 20 cm fabric pieces were cut out from this plain fabric.

한편, 두께 150미크론의 시판의 저밀도 폴리에틸렌 필름(융점 120℃)에서 20cm×20cm치수의 시트 4매를 잘라내었다.On the other hand, four sheets of 20 cm x 20 cm dimension were cut out by the commercially available low density polyethylene film (melting point 120 degreeC) of thickness 150 microns.

상기 직물편 4매와 필름시트 4매를 교대로 적층하여 성형용 시료로 하였다.Four fabric pieces and four film sheets were laminated alternately to form a sample for molding.

상기 4매를 교대로 적층한 시료를 실시예 1의 성형조건과 같은 조건에서 진공건조, 예열용융, 압축성형을 하여, 두께 약 1.4mm의 적층판을 얻었다.Samples obtained by alternately laminating the four sheets were subjected to vacuum drying, preheating, and compression molding under the same conditions as in the molding conditions of Example 1 to obtain a laminate having a thickness of about 1.4 mm.

이 적층판에 포함된 초고강력 폴리에틸렌섬유의 체적함유율은 약 50%이고, 인장강도는 1500 내지 650MPa(153 내지 168.3kg/㎟)였다. 또 잉크홉상법에 의한 공급 함유량의 평가결과, 8cm로서 상기 실시예의 값에 대해 매우 큰 값을 나타내어, 섬유간 갭이 상당히 존재함을 알 수 있다.The ultrahigh strength polyethylene fiber contained in this laminated sheet had a volume content of about 50% and a tensile strength of 1500 to 650 MPa (153 to 168.3 kg / mm 2). In addition, as a result of the evaluation of the supply content by the ink-hop phase method, it showed a very large value with respect to the value of the said Example as 8 cm, and it turns out that the gap between fibers exists considerably.

[비교예 2]Comparative Example 2

30g/데니어의 인장강도, 110g/데니어의 초기탄성율을 가진 필라멘트수 800, 총 데니어 1600데니어의 초고강력 폴리에틸렌섬유(분자량ㄹ 200만, 융점 147℃)를 정전기를 이용하여 개섬하고, 저밀도 폴리에틸렌 미분말(입경 120미크론, 융점 120℃)을 정전부착시켜, 연속하여 다이스 온도 230℃의 용융압출기에 통과시켜 튜불러방식에 의하여 두께 0.15mm의 저밀도 폴리에틸렌을 피복하여 직경 1mm의 스트랜드를 얻었다. 얻어진 스트랜드중에 포함된 초고강력 폴리에틸렌섬유의 체적함유율은 약 30%였다.Ultra high strength polyethylene fiber (molecular weight: 2 million, melting point 147 ℃) of 30g / denier, filament number 800 with 110g / denier initial modulus, total denier 1600 denier, was opened by static electricity, A particle diameter of 120 microns and a melting point of 120 ° C.) were electrostatically attached, and subsequently passed through a melt extruder having a die temperature of 230 ° C. to coat a low density polyethylene having a thickness of 0.15 mm by a tubular method to obtain a strand having a diameter of 1 mm. The volume content of the ultra high strength polyethylene fiber contained in the obtained strand was about 30%.

이 스트랜드의 인장강력은 29kg으로서 매우 낮고, 출발재료의 원사강력에 대해 강력유지율은 약 60%였다. 이와같이 강력 유지율이 감소된 것은 피복공정에서 열열화를 받은 것이 원인으로 추측된다.The tensile strength of this strand was 29 kg, which was very low, and the strength retention was about 60% with respect to the yarn strength of the starting material. It is presumed that the decrease in the strong retention rate is caused by thermal degradation in the coating process.

이 스트랜드를 스틸판에 시트상으로 정렬 권취하여 120℃로 열프레스함으로써 스트랜드간을 융착시켜, 초고강력 폴리에틸렌섬유가 저밀도 폴리에틸렌에 일체화된 일방향시트를 얻을 수 있었다.The strands were aligned and wound on a steel sheet in a sheet form and hot pressed at 120 ° C to fuse the strands together to obtain a unidirectional sheet in which ultra-high strength polyethylene fibers were integrated into low-density polyethylene.

이 시트의 단위중량은 600g/㎡였다. 이 시트로부터 20cm×20cm의 치수로 잘라내어 섬유축방향을 일치시켜 2매 적층하여, 실시예1의 성형조건과 같이 진공건조, 예열 용융, 압축성형하여 일방향 강화적층판을 얻었다.The unit weight of this sheet was 600 g / m <2>. The sheet was cut out to a size of 20 cm x 20 cm, laminated in two sheets with the same fiber axis direction, and vacuum dried, preheated melted, and compression molded as in the molding conditions of Example 1 to obtain a unidirectional reinforced laminate.

이 적층판에 대해, 초고강력 폴리에틸렌 섬유의 축방향을 시험편의 인장방향으로 하여 인장시험을 한결과 600 내지 650MPa(61.2 내지 66.3kg/㎟)의 인장강도를 나타내었다. 이것은 상기 실시예 1에서 얻어진 것과 비교하여 매우 뒤떨어진 것이었다.The laminate was subjected to a tensile test with the axial direction of the ultra high strength polyethylene fiber as the tensile direction of the test piece, and showed a tensile strength of 600 to 650 MPa (61.2 to 66.3 kg / mm 2). This was very inferior to that obtained in Example 1 above.

또 얻어진 적층판의 공급함유율에 대한 평가를 시행한 결과, 4cm의 값을 나타내 갭이 많이 존재하는 것으로 추측된다.Moreover, as a result of evaluating the supply content of the obtained laminated sheet, it is estimated that the value is 4 cm and there exist many gaps.

본 발명에 의하면 상기와 같은 강도 및 탄성이 뛰어난 초고강력 폴리에틸렌섬유와 이 초고강력 폴리에틸렌섬유 보다 융점 10℃ 이상, 50℃ 미만으로 낮은 열가소성 섬유를 복합한 사조를 사용함으로써, 함침성이 매우 양호하여 공극이 없고 강도, 탄성 및 가공성이 우수한 복합성형용 직물을 양호한 작업성으로 제공할 수 있다. 또 본 발명의 사조는 사조형태 그대로 복합형 강화재로서 사용할 수도 있다.According to the present invention, by using a yarn composed of a combination of ultra high strength polyethylene fiber having excellent strength and elasticity as described above and a thermoplastic fiber having a melting point of 10 ° C. or higher and less than 50 ° C. lower than the ultra high strength polyethylene fiber, the impregnation property is very good and voids are caused. It is possible to provide a composite molding fabric having no strength, elasticity and processability with good workability. The yarn of the present invention can be used as a composite reinforcement as it is.

Claims (5)

강도 및 탄성률이 뛰어난 초고강력 폴리에틸렌섬유와 이 초고강력 폴리에틸렌 섬유보다 융점이 10℃ 이상, 50℃ 미만으로 낮은 열가소성 섬유가 혼섬 또는 비혼섬 상태로 복합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형용 복합섬유사조.An ultra-high strength polyethylene fiber having excellent strength and elastic modulus and a thermoplastic fiber having a melting point of 10 ° C. or higher and less than 50 ° C. lower than the ultra high strength polyethylene fiber, which are formed in a mixed or unmixed state. 제1항에 있어서, 초고강력 폴리에틸렌섬유와 열가소성섬유가 혼섬상태로 복합되어 이루어지는 것을 특징으로하는 성형용 복합섬유사조.2. The molding composite fiber yarn of claim 1, wherein the ultra-high strength polyethylene fiber and the thermoplastic fiber are mixed in a mixed island state. 제1항 또는 제2항에 있어서, 초고강력 폴리에틸렌섬유의 강도가 20∼50g/데니어, 탄성률이 800∼2600g/데니어인 것을 특징으로 하는 성형용 복합섬유사조.The molding composite fiber yarn according to claim 1 or 2, wherein the ultra high strength polyethylene fiber has a strength of 20 to 50 g / denier and an elastic modulus of 800 to 2600 g / denier. 제1항 또는 제2항에 있어서, 초고강력 폴리에틸렌섬유 및 열가소성섬유 모두 섬유의 총데니어가 100 내지 1000데니어이고 그 필라멘트 수가 10 내지 100인 것을 특징으로 하는 복합섬유사조.The composite fiber yarn according to claim 1 or 2, wherein the ultra high strength polyethylene fiber and the thermoplastic fiber have a total denier of 100 to 1000 denier and a number of filaments of 10 to 100. 제1항 또는 제2항에 있어서, 초고강력 폴리에틸렌 섬유 및 열가소성섬유 모두 단섬유의 데니어가 1 내지 10데이너인 것을 특징으로 하는 성형용 복합섬유사조.The composite fiber yarn for molding according to claim 1 or 2, wherein the ultra-high strength polyethylene fibers and thermoplastic fibers have deniers of 1 to 10 deniers.
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KR101460855B1 (en) * 2012-06-15 2014-11-11 한국섬유개발연구원 Ultra High Molecular Weight Polyethylene ― Nylon Airtextured Yarn And The Process Of Producing Thereof

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