JP4985022B2 - Reinforcing fiber fabric manufacturing method and warp supply device - Google Patents
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Description
本発明は、強化繊維をたて糸に有する強化繊維織物の製造方法およびその製造装置に関するものである。より詳しくは、本発明は、織物のぼこつきやよこ糸蛇行が顕著に発生しやすい一方向性織物を製造するにあたって好適な強化繊維束からなるたて糸の供給手段を改良してなる強化繊維織物の製造方法とたて糸供給装置に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a reinforced fiber fabric having reinforcing fibers in warp yarns, and an apparatus for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a reinforcing fiber woven fabric obtained by improving a warp yarn supply means composed of reinforcing fiber bundles suitable for producing a unidirectional woven fabric in which woven fabrics and weft meandering are likely to occur remarkably. The present invention relates to a manufacturing method and a warp supply device.
航空機構造部材などの高品質が要求される繊維強化ブラスチックス(FRP)の製造においては、強化繊維を中間基材の形態にして用いられることが一般的であり、その中間基材としては強化繊維を織物の形態にしたものが多用されている。織物の中でも、強化繊維束をたて糸として一方向にのみ配列して細繊度のよこ糸で織成した、いわゆる一方向性織物が土木・建築分野の補修・補強などで多く用いられている(特許文献1参照)。 In the manufacture of fiber reinforced plastics (FRP) that requires high quality such as aircraft structural members, it is common to use reinforcing fibers in the form of an intermediate substrate, and the intermediate substrate is a reinforcing fiber. Often used in the form of a woven fabric. Among woven fabrics, so-called unidirectional fabrics in which reinforcing fiber bundles are arranged in only one direction as warp yarns and woven with fine weft yarns are often used for repair and reinforcement in the civil engineering and construction fields (Patent Document 1). reference).
しかしながら、この一方向性織物は、強化繊維束であるたて糸がほとんど屈曲していないことから織物織成時のたて糸供給時の送り量のばらつきや、たて糸シートの開閉口時の張力変動によって生じる各たて糸の僅かな糸長差により、部分的なたて糸の盛り上がりによる織物ぼこつき(たて糸長の不揃いにより形成される不規則な凹凸状の表面状態)やよこ糸蛇行が顕在化しやすくなるという問題があり、解決が求められていた。 However, in this unidirectional fabric, the warp yarns that are reinforcing fiber bundles are hardly bent, so that each of the unidirectional fabrics is caused by variations in the feed amount at the time of warp supply during weaving of the fabric and fluctuations in tension at the opening and closing port of the warp yarn sheet. Due to slight differences in warp yarn length, there is a problem that fabric wrinkles (irregular uneven surface state formed by uneven warp length) and weft meandering are easily manifested due to partial warp swells. There was a need for a solution.
上記問題に対して、織物たて糸供給方法として、強化繊維束からなるたて糸を開繊した後、ニップローラでニップしながら供給する方法が提案されている(特許文献2参照)。この方法では、たて糸を開繊しながら供給することから糸幅が拡がり、目隙きの小さい織物が得ることができる。しかしながら、特に一方向性織物を織成した際には、ぼこつきやよこ糸蛇行が顕著に発生しやすくなってしまうという問題がある。 また、強化繊維ボビンから解舒された強化繊維束からなるたて糸を、コームによりたて糸の配列位置を規制した後、2本の水平ガイドバーにS字に巻回しながら揺動させてたて糸を開繊する方法が提案されている(特許文献3参照)。この方法では、たて糸を開繊させることから、上記の特許文献2と同様に目隙の小さい強化繊維織物を得ることができる。しかしながら、この方法では、特に細繊度のよこ糸を用いた一方向性織物を織成した際には、ぼこつきやよこ糸蛇行が顕著に発生しやすくなってしまう。 In order to solve the above problem, as a method for supplying the warp of the woven fabric, there has been proposed a method in which a warp yarn comprising a reinforcing fiber bundle is opened and then supplied while nipping with a nip roller (see Patent Document 2). In this method, since the warp yarn is supplied while being opened, the yarn width is expanded and a woven fabric having a small gap can be obtained. However, particularly when a unidirectional woven fabric is woven, there is a problem that the sag and the weft meander tend to occur remarkably. In addition, the warp yarn composed of a bundle of reinforcing fibers unwound from the reinforcing fiber bobbin is swung around two horizontal guide bars while being wound around an S-shape, and then the warp yarn is opened. Has been proposed (see Patent Document 3). In this method, since the warp yarn is opened, a reinforced fiber fabric having a small gap can be obtained in the same manner as in Patent Document 2 described above. However, in this method, particularly when a unidirectional woven fabric using a weft having a fineness is woven, the wrinkles and the weft meandering tend to occur remarkably.
上述した従来技術では、たて糸の開繊により織物における目隙を小さくできる効果を得られるものの、織物にした場合にぼこつきやよこ糸蛇行生じやすいとともに、FRPに成形した場合、高い力学的特性が発揮できないばかりか、表面平滑性に優れた成形品を得ることができなかった。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、強化繊維をたて糸に有する強化繊維織物を織成するにあたって、たて糸の糸長差による織物ぼこつきやよこ糸蛇行が発生しにくい強化繊維織物の製造方法およびたて糸供給装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in weaving a reinforcing fiber fabric having reinforcing fibers in the warp yarn, the reinforcing fiber is less likely to cause fabric wrinkling or weft meander due to a difference in warp yarn length. An object of the present invention is to provide a method for producing a woven fabric and a warp supply device.
本発明者らは、強化繊維をたて糸に有する強化繊維織物の織物ぼこつきやよこ糸蛇行は、たて糸の糸長差により生じているものであろうとの仮説をたて、かかるたて糸の糸長差はたて糸の糸厚みが異なることによりガイドロール中心からの糸束中心までの半径に相違が生じ送り出し量に差が生じるために起こっているのではないかとの考えの下、たて糸の幅を制御することにより、間接的にたて糸の糸厚みを一定としたところ、解決できることを見出したものである。すなわち、本発明の強化繊維織物の製造方法は、
複数枚のヘルドフレームに組み付けられたヘルドにたて糸となる強化繊維束を1本ずつ通し、前記ヘルドフレームを上下運動することにより、たて糸を開口させて、杼口によこ糸を打ち込む織成工程を有する強化繊維織物の製造方法であって、次の(A)〜(C)の工程を経て強化繊維束を織成工程に送出することを特徴とする、少なくとも強化繊維をたて糸に有する強化繊維織物の製造方法である。
(A)強化繊維ボビンから解舒された複数の強化繊維束を、織物のたて糸として幅方向に等間隔に位置決めし、引き揃える、位置決め工程
(B)(B−1)たて糸の糸幅を拡げる開繊・拡幅工程、および、前記(B−1)の開繊・拡幅工程を経た後に、(B−2)たて糸の糸幅を狭め、たて糸の糸幅を揃えることにより、前記(A)の位置決め工程で位置決めした間隔を超えない幅にたて糸の糸幅を規制する、第1の糸幅規制工程
(C)前記引き揃えられた複数の強化繊維束を、送出ローラを用いてシート状のたて糸シートとして、織成工程に送り出す、送出工程
また、強化繊維織物の製造方法に適用する本発明のたて糸供給装置は、
強化繊維をたて糸に有する強化繊維織物を製造する装置の強化繊維ボビンを搭載するクリールと織成手段の間に設置するたて糸供給装置であって、次の(a)〜(c)の手段を有することを特徴とする、たて糸供給装置である。
(a)複数のバーもしくはワイヤがたて糸の搬送面に垂直に配置されてなる強化繊維束の位置決め手段
(b)(b−1)中心軸が平行かつ同一水平面上にはない少なくとも2つ以上の水平ローラまたは水平バーを有する開繊・拡幅手段、および、前記(b−1)の開繊・拡幅手段の下流に設置された、(b−2)たて糸の搬送面に垂直に配置された複数のバーもしくはワイヤと、少なくとも1本のたて糸の搬送面に平行に配置されたローラからなる強化繊維束の第1の糸幅規制手段
(c)(b)の第1の糸幅規制手段の下流に設置された、少なくとも1つのローラが駆動ローラである強化繊維束の送出手段
The present inventors have hypothesized that the woven fabric of the reinforcing fiber fabric having reinforcing fibers in the warp and the meandering of the weft will be caused by the difference in the warp yarn length, and the difference in the warp yarn length. The width of the warp yarn is controlled based on the idea that this may be caused by the difference in the radius from the guide roll center to the yarn bundle center due to the difference in the warp yarn thickness. As a result, it has been found that when the thickness of the warp yarn is indirectly fixed, the problem can be solved. That is, the method for producing a reinforced fiber fabric of the present invention includes:
It has a weaving process in which reinforcing fiber bundles that become warp yarns are passed one by one through the healds assembled to a plurality of heald frames, and the warp yarns are opened by moving the heald frame up and down, and the weft yarns are driven into the hooks. A method for producing a reinforced fiber fabric, characterized in that a reinforcing fiber bundle is sent to a weaving step through the following steps (A) to (C), and the reinforcing fiber woven fabric having at least reinforcing fibers in the warp yarn It is a manufacturing method.
(A) Positioning step of aligning and aligning a plurality of reinforcing fiber bundles unwound from the reinforcing fiber bobbin at equal intervals in the width direction as warp yarns of a woven fabric (B-1) (B-1) Expanding the warp yarn width After the opening and widening step and the opening and widening step of (B-1) above, (B-2) narrowing the warp yarn width and aligning the warp yarn width , width not exceeding has been positioned in the positioning step interval for regulating the yarn width of the warp yarns, a plurality of reinforcing fiber bundles aligned first yarn width regulating step (C) said pull sheet-like warp with the delivery roller As a sheet, sending out to the weaving process, sending process Also, the warp supply device of the present invention applied to the manufacturing method of the reinforcing fiber fabric,
A warp supply device installed between a creel mounting a reinforcing fiber bobbin and a weaving means of an apparatus for producing a reinforcing fiber fabric having reinforcing fibers in warp yarns, comprising the following means (a) to (c): This is a warp yarn feeding device.
(A) Reinforcing fiber bundle positioning means in which a plurality of bars or wires are arranged perpendicular to the warp yarn conveying surface (b) (b-1) At least two or more of the central axes are parallel and not on the same horizontal plane (B-2) Plurality arranged perpendicularly to the warp yarn conveying surface, installed in the downstream of the opening and widening means of (b-1), Downstream of the first yarn width regulating means of the first yarn width regulating means (c) and (b) of the reinforcing fiber bundle comprising a bar or wire of the above and a roller arranged in parallel with at least one warp yarn conveying surface installed in the at least one roller delivery means of the reinforcing fiber bundle Ru Oh the drive roller
本発明によれば、たて糸が重ならないように糸幅を規制しながらたて糸を織成工程に送り出すことができることから、たて糸供給量を均一化することができ、強化繊維織物におけるぼこつきやよこ糸の蛇行を抑えることができる。 According to the present invention, the warp yarns can be sent to the weaving process while regulating the yarn width so that the warp yarns do not overlap. Can be suppressed.
本発明の強化繊維織物の製造方法およびたて糸供給装置で得られた強化繊維織物は、強化繊維からなるたて糸の糸長差がほとんどないことから強化繊維が真直に配向されているので、FRPに成形した場合、高い強度および弾性率などの力学的特性を発現するだけでなく、織物のぼこつきのない優れた外観品位を達成することができる強化繊維織物を提供することができる。上記の効果は、一方向性織物において最大限に発揮される。 The reinforcing fiber fabric obtained by the manufacturing method of the reinforcing fiber fabric of the present invention and the warp supply device has almost no difference in warp length of the warp yarns composed of reinforcing fibers. In this case, it is possible to provide a reinforcing fiber fabric that not only exhibits high strength and elastic properties such as an elastic modulus, but also can achieve an excellent appearance quality without the fabric being sticky. The above-described effect is maximized in a unidirectional fabric.
本発明の強化繊維をたて糸に有する強化繊維織物の製造方法は、複数枚のヘルドフレームに組み付けられたヘルドにたて糸となる強化繊維束を1本ずつ通し、前記ヘルドフレームを上下運動することにより、たて糸を開口させて、杼口によこ糸を打ち込む織成工程を有する強化繊維織物の製造方法であって、次の(A)〜(C)の工程を経て強化繊維束を織成工程に送出することを特徴とするものである。
(A)強化繊維ボビンから解舒された複数の強化繊維束を、織物のたて糸として幅方向に等間隔に位置決めし、引き揃える、位置決め工程
(B)(B−1)たて糸の糸幅を拡げる開繊・拡幅工程、および、前記(B−1)の開繊・拡幅工程を経た後に、(B−2)たて糸の糸幅を狭め、たて糸の糸幅を揃えることにより、前記(A)の位置決め工程で位置決めした間隔を超えない幅にたて糸の糸幅を規制する、第1の糸幅規制工程
(C)前記引き揃えられた複数の強化繊維束を、送出ローラを用いてシート状のたて糸シートとして、織成工程に送り出す、送出工程
ここで(A)の工程はたて糸の配列位置を決めるためのものであり、たて糸を等間隔に位置決めしなければ、後工程である(B)(詳細には(B−2))の工程での糸幅規制工程での糸幅規制が困難となる。さらに(B)(詳細には(B−2))の工程により糸幅を規制することで糸幅を揃えた後、(C)の工程により、たて糸をニップしながら送り出すことで、たて糸供給量を均一化することができ、強化繊維織物におけるぼこつきやよこ糸の蛇行を抑えることができるものである。このため、これらの構成要件の一つでもかけると本発明の効果を得ることができない。
The method for producing a reinforced fiber fabric having the reinforcing fiber of the present invention in the warp yarn passes the reinforcing fiber bundles that become the warp yarns one by one through the healds assembled to the plurality of heald frames, and moves the heald frame up and down. A method for producing a reinforced fiber fabric having a weaving process in which a warp is opened and a weft thread is driven into the shed, and the reinforcing fiber bundle is sent to the weaving process through the following steps (A) to (C). It is characterized by this.
(A) Positioning step of aligning and aligning a plurality of reinforcing fiber bundles unwound from the reinforcing fiber bobbin at equal intervals in the width direction as warp yarns of a woven fabric (B-1) (B-1) Expanding the warp yarn width After the opening and widening step and the opening and widening step of (B-1) above, (B-2) narrowing the warp yarn width and aligning the warp yarn width , width not exceeding has been positioned in the positioning step interval for regulating the yarn width of the warp yarns, a plurality of reinforcing fiber bundles aligned first yarn width regulating step (C) said pull sheet-like warp with the delivery roller Sending process as a sheet, sending process to the weaving process Here, the process (A) is for determining the arrangement position of the warp yarns, and is the subsequent process if the warp yarns are not positioned at equal intervals (B) (Details ) yarn width regulating Engineering in step of (B-2)) to Thread width regulation becomes difficult in. Further, after adjusting the yarn width by regulating the yarn width by the step (B) (specifically, (B-2)) , the warp yarn supply amount is obtained by sending out the warp yarn while niping by the step (C). Can be made uniform, and it is possible to suppress wrinkling and weft meandering in the reinforcing fiber fabric. For this reason, the effect of the present invention cannot be obtained if even one of these components is applied.
また、本発明のたて糸供給装置は、強化繊維をたて糸に有する強化繊維織物を製造する装置の強化繊維ボビンを搭載するクリールと織成手段の間に設置するたて糸供給装置であって、次の(a)〜(c)の手段を有することを特徴とする。
(a)複数のバーもしくはワイヤがたて糸の搬送面に垂直に配置されてなる強化繊維束の位置決め手段
(b)(b−1)中心軸が平行かつ同一水平面上にはない少なくとも2つ以上の水平ローラまたは水平バーを有する開繊・拡幅手段、および、前記(b−1)の開繊・拡幅手段の下流に設置された、(b−2)たて糸の搬送面に垂直に配置された複数のバーもしくはワイヤと、少なくとも1本のたて糸の搬送面に平行に配置されたローラからなる強化繊維束の第1の糸幅規制手段
(c)(b)の第1の糸幅規制手段の下流に設置された、少なくとも1つのローラが駆動ローラである強化繊維束の送出手段
各手段中のたて糸の搬送面とは、前記第1の糸幅規制手段の前後のガイドローラ間において引き揃えられたたて糸が通る平面をいうものとする。
The warp supply device of the present invention is a warp supply device installed between a creel mounting a reinforcing fiber bobbin and a weaving means of an apparatus for producing a reinforcing fiber fabric having reinforcing fibers in the warp. It has the means of a)-(c), It is characterized by the above-mentioned.
(A) Reinforcing fiber bundle positioning means in which a plurality of bars or wires are arranged perpendicular to the warp yarn conveying surface (b) (b-1) At least two or more of the central axes are parallel and not on the same horizontal plane (B-2) Plurality arranged perpendicularly to the warp yarn conveying surface, installed in the downstream of the opening and widening means of (b-1), Downstream of the first yarn width regulating means of the first yarn width regulating means (c) and (b) of the reinforcing fiber bundle comprising a bar or wire of the above and a roller arranged in parallel with at least one warp yarn conveying surface installed in, the conveying surface of the warp yarns of at least one roller during the delivery means each means Oh Ru reinforcing fiber bundle with the driving roller, aligned drawn in between the front and rear guide rollers of the first yarn width regulating means Also refers to the plane through which warp threads pass To.
ここで(a)の手段はたて糸の配列位置を決めるためのものであり、たて糸を等間隔に位置決めしなければ、後工程である(B)(詳細には(B−2))の工程において(b)(詳細には(b−2))の手段での糸幅規制手段での糸幅規制が困難となる。さらに(b)(詳細には(b−2))の手段により糸幅を規制することで糸幅を揃えた後、(c)の手段により、たて糸をニップしながら送り出すことで、たて糸供給量を均一化することができ、強化繊維織物におけるぼこつきやよこ糸の蛇行を抑えることができるものである。このため、これらの構成要件の一つでもかけると本発明の効果を得ることができない。 Here, means (a) is for determining the arrangement position of the warp yarns, and if the warp yarns are not positioned at equal intervals, it is a subsequent step (B) (specifically, in the step (B-2)) . (B) It becomes difficult to regulate the yarn width by the yarn width regulating means by the means (specifically (b-2)) . Furthermore, after adjusting the yarn width by regulating the yarn width by means of (b) (specifically, (b-2)) , the warp yarn supply amount is obtained by sending out the warp yarn while niping by means of (c) Can be made uniform, and it is possible to suppress wrinkling and weft meandering in the reinforcing fiber fabric. For this reason, the effect of the present invention cannot be obtained if even one of these components is applied.
以下、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の強化繊維をたて糸に有する強化繊維織物の製造方法に用いるたて糸供給装置を含む製造装置の一例を示す概略側面図である。 FIG. 1 is a schematic side view showing an example of a manufacturing apparatus including a warp supply device used in a method for manufacturing a reinforcing fiber fabric having the reinforcing fiber of the present invention in a warp.
本発明の強化繊維織物の製造方法においては、複数の強化繊維ボビン1から解舒された複数の強化繊維束を、強化繊維織物13のたて糸2とし幅方向に等間隔に位置決めして引き揃え、ニップローラ7a,7b上で隣接するたて糸が重ならないように糸幅を規制し、たて糸シートとして、織成工程に送り出し、よこ糸11を織成工程において杼口に挿入することにより、ぼこつきやよこ糸蛇行がない強化繊維織物を得ることができるものである。
In the method for producing a reinforcing fiber fabric of the present invention, a plurality of reinforcing fiber bundles unwound from the plurality of reinforcing fiber bobbins 1 are positioned and aligned at equal intervals in the width direction as warp yarns 2 of the reinforcing
以下、本発明の強化繊維織物の製造方法にかかる(A)位置決め工程、(B)(B−1)開繊・拡幅工程、および(B−2)第1の糸幅規制工程、(C)強化繊維束の送出工程、および、本発明のたて糸供給装置にかかる(a)強化繊維束の位置決め手段、(b)(b−1)開繊・拡幅手段、および(b−2)強化繊維束の第1の糸幅規制手段、(c)強化繊維束の送出手段について、詳細に説明する。 Hereinafter, (A) positioning step, (B) (B-1) fiber opening and widening step, and (B-2) first yarn width regulating step according to the method for producing a reinforced fiber fabric of the present invention, (C) (A) Reinforcing fiber bundle positioning means, (b) (b-1) fiber opening and widening means, and (b-2) reinforcing fiber bundle according to the feeding process of the reinforcing fiber bundle and the warp supply device of the present invention The first yarn width regulating means, and (c) the reinforcing fiber bundle sending means will be described in detail.
(A)強化繊維束の位置決め工程と(a)強化繊維束の位置決め手段
強化繊維束の位置決め工程においては、強化繊維織物のたて糸2として、複数の強化繊維ボビン1から解舒された複数の強化繊維束を位置決め手段(図1の例では、コーム3)により幅方向に等間隔に位置決めし引き揃えることが必要である。ここで、強化繊維織物のたて糸2として幅方向に等間隔に位置決めし引き揃えるとは、たて糸2を幅方向に等間隔となる位置に平行に配列させることをさすものとし、平行および、等間隔とはその位置に対して、たて糸の間隔の±10%以内のずれは許容するものとする。
(A) Reinforcing fiber bundle positioning step and (a) Reinforcing fiber bundle positioning means In the reinforcing fiber bundle positioning step, a plurality of reinforcements unraveled from a plurality of reinforcing fiber bobbins 1 as warp yarns 2 of the reinforcing fiber fabric. It is necessary to position and align the fiber bundles at equal intervals in the width direction by positioning means (comb 3 in the example of FIG. 1). Here, positioning and aligning the warp yarns 2 of the reinforcing fiber fabric at equal intervals in the width direction refers to arranging the warp yarns 2 in parallel at equal intervals in the width direction. Means that a deviation within ± 10% of the warp yarn interval is allowed with respect to the position.
強化繊維束(たて糸2)の位置決め手段とは、たて糸2を所定の間隔に配列させるために用いられるものであり、クリール装置と強化繊維束の第1の糸幅規制手段の間に配置される。かかる位置決め手段としては、たとえば、複数のバー(略円や矩形などの断面形状を有するもの)もしくはワイヤをたて糸の搬送面に垂直に配置した位置決め手段(所謂コーム)、溝つきローラ等が挙げられるが、コームを用いることが好ましい。コームとは、強化繊維織物のたて糸2を配列しようとする間隔と同じ間隔に複数のバーもしくはワイヤをたて糸の搬送面に垂直に配置したもので、このバー間もしくはワイヤ間にたて糸を1本ずつ通すことによって多数本のたて糸2を強化繊維織物の幅方向に対する配列位置の位置決めを行うものであり、これ用いることによりたて糸2を所望の配列密度に引き揃えることができる。ここで、配列密度とは単位長さ当たりに存在する繊維束の本数をいい、強化繊維織物のたて糸の本数から1を減じた数を、強化繊維織物の両端のたて糸の繊維束の中心の間の距離で除した値と定義する。 The positioning means of the reinforcing fiber bundle (warp yarn 2) is used for arranging the warp yarns 2 at a predetermined interval, and is arranged between the creel device and the first yarn width regulating means of the reinforcing fiber bundle. . Examples of such positioning means include a plurality of bars (those having a cross-sectional shape such as a substantially circle or rectangle) or positioning means (so-called comb) in which wires are arranged perpendicular to the warp yarn conveyance surface, and rollers with grooves. However, it is preferable to use a comb. A comb is a structure in which a plurality of bars or wires are arranged perpendicularly to the warp yarn conveying surface at the same interval as the warp yarns 2 of the reinforcing fiber fabric, and one warp yarn is placed between the bars or between the wires. By passing the yarn, the warp yarns 2 are aligned in the width direction of the reinforcing fiber fabric, and the warp yarns 2 can be aligned to a desired density. Here, the arrangement density means the number of fiber bundles existing per unit length, and the number obtained by subtracting 1 from the number of warp yarns of the reinforcing fiber fabric is the center of the fiber bundles of the warp yarns at both ends of the reinforcing fiber fabric. It is defined as the value divided by the distance.
なお、たて糸2が、糸厚みに対して糸幅が大きい扁平糸の場合においては、たて糸2の糸幅や糸厚みがコーム3のワイヤへの接触により、変動しやすいことから、後述する強化繊維束の第1の糸幅規制工程において糸幅を規制しやすいように、たて糸2の扁平面がコーム3のワイヤのみに接触するようにすれば、たて糸2の断面形状を保持することができる。すなわち、クリール装置から水平に引き出したたて糸の向きを位置決め工程において90°ねじることにより、コーム3のワイヤに扁平面が接触するようにし、さらに第1の糸幅規制手段においてねじれを元に戻すことにより、たて糸の扁平面がワイヤのみに接触するようにできる。 In the case where the warp yarn 2 is a flat yarn having a larger yarn width than the yarn thickness, the yarn width and yarn thickness of the warp yarn 2 are likely to change due to contact with the wire of the comb 3, so that the reinforcing fiber described later If the flat surface of the warp yarn 2 contacts only the wire of the comb 3 so that the yarn width can be easily regulated in the first yarn width regulating step of the bundle, the cross-sectional shape of the warp yarn 2 can be maintained. That is, by twisting the direction of the warp yarn pulled out horizontally from the creel device by 90 ° in the positioning step, the flat surface is brought into contact with the wire of the comb 3, and the twist is returned to the original in the first yarn width regulating means. Thus, the flat surface of the warp yarn can be brought into contact with only the wire.
(B)(B−1)開繊・拡幅工程、および(B−2)強化繊維束の第1の糸幅規制工程と(b)(b−1)開繊・拡幅手段、および(b−2)強化繊維束の第1の糸幅規制手段
強化繊維束の第1の糸幅規制工程(B−2)においては、強化繊維織物のたて糸2として幅方向に対して等間隔になるように位置決めされ引き揃えられた複数の強化繊維束からなるたて糸2の糸幅を、前記位置決め工程で位置決めした間隔を越えない幅に規制する工程である。本工程で糸幅を規制されたたて糸2は、次工程の強化繊維束の送出工程へと導かれる。なお、ここでいう糸幅とは、強化繊維の送出工程に至るまでの最終ローラ上での糸幅のことであり、非接触のレーザ変位計などで測定時に糸幅が変化しない計測方法で測定したものである。また、本工程において、糸幅を規制するとは、幅方向に配列したたて糸2の糸幅を配列密度を超えない範囲でその幅を揃えることをさすものであり、糸幅の平均値から±10%以内の変動は許容するものとする。なお平均値とは、最終ローラ上で幅方向の同一位置における各たて糸の糸幅を、長さ方向に一定間隔で測定した値とする。このように、前記位置決め工程で位置決めした間隔を越えない幅に糸幅を規制することにより、次工程のたて糸の送出工程におけるニップローラないしテンションローラ上でたて糸が重ならずに織成工程へと送出することができるようになるのである。この強化繊維束の本工程における第1の糸幅規制手段(b−2)とは、幅方向に配列したたて糸2の糸幅を配列密度を超えない範囲でその幅を揃えるための手段をさすものであり、糸幅規制工程より上流において不揃いであったたて糸の糸幅を少なくとも2本のバーの間を通過させ、所定の糸幅以上の糸幅を有するたて糸の糸幅を狭めることで各たて糸の糸幅を揃える機能を有するものである。かかる機能を有するものであれば、構造等は特に限定されないが、好ましい例として、複数のバー(好ましくは略円断面のもの)5もしくはワイヤ(図示せず)がたて糸の搬送面に垂直に配置されて、かつ、少なくとも1本のガイドローラ6が水平に配置されてなる強化繊維束の糸幅規制手段が挙げられる。図2に本発明に係る糸幅規制手段を用いて糸幅を規制する糸幅規制ガイド部分の一例を示す。この糸幅規制手段を用い、複数のバー5もしくはワイヤにたて糸を接触させながら水平なガイドローラ6に導くことにより、たて糸の糸幅を規制することができる。
(B) (B-1) fiber opening / widening step, and (B-2) first yarn width regulating step of the reinforcing fiber bundle, and (b) (b-1) fiber opening / widening means, and (b- 2) First yarn width regulating means of reinforcing fiber bundle In the first yarn width regulating step (B-2) of reinforcing fiber bundle, warp yarns 2 of reinforcing fiber fabric are equally spaced in the width direction. This is a step of regulating the yarn width of the warp yarn 2 composed of a plurality of positioned and aligned reinforcing fiber bundles so as not to exceed the interval positioned in the positioning step. The warp yarn 2 whose yarn width is regulated in this step is guided to the feeding step of the reinforcing fiber bundle in the next step. The thread width here refers to the thread width on the final roller until the reinforcing fiber delivery process, and is measured by a measurement method that does not change the thread width when measured with a non-contact laser displacement meter. It is a thing. Further, in this step, regulating the yarn width means to align the widths of the warp yarns 2 arranged in the width direction within a range not exceeding the arrangement density, and ± 10 from the average value of the yarn widths. Variation within% is allowed. The average value is a value obtained by measuring the width of each warp yarn at the same position in the width direction on the final roller at regular intervals in the length direction. In this way, by regulating the yarn width to a width that does not exceed the positioning interval in the positioning step, the warp yarns are sent to the weaving step without overlapping on the nip roller or tension roller in the warp yarn sending step of the next step. You will be able to do it. The first yarn width regulating means (b-2) in this step of the reinforcing fiber bundle refers to means for aligning the width of the warp yarns 2 arranged in the width direction within a range not exceeding the arrangement density. Each of the warp yarn widths that are uneven at the upstream of the yarn width regulation step is passed between at least two bars, and the warp yarns having a width greater than or equal to a predetermined yarn width are narrowed. It has the function of aligning the warp yarn width. As long as it has such a function, the structure and the like are not particularly limited. As a preferable example, a plurality of bars (preferably having a substantially circular cross section) 5 or wires (not shown) are arranged perpendicular to the warp yarn conveyance surface. In addition, there is a yarn width regulating means of the reinforcing fiber bundle in which at least one
なお糸幅を規制するにあたって、用いる複数のバー5もしくはワイヤが略円断面であればバーの直径(矩形断面であればその外寸法)もしくはワイヤの直径を調整することにより、隣接するバーとバーとの間もしくはワイヤとワイヤとの間を通過するたて糸幅を規制することができる。 In order to regulate the yarn width, if a plurality of bars 5 or wires to be used have a substantially circular cross section, the diameter of the bar (the outer dimension if the cross section is a rectangular cross section) or the diameter of the wire can be adjusted to adjust the adjacent bar and bar. The width of the warp yarn passing between the wires or between the wires can be regulated.
またこの第1の糸幅規制手段の代表的なものとしては、コームがある。コームは、強化繊維織物のたて糸2の配列間隔と同じ間隔に複数のバーもしくはワイヤをたて糸の搬送面に垂直に配置したもので、このバー間もしくはワイヤ間にたて糸を1本ずつ通すことによって多数本のたて糸2を強化繊維織物の幅方向に対する配列位置の位置決めを行うことができ、たて糸2を所望の配列密度にすることができる。さらに、バーの直径もしくはワイヤ直径を調整することで所定の糸幅にコントロールすることができる。 A typical example of the first yarn width regulating means is a comb. The comb is a plurality of bars or wires arranged perpendicular to the warp yarn conveying surface at the same interval as the warp yarns 2 of the reinforcing fiber fabric, and a large number of combs are passed by passing warp yarns one by one between the bars or wires. The warp yarns 2 can be positioned in an arrangement position with respect to the width direction of the reinforcing fiber fabric, and the warp yarns 2 can have a desired arrangement density. Furthermore, it can be controlled to a predetermined yarn width by adjusting the diameter of the bar or the wire diameter.
さらに本発明は、前記位置決め工程と第1の糸幅規制工程の間に、たて糸の糸幅が第1の糸幅規制工程で規制する糸幅以上になるように糸幅を拡げる開繊・拡幅工程(B−1)を有する。 The present invention, during the positioning step and the first yarn width regulating step, opening-widening spreading the Itohaba as yarn width of the warp is equal to or greater than the yarn width regulated by the first yarn width regulating step Step (B-1) is included .
すなわち位置決めされて導かれたたて糸2を、いったん次工程の第1の糸幅規制工程で規制する糸幅以上に拡げてから、次工程の第1の糸幅規制工程に導くことができることから、より精度良くたて糸を規制する糸幅に揃えることができるため好ましい。 That is, since the warped yarn 2 that has been positioned and guided can be once expanded beyond the yarn width that is regulated in the first yarn width regulating step of the next step, it can be led to the first yarn width regulating step of the next step. This is preferable because it can be aligned with the yarn width that regulates the warp yarns with higher accuracy.
この強化繊維束の開繊・拡幅工程(B−1)における開繊・拡幅手段(b−1)としては、中心軸が平行かつ同一水平面上にはない少なくとも2つ以上の水平ローラまたは水平バーを有する開繊・拡幅手段が挙げられる(詳細は、後述する)。そして、この少なくとも2本の水平ローラや水平ガイドバーローラにS字状にたて糸2を接触させながら通過させることにより、位置決めされて導かれたたて糸2の糸幅を拡げることができる。 As the fiber opening / broadening means (b-1) in the fiber opening / broadening step (B-1) of the reinforcing fiber bundle, at least two horizontal rollers or horizontal bars whose central axes are parallel and not on the same horizontal plane And a widening means (details will be described later). Then, by passing the warp yarn 2 in contact with the at least two horizontal rollers or horizontal guide bar rollers in an S-shape, the width of the warp yarn 2 positioned and guided can be expanded.
ここで、少なくとも一対のガイドローラと左右に揺動する揺動ローラについて図3を用いて説明する。図3は本発明に係る強化繊維織物を製造する装置の一例を示す部分概略側面図である。図3においては、30aと30cを一対のガイドローラとし、30bを左右に揺動する揺動ローラとすることにより、2つのガイドローラ間に位置する揺動ローラの揺動によるたて糸の糸幅を拡げることができる。さらにたて糸の開繊・拡幅が不十分であれば30a、30c、30eをガイドローラとし、30b、30dを左右に揺動する揺動ローラとするとより糸幅を調整しやすくなり、必要に応じてさらにガイドローラや揺動ローラの数を増やしていけばさらに糸幅を拡げやすくなる。 Here, at least a pair of guide rollers and a swinging roller swinging left and right will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a partial schematic side view showing an example of an apparatus for producing a reinforced fiber fabric according to the present invention. In FIG. 3, 30a and 30c are a pair of guide rollers, and 30b is a swinging roller that swings left and right, thereby reducing the width of the warp yarn by swinging the swinging roller located between the two guide rollers. Can be expanded. Further, if the warp yarns are not sufficiently spread and widened, it is easier to adjust the yarn width if 30a, 30c, 30e are guide rollers and 30b, 30d are swing rollers that swing left and right. Increasing the number of guide rollers and swing rollers makes it easier to increase the yarn width.
また、たて糸2を強化繊維束の第1の糸幅規制工程に導く前に、あらかじめ50〜100℃の温度に予熱してサイジング剤を軟化させることが好ましい。このようにすることにより、たて糸2の巻き癖を取り除きことができ、後工程における仮撚りにより糸幅が小さくなることを防止することができる。 Moreover, it is preferable to preheat to a temperature of 50 to 100 ° C. to soften the sizing agent before guiding the warp yarn 2 to the first yarn width regulating step of the reinforcing fiber bundle. By doing in this way, the curl of the warp yarn 2 can be removed, and the yarn width can be prevented from being reduced by false twisting in the subsequent process.
本発明は、かかる第1の糸幅規制工程を経ることにより、たて糸2の送り出し量を揃えることができ、これによりたて糸2の糸長差発生をなくせ、従来の問題であった織物ぼこつきやよこ糸蛇行の発生を解決できることを見い出したことに大きな意義がある。背景技術に記載したように従来のたて糸の供給方法、すなわち、たて糸の開繊・拡幅処理、あるいは、このたて糸の開繊・拡幅処理とたて糸の配列ピッチを規制する方法の組み合わせのみでは、前記問題を解決することはできなかった。この理由として、従来技術の方法では、たて糸の糸幅や糸厚みを規制する手段を有していないことから各たて糸の断面形状が不揃いとなり、たて糸毎に糸幅および糸厚みに違いが生じていたものと考えられ、この糸厚みに違いが生じていたことにより、次の送出工程においてたて糸2の送り出し量をすべて揃えることができなかったものと考えられる。 In the present invention, by passing through the first yarn width regulating step, the feed amount of the warp yarn 2 can be made uniform, thereby eliminating the occurrence of the yarn length difference of the warp yarn 2 and causing the fabric wrinkle that has been a problem in the past. It has great significance in finding out that the occurrence of meandering of the weft yarn can be solved. As described in the background art, the conventional warp yarn supply method, that is, the combination of warp yarn opening and widening processing, or the combination of warp yarn opening and widening processing and the method of regulating the warp yarn arrangement pitch is not sufficient. Could not be resolved. This is because the conventional methods do not have a means for regulating the width and thickness of the warp yarn, so that the cross-sectional shapes of the warp yarns are not uniform, and there is a difference in the yarn width and thickness for each warp yarn. It is considered that all the feed amounts of the warp yarn 2 could not be made uniform in the next delivery process because of the difference in the thickness of the yarn.
(C)強化繊維束の送出工程と(c)強化繊維束の送出手段
本発明の強化繊維束の送出工程は、第1の糸幅規制工程で隣接するたて糸同士が重ならないように糸幅を規制されて、引き揃えられた複数の強化繊維束をシート状のたて糸シートとし、織成工程に送り出す工程である。
(C) Reinforcing fiber bundle delivery step and (c) Reinforcing fiber bundle delivery means The reinforcing fiber bundle delivery step of the present invention has a yarn width so that adjacent warp yarns do not overlap in the first yarn width regulating step. This is a step of forming a plurality of regulated and bundled reinforcing fiber bundles into a sheet-like warp yarn sheet and sending it to the weaving step.
ここで、たて糸2の送り出し方法として、たて糸2をローラによりニップしながら送り出す方法やローラ表面にたて糸を接触させて送り出す方法がある。 Here, as a method for sending out the warp yarn 2, there are a method for sending out the warp yarn 2 while nipping it with a roller, and a method for sending out the warp yarn by bringing it into contact with the roller surface.
たて糸2をニップしながら送り出す方法においては、たて糸の重なりがあると糸厚みが揃わず、送り出し時にニップされる糸とニップされない糸が生じ、ニップされている糸の送り出し量は揃えることができるが、ニップされない糸はすべってしまうことから複数のたて糸2の送り出し量すべてを揃えることができない。また、ローラに接触させながらたて糸2の送り出す方法においては、たて糸の重なりによるたて糸厚みの違いによりローラに接触させた際の周長差が生じることから複数のたて糸2の送り出し量をすべて揃えることができない。 In the method of feeding the warp yarn 2 while nipping, if there is overlap of the warp yarns, the yarn thickness will not be uniform, and there will be a yarn that will be nipped and a yarn that will not be nipped at the time of feeding, and the feed amount of the nipped yarn can be made uniform. Threads that are not nipped slip, so that all the delivery amounts of the plurality of warp yarns 2 cannot be made uniform. Further, in the method of sending out the warp yarn 2 while being in contact with the roller, the circumferential length difference when contacting the roller is caused due to the difference in the warp yarn thickness due to the overlap of the warp yarns. Can not.
これに対し、本発明においては、強化繊維束の位置決め工程および本強化繊維束の送出工程の間に、この第1の糸幅規制工程を有することにより、たて糸の幅を均一にし、たて糸の重なりを防止することから複数のたて糸2の糸長差発生をなくすことができるものである。 On the other hand, in the present invention, the first yarn width regulating step is provided between the reinforcing fiber bundle positioning step and the present reinforcing fiber bundle feeding step, thereby making the warp yarn width uniform and overlapping the warp yarns. Therefore, it is possible to eliminate the occurrence of a difference in the yarn lengths of the plurality of warp yarns 2.
すなわち、本発明においては、強化繊維束の位置決め工程で、強化繊維織物のたて糸2として幅方向の配列位置を規制するとともに、強化繊維束の第1の糸幅規制工程でその配列位置を保持しながら糸幅を規制することにより、強化繊維束の糸幅を揃えることができる。そして、糸幅が揃った複数のたて糸2を次工程の強化繊維束の送出工程に導くとともに、この強化繊維束の送出工程を経て複数のたて糸糸長が揃った状態でたて糸2をたて糸シートとして織成工程に導くことができることにより、たて糸2の糸長差発生をなくすことができる様になったものである。 That is, in the present invention, in the reinforcing fiber bundle positioning step, the arrangement position in the width direction as the warp yarn 2 of the reinforcing fiber fabric is regulated, and the arrangement position is held in the first yarn width regulating step of the reinforcing fiber bundle. However, the yarn width of the reinforcing fiber bundle can be made uniform by regulating the yarn width. Then, a plurality of warp yarns 2 having the same width are guided to the feeding step of the reinforcing fiber bundle in the next step, and the warp yarns 2 are warped in a state where a plurality of warp yarn lengths are aligned through the feeding step of the reinforcing fiber bundle. By being able to lead to the weaving process, the occurrence of the difference in the length of the warp yarn 2 can be eliminated.
この強化繊維束の送出工程の好ましい態様としては、送出ローラを複数本用い、隣接するたて糸をそれぞれ異なる送出ローラに順に配置するか、または、強化繊維束が通過しているヘルドフレーム毎に順に配置することが好ましい。
このようにすることで、隣接するたて糸をそれぞれ異なる送出ローラに順に配置する場合においては、送出ロール上でのたて糸の重なりによる送り出し量の不揃いを防止することができる。また強化繊維束が通過しているヘルドフレーム毎にたて糸を配置することで、ヘルドフレーム毎にたて糸の送出量を揃えることができ、ヘルドフレームを昇降させた際に生じる張力変動を小さくすることができるからである。
As a preferable aspect of the feeding step of the reinforcing fiber bundle, a plurality of feeding rollers are used, and adjacent warp yarns are sequentially arranged on different feeding rollers, or are arranged in order for each heald frame through which the reinforcing fiber bundle passes. It is preferable to do.
In this way, when adjacent warp yarns are sequentially arranged on different delivery rollers, it is possible to prevent uneven delivery amounts due to overlapping of the warp yarns on the delivery roll. In addition, by arranging warp yarns for each heald frame through which the reinforcing fiber bundle passes, it is possible to align the warp yarn sending amount for each heald frame, and to reduce tension fluctuations that occur when the heald frame is raised and lowered. Because it can.
また本発明は、平織り、綾織り、繻子織りの三原組織のみならず畝織りなどの変化組織においても適用可能であり、本発明においては、畝織りとして1本のたて糸が2〜4本の強化繊維束を引き揃えたものにも適用することも可能である。ここで、2〜4本の強化繊維束を引き揃えたものを1本のたて糸とした場合の1本のたて糸とは、2〜4本の強化繊維束を同じ状態に並べたものである。 Further, the present invention can be applied not only to the three original structures of plain weave, twill weave and satin weave, but also to changed structures such as warp weave. In the present invention, 2 to 4 reinforcing warps are used as warp weave. It is also possible to apply to a fiber bundle that has been aligned. Here, one warp when two to four reinforcing fiber bundles are aligned to form a single warp is obtained by arranging two to four reinforcing fiber bundles in the same state.
前述のように、送出ローラを複数本用い、隣接するたて糸をそれぞれ異なる送出ローラに順に配置するか、または、強化繊維束が通過しているヘルドフレーム毎に順に配置することにより、隣接するたて糸同士がそれぞれ異なる送出ローラに導かれることから、たて糸の第1の糸幅規制工程以降でたとえ糸幅が拡がったとしても送出ローラ上でたて糸の重なり合うことを防止することができることから、1本のたて糸が2〜4本の強化繊維束を引き揃えたものである場合においてもヘルドフレームを昇降させた際に生じる張力変動を小さくすることができ、安定して本発明のたて糸長差に起因するぼこつきやよこ糸蛇行の改善効果を発揮することができる。 As described above, adjacent warp yarns are arranged by using a plurality of delivery rollers and arranging adjacent warp yarns in order on different delivery rollers, or by arranging them sequentially for each heald frame through which the reinforcing fiber bundle passes. Are guided to different delivery rollers, so that even if the yarn width increases after the first warp yarn width regulating step, it is possible to prevent warp yarns from overlapping on the delivery roller. Even when 2 to 4 reinforcing fiber bundles are aligned, the tension fluctuation that occurs when the heald frame is raised and lowered can be reduced, and the warp resulting from the warp yarn length difference of the present invention can be reduced. The effect of improving the tackiness and weft thread meandering can be exhibited.
この強化繊維束の送出工程の別の好ましい態様としては、たて糸シートをニップ機構を有し織機主軸の回転に連動するニップローラ7aに、90°未満の角度で接触させ、かつ、他方のニップローラ7bによりニップしながら織機主軸の回転に連動させてニップローラ7a、7bを回転させることにより、たて糸シートを織成工程に送り出す強化繊維束の送り出す態様が挙げられる。かかる態様において、織機主軸の回転に連動するニップローラ7aに、90°未満の角度で接触させ、かつ、ニップローラ7bによりニップすると、ニップローラ7aへのたて糸シートの接触角度が小さいことから、織成開始時にたて糸2の配列位置がずれていて補正が必要な場合に、たて糸2のニップを一時解放させた状態で送り出した後再度ニップすることにより、織成開始時のたて糸2のゆるみを防止するとともに、強化繊維織物の幅方向への位置のずれの修正を速やかに行うことができることから好ましい。
As another preferred embodiment of the feeding process of the reinforcing fiber bundle, the warp yarn sheet is brought into contact with the
本発明における送出工程のさらに、別の好ましい態様を図4を用いて説明する。図4は、本発明に係る強化繊維織物を製造するのに適用するたて糸供給装置の送出手段の他の好ましい一例を示す部分概略側面図である。図4に示す強化繊維束の送出手段を適用する場合、ローラ群41、42を用い、たて糸2との摩擦によりたて糸2の送り出し量を揃えるテンションローラ40を有し、ガイドローラ41を介して導かれたたて糸2はテンションローラ40に接触させつつガイドローラ42を経て織成工程へと導くことが好ましい。かかる態様の送出手段を適用する場合、このテンションローラ40は直径が200〜500mmで、かつ、接触角度が90〜270°の範囲であることが好ましく、かかる送り出し手段を用いた送出工程においては、たて糸2にスリップが生じないようにテンションローラ40にたて糸2を接触させるとともに、織機主軸の回転に連動させてテンションローラ40を回転させることによりたて糸シートを織成工程に送り出すことが好ましい。
Still another preferred embodiment of the delivery process in the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a partial schematic side view showing another preferred example of the sending means of the warp supply device applied to manufacture the reinforcing fiber fabric according to the present invention. When the reinforcing fiber bundle feeding means shown in FIG. 4 is applied, the
このように図4に示す送出手段を用いる場合には、テンションローラ40の直径を200mm以上と大径にすることにより、万一何らかの理由で隣接するたて糸同士で重なりが生じた場合でもテンションローラ中心からの強化繊維糸束中心までの曲率半径の相違による糸長差を小さくすることができることから好ましい。かかる観点からはテンションローラ40の直径が大きい方がより好ましいが、直径が500mmを超えるとテンションローラ40の取り扱いなど作業性の問題が生じることから、テンションローラ40の直径を200〜500mmの範囲とすることが好ましい。
Thus, when the delivery means shown in FIG. 4 is used, the
また、テンションローラ40への接触角度が90°未満であるとテンションローラ滑りを生じやすく、また接触角度が270°を超えるとテンションローラにおける滑りの問題はないものの、糸道を規制するのが困難となる場合があることから、接触角度は90°〜270°の範囲であることが好ましい。
If the contact angle to the
さらに、織機主軸の回転に合わせてテンションローラ40を回転させることにより、たて糸2に作用する張力を低減させ、過張力による毛羽発生を防止することができることから好ましい。このようなことから、ここでは、たて糸2との摩擦によりたて糸2の送り出し量を揃えるテンションローラ40を有し、このテンションローラ40の直径が200〜500mmで、かつ、接触角度が90〜270°の範囲で、たて糸2がスリップが生じないようにテンションローラ40にたて糸2を接触させるとともに、織機主軸の回転に連動させてテンションローラ40を回転させることにより、たて糸シートを織成工程に送り出す手段を有する態様とすることが好ましい。このように、強化繊維束の送出工程における強化繊維束の送出手段としては、少なくとも1つのローラが駆動ローラである機構を有していると駆動ローラの回転により強化繊維束が送り出されることからたて糸2の作用する張力を低減させ、過張力による毛羽発生を防止することができる。
Furthermore, it is preferable that the
本発明における強化繊維束の送出手段としては、前記(b)強化繊維束の第1の糸幅規制手段の最下流のガイドローラの軸中心とニップローラのニップ部との成す角度、および織成手段の最上流のガイドローラの軸中心とニップローラのニップとの成す角度が、いずれも90°未満の角度となる位置に、織機主軸の回転に連動して回転するニップローラ7a、7bが配置された構成であることが好ましい。このように前記(b)強化繊維束の第1の糸幅規制手段の最下流のガイドローラの軸中心とニップローラのニップ部との成す角度、および織成手段の最上流のガイドローラの軸中心とニップローラのニップとの成す角度が、いずれも90°未満の角度となる位置に、織機主軸の回転に連動して回転するニップローラが配置された、強化繊維束を送り出す機構を有することにより、強化繊維束とローラの摩擦抵抗を小さくすることができ、また、織成開始時にニップを一時解放することにより、ローラとたて糸に滑りを生じさせることによりたて糸2の配列位置決めやたて糸張力の調整を容易にすることができることから好ましい。
The reinforcing fiber bundle delivery means in the present invention includes (b) the angle formed by the shaft center of the most downstream guide roller of the first yarn width regulating means of the reinforcing fiber bundle and the nip portion of the nip roller, and the weaving means. The nip
また、強化繊維束の送出手段の別の好ましい構成としては、強化繊維束の送出手段が、直径が200〜500mmのテンションローラ40を、(b)強化繊維束の糸幅規制手段a最下流のガイドローラの軸中心と前記テンションローラ40の軸中心との成す角度、および、織成手段の最上流のガイドローラの軸中心と前記テンションローラ40の軸中心との成す角度が、いずれも90〜270°の範囲となる位置に、織機主軸の回転に連動して回転するテンションローラ40が配置された強化繊維束の送り出す手段を有する構成が挙げられる。
As another preferred configuration of the reinforcing fiber bundle sending means, the reinforcing fiber bundle sending means includes a
前述したようにテンションローラ径は200mm以上と大径にすることにより、万一何らかの理由で各強化繊維束の重なりによる糸厚みのばらつきがあったとしても、テンションローラ中心からの強化繊維糸束中心までの曲率半径の相違による糸長差を小さくすることができる。かかる理由から、テンションローラ径は大きい方が好ましいが、径が500mmを超えるとテンションローラの取り扱いなど作業性の問題が生じることから、テンションローラ径は200〜500mmの範囲であることが好ましい。 As described above, by increasing the diameter of the tension roller to 200 mm or more, even if the yarn thickness varies due to the overlap of the reinforcing fiber bundles for some reason, the center of the reinforcing fiber yarn bundle from the center of the tension roller The yarn length difference due to the difference in curvature radius up to can be reduced. For this reason, it is preferable that the tension roller diameter is large. However, if the diameter exceeds 500 mm, workability problems such as handling of the tension roller occur. Therefore, the tension roller diameter is preferably in the range of 200 to 500 mm.
また、テンションローラ40への接触角度は90°未満であると、テンションローラ滑りを生じやすく、270°を超えるとテンションローラ40における滑りの問題はないものの糸道を規制するのに困難であることから、その接触角度は90°〜270°の範囲であることが好ましい。
Further, if the contact angle to the
さらに、織機主軸の回転に合わせてテンションローラ40を回転させることによりたて糸2の作用する張力を低減させ、過張力による毛羽発生を防止することができることから好ましい。
Further, it is preferable that the
このようなことから、たて糸シートを織機主軸の回転に連動する直径が200〜500mmの送出ローラに接触角度が90〜270°の範囲で、該送出ローラを回転させることにより織成工程に送り出す構成であることが好ましい。本発明においては(C)の送出工程と織成工程の間に、次の(D)第2の糸幅規制工程を有することが好ましい。 For this reason, the warp yarn sheet is sent to the weaving process by rotating the feed roller to the feed roller having a diameter of 200 to 500 mm interlocked with the rotation of the main shaft of the loom so that the contact angle is in the range of 90 to 270 °. It is preferable that In the present invention, it is preferable to have the following (D) second yarn width regulating step between the feeding step and the weaving step of (C).
(D)接触ローラ上で強化繊維束同士がその厚み方向に重ならない糸幅に規制する、第2の糸幅規制工程
本発明においては、強化繊維束の送出工程と織成工程の間に、さらに第2の糸幅規制工程を有することにより、送出工程から織成工程までの間においてもたて糸の重なりを防止することができ、より安定して複数のたて糸2の糸長差発生をなくすことができる。
(D) The second yarn width regulating step that regulates the yarn width on the contact roller so that the reinforcing fiber bundles do not overlap in the thickness direction In the present invention, between the feeding step and the weaving step of the reinforcing fiber bundle, Further, by having the second yarn width regulating step, it is possible to prevent the warp yarns from overlapping between the sending step and the weaving step, and to eliminate the occurrence of a difference in the yarn length of the plurality of warp yarns 2 more stably. Can do.
すなわち、本発明においては、強化繊維束の第1の糸幅規制工程で、その配列位置を保持しながら糸幅を規制し、さらに強化繊維束の送出工程を挟んだ次工程の第2の糸幅規制工程でその配列位置を保持しながら糸幅を規制することにより、強化繊維束の糸幅をよりいっそう安定して揃えることができる。このため、糸幅が揃った複数のたて糸2を強化繊維束の送出工程に導くとともに、この第2の強化繊維束の送出工程を経て複数のたて糸長が揃った状態でたて糸2をたて糸シートとして織成工程に導くことができる。 That is, in the present invention, in the first yarn width regulating step of the reinforcing fiber bundle, the yarn width is regulated while maintaining the arrangement position, and the second yarn of the next step sandwiching the feeding step of the reinforcing fiber bundle is further sandwiched. By regulating the yarn width while maintaining the arrangement position in the width regulating step, the yarn widths of the reinforcing fiber bundles can be more stably aligned. For this reason, a plurality of warp yarns 2 having the same width are guided to the reinforcing fiber bundle feeding step, and the warp yarns 2 are warped in a state where a plurality of warp yarn lengths are aligned through the second reinforcing fiber bundle sending step. It can lead to the weaving process.
この強化繊維束の第2の糸幅規制工程における第2の糸幅規制手段としては、第1の糸幅規制手段と同様に、複数のバーもしくはワイヤがたて糸の搬送面に垂直に配置されて、かつ、少なくとも1本のローラが水平に配置されてなる強化繊維束の第2の糸幅規制手段が挙げられる。そして、複数のバーもしくはワイヤにたて糸を接触させながら水平ガイドバーに導くことにより、たて糸幅を規制することができる。 As the second yarn width regulating means in the second yarn width regulating step of the reinforcing fiber bundle, a plurality of bars or wires are arranged perpendicularly to the warp yarn conveying surface in the same manner as the first yarn width regulating means. And the 2nd thread width control means of the reinforcing fiber bundle by which at least 1 roller is arrange | positioned horizontally is mentioned. The warp yarn width can be regulated by guiding the warp yarn to the horizontal guide bar while bringing the warp yarn into contact with a plurality of bars or wires.
糸幅を規制する第2の糸幅規制手段においては、複数のバーもしくはワイヤをたて糸の搬送面に垂直に等間隔に配置するとともに、略円断面のバーであればバーの直径を、矩形断面のバーであればその外寸法を調整することにより、隣接するバーとバーとの間もしくはワイヤとワイヤとの間を通過するたて糸幅を規制することができる。 In the second yarn width regulating means for regulating the yarn width, a plurality of bars or wires are arranged at equal intervals perpendicular to the warp yarn conveyance surface, and if the bar has a substantially circular cross section, the diameter of the bar is changed to a rectangular cross section. By adjusting the outer dimensions of the bar, the width of the warp yarn passing between adjacent bars or between the wires can be regulated.
またこの第2の糸幅規制手段の代表的なものとしては、前述のコームが挙げられる。 A typical example of the second yarn width regulating means is the aforementioned comb.
なお、ここでいう接触ローラとは、後述するイージングによる張力調整機構を有さない場合においては織成工程に至るまでの最終水平ローラのことであり、イージングによる張力調整工程を有する場合においては、張力調整工程の最初の水平ローラのことである。 In addition, the contact roller here is a final horizontal roller up to the weaving process in the case where the tension adjusting mechanism by easing described later is not included, and in the case of having the tension adjusting process by easing, It is the first horizontal roller in the tension adjustment process.
織成工程においては、強化繊維束の送出工程から導かれたたて糸2(2a、2b)を開口し、よこ糸ボビン10から解舒されたよこ糸11を杼口に打ち込んで強化繊維織物13を織成する。そして、強化繊維織物13は、引取ガイドローラ15、16、18と、引取ローラ17に接触しながら引き取られ、巻芯19に巻き取られ巻物20となる。
In the weaving step, the warp yarn 2 (2a, 2b) derived from the feeding step of the reinforcing fiber bundle is opened, and the
杼口によこ糸11を挿入する方法としては、シャトル、レピア、グリッパ、エアージェットあるいはウォータジェットなどの手段によって、よこ糸ボビン10から解舒されたよこ糸11が打ち込まれる。そして、よこ糸11は、次いで筬12によって筬打されて、ヘルドフレーム(9a、9b)が再び上下運動して閉口し、強化繊維織物13が織成される。 また、一般に織成工程においては、よこ糸挿入のためこれら複数のたて糸2をヘルドフレーム(9a、9b)毎に開閉口運動させることから張力の変動が生じ、この開閉口運動時にたて糸2の糸長差があれば糸長が短い糸に極端に張力が付与されるが、過大な張力が付与されたたて糸2は送り出し量が多くなり糸長差の拡大が顕著となる。本発明では、第1の糸幅規制工程を有することにより、前述したように、たて糸2の糸長差が抑制されているため本織成工程においてこの糸長差が拡大することが押さえられる。本発明の強化繊維織物の製造方法において、この織成工程に、たて糸シートの開閉口部にたて糸シートの横方向全幅にわたってたて糸2を押さえる押さえガイド14を設けることも好ましい。かかる押さえガイド14を用いることにより、細繊度で曲げ剛性の小さいよこ糸11を用いた場合においてたて糸2の開閉口時の張力が勝る場合に、よこ糸11が屈曲し蛇行することを防止することができることから好ましい。
As a method for inserting the
ここで、織成手段としては、たて糸2を開口する開口手段と、杼口によこ糸11を打ち込むよこ糸打ち込み手段とを有するものである。本発明は、強化繊維織物のぼこつきやよこ糸蛇行の発生を抑え、FRPにした場合に優れた力学的特性を発揮できる強化繊維織物の製造方法およびその製造装置を提供することにあり、少なくとも、たて糸2に強化繊維を用いるものである。
Here, as the weaving means, there are opening means for opening the warp yarn 2 and weft thread driving means for driving the
また、本発明における好ましい実施態様としては、前記(C)の送出工程と織成工程の間に、次の(E)の工程を有する。((D)の第2の糸幅規制工程を有する場合は、(D)の前後いずれでも良い)
(E)引き揃えられた強化繊維束への後述のヘルドフレームの開閉口による張力変動を、強化繊維束が通過する接触ローラとそのローラ軸を平行移動させる機構を有する、イージングによる張力調整工程
この強化繊維束の張力調整工程においては、強化繊維束の送出工程から導かれたたて糸シートに関して、ヘルドフレーム(9a、9b)の開閉口による前記強化繊維束の張力変動を接触ローラ(イージングローラ)がローラ軸と平行移動するイージング機構により緩和し、ガイドローラ8を経て次工程である織成工程に導くことで強化繊維束に作用する張力を調整することができるためさらに好ましい。
Moreover, as a preferable embodiment in the present invention, the following step (E) is provided between the sending step (C) and the weaving step. (In the case of having the second yarn width regulating step of (D), it may be either before or after (D))
(E) Tension adjustment step by easing, which has a mechanism for translating the contact roller through which the reinforcing fiber bundle passes and the roller shaft of the tension fluctuation due to the opening and closing port of the later-described heald frame to the aligned reinforcing fiber bundle. In the tension adjusting process of the reinforcing fiber bundle, the contact roller (easing roller) detects the tension fluctuation of the reinforcing fiber bundle by the opening / closing port of the heald frame (9a, 9b) with respect to the warp yarn sheet derived from the feeding process of the reinforcing fiber bundle. It is more preferable because the tension acting on the reinforcing fiber bundle can be adjusted by relaxing by an easing mechanism that translates in parallel with the roller shaft, and leading to the next weaving process through the guide roller 8.
イージング機構による張力調整工程を有することにより、次工程の織成工程でよこ糸11が挿入される際のたて糸2への過剰な張力作用による局所的なたて糸2の突っ張りを抑制することができ、これに伴ってよこ糸蛇行やたて糸毛羽発生を防ぐことができる。
By having the tension adjusting step by the easing mechanism, local warp of the warp yarn 2 due to excessive tension action on the warp yarn 2 when the
また、本発明における別の好ましい態様としては、たて糸2のヘルドフレーム(9a、9b)毎に異なるイージングローラに接触させ、これらのローラのそれぞれが独立してローラ軸と平行移動によるイージング機構により張力調整を行う手段が含まれる。このようにすることにより、上下動するヘルドフレーム毎に張力調整ができることから、いずれの織組織においても安定して張力変動を緩和することができることから好ましい。 In another preferred embodiment of the present invention, each heald frame (9a, 9b) of the warp yarn 2 is brought into contact with a different easing roller, and each of these rollers is independently tensioned by an easing mechanism by parallel movement with the roller shaft. Means for making adjustments are included. By doing in this way, since tension adjustment can be performed for every heald frame which moves up and down, it is preferable from being able to relieve | moderate tension fluctuation stably also in any woven structure.
本発明で用いられるこの強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維およびアラミド繊維などを用いることができる。強化繊維としては、比強度・比弾性率に優れている炭素繊維が好ましく、なかでも、繊維直径が5〜10μのポリアクリルニトリル系の炭素繊維で、引張強度が3〜7GPaであり、引張弾性率が200〜500GPaのマルチフィラメント(繊維束)とすることにより、より高い力学的特性を発揮するFRPが得られる。 Examples of the reinforcing fibers used in the present invention include carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers. As the reinforcing fiber, a carbon fiber excellent in specific strength and specific elastic modulus is preferable. Among them, a polyacrylonitrile-based carbon fiber having a fiber diameter of 5 to 10 μm, a tensile strength of 3 to 7 GPa, and a tensile elasticity. By using a multifilament (fiber bundle) with a rate of 200 to 500 GPa, FRP exhibiting higher mechanical properties can be obtained.
本発明で好ましく用いられる炭素繊維束のたて糸またはよこ糸としての総繊度は、400〜5,000テックスの範囲であることが好ましい。総繊度がこの範囲であると、400テックスを超える繊度の大きい炭素繊維束の場合、たて糸の重なりを防止した効果が顕著に発揮され、本発明の効果が十分に発揮される。また、炭素繊維束は、一般に総繊度が大きくなるほど製造コストを安価にすることができるため、低コストの強化繊維織物基材を提供できるという利点もある。 The total fineness of the carbon fiber bundle preferably used in the present invention as the warp or weft is preferably in the range of 400 to 5,000 tex. When the total fineness is within this range, in the case of a carbon fiber bundle having a large fineness exceeding 400 tex, the effect of preventing the warp yarns from overlapping is remarkably exhibited, and the effect of the present invention is sufficiently exhibited. In addition, since the carbon fiber bundle can generally reduce the manufacturing cost as the total fineness increases, there is also an advantage that a low-cost reinforcing fiber woven fabric substrate can be provided.
炭素繊維束の総繊度が400テックスより小さいと、たて糸の重なりによる影響が顕著に出にくく、かつ、たて糸の屈曲箇所が多くなり、各たて糸の糸長差が発生してもこの屈曲により糸長差の影響が緩和され、ぼこつきやよこ糸蛇行が発生しにくくなり、本発明の意義が希薄となる傾向がある。また、総繊度が5,000テックスを超えると、糸幅を均一に規制することができなくはないが、繊維分散が均一な強化繊維織物が得られ難く、力学的特性を十分に発揮させる強化繊維織物を得ることが難しい場合があり、好ましくない。
マルチフィラメントの本数は、好ましくは6,000本〜75,000本程度である。
If the total fineness of the carbon fiber bundle is less than 400 tex, the influence of warp yarn overlap is not likely to occur, and the number of warp yarn bending points increases. The influence of the difference is alleviated, and it becomes difficult for the occurrence of unevenness and weft thread meandering, and the significance of the present invention tends to be dilute. In addition, when the total fineness exceeds 5,000 tex, it is not impossible to uniformly regulate the yarn width, but it is difficult to obtain a reinforced fiber fabric with uniform fiber dispersion, and strengthening that fully exhibits the mechanical properties. It may be difficult to obtain a fiber fabric, which is not preferable.
The number of multifilaments is preferably about 6,000 to 75,000.
本発明で製造される強化繊維織物は、強化繊維糸条が二方向に配列された、いわゆる二方向性織物であってもよいが、よこ糸に補助糸を用いた、いわゆる一方向性織物で、かつ、よこ糸の総繊度がたて糸の総繊度の1/10以下である強化繊維織物であることが好ましい。その理由は、補助糸はたて方向に配列した強化繊維束がばらけないように一体化するためのものであることから、ばらけない範囲でできるだけ細いことが好ましく、このような強化繊維織物においては、よこ糸の総繊度が小さいことから曲げ剛性が小さく、たて糸長差による強化繊維織物のぼこつきが顕著に発生しやすく、本発明の効果が効果的に発現されるからである。
また、補助糸の材料としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリアラミド繊維、ビニロン繊維、ガラス繊維、および炭素繊維などから選択することができ、ガラス繊維に低融点ナイロン繊維を引き揃えやカバリングするなどした複合糸であってもよい。
The reinforcing fiber fabric produced in the present invention may be a so-called bidirectional fabric in which reinforcing fiber yarns are arranged in two directions, but is a so-called unidirectional fabric using auxiliary yarns in the weft yarn, And it is preferable that it is the reinforced fiber fabric whose total fineness of a weft is 1/10 or less of the total fineness of a warp. The reason is that the auxiliary yarn is for integrating the reinforcing fiber bundles arranged in the warp direction so as not to disperse, and therefore it is preferable that the auxiliary yarn is as thin as possible within such a range. In this case, the total fineness of the weft yarn is small, so that the bending rigidity is small, and the reinforced fiber woven fabric is likely to become noticeable due to the warp yarn length difference, and the effect of the present invention is effectively exhibited.
The auxiliary yarn material can be selected from polyester fiber, nylon fiber, polyaramid fiber, vinylon fiber, glass fiber, carbon fiber, etc., and low-melting nylon fiber is aligned and covered with glass fiber. A composite yarn may be used.
また、よこ糸に強化繊維を用いる場合は、前述のものの中でも、たて糸の1/5以下の総繊度である糸を用いた一方向性織物の形態であることが好ましい。たて糸よりもよこ糸が細い場合、特によこ糸の蛇行や目曲がりが顕著に発現するため、本発明の効果が最大限に発現することができることから好ましい。 Moreover, when using a reinforced fiber for a weft, it is preferable that it is the form of the unidirectional fabric using the thread | yarn which has the total fineness of 1/5 or less of a warp among the above-mentioned thing. When the weft is thinner than the warp, the meandering and bending of the weft are particularly prominent, which is preferable because the effects of the present invention can be exhibited to the maximum.
本発明で用いられる織物組織は特に限定されないが、少なくとも強化繊維からなる糸条をたて糸とした平織、綾織、朱子織、あるいはノンクリンプ組織(強化繊維糸が真っ直ぐに配向し、たて糸とよこ糸の補助糸が互いに交錯して一体化された組織)などが好ましく用いられる。 The woven fabric structure used in the present invention is not particularly limited, but is a plain weave, twill weave, satin weave, or non-crimp structure (a reinforced fiber yarn is oriented straightly, and a warp and weft auxiliary yarn). And the like are preferably used.
本発明で得られる強化繊維織物は、構造物の補修・補強、輸送機器(自動車、船舶、航空機および自転車など)、スポーツ用品およびFRP型をはじめ、その他の一般産業に用いられるFRPの強化材として好適に用いられる。
以下、本発明を、実施例を用いて説明する。なお、実施例1〜4、6〜8は参考実施例である。
The reinforcing fiber woven fabric obtained by the present invention is used as a reinforcing material for FRP used in other general industries including repair and reinforcement of structures, transportation equipment (automobiles, ships, aircraft, bicycles, etc.), sporting goods and FRP types. Preferably used.
Hereinafter, the present invention will be described using examples. In addition, Examples 1-4 and 6-8 are reference examples.
(実施例1)
たて糸(強化繊維束)として、引張強度が4,900MPa、引張弾性率が230GPa、フィラメント数が12,000本のポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維束からなる糸条(総繊度:800テックス)を用い、よこ糸として、ガラス繊維糸ECE225 1/0(総繊度:22.5テックス)を用いた。図1に示した装置を用いて、以下の手順により、たて糸のみが炭素繊維束から構成される一方向性織物Aを製造した。
(A)強化繊維束の位置決め工程において、まず、強化繊維ボビン1から引き出した複数本のたて糸2を、コーム3を用いて配列密度が2.5本/cmになるように強化繊維織物のたて糸として実質的に等間隔になるように位置決めした。
(B)強化繊維束の第1の糸幅規制工程においては、位置決め工程から導いたたて糸2を、図2に示すようにたて糸の搬送面に垂直方向に平行に配列したガイドバーを通過させ、糸幅が3.5mmになるように糸幅を規制した。ここで使用した金属製のガイドバーは、いずれも直径2mmのガイドバーとした。
(C)強化繊維束の送出工程において、強化繊維束の第1の糸幅規制工程から導いたたて糸を直径15cmの2本のニップローラ(7a、7b)で、たて糸が滑らないようにニップしながら織機の引き取り速度と同じになるように送り出した。ニップローラは、一方(7a)が金属で他方(7b)が硬質ウレタンゴムを表面にコーティングしたローラであり、たて糸のニップローラへの接触角度は10°であった。
織成工程において、強化繊維束の送出工程から導かれたたて糸を、2枚のヘルドフレーム(9a、9b)のそれぞれのヘルド(9c、9d)に分けて交互に通した。そして、2枚のヘルドフレーム(9a、9b)のそれぞれのヘルドに通したたて糸(2a、2b)が開口されたとき、杼口にレピアにて密度が3.0本/cmになるように、よこ糸ボビン10から解舒されたよこ糸11を打ち込み、筬12により筬打ちすることにより、炭素繊維目付が200g/m2の平組織の強化繊維織物13を織成し、引取ガイドローラ15、16、引取ローラ17、および引取ガイドローラ18を介して、強化繊維織物13を巻芯19に巻き取って巻物20を得た。ここで、送出ローラ上で隣接するたて糸の重なりは観察されなかった。
Example 1
As a warp yarn (reinforced fiber bundle), a yarn (total fineness: 800 tex) made of a polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber bundle having a tensile strength of 4,900 MPa, a tensile modulus of 230 GPa, and a filament number of 12,000 is used. As the weft, glass fiber yarn ECE225 1/0 (total fineness: 22.5 tex) was used. Using the apparatus shown in FIG. 1, a unidirectional fabric A in which only warp yarns were composed of carbon fiber bundles was produced by the following procedure.
(A) In the positioning step of the reinforcing fiber bundle, first, a plurality of warp yarns 2 drawn from the reinforcing fiber bobbin 1 are used to form a warp yarn of a reinforcing fiber fabric so that the arrangement density becomes 2.5 / cm using a comb 3. Were positioned so as to be substantially equally spaced.
(B) In the first yarn width regulating step of the reinforcing fiber bundle, the warp yarn 2 led from the positioning step is passed through a guide bar arranged in parallel to the warp yarn conveying surface as shown in FIG. The yarn width was regulated so that the yarn width was 3.5 mm. The metal guide bars used here were all guide bars with a diameter of 2 mm.
(C) In the feeding step of the reinforcing fiber bundle, the warp yarn led from the first yarn width regulating step of the reinforcing fiber bundle is nipped by two nip rollers (7a, 7b) having a diameter of 15 cm so that the warp yarn does not slip. It was sent out to be the same as the loom take-up speed. The nip roller was a roller in which one (7a) was metal and the other (7b) was coated with hard urethane rubber, and the contact angle of the warp to the nip roller was 10 °.
In the weaving process, the warp yarns led from the feeding process of the reinforcing fiber bundles were divided and passed through the respective healds (9c, 9d) of the two heald frames (9a, 9b). And when the warp thread (2a, 2b) passed through the respective healds of the two heald frames (9a, 9b) is opened, the rapier has a density of 3.0 / cm by rapier, The
得られた一方向性織物Aは、ニップローラにたて糸を導く前に糸幅を規制したことからニップローラ上でのたて糸の重なりが生じることがなく、巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきおよびよこ糸の蛇行(組織崩れ)が全く観察されなかった。得られた一方向性織物Aの概略平面図を図5に示す。図5において、たて糸の炭素繊維束52に対してよこ糸51が蛇行することなく等間隔に引き揃えられており、組織の崩れが認められない。
In the obtained unidirectional fabric A, since the yarn width was regulated before the warp yarn was guided to the nip roller, there was no overlap of the warp yarn on the nip roller. No meandering (texture collapse) of the weft was observed at all. A schematic plan view of the obtained unidirectional fabric A is shown in FIG. In FIG. 5, the
(実施例2)
実施例1における(C)強化繊維束の送出工程と織成工程の間に(D)第2の糸幅規制工程を設けた他は実施例1と同じようにして一方向織物Bを得た。
(Example 2)
A unidirectional fabric B was obtained in the same manner as in Example 1, except that (D) the second yarn width regulating step was provided between the feeding step and the weaving step of (C) the reinforcing fiber bundle in Example 1. .
ここで、(D)第2の強化繊維束の糸幅規制工程においては、送出工程から導いたたて糸2を、図1の第1の糸幅規制工程と同じようにたて糸の搬送面に垂直方向に平行に配列したガイドバーを通過させ、糸幅が3.5mmになるように糸幅を規制した。ここで使用した金属製のガイドバーは、いずれも直径2mmのガイドバーとした。また、ガイドローラ上で隣接するたて糸の重なりは観察されなかった。 Here, (D) in the yarn width regulating step of the second reinforcing fiber bundle, the warp yarn 2 led from the sending step is perpendicular to the warp yarn conveyance surface in the same manner as in the first yarn width regulating step of FIG. The yarn width was regulated so that the yarn width would be 3.5 mm through a guide bar arranged in parallel with the yarn. The metal guide bars used here were all guide bars with a diameter of 2 mm. In addition, the overlap of the adjacent warp yarns on the guide roller was not observed.
得られた一方向性織物Bは、ニップローラ前後に糸幅規制工程を設けたことにより、たて糸の重なりが生じることがなく、巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきおよびよこ糸の蛇行(組織崩れ)が全く観察されなかった。 The obtained unidirectional fabric B is provided with a yarn width regulating step before and after the nip roller, so that warp yarns do not overlap. In the reinforced fiber fabric after winding, No collapse) was observed.
(実施例3)
実施例1の(C)強化繊維束の送出工程と織成工程の間に(E)イージングによる張力調整工程を設けるとともに、送出ローラおよびイージングローラをそれぞれ2本準備した。そして、ヘルドフレーム毎に強化繊維束を送出ローラ、ヘルドフレーム、イージングに順に配置した他は実施例1と同じようにして一方向織物Cを得た。
ここで、(E)イージングによる強化繊維束の張力調整工程において、たて糸送出工程から送り出されたたて糸を、ヘルドフレーム毎にそれぞれ異なるイージングローラに接触させることにより、たて糸シートの開閉口による張力変動を緩和させた。
Example 3
(E) A tension adjusting step by easing was provided between the feeding step and the weaving step of (C) the reinforcing fiber bundle in Example 1, and two feeding rollers and two easing rollers were prepared. Then, a unidirectional fabric C was obtained in the same manner as in Example 1 except that the reinforcing fiber bundles were arranged in order on the sending roller, the heald frame, and the easing for each heald frame.
Here, (E) In the tension adjusting step of the reinforcing fiber bundle by easing, the warp yarn sent out from the warp yarn sending step is brought into contact with a different easing roller for each heald frame, thereby changing the tension variation due to the opening and closing port of the warp yarn sheet. Relaxed.
得られた一方向性織物Cは、ニップローラにたて糸を導く前に糸幅を規制したことからニップローラ上でのたて糸の重なりが生じることがなく、かつ、たて糸シートの開閉口による張力変動を緩和させたことから巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきおよびよこ糸の蛇行(組織崩れ)が全く観察されなかった。 The obtained unidirectional fabric C has the yarn width controlled before the warp yarn is guided to the nip roller, so that the warp yarn does not overlap on the nip roller, and the tension variation due to the opening and closing port of the warp yarn sheet is reduced. Thus, in the reinforced fiber fabric after winding, no wrinkles and weft meandering (texture collapse) were observed at all.
(実施例4)
実施例1において、隣接する強化繊維束3本を引き揃えて1本のたて糸とするとともに、送出ローラを3本準備し、引き揃えた3本の強化繊維束をそれぞれ異なる送出ローラに順に配置した他は実施例1と同じようにして一方向織物Dを得た。
Example 4
In Example 1, three adjacent reinforcing fiber bundles are aligned to form one warp, and three feeding rollers are prepared, and the three aligned reinforcing fiber bundles are sequentially arranged on different feeding rollers. Otherwise, the unidirectional fabric D was obtained in the same manner as in Example 1.
得られた一方向性織物Dは、3本の強化繊維束を引き揃えて1本のたて糸としたものの隣接する強化繊維束をそれぞれ異なるニップローラに順に配置したことからニップローラ上でのたて糸の重なりが生じることがなく、巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきおよびよこ糸の蛇行(組織崩れ)が全く観察されなかった。 In the obtained unidirectional fabric D, three reinforcing fiber bundles were aligned to form one warp thread, but adjacent reinforcing fiber bundles were sequentially arranged on different nip rollers, so that the warp threads overlap on the nip rollers. Neither stickiness nor weft meandering (texture collapse) was observed in the reinforcing fiber fabric after winding.
(実施例5)
実施例1の(A)強化繊維束の位置決め工程と(B)第1の糸幅規制工程(B−2)の間に開繊・拡幅工程(B−1)を設けた他は実施例1と同じようにして一方向織物Eを得た。
ここで、開繊・拡幅工程においては、位置決め工程から導いたたて糸2を、図3に示すように前後および上下方向に交互に配列させた金属製の5本のガイドローラ(30a、30b、30c、30d、30e)からなる屈曲パスに、たて糸を接触させながら糸幅を拡げた後、第1の糸幅規制工程で糸幅の調整を行った。開繊・拡幅工程で用いた金属製のガイドローラは、いずれも直径30mmのガイドローラとした。 得られた一方向性織物Eは、ニップローラにたて糸を導く前にたて糸をいったん開繊・拡幅した上で糸幅を規制したことから狭幅糸を解消することができるとともに、ニップローラ上でのたて糸の重なりが生じることがなく、巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきおよびよこ糸の蛇行(組織崩れ)が全く観察されなかった。
(Example 5)
Example 1 except that an opening and widening step (B-1) is provided between (A) the reinforcing fiber bundle positioning step and (B) the first yarn width regulating step (B-2) in Example 1. In the same manner as above, a unidirectional fabric E was obtained.
Here, in the fiber opening and widening step, the metal guide rollers (30a, 30b, 30c) in which the warp yarns 2 led from the positioning step are alternately arranged in the front-rear and vertical directions as shown in FIG. , 30d, 30e), the yarn width was expanded while contacting the warp yarn, and then the yarn width was adjusted in the first yarn width regulating step. The metal guide rollers used in the opening and widening steps were all guide rollers with a diameter of 30 mm. The obtained unidirectional fabric E is capable of eliminating the narrow yarn because the warp yarn is once opened and widened before the warp yarn is guided to the nip roller, and the width of the yarn is restricted. In the reinforced fiber fabric after winding, no sag and weft thread meandering (texture collapse) were not observed at all.
(実施例6)
強化繊維束の強化繊維束送出工程において、図4に示すようにニップローラのかわりに直径が300mmのテンションローラ40に、たて糸を接触角度が200°になるように接触させながら送り出した他は、実施例1と同じようにして一方向性織物Fを製造した。
(Example 6)
In the reinforcing fiber bundle sending process of the reinforcing fiber bundle, the warp yarn was sent while being brought into contact with the
得られた一方向性織物Fは、テンションローラにたて糸を導く前に糸幅を規制したことからたて糸の重なりを防止することができ、かつ、テンションローラでたて糸がスリップすることなく送り出すことができたことから巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきおよびよこ糸の蛇行(組織崩れ)が全く観察されなかった。 The obtained unidirectional fabric F can prevent warp yarns from being overlapped because the yarn width is regulated before guiding the warp yarns to the tension roller, and can be sent out without slipping the warp yarns by the tension roller. Thus, in the reinforced fiber fabric after winding, no wrinkles and weft meandering (texture collapse) were observed at all.
(実施例7)
織成工程において、たて糸シートの開閉口部にたて糸シートの横方向全幅にわたってたて糸を押さえる直径が10mmの円筒状押さえガイドを設けた他は、実施例1と同じようにして一方向性織物Gを製造した。
(Example 7)
In the weaving step, the unidirectional fabric G was formed in the same manner as in Example 1 except that a cylindrical pressing guide having a diameter of 10 mm for pressing the warp yarn over the entire width in the lateral direction of the warp yarn sheet was provided at the opening / closing port of the warp yarn sheet. Manufactured.
得られた一方向性織物Gは、ニップローラにたて糸を導く前に糸幅を規制したことからニップローラ上でのたて糸の重なりが生じることがなく、かつ、よこ糸挿入後のたて糸シートの開閉口にともなうよこ糸の屈曲をたて糸シートの横方向全幅にわたって押さえガイドとの接触により抑制したことから巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきおよびよこ糸の蛇行(組織崩れ)が全く観察されなかった。 The obtained unidirectional fabric G has a yarn width before the warp yarn is guided to the nip roller, so that the warp yarns do not overlap on the nip roller, and the warp yarn opening / closing port after the weft yarn is inserted. Since weft bending was suppressed by contact with the holding guide over the entire width of the warp yarn sheet, no sag and weft meandering (texture collapse) were observed in the reinforced fiber fabric after winding.
(実施例8)
たて糸およびよこ糸に、引張強度が4,900MPa、引張弾性率が230GPa、フィラメント数が12,000本のPAN系炭素繊維束からなる糸条(総繊度:800テックス)を強化繊維として用い、下記の手順により、たて糸およびよこ糸が炭素繊維から構成される二方向性織物Hを製造した。
(A)強化繊維束の位置決め工程においては、たて糸密度を1.2本/cmとした他は、実施例1と同様に実施した。
(B)強化繊維束の第1の糸幅規制工程は、糸幅を7.8mmに規制した他は実施例1と同様に実施した。
(C)強化繊維束の送出工程は、実施例1と同様に実施した。
織成工程は、よこ糸をたて糸と同じ炭素繊維束を用いるとともに、よこ糸密度が1.2本/cm、炭素繊維目付が190g/m2平組織の強化繊維織物とした他は、実施例1と同様に実施した。
得られた二方向性織物Hは、ニップローラにたて糸を導く前に糸幅を規制したことからニップローラ上でのたて糸の重なりが生じることがなく、巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきおよびよこ糸の蛇行(組織崩れ)が全く観察されなかった。
(Example 8)
For the warp and weft, a yarn (total fineness: 800 tex) made of a PAN-based carbon fiber bundle having a tensile strength of 4,900 MPa, a tensile modulus of 230 GPa, and a filament number of 12,000 is used as a reinforcing fiber. According to the procedure, a bi-directional woven fabric H in which the warp and the weft are composed of carbon fibers was produced.
(A) The reinforcing fiber bundle positioning step was performed in the same manner as in Example 1 except that the warp yarn density was 1.2 yarns / cm.
(B) The first yarn width regulating step of the reinforcing fiber bundle was performed in the same manner as in Example 1 except that the yarn width was regulated to 7.8 mm.
(C) The feeding process of the reinforcing fiber bundle was performed in the same manner as in Example 1.
In the weaving step, the same carbon fiber bundle as the warp yarn was used, and the weft density was 1.2 fibers / cm, and the carbon fiber basis weight was 190 g / m 2. It carried out similarly.
The obtained bi-directional fabric H has a yarn width before the warp yarn is guided to the nip roller, so that the warp yarn does not overlap on the nip roller. No meandering (texture collapse) of the weft was observed at all.
(比較例1)
強化繊維束の位置決め工程および第1の糸幅規制工程を有さず、糸幅を規制しなかった他は、実施例1と同じようにして一方向性織物Iを製造した。
(Comparative Example 1)
A unidirectional fabric I was produced in the same manner as in Example 1 except that the reinforcing fiber bundle positioning step and the first yarn width regulating step were not provided and the yarn width was not regulated.
得られた一方向性織物Iは、たて糸の配列位置および糸幅を規制していないことからガイドローラ上でたて糸の重なりが発生したことで糸厚みにばらつきが生じ、強化繊維束の送出工程において、ニップされるたて糸とニップされないたて糸が生じたことにより糸長差が生じ巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきとよこ糸の蛇行(組織崩れ)が生じていた。得られた一方向性織物Iの概略平面図を、図6に示す。図6において、たて糸の炭素繊維束54に対してよこ糸53が蛇行し、組織の崩れが認められる。
Since the obtained unidirectional fabric I does not regulate the warp yarn arrangement position and the yarn width, the warp yarns overlap on the guide roller, resulting in variations in yarn thickness. As a result of the warp yarn being niped and the warp yarn not being niped, a difference in yarn length was generated, and in the reinforced fiber fabric after winding, the squeezed and weft thread meander (texture collapse) occurred. A schematic plan view of the obtained unidirectional fabric I is shown in FIG. In FIG. 6, the
(比較例2)
強化繊維束の第1の糸幅規制工程を有さず、糸幅を規制しなかった他は、実施例1と同じようにして一方向性織物Jを製造した。
(Comparative Example 2)
A unidirectional fabric J was produced in the same manner as in Example 1 except that the first yarn width regulating step of the reinforcing fiber bundle was not provided and the yarn width was not regulated.
得られた一方向性織物Jは、たて糸の糸幅を規制していないことからガイドローラ上でたて糸の重なりが発生したことで糸厚みにばらつきが生じ、強化繊維束の送出工程において、ニップされるたて糸とニップされないたて糸が生じたことにより糸長差が生じ巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきとよこ糸の蛇行(組織崩れ)が生じていた。 Since the obtained unidirectional fabric J does not regulate the warp yarn width, warp yarn overlap occurs on the guide roller, resulting in variations in yarn thickness. The warp yarn was not niped with the warp yarn, resulting in a difference in yarn length, and in the reinforced fiber fabric after winding, the yarn was wrinkled and the weft yarn was twisted (texture collapsed).
(比較例3)
第1の糸幅規制工程およびニップローラによる強化繊維束の送出手段を用いなかった他は、実施例5と同じようにして一方向性織物Kを製造した。
(Comparative Example 3)
A unidirectional fabric K was produced in the same manner as in Example 5 except that the first yarn width regulating step and the feeding means for reinforcing fiber bundles using nip rollers were not used.
得られた一方向性織物Kは、たて糸の糸幅を規制したものの、たて糸送出工程を有さなかったことから、たて糸の送り出し量が不揃いとなったことにより、糸長差が生じ、巻取り後の強化繊維織物において、ぼこつきとよこ糸の蛇行(組織崩れ)が生じていた。 Although the obtained unidirectional fabric K restricted the warp yarn width, it did not have a warp yarn feeding process, and therefore the warp yarn feed amount was uneven, resulting in a yarn length difference and winding. In the later reinforced fiber fabric, weaving and weaving of the weft yarn (texture collapse) occurred.
上記の各実施例および各比較例の結果を、表1にまとめて示す。 The results of the above Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1.
本発明の強化繊維織物の製造方法によれば、たて糸の糸幅を規制した後、たて糸の送出工程にたて糸を導くことから送出工程におけるローラ上でたて糸が重なることがないことからたて糸の送り出し量を揃えることで、たて糸糸長差の発生を抑制することができ、強化繊維織物のぼこつきやよこ糸の蛇行(組織崩れ)を抑えることができる。本発明の強化繊維織物の製造方法で得られた強化繊維織物は、強化繊維が真直に配向されているので、FRPに成形した場合、高い強度および弾性率などの力学的特性を発現するだけでなく、優れた外観品位を達成することができる。かかる強化繊維織物は、構造物の補修・補強、輸送機器(自動車、船舶、航空機および自転車など)、スポーツ用品およびFRP型をはじめ、その他の一般産業に用いられるFRPの強化材として好適に用いられる。 According to the method for producing a reinforced fiber fabric of the present invention, the warp yarn feed amount is obtained because the warp yarn is not overlapped on the roller in the sending step since the warp yarn is guided to the warp yarn sending step after regulating the width of the warp yarn. Therefore, the occurrence of warp yarn length difference can be suppressed, and the reinforcing fiber fabric can be prevented from becoming loose and the weft yarn meandering (texture collapse). The reinforcing fiber fabric obtained by the method for manufacturing a reinforcing fiber fabric according to the present invention has the reinforcing fibers oriented straight, so that when it is molded into FRP, it only exhibits mechanical properties such as high strength and elastic modulus. And excellent appearance quality can be achieved. Such a reinforced fiber fabric is suitably used as a reinforcing material for FRP used in other general industries including repair and reinforcement of structures, transportation equipment (automobiles, ships, aircraft, bicycles, etc.), sporting goods and FRP types. .
1: 強化繊維ボビン
2、2a、2b: たて糸
3: コーム
4、6、8: ガイドローラ
5: 糸幅規制ガイド
7a、7b: ニップローラ
9: 開口装置
9a、9b: ヘルドフレーム
9c、9d: ヘルド
10: よこ糸ボビン
11: よこ糸
12: 筬
13: 強化繊維織物
14: 押さえガイド
15、16、18: 引取ガイドローラ
17: 引取ローラ
19: 巻芯
20: 巻物
30、30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g:
ガイドローラ(揺動ローラ)
40: テンションローラ
41、42: ガイドローラ
51、53: よこ糸
52、54: 炭素繊維束
1: Reinforcing
3:
Guide roller (oscillating roller)
40:
Claims (11)
(A)強化繊維ボビンから解舒された複数の強化繊維束を、織物のたて糸として幅方向に等間隔に位置決めし、引き揃える、位置決め工程
(B)(B−1)たて糸の糸幅を拡げる開繊・拡幅工程、および、前記(B−1)の開繊・拡幅工程を経た後に、(B−2)たて糸の糸幅を狭め、たて糸の糸幅を揃えることにより、前記(A)の位置決め工程で位置決めした間隔を超えない幅にたて糸の糸幅を規制する、第1の糸幅規制工程
(C)前記引き揃えられた複数の強化繊維束を、送出ローラを用いてシート状のたて糸シートとして、織成工程に送り出す、送出工程 It has a weaving process in which reinforcing fiber bundles that become warp yarns are passed one by one through the healds assembled to a plurality of heald frames, and the warp yarns are opened by moving the heald frame up and down, and the weft yarns are driven into the hooks. A method for producing a reinforced fiber fabric, characterized in that a reinforcing fiber bundle is sent to a weaving step through the following steps (A) to (C), and the reinforcing fiber woven fabric having at least reinforcing fibers in the warp yarn Production method.
(A) Positioning step of aligning and aligning a plurality of reinforcing fiber bundles unwound from the reinforcing fiber bobbin at equal intervals in the width direction as warp yarns of a woven fabric (B-1) (B-1) Expanding the warp yarn width After the opening and widening step and the opening and widening step of (B-1) above, (B-2) narrowing the warp yarn width and aligning the warp yarn width , width not exceeding has been positioned in the positioning step interval for regulating the yarn width of the warp yarns, a plurality of reinforcing fiber bundles aligned first yarn width regulating step (C) said pull sheet-like warp with the delivery roller Sending process as a sheet to the weaving process
(D)たて糸の糸幅を狭め、たて糸の糸幅を揃えることにより、前記(A)の位置決め工程で位置決めした間隔を超えない幅にたて糸の糸幅を再度規制する、第2の糸幅規制工程 Between the delivery process and the weaving process of the (C), comprising the step of following (D), the manufacturing method of the reinforcing fiber woven fabric according to claim 1.
(D) narrowing the yarn width of the warp, by aligning the yarn width of the warp, the re-regulating the yarn width of the warp in the width not exceeding positioning interval by the positioning steps (A), the second yarn width regulating Process
(a)複数のバーもしくはワイヤがたて糸の搬送面に垂直に配置されてなる強化繊維束の位置決め手段
(b)(b−1)中心軸が平行かつ同一水平面上にはない少なくとも2つ以上の水平ローラまたは水平バーを有する開繊・拡幅手段、および、前記(b−1)の開繊・拡幅手段の下流に設置された、(b−2)たて糸の搬送面に垂直に配置された複数のバーもしくはワイヤと、少なくとも1本のたて糸の搬送面に平行に配置されたローラからなる強化繊維束の第1の糸幅規制手段
(c)(b)の第1の糸幅規制手段の下流に設置された、少なくとも1つのローラが駆動ローラである強化繊維束の送出手段 A warp supply device installed between a creel mounting a reinforcing fiber bobbin and a weaving means of an apparatus for producing a reinforcing fiber fabric having reinforcing fibers in warp yarns, comprising the following means (a) to (c): A warp supply device characterized by that.
(A) Reinforcing fiber bundle positioning means in which a plurality of bars or wires are arranged perpendicular to the warp yarn conveying surface (b) (b-1) At least two or more of the central axes are parallel and not on the same horizontal plane (B-2) Plurality arranged perpendicularly to the warp yarn conveying surface, installed in the downstream of the opening and widening means of (b-1), Downstream of the first yarn width regulating means of the first yarn width regulating means (c) and (b) of the reinforcing fiber bundle comprising a bar or wire of the above and a roller arranged in parallel with at least one warp yarn conveying surface installed in the at least one roller delivery means of the reinforcing fiber bundle Ru Oh the drive roller
(d)少なくとも複数のバーもしくはワイヤがたて糸の搬送面に垂直に配置されてなる強化繊維束の第2の糸幅規制手段 After said delivery means (c), having a means of following (d), warp supplying apparatus according to claim 7.
(D) Second yarn width regulating means of the reinforcing fiber bundle in which at least a plurality of bars or wires are arranged perpendicular to the warp yarn conveyance surface.
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