JPH06500366A - 造形フィラメント構造の製造 - 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】 １５フ　ラメント　゛の　′ 本発明は、造形繊維構造の製造方法、造形繊維構造および炭化組立体に関する。

本発明の成る特別の用途は、炭化可能な組立体の製造にあり、一層詳しく言えば 、円形あるいは環状の造形フィラメント組立体の製造にある。しかしながら、そ の最も広い概念では、本発明はなんら特定タイプのフィラメント材料にも、なん ら特定形状の製品にも限られるものではないことは了解されたい、ここでの「造 形構造」なる表現は、単なる物品片の製造を排除することを意図している。

Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｐｒｅｆｏｒｍｓ　Ｌｉ＋＊１ｔｅｄのヨーロッパ特許公 報第０４２４９８８　Ａ１号に記載されている造形フィラメント構造を製造する 方法は、単方向フィラメント層にニードルパンチング作用を与えてこの層を切断 、処理するのに最適な寸法安定性を与える段階と、層から複数のセグメントを切 断する段階と、少なくとも２つのセグメントを横に並んで隣接した状態に組み立 てて所要の構造形状の第１フィラメント層を作る段階と、この第１フィラメント 層に少なくとも１つの同様に形成したフィラメント層を重ね、この組み立て層に ニードルパンチングを行ってこれらの層から変位し、これらの層の面に対してほ ぼ直角の方向に延びるフィラメントによって屡の架橋結合を行う段階とからなる 。

このヨーロッパ特許の明細書に記載されている特殊な実施例は、たとえば、ポリ アクリルニトリル製の連続フィラメントのトウから作った環状プリフォームの製 造に関するものである。第１段階で、延伸フィラメントのシートを普通のニード ル織機に通すことによってニードルパンチングを行ってこのシートに成る量の凝 集を与える。最終環体のセグメントにそれぞれ対応するセグメント形状をニード ル加工したシートから切断し、第２段階で、これらのセグメントを組み立てて重 なり合った層を形成する。各層は、一連の切断したセグメントからなる環体を包 含する。層の積重体の厚さが増大しつつある間に、この積重体をセグメント・ニ ードル加工ヘッドの下で回転させ、積重体にさらなるニードル加工を施すが、積 重体の底とニードル加工ヘッドの距離を徐々に増大させ、ニードル加工度をブロ セスな通じてほぼ一定にする。

ここで、ヨーロッパ特許公報筒０４２４９８８Ａ１号の特殊な例に記載されてい る方法が低密度のプリフォームを製造することを意図していることに注目された い。

これは１本質的には、ニードルが２回のニードル加工段階において連続フィラメ ントが下方へ運ばれる前にこれらの連続フィラメントのい（っかを壊してしまう ためである。また、１ストロークで下方に運ばれる若干の繊維が、ニードルが異 なった位置で同じフィラメントと係合する場合に、続くストロークによって引き 込まれる可能性がある。プリフォームの成る種の用途では、セグメントが全体的 に連続フィラメントからなる場合にありそうな繊維密度よりも大きい繊維密度よ りも大きいことが望ましい。

また、成る種の目的（たとえば、プリフォームを炭素−炭素製品が高いストレス に耐えなければならないブレーキの製造で用いる場合）には、内部層弱さく成る 程度は最終プリフォームの頂面付近に現れる）に対する良好な抵抗が確保される 必要がある。完全に満足できる理論を与えることはできないが、なんらかの内部 層弱さは環状ニードル加工技術を原因とするかも知れない。

本発明は、ヨーロッパ特許公報筒０４２４９８８　Ａ１号に記載されている特殊 な方法について改良する造形フィラメント構造を製造する方法を提供する。

本発明によれば、多層の繊維材料層から造形繊維構造を製造する方法は、互いに 重なり合った繊維材料層の積重体を用意する段階と、この積重体の製作中に繊維 材料層をニードル加工して、積重体を製作するにつれて積重体の底とニードルの 行程の最下端との距離を大きくする段階と、最後の繊維材料層を積重体に加えた 後の最終ニードル加工段階中に、積重体の底とニードル行程最下端との距離を変 えずにニードル加工を続ける段階とを包含する。

好ましくは、少なくとも頂部の繊維材料層は、相互にゆるく保持されたステーブ ル繊維を包含する。さらに、前記層の少なくとも１つが相互にニードル加工され た連続フィラメント、ステーブル繊維からなると好ましい。

本方法は、特に頂部層（単数または複数）がステーブル繊維材料からなるときに 、最終炭素−炭素製品の耐内部層破壊を改善することがわかった。さらに、特に １つまたはそれ以上の層がステーブル繊維ならびに連続フィラメントを包含する ときには、より良好な繊維密度および架橋結合が得られる。

ここで、本発明を実施するのに用いられる段階力咄願番号第［６８９９号に記載 されている段階に類似しており、装置はほぼ同じであってよい。

プリフォームとして用いるための炭化可能フィラメント組立体を製造する方法右 よびこの方法を実施するのに用いる装置を、以下、種々の実施例によって説明す る。添付図面において； 第１図は、本方法の第に一ドルパンチング段階を示す図である。

第２図は、ニードル織機にフィラメント材料のシートを与えるための装置部分の 平面図である。

第３図は、第２図の矢印ＩＩＩの方向に見た図である。

第４図は、本方法の第２ニードルパンチング段階を示す図である。

第５図は、シートからのセグメントの切断を示すフィラメント材料シートの平面 図である。

第６図は、環状シート材料層を形成するためのセグメントの組み立て状態を示す 平面図である。

第７図は、セグメント組立体をニードル加工する方法を概略的に説明する図であ る。

第８図は１組立体ニードル加工作業の第１段階を示す。

第９図は、ニードル加工作業の終わりにある組立体を通る断面図である。

第１０図は、環状ニードルパンチング機の全体的な立面図である。

第１１図は、第１０図に示す機械で用いる回転受は器および対応ず部品を示す拡 大部分断面詳細図である。

第１２図は、第１０図に示す装置のための駆動機構の、第１０図と同じ尺度の詳 細図である。

第１３図は、第３ニードル加工段階の開始時のポリエチレン支持体および第１繊 維層を通る断面図である。

第１４図は、６つの繊維層を設置した後の状態を示す、第１２図と同様の横断面 図である。

第１５図は、最終繊維材料層の追加を示す、第１３図と同様の横断面図である本 芙施例は、酸化ポリアクロニトリル・フィラメントからなる「プリフォーム」の 製造に関する。このプリフォームは、炭化させ、樹脂を含浸し、非常に高い温度 でベークすることができ、それによって、繊維フィラメント、樹脂の両方が炭買 形態に変化し、炭素繊維で補強された炭素からなる造形物品を生成する。ポリア クロニトリル繊維を熱処理によって炭素繊維に変換する技術は、炭素−炭素製品 の製造技術として周知であり、これらの技術を詳しく説明する必要はないであろ う。

ポリアクロニトリル材料は、それを酸化雰囲気を含む炉に通すことによって行わ れる少なくとも部分酸化によって炭化に適したものとされる。ポリアクロニトリ ル材料は、連続単フイラメント紡織繊維の形において酸化プロセスから現れる。

すなわち、可撓性があり、紡織可能である。しかしながら、フィラメント材料は 、非常につやのある表面シーンを有し、取扱いが難しい。

本発明の方法で用いるために、材料は、トウ形態で得られ、成る特別の例では、 各トウは３２０．０００本の連続フィラメントによって構成される。これらのフ ィラメントを単方向シート（経糸）の形態に組み立てる必要がある。フィラメン トは、互いに接触しながら張った状態に保持され、シートの平面積の全「カバー ｊを生成しなければならず１代表的な例では、フィラメント・シートの厚さは約 ３ミリメートルである。この初期層すなわちフィラメント・シートを製作する１ つの方法は、一連のトウを普通の整経機のどらむ上に巻き付けることである。し かしながら、第１．２．３図に示す成る特別の調製装置を用いてより良好に調製 したフィラメント・シートを形成できることがわかった。

まず第１図を参照して、必要数のトウ１０（それぞれが端フランジ付きドラム１ ２によって支持されている）が単一の固定ビーム１４上に両端突き合わせ状態で 取り付けである。このビーム１４から、フィラメントは、ニードル織機１８を通 して経糸形態（１６で示す）で引かれ、巻き取りローラ２０に送られる。フィラ メントを経糸形態に広げ、処理機器を通して引き、巻き取りローラに巻き取る構 成は、繊維工業では周知であり、ここで詳しく説明する必要はないであろう。

しかしながら、巻き取りローラ２０が従動スピンドル（フランジ付き）を有し、 必要な張力をフィラメント・シートに確実に付与するものでなければならないと いうことは言っておきたい。ニードル織機そのものは、第１図に非常に簡単に示 しであるだけである。

ビーム１０とニードル織！１１８の間には、２本の平行なロッド２２．２４があ る。これらのロッドは、以下、スプレッダ・ロッドと呼ぶ。ロッド２２．２４上 には、特殊なフランジ付きスプレッダ装置２６が装着してあり、これらの装置の 構成は、単一のドラム１２またはカートンからのトウを単一のスプレッダ装置の フランジ間で受け取るようになっており、スプレッダ装置それ自体は、スプレッ ダ・ロッド２２．２４上に装置幅を横切って交互に配！しである。すなわち、第 １のスプレッダ装置２６ａがロッド２２上に１次のスプレッダ・ロッド２６ｂが ロッド２４上に、次がロッド２２上にというように配置しである。

本質的に、各スプレッダ装置２６は、ロッド２２または２４上で回転できるシリ ンダからなり、シリンダの周面はやや反っている（バナナ状となっている）。

シリンダのこの形状は、説明のために、第３図では誇張して示しである。各スプ レッダ装置２６をそれが装着しであるロッドに対して選定した角度関係で錠止す るために錠止手段（図示せず）が設けである。

スプレッダ装置２６ｂを見ると、これはロッド２２の頂部で最大半径を持つよう に図示しである。第１図でわかるように、フィラメントのシート１６は、スプレ ッダ装置２６のシリンダ上で延伸されてそれと係合している。今、成る特定のト ウが２６ｂで示すようにロッド２２または２４上に配向された装置２６上を通っ ているならば、フィラメントが側方へ広げられることになる（これは、フィラメ ントが装置２６のフランジに向かって高い中央点から離れるように滑る傾向があ るからである）、その正反対の状態が２６ａで示してあり、ここでは、シリンダ の最小半径が頂部にあり、その結果、フィラメントは中央に向かって滑り、側方 に圧縮される傾向がある。明らかなように、２６ａ、２６ｂに示す極端位置間（ 側方拡開力または圧縮力がフィラメントに加わらない中途位置も含む）で任意の 角度状態にスプレッダ装置の予設定向きを調節し、フィラメントの側方密度およ びフィラメントの張力の見地からできるかぎり一貫した拡開構造から経糸シート を排出するようにすることが可能である。

フランジ付きドラム１２の代わりに１個々のトウを、通常それらを供給するカー トンから直接引き出してもよい、この場合、スプレッダ・ロッド２２．２４は、 トウを所有しているカートン上に直接設置され、トウをカートンからスプレッダ ・ロッド上に引き出すようにする。トウをカートンから引き出す場合、トウはニ ードル織機１８までより角度の大きい経路に沿って移動して張力を付与されるよ うに配置することができる。たとえば、ニードル織機に対する経路の角度を変え ることによって、この張力を調節する手段を設けるとよい。スプレッダ・ロッド は、正確には、第２図を参照しながら先に説明したように作用する。

ニードル織ｍｉｓは　＊造、動作が普通のものである。−組の裸のニードル２８ が垂直方向往復動可能なニードル・ボード３０内に装着してあり、これらのニー ドルは、それぞれ機械の全有効幅（すなわち、フィラメント・シート１６の最大 幅）を横切って延びる複数の列として配置しである。ニードル織機は、普通のベ ッド・プレート３２と、ストリッパ・プレート３４とを有し、これらのプレート は、ニードル・ヘッド３０が下降するときにニードル２８の通過を許すように穿 孔されており、また、これらのプレート間にシート１６の経路がある。

作動にあたって、ニードル２８は、その下降でフィラメント・シート１６を穿刺 し、次に上昇でフィラメント・シートから引き抜かれる。ニードルのさかとげは 、フィラメントの何本かを捕らえ、下方に引張る。捕らえられたフィラメントは 、切断され（緊張状態に保持されているため）、シート１６のフィラメント相互 に結合する傾向のあるほぼ垂直の繊維を形成する。このニードル加工作業の結果 として、ニードル織機から現れ、巻き取りスピンドル２０上に巻き付けられたシ ート１６ａは、互いに完全に分離した長手方向のフィラメントの配置から種とし て長手方向に延びるフィラメントからなる「繊維構造」（シたがって、長平方向 に非常に良好な寸法安定性を持つ）に変わり、これら長手方向に延びるフィラメ ントは、側方向に成る程度の安定性を「繊維構造」に与えるように変位したフィ ラメントによって相互に充分に結合される。明らかなように、側方安定性は非常 に貧しいが、大きな側方ストレスを受けないかぎり、引き続く処理のために「繊 維構造」を取扱うには充分なものである。

第２段階で、スピンドル２０に巻き取られた繊維構造は、ニードル織機１８（第 ４図参照）の供給端でスピンドル２０を用い、最終的なニードル加工した繊維構 造を巻き取りスピンドル２Ｏａ上に巻き付けることによってニードル織機１８上 で二回目のニードルパンチング操作を受ける。しかしながら、繊維構造１６ａに 加えて、プレスローラ１９の下に、ウェブ１６ａと同じポリアクロニトリルで作 ったフェルトのようなステーブル繊維のウェブ１５がローラ１７から供給され、 ステーブル繊維ウェブが連続したフィラメント繊維構造１６ａ上に置かれる。

繊維構造１６ａおよびウェブ１５は、次に、共にニードル織１１１８を通して送 られる。その結果、繊維構造１６ａおよびウェブ１５は、−緒にニードル加工さ れ、連続フィラメントの基礎とステーブル・ウェブの「ボデー」とを有する二重 繊維構造となる。実際には、この二回目のニードル織機通過中に、下向きに運ば れる繊維の大部分はステーブル繊維からなり、長手方向（経糸方向）フィラメン トはほとんど乱されることはない。これは、ニードルが最初にステーブル・ウェ ブと出会い、ニードルのさかとげがステーブル繊維でいっばいになってしまい、 連続フィラメントを破断する余裕がなくなるからである。したがって、この二回 目のニードル加工が、垂直方向の繊維の大部分がステーブル繊維ウェブからなる 二重繊維構造１６ｂを製作する。

ここで、繊維構造１６ｂが２つの引き続いたニードル加工ヘッドでニードル織機 上に製作され得、連続フィラメントのみが第１ヘツド（たと＾ば、繊維を下から ニードル加工できる）を通って供給され、次に、ステーブル繊維ウェブが加えら れてから連続フィラメント・シートが第２のニードル加工ヘッド（たとえば、繊 維を上からニードル加工できる）の下を通過するということは了解されたい。

ステーブル繊維は、ローラおよびストリッパ・カードで繊維をカーディングし、 予ニードル加工したトーンをクロス・ラッピングすることによってウェブ内に形 成される。クロス・ラッピングされた繊維は、次に、圧力ローラまたは凝縮エプ ロンに通され、ここで、ウェブが圧縮される。

製造プロセスの次の段階が第５図に示してあり、これは切断段階である。シート １６ｂが、シートからセグメント３６．３８を切断する造形ナイフを備えた切断 機のベッドに置かれている。この切断機は、衣服製造や靴の製造で用いられてい る。切断プロセスでは、環体の複数のセグメント（６個が第６図に示すように組 み立てられ得る）を並んだ状態で作り出し、扁平な環体状の組立体または繊維構 造層を製作する。

ここに説明した方法によって作ったプリフォームは、航空機用途に特に適したブ レーキのための炭素繊維補強ディスクの基礎として用いられることが考えられ、 この製品は、第６図に示す環状形を必要とする。この環状形は、順次、セグメン ト３６．３８の形状を決めるが、ここで、６個より多いあるいは少ないこのよう なセグメントを用いることができ、これにより、セグメントの寸法、正確な形状 が変わるであろうことは了解されたい。セグメントをニードル加工したフィラメ ント・シート１６ｂから切り取ることがこの方法の重要な特徴である。

セグメント構造方法の１つの利点は、フィラメント・シートの無駄を比較的少な くして必要な形状（この場合には、Ｆｊ体）を作り出すことができるという点に あるということは容易に理解して貰λよう。酸化ポリアクロニトリル材料は非常 に高価なので、これは大きな利点である。シート上にセグメントを配列する実際 の技術は、衣服、靴産業で周知である。しかしながら、セグメント構造方法の別 の利点としては、第５図に示すものがあり、この場合、セグメント３６は、フィ ラメントの大部分が最終的な環体のほぼ半径方向に延びるように切断する（第６ 図のセグメント３６ａｔ’ｆｆ１）のに対し、セグメント３８は、フィラメント の大部分が環体のほぼ弦方向に延びるように切断する（第６図のセグメント３８ ａ参照）。明らかに、セグメント３６は半径方向に最大の寸法安定性を持つこと になり、セグメント３８は弦方向に最大の寸法安定性を持つことになる。

セグメント切断後の廃材は、約６３ｍｍの長さに繊維を切断し、ステーブル・ウ ェブ１５を製造するのに用いる開反・カーディング機（図示せず）に通すことに よって再処理することができる。

セグメントは、支持体４０（第７．８．９図参＠）上で環状に組み立てられる。

支持体は、発泡ポリエチレンで作ってあり、最終プリフォームで必要な環状形状 になっている。セグメントを支持体４ｏ上に組み立てる方法は、後に説明するが 、現在のところ、セグメントを第６図に示す並んだ状態で支持体上に置くと音大 ば足りるであろう。支持体上に置かれたセグメントの第１層は、すべてのフィラ メントを半径方向に配置した一組のセグメント３６からなるものであってもよい し、すべてのフィラメントを弦方向に配置した一組のセグメント３８からなるも のであってもよいし、セグメント３６．３８を交互に配置したものであってもよ い。

この段階では、支持体４０上にただ１つのセグメント層があるだけであるが、ニ ードル織機におけるようにさかとげ付きのニードルを用いて、支持体および第１ セグメント層にニードルパンチング作業を実施する。ニードルは、セグメント３ ６．３８の半径方向、弦方向に配置されたフィラメントの頂部に位置するステー ブル繊維のいくつかをほぼ垂直方向の向きにかなりの程度変位させ、乱れていな い連続トウ・フィラメントを作る。これは３つの効果を有する。すなわち。

（ｉｌ　セグメントそのものをさらに安定化する。

（１１）　セグメントの層を相互に結合する。

（ｉｉｉ）第８．９図に示すように、いくつかのフィラメントが発泡支持体内へ 変位させられるために、ニードル加工したセグメント組立体を支持体４０に取り 付ける。

興味のある、必ずしも理解されていない現象は、最終製品を水平線に沿って切断 した場合に、−見したところでは、すべてのステーブル繊維が消失したようにな るということである。これは、二回目以降のニードル加工段階で、連続フィラメ ントが少ししかるいはまったく外乱を受けないようであり（その結果、半径方向 、弦方向に配置されたフィラメントが切断面に見える）、多（のステーブル繊維 がニードル加工プロセスによって垂直方向に向いている（連続フィラメントと混 じっている）ためである。しかしながら、より綿密な検査では、ステーブル繊維 のいくつかがなおランダム配置にあることがわかる。

この最初のニードルパンチング作業の前に２つのセグメント層を重ね合わせると 有利であることがわかった。この場合、フィラメントの向きが交互になっている セグメントの上にフィラメントの向きが１方向になっているセグメントを配置す ると好ましいが、２番目の層を、その半径方向結合部が１番目の層の半径方向結 合部と一致しないように配置するのも好ましい。

ニードルパンチング作業でニードル穿刺可能な発泡支持体を使用するということ は５本方法の重要な特徴である。これは、セグメントが比較的脆く、取扱いが非 常に難しい場合には、製造プロセスの成る段階でセグメント組立体の、必要な構 造形状での安定性を確保するためである。

第１セグメント層と同様の第２セグメント層を、次に第１セグメント層上に置き 、第７図に示す小型で垂直方向に往復動できるニードル加工ヘッド４２を用いて ニードルパンチング作業を繰り返す。これは、垂直方向に配置されたフィラメン トによって２つのセグメント層を架橋結合し、第１セグメント層をさらに圧密し 、全セグメント組立体の厚さを増大させ１組立体をさらに支持体４０に固着する という効果を有する。明らかなように、各層のセグメントそれ自体は個々に切断 されたセグメントの２つの層で形成してあってもよい。

今や、第２層のセグメントは、第２層のフィラメントが第１層のフィラメントと 異なった向きとなるように選定、配置されている。たとえば、弦方向に配置され たフィラメントを持つセグメントが、半径方向に配置されたフィラメントを持つ セグメントに上に配置されている。しかしながら、第２層の半径方向結合部が第 １層の半径方向結合部と一致しないように配置するのも好ましい。このセグメン ト層を追加し、ニードル加工するプロセスは、プリフォームの必要な全厚が第９ 図に示すように達成されるまで続けられる。

すべてのセグメント層は二重材料１６ｂで作ることができるが、いくつかの層を 、最初の通過でニードル織機１８から出て（るときに連続したフィラメント材料 １６ａのみで作ってもよいことは了解されたい。実際、連続フィラメント材料１ ６ａまたは二重材料で作った任意の層の組み合わせを用いることができる。

ニードルのストローク深さは、セグメント層の追加中一定に保たれるが、各層を 追加するにつれて、ニードルのストロークをほぼ１つのセグメント層の厚さ分上 方へ変位させる６換言すれば、ニードル・ヘッド４２の垂直往復運動にゆっくり した上方移動を重ね、ニードル・ストロークの程度を常に増すようにしてもよい 。その結果　ＩＮ終的なフィラメント材料塊全体を主として垂直方向に変位させ られｔニステーブル繊維によって架橋結合されるが、範囲の上端に向かって、ニ ードルが支持体４０を貫通することはない。したがって、下方のセグメント層そ のものは支持体に架橋結合され、頂部、底部のセグメント層は直接は架橋結合さ れないが、塊全体としては相互に良く結合されている。

ニードルのこの連続的な変位は、第１３〜１５図を参照して後述するようにプロ セスの終わりに向かって変更される。

各セグメントの夾角が６８°である場合、隣り合った層の任意の２つの半径方向 結合部を互いに整合させることなく多数のセグメント層を互いに重ね合わせるこ とができる。明らかなように、セグメントが６８°の対角である場合、簡単に上 述したように完全な第１層を形成し、その上に第２層を重ねる代わりに、実際に 起きることは、多数のセグメントが一緒になって、支持体４０上に連続的に置か れ、上下に重なった螺旋を形成することであり、支持体４０を環状形状の垂直軸 線まわりに回転させて組立体のすべての部分をニードル加工ヘッド４２の下に持 って行くことによってニードル加工作業を連続的に実施されるということである 。このような構成では、９０個のセグメントまたはその倍数のセグメントを追加 した後に任意の円周方向位置に等しい数の層を有するディスクが構成される。

支持体４０上でステーブル繊維によって架橋結合されたフィラメント材料の構造 が適切な厚さを有し、充分にニードルパンチングされたとき、支持体とプリフォ ームの全組立体は保管したり、輸送したりすることができる。明らかなように、 フィラメント構造が比較的低い密度であるか、あるいは、非常に薄いか、または これら両方である場合、それはなお腰がないかも知れず、取扱いが幾分困難であ るが、ぼりえちれん支持体４０が良好な剛性を与える。しかしながら、多くの場 合、プリフォームそれ自体は、ポリエチレン支持体なしに取扱うことができる程 度に適切な剛性を持つことになる。

フィラメントのプリフォームは、炭化の前に支持体４０から切り取られる。

酸化したプリフォームは、次に、炭化オーブン内に置き、この段階で、プリフォ ームの上におもりを置いて制御した繊維ボリューム密度を得ることだけが必要で ある。これは、ニードルパンチングはプリフォームに適切な安定性を与え、それ を圧縮し、ステーブル繊維によって架橋結合を導入するためである。

プリフォームは、マトリックスの形成のためのモールドなしに、炉内に置けるに 充分な剛性を持っている。炉内でのマトリックス形成後、こうしてできた炭素− 炭素製品（今や充分に剛性である）を必要に応じて機械加工し、車輌のためのへ ビーデユーティ・ブレーキで使用し得るディスクとなる。事実、航空機脚装置で 使用するに適している。本発明の方法で作ったディスクは、層剥離その他の構造 状の欠陥なしに制動で付与されるようなストレスに耐えるに特に適する。加えて 、明らかなように、本方法は従来の方法よりも安価である。材料、エネＪレギの 節減ができるからである。

次に第１０．１１．１２図に目を転じて、ここに示す機械は、第７．８，９図を 参照しながら先に説明したセグメント組み立て・ニードルパンチング技術を実施 るようになっている。

ここで、ニードル加工作用を増減することによってニードル加工組立体の密度を 変えることができる、すなわち、ニードル加工の程度を高めると、製品の嵩高！ 度が高くなるということもわかった。本製品が公知方法で作られた同様の製品よ りも層剥離しにくいために、本発明では、比較的低い密度を使用することができ 、したがって、材料を節約することができる。この機械は、固定台枠５０を有し 、この台枠には、固定駆動ハウジング５２が固着しである。セグメントの組み立 ておよびニードルパンチングが行われる頂部開口の回転受は器５４が、それ自体 の垂直軸線まわりに回転できるように、駆動ハウジング５２の頂部に装着しであ る。この機械は、台枠５０上に摺動自在に装着したニードルパンチング・ヘッド ５６も有する。

頂部開口の受け器５４は、円筒形であり、閉鎮底部を有し、これがねじ６０によ って円形の駆動プレート５８に固着しである。駆動プレート５８は、後述する機 械の駆動機構の一部であるが、受は器５４は、ねじ６０を緩めることによって取 り外し、別の受け器と替＾ることができる。円筒形のコア６２は、端プレート６ ４．６６を有し、コア・スピンドル６８に固着されていてこのスピンドルで剛性 を与えられている。下端のところに、コア・スピンドル６８はフランジ７０を有 し、このフランジがねじ７２によって駆動プレート５８に固着することができる 。これらのねじ７２を緩めることによって、コア６２を駆動プレート５８から取 り外すこともできる。明らかなように、受は器５４、コア６２が共に駆動プレー ト５８に固着されているので、これらは駆動プレートと共に回転する。使用時に 、コア６２は環状のセグメント組立体の内径を定め、受は器５４の周壁がセグメ ント組立体の外面を構成する。

受は器５４の環状スペース内には、環状の偶成７４が取り付けである。偶成下降 部材７８が円筒形の下部７７を有し、この下部から３つの等角度に隔たった駆動 コラム７９が上向きに突出している。偶成７４は、ねじ７６によって、駆動コラ ム７９の頂端に固着しである。コラム７９各々は、駆動プレート５８の軸受構造 ８０を貫いて延びており、駆動プレート５８が回転すると、駆動コラムがそれと 一緒に回転し、その結果、偶成７４も受け器５４およびコア６２と共に回転する 。それ故、セグメント組立体が形成され、ニードルパンチングされつつあるとき にこのセグメント組立体を収容する回転受は蓋構造を得ることができる。

偶成は、下降部材７８（後に説明する）と共に、第１１図に実線で示す頂部位置 から第１１図に鎖線で示す下方位置まで垂直方向に移動することができる。第１ ０．１１．１２図に示す特別な受け器５４は、特殊な寸法の環状組立体を作るた めにのみ使用できる。実際に１図示の機械は、受は器コアおよび偶成を完全に取 り外し、最終製品の別のサイズに遺した異なった寸法を有する別の受け器と交換 できるため、成る寸法範囲を有する環状組立体を製作するのに使用できる。

駆動プレート５８を駆動する（したがって、受は器５４を回転させる）目的のた めに、駆動ハウジング５２内にある固定要素に小型の可変速度受は器駆動モータ ８２が固着しである。モータ軸は、受は器駆動ギヤボックス８６のウオーム軸８ ４に直結しである。ウオーム軸８４は、主軸９０に取り付けたウオーム歯車８８ と噛み合っており、主軸は、駆動ハウジング５２の固定部によって支持された軸 受９２．９４に軸支されている。駆動ビニオン９６が主軸９０上にキー止めして あり、これは、主駆動スピンドルｌＯＯの外面にキー止めされた大型平歯車９８ と噛み合っている。主駆動スピンドルは、第１２図から明らかなように１本質的 にシリンダからなる。主駆動スピンドル１００そのものは、軸受１０２．１０４ に軸支されており、これらの軸受は、駆動ハウジング５２の固定要素内に設置さ れている。したがって、明らかなように、モータ８２が作動すると、駆動力がウ オーム歯車減速ボックスおよび主軸９０を介してスピンドル１００に伝えられ、 スピンドルが比較的低速で回転する。スピンドル１００への駆動力は、電気制御 システム（図示せず）を介して制御され、受は器５４に蓄積したセグメントの組 立体が、ニードル加工ヘッド５５の下を通過するときにセグメントの適切なニ− ドルパンチングを行うに必要な速度で回転するように設定される。

既に述べたように、偶成７４は、駆動コラム７９に軸受構造８０を介して伝えら れる駆動力によって受け器５４と共に回転させられる。しかしながら、この駆動 配置は、ニードルパンチング、組み立て作業の要求に従って偶成７４を昇降させ る機構も包含する。この目的のために、駆動ハウジング５２の下部内に小型の可 変速度上昇モータ１０６が設けてあり、モータ軸は、駆動ハウジング５２の固定 部に固着した上昇ギヤボックス１１０のウオーム軸１０８に直結しである。ウオ ーム軸１０８は、受は器５４が回転する垂直軸線と同軸のねじ軸１１４上にキー 止めしたウオーム歯車１１２と噛み合っている。下端のところで、ねじ軸１１４ は駆動ハウジング５２の固定部にある軸受１１８に軸支されている。ねじ軸１１ ４の上端は、１１８のところで、キャップ１２０に軸支されており、このキャッ プは、ねじ１２２によって、３つの固定ピラー１２４の頂端に固着されている。

これら固定ピラーの底端は、駆動ハウジング５２の固定部に溶接しである。その 結果、ピラー１２４は、頂部キャップ１２０のための取付部となり、この目的は 、ねじ軸１１４の頂部軸支取付部を提供することにある。

ねじ軸１１４の主要部１２６にはねじ山が切ってあり、このねじ山に上昇ナツト １２８が螺合している。ナツト１２８は、スライダ１３２のねじ１３０によって 固着されている。スライダ１３２は、はぼ円筒形であり、その下端には内向きの フランジが設けである。ピラー１２４は、この内向きの底端にある軸受１３４を 貫いて延びている。ここで、ピラー１２４がその下端で駆動ハウジング５２の固 定部に固定してあり、回転しないということを思い出されたい。軸受配置１３４ は、スライダ１３２の回転を阻止し、これが順次にナツト１２８の回転を阻止す る。しかしながら、軸受配置１３４により、スライダ１３２がピラー１２４上を 垂直方向に摺動できる。それ故、ねじ軸１１４が回転すると、回転を阻止されて いるナツト１２８は、ねじ軸の長手方向に移動する（すなわち、垂直方向に移動 する）。スライダ１３２は、頂底の軸受フランジ１３６．１３８を備え、環状の 駆動部材１４０がこれらのフランジ１３６．１３８の間に設置されている。下降 部材７８の円筒形の下部７７は、ビン１４２によって、環状の駆動部材１４０に 固着される。この連結によって、適状駆動部材１４０は下降部材７８と共に、し たがって、受は器５４と共に回転しなければならないが、一方では環状駆動部材 １４０間の軸受によって、他方では、フランジ１３６．１３８を持つスライド部 材１３２によって、駆動部材１４０は、スライダ１３２が非回転であるにもかか わらず、回転することができる。端部フランジ１３６．１３８は、ナツト１２８ の軸線方向運動を下降部材７８に伝える手段となる。明らかなように、部材７８ の、そのコラム７９と一緒の軸線方向移動は回転受は器５４内の偶成７４の昇降 を生じさせる。

ニードル加工ヘッド５５の取付部は、台枠５０上で固定取付部１５２に係合する ばち形横断面のスライド軸受（工作機械で用いられるものに類似している）を有 する長いスライド１５０を包含する。したがって、スライド１５０は、矢印Ａで 示す長手方向に移動することができる。すなわち、頂部開口の受け器５４の回転 軸線に関して半径方向に移動できる。横方向のねじ１５４が、取付部１５２の延 長部に軸支されており、ハンドル１５６を介して制御することができる。割りナ ツト１５８が、ねじ１６０によってスライド１５２に固着され、このナツトはね じ１５４に螺合する。したがって、ハンドル１５６を回転させると、その回転方 向に応じて、受は器５４の垂直軸線に関して内外へスライド１５０の摺動が生じ る。（ハンドル１５６の代わりあるいはそれに加えて、スピンドル１５４を回転 させてスライド１５０の半径方向移動を生じさせる動力従動手段を設けてもよい ）。

スライド１５０は、停止ロッド１６２を支持しており、この停止ロッドには、止 め１６４，１６６が調節自在に装着しである。これらの止めは、それぞれリミッ ト・スイッチ１６８，１７０と協働して運動の内外の端を示すようになっている 。第１０図に示すように、スライド１５０は、所定の運動の内端で示してあり、 このとき、止め１６４はリミット・スイッチ１６８と係合している。リミット・ スイッチ１６８によって発生した信号は、セクタに送られ、ニードル加工ヘッド ５５が受け器５４に関して正しく位置決めされる。明らかなように、別の受け器 ５４が駆動プレート５８に嵌合したとき、したがって、止め１６４．１６６の位 置を調整する必要がある。ニードル加工ヘッド５５は、可変速度駆動モータ１７ ２を有し、モータ軸延長部には、歯付きベルト駆動装置１７８の駆動プーリ１７ ６がある。ベルト駆動部の従動輪１８０は、ニードル加工ヘッド５５の駆動軸１ ８２にキー止めしである。

本質的にニードル加工ヘッド５５の機構は、コーミング産業のＮｏｂｌｅコーム で使用されているダバーブラシと同じであるから、ここで詳しく説明する必要番 よないと考える。ここでは、本発明の目的のために、垂直方向に往復動できるニ ードル・キャリヤ１８４がモータ１７２からの駆動力によって作動させられると 言えば足りよう。穐々のサイズのニードル・ボード１８６をニードル・キャリヤ １８４の下端に嵌合することができる。これらのニードル・ボードの各々力く普 通のニードルｍ機で用いられるニードル・ボードと同様のものであるが、ただし 、これらのニードル・ボードは、ニードル織機で用いられるものよりもかなり面 積力５／ｊ）さい、各ニードル・ボード１８６は、繊維塊を穿刺するためにニー ドル織機で用いられるような通常のさかとげ付きのニードル（図示せず）を備え る。任意特定の用途のために、ニードル・ボード１８６から突出するニードルは 、すべてコア６２と受け器５４の壁面との間の環状スペース内に嵌合してニード ル加工動作を実施することができるように配置されていなければならない。各ニ ードル・ボード１８６は、繊維塊を穿刺するだめのニードル織機で用いられるよ うな通常のさかとげ付きニードル（図示せず）を備え机電気制御システムは、ニ ード」し・ボード１８６が常に上昇位置で静止し、ニードルが受け器５４の頂部 をクリヤするように配置される。

明らかなように、ニードル加工ヘッド５５が第１０図に示すような最内方位置に あるとき、受は器５４内で偶成７４に設置されたフィラメント・セグメントまた はセグメント組立体にニードルパンチング作業を実施することができる。さらに 、受は器５４が固定ニードル加工ヘッド５４の下で回転するとき、完全に環状の 組立体がニードル加工作用を受ける。本発明の重要な特徴の１つは、フィラメン ト材料にニードルパンチング作業を実施することであり、そのとき、材料は固定 ニードル加工ヘッドの下で再循環経路を移動する（すなわち、受は器５４の垂直 軸線まわりの回転する）。これは、第１図に概略的に示すように、連続長のフィ ラメント材料がニードル加工ヘッドの下を直線に沿って移動する普通のニードル 織機配置とは異なる。

ここで、普通のニードル織機で用いられるようなストリッパ・ボードはないが、 そのようなストリッパ・ボードを使用する必要があるならば、ニードル加工ヘッ ド５５の固定部に装着してもよいことは了解されたい。

また、本機械には、受は器５４内で偶成７４の昇降を制御する手段も設けられる 。この目的のために、減速ギヤボックス１９０がウオーム・ギヤボックス１１０ の下面に取り付けてあり、減速歯車列１９２はねじ軸１１４の底端に装着した駆 動ビニオン１９４から制御ロッド２００に取り付けたラック１９８と噛み合って いるとニオン１９６に駆動運動を伝達する。この制御ロッド２００は、軸線方向 摺動運動ができるように装着してあり、ねじ軸１１４が回転するときはいつでも ギヤボックス１９０を介して駆動される。偶成７４が下降されつつあるときに、 第１２図でわかるように、停止ロッドが右に移動するように、歯車機構は配置さ れる。停止ロッド２００に密接して、スイッチ取り付はロンド２０２がギヤボッ クス１９０のケーシングに固定しである。その結果、スイッチ取り付はロッド２ ０２は動くことができず、したがって、停止ロッド２００とスイッチ取り付はロ ッド２０２の間に相対運動が生じる。

停止ロンド２００には一対のドッグ２０４．２０６が取り付けである。これらの ドッグは、スイッチ取り付はロッド２０２に調節自在に取り付けられた一連のス イッチ２０８．２１０．２１２．２１４．２１６と協働するようになっている。

スイッチ２１０は、ねじ１１４が回転して偶成７４を最下方作動位置に持って行 くときはいつでも引き外されるときはいつでもドッグ２０４によって引き外され るようになってあり、これは「ダウン」スイッチと呼ぶ。スイッチ２１６は、ス イッチ２１０が機械部分を保護するように作動し損なったならば、ドッグ２０６ によって引き外されるようになっている。スイッチ２１０　（ｒダウン」スイッ チと呼ぶ）が閉じると、上昇モータ１０８への電力供給を止め、偶成７４のさら なる下降運動を停止させるが、なんらかの理由のために偶成が下降し続ける場合 には、ドッグ２０６によってスイッチ２１６が閉じ、電力供給を止めることにな る。したがって、このスイッチ２１６は、「オーバーラン・ダウン」スイッチと 呼ぶ。

スイッチ２１２は、偶成力咄発位置の上方へ受け器５４の頂部上方へ突出する放 出位置まで上昇したとき、ドッグ２０６によって作動させられるようになってい る。スイッチ２１２は、「アップ」スイッチと呼ぶ。

スイッチ２１４は、偏屈が第１１図に示す出発位置にあるときに、ドッグ２０６ によって引き外されるようになっており、したがって、このスイッチは、「スタ ート」スイッチと呼ぶ、このスイッチが引き外されたとき、それは、駆動モータ ８２を作動させて受け器５４を回転させると共に、上昇モータ１０６を作動させ て偏屈５４の下降を開始させるようにもなっている。

最後に、スイッチ２０８　（ｒアップ・オーバーラン」スイッチと呼ぶ）は、偏 屈が通常の上方位置すなわち放出位置の上方の位置まで上昇させられるべきであ る場合にドッグ２０４によって引き外されるようになっている。

第１０．１１．１２図に示す機械を作動させようとするとき、正しいさいずの受 け器５４を駆動プレート５８にボルト止めし、適切なサイズのニードル・ボード １８６をニードル加工ヘッド５５に嵌合させる。既に述べたように、本機械は、 ニードル加工ヘッド５５の内外送りによって作動させられるスイッチ１６８．１ ７０からの信号およびスイッチ２０８，２１０，２１２．２１４．２１６からの 信号を受信する電気制御回路を備える。この制御回路は、以下のように動作シー ケンスを行うように設定されている。すなわち、出発位！において、偏屈７４は 、受は器５４の頂部リップの下方約１０ミリメートルのところに置かれる（第１ ０図に示す位置）、この位置は、ポリエチレン支持体４０を受け入れるのに適し ており、支持体は偽底上に置かれ、受は器５４の壁面によって位置決めされる。

スライド１５０が、次に、ハンドル１５６を回転させることによって作動させら れて、ニードル加工ヘッド５５を第１０図に示すように作動内方位置へ移動させ る。ニードル加工ヘッドが内方位置に到達すると、スイッチ１６８が閉じ、機械 の２つの可変速度モータ８２．１０６に電力を供給する。次に、第１のセグメン ト層３６．３８が手作業で支持体４ｏ上に置かれ、縁を第６．７図に示すように 突き合わせ状態にする。（先に述べたように、この第１層は、実際に、重ね合わ された２つの層によって構成されていてもよい、）この第１セグメント層を受け 器５４内で支持体４０上に置いたとき、駆動モータ８２が作動させられて、受は 器５４の回転を開始させる。同時に、ニードル加工ヘッド５５を駆動するモータ １７２が作動させられ、その結果、ニードル加工ヘッドが受け！１５４内に置か れたフィラメント・セグメントにニードル・パンチング作業を実施し始める。ニ ードル・ボード１８６によって支持されたニードルは、第１セグメント層のニー ドル加工ヘッドの下に位置する部分を穿刺する。ニードル加工ヘッドは、ニード ルのさかとげによって捕らえられたステーブル繊維をセグメント３６．３８の平 面からニードル穿刺可能な支持体４ｏ内へ垂直方向下向きに運ぶ、ニードルそれ 自体は支持体４０およびフィラメント・セグメント３６．３８から引き抜けるが 、この垂直方向位置に変位させられたステーブル繊維は支持体４ｏ内に埋め込ま れたままとなる。

受は器５４が回転するにつれて、それはニードル加工位置の下に第１セグメント 層を運び、−回の回転の後、第１セグメント層すべてがニードル・パンチング操 作を受け、支持体内に埋め込まれているステーブル繊維によって支持体４ｏに固 着される。

受は器５４の一回の回転の終わりで、リミット・スイッチ（図示せず）が引き外 され、上昇モータ１０６を所定期間作動させる。その結果、上昇機構が作動して 偏屈７４を、ニードル加工されたフィラメント・セグメントの単一層の厚さにほ ぼ等しい距離、下降させる。

次に、受は器５４が回転を続けるにつれて、さらなるセグメントが一度に１つず つ第１セグメント層上に送られる０回転が比較的遅くなるので、このセグメント 供給は手作業で行うことができる。供給位置は、ニードル加工ヘッド５５が作動 している位置のすぐ前であり得る。これら後からのセグメントがニードル加工ヘ ッド５５の下を通過すると、それらもまたニードル・パンチング加工され、これ が第１セグメント層にセグメントを架橋結合し、もちろん、セグメントの組立体 をニードル穿刺可能な支持体４０にも結合する。

セグメントは、最上方の繊維１６ａにウェブ１５を追加する側で下方層に置き、 このウェブの繊維を下方にパンチ加工して繊維１６ｂの層の繊維にさらに係合さ せると共に、隣り合った層を連結する助けとすることができる。

第１層がニードル加工された後に偏屈を下降させるリミット・スイッチの代ゎり に、偏屈を下降させずに第２の層を追加してもよい０代わりに、または、それに 加えて、第１の２つの層を３．４回回転させて、ニードル加工ヘッドＳ５を作動 させて隣り合った層のセグメントを架橋結合してもよい。この動作が繰り返され て層を圧縮し、引き続いてセグメントを置くためのよりしつかりした、より稠密 なベースを形成する。所望に応じて、第１の２つの層の引き続く回転の間、偏屈 が同じ深さのところに留まっていてもよい。

明らかなように、引き続くセグメント層の各々がニードル加工ヘッド５５の下を 通過するにつれて、垂直方向に変位させられたフィラメントによってその下の層 に架橋結合される。支持体４０が段階的に、普通、受は器の１回転毎に一回、下 降するので、ニードルの支持体４０内への侵入量は漸次減る。最終的に偽底上の セグメント組立体の厚みがその中へのニードルの侵入深さを超えると、それ以上 の、支持体４０内へのフィラメントの架橋結合はない、この位置が第１４図に示 しである。

この作業は、必要な環状形態を作るようにニードル加工されたフィラメント材料 の厚みが最終製品に必要な厚みに近くなるまで続く、この段階で、ドッグ２０４ が「ダウン」スイッチ２１０を作動させ、駆動モータ８２．１０６．１７２への 電流の供給を停止させる。その結果、機械の全動作が停止する。この段階で。

ニードル繊維層は第１５図に示す厚さＴを有する。全体的にステーブル繊維ウェ ブで作られた（すなわち、連続したフィラメントのない）セグメント層２５０が 、次に、厚みＴを形成しているニードル層の上に置かれる。次に、機械が完全に ２回転にわたって作動させられるが、上昇モータ１０６はオフとされ、ニードル 加工層の積重体の下降はない。これにより、層２５０の繊維の大部分がニードル 加工された積重体内へ運ばれる。

ステーブル繊維のみからなる２つの別の層２５２．２５４が追加され、それぞれ が追加された後に、機械は２回完全な回転を行うように作動させられるが、積重 体の下降はない。それ故、材料の厚さｔが追加されるが、実際の厚さはニードル 加工プロセスによって幾分減ることになり、３つの層２５０．２５２．２５４が ニードル加工プロセスによって積重体に結合される。したがって、プリフォーム の外側部分は、差動ニードル加工作用を受ける。これは、積重体が下降を停止し た後に６回の回転があるからである。ステーブル・フェルトの２層をさらに追加 する代わりに、さらなるセグメントを前述のように追加し、引き続いて回転を生 じさせ、たとえば、６回の回転を生じさせ、層をさらに圧縮、結合してもよい。

あるいは、１つのこのような別の層２５２のみを加λてもよい。

プリフォームを受け器５４から取り出す前に、ハンドル１５６を回転させてニー ドル加工ヘッド５５を作動位置から引っ込み位置へ引っ込めなければならない。

ニードル加工ヘッドが引っ込み位置に到達してスイッチ１７０が作動すると、上 昇モータ１０６が偏屈７４の下降を生じさせる方向と反対の方向に、より高い速 度で、作動して偏屈の急速な上方移動を生じさせる。この動きは、ドッグ２０６ が「アップＪスイッチ２１２を作動させ、この時点で、上昇モータｌＯ６への電 力供給が止まり、偏屈が「アップ」位置に停止し、そこにおいて、偏屈は受け器 ５４のリップ上方に突出する。次に、このように上昇した偏屈７４から、プリフ ォームをニードル穿刺可能な支持体４０と一体に持ち上げることができる。先に 述べたように、支持体４０は、組立体の引き続く取扱いで有用であるが、必要に 応じてニードル加工された組立体を支持体４０から切り取ることができる。

所望に応じて、プリフォームが支持体から取り外されたとき、それをひっくり返 すことができる。モールドにプリフォームが置かれ、層２５０．２５２．２５４ に類似した層を加える段階を積重体の下側にあったものに繰り返される。

機械を再始動するためには、オペレータは制御ボタン（図示せず）を押し、上昇 モータ１０６を作動させて偏屈７４を「スタート」位置に下降させる。これで、 機械の全作動サイクルが完了する。

明らかなように、！１０．１１．１２図に示す機械で実施されるニードル・パン チング作業は、通常ニードル・パンチング作業で得られるようなフィラメント・ セグメントの成る程度の圧縮を行う。これは、相互に充分に結合されたフィラメ ント製品を得るには有用である。これは、締め付けの必要なしにマトリックス形 成炉内に置（ことのできるプリフォームを得るのに有用であるばかり、ストレス の発生時に最終ディスクの層剥離もないという点でも有用である。さらに、明ら かなように、適当に機械を制御することによって、ニードル・パンチング・ヘッ ドの作動速度に対して受け器５４の回転速度を調節し、または、支持体７４の下 降速度を調節し、あるいは、これら両方の調節を行ってプリフォームの繊維密度 を変えることができる。

ここでまた、本発明によるプリフォームが公知の技術に従って作ったプリフォー ムよりもかなり大きい強度を有することを実験が示したことを言っておかなけれ ばならない、その結果、本プリフォームの密度を公知技術によって作ったプリフ ォームに比べてかなり減じることができるために、材料コストのかなり節減とな る。たとえば１本発明に従って形成し、１５％の繊維ボリュームを有するプリフ ォームが、約３５％の繊維ボリュームを有する現在市販されているプリフォーム よりも強いことがわかった。したがって、１５％から２４％の繊維ボリュームを 持って満足できる結果を得ることができることが予想される。

国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ 、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、　ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ）、 ＡＴ、ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ、　ＤＫ。

ＥＳ、ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、ＭＣ，Ｍ Ｇ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ、ＳＤ、ＳＥ、ＳＵ、ＵＳ （７２）発明者　スミス、ノーマン イギリス国　シー・ヴイ２２５アール・ビー　ウォーリックシャー州　ラグビー 　バッドバイ　レイズ　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多層の繊維材料層から造形繊維構造を製造する方法であって、互いに重なり 合った繊維材料層（３６、３８）の積重体を用意する段階と、この積重体の製作 中に繊維材料層をニードル加工して、積重体を製作するにつれて積重体の底とニ ードル（２８）の行程の最下端との距離を大きくする段階と、最後の繊維材料層 （２５４）を積重体に加えた後の最終ニードル加工段階中に、積重体の底とニー ドル行程最下端との距離を変えずにニードル加工を続ける段階とを包含すること を特徴とする方法。 ２．多層の繊維材料層から造形繊維構造を製造する方法であって、互いに重なり 合った繊維材料層（３６、３８）の積重体を用意する段階と、この積重体の製作 中に繊維材料層をニードル加工して、積重体を製作するにつれて積重体の底とニ ードル（２８）の行程の最下端との距離を大きくする段階と、積重体の上部領域 にある層に積重体の他の層の少なくともいくつかよりも大きい程度のニードル加 工を施すことを特徴とする方法。 ３．請求の範囲２記載の方法において、積重体の上部領域にある層に積重体の他 の層の少なくともいくつかよりも大きい程度のニードル加工を施すのに、最後の 繊維材料層（２５４）を積重体に加えた後の最終ニードル加工段階中に、積重体 の底とニードル（２８）の行程最下端との距離を変えずにニードル加工を続ける ことを特徴とする方法。 ４．請求の範囲１〜３のうちいずれか１つに記載の方法において、各層をほぼ連 続した配置に組み合わせた複数のセグメント（３６、３８）によって構成して必 要な形を形成することを特徴とする方法。 ５．請求の範囲１〜４のうちいずれか１つに記載の方法において、前記層（３６ 、３８）のうち少なくとも１つの層が連続したフィラメントと相互にニードル加 工したステーブル繊維の両方を包含することを特徴とする方法。 ６．請求の範囲１〜５のうちいずれか１つに記載の方法において、積重体で使用 されている１つの繊維材料層が、ニードル・パンチング（１８）を施して或る程 度の寸法安定性を与え、切断、処置を可能とした単方向フィラメント（１６ａ） を包含することを特徴とする方法。 ７．請求の範囲５および６に記載の方法において、前記少なくとも１つの層（１ ６６）が、ニードル・パンチングを施した単方向フィラメント（１６ａ）と、ニ ードル・パンチングした連続フィラメント上に位置し、これらの連続フィラメン トにニードル・パンチングされた積重ステーブル繊維ウェブ（１５）とを包含す ることを特徴とする方法。 ８．請求の範囲１〜７のうちいずれか１つに記載の方法において、第１の繊維材 料層が、それ以降の層を重ねることができるようにこの第１繊維材料層を支える に充分な剛性はあるが、ニードルの貫通を許す構造を有する副構造（４０）上に 位置しており、これら組み立て層の少なくとも初期のニードル・パンチングでこ の副構造を貫通し、それによって、組み立て層が１つの構造となるが、貫通の程 度および密度を、組み立て層をそれらの形状および安定住を損なうことなく副構 造から分離できることを保証するように制限したことを特徴とする方法。 ９．請求の範囲４または請求の範囲４に従属するいずれか１つの請求の範囲に記 載の方法において、セグメントがフォーマ内に組み込んであり、このフォーマが 組み立て層のニードル・パンチング中にセグメントを相対的に位置決めすること を特徴とする方法。 １０．請求の範囲１〜９のうちいずれか１つに記載の方法において、重なった層 内のフィラメントの長手軸線が下方の層のフィラメントに対して或る角度で配置 してあることを特徴とする方法。 １１．請求の範囲４および１０に記載の方法において、各層のセグメント内のフ ィラメントの長手軸線がすぐ後の層内のフィラメントに対して或る角度で配置し てあることを特徴とする方法。 １２．請求の範囲１〜１１のうちいずれか１つに記載の方法において、層が円形 あるいは環状に形成してあることを特徴とする方法。 １３．請求の範囲１２記載の方法において、円形あるいは環状の組立体のニード ル加工を行うのに、ニードルを備えたニードル加工ヘッド（４２）を往復動させ 、このニードル加工ヘッドに対して形成されつつある円体あるいは環体の軸線ま わりの相対的な回転運動を生じさせることを特徴とする方法。 １４．造形繊維構造を製造する方法であって、少なくとも３つの繊維層を互いに 重ね合わせる段階と、これらの繊維層の組立体をニードル・パンチングして組立 体全体を層から変位して層の面に対してほぼ直角の方向に突出する繊維によって 層組立体を完全に貫通してニードル加工することなく架橋結合する段階と、最後 の繊維材料層（２５４）を積重体に加えた後の最終ニードル加工段階中に、積重 体の底とニードル行程最下端との距離を変えずにニードル加工を続ける段階とを 包含することを特徴とする方法。 １５．請求の範囲１４記載の方法において、１つの層を１つまたはそれ以上の既 に重わた層に加えた後に組立体をニードル・パンチングし、このパンチ加工に組 立体とニードルとの相対運動を（パンチ加工作用と同じ方向に）重ね合わせ組立 体の形成中であって最終ニードル加工段階前にパンチ加工作用の最下端限界を組 立体に対して上方に移動させることを特徴とする方法。 １６．請求の範囲１５記載の方法において、前記重ね合わせた運動を達成するた めに、パンチ加工中に組立体が載っている支持体を下降させることを特徴とする 方法。 １７．多層の繊維材料層から造形繊維構造を製造する方法であって、重ね合わせ た繊維材料層（３６、３８）の積重体を用意する段階と、積重体の製造中に１つ の層からの繊維を隣接の層内へ少なくとも部分的に突入させ、最終層（２５４） 内のより多数の繊維を、少なくともいくつかの他の層のそれ相当に突出する繊維 よりも隣接層内に突入させることを特徴とする方法。 １８．ニードル加工によって相互連結した多数の繊維材料層を包含し、積重体の １つの領域にあるに、積重体の他の層の少なくともいくつかの層よりも大きい程 度のニードル加工を施したことを特徴とする造形繊維構造。 １９．請求の範囲１〜１７のいずれか１つに記載の方法によって製造した造形繊 維構造。 ２０．請求の範囲１８または１９に記載の造形繊維構造から形成した炭化組立体 であって、繊維構造が炭化可能な繊維を包含することを特徴とする炭化組立体。