KR20110091707A

KR20110091707A - 가변 폭 클레비스를 갖는 ｐｉ-모재 및 그 형성방법

Info

Publication number: KR20110091707A
Application number: KR1020117012284A
Authority: KR
Inventors: 케니스 울레트; 조나단 괴링; 블록 길버트슨
Original assignee: 알바니 엔지니어드 콤포짓스, 인크.
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2011-08-12
Also published as: ZA201103004B; WO2010053754A1; RU2530377C2; CA2741794A1; JP5608664B2; AU2009311407B2; CN104875293A; US20100105268A1; AU2009311407A1; KR101700973B1; CN102223997A; EP2367674A1; TWI506172B; CA2741794C; BRPI0920627A2; TW201024491A; US8127802B2; EP2367674B1; MX2011004343A; ES2671375T3

Abstract

보강된 복합재료용 직조 모재(200)는 평직되어 일정형상으로 접혀지게 된다. 모재(200)는 날실 섬유들(216)의 각각의 층 내에서 섬유들의 교합(interlocking) 뿐만아니라 층들의 층 대 층 교합을 제공하기 위해서 직조된 충진 섬유들을 이용하는 3차원 직조 아키텍쳐를 갖는다. 적어도 2개의 레그들(225,235)이 베이스(220)로부터 연장되고, 베이스와 레그들은 각각 적어도 2개 층들의 날실 섬유들을 갖는다. 레그들은 서로에 대하여 평행하거나 각을 이루고, 아니면 그들 사이에 가변 폭 클레비스(clevis)(250)를 갖게될 것이다. 베이스 및/또는 레그들의 외부 단부들은 날실 섬유들의 끝나는 층들로부터 단이진 패턴으로 형성된 테이퍼들을 바람직하게 구비한다.

Description

가변 폭 클레비스를 갖는 ＰＩ-모재 및 그 형성방법{PI-preform with variable width clevis and related method of forming}

본 발명은 일반적으로 직조 모재에 관한 것이며, 특히 보강된 복합재료에서 사용되는 직조 모재로서 그 모재에 원하지않는 루프들을 생성함이없이 평직될 수 있고 최종형상으로 접혀질 수 있는 직조 모재에 관한 것이다.

참조에 의한 통합

여기에서 언급하는 제품들에 대한 모든 특허들, 특허출원들, 문서들, 참조들, 메뉴얼, 설명서, 제품 사양서 및 제품 시이트들은 여기에서는 참조로서 통합된 것이며, 본 발명을 실행하는데 있어서 채용될 것이다.

구조적인 요소들을 생산하기 위한 보강 복합재료들의 사용은 널리 알려져 있으며, 특히 경량화, 강성, 인성, 열적 저항성, 자체지지와 같은 그들의 바람직한 특성들 및 형성되고 형상화되기에 적합한 관점에서 널리 알려져 있다. 그러한 요소들은 예를 들어 항공학, 항공우주, 위성방송, 레저(경주용 보트 및 자동차와 같은) 및 다른 분야에서 사용된다.

통상적으로 그러한 요소들은 기지 재료에 매립된 보강재료로 구성된다. 보강 요소은 유리, 탄소, 세라믹, 아라미드, 폴리에틸렌, 및/또는 원하는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 특성들(그중에서 응력 파괴에 대하여 큰 강성을 갖는 것이 중요함)을 나타내는 다른 재료들과 같은 재료들로부터 제조될 것이다. 궁극적으로는 완전한 부품의 구성요소가 되는 그러한 보강재료의 사용을 통해서 매우 높은 강도와 같은 보강재료의 원하는 특성들이 완전한 복합 부품에 부여된다. 보강재료들은 통상적으로 보강 모재를 위한 원하는 구성이나 형상으로 직조되거나 편직되거나 다른 한편으로 배향될 것이다. 일반적으로 선택되는 구성 보강재료들을 위한 특성들의 최적 이용을 보장하기 위해서 특별한 관심이 집중된다. 일반적으로 그러한 보강 모재는 원하는 최종 부품들을 형성하거나 최종 부품들의 궁극적인 생산을 위한 작업품을 생산하도록 매트릭스 재료와 결합된다.

원하는 보강 모재가 구성된 후에, 매트릭스 재료는 모재 내로 도입될 것이며, 그래서 통상적으로 보강 모재는 매트릭스 재료 내에 에워싸이고 매트릭스 재료는 보강 모재의 구성 요소들 사이에 있는 중간영역들을 채운다. 매트릭스 재료는 원하는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 특성들을 나타내는 에폭시, 폴리에스테르, 비닐-에스테르, 세라믹, 탄소 및/또는 다른 재료들과 같은 다양한 재료들중 하나로 이루어질 것이다. 매트릭스로서 사용하기 위해 선택된 재료들은 보강 모재의 재료와 같거나 같지않으며, 비슷한 물리적, 화학적, 열적 특성들 또는 다른 특성들을 갖거나 갖지 않을 것이다. 그러나, 통상적으로, 제 1 위치에서 복합물들의 사용에서 추구하는 보통의 목적이 최종 제품에서 하나의 구성 재료 단독으로 사용해서는 달성할 수 없는 특성들의 조합을 달성하는 것이기 때문에, 이 재료들은 동일한 재료가 아니거나 또는 비슷한 물리적, 화학적, 열적 또는 다른 특성들을 갖게 될 것이다. 그렇게 결합되면, 보강 모재와 매트릭스 재료는 열경화 또는 다른 공지된 방법들에 의해서 동일한 조작에서 경화되거나 안정화될 것이며, 다음에는 원하는 요소을 생성하는 다른 조작을 받게 될 것이다. 이러한 점에서 그렇게 경화된 후에 매트릭스 재료의 고화된 매스들은 보강재료(즉, 보강 모재)에 매우 강하게 고착된다. 그 결과, 섬유들 사이에서 접착제와 같이 작용하는 그것의 매트릭스 재료를 거쳐서 최종 제품에 작용하는 스트레스는, 보강 모재의 구성 재료로 효과적으로 전달되어 그것에 의해서 견딜 수 있게 된다.

빈번하게, 판들, 시이트들, 직사각형이나 사각형 솔리드 등과 같은 그러한 단순한 기하학적 형상과는 다른 형상들로 요소들을 제조하는 것이 바람직하다. 이것을 수행하는 방법은 그러한 기본 기하학적 형상을 원하는 더욱 복잡한 형태로 결합시키는 것이다. 한가지 그러한 통상의 조합은 서로에 대하여 일정각도(통상적으로 직각) 이상으로 상기한 바와 같이 만들어진 보강 모재들을 결합시켜서 만든다. 결합된 보강 모재들의 그러한 각 배열의 목적은 하나 또는 그 이상의 단부 벽들 또는 예를 들어 "T" 교차부들을 포함하는 보강 모재를 형성하기 위해서 또는 압력이나 텐션과 같은 외부 힘에 노출될 때의 편향이나 실패에 대응하는 보강 모재와 복합 구조물의 조합을 강화시키기 위해서 원하는 형상을 만들어내는 것이다. 어느 경우에 있어서, 관련된 고려는 구성 요소들 사이에서 각각의 접합을 가능한한 강하게 만드는 것이다. 보강 모재 구성에 원하는 매우 높은 강도가 주어지면, 접합의 취약함은 구조적인 "체인"에서 "약한 링크"가 된다.

교차 배열의 예가 미국특허 제 6,103,337 호에 개시되어 있는데, 이는 여기에서는 참조로서 통합된다. 이 참조는 2개의 보강 판들을 티(T) 형태로 함께 결합하기에 효과적인 수단을 개시하고 있다.

그러한 접점들을 만들기 위해서 과거에는 다양한 다른 제안들이 이루어져 왔다. 서로 별개의 패널 요소와 각이진 보강 요소를 형성하고 경화시키는 것이 제안된 바 있는데, 보강 요소는 단일 패널 접촉면을 갖거나, 2개의 분기된 공동평면 패널 접촉면들을 형성하도록 일단부가 절단된다. 2개의 요소들은 열경화성 접착제나 다른 접착제 재료를 사용하여 보강 요소의 패널 접촉면(들)을 다른 요소의 접촉면에 접착제 결합시킴으로써 결합된다. 그런데, 복합구조물의 경화된 패널이나 스킨으로 텐션이 적용되면, 조인트의 유효 강도가 접착제의 유효 강도가 아니라 매트릭스 재료의 유효강도이므로, 그들의 계면에서 보강요소를 패널로부터 분리시키는 "필(peel)" 힘에서 수용하기에는 너무 낮은 부하들이 야기된다.

그러한 부품들의 계면에서 금속 볼트나 리벳의 사용은 수용이 불가능하다. 왜냐하면, 그러한 추가는 복합 구조물 자체의 완결성을 적어도 부분적으로 파괴하고 취약하게 만들며 하중을 추가하게 되고 그러한 요소와 그 주위의 재료 사이에서 열팽창 계수에서의 차이를 야기하게 되기 때문이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 다른 접근방법은 요소들중 하나를 다른 하나에 바느질하고 그렇게 강화된 섬유들을 접합 사이트 내로 그리고 가로질러서 도입하도록 바느질 실에 의존하는 그러한 방법들의 사용을 통해서 고강도의 섬유들을 결합영역을 가로질러서 도입하는 개념을 기초로 하고 있다. 한가지 해법이 미국특허 제 4,331,495 호 및 그것의 분할출원 미국특허 제 4,256,790 호에 개시되어 있다. 이 특허들은 접착 결합된 섬유 겹들로부터 제조된 제 1 및 제 2 복합 패널 사이에 만들어진 접합부들을 개시하고 있다. 제 1 패널은 종래의 방식으로 2개의 분기된 공동평면 패널 접촉면들을 형성하도록 일단부에서 두갈래로 갈라지고, 제 1 패널과 제 2 패널을 통해서 경화되지 않은 유연한 복합 실을 바느질함에 의해서 제 2 패널에 결합된다. 패널들과 실은 "공동 경화된" 상태, 즉 동시에 경화된다. 접합 강도를 개선하기 위한 다른 방법이 미국특허 제 5,429,853 호에 개시되어 있다.

종래 기술은 보강된 복합물의 구조족인 완결성을 개선하기 위한 방법을 모색하여 특히 미국특허 제 6,103,337 호에서 성공하였으나, 접착제나 기계적인 결합의 사용과는 다른 해법을 통해서 문제점을 해결하도록 개선할 여지가 있다. 이러한 점에서, 한가지 해법은 특수기계에 의해서 직조 3차원("3D") 구조를 만드는 것에 의해서 달성될 것이다. 그러나, 개입된 비용은 상당하며, 간단한 구조를 만들도록 지향된 제지기를 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 사실에도 불구하고, 섬유 보강된 복합물 요소들로 처리될 수 있는 3D 모재가 바람직하다. 왜냐하면, 이들은 종래의 2차원 라미네이트된 복합물에 대하여 증가된 강도를 제공하기 때문이다. 이러한 모재들은 복합물이 면외 부하를 운반하는 것이 필요한 응용분야에 특히 유용하다. 그러나, 위에서 언급한 종래의 모재들은 높은 면외 부하를 견디기 위해서 그리고 모재의 부분들의 가변 두께를 제공하기 위해서 자동 직기공정에서 직조될 그들의 능력을 제한하였다. 모재 직조의 직조 구성과 자동화는 초창기에 이루어지고 종래의 라미네이트된 섬유 권선 또는 꼰 복합물을 능가하는 작은 장점만을 제공하며, 이것은 모재의 다양성을 제한한다.

다른 해법은 2차원("2D") 구조를 직조하여 3D 형상으로 접는 것이다. 그러나, 이것은 통상적으로 모재가 접힐때 부분들이 변형되는 결과를 초래하게 된다. 직조되는 섬유의 길이는 모재가 접힐 때 이들이 가는 길이와는 다르기 때문에 변형이 일어나는 것이다. 이것은 직조 섬유 길이가 너무 짧은 영역들에 옴폭 들어간곳과 잔물결진곳을 야기하고 섬유길이가 너무 긴 영역들에는 버클들을 야기한다. 모재가 접혀진 영역에서 잔물결진곳이나 루프들을 야기하게 될 3D 모재 직조 아키텍쳐의 예가 미국특허 제 6,874,543 호에 개시되어 있는데, 이는 여기에서는 참조로서 통합된다. 예를 들어 'T', T, 'H' 또는 'Pi' 단면과 같은 특별한 구조적인 형상들을 갖는 섬유 모재들은 종래의 셔틀 직기 상에서 직조될 수 있으며, 몇몇 현존 특허들은 그러한 구조물들을 직조하는 방법을 개시하고 있다(예를 들면, 미국특허 제 6,446,675 호 및 미국특허 제 6,712,099 호). 그러나, 모든 종래 기술에 있어서, 모재들은 구성되고, 단면은 날실 섬유들의 방향으로 균등하다.

이 모재들은 예를 들어 합성수지 전달성형과 같은 보강 기술을 사용하여 복합 요소들로 자주 처리되고, 항공 구조물들에서 부재들을 강화 및/또는 결합시키는 것으로 사용된다. 'Pi' 모재의 경우에 있어서, 웹은 직립한 레그들 사이의 공간, 즉 클레비스 내로 통상적으로 삽입된다.

균등한 폭 클레비스는 많은 응용에 대하여 적합하다. 그러나, 그것이 해가 되는 다른 경우들이 있다. 예를 들면, 균등 폭 클레비스는 웹이 균등한 두께를 갖도록 요구하며, 이 두께는 구조물의 최고 부하 영역에 의해서 크기화 된다. 이것은 잠재적인 하중 절약(웹을 보다 약한 부하영역에서 첨멸(thinning out)함에 의해서 달성할 수 있음)이 실현될 수 없음을 의미한다.

본 발명은 서로에 대하여 평행할 필요가 없는 다중의 레그들을 갖는 섬유 모재를 직조하기 위한 방법이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 예는 가변 폭 클레비스를 갖는, 즉 직립한 레그들 사이의 폭이 모재의 길이를 따라서 변하는 'Pi' 모재이다.

가변 폭 클레비스는 직립한 레그들로부터 모재의 부분들 밖으로 몇몇 날실 섬유들을 선택적으로 떨어뜨림과 동시에 다른 영역들에서 날실 섬유들을 추가함에 의해서 달성된다. 클레비스를 확장하기 위해서, 날실 섬유들은 직립 레그의 베이스에서 떨어뜨려지고 팁에서 추가된다. 클레비스를 좁게 만들기 위해서 그 반대도 실행된다.

H-형상 또는 I-형상과 같은 다른 형상들이나 'T'의 상부에 대하여 일정각도로 진행하는 'T'의 블레이드를 갖는 'T'형상이나 'T' 보강재와 같은 다른 단면형상을 만들기 위해서 본 발명이 사용될 수 있다.

본 방법은 서로에 대하여 평행하거나 각이진 가변두께나 가변 높이 레그들을 갖는 모재들을 직조하도록 사용될 수 있다. 모재는 날실 섬유에 대하여 종래의 패턴, 예를 들면 즉, 두께 각도 인터록을 통한 겹 대 겹, 직교를 사용하여 직조될 수 있다. 탄소섬유가 바람직하지만, 본 발명은 다른 섬유 타입을 실행하도록 적용될 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 현존 모재 및/또는 앞으로 유용한 보강된 복합 구조물에 대한 대안 및/또는 개선의 디자인을 갖는 3D 모재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 개선된 질을 갖는 3D 모재를 제조하는 새로운 방법을 제공하는 것인데, 이는 루프 형성을 없애고 5개의 셔틀 모션을 3개로 대체함으로써 직조시간을 줄이며, 이에 의해서 적은 시간동안에 보다 양호한 모재를 제공하게 된다.

본 발명의 다른 목적은 모재를 포함하는 섬유들의 뒤틀림없는 형상으로 접혀질 3D 모재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 Pi-형상 보강 복합물을 형성하는데 있어서 특히 유용한 3D 모재를 제공하는 것이다.

이러한 목적과 다른 목적들 및 장점들은 평직될 수 있고 섬유들에서 원하지않는 뒤틀림의 형성없이 수지의 포화전에 그것의 최종형상으로 졉혀질 수 있는 3D 직조 모재를 제공함으로써 달성된다. 이것은 직조과정 동안에 모재가 접혀질때 매끄러운 전이를 제공하는 형상으로 섬유들의 길이가 같아지도록 섬유들의 길이를 조정함으로써 달성된다.

이 기술은 Pi-형상 직조 모재들에 대하여 특히 적당하며 여러 형상으로 이용될 수 있다. 또한, 모재를 직하는데 대하여 참조가 이루어졌지만, 예를 들어 꼬거나 바느질 결합과 같이 부직에 대하여 적용될 수 있음을 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 명백하게 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 일 실시 예는 각 층 내에서 섬유들의 교합 뿐만아니라 날실 섬유들의 층들의 층 대 층 교합을 제공하도록 직조된 충진 섬유들을 갖는 3차원 직조 아키텍쳐를 구비한 기계적 또는 구조적 조인트들에 대한 모재이다. 직조 모재는 인터-라미나(inter-laminar) 텐션을 최소화하기 위해서 지향된 섬유들을 통해서 면외 부하를 전달한다. 모재는 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 적어도 2개의 레그들을 구비하고, 베이스와 레그는 각각 적어도 2개 층의 날실 섬유들을 구비한다.

충진 섬유들은 직조 시퀀스를 따르는데, 이는 충진 섬유들을 베이스의 일부를 통해서 운반하여 레그들 내로 운반하고 최종적으로는 베이스의 반대쪽 부분을 통과한다. 레그들은 대칭적인 분배된 컬럼 교차부에서 연결될 수 있으며, 이때 날실 섬유들의 홀수 컬럼들이 레그들 사이에 위치하게 된다. 그런데, 모재는 동등하거나 동등하지 않은 레그 길이들을 갖는 비대칭 구조물을 구비한다. 모재는 레그들 사이에서 날실 섬유들의 짝수 컬럼들을 구비하며, 레그들은 베이스에 대하여 수직하거나 수직하지 않거나 각을 이루게 될 것이다. 레그들은 서로에 대하여 평행하거나 각을 이룰 수 있거나, 그 사이에 가변 폭 클레비스를 가질 것이다. 베이스 및/또는 레그들의 외부 단부들은 단이진 패턴으로 날실 섬유들의 종결하는 층들로부터 형성된 테이퍼들을 바람직하게 구비한다.

본 발명의 다른 실시 예는 보강된 복합재료에서 사용하기 위한 모재를 형성하는 방법이다. 모재는 각각의 층 내에 섬유들의 교합 뿐만아니라 날실 섬유들의 층들의 층 대 층 교합을 제공하도록 짜여진 충진 섬유들을 갖는 3차원 직조 아키텍쳐를 구비하도록 형성된다. 직조 모재는 인터-라미나(inter-laminar) 텐션을 최소화하도록 지향된 섬유들을 통해서 면외 부하를 전달한다. 모재는 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 적어도 2개의 레그들을 구비하고, 상기 베이스와 상기 레그들은 각각 날실 섬유들의 적어도 2개 층을 갖는다. 충진 섬유들은 직조 시퀀스를 따르는데, 이는 베이스의 일부를 통해서 이들을 운반하여 레그들을 통과시켜서 최종적으로는 베이스의 반대쪽 부분을 통과시킨다. 레그들은 대칭이나 비대칭 분배 컬럼 교차부에서 날실 섬유들(레그들 사이에서 위치하는)의 짝수 또는 홀수 개의 컬럼들에 연결될 수 있다. 레그들은 베이스에 대하여 수직하거나 수직하지 않거나 각을 이루게될 것이다. 레그들은 서로에 대하여 평행하거나 각을 이루거나, 아니면 그 사이에 가변 폭 클레비스를 갖게될 것이다. 베이스 및/또는 레그들의 외부 단부들은 단이진 패턴으로 날실 섬유들의 종결 층들로부터 형성된 테이퍼들을 바람직하게 구비한다.

본 발명의 보다 양호한 이해를 위해서, 그것의 사용에 의해 달성되는 장점과 특별한 목적은 본 발명의 바람직한, 그러나 비제한적인 실시 예와 첨부 도면을 통해서 설명된다.

본 명세서에서 "comprising"과 "comprises"는 "including"와 "includes"의 의미를 가질 수 있으며, 아니면 미국특허법에서 용어 "comprising"이나 "comprises"에 주어지는 의미를 가질 수 있다. 용어 "consisting essentially of"나 "consists essentially of"은 청구범위에서 사용되는 경우 미국특허법에 개시된 의미를 갖는다. 본 발명의 다른 특징들은 다음의 명세서를 통해서 (본 발명의 범위 내에서) 명백하게 설명되거나 밝혀진다.

본 발명은 직조 모재에 가변 폭 클레비스(clevis)를 형성하기 위한 방법으로서,

(a) 다수의 인접한 층들을 제공하는 단계 - 각각의 층은 다수의 날실 섬유들을 구비하고, 상기 날실 섬유들은 서로에 대하여 평행하고 수직한 컬럼들을 형성함 -;

(b) 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 둘 또는 그 이상의 레그들을 형성하도록 날실 섬유들의 층들로 다수의 충진 섬유들을 직조하는 단계 - 상기 충진 섬유들은 상기 베이스의 층들, 각각의 레그의 층들 및 각각의 층 내에 있는 날실 섬유들을 교합시킴 -; 그리고

(c) 제 1 레그를 형성하는 상기 모재의 제 1 부분 밖으로 하나 또는 그 이상의 날실 섬유들을 선택적으로 떨어뜨림으로써 상기 둘 또는 그 이상의 날실들 사이에 형성된 클레비스의 폭이 확장되는 단계, 또는 상기 모재의 상기 제 1 부분 내로 하나 또는 그 이상의 날실 섬유들을 선택적으로 추가하는 단계;를 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명은 서로에 대하여 평행할 필요가 없는 다중의 레그들을 갖는 섬유 모재를 직조하기 위한 방법을 제공한다.

도면의 간단한 설명 본 발명의 보다 양호한 이해를 위해서 제공되는 첨부 도면들은 본 명세서에 통합되어 일부를 구성한다. 여기에서 제공된 도면들은 본 발명의 다른 실시 예들을 나타내며, 명세서와 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 수행한다. 첨부 도면에서:
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풀-픽스(full-picks)의 형성 및 그안에 있는 섬유 아키텍쳐를 나타내는 Pi-형상 모재의 개략적인 단부도이다.
도 2(a) 및 2(b)는 각각 본 발명에 따른 모재와 종래 기술에서 설명한 바와 같은 모재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그 안에 있는 섬유 아키텍쳐를 나타내는 Pi-형상 모재의 개략적인 단부도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레그들이 직립위치에 있는 Pi-형상 모재의 개략적인 단면도이다.
도 5(a) 내지 도 5(f)는 본 발명에 따른 가변 폭 클레비스를 갖는 Pi-형상 모재의 직조 패턴이나 섬유 아케텍쳐의 개략적인 단부도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플로트 트리밍 전(a)과 후(b)의 가변 폭 Pi-형상 모재를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변 폭 클레비스를 갖는 Pi-형상 모재에서 전이영역의 평면도이다.

바람직한 실시 예들의 상세한 설명 도 1, 2a 3 및 4는 3차원 모재(100)의 바람직한 실시 예를 나타낸 도면이다. 모재(100)는 패턴의 평면에 대하여 수직하게 연장되는 다수의 날실들(116)을 통해서 일정 패턴으로 하나 또는 그 이상의 섬유들(114)을 직조하여 형성된다. 도 1 및 3에 있어서, Pi-형상 모재(100)를 형성하는데 사용되는 완벽한 패턴이 도시되어 있는데, 여기에서 충진 섬유들(114)은 가시적인 평면에 도시되어 있는 반면에, 날실 섬유들(116)은 가시적인 평면에 대하여 수직하게 도시되어 있다. 섬유들(114,116)은 아키텍쳐의 개략도들에서 이격된 것으로 도시되어 있고, 섬유들(114,116)은 완벽한 모재(100) 내로 실제로 직조되는 경우에 함께 굳게 결속된다.

도 1을 다시 참조하면, 모재(100)에 있는 모든 날실 섬유들(116)은 서로에 대하여 일반적으로 평행하고, 각각의 섬유(116)의 종방향 길이를 따라서 약간 기복이 있고, 일반적으로 수직한 컬럼들로 배열된다. 모재(100)는 예를 들어 섬유유리 및 탄소섬유와 같은 통상적인 복합 구조물에 사용되는 재료로부터 바람직하게 직조되며, 베이스(120)로부터 연장되는 적어도 2개의 레그들(125,135) 및 베이스(120)를 갖도록 직조되어 Pi-형상 프로파일을 형성한다. 레그들(125,135)은 베이스(120)에 대하여 수직하거나 수직하지 않거나 또는 각을 이룰 것이다. 베이스(120) 및 레그들(125,135)은 각각 적어도 2개 층들의 날실 섬유들(116)을 각각 포함하며, 이들은 임의의 테이퍼진 테두리들로서 도시된다. 직조를 쉽게 하기 위해서, 모재(100)는 베이스(120) 위로 놓인 레그들(125,135)을 갖도록 직조되고, 레그들(125,135)은 직립 위치에서 사용하기 위해 의도된 것으로, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 클레비스(150)를 형성한다. 베이스(120)는 날실 섬유들(116)의 8개 층들을 갖는 것으로 도시되어 있고, 레그들(125,135)은 날실 섬유들(116)의 4개 층들을 갖는 것으로 도시되어 있다.

임의적으로, 도시된 바와 같이, 베이스(120)에 있는 날실 섬유들(116)은 레그들(125,135)에 있는 날실 섬유들(116) 보다 작은 단면적을 갖는다. 레그들(125,135)이 아니라 단지 베이스(120)에서 작은 날실 섬유들(116)을 사용함으로써, 날실 섬유들(116)의 많은 양의 교합을 통해서 모재(100)에 강한 베이스(120)를 제공하면서도 직기 상에서 아키텍쳐를 직조하는데 필요한 시간의 증가가 최소화된다.

도 1을 다시 참조하면, 모재(100)는 직조 패턴이 베이스(120)의 일단부(105)에서 시작하는 것으로 도시되어 있으며, 베이스(120)의 죄측에 도시되어 있다. 직조 시퀀스의 통상적인 부분에 있어서, 충진 섬유(114)는 층의 교합 섬유들(116)을 각각 우측으로 통과하는 동안에 하나의 층의 날실 섬유들(116) 위와 아래를 번갈아서 지나간다. 또한, 직조 시퀀스의 통상적인 부분에 있어서, 충진 섬유(114)는 각각의 죄측 통과 동안에 2개의 인접한 층들의 날실 섬유들(116)을 위와 아래로 번갈아서 지나가며, 층들을 서로에 대하여 교합한다. 도면에 도시되오 아래에서 설명하는 바와 같이, 직조 시퀀스의 부분들은 레그들(125,135) 내에서, 테두리들에서 그리고 모재(100)의 외부 면들에서 그들을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 직조 시퀀스는 위치 A에서 충진 섬유들로 시작하여 베이스(120)의 중앙쪽으로 연장되어 위치 BI에서 레그들(135)중 하나의 외측(112) 내로 연장된다. 그러면 충진 섬유(114)는 레그(135)의 먼 우측 단부에서 위치 C로 연장된다. 위치 C로부터, 충진 섬유(114)는 동일 라인을 따라서 베이스의 중앙쪽으로 직조되고, 그 위치로부터 충진 섬유(114)는 베이스9120) 내로 하방향 연장되고 레그(125)의 먼 좌측단부에 있는 위치 D로 다른 레그(125)의 외측(112) 내로 연장된다. 그러면, 충진 섬유(114)는 동일 라인을 따라서 베이스(120)의 중앙쪽으로 직조되고, 그 위치 B2에서 베이스(120) 내로 연장되고 레그들(125,135) 사이에 위치한 날실 섬유들(116)의 중앙 컬럼들을 통과하여 위치 E에서 베이스(120) 내로 연장되어 베이스(120)의 타단부(115)에 있는 위치 F에 도달한다. 이것은 4개의 하프-픽스(half-picks)를 도 1에 도시한 바와 같은 3개의 풀-픽스(full-picks)와 함께 기본적으로 결합시키는 충진 섬유(114)의 완벽한 직조 시퀀스를 형성한다. 날실 섬유들(116)의 층들이 단이진 패턴으로 종결하는 것은 베이스(120)의 좌측 테두리 상에 있는 테이퍼(124)와 레그(135) 상에 있는 테이퍼(126)와 같은 베이스(120)와 레그들(125,135) 상에 테이퍼진 테두리들을 형성한다.

하나의 유닛 셀이나 수직한 단면을 완벽하게 하기 위해서, 충진섬유(114)가 모재(100)를 가로지르는 것은 모든 층들이 교합될때까지 날실 섬유들(116)의 인접한 층들에 대하여 반복된다. 충진 패턴은 인접한 수직한 구간들을 형성하도록 반복되어 모재의 연속적인 길이들을 만든다. 그런데, 층들의 교합은 필수적이지는 않으며, 모재(100)의 베이스(120) 및/또는 레그들(125,135)은 별도 층들로 분기된다.

도 3은 Pi-형상 모재(100)에서 레그들(125,135)과 베이스(120)를 형성하기 위해서 사용되는 직조 패턴을 보여준다. 베이스(120)는 8개층의 날실 섬유들(116)을 구비한 것으로 도시되어 있고, 레그들(125,135)은 4개 층들의 날실 섬유들(116)을 갖는 것으로 도시되어 있고, 패턴은 베이스(120)와 레그들(125,135)에서 날실 섬유들의 다소간 층들과 함께 작동하도록 변형될 수 있다. 다시 말해서, 베이스(120)는 레그들(125,135)의 각각 보다 많은 층들을 가질 수 있고, 그 역도 가능하다. 직조 패턴은 층 내에 날실 섬유들(116)의 교합을 제공하며 날실 섬유들의 층들 사이에 교합을 제공한다. 인접한 층들은 제 1 컬럼에서 제 1 층에서 충진섬유들(114)의 일부를 날실 섬유(116) 위로 그리고 인접한 제 2 컬럼에서 인접한 제 2 층에서 날실 섬유들 아래로 진행시킴에 의해서 교합되고, 이때 제 2 층은 제 1 층 아래에 놓인다. 레그들(125,135)은 패턴이 직조되는 동안에 도시된 바와 같이 덧 씌우는 수평위치로 직조된다. 설치과정 동안에, 각각의 레그(125,135)는 수직한 직립위치로 이동하고, 각각의 레그(125,135)의 폭은 직립 위치일때 4개의 층들을 포함한다.

모재(100)는 레그들(125,135)의 고도의 대칭 분배된 교차부에 베이스(120)를 제공하는 사전에 직조된 모재로부터 개선된다. 베이스(120)는 날실 섬유들의 3개의 중앙 컬럼들과 날실 섬유들의 2개의 분리 컬럼들을 구비하는데, 이때 분리 컬럼들은 중앙 컬럼들의 측방향 면들에 대하여 인접한 컬럼들이다. 홀수개의 중앙 컬럼들의 사용은 직물로 하여금 중앙 컬럼을 대칭적으로 가로지르는 중앙 평면의 측방향 면들에 대하여 대략적으로 거울 이미지를 형성할 수 있게 하여 베이스(120) 내에서 부하 분배의 대칭을 개선하게 된다. 3개의 중앙 컬럼들을 갖는 것으로 도시되었지만, 모재(100)의 바람직한 예는 일정 개수의 중앙 컬럼들을 가질 것이며, 중앙 컬럼들의 개수는 레그들(125,135)이 직립위치에 있는 경우에 형성된 클레비스(150)의 공칭 폭을 결정한다. 레그들(125,135)은 베이스(120)에 대하여 수직하거나 수직하지 않거나 각을 이루게 된다.

직립 레그들(125,135) 사이에 결합된 부재(도시되지 않음)로부터 부하와 같은 부하들을 레그들(125,135)로부터 베이스(120)로 대칭적으로 도입하기 위해서, 레그들(125,135)을 연결하는 충진 섬유들(114)의 일부는 섬유 부분들의 동등하거나 거의 동등한 개수들의 그릅으로 분할된다. 각각의 그룹은 분리 컬럼들중 하나와 중앙 컬럼 사이 또는 분리 컬럼들중 하나와 분리 컬럼에 인접한 잔여 우측이나 좌측 컬럼들 사이에서 베이스(120)를 교차한다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 그룹(29)은 레그(125)의 층들(2,4)과 베이스(120) 사이에서 연장되고, 컬럼 c와 d 사이에서 베이스(120)를 가로지른다. 마찬가지로, 그룹(31)은 컬럼 d와 e 사이에서 베이스(120)를 가로지르고, 그룹(33)은 컬럼 g와 h 사이에서 베이스(120)를 가로지르며, 그룹(37)은 컬럼 h와 i 사이에서 베이스(120)를 가로지른다. 비록 도면들은 대칭적인 기하학으로 나타내었지만, 본 발명의 방법은 비대칭 구성으로의 제조에서도 사용이 가능하다.

비록 모재(100)의 대략적으로 중앙에 바람직한 위치가 도시되어 있지만, 중앙 컬럼들(27)은 모재(100)의 중앙으로부터 측방향으로 위치한 날실 섬유들(116)의 컬럼들을 포함할 것이다. 예를 들면, 컬럼들 b,c 및 d는 중앙 컬럼들을 포함할 것이며, 컬럼 a와 e는 분리 컬럼들로서 작용할 것이다. 이것은 레그들(125,135)을 베이스(120)의 외부 테두리쪽으로 오프셋하고, 컬럼 b,c 및 d에 대하여 베이스(120)의 직조에서 대칭을 제공하며 레그들(125,135)로부터 부하를 베이스(120)로 대칭적인 분배를 제공한다. 테이퍼들(124,126)과 같은 테이퍼들은 앞선 층들보다 짧은 길이로 날실 섬유들의 연속적인 층들을 종결함으로써 모재의 외부 테두리 상에 형성된다. 예를 들면, 도 3은 층(5)이 컬럼 s에서 끝나는 반면에 층(6)은 컬럼 t에서 끝나고 층(5)은 층(6)보다 짧은 하나의 날실 섬유(116)이 되는 것을 나타낸다. 마찬가지로, 층(6)은 층(7)보다 짧고, 이 패턴은 각각의 인접한 하부 층에 대하여 반복된다. 베이스나 직립 레그들에서 테이퍼지는 테두리들을 갖는 모재는 날실 섬유 층들이 동일한 길이로 모두 종결되는 모재 보다는 필(peel) 부하에 대하여 양호한 저항성을 갖는다. 또한, 날실 테이퍼 섬유에 대하여 작은 크기를 사용하면, 모재로부터 결합될 요소에 대하여 부드럽고 점진적인 전이가 제공된다. 도 3에 나타난 직조 패턴은 베이스(120)의 날실 섬유들(116)의 8개 층들에 대한 것이다.

완벽한 직조 Pi-형상 모재(100)가 도 4에 도시되어 있는데, 이는 수직한 위치에 레그들(125,135)을 구비하며 레그들(125,135) 사이에 클레비스(150)를 형성한다. 그러나, 레그들(125,135)은 베이스(120)에 대하여 수직하거나 수직하지 않거나 각을 이루게 될 것이다. 모재(100)는 모재(100)의 종방향 길이를 따라서 인접한 수직한 단면을 형성하도록 완벽한 직조 시퀀스를 반복하여 직조된다. 직조 공정은 연속적인 길이의 모재(100)를 생성하는데, 이는 설치를 위해서 원하는 길이로 절단된다. 도 2(a) 및 2(b)에는 직립한 레그들 사이에서 루프들(30)을 갖는 종래의 모재(10)와 비교하여 본 발명에 따라서 형성된 모재의 예가 각각 도시되어 있다.

일 실시 예에 따른 본 발명은 서로에 대하여 평행할 필요가 없는 다중 레그들(225,235)을 갖는 모재(200)를 직조하기 위한 방법이다. 도 5(a) 내지 5(f)에 도시된 바와 같이, Pi-형상 모재(200)는 직립 레그들 사이의 폭이 모재의 길이를 따라서 변하는 가변 폭 클레비스(250)를 갖도록 형성된다. 가변 폭 클레비스(250)는 다른 영역에서는 날실 섬유들(216)을 동시에 추가하는 동안에 직립 레그들(225,235)을 형성하는 모재의 부분들 밖으로 몇몇 날실 섬유들(216)을 선택적으로 떨어뜨림에 의해서 달성된다. 클레비스(250)를 확장하기 위해서, 날실 섬유들(216)은 직립 레그들(225,235)의 베이스에서 떨어뜨려져서 팁에 추가된다. 클레비스(250)를 좁게 만들기 위해서 그 반대도 수행된다.

도 5(a) 내지 도5(f)는 클레비스(250)의 그러한 움직임을 단계적으로 나타낸 도면이다. 이러한 특별한 경우에 있어서, 클레비스(250)의 폭은 예를 들어 0.30인치 내지 0.55인치 범위에서 변한다. 도 5(a) 내지 도 5(f)는 날실 섬유들(216)에 대하여 수직한 모재(200)의 섬유 아키텍쳐의 단면을 나타내는 도면들이며, 이때 개별적인 날실 섬유들(216)은 원으로서 도시되어 있고 연속적인 씨실 섬유(214)의 경로는 실선으로 도시되어 있다. 직립 레그들(225,235)을 형성하는 섬유의 대부분은 모재(200)의 전체 길이를 따라서 연속적이다. 섬유들(240)은 단지 테두리에서 불연속적이다. 이러한 섬유들(240)은 모재(200)의 직조 부분 위와 아래로 부유하고, 모재가 직기로부터 제거된 후에 트리밍된다. 겹 대 겹 아키텍쳐를 사용하고 본 실시 예에 따라서 형성되는 가변 폭의 Pi-형상화 모재의 다른 도면들이 도 6(a) 및 도 6(b)에서 플로팅 섬유들(240)을 트리밍하기 전과 후를 각각 보여준다. 이러한 도면들에 있어서 유리 트레이서 섬유들(245)은 일정한 단면영역과 가변 단면영역들 사이에 있는 경계들을 확인한다.

이러한 실시 예에 따르면 직립 레그들(225,235)은 지지 플랜지나 베이스(220)의 소정 위치로 특별히 이동할 수 있고, 씨실 섬유들에 의해서 플랜지나 베이스(220) 내로 묶인다. 그러나, 위치는 단계적 방식으로 변하며, 한 단계의 최소 폭은 한 날실 컬럼의 폭이다. 이러한 예에 있어서, 인치장 20개의 날실 섬유들을 갖는 20개 덴트 리드(dent reed)가 사용되었고, 그래서 최소 스텝은 0.05인치(1/20인치)이다. 모재(200)는 날실 섬유에 대하여 소정의 편리한 패턴, 예를 들면 두께 각도 인터로크를 통해서 겹 대 겹, 직각 등을 사용하여 직조될 수 있다.

도 7에 도시된 모재(200)에 있어서, 클레비스(250)는 좁은 형상(230)으로 시작되고 예를 들면 약 12"로 직조된다. 클레비스(250) 폭은 넓은 형상(255)으로 점진적으로 증가하며, 예를 들어 넓은 형상(255)을 약 8"로 유지하고, 그러면 좁은 형상(230)으로 점진적으로 감소한다. 좁은 폭 단면은 예를 들어 약 12"로 직조된다. 좁은 형상(230)으로부터 넓은 형상(255)으로의 변화를 도 7에 상세히 나타내었다. 비록 클레비스(250)의 폭에서의 점진적인 변화가 여기에서 설명되어 있지만, 본 발명은 그러한 형상으로 제한되지는 않는다. 클레비스(250)의 폭에서의 단계 변화 또는 지그재그 패션 또는 그 조합에서의 폭 변화는 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, 클레비스(250)의 폭에서의 변화는 점진적 및 단계적 변화, 또는 단계적 및 지그재그 또는 점진적 및 사인 곡선적 변화의 조합이 될 수 있다.

본 방법은 베이스를 가로지르는 3개 또는 그 이상의 레그들을 갖는 모재와 같은 다른 단면형상을 제조하는데 사용될 수 있다. 본 방법은 가변 두께를 갖는 모재 또는 나 또는 그 이상의 평면들에서 서로 평행하거나 각을 이루는 가변 높이의 레그들 직조하도록 사용될 수 있다.

통상적으로, 모재들은 날실 섬유와 충진 섬유들에 대하여 한가지 타입의 섬유, 예를 들면, 탄소(흑연) 섬유들을 사용하여 직조된다. 그러나, 모재들은 혼성 직조 패턴들이 될 수 있는데, 이는 탄소와 유리 섬유들과 같은 다중 재료들로부터 제조된 섬유들을 사용한다. 이러한 패턴들은 높은 인성과 최적화된 열팽창 특성을 갖는 모재를 감소된 비용으로 제조할 수 있게 한다. 직조 패턴들은 한가지 타입의 모든 날실 섬유들 및 다른 타입의 충진 섬유들을 포함하거나, 직물은 예를 들어 층들에 걸친 "서양장기판" 패턴으로 배열되는 교호하는 타입의 날실 섬유 및/또는 충진 섬유들을 구비할 것이다.

본 발명의 장점들은 요소들을 구조물 내로 조립하기 위하여 고강도 및 사용이 편리한 모재를 직조할 수 있는 능력을 포함한다. 개선된 제직은 부하들을 모재를 통해서 고도의 대칭 방식으로 분배하는 반면에 각 층의 날실 섬유들을 교합하고, 층들을 서로 교합한다. 모재의 레그들 사이에서 베이스에 홀수의 날실 섬유들을 구비함으로써, 직조 패턴은 비대칭의 중앙평면에 대하여 거울과 같이 반영할 수 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 실행하는데 있어서 필수적인 것은 아니다. 모재는 동등하거나 동등하지 않은 레그 길이, 또는 모재의 레그들 사이에서 베이스에 있는 날실 섬유들의 짝수개의 컬럼들을 갖는 비대칭 구조를 가질 수 있다. 레그들은 서로에 대하여 평행하거나 각을 이룰 것이며, 그렇지 않으면 그들 사이에서 가변 폭 클레비스를 가지게될 것이다. 베이스 및/또는 레그들의 외부 단부들은 날실 섬유들의 종결 층들로부터 단이진 패턴으로 형성된 테이퍼들을 바람직하게 갖는다.

따라서, 본 발명은 레그들이 서로에 대하여 평행할 필요는 없이 예를 들면 가변 폭 클레비스, 즉, 모재의 길이를 따라서 직립한 레그들 사이에서 가변 폭을 갖는 상기한 Pi-형상 모재로서, 3D 모재 및/또는 다중 레그들을 갖는 보강된 복합 구조물을 만들기 위한 대안적인 해법 및/또는 개선된 방법을 제공한다.

그러므로, 본 발명에 따른 목적 및 장점들이 실현되며, 비록 여기에서는 바람직한 실시 예들이 상세하게 발표되고 설명되었지만, 본 발명의 영역은 그것에 의해서 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구의 범위에 의해서 결정될 것이다.

100 : 3차원 모재
114 : 씨실 섬유들
116 : 날실 섬유들
120 : 베이스
125,135 : 레그
150 : 클레비스

Claims

직조 모재에 가변 폭 클레비스(clevis)를 형성하기 위한 방법으로서,
(a) 다수의 인접한 층들을 제공하는 단계 - 각각의 층은 다수의 날실 섬유들을 구비하고, 상기 날실 섬유들은 서로에 대하여 평행하고 수직한 컬럼들을 형성함 -;
(b) 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 둘 또는 그 이상의 레그들을 형성하도록 날실 섬유들의 층들로 다수의 충진 섬유들을 직조하는 단계 - 상기 충진 섬유들은 상기 베이스의 층들, 각각의 레그의 층들 및 각각의 층 내에 있는 날실 섬유들을 교합시킴 -; 그리고
(c) 제 1 레그를 형성하는 상기 모재의 제 1 부분 밖으로 하나 또는 그 이상의 날실 섬유들을 선택적으로 떨어뜨림으로써 상기 둘 또는 그 이상의 날실들 사이에 형성된 클레비스의 폭이 확장되는 단계, 또는 상기 모재의 상기 제 1 부분 내로 하나 또는 그 이상의 날실 섬유들을 선택적으로 추가하는 단계;를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 모재의 제 2 부분에 날실 섬유들을 동시에 추가하거나 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서, 날실 섬유들의 컬럼들은 상기 레그들중 하나를 상기 베이스에 연결하는 충진 섬유들과 상기 레그들의 다른 것을 상기 베이스에 연결하는 충진 섬유들 사이에 위치한 날실 섬유들의 중앙 컬럼들을 포함하며, 상기 중앙 컬럼들은 홀수의 컬럼들을 포함하고 상기 모재의 대칭 중앙 평면에 대하여 대체적으로 거울-이미지 직조 패턴을 가능하게 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 날실 섬유들의 컬럼들은 상기 레그들중 하나를 상기 베이스에 연결하는 충진 섬유들과 상기 레그들의 다른 것을 상기 베이스에 연결하는 충진 섬유들 사이에 위치한 날실 섬유들의 중앙 컬럼들을 포함하며, 상기 중앙 컬럼들은 짝수의 컬럼들을 포함하고 상기 모재의 대칭 중앙 평면에 대하여 대체적으로 비대칭적 직조 패턴을 가능하게 하는 방법.
제 3 항에 있어서, 날실 섬유들의 컬럼들은 중앙 컬럼들의 양측에 대향하여 인접한 날실 섬유들의 분리 컬럼들을 포함하며, 각각의 분리 컬럼은 충진 섬유들의 부분들을 2개 그룹으로 분할하고, 한 그룹은 컬럼들의 중앙 세트와 인접한 분리 컬럼 사이로부터 상기 베이스와 상기 레그 사이에서 연장되고, 다른 그룹은 분리 컬럼과 컬럼들 사이에서 상기 분리 컬럼의 측방향 외부로 연장되는 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 날실들의 컬럼들은 상기 중앙 컬럼들의 대향하는 측방향 측면들에 인접한 날실 섬유들의 분리 컬럼들을 포함하며, 각각의 분리 컬럼은 충진 섬유들의 부분들을 2개 그룹으로 분할하고, 한 그룹은 컬럼들의 중앙 세트와 인접한 분리 컬럼 사이로부터 상기 베이스와 상기 레그 사이에서 연장되고, 다른 그룹은 분리 컬럼과 컬럼들 사이에서 상기 분리 컬럼의 측방향 외부로 연장되는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스가 상기 레그들 각각 보다 많은 층들을 구비하거나 또는 그 반대인 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스 및/또는 상기 레그들의 테두리들은 테이퍼지게 형성되는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 레그들은 상기 베이스에 대하여 수직하거나 수직하지 않거나 각을 이루는 방법.
가변 폭 클레비스를 갖는 직조 모재로서,
다수의 인접한 층들 - 각각의 층은 다수의 날실 섬유들을 구비하고, 상기 날실 섬유들은 서로에 대하여 평행하고, 수직한 컬럼들을 형성함 -;
베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 둘 또는 그 이상의 레그들을 형성하도록 상기 날실 섬유들의 층들 가운데 직조된 다수의 충진 섬유들 - 상기 베이스와 각각의 레그는 날실 섬유들의 적어도 2개 층들로부터 형성되고, 상기 충진 섬유들은 상기 베이스의 층들, 각각의 레그의 층들 및 날실 섬유들과 교합됨 -; 그리고
상기 둘 또는 그 이상의 레그들 사이에 형성된 클레비스 - 상기 클레비스는 상기 모재의 길이를 따라서 가변적인 폭을 가짐 -;를 포함하는 직조모재.
제 10 항에 있어서, 상기 가변 폭 클레비스는 상기 둘 또는 그 이상의 레그들 사이에서 형성된 클레비스의 폭을 확장하기 위해서 제 1 레그를 형성하는 상기 모재의 제 1 부분으로부터 하나 또는 그 이상의 날실 서유들을 선택적으로 탈락시킴에 의해서, 또는 상기 둘 또는 그 이상의 레그들 사이에서 형성된 상기 클레비스의 폭을 좁히기 위해서 상기 모재의 제 1 부분 내로 하나 또는 그 이상의 날실 섬유들을 추가함에 의해서, 또는 이 두가지 모두를 수행하는 것에 의해서 형성되는 직조모재.
제 10 항에 있어서, 상기 날실 섬유들의 컬럼들은 상기 레그들 중의 하나를 상기 베이스에 연결하는 충진 섬유들과 상기 레그들 중의 다른 것을 상기 베이스에 연결하는 충진 섬유들 사이에 위치한 날실 섬유들의 중앙 컬럼들을 포함하며, 상기 중앙 컬럼들은 홀수의 컬럼들을 포함하고, 상기 모재의 대칭 중앙 평면 주위로 대체적으로 거울-이미지 직조 패턴을 허용하는 직조 모재.
제 10 항에 있어서, 상기 날실 섬유들의 컬럼들은 상기 레그들 중의 하나를 상기 베이스에 연결하는 충진 섬유들과 상기 레그들 중의 다른 것을 상기 베이스에 연결하는 충진 섬유들 사이에 위치한 날실 섬유들의 중앙 컬럼들을 포함하며, 상기 중앙 컬럼들은 짝수의 컬럼들을 포함하고, 상기 모재의 중앙 평면 주위로 대체적으로 비대칭적 직조 패턴을 허용하는 직조 모재.
제 12 항에 있어서, 상기 날실 섬유들의 컬럼들은 상기 중앙 컬럼들의 대향하는 측방향 측면들에 인접한 날실 섬유들의 분리 컬럼들을 포함하며, 각각의 분리 컬럼은 충진 섬유들의 부분들을 2개 그룹으로 분할하고, 한 그룹은 컬럼들의 중앙 세트와 인접한 분리 컬럼 사이로부터 상기 베이스와 상기 레그 사이에서 연장되고, 다른 그룹은 분리 컬럼과 컬럼들 사이에서 상기 분리 컬럼의 측방향 외부로 연장되는 직조 모재.
제 13 항에 있어서, 날실 섬유들의 컬럼들은 상기 중앙 컬럼들의 대향하는 측방향 측면들에 인접한 날실 섬유들의 분리 컬럼들을 포함하며, 각각의 분리 컬럼은 충진 섬유들의 부분들을 2개 그룹으로 분할하고, 한 그룹은 컬럼들의 중앙 세트와 인접한 분리 컬럼 사이로부터 상기 베이스와 상기 레그 사이에서 연장되고, 다른 그룹은 분리 컬럼과 상기 분리 컬럼의 측방향 외부로 연장되는 컬럼들 사이로부터 연장되는 직조 모재.
제 10 항에 있어서, 상기 베이스는 상기 레그들의 각각 보다 많은 층들을 구비하거나 또는 그 역인 직조 모재.
제 10 항에 있어서, 상기 베이스 및/또는 상기 레그들의 테두리들은 테이퍼지는 직조 모재.
제 10 항에 있어서, 상기 레그들은 상기 베이스에 대하여 수직하거나 수직하지 않거나 각을 이루는 직조 모재.