JP2002088640A - Air jet nozzle and method for enlarging yarn width of sheet with the same - Google Patents
Air jet nozzle and method for enlarging yarn width of sheet with the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、補強繊維糸からな
るシート材に高圧エアを噴射させて補強繊維糸の糸幅を
拡げるエアジェットノズルおよびそれを用いたシート材
の糸幅拡幅方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air jet nozzle for expanding a yarn width of a reinforcing fiber yarn by injecting high-pressure air to a sheet material made of a reinforcing fiber yarn, and a method of widening a yarn width of a sheet material using the same. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】炭素繊維を樹脂で補強した炭素繊維複合
材料は高い比強度、比弾性率を有し、軽量化メリットの
大きい航空機材料をはじめスポーツ材料など定着し、最
近では一般産業用途への展開が盛んに検討されている。2. Description of the Related Art Carbon fiber composite materials in which carbon fibers are reinforced with resin have a high specific strength and specific elastic modulus, and have become established in aircraft materials, such as aircraft materials, which have great merits of weight reduction, and have recently been used in general industrial applications. The development is being actively studied.
【０００３】炭素繊維複合材料を一般産業用途へ展開さ
せていくためには、炭素繊維の低コスト化が必須であ
り、最近では炭素繊維の製造コストの安価なラージトウ
の炭素繊維が注目されている。In order to expand the carbon fiber composite material to general industrial applications, it is essential to reduce the cost of the carbon fiber. Recently, large-tow carbon fiber, which has a low carbon fiber production cost, has attracted attention. .
【０００４】しかしながら、ラージトウである繊維束を
複数本配列させて、従来の炭素繊維複合材料の補強基材
として使われてきた目付が１５０〜４００ｇ／ｍ2程度
の比較的に薄いシートを得ようとすると、繊維束間に隙
間が生じるために繊維束部と繊維束間の繊維密度が大き
く異なり、繊維分散の不均一なシート材になる問題点が
あり、ラージトウからなる繊維束を如何に薄く均一に拡
げることが重要な課題である。However, by arranging a plurality of large tow fiber bundles, a relatively thin sheet having a basis weight of about 150 to 400 g / m 2, which has been used as a conventional reinforcing substrate of a carbon fiber composite material, will be obtained. Then, since there is a gap between the fiber bundles, there is a problem that the fiber density between the fiber bundle portion and the fiber bundle is greatly different, and there is a problem that a sheet material having non-uniform fiber dispersion is obtained. An important issue is to spread them evenly.
【０００５】ラージトウからなるシート材の繊維分散を
均一にする方法についての提案は見当たらないが、例え
ば特公平２−３２３８３号公報で提案されているよう
に、補強用無機繊維織布にウオータージェットで水を高
圧噴射させ、たて糸とよこ糸の交錯によって形成される
空隙を閉塞する方法を用いればラージトウの繊維束を均
一に分散させることが考えられるが、ウオータージェッ
トであるために処理後に乾燥工程を通さねばならず、ま
た、ウオータージェットによりカップリング剤などの表
面処理剤が脱落するために乾燥後に再度処理剤を付けね
ばならない問題点がある。[0005] Although no proposal has been found for a method of making the fiber dispersion of a large tow sheet material uniform, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-33283, a water jet is applied to a reinforcing inorganic fiber woven fabric. Using a method of injecting water at high pressure to close the voids formed by interlacing of the warp and weft yarns can be considered to uniformly disperse the fiber bundle of large tow.However, due to the water jet, a drying step is required after the treatment. In addition, there is a problem that the surface treatment agent such as a coupling agent falls off due to the water jet, so that the treatment agent must be applied again after drying.
【０００６】一方、我々は特開平７−３００７３９号公
報で繊維束の集束性を限定した強化マルチフィラメント
糸からなる織物のよこ糸方向に複数のエア噴射孔が一列
に配列したエアジェットノズルから高圧エアを噴射させ
て織物のよこ糸を開繊・拡幅する方法を提案している。On the other hand, we have disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-300739 a high-pressure air jet from an air jet nozzle in which a plurality of air jet holes are arranged in a row in a weft direction of a woven fabric made of a reinforced multifilament yarn having a limited bundle property of a fiber bundle. Is proposed to open and widen the weft yarn of the woven fabric by spraying.
【０００７】この方法は、ウオータージェット噴射に比
べて繊維束を拡げる力は小さいが、拡がり性の優れた糸
を選択することにより十分に糸幅を拡げることが可能で
あるし、ウオータージェットのように乾燥工程を通す必
要もなく、また、カップリング剤が脱落するような心配
もないので、容易に繊維密度の均一な補強用織物を得る
ことが可能である。In this method, the force for expanding the fiber bundle is small as compared with the water jet injection, but the yarn width can be sufficiently expanded by selecting a yarn having excellent spreadability. It is not necessary to pass through a drying step, and there is no fear that the coupling agent may fall off, so that a reinforcing fabric having a uniform fiber density can be easily obtained.
【０００８】エアジェットにより織物のよこ糸を開繊・
拡幅させる場合、ウオータージェットに比べて開繊効果
が小さいため個々のエア噴射ノズルから噴射される圧力
を均一にせねば開繊・拡幅斑が生じる問題がある。[0008] The weft of the woven fabric is opened by air jet.
In the case of widening, the spreading effect is smaller than that of a water jet, so that there is a problem that if the pressures jetted from the individual air jet nozzles are not made uniform, the spreading and widening unevenness may occur.
【０００９】例えば、エアノズルケースへの供給口が織
物幅方向において中央であると、その中央部に近い噴射
孔からの噴射圧が高く、織物幅方向における端部側の噴
射圧が低くて、織物の中央部と端部では開繊・拡幅状態
が異なる問題点がある。For example, if the supply port to the air nozzle case is at the center in the fabric width direction, the injection pressure from the injection hole near the center is high, and the injection pressure at the end in the fabric width direction is low. There is a problem that the opened state and the widened state are different between the center part and the end part.
【００１０】上記問題点を解決する手段として、エア噴
射孔からの全吐出量よりもエア供給量を大きくなるよう
にエア供給量の増大させれば多少改善されるが、エアの
浪費となる問題点がある。As a means for solving the above problem, if the air supply amount is increased so that the air supply amount is larger than the total discharge amount from the air injection holes, the problem is somewhat improved, but the problem is that the air is wasted. There is a point.
【００１１】ラージトウの炭素繊維で薄いシート材を得
ようとする場合、繊維束の配列ピッチが非常に大きくな
るので、例え織物のようにたて糸とよこ糸が交錯し合っ
ても、拘束力が非常に弱いので、繊維束自体に開繊性を
有しておれば、上記エアジェットにより、容易に開繊、
拡幅させることが可能であるが、ノズル長さ方向に対し
て、噴射圧力が不均一になり、糸幅の拡がり方に斑が生
じるという問題があった。When a thin sheet material is to be obtained from large tow carbon fibers, the arrangement pitch of the fiber bundles becomes very large. Therefore, even if the warp yarns and the weft yarns intersect like a woven fabric, the binding force is extremely high. Since it is weak, if the fiber bundle itself has an opening property, it can be easily opened by the air jet,
Although it is possible to increase the width, there is a problem that the jet pressure becomes non-uniform in the length direction of the nozzle, and unevenness occurs in the way the yarn width expands.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題に鑑み、広幅のエアジェットノズルの長さ方
向において、エア噴射圧力が均一なエアジェットノズル
を提供せんとするものであり、さらにかかるノズルを用
いて補強繊維束の糸幅を均一に拡げられた薄いシート材
を得ることができるシート材の糸幅拡幅方法を提供せん
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide an air jet nozzle having a uniform air jet pressure in the longitudinal direction of a wide air jet nozzle. It is still another object of the present invention to provide a method for widening the yarn width of a sheet material, which can obtain a thin sheet material in which the yarn width of the reinforcing fiber bundle is uniformly widened using such a nozzle.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明のエアジェットノズルは、複数の
エア噴射孔が等ピッチで一列に配列されたノズル板と、
ノズルケースとからなるエアジェットノズルであって、
前記ノズルケース内に、前記エア噴射孔の配列方向に沿
って、エア供給パイプが延長されており、該エア供給パ
イプに複数のエア吐出孔が列をなして設けられ、かつ、
該吐出孔の向きが前記ノズル板の取り付け側とは反対方
向にあることを特徴とするものであり、また、本発明の
シート材の糸幅拡幅方法は、かかるエアジェットノズル
を用いて、補強繊維糸からなるシート材の表面に、高圧
エアを噴射させて、該シート材の補強繊維糸の糸幅を拡
げることを特徴とするものである。The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems. That is, the air jet nozzle of the present invention, a nozzle plate in which a plurality of air injection holes are arranged in a line at an equal pitch,
An air jet nozzle comprising a nozzle case,
In the nozzle case, an air supply pipe is extended along the arrangement direction of the air injection holes, and a plurality of air discharge holes are provided in a row in the air supply pipe, and
The direction of the discharge hole is in the opposite direction to the mounting side of the nozzle plate, and the method for widening the yarn width of the sheet material of the present invention uses the air jet nozzle for reinforcement. The present invention is characterized in that high-pressure air is jetted onto the surface of a sheet material made of a fiber yarn to increase the width of the reinforcing fiber yarn of the sheet material.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明をその一実施例であ
る図面を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings, which are one embodiment thereof.
【００１５】図１は、本発明に係るエアジェットノズル
の一例を示す斜視図であり、ノズルの一部を破断した形
で内部を示したものであり、図２は、同ノズルの断面を
示したものである。FIG. 1 is a perspective view showing an example of an air jet nozzle according to the present invention, in which the inside is shown in a partially broken form, and FIG. 2 is a sectional view of the nozzle. It is a thing.
【００１６】図１、２において、エアジェットノズル１
は、ノズルケース６ａ、６ｂとノズル板２により空間を
形成し、その空間内にエア供給パイプ４が噴射孔３の配
列方向に延びている。1 and 2, an air jet nozzle 1
Has a space formed by the nozzle cases 6a and 6b and the nozzle plate 2, and an air supply pipe 4 extends in the space in the direction in which the injection holes 3 are arranged.
【００１７】かかるノズル板２には、複数のエア噴射孔
３が等ピッチで一列に設けられ、ノズルケース６ｂに装
着されている。In the nozzle plate 2, a plurality of air injection holes 3 are provided in a line at an equal pitch and are mounted on a nozzle case 6b.
【００１８】エア噴射孔３は、直径が０．１〜１．０ｍ
ｍ程度で、好ましくは直径が０．２〜０．５ｍｍであ
る。The air injection hole 3 has a diameter of 0.1 to 1.0 m.
m, preferably 0.2 to 0.5 mm in diameter.
【００１９】エア噴射孔径が０．１ｍｍより小さいと噴
射するエア流量が小さくて、繊維束を十分に拡げること
が出来ない。一方、エア噴射孔径が０．５ｍｍより大き
いと、噴射孔１個当たりの流量が大きいために供給量と
のバランスから必然的にピッチを極端に大きくする必要
が生じ、補強繊維束の長さ方向に対して細かくエアを噴
射させることが出来ず、拡がり斑となり易い問題があ
る。If the diameter of the air injection hole is smaller than 0.1 mm, the flow rate of the injected air is small, and the fiber bundle cannot be sufficiently expanded. On the other hand, if the diameter of the air injection hole is larger than 0.5 mm, the flow rate per injection hole is large, so that it is necessary to make the pitch extremely large in consideration of the balance with the supply amount. However, there is a problem that air cannot be finely sprayed to the ink and the ink tends to spread.
【００２０】エアノズル板２、ノズルケース６ａ、６ｂ
はそれぞれエア漏れを防ぐために、それぞれの合わせ面
にＯリングを挟んでネジ止めで一体化されている。Air nozzle plate 2, nozzle cases 6a, 6b
In order to prevent air leakage, each is integrated by screwing with an O-ring sandwiched between the respective mating surfaces.
【００２１】かかるエアジェットノズル１は、ノズルの
エア噴射孔３の配列方向と、補強繊維糸の配向方向とを
一致させて使用するのが好ましく、たとえば該補強繊維
糸の糸幅を拡げようとする際に、対象の補強繊維糸が配
列している糸長に対して、若干長い目に噴射孔が設けて
あるのが好ましい。In the air jet nozzle 1, it is preferable to use the air jet holes 3 of the nozzle in alignment with the orientation direction of the reinforcing fiber yarns, for example, to increase the yarn width of the reinforcing fiber yarns. In doing so, it is preferable that the injection hole is provided at a position slightly longer than the yarn length in which the target reinforcing fiber yarns are arranged.
【００２２】エア供給パイプ４は、前記エア噴射孔の配
列方向に延長されており、該ノズル板２にエア噴射孔３
が設けられている長さと同等の長さに延ばされており、
該エア供給パイプには、複数個のエア吐出孔５が等ピッ
チで一列に設けられており、そしてエア吐出孔５の位置
は、ノズル板２に対して反対方向に設けられていること
が重要である。The air supply pipe 4 extends in the direction in which the air injection holes are arranged.
Is extended to the same length as the length provided,
In the air supply pipe, a plurality of air discharge holes 5 are provided in a line at an equal pitch, and it is important that the position of the air discharge holes 5 is provided in a direction opposite to the nozzle plate 2. It is.
【００２３】供給された高圧エアは、エア供給パイプ内
４を通って、複数のエア吐出孔５からエアが分散されて
供給されるので、噴射孔３の配列方向に対して、エアが
均一に供給されることになり、噴射孔３の配列方向にお
けるエア噴射圧力が不均一となることが解消されるもの
である。The supplied high-pressure air passes through the air supply pipe 4 and is supplied with the air dispersed from the plurality of air discharge holes 5, so that the air is uniformly distributed in the arrangement direction of the injection holes 3. As a result, the air jet pressure in the direction in which the jet holes 3 are arranged becomes non-uniform.
【００２４】また、エア供給パイプ４の吐出孔５が、ノ
ズル板２と反対側に設けられいるので、吐出孔５から吐
出されたエアは、一旦、ノズルケース６ａの内壁に向か
い、内壁で反射されて拡散状態でエア噴射孔３に向かう
ので、各エア噴射孔３にはより均一な圧力のエアを供給
させることができるものである。Further, since the discharge hole 5 of the air supply pipe 4 is provided on the side opposite to the nozzle plate 2, the air discharged from the discharge hole 5 once faces the inner wall of the nozzle case 6a and is reflected by the inner wall. The air is then diffused toward the air injection holes 3, so that air with a more uniform pressure can be supplied to each air injection hole 3.
【００２５】エア供給パイプ４に設ける吐出孔５は、孔
径が好ましくは０．５〜５ｍｍ程度で、ピッチが好まし
くは５〜４０ｍｍ程度のものが使用されるが、さらに好
ましくは孔径が２〜３ｍｍ、ピッチが１０〜２０ｍｍで
あるものが使用される。The discharge hole 5 provided in the air supply pipe 4 preferably has a hole diameter of about 0.5 to 5 mm and a pitch of preferably about 5 to 40 mm, and more preferably a hole diameter of about 2 to 3 mm. And those having a pitch of 10 to 20 mm are used.
【００２６】吐出孔５の向きは、ノズル板２の反対方向
であることが好ましいものであるが、エア供給パイプ４
の中心とエア噴射孔３を結ぶ線と、吐出孔５からのエア
吹き方向が、少なくとも±４５°程度ずれる位置であっ
ても、エアを拡散させる効果が得られ、このような場合
も本発明に含まれるものである。また、エア吐出孔５の
配列は、一列に等ピッチで設けるのが好ましいが、等ピ
ッチで千鳥に配置しても構わない。The direction of the discharge hole 5 is preferably opposite to the direction of the nozzle plate 2.
The effect of diffusing air can be obtained even if the line connecting the center of the air injection hole 3 and the air blowing direction from the discharge hole 5 deviates by at least about ± 45 °. It is included in. Further, the arrangement of the air discharge holes 5 is preferably provided in a line at an equal pitch, but may be staggered at an equal pitch.
【００２７】エア供給パイプ４の断面形状は、特に限定
されないが、直径が、好ましくは２０〜４０ｍｍ程度の
円形断面のパイプを用いることができる。円形パイプと
することで、断面が円形のホースに接続するための円形
断面であるエア供給口９と一体物に形成することができ
るので、製作が簡単であり好ましいものである。The cross-sectional shape of the air supply pipe 4 is not particularly limited, but a pipe having a circular cross section having a diameter of preferably about 20 to 40 mm can be used. By using a circular pipe, the air supply port 9 having a circular cross section for connecting to a hose having a circular cross section can be formed integrally with the hose, which is simple and preferable.
【００２８】エア供給パイプ４とノズル板２の間には、
金属メッシュ７と多孔板８による整流板が設けらてい
る。Between the air supply pipe 4 and the nozzle plate 2,
A rectifying plate including a metal mesh 7 and a perforated plate 8 is provided.
【００２９】該整流板により、エアがそれぞれの空隙部
を通過することによりエアの流れを均一にさせることが
でき、エア噴射孔３により均一な圧力で供給させること
ができるものである。また、整流板のメッシュにより、
異物の通過を妨げてエア噴射孔３の目詰まるを防ぐこと
ができる効果がある。The air flow can be made uniform by the air passing through the respective gaps by the straightening plate, and the air can be supplied to the air injection holes 3 at a uniform pressure. In addition, by the mesh of the current plate,
This has the effect of preventing the passage of foreign matter and preventing the air injection holes 3 from being clogged.
【００３０】金属メッシュ７としては、ステンレス製の
＃７０〜＃２００メッシュを１枚用いてもよいが、異な
ったメッシュを数枚重ねて用いることにより一層の整流
効果とフィルター効果が発揮され好ましいものである。As the metal mesh 7, a single stainless steel mesh # 70 to # 200 may be used. However, it is preferable to use several different meshes so that a further rectifying effect and a filter effect are exhibited. It is.
【００３１】また、多孔板８は、ステンレス製の板に直
径３〜６ｍｍ程度孔が５〜１個／ｃｍ2空けられ板であ
って、金属メッシュを支えるものである。The perforated plate 8 is a plate made of a stainless steel plate having holes of about 3 to 6 mm in diameter of 5 to 1 / cm 2 and supports a metal mesh.
【００３２】次いで、上記本発明のエアジェットノズル
を用いて補強繊維糸からなるシート材の糸拡げ方法につ
いて説明する。Next, a description will be given of a yarn spreading method for a sheet material made of reinforcing fiber yarns using the air jet nozzle of the present invention.
【００３３】図３は、本発明のエアジェットノズルで補
強繊維織物のよこ糸の糸幅を拡げる方法について説明す
る斜視図であり、図４は多軸ステッチ基材を構成する一
方向シートの糸幅を拡げる方法について説明する上面図
である。FIG. 3 is a perspective view for explaining a method for expanding the weft yarn width of the reinforcing fiber woven fabric with the air jet nozzle of the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing the yarn width of the unidirectional sheet constituting the multiaxial stitch base material. FIG. 9 is a top view for explaining a method of expanding the width of the slab.
【００３４】まず、補強繊維織物について図３を参照し
ながら説明する。First, the reinforcing fiber fabric will be described with reference to FIG.
【００３５】織機から織り出されてくる補強繊維織物１
０の下からエアジェットノズル１のエア噴射が補強繊維
織物に噴射されるように、またエア噴射孔の配列方向と
補強繊維織物のよこ糸１１の延びる方向と一致するよう
に設け、順次織り出されてくる補強繊維織物にエアを噴
射させることによって、よこ糸を構成する補強繊維はエ
ア噴射位置を境に織物の進行方向に対して前後に分かれ
るようにして順次移動されるので、元の織物よこ糸の糸
幅拡幅され、よこ糸間に隙間のない補強繊維織物が得ら
れるものである。Reinforcing fiber woven fabric 1 woven from a loom
0 so that the air jet of the air jet nozzle 1 is jetted to the reinforcing fiber woven fabric from below, and is arranged so as to coincide with the arrangement direction of the air jet holes and the extending direction of the weft 11 of the reinforcing fiber woven fabric, and is sequentially woven. By injecting air into the incoming reinforcing fiber fabric, the reinforcing fibers constituting the weft are sequentially moved so as to be separated back and forth with respect to the traveling direction of the fabric at the air jetting position, so that the original fabric weft is A reinforcing fiber woven fabric having a wide yarn width and no gap between weft yarns can be obtained.
【００３６】織物の場合、エア噴射を受けた際、よこ糸
を構成する各補強繊維はたて糸と交錯されているので織
物の厚み方向に逃げることがなく、たて糸に沿って繊維
が移動することによってよこ糸幅が拡がるものである。In the case of a woven fabric, when receiving the air jet, each reinforcing fiber constituting the weft yarn is interlaced with the warp yarn, so that it does not escape in the thickness direction of the woven fabric, and the weft yarn moves along the warp yarn. It expands in width.
【００３７】エアジェットノズル１から噴射されるエア
はノズル孔から距離が離れるに従って拡散されので、エ
アジェットノズル１は織物面に出来る限り近づけること
が好ましく、エアジェットノズル１のノズル面と織物の
距離を１〜５ｍｍ程度にすることが好ましい。Since the air jetted from the air jet nozzle 1 is diffused as the distance from the nozzle hole increases, it is preferable that the air jet nozzle 1 be as close as possible to the fabric surface. Is preferably about 1 to 5 mm.
【００３８】その距離が１ｍｍ以下であると織物がノズ
ル面に接触し、よこ糸がずれる問題がある。また、距離
を５ｍｍ以上に離すと、エアが拡散しているために集中
的によこ糸を開繊。拡幅させることが出来ず、糸幅を均
一に拡げることが難しくなる問題がある。If the distance is less than 1 mm, there is a problem that the woven fabric comes into contact with the nozzle surface and the weft is displaced. If the distance is more than 5 mm, the weft yarn is intensively opened because the air is diffused. There is a problem that the width cannot be increased, and it is difficult to uniformly increase the yarn width.
【００３９】織り出されてくる織物にはたて糸に張力が
掛かっているが、織物にエア噴射することによって織物
が浮き上がることがあるので、織物上側に押さえ板１３
を設けておくことが好ましい。そうすることによりノズ
ル板面と織物面を一定間隔に保持でき、均一な糸拡げを
行うことが出来る。Although the warp yarn is tensioned on the woven fabric, the woven fabric may be lifted by jetting air to the woven fabric.
Is preferably provided. By doing so, the nozzle plate surface and the fabric surface can be held at a constant interval, and uniform yarn spreading can be performed.
【００４０】押さえ板と織物が接触するので、押さえ板
１３の織物側面にテフロンコーテングテープ等を貼り付
けて、摩擦抵抗を小さくしておくとよい。Since the pressing plate and the woven fabric come into contact with each other, it is preferable to reduce the frictional resistance by attaching a Teflon coating tape or the like to the side of the woven fabric of the pressing plate 13.
【００４１】上記したようにエアジェットにより原理的
に糸幅を拡げることが可能であるが、補強繊維織物を構
成する織糸自身の開繊性とたて糸とよこ糸の拘束状態に
より大きく影響されるものである。Although the yarn width can be increased in principle by the air jet as described above, it is greatly affected by the opening property of the woven yarn itself constituting the reinforcing fiber woven fabric and the restrained state of the warp and weft yarns. It is.
【００４２】開繊性に関して、補強繊維は実質的に無よ
りの炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維などであ
って、繊維束のサイジング剤（集束剤）付着量が少ない
ものが好ましく、例えば補強繊維が炭素繊維糸の場合
は、サイジング剤付着量が、０．２〜０．８重量％程度
であるあることが好ましい。With respect to the openability, the reinforcing fibers are preferably carbon fibers, glass fibers, polyaramid fibers, etc., preferably having a small amount of sizing agent (bundling agent) attached to the fiber bundle. Is a carbon fiber yarn, the sizing agent adhesion amount is preferably about 0.2 to 0.8% by weight.
【００４３】サイジング剤は少ない方が開繊性に優れる
が、サイジング付着量が０．２重量％より少ないとシー
ト材形成時に毛羽が生じたりする問題があり、付着量は
０．２重量％以上が好ましく、また付着量が０．８重量
％より多いと繊維同士が強固に付着されるので、開繊性
が劣り、エアジェットで糸幅が拡がり難い問題がある。The smaller the sizing agent is, the more excellent the spreadability is. However, if the sizing adhesion amount is less than 0.2% by weight, there is a problem that fluff is generated during the formation of the sheet material, and the adhesion amount is 0.2% by weight or more. When the amount is more than 0.8% by weight, the fibers are firmly adhered to each other, so that there is a problem that the spreadability is inferior and the yarn width is hardly spread by an air jet.
【００４４】たて糸とよこ糸の拘束状態については、太
い繊度の補強繊維糸で低目付の織物とすることで拘束を
小さくすることが可能である。With respect to the restrained state of the warp and the weft, it is possible to reduce the restraint by forming a low-weight woven fabric with a reinforcing fiber yarn having a large fineness.
【００４５】補強繊維が炭素繊維の織物においては、炭
素繊維糸の繊度（Ｄ）と織物目付（Ｗ）の関係が次式の
範囲であることが好ましい。In the case where the reinforcing fiber is a carbon fiber woven fabric, the relationship between the fineness (D) of the carbon fiber yarn and the fabric weight (W) preferably falls within the range of the following formula.
【００４６】Ｗ ≦７×Ｄ1/2 ただし Ｗは織物目付（ｇ／ｍ2） Ｄは炭素繊維糸の繊度（dtex） 炭素繊維糸の繊度（Ｄ）と織物目付（Ｗ）の関係がＷ
≧７×Ｄ1/2 であるとたて糸とよこ糸の拘束が強固であ
り、織糸は互いに大きくクリンプしているので、エア噴
射させても繊維が移動し難いために本発明の効果である
糸幅を拡げることが出来ないものである。W ≦ 7 × D 1/2 where W is the fabric weight (g / m 2 ) D is the fineness (dtex) of the carbon fiber yarn The relationship between the fineness (D) of the carbon fiber yarn and the fabric weight (W) is W
When ≧ 7 × D 1/2 , the warp yarn and the weft yarn are strongly restrained, and the woven yarns are crimped greatly to each other. The width cannot be expanded.
【００４７】また、上記した式を満足する関係で、炭素
繊維糸の繊度としては３．５００〜２００，０００dtex
の範囲で、目付が１００〜６００ｇ／ｍ2、さらに好ま
しくは１００〜３００ｇ／ｍ2の織物において、本発明
の効果が好ましく発揮されるものである。Further, in order to satisfy the above equation, the fineness of the carbon fiber yarn is 3.500 to 200,000 dtex.
In the range, the weight of the fabric is preferably 100 to 600 g / m 2 , more preferably 100 to 300 g / m 2 , and the effect of the present invention is preferably exhibited.
【００４８】繊度が３，５００dtex以下の炭素繊維糸で
は糸の製造コストが高いために高価な織物基材となり、
一般産業用途には展開することが出来ない。一方、繊度
が２００，０００dtex以上となると、糸の製造コストが
低くなるので安価な基材となるが、２００，０００dtex
以上の炭素繊維糸で一般的に使われている織物目付１５
０〜４００ｇ／ｍ2の織物を得ようとすると織糸間隔が
余りにも大きいので均一に拡げることが難しくなる問題
があり、本発明においては炭素繊維糸の繊度が３，５０
０〜２００，０００dtexの範囲で効果が発揮されるもの
である。A carbon fiber yarn having a fineness of 3,500 dtex or less becomes an expensive woven fabric base due to the high production cost of the yarn.
It cannot be developed for general industrial use. On the other hand, when the fineness is 200,000 dtex or more, the cost of producing the yarn is reduced, and the base material becomes inexpensive.
Fabric weight 15 commonly used for the above carbon fiber yarns
When trying to obtain a woven fabric of 0 to 400 g / m 2 , there is a problem that it is difficult to spread uniformly because the yarn spacing is too large. In the present invention, the fineness of the carbon fiber yarn is 3,50.
The effect is exhibited in the range of 0 to 200,000 dtex.
【００４９】上記した方法において、エアジェットノズ
ルに供給するエア圧力としては、織物の種類や織物の通
過速度によりことなるが、好ましくは０．３〜０．７Ｍ
Ｐaの範囲であれば十分であり、圧力を０．３ＭＰa未満
でも、糸幅の拡がり効果があるが、糸幅の拡がり斑が生
じ易く不安定であり、また、圧力を０．７ＭＰaを越え
る高圧に上げても、糸拡げ効果は変わらないので無駄と
なる。In the above method, the air pressure supplied to the air jet nozzle varies depending on the type of fabric and the passing speed of the fabric, but is preferably 0.3 to 0.7 M
It is sufficient if the pressure is in the range of Pa. Even if the pressure is less than 0.3 MPa, the yarn width is widened, but the unevenness of the yarn width is likely to occur, and the pressure is higher than 0.7 MPa. Even if it is raised, the yarn spreading effect does not change and is wasted.
【００５０】エアジェットノズルを織機上に装着して製
織中に糸拡げを行っても良いが、製織後に別行程で行っ
ても構わないものである。The yarn may be spread during weaving by mounting an air jet nozzle on the loom, but may be performed in another process after weaving.
【００５１】製織中に行う場合には、織機の運転とエア
ジェットへのエア供給を連動させておけば、織機停止中
にエアジェットが係り放しなることがないので、よこ段
を発生させることない。When the operation is performed during weaving, if the operation of the loom and the air supply to the air jet are linked, the air jet will not be disengaged while the loom is stopped, so that a side step does not occur. .
【００５２】また、図３では織物の下側にエアジェット
ノズルを設け、上向きにエアを噴射させる例であるが、
エアジェットノズルを織物の上側に設けて下向きにエア
噴射させてもよい。FIG. 3 shows an example in which an air jet nozzle is provided below the fabric and air is jetted upward.
An air jet nozzle may be provided on the upper side of the fabric and air may be jetted downward.
【００５３】エアジェットにより織物のよこ糸の糸幅を
拡げることについて説明したが、たて糸の糸幅拡げに関
しては本発明のエアジェットでは難しいので、別の手段
による糸拡げ技術とを組み合わせるものである。Although the description has been given of the expansion of the weft yarn width of the woven fabric by the air jet, it is difficult to expand the warp yarn width by the air jet of the present invention. Therefore, the present invention is combined with the yarn expansion technology by another means.
【００５４】次いで多軸ステッチ基材を構成する一方向
シート材の糸幅を拡げる方法について図４を参照しなが
ら説明する。Next, a method for expanding the yarn width of the unidirectional sheet material constituting the multiaxial stitch base material will be described with reference to FIG.
【００５５】図４は、一方向に補強繊維糸が配列された
複数のシート材が角度を有して積層され、ステッチによ
り一体化されて多軸ステッチ基材を形成するステッチｍ
／ｃのシート材形成部の一部を示したもので、補強繊維
糸はステッチする前に一方向シート材が積層された状態
で供給させるため、ｍ／ｃの左右に設けられたエンドレ
スのチェーン１４ａ、１４ｂのピンに複数本の補強繊維
を引っかけながら一方向シートが形成されるものであ
り、図４は−４５°に配向した一方向シート材１６を形
成した後、その上から次の層である補強繊維糸が＋４５
°に配向されたシート材１５を形成する箇所を示してい
る。FIG. 4 shows a stitch m in which a plurality of sheet materials in which reinforcing fiber yarns are arranged in one direction are laminated at an angle and integrated by stitches to form a multiaxial stitch base material.
/ C shows a part of the sheet material forming part, and the endless chains provided on the left and right of m / c to supply the reinforcing fiber yarn in a state where the unidirectional sheet material is laminated before stitching. A unidirectional sheet is formed while a plurality of reinforcing fibers are hooked on the pins 14a and 14b. FIG. 4 shows a case where a unidirectional sheet material 16 oriented at -45 ° is formed, and the next layer is formed from above. Is +45.
The position at which the sheet material 15 oriented in degrees is formed is shown.
【００５６】そして、補強繊維糸が＋４５°に配向され
た直後にエアジェットノズル１を補強繊維の延びる方向
と一致して設けられ、前記した織物のよこ糸の糸幅を拡
げる方法と同じ原理で配向された補強繊維糸の糸幅を拡
げ、均一な繊維密度のシートを形成するものである。Immediately after the reinforcing fiber yarn is oriented at + 45 °, the air jet nozzle 1 is provided so as to coincide with the direction in which the reinforcing fiber extends, and the air jet nozzle 1 is oriented according to the same principle as the method for expanding the weft yarn width of the woven fabric described above. In this case, the width of the reinforcing fiber yarn is increased to form a sheet having a uniform fiber density.
【００５７】この場合、織物と違ってたて糸とよこ糸の
交錯がないので、交錯による繊維束の開繊が阻害される
ことがなく、補強繊維糸の繊度とシートの目付の関係に
ついての制限はない。したがって、補強繊維糸自体の開
繊性が優れていれば容易に補強繊維糸の糸幅を拡げるこ
とが可能である。In this case, unlike the woven fabric, the warp and the weft do not intersect, so that the opening of the fiber bundle by the intersect is not hindered, and there is no restriction on the relationship between the fineness of the reinforcing fiber yarn and the basis weight of the sheet. . Therefore, if the opening property of the reinforcing fiber yarn itself is excellent, it is possible to easily increase the yarn width of the reinforcing fiber yarn.
【００５８】本発明は、太い繊度の補強繊維糸で薄くて
均一なシートを得るところに特徴を有するものであり、
その意味では、補強繊維糸の繊度としては、前記織物材
と同様の理由により３，５００〜２００，０００dtexの
範囲、更に好ましくは５，０００〜２００，０００dtex
の太い繊維糸で、目付が好ましくは１００〜６００ｇ／
ｍ2、さらに好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ2のシート
材を形成することにより、本発明の効果は好都合に発揮
されるものである。なかでも補強繊維が、炭素繊維糸の
場合においては、糸値が高価であり、また、繊度が細い
炭素繊維糸はさらに高価であることから、太い繊度の炭
素繊維糸で、薄くて、繊維密度が均一なシート材を得る
ことは、コスト面で大きな効果となるものである。The present invention is characterized in that a thin and uniform sheet is obtained with a reinforcing fiber yarn having a large fineness.
In that sense, the fineness of the reinforcing fiber yarn is in the range of 3,500 to 200,000 dtex, more preferably 5,000 to 200,000 dtex, for the same reason as the woven material.
Is a thick fiber yarn having a basis weight of preferably 100 to 600 g /
By forming a sheet material of m 2 , more preferably 100 to 300 g / m 2 , the effect of the present invention can be advantageously exhibited. In particular, when the reinforcing fiber is a carbon fiber yarn, the yarn value is expensive, and the carbon fiber yarn having a small fineness is more expensive. Obtaining a sheet material having uniform uniformity is a great effect in terms of cost.
【００５９】補強繊維糸の開繊性に関しては、前記した
織物材と同様にサイジング材の付着量が関係し、好適な
付着量は０．２〜０．８重量％である。Regarding the opening property of the reinforcing fiber yarn, the amount of the sizing material attached is related similarly to the above-mentioned woven material, and the preferred amount of attachment is 0.2 to 0.8% by weight.
【００６０】また、補強繊維糸はたて糸で拘束されてい
ないために、高圧のエア噴射すると補強繊維糸が旋回し
て逆に集束することがあり、糸幅の拡がりが不安定とな
るので、一方向シート材でエア噴射させる箇所の上から
ポーラスなネット、あるいは細いピアノ線を櫛状羽に取
り付けて、そのピアノ線で補強繊維糸を軽く押さえてお
くことにより補強繊維糸が旋回することを防げるので好
ましいものである。Further, since the reinforcing fiber yarn is not restrained by the warp yarn, when the high-pressure air is jetted, the reinforcing fiber yarn may turn and converge in reverse, and the width of the yarn becomes unstable. A porous net or a thin piano wire is attached to the comb-like wing from the point where air is injected with the directional sheet material, and the reinforcement fiber yarn is prevented from turning by holding the reinforcement fiber yarn lightly with the piano wire. This is preferred.
【００６１】この場合、ポーラスなネットなどで押さえ
られた状態でシート材が移動するので、ポーラスなネッ
トの補強繊維シート材に接触する面には引っかかりがな
いことが必要である。In this case, since the sheet material moves while being held down by the porous net or the like, it is necessary that the surface of the porous net contacting the reinforcing fiber sheet material should not be caught.
【００６２】[0062]
【発明の効果】本発明によれば、各のエア噴射孔に均一
な圧力でエアを供給させることができる優れたエアジェ
ットノズルを提供することができ、もって、補強繊維糸
を均一に糸拡げすることが可能となり、太い補強繊維糸
で薄くて繊維分散の優れた補強繊維基材を、安定して提
供することができる。According to the present invention, it is possible to provide an excellent air jet nozzle capable of supplying air to each of the air injection holes with a uniform pressure, thereby uniformly spreading the reinforcing fiber yarn. This makes it possible to stably provide a reinforcing fiber base material that is thin with a thick reinforcing fiber yarn and has excellent fiber dispersion.
【図１】この図は、本発明のエアジェットノズルの一例
を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of an air jet nozzle of the present invention.
【図２】この図は、本発明のエアジェットノズルの一例
を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an example of the air jet nozzle of the present invention.
【図３】この図は、本発明のエアジェットノズルを用い
て補強繊維織物のよこ糸幅を拡げる方法の一例を示す斜
視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of a method for expanding the weft yarn width of a reinforcing fiber woven fabric using the air jet nozzle of the present invention.
【図４】この図は、本発明のエアジェットノズルを用い
て多軸ステッチ基材を構成する一方向シート材の補強繊
維糸の糸幅を拡げる方法の一例を示す上面図である。FIG. 4 is a top view showing an example of a method for increasing the yarn width of a reinforcing fiber yarn of a unidirectional sheet material constituting a multiaxial stitch base material using the air jet nozzle of the present invention.
１：エアジェットノズル ２：ノズル板 ３：エア噴射孔 ４：エア供給パイプ ５：エア吐出孔 ６ａ、６ｂ：ノズルケース ７：金属メッシュ ８：多孔板 ９：エア供給口 １０：補強繊維織物 １１：よこ糸 １２：たて糸 １３：押さえ板 １４ａ、１４ｂ：糸引っかけチェーン １５：＋４５°配向一方向シート １６：−４５°配向一方向シート 1: air jet nozzle 2: nozzle plate 3: air injection hole 4: air supply pipe 5: air discharge hole 6a, 6b: nozzle case 7: metal mesh 8: perforated plate 9: air supply port 10: reinforcing fiber fabric 11: Weft yarn 12: warp yarn 13: holding plate 14a, 14b: yarn hooking chain 15: + 45 ° oriented unidirectional sheet 16: -45 ° oriented unidirectional sheet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B154 AA14 AB20 AB27 BA45 BB35 BB45 BC08 BE01 BF07 BF11 BF16 DA30 4F033 AA00 BA02 CA04 DA01 EA06 JA04 NA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3B154 AA14 AB20 AB27 BA45 BB35 BB45 BC08 BE01 BF07 BF11 BF16 DA30 4F033 AA00 BA02 CA04 DA01 EA06 JA04 NA01
Claims (9)
されたノズル板と、ノズルケースとからなるエアジェッ
トノズルであって、前記ノズルケース内に、前記エア噴
射孔の配列方向に沿って、エア供給パイプが延長されて
おり、該エア供給パイプに複数のエア吐出孔が列をなし
て設けられ、かつ、該吐出孔の向きが前記ノズル板の取
り付け側とは反対方向にあることを特徴とするエアジェ
ットノズル。1. An air jet nozzle comprising a nozzle plate in which a plurality of air injection holes are arranged in a line at an equal pitch, and a nozzle case, wherein the air injection nozzle is provided in the nozzle case along a direction in which the air injection holes are arranged. The air supply pipe is extended, a plurality of air discharge holes are provided in a row in the air supply pipe, and the direction of the discharge holes is in a direction opposite to a mounting side of the nozzle plate. An air jet nozzle characterized by the following.
いることを特徴とする請求項１記載のエアジェットノズ
ル。2. The air jet nozzle according to claim 1, wherein said air discharge holes are arranged at an equal pitch.
孔板と金属メッシュによる整流板が設けられていること
を特徴とする請求項１または２記載のエアジェットノズ
ル。3. The air jet nozzle according to claim 1, wherein a flow straightening plate made of a perforated plate and a metal mesh is provided between the air supply pipe and the nozzle plate.
ットノズルを用いて、補強繊維糸からなるシート材の表
面に、高圧エアを噴射させて、該シート材の補強繊維糸
の糸幅を拡げることを特徴とするシート材の糸幅拡幅方
法。4. High-pressure air is jetted onto the surface of a sheet material made of reinforcing fiber yarns using the air jet nozzle according to any one of claims 1 to 3, whereby the reinforcing fiber yarns of the sheet material are formed. A method for widening a yarn width of a sheet material, characterized by expanding a width.
前記エアジェットノズルのエア噴射孔の配列方向である
ことを特徴とする請求項４記載のシート材の糸幅拡幅方
法。5. An orientation direction of a reinforcing fiber yarn of said sheet material,
5. The method according to claim 4, wherein the air jet nozzles are arranged in a direction in which air injection holes are arranged.
強繊維織物であることを特徴とする請求項４または５記
載のシート材の糸幅拡幅方法。6. The method according to claim 4, wherein the sheet is a reinforcing fiber woven fabric comprising a warp and a weft.
一方向シートあるいは±３０〜±６０゜の範囲で配向し
た一方向シート材が含まれた多軸ステッチ基材であるこ
とを特徴とする請求項４または５記載のシート材の糸幅
拡幅方法。7. The sheet material is a uniaxial sheet material having at least 90 ° orientation or a multiaxial stitch base material including a unidirectional sheet material oriented in a range of ± 30 to ± 60 °. The method for widening the yarn width of a sheet material according to claim 4 or 5.
００，０００dtexの範囲の炭素繊維であることを特徴と
する請求項４〜７のいずれかに記載のシート材の糸幅拡
幅方法。8. The reinforcing fiber yarn having a fineness of 3,500 to 2,
The method according to any one of claims 4 to 7, wherein the carbon fibers are in the range of 000 dtex.
／ｍ2の範囲の目付を有するものであることを特徴とす
る請求項４〜８のいずれかに記載のシート材の糸幅拡幅
方法。9. One of the sheet materials weighs 100 to 600 g.
9. The method according to claim 4, wherein the sheet material has a basis weight in the range of / m 2 .
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