KR20070006856A - 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법과 설비 - Google Patents

2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법과 설비 Download PDF

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Abstract

가로시트(102)는 이 시트의 내주선단과 외주선단 사이의 경로를 따라 앞뒤로 대체로 방사상 방향으로 안내됨으로써 겹쳐지며, 가로시트(202)는 그 경로의 각 끝에서 거꾸로 되고 가로시트의 폭은 내주선단과 외주선단 사이에서 좁아지게 되며, 가로시트가 겹쳐질 때 적소에 보유지지된다. 서로 대체로 평행한 실 또는 토우(204)는 그 외부선단과 내부선단 사이에서 감소하는 단위면적당 밀도를 가진 나선형 세로시트(202)를 형성하도록 당겨지게 된다. 가로시트와 나선형 세로시트는 겹쳐지고 평탄한 감음으로 계속 전진하게 되며, 함께 조립되어 제거되는 2차원 나선형 시트(402)를 형성하게 된다.

Description

2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법과 설비 {Method for making a two-dimensional helical fibre web}
본 발명은 2차원 나선형의 섬유시트를 제조하는 것에 관련된 것이다.
본 발명의 특정한 분야는, 특히 브레이크 디스크와 같이 복합재료로 만들어진 환형상의 부품을 위한 보강용 섬유구조물과 같은 3차원 환형상의 섬유구조물을 제조하는 나선형 섬유시트를 제조하는 것이다.
탄소섬유보강부와 탄소매트릭스(탄소/탄소 또는 C/C 복합물)를 구비하거나, 적어도 일부가 세라믹으로 만들어진 매트릭스(탄소/세라믹 복합물 또는 C/C-세라믹 복합물)를 갖춘 탄소섬유보강물을 구비한 복합재료로 만들어진 브레이크 디스크는 잘 알려져 있다. 이들을 제조하는 것은 환형상의 섬유예비형성체를 만드는 단계와, 다음으로 이를 매트릭스로 고밀도화시키는 단계를 포함하는데, 이 고밀도화는 액체법(매트릭스용 전구물질을 구성하는 수지를 주입하고 이어서 수지를 열분해시키는) 또는 가스법(화학증착함침)을 이용하여 이루어진다.
섬유예비형성체는 통상 몇 겹의 섬유를 쌓고서, 전형적으로 바느질에 의해 이들 섬유를 서로 접착시켜 만들어진다.
상기 예비형성체의 환형상의 형상은 서로 쌓이고서 함께 접착된 여러 겹의 섬유로 이루어진 블록을 절단하거나, 환형상으로 되고서 2차원의 직물(직조된 천, 1방향 또는 다방향 섬유시트, 펠트 등등)을 절단하여 얻은 여러 겹의 섬유를 쌓음으로써 얻어질 수 있다. 이는 상당한 양의 폐기물을 남기게 된다. 폐기물의 양은, 2차원 섬유로부터 절단된 링형상의 부분을 병렬로 배치하여 환형상으로 된 여러 겹의 섬유를 제조함으로써 줄어들 수 있으나, 실행하기에는 더욱 복잡하게 된다. 특히, 미국 특허 제4,790,052호와 동 제5,792,715호, 및 유럽 특허 제0,232,059호를 참조할 수 있다.
실질적으로 폐기물 없이 원하는 형상을 가진 환형상의 예비형성체를 얻을 수 있는 방법들이 제안되었는데, 이러한 방법들은 평탄하게 겹쳐 놓이고서 특히 바느질에 의해 서로 접착되는 감음부를 갖춘 나선형 섬유직물을 감는 것으로 이루어진다. 변형가능한 나선형 시트 또는 평탄하게 된 나선형 브레이드(braid)를 사용하는 상기 방법들은 특히 미국 특허 제6,009,605호와 동 제5,662,855호에 기술되어 있다. 2차원 나선형 직물로부터 환형상의 섬유예비형성체를 만드는 설비에 관련된 미국 특허 제6,363,593호와 동 제6,367,130호를 참조할 수도 있다.
환형상의 섬유예비형성체를 얻기 위한 이들 방법은, 비교적 비용이 많이 드는 방식으로 만들어지는 나선형 브레이드 또는 직조된 시트를 필요로 한다.
섬유직물을 만드는 단계를 거치지 않고서 자유섬유로부터 직접 두꺼운 환형상의 섬유예비형성체를 제조하는 것이 국제특허 공개 WO 98/49382호에 제안되어 있는바, 특히 원주방향으로 이동되는 자유섬유의 받침대를 가로질러 방사상 방향으로 일련의 자유섬유를 겹쳐 놓고, 섬유가 바느질에 의해 접착된다. 자유섬유의 받침대 가 만들어지는 방식과, 방사상의 자유섬유가 놓이는 방식에 대해 실질적으로 기재되어 있지 않은 점은 별문제로 하고, 두께 및 섬유밀도에서 높은 정도의 불균일성을 나타내지 않는 섬유예비형성체를 얻기가 실제로 불가능하다는 것을 바로 알 수 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 따른 방법의 결점을 해결하기 위한 것으로, 특히 간단한 방식으로 비교적 저렴하게 두꺼운 환형상의 섬유구조물을 만들면서 두께 및 밀도에서의 불균일성과 폐기물의 양을 최소화시킬 수 있는 나선형 섬유직물을 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적은 다음 단계들을 포함하는 방법에 의해 성취되는바, 적어도 하나의 가로시트를 가져와서 이를 겹쳐 놓고 시트의 내부선단과 외주선단 사이에서 방향을 번갈아 바꾸어 경로를 따라 방사상 방향으로 안내하되, 가로시트는 그 경로의 각 끝에서 반대로 되고, 가로시트의 폭은 외주선단과 내주선단 사이에서 좁아지게 되는 단계와; 겹쳐질 때 가로시트를 보유지지하는 단계; 그 길이방향의 외부선단에서 길이방향의 내부선단으로 감소하는 세로시트의 단위면적당 밀도를 가진 나선형 세로시트를 형성하도록 서로 평행한 다수의 실 또는 토우(tow)를 당기는 단계; 나선형 세로시트와 가로시트를 겹쳐놓고 이들을 연속적인 회전으로 평탄화시키는 단계; 2차원 나선형 시트를 형성하도록 세로시트와 겹쳐진 가로시트를 함께 조립하는 단계 및; 이렇게 형성된 2차원 나선형 시트를 제거하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 겹침식 기술에 의해, 2차원 나선형 시트를 얻을 수 있다는 점에서 주목할 만하다. 제조비용은 직조 및 브레이딩 기술보다 저렴하다. 그 후에, 생성된 나선형 시트는 평탄한 감음부를 겹쳐놓음으로써 환형상의 섬유구조물을 얻는 데에 바로 이용될 수 있다. 시트를 사용함으로써, 직조되거나 브레이딩된 직물과 비교하여, 교차하는 실들로 인한 두께의 불균일함이 줄어들 수 있게 된다.
바람직하기로, 두 시트가 조립되기 바로 전에 세로시트가 겹쳐진 가로시트로 보내어지는데, 나선형 세로시트는 함께 조립되는 두 시트에 의해 겹쳐진 가로시트에 대한 위치에 보유지지되게 된다.
가로시트는 다수의 실 또는 토우로 만들어지거나, 적어도 하나의 펴진 토우로 만들어질 수 있다.
바람직하기로, 가로시트가 겹쳐지는 동안 안내부를 넘어감으로써 안내되어, 시트가 좁아지게 되는 한편, 안내부는 시트의 외부선단에서 내부선단 쪽으로 그리고 그 역으로 이동하게 된다.
바람직하기로, 안내부는 2개의 구부러진 바아를 구비하는데, 이에 대해 가로시트는 번갈아 지탱되는 한편, 안내부는 시트의 내부선단과 외부선단 사이에서 한쪽 방향 및 반대쪽 방향으로 이동되게 된다.
가로시트가 다수의 실이나 토우로 만들어질 때, 각각의 실이나 토우는 시트의 내주선단과 외주선단 사이에서 방사상으로 뻗어 있는 고정된 안내부재들 사이로 안내된다.
시트가 적어도 하나의 펴진 토우로 만들어질 때, 가로시트는 바람직하기로 시트의 내주선단과 외주선단 사이에서 방사상으로 뻗어 있는 2개의 고정된 안내부재들 사이로 안내된다.
변형예에서, 가로시트가 다수의 실이나 토우로 만들어질 때, 각각의 실이나 토우는 시트의 내주선단과 외주선단 사이에서 이동되는 각각의 실 안내부를 통과함으로써 안내될 수 있다.
바람직하기로, 겹쳐진 후에 가로시트는 이 시트의 내부선단과 외부선단을 따라 안착된 지지부 상에 거꾸로 된 채로 보유지지되는데, 지지부는 겹쳐진 가로시트와 세로시트의 전진과 동시에 이동된다.
특히 상기 지지부 상의 흡입 또는 지지부에 구비된 못 주위로 지나감으로써 지지되게 된다.
나선형 세로시트의 단위면적당 밀도의 변화는 상이한 무게의 실 또는 토우를 이용하거나, 실이나 토우들 사이의 공간을 변화시킴으로써 이루어질 수 있는 한편, 세로실 또는 토우는 서로에 대해 압박하는 2개의 원추형 롤러를 구비하는 프레스를 통해 이들을 통과시킴으로써 당겨질 수 있게 된다.
바느질이나, 접합실에 의해 뜨개질, 또는 핫-멜트(hot-melt)실을 삽입하는 것과 같은 다양한 방법들이 세로시트와 가로시트를 함께 조립하는 데에 사용될 수 있다.
가로시트와 세로시트는 고정식 환형상의 지지판 위로 보내어지는데, 이는 바람직하기로 전진방향으로 가로시트와 세로시트를 함께 조립하는 한쪽 영역으로부터 하류에 위치된 하류끝을 갖춘 환형상 영역의 형태로 되어 있다. 그 후에, 2차원 나선형 시트는 그 하류끝에 위치된 환형상의 지지판 출구로부터 제거된다. 바람직하기로, 이렇게 제거되면서 2차원 나선형 시트는 감음에 의해 나선형으로 감기게 되는데, 이는 환형상의 지지판 아래에 위치된 회전식 환형상 저장드럼에 평탄하게 겹쳐지고 대체로 지지판과 동일한 축을 갖게 된다.
변형예에서, 겹쳐지는 가로시트와 세로시트는 회전식 환형상 지지부로 보내어진다. 이어서, 2차원 나선형 시트는 환형상의 지지판에 대해 옆으로 제거된다.
본 발명의 다른 목적은 전술된 방법이 이행될 수 있게 하는 설비를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 설비는 환형상의 지지판과; 이 환형상의 지지판의 한쪽에서 다른쪽으로 앞뒤경로를 따라 섬유시트를 가로질러 이동하면서, 가로시트가 상기 경로의 끝에서 거꾸로 되게 하고 시트는 대체로 방사상 방향으로 안내되게 하는 공급 및 겹침장치; 겹쳐진 가로시트를 보유지지하는 수단; 나선형 세로시트를 형성하도록 일련의 실 또는 토우를 당기고 이를 환형상의 지지판에 공급하는 장치; 2차원 나선형 시트를 형성하도록 세로시트와 겹쳐진 가로시트를 함께 조립하는 장치; 환형상의 지지판에 평탄한 감음으로 세로시트와 겹쳐진 가로시트를 연속되게 전진시키는 수단 및; 세로시트와 가로시트가 함께 조립된 후에 2차원 나선형 시트를 제거하는 수단;을 구비한다.
바람직하기로, 가로시트를 공급하고 겹치게 하는 장치는 가로시트가 통과하는 안내부와, 이 안내부를 환형상의 지지판의 측면들 사이에서 대체로 방사상의 경로를 따라 왕복운동되게 구동시키는 수단을 구비하고, 상기 안내부는 가로시트가 좁아지게 되도록 되어 있으며, 안내부는 환형상의 지지판의 밖에서 안쪽으로, 그리고 그 역으로 이동하게 되어 있다. 또, 상기 안내부는 안내부가 환형상 지지판의 안팎으로 한쪽 방향 및 다른쪽 방향으로 이동될 때 번갈아 가로시트가 지탱되는 2개의 구부러진 바아를 구비한다.
가로시트가 다수의 가로실 또는 토우로 만들어질 때 공급 및 겹침장치는, 환형상의 지지판의 안팎 사이에서 방사상으로 위치되고서 환형상의 지지판의 안팎 사이의 경로에 안내하도록 가로실과 토우와 상호작용하는 다수의 고정식 안내부재를 추가로 구비한다. 하지만, 가로시트가 적어도 하나의 펴진 토우로 만들어질 때, 상기 공급 및 겹침장치는 바람직하기로 환형상의 지지판의 안팎 사이에서 방사상으로 위치된 2개의 고정식 안내부재를 추가로 구비하는데, 이들 사이에서 가로시트가 환형상의 지지판의 안팎 사이의 경로로 안내된다.
변형예에서, 가로시트가 다수의 가로시트 또는 토우로 만들어질 때, 상기 공급 및 겹침장치는 각 가로실에 관계된 다수의 실 안내부와, 환형상의 지지판의 안팎 사이에서 대체로 방사상의 경로를 따라 앞뒤로 실 안내부를 이동시키는 수단을 구비한다.
바람직하기로, 겹쳐진 가로시트를 보유지지하는 수단은 환형상의 지지판의 양쪽에 위치된 밴드 또는 링의 형태로 된 지지부와, 시트가 거꾸로 되는 지지부에서 가로시트를 보유지지하는 수단 및, 전진수단과 동시에 지지부를 구동시키는 수단을 구비한다.
한 실시예에서, 상기 보유지지수단은 흡입에 의해 가로시트를 보유지지하도록 밴드 또는 링의 형태로 된 지지부와 관계된 흡입챔버를 구비한다.
다른 실시예에서, 보유지지수단은 밴드의 형태로 된 지지부에 갖춰진 못을 구비하여, 가로시트가 못 주위에서 거꾸로 될 수 있다.
세로시트를 당기는 장치는 2개의 원추형 롤러로 형성된 프레스를 구비하여, 세로시트를 형성하는 실 또는 토우가 이들 사이를 지나가게 된다.
세로시트와 겹쳐진 가로시트를 함께 조립하는 장치는, 환형상의 지지판 위 환형상의 영역으로 뻗어 있고 적어도 하나의 바느질헤드를 구비하는 바느질장치로 될 수 있는데, 이 바느질장치의 바늘과 맞춰지는 천공부를 구비하고 있다.
변형예에서, 세로시트와 겹쳐진 가로시트를 함께 조립하는 장치는 접합실에 의해 시트들을 함께 조립하는 적어도 하나의 뜨개질헤드를 구비한다.
전진수단은 전진방향으로 2차원 나선형 시트를 구동시키는 구동수단을 구비하는데, 이 구동수단은 조립장치의 하류에 위치된다.
환형상의 지지판은 고정식으로 될 수 있으며, 세로시트와 겹쳐진 가로시트의 전진방향으로 하류끝을 갖춘 환형상의 영역으로 뻗어 있는데, 하류끝은 시트들을 함께 조립하는 장치의 하류에 위치된다. 이 경우에, 2차원 나선형 시트를 제거하는 수단은 환형상의 지지판 아래에 위치되고서 이 지지판과 대체로 동일한 축을 가진 환형상의 드럼과, 전진수단과 동시에 환형상의 드럼을 구동시키는 수단을 구비하여서, 그 하류끝으로부터 환형상의 지지판을 떠나는 2차원 나선형 시트가 연속적으로 수집되어 드럼에 감기게 된다.
환형상의 지지판은 또한 회전식으로 될 수 있는데, 이 경우에 강모(剛毛)로 된 브러쉬를 구비한 상부가 있게 된다.
본 발명에 따른 방법의 다른 특징과 장점은 첨부도면을 참조로 하여, 제한하기 위한 것이 아닌 아래의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 방법을 이행하는 설비의 아주 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 설비의 아주 개략적인 평면도이다.
도 3은 가로실이 공급되는 방법과, 이들이 세로실로 된 시트의 선단에서 보유지지되는 방법을 상세하게 나타낸 일부 사시도이다.
도 4는 겹쳐진 후 가로시트의 실의 방위를 나타낸 개략도이다.
도 5는 펴진 토우로 만들어진 가로시트가 세로실로 된 시트에 겹쳐지는 방법을 개략적으로 나타낸 일부 평면도이다.
도 6은 도 7에 도시되는 가로시트가 겹쳐지는 방법을 상세하게 나타낸 일부 사시도이다.
도 7은 세로실로 된 시트가 도 1에 도시된 설비에 공급되는 방법을 나타낸 도 1의 평면 Ⅶ의 방사상 단면도이다.
도 8은 세로실로 된 시트를 형성하는 다양한 방식을 나타낸 도면이다.
도 9는 세로시트와 가로시트가 함께 조립되는 방법을 나타낸 도 1의 평면 Ⅸ의 단면도이다.
도 10은 세로실로 된 시트의 선단에서 가로실을 보유지지하는 다른 방식을 나타낸 도 5에 상응한 도면이다.
도 11은 도 10의 실시예에서 2차원 나선형 시트가 제거되는 방법을 나타낸 개략적인 일부 사시도이다.
도 12는 도 10과 도 11에 도시된 실시예의 변형예를 나타낸 아주 개략적인 도면이다.
도 13은 본 발명의 방법을 이행할 수 있는 설비의 다른 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 14는 도 13의 화살표 ⅩⅣ를 따라 보여지는 측면에서의 아주 상세한 도면이다.
도 15는 가로실로 된 시트가 겹쳐지는 방법을 나타내는, 도 13의 평면 ⅩⅤ에서의 아주 상세한 단면도이다.
도 16은 도 13의 설비에서 가로실이 세로시트의 선단에서 보유지지되는 방법을 나타낸 상세도이다.
도 17은 도 13의 설비에서 가로실이 세로시트의 선단에서 보유지지되는 다른 방법을 나타낸 상세도이다.
도 18은 본 발명의 방법을 이행할 수 있는 설비의 또 다른 실시예의 개략적인 사시도이다.
전체적으로(도 1 참조), 본 발명의 방법을 이행할 수 있는 특별한 설비는, 고정식의 수평한 환형상의 지지판(120)에서 가로시트(102)를 형성하는 장치(100)와, 지지판(120)에다 세로실(204) 또는 토우로 만들어진 나선형 시트(202)를 당겨 서 위치시키는 장치(200), 지지판(120)에 있는 동안 세로시트(202)와 겹쳐진 가로시트(102)를 함께 조립하는 장치(300) 및, 조립장치의 출구에서 지지판(120)으로부터 생성된 환형상의 2차원 나선형 시트(402)를 제거하는 장치(400)를 구비한다. 지지판(120)에 위치된 세로시트와 가로시트 및 생성된 2차원 나선형 시트(402)는 그 중심(화살표 F)에 대하여 지지판(120)에서 연속적으로 회전하면서 이동되게 된다. 한쌍의 원추형 롤러(412a,412b)를 구비하는 당김장치(410)에 의해 구동이 이루어지는데, 이들 중 적어도 하나는 모터로 구동되며 조립장치의 하류에 위치되고, 2차원 나선형 시트는 서로에 대해 압박되는 상기 롤러(412a,412b)들 사이를 통과함으로써 당겨지게 된다.
가로시트의 형성
가로시트(102)는 지지판(120)에 공급된 가로실(104) 또는 토우를 겹쳐놓음으로써 형성된다. 지지판(120)은 중심(O)의 환형상의 영역의 형태로 된다. 예로서, 이는 매끄러운 금속테이블로 구성된다. 부재들은 아래에서 간단히 하기 위해 실(104)로 칭한다. 실(104)은 바람직하기로 동일한 중량을 가지며, 서로 동일한 간격으로 공급된다.
실(104)은, 만들어질 2차원 나선형 시트의 용도에 따라 선택되는 재료로 된다. C/C 복합재료부품 또는 탄소/세라믹 또는 C/C-세라믹 복합재료부품을 위한 보강섬유 또는 예비형성체를 만드는 용도에서는, 실(104)은 12K(12,000 필라멘트), 24K, 50K, 80K 실 등과 같은 시장에서 구입가능한 탄소실로 된다.
가로시트(102)를 형성하는 각 가로실(104)은 크릴(도시되지 않음)에 구비된 각각의 보빈으로부터 얻게 된다. 실(104)은 안내프레임(106)에 서로 대체로 평행하게 도착한다. 실(104)은 예컨대 지지판(120)의 반경 중간부에 대체로 수직하게 공급되고, 프레임(106)에 의해 수평하게 편향된다.
프레임(106)은 로드(110)에 고정되고, 이 로드는 액츄에이터(도시되지 않음)와 같은 구동부재의 구동하에 방사상 방향 앞뒤로 수평하게 이동된다. 따라서, 프레임(106)은 지지판(120)의 내부선단과 외부선단을 따라 뻗어 있고서 중심(O) 주위로 완전한 링을 형성하는 내부링(140)과 외부링(130) 사이의 방사상 이동에서 왕복운동을 수행하게 된다.
상기 프레임(106)은 지지판(120)에 대체로 수평하고 평행하게 위치되고, 구부러진 바아(108a,108b)로 형성된 2개의 측면을 갖춘다. 프레임(106)이 방사상 안쪽으로, 즉 내부링(140) 쪽으로(또는 가로시트의 내부선단 쪽으로) 이동되는 동안, 실(104)은 바아(108a)의 볼록한 프로파일에 대해 누르게 되어서, 시트(102)가 좁아지게 된다. 반대로, 프레임(106)이 방사상 바깥쪽으로, 즉 외부링(130) 쪽으로(또는 가로시트의 외부선단 쪽으로) 이동되는 동안, 실(104)은 바아(108b)의 오목한 프로파일에 대해 지지되게 되어서, 시트(102)가 넓어지게 된다. 바아(108a,108b)는 링들(140,130)의 곡률에 대체로 상응한 곡률이 각각 상이하게 주어지거나, 예컨대 링들(140,130) 사이의 평균곡률에 상응한 곡률이 동일하게 주어질 수 있다.
특히 도 3과 도 7에 도시된 바와 같이, 외부링(130)은 그 상부벽(132) 또는 웹이 천공부(134)를 구비한 아래로 개방된 채널단면의 바아로 구성된다. 마찬가지로, 내부링(130)은 그 상부벽(142) 또는 웹이 천공부(144)를 구비한 아래로 향한 채널단면의 바아로 형성된다. 이들 링(130,140)은 아래에 설명되는 바와 같이 지지판(120)에서의 시트의 전진과 동시에 회전된다. 벽(132,142)의 표면과 지지판(120)의 표면은 대체로 동일평면상에 있다.
환형상의 고정식 흡입챔버(150:도 3 참조)는, 세로시트와 가로시트가 함께 조립되는 영역의 상류끝의 하류에 위치된 하류영역으로 가로실(104)이 겹쳐지는 영역의 상류에 위치된 상류끝으로부터 뻗어 있는 환형상의 영역에서 외부링(130)의 플랜지들 사이에 뻗어 있다(여기서 "상류" 및 "하류"라는 용어는 형성되는 2차원 시트의 전진방향에 대해 사용된다).
따라서 챔버(150)는 실(104)이 겹쳐지는 영역의 전체 길이와, 세로시트(102)가 위치되는 영역 뿐만 아니라, 조립영역의 적어도 일부에 대해 뻗어 있다. 이 챔버(150)는 링(130)의 플랜지에 인접한 측벽들과, 바닥벽, 그 상류끝과 하류끝에 있는 끝벽들에 의해 형성되고, 링(130)의 천공된 벽(132)에 맞춰지게 상부가 개방되어 있다.
마찬가지로, 환형상의 고정식 흡입챔버(160)는 대체로 챔버(150)와 동일한 환형상의 영역에서 내부링(130)의 플랜지들 사이에 뻗어 있다. 이 챔버(160)는 링(140)의 플랜지에 인접한 측벽들과, 바닥벽, 그 상류끝과 하류끝에 있는 벽들에 의해 형성되고, 링(140)의 천공된 벽(142)에 맞춰지게 개방되어 있다.
챔버들(150,160)은 챔버들의 바닥으로 개방되어 있는 파이프(152,162)에 의해 진공원(도시되지 않음)에 연결되어 있다.
고정식 안내빗(112)은 지지판(120)과 링들(130,140) 바로 위에서 방사상으로 뻗어 있는 일련의 블레이드(114)를 구비한다. 안쪽에는, 빗의 이빨을 형성하는 블레이드(114)들이 고정식 지지부(도시되지 않음)에 고정되는 스트립(116)에 의해 하나로 된다.
작동시, 안내프레임(106)이 내부링(140) 쪽으로 이동할 때, 가로실(104)은 구부러진 바아(108a) 위로 미끄럼이동함으로써 서로 쪽으로 이동됨과 더불어, 안내빗(112)의 블레이드(114)의 수직한 측면들에 의해 안내된다. 한편, 안내프레임(106)이 외부링(130) 쪽으로 이동할 때, 가로실은 구부러진 바아(108b)에서 미끄럼이동함으로써 서로로부터 멀리 이동됨과 더불어, 여전히 안내빗(112)의 블레이드(114)의 수직한 측면들에 의해 안내된다. 안내프레임(106)의 행정의 끝에서 주위로 회전될 때, 가로실은 지지판(120)의 선단의 양쪽에서 회전하는 링(130,140)으로 흡입에 의해 보유지지된다.
도시된 예에서, 안내프레임(106)은 안내빗(112) 바로 위로 이동된다. 변형예에서, 안내프레임(106)은 지지판(120)과 안내빗(112) 사이의 공간으로 이동된다.
가로실(104)은 연속적으로 겹쳐지고, 링들(130,140)과 나선형의 세로시트(202) 및 겹쳐진 가로시트(102)의 전진이 동시에 일어나서, 가로실(104)이 방사상이 아닌 방향으로 위치되는데, 실(104)은 서로 교차하고 세로실(104)에 교차한다(도 1 참조).
도 4는 10개의 실이 가로질러 겹쳐지는 방법의 예를 도시하고 있다. 여기서 겹쳐진 가로실들 사이의 각도가 변화하는데, 즉 시트의 외주선단(반경 r4)에서 내주 선단(반경 r1)으로 증가한다. 반경 r2는 중간 반경이고, 반경 r3에 상응한 선은 환형상의 시트를 동일한 표면의 두 부분으로 분리한다. 가능한 2차원 시트를 얻기 위해서, 가로실들이 교차하여 반경 r3의 외주에서 60°에 가깝거나 대략 동일한 각도를 형성하여서, 이 위치에서 가로실과 세로실이 3 × 60°형태의 방위를 갖게 하는 것이 바람직하다. 이는 지지판(120) 위의 시트의 전진속도를 변화시킴으로써 조절될 수 있고, 그 속도에서 가로실은 나선형 시트의 주어진 크기로 공급된다. 도시된 예에서, 가로실들에 의해 형성된 각도는 내주 및 외주 사이에서 41°내지 117°의 범위에 걸쳐 변화하고, 반경 r3의 외주에서 58°와 같게 된다.
도 5와 도 6은 펴진 토우(164)를 겹침으로써 만들어진 가로시트(162)의 변형예를 나타낸다. 이를 위해, 예컨대 300K, 320K, 400K 등의 탄소 토우와 같은 무거운 중량의 토우를 사용할 수 있다. 토우는 도시되지 않은 적어도 하나의 구부러진 롤러(또는 "바나나" 롤러) 위로 통과시킴으로써 잘 알려진 방식으로 펴질 수 있는데, 이러한 펴짐은 예컨대 PCT/FR02/02249호에 기술된 바와 같이 공기젯트에 노출시켜 도움받을 수 있다. 넓은 폭의 시트를 얻기 위해서 다수의 펴진 토우를 나란히 배치할 수 있다.
펴진 토우(164)는, 2개의 구부러진 바아(168a,168b)를 갖추고서 전술된 안내프레임(106)과 유사한 안내프레임(166)을 통과한다. 외부링(130)과 내부링(140) 사이의 경로에서, 토우(164)는 안쪽의 스트립(176)에 구비된 2개의 고정식 방사상 블레이드들(174) 사이로 안내된다.
안내프레임(166)은 방사상 앞뒤로 이동된다. 방사상 안쪽으로 이동하는 동안, 안내프레임은 그 바아(168a)에 의해서, 그리고 고정식 안내 블레이드(174)와 상호작용하여 가로시트(162)가 링들(130,140) 사이에서 더욱 좁아지게 하여서, 환형상 영역의 형상을 부여하게 된다. 방사상 바깥쪽으로 이동하는 동안, 안내프레임(166)은 블레이드(174)와 상호작용하는 바아(168b)에 의해 다시 가로시트(162)가 넓어지게 한다. 가로시트는 링들(130,140)에 대한 흡입에 의해 방향을 바꾸도록 보유지지된다.
나선형 세로시트의 형성
나선형 세로시트(202)는, 크릴(도시되지 않음)에 구비된 각각의 보빈으로부터 나오는 서로 평행한 다수의 세로(또는 원주방향)실(204) 또는 토우를 구비한다. 아래의 설명에서 부재들은 간단히 하기 위해 실(204)로 칭한다. 세로시트(202)는 만들어질 2차원 나선형 시트의 폭과 대체로 동일한 폭으로 뻗어 있다.
한 실시예(도 1과 도 2 및 도 7 참조)에서, 세로실(204)은 동일한 중량을 가지며, 세로시트의 안쪽 길이방향 선단(202a:만들어질 2차원 나선형 시트의 내주에 상응한)과 반대쪽 바깥의 길이방향 선단(202b) 사이로 감소하는 인접한 실들 사이에서 간격을 두고 위치된다. 세로시트의 실들 사이의 간격은 바람직하기로 변화하여서 가로시트와 조립된 후 그 폭을 가로질러 대체로 일정한 2차원 나선형 시트를 위한 단위면적당 밀도가 얻어진다.
다른 실시예(도 8 참조)에서, 상이한 중량을 가진 세로실(204')이 사용되며, 이들은 인접한 실들 사이에서 일정한 간격으로 위치된다. 실들의 중량은 변화하는 데, 즉 시트(202)의 안쪽 선단(202a)으로부터 바깥쪽 선단(202b)으로 증가한다. 중량이 변화하는 방식은 바람직하기로, 가로시트와 조립된 후 그 폭을 가로질러 대체로 일정한 2차원 나선형 시트를 위한 단위면적당 밀도가 얻어지도록 결정된다.
물론, 그 중량이 변화하면서 세로시트들 사이의 간격이 변화하는 것을 조합할 수도 있다.
실(204)은 실(104)과 유사한 종류의 것이다.
실(204)은, 서로에 대해 압박하는 2개의 원추형 롤러(208a,208b)로 형성된 프레스(206)에 의해 공급된다(도 1과 도 2 및 도 7 참조). 롤러(208a,208b)들 중 적어도 하나는 실(204)을 당기도록 회전된다. 실(204)은 상부롤러(208a)와 하부롤러(208b) 사이에서 연속적으로 상부롤러(208a)를 지난 후 하부롤러를 통과한다. 실(204)은 하부롤러(208b)에 의해, 수평한 지지판(120)에서 겹쳐진 가로시트로 전달된다.
시트(202)의 실들(204) 사이에 원하는 간격을 부여하기 위해서, 실들은 프레스(206)의 상류에 있는 스프레더 바아(110:도 7 참조)를 지나가게 된다. 각 실(204)은 예컨대 그 안에 만들어진 오리피스와 같은 안내부나, 바아(110)에 갖춰진 두 부분들 사이의 틈새, 또는 사실상 바아에 형성된 홈으로 바아(110)를 통과한다. 예컨대 빗과 같이 실들(204) 사이의 간격을 조정하는 다른 수단이 구비될 수 있다.
지지판(120)의 바깥 선단과 안쪽 선단 사이의 가로시트(102 또는 162)의 단위면적당 밀도의 증가는, 대체로 일정한 단위면적당 밀도를 가진 2차원 나선형 시 트를 얻도록 방사상 방향으로 세로시트의 밀도를 변화시킴으로써 보상된다.
세로시트와 가로시트의 조립
연속적으로 이동되고서, 겹쳐진 가로시트와 세로시트에 의해 형성되는 조립체는 조립장치(300)로 보내어진다.
도시된 예(도 1과 도 2 및 도 9 참조)에서, 조립장치는 지지판(120)의 선단들 사이에서 그 위로 뻗어 있으며 전체적으로 환형상의 형상으로 된 바느질헤드(302)를 구비한다. 바느질헤드(302)는 균일하게 분포된 다수의 바늘(304)을 구비하고, 크랭크형 구동부재(도시되지 않음)의 구동하에 수직왕복운동으로 구동된다. 지지판(120)에는 바늘(304)들과 맞춰지는 천공부(128)가 있어서, 이들이 손상 없이 지지판을 관통할 수 있게 되어 있다.
바늘(304)들은 시트(202,102(또는 162))를 관통하여, 실들(204,104:또는 실들(204)과 토우(164))의 필라멘트를 얽히게 함으로써 시트들을 함께 접합시킨다.
바느질에 의해 두 섬유시트를 함께 접합하는 것은 잘 알려져 있다.
링들(130,140)에서 겹쳐진 가로시트의 선단들을 흡입하는 것은, 세로시트와 가로시트가 예컨대 바느질헤드가 차지한 환형상의 영역을 따라 적어도 중간까지 충분히 함께 조립될 때까지 유지된다.
나선형 세로시트(202)는 바람직하기로 조립장치(300)의 상류끝에 가능한 가까이, 즉 시트들이 함께 조립되기 바로 전에 겹쳐진 가로시트(102)에 위치되어서, 방사상 방향으로 실(204)이 이동하는 것을 방지하는데, 즉 조립 전에 실(204)이 적소에 보유지지되지 않기 때문에 시트(202)에서 실들의 상대위치를 유지한다.
그럼에도 불구하고, 세로시트(202)를 위치시키고 나서 지지판(120)에서 시트(202)의 위에 가로시트(102)를 겹쳐놓을 수도 있다.
세로시트와 가로시트는 바느질과 다른 방식으로 함께 조립될 수 있다.
따라서, 접합실에 의한 뜨개질로 조립할 수 있는바, 조립장치는 방사상으로 위치된 뜨개질헤드, 또는 세로시트의 폭을 가로질러 서로로부터 멀리 떨어진 다수의 뜨개질헤드를 구비한다.
세로시트를 위치시키기 전에 가로시트에 핫-멜트실을 놓을 수도 있는데, 조립장치는 시트들 사이에 삽입된 핫-멜트실을 가열하는 수단을 구비한다.
2차원 나선형 시트의 제거
조립장치의 출구에서 얻어진 2차원 나선형 시트(402)는 원추형 롤러(412a,412b)에 의해 당겨지고, 지지판(120) 아래에 위치되고서 지지판과 동일한 축을 가진 환형상의 드럼(42)에 계속 감겨 진다(도 1 참조).
환형상 영역의 형태로 된 지지판(120)은 조립장치(300)와 당김장치(410) 사이에 위치된 하류끝(124)을 갖춘다. 그 상류끝(122)은 바람직하기로 시트(102)를 겹치게 하는 장치(100)의 상류에 위치된다.
환형상의 드럼(420)은 당김장치(410)를 떠날 때 중력으로 떨어지는 시트(402)를 받아들인다. 이 시트(402)는 지지판(120)에서 시트(402)가 전진하는 것과 동시에 회전하는 드럼(420)에 의해 평탄하게 겹쳐지는 연속적인 감음으로 드럼(420)에 감겨 진다.
이 때문에, 드럼(420)은 수직한 구동축(426)에 장착된 기어(424) 또는 구동 롤러에 의해 구동되는 턴테이블(422)에 장착된다. 구동축은 외부링(130)을 구동시키는 기어(428) 또는 구동롤러를 갖출 수도 있다. 턴테이블(422)은 아암(432)에 의해 내부링(140)에 연결된 축방향 로드(430)를 구비한다. 따라서, 환형상의 드럼(420)과 외부링(130) 및 내부링(140)은 동시에 함께 회전된다. 외부링(130)은 베어링(도시되지 않음)에 의해 지지되는데, 여기에서 링의 수직한 플랜지가 마찰베어링 또는 구름베어링에 의해 지지된다.
다른 실시예들
도 10과 도 11은 도 1 내지 도 3과 도 7 및 도 8에 도시된 실시예와 상이한 실시예를 도시하는데, 특히 가로시트가, 그 실들이 링들(130,140)에 구비된 수직한 못(135,145) 주위로 지나는 실들에 의해 지지판(120)의 양쪽에서 방향을 바꾸도록 보유지지된다(도 10 참조)는 점에서 다르다.
이때 링들은 천공부 및 해당 흡입수단 없이 환형상의 밴드로만 구성된다.
조립장치(300)를 떠날 때(도 11 참조), 생성된 2차원 나선형 시트(402)는 수직하게 위로 들어올려짐으로써 못들(135,145)로부터 분리된다. 이를 위해, 당김장치(410)의 롤러들(412a,412b) 사이의 접선은 못들의 상부끝 위에 위치된다. 시트(402)의 분리는 지지판(120)의 하류끝부(124)를 위로 구부림으로써 도움이 될 수 있다. 시트(102)는 도 1에 도시된 바와 같이 환형상의 드럼에 모이게 되는데, 바람직하기로 시트의 선단들이 링들(130,140)의 평면 아래에 도달할 때까지 안내되어서, 분리되어진 후 못들(135,145)에 의한 간섭을 방지하게 된다.
변형예(도 12)에서, 수직하게 신축될 수 있는 못(135,145)이 사용되어진다. 못은 링들(130,140)을 수직하게 관통하고, 그 하부끝은 고정식 캠경로(136,146)에 대해 압박된다. 캠경로(136,146)는 못들이 조립장치(300)를 떠나자마자 아래로 수축될 수 있고, 이어서 겹치게 하는 장치(100)의 상류끝으로 들어갈 때 못들이 들어올려질 수 있게 형성되어 있다. 제거를 목적으로 시트를 못들로부터 분리하기 위해 시트(402)가 위로 이동될 필요가 없다.
도 13 내지 도 16은 도 1 내지 도 3과 상이한 다른 실시예를 도시하는데, 특히 가로시트가 겹쳐지는 방식과, 겹쳐진 가로시트가 구동되는 방식에 차이가 있다.
시트(102)를 형성하는 각 가로실(104)은, 지지판(120)의 내부선단(120a)과 외부선단(120b) 사이에서 방사상 방향 앞뒤로 이동되는 작은 구멍과 같은 실 안내부(280)를 통과한다. 각각의 실 안내부(280)는 수평한 방사상 로드(284)를 따라 안내되는 지지부(282)에 고정된다. 지지부(282)는, 편향풀리(290)와 구동풀리(288)를 지나감으로써 로드(284)의 끝에서 고리로 되는 코드(286)에 고정된다. 구동풀리(288)는 모터(도시되지 않음)에 의해 한쪽 방향과 반대쪽 방향으로 번갈아 구동된다. 예컨대 액츄에이터 로드와 같은 지지부(282)를 구동시키는 다른 수단이 구비될 수 있다.
도면에서는, 도면을 명확히 하기 위해 가로실과 해당 공급수단의 일부만 도시되어 있다.
각 가로실(104)은 벨트(180,190)에 대해 눌려짐으로써 지지판(120)의 양쪽에 보유지지된다. 벨트(180,190)는 지지판(120)의 선단들(120a,120b)을 따라 그리고 그 이상으로 뻗어 있는 수평한 활주로(182,192)로 안내된다. 그 바닥에서, 각 활주 로(182,192)는 진공원(도시되지 않음)에 연결된 파이프(186,196)에 커플링(184)을 매개로 연결된 다수의 구멍 또는 하나 이상의 슬롯을 구비한다. 파이프(186,196)는 가로시트와 세로시트를 공급하는 장치(100,200) 밑으로, 그리고 조립장치(300)의 적어도 일부 밑으로 뻗어 있다.
벨트(180,190)는 지지판(120)의 상류끝(122)과 하류끝(124) 사이의 활주로(182,192)에 있는 수평한 경로를 따르는 무한벨트이다.
벨트(180)는 지지판(120) 평면의 아래에서 지지판의 끝들(122,124)의 상류 및 하류에 각각 위치된 구동휠(181)과 편향휠(183)을 지나간다. 이 벨트(180)는 파이프(186) 아래를 지나는 휠들(181,183) 사이의 복귀경로를 따라 구부려지고 수평한 활주로(188:도 15 참조)로 안내된다. 마찬가지로, 벨트(190)는 지지판(120) 평면의 아래에서 지지판의 끝들(122,124)의 상류 및 하류에 각각 위치된 구동휠(191)과 편향휠(193)을 지나간다. 이 벨트(190)는 파이프(196) 아래를 지나는 구동휠과 편향휠들 사이의 복귀경로를 따라 구부려지고 수평한 활주로(198)로 안내된다.
구동휠(181,191)은 모터(181a,191a)에 연결되어, 지지판(120)에서 이동되는 실들과 동시에 활주로(182,192)에서 벨트(180,190)를 이동시킨다. 하부활주로(188,198)는 상부활주로(182,192) 밑에서 수직하게 그리고 이에 대체로 평행하게 위치된다. 따라서, 전진하는 벨트들(180,190)과 구동되는 실 안내부(280)의 조합된 영향하에서, 각 가로실(104)은 벨트(180,190)의 상부 가닥들 사이의 지그재그경로를 따르게 되고, 거꾸로 될 때마다 활주로(182,192)에서 이루어지는 흡입에 의해 벨트(180,190)들 중 하나에 압착되어 보유지지된다.
변형예(도 17 참조)에서, 각 가로실(104)은 벨트(180,190)에 갖춰진 못(195)에 의해 지지판(120)의 양쪽에 보유지지된다. 각각의 행정에서, 실 안내부(280)는 벨트를 조금 지나 위치된 반전지점으로 안내되어, 전진하는 벨트에 의해 가로실이 벨트에 갖춰진 못 주위에 감음을 형성하게 된다. 따라서, 각 가로실은 흡입될 필요없이 못에 의해 보유지지되어서, 활주로(182,192)는 어떤 슬롯 또는 구멍도 갖고 있지 않으며, 진공원이 필요 없게 된다.
여기서, 환형상의 영역의 형태로 되어 있으며 매끄러운 표면을 갖춘 고정식 지지판이 사용되는 것으로 가정된다.
변형예에서, 도 18에 도시된 바와 같이 강모(128)를 갖춘 브러쉬의 형태로 된 상부를 가진 회전식 지지판(126)을 사용할 수 있는바, 가로시트를 겹치게 하는 장치(100)와, 원주 세로시트를 위치시키는 장치(200) 및, 두 시트를 함께 조립하는 장치(300)는 예컨대 도 1 내지 도 3과 도 7 및 도 8을 참조로 하여 설명된 것과 동일하다.
지지판(126)은 예컨대 고정되는 링들(130,140)과 함께 회전되는 완전한 환형상을 형성한다. 강모(128)는 세로실(204)의 효과적인 보유지지를 제공하여서, 시트가 함께 조립되기 전에 세로시트가 방사상으로 이동될 우려 없이 세로시트가 가로시트 앞 지지판에 위치될 수 있다. 덧붙여, 시트가 바느질에 의해 함께 조립된다면, 강모(128)는 회전 지지부에 손상을 입히지 않고 바늘이 관통될 수 있게 한다.
조립장치(300)의 출구에서, 2차원 나선형 시트(402)는 위쪽 방향으로 지지판(126)으로부터 분리되고, 원추형 롤러(도시되지 않음)에 의해 끌어당겨져 지지판 으로부터 옆으로 멀리 제거된다.
가로시트가 겹쳐져서 지지판(126)의 강모(128)가 가로시트의 실(104)을 효과적으로 보유지지할 수 있다면, 링들(130,140)은 생략될 수 있다. 이는 실들(104)이 방사상으로 겹쳐지면서 방사상 행정의 각 끝에서 수직하게 이동되어 지지판(126)의 상부를 형성하는 브러쉬의 강모(128)에 실들(104)이 맞물리게 되는 경우에 이루어질 수 있다.
하부의 환형상 드럼에 시트를 모으는 것 대신에, 전술된 다른 실시예들(도 1 내지 도 16 참조)로부터 측면으로 생성된 2차원 나선형 시트를 제거하는 것이 이루어질 수 있다. 다른 실시예들에서 고정식 지지판(120)은 완전한 환형상으로 구성될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 간단한 방식으로 비교적 저렴하게 두꺼운 환형상의 섬유구조물을 만들면서 두께 및 밀도에서의 불균일성과 폐기물의 양을 최소화시킬 수 있는 나선형 섬유직물을 제조하는 방법 및 설비를 제공하게 된다.

Claims (40)

  1. 적어도 하나의 가로시트(102)를 가져와서 이를 겹쳐 놓고 시트의 내주선단과 외주선단 사이에서 방향을 번갈아 바꾸어 경로를 따라 방사상 방향으로 안내하되, 가로시트(202)는 그 경로의 각 끝에서 거꾸로 되고, 가로시트의 폭은 외주선단과 내주선단 사이에서 좁아지게 되는 단계와; 겹쳐질 때 가로시트를 보유지지하는 단계; 그 길이방향의 외부선단에서 길이방향의 내부선단으로 감소하는 세로시트의 단위면적당 밀도를 가진 나선형 세로시트(202)를 형성하도록 서로 평행한 다수의 실(202) 또는 토우를 당기는 단계; 나선형 세로시트와 가로시트를 겹쳐놓고 이들을 연속적인 회전으로 평탄하게 전진시키는 단계; 2차원 나선형 시트(402)를 형성하도록 세로시트와 겹쳐진 가로시트를 함께 조립하는 단계 및; 이렇게 형성된 2차원 나선형 시트를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 세로시트(202)는 시트가 함께 조립되기 바로 전에 겹쳐진 가로시트(102)로 보내어지는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가로시트는 다수의 실(104) 또는 토우로 형성되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가로시트는 적어도 하나의 펴진 토우(164)로 형성되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 가로시트가 겹쳐지는 동안, 이 가로시트가 안내부(106;166)를 지나감으로써 시트가 좁아지게 되는 한편, 안내부는 시트의 외부선단에서 내부선단 쪽으로, 그리고 그 역으로 이동하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 안내부는 가로시트가 번갈아 지탱되는 2개의 구부러진 바아(108a,108b;168a,168b)를 구비하는 한편, 안내부는 시트의 외부선단과 내부선단 사이에서 한쪽 방향 및 반대쪽 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  7. 제3항 또는 제5항에 있어서, 각 실(104) 또는 토우는 시트의 내주선단과 외주선단 사이에서 방사상으로 뻗어 있는 고정된 안내부재들(114) 사이로 안내되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서, 펴진 토우(164)는 시트의 내주선단과 외주선단 사이에서 방사상으로 뻗어 있는 2개의 고정식 안내부재들(174) 사이로 안내되는 것 을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  9. 제3항에 있어서, 가로시트의 실 또는 토우는 시트의 내주선단과 외주선단 사이로 이동되는 각각의 실 안내부(280)를 통과함으로써 안내되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 겹쳐진 후 가로시트는 거꾸로 될 때 시트의 내부선단과 외부선단을 따라 위치된 지지부(130,140;180,190)에 보유지지되되, 이들 지지부는 세로시트 및 겹쳐진 가로시트의 전진과 동시에 이동되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 지지부들에 흡입됨으로써 보유지지되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 지지부들에 갖춰진 못(135,145;195) 주위를 지나감으로써 보유지지되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 세로시트(202)의 단위면적당 밀도는 상이한 중량의 실 또는 토우를 이용하거나, 실들 또는 토우들 사이의 간격을 변화시킴으로써 변화되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 세로실(204) 또는 토우는 서로에 대해 압박하는 2개의 원추형 롤러를 구비한 프레스(206)를 통과함으로써 당겨지는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 세로시트와 겹쳐진 가로시트는 바느질에 의해 함께 조립되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 세로시트와 겹쳐진 가로시트는 접합실을 이용하는 뜨개질에 의해 함께 조립되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  17. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 세로시트와 겹쳐진 가로시트는 핫-멜트실을 삽입함으로써 함께 조립되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 가로시트와 세로시트는 고정식 환형상의 지지판(120)으로 공급되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 지지판(120)은 환형상 영역의 형태로 되고서, 세로시트와 가로시트가 함께 조립되는 조립영역(300)으로부터 전진방향으로 하류에 위치된 하류끝(124)을 갖추며, 2차원 나선형 시트(402)는 그 하류끝에 위치된 환형상의 지지판의 출구에서 제거되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 2차원 나선형 시트는 환형상의 지지판(120) 아래에 위치된 회전식 환형상의 저장드럼(420)에 평탄하게 겹쳐진 감음으로 나선형으로 감겨지고 지지판과 동일한 축을 갖는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  21. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 가로시트와 세로 시트는 회전식 환형상의 지지판(126)으로 공급되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  22. 제1항 내지 제19항 또는 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 2차원 나선형 시트는 환형상의 지지판으로부터 옆으로 제거되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 방법.
  23. 환형상의 지지판(120)과; 이 환형상의 지지판의 한쪽에서 다른쪽으로 앞뒤경로를 따라 섬유시트를 가로질러 이동하면서, 가로시트를 상기 경로의 끝에서 거꾸로 되게 하고 이 시트를 방사상 방향으로 안내되게 하는 공급 및 겹침장치(100); 겹쳐진 가로시트를 보유지지하는 수단; 나선형 세로시트(202)를 형성하도록 일련의 실(204) 또는 토우를 당기고 이를 환형상의 지지판에 공급하는 장치(200); 2차원 나선형 시트를 형성하도록 세로시트와 겹쳐진 가로시트를 함께 조립하는 장치(300); 환형상의 지지판에 평탄한 감음으로 세로시트와 겹쳐진 가로시트를 연속되게 전진시키는 수단(400) 및; 세로시트와 가로시트가 함께 조립된 후에 2차원 나선형 시트를 제거하는 수단;을 구비하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  24. 제23항에 있어서, 가로시트의 공급 및 겹침장치는 가로시트가 지나가는 안내부(106;166)와, 환형상의 지지판의 측면들 사이의 방사상 경로를 따라 왕복운동하여 안내부를 구동시키는 수단을 구비하되, 안내부는 이 안내부가 환형상 지지판의 바깥에서 안쪽으로, 그리고 그 역으로 이동하는 동안 가로시트를 좁게 하는 방식으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  25. 제24항에 있어서, 안내부(106;166)는 이 안내부가 환형상의 지지판의 안쪽 및 바깥쪽 사이에서 한쪽 방향 및 다른쪽 방향으로 이동될 때 번갈아 가로시트를 지탱하는 2개의 구부러진 바아(108a,108b;168a,168b)를 구비하는 것을 특징으로 하 는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  26. 제24항에 있어서, 다수의 가로실(104) 또는 토우로 형성된 가로시트를 공급하고 겹치게 하기 위해서, 공급 및 겹침장치는 환형상의 지지판의 안쪽과 바깥쪽 사이에 방사상으로 위치되고서, 환형상의 지지판의 안쪽과 바깥쪽 사이의 경로에서 가로실 또는 토우를 안내하도록 이들과 상호작용하는 다수의 고정식 안내부재(114)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  27. 제24항에 있어서, 적어도 하나의 펴진 토우(164)로 형성된 가로시트를 공급하고 겹치게 하기 위해서, 공급 및 겹침장치는 환형상의 지지판의 안쪽과 바깥쪽 사이에 방사상으로 위치되고서, 환형상의 지지판의 안쪽과 바깥쪽 사이의 경로에서 가로시트가 안내되도록 된 2개의 고정식 안내부재(174)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  28. 제23항에 있어서, 다수의 가로실 또는 토우로 형성된 가로시트를 공급하고 겹치게 하기 위해서, 공급 및 겹침장치는 가로실 또는 토우에 각각 관계된 다수의 실 안내부(28)를 구비하고, 실을 이동시키는 수단은 환형상의 지지판(120)의 안쪽과 바깥쪽 사이의 방사상 경로를 따라 앞뒤로 안내하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  29. 제23항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 겹쳐진 가로시트를 보유지지하는 수단은 환형상의 지지판(120)의 양쪽에 위치된 밴드 또는 링(130,140;180,190)의 형태로 된 지지부와, 시트가 거꾸로 되는 지지부에다 가로시트를 보유지지하는 보유지지수단 및, 전진수단과 동시에 지지부를 구동시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  30. 제29항에 있어서, 보유지지수단은 흡입에 의해 가로시트를 보유지지하기 위해서 밴드 또는 링의 형태로 된 지지부와 연결된 흡입챔버를 구비하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  31. 제29항에 있어서, 보유지지수단은 가로시트가 못 근처에서 거꾸로 될 수 있도록 밴드의 형태로 된 지지부에 갖춰진 못(135,145;195)을 구비하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  32. 제23항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 세로시트를 당기는 장치는 2개의 원추형 롤러로 형성된 프레스(206)를 구비하여서, 세로시트를 형성하는 실(204) 또는 토우가 이들 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  33. 제23항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 세로시트와 겹쳐진 가로시트를 함께 조립하는 장치(300)는, 적어도 하나의 바느질헤드(302)를 구비하고서 환형상의 지지판(120) 위의 환형상의 영역으로 뻗어 있는 바느질장치인 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  34. 제33항에 있어서, 환형상의 지지부는 고정식이고, 바느질 장치의 바늘(304)과 맞춰지는 천공부(128)를 구비하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  35. 제23항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 세로시트와 겹쳐진 가로시트를 함께 조립하는 장치는, 접합실에 의해 함께 시트들을 조립하는 적어도 하나의 뜨개질헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  36. 제23항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 전진수단은 전진방향으로 2차원 나선형 시트(402)를 구동시키는 구동수단(410)을 구비하고, 이 구동수단은 조립장치(300)의 하류에 위치되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  37. 제23항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 환형상의 지지판(120)은 고정식이고 겹쳐진 가로시트와 세로시트의 전진방향으로 하류끝(124)을 갖춘 환형상의 영역으로 뻗어 있으며, 이 하류끝은 시트들을 함께 조립하는 장치(300)의 하류에 위치되는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  38. 제37항에 있어서, 2차원 나선형 시트(402)를 제거하는 수단은 환형상의 지지판(120) 아래에 위치되고서 지지판과 동일한 축을 가진 환형상의 드럼(420)과, 그 하류끝에서 환형상의 지지판을 떠나는 2차원 나선형 시트가 연속적으로 모이고 드럼에 감기도록 전진수단과 동시에 환형상의 드럼을 구동시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  39. 제23항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 환형상의 지지판(126)은 회전하는 플레이트인 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
  40. 제39항에 있어서, 환형상의 지지판(126)은 강모(128)를 가진 브러쉬를 형성하는 상부를 갖추는 것을 특징으로 하는 2차원 나선형 섬유시트를 제조하는 설비.
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