JP5607062B2

JP5607062B2 - ３ｄ製織による厚さを変更可能な繊維構造体の製造

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Publication number: JP5607062B2
Application number: JP2011538023A
Authority: JP
Inventors: クープ、ドミニク; ブイヨン、エリック; ダンブラン、ブルノ
Original assignee: Herakles SA
Current assignee: Safran Ceramics SA
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: EP2350363B1; JP2012510569A; CA2744963C; US8505588B2; RU2011124293A; BRPI0922076B1; US20110277869A1; FR2939153A1; BRPI0922076A2; CA2744963A1; WO2010061101A1; FR2939153B1; RU2523251C2; CN102227525B; EP2350363A1; CN102227525A

Description

本発明は、３次元（３Ｄ）製織による厚さを変更可能な繊維構造体を形成することに関する。

用語「３Ｄ」製織は、複数の横糸の複数の層及び複数の縦糸の複数の層を使用しており、異なる層の横糸を互いに接続している縦糸を含む多層（multilayer）製織を意味するようにしてここに使用される。さまざまなタイプの３Ｄ織りが使用されることができ、例えば、インターロック織り、マルチサテン（multi-satin）織り、マルチ平織り（multi-plain）又はマルチあや織り（multi-twill）が使用されることができる。特に、文献ＷＯ２００６／１３６７５５が参照されることができ、この内容は、参照としてここに組み込まれる。

本発明の適用分野は、複合材料でできた部品を形成するために３Ｄ織り構造を形成することであり、この３Ｄ織り構造から繊維プリフォームを得ることが可能である。

複合材料の部品を形成するための通常のプロセスは、その部品の繊維強化材を構成することになっており、その部品の形状に近い形状を有する繊維プリフォームを形成すること、そして、マトリックスを用いて繊維プリフォームの密度を高めることを含む。マトリックスは、樹脂であるか、いわゆる熱構造（thermostructural）複合材料中にあることができ、この熱構造複合材料は、炭素又はセラミックのような耐火材であることができる。

周知のやり方では、樹脂マトリックスは、レジンインジェクション成形（ＲＴＭ）によって得られることができ、一方、炭素又はセラミックマトリックスは、液体技術（炭素又はセラミックの前駆物質樹脂で含浸させて、熱分解によって前駆物質を変質させる）、又はガス技術（化学気相浸透（ＣＶＩ））を使用して得られることができる。

複合材料の部品のための繊維プリフォームを構成するように意図された繊維構造体を形成するための既知のさまざまな技術の中で、ことによると成形後、３Ｄ製織は、単一の動作で、よい結合を示す厚い多層繊維構造体を得ることを可能にするという点で効果的である。

それでも、形成されることになっているプリフォームが、通常の３Ｄ製織で直接得るのが特に難しいか不可能でさえある形状を有するとき、特に、縦方向及び横方向に垂直な方向の厚さの大きな変化を示す必要があるとき、困難が生じる。

１つの解決策は、プリフォームの最大の厚さを示す３Ｄ織り繊維構造体を形成することと、前記繊維構造体からプリフォームを切り出すことによってプリフォームを得ることとにある。それでも、含まれる廃品材料の量に加えて、このような解決策は、糸を切断する必要があるという欠点を示し、これにより、プリフォームの機械的強度を減少させる危険性がある。

他の解決策は、圧縮によって３Ｄ繊維構造体を成形するときに厚さを薄くさせる能力を減少させるように、横糸又は縦糸のサイズ（従って、断面積）と構造との少なくとも一方を局所的に増加させることにある。それでも、その解決策の効果は、限定的でありうる。特に、糸のサイズは、製織が非常に困難又は不可能でさえある限界を超えて増加されることができない。

本発明は、上述の欠点を示さない、厚さを変更可能な３Ｄ繊維構造体を形成する方法を提案する。

本発明の第１の実施では、この目的は、多層３次元製織で繊維構造体を形成する方法によって達成される。前記繊維構造体は、縦方向及び横方向に垂直な方向に厚さを有し、前記厚さは、前記縦方向に沿って前記繊維構造体の全ての点で織られる同数の縦糸を保ちながら、前記縦方向に沿って変化し、
この方法の第１の態様では、繊維テクスチャの第１の部分から前記繊維テクスチャの第２の部分への前記縦方向への移行中、前記第１の部分の厚さよりも厚い厚さを有し、前記第１の部分の少なくとも２つの異なる縦平面から選ばれた縦糸で、前記第２の部分の少なくとも１つの縦平面を構成することによって、縦平面の数が、減少され、縦糸の層数が、縦糸の数を変化させることなく増加される。

同様のやり方で、この第１の実施の第２の態様では、繊維テクスチャの第２の部分から前記繊維テクスチャの第１の部分への前記縦方向への移行中、前記第２の部分の厚さよりも薄い厚さを有し、前記第１の部分の異なる縦平面間で前記第２の部分の少なくとも１つの縦平面の縦糸を共有することによって、縦平面の数が、増加され、縦糸の層数が、縦糸の数を変化させることなく減少される。

従って、本発明は、完全に、又は部分的に縦平面を互いにグループ化することによって、もしくは、完全に、又は部分的に縦平面を分け合うことによって、それの全長に沿って全て織られる縦糸の数を変化させることなく、縦糸の層を追加する又はなくすことによって、厚さを増減させることが可能である。そして、比較的厚い第２の部分では、横糸を加えるのに十分である。

効果的には、縦平面の数を変更した結果として、前記繊維構造体の密度に対する影響を減ずるために、第２の部分を織るとき、第１の部分の製織のために使用される横糸のサイズと構造との少なくとも一方よりも大きいサイズと構造との少なくとも一方を示す少なくともいくつかを含む横糸を使用することが可能である。そして、繊維構造体の前記２つの部分の間の移行を果すことが可能であり、また、横糸の全体のサイズを、連続している横平面で漸進的に変化させる。

一実施では、前記第２の部分の縦平面は、前記第１の部分の２つの隣接している縦平面の全ての縦糸を含む。

他の実施では、前記第２の部分の２つの隣接している縦平面は、前記第１の部分の３つの隣接している縦平面の縦糸を含む。

本発明は、さらに、前記縦方向の変化に関して上で述べられたのと同様のやり方で横方向の厚さの変化を扱うことを可能にする。

従って、本発明の他の実施では、多層３次元製織で繊維構造体を形成する方法が提供される。前記繊維構造体は、縦方向及び横方向に垂直な方向に厚さを有し、前記厚さは、前記横方向に沿って前記繊維構造体の全ての点で織られる同数の横糸を保ちながら、前記横方向に沿って変化し、
この方法の第１の態様では、繊維テクスチャの第１の部分から前記繊維テクスチャの第２の部分への前記横方向への移行中、前記第１の部分の厚さよりも厚い厚さを有し、前記第１の部分の少なくとも２つの異なる横平面から選ばれた横糸で、前記第２の部分の少なくとも１つの横平面を構成することによって、横平面の数が、減少され、横糸の層数が、横糸の数を変化させることなく増加される。

同様のやり方で、この第２の実施の第２の態様では、繊維テクスチャの第２の部分から前記繊維テクスチャの第１の部分への前記横方向への移行中、前記第２の部分の厚さよりも薄い厚さを有し、前記第１の部分の異なる横平面間で前記第２の部分の少なくとも１つの横平面の横糸を共有することによって、横平面の数が、増加され、横糸の層数が、横糸の数を変化させることなく減少される。

どちらの態様でも、第２の部分の製織のために、複数の縦糸が使用されることができ、前記複数の縦糸のうちの少なくともいくつかのサイズと構造との少なくとも一方が、前記第１の部分の製織のために使用される縦糸のサイズと構造との少なくとも一方よりも大きい。そして、縦糸の全体のサイズを、連続している縦平面で漸進的に変化させることによって、繊維構造体の前記２つの部分間の移行を果すことが可能である。

一実施では、前記第２の部分の横平面は、前記第１の部分の２つの隣接している横平面の全ての横糸を含む。

他の実施では、前記第２の部分の２つの隣接している横平面は、前記第１の部分の３つの隣接している横平面の横糸を含む。

本発明が、限定的でない表示によって与えられる以下の説明を読み取ることによって、及び添付図面を参照することによって、より理解されることができる。

図１は、本発明の方法によって形成されることができる種類の、厚さを変更可能な３Ｄ織り繊維構造体のかなり概略的な斜視図である。図２は、第１の実施において、図１と同様の繊維構造体の第１の部分の縦平面と、第１の部分の厚さよりも厚い厚さの繊維構造体の第２の部分の縦平面との対応を非常に概略的に示している。図３Ａは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第１の例での連続している平面を示している。図３Ｂは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第１の例での連続している平面を示している。図３Ｃは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第１の例での連続している平面を示している。図３Ｄは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第１の例での連続している平面を示している。図３Ｅは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第１の例での連続している平面を示している。図３Ｆは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第１の例での連続している平面を示している。図３Ｇは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第１の例での連続している平面を示している。図３Ｈは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第１の例での連続している平面を示している。図３Ｉは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第１の例での連続している平面を示している。図３Ｊは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第１の例での連続している平面を示している。図４Ａは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第２の例での連続している平面を示している。図４Ｂは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第２の例での連続している平面を示している。図４Ｃは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第２の例での連続している平面を示している。図４Ｄは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第２の例での連続している平面を示している。図４Ｅは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第２の例での連続している平面を示している。図４Ｆは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第２の例での連続している平面を示している。図４Ｇは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第２の例での連続している平面を示している。図４Ｈは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第２の例での連続している平面を示している。図４Ｉは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第２の例での連続している平面を示している。図４Ｊは、図２の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の第２の例での連続している平面を示している。図５は、第２の実施において、図１と同様の繊維構造体の第１の部分の縦平面と、第１の部分の厚さよりも厚い厚さの繊維構造体の第２の部分の縦平面との対応を非常に概略的に示している。図６Ａは、図５の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の一例の連続している平面を示している。図６Ｂは、図５の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の一例の連続している平面を示している。図６Ｃは、図５の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の一例の連続している平面を示している。図６Ｄは、図５の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の一例の連続している平面を示している。図６Ｅは、図５の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の一例の連続している平面を示している。図６Ｆは、図５の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の一例の連続している平面を示している。図６Ｇは、図５の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の一例の連続している平面を示している。図６Ｈは、図５の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の一例の連続している平面を示している。図６Ｉは、図５の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の一例の連続している平面を示している。図６Ｊは、図５の実施における繊維構造体の織り方（織物の組織）の一例の連続している平面を示している。図７は、繊維構造体の第１の部分と、比較的厚い厚さの第２の部分との間に形成される漸進的な移行を可能にする他の横糸の構成を示している。図８は、本発明の方法によって形成されるのに適した、厚さを変更可能な他の３Ｄ織り繊維構造体のかなり概略的な斜視図である。

図１は、本発明の方法を使用して３Ｄ製織で得られるのに適した繊維構造体１０を非常に概略的に示しており、ここでは、繊維構造体の外側エンベローブのみが示されている。

この繊維構造体１０は、縦方向Ｃに連続しているストリップの形態で織られている。縦方向Ｃ及び横方向Ｔに垂直な方向の繊維構造体の厚さは、変更可能である。従って、繊維構造体は、第１の厚さを備えた第１の部分１２と、前記第１の厚さよりも厚い第２の厚さを備えた第２の部分１４とを有する。

一例として、繊維構造体１０は、切り出される繊維ブランクの連続体を形成することができるので、成形された後、これら繊維ブランクが、部分１４に対応する比較的厚い基端部分（root portion）と、部分１２に対応する翼部分とを有するブレードのための繊維プリフォームを構成する。当然ながら、本発明は、その目的にかかわらず、変更可能な厚さを示す繊維構造体の３Ｄ製織に適用可能である。

図２は、縦平面の数を減少させ、これに対応して縦糸の層数を増加させることによって、第１の実施でどのようにして繊維構造体の第１の部分１２から第２の部分１４に至ることが可能であるかを示す概略的な図である。

図２の例では、部分１２の縦平面の数は２０に等しく、縦方向に互いに続く２つの同様の組の１０の平面Ｐ１〜Ｐ１０でできており、これら平面Ｐ１〜Ｐ１０の各々が、所定の横糸の層数を形成している横糸を互いに接続している同数の縦糸の層を有する。

部分１４の縦平面の数は１０に等しく、１組のＰ’１〜Ｐ’１０でできている。１０の平面Ｐ’１〜Ｐ’１０の各々は、部分１２の２つの連続している平面の縦糸の結合でできている。従って、平面Ｐ’１は、第１の組の平面Ｐ１〜Ｐ１０の平面Ｐ１及びＰ２の縦糸を結合することによって形成され、平面Ｐ’２は、第１の組の平面Ｐ１〜Ｐ１０の平面Ｐ３及びＰ４の縦糸を結合することによって形成され、このようにして平面Ｐ’１０まで続き、平面Ｐ’１０は、第２の組の平面Ｐ１〜Ｐ１０の平面Ｐ９及びＰ１０の縦糸を結合することによって形成される。結果として、縦平面の数が半分にされ、一方、縦糸の層数が２倍になる。そして、製織は、横糸の層数を増やすことを要求する。

図３Ａないし図３Ｊは、第１の例の織り方（織物の組織）における繊維構造体の部分１２と部分１４との間の移行ゾーンの連続している全ての縦平面を示している。破線は、部分１２の２つの平面と部分１４の１つの平面との間の縦糸の連続を示している。

平面Ｐ１〜Ｐ１０では、この例における縦糸の層数は４に等しく、また、横糸の層数は３に等しい（層Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）。織り方は、サテンタイプである。従って、平面Ｐ１では、２次元（２Ｄ）サテン製織は、外側の横糸の層Ｔ１及びＴ３で縦糸Ｃ１及びＣ４を使用して果され、サテンピッチは５に等しく（５つのうちの１つの横糸が、縦糸によって「掴まえられている」）、その一方、マルチサテン製織は、層Ｔ１及びＴ２の横糸を互いに接続している縦糸Ｃ２、及び層Ｔ２及びＴ３の横糸を互いに接続している縦糸Ｃ３によって果される。用語「マルチサテン」製織は、縦糸が、横糸の隣接している層の全てのｎの糸からの１つの糸で交互に横糸の層の全てのｎの糸からの１つの糸を「掴まえる」製織技術を意味している。ここで、ｎは、３以上の整数である。図示される例では、ｎは１０に等しいので、５（１０÷２）に等しい平均サテンピッチを与える。同様のやり方で、平面Ｐ２では、２Ｄサテン製織は、外層Ｔ１及びＴ３の縦糸Ｃ５及びＣ８で果され、また、マルチサテン製織は、外層Ｔ１及びＴ３で縦糸Ｃ５及びＣ８で果され、また、マルチサテン製織は、層Ｔ１及びＴ２の横糸と一緒に接続している横糸Ｃ６と、層Ｔ２及びＴ３の横糸と一緒に接続している縦糸Ｃ７とによって果される。

平面Ｐ’１〜Ｐ’１０では、この例における縦糸の層数は８に等しく、また、横糸の層数は７に等しい（層Ｔ’１〜Ｔ’７）。織り方は、サテンタイプである。従って、平面Ｐ’１では（図３Ａ）、２Ｄサテン製織は、外側の横糸の層Ｔ’１及びＴ’７の縦糸Ｃ１及びＣ８で果され、その一方、マルチサテン製織は、層Ｔ’１及びＴ’２、Ｔ’２及びＴ’３、Ｔ’３及びＴ’４、Ｔ’４及びＴ’５、Ｔ’５及びＴ’６、並びにＴ’６及びＴ’７のそれぞれの横糸を互いに接続している縦糸Ｃ５、Ｃ２、Ｃ６、Ｃ３、Ｃ７及びＣ４によって果される。

外側の横糸の層の２Ｄサテン製織が、比較的滑らかな表面の外観を得るように機能することが気付かれるべきである。

図４Ａないし図４Ｊは、第２の例の織り方（織物の組織）を使用して、繊維構造体の部分１２と部分１４との間の移行ゾーンの連続している縦平面の全てを示している。

平面Ｐ１〜Ｐ１０は、図３Ａないし図３Ｊの例の平面Ｐ１〜Ｐ１０と同一であり、製織は、同じサテンタイプの織り方を使用して果される。

対照的に、平面Ｐ’１〜Ｐ’１０では、縦糸の層数はなおも８に等しいが、横糸の層数は９に等しい（層Ｔ’１〜Ｔ’９）。平面Ｐ’１において（図４Ａ）、横糸Ｔ’１〜Ｔ’９の外層では、織り方は、平織りタイプの織り方を使用して、縦糸Ｃ１及びＣ８で果されるが、その一方で、層Ｔ’１及びＴ’２、並びに層Ｔ’８及びＴ’９を互いに接続するように、隣接している横糸の層Ｔ’２、Ｔ’８の１０のうちの１つの横糸を「掴まえる」ように、縦糸Ｃ１、Ｃ８をオフセットしている。繊維テクスチャの残りの部分（remainder）では、マルチサテン製織は、層Ｔ’２及びＴ’３、Ｔ’３及びＴ’４、Ｔ’４及びＴ’５、Ｔ’５及びＴ’６、Ｔ’６及びＴ’７並びにＴ’７及びＴ’８のそれぞれの横糸を互いに接続している縦糸Ｃ５、Ｃ２、Ｃ６、Ｃ３、Ｃ７を使用して果される。マルチサテン製織の平均ピッチは、隣接している層の１０のうちの１つの糸と交互に横糸の層の１０のうちの１つの糸を「掴まえている」各縦糸に対して５に等しい。製織パターンは、以下の平面Ｐ’２〜Ｐ’１０においても同様である。

繊維構造体の外層のサテンタイプの製織と比較して、平織りタイプの織り方を用いた製織は、比較的厚い（１又は複数の）部分で、高密度化の目的のために、繊維構造体から形成されたプリフォームのコアへのより容易なアクセスを与える。さらに、外層の平織りタイプの織り方は、繊維構造体が操作されながら、及び、所望の形状のプリフォームを得るために変形されながら、縦方向及び横方向によりよい強度を与える。

図２、図３Ａないし図３Ｊ、図４Ａないし図４Ｊの実施では、厚さの増加は、縦平面の数を半分にすることによって（従って、縦糸の層数を２倍にすることによって）得られる。

特に、得られることになっている厚さの増加の幅の広さ（amplitude）に依存して、比較的薄い部分の縦平面の数と、（逆数である縦糸の層数間の比率に対して）１／２以外である比較的厚い部分の縦平面の数との間の比率を採用することが可能である。一般的に、Ｎの縦平面からはじめて、各々が、比較的薄い部分の縦糸のｋの層を有し（ここで、Ｎとｋとは整数である）、ｎの縦平面を形成することが可能であり、各々が、縦糸のＫの層を有し（ここで、ｎとＫとは整数である）、この結果、
Ｎ×ｋ＝ｎ×Ｋ
であり、Ｎ＞ｎである。

従って、図５は、繊維構造体１０の第１の部分１２の３つの縦平面からはじめて、縦糸の層数の５０％の増加で、比較的厚い２つの縦平面をどのように形成することが可能であるかを示している。

図５の例では、部分１２中の縦平面の数は３０に等しく、縦方向に互いに続く３つの同様の組の１０の平面Ｐ１〜Ｐ１０が形成され、平面Ｐ１〜Ｐ１０の各々が、所定の横糸の層数を形成するように、横糸と互いに接続している同数の縦糸の層を有する。

部分１４の縦平面の数は２０に等しく、２つの同様の組の１０の平面Ｐ”１〜Ｐ”１０が構成される。Ｐ”１〜Ｐ”１０の２つの連続している平面は、組のＰ１〜Ｐ１０の３つの連続している平面から来ている縦糸によって形成される。従って、平面Ｐ”１は、連続している平面Ｐ１、Ｐ２及びＰ３から来ている縦糸を結合することによって形成され、また、連続している平面Ｐ”２は、平面Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の残りの縦糸を結合させることによって形成され、以下同様である。

図６Ａないし図６Ｊは、図４Ａないし図４Ｊの例と同様の織り方（織物の組織）に対して図５の例に従う２つの部分１２と１４との間の移行ゾーンで連続している全ての縦平面の例を示している。

平面Ｐ１〜Ｐ１０は、４つの縦糸の層を備え、サテンタイプの織り方であり、図３Ａないし図３Ｊの例の平面Ｐ１〜Ｐ１０と同一である。

平面Ｐ”１〜Ｐ”１０では、縦糸の層数は６に等しく、また、横糸の層数は７に等しい（層Ｔ”１〜Ｔ“７）。

平面Ｐ”１において、横糸Ｔ”１及びＴ”７の外層では、製織は、平織りタイプの織り方を使用して（平面Ｐ１から来ている）縦糸Ｃ１及び（平面Ｐ２から来ている）Ｃ８で果されるが、層Ｔ”１及びＴ”２、並びに層Ｔ”６及びＴ”７を互いに接続するように、隣接している横糸の層Ｔ”２、Ｔ”６の１０のうちの１つの糸を「掴まえる」ように、縦糸Ｃ１、Ｃ８をオフセットする。平面Ｐ”１の残りの部分では、織り方は、層Ｔ”２及びＴ”３の横糸を互いに接続している（平面Ｐ３から来ている）縦糸Ｃ９と、層Ｔ”３及びＴ”４の横糸を互いに接続している（平面Ｐ２から来ている）縦糸Ｃ６と、層Ｔ”４及びＴ”５の横糸を互いに接続している（平面Ｐ１から来ている）縦糸Ｃ３と、層Ｔ”５及びＴ”６の横糸を互いに接続している（平面Ｐ１から来ている）縦糸Ｃ１１とを備え、５に等しい平均ピッチを有するマルチサテンタイプである。

平面Ｐ”１に隣接している平面Ｐ”２において、横糸Ｔ”１及びＴ”７の外層では、製織は、平面Ｐ”１の外層Ｔ”１及びＴ”７の外層で使用されるのと同様に、平織りタイプの織り方で、（平面Ｐ２から来ている）縦糸Ｃ５及び（平面Ｐ３から来ている）縦糸Ｃ１２を使用して果される。平面Ｐ”２の残りの部分では、織り方は、層Ｔ”２及びＴ”３の横糸を互いに接続している（平面Ｐ１から来ている）縦糸Ｃ２と、層Ｔ”３及びＴ”４の横糸を互いに接続している（平面Ｐ３から来ている）縦糸Ｃ１０と、層Ｔ”４及びＴ”５の横糸を互いに接続している（平面Ｐ２から来ている）縦糸Ｃ７と、層Ｔ”５及びＴ”６の横糸を互いに接続している（平面Ｐ１から来ている）縦糸Ｃ４とを備えた、平面Ｐ”１でのようなマルチサテンタイプである。

図６Ｂないし図６Ｊは、第１の組の平面Ｐ”１０〜Ｐ”１０の平面Ｐ”３〜Ｐ”１０に対して、及び第２の組の平面Ｐ”１〜Ｐ”１０の平面Ｐ”１〜Ｐ”１０に対して、縦糸の起源及びこれらの経路を示している。

定義によって、繊維構造体の各部分では、縦平面が、その部分の全ての横糸の層にわたって延びている１組の縦糸によって形成される。

便宜上の理由のために、図３Ａないし図３Ｊ、図４Ａないし図４Ｊ並びに図６Ａないし図６Ｊの左側部分では、例えば、図３Ａの平面Ｐ１、Ｐ２、図４Ａの平面Ｐ１、Ｐ２又は図６Ａの平面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のようなさまざまな縦平面が、たとえ、これらが横方向で一方が他方の後ろにあっても、他方の上に一方があるように示され、これら平面の各々は、横糸の同じ層の糸を掴まえる縦糸によって形成される（例えば、図３Ａでは、平面Ｐ１の縦糸Ｃ１〜Ｃ４は、層Ｔ１〜Ｔ３の横糸を掴まえ、また、平面Ｐ２の縦糸Ｃ５〜Ｃ８は、同じ層Ｔ１〜Ｔ３の横糸を掴まえる）。

当然ながら、５以外の平均ピッチを備えたマルチサテン織りのような他の多層織りが使用されることができ、横糸の外層に限定されないマルチ平織り、マルチあや織り及びインターロックタイプの織り方も使用されることができる。さらに、所定の織り方のために、さまざまな対応が、繊維構造体の第１の部分の縦平面の縦糸と、比較的厚い第２の部分の縦平面の縦糸との間に採用されることができる。

さらに、繊維構造体の比較的厚い部分１４から繊維構造体の比較的薄い部分１２への通過は、部分１２から部分１４へと通過するように説明されたのと逆のやり方で果される、すなわち、縦平面の数を増加させて、これに対応して縦平面の縦糸の数を減少させることによって果され、横糸の層数が減少される。第２の部分の縦平面の縦糸は、第１の部分の異なる縦平面間で共有される。

上で述べた製織技術は、繊維構造体が、縦方向に沿った全ての点で織られる同数の縦糸を保ちながら、縦方向に沿って変化する厚さをなすことを可能にし、横糸の層の数が、縦糸の層の数に合わせられるという点で、特に効果的である。これは、いかなる切断も果す必要なく、厚さを変更可能な繊維構造体を直接得ることを可能にする。当然ながら、繊維構造体に沿って縦方向に、異なる幅の広さによって厚さを変化させることが可能である。

比較的厚い部分１４の縦平面の数の減少は、比較的薄い部分１２の縦密度未満の部分１４中の縦密度を生じさせる。同じサイズ及び構造を有する横糸が部分１２及び１４で使用されたならば、部分１４の繊維構造体の平均密度は、部分１２の平均密度未満である。糸のサイズは、単位当たりのその重さに関して、形成される同様の基本的なフィラメントの長さ又は数で表現される。横糸構造は、縦方向で連続している横平面間の距離によって表される。

繊維構造体に沿った密度のこのような全体の変化を防ぐために、比較的薄い部分１２よりも大きいサイズの横糸と横糸構造との少なくとも一方を使用して比較的厚い部分１４で織ることが可能である。ここで、「比較的大きい」構造は、連続している横平面間の距離が減少している構造を意味している。

図７は、部分１２でよりも部分１４で大きなサイズの横糸を使用することを示しており、断面によって示される比較的大きなサイズは、比較的大きい。より明瞭にするために、（断面に）横糸のみが示される。図２の例でのように、縦平面の数が部分１２と１４との間で半分にされるので、部分１４で、部分１２で使用される糸の２倍のサイズの横糸を使用することが可能である。縦密度の変化に対して最良の補強（compensation）を得ることが望まれるならば、横糸のサイズの変化は、縦平面の数に関する変化の逆数である。それでも、部分的にのみ補強を選択することは可能である。

図７はまた、部分１２と１４との間の移行ゾーンの横糸のサイズの漸進的な変化を採用することが可能であることを示しており、この結果、連続している横平面の全体のサイズが漸進的に増加する。図示される例では、図３Ａないし図３Ｊの例に対応して、部分１２と１４との間の移行ゾーンでは、部分１４の第１の横平面は、部分１２の横糸ｔと同じサイズを有する横糸ｔ_１の７つの層でできている。第２の横平面は、糸ｔよりも大きなサイズの、例えば糸ｔ_１のサイズの２倍のサイズの３つの層の横糸ｔ_２でできており、横糸ｔ_１のこれら３つの層、２つの層の両側にある。部分１４中の続く横平面は、横糸ｔ_２によって形成される。糸ｔ_１とｔ_２とのサイズの間で中間のサイズを示す横糸を使用することによって、より漸進的な移行を採用することが可能である。

上の記載では、繊維構造体の厚さは、縦方向に変化される。

本発明は、同様に、横方向に変化する厚さを有する繊維構造体を形成するために適用可能である。

図８は、部分２２と部分２４とを示すこのような３Ｄ織り繊維構造体２０を非常に概略的に示しており、横方向において、縦方向Ｃ及び横方向Ｔに垂直な方向に異なる厚さを示している。

比較的厚い織り方２４では、縦糸の層数は、比較的薄い部分２２の縦糸の層数よりも大きい。

部分２２と部分２４との間の移行は、横平面の数を減少させ、また、縦方向の厚さを変化させる例によって上で述べられたのと同様にして横糸の層数を増加させることによって果される。それ故、詳述の必要はない。

さらに、部分２２と２４との間の繊維構造体の全体の密度の急すぎる変化を避けるために、部分２４の縦糸のサイズと構造との少なくとも一方が、部分２２の縦糸のサイズと構造との少なくとも一方よりも大きいように選択されることができる。

当然ながら、厚さを増加させるためにその逆のプロセスによって得られる厚さを減少させることにより、横方向の複数の厚さの変化を与えることが可能である。

Claims

多層３次元製織で繊維構造体を製造する方法であって、
前記繊維構造体は、縦方向及び横方向に垂直な方向に厚さを有し、前記厚さは、前記縦方向に沿って前記繊維構造体の全ての点で織られる同数の縦糸を保ちながら、前記縦方向に沿って変化する、方法において、
繊維テクスチャの第１の部分から前記繊維テクスチャの第２の部分への前記縦方向への移行中、前記第１の部分の厚さよりも厚い厚さを有し、
前記第１の部分の少なくとも２つの異なる縦平面から選ばれた縦糸で、前記第２の部分の少なくとも１つの縦平面を構成することによって、縦平面の数が、減少され、縦糸の層数が、縦糸の数を変化させることなく増加されることを特徴とする方法。
多層３次元製織で繊維構造体を製造する方法であって、
前記繊維構造体は、縦方向及び横方向に垂直な方向に厚さを有し、前記厚さは、前記縦方向に沿って前記繊維構造体の全ての点で織られる同数の縦糸を保ちながら、前記縦方向に沿って変化する、方法において、
繊維テクスチャの第２の部分から前記繊維テクスチャの第１の部分への前記縦方向への移行中、前記第２の部分の厚さよりも薄い厚さを有し、
前記第１の部分の異なる縦平面間で前記第２の部分の少なくとも１つの縦平面の縦糸を共有することによって、縦平面の数が、増加され、縦糸の層数が、縦糸の数を変化させることなく減少されることを特徴とする方法。
前記第２の部分の製織のために、複数の横糸が使用され、前記複数の横糸のうちの少なくともいくつかのサイズと構造との少なくとも一方が、前記第１の部分の製織のために使用される横糸のサイズと構造との少なくとも一方よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２の方法。
前記繊維構造体の前記２つの部分の間の移行が、連続している横平面での横糸の全体のサイズを漸進的に変化させることによって果されることを特徴とする請求項３の方法。
前記第２の部分の縦平面は、前記第１の部分の２つの隣接している縦平面の全ての縦糸を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１の方法。
前記第２の部分の２つの隣接している縦平面が、前記第１の部分の３つの隣接している縦平面の縦糸を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１の方法。
多層３次元製織で繊維構造体を製造する方法であって、
前記繊維構造体は、縦方向及び横方向に垂直な方向に厚さを有し、前記厚さは、前記横方向に沿って前記繊維構造体の全ての点で織られる同数の横糸を保ちながら、前記横方向に沿って変化する、方法において、
繊維テクスチャの第１の部分から前記繊維テクスチャの第２の部分への前記横方向への移行中、前記第１の部分の厚さよりも厚い厚さを有し、
前記第１の部分の少なくとも２つの異なる横平面から選ばれた横糸で、前記第２の部分の少なくとも１つの横平面を構成することによって、横平面の数が、減少され、横糸の層数が、横糸の数を変化させることなく増加されることを特徴とする方法。
多層３次元製織で繊維構造体を製造する方法であって、
前記繊維構造体は、縦方向及び横方向に垂直な方向に厚さを有し、前記厚さは、前記横方向に沿って前記繊維構造体の全ての点で織られる同数の横糸を保ちながら、前記横方向に沿って変化する、方法において、
繊維テクスチャの第２の部分から前記繊維テクスチャの第１の部分への前記横方向への移行中、前記第２の部分の厚さよりも薄い厚さを有し、
前記第１の部分の異なる横平面間で前記第２の部分の少なくとも１つの横平面の横糸を共有することによって、横平面の数が、増加され、横糸の層数が、横糸の数を変化させることなく減少されることを特徴とする方法。
前記第２の部分の製織のために、複数の縦糸が使用され、前記複数の縦糸のうちの少なくともいくつかのサイズと構造との少なくとも一方が、前記第１の部分の製織のために使用される縦糸のサイズと構造との少なくとも一方よりも大きいことを特徴とする請求項７又は８の方法。
前記繊維構造体の前記２つの部分の間の移行が、連続している縦平面の縦糸の全体のサイズを漸進的に変化させることによって果されることを特徴とする請求項９の方法。
前記第２の部分の横平面は、前記第１の部分の２つの隣接している横平面の全ての横糸を含むことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかの１の方法。
前記第２の部分の２つの隣接している横平面は、前記第１の部分の３つの隣接している横平面の横糸を有することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１の方法。