JPH01207465A - 異形断面の三次元織物およびその製造法 - Google Patents

異形断面の三次元織物およびその製造法

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JPH01207465A
JPH01207465A JP63032561A JP3256188A JPH01207465A JP H01207465 A JPH01207465 A JP H01207465A JP 63032561 A JP63032561 A JP 63032561A JP 3256188 A JP3256188 A JP 3256188A JP H01207465 A JPH01207465 A JP H01207465A
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神 善治
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、1枚の平板状織物の少なくとも片側に断面
I字形、丁字形、逆り字形、逆U字形等の突条の複数本
を長さ方向と平行に突設した三次元織物およびその製造
法に関し、繊維強化プラスチック等の繊維強化複合材用
として好適な繊維構造体を提供するものである。
(従来の技術) 繊維強化複合材の強化用繊維構造体として異形断面の三
次元織物が使用されている。例えば、実開昭62−79
900号公報には、互いに直交する多数本の長さ方向糸
、幅方向糸および垂直方向糸からなり、その横断面内で
上記長さ方向糸が部分的に異なる幅と高さに配列され、
その上下に隣接する長さ方向糸の層間に幅方向糸が幅方
向に往復しながら挿入され、長さ方向に隣接する幅方向
糸の層間に垂直方向糸が上下に往復しながら挿入されて
上記の長さ方向糸および幅方向糸を締めつけて一体化し
たものが開示されている。また、特公昭61−5345
8号公報には、部分的に異なる幅と高さに配列された長
さ方向糸を囲んで多数組9編針を配置し、この編針で上
記長さ方向糸を編成することにより異形断面の柱状の繊
維構造体を製造することが開示されている。
(発明が解決しようとする課題) 上記従来の繊維構造体は、いずれも1本の柱状もしくは
梁状のものであるため、1枚の平板状パネルと上記の柱
状もしくは梁状の繊維構造体の複数本とが一体化された
形状のリブ付きパネル材を必要とする場合は、これらを
個別に製造したのち接着、−縫着その他の手段によって
接合しなければならず、接合部分の強度が低下したり、
接合に手間を要したりする等の問題があった。
この発明は、平板状の広幅の織物と、そのリブを構成す
る複数本の突条部とが一体化された異形断面の三次元織
物およびその製造法を提供するものである。また、この
発明は、上記の三次元織物において、上記突条部の肉厚
が薄い場合に幅方向糸の緊張によって上記突条部の組織
がくずれることを防止することが可能な三次元織物およ
びその製造法を提供する。
(1題を解決するための手段) 第1発明の三次元織物は、互いに直交する多数本の長さ
方向糸、幅方向糸および垂直方向糸からなるものにおい
て、所定の幅と所定の厚さで長さ方向に延びる平板部と
、この平板部の少なくとも片面に突設されて長さ方向に
延びる複数本の突条部とを備えており、上記の平板部お
よび突条部にそれぞれ長さ方向糸が平行に配置され、上
記平板部の全幅および各突条部にそれぞれ幅方向糸が上
下に隣接する長さ方向糸の層間に位置するように配置さ
れ、長さ方向に隣接する幅方向糸の層間に垂直方向糸が
配置され、この垂直方向糸が上記の長さ方向糸および幅
方向糸を締めつけて平板部および突条部を一体化して形
成される。
第2発明は、突条部の一部の肉厚が薄い場合に適したも
のであり、上記の第1発明において、幅方向糸が幅方向
に往復しながら上向き又は下向きに進むことによって形
成される少なくとも突条部の幅方向片側端縁のループに
垂直方向のかんぬき糸が挿通されたものである。
第3発明は、第1発明の三次元織物を製造するための方
法に係り、平板部とこの平板部の少なくとも片面に突設
されて長さ方向に延びる複数本の突条部とからなる異形
断面の三次元織物を製造するに際し、多数本の長さ方向
糸を上記異形断面形状に配列し、上記平板部ではその全
幅にわたり平板部用幅方向糸を幅方向に往復させながら
上端から下端まで進め、続いて下端から上端まで進めて
上下に隣接する長さ方向糸の層間に挿入し、上記突条部
では各突条部ごとにその長さ方向糸の配列範囲の全幅に
ねたり突条部用幅方向糸を幅方向に往復させながら上端
から下端まで進め、続いて下端から上端まで進めて上下
に隣接する長さ方向糸の層間に挿入し、上記異形断面形
状の垂直方向に長さ方向糸が隣接して並ぶ範囲ごとに垂
直方向糸を上下に往復させながら長さ方向に進めて長さ
方向に隣接する平板部用幅方向糸の層間、突条部用幅方
向糸の層間および平板部用幅方向糸と突条部用幅方向糸
とが隣接する層間に挿入し、この垂直方向糸により上記
の長さ方向糸、平板部用幅方向糸および突条部用幅方向
糸を締めつけて平板部と複数の突条部とを一体化するこ
とを特徴とする。
また、第4発明は、上記第3発明において突条部を部分
的に薄肉に形成する場合に適した方法であり、突条部の
幅方向片側にかんぬき糸を長さ方向糸と平行に導き、こ
のかんぬき糸に開口運動をさせて突条部用幅方向糸を係
合させることにより、上下に隣接する突条部用幅方向糸
の片側端縁を上記かんぬき糸で順に連結する方法である
なお、使用繊維は、繊維強化複合材の強化繊維として使
用されている炭素繊維、ガラス繊維、けい素繊維、アル
ミナ繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステ
ル繊維等のいずれかを単独で、又は2種以上を組合せて
使用することができる。また、突条部の断面形状は、1
字形、丁字形、逆り逆形等のいずれでもよく、かつ複数
本の突条を同一の断面形状にしても、また異なる断面形
状にしてもよく、また隣接する2本の突条を組合せて逆
U字形もしくは門形にすることもできる。また、突条部
の幅方向糸の挿入密度または太さを長さ方向に沿って順
に変えることにより、突条部の高さを変化させ、突条部
の頂部が曲線を描くようにすることができる。
(作用) 第1発明および第2発明の三次元織物の繊維間空隙に熱
可塑性樹脂、熱硬化性樹脂またはピッチ等の炭素源を含
浸し、熱処理することによって繊維強化複合材が得られ
、宇宙飛翔体、航空機、船舶、機械部品その他の低温用
ないし高温用の構造体として使用される。また、あらか
じめ樹脂等を含浸したプリプレグ糸を長さ方向糸、幅方
向糸および垂直方向糸に用いて製織されている場合は、
直ちに熱加工することによって繊維強化複合材となる。
この発明の場合、複数本の突条部が1枚の平板部にそれ
ぞれ突条部と平板部にまたがる垂直方向糸によって接結
、固定されているため、突条部が平板部から剥離するこ
とがない。また、複数本の突条部が1枚の平板部に固定
され、この平板部がその全幅にまたがる幅方向糸で形成
されているため、平板部が突条郡単位に分離することが
ない。また、長さ方向糸、幅方向糸および垂直方向糸が
それぞれ長さ方向、幅方向および垂直方向にほぼ直線状
に延びているので、長さ方向糸、幅方向糸および垂直方
向糸の強度が十分に発揮される。
そして、突条部にかんぬき糸を配した第2発明の三次元
織物は、突条部の厚みが小さくて幅方向糸のトラバース
幅が狭い場合にもその組織くずれが防止される。
第3発明によれば、上記第1発明の三次元織物が製造さ
れる。この場合、長さ方向糸を幅方向に並ぶ1層また所
望層ずつ順に開口し、得られたび口に平板部用幅方向お
よび突条部用幅方向糸をシャツトルで左右交互に挿入し
、上下方向に並ぶ1層もしくは2層の幅方向糸が挿入さ
れる都度、あらかじめ長さ方向糸と平行に配されている
垂直方向糸を開口させることにより、製織が一層容易に
なる。また、突条部用幅方向糸の太さまたは挿入密度を
長さ方向に沿って順に増減した場合は、突条部の高さが
変化し、突条部の頂部を曲線状に形成することができる
。また、隣接する突条部の一方をL字形、他方を逆り字
形にそれぞれ形成し。
工字形突条部の頂部に逆り字形突条部の自由端を重ねて
これらを垂直方向糸で接結、一体化することができる。
そして、第4:R明によれば、突条部の片側にかんぬき
糸を配した第2発明の織物が織られる。なお、特願昭6
0−140047号明細書に記載されているように、幅
方向糸を挿入するごとにひ口によこ打ちバーを挿入して
よこ打ちし、かつ垂直方向糸の上下位置を交換したのち
垂直方自系と長さ方向糸との間に締付はバーを挿入し、
この締付はバーを織前線の前方へ前進させると、高密度
の三次元織物が得られる。
(実施例) 第1図ないし第5図は、1枚の平板部1と2本の突条部
2とからなる実施例1の三次元織物を示し、突条部2は
垂直方向の脚部2aと頂部の水平なフランジ部2bとに
より断面丁字形に形成されている。平板部1および突条
部2のフランジ部2bには、それぞれ多数本の長さ方向
糸Xが3層に配列され、突条部2の脚部2aには多数本
の長さ方向糸Xが4列の幅で上下方向の多層に配列され
ている。
第1図に示すように、平板部1には平板部用幅方向糸Y
aが最下層の長さ方向糸Xの下側に左方がら挿入され、
全幅を往復しながら最上層の長さ方向糸Xの上面に達し
、この上面を通って左端へ達したのち、紙背側を往復し
ながら下降して上下に隣接する長さ方向糸Xの層間に挿
入される。ただし、平板部用幅方向糸Yaがトラバース
しながら上下方向に一巡して上下に隣接する長さ方向糸
Xの層間に2本の平板部用幅方向糸Yaが挿入される間
に最上層の長さ方向糸Xの上および最下層の長さ方向糸
Xの下にはそれぞれ1本の平板部用幅方向糸Yaが挿入
される。一方、2本の突条部2,2には、突条部用幅方
向糸Ybが個別に挿入される。すなわち、左側の突条部
2に対しては、その上端に突条部用幅方向糸Ybが左端
から挿入され、フランジ部2bの全幅を往復しながら下
降し、脚部2aに達すると、脚部2aの全幅を往復しな
がら下降し、脚部2aの下端から上方へ向かう。ただし
、上下に隣接する長さ方向糸Xの層間に2本ずつ突条部
用幅方向糸Ybが挿入されるのに対し、フランジ部2b
の最上層の長さ方向糸Xの上および脚部2aの最下層の
長さ方向糸Xの下には、それぞれ1本の突条部用幅方向
糸ybが挿入され(第2図ないし第4図参照)、突条部
2の脚部2aの最下層の長さ方向糸Xと平板部1の最上
層の長さ方向糸Xとの間にはこの1本の突条部用幅方向
糸Ybおよび前記1本の平板部用幅方向糸Yaの合計2
本の幅方向糸が挿入される。そして、右側の突条部2に
対しても同様に突条部用幅方向糸Ybが挿入される。
平板部1において平板部用幅方向糸Yaが左右にトラバ
ースしながら上下に一往復したのち、また左右の突条部
2において突条部用幅方向糸Ybが左右にトラバースし
ながら上下に一往復したのち、幅方向に隣接する長さ方
向糸X、Xの間に垂直方向糸Zが垂直方向に挿入される
。この場合、平板部1層突条部2の脚部2aおよびフラ
ンジ部2bが上下に重なる部分では(第4図参照)、こ
れらの全高さにまたがって垂直方向糸Zが挿入され、上
端の突条部用幅方向糸Ybおよび下端の平板部用幅方向
糸Yaをそれぞれ囲むように折返されてこれらの幅方向
糸Ya、 Ybおよび長さ方向糸Xを締めっける。また
、平板部1のみの部分では(第3図参照)、その全高さ
にまたがって垂直方向糸Zが挿入され、上下両端の平板
部用幅方向糸Yaを囲むように折返されて平板部用幅方
向糸Yaおよび長さ方向糸Xを締めつけ、またフランジ
部2bのみの部分では(第2図参照)、その全高さにま
たがって垂直方向糸Zが挿入され、上下両端の突条部用
幅方向糸Ybを囲むように折返されてフランジ部2bの
突条部用幅方向糸Ybおよび長さ方向糸Xを締めつける
第5図ないし第21図は、上記実施例1の三次元織物を
シャツトル織機で製造する順序を示す。
ただし、第6図、第7図および第16図ないし第21図
は、長さ方向糸Xを省略して垂直方向糸Zの動きを示し
、第5図および第8図ないし第15図は、突条部2の脚
部2aを製織するときの長さ方向糸Xおよび幅方向糸Y
の動きを、垂直方向糸2を省略して示す。第5図に示す
ように、突条部2の脚部2aおよびフランジ部2bにつ
ながる長さ方向糸Xの全部をベルトワイヤ(図示されて
いない)で引上げ、かつ第6図に示すように、平板部1
用の垂直方向糸Za、 Zb中、下面から出ている第1
垂直方向糸Zaを引上げ、上面から出ている第2垂直方
向糸zbを引下げ、平板部1および突条部2にまたがる
垂直方向糸Zc、 Zd中、下面から出ている第3垂直
方向糸Zcを引上げ、上面から出でぃる第4垂直方向糸
Zdを引下げ、突条部2のフランジ部2bの下面から出
ている第5垂直方向糸Zeおよび上面から出ている第6
垂直方向糸Zfの双方を引上げ、この状態で平板部1用
の長さ方向糸Xを最上層のものから一層ずつ順に引上げ
て平板部用幅方向糸Yaをシャツトル(図示されていな
い)で挿入し、最下層に達すると、次は1層ずつ順に引
下げて平板部用幅方向糸Yaを挿入する。そして、平板
部1の最上層にもどると、長さ方向糸Xと平板部用幅方
向糸Yaとからなる平板部組織10が形成される。
次いで、平板部1の下面から出て、上方へ引上げられて
いた第1垂直方向糸Zaを引下げ(第7図参照)、シか
るのち、第8図ないし第15図の順序で左右の突条部2
.2に対する突条部用幅方向糸ybの挿入(よこ入れ)
が行なわれる。すなわち。
第8図に示すように、左側突条部2の脚部2aの最下層
の長さ方向糸Xが引下げられ、しかるのち第9図に示す
ように、左側突条部用幅方向糸Ybがシャツトルで挿入
される。次いで、第10図に示すように、右側突条部2
の脚部2a用の最下層の長さ方向糸Xが引下げられ、し
かるのち第11図に示すように、右側突条部用幅方向糸
Ybが挿入される6次いで、第12図に示すように、右
側突条部2の脚部2a用の最下層から2番目の長さ方向
糸Xが引下げられ、しかるのち第13図に示すように、
右側突条部用幅方向糸Ybが左から右に挿入される。次
いで、第14図に示すように、左側突条部2の脚部2b
用の最下層から2番目の長さ方向糸Xが引げられ、しか
るのち第15図に示すように、左側突条部用幅方向糸y
bが左から右に挿入される。以下、これを繰返して突条
部用幅方向糸Ybの挿入が脚部2aの最上層に達すると
、第16図に示すように、長さ方向糸又と1列の突条部
用幅方向糸Ybとからなる第1脚部組織11aが形成さ
れる。
次いで、第17図に示すように、フランジ部2bの上面
から出ている第6垂直方向糸Zfを引下げ、しかるのち
、脚部2aに対して突条部用幅方向糸Ybを挿入したと
きと同様に、フランジ部2bに対して下層から上層へ順
に突条部用幅方向糸ybを挿入し、最上層に達したのち
下層へ順に突条部用幅方向糸Ybを挿入して長さ方向糸
Xと2列の突条部用幅方向糸Ybとからなるフランジ部
組織12が形成される(第18図参照)。
次いで、第19図に示すように、フランジ部2bの上面
から下方へ引下げられている第6垂直方向糸Zfが引上
げられて上記フランジ部組織12の下面に係合され、し
かるのち、第20図に示すように、突条部2の脚部2a
に対し上層から下層へ順に突条部用幅方向糸Ybが挿入
され、長さ方向糸Xと1列の突条部用幅方向糸Ybとか
らなる第2脚部組織11bが形成される。しかるのち、
第21図に示すように、平板部1の下方に引下げら、れ
ている第4垂直方向糸Zdおよびフランジ部2bの上方
に引上げられている第3垂直方向糸Zcが位置を交換し
、更に平板部1の下方に引下げられている第2垂直方向
糸zbが引上げられて最初にもどり、以下これを繰返し
て製織が進められる。
上記の実施例1は、突条部2の脚部2aの上端゛から下
端まで、その幅を等しく形成したものであるが、取付は
基部の幅を接合端に向かって漸増することができる。第
22図の実施例2は、その−例を示し、脚部2aの下端
側で長さ方向糸Xの配列本数を漸増するととに、突条部
用幅方向糸Ybのトラバース幅を漸増して脚部2aの基
部に丸味を形成し、応力集中を避けるようにしたもので
ある。
同様に脚部2aの上端側の幅をフランジ部2bに向かっ
て漸増することができる。
第23図に示す実施例3は、かんぬき糸Kを用いた例で
あり、上下に隣接する長さ方向糸Xの層の間に挿入した
幅方向糸Ya、 Ybにより幅方向の片側に突出するル
ープPを形成し、この上下に並ぶループPにかんぬき糸
Kを挿通して幅方向糸Ya、Ybの端部を連結する。こ
のかんぬき糸には、平板部1および突条部2の全高さに
またがることもできるが、突条部2のみに設けてもよく
、また突条部2の脚部2aのみ、または脚部2aの幅が
狭い部分のみに設けてもよく、これによって幅の狭い脚
部2a内でトラバースする突条部用幅方向糸Ybが幅方
向と平行に保持される。
第24図ないし第26図は、かんぬき糸にの挿入方法を
図解する。第24図は、突条部2の脚部2aの片側端縁
部を示し、長さ方向糸Xおよびかんぬき糸には、図の右
方のベルトワイヤ(図示されていない)によって開口運
動を行なうようになっており、かんぬき糸Kが引下げら
れた状態で突条部用幅方向糸Ybが左から右に挿入され
る。次いで、第25図に示すように、かんぬき糸Kがベ
ルトワイヤで引上げられ、しかるのち第26図に示すよ
うに、長さ方向糸Xのひ口を変えることなく、かんぬき
糸にの下へ突条部用幅方向糸Ybをシャツトルで挿入す
る。そして、次に左から右へ突条部用幅方向糸Ybを挿
入するときは1次の層の長さ方向糸Xのみを引下げる。
第27図の実施例4は、平板部1上に断面丁字形の突条
部2を3本形成したものである。なお、丁字形突条部2
のフランジ部2bの幅を小さくして丁字形に形成できる
ことはもちろんである。第28図に示す実施例5は、平
板部1上に断面逆り字形の突条部3を3列に形成したも
のである。第29図に示す実施例6は、逆り字形の突条
部3および丁字形突条部4を並設し、双方の上端を重ね
て断面逆U字形の筒形を形成した例である。第30図は
、小さい円弧形断面の小突条部5および大きい円弧形断
面の大突条部6を並設し、双方の上端を重ねて半円形断
面の筒形を形成したものである。第31図は、平板部1
の両面にそれぞれ2本の断面丁字形突条部7を対称形に
突設したものである。第32図は、平板部1の両面にそ
れぞれ中央のT字形突条部8および左右両側の■字形突
条部9を並設し、平板部1の表裏両面にそれぞれ2列の
角筒を対称に形成したものである。更に、第33図は、
平板部1にT字形突条部20を突設するに当り、T字形
突条部20の脚部20aの突条部用幅方向糸vbの太さ
を変えて突条部20の高さが変るようにしたものである
(発明の効果) 請求項1に記載の第1発明は、平板部の少なくとも片面
に複数本の突条部を形成した三次元織物であり、上記の
突条部が垂直方向糸によって平板部と接合されているの
で、上記複数本の突条部を接着によって平板部に固定す
る必要がなく、そのため突条部が平板部から剥離する恐
れがなく、製織後、直ちに樹脂を含浸し、熱加工を施し
て繊維強化複合材とすることができ、平板状パネルに任
意形状の柱もしくは梁が複数本平行に固定された形状の
リブ付きパネル材が容易に得られる。また、請求項2に
記載の第2発明は、上記請求項1記載の第1発明の少な
くとも突条部の片側にかんぬき糸を通したものであるか
ら、突条部における長さ方向糸の配列幅が狭い場合にも
、突条部用幅方向糸が平板部と平行に緊張され、突条部
の組織くずれが防止される。そして、請求項3に記載の
第3発明によれば上記第1発明の三次元織物が、また請
求項4に記載の第4発明によれば上記第2発明の三次元
織物がそれぞれ機械的に容易に製造される。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1の三次元織物の横断面図、第2図は第
1図の■−■線断面図、第3図は第1図の■−■線断面
図、第4図は第1図のrV−IV線断面図、第5図は製
織時における三次元織物の斜視図、第6図ないし第21
図は製織順序の説明図、第22図は実施例2の要部の横
断面図、第23図は実施例3の要部の横断面図、第24
図ないし第26図はかんぬき糸の挿入順序を説明するた
めの斜視図、第27図は実施例4の横断面図、第28図
は実施例5の横断面図、第29図は実施例6の横断面図
、第30図は実施例7の横断面図、第31図は実施例8
の横断面図、第32図は実施例9の横断面図、第33図
は実施例10の横断面図である。 1:平板部、2,3.4.5.6,7.8,9.20:
突条部、2a、20a:脚部、2b:フランジ部、X:
長さ方向糸、Ya:平板部用幅方向糸。 Yb:突条部用幅方向糸、Z:垂直方向糸、K:かんぬ
き糸。 特許出願人  敷島カンバス株式会社 代理人 弁理士  吉 1)了 司

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 〔1〕互いに直交する多数本の長さ方向糸、幅方向糸お
    よび垂直方向糸からなる三次元織物において、所定の幅
    と所定の厚さで長さ方向に延びる平板部と、この平板部
    の少なくとも片面に突設されて長さ方向に延びる複数本
    の突条部とを備えており、上記の平板部および突条部に
    それぞれ長さ方向糸が平行に配置され、上記平板部の全
    幅および各突条部にそれぞれ幅方向糸が上下に隣接する
    長さ方向糸の層間に位置するように配置され、長さ方向
    に隣接する幅方向糸の層間に垂直方向糸が配置され、こ
    の垂直方向糸が上記の長さ方向糸および幅方向糸を締め
    つけて平板部および突条部を一体化していることを特徴
    とする三次元織物。 〔2〕幅方向糸が幅方向に往復しながら上向き又は下向
    きに進むことによって形成される少なくとも突条部の幅
    方向片側端縁のループに垂直方向のかんぬき糸が挿通さ
    れている請求項1記載の三次元織物。 〔3〕平板部とこの平板部の少なくとも片面に突設され
    て長さ方向に延びる複数本の突条部とからなる異形断面
    形状の三次元織物を製造するに際し、多数本の長さ方向
    糸を上記異形断面形状に配列し、上記平板部ではその全
    幅にわたり平板部用幅方向糸を幅方向に往復させながら
    上端から下端まで、または下端から上端まで進めて上下
    に隣接する長さ方向糸の層間に挿入し、上記突条部では
    各突条部ごとにその長さ方向糸の配列範囲の全幅にわた
    り突条部用幅方向糸を幅方向に往復させながら上端から
    下端まで、又は下端から上端まで進めて上下に隣接する
    長さ方向糸の層間に挿入し、上記異形断面形状の垂直方
    向に長さ方向糸が隣接して並ぶ範囲ごとに垂直方向糸を
    上下に往復させながら長さ方向に進めて長さ方向に隣接
    する平板部用幅方向糸の層間、突条部用幅方向糸の層間
    および平板部用幅方向糸と突条部用幅方向糸とが隣接す
    る層間に挿入し、この垂直方向糸により上記の長さ方向
    糸、平板部用幅方向糸および突条部用幅方向糸を締めつ
    けて平板部と複数本の突条部とを一体化することを特徴
    とする三次元織物の製造法。 〔4〕突条部の幅方向片側にかんぬき糸を長さ方向糸と
    平行に導き、このかんぬき糸に開口運動をさせて突条部
    用幅方向糸と係合させることにより、上下に隣接する突
    条部用幅方向糸の片側端縁を上記かんぬき糸で順に連結
    する請求項3記載の三次元織物の製造法。
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