JPS6328934A

JPS6328934A - 複合材用補強材，及びその製造方法

Info

Publication number: JPS6328934A
Application number: JP61170457A
Authority: JP
Inventors: 哲朗広川
Original assignee: Shikishima Canvas KK
Current assignee: Shikishima Canvas KK
Priority date: 1986-07-19
Filing date: 1986-07-19
Publication date: 1988-02-06
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: JPH081018B2

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、織機により製造できる複合材用補強材、及
びその製造方法に間する。特に、宇宙飛翔体の外壁材の
ような高熱にさらされる断熱材として好適な複合材用の
補強材に間する。

（従来の技術）複合材用の補強材としては、従来よりシート状の織物を
所定の厚さまで積層したもの、あるいは糸を三次元に配
列、積層したものが使用されている、また、航空機のよ
うに軽量化が重視される場合は９強力が必要な方向だけ
をａ維、又は糸で補強し、できるだけ繊維含有料を少な
くする努力がなされている。米国特許第３２７１８５号
には、このような軽量補強材が開示されている。この補
強材は。

経糸と緯糸からなる表層、裏層の２枚の織物を両者の中
間層の織物で連結したものである。中間層は表裏層の各
織物と交互に接結してジグザグ形態をとり、補強材の縦
断藺に三角形状のセルが形成される。

これ以外に、ｉ在宇宙飛翔体の外壁材に使用されている
ものは、ハニカム構造の補強材であって、それにセラミ
ックス等の耐熱性のマトリックスを充填し、焼成した後
、必要な形状に切削したものである。

（発明が解決しようとする問題点）宇宙飛翔体や航空機の外壁材には２本体を高熱や衝撃か
ら保護するため、厚さが必要であると同時に、厚さ方向
の強力が必要である。したがって、シート状織物の積層
品では各層間の剥離が起こる危険性があり、信頼性に乏
しい。糸を三次元に配列、積層した補強材では、補強効
果は大きいものの、不要な補強方向までの糸が多く含ま
れ、軽量化が阻害され、さらに製造には特殊な装置が必
要である。

米国特許第３２０７１８５号に開示された補強材は。

厚さがあり、内部のセルが空間を形成して、一応は良好
な補強材である。しかし、製造の面では。

中間層がジグザグ形態であり２表裏層よりも長くなるた
め通常の織機では製織できず、織前の位置を調整する特
殊な巻き取り機構、ビーティング機構を必要とする。

さらに、上記の補強材、及び現在スペースシャトルの外
壁材に使用されているようなハニカム構造材には、！大
な欠点がある。それは本体と外壁）才との接合性が弱い
点である。従来２両者の接合は接着剤により行われてい
る。超高熱と衝撃が作用すると、接着力の不足、劣化の
ため脱落することがあった。接着剤の他に、何らかの機
械的接合がおこなわれれば、信頼性は一段と向上するが
。

条件的にボルトなどは使用できず、改良方法が見出され
ていない。この発明は、上記のような外壁材に必要な性
能を備えた複合材用補強材であり。

通常の織機を用いて連続的に製造でき５本体との接合性
を飛躍的に向上した補強材と、その製造方法を提供する
ものである。

（問題点を解決するための手段）この出願の第１の発明に係わる複合材用補強材は、経糸
と緯糸を用いた多Ｎ織組織の織物からなる補強材であり
、横断面には緯糸層を隔壁とする多数のセルが形成され
ている。さらに補強材の外面の一面、又は複数面に、経
糸又は緯糸によるループが形成された構造である。

この出願の第２の発明は、前記第１の発明の複合材用補
強材の製造方法であって、厚さ方向上下に位置する緯糸
層の一部を経糸で接結し、織物の横断面において、接結
部が各緯糸層で等間隔に配置され、かつ、厚さ方向複数
列に配列するよう多重織に製織する。それと同時に補強
材の外面を構成する糸の一部でループを形成する。製織
後、厚さ方向に伸張して、各緯糸層の非接結部の間を開
き、横断面で緯糸層をジグザグ形態にすると、多数のセ
ルが形成され、各セル内の空間が経糸方向に連続し、ル
ープを表面に有する補強材が得られる。

経糸、緯糸には耐熱性を有する無機繊維２例えばアルミ
ナｍ維、ＳｉＣ系繊維、炭素′ｔａ維、ガラスｍ維等が
適する。

（作用）この補強材は、多層織組織内に緯糸層が経糸で接結され
た部分と接結されていない部分とが、それぞれ厚さ方向
に配列するように通常の織機て製織し、厚さ方向に伸張
したものである。その結果、接結部で緯糸層が屈曲して
ジグザグ形態になり、補強材の横断面には、この緯糸層
を隔壁とした多数のセルが形成される。こうして内部に
空間が得られる一方２強力を必要とする厚さ方向には接
結糸が配置されているため、充分な軽量化と補強が達成
できる。

そして、製織時には補強材の外面を構成する経糸、又は
緯糸により、その−面又は複数面にループを形成する。

得られた補強材に耐熱性のマトリックスを充填し、、焼
成して耐熱性複合材とする。ただし、ループは外へ突出
させておく。

この構造材を宇宙飛翔体や航空機の外壁材のように９本
体へ接合して使用する場合、ループがある面を接合面と
する。本体表面に製作されたフック、あるいはビンに各
ループを引っ掛けるか９本体にもループを設け、補強材
のループとをワイヤー、ピン等で連結して取り付ける。

ここで従来同様の接着剤を併用することもできる。また
、′補強材の上面、及び下面にもループを形成し、厚さ
方向に重ねて接合することも可能であり、補強材の側面
、端面にループを形成して、横方向に接合することもで
きる。

（実施例）この発明の実施例を２図面を参照しながら説明する。

第１図にこの発明の実施例を示す。耐熱性複合材用補強
材（２０）は、緯糸（１）（２Ｘ３）（４）と経糸（５
）から構成されており、上面に現れる経糸（５）の−部
によりループ（９）が形成される。横断面に形成された
セル（３０）はほぼ四角形である。第１図のＡ−Ａ線、
　Ｂ−Ｂ線に沿った断面図を、それぞれ第２図、第３図
に示す。この補強材（２０）は次のように製織する。緯
糸に関しては第１層（１）、第２層（２）、第３層（３
）、第４Ｆ’（４）、の緯四重織である。織物の横断面
において各緯糸層は、厚さ方向上下に位置する緯糸層と
経糸により一定間隔で接結された部分を有する。すなわ
ち、第１の緯糸！（１）と、その下側に位置する第２の
緯糸Ｎ（２）とは一部が経糸（５）で接結される。この
場合接結部（１３）、（１３）は第２図に示すような緯
二重織になり、これが横方向に等間隔で形成される。

第２の緯糸層（２）と第３の緯糸Ｎ（３）は、経糸（５
）により同様に接結される。この接結部（１４）、（１
４）は、第１と第２の緯糸層（１）、（２）の接結部（
１３）、（１３）の中間に位置し、したがって２両者の
接結部（１３）（１４）の位置は相対的に横方向にずれ
ている。第３と第４の緯糸層（３）、（４）の接結部（
ｌ古）、（１５）は、第１と第２の緯糸層（１）、（２
）の接結部（１３）、（１３）と厚さ方向の同列に配置
される。

これ以外の接結されない非接結部分（１６）は、第３図
に示すような一重織である。このように各緯糸層の接結
部（＋３）、（１４）、（１５）と非接結部（１６）は
厚さ方向同列で複数列に配列するように！！織する。

ただし、第１Ｎ、及び第４Ｎの緯糸（＋）（４）は最上
層と最下層であるため、第２層、第３Ｎの緯糸（２）り
３）に比べ接結部は少なくなる。

一方、ループについては、経糸（５）の中から一部の経
糸を選定し、ループ（９）を製作する。これは製織時に
針金を緯糸方向に打ち込み、ループ（９）を形成し、そ
の後針金を除去するパイル織と同様の方法で製作する。

ここで使用する針金は９円形断面のもの以外に、平板状
のものも含む。

このようにして得られた多層織物を厚さ方向に伸張し、
各緯糸層を非接結部で開くと、第１図に見られるように
、各層の緯糸が分離した部分にセル（３０）が形成され
る。伸張する場合は、セル（３０）内にその形状に応じ
たマンドレル、又はバイブを成形具として挿入し、補強
材（２０）の形態を固定する。その後成形具を除去して
、セラミックス等の耐熱性マトリックスを充填する。

第１図の実施例では、上面の中で四角形のセル（３０）
の頂点にループ（９）を形成しているが、池の経糸（５
）を使用して上面の他の部分にループを設けてもよい。

また、上面、下面の両面にループを製作することもでき
、側面や端面にも製作できる。端面にループを形成する
には、補強材の端面（横断面）において経糸を延長し、
折り返して糸端を組織内に綴込んで行う。側面にループ
を形成する場合は、有枠織機を使用し、ｎ糸の折り返し
部をループとする。

第１図の実施例では、非接結部（１６）が平織であるが
、綾織、朱子織なども適用てき接結部（１３）、（＋４
）（１５）においても同様の変化が可能である。また、
各緯糸層は緯糸−皿だけでなく、多重にしてもよい。さ
らに、経糸、緯糸の密度、太さ、材質は必要な性能に応
じて、全体又は部分的に変更してもよい、また、経糸を
接結部だけに配し、他は緯糸のみで構成することにより
、更に軽量化を計ることもできる。同様にループについ
ても本数。

大きさ１分布度合を目的に合致するよう決定する（発明
の効果）この発明に係る耐熱性複合材用補強材は、横断面にセル
が形成された構造であるが、経糸と緯糸を用いて、その
組織に工夫を凝らすことにより。

多層織の織物と同様に製織てきる。したがって。

従来使用されている通常の織機により連続的に製造でき
、生産性も高く、外面のループも従来のパイル織方法で
容易に形成される。そのループによって宇宙飛翔体や航
空機の外壁材として２本体との強固な機械的接合が達成
でき、接合不良や脱落など従来避けがたかった欠点は解
消される。また、ｍ機の綜絖枚数、綜絖運動、オサを変
更すると、補強材の厚さ、セルの大きさは各種のものが
得られ、必要な条件に最適な補強材が容易に製造できる
。

このように、従来よりも著しく優れた特性を有する補強
材である。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・・・・この発明の実施例を示す横断面図第
２図・・・・・・第１図のＡ−Ａ線に沿った断面図第３
図・・・・・・第１図のＢ−Ｂ線に沿った断面図（ＩＸ
２Ｘ３Ｘ４）・・・・・・緯糸（５）・・・・・・経糸　　　　　　（９）・・・・・
・ループ（１３０１４Ｘ１５）・・・・・・接結部（１
６）・・・・・・非接結部　　　　（３０）・・・・・
・セル特許出願人　　　敷島カンバス株式会社箋　２　
図第　３　図１１邊。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）経糸と緯糸を用いた多層織組織の織物からなる補
強材において、その横断面で緯糸層がジグザグ形態をと
りながら、厚さ方向に連結されるように、各緯糸層の一
部を経糸で接結し、各緯糸層を隔壁とするセルを補強材
横断面に多数有し、各セル内の空間が経糸方向に連続し
ていると共に、補強材外面の一面、又は複数面にループ
が形成されている複合材用補強材。
（２）ループが経糸により形成されている特許請求の範
囲第１項記載の複合材用補強材。
（３）ループが緯糸により形成されている特許請求の範
囲第１項記載の複合材用補強材。
（４）ループが上面、又は上下面に形成されている特許
請求の範囲第１項記載の複合材用補強材。
（５）経糸と緯糸を用いた多層織組織の織物からなる補
強材を製造するにあたり（ａ）厚さ方向上下に位置する緯糸層を経糸で接結する
こと、（ｂ）接結部は織物の横断面にて各緯糸層に等間隔で配
置し、かつ、厚さ方向に複数列、配列すること、（ｃ）織物を構成する糸の一部で、織物の外面の一面又
は複数面にループを形成すること、（ｄ）織物を製織後、各緯糸層の非接結部の間を開き、
補強材の横断面で緯糸層をジグザグ形態とし、多数のセ
ルを形成すること、を特徴とする複合材用補強材の製造方法。
（６）製織時に針金を緯糸方向に打ち込み、その後針金
を抜去り、外面に現れる経糸によってループを形成する
特許請求の範囲第５項記載の複合材用補強材の製造方法
。
（７）上面、又は上下面の経糸でループを形成する特許
請求の範囲第５項記載の複合材用補強材の製造方法。