JPH02200854A - 格子状三次元構造物の製造方法 - Google Patents

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 本発明は繊維製の格子状三次元構造物に間するものであ
る。

これらの格子状三次元構造物は、炭素繊維やアラミド繊
維等の高強度・高弾性繊維により作られ、合成樹脂で固
められて、ＦＲＰやコンクリートなどの補強材として使
用される。

従来の技術 従来この種の構造物としては、例えば特公昭６１−５６
３４３号公報に記載されたものが知られている。このも
のは互いに直交する三成分の糸条よ′りなり、直線状に
延びる一成分の糸条に対して他の二成分の糸条が蛇行し
て絡んだ組織を有するものである。

しかしながらこれらの構造物においては、互いに直交す
る三成分の糸条のみよりなるので変形し易く、特に捩れ
剛性に劣るものであった。そこでこれらの欠点を補うた
め、前記三成分の糸条に対して斜め方向に斜め糸条を配
置することが考えられている。

かかる構造物を製造する方法の一例として、特開明５９
−５５９４６号公報に記載されたものが知られている。

これは前述の三成分の糸条よりなる柱状の構造物に第四
の糸条を巻回し、当該第四の糸条を前記三成分の糸条に
対して斜めに配置するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながらこの方法においては、−旦三成分の糸条よ
りなる構造物を形成し、当該構造物にマトリックスを含
浸固化させて剛直なものとなし、然る後当該剛直な三成
分の構造物に対して第四の糸条を巻回しなければならな
い、従って製造工程が複雑であり手間がかかる。しかも
第四の糸条は三成分の構造物に対して巻回してマトリッ
クスで固着しただけであるので、荷重が加わったときに
剥離し易く、構造物に十分な剛性を付与することができ
ない。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、三成
分の糸条で構造物を織成する際に、第四の成分をも同時
に織込む方法を提供することを目的とするものである。

問題点を解決する手段 而して本発明の方法は、複数の直立糸条を平行に配置し
、当該直立糸条群の周辺に斜め糸条を収納した斜め糸条
キャリヤを配置すると共に、その斜め糸条の端末をいず
れかの直立糸条に結合しておき、この状態において、直
立糸条群に交差糸条を織込んで層を形成する工程と、直
立糸条群を眉間の距離に相当する長さだけその長さ方向
に移動させる工程とを、交互に一回以上行い、然る後前
肥料め糸条キャリヤを移動させ、斜め糸条に交差する直
立糸条と層との適宜の交差点において、交差糸条を斜め
糸条に絡ませて固定することを、その特徴とするもので
ある。

実施例 以下本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第１図はその格子状三次元構造物１の全体構造を示
すものである。

この格子状三次元構造物１において２は直立糸条であっ
て、複数の直立糸条２がたてよこそれぞれ四本ずつの格
子状に配置され、互いに平行に延びている。

３は交差糸条であって、これらの直立糸条２群に対して
直交する平面上に直立糸条２と交差して配置されている
。そして当該交差糸条３により構成される層４が、互い
に間隔をおいて複数形成されている。

また５は斜め糸条であって、直立糸条２と層４とにより
構成される構造物の側面に、直立糸条２と層４との交差
点を結ぶように斜めに配置されている。

そしてこの直立糸条２群と、これに直交する交差糸条３
よりなる層４と、これらに対して斜めに配置された斜め
糸条５とにより、格子状三次元構造物１が構成されてい
る。なお第１図においては、交差糸条３は層４の面内に
おいて互いに直交する二方向に延びているように示され
ているが、この交差糸条３の方向は層４の面内であれば
どのその方向は限定されることはなく、斜め方向に延び
る成分があってもよい。

次に第２図により、この格子状三次元構造物１の織成過
程を説明する“、先ず直立糸条２は四列四段に配置され
ている。なお以下の説明において個々の直立糸条２は、
その列及び段を添字で示す。

すなわち最左列の四本を第一列と称し、以下順に右に向
って第二乃至四列とし、最上段の四本を第一段と称し、
以下下方に向って順に第二乃至四段とする。そして１列
ｊ段の直立糸条２を、直立糸条２１Ｊとして表示する。

而してその直立糸条２群の周囲に斜め糸条５を収納した
斜め糸条キャリヤ６が八つ配置されており、その各斜め
糸条５の先端は、四隅の直立糸条２１１＋　２１４＋　
２４１＋　２４４に各二本ずつ結合されている。

そして先ず交差糸条３は、図中左上の位１からスタート
し、蛇行しながら第一列の四本の直立糸ｇｋ２．．〜２
１４に絡みながら、上方から下方に向って織込まれる０
次に第二列の直立糸ｆｋ１１．〜２□に下方から上方に
向って蛇行しながら織込まれ、さらに以下同様にして、
第三列及び第四列に織込よれる。

次に交差糸ｇｋ３は方向を変え、蛇行しながら国中最上
段の四本の直立糸条２４．〜２１１に絡みながら、右方
から左方に向って織込まれる０次に第二段の直立糸条２
１２〜２４２に左方から右方に向って蛇行しながら織込
まれ、さらに以下同様に第三段及び第四段に織込まれる
０以上の工程で第一の層４ａが形成され、この状態が第
２図（ａ）に示されている。

なおこの第−層４ａは、直立糸条２における斜め糸条５
を結合した位置と同じ平面に形成するのが好ましい。

次に直立糸条２群をその長さ方向に層４の間隔に相当す
る長さだけ移動させる。そして交差糸条３は第二層４ｂ
の織成に移るのであるが、第−層４ａを織成したのち交
差糸条３が直ちに第二層４ｂを織成すると、交差糸条３
はその第−層４ａと第二層４ｂとの間に斜めに配置され
ることとなり、その糸条の張力によって先に織成した第
−層４ａがずれて歪むことがあり、好ましくない、その
ようなときには、直立糸条２群を移動させながら、第−
層４ａを織成した終端（すなわち先の例においては図中
右下隅）において、交差糸条３を第四列第四段の直立糸
条２４．の周囲を回転させ、当該交差糸条３を直立糸条
２４．の周囲に螺旋状に巻回することにより、層４　ａ
、　４　ｂ間の間隔を確保するのが良い。

然る後前記第二層４ｂを織成する。当該第二層４ｂにお
いては、前記第−層４ａと交差糸条３のスタート位置が
興り、多少織成の順序が変更されるが、実質的には全く
同様である。

すなわち第２図（ｂ）に示すように、右下隅からスター
トした交差糸条３を蛇行させながら、第四列、第三列、
第二列、第一列の順に織込み、さらに方向を変えて、第
四段、第三段、第二段、第一段の原に織込む。

ここでさらに第３図に示すように、第一列第一段の直立
糸条２３．に螺旋状に巻回して層４　ｂ、　４　ｃの間
隔を形成したのち、第２図（Ｃ）に示すようにさらに次
の第三層４Ｃを織成する。当該第三層４Ｃの織成手順は
、第−層４ａの織成手順と全く同じである。

そして当該第三層４Ｃを織成した後、さらに第３図に示
すように交差糸条３を第四列第四段の直立糸条２．、に
螺旋状に巻回し、て、層４の間隔を形成する。

次に斜め糸条５を織込む、ここでは先ず直立糸条２１．
と２２．とに結合された各−本の斜め糸条５ｂ、　５　
ｇの斜め糸条キャリヤ６　ｂ、　６　ｇの位置を交換し
、また直立糸９に２４１と２．４とに結合された各−本
の斜め糸条５　Ｃ，５ｆの斜め糸条キャリヤ６Ｃ１６ｆ
の位置を交換する。

このとき各斜め糸条キャリヤ６は、それが結合された直
立糸条２及びそれに続く二本の直立糸条２の外側を通り
、最後の直立糸条２の内側を通って、その位置を変える
０例えば斜め糸条キャリヤ６ｂは、それが結合された直
立糸条２　ＩＩ及びそれに続く直立糸条２＋＊、２＋ｎ
の外側を通り、最後の直立糸ｆｋ　２　、ａの内側を通
って、元の斜め糸条キャリヤ６ｇの位置に移動する。ま
た斜め糸条キャリヤ６ｇも同様に直立糸条２１４１２１
ｉ　２　＋＊の外側を通り、直立糸ｆｌｅ２．．の内側
を通うて元の斜め糸条キャリヤ６ｂの位置に来る。これ
により斜め糸条キャリヤ６ｂと斜め糸条キャリヤ６ｇと
は、その位置を交換し、それに収納された斜め糸条５ｂ
。

５ｇは、第一列の直立糸条２１１！に沿って互いに交差
して斜めに配置されるのである。斜め糸条キャリヤ６Ｃ
と斜め糸条キャリヤ６ずとについても全く同様であり、
それに収容された斜め糸条５Ｃ２５ｆは、第四列の直立
糸条２群に沿って互いに交差して斜めに配置される。こ
の状態が第２図（ｄ）に示されている。

次に同様にして、直立糸条２＋＋と２４．とに結合され
た、残りの各−本の斜め糸条５ａ、５ｄの斜め糸条キャ
リヤ６　ａ、　６　ｄの位置を交換し、また直立糸ｇｋ
２Ｉ４と２４４とは結合された、残りの各−本の斜め糸
条５　ｈ、　５　ｅの斜め糸条キャリヤ６　ｈ、　６　
ｅの位置を交換する。これらの斜め糸条キャリヤ６の直
立糸条２群に対して通過する位置は、先に第２図（ｄ）
に関して述べたと同様である。これによリ、これらの斜
め糸条５　ａ、　５　ｄ、　５　ｈ、　５　ｅは、第−
段及び第四段の直立糸条２群に沿って互いに交差して斜
めに配置される。この状態が、第２図（ｅ）に示されて
いる。

次いで、第２図（ｆ）に示すよう仁交差糸条３を織込ん
で、第四層４ｄを形成する。交差糸条３の直立糸条２群
に対する織成手順は、第二層４ｂと全く同様である。

そしてこの第四層４ｄを織成するときには、交差糸条３
を四隅の直立糸条２０＋　２１４＋　２４１＋　２６．
に絡ませるとき、併せて先の工程で配置した斜め糸条５
にも絡ませ、これによりこれらの直立糸ｆｋ２□＋　２
＋ａ＋　２４１１２４４と第四層４ｄとの交差点におい
て、直立糸条２と交差糸条３と斜め糸条５とを一体に結
合する。

以上の工程により、直立糸条２群に沿って交差糸条３に
より層４ａ〜４ｄの四つの層を形成し、さらにその外周
面の対角線に沿って斜め糸条５を配置した、−単位の格
子状三次元構造物１が形成されるのである。

さらに格子状三次元構造物１を延長する場合には、前記
第四層４ｄを第−層ａとし、直立糸条２群を移動させつ
つ第二層４ｂ、第三層４Ｃを形成し、次いで斜め糸条キ
ャリヤ６を移動させて斜め糸条５を配置し、さらに第四
層４ｄを形成すると共に斜め糸条５を固定する。これに
よりさらに−単位の格子状三次元構造物１が延長される
こととなる。さらに三層ずつ一単位として、格子状三次
元構造物１を次々と延長し、さらに大きな構造物とする
ことも可能である。

なおこのとき、この実施例の組織においては、第二乃至
第四層４　ｂ、　４　Ｃ，４ｄは、第２図（ｂ）、（Ｃ
）、（ｆ）に示された組織とは交差糸条３の経路が一単
位毎に逆になるが、その他の点は全く同様に行うことが
できる。

次に第４図及び第５図は本発明の他の実施例を示すもの
である。

この実施例において得られる格子状三次元構造物１は、
第４図に示すように直立糸条２群と交差糸条３よりなる
複数の層４とを有し、その外周面におり、では、隣接す
る二本の直立糸条２とこれも隣接する二つの層４とで形
成される長方形毎に、その対角線上に互いに交差する斜
め糸条５が配置されている。

以下この格子状三次元構造物１を織成する手順を、第５
図に従って説明する。

先ず第５図（ａ）において、先の実施例と同様に直立糸
条２は四列四段の格子状に配置されており、各直立糸条
２はその位置の列及び段を添字で示す。

そしてその最外周の直立糸条２には、それぞれ二本の斜
め糸条５　ａ、　５　ｂが結合されており、その斜め糸
条５　ａ、　５　ｂはそれぞれ斜め糸条キャリヤ６ａ、
　６　ｂに収容されている。そして当該斜め糸条５及び
斜め糸条キャリヤ６は、最初の状態すなわち第５図（ａ
）において結合されている直立糸条２の位置を添字で示
すこととする０例えば第一列第二段の直立糸条２１１に
結合された二本の斜め糸条５は、それぞれ５＋＊ａ及び
５Ｉ２ｂであり、それを収容した斜め糸条キャリヤ６は
、６□ａ及び６１１ｂと言うが如くである。

而して、先ず交差糸条３を直立糸条２群に織込んで、第
−層４を織成する。その交差糸条３の織成経路は、先の
実施例において述べたと同様であって、交差糸条３は図
中左上からスタートして、第一列、第二列、第三列、第
四列、第一段、第二段、第三段、第四段の順で織込み、
図中右下に引出される。この層４は、直立糸条２に斜め
糸条５を結合した位置と同一平面上に形成するのが好ま
しい。

次いで直立糸条２群をその長さ方向に層４の間隔に相当
する長さだけ移動させる。このとき先の実施例において
説明したと同様に、第３図のように交差糸条３を直立糸
条２に螺旋状に巻回するのが好ましい。

次に斜め糸条５を配置する。先ず最外周の直立糸条２に
結合されたそれぞれ二本の斜め糸条５ａ。

５ｂの内の一本５ａを収納した斜め糸条キャリヤ６ａを
、当該斜め糸条５ａを結合した直立糸条２及び、当該直
立糸条２から図中時計回り方向に隣接する直立糸条２の
内側を通して、当該隣接する直立糸条２に結合された対
応する斜め糸条５ａの位置にまで移動させる。

すなわち、直立糸条２０に結合された斜め糸条５　目ａ
の斜め糸条キャリヤ６ｔ’４ａは、当該直立糸条２，１
及びそれに隣接する直立糸条２□の内側を通り、元に斜
め糸条キャリヤ６□ａがあった位置にまで移動する。ま
た斜め糸条キャリヤ６２１ａは直立糸条２２１＋　２　
ｍｌの内側を通って元の斜め糸条キャリヤ６．１ａの位
置に移動し、さらに斜め糸条キャリヤ６ｊ＋ａＪ、を直
立糸８２ｊ、、２．、の内側を通って、元の斜め糸条キ
ャリヤ６　ａＩａの位置に来る。

以下同様にして、各斜め糸条キャリヤ６ａは図中時計回
り方向に移動して、隣接する斜め糸条キャリヤ６ａの位
置に移動し、斜め糸条キャリヤ６、。

ａが同様に移動して、最初の斜め糸条キャリヤ６目ａの
位置を占める。この状態が第５図（ｂ）に示されている
。

次に各斜め糸条キャリヤ６ｂが、反時計周り方向に同様
の動きをする。すなわち、直立糸条２ｔｔに結合された
斜め糸条５＋ｉｂの斜め糸条キャリヤ６＋＋ｌ）は、当
該直立糸条２１．及びそれに隣接する直立糸条２１２の
内側を通り、元の斜め糸ｇｋキャリヤ６．２ｂがあった
位置にまで移動する。また初めそこにあった斜め糸条キ
ャリヤ６＋Ｊは、直立糸条２＋２＋２ｔｓの内側を通っ
て元の斜め糸条キャリヤ６゜ｂの位置に移動し、さらに
斜め糸条キャリヤ６３．ｂは直立糸条２１Ｓ、２１４の
内側を通って、元の斜め糸条キャリヤ６１４ｂの位置に
来る。以下同様にして、各斜め糸条キャリヤ６ｂは図中
反時計回り方向に移動して、隣接する斜め糸条キャリヤ
６ｂの位置に移動し、斜め糸条キャリヤ６２．ｂが同様
に移動して、最初の斜め糸条キャリヤ６１゜ｂの位置を
占める。この状態が第５図（ｃ）に示されている。

次に直立糸条２群に交差糸条３を織成して、第二層を形
成する。すなわち第５図（ｄ）に示されるように、交差
糸条３を直立糸条２群の各列各段に織込んで、右下から
左上まで織成する。そしてこのとき、交差糸条３を最外
周の直立糸条２に織込むと、き、当該交差糸条３を直立
糸条２と共に斜め糸条５に絡ませ、直立糸条２と層４と
の交差点に斜め糸条５を固定する。

これによって、直立糸条２群に二つの層４が織成され、
その外周において層４と直立糸条２とにより形成された
長方形に、その対角線上に互いに交差して一対の斜め糸
条５　ａ、　５　ｂが配置された、−単位の格子状三次
元構造物１が形成されること・になる。

さらに直立糸条２群をその長さ方向に移動させた後、第
５図（ｅ）及び第５図（ｆ）に示されるように、斜め糸
条キャリヤ６ａ及び斜め糸条キャリヤ６ｂを、それぞれ
時計回り及び反時計周りに隣接位置まで移動させ、再度
第５図（ａ）に示すように次の第三層を形成すると、二
単位目の格子状三次元構造物１が形成される。

以下同様の工程を繰返すことにより、第４図に示される
ような多数の層４を有し、該層４間に斜め糸条５を配置
した多単位の格子状三次元構造物１を形成することがで
きる。

作用 本発明よって得られた格子状三次元構造物１は、直立糸
条２と交差糸条３とにより直交する三成分が形成されて
いるだけでなく、さらに斜め糸条５により斜め方向の第
四の成分が形成されるので、この格子状三次元構造物Ｉ
に捩れ力が加わったような場合にも、その力を斜め糸条
５よりなる第四成分が支える。

発明の効果 従って本発明によれば、極めて剛性が大きくて変形しに
＜＜、特に捩れに対して大きな抵抗性を示すものが得ら
れる。

さらに本発明によれば、格子状三次元構造物１を織成す
る過程において同時に斜め糸条５を織込むことができる
ので、前記従来例のように予め三成分のみからなる格子
状三次元構造物を織成し、それにマトリックスを含浸固
化させた後、さらに第四成分を巻回するといった手間の
かかる工程を必要とせず、−工程で第四成分をも含む格
子状三次元構造物１を織成することができる。そしてこ
れにマトリックスを含浸固化させることにより、直ちに
ＦＲＰやコンクリート等の補強材として使用することが
できる。

さらに斜め糸条５は、交差糸条３によって絡まれ、直立
糸条２及び層４に対して一体的に固定されるので、力が
かかつてもこの斜め糸条５の位置がずれたり格子状三次
元構造物１が変形したりすることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の方法により製造される格
子状三次元構造物の斜視図であり、第２図はその格子状
三次元構造物を織成する過程を示す平面図である。第３
図は層の間隔を確保する交差糸条の処理構造を示す斜視
図である。第４図は本発明の他の実施例の方法により製
造される格子状三次元構造物の斜視図であり、第５図は
その格子状三次元構造物１を織成する過程を示す平面図
である。 １・・・・・・格子状三次元構造物　２・・・・・・直
立糸条３・・・・・・交差糸条　　　　　　４・・・・
・・層５・・・・・・斜め糸条 ６・・・・・・斜め糸条キャリャ 第４−回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　複数の直立糸条（２）を平行に配置し、当該直立糸
   条（２）群の周辺に斜め糸条（５）を収納した斜め糸条
   キャリヤ（６）を配置すると共に、その斜め糸条（５）
   の端末をいずれかの直立糸条（２）に結合しておき、こ
   の状態において、直立糸条（２）群に交差糸条（３）を
   織込んで層（４）を形成する工程と、直立糸条（２）群
   を層（４）間の距離に相当する長さだけその長さ方向に
   移動させる工程とを、交互に一回以上行い、然る後前記
   斜め糸条キャリヤ（６）を移動させ、斜め糸条（５）に
   交差する直立糸条（２）と層（４）との適宜の交差点に
   おいて、交差糸条（３）を斜め糸条（５）に絡ませて固
   定することを特徴とする、格子状三次元構造物の製造方
   法