KR20180048631A

KR20180048631A - 다층 직조된 직물 및 그 생산 방법

Info

Publication number: KR20180048631A
Application number: KR1020187005258A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 러츠
Original assignee: 린다우어 도르니어 게젤샤프트 엠바하
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2018-05-10
Also published as: WO2017021110A1; CN108138391A; US20180216262A1; RU2018107075A; DE102015112896B3; TW201708645A; CA2994033A1; EP3332053A1; AU2016303102A1; JP2018530679A

Abstract

본 발명은 서로의 위로 연속하는 적어도 제1, 제2 및 제3 날실들(11, 13, 12)의 날실 방향에서의 구성을 갖는 날실 및 씨실의 직물에 관한 것이며:
제3 날실(12)은 항상 제1 및 제2 날실(11, 13) 사이에서 연장하고,
씨실(16)은 적어도 3개의 날실(11, 13, 12)의 위, 아래 및 사이에서 교대하는 직기 개구(35, 36, 37, 38)를 통해 안내되며,
제3 날실(12)은 제1 및 제2 날실(11, 13)과 상이한 재료로 구성된다.
또한, 본 발명은 직조기에 의해 날실 및 씨실의 다층 직물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

다층 직조된 직물 및 그 생산 방법

본 발명은 날실 및 씨실로 다층 직조된 직물과 이러한 다층 직조된 직물의 제조 방법에 관한 것이다.

다층 직조된 직물은 매우 상이한 실시 예에서 아주 뚜렷한 목적으로 매우 다양하게 알려져 있다.

미국 특허 제1,802,907 A호에는 직조 잉아(weaving heddle)에 의한 직조 방법이 개시되어 있는데, 상기 직조 잉아들은 수직 방향으로 길쭉하고 느슨한 기초 날실을 정렬하도록 배열된 잉아 눈의 쌍들을 포함하며, 이러한 쌍들의 2개 사이에, 작은 높이를 가진 잉아 눈이 더미 날실을 위해 잉아의 중간 또는 중앙에 제공된다. 이러한 방식으로 구현된 잉아들에 의해, 직기 형성에 필요한 잉아의 개수가 현저히 감소할 수 있는데, 그 이유는 인접 정렬된 잉아들이 더 적게 필요하기 때문이다. 또한, 날실들 사이의 간섭 마찰을 피할 수 있다. 미국 특허 제1,802,907호에 개시된 잉아들은 이중 플러시(double plush) 직조용으로 특히 적합하다.

본 발명의 목적은 특히 성형된 구조적 컴포넌트(shaped structural component)의 생산을 위한 여러 층 또는 겹의 다방면에 적용 가능하고 견고한 직물 및 대응하는 생산 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은 적어도 날실 방향에서 서로 겹쳐지는 제1, 제2 및 제3 날실의 구성을 갖는 날실 및 씨실의 직물에 의해 달성되며,

제3 날실은 제1 날실과 제2 날실 사이에서 항상 연장되고,

상기 씨실은 이들 적어도 3개의 날실보다 아래 및 위뿐만 아니라 사이에서 교대하는 개구를 통해 안내되며,

상기 제3 날실은 제1 날실 및 제2 날실과 다른 재료로 구성된다.

특히 제1 및 제2 날실 사이에 제3 날실이 놓이는 상이한 재료에 의한 다층 또는 다중 겹 구조를 통해, 대응하여 상이한 특성 및 응용 분야를 갖는 매우 다양한 직물 구성이 실현 가능하다. 예를 들어, 제1 및 제2 날실은 물리적 특성, 예를 들어, 파열 또는 파괴 강도, 상이한 열적 거동, 상이한 화학적 내성 등에서 제3 날실과 매우 다를 수 있다. 재료의 상응하는 선택을 통해, 다층 직조된 직물이 매우 다양하거나 상이한 응용에서 이용될 수 있다.

특히 바람직하게는, 제3 날실은 고성능 재료, 예를 들어 탄소 또는 유리를 함유한다. 탄소 및 유리 섬유는 일반적으로 합성 플라스틱 매트릭스에 내장되어서, 제3 날실은 이 경우에 복합 재료로 이루어진다. 탄소 섬유는 극도의 강도(strength) 및 경도(stiffness)와 동시에 낮은 중량으로 특징지어진다. 특히, 본 발명에 따른 직물은 탄소를 사용하여 매우 높은 인장 강도가 부여될 수 있다. 여기서, 고성능 재료를 함유하는 또는 고성능 재료로 이루어진 날실은 강화 실(reinforcement thread)이라고도 불린다.

제3 날실이 테이프(tapes) 또는 로빙(rovings)으로 구현된다면 특히 바람직하다. 테이프는 서로 접착 결합된 기본적으로 평행하게 연장되는 실들의 펼쳐진 실 집합으로서, 그것에 의해 테이프는 높이보다 폭이 더 크다. 따라서 테이프는 특히 기술적인 응용에서 견고하고 경제적인 표면 패턴이다. 평행하게 배열된 필라멘트(무한 섬유)의 번들, 코드 또는 다중 필라멘트 얀(yarn)은 로빙으로 지정되며, 이것은 섬유 복합 플라스틱 또는 섬유 강화 플라스틱(FRP)의 생산에 주로 사용된다. 로빙의 단면은 일반적으로 타원형 또는 직사각형이다. 가장 일반적으로 유리, 아라미드 또는 탄소의 필라멘트는 로빙으로 함께 그룹화된다. 상기 실 형태의 사용을 통해, 다양한 방식으로, 예를 들어 자동차 분야 또는 항공기 건설 분야 등 경량 구조에서, 이용될 수 있는 특별히 직조된 직물을 생산하는 것이 가능하다.

바람직하게는, 제1 및/또는 제2 날실은 적어도 하나의 열가소성 재료를 함유한다. 특히 유리한 실시 예에서, 제1 및/또는 제2 날실은 전적으로 하나 이상의 열가소성 재료로 이루어진다. 열 영향에 의해, 특히 본 발명에 따른 직물의 가열에 의해, 상기 열가소성 재료는 용융될 수 있고, 그로 인해 상기 용융된 재료는 바람직하게는 고성능 재료의 섬유들 사이로 침투한다.

특히, 본 발명에 의해, 직물 내부에 위치하는 고성능 재료의 제3 날실과 함께, 직물이 구현될 수 있으며, 이것은 한편으로 우수한 성형성을 갖고, 다른 한편으로 직물 내부에 놓인 제3 날실로 인해 매우 높은 인장 강도를 포함한다.

본 발명에 따른 직물은, 예를 들어 지금까지 단방향 배향의(UD: unidirectional oriented) 강화 섬유들의 레이업(layup)이 이용되었던 곳에서, 이용될 수 있다. 종래 기술에서 이용되는 UD 레이업에 비해, 본 발명에 따른 직물을 사용할 때, 완성된 최종 사용의 구조적 컴포넌트의 형태 또는 형상에 대한 단방향 배향된 강화 섬유를 갖는 이 직물의 적응 또는 피팅(fitting)에서 이점이 발생한다. 강화 섬유는 자체적으로 UD 레이업을 형성한다. 제3 날실로서 강화 섬유가 내장되는 직물을 통해, 미리 규정된 형상으로 드레이핑(draping) 또는 피팅하는 동안 상기 강화 섬유들이 바람직하지 않은 방식으로 이동되는 것이 방지된다. 강화 섬유는 둘러싸는 날실 및 씨실에 의해 제 위치에 유지된다. 원한다면, 전체 직물 구조는 최종 형상에 드레이핑 또는 피팅 후 열적으로 고정될 수 있다. 이 옵션에서, 둘러싸는 제1 및 제2 날실 및 씨실은 열가소성 재료로 제조된다.

따라서, 본 발명은 또한, 제1 및/또는 제2 날실의 플라스틱 매트릭스가 더 큰 열 적용으로 다시 부드러워지기 때문에, 성형 가능하거나 재성형 가능한 직물의 생산을 가능하게 한다. 따라서, 본 발명에 따른 직물은 열 성형 기구에 의해 임의의 원하는 새로운 형태로 형성 또는 성형될 수 있다. 본 발명에 따른 직물은 또한, 탄소 또는 유리 섬유가 가열에 의해 플라스틱 매트릭스로부터 쉽게 분리될 수 있기 때문에, 잘 재활용 될 수 있다. 따라서, 본 발명을 통해, 액체 플라스틱 매트릭스(통상적으로 열경화성 플라스틱) 내에 내장(embedding)되거나 또는 포팅(potting)된 탄소 섬유로 이루어진, 예를 들어 CFP(탄소 섬유 강화 플라스틱)와 같은 복합 재료의 추가적 개발이 달성된다.

제1 및 제2 날실의 재료가 동일할 때 양호한 취급성에 기여한다. 본 발명에 따른 직물이 예를 들어 직물의 양 측면으로부터 가열될 때, 동일한 가열 온도가 사용될 수 있다. 예를 들어, 동일한 재료, 동일한 형태 및 동일한 두께를 갖는 외측의 제1 및 제2 날실과 내부의 제3 날실을 갖는 직물의 대칭 층 구성으로, 예측 가능한 형상 및 기계적 특성을 갖는 직물이 비교적 간단한 방식으로 실현될 수 있다.

제1 및 제2 날실이 테이프로서 구현되는 것이 특히 바람직하다. 이것은 특히 제3 날실이 유사하게 테이프로서 구현되는 경우에 적용된다. 바람직한 실시 예에 따르면, 다층 직조된 직물은 전적으로 테이프로 이루어진다. 특히 바람직하게는, 직물을 함께 유지하기 위한 바인딩 실이 이용되지 않는다.

바람직하게는 씨실의 적어도 일부, 특히 바람직하게는 전부가 적어도 하나의 열가소성 재료를 함유한다. 또한, 씨실은 전적으로 적어도 하나의 열가소성 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 그것에 의해 씨실은 유사하게 제3 날실을 덮는 열가소성 매트릭스의 일부일 수 있다. 이러한 방식에서, 씨실뿐만 아니라 제1 및 제2 날실 모두가 하나 이상의 열가소성 재료로 구성된다면, 제3 날실은 적어도 완전히 위와 아래로부터 열가소성 재료에 의해 완전히 덮일 수 있다.

상기 적어도 하나의 열가소성 재료는 바람직하게는 다음의 재료를 포함하는 군으로부터 선택된다, 특히: 올레핀 호모- 또는 코폴리머, 예를 들어 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리우레탄(PU), 또는 다른 열가소성 재료. 이들 중에는 예를 들어, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리락테이트(PLA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리염화비닐(PVC)이 포함된다.

특히 바람직하게는, 제1, 제2 및 제3 날실과 바람직하게는 씨실은, 제3 날실이 씨실뿐만 아니라 제1 및 제2 날실에 의해 아래와 위로부터 완전히 덮이도록, 그러한 폭을 포함하고 직물 내에 직조된다. 이 경우, 제3 날실의 모든 영역이 덮인다. 한편으로 열가소성 제1 및 제2 날실과 씨실의 경우, 다른 한편으로 고성능 재료의 제3 날실의 경우, 폐쇄 형성된 부품이 실현될 수 있다(직물을 가열하고, 재성형하고 및 냉각시킴으로써), 여기에는 모든 고성능 섬유가 포함된다. 직물의 양면에서는 열가소성 재료만 보일 수 있다.

상응하는 유리한 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 날실은 적어도 제3 날실만큼 정확히 넓다. 이로써, 제1 및 제2 날실은 평면도 및 배면도에서 제3 날실을 바람직하게는 완전히 덮는다. 이에 의해, 전술한 제3 날실의 피복(encapsulation)이 간단한 방식으로 실현될 수 있다.

유리한 실시 예에 따르면, 제1, 제2 및 제3 날실에 추가하여, 적어도 제4 - 적용 가능하다면 제5, 제6 등의 - 날실이 존재하며, 이것들은 직물 내 항상 제1 및 제2 날실 사이에 그리고 제3 날실에 대해 항상 동일한 위치에, 즉 항상 제3 날실들보다 위 또는 아래에 배열된다.

전술한 바와 같이, 제1 및/또는 제2 날실은 바람직하게는 가장 바깥쪽의 직물 구조를 형성하고, 제3 날실은 바람직하게는 3개의 층으로 구성된 직물의 내부에 놓인 직물 구조를 형성한다. 그러나 더 복잡하지 않으면서, 3개 이상의 층을 갖는 직물이 또한 가능하다. 예를 들어, 제1 날실이 A 층을 형성하고, 제2 날실이 B 층을 형성하고, 제3 날실이 C 층을 형성하거나, 제3, 제4 및 제5 날실이 층 C, C', C" 등을 형성하면, 예를 들어 다음과 같은 층 구성이 가능하다: A-C-C'-B, A-C-C'-C"-B. 이와 관련하여, 층 A 및 층 B는 재료(특히 열가소성 재료) 및 형태에 대해서 동일한 품질 또는 특성의 날실로 이루어질 수 있다. 제3, 제4 등의 날실(C, C' 등)은 동일하거나 상이한 고성능 재료로 이루어지거나 또는 이것들을 각각 함유하는 것도 가능하다. 다른 실시 예에서, 예를 들어, 제3 및 제5 날실(C)은 고성능 재료를 함유하고 제4 날실은 열가소성 재료를 함유한다.

따라서, 본 발명은 특히 로빙 또는 테이프 형태의 복합 재료(예를 들어, 플라스틱에 포화 또는 함침되거나 플라스틱으로 코팅된 탄소 섬유 또는 유리 섬유 등)의 제3 날실과, 추가로 열가소성 테이프(PET, PP, PA 등)의 제1 및 제2 날실을 갖는 직물을 가능하게 한다. 이와 관련하여, 상기 복합 재료는 적어도 제1 및 제2 날실뿐만 아니라 씨실의 형태로 열가소성 재료에 의해 아래 및 위로부터 바람직하게는 완전히 덮인다. 이와 관련하여 제3 날실에 대한 씨실뿐만 아니라 제1 및 제2 날실의 질량비 또는 체적비는 바람직하게는 전체 표면적에 걸쳐 균일하거나 동일하며 사용된 열가소성 테이프의 두께의 선택을 통해 정확하게 한정할 수 있다. 사용된 제3 날실은 기계적으로 안정한 방식으로 주변의 직물 구조에 통합되므로 - 직물의 인터레이싱 또는 바인딩 구조가 허용하는 한 - 드레이프(drape) 가능하다. 즉, 곡면에 적용 가능하다. 윤곽에 맞춤 또는 피팅을 하기 위해, 반 완성된 부품들이 인장되고 당겨져서 비틀어지며, 이에 의해 드레이프성(drapeability)이 직물의 직조 유형 및 스티치(stitching) 유형에 따라 변한다. 이러한 방식으로, 섬유 복합 재료 및 소위 프리프레그(prepreg)가 제조될 수 있다. 열적 통합(thremal consolidation)에서, 직물은 외측에 위치된 열가소성 테이프의 용융을 통해 형태-안정적인 표면 형상의 제품으로 변형될 수 있다.

본 발명은 유사하게 날실 및 씨실의 다층 직물, 특히 전술한 방법에 따른 직물을 제조하는 방법을 포함한다. 본 발명에 따른 방법은:

서로에 대해 각각 연장되는 제1, 제2 및 제3 날실로 적어도 구성되고 씨실 방향으로 서로 이웃하여 연장되는 복수의 날실 묶음들이 직기 설비(shedding arrangement)에 공급되는 단계, 및

직조 사이클에서, 상기 직기 설비는 적어도 3가지 유형의 날실의 각각 사이에서 및 상하에서 교대하는 개구들을 개방하여 제3 날실을 상기 개구들을 통해 안내하는 단계를 포함하고,

상기 제3 날실은 제1 날실 및 제2 날실과 다른 재료로 이루어지고,

상기 제1 및 제2 날실은 바람직하게는 열가소성 재료를 함유하지만, 제3 날실은 바람직하게는 고성능 재료, 예를 들어 탄소 또는 유리를 함유한다.

본 출원의 출원 당시에 아직 공개되지 않고 개시의 목적으로 본 명세서에서 참조되는 특허출원 DE 10 2014 112468.5에 기술되어 있는 이 방법은, 바람직한 실시 예에 따라 다음과 같이 수행된다: 직조기에서, 여러 개의 잉아들이 씨실 방향으로 서로 이웃하여 배열되며, 이것은 종래 기술에서 다양하게 공지되어 있다. 또한, 날실 방향에서 이 잉아들 중 적어도 일부 뒤에, 각각 하나 이상의 잉아가 서로의 뒤에 (behind one another)배열된다. 각각 적어도 하나의 날실은 서로의 뒤에 각각 배열된 잉아들 중 각 하나를 통해 안내되고, 그에 의해 여러 개의 날실이 날실 방향으로 서로의 위로(above one another) 안내되고, 그에 의해 각각 날실 스택을 형성한다(본 명세서에서 "날실 스택 "은 서로에 대한 여러개의 날실의 배열로 정의된다). 직조하는 동안, 서로의 뒤에 연속해서 각각 배열된 잉아들은 비동기적으로, 즉 교대로, 상하로 반복해서 이동되고, 그에 따라 Z-방향에서 개별적으로 위치된다. 이로써, 상이한 개구(openings) 또는 직기 개구(loom sheds)가 서로의 위로 연장되는 날실들 사이에 차례로 형성되고, 이를 통해 씨실이 삽입된다.

이 실시 예의 이점은 특히 종래 서로 옆에 위치된 잉아들에 부가하여, 날실 방향으로 즉 날실의 연속 방향으로 배열되는 추가의 잉아들이 이전에 언급된 잉아들(종래 기술에서 공지된) 뒤에 제공되는 것이다. 이에 의해 여러 개의 날실이 서로의 위로 안내될 수 있다. 따라서, 종래 기술에서 널리 공지된 서로 이웃하여 안내되는 날실에 추가하여, 서로의 위에 놓이는 추가의 날실들이 직물 내에 삽입될 수 있다.

따라서 날실들은 서로의 위로 정합(registered) 또는 정렬(aligned) 연장되는 것이 바람직하다. 여기서 용어 "정합"은 - 위에서 볼 때 - 서로의 뒤에 배열된 한 열의 잉아들의 서로의 위로 안내된 모든 날실들이 가장 넓은 날실 일반적으로 테이프의 너비 내에 놓이는 것을 의미한다. 그러나 기본적으로 서로의 위로 안내된 2개 이상 날실들의 부분적인 정합만을 갖는 오프셋(offset)도 가능하다.

서로의 뒤에 배열된 3개의 잉아들의 교대하는 상하 이동을 통해, 이들 잉아들은 개별적으로 위치 설정 가능하며, 그와 함께 날실도 잉아들에 의해 안내된다. 이로써 서로의 위로 연속하는 날실들 사이의 상이한 개구 또는 직기 개구가 실현 가능하고, 이를 통해 씨실이 그 다음에 삽입될 수 있다. 이러한 개구는 종래 기술에서 공지된 직기 개구와 기능상으로 비교될 수 있는데, 왜냐하면 두 경우에서 씨실을 통과하여 안내하기 위해, 날실들(본 발명에 따른 경우에 서로의 위에 놓인 날실들과, 공지된 경우에 서로 이웃하여 놓인 날실들)이 Z 방향으로 서로 멀어지게 이동되기 때문이다.

따라서, 본 발명에 따른 직물의 제조를 위해, 각각 하나의 날실 스택을 위한 적어도 3개의 잉아들이 서로의 뒤에 배열되고, 이를 통해서 적어도 총 3개의 날실이 날실 방향으로 서로의 위로 안내되며, 이로써 잉아들은 교대하는 상하 이동을 통해 날실들을 함께 및 이격시켜 안내함으로써, 상응하는 씨실 삽입을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 씨실 방향에서 서로의 뒤에 배열된 복수의 이러한 3개(또는 그 이상의) 잉아들이 제공된다.

복합 직조 패턴을 생성하기 위해, 씨실 방향에서 서로 이웃하여 존재하는 날실 스택이 달성될 직조 패턴에 상응하여 서로에 대해 이동되어, 각각의 날실 스택들의 날실들 사이에, 서로의 뒤에 일렬로 날실 방향으로 배열된 잉아들의 반복된 상하 이동에 의해 직기 개구가 달성되고, 이렇게 하여 씨실 방향에서 서로의 뒤에 배열된 날실 스택들 사이에 씨실 방향으로 달성된 상기 개구는, 특히 바람직하게는 전자 기계 제어의 도움으로 서로 매칭되거나 적응된다.

날실 방향으로 서로의 뒤에 안내된 잉아들의 각각의 하나는 바람직하게는 각각 하나의 날실을 안내 즉, 편향하도록 구현되고 배열된다. 다시 말해서, 이들 잉아들의 각각의 하나는 단일의 날실의 상하 이동을 담당한다. 이와 관련하여 유리한 실시 예에서, 관련 날실을 편향시키기 위한 하나의 잉아 눈만이, 각각 날실 방향으로 서로의 뒤에 일렬로 배열된 잉아들의 각 하나에 제공된다. 이 실시 예를 통해, 모든 날실의 정확한 제어가 가능하다.

한 잉아의 잉아 눈의 높이는 뒤에 배열된 다른 잉아들의 잉아 눈의 높이와 비교하여 바람직하게는, 이하에서 추가로 설명되는 바와 같이, 서로의 위로 연속하는 날실들의 여러 개의 바람직한 층들을 실현하기 위해, 본질적으로 동일하거나 약간만 상이하다. 또한, 서로의 뒤에 배열된 잉아들의 잉아 눈의 폭은 본질적으로 동일한 크기인 것이 유리하며, 이 폭은 바람직하게는 직조될 테이프의 최대 폭에 적응된다.

특히 바람직한 실시 예에 따르면, 서로의 뒤에 배치된 잉아들을 사용하는 경우, 각각의 선두 잉아, 즉 기계 출구에 더 가까이 위치되는 각각의 잉아는, 적어도 하나 및 - 상기 개시에 대응하여 - 바람직하게는 정확히 하나의 잉아 눈을 포함하며, 이를 통해서 제1 날실이 안내되고 편향된다. 이 잉아 눈은 - Z 방향으로의 전술한 안내 및 편향을 목적으로 - Z 방향으로 뻗어 있고, 적어도 제2 날실의 위치-고정 또는 편향-자유 통과를 위해, 전술한 잉아 눈의 위 또는 아래에 배열된 더 큰 높이를 가진 세장형 또는 슬롯 구멍보다 더 작은 높이를 갖는다. 이와 관련하여, 용어 "위치-고정"은 제2 날실이 선두 잉아의 상하 이동과 함께 크게 이동하지 않고 오히려 그 위치에 남아 있음을 의미하고, 상기 세장형 구멍을 측 방향으로 구속하는 잉아의 로드(rod)들이 그것을 따라 안내된다. 제2 날실을 안내하기 위해, 기계 입구에 더 가깝게 배열되는 후미 잉아가 제공되며, 이것은, 이 목적을 위해, 적어도 하나 및 - 상기 개시에 대응하여 - 바람직하게는 정확히 하나의 잉아 눈을 가지며, 이 이앙 눈은 날실을 통과시키고 제2 날실을 Z 방향으로 편향시키는 더 작은 높이를 갖는다. 또한, 이 후방 앙아는 Z 방향으로 연장되는 세장형 구멍을 가지며, 이 구멍의 높이는 상기 후미 잉아의 잉아 눈보다 더 크며, 이로써 상기 세장형 구멍은 상기 잉아 눈보다 위 또는 아래에 배열된다. 상기 후미 잉아의 세장형 구멍은 적어도 상기 제1 날실의 위치-고정 또는 편향-자유 통과를 위한 기능을 한다.

이와 관련하여, 바람직하게는, 잉아 눈이 날실 스택의 최상위 날실을 안내하는 잉아는, 이 잉아 눈보다 아래에 세장형 구멍을 포함하는 반면, 잉아 눈이 날실 스택의 최하위 날실을 안내하는 잉아는 이 잉아 눈보다 위에 세장형 구멍을 포함한다.

본 발명에 따른 직물을 제조하기 위해, (제1 및 제2 날실을 위한) 전방 및 후미 잉아뿐만 아니라 적어도 3개의 중간 잉아들(제3 날실을 위한)이 날실 방향으로 각각의 상기 전방 및 후미 잉아들 사이에 배열된다. 이와 관련하여, 중간 잉아들은 각각 바람직하게는 제3 날실을 가이드하며, 이것을 위해 각각의 중간 잉아들은 바람직하게는 이러한 제3 날실을 안내하고 편향시키기 위한 대응하는 잉아 눈을 각각 포함한다. 씨실 방향으로 서로 이웃하여 유리하게 배열된 다수의 중간 잉아들에서, 이들 잉아들은 각각 제3 날실을 안내하며, 상기 제3 날실은 동일한 날실 스택의 각각의 제1 및 제2 날실 사이에서 항상 Z 방향으로 연장된다. 따라서, 적어도 3개의 날실이 서로의 위로 안내된 본 발명에 따른 직물이 가능하다.

추가의 중간 잉아(즉, 제4, 제5, ...)를 갖는 경우, 추가로 뒤쪽에(즉, 기계 입구의 방향으로) 놓인 잉아들은 그것들에 각각 할당된 (제4, 제5, ...) 날실들을 추가로 앞쪽에(즉, 기계 출구 방향으로) 및 추가로 뒤쪽에 배열된 잉아들에 의해 안내되는 날실들 사이에 Z-방향으로 안내한다. 상응하여 바람직하게는 중간 잉아들은 그 잉아 눈 위에 하나의 세자형 구멍과 그 잉아 눈 아래에 하나의 세장형 구멍을 각각 포함한다.

각각 하나의 날실 스택의 날실들의 순서가 항상 동일하게 유지되기 때문에, 하나의 날실 스택의 3개의 날실이 서로의 위로 연속하는 경우, 4개의 상이한 위치가 실현될 수 있다:

- 3개의 날실 모두 씨실 삽입 평면 위에 있음(용어 "씨실 삽입 평면"은 씨실 방향으로 서로 이웃하여 배열된 날실들에 의해 형성된 개구 내로 씨실의 삽입 동안 씨실들이 연속하는 평면을 지칭함),

- 3개의 날실 모두 씨실 삽입 평면 아래에 있음,

- 1개는 씨실 삽입 평면 위에 2개는 씨실 삽입 평면 아래에 있음,

- 2개는 씨실 평면 위에 1개는 씨실 평면 아래에 있음.

일반적으로, n개의 날실이 서로의 위에 놓이는 경우, n+1개의 허용 위치가 발생한다. 이와는 대조적으로, 종래 기술에서, 2개의 위치만(날실이 씨실 삽입 평면 위 또는 아래에 있음)이 가능하다.

종래 기술과 대조적으로, 적어도 3개의 날실이 - 위에서 설명된 바와 같이 - 서로의 위로 연속하여 날실 스택을 형성한다. 종래 기술에서 각각의 날실은 상부 및 하부 위치만을 취할 수 있지만, 3개의 날실이 서로의 위로 연속하는 경우 4개의 위치가 실현될 수 있다.

바람직하게는, 이 실시 예에서는, 전방, 중간 및 후미 잉아의 각각의 열들 또는 이 열들의 일부만 종광 프레임(heald frame) 내에 각각 배열되어서, 여러 개의 종광 프레임이 서로의 뒤에 제공된다. 이로써 제조 및 운영이 더 간단하고 경제적이다.

대안으로, 본 발명에 따른 직조기는 자카드(Jacquard) 직조기로서 구현되며, 여기서 잉아들은 제어의 사용을 통해 개별적으로 이동 가능하다.

본 발명은 또한 전술한 유형의 및/또는 상기 방법에 대응하여 제조된 직물의 가공 방법에 관련이 있다.

특별한 제3 날실이 내장된 직물 구조를 통해, 예를 들어 고성능 재료의 강화 실로서 구현되는 이들 특별한 날실이, 드레이핑 공정 중에 또는 소정의 굽은 또는 다른 방식으로 구현된 3차원 구조에 피팅될 때, 바람직하지 않은 방식으로 이동되는 것이 방지된다.

직물 가공을 위한 본 발명에 따른 추가의 방법에서, 상기 직물은 바람직하게는 적어도 하나의 열가소성 재료를 갖는 제1 및 제2 날실과, 마찬가지로 바람직하게는 적어도 하나의 열가소성 재료를 갖는 씨실을 포함하며, 여기서 상기 적어도 하나의 열가소성 재료의 융점보다 높게 가열함으로써, 상기 직물은 3차원 형태 또는 형상으로 고정될 수 있다. 상기 적어도 제3 날실의 섬유들 사이에 상기 용융된 열가소성 재료의 침투에 의해 안정된 구조가 얻어진다. 이를 위해, 예를 들어 통상의 기술자에게 추가 설명할 필요가 없는 상응하여 구성된 성형 기구가 이용될 수있다.

마지막으로, 본 발명은 전술한 방법으로 제조된 형성된 또는 성형된 구조적 컴포넌트를 유사하게 포함한다. 이러한 성형된 구조적 컴포넌트는 예를 들어 차량 및 항공기 건설 분야에서 외장재로 이용될 수 있다.

이하에서는 본 발명이 도면과 관련하여 더 상세히 설명될 것이다. 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다.

도 1은 개략적으로 도시된 직조기 요소들과 서로의 뒤에 배열된 3개의 잉아를 도시하는 사시도이다.
도 2는 서로의 뒤에 배열된 도 1의 3개의 잉아를 (개략적으로) 도시한다.
도 3은 4개의 다른 위치에서 삽입된 날실을 갖는 도 2의 3개의 잉아를 도시한다.
도 4(a)는 6개의 예시적인 씨실(S1-S6)을 갖는 본 발명에 따른 제1의 직물의 개략적인 직조 바인딩 또는 인터레이싱 원리를 도시하고, 도 4(b)는 그 평면도이고, 도 4(c)는 이 직물의 후면을 도시하고, 및 도 4(d)는 이 직물 내 제3 날실의 바인딩 또는 인터레이싱을 도시한다.
도 4(e)는 도4의 (a) 내지 (d)의 직물을 통과하는 단면도의 절단 부분을 도시한다.
도 4(f)는 추가의 직물을 통과하는 단면도의 절단 부분을 도시한다.
도 5(a)는 6개의 예시적인 씨실(S1-S6)을 갖는 본 발명에 따른 제2의 직물의 개략적인 직조 바인딩 또는 인터레이싱 원리를 도시하고, 도 5(b)는 그 평면도이고, 도 5(c)는 이 직물의 후면을 도시하고, 및 도 5(d)는 이 직물 내 제3 날실의 바인딩 또는 인터레이싱을 도시한다.

도 1에서, 테이프를 짜기 위한 본 발명에 따른 직조기의 중요한 요소들이 매우 개략적으로 도시되어 있다. 기계 입구에는 복수의 보빈(41)을 갖는 보빈 크릴(bobbin creel)(40)이 있으며, 보빈(40)으로부터 날실들이 날실 방향(K)으로 인출된다(보빈(40)으로부터의 풀림에 대해서 예시적인 참조 번호 '13'으로 표시됨). 기계 출구에는, 본 실시 예에서 삽입된 씨실(16)이 진동 또는 요동하는 직조 리드(reed)(44)에 의해 완성된 직물(18)에 대해 이송되며, 완성된 직물(18)은 이후 권취 롤(45) 상에 권취된다. 그러나, 직물(18)이 삽입된 씨실(16)로 이송되는 구성도 알려져 있다.

직조 섹션에는, 날실 방향(K)으로 서로의 뒤에 본 발명에 상응하여 배열된 3개의 잉아(1, 2, 3)(이하, 잉아(1-3)라고 약칭함)가 도시되어 있으며, 선두 잉아(3)는 기계 출구를 향해 위치되고, 후미 잉아(3)는 기계 입구를 향해 위치되어 있다. 명료함을 위해, 잉아(1-3)는 현재 투시도법으로 표현되어 있지만; 실제로는 날실 방향(K)에 대해 수직하게 배향된다. 이와 관련하여, 바람직하게는 서로 인접하여 배열 된 여러 열(rows)의 잉아가 있으며(도시되지 않음), 이것들은 도면 속으로 연장된다(즉, 씨실 방향(S)으로, 그러나, 도 1에서는 명료함을 위해 비스듬히 기울어진 것으로 도시되어 있다). 이와 관련하여, 잉아 열들의 매우 다양한 배열이 원하는 대로 그리고 직조 작업에 따라 선택될 수 있다.

설명의 편의상, 날실 방향(K)으로 서로의 뒤에 배열된 이러한 한 열의 3개의 잉아(13)만이 도 1에 도시되어 있다면 현재로서는 충분하다.

잉아(1-3)의 각각은 2개의 세장형 구멍(31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b)(이하, 세장형 구멍(31a-33b)으로 약칭함)보다 작은 높이를 갖는 하나의 잉아 눈(21, 22, 23)(이하, 잉아 눈(21-23)으로 약칭함)을 각각 포함하며, 세장형 구멍(31a-33b)은 상기 잉아 눈(21-23)의 아래 및 위에 배열되어 있고 개개의 잉아 눈(21-23)의 높이의 배수에 상응하는 길이 방향 연장 또는 길이를 갖는다. 테이프 형태의 날실(11, 12, 13)(이하, 날실(11-13)로 약칭함)은 상기 잉아 눈(21-23)의 각각의 하나를 통과하여 관통된다. 서로의 뒤에 잉아(1-3)의 배열, 잉아 눈(21-23)의 구현, 및 세장형 구멍(31a-33b)의 구현을 위해 평면도에서 보았을 때 날실(11-13)이 서로의 위로 연장할 필요가 있다. 이와 관련하여, 날실들이 특별히 물결 모양이 되지 않고 잉아 눈(21-23)에서 편평하게 연속할 수 있도록, 세장형 구멍(31a-33b)은 모두 동등한 폭으로 구현되고 테이프 형태의 날실(11-13)의 폭에 적응된다.

현재, 선두 잉아(1)의 잉아 눈(21)을 관통하는 제1 날실(11)은 최하위 또는 바닥의 날실이다(따라서 추가 어려움 없이 반대 순서도 가능하다. 즉, 선두 잉아는그에 의해 안내된 날실이 최상위의 것이 되도록 구현되거나 배열될 수 있다). 그 후 바닥에서 최상부로, 제3 날실(12)과 제2 날실(13)이 이어지며, 그에 의해 최상위(제2) 날실(13)은 후미 잉아(3)의 잉아 눈(23)을 관통한다. 날실 방향(K)으로 연속적으로 서로 이어지는 잉아(1-3)의 배열에 대응하여, 날실(11-13)은 바닥에서 최상부로 진행한다. 이와 관련하여, 잉아 눈(21-23)의 위치는, 날실(11-13)이 동일한 수평면에서 연장되지 않고(이로써, 서로의 길에 있고) 오히려 - 잉아(1-3)의 균등한 크기의 편향에 의해 - 작은 수직 이격 거리가 날실들 사이에 존재하도록, 선택된다.

날실 방향으로 차례로 배열된 3개의 잉아가 도 2에 다시 한 번 도시되어 있지만, 이 도면에서 각각 90도 회전되고 서로에 대해 이격 거리를 두고 도시되어 있다(실제로는 잉아(1-3)의 좁은 측들만 이 도면에서 볼 수 있다). 이로부터, 3개의 잉아 눈(21-23)은 높이가 오프셋되어 있고, 3개의 날실(11-13)이 전술한 수직 간격을 서로 유지함으로써, 그들 사이에 기계적 장력 또는 너무 큰 마찰을 유발하지 않음을 알 수 있다. 또한, 도 2에서, 함께 씨실 삽입 평면(SE)을 형성하는 날실 방향(K)과 씨실 방향(S)이 함께 도시되어 있다. 씨실 방향(S)은 날실 방향(K)에 수직으로 연장되어, 3개의 잉아(1-3)가 날실 방향(K)으로 서로의 뒤에 배열되며, 일반적으로 씨실 방향(S)으로(도면 평면에 수직으로) 서로의 뒤에 배열된 여러 열의 잉아들이 존재한다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 날실(12, 13)은 선두 잉아(1)의 상부 세장형 구멍(31a)에 관통되는 반면, 하부 세장형 구멍(31b)은 비어 있다. 제2 날실(13)은 중간 잉아(2)의 상부 세장형 구멍(32a)을 관통하는 반면, 제1 날실(11)은 그것의 하부 세장장 구멍(32b)을 통해 안내된다. 2개의 제1 및 제2 날실(11, 12)은 후미 잉아(3)의 하부 세장형 구멍(33b)을 통해 안내되는 반면, 상부 세장형 구멍(33a)은 비어 있다.

도 1에는, 2개의 선두 잉아(1, 2)가 하부 위치로 이동되고, 후미 잉아(3)가 상부 위치에 배치되어 있는 것이 도시되어 있다. 상기 잉아들 중 하나를 이동시키면 - 도 1에서, 예를 들어, 잉아(2)가 상방으로 이동되거나 또는 잉아(3)가 하방으로 이동될 수 있다 - 이 잉아(2 또는 3)의 잉아 눈(22 또는 23)에서 이동된 날실(12 또는 13)도 역시 상응하여 편향되는 한편, 다른 2개의 날실(11, 13)(또는 11, 12)은 편향되지 않으면서 대응하는 잉아(2)의 세장형 구멍(32a, 32b)(또는 33a, 33b)을 통해 안내된다. 따라서, 상방 또는 하방 이동된 잉아(2또는 3)의 잉아 눈(22 또는 23)을 통해 안내되지 않은 이들 날실(11, 13)(또는 11, 12)은, 이 잉아(2 또는 3)의 세장형 구멍(32a, 32b)(또는 33a, 33b)의 구성 또는 구현으로 인해, 정지 또는 위치-고정된 채 유지된다. 즉 이들의 날실은 편향되지 않는다. 예를 들어, 도 1의 잉아(2)가 상방으로 이동되는 경우, 날실(12)만이 상응하여 상방 이동된다.

상기 개시에 따른 도 3의 (a)-(d)에서(도 2에서와 같이, 잉아들을 90도 회전하여 다시 한번 도시됨), 잉아들(1-3)의 교대하는 상하 이동을 통해, 개구 또는 직기 북구(loom sheds)(35, 36, 37, 38)가 날실 스택에 발생하고, 그 다음 이를 통해 씨실(S)이 삽입될 수 있다(도면 용지에 수직으로). 도 3(a)에서, 3개의 잉아는 모두 바닥 위치에 있으므로, 잉아(1-3)는 모두 각각의 잉아 눈(21-23)을 관통하여, 각각의 가장 낮은 정점을 통과한다. 도 3(b)에서, 후미 잉아(3)가 상방으로 편향되어 있으므로, 직기 개구(36)는 잉아(3)의 잉아 눈(23)을 관통한 최상위 날실(13)과 다른 날실(11, 12) 사이에서 열리며, 이것을 통해 씨실(16)(미도시)이 삽입될 수 있다. 복합 직물을 얻기 위해, 씨실 방향에서 서로 이웃하여 배열된 여러 개의 날실 스택(예를 들어, 날실 방향(K)에서 서로의 뒤에 배열된 3개의 잉아(1-3)에 의해 각각 안내되는 3개의 날실(11-13)을 각각 포함)에 의해, 그리고 날실 및 씨실 방향으로 정열된 모든 잉아(1-3)의 상하 이동의 작동을 통해, 본 발명에 따른 직기 개구 편성과 씨실 평면에서의 개구 편성이 서로 적응되거나 조정될 수 있다. 도 3(a)에서 상방으로 열린 직기 개구(35) 역시 이 문맥으로 이해될 수 있는데, 왜냐하면 직물 바인딩 또는 인터레이싱을 얻기 위해, 씨실들이 그 뒤에(즉, 도면 용지에 수직으로) 존재하는 날실 스택(도시되지 않음)을 통과하여, 직기 개구를 통해 유사하게 안내되기 때문이다.

도 3(c)에서, 추가로 잉아(2)가 상방으로 들어 올려지고, 그에 따라 잉아 눈(22)을 관통한 날실(12)이 그에 상응하여 함께 상방으로 이동되어서, 씨실 삽입을 위해 다른 직기 개구(37)가 날실(11)과 씨실(12, 13) 사이에 열린다. 도 3(d)에 따르면, 3개의 잉아(1-3)는 모두 날실(11-13)과 함께 상방 위치에 도시되어 있으며, 이에 의해 - 도시된 날실 스택에 대해 - 하방으로 열린 직기 개구(38)가 생성된다. 따라서, 총 4개의 상이한 위치가 3개의 잉아(1-3)에 의해 가능하다. 일반적으로, n이 서로의 뒤에 배열된 잉아의 개수인 경우 n+1개의 위치가 실현될 수 있다.

다음 사이클에서, 날실(11-13)은 바람직하게는 반전된 순서로 하방 이동되며, 먼저 잉아(1)를 낮추고 이어서 잉아(2)를 낮추고, 이어서 잉아(3)를 낮춘다. 따라서 날실들(11-13)의 서로에 대한 상호 "추월(overtaking)"이 불가능하다; 즉, 위에서 아래로 그것들의 순서는 항상 동일하게 유지된다.

물론, 잉아(1-3) 중 2개 이상의 개개의 잉아를 동시에 들어올리거나 내리는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 3(a)에 도시된 상황에서, 2개의 후미 잉아(2, 3)를 동시에 들어올릴 수 있다. 이와 같은 여러 개 잉아의 그룹 단위의 상승 및 하강을 통해 달성 가능한 직물 패턴의 다양성이 더욱 증가될 수 있다.

도 4(a)에는, 6개의 예시적인 씨실(S1-S6)을 갖는 직물의 개략적인 직조 바인딩 또는 인터레이싱(interlacing) 원리가 도시되어 있으며, 인접하여 연속하는 날실의 열들은 문자 A-F로 언급된다. 이 도면은 - 위에서 아래로 볼 대 - 씨실(S1-S6)이 날실 방향으로(도시 평면 내로) 서로의 뒤에 놓여 있음을 보여준다. 따라서, 씨실(S1)이 먼저 개구를 통해 안내된 후, 이어서 씨실(S2) 등이 안내된다. 추가적으로, 도 4(a)에서, 예시로서 2개의 상이한 날실 스택이 참조 번호 15로 참조된다. 도 4(a)는 개개의 날실들(11, 12, 13)의 배향 및 위치를 각각 보여주며, 이것들은 모두, 테이프로서 일반적으로 유사하게 구현되는 각각의 씨실(16)을 참조하여, 여기서는 테이프로서 구현된다.

또한, 도 4의 (b) 내지 (d)는 도 4(a)에 대응하는 직물(18)의 직조 패턴을 도시하며, 구체적으로, 도 4(b)는 평면도를 도시하고, 도 4(c)는 이면 측에서 본 도면이고, 도 4(d)는 제3 날실(12)의 직물(18) 내로의 바인딩을 보여준다. 도 4의 (b) 내지 (d)에 도면에서, 모든 날실(11-13) 및 씨실(16)은 도면 평면에서 연장된다.

도 4(b)의 평면도에서, 항상 하부의 제1 날실(11)과 씨실(16)만을 볼 수 있다. 이것은 위에서 아래까지 씨실(11, 12, 13)의 순서가 항상 동일하다는 상기 진술과 일치한다. 이것에 대응하여, 도 4(c)의 배면도에서, 상부의 제2 날실(13)과 씨실(16)만이 인식될 수 있다. 도 4(b) 및 도 4(c)에서 보이지 않는 제3 날실(12)은 씨실(16)의 바로 아래 또는 위에 또는 제1 및 제2 날실(11, 13) 사이에 놓인다(도 4(a) 참조). 이것은 도 4(e)에 다시 도시되어 있으며, 이 도면에서 날실(11, 12, 13)과 씨실(16)(도 4(a)의 S1)는 함께 단단히 직조된 것으로 도시되어 있지 않고, 오히려 설명의 명료함을 위해 양식화된 방식으로 도시되어 있다

도 4(d)에는, 씨실(16)을 기준으로 한 제3 날실(12)의 직물(18) 내로의 바인딩 또는 인터레이싱이 평면도에 도시되어 있다(제1 및 제2 날실(11, 13)은 표현되지 않음).

또한, 3개 또는 그 이상의 날실(11, 12, 13)이 서로의 위로 향하여 안내되는 경우, 잉아(1, 2, 3)의 상하 이동은, 완성된 직물(18)의 앞면과 뒤면 어느 쪽에서도 적어도 하나의 씨실 열에서 씨실(16)을 볼 수 없도록, 제어될 수 있다. 이와 관련하여, 직물을 고정하지 않는 그러한 씨실 열들 중 몇몇이 존재할 수 있으며, 이것들은 직물을 바인딩하는 종래의 씨실 열들에 의해 서로 분리된다. 이와 관련하여, 도 4(f)의 단면도에는, 예를 들어 3개의 날실(11, 12, 13)이 서로의 위로 연속할 때, 씨실(16)이 한 날실 스택의 날실(11, 12) 사이에서 및 인접한 날실 스택의 날실(12, 13) 사이에서 어떻게 연장되는지 (씨실 방향에서 1회의 직조 패턴 반복에 대해서만) 개략적으로 도시되어 있다.

본 발명에 따른 직물(18)에 대한 제2의 가능한 직조 바인딩 또는 인터레이싱의 원리가 도 5의 (a) 내지 (d)에 도시되어 있으며, 나머지 도면들에서와 동일한 참조 부호가 사용되었다. 개구 또는 직기 개구의 편성에 대한 상이한 패턴을 통해(도 3(a) 내지 도 3(d)의 직기 북구(35-38) 참조), 상이한 바인딩 또는 인터레이싱이 얻어지며, 이에 의해 도 5의 (a) 내지 (d)의 직물(18)에서, 날실(12)은 항상 제1 날실(11)과 제2 날실(13) 사이에서 연장된다(도 5(b) 및 도 5(c) 참조). 다시 평면도에서, 도 5(d)는 씨실(16)과 관련하여 제3 날실(12)의 직물(18) 내로의 바인딩 또는 인터레이싱을 보여주며, 제1 및 제2 날실(11, 13)은 여기에 다시 도시되어 있지 않다.

도면에 도시된 실시 예에서의 씨실뿐만 아니라 제1, 제2 및 제3 날실(11, 13, 12)은 특히 바람직하게는 테이프 또는 로빙으로 구현된다. 이와 관련하여, 제3 날실(12)은 특별히 예를 들어 탄소 또는 유리와 같은 고성능 재료를 함유한다.

도면에 도시된 실시 예에서 제1 및 제2 날실(11, 13)뿐만 아니라 유리하게는 씨실(16)은 특히 바람직하게는 적어도 하나의 열가소성 재료를 함유한다. 바람직하게는 그것들은 전적으로, 예를 들어 올레핀 호모- 또는 코폴리머, 예를 들어 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)으로, 폴리 아미드(PA), 폴리 우레탄(PU), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리락테이트(PLA), 폴리메틸메타클릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및/또는 폴리염화비닐(PVC)의 적어도 하나의 열가소성 재료로 이루어진다.

도면에서 알 수 있는 바와 같이, 씨실(16)과 제1, 제2 및 제3 날실(11, 13, 12)은, 제3 날실(12)이 씨실(16)과 제1 및 제2 날실(11, 13)에 의해 완전히 덮이는 그러한 테이프 폭을 갖는다. 이와 관련하여, 씨실(16)과 제1 및 제2 날실(11, 13)은 제3 날실(12)만큼 적어도 정확히 넓으며, 평면도 및 배면도에서 이것들을 완전히 덮는다.

따라서, 전술한 개시에 따라 직물이 실현될 수 있으며, 이 직물에서는, 제1 및 제2 날실(또는 추가의 날실들, 이어서 상기 직물 내부에서 연속하는 추가의 날실들)의 형태인 열가소성 테이프가, 위와 아래로부터, 고성능 재료를 가진 테이프 또는 로빙 형태의 적어도 제3 날실(바람직하게는 합성 플라스틱 매트릭스에 탄소 또는 유리를 가진 복합 소재, 예컨대 탄소 테이프)을 덮는다. 바람직하게는, 전술한 방법에 의해, 제1, 제2 및 제3 날실을 형성하는 테이프들의 개별 층들이 잉아를 통해 작동되어 각각의 직기 개구(일반적으로 개구라고도 함)을 형성하며, 유사하게 바람직하게는 열가소성 재료로 구성되는 씨실이 상기 직조 북구 내로 삽입된다. 선택된 바인딩 또는 인터레이싱에 의해, 제3의 날실로 구성된 복합 테이프 또는 로빙(즉, 탄소 또는 탄소 섬유)은 다소 부유(flotation)하여 열가소성 직물 내에 결합될 수 있다. 열가소성 테이프(제1 및 제2 날실, 씨실)의 두께의 선택을 통해, 정확한 섬유-매트릭스 비율을 선택할 수 있다. 그 결과 얻어지는 비통합(non-consolidation) 섬유 구조 또는 섬유 직물은 유연하므로, 상기 복합 컴포넌트는 직물의 바인딩 또는 인터레이싱에 의해 그들의 위치 또는 배향에서 고정된다. 상기 직물은 바인딩이나 인터레이싱이 허용하는 범위에서 드레이프 가능하다(drapable). 선택된 열가소성 매트릭스 시스템의 융점 이상에서의 동시 가열과 함께 압력을 가함으로써, 직물은 원하는 형태 또는 형상으로 고정된다. 이와 관련하여, 열가소성 컴포넌트가 용융되고 용융된 재료는 복합 섬유(즉, 예를 들어 탄소 또는 유리 섬유)에 침투, 포화하거나 스며든다. 이로써 건조 및 냉각 후에 제작용으로 사용될 수 있는 균질한 복합 구조 컴포넌트가 생성된다.

본 발명은 실시 예와 관련하여 상세히 설명되었다. 기술적으로 가능한 한 조합은 청구 범위 내의 파생 또는 수정과 마찬가지로 본 발명에 의해 유사하게 포함된다. 또한, 일반적으로, 날실 방향으로 서로의 뒤에 배열된 잉아들의 수와 씨실 방향으로 배열된 열들의 배열에 관한 제한은 없으며, 이로써 상기 열들은 적어도 부분적으로 서로의 뒤에 배열된 잉아들로 이루어진다. 이와 관련하여, 날실 스택의 최상위 및 최하위 날실(제1 날실 및 제2 날실)을 형성하지 않는 날실은 열가소성 재료 또는 고성능 재료로서 다른 재료를 함유할 수 있다.

1 선두 잉아
2 중간 잉아
3 후미 잉아
11 제1 날실
12 제3 날실
13 제2 날실
15 날실 스택
16 씨실
18 직물
21 잉아 눈
22 잉아 눈
23 잉아 눈
31a 세장형 구멍
31b 세장형 구멍
32a 세장형 구멍
32b 세장형 구멍
33a 세장형 구멍
33b 세장형 구멍
35 직기 개구
36 직기 개구
37 직기 개구
38 직기 개구
40 크릴
41 보빈
44 직조 리드(weaving reed)
45 권취 롤(take-up roll)
K 날실 방향
S 씨실 방향
SE 씨실 삽입 평면

Claims

서로의 위로 연속하는 적어도 제1, 제2 및 제3 날실(11, 13, 12)의 날실 방향으로의 구성을 갖는 날실 및 씨실의 직물로서:
상기 제3 날실(12)은 항상 상기 제1 및 제2 날실(11, 13) 사이에서 연장하고,
상기 씨실들(16)은 상기 적어도 제1, 제2 및 제3 날실(11, 13, 12)의 위, 아래 및 사이에서 교대하는 직기 개구(35, 36, 37, 38)를 통해 안내되고,
상기 제3 날실(12)은 상기 제1 및 제2 날실(11, 13)과 상이한 재료로 구성되는, 직물.
제 1 항에 있어서,
상기 제3 날실(12)은 고성능 재료, 예를 들어 탄소 또는 유리를 함유하고, 바람직하게는 상기 고성능 재료로 전적으로 구성되는, 직물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제3 날실(12)은 테이프(tape) 또는 로빙(roving)으로 구현되는, 직물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및/또는 제2 날실(11, 13)은 하나 이상의 열가소성 재료를 함유하고 바람직하게는 하나 이상의 열가소성 재료로 전적으로 구성되는, 직물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 날실(11, 13)은 테이프로 구현되는, 직물.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 씨실들(16)의 적어도 일부 바람직하게는 전부는 하나 이상의 열가소성 재료를 함유하고 바람직하게는 하나 이상의 열가소성 재료로 전적으로 구성되는, 직물.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 열가소성 재료는:
올레핀 호모- 또는 코폴리머, 예를 들어 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리우레탄(PU), 아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리락테이트(PLA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트 (PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리염화비닐(PVC)의 그룹의 하나 이상의 재료로부터 선택되는, 직물.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1, 제2 및 제3 날실(11, 13, 12)과 바람직하게는 상기 씨실(16)은 상기 제3 날실(12)이 상기 제1 및 제2 날실(11, 13)과 상기 씨실(16)에 의해 완전히 에워싸이도록 상기 직물 내에 직조되고 그러한 폭을 갖는, 직물.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 날실(11, 13)은 적어도 상기 제3 날실(12)만큼 정확히 넓고, 상기 제1 및 제2 날실(11, 13)은 평면도 및 배면도에서 상기 제3 날실(12)을 완전히 덮는, 직물.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1, 제2 및 제3 날실(11, 13, 12)에 추가하여 적어도 제4 날실이 존재하고,
상기 제4 날실은 상기 제1 및 제2 날실(11, 13) 사이에 항상 배열되고, 상기 직물 내 상기 제3 날실(12)에 대해서 항상 동일한 일정한 위치 즉, 위 또는 아래 중 하나에 있는, 직물.
직조기에 의해 날실 및 씨실의 다층 직물, 특히 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 직물을 제조하는 방법으로서,
씨실 방향으로 서로 이웃하여 서로의 위로 각각 연속하는 제1, 제2 및 제3 날실(11, 13, 12)로 적어도 구성되는 복수의 날실 묶음들이 직기 설비에 공급되는 단계; 및
직조 사이클에서, 상기 직기 설비는 상기 각각의 적어도 3개의 날실의 위, 아래 및 사이에 교대하는 개구들을 개방하여, 상기 개구들을 통해 씨실(16)을 안내하는 단계;
를 포함하고,
상기 제3 날실(12)은 상기 제1 및 제2 날실(11, 13)과 다른 재료로 구성되고,
상기 제1 및 제2 날실(11, 13)은 바람직하게는 열가소성 재료를 함유하는 반면, 상기 제3 날실(12)은 바람직하게는 고성능 재료, 예를 들어 탄소 또는 유리를 함유하는, 직물 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제1 및/또는 제 2날실(11, 13) 및/또는 씨실(16)을 위한 재료로서 하나 이상의 열가소성 재료가 사용되고,
상기 하나 이상의 열가소성 재료는:
올레핀 호모- 또는 코폴리머, 예를 들어 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리우레탄(PU), 아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리락테이트(PLA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트 (PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리염화비닐(PVC)의 그룹의 하나 이상의 재료로부터 선택되는, 직물 제조 방법:
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
씨실 방향(S)으로 서로 이웃하여 배열된 직조기의 복수의 잉아들(1)에 추가하여, 상기 잉아들(1)의 일부 또는 전부의 뒤에, 날실 방향(K)으로 배열된 잉아들(2, 3)이 상기 잉아들(1)의 일부 또는 전부의 뒤에 설치되고,
하나 이상의 날실(11, 12, 13)은 이런 방식으로 서로의 뒤에 각각 배열된 상기 잉아들(1, 2, 3) 중 각각의 하나를 통해 각각 안내되고, 이로써 복수의 날실들(11, 12, 13)이 날실 방향(K)으로 서로의 위로 안내되고, 이로써 서로의 뒤에 각각 일렬로 배열된 상기 잉아들(1, 2, 3)은 교대로 반복하여 상하로 이동되고 그것에 의해 Z-방향으로 개별적으로 위치되며, 이로써 서로의 위로 연속하는 날실들(11, 12, 13) 사이에 상이한 직기 개구(35, 36, 37, 38)가 하나씩 실현되고, 상기 직기 개구들을 통해 씨실(16)이 삽입되는, 직물 제조 방법.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 날실들(11, 12, 13)의 연속 방향에서 직조기 출구에 더 가까이 배열되고, 제1 날실(11)을 통과시키고 Z-방향으로의 반복된 상하 이동을 통해 상기 제1 날실(11)을 편향시키기 위한 더 작은 높이를 갖는 하나 이상 바람직하게는 정확히 하나의 잉아 눈(21)을 갖고, 하나 이상의 제2 날실(13)의 위치-고정된 또는 편향-자유로운 관통-안내를 위해 상기 하나 이상의 잉아 눈(21)의 위 또는 아래에 배열되고 Z-방향으로 연장하는 더 큰 높이를 갖는 하나 이상의 세장형 구멍(31a)을 가지는 하나 이상의 선두 잉아(1)가 설치되는 단계;
상기 날실들(11, 12, 13)의 연속 방향에서 상기 직조기 입구에 더 가까이 상기 선두 잉아(1)의 뒤에 배열되고, 상기 제2 날실(13)을 통과시키고 Z-방향으로 상기 제2 날실(13)을 편향시키기 위한 더 작은 높이를 갖는 하나 이상 바람직하게는 정확히 하나의 잉아 눈(23)을 갖고, 적어도 상기 제1 날실(11)의 위치-고정된 또는 편향-자유로운 관통-안내를 위해 상기 하나 이상의 잉아 눈(23)의 위 또는 아래에 배열되고 Z-방향으로 연장하는 더 큰 높이를 갖는 하나 이상의 세장형 구멍(33b)을 가지는 하나 이상의 후미 잉아(3)가 설치되는 단계;
하나 이상의 중간 잉아(2)가 상기 잉아(1, 2, 3)의 열들에서 상기 선두 및 후미 잉아(1, 3) 사이에 설치되어, 서로의 위로 연속하는 전체적으로 3개 이상의 날실(11, 12, 13)을 Z-방향으로 안내하고, 이로써 상기 하나 이상의 중간 잉아(2)는 관련된 제3 날실(12)의 안내 및 편향을 위한 하나 이상 바람직하게는 정확히 하나의 잉아 눈(22)과, 적어도 상기 제1 및 제2 날실(11, 13)의 편향-자유로운 관통-안내를 위해 각각의 상기 하나 이상의 잉아 눈(22)의 위에 있는 세장형 구멍(32a) 및 아래에 있는 세장형 구멍(32b)을 포함하고, 이로써 상기 날실들의 연속 방향에 있는 상기 제1 및 제2 날실(11, 13)은 선두 또는 각각 후미 잉아(1, 3) 또는 후미 또는 각각 선두 잉아(3, 1)의 각각의 하나 이상의 잉아 눈(21, 23)으로 관통되고, 나머지 날실들(12)은 상기 제1 및 제2 날실(11, 13) 사이에 놓이며, 따라서 단 하나의 중간 잉아(2)의 경우의 상기 제3 날실(12)은 상기 중간 잉아(2)의 각각의 하나 이상의 잉아 눈(22)을 통해 증가하거나 감소하는 순서로 안내되는 단계; 및
상기 선두, 하나 이상의 중간 및 후미 잉아들(1, 2, 3)의 Z-방향으로의 상호간의 반복된 상대 이동에 의해 교대로 형성된 직기 개구(35, 36, 37, 38)가, 상기 씨실의 삽입을 목적으로, 서로의 위로 연속하는 상기 3개 이상의 제1, 제2 및 제3 날실들(11, 13, 12) 사이에 형성되는 단계;
를 포함하는. 직물 제조 방법.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 날실(12)은 상기 제1 및 제2 날실(11, 13)과 상기 씨실(16)에 의해 위와 아래로부터 완전히 덮이는, 직물 제조 방법.
제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 날실(12)의 상기 제1 및 제2 날실(11, 13)에 대한 질량 및 체적 비율은 전체 직물 표면에 걸쳐 일정하게 설정되고,
상기 비율은 상기 제1 및 제2 날실(11, 13)의 두께의 선택에 의해 특별히 조정 가능한, 직물 제조 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 직물 및/또는 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따라 제조된 직물을 가공하는 방법으로서,
상기 직물(18)은 굽은 또는 달리 구성된 3차원 구조체 위에 드레이핑(draping)하여 적용되는, 직물 가공 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 직물 및/또는 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따라 제조된 직물을 가공하는 방법으로서,
상기 직물(18)은 제1 및 제2 날실(11, 13)과 바람직하게는 하나 이상의 열가소성 재료를 갖는 씨실(16)을 함유하고,
상기 하나 이상의 열가소성 재료의 융점보다 높게 가열함으로써 상기 직물이 3차원 구조체로 변형되는, 직물 가공 방법.
제 17 항 또는 제 18 항에 따른 방법으로 제조되는 성형된 구조적 컴포넌트.