JP2001513856A - ３次元織物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ３次元織物１２ｕが、軸方向の多層たて糸６と２組の直角のよこ糸７、８とを含み、該よこ糸が、たて糸６の横列および縦列それぞれと交錯することで、織物に集結性が与えられ、該織物には、交錯たて糸６の横列と縦列との間に、多方向に、すなわち織物の長さ方向、厚さ方向、幅方向、２つの対角方向の各方向に配向された非交錯糸組６ｐｓ、９ｃ、９ａ、９ｂ、９ｄが付加的に組込まれることで、織物の機械的性能が改善されている。多層たて糸６と２組の直角のよこ糸７、８との交錯は、多層たて糸の横列方向と縦列方向とに杼口を形成する２方向開口装置によって可能になる。製造された３次元織物は、ほつれの危険なしに所望形状に裁断でき、全体または部分を技術上の用途に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 ３次元織物 技術分野 本発明は、３次元織物とその製造方法に関するものである。特に該３次元織物 は、多層たて糸と２組の直角のよこ糸とを含み、該よこ糸が、横列と縦列のたて 糸と交錯され、織物に網状組織様の構造を与えており、この織物が、交錯する縦 横列のたて糸間に多方向に配向された非交錯糸を付加的に組込まれることで、織 物の機械的性能が改善される。この織物は、複合材料、フィルタ、絶縁材料、特 定材料用のホールダ付きセパレータ、電気／電子部品、保護材料等々の製造など の技術上の用途に好適と考えられる。 背景 従来の製織工程では、最初の開口作業は、その設計に制限されて織物の幅方向 にしか杼口を形成できない。単層または多層の使用たて糸は、ヘルドワイヤを用 いて織物厚の方向に「交差」形式で２部分に分けられ、該ヘルドワイアが、カム 、ドビー、ジャカード等のいずれかの手段によりフレームを通って往復動するこ とで、織物幅方向に杼口が形成される。これらヘルドワイアのそれぞれは、中程 に１個だけアイが設けられ、使用ヘルド組立体のすべてが織物厚方向にのみ往復 動させられることで、織物幅方向に杼口が形成される。このように形成された杼 口に挿入されるよこ糸により、２層に分けられたたて糸間の相互結合が可能にな る。このようにたて糸とよこ糸とが相互結合される結果、織物と呼ばれる交錯し た構造物が得られる。織物は、単層たて糸を用いて製造する場合、シート様の織 物が得られ、２次元織物と呼ばれる。なぜなら、織物を構成する糸が、１つの平 面内に配置されることが前提とされるからである。同じように、織物が多層たて 糸を用いて製造される場合、得られる織物は、２次元織物とは異なる特徴を有し 、３次元織物と呼ばれる。なぜなら、この織物を構成する糸は、互いに直角の３ 平面の関係にあるからである。しかしながら、これらの種類の２次元織物と３次 元織物の製造の場合、従来の製織方法では、その固有の作業設計のため、２組の 直角 の糸、つまりたて糸とよこ糸とを交錯させ得るのみである。３組の直角の糸、す なわち多層たて糸と２組の直角のよこ糸とを交錯させることは不可能である。こ れが、従来の製織方法特有の限界である。本発明は、２方向の開口方法を提供し 、それによって、多層たて糸の縦列方向と横列方向とに杼口を形成することによ り、多層たて糸と２組の直角のよこ糸との交錯を可能にするものである。 特定の技術上の織物用途では、複雑な、または通常見られない形状が求められ るのに加えて、織物の高度の集結性や、構成する糸の妥当な配向等の特徴的な性 能が要求される。例えば、これまでは、何らかの所望の形状のプレフォーム（複 合材料用の強化織物）が裁断できる適当な布地ブロックを得ることは不可能だっ た。この理由は、プレフォームを得るために用いられる製織、編成、編組などの 従来の布地製造方法や特定の不織布製造方法では、何らかの所望の形状のプレフ ォームを裁断可能な、十分に集結された適当な布地ブロックを得ることは不可能 だからである。特定の規則的な横断面形状のプレフォームを得る目的で、製織、 編成、編組などの原理で作業する適当な布地製造方法や特定の不織布製造技術は 、これまでも開発されてきた。特定の横断面形状を有するプレフォームを製造す るそうした手法は、網様付形（near-net shaping）と呼ばれている。しかし、こ れらの種々の技術では、特定の横断面を有するプレフォームしか製造できず、所 望の形状のプレフォームは製造できない。どのような所望形状のプレフォームを も得ることができるのは、実際には、ほつれの危険なしに所望の形状を裁断でき るように、十分に集結された布地ブロックを利用可能な場合のみである。また、 普通形状でないフィルタなどの別の用途のための布地も、同じように適当な布地 ブロックを裁断して得ることができる。例えば、３次元布地の何らかの所望の形 状を得るこの方策は、例えば衣類の製造のさいに、適当な２次元布地の１枚から 異なる形状の布地品目を裁断することと見なされてよい。したがって、いまや結 論されるように、どのような所望形状の３次元布地品目をも裁断して得るには、 ブロック形式での十分に集結された布地を先ず製造することが重要である。本発 明によれば、多層たて糸と２組の直角のよこ糸とを交錯させる方法が得られ、そ れにより完全に交錯された３次元織物が製造され、この織物は、多方向に配向さ れた非交錯糸を付加的に組込まれることで、図１に示すように、織物に機械的な 性 能が与えられ、技術的な用途に適するようにされる。 本発明の目的 本発明の目的は、十分に集結された網状組織様３次元織物のブロックを利用可 能にすることである。この織物は、織物に妥当な機械的強度を与えるために、多 方向に配向された非交錯糸が付加的に組込まれることで、技術上の用途でのどの 所望形状の適当な織物種目も、ほつれの危険なしに裁断できるようにされる。所 望形状の特定織物品目が、このように容易に得られるため、この手法は、どの所 望形状のプレフォーム、すなわち複合材料用の強化織物、フィルタ等の製造など にも好適である。 本発明の別の目的は、２方向の開口方向を得ることにより、３組の直角の糸、 つまり１組の多層たて糸と２組の直角のよこ糸との交錯を可能にすることである 。３組の直角の糸のこのような交錯が必要なのは、織物に十分な程度の集結度を 与えて、織物の幅方向および厚さ方向で織物にほつれ抵抗が得られるようにする ためである。このようにすることで、多方向に配向された非交錯糸を付加的に組 込んだ網状組織様の交錯３次元織物を製造する目的が達成可能となる。 織物の集結性（integrity）は、使用する多層たて糸内に縦横列の多数の杼口 を形成することで達成される。２組の直角のよこ糸が、縦横列に形成された杼口 に挿入されることで、網状組織様の交錯３次元織物が製造される。製織工程の最 初の作業が、たまたま開日作業であるため、それに続くすべての他の製織工程の 補完作業、例えば杼投げ、おさ打ち等も、それにならって行われよう。本発明は 、縦横列方向の多層たて糸内に杼口を形成することで、２組の直角のよこ糸と多 層たて糸との交錯を可能にし、かつ織物の異なる方向に多方向に配向された非交 錯糸を付加的に組込むことにより、高い機械的性能を有する高い集結度の織物構 造物を製造する方法に関わるものであり、その方法を以下で詳説する。続く補完 作業、例えば杼投げ、おさ打ち、巻取り、送出し等は、本発明の目的外なので、 説明はしない。説明を簡単かつ要領を得たものにするため、２方向開口作業を行 う最も簡単な方式を、本発明による３次元平織物の製造に関わる場合についてだ け例示することにする。本発明によるその他の多くの製織パターンの製造方法は 、当業者には周知であり、したがって、それらの種々の製織パターンが、本発明 の 精神から逸脱することなく類似の方向で製造され得る場合にのみ、簡単に触れる ことにする。 図面の簡単な説明 本発明を次の図面につき説明する。 図１は多層たて糸と、２組の直角のよこ糸と、多方向に配向された非交錯糸と を含む３次元織物の位置実施例の軸方向図。 図２は２方向開口作業用のヘルドフレームの好ましい構成を示す図。 図３ａは平型ヘルドフレームと多層たて糸配列との側面図。 図３ｂは多数の横列方向杼口を形成するため、垂直のヘルドフレームが上方へ 運動する一例を示す側面図。 図４は縦列方向の杼口を形成するための、水平のヘルドの右側への運動と、レ ベル位置を基準としてヘルドアイを通って引張られるたて糸との一例を示す軸方 向図。 図５は上方横列方向杼口を形成するための、垂直のヘルドの上方運動と、レベ ル位置を基準としてヘルドアイを通って引張られるたて糸との一例を示す軸方向 図。 図６は３組の直角の糸が交錯状態にある通常の３次元平織物組織を示す図。 図７ａは、順次に杼投げされる所与の組のたて糸を有する織物変化形の軸方向 図。 図７ｂは、交互に杼投げされる２組のよこ糸を有する織物変化形の軸方向図。 図８はヘルドワイヤの一変更態様と２つのヘルド組立体の構成とを示す図。 図９ａ〜図９ｆは、多方向に配向された非交錯糸を付加的に組込まれた、本発 明による好適織物変化形の各形成段階を示す図。 図１０ａは内部に存在する非交錯糸用の織カバーとして機能するように、外側 部分のみが交錯された一好適織物組織の前面図。 図１０ｂは多層たて糸の特殊な配置の糸がサンドイッチ形式またはコア形式の 織物組織を得るために交錯されている一好適織物の前面図。 好適実施例の説明 以下で、２組の直角のよこ糸と多層たて糸とを用いて網状組織様の交錯３次元 織物を製造する方法を、前述の図面について説明する。先ず、２方向開口方法の 作用原理を説明し、次いで、本発明による好ましい織物を構成する特有の方式を 説明する。 図２に示すように相互に直角の２組のヘルドフレーム１、２は、平行平面内に 配置されている。ヘルドフレーム１は、以下ではヘルド組立体１とも呼ばれるが 、ヘルドワイヤ３を含み、垂直方向に直線状に往復動可能であり、またヘルドフ レーム２も、以下でヘルド組立体２とも呼ばれ、ヘルドワイヤ３を含み、水平方 向に直線状に往復動可能である。図２に見られるように、ヘルドワイヤ３は、長 短の軸に規定された多数の開口または穴を有し、長軸の方は、ヘルドワイヤ３の 長さ方向に対し直角に配向されている。これらの穴は、ヘルドアイ４ｎｅと呼ぶ ことができる。重複されたヘルドアイ４ｓｅとを含めて、これらのヘルドアイの それぞれと、２組のヘルド組立体１、２の重複により形成される別の自由空間５ とに、多層たて糸６のたて糸が引通される。これらすべてのたて糸６は、したが って縦列Ａ−Ｉ内と横列ａ〜ｉ内とに配置される。交互の縦列Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇ， Ｉの下になる交互の横列ａ，ｃ，ｅ等のたて糸は、配置された２つのヘルド組立 体間の自由空間５を引通される。図２に示すように、符号６ｐで示されたこれら のたて糸６は、定置のたて糸、つまり受動たて糸を構成する。交互の縦列Ｂ，Ｄ ，Ｆ，Ｈの下になる交互の横列ａ，ｃ，ｅ等のたて糸は、垂直方向にに往復動す るヘルドフレーム１のヘルドアイ４ｎｅを通して引張られる。交互の縦列Ａ，Ｃ ，Ｅ，Ｇ，Ｉの下になる交互の横列ｂ，ｄ，ｆ等のたて糸は、水平方向に往復動 するヘルドフレーム２のヘルドアイ４ｎｅを通して引張られる。交互の縦列Ｂ， Ｄ，Ｆ，Ｈの下になる交互の横列ｂ，ｄ，ｆ等のたて糸は、２つのヘルド組立体 の重複ヘルドアイ４ｓｅを通して引張られる。互いに直角の２つのヘルドワイヤ ３のヘルドアイ４ｎｅと、２つのヘルドフレーム１、２の相互直角配置により生 じる相互重複配置位置のヘルドアイ４ｓｅとが、図２の差しはめ図に示してある 。符号６ａで示した、ヘルドアイ４ｎｅ、４ｓｅを通るすべてのたて糸６は、可 動のたて糸、すなわち能動たて糸である。 前述の配列構成は、多層たて糸と開口装置との、図３ａに示したレベル位置を 規定する。このレベル位置から、垂直ヘルドフレーム１と水平ヘルドフレーム２ とのアイ４ｎｅ、４ｓｅを通る能動たて糸６ａは、それぞれ、所要ヘルドフレー ムを必要な方向に移動させることにより、織物の幅方向と厚さ方向とに移動可能 である。ヘルドワイヤのアイ４ｎｅ、４ｓｅは通過しないが、形成される自由空 間５は通過する受動たて糸６ｐ、すなわち定置たて糸に対し、移動可能な能動た て糸６ａは、レベル位置から所望の方向に移動するさい、容易に縦列方向の杼口 と横列方向の杼口とを形成できる。図３ｂには、横列方向の杼口形成の例が示さ れている。能動たて糸６ａと受動たて糸６ｐとの間の多数の縦列方向杼口は、同 じように、水平ヘルドフレーム２を図平面に対し直角方向に移動させることによ って形成されよう。 注意すべき点は、前述の能動たて糸６ａと受動たて糸６ｐとの間に形成可能な 杼口に加えて、重複するヘルドアイ４ｓｅを通して引張られる能動たて糸６ａと 、ヘルド組立体１、２のヘルドアイ４ｎｅを通して引張られる別の能動たて糸６ ａとの間にも、たて糸の相対移動の結果として、縦列方向の杼口と横列方向の杼 口とが、交互の縦列（Ｂ，Ｄ等）および横列（ｂ，ｄ等）に形成される点である 。図４と図５に見られるように、縦列方向の杼口と横列方向の杼口とは、それぞ れ、重複するヘルドアイ４ｓｅを通して引張られる能動たて糸６ａと、ヘルドワ イヤ３の非重複アイ４ｎｅを通して引張られる別の能動たて糸６ａとの間に、そ れらのたて糸の相対移動の結果として形成される。能動たて糸６ａのこの相対移 動は、ヘルドワイヤ３のアイ４ｎｅの特有な形態、２つのヘルド組立体１、２の ヘルドアイ４ｓｅの特有な構成、２つのヘルド組立体１、２の相対運動により可 能となる。図２、図４、図５に見られるように、ヘルドアイ４ｎｅは、水平のヘ ルドワイヤ３内では垂直位置を占め、垂直のヘルドワイヤ３内では水平位置を占 める。開口装置のレベル位置では、引張られたたて糸６ａは、図２の差しはめ図 に見られるように、重複ヘルドアイ４ｓｅの中心に位置している。能動たて糸間 の杼口の形成を以下で説明する。 例えば、所定縦列のたて糸の場合、いくつかのたて糸６ａが「標準」ヘルドア イ４ｎｅを通過し、その縦列の残りの能動たて糸６ａは重複ヘルドアイ４ｓｅを 通過する。水平のヘルドフレーム２が、そのレベル位置から所定側へ移動すると 、垂直位置にあるそのヘルドアイ４ｎｅは、アイ内のたて糸６ａを同じ水平方向 へ 移動させる。垂直のヘルドフレーム１のアイ４ｎｅは、水平位置にあり、図４に 示したように、たて糸用の自由空間を備えている。その結果、移動しないヘルド アイ４ｎｅを通過する所定縦列の能動たて糸６ａが、ヘルドアイ４ｓｅを通過し て移動した能動たて糸６ａと共に杼口を形成する。同じように、所定横列のたて 糸の場合、いくつかの能動たて糸６ａが、「標準」アイ４ｎｅを通過し、かつ該 横列の残りの能動たて糸６ａが、重複アイ４ｓｅを通過する。垂直ヘルドフレー ム１が、そのレベル位置から上方または下方へ移動すると、水平位置にあるその アイ４ｎｅは、アイ内のたて糸６ａを同じ垂直方向へ移動させる。水平のヘルド フレーム２のアイ４ｎｅは、垂直の位置にあり、図５に示したように、たて糸用 の自由空間を有している。その結果、移動しないアイ４ｎｅを通過する所定横列 の能動たて糸６ａが、アイ４ｓｅを通過する移動能動たて糸６ａと共に、上方ま たは下方の杼口を形成する。 図４には、レベル位置から右方への水平ヘルドワイヤ３の移動が例示されてい る。その結果、アイ４ｓｅを通過する能動たて糸６ａが、定置の受動たて糸６ｐ と静止状態の垂直ヘルドワイヤ３に対して移動する。静止状態の垂直ヘルドワイ ヤ３のアイ４ｎｅを通過する能動たて糸６ａのいくつかは移動しないので、配置 されたたて糸６の能動たて糸６ａ/受動たて糸６ｐ間、能動たて糸６ａ/能動たて 糸６ａ間の右側縦列方向杼口すべてが形成される。同じように、左側縦列方向杼 口は、レベル位置から左方への水平ヘルドワイヤ３の移動によって形成される。 図５には、レベル位置からの垂直ヘルドワイヤ３の上方移動が例示されている。 この結果、アイ４ｓｅを通過する能動たて糸６ａは、定置受動たて糸６ｐと静止 状態の水平ヘルドワイヤ３とに対し移動する。静止状態の水平ヘルドワイヤ３の アイ４ｎｅを通過する能動たて糸６ａのいくつかは移動しないので、配置されて いる能動たて糸６の能動たて糸６ａ/受動たて糸６ｐ間、能動たて糸６ａ/能動た て糸６ａ間のすべての上方横列方向杼口が形成される。同じように、下方横列方 向杼口は、垂直ヘルドワイヤ３が、レベル位置から下方へ移動することにより形 成できる。 形成された縦列方向および横列方向の杼口内へのよこ糸の投入により、縦列と 横列それぞれの能動たて糸６ａ-能動たて糸６ａ、能動たて糸６ａ-受動たて糸６ ｐの交錯が、個々に実現される。図６に示すように、２組のよこ糸７、８が、そ れぞれたて糸６の縦横列と交錯される。 シャットル、レピア等の用具を用いて単糸またはヘアピン状屈曲糸の形式で、 所定のよこ糸組７を、例えば縦列方向へ挿入するのに続いて、織り端部（fabric -fell）のところに配置されたよこ糸の適切な位置決めを行うことができる。対 応する方向の杼口は閉じられ、よこ糸システムはそのレベル位置へ戻され、出来 上がった織物は巻取られる。同じように、同じ方向（すなわち縦列方向）の次の 新たな杼口が形成され、戻り方向でよこ糸の挿入が可能になる。続いて、横列方 向での開口と対応よこ糸８の挿入とが、前述のとおりに行われる。推定できるよ うに、前述のこれらの２方向での作業順序が、製織工程の一周期をなしている。 前記作業順序に対応して得られのが、図６に示した３次元平織物である。見られ るように、３次元織物は、多層たて糸６と２組の直角方向のよこ糸７、８が交錯 したものである。分かりやすくするために、図６には最前部のよこ糸のみが示し てある。図７には、製造可能な織物の２種類の変化形が示してある。図７（ａ） は、「前後左右」（to and fro）方向での連続的なよこ糸７、８の投入を示し、 図７（ｂ）は、「前後左右」方向での交互のよこ糸投入を示している。推定でき るように、これらの双方の織物組織は、網状組織様の構造物であり、開口順序の 簡単な変更によって製造できる。 注意すべき点は、重複配置に含まれないアイ４ｎｅは、長軸と短軸とで規定さ れるのではない別の形状、例えば円形であってもよい点である。更に、必要とあ れば、付加的なヘルドワイヤ組を用いて、該組を構成するヘルドワイヤ３が、円 形の穴またはアイを有するようにするか、または長短軸により規定される形状の 穴またはアイを有するようにして、穴の長軸がヘルドワイヤの長さ方向と平行に 配向されるようにすることができる。このヘルドワイヤ組の目的は、既述の開口 方法を補助し、それによりよこ糸投入の妨害要因を除去することで明確な杼口を 形成することである。 ２方向開口方法のこれまでの説明から、当業者には次の点が明らかになろう。 ａ）織物全横断面にわたり網状組織様の集結性が得られる。 ｂ）すべての縦列方向（または横列方向）の杼口が、生産効率を高めるために 、 同時形成され、縦列方向（または横列方向）のたて糸層が順次に１層づつ開口さ れるわけではない。 ｃ）１組の多数のよこ糸が、シャットル、レピア等の部品を用いて同時に杼投 げされ、よこ糸のそれぞれは、単糸として、またはヘアピン状屈曲糸として挿入 できる。 ｄ）図７に見られるように、織物構造物内に形成される軸方向の中空ポケット の寸法は、平行および先細等の適当な形式で多層たて糸を配置することで大小を 調節できる。 ｅ）必要とあれば、織物長さ方向で中空ポケット内に「スタッファ」として非 交錯たて糸を内包させることもできる。また、織物横断面を横切る２つの対角方 向に加えて、織物の幅および厚さ方向にも、非交錯糸を配置することができる。 ｆ）方形または長方形横断面の管状織物、およびＬ、Ｔ、Ｃ等々の中実横断面 輪郭の織物も、製造されるべき横断面輪郭に応じて多層たて糸を配置し、かつ適 宜な不連続形式で開口と、例えば２方向の各方向に１組以上の杼投げ装置での杼 投げとを行うことで直接に製造できる。 ｇ）種々のあや織り、サテン等の異なる織パターンが、適宜に通糸されたヘル ドワイヤを独立的に、かつ選択的に往復動させることによって製造できる。 ｈ）適宜に通糸されたヘルドワイヤを独立的に、かつ選択的に往復動させるこ とによって能動たて糸のみを含む杼口形成が可能である。 ｉ）所定ヘルドワイヤの移動は、他の関連ヘルドワイヤの特定のアイの長さと 、２つの所定隣接ヘルドワイヤ間のギャップとによっても制御される。 ２組の直角のよこ糸と７、８と多層たて糸６とを含む交錯３次元織物を製造す る基本作業原理を説明し、既述のようにして得られる織物構造物の特定の態様に 注意を喚起した後、有用な織物組織１２ｕの一例を説明することにする。 既述の方法によって製造された織物は、大きなポケットが生じた場合には、構 造的に不安定になり、したがって、そのような織物は、構造物をまとめて維持可 能な化学配合剤、熱溶接等によってたて糸を保持し得る場合にのみ、複合材料に 使用できる。適当な化学配合剤や熱溶接等を用いることなしには、この種の織物 は、製織機械から取出された場合、形が崩れやすく、したがって、この種の織物 の有用性が特定の技術的用途に限定されることになる。このため、安定的で、複 合材料、フィルタ等の用途に使用可能な織物を得るために、既述の開口方法およ び開口装置を、図８に示したような僅かな変更を加えることができる。図８から 推定可能なように、必要な唯一の変更は、２組の重複ヘルドワイヤ３の「コーナ ー」に必要な空所１０を設けることで、既述の軸方向たて糸６の横列と縦列との 間に付加的な軸方向たて糸６ｐｓを組込むことである。この空所１０のため、２ 方向開口装置は、開口作業時には、これらの付加的軸方向たて糸６ｐｓなしで、 既述のように作業でき、この結果、該たて糸６ｐｓは、よこ糸７、８と交錯され ることなしに織物の長さ方向に組込むことができる。付加的「スタッファ」たて 糸のこのような組込みにより、前述のポケット１１は、これらのたて糸で充填さ れ、織物には、製織機械から取出されても形が崩れることのない安定性が得られ る。更に、非交錯の、したがってクリンプのない「スタッファ」たて糸を含むこ とで、織物には機械的強度が与えられる。こうすることで、織物のほつれや構造 の崩れの危険なしに、どのような所望の形状の適当なプレフォームまたはフィル タ材料等を裁断して得ることができる３次元織物の製造目的も達せられる。本発 明の織物ブロックを構成する重要な別の段階、すなわち多方向に配向された非交 錯糸を付加的に組込む段階に関し、以下で図９について説明する。以下で説明す るヘルドワイヤの運動は、織り端部(fabric-fell)の方向に開口装置後部から見 たものである。 多層たて糸の横列および縦列の方向の杼口は、既述のようにヘルドフレームの 往復動によって形成できる。まず始めに、軸方向多層たて糸６が、開口操作を受 け、上方横列方向杼口を形成する。図９ａに示すように、これらの上方横列方向 杼口のそれぞれ内へ、水平方向の対応よこ糸７ａが投入され、該よこ糸が横列の 軸方向対応たて糸６と交錯される。次いで、杼口が閉じられる。次ぎに、垂直方 向の１組の非交錯糸９ａが、交錯することなしに多層たて糸６の２つの各隣接縦 列間に組込まれる。多層たて糸の横列６が、次の作業周期の開口操作を受け、下 方の横列方向杼口を形成し、水平方向のよこ糸組７ｂが挿入される。この段階で の製造された織物の組織は図９ａに示されている。この段階で、垂直方向の非交 錯糸組９ａが、２本の挿入よこ糸７ａ、７ｂ間に保持され、織物厚さ方向に配向 されることになる。次ぎに、対角方向の非交錯糸組９ｂが、図９ｂに示すように 、たて糸６、６ｐｓを含む多層たて糸と交錯することなしに対角方向に組込まれ る。この段階に続いて、多層たて糸６内に右側縦列方向の杼口が形成され、これ らの杼口のそれぞれへ、垂直方向の対応よこ糸組８ａが投入され、図９ｃに示す ように、軸方向たて糸６と交錯される。杼口は、その後で閉じられる。対角方向 の糸組９ｂは、投入された２本のよこ糸７ｂ，８ａ間に保持される。次ぎに、水 平方向の１組の非交錯糸９ｃが、たて糸６、６ｐｓを含む隣接する２横列の各多 層たて糸間に、図９ｄに見られるように、交錯することなしに組込まれる。次ぎ に、多層たて糸６の組は、次の周期の左側縦列方向の開口操作を受け、垂直方向 のよこ糸組８ｂが投入される。これにより、水平方向の非交錯糸組９ｃが、垂直 方向のよこ糸８ａ，８ｂ間に保持されることになる。この段階での、製造された 織物組織は図９ｅに示されている。次ぎに、対角方向の非交錯糸組９ｄが、図９ ｆに示すように、たて糸６、６ｐｓを含む多層たて糸との交錯なしに対角方向へ 組込まれる。これにより、対角方向の非交錯糸組９ｄは、垂直方向の交錯よこ糸 組８ｂと次の作業週期の水平方向の交錯よこ糸組７ａとの間に保持されることに なる。以上に述べた操作順序が、製織工程で必要になる補足作業、例えば、製織 工程の所与の周期の適宜の時点に行われる織り端部（fabric-fell）での投入糸 の位置決め、巻取り速度に応じた完成織物の送り、たて糸の巻出し等々と一緒に 、周期的に反復され、それによつて、図９ｆに示す有用な織物組織１２ｕが製造 される。 図６から推定されるように、対角方向の２組のよこ糸の、多層たて糸との交錯 は、織物の全横断面にわたって行われ、網状組織様の構造物が造出される。織物 は、したがって極めて高い集結度を得ることになる。図９ｆに示した織物組織は 、同じ種類の交錯形式を有し、付加的に、織物長さ方向に加えて、垂直方向、水 平方向、２つの対角方向の多方向に配向された非交錯糸を組込むことによって改 善された特徴を有している。図９ｆに示した織物組織は、２つの対角方向のよこ 糸組７、８と、多層たて糸６とによる交錯により、横断面全体にわたり極めて高 度の網状組織様の集結性を有しているので、裁断してもほつれることがない。こ れは、従来式の２次元織物が裁断時にほつれることがないのと同じである。また 、多方向に配向された非交錯糸を組込むことで、織物の機械的性能が改善される 。 なぜなら、これらの非交錯糸はクリンプされないため、得られた織物は比較的高 い織物体積分率を有するからである。したがって、この織物組織は、種々の用途 、例えば複合材料、フィルタ等の製造に好適である。なぜなら、製造されたこの 織物ブロックからは、どのような所望の形状の適当な織物品目も裁断して得るこ とができ、しかもほつれる危険がないからである。 更に、この方法は、方形または長方形横断面を有する織物１２、１２ｕのブロ ックの製造に限定されるものではない。方形または長方形の管状横断面を含む所 望の横断面形状に応じて多層たて糸を配置し、次いで既述の適宜の不連続な一連 の作業を行うことで、対応横断面形状の網状組織様織物組織１２、１２ｕが製造 できる。製造を要する横断面形状の複雑さに応じて、２方向（すなわち横列方向 と縦列方向）の各方向に対し１組以上のよこ糸挿入装置を使用できる。別々の組 のよこ糸挿入装置を所定方向へ同時的にまたは不連続的に操作することで、製造 中の横断面に要するよこ糸挿入が実施される。この織物製造方法は、したがって 、特定横断面輪郭の製造に限定されるものではない。更に網状組織様の交錯なの で、織物の集結度を得るために織物の外表面に何らかの別個の結合作業を行う必 要がない。結合作業のこの省略は、織物製造を簡単化し迅速化する上で明らかに 有利である。更に、網状組織様３次元交錯織物ブロックおよび別の横断面輪郭を 造るこの方法により、特定横断面を製造する方法を開発する必要がなくなる。な ぜなら、この方法により得られる網状組織様織物ブロックから、プレフォーム、 フィルタ等のどのような所望形状の材料をも、容易に裁断して得ることができ、 ほつれる危険がないからである。 更に、ヘルドワイヤ３と、相応に通糸されたヘルドアイ４ｎｅおよび／または ４ｓｅを適宜に制御することで、配置された多層たて糸６の外部に延びるたて糸 のみを含むように開口することにより、別の有用な織物を製造することが可能で ある。図１０ａについていえば、頂部と底部の織表面は次のようにして製造でき る。すなわち、垂直のヘルド１を往復動させることで、能動たて糸６ａを移動さ せ、受動たて糸６ｐと、既述のように横列内で移動しない別の能動たて糸６ａと の間に、横列方向杼口を形成し、よこ糸７を、前記外側の頂部と底部の横列状杼 口内へ挿入するのである。同じように、左側と右側の織表面は次のように製造す ることができる。すなわち、水平方向のヘルド２を往復動させて、能動たて糸６ ａを移動させ、受動たて糸６ｐと、既述のように縦列内で移動しない別の能動た て糸６ａとの間に、縦列方向の杼口を形成し、これら外側の左右の縦列方向杼口 内へよこ糸８を挿入するのである。したがって、この作業によって、交錯された 外表面が図１０ａに示す様に、織物１２ｅの、内部の非交錯多層たて糸６ｎ用の 織カバーとして機能する交錯外表面が製造される。 更に、適当に配置された多層たて糸を交錯させることによって、図１０ｂに示 したコア形式またはサンドイッチ形式の織物１２ｓを製造できる。この場合もま た、ヘルドワイヤ３、相応に通糸されたヘルドアイ４ｎｅおよび／または４ｓｅ を適宜に制御することで、横列方法と縦列方法の杼口が、既述のように形成され る。形成された横列方向と縦列方向の杼口それぞれへのよこ糸７、８の挿入によ り、図１０ｂに示したような、一般にサンドイッチ状またはコア状の織物構造物 と呼ばれる交錯織物構造物１２ｓが得られる。 更に、既述の開口装置を用いて、２次元の多重織物シートの製造も可能である 。これらの多重シートは、既述のように多層たて糸を配置し、垂直方向のヘルド フレーム１または水平方向のヘルドフレーム２を往復動させることで、対応して 横列方向または縦列方向の杼口を形成し、形成した所定方向杼口内へ相応によこ 糸７、８を挿入することで製造できる。したがって、２次元の多重織物シートは 、横列方向杼口を形成し、相応する杼投げを行うことで水平形式に製造されよう 。同じように、縦列方向の杼口を形成し、相応する杼投げを行うことで、２次元 の多重織物シートが、図２に示した開口装置の構成に関連して垂直形式で製造さ れよう。 言うまでもないが、既述のすべての織物製造方法の場合、製織工程の他の補足 的な作業、例えばおさ打ち、巻取り等は、製織周期の適宜な時点に行われ、要求 仕様を有する満足のゆく織物が製造される。 当業者には、本発明の種々の細部を本発明の精神を逸脱することなしに、変更 または修正可能であることが明らかだろう。したがって、以上の説明は、本発明 の基本着想を説明する目的のものであって、後述の請求の範囲を制限するもので はない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年３月２４日（１９９９．３．２４） 【補正内容】 請求の範囲 １．３次元織物において、 １組の多層たて糸（６）が、織物横断面輪郭に応じて組込まれ、かつ垂直方向 と水平方向の織物部分を形成し、これにより少なくとも１個のポケット（１１） が４本の隣接して延びるたて糸ストリング（６ａ／６ｐ）によって画設され、こ れらたて糸ストリングが２組の互いに直角のよこ糸（７，８）と交錯しており、 更に、画設されたポケット（１１）の少なくとも１つ内にスタッファ用の非交錯 たて糸ストリング（６ａ／６ｐ）が組込まれていることを特徴とする、３次元織 物。 ２． 請求項１に記載された３次元織物において、非交錯糸（９ａ〜９ｄ）が 、織物厚方向と、織物幅方向と、織物の軸方向断面の２つの対角方向の１つとに より規定される方向のうちの少なくとも１方向に組込まれることを特徴とする、 ３次元織物。 ３． 請求項１に記載された３次元織物において、該織物が、方形または長方 形の横断面を有する管状織物（１２ｅ）であることを特徴とする、３次元織物。 ４． 請求項３に記載された３次元織物において、管状織物（１２ｅ）の交錯 外表面が内部に配置された非交錯糸（６ｎ）をカバーすることを特徴とする、３ 次元織物。 ５． 請求項３または請求項４に記載された３次元織物において、該織物がコ ア形式またはサンドイッチ形式（１２ｓ）であることを特徴とする、３次元織物 。 ６． 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された３次元織物にお いて、炭素繊維、合成繊維、海から得られる繊維を含めた天然繊維、無機繊維、 ガラス繊維、金属繊維から選択された１つ以上の繊維材料を含むことを特徴とす る、３次元織物。 ７． 請求項６に記載された３次元織物において、前記織物が繊維材料と非繊 維材料との組合わせとを含むことを特徴とする、３次元織物。 ８． 請求項６または請求項７に記載された３次元織物において、ストリング 材料のすべてまたはいずれかが、化学配合剤を含浸されていることを特徴とする 、 ３次元織物。 ９． 織物、特に３次元織物を製造する装置であって、製造される織物の横断 面輪郭に応じて配置された多層たて糸内に横列方向および縦列方向の杼口を形成 するために、互いに直角の２方向に開口する作業を含む製織方法により製造が行 われ、前記杼口が、１つ以上の下記の特徴を有するフラットヘルドワイヤ（３） を含む開口装置を使用することで形成され、前記ヘルドワイヤが、 ａ）長軸と短軸とにより規定される１個以上の穴（４ｎｅ）を有し、該穴の長 軸がフラットヘルドワイヤ（３）の長さ方向に対して直角方向に配向され、かつ 、これらの穴（４ｎｅ）が、製造される織物の横断面輪郭に応じてたて糸（６ａ ）のストリングを引通すために規則的な間隔をおいて逐次配置されており ｂ）フラットヘルドワイヤ（３）が、杼口の形成を補助するため、長軸と短軸 とにより規定された所定の２つの穴の間に円形横断面により画設された付加的な 穴を有し、これらの穴に、製造される織物の横断面輪郭に応じてたて糸（６ａ） のストリングが引通され、 ｃ）フラットヘルドワイヤ（３）が、２個の隣接する穴（４ｎｅ）の間に付加 的なカットアウト空間部（１０）を有し、これらのカットアウト空間部（１０） が、フラットヘルドワイヤ（３）両側に設けられ、製造を要する織物の横断面輪 郭に応じて付加的なたて糸（６ｐｓ）を受容するようにされ、しかもこれらの受 容されたたて糸ストリング（６ｐｓ）は、杼口形成のさい、フラットヘルドワイ ヤ（３）により移動させられることがないようになっており、 ｄ）フラットヘルドワイヤ（３）を有する開口装置が一連の穴を有し、これら の穴が、円形横断面か、長・短軸か、またはこれらの双方により画定され、かつ また前記穴の長軸が、杼口形成の補助のため、製造を要する織物の横断面輪郭に 応じてたて糸（６ａ）のストリングを引通すようにヘルドワイヤの長さ方向と平 行に配向されていることを特徴とする、３次元織物の製造装置。 １０． 請求項９に記載された製造装置において、２方向開口装置が、穴付き フラットヘルドワイヤの２組のヘルド組立体（１，２）を含み、しかも各組立体 のフラットヘルドワイヤ（３）が間隔をおいて設けられ、２組のヘルド組立体（ １，２）が、 ａ）平行な平面内に、 ｂ）相互に直角の構成で、 ｃ）たて糸のストリングを引通すため、互いに直角に重複して存在する穴（４ ｓｅ）の間に開口が設けられるように、 ｄ）たて糸のストリング（６ｐ）を引通すため、互いに直角に間隔をおいて配 置されたフラットヘルドワイヤの間に開口（５）が設けられるように配置されて いる、製造装置。 １１． 請求項９に記載された製造装置であって、２方向開口装置が備えられ 、各組の穴付きフラットヘルドワイヤ（３）が、それぞれの平面内で、 ａ）全体として集合的に、または ｂ）選択的にグループで、または ｃ）個別的に、または ｄ）前記ｂ）とｃ）との組合わせで、直線的に往復動し得ることを特徴とする 、製造装置。 １２． 請求項９から請求項１１までのいずれか１項に記載された製造装置に おいて、２方向開口装置が備えられ、各組の穴付きフラットヘルドワイヤ（３） が、各平面内で、 ａ）同時に等方向に、または ｂ）同時に反対方向に、または ｃ）不連続的に、直線的な往復動を行い得ることを特徴とする、製造装置。 １３． 請求項９から請求項１２までのいずれか１項に記載された製造装置に おいて、２方向開口装置が、織物の製造に使用可能であり、該織物には、多層た て糸の外側たて糸が交錯用にのみ含まれており、この外側の交錯組立体が、内部 にある要素の織カバーとして機能することを特徴とする、製造装置。 １４． 請求項９から請求項１２までのいずれか１項に記載された製造装置に ２方向開日装置が、織物の製造に使用でき、しかも多層たて糸の適宜に配置され たたて糸が交錯され、その結果、「サンドイッチ」構造または「コア」構造が得 られることを特徴とする、製造装置。 １５． 請求項９から請求項12までのいずれか１項に記載された製造装置に おいて、複数の多重２次元織物シートの同時的な製造に使用可能であることを特 徴とする、製造装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ３次元織物において、 織物横断面に応じて存在し、かつ織物に集結性を与えるために２組のよこ糸ス トリングを交錯させることで相互結合された１組の多層たて糸ストリングの組織 を有し、前記織物が、付加的に多方向に、すなわちａ）織物幅方向、ｂ）織物厚 方向、ｃ）織物横断面に対し一方または双方の対角方向、ｄ）前記方向のいずれ かの組合わせ方向に配向された非交錯ストリングを組込まれ、これによって織物 の機械的性能が改善され、この織物が、複合材料を含むが複合材料に限定されな い技術分野の用途に全体または部分として使用可能であり、かつ中実または管状 の形状を有し、何らかの横断面形状を備え、所望形状に裁断された場合に、その 構造を維持することが可能であることを特徴とする、３次元織物。 ２． 請求項１に記載された３次元織物において、 ａ）炭素繊維、合成繊維、海から得られる繊維を含めた天然繊維、無機繊維、 ガラス繊維、金属繊維から選択された１つ以上の繊維材料と、 ｂ）何らかの非繊維材料と請求項２ａ）に挙げたいずれかの繊維材料との組合 わせと、 ｃ）化学的な配合物を含浸させた、請求項２ａに挙げたストリング材料のすべ てまたはいずれかを含んでいる、３次元織物。 ３． 請求項１に記載された３次元織物であって、該織物が、互いに直角の２ 方向の開口作業を行う製織方法により製造され、織物の横断面輪郭に応じて配置 された多層たて糸内に横列方向および縦列方向の杼口が、１つ以上の下記の特徴 を有するフラットヘルドワイヤを含む開口装置を使用することで形成される形式 のものにおいて、前記ヘルドワイヤが、 ａ）長軸と短軸とにより規定された１個以上の穴を有し、該穴の長軸がフラッ トヘルドワイヤの長さ方向に対して直角方向に配向され、これらの穴が、製造さ れる織物の横断面輪郭に応じたたて糸ストリングを引通すために規則的な間隔を おいて逐次配置されており、 ｂ）請求項３ａに記載されたフラットヘルドワイヤが、杼口の形成を補助する ため、長軸と短軸とにより規定される所与の２つの穴の間に円形横断面により画 定される付加的な穴を有し、これらの穴に、製造されるべき織物の横断面輪郭に 応じてたて糸ストリングが引通され、 ｃ）請求項３ａに記載のフラットヘルドワイヤが、２個の隣接する穴の間に付 加的なカットアウト部を有し、このカットアウト部がフラットヘルドワイヤ両側 に設けられるようにされて、製造される織物の横断面輪郭に応じてたて糸が受容 されることで、これら受容されたたて糸ストリングが、杼口形成目的でフラット ヘルドワイヤにより移動せしめられることがなく、 ｄ）フラットヘルドワイヤを有する開口装置が一連の穴を有し、これらの穴が 、円形横断面か、長・短軸か、またはこれらの双方により画定され、かつ前記穴 の長軸が、杼口の形成を補助するために、製造される織物の横断面輪郭に応じて たて糸ストリングを引通すために、ヘルドワイヤの長さ方向と平行に配向されて いることを特徴とする、３次元織物。 ４． 請求項３に記載された２方向開口装置において、２組の穴付きフラット ヘルドワイヤ組立体を含み、しかも各組立体のフラットヘルドワイヤが間隔を置 いて設けられ、２組のヘルド組立体が、 ａ）平行な平面内に、 ｂ）相互に直角の構成で、 ｃ）たて糸のストリングを引通すため、互いに直角に重複する穴の間に開口が 設けられるように、 ｄ）たて糸のストリングを引通すため、互いに直角に間隔をおいて配置された フラットヘルドワイヤの間に開口が設けられるように配置されている、２方向開 口装置。 ５． 請求項３または請求項４に記載された２方向開口装置であって、各組の 穴付きフラットヘルドワイヤが、それぞれの平面内で、 ａ）１組全体として、 ｂ）選択グループとして、 ｃ）個々に、 ｄ）請求項５ｂ）と５ｃ）との組合わせ、のいずれかで、直線的に往復動し得 る、２方向開口装置。 ６． 請求項３、請求項４、請求項５ｂ、請求項５ｃのいずれか１項に記載さ れた２方向開口装置において、各組の穴付きフラットヘルドワイヤが、各平面内 で、 ａ）同時に等方向に、または ｂ）同時に反対方向に、または ｃ）不連続的に、直線的な往復動を行い得る、２方向開口装置。 ７． 請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載された開口装置におい て、該開口装置が、請求項１と２にしたがって織物の製造に使用可能であり、し かも多層たて糸の外側たて糸が交錯用にのみ含まれており、この外側の交錯組立 体が、内部にある要素の織カバーとして機能する、開口装置。 ８． 請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載された開口装置におい て、請求項１および２の記載にしたがって織物の製造に使用でき、しかも多層た て糸の適宜に配置されたたて糸が交錯され、その結果、「サンドイッチ」構造ま たは「コア」構造が得られる、開口装置。 ９． 請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載された開口装置におい て、請求項２の記載にしたがって多重２次元織物シートの製造に使用可能である 、開口装置。