JP2004156189A

JP2004156189A - 強化繊維織物の製造方法及び強化繊維織物

Info

Publication number: JP2004156189A
Application number: JP2002325517A
Authority: JP
Inventors: Juichi Takeda; 重一武田; Tamiko Yasuda; 多美子安田; Toshiyuki Ito; 稔之伊藤; Sadao Samejima; 禎雄鮫島
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】強化繊維織物の製造方法に関して、特に端部におけるいわゆる目曲がりの発生を押さえる強化繊維織物の方法を提供することにある。特に、薄目付でよこ糸が扁平な炭素繊維マルチフィラメント糸からなる織物など、目曲がりの発生しやすい条件においても、目曲がりが少なく外観品位に優れた織物を得る強化繊維織物の製造方法である。
【解決手段】よこ糸が拘束糸で拘束された強化繊維織物の端部を、ゴム状物からなる平板と刃との間によこ糸を挟むことにより端部を切除する事を特徴とする強化繊維織物の製造方法を用いて、特に、目曲がり量が１．５％以下の強化繊維織物を得る。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強化繊維織物の製造方法に関するものであって、特に製織時に拘束糸によってよこ糸を織物の端部で拘束し、該端部を切断する際に、目曲がりを起こさずに切断する強化繊維織物の製造方法、及び、この製造方法によって容易に得られる強化繊維織物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
強化繊維織物は、繊維強化複合材料の補強材として使用されることが多い。しかし、強化繊維織物を補強材として使用する場合、その物性を最大に引き出すためには、たて糸とよこ糸の屈曲をできるだけ少ない状態にし、糸の配列が乱れることなく、目ずれや目曲がりなど欠点のない織物とすることが必要である。
【０００３】
この対策として、製織する際に織糸を固定することで目曲がり量を規制する方法がある。例えば、特許文献１では製織する前に端部をガラス繊維などを拘束糸として用いてよこ糸を拘束することで、目曲がり量を規制する発明が開示されている。
【０００４】
しかし、この方法を用いた場合、製織後に不要となるよこ糸を拘束糸で拘束した端部を切断する際に、強化繊維にカッターの刃から力がかかり、結果的によこ糸がカッターに押されながら切断されるため、特に織物の端部のよこ糸がいわゆる目曲がりを生じていた。
【０００５】
一方、特許文献２では、樹脂を用いて目止め処理を行うことにより目曲がりを抑制させた発明が開示されているが、この方法を用いると工程が煩雑になるばかりか、樹脂によって糸が固定されるため製織後に開繊等の加工が困難になるという欠点があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２３２１３５号公報
【特許文献２】
特開平２００１−３２９４６６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本件発明は、上記問題を解決するために、強化繊維織物の製造方法において、端部における目曲がりの発生を押さえる新規な製造方法を見出したものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の第１の要旨は、よこ糸が拘束糸で拘束された強化繊維織物の端部を、ゴム状物からなる平板と刃との間によこ糸を挟むことにより切除する強化繊維織物の製造方法にある。
また、本発明の第２の要旨は、少なくともよこ糸が、扁平でフィラメント数が１２０００以上の強化繊維マルチフィラメント糸からなり、よこ糸の目曲がり量が１．５％以下の強化繊維織物にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は図面の記載のみに限定されるものではない。
【００１０】
（強化繊維織物の製造方法）
本発明の強化繊維織物の製造方法は、製織工程までは、拘束糸を用いて端部を拘束して製織する方法であれば、周知の方法を含むあらゆる方法によって行うことが可能である。一つの方法としては、強化繊維織物のよこ糸両端が解けないようにするため、ガラス繊維やナイロン繊維などを拘束糸として用い、よこ糸端部をからみ織組織や平織組織により該拘束糸とよこ糸を絡ませて端部を拘束してから、更に外側に複数本の捨て耳処理糸を絡み織や平織などでよこ糸が緩まないよう組織させた後、筬打ちする。この場合拘束糸によって適度な張力でよこ糸が拘束されているため、耳を切断するまでは目曲がりはほとんど起こらない。
【００１１】
そして、製織に引き続いて、拘束糸によって拘束された端部の切断を行うのであるが、このときに、従来の方法では目曲がりが生じやすいのである。図１は従来法で端部の切断を行っているところを上から見た模式図である。従来の方法において用いられる強化繊維のカッターの多くは、可動刃と固定刃との金属製の二枚の刃を有し、前記可動刃と固定刃とで強化繊維を挟める様に一体化されており、可動刃が間歇的に動いて固定刃との間に強化繊維を挟み込んで切断するハサミ式カッターであった。しかし、このカッターを用いた場合、図１のごとく、よこ糸が織物の流れる方向に対して逆向き、すなわち切断していく方向に押し出されるため、織物から両端の数センチ程度までにおいて目曲がりが発生しやすかった。このため、ハサミ式カッターを用いた場合には、よこ糸の種類及び繊度等を考慮して、刃の速度を適宜調製してやる必要があったが、それでも目曲がりは避けられなかった。
【００１２】
一般に強化繊維を切断する際には、可動刃で強化繊維をその強度に見合った力で押さえつけなければならず、その力が弱いと、切断不良の原因となる。一方、押さえつける力が過剰に強い場合、織物の製造過程において耳を切断する場合には、前述のようによこ糸に不必要な張力が働くため目曲がりが発生する。
【００１３】
すなわち、切断時に強化繊維を支える台（あるいは固定刃）の材質を金属や硬質プラスチックなどのような固い材質にすると、切断時によこ糸が台から跳ねやすくなるため、切断不良を起こしやすく、また、台と刃の衝突により、刃こぼれ等も起こりやすかった。一方、台の材質を柔らかいものとすると、刃で強化繊維を押さえつけたときに台内に強化繊維がめり込むため、力がうまく伝わらず、切断不良を起こす恐れがあった。
【００１４】
発明者らは、上記問題について検討した結果、台の材質をゴム状物とすることでこの問題を解決できることを見出したのである。すなわち、強化繊維織物のよこ糸をゴム状物の平板と刃とで挟んで切断することで、図２のごとく、目曲がりを起こさずに端部を切断できるのである。
【００１５】
本発明で言うところのゴム状物とは、ＪＩＳＫ６２５３に準拠した試験方法でのデュロメータ硬さが５０〜９０となる材料のことである。特に、デュロメータ硬さが７０〜８５のゴム状物が好ましい。デュロメータ硬さが５０未満になると粘性が出て強化繊維とゴム状物とが一時的に接着する恐れがあり、一方、９０を超えると硬すぎるため、前述のような問題が発生する恐れがある。
【００１６】
ゴム状物の材質は、前記条件を満たせば、一般的なゴムに限定するものではない。例えば、硬質ゴムの他にも、コスト及び入手しやすさの点から、ウレタン樹脂は特に好適に用いることが可能である。なお、平板がこの条件を満たす場合、刃は、市販の金属やセラミックからなる剃刀やナイフ等を用いることができる。これらの刃を用いることで、コスト的にも有利であり、メンテナンスも容易となる。
【００１７】
ところで、連続的に織物の端部を切断するにあたっては、よこ糸が連続的に流れてくることから、台と刃とは垂直に接触することが好ましく、かつ、比較的狭い間隔で間歇的に繰り返す必要がある。特に、よこ糸の流れるタイミングに同期して刃の運動と織機の回転とを同期させて運動することが好ましい。なお、ここでいう、織機の回転とは次のようなものである。
【００１８】
通常、織機は開口運動、緯入り運動、筬打ち運動の基本的な三運動によって織物が製織される。これらの運動はすべて１個のモーターの回転が伝導されて行われ、各運動のタイミングはモーターに連結されたクランクの角度により決定される。このクランク一回転でこれらの三運動が順次行われ、これら三運動が１分間に何回行われたかにより織機の回転数として表わしている。
【００１９】
これらのタイミングは、まずヘルドで経糸を上下開口させ、その開口内へ緯糸を挿入させ、次に筬によりよこ糸を打ち込んで織物が形成されるのが一般的である。この時、カッターの刃を筬が後退するときに徐々に閉じ始め、筬が最も後退するまでによこ糸切断を完了し、筬が前進し始める時はカッターの刃は開き始めるようなタイミングを取れば好適によこ糸を切断できる。このタイミングは前記モーターと連接棒の間にカムを組み込み、このカムの回転を調整することによって最適条件を取れば可能となる。
【００２０】
なお、このように織機の回転と刃の運動とを同期させる場合、機構上エアージェットルームなどの高速織機に用いると、衝撃が強くなるためカッターの破損につながる恐れがあるため、あまり好ましくないが、織機回転数が２００ｒｐｍ以下程度であれば何ら問題なく使用できる。
【００２１】
（強化繊維織物）
上記の織物の製造方法により、目曲がり量が少ない強化繊維織物を得る事ができる。特に、比較的薄目付けの織物を製織する場合、よこ糸の目曲がり量が１．５％となると、明らかにその外観不良が顕著となる。そればかりか、よこ糸の目曲がり量が１．５％を超える強化繊維織物を繊維強化複合材料の補強材に用いたとしても、強化繊維が有する、優れた機械特性を発揮できず、特によこ糸方向の機械物性が低下してしまう。よって、よこ糸の目曲がり量が１．５％以下、好ましくは０．５％以下とすることが、高品質の強化繊維織物の特性として要求されるが、本発明の強化繊維織物の製造方法を用いることでこうした強化繊維織物を容易に製造すること可能となる。
【００２２】
中でも、よこ糸が扁平で繊度が太い（特に、フィラメント数が１２０００本以上の）炭素繊維マルチフィラメント糸を用いて製織する場合や、織物目付が３００ｇ／ｍ^２以下でよこ糸のピッチがよこ糸幅の２倍以下のように狭い間隔で製織する場合は、よこ糸の切断が特に困難であるため、目曲がりしやすいが、本発明の方法で織物を製造することにより、よこ糸の目曲がり量を１．５％以下に押さえることが可能である。
【００２３】
ここで、炭素繊維織物のよこ糸の目曲り量は次のようにして測定する。
【００２４】
端部切断後、炭素繊維織物の任意のよこ糸の両端から経糸配列方向に垂直に直線をひき、織物全幅方向にわたって、該よこ糸の各位置と前記直線との距離の最大値を求める。この方法で５本のよこ糸について測定しその平均を緯糸の目曲り量とする。
【００２５】
なお、本発明で用いる強化繊維織物のよこ糸は、従来公知の製織機で製織可能な強化繊維マルチフィラメント糸であれば特に種類を問わない。例えば、炭素繊維、アラミド繊維、または、高強度ポリエチレン繊維等が挙げられる。特に、繊維強化複合材料の補強材としては軽量で高強度を有するＰＡＮ系やピッチ系の炭素繊維を用いることが好ましい。
【００２６】
【実施例】
以下に、実施例によりさらに具体的に本発明について説明する。なお、以下の結果は表１にまとめた。また、以下の実施例においては、刃として鉄製の平刃剃刀を用い、平板としてデュロメータ硬度が８０のウレタン樹脂からなる図３のカッター（以下、本発明式カッターという。）を用いた。
【００２７】
（実施例１）
たて糸、よこ糸ともにトウ幅５ｍｍ、フィラメント数１２０００の炭素繊維（三菱レイヨン（株）社製パイロフィル、弾性率２４０ＧＰａ）、拘束糸にフィラメント数４００本のガラス繊維を片側に各４本、捨て耳処理糸にアクリル紡績糸２／３６ＭＣをそれぞれ６本づつ配列し、レピア織機を用いてよこ糸ピッチ１．６ｍｍ（織機回転数１２０ｒｐｍ）で平織で製織した。製織後、巻き取り機で巻き取るまでにインラインで、端部を本発明式カッターを用いて切断し織物目付２００ｇ／ｍ^２の織物を得た。この織物の目曲がり量を測定したところ、０．２％であり、目曲がりが非常に少なく外観品位の高い織物が得られた。
【００２８】
（実施例２）
よこ糸ピッチを２．５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして織物目付２００ｇ／ｍ^２の織物を得た。この織物の目曲がり量を測定したところ、０．２％であり、目曲がりが非常に少なく外観品位の高い織物が得られた。
【００２９】
（実施例３）
トウ幅を７ｍｍ、よこ糸ピッチを１．１ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして織物目付２００ｇ／ｍ^２の織物を得た。この織物の目曲がり量を測定したところ、０．４％であり、トウ幅が広く切断しにくいにもかかわらず、目曲がりが非常に少なく外観品位の高い織物が得られた。
【００３０】
（比較例１）
カッターとして、鉄製の、可動刃と固定刃の二枚の刃を有し、これら二枚の刃で強化繊維を挟める様に一体化されたハサミ式カッター（以下、従来式カッターという。）を用いた以外は実施例１と同様にして織物を得た。しかしながら、この織物の目曲がり量を測定したところ、２．０％と多少外観品位に劣る織物となった。
【００３１】
（比較例２）
カッターとして、従来式カッターを用いた以外は実施例２と同様にして織物を得た。しかしながら、この織物の目曲がり量を測定したところ、３．４％と外観品位に劣る織物となった。
【００３２】
（比較例３）
カッターとして、従来式カッターを用いた以外は実施例３と同様にして織物を得た。しかしながら、この織物の目曲がり量を測定したところ、６．１％と外観品位に劣る織物となった。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の強化繊維織物の製造方法により、目曲がりのほとんどない良好な強化繊維織物を得ることができた。これは、目曲がりを起こしやすい、扁平の繊維を用いた場合や薄目付けの織物を製造する場合においてもこの効果は得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の製造方法を用いた場合に、よこ糸が目曲がりを起こしている模式図である。
【図２】本発明の製造方法を用いた場合に、よこ糸が目曲がりを起こさない場合の模式図である。
【図３】実施例で用いた本発明のカッターの概略図である。
【符号の説明】
１・・・よこ糸（強化繊維）
２・・・拘束糸
３・・・捨て耳処理糸
４・・・たて糸
５・・・織物が流れる方向
５’・・・よこ糸を切り進む方向
６・・・カッター
６ａ・・・台を固定する部位
６ｂ・・・刃を支持する部位
７・・・ゴム状物
８・・・刃

Claims

よこ糸が拘束糸で拘束された強化繊維織物の端部を、ゴム状物からなる平板と刃との間によこ糸を挟むことにより切除する強化繊維織物の製造方法。
ゴム状物がウレタン樹脂からなる請求項１記載の強化繊維織物の製造方法。
よこ糸切断時の刃の動きが織機の回転と連動している請求項１または２記載の強化繊維織物の製造方法。
少なくともよこ糸が扁平な炭素繊維マルチフィラメント糸である１〜３いづれか一項記載強化繊維織物の製造方法。
よこ糸が、扁平でフィラメント数が１２０００以上の強化繊維マルチフィラメント糸からなり、よこ糸の目曲がり量が１．５％以下の強化繊維織物。
強化繊維マルチフィラメント糸が炭素繊維からなる請求項５記載の強化繊維織物。
織物目付が３００ｇ／ｍ^２以下であり、よこ糸のピッチがよこ糸幅の２倍以下である請求項５または６記載の強化繊維織物。