JP2001279554A - 強化繊維織物およびその製造方法 - Google Patents
強化繊維織物およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容易に目開きのない織物に開繊することので
きる強化繊維織物、およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 炭素繊維のマルチフイラメント糸をたて
糸およびよこ糸とする強化繊維織物であって、前記たて
糸および/またはよこ糸を複数本ずつ同組織で製織して
なる強化繊維織物。炭素繊維のマルチフイラメント糸を
たて糸およびよこ糸に用いて製織する強化繊維織物の製
造方法であって、製織時のたて糸の上下運動によって形
成される同じ口内に、複数本のよこ糸を挿入する強化繊
維織物の製造方法、および連続する複数本のたて糸を、
同一の上下運動をするヘルドに通して製織する強化繊維
織物の製造方法。
きる強化繊維織物、およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 炭素繊維のマルチフイラメント糸をたて
糸およびよこ糸とする強化繊維織物であって、前記たて
糸および/またはよこ糸を複数本ずつ同組織で製織して
なる強化繊維織物。炭素繊維のマルチフイラメント糸を
たて糸およびよこ糸に用いて製織する強化繊維織物の製
造方法であって、製織時のたて糸の上下運動によって形
成される同じ口内に、複数本のよこ糸を挿入する強化繊
維織物の製造方法、および連続する複数本のたて糸を、
同一の上下運動をするヘルドに通して製織する強化繊維
織物の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機構造複合材
料として優れた特性を発揮する、炭素繊維を用いた強化
繊維織物およびその製造方法に関し、詳しくは、均一開
繊された低目付の強化繊維織物およびその製造方法に関
する。
料として優れた特性を発揮する、炭素繊維を用いた強化
繊維織物およびその製造方法に関し、詳しくは、均一開
繊された低目付の強化繊維織物およびその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】繊維強化複合材料には、炭素繊維、ガラ
ス繊維、アラミド繊維等を用いた強化繊維織物が使用さ
れている。中でも、炭素繊維を用いた低目付の強化繊維
織物およびその製造方法は、これまでに数多く提案され
ており、その製造には、通常、シャトル織機やレピア織
機が使用される。そして、この織物は合成樹脂を含浸さ
せ所定形状に成型することにより炭素繊維強化プラスチ
ック等の複合材料に用いる補強素材として多用されてい
る。
ス繊維、アラミド繊維等を用いた強化繊維織物が使用さ
れている。中でも、炭素繊維を用いた低目付の強化繊維
織物およびその製造方法は、これまでに数多く提案され
ており、その製造には、通常、シャトル織機やレピア織
機が使用される。そして、この織物は合成樹脂を含浸さ
せ所定形状に成型することにより炭素繊維強化プラスチ
ック等の複合材料に用いる補強素材として多用されてい
る。
【0003】しかしながら、従来の平組織のように、た
て糸およびよこ糸が一本ずつ交互に交錯された、目付が
100〜200g/m2 程度の低目付け織物は、図5
(1)に示すように、たて糸31とよこ糸32との間に
開口部33が形成された目開きのある織物であるのが普
通である。例えば、3K(炭素繊維が3000本)また
は6Kまたは12Kの炭素繊維のマルチフイラメント糸
からなるたて糸およびよこ糸を1本ずつ交互に交錯させ
て、平織りで製織された、目付が95〜250g/m2
の織物の開口率は、通常、15〜30%となる。
て糸およびよこ糸が一本ずつ交互に交錯された、目付が
100〜200g/m2 程度の低目付け織物は、図5
(1)に示すように、たて糸31とよこ糸32との間に
開口部33が形成された目開きのある織物であるのが普
通である。例えば、3K(炭素繊維が3000本)また
は6Kまたは12Kの炭素繊維のマルチフイラメント糸
からなるたて糸およびよこ糸を1本ずつ交互に交錯させ
て、平織りで製織された、目付が95〜250g/m2
の織物の開口率は、通常、15〜30%となる。
【0004】このような目開きのある織物は、成形時や
プリプレグ加工時に、開口部に樹脂のボイドが集中的に
発生するため、この織物から得られる繊維強化プラステ
ィックの強度が低下してしまうという問題があった。よ
って、製織中または製織後に何らかの開繊処理を施し
て、図5(2)に示すような、できるだけ目開きのない
織物、すなわち開口率の小さい織物を得ることが必要不
可欠であった。
プリプレグ加工時に、開口部に樹脂のボイドが集中的に
発生するため、この織物から得られる繊維強化プラステ
ィックの強度が低下してしまうという問題があった。よ
って、製織中または製織後に何らかの開繊処理を施し
て、図5(2)に示すような、できるだけ目開きのない
織物、すなわち開口率の小さい織物を得ることが必要不
可欠であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】開口率の小さい強化繊
維織物の製造方法としては、例えば、経糸を振動開繊さ
せて低目付織物を形成する方法、あるいは、織物を形成
した後、連続して流体処理にて糸を開繊させる方法が、
特開平7−300738号公報に開示されている。ま
た、別の製造方法としては、密度が相対的に低いクロス
に発生する目開きを、球状体を加圧状態下で転がり移動
させて矯正する方法が、特許第2895185号に提案
されている。
維織物の製造方法としては、例えば、経糸を振動開繊さ
せて低目付織物を形成する方法、あるいは、織物を形成
した後、連続して流体処理にて糸を開繊させる方法が、
特開平7−300738号公報に開示されている。ま
た、別の製造方法としては、密度が相対的に低いクロス
に発生する目開きを、球状体を加圧状態下で転がり移動
させて矯正する方法が、特許第2895185号に提案
されている。
【0006】しかしながら、炭素繊維のマルチフイラメ
ント糸の開繊性は、その物性によって大きく左右される
という問題があった。例えば、製織性を向上させるため
には、フックドロップ値の低い糸、撚りある糸、サイズ
剤の付着量の多い糸を用いたり、サイズ剤の接着力を上
げるなどの対策をとる必要があるが、逆に、開繊性は一
般的に悪くなるため、製織性および開繊性の両方を満足
させる糸は現状では非常に少ない。なお、ここでいうフ
ックドロップ値とは、上下端を固定した炭素繊維の縦方
向中央部に金属フックに取りつけた重りを上部に引っ掛
け自由落下した距離を測定したものであり、落下距離が
短い(フックドロップ値が低い)糸ほどフイラメント交
絡が良く集束性が付与されている反面、開繊性が一般的
に不良である。
ント糸の開繊性は、その物性によって大きく左右される
という問題があった。例えば、製織性を向上させるため
には、フックドロップ値の低い糸、撚りある糸、サイズ
剤の付着量の多い糸を用いたり、サイズ剤の接着力を上
げるなどの対策をとる必要があるが、逆に、開繊性は一
般的に悪くなるため、製織性および開繊性の両方を満足
させる糸は現状では非常に少ない。なお、ここでいうフ
ックドロップ値とは、上下端を固定した炭素繊維の縦方
向中央部に金属フックに取りつけた重りを上部に引っ掛
け自由落下した距離を測定したものであり、落下距離が
短い(フックドロップ値が低い)糸ほどフイラメント交
絡が良く集束性が付与されている反面、開繊性が一般的
に不良である。
【0007】一方、炭素繊維のマルチフイラメント糸の
代わりに、扁平糸を用いれば、開繊工程は不必要とな
る。しかしながら、目的とする織物の目付によって、使
用する扁平糸の糸幅を変える必要があり、多品種の扁平
糸を揃える必要があるという欠点があった。
代わりに、扁平糸を用いれば、開繊工程は不必要とな
る。しかしながら、目的とする織物の目付によって、使
用する扁平糸の糸幅を変える必要があり、多品種の扁平
糸を揃える必要があるという欠点があった。
【0008】よって、本発明の目的は、比較的開繊性の
悪い炭素繊維のマルチフイラメント糸を用いた場合で
も、容易に目開きのない織物に開繊することのできる強
化繊維織物、およびその製造方法を提供することにあ
る。また、本発明の目的は、低目付で開口率の低い強化
繊維織物、および強度が高く、軽量な繊維強化複合材料
を得ることができるプリプレグを提供することにある。
悪い炭素繊維のマルチフイラメント糸を用いた場合で
も、容易に目開きのない織物に開繊することのできる強
化繊維織物、およびその製造方法を提供することにあ
る。また、本発明の目的は、低目付で開口率の低い強化
繊維織物、および強度が高く、軽量な繊維強化複合材料
を得ることができるプリプレグを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の強化
繊維織物は、炭素繊維のマルチフイラメント糸をたて糸
およびよこ糸とする強化繊維織物であって、前記たて糸
および/またはよこ糸を同組織で複数本ずつ製織してな
ることを特徴とする。また、本発明の強化繊維織物は、
目付が250g/m2 以下であることが望ましい。ま
た、本発明の強化繊維織物は、開繊処理が施され、かつ
開口率が5%以下であることが望ましい。また、本発明
のプリプレグは、本発明の強化繊維織物に合成樹脂を含
浸させてなることを特徴とする。
繊維織物は、炭素繊維のマルチフイラメント糸をたて糸
およびよこ糸とする強化繊維織物であって、前記たて糸
および/またはよこ糸を同組織で複数本ずつ製織してな
ることを特徴とする。また、本発明の強化繊維織物は、
目付が250g/m2 以下であることが望ましい。ま
た、本発明の強化繊維織物は、開繊処理が施され、かつ
開口率が5%以下であることが望ましい。また、本発明
のプリプレグは、本発明の強化繊維織物に合成樹脂を含
浸させてなることを特徴とする。
【0010】また、本発明の強化繊維織物の製造方法
は、炭素繊維のマルチフイラメント糸をたて糸およびよ
こ糸に用いて製織する強化繊維織物の製造方法であっ
て、製織時のたて糸の上下運動によって形成される同じ
口内に、複数本のよこ糸を挿入することを特徴とする。
また、本発明の強化繊維織物の製造方法は、炭素繊維の
マルチフイラメント糸をたて糸およびよこ糸に用いて製
織する強化繊維織物の製造方法であって、連続する複数
本のたて糸を、同一の上下運動をするヘルドに通して製
織することを特徴とする。
は、炭素繊維のマルチフイラメント糸をたて糸およびよ
こ糸に用いて製織する強化繊維織物の製造方法であっ
て、製織時のたて糸の上下運動によって形成される同じ
口内に、複数本のよこ糸を挿入することを特徴とする。
また、本発明の強化繊維織物の製造方法は、炭素繊維の
マルチフイラメント糸をたて糸およびよこ糸に用いて製
織する強化繊維織物の製造方法であって、連続する複数
本のたて糸を、同一の上下運動をするヘルドに通して製
織することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の強化繊維織物は、炭素繊維のマルチフイラメン
ト糸からなるたて糸および/またはよこ糸を同組織で複
数本ずつ製織してなるものである。本発明の強化繊維織
物としては、例えば、図1に示すような一循環織物組織
を有するものが挙げられる。図1に示す一循環織物組織
において、(A)はたて糸、よこ糸共に2本連続して同
組織で構成されている織物組織であり、(B)はよこ糸
のみが2本連続して同組織で配列構成されている織物組
織であり、(C)はたて糸のみが2本連続して同組織で
配列構成されいる織物組織である。
本発明の強化繊維織物は、炭素繊維のマルチフイラメン
ト糸からなるたて糸および/またはよこ糸を同組織で複
数本ずつ製織してなるものである。本発明の強化繊維織
物としては、例えば、図1に示すような一循環織物組織
を有するものが挙げられる。図1に示す一循環織物組織
において、(A)はたて糸、よこ糸共に2本連続して同
組織で構成されている織物組織であり、(B)はよこ糸
のみが2本連続して同組織で配列構成されている織物組
織であり、(C)はたて糸のみが2本連続して同組織で
配列構成されいる織物組織である。
【0012】図1(A)の織物組織で表される強化繊維
織物は、例えば、3Kまたは6Kまたは12Kのいずれ
かの炭素繊維のマルチフイラメント糸からなるたて糸お
よびよこ糸を2本連続して同組織内に配列させたもので
ある。図1(B)の織物組織で表される強化繊維織物
は、よこ糸を2本連続して同組織内に配列させたもので
あり、例えば、たて糸に6Kまたは12Kのマルチフイ
ラメント糸を用いた場合、3Kまたは6Kのマルチフイ
ラメント糸からなるよこ糸を2本連続して配列させたも
のである。図1(C)の織物組織で表される強化繊維織
物は、たて糸を2本連続して同組織内に配列させたもの
であり、例えば、よこ糸に6Kまたは12Kのマルチフ
イラメント糸を用いた場合、3Kまたは6Kのマルチフ
イラメント糸からなるたて糸を2本連続して配列させた
ものである。
織物は、例えば、3Kまたは6Kまたは12Kのいずれ
かの炭素繊維のマルチフイラメント糸からなるたて糸お
よびよこ糸を2本連続して同組織内に配列させたもので
ある。図1(B)の織物組織で表される強化繊維織物
は、よこ糸を2本連続して同組織内に配列させたもので
あり、例えば、たて糸に6Kまたは12Kのマルチフイ
ラメント糸を用いた場合、3Kまたは6Kのマルチフイ
ラメント糸からなるよこ糸を2本連続して配列させたも
のである。図1(C)の織物組織で表される強化繊維織
物は、たて糸を2本連続して同組織内に配列させたもの
であり、例えば、よこ糸に6Kまたは12Kのマルチフ
イラメント糸を用いた場合、3Kまたは6Kのマルチフ
イラメント糸からなるたて糸を2本連続して配列させた
ものである。
【0013】本発明の強化繊維織物に用いられる炭素繊
維としては、従来の炭素繊維織物に使用されているもの
を用いればよく、特に限定はされない。また、その繊度
も、強化繊維織物の用途に応じて、適宜選択すればよ
い。
維としては、従来の炭素繊維織物に使用されているもの
を用いればよく、特に限定はされない。また、その繊度
も、強化繊維織物の用途に応じて、適宜選択すればよ
い。
【0014】本発明の強化繊維織物においては、たて糸
とよこ糸の交錯点に於けるそれぞれの糸の繊度の和を同
じにすること、すなわち糸幅を同じにすることが、強化
繊維織物のたて方向とよこ方向との強度バランスが良好
になる点から、好ましい。また、たて糸の繊度の和とよ
こ糸の繊度の和とを同じにすることによって、たて糸と
よこ糸との交錯点が正目になり、外観的にもきれいな織
物商品が得られる、使用繊度の倍の織物形態が得られ
る、などの利点がある。ただし、用途によっては、たて
糸の繊度の和とよこ糸の繊度の和は異なっていてもさし
つかえない。
とよこ糸の交錯点に於けるそれぞれの糸の繊度の和を同
じにすること、すなわち糸幅を同じにすることが、強化
繊維織物のたて方向とよこ方向との強度バランスが良好
になる点から、好ましい。また、たて糸の繊度の和とよ
こ糸の繊度の和とを同じにすることによって、たて糸と
よこ糸との交錯点が正目になり、外観的にもきれいな織
物商品が得られる、使用繊度の倍の織物形態が得られ
る、などの利点がある。ただし、用途によっては、たて
糸の繊度の和とよこ糸の繊度の和は異なっていてもさし
つかえない。
【0015】本発明の強化繊維織物の目付は、特に限定
はされないが、軽量な繊維強化複合材料を得るために
は、250g/m2 以下とすることが好ましい。
はされないが、軽量な繊維強化複合材料を得るために
は、250g/m2 以下とすることが好ましい。
【0016】また、本発明の強化繊維織物は、開繊処理
が施されることが好ましい。開繊処理を施すことによっ
て、合成樹脂を含浸させた際にボイドの発生がなく、高
い強度を有する繊維強化複合材料を得ることができる。
例えば、図1(B)の織物組織で製織された強化繊維織
物は、目開きの程度に差はあるものの、図2(1)に示
すように、通常、たて糸1とよこ糸2との間に開口部3
を有する。このような目開きを有する強化繊維織物は、
成形時やプリプレグ加工時に、開口部3に樹脂のボイド
が集中的に発生し、この織物から得られる繊維強化プラ
スティックの強度を低下させてしまので、開繊処理を施
して、図2(2)に示すような目開きのない強化繊維織
物とすることが好ましい。
が施されることが好ましい。開繊処理を施すことによっ
て、合成樹脂を含浸させた際にボイドの発生がなく、高
い強度を有する繊維強化複合材料を得ることができる。
例えば、図1(B)の織物組織で製織された強化繊維織
物は、目開きの程度に差はあるものの、図2(1)に示
すように、通常、たて糸1とよこ糸2との間に開口部3
を有する。このような目開きを有する強化繊維織物は、
成形時やプリプレグ加工時に、開口部3に樹脂のボイド
が集中的に発生し、この織物から得られる繊維強化プラ
スティックの強度を低下させてしまので、開繊処理を施
して、図2(2)に示すような目開きのない強化繊維織
物とすることが好ましい。
【0017】開繊処理の方法としては、例えば、製織中
のたて糸を振動させて開繊させる方法、製織後の織物に
空気噴射やウォータージェット処理を施す方法、回転球
によって開繊する方法、樹脂を介在させながら開繊する
方法などが挙げられる。本発明のように、たて糸および
/またはよこ糸を2本以上連続して同組織で配列した場
合と、従来の平組織のように、たて糸およびよこ糸が一
本ずつ交互に交錯された場合とを比較すると、同じ目開
きでも複数本連続して同組織で配列した方が開繊性が向
上する。なぜならば、物理的にフイラメント糸の集合体
が多数あった方が、外部からの衝撃によりフイラメント
間の移動が大きくなるためにバラケやすく開繊効果が非
常に現れやすくなるためである。
のたて糸を振動させて開繊させる方法、製織後の織物に
空気噴射やウォータージェット処理を施す方法、回転球
によって開繊する方法、樹脂を介在させながら開繊する
方法などが挙げられる。本発明のように、たて糸および
/またはよこ糸を2本以上連続して同組織で配列した場
合と、従来の平組織のように、たて糸およびよこ糸が一
本ずつ交互に交錯された場合とを比較すると、同じ目開
きでも複数本連続して同組織で配列した方が開繊性が向
上する。なぜならば、物理的にフイラメント糸の集合体
が多数あった方が、外部からの衝撃によりフイラメント
間の移動が大きくなるためにバラケやすく開繊効果が非
常に現れやすくなるためである。
【0018】なお、開繊性を上げるためには、どんな方
法にせよ、開繊条件を厳しくする必要がある。しかしな
がら、炭素繊維のマルチフイラメント糸は、繊維の長手
方向に対して横から擦過や衝撃を受けた場合、受けるダ
メージが大きくなり、フイラメント切れが発生し、強度
不良や外観不良になる。よって、開繊処理は、強化繊維
織物の開口率と強度物性を考慮しながら施す必要があ
る。
法にせよ、開繊条件を厳しくする必要がある。しかしな
がら、炭素繊維のマルチフイラメント糸は、繊維の長手
方向に対して横から擦過や衝撃を受けた場合、受けるダ
メージが大きくなり、フイラメント切れが発生し、強度
不良や外観不良になる。よって、開繊処理は、強化繊維
織物の開口率と強度物性を考慮しながら施す必要があ
る。
【0019】本発明の強化繊維織物の開口率は、少なく
とも10%以下であり、好ましくは5%以下である。こ
こでいう開口率とは、100mm×100mmの単位面
積に対する、同単位面積内における経糸および緯糸のい
ずれもが存在しない開口部の面積の和の比率である。強
化繊維織物の開口部の面積の和は、例えば、市販の画像
処理センサー((株)キーエンス製、CV−100)を
用いて測定することができる。そして、開口率は、下記
の計算式により求めることができる。 開口率=開口部の面積の和/□100mm面積×100
(%)
とも10%以下であり、好ましくは5%以下である。こ
こでいう開口率とは、100mm×100mmの単位面
積に対する、同単位面積内における経糸および緯糸のい
ずれもが存在しない開口部の面積の和の比率である。強
化繊維織物の開口部の面積の和は、例えば、市販の画像
処理センサー((株)キーエンス製、CV−100)を
用いて測定することができる。そして、開口率は、下記
の計算式により求めることができる。 開口率=開口部の面積の和/□100mm面積×100
(%)
【0020】本発明の強化繊維織物は、例えば、たて糸
に12Kのマルチフイラメント糸を用い、これに6Kの
マルチフイラメント糸からなるよこ糸を2本連続して同
組織で配列させたものであっても、開繊処理を施せば、
あたかも12Kの炭素繊維のマルチフイラメント糸から
なるたて糸とよこ糸を用いて得られた織物のように見え
る。しかしながら、この強化繊維織物のよこ糸を分解す
れば、6Kの炭素繊維のマルチフイラメント糸を2本配
列したことが明確に識別できる。なぜならば、開繊処理
時には、殆ど並行状態に単繊維間(フイラメント間)が
拡幅され、すべてのフイラメントが絡んでいるわけでは
ないからである。
に12Kのマルチフイラメント糸を用い、これに6Kの
マルチフイラメント糸からなるよこ糸を2本連続して同
組織で配列させたものであっても、開繊処理を施せば、
あたかも12Kの炭素繊維のマルチフイラメント糸から
なるたて糸とよこ糸を用いて得られた織物のように見え
る。しかしながら、この強化繊維織物のよこ糸を分解す
れば、6Kの炭素繊維のマルチフイラメント糸を2本配
列したことが明確に識別できる。なぜならば、開繊処理
時には、殆ど並行状態に単繊維間(フイラメント間)が
拡幅され、すべてのフイラメントが絡んでいるわけでは
ないからである。
【0021】本発明のプリプレグは、本発明の強化繊維
織物に合成樹脂を含浸させて製造することができる。合
成樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、フェノール樹脂、などの熱硬化性樹脂、ナ
イロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブチレンテレフタ
レート樹脂、などの熱可塑性樹脂を使用することができ
る。強化繊維織物に含浸させる合成樹脂の割合は、得ら
れるプリプレグに対して30〜60重量%である。
織物に合成樹脂を含浸させて製造することができる。合
成樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、フェノール樹脂、などの熱硬化性樹脂、ナ
イロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブチレンテレフタ
レート樹脂、などの熱可塑性樹脂を使用することができ
る。強化繊維織物に含浸させる合成樹脂の割合は、得ら
れるプリプレグに対して30〜60重量%である。
【0022】次に、本発明の強化繊維織物の製造方法を
説明する。図3は、本発明の強化繊維織物の製造に用い
られる織機の一例を示す概略図である。クリール11か
ら供給された炭素繊維のマルチフイラメント糸は、隣糸
と交錯しないようにコーム12でシート状に配列規制さ
れる。コーム12でシート状に配列されたマルチフイラ
メント糸の束は、ガイド13からニップローラー14,
15を通り、複数の屈曲ガイド16を経て、上下運動を
するヘルド17,18へ通される。さらに、織物幅、た
て糸密度を規制する筬19へ引き込まれる。このとき、
ヘルド17,18を順次上下させ、たて糸の上下運動に
よって形成される口内にシャトルあるいはレピア(図示
略)でよこ糸を間欠的に挿入して織物が形成される。こ
の織物は、巻取りローラー20にて巻き取られる。
説明する。図3は、本発明の強化繊維織物の製造に用い
られる織機の一例を示す概略図である。クリール11か
ら供給された炭素繊維のマルチフイラメント糸は、隣糸
と交錯しないようにコーム12でシート状に配列規制さ
れる。コーム12でシート状に配列されたマルチフイラ
メント糸の束は、ガイド13からニップローラー14,
15を通り、複数の屈曲ガイド16を経て、上下運動を
するヘルド17,18へ通される。さらに、織物幅、た
て糸密度を規制する筬19へ引き込まれる。このとき、
ヘルド17,18を順次上下させ、たて糸の上下運動に
よって形成される口内にシャトルあるいはレピア(図示
略)でよこ糸を間欠的に挿入して織物が形成される。こ
の織物は、巻取りローラー20にて巻き取られる。
【0023】このようにして製織される織物の織物組織
は、たて糸のヘルド17,18への通し方、ヘルドの上
下運動のし方、よこ糸の口内への挿入のし方により決定
される。例えば、図1(A)の織物組織で表される織物
は、まず、配列された複数本のたて糸を、配列された順
に2本ずつヘルド17とヘルド18に交互にあらかじめ
通しておき、製織時において、ヘルド17,18を順次
上下させ、たて糸の上下運動によって形成される口内に
よこ糸を2本連続して挿入し、次いでヘルド17とヘル
ド18との上下関係が逆転したときに形成される前記と
は異なる口内によこ糸を2本連続して挿入し、これを交
互に繰り返すことによって製造される。
は、たて糸のヘルド17,18への通し方、ヘルドの上
下運動のし方、よこ糸の口内への挿入のし方により決定
される。例えば、図1(A)の織物組織で表される織物
は、まず、配列された複数本のたて糸を、配列された順
に2本ずつヘルド17とヘルド18に交互にあらかじめ
通しておき、製織時において、ヘルド17,18を順次
上下させ、たて糸の上下運動によって形成される口内に
よこ糸を2本連続して挿入し、次いでヘルド17とヘル
ド18との上下関係が逆転したときに形成される前記と
は異なる口内によこ糸を2本連続して挿入し、これを交
互に繰り返すことによって製造される。
【0024】また、図1(B)の織物組織で表される織
物は、まず、配列された複数本のたて糸を、配列された
順に1本ずつヘルド17とヘルド18に交互にあらかじ
め通しておき、製織時において、ヘルド17,18を順
次上下させ、たて糸の上下運動によって形成される口内
によこ糸を2本連続して挿入し、次いでヘルド17とヘ
ルド18との上下関係が逆転したときに形成される前記
とは異なる口内によこ糸を2本連続して挿入し、これを
交互に繰り返すことによって製造される。
物は、まず、配列された複数本のたて糸を、配列された
順に1本ずつヘルド17とヘルド18に交互にあらかじ
め通しておき、製織時において、ヘルド17,18を順
次上下させ、たて糸の上下運動によって形成される口内
によこ糸を2本連続して挿入し、次いでヘルド17とヘ
ルド18との上下関係が逆転したときに形成される前記
とは異なる口内によこ糸を2本連続して挿入し、これを
交互に繰り返すことによって製造される。
【0025】また、図1(C)の織物組織で表される織
物は、まず、配列された複数本のたて糸を、配列された
順に2本ずつヘルド17とヘルド18に交互にあらかじ
め通しておき、製織時において、ヘルド17,18を順
次上下させ、たて糸の上下運動によって形成される口内
によこ糸を1本ずつ挿入することによって製造される。
物は、まず、配列された複数本のたて糸を、配列された
順に2本ずつヘルド17とヘルド18に交互にあらかじ
め通しておき、製織時において、ヘルド17,18を順
次上下させ、たて糸の上下運動によって形成される口内
によこ糸を1本ずつ挿入することによって製造される。
【0026】本発明の強化繊維織物の製造方法において
は、擦過、振動開繊、エア開繊などの拡幅処理をたて糸
に施し、開繊処理を施す前にできるだけ目開きの少ない
織物状態にすることが好ましい。中でも、拡幅の効果、
均一拡幅を考慮すると、振動開繊技術による拡幅処理が
最も好ましい。たて糸に拡幅処理を施すことにより、開
口率10%前後の織物が得られ、また、後の開繊処理が
容易となる。なお、よこ糸に拡幅処理を施しても、筬打
ち工程により収束されるため、あまり効果は得られな
い。
は、擦過、振動開繊、エア開繊などの拡幅処理をたて糸
に施し、開繊処理を施す前にできるだけ目開きの少ない
織物状態にすることが好ましい。中でも、拡幅の効果、
均一拡幅を考慮すると、振動開繊技術による拡幅処理が
最も好ましい。たて糸に拡幅処理を施すことにより、開
口率10%前後の織物が得られ、また、後の開繊処理が
容易となる。なお、よこ糸に拡幅処理を施しても、筬打
ち工程により収束されるため、あまり効果は得られな
い。
【0027】また、本発明の製造方法によって得られた
強化繊維織物は、上述の開繊処理を施されることが好ま
しい。図2(1)に示されるような目開きのある強化繊
維織物も、開繊処理が施されることにより、図2(2)
に示されるような、目開きがない強化繊維織物とするこ
とができる。
強化繊維織物は、上述の開繊処理を施されることが好ま
しい。図2(1)に示されるような目開きのある強化繊
維織物も、開繊処理が施されることにより、図2(2)
に示されるような、目開きがない強化繊維織物とするこ
とができる。
【0028】また、本発明の強化繊維織物の製造方法に
おけるたて糸の供給方法としては、ビーム供給方法と、
図示例のようにクリールから直接供給する方法とがあ
り、いずれの方法も必要本数をビームに巻き取るかクリ
ールに配列させる。また、クリール供給方法としては、
炭素繊維のマルチフイラメント糸が巻かれたボビンをゆ
っくり回転させながら回転軸に直交する方向に該糸を引
き出して解舒させる方法(横取り)と、ボビンの軸方向
に該糸を引き出して解舒させる方法(縦取り)の2つの
方法が採られている。ここで、縦取り解舒方法は該糸を
1巻き引き出す毎に1回の撚りが掛かり、製織中あるい
は製織後の開繊処理に支障をきたすおそれがある。よっ
て、クリールからの横取り供給が最も好ましい。
おけるたて糸の供給方法としては、ビーム供給方法と、
図示例のようにクリールから直接供給する方法とがあ
り、いずれの方法も必要本数をビームに巻き取るかクリ
ールに配列させる。また、クリール供給方法としては、
炭素繊維のマルチフイラメント糸が巻かれたボビンをゆ
っくり回転させながら回転軸に直交する方向に該糸を引
き出して解舒させる方法(横取り)と、ボビンの軸方向
に該糸を引き出して解舒させる方法(縦取り)の2つの
方法が採られている。ここで、縦取り解舒方法は該糸を
1巻き引き出す毎に1回の撚りが掛かり、製織中あるい
は製織後の開繊処理に支障をきたすおそれがある。よっ
て、クリールからの横取り供給が最も好ましい。
【0029】
【実施例】以下、実施例を示す。本実施例において、た
て糸およびよこ糸としては、炭素繊維(三菱レイヨン
(株)社製パイロフィル)を用いた。
て糸およびよこ糸としては、炭素繊維(三菱レイヨン
(株)社製パイロフィル)を用いた。
【0030】[実施例1]たて糸に3K(繊度1800
デニール)のマルチフイラメント糸を用い、たて糸の上
下運動によって形成される同じ口内に、1K(繊度60
0デニール)のマルチフイラメント糸からなるよこ糸を
3本ずつ挿入し、目付が100g/m2 の強化繊維織物
を製織した。強化繊維織物の製織後、図4に示すよう
な、水平に配された鋼板22と、この下方に強化繊維織
物Wの走行路を挟んで配され、その上面に多数の鋼球2
3が配列され、かつ垂直方向に振動する加振テーブル2
4とを具備してなる開繊装置21を用い、振動数30H
z、振幅1.2mm、供給スピード1m/分の条件で、
強化繊維織物に開繊処理を施した。強化繊維織物の開繊
処理後、その開口率を測定した。結果を表1に示す。
デニール)のマルチフイラメント糸を用い、たて糸の上
下運動によって形成される同じ口内に、1K(繊度60
0デニール)のマルチフイラメント糸からなるよこ糸を
3本ずつ挿入し、目付が100g/m2 の強化繊維織物
を製織した。強化繊維織物の製織後、図4に示すよう
な、水平に配された鋼板22と、この下方に強化繊維織
物Wの走行路を挟んで配され、その上面に多数の鋼球2
3が配列され、かつ垂直方向に振動する加振テーブル2
4とを具備してなる開繊装置21を用い、振動数30H
z、振幅1.2mm、供給スピード1m/分の条件で、
強化繊維織物に開繊処理を施した。強化繊維織物の開繊
処理後、その開口率を測定した。結果を表1に示す。
【0031】強化繊維織物に開繊処理を施した結果、開
繊未処理織物の開口率25%に対して、開繊性が良好で
目開きが非常に少ない強化繊維が得られた。また、この
強化繊維織物にエポキシ樹脂を含浸させた場合、ボイド
がないプリプレグが得られた。
繊未処理織物の開口率25%に対して、開繊性が良好で
目開きが非常に少ない強化繊維が得られた。また、この
強化繊維織物にエポキシ樹脂を含浸させた場合、ボイド
がないプリプレグが得られた。
【0032】[比較例1]たて糸およびよこ糸に3K
(繊度1800デニール)のマルチフイラメント糸を用
い、目付が100g/m2 の平組織の強化繊維織物を製
織した。実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理
を施したが、開繊性不良のため、開口率は8%であっ
た。また、この強化繊維織物にエポキシ樹脂を含浸させ
た場合、繊維間の空隙が大きいため、ボイドが発生し
た。結果を表1に示す。
(繊度1800デニール)のマルチフイラメント糸を用
い、目付が100g/m2 の平組織の強化繊維織物を製
織した。実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理
を施したが、開繊性不良のため、開口率は8%であっ
た。また、この強化繊維織物にエポキシ樹脂を含浸させ
た場合、繊維間の空隙が大きいため、ボイドが発生し
た。結果を表1に示す。
【0033】[実施例2]たて糸に6K(繊度3600
デニール)のマルチフイラメント糸を用い、たて糸の上
下運動によって形成される同じ口内に、3K(繊度18
00デニール)のマルチフイラメント糸からなるよこ糸
を2本ずつ挿入し、図1(B)に示すような織物組織を
有する、目付が200g/m2 の強化繊維織物を製織し
た。実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理を施
した結果、開繊性が良好で目開きが非常に少ない強化繊
維が得られた。また、この強化繊維織物にエポキシ樹脂
を含浸させた場合、ボイドがないプリプレグが得られ
た。結果を表1に示す。
デニール)のマルチフイラメント糸を用い、たて糸の上
下運動によって形成される同じ口内に、3K(繊度18
00デニール)のマルチフイラメント糸からなるよこ糸
を2本ずつ挿入し、図1(B)に示すような織物組織を
有する、目付が200g/m2 の強化繊維織物を製織し
た。実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理を施
した結果、開繊性が良好で目開きが非常に少ない強化繊
維が得られた。また、この強化繊維織物にエポキシ樹脂
を含浸させた場合、ボイドがないプリプレグが得られ
た。結果を表1に示す。
【0034】[比較例2]たて糸およびよこ糸に6K
(繊度3600デニール)のマルチフイラメント糸を用
い、目付が200g/m2 の平組織の強化繊維織物を製
織した。実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理
を施したが、開繊性は悪かった。また、この強化繊維織
物にエポキシ樹脂を含浸させた場合、繊維間の空隙が大
きいため、ボイドが発生した。結果を表1に示す。
(繊度3600デニール)のマルチフイラメント糸を用
い、目付が200g/m2 の平組織の強化繊維織物を製
織した。実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理
を施したが、開繊性は悪かった。また、この強化繊維織
物にエポキシ樹脂を含浸させた場合、繊維間の空隙が大
きいため、ボイドが発生した。結果を表1に示す。
【0035】[実施例3]たて糸に12K(繊度720
0デニール)のマルチフイラメント糸を用い、たて糸の
上下運動によって形成される同じ口内に、6K(繊度3
600デニール)のマルチフイラメント糸からなるよこ
糸を2本ずつ挿入し、図1(B)に示すような織物組織
を有する、目付が200g/m2 の強化繊維織物を製織
した。実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理を
施した結果、開繊性が良好で目開きが非常に少ない強化
繊維が得られた。また、この強化繊維織物にエポキシ樹
脂を含浸させた場合、ボイドがないプリプレグが得られ
た。結果を表1に示す。
0デニール)のマルチフイラメント糸を用い、たて糸の
上下運動によって形成される同じ口内に、6K(繊度3
600デニール)のマルチフイラメント糸からなるよこ
糸を2本ずつ挿入し、図1(B)に示すような織物組織
を有する、目付が200g/m2 の強化繊維織物を製織
した。実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理を
施した結果、開繊性が良好で目開きが非常に少ない強化
繊維が得られた。また、この強化繊維織物にエポキシ樹
脂を含浸させた場合、ボイドがないプリプレグが得られ
た。結果を表1に示す。
【0036】[実施例4]6K(繊度3600デニー
ル)のマルチフイラメント糸からなるたて糸を2本連続
して同一上下運動するヘルドに通し、たて糸の上下運動
によって形成される同じ口内に、6K(繊度3600デ
ニール)のマルチフイラメント糸からなるよこ糸を2本
ずつ挿入し、図1(A)に示すような織物組織を有す
る、目付が200g/m2 の強化繊維織物を製織した。
実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理を施した
結果、開繊性が良好で目開きが非常に少ない強化繊維が
得られた。特に、たて糸、よこ糸共に複数本ずつ製織し
た織物の方が、より開繊性効果が上がることが見出され
た。また、この強化繊維織物にエポキシ樹脂を含浸させ
た場合、ボイドがないプリプレグが得られた。結果を表
1に示す。
ル)のマルチフイラメント糸からなるたて糸を2本連続
して同一上下運動するヘルドに通し、たて糸の上下運動
によって形成される同じ口内に、6K(繊度3600デ
ニール)のマルチフイラメント糸からなるよこ糸を2本
ずつ挿入し、図1(A)に示すような織物組織を有す
る、目付が200g/m2 の強化繊維織物を製織した。
実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理を施した
結果、開繊性が良好で目開きが非常に少ない強化繊維が
得られた。特に、たて糸、よこ糸共に複数本ずつ製織し
た織物の方が、より開繊性効果が上がることが見出され
た。また、この強化繊維織物にエポキシ樹脂を含浸させ
た場合、ボイドがないプリプレグが得られた。結果を表
1に示す。
【0037】[比較例3]たて糸およびよこ糸に12K
(繊度7200デニール)のマルチフイラメント糸を用
い、目付が200g/m2 の平組織の強化繊維織物を製
織した。実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理
を施したが、開繊性は悪かった。また、この強化繊維織
物にエポキシ樹脂を含浸させた場合、繊維間の空隙が大
きいため、ボイドが発生した。結果を表1に示す。
(繊度7200デニール)のマルチフイラメント糸を用
い、目付が200g/m2 の平組織の強化繊維織物を製
織した。実施例1と同じ条件で強化繊維織物に開繊処理
を施したが、開繊性は悪かった。また、この強化繊維織
物にエポキシ樹脂を含浸させた場合、繊維間の空隙が大
きいため、ボイドが発生した。結果を表1に示す。
【0038】
【表1】
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の強化繊維
織物は、たて糸および/またはよこ糸を同組織で複数本
ずつ製織してなるものなので、比較的開繊性の悪い炭素
繊維のマルチフイラメント糸を用いた場合でも、容易に
目開きのない織物に開繊することができる。また、強化
繊維織物の目付が250g/m2 以下であれば、軽量な
繊維強化複合材料を得ることができる。また、開繊処理
が施され、かつ開口率が5%以下であれば、合成樹脂を
含浸させた際に、炭素繊維糸間に均一に樹脂が含浸さ
れ、ボイド発生もなく、高い強度を有する繊維強化複合
材料を得ることができる。
織物は、たて糸および/またはよこ糸を同組織で複数本
ずつ製織してなるものなので、比較的開繊性の悪い炭素
繊維のマルチフイラメント糸を用いた場合でも、容易に
目開きのない織物に開繊することができる。また、強化
繊維織物の目付が250g/m2 以下であれば、軽量な
繊維強化複合材料を得ることができる。また、開繊処理
が施され、かつ開口率が5%以下であれば、合成樹脂を
含浸させた際に、炭素繊維糸間に均一に樹脂が含浸さ
れ、ボイド発生もなく、高い強度を有する繊維強化複合
材料を得ることができる。
【0040】また、本発明のプリプレグは、本発明の強
化繊維織物に合成樹脂を含浸させてなるものであるの
で、強度が高く、軽量な繊維強化複合材料を得ることが
できる。また、本発明の強化繊維織物の製造方法は、製
織時のたて糸の上下運動によって形成される同じ口内
に、複数本のよこ糸を挿入する方法であるので、容易に
目開きのない織物に開繊することのできる強化繊維織物
を得ることができる。また、本発明の強化繊維織物の製
造方法は、連続する複数本のたて糸を、同一の上下運動
をするヘルドに通して製織する方法であるので、容易に
目開きのない織物に開繊することのできる強化繊維織物
を得ることができる。
化繊維織物に合成樹脂を含浸させてなるものであるの
で、強度が高く、軽量な繊維強化複合材料を得ることが
できる。また、本発明の強化繊維織物の製造方法は、製
織時のたて糸の上下運動によって形成される同じ口内
に、複数本のよこ糸を挿入する方法であるので、容易に
目開きのない織物に開繊することのできる強化繊維織物
を得ることができる。また、本発明の強化繊維織物の製
造方法は、連続する複数本のたて糸を、同一の上下運動
をするヘルドに通して製織する方法であるので、容易に
目開きのない織物に開繊することのできる強化繊維織物
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の強化繊維織物の一例を示す一循環織
物組織図であり、(A)はたて糸、よこ糸共に2本連続
して同組織で構成されている織物組織図であり、(B)
はよこ糸のみが2本連続して同組織で配列構成されてい
る織物組織図であり、(C)はたて糸のみが2本連続し
て同組織で配列構成されいる織物組織図であり、×印の
部分はたて糸がよこ糸の上にあることを示す。
物組織図であり、(A)はたて糸、よこ糸共に2本連続
して同組織で構成されている織物組織図であり、(B)
はよこ糸のみが2本連続して同組織で配列構成されてい
る織物組織図であり、(C)はたて糸のみが2本連続し
て同組織で配列構成されいる織物組織図であり、×印の
部分はたて糸がよこ糸の上にあることを示す。
【図2】 本発明の強化繊維織物の一例を示す図であ
り、(1)はたて糸とよこ糸との間に開口部を有する強
化繊維織物を示す図であり、(2)は目開きのない強化
繊維織物を示す図である。
り、(1)はたて糸とよこ糸との間に開口部を有する強
化繊維織物を示す図であり、(2)は目開きのない強化
繊維織物を示す図である。
【図3】 本発明の強化繊維織物の製造に用いられる織
機の一例を示す概略図である。
機の一例を示す概略図である。
【図4】 本発明の強化繊維織物の製造に用いられる開
繊装置の一例を示す斜視図である。
繊装置の一例を示す斜視図である。
【図5】 従来の強化繊維織物の一例を示す図であり、
(1)はたて糸とよこ糸との間に開口部を有する強化繊
維織物を示す図であり、(2)は目開きのない強化繊維
織物を示す図である。
(1)はたて糸とよこ糸との間に開口部を有する強化繊
維織物を示す図であり、(2)は目開きのない強化繊維
織物を示す図である。
1 たて糸 2 よこ糸 17 ヘルド 18 ヘルド W 強化繊維織物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鮫島 禎雄 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 Fターム(参考) 4F072 AA04 AA07 AA08 AB10 AB18 AB28 AD13 AD23 AD37 AD38 AD44 AG03 AK05 AK14 AL02 4L048 AA05 AB07 BC04 DA41
Claims (6)
- 【請求項1】 炭素繊維のマルチフイラメント糸をたて
糸およびよこ糸とする強化繊維織物であって、 前記たて糸および/またはよこ糸を同組織で複数本ずつ
製織してなることを特徴とする強化繊維織物。 - 【請求項2】 目付が250g/m2 以下であることを
特徴とする請求項1記載の強化繊維織物。 - 【請求項3】 開繊処理が施され、かつ開口率が5%以
下であることを特徴とする請求項1記載の強化繊維織
物。 - 【請求項4】 請求項1ないし3いずれか一項に記載の
強化繊維織物に合成樹脂を含浸させてなることを特徴と
するプリプレグ。 - 【請求項5】 炭素繊維のマルチフイラメント糸をたて
糸およびよこ糸に用いて製織する強化繊維織物の製造方
法であって、 製織時のたて糸の上下運動によって形成される同じ口内
に、複数本のよこ糸を挿入することを特徴とする強化繊
維織物の製造方法。 - 【請求項6】 炭素繊維のマルチフイラメント糸をたて
糸およびよこ糸に用いて製織する強化繊維織物の製造方
法であって、 連続する複数本のたて糸を、同一の上下運動をするヘル
ドに通して製織することを特徴とする強化繊維織物の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000092309A JP2001279554A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 強化繊維織物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000092309A JP2001279554A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 強化繊維織物およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001279554A true JP2001279554A (ja) | 2001-10-10 |
Family
ID=18607661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000092309A Withdrawn JP2001279554A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 強化繊維織物およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001279554A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014100822A (ja) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Sanko Gosei Ltd | 賦形成形方法及び繊維強化樹脂成形品 |
-
2000
- 2000-03-29 JP JP2000092309A patent/JP2001279554A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014100822A (ja) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Sanko Gosei Ltd | 賦形成形方法及び繊維強化樹脂成形品 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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