KR100491512B1

KR100491512B1 - 3ｄ 제직물 및 이의 제조 장치

Info

Publication number: KR100491512B1
Application number: KR10-1999-7007993A
Authority: KR
Inventors: 난단 코카르
Original assignee: 비팀 아베
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2005-05-27
Also published as: DE69729221T2; HK1025138A1; WO1998039508A1; DE69729221D1; EP0970270A1; ATE267281T1; JP3860222B2; JP2001513856A; US6338367B1; CA2279848C; KR20000075913A; CA2279848A1; EP0970270B1

Abstract

3D 제직물(12u)은 다중층의 축방향 경사(6) 얀, 및 직물의 기계적인 성능을 개선시키기 위해 직물 길이 방향, 직물 폭 방향, 직물 두께 방향 및 두 개의 대각선 방향으로 비교차되는 다중 방향으로 배향된 얀(6ps, 9c, 9a, 9b 및 9d)의 교차되는 경사(6) 세트의 횡열과 종열 사이에 추가로 통입될 수 있는 직물에 통합성을 제공하도록, 경사의 횡열 및 종열 각각과 교차되는 두 개의 수직 위사 세트(7, 8)를 포함한다. 다중층 경사(6)와 두 개의 수직 위사 세트(7, 8)의 교차는 다중층 경사의 횡방향 및 종방향으로 북길을 형성하는 이중 방향 개구 운동 수단에 의해 가능해진다. 갈라짐의 위험없이 임의의 목적하는 형상으로 커팅될 수 있도록 제조된 3D 제직물은 당해 기술분야에서 전체적으로 또는 부분적으로 사용될 수 있다.

Description

3Ｄ 제직물 및 이의 제조 장치 {WOVEN 3D FABRIC MATERIAL AND A DEVICE FOR PRODUCING IT}

본 발명은 3D 제직물 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 3D 제직물은, 다중층 경사 얀(warp yarn), 및 직물의 기계적 성능을 개선시키기 위해 교차되는 경사의 횡열과 종열 사이에 다중 방향으로 배향되는 비교차된 얀을 추가로 통입시킬 수 있는 망상 구조를 제공하도록, 경사의 횡열 및 종열과 교차되는 두 개의 수직 위사 세트를 포함한다. 이러한 직물은 복합재, 필터, 절연 물질, 특정 물질용의 분리기 딸린 홀더, 전기/전자 품목, 보호 물질 등의 제조와 같은 기술 분야에 유용한 것으로 간주된다.

통상의 제직 방법에서, 최초의 개구 운동(shedding) 조작은 직물 폭 방향으로만 북길을 형성해야 하는 설계에 한정된다. 단일층 또는 다중층으로 사용되는 경사는, 직물 폭 방향으로 북길(shed)을 형성하도록 캠(cam) 또는 도비(dobby) 또는 자카드(jacquard)와 같은 수단에 의해 이들의 프레임을 통해 왕복되는 철사 종광(heald wire)을 사용하여 직물 두께 방향으로 "교차" 방식으로 두 부분으로 분리된다. 이들 철사 종광 각각은 중간 위치에 단 하나의 종광 아이(eye)를 가지며, 사용된 모든 종광 조립체는 직물 폭 방향으로 북길을 형성하도록 직물 두께 방향으로만 왕복된다. 이렇게 형성된 북길내로 삽입된 위사는, 경사의 두 개의 분리층 사이를 상호연결시킨다. 이렇게 상호연결된 경사 및 위사는 제직물이라고 불리는 교차 구조를 형성한다. 직물이 단일층 경사를 사용하여 제조되는 경우에 시이트형 제직물이 형성되며, 이것의 구성성분인 얀이 하나의 평면으로 배열되는 것으로 생각되기 때문에 2D 제직물로서 지칭된다. 유사하게, 직물이 다중층 경사를 사용하여 제조되는 경우에, 2D 제직물과는 구성에 있어서 특징적으로 상이하게 수득된 직물은, 이것의 구성성분인 얀이 세 개의 서로 수직인 평면 관계로 배열되는 것으로 생각되기 때문에 3D 제직물로서 지칭된다. 그러나, 이러한 유형의 2D와 3D 제직물 둘 모두의 제조시에, 통상의 제직 방법으로는 이의 고유 작업 설계로 인해 두 개의 수직 얀 세트, 즉 경사 및 위사의 교차만을 야기시킬 수 있을 뿐이다. 이것으로는, 세 개의 수직 얀 세트, 즉 다중층 경사 및 두 개의 수직 위사 세트를 교차시킬 수는 없다. 이것은 현존하는 제직 방법의 고유 한계이다. 본 발명은, 다중층 경사에서의 종방향 및 횡방향으로 북길을 형성하여, 다중층 경사 및 두 개의 수직 위사 세트를 교차시킬 수 있는 이중 방향 개구 운동 방법을 제공한다.

특정의 직물 응용 분야는 고도의 직물 통합 및 구성 얀의 적합한 배향과 같은 성능에 대한 그 밖의 특정 특징 이외에도, 복잡하거나 특이한 형상을 요한다. 예를 들어, 임의의 목적하는 형상으로 된 예비성형체(복합재 용도로 사용되는 보강 직물)를 컷 수득할 수 있는 적합한 직물 블록을 수득하는 것이 현재로서는 불가능하다. 그 이유는, 제직, 편성(knitting), 브레이딩(braiding) 및 예비성형체를 형성하는데 사용되는 특정의 비제직 방법에 대한 현재의 직물 제조 방법으로는, 임의의 목적하는 형상으로 된 예비성형체를 컷 수득할 수 있는 고도로 통합된 적합한 직물 블록을 달성할 수 없기 때문이다. 특정의 규칙적인 횡단면 형상으로 된 예비성형체를 수득하기 위해서, 제직, 편성, 브레이딩 및 특정의 비제직 기술의 원리를 채택하는 적합한 직물 제조 방법이 개발되었다. 특정의 횡단면 형상을 갖는 예비성형체를 형성시키는 이러한 방법을, 준성형 가공법(near-net shaping)이라 지칭한다. 그러나, 이러한 다양한 기술을 통해, 단지 특정의 횡단면 형상만을 갖는 예비성형체가 제조될 수 있을 뿐이며, 임의의 목적하는 형상을 갖는 예비성형체는 제조될 수 없다. 임의의 목적하는 형상으로 된 예비성형체를 수득하는 것은, 고도로 통합된 직물 블록이 사용되어 요구되는 형상이 갈라짐의 위험없이 직물 블록으로부터 컷팅될 수 있는 경우에만 실제적으로 가능할 수 있다. 또한, 특이한 형상의 필터와 같은 그 밖의 용도에 대한 직물이 적합한 직물 블록으로부터 유사하게 컷 수득될 수 있다. 마찬가지로, 임의의 목적하는 형상으로 된 3차원 직물을 수득하는 이러한 전략은, 예를 들어 의복의 제조 시에 2D 직물로 된 적합한 시이트로부터 상이한 형상의 직물 품목을 절단하는 것으로서 확인할 수 있다. 따라서, 추론될 수 있는 바와 같이, 임의의 목적하는 형상의 3차원 직물을 컷 수득하기 위해서는, 먼저 블록 형태의 고도로 통합된 직물을 제조하는 것이 필수적이다. 본 발명은, 도 1에 도시된 바와 같이, 다중층 경사 및 두 개의 수직 위사 세트를 교차시킴으로써, 비교차되고 다중 방향 배향된 얀을 추가로 통입시켜 직물에 기계적인 성능을 제공할 수 있는, 완전히 교차된 3D 제직물 구조를 제조하는 신규한 방법을 제공한다.

발명의 목적

본 발명의 목적은, 비교차되고 다중 방향으로 배향된 얀을 추가로 통입시켜 직물에 적합한 기계적 강도를 제공함으로써, 기술적 용도로 사용하기 위한 임의의 목적하는 형상으로 된 적합한 직물을 갈라짐의 위험없이 커팅시킬 수 있는, 망상의 고도로 통합된 3D 직물 블록을 제공하는 데에 있다. 특정의 직물이 이러한 방식으로 용이하게 수득될 수 있기 때문에, 이러한 방법은 예비성형체, 즉, 임의의 목적하는 형상으로 된 복합재 용도, 필터 등에 대한 보강 직물을 제조하는데 유리할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 세 개의 수직 얀 세트, 즉 다중층 경사 세트, 및 두 개의 수직 위사 세트를 교차시킬 수 있는 이중 방향 개구 운동 방법을 제공하는 데에 있다. 세 개의 수직 얀 세트의 이러한 교차는, 직물 두께 방향 뿐만 아니라 직물 폭 방향으로 갈라지는데 대한 직물 저항을 부여하여, 직물에 대한 고도의 통합성을 제공해야 한다. 이러한 방식으로, 비교차되고 다중 방향 배향된 얀을 추가로 통입시킬 수 있는, 망상의 교차된 3D 직물을 제조하기 위한 목적이 달성될 수 있다.

직물의 통합성은, 사용된 다중층 경사에서 다수의 횡방향 및 종방향 북길의 형성을 통해 달성된다. 두 개의 수직 위사 세트는, 형성된 횡방향 및 종방향 북길에 삽입되는 경우 망상의 비교차된 3D 직물을 형성한다. 제직 공정의 가장 우선적인 조작이 개구 운동 조작으로 일어나기 때문에, 제직 공정의 그 밖의 모든 후속적인 보충 조작, 예를 들어 피킹(picking), 바디 침 운동(beating-up) 등이 그에 따라 적합하게 수행될 것이다. 본 발명은 다중층 경사의 종방향 및 횡방향으로 북길을 형성하고, 직물에 상이한 방향으로 다중 방향 배향된 비교차된 얀을 추가로 통입시켜 높은 기계적 성능을 갖는 고도로 통합된 직물 구조를 제공함으로써, 두 개의 수직 위사 세트와 다중층 경사의 교차를 가능하게 하는 방법에 관한 것인데, 이에 대해서는 하기 상세하게 기술할 것이다. 피킹, 바디 침 운동, 권취 운동(taking-up), 송출 운동(letting off) 등과 같은 후속적인 보충 제직 조작은 본 발명의 목적에 해당되지 않기 때문에 기술하지 않을 것이다. 단순한 설명을 목적으로, 이중 방향 개구 운동 조작을 수행하는 가장 단순한 형태가 예시될 것이며, 이는 평직 3D 제직물을 제조하는데만 해당될 것이다. 본 발명을 통한 그 밖의 다수 제직 패턴을 형성하는 방법은 당업자에게는 자명할 것이며, 따라서, 이들의 다양한 제직 패턴은 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 유사선 상에서 제조될 수 있는 것으로서만 간단히 언급할 것이다.

도면의 간단한 설명

본 발명은 첨부 도면을 참조로 기술된다.

도 1은 다중층 경사, 두 개의 수직 위사 세트, 및 다중 방향으로 배향된 비교차된 얀을 포함하는 3D 제직물의 일 구체예의 단면도이다.

도 2는 이중 방향 북길을 형성하기 위한 종광 프레임의 바람직한 배열을 나타내는 도면이다.

도 3a는 레벨링된(levelled) 종광 프레임 및 다중층 경사 배열을 나타내는 측면도이다.

도 3b는 다중의 횡방향 북길을 형성시키기 위한 수직 종광 프레임의 상향으로의 이동을 나타내는 측면도이다.

도 4는 종방향 북길을 형성시키기 위해 레벨 위치를 기준으로 하여 수평 종광 및 이의 종광 아이를 통해 당겨지는 경사 단부의 우측 이동을 나타내는 단면도이다.

도 5는 상부 횡방향 북길을 형성시키기 위해 레벨 위치를 기준으로 하여 수직 종광 및 이의 종광 아이를 통해 당겨지는 경사 단부의 상향 이동을 나타내는 도면이다.

도 6은 세 개의 수직 얀 세트가 교차 배열되는 3D 제직물의 전형적인 평면 제직 구성을 나타내는 도면이다.

도 7a는 연속적으로 피킹되는(picked) 소정 위사 세트를 갖는 직물의 변형예를 나타내는 단면도이다.

도 7b는 교대로 피킹되는 두 개의 위사 세트를 갖는 직물의 변형예를 나타내는 단면도이다.

도 8은 변형된 형태의 철사 종광 및 두 개의 종광 조립체의 배열을 나타내는 도면이다.

도 9a-9f는 비교차된 다중 방향으로 배향된 얀을 추가로 통입시키는 본 발명에 따른 유용한 직물의 변형예 구성에 대한 단계적 형성을 나타내는 도면이다.

도 10a는 단지 외부만이, 내부에서 일어나는 비교차 얀에 대한 제직 커버링으로서 작용하도록 교차되는 유용한 직물 구성을 나타내는 정면도이다.

도 10b는 다중층 경사의 특이적으로 배열된 얀이 샌드위치형 또는 코어형의 직물 구성을 수득하도록 교차되는 유용한 직물을 나타내는 정면도이다.

바람직한 구체예의 설명

두 개의 수직 위사 세트 및 다중층 경사를 사용하여 망상의 교차된 3D 직물을 제조하는 방법을, 앞서 기술된 도면을 참조하여 기술할 것이다. 이중 방향 개구 운동 방법의 작업 원리를 먼저 기술한 후에, 유용한 직물을 구성하는 특별한 방법을 기술할 것이다.

두 개가 서로 수직을 이루는 종광 프레임 세트(1 및 2)가 도 2에 도시된 바와 같이 평행 평면에 배열된다. 철사 종광(3)을 포함하는 종광 프레임(1)(이하, 이것을 종광 조립체(1)라고 함)은 수직 방향으로 직선으로 왕복될 수 있으며, 철사 종광(3)을 또한 포함하는 종광 프레임(2)(이하, 이것을 종광 조립체(2)라고 함)는 수평 방향으로 직선으로 왕복할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 철사 종광(3)은 주축이 철사 종광(3)의 길이 방향에 대해 수직으로 배향되도록, 주축 및 단축에 의해 형성된 다수의 개구 또는 관통구를 갖는다. 이들 관통구는 종광 아이(4ne)로서 지칭될 수 있다. 각각의 이들 비중첩된 종광 아이(4ne) 및 중첩된 종광 아이(4se)를 포함하는, 두 세트의 종광 조립체(1, 2)의 중첩(superposition)에 의해 형성된 그 밖의 개구(5)를 통해, 다중층 경사(6) 단부가 당겨진다. 이렇게, 이들 모든 경사(6) 단부는 'I'를 통해 종열 'A'에 그리고 'i'를 통해 횡열 'a'에 배열될 것이다. A, C, E, G, I로 명명된 교대 종열로부터의 교대 횡열 'a', 'c', 'e' 등의 경사(6) 단부는, 배열된 두 개의 종광 조립체 사이에서 형성되는 개구(5)를 통해 당겨진다. 도 2에 도시된 바와 같이, (6p)로 표시된 이들 경사(6) 단부는 정지상 또는 수동의 경사 단부를 구성한다. B, D, F, H로 표시되는 교대 종열로부터의 교대 횡열 'a', 'c', 'e' 등의 경사 단부는, 수직으로 왕복하는 종광 조립체(1)의 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통해 당겨진다. A, C, E, G, I로 표시되는 교대 종열로부터의 교대 횡열 'b', 'd', 'f' 등의 경사 단부는 수평으로 왕복하는 종광 조립체(2)의 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통해 당겨진다. B, D, F, H로 표시되는 교대 종열로부터의 교대 횡열 'b', 'd', 'f' 등의 경사 단부는 두 개의 종광 조립체의 중첩된 종광 아이(4se)를 통해 당겨진다. 두 개가 서로 수직을 이루는 철사 종광(3)의 비중첩된 종광 아이(4ne), 및 두 개의 종광 조립체(1, 2)의 서로 수직하는 배열로 인한 이들의 상호 중첩된 종광 아이(4se)가 도 2에 도시되어 있다. (6a)로 표시되는, 종광 아이(4ne) 및 (4se)를 통과하는 모든 경사 단부는, 이동가능하거나 능동(active)의 경사 단부를 구성한다.

상기된 배열은 다중층 경사 및 개구 운동 시스템의 레벨 위치를 형성하는데, 이는 도 3a에 도시되어 있다. 이러한 레벨 위치로부터, 수직 종광 조립체(1) 및 수평 종광 조립체(2)의 종광 아이(4ne) 및 (4se)를 통과하는 능동 경사(6a) 단부는, 필요한 방향으로 요구되는 종광 프레임을 움직임으로써 직물 두께 방향 및 직물 폭 방향으로 각각 변위될 수 있다. 철사 종광의 종광 아이(4ne) 및 (4se)는 통과하지 않지만 형성된 개구(5)는 통과하므로 정지상인 수동(passive) 경사(6p) 단부와 관련해서, 변위 가능한 능동 경사(6a) 단부가 레벨 위치로부터 요구되는 방향으로의 이들의 변위시에 횡방향 및 종방향의 북길을 용이하게 형성할 수 있다. 도 3b에는 횡방향으로의 북길 형성이 예시되어 있다. 능동 경사(6a) 얀 및 수동 경사(6p) 얀 사이에서의 다중 종방향 북길이, 도면이 그려진 종이의 평면에 대하여 수직 방향으로 수평 종광 조립체(2)를 움직임으로써 유사하게 형성될 것이다.

앞서 언급된 능동 경사(6a) 단부 및 수동 경사(6p) 단부 사이에서 형성될 수 있는 북길 이외에, 종방향 및 횡방향의 북길이, 중첩된 종광 아이(4se)를 통해 당겨지는 능동 경사(6a) 단부와, 이들의 상대적인 변위의 결과로서, 교대 종열(B, D 등) 및 횡열(b, d 등)에서 종광 조립체(1, 2)의 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통해 당겨지는 다른 능동 경사(6a) 단부 사이에서 형성될 수 있다는 사실이 주지되어야 한다. 도 4 및 5를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 종방향 및 횡방향의 북길은 중첩된 종광 아이(4se)를 통해 당겨지는 능동 경사(6a) 단부와, 이들의 상대적인 변위 결과로서 철사 종광(3)의 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통해 당겨지는 다른 능동 경사(6a) 단부 사이에서 각각 형성된다. 능동 경사(6a) 단부의 이러한 상대적인 변위는, 철사 종광(3) 상에 특정 형태의 비중첩된 종광 아이(4ne), 및 두 개의 종광 조립체(1, 2)의 중첩된 종광 아이(4se)의 특정 배열을 통해, 그리고 두 개의 종광 조립체(1, 2)의 상대적인 이동으로 인해 가능해진다. 도 2, 4 및 5를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 비중첩된 종광 아이(4ne)는 수평 위치에 있는 철사 종광(3)에서 수직 위치를 점유하고, 수직 위치에 있는 철사 종광(3)에서 수평 위치를 점유한다. 시스템의 레벨 위치에서, 당겨진 능동 경사(6a) 단부는 도 2에 삽입된 바와 같이 중첩된 종광 아이(4se)의 중심에 위치한다. 능동 경사 단부 사이에서의 북길 형성에 대해서는 이하 설명한다.

예를 들어, 경사 얀의 소정 종열에서, 일부 능동 경사(6a) 얀은 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통과하며, 상기 종열의 나머지 능동 경사(6a) 얀은 중첩된 종광 아이(4se)를 통과한다. 수평 종광 조립체(2)가 이의 레벨 위치로부터 소정 측면으로 이동할 경우, 수직 위치에 있는 이의 비중첩된 종광 아이(4ne)는 동일한 수평 방향으로 통입된 능동 경사(6a) 단부를 이동시키며; 수평 위치에 있는, 수직 종광 조립체(1)의 종광 아이(4ne)는 도 4에 도시된 바와 같이, 경사 얀에 자유 공간을 제공한다. 결과적으로, 변위되지 않는, 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통과하는 소정 종열의 능동 경사(6a) 얀은 중첩된 종광 아이(4se)를 통과하는 변위된 능동 경사(6a) 얀과 함께 북길을 형성한다. 마찬가지로, 경사 얀의 소정 횡열에서, 일부 능동 경사(6a) 얀은 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통과하며, 소정 횡열의 나머지 능동 경사(6a) 얀은 중첩된 종광 아이(4se)를 통과한다. 수직 종광이 이의 레벨 위치로부터 상향 또는 하향으로 이동하는 경우, 수평 위치에 있는 이의 비중첩된 종광 아이(4ne)는 동일한 수직 방향으로 통입된 능동 경사(6a) 단부를 이동시키고; 수직 위치에 있는, 수평 종광 조립체(2)의 비중첩된 종광 아이(4ne)는 도 5에 도시된 바와 같이 경사 얀에 자유 공간을 제공한다. 결과적으로, 변위되지 않는, 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통과하는 소정 횡열의 능동 경사(6a) 얀은, 중첩된 종광 아이(4se)를 통과하는 변위된 능동 경사(6a) 얀과 함께 상부 또는 하부 북길을 형성한다.

도 4에는 이의 레벨 위치로부터 수평 위치에 있는 철사 종광(3)의 우측 이동이 예시되어 있다. 결과적으로, 중첩된 종광 아이(4se)를 통과하는 능동 경사(6a) 얀은 정지상의 수동 경사(6p) 얀 및 정지상의 수직 위치에 있는 철사 종광(3)을 기준으로 그에 따라서 변위된다. 정지상의 수직 위치에 있는 철사 종광(3)의 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통과하는 능동 경사(6a) 얀의 일부가 변위되지 않음에 따라, 변위된 경사(6) 얀의 능동 경사(6a) 얀-수동 경사(6p) 얀 및 능동 경사(6a) 얀-능동 경사(6a) 얀 사이에서 모든 우측 종방향 북길이 형성된다. 마찬가지로, 좌측 종방향 북길은, 수평 위치에 있는 철사 종광(3)을 이의 레벨 위치로부터 좌측으로 이동시킴으로써 형성될 수 있다. 도 5에는, 이의 레벨 위치로부터 수직 위치에 있는 철사 종광(3)의 상향 이동이 예시되어 있다. 결과적으로, 중첩된 종광 아이(4se)를 통과하는 능동 경사(6a) 얀은 정지상의 수동 경사(6p) 얀 및 정지상의 수평 위치에 있는 철사 종광(3)을 기준으로 그에 따라서 변위된다. 정지상의 수평 위치에 있는 철사 종광(3)의 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통과하는 능동 경사(6a) 얀의 일부가 변위되지 않음에 따라, 변위된 경사 얀의 능동 경사(6a) 얀-수동 경사(6p) 얀 및 능동 경사(6a) 얀-능동 경사(6a) 얀 사이에서 모든 상부 종방향 북길이 형성된다. 마찬가지로, 하부 종방향 북길은, 수직 철사 종광(3)을 이의 레벨 위치로부터 하향으로 이동시킴으로써 형성될 수 있다.

형성된 횡방향 및 종방향 북길 각각에서 위사를 피킹시킴으로써, 각각의 종열 및 횡열의 능동 경사-능동 경사(6a-6a) 단부 및 능동 경사-수동 경사(6a-6p) 단부와의 교차가 개별적으로 실현된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 두 세트의 위사(7, 8)는 경사(6) 얀의 종열 및 횡열 각각과 교차된다.

북(shuttle), 레피어(rapier) 등과 같은 수단을 사용함으로써 단일 얀, 또는 헤어핀과 같이 접혀진 얀의 형태로 종방향으로 소정 위사 세트(예를 들어, 7)를 삽입시킨 다음에, 직물-펠에서 삽입된 위사를 적합하게 정위(positioning)시킬 수 있다. 상응하는 방향의 북길은 경사 시스템을 이의 레벨 위치로 되돌려서 형성된 직물을 감기 위해 차단된다. 마찬가지로, 동일한 방향(즉, 종방향)으로 후속적인 새로운 북길이 형성되어, 위사(7)를 리턴 방향으로 삽입시킬 수 있다. 종방향으로의 개구 운동 및 상응하는 위사(8) 삽입이 바로 전에 기술된 바와 같이 후속적으로 수행될 수 있다. 추론될 수 있는 바와 같이, 앞서 기술된 두 방향에 대한 조작 순서는 수득되는 제직 방법의 한 사이클을 구성한다. 상기된 조작 순서에 상응하는 평직 3D 제직물이 수득되고, 이것이 도 6에 도시되어 있다. 확인할 수 있는 바와 같이, 3D 제직물은 교차된 다중층 경사(6) 및 두 개의 수직 위사 세트(7, 8)를 포함한다. 도시의 명확성을 위해, 가장 앞에 있는 위사(8)만이 도 6에 도시되어 있다. 도 7에는 수득될 수 있는 두 개의 직물 변형예의 단면도가 도시되어 있다. 도 7(a)는 '사방'으로의 위사(7, 8)의 연속적인 피킹을 도시하고 있으며, 도 7(b)는 사방으로의 위사(7, 8)의 교대 피킹을 도시하고 있다. 추론될 수 있는 바와 같이, 이들 제직 구조 둘 모두는 망상 구조를 가지며, 이들은 개구 운동의 순서를 단순하게 변경시킴으로써 형성될 수 있다.

비중첩된 종광 아이(4ne)가 원과 같이, 주축과 단축에 의해 형성된 것 이외의 형태를 가질 수 있다는 점을 주지해야 한다. 또한, 필요할 경우, 추가의 종광 세트가 사용될 수 있으며, 종광 아이의 주축이 철사 종광의 길이 방향에 대해 평행하게 배향되도록 원의 형태 또는 주축과 단축에 의해 형성된 형태로 종광 아이를 가질 수 있는 구성의 철사 종광이 사용될 수 있다. 이러한 세트의 철사 종광은, 상기된 개구 운동 방법을 보조하여, 위사 삽입 수단의 간섭을 미연에 방지하도록 확실한 북길을 형성시키는데 사용된다.

이중 방향 개구 운동 방법의 앞서 기술된 설명으로부터, 다음과 같은 점이 당업자에게 자명할 것이다:

a) 직물 횡단면 전체에 걸쳐 망상의 통합형이 달성된다.

b) 모든 종방향(또는 횡방향) 북길이 제조 효율을 증가시키기 위해 동시에 형성될 수 있으나, 하나의 종방향(또는 횡방향) 경사 층을 연속적으로 형성하지 않을 수 있다.

c) 한 세트의 다중 위사가 북, 레피어 등과 같은 수단을 사용하여 피킹될 수 있으며, 위사는 단일 얀 또는 헤어핀과 같은 접혀진 얀으로서 삽입될 수 있다.

d) 도 7에 도시된 바와 같이, 구조 내에 형성된 축방향 중공 포켓(pocket)(11)의 크기는, 다중층 경사(6)를 평행 및 수렴과 같은 적합한 형태로 배치함으로써 크거나 작게 조절될 수 있다.

e) 필요한 경우, 직물 길이 방향으로의 중공 포켓에 비교차된 '스터퍼(stuffer)' 경사 얀을 삽입시킬 수 있다. 또한, 직물 횡단면을 가로질러 두 개의 수직 방향 이외의 직물 폭 및 직물 두께 방향으로 비교차된 얀을 포함할 수 있다.

f) 정사각형 또는 직사각형의 횡단면, 및 L, T, C, + 등과 같은 견고한 형상을 갖는 관형 직물이, 형성되는 횡단면의 형상에 따라서 다중층 경사를 배치하고, 개구 운동을 수행한 다음, 적합한 개별 방식으로 피킹함으로써, 예를 들어 두 방향중 각 방향으로 1 세트 이상의 피킹 수단을 사용함으로써 직접적으로 형성될 수 있다.

g) 다양한 능직물(twill), 새틴(satin) 등과 같은 상이한 제직 패턴은, 적합하게 꼬여진 철사 종광을 독립적으로 그리고 선택적으로 왕복시킴으로써 형성될 수 있다.

h) 적합하게 꼬여진 철사 종광을 독립적으로 그리고 선택적으로 왕복시킴으로써, 능동 경사 얀만을 포함하는 북길 형성을 수행할 수 있다.

i) 소정 철사 종광의 변위는, 그 밖의 관련된 철사 종광 상에서 형성되는 특별한 종광 아이의 길이 및 소정의 2개의 인접 철사 종광 사이의 틈에 의해 좌우된다.

두 개의 수직 위사 세트(7, 8), 및 다중층 경사(6)를 포함하는 교차된 3D 직물을 제조하는 기본 작동 원리를 설명하였으며, 유용한 직물 구성(12u)의 예가, 상기 수득된 직물 구조의 특정 일면에 따른 도면을 참조로 기술될 것이다.

상기된 방법에 따라서 제조된 직물은, 커다란 포켓(11)이 형성되는 경우에 구조적인 안정성이 결여될 수 있으므로, 이러한 직물은 얀이, 구조를 서로 붙일 수 있는 적합한 화학 제형, 열 용접 등을 통해 접합될 수 있는 경우에만 복합재 용도로 사용될 수 있다. 적합한 화학 제형, 열 용접 등의 도움이 없으면, 직물 구조는 제직 장치로부터 제거될 때 용이하게 붕괴될 것이며, 그렇기 때문에, 이러한 직물의 유동성은 특정 기술 용도에 한정되게 된다. 따라서, 안정하기 때문에 복합재, 필터 등과 같은 용도로 유용할 수 있는 직물을 수득하기 위해서는, 상기 개구 운동 방법 및 수단을 도 8에 도시된 바와 같이 약간 변형하여 사용할 수 있다. 도 8로부터 추론될 수 있는 바와 같이, 요구되는 약간의 변형은, 상기된 축방향 경사(6) 단부의 횡열 및 종열 사이에 추가의 축방향 스터퍼 경사(6ps) 단부를 수용하기 위해, 두 세트의 중첩된 철사 종광(3)의 '코너'에 필요한 클리어런스(clearance)(10)를 제공하는 것이다. 이러한 클리어런스(10) 때문에, 이중 방향 개구 운동 수단은, 이들이 위사(7, 8)와의 교차 없이 직물 길이 방향으로 통입될 수 있도록 개구 운동 조작에서 이러한 추가 축방향 스터퍼 경사(6ps) 단부를 포함하지 않으면서, 상기 기술된 바와 같이 조작될 수 있다. 추가의 '스터퍼' 경사 단부의 이러한 통입으로, 앞서 언급된 포켓(11)은 이들로 채워지는 경향이 있으므로, 직물이 제직 장치로부터 제거되는 경우에 붕괴에 대한 안정성이 확보된다. 추가로, 비교차되어 주름없는(crimpless) '스터퍼' 경사 얀을 포함시키면, 직물에 대한 기계적 강도가 얻어진다. 이러한 방식으로, 갈라짐 및 직물 구조 붕괴의 위험없이 임의의 목적하는 형상으로 된 적합한 예비성형체 또는 필터 재료 등이 컷 수득될 수 있는 3D 제직물 블록을 형성시키는 목적이 달성된다. 비교차되고 다중 방향으로 배향된 얀을 추가로 통입시키는 본 발명의 직물 블록을 구성하는 관련된 상이한 단계를 도 9를 참조하여 하기 기술할 것이다. 하기된 종광의 이동은 직물 펠(fabric-fell) 방향으로 개구 운동 시스템의 배후로부터 조망된 것이다.

다중층 경사의 횡방향 및 종방향으로의 북길 형성은 앞서 기술된 바와 같이 종광을 왕복시킴으로써 수행될 수 있다. 우선, 다중층 축방향 경사(6) 얀에 개구 운동 조작이 실시되어, 상부 횡방향 북길이 형성된다. 도 9를 참조하여, 상부 횡방향의 각 북길내로 상응하는 수평 위사(7a)가 삽입되어, 상응하는 횡방향 축선 경사(6) 얀과 교차된다. 그 다음, 북길이 폐쇄된다. 그 다음, 한 세트의 비교차되는 수직 얀(9a)이 조금도 교차되지 않고 다중층 경사(6)의 두 개의 인접한 각각의 종열 사이에 통입된다. 다중충 경사(6) 얀의 횡열에 후속 사이클의 개구 운동 조작이 실시되어 하부 횡방향 북길이 형성되고, 수평 위사(7b) 세트가 삽입된다. 이러한 스테이지에서 형성된 직물의 구성은, 비교차되는 수직 얀(9a) 세트가 두 개의 삽입된 위사(7a 및 7b) 사이에서 유지되며 직물 두께 방향으로 배향되는데, 이는 도 9a에 도시된 바와 같다. 그 다음, 비교차되는 대각선 얀(9b) 세트가 경사(6) 얀 및 스터퍼 경사(6ps) 얀을 포함하는 다중층 경사와 조금도 교차되지 않고 도 9b에 도시된 바와 같이 대각선 방향으로 통입된다. 이러한 단계는 수직 세트의 상응하는 위사(8a) 각각이 삽입되고 도 9c에 도시된 바와 같이 축방향 경사(6) 얀과 교차하는 다중층 경사(6)에서 우측 종방향 북길 형성에 후속한다. 그런 다음, 북길이 폐쇄된다. 대각선 얀(9b) 세트가 두 개의 삽입된 위사(7b 및 8a) 사이에 보유된다. 그 다음, 비교차되는 수평의 얀(9c) 세트가 도 9d에 도시된 바와 같이 조금도 교차되지 않고 경사(6) 얀 및 스터퍼 경사(6ps) 얀을 포함하는 다중층 경사의 두 개의 인접하는 각각의 횡열 사이에 통입된다. 다중층 경사(6) 얀 세트에 후속 사이클의 좌측 종방향 개구 운동 조작이 실시되고, 수직 위사(8b) 세트가 삽입된다. 비교차되는 수평 얀(9c) 세트가 수직 위사(8a)와 (8b) 사이에서 유지될 것이다. 이러한 스테이지에서 형성된 직물의 구성은 도 9e에 도시된 바와 같을 것이다. 그 다음, 비교차되는 대각선 얀(9d) 세트가 경사(6) 얀 및 스터퍼 경사(6ps) 얀을 포함하는 경사와 조금도 교차되지 않고 도 9f에 도시된 바와 같이 대각선 방향으로 통입된다. 비교차되는 대각선 얀(9d) 세트가, 교차하는 수직 위사(8b) 세트와 후속 사이클의 교차 후의 수평 위사(7a) 세트 사이에서 유지될 것이다. 기술된 이러한 조작 순서는, 직물 펠에서 삽입된 얀을 정위시키는 조작, 목적하는 권취 속도에 따라서 제조된 직물을 전진시키는 조작, 도 9f에 도시된 유용한 직물 구조(12u)를 형성시키기 위해 제직 공정의 소정 사이클의 적합한 시점에서 경사 얀 등을 송출시키는 조작과 같은, 제직 공정에서 요구되는 필요한 보충 조작과 함께 주기적으로 반복된다.

도 6으로부터 추론될 수 있는 바와 같이, 다중층 경사와 두 개의 수직 위사 세트의 교차는 직물 횡단면 전체에 걸쳐 일어나며, 망상 구조를 형성한다. 이와 같이, 직물은 고도로 통합된다. 도 9f에 도시된 직물 구성은 직물 길이 방향 이외에 수직, 수평 및 두 개의 대각선 방향으로 비교차되고 지향적으로 배향된 얀을 추가로 통입시킴으로써, 개선된 특징부를 갖는 동일한 교차 유형을 지닌다. 도 9f에 도시된 직물 구성이 두 개의 수직 위사 세트(7, 8) 및 다중층 경사(6)에 의해 제공된 교차로 인해 횡단면 전체에 걸쳐 고도의 망상으로 된 통합 구조를 갖기 때문에, 이는 단지 통상의 2D 제직물 시이트로서의 컷이 커팅될 때 미결합 상태로 되지 않으면 풀려지지 않을 것이다. 또한, 비교차되고 다중 방향으로 배향된 얀을 통입시킴에 있어서, 이들 얀에 어떠한 주름도 생기지 않으며 수득된 직물이 비교적 높은 섬유 용적비를 갖기 때문에, 직물의 기계적인 성능이 개선되게 된다. 따라서, 이러한 직물 구성은 복합재, 필터 등을 제조하는 것과 같은 용도에서 유용한데, 그 이유는 이러한 제직물의 형성된 블록으로부터, 임의의 목적하는 형상으로 된 적합한 직물 품목이 갈라짐의 위험없이 컷 수득될 수 있기 때문이다.

추가로, 이러한 방법은 정사각형 또는 직사각형 횡단면을 갖는 직물(12) 또는 (12u) 블록의 제조에 제한되지 않는다. 정사각형 또는 직사각형 횡단면을 갖는 관형을 포함하여, 목적하는 횡단면의 형상에 따라서 그리고 상기된 적합한 개별 조작 순서에 따라서 다중층 경사를 배치함으로써, 상응하는 횡단면의 형상으로 된 망상의 3D 직물 구성(12 또는 12u)이 또한 제조될 수 있다. 제조되는 횡단면 형상의 복잡성에 따라서 두 방향(즉, 종방향 또는 횡방향) 각각에 대하여 한 세트 이상의 위사 삽입 수단이 사용될 수 있다는 것을, 여기에서 언급할 수 있다. 소정 방향으로의 위사 삽입 수단의 이와 같은 상이한 세트는 동시에 또는 불연속적으로 조작되어 형성중인 형상에 대하여 목적하는 위사 삽입을 달성할 수 있다. 따라서, 이러한 직물 제조 방법은 특정 횡단면 형상의 형성에 한정되지 않는다. 추가로, 망상의 교차 때문에, 직물 통합성을 달성하기 위해 직물의 외부 표면에서 어떠한 별도의 결합 조작도 수행할 필요가 없다. 이러한 결합 공정의 제거는, 직물 제조 공정을 단순화시키고 신속하게 하는데 있어 분명히 유리하다. 추가로, 망상의 교차된 3D 직물 블록 및 그 밖의 횡단면 형상을 형성시키는 이러한 방법은, 이러한 방법에 의해 수득될 수 있는 망상의 형성된 직물 블록으로부터 특정 횡단면 형상을 형성시키는 방법을 개발해야 하는 필요성을 제거하며, 임의의 목적하는 형상의 예비성형체, 필터 등의 재료를 갈라짐의 위험없이 용이하게 커팅 수득할 수 있다.

또한, 철사 종광(3), 및 상응하게 꼬여진 종광 아이(4ne) 및/또는 (4se)를 적절하게 조절함으로써, 배치된 다중층 경사(6) 외부에서 일어나는 경사 얀만을 수반하는 개구 운동을 수행함으로써 또 다른 유용한 직물 재료를 제조할 수 있다. 도 10a를 참조하면, 상부 및 바닥의 제직 표면은 수직 종광 조립체(1)을 왕복시키고 능동 경사(6a) 얀을 변위시켜서, 앞서 언급된 바와 같이 수동 경사(6p) 얀과 횡열에서 변위되지 않는 그 밖의 능동 경사(6a) 얀 사이에서 횡방향 북길을 형성시키고, 위사(7)를 이들의 외측 상부 및 바닥의 횡방향 북길내로 삽입시킴으로써 형성될 수 있다. 유사하게, 좌측 및 우측의 제직 표면은 수평 종광 조립체(2)를 왕복시켜 능동 경사(6a) 얀을 변위시켜서, 앞서 언급된 바와 같이 수동 경사(6p) 얀과 종열에서 변위되지 않는 그 밖의 능동 경사(6a) 얀 사이에서 종방향 북길을 형성하고, 위사(8)을 이들의 외부 좌측 및 우측 종방향 북길내로 삽입시킴으로써 형성될 수 있다. 이와 같이, 이러한 조작으로 도 10a에 도시된 바와 같이 직물 재료(12e)의 비교차 다중층 얀(6n)을 내부에 형성시키기 위한 제직 커버링으로서 작용할, 교차된 외부 표면이 형성될 것이다.

또한, 적합하게 배치된 다중층 경사 얀을 교차시킴으로써 도 10b에 도시된 코어형 또는 샌드위치형의 직물 구조(12s)를 형성시킬 수 있다. 여기에서 다시, 철사 종광(3), 및 상응하게 꼬여진 종광 아이(4ne) 및/또는 (4se)를 적합하게 조절함으로써, 횡방향 및 종방향 북길이 상기된 바와 같이 형성될 수 있다. 위사(7, 8)을 형성된 횡방향 및 종방향 북길내로 각각 삽입시키면, 도 10b에 도시된 바와 같이, 일반적으로 샌드위치형 또는 코어형의 직물 구조(12s)로 지칭되는 교차된 직물 구조가 수득된다.

또한, 상기 개구 운동 수단을 사용하여 다중의 2D 제직물 시이트를 형성시킬 수 있다. 이러한 다중 시이트는, 상기된 바와 같이 다중층 경사를 배치하고, 수직종광 조립체(1) 또는 수평 종광 조립체(2)를 왕복시켜 횡방향 또는 종방향의 북길을 상응하게 형성시키고, 위사(7, 8)를 소정 방향으로 형성된 북길내로 상응하게 삽입시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같이, 횡방향의 북길을 형성시키고 상응하는 피킹을 수행함으로써, 2D 제직물의 다중 시이트가 수평 형태로 제조될 것이다. 마찬가지로, 종방향 북길을 형성시키고 상응하는 피킹을 수행함으로써, 2D 제직물의 다중 시이트가 도 2에 도시된 개구 운동 수단 배열을 참조로 수직 형태로 형성될 것이다.

더 이상 언급할 것도 없이, 상기 기술된 제직 방법, 바디 침 운동, 권취 운동 등과 같은 제직 공정의 그 밖의 보충 조작은 목적하는 수준의 만족스러운 직물을 제조하기 위해, 제직 사이클의 적합한 순간에 수행될 것이다.

당업자라면 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 다양한 상술을 변경 또는 변형시키는 것이 가능하다는 것을 잘 알고 있을 것이다. 따라서, 앞서의 설명은 본 발명의 기본적인 생각을 설명하기 위한 것이며 하기에 기술된 청구의 범위를 제한하지는 않는다.

Claims

직물의 횡단면 형상(profile)에 따라서 통입되어 수직 및 수평 제직 부분을 형성하는 한 세트의 다중층 경사(6) 얀에 의해, 하나 이상의 포켓(11)이 두 개의 서로 수직의 위사 세트(7, 8)와 교차되는 4개의 인접하는 능동 경사 및 수동 경사(6a/6p) 얀에 의해 형성되며; 형성된 포켓(pocket)(11)중 하나 이상에 비교차되는 스터퍼(stuffer) 경사(6ps) 얀이 존재함을 특징으로 하는 3D 제직물.
제 1항에 있어서, 직물 두께 또는 폭 또는 직물(12u)의 축방향 횡단면의 두 대각선 중 하나의 대각선에 의해 형성된 하나 이상의 방향으로 비교차 얀(9a-9d)이 통입됨을 특징으로 하는 3D 제직물.
제 1항에 있어서, 직물이 정사각형 또는 직사각형 횡단면을 갖는 관형 구조(12e)임을 특징으로 하는 3D 제직물.
제 3항에 있어서, 관형 구조(12e)의 교차된 외부 표면이, 내부에 배열된 비교차된 얀(6n)을 포함함을 특징으로 하는 3D 제직물.
제 3항 또는 제 4항에 있어서, 제직물이 코어형 또는 샌드위치형 직물 구조(12s)임을 특징으로 하는 3D 제직물.
제 1항에 있어서, 탄소 섬유, 합성 섬유, 바다로부터 유래하는 천연 섬유, 무기 섬유, 유리 섬유 및 금속 섬유로부터 선택된 하나 이상의 섬유 재료를 포함함을 특징으로 하는 3D 제직물.
제 6항에 있어서, 제직물이 섬유 재료와 비섬유 재료의 조합체를 포함함을 특징으로 하는 3D 제직물.
제 1항에 있어서, 모든 또는 임의의 얀 재료가 화학 제형 내에 함침됨을 특징으로 하는 3D 제직물.
a) 평탄한 철사 종광(heald wire)(3)의 길이 방향에 대해 수직으로 배향된 주축과 단축에 의해 형성된 하나 이상의 비중첩된 종광 아이(4ne)로서, 제조하려는 직물의 횡단면 형상에 따라서 능동 경사(6a) 얀을 이들 비중첩된 종광 아이(4ne)를 통해 당기기 위해 규칙적인 간격으로 직렬로 배열된 종광 아이,

b) 북길(shed)의 형성을 돕기 위해, 제조하려는 직물의 횡단면 형상에 따라서 능동 경사(6a) 얀을 이들의 종광 아이를 통해 당기기 위해 주축과 단축에 의해 형성된 소정의 두 개의 비중첩된 종광 아이(4ne) 사이에서 원형 횡단면에 의해 형성된 추가 종광 아이를 갖는 평탄한 철사 종광(3),

c) 잘려진 클리어런스(cut out clearance) 부분(10)이 평탄한 철사 종광(3)의 양 측면에 형성되어, 제조하려는 직물의 횡단면 형상에 따라서 추가의 스터퍼 경사(6ps) 얀을 수용하여 이들 수용된 스터퍼 경사(6ps) 얀이 북길 형성을 위해 평탄한 철사 종광(3)에 의해 변위되지 않도록, 두 개의 인접한 비중첩된 종광 아이(4ne) 사이에서 추가의 잘려진 클리어런스 부분(10)을 갖는 평탄한 철사 종광(3),

d) 북길의 형성을 돕기 위해 제조하려는 직물의 횡단면 형상에 따라서 능동 경사(6a) 얀을 이들의 종광 아이를 통해 당기기 위해 평탄한 철사 종광(3)의 길이 방향에 평행하게 배향된 종광 아이의 주축과 단축에 의해, 또는 원형 횡단면에 의해, 또는 이들 둘 모두에 의해 형성된 일련의 종광 아이를 갖는 평탄한 철사 종광을 채택하는 개구 운동(shedding) 수단 중의 하나 이상을 갖는, 평탄한 철사 종광(3)을 포함하는 개구 운동 수단의 사용을 통해 제조하려는 직물의 횡단면 형상에 따라서 배치된 다중층 경사에서 횡방향 및 종방향의 북길을 형성시키기 위해 두 개의 서로 수직 방향으로의 개구 운동 조작을 채택하는 제직 방법을 사용하여, 제직물을 제조하는 장치.
제 9항에 있어서, 이중 방향 개구 운동 수단이, 각각의 종광 조립체내에서 평탄한 철사 종광(3)이 이격되어 있고, 두 세트의 종광 조립체(1,2)가

a) 평행한 평면,

b) 서로 수직의 배열,

c) 능동 경사(6a) 얀을 서로 수직의 중첩된 종광 아이(4se)내로 당기기 위해 이 사이에 개구를 형성하는 방식, 및

d) 수동 경사(6p) 얀을 이들의 종광 아이를 통해 당기기 위해서, 서로 수직으로 이격된 평탄한 철사 종광(3) 사이에 개구(5)를 제공하는 방식 중 하나의 배향으로 배열되는 두 세트의 천공된 평탄한 종광 조립체(1,2)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
제 9항에 있어서, 각 세트의 천공된 평탄한 철사 종광(3)이

a) 전체로 집합적으로,

b) 선택 그룹으로,

c) 개별적으로, 및

d) b)와 c)의 조합된 형태 중 하나의 방식으로, 이들의 각 평면에서 직선으로 왕복될 수 있는 이중 방향 개구 운동 수단임을 특징으로 하는 장치.
제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 각 세트의 천공된(perforated) 평탄한 철사 종광(3)이

a) 동시에 동일 방향으로,

b) 동시에 반대 방향으로, 및

c) 개별 방식 중 하나의 방식으로, 이들의 각 평면에서 직선으로 왕복될 수 있는 이중 방향 개구 운동 수단임을 특징으로 하는 장치.
제 9항에 있어서, 다중층 경사(6)의 외부 얀만이 교차에 대해서 관여하며, 이러한 외부 교차된 조립체가 내부에서 일어나는 요소에 대한 제직 커버링으로서 작용하는 역할을 하는 재료를 제조하는데 사용될 수 있는 이중 방향 개구 운동 수단임을 특징으로 하는 장치.
제 9항에 있어서, 적합하게 배열된 다중층 경사 얀이 교차되어 샌드위치형 또는 코어형 직물 구조를 형성하는 제직물을 제조하는데 사용될 수 있는 이중 방향 개구 운동 수단임을 특징으로 하는 장치.
제 9항에 있어서, 다중의 2D 직물 시이트를 동시에 제조하는데 사용될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
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