KR20180111925A - 다수의 경사 열들 및 종광 열들을 사용한 다층 제품의 제직 - Google Patents

Abstract

경사 섬유를 배치하기 위한 1개 이상의 경사 열들 및 상기 경사 섬유를 엮기 위한 종광들을 위한 1개 이상의 종광 열들을 갖는, 다층 제품의 제직용 장치가 개시된다. 상기 제직 장치는, 분수인, 경사 열들 및 종광 열들의 수적 비를 갖는다. 그리고, 경사 섬유들의 일부분은 상기 분수를 기초로 1개 이상의 종광 열들 상의 종광들을 통해 엮일 수 있다. 인접 경사 섬유들이 세그먼트화되고, 이들이 상기 분수를 기초로 종광 열들 상의 종광들을 통해 엮이는, 다층 제품의 제직 방법이 개시된다.

Description

다수의 경사 열들 및 종광 열들을 사용한 다층 제품의 제직

본 발명은 종광 열(heddle column)들에 의해 제어되는 경사 섬유(warp fiber)들의 열들로부터 제직된 다층 제품의 제직에 관한 것이다. 특히, 경사 열들의 수 대 종광 열들의 수의 비는 분수이다.

구조 성분을 제조하기 위한 강화 복합 재료의 사용은 현재, 특히 그들의 추구되는 바람직한 특성이 경량, 강성, 인성, 내열성, 자기지지성, 및 성형 및 형상화에 대한 적응성인 응용 분야에서 널리 퍼져있다. 이러한 성분은, 예를 들어 항공, 항공우주, 위성, (레이싱 보트 및 자동차에서와 같은) 레크리에이션 용도(recreational use) 및 다른 응용 분야에 사용된다.

전형적으로 이러한 성분은 매트릭스 재료에 매립된(embedded) 강화 재료로 이루어진다. 강화 성분은 유리, 탄소, 세라믹, 아라미드, 폴리에틸렌, 및/또는 목적하는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 특성들 (이 중 주된 것은 응력 파괴에 대항하는 큰 강도임)을 나타내는 다른 재료와 같은 재료로부터 제조될 수 있다. 궁극적으로 완성된 성분의 구성성분 요소가 되는 이러한 강화 재료의 사용을 통해, 초고강도와 같은 강화 재료의 목적하는 특성이 완성된 복합 성분에 부여된다. 구성성분 강화 재료는, 예를 들어 다층 예비성형체 구조체로 제직될 수 있다.

제직은 제직 구조체를 생성하기 위해 수세기 동안 이용되어 왔다. 제직 구조체는 하기의 2종의 카테고리에 속하는 실(thread), 사(yarn) 또는 섬유를 교착시킴(interlacing)으로써 형성된다: (i) 식서(selvedge) 또는 에지(edge)에 평행하며, 하기 (ii)와 교착되거나 또는 "제직되는" "경사" 실, 사 또는 섬유 (때때로 기계 방향 또는 MD로 불림) 및 (ii) 수직의 일련의 "위사" 실, 사 또는 섬유 (때때로 교차 기계 방향 또는 CD로 불림). 전형적으로, 경사 및 위사의 실 또는 섬유는 직기(weaving loom) 상에서 교착되어 제직 구조체를 생성한다. 가장 간단한 제직 패턴은 각각의 위사 실, 사 또는 섬유가 경사 실 또는 섬유의 위아래로 연속하여 통과하는 교대하는 패턴으로 이루어진다. 보다 복잡한 구조체는, 추가의 사(yarn)가 다층 구조체에서 경사 및 위사를 접결(bind)하도록 3차원으로 제직 (3D 제직)된다.

관례상, 직기는 제직 공정 내에서 3종의 주요한 운동(motion)을 이용한다: i) 개구(shedding), (ii) 위입(picking) 및 (iii) 바디침(beating-up). 개구운동은, 예를 들어 북(shuttle)에 의해 위사 섬유의 통과를 위한 경사 섬유의 그룹들 사이에 삼각형 틈(opening)을 형성하는 것을 포함한다. 위입운동은 개구(shed)를 통해 위사 섬유를 통과시키는 것을 포함한다. 그리고, 바디침은 빗(comb)형 바디(reed)를 사용하여 반복하는 제직 패턴에서 위사 섬유들을 서로에 목적하는 만큼 근접하게 패킹하는 것을 포함한다.

통상적으로, 자카드(Jacquard) 제직에서, 경사 섬유들을 분리하고, 위사 섬유가 통과할 수 있는 개구, 또는 삼각형 틈 또는 공간을 형성하는 데 사용되는 제직 성분은 종광(heddle)으로 불린다. 종광의 수직 위치의 제어는 개구의 형성을 제어한다. 하나의 세트의 경사 섬유들을 또 다른 세트에 대해 들어올림(lifting)으로써 개구 틈(shed opening)이 형성될 수 있다. 대안적으로, 하나의 세트의 섬유들이 중립 위치(neutral position)로부터 들어올려질 수 있고, 남아있는 섬유는 동일한 중립 위치로부터 낮춰진다. 일부 경우에, 교대하는 경사 섬유들은 인접 섬유들에 대하여 들어올려진다. 또는, 제직 구조체에서 위사 섬유들과 함께 목적하는 패턴을 형성하기 위해 다수의 연속적인 섬유들이 함께 들어올려지거나 또는 올려지지 않는다.

통상적으로, 종광은 경사 섬유가 통과하는 적절한 크기의 구멍(eye) 또는 틈을 갖는 금속, 와이어, 꼬여진 와이어, 중합체 조물(polymeric braid), 압축된 시트 금속, 폴리에스테르, 또는 스트링으로부터 제조된 연장된(elongated) 구조체이다. 종광의 상부 및 하부는, 이들이 종광 하니스(harness) 또는 종광 열로 불리는 성분에 부착되거나, 연결되거나 또는 장착되도록(mounted) 하는 구조를 갖는다. 대체로, 경사 섬유는 직기의 일 단부 상에서 경사 빔(warp beam) 또는 경사 크릴(warp creel)로부터 연장되고, 종광을 통해 통과하고, 직기의 다른 단부에서 또 다른 빔 또는 직물 열에 부착된다. 위사 섬유가 경사 섬유들에 의해 형성된 개구를 통해 통과한 후, 바디를 사용하여 위사 및 경사 섬유를 목적하는 패턴 및 밀도로 바디침하거나 또는 조여지게 한다.

제직 구조체의 하나의 특성은 제직된 재료 폭의 인치당 경사 섬유의 수이다. 제직 용어학에서, 가로방향(width-wise) 인치당 경사 섬유의 수는 인치당 덴트(dent) 또는 "dpi"로서 알려져 있다. 예를 들어, 가로 인치당 12개의 경사 섬유를 갖는 제직 구조체는 12 dpi 재료로서 지칭될 것이다.

보통, 직기는 제조되는 제직 구조체에 맞게 선택된 적합한 종광-열(heddle-column) 기하구조를 갖는다. 예시적 설명에 의해, 제조되는 제직 구조체가 12 dpi를 가져야 하는 경우, 종광 열은 인치당 12개의 종광을 가질 수 있다. 각각의 경사가 1개의 종광을 통해 통과하기 때문에, 제직된 재료의 dpi는 인치 폭당 종광의 수, 또는 종광 열 상에서의 종광 간격(heddle spacing)을 결정한다.

전형적으로, 예비성형체에 사용되는 제직 구조체는 다층 3D 구조체이다. 즉, 수평면으로부터 볼 때, 경사들의 다수의 층들이 발견될 수 있다. 예를 들어, 32층 제직 구조체에서, 수평 절단부(horizontal cut)로부터 볼 때 재료의 두께를 관통하여 32개의 경사가 존재할 것이다. 이러한 경사 섬유는 통상적으로 32층 제직 구조체가 경사 열(warp column)당 32개의 경사 섬유를 갖도록 열들로 배열된다.

예비성형체를 위한 다층 구조체를 제직하는 경우, 제직 장치 기하구조는 종광-열 간격에 목적하는 경사-열 간격을 달성하기 위한 정수가 곱해질 수 있도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 가로 인치당 12개의 경사 섬유 또는 12 dpi를 갖는 32층 예비성형체를 목적하는 경우, 제직 장치는 32개의 종광을 갖는 종광 열을 가질 수 있으며, 여기서 종광 간격은 인치당 12개의 종광일 것이다. 따라서, 1개의 경사 열 상의 섬유들은 1개의 종광 열 상의 종광들을 통해 엮일(lace) 것이다. 대안적으로, 종광 간격이 인치당 6개의 종광인 64개의 종광을 갖는 종광 열이 사용될 수 있다. 열당 64개의 종광의 경우, 2개의 경사 열들 상의 섬유들은 하나의 종광 열 상의 종광들을 통해 엮일 것이다. 높은 경사 섬유 카운트(count)를 갖는 다층 제직 구조체의 일부 상황에서, 1개의 종광 열이 1개의 경사 열을 제직하는 제직 장치를 구성하는 것은 효율적으로 제직하기에 과도하게 많은 경사 및 위사 섬유 혼잡을 가질 수 있다. 1개의 종광 열이 2개의 경사 열들을 제직하는 제직 장치를 구성하는 경우, 종광의 깊이는 커서 매우 작은 개구 틈이 형성될 수 있으며, 이는 불량한 경사 제어 및 제직에서의 어려움을 낳는다.

본 개시는, 예를 들어 경사 및 위사 섬유 혼잡을 감소시키고, 보다 양호한 경사 제어를 증가시키고, 제직을 위한 적절한 개구 틈을 가짐으로써 다층 제품의 효율적인 제직을 가능하게 하는 경사 열 및 종광 열 구성을 갖는 제직 장치를 제공할 수 있다.

용어 "섬유", "실" 및 "사"는 본 개시에서 상호교환가능하게 사용된다. "섬유", "실" 및 "사"는, 예를 들어 모노필라멘트(monofilament), 멀티필라멘트사(multifilament yarn), 가연사(twisted yarn), 멀티필라멘트 토우(tow), 텍스쳐사(textured yarn), 조물 토우(braided tow), 코팅사(coated yarn), 2성분 모노필라멘트사, 뿐만 아니라 연신 파단 섬유(stretch broken fiber)로부터 제조된 사를 지칭할 수 있다. "섬유" 및 "사"는 또한 유리, 탄소, 세라믹, 아라미드, 폴리에틸렌, 및/또는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 특성들 (이 중 주된 것은 응력 파괴에 대항하는 큰 강도임)을 나타내는 다른 재료를 지칭할 수 있다.

본 개시는, 경사 섬유를 배치하기 위한 1개 이상의 경사 열들 및 경사 섬유를 엮기 위한 종광을 배치하기 위한 1개 이상의 종광 열들을 갖는, 다층 제품의 제직용 장치를 제공할 수 있다. 본 개시는, 분수인, 경사 열들 및 종광 열들의 수적 비(numerical ratio)를 제공할 수 있으며, 여기서 상기 분수를 기초로 경사 섬유들의 일부분이 1개 이상의 종광 열들 상의 종광들을 통해 엮일 수 있다.

본 개시는, 분수인, 경사 열들 및 종광 열들의 수적 비를 갖는 다층 제품의 제직용 장치를 제공할 수 있으며, 여기서 경사 열들의 수는 적어도 3의 높은 경사 열 카운트이며, 종광 열들의 수는 상기 높은 경사 열 카운트보다 더 적다. 그리고, 본 개시는, 다층 제품에서의 층 수에 상기 분수를 곱하고, 종광 열들의 수를 추가로 곱한 것이 다층 제품에서의 층 수에 상기 높은 경사 열 카운트를 곱한 것과 적어도 동일하도록 각각의 경사 열 상의 경사 섬유의 수가 다층 제품에서의 층 수와 동일한 경우를 제공할 수 있다.

본 개시는 0.1 내지 10.5의 분수를 제공할 수 있으며, 당업계의 통상의 기술자에 의해 보다 흔히 1.5 내지 4.5로서 이해될 것이다. 본 개시는 2개 이상의 층을 갖는 다층 제품을 제공할 수 있다.

본 개시는 종광 열들에 대한 경사 열들의 수적 비가 분수인 1개 이상의 경사 열들 및 1개 이상의 종광 열들을 갖는 제직 장치를 갖는 단계를 갖는 다층 제품의 제직 방법을 제공할 수 있다. 그리고, 여기서, 인접 경사 섬유들을 세그먼트화하는 단계 및 세그먼트화된 경사 섬유들을 상기 분수를 기초로 종광 열들 상의 종광들을 통해 엮는 단계가 존재한다. 본 개시는 종광 열들 상의 종광들을 통해 엮이는 경사 섬유를 종광으로 제어하는 단계를 제공할 수 있다.

본 개시, 이의 작동 이점 및 이의 사용에 의해 획득되는 특정 물체의 보다 나은 이해를 위해, 본 발명의 비제한적인 예시적 구현예들이 예시되는 첨부의 서술적 내용을 참조한다.

본 개시에서 용어 "포함하는(comprising)" 및 "포함하다(comprise)"는 "포함하는(including)" 및 "포함하다(include)"를 의미할 수 있거나 또는 미국 특허법에서 용어 "포함하는(comprising)" 또는 "포함하다(comprise)"에 통상적으로 주어진 의미를 가질 수 있다. 청구범위에서 사용되는 경우 용어 "본질적으로 이루어진" 또는 "본질적으로 이루어지다"는 미국 특허법에서 이들에 주어진 의미를 갖는다.

본 개시의 보다 나은 이해를 제공하기 위해 포함되는 첨부 도면은 본 명세서에 통합되어 이의 부분을 구성한다. 제시된 도면은 본 발명의 상이한 비제한적인 구현예들을 도시하며, 설명과 함께 본 개시의 원리를 설명하는 역할을 한다. 도면에서,
도 1은 3개의 경사 열들 및 2개의 종광 열들을 갖는 제직 장치를 도시하고;
도 2는 하나의 종광 열 상의 종광들을 통해 엮이는 경사 섬유의 모식도이고;
도 3은 2개의 종광 열들의 상면도 및 경사 섬유를 갖는 5개의 경사 섬유 열들의 횡단도(transverse view)의 모식도이고;
도 4는 3개의 종광 열들의 상면도 및 경사 섬유를 갖는 5개의 경사 섬유 열들의 횡단도의 모식도이고;
도 5는 5개의 종광 열들의 상면도 및 경사 섬유를 갖는 2개의 경사 섬유 열들의 횡단도의 모식도이고;
도 6은 2개의 종광 열들의 상면도 및 경사 섬유를 갖는 3개의 경사 섬유 열들의 횡단도의 모식도이다.

다층 예비성형체의 제직을 용이하게 하는 경사 열들 카운트 및 종광 열들 카운트를 갖는 제직 장치의 예시적인 구현예가 개시되며, 여기서 종광 열들에 대한 경사 열들의 비는 분수이고, 상기 분수를 기초로 경사 섬유들의 일부분이 1개 이상의 종광 열들 상의 종광들을 통해 엮일 수 있고, 이는 선행기술의 경우보다 더 양호하며 더 적절한 개구 스페이스(shed space) 및 효율적인 제직을 가능하게 한다.

도 1로 돌아가, 이는 2개의 종광 열들(104, 105) 및 3개의 경사 열들(101, 102, 103)을 갖는 4층의 다층 예비성형체를 제직하기 위한 예시적인 제직 장치를 도시한다. 종광 열들에 대한 경사 열들의 비는 경사 열들의 수를 종광 열들의 수로 나눔으로써 결정된 바와 같은 1과 1/2이다. 도 1은 경사 섬유가 종광 열들 상의 종광들을 통해 엮이는 것을 도시한다. 경사 열(101)은 4개의 예시적인 경사 섬유(106, 107, 108, 109)를 도시한다. 경사 열(102)은 4개의 예시적인 경사 섬유(110, 111, 112, 113)를 도시한다. 그리고, 경사 열(103)은 4개의 예시적인 경사 섬유(114, 115, 116, 117)를 도시한다. 랩핑(wrapping)에 의해 경사 열들 둘레에 경사 섬유를 배치하는 것은 경사 섬유가 각각의 경사 열 상에 배치될 수 있는 비제한적인 방식을 나타낸다. 추가적으로, 4층의 다층 예비성형체 및 각각의 경사 열 상에 4개의 경사 섬유를 갖는 것은 도시의 명료성을 위해 선택된 비제한적인 예이다.

도 1은 종광들을 통해 경사 섬유를 엮는 것을 도시한다. 도 1은 경사 열(101)로부터 연장하여 종광 열(104) 상의 종광들(118 내지 121)을 통과하는 경사 섬유(106 내지 109)를 도시한다. 경사 섬유(110 및 111)는 경사 열(102)로부터 연장하여 종광 열(104) 상의 종광들(122 내지 123)을 통과한다. 경사 섬유(112 내지 113)는 경사 열(102)로부터 연장하여 종광 열(105) 상의 종광들(124 내지 125)을 통해 통과한다. 경사 섬유(114 내지 117)는 경사 열(103)로부터 연장하여 종광 열(105) 상의 종광들(126 내지 129)을 통과한다.

도 1은, 종광 열 상의 종광들을 통해 엮인 경사 열들 상의 경사 섬유의 수가 종광 열들의 수에 대한 경사 열들의 수로서의 분수를 반영하도록 경사 섬유를 엮는 방법을 도시한다. 예를 들어, 도 1은 종광 열들의 수에 대한 경사 열들의 수로서의 1과 1/2의 분수를 나타낸다. 도 1은 경사 열(101) 상의 모든 4개의 경사 섬유 및 경사 열(102) 상의 경사 섬유의 2개의 경사 섬유 또는 상기 경사 열(102) 상의 경사 섬유의 절반이 종광 열(104) 상의 종광들을 통해 엮이는 것을 또한 도시한다. 도 1은 경사 열(103) 상의 모든 4개의 경사 섬유 및 경사 열(102) 상의 경사 섬유의 2개의 경사 섬유 또는 상기 경사 열(102) 상의 경사 섬유의 절반이 종광 열(105) 상의 종광들을 통해 엮이는 것을 도시한다. 따라서, 경사 섬유의 수의 1과 1/2가 하나의 종광 열 상의 종광들을 통해 엮인다.

도 2는 경사 섬유(206)가 그를 통해 엮일 수 있는 천공(aperture)(204)의 비제한적인 예를 갖는 종광 열들(202)에 부착된 종광들(200)을 도시한다.

도 3으로 돌아가, 2개의 종광 열들(301, 302) 및 5개의 경사 열들(303 내지 307)이 구비된 제직 장치 상에서 60층의 다층 예비성형체가 제직된다. 종광 열들에 대한 경사 열들의 비는 경사 열들의 수를 종광 열들의 수로 나눔으로써 결정된 바와 같은 2와 1/2이다. 도 3은 2개의 종광 열들(301 및 302)의 상면도를 도시한다. 각각의 종광 열은 150개의 종광을 갖는다. 도 3은 5개의 경사 열들(303 내지 307)의 횡단도를 도시한다. 각각의 경사 열은 60개의 경사 섬유를 갖는다. 각각의 경사 섬유는 종광 열들(301, 302) 중 1개 상의 종광을 통해 엮인다.

도 3은, 종광 열 상의 종광들을 통해 엮인 경사 열들 상의 경사 섬유의 수가 종광 열들의 수에 대한 경사 열들의 수로서의 분수를 반영하도록 경사 섬유를 엮는 방법을 도시한다. 예를 들어, 도 3은 경사 열들(303, 304) 각각 상의 모든 60개의 경사 섬유가 종광 열(301) 상의 종광들을 통해 엮이는 제직 장치를 도시한다. 도 3은 경사 열(305) 상의 경사 섬유의 30개 또는 절반이 종광 열(301) 상의 종광들을 통해 엮이는 것을 도시한다. 도 3은 경사 열(305) 상의 경사 섬유의 나머지 30개 또는 절반이 종광 열(302) 상의 종광들을 통해 엮이는 것을 도시한다. 도 3은 경사 열들(306 및 307) 각각 상의 모든 60개의 경사 섬유가 종광 열(302) 상의 종광들을 통해 엮이는 것을 도시한다. 따라서, 하나의 경사 열 상의 경사 섬유의 2.5배의 경사 섬유가 종광 열 상의 종광들을 통해 엮인다.

또한, 본 개시는 경사 열 상의 인접 경사 섬유들을 종광 열 상의 인접 종광들을 통해 엮는 방법을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3은, 경사 열(303) 상의 인접 경사 섬유들은 종광 열(301)에서의 인접 종광들을 통해 엮이고(308), 경사 열(304) 상의 인접 경사 섬유들은 종광 열(301)에서의 인접 종광들을 통해 유사하게 엮이는(309) 것을 도시한다. 도 3은, 경사 열(305) 상의 인접 경사 섬유들은 종광 열(301)에서의 인접 종광들을 통해 엮이고(310), 경사 열(305) 상의 인접 경사 섬유들은 종광 열(302)에서의 인접 종광들을 통해 엮이는(311) 것을 도시한다. 도 3은, 경사 열(306) 상의 인접 경사 섬유들은 종광 열(302)에서의 인접 종광들을 통해 엮이고(312), 경사 열(307) 상의 인접 경사 섬유들은 종광 열(302)에서의 인접 종광들을 통해 엮이는(313) 것을 도시한다.

또한, 본 개시는 종광 열들의 수에 대한 경사 열들의 수로서의 분수에 다층 예비성형체에서의 층 수를 곱함으로써 결정될 수 있는, 각각의 종광 열 상에서의 종광의 수를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 2와 1/2의 분수 및 60층의 다층 예비성형체를 위한 제직 장치를 도시한다. 2와 1/2(2.5)에 60을 곱하는 것은 150과 동일하다. 따라서, 도 3은 각각의 종광 열 상의 150개의 종광들을 도시한다. 본 개시는 각각의 종광 열 상의 종광들의 수에 제직 장치에서의 종광 열들의 총 수를 곱함으로써 결정된 바와 같은 종광들의 총 수를 제공할 수 있다. 일례로서, 도 3은 각각의 종광 열 상의 150개의 종광들 및 2개의 종광 열들을 도시하며, 따라서 이는 300개의 총 종광들과 동일하다.

또한, 본 개시는 다층 예비성형체에서의 층 수와 동일한, 각각의 경사 열 상의 경사 섬유의 수를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 각각의 경사 열 상의 60개의 경사 섬유를 갖는 60층의 다층 예비성형체를 위한 제직 장치를 도시한다. 본 개시는 각각의 경사 열 상의 경사 섬유의 수에 경사 열들의 총 수를 곱함으로써 결정된 바와 같은 경사 섬유의 총 수를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 각각의 경사 열 상의 60개의 경사 섬유를 갖는 제직 장치에서의 5개의 경사 열들을 도시하며, 이들은 곱해지는 경우 300개의 총 경사 섬유와 동일하다.

본 개시는 경사 섬유의 총 수와 동일하거나 또는 대략적으로 동일한 종광들의 총 수를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 종광 열들(301, 302) 각각 상의 150개의 종광들 - 300개의 총 종광들 - 및 경사 열들(303 내지 307) 상의 300개의 경사 섬유를 갖는 60층의 다층 예비성형체를 위한 제직 장치를 도시한다.

본 개시는 또한, 분수인, 종광 열들에 대한 경사 열들의 비를 갖는 제직 장치를 제공할 수 있으며, 여기서 각각의 경사 열 상의 경사 섬유의 수에 상기 분수를 곱한 다음, 종광 열들의 총 수를 추가로 곱하는 경우 이는 경사 열들의 수를 곱한 다층 예비성형체에서의 층 수와 적어도 동일하도록 각각의 경사 열 상의 경사 섬유의 수가 다층 제품에서의 층 수와 동일하다. 예를 들어, 도 3은, 60 (각각의 경사 열 상의 경사 섬유)에 2와 1/2 (분수)를 곱한 것이 150 (각각의 종광 열 상의 종광)과 동일하며, 이에 2 (총 종광 열들)를 추가로 곱하는 경우, 60 (다층의 층들)에 5 (총 경사 열들)를 곱한 것과 동일함을 도시한다.

도 4로 돌아가, 3개의 종광 열들(401, 402, 403) 및 5개의 경사 열들(404 내지 408)를 구비한 제직 장치 상에서 40층의 다층 예비성형체가 제직된다. 종광 열들에 대한 경사 열들의 비는 경사 열들의 수를 종광 열들의 수로 나눔으로써 결정된 바와 같은 1과 2/3이다. 도 4는 3개의 종광 열들(401 내지 403)의 상면도를 도시한다. 각각의 종광 열은 67개의 종광들을 갖는다. 도 4는 5개의 경사 열들(404 내지 408)의 횡단도를 도시한다. 각각의 경사 열은 40개의 경사 섬유를 가지며, 이는 다층 예비성형체에서의 층 수와 동일하다. 각각의 경사 섬유는 종광 열들(401 내지 403) 중 1개 상의 종광을 통해 엮인다.

도 4는, 종광 열 상의 종광들을 통해 엮인 경사 열들 상의 경사 섬유의 수가 종광 열들의 수에 대한 경사 열들의 수로서의 분수를 반영하도록 경사 섬유를 엮는 방법을 도시한다. 예를 들어, 도 4는, 경사 열(404) 상의 모든 경사 섬유 및 경사 열(405) 상의 경사 섬유의 2/3가 종광 열(401) 상의 종광들을 통해 엮이는(409, 410) 제직 장치를 도시한다. 도 4는 경사 열(405) 상의 경사 섬유의 1/3 및 경사 열(407) 상의 경사 섬유의 1/3 및 경사 열(406) 상의 모든 경사 섬유가 종광 열(402) 상의 종광들을 통해 엮이는(411, 412, 413) 것을 도시한다. 도 4는 경사 열(407) 상의 경사 섬유의 2/3 및 경사 열(408) 상의 모든 경사 섬유가 종광 열(403) 상의 종광들을 통해 엮이는(414, 415) 것을 도시한다. 따라서, 경사 열들 상의 경사 섬유의 1과 2/3가 종광 열 상의 종광들을 통해 엮인다.

도 4에서의 각각의 종광 열 상의 종광들의 수는 1과 2/3 분수 (종광 열들에 대한 경사 열들로서의)에 40 (다층 예비성형체에서의 층 수)을 곱함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 도 4는 가장 가까운 정수로 반올림된 바와 같은, 종광 열당 67개의 종광들을 도시한다. 종광들의 총 수는, 각각의 종광 열 상의 종광들의 수에 종광 열들의 총 수를 곱함으로써 결정된 바와 같이 201이다. 경사 섬유의 총 수는, 다층 예비성형체에서의 층 수 또는 40개의 층에 경사 열들의 총 수 또는 5개의 경사 열들을 곱함으로써 결정된 바와 같이 200이다. 따라서, 도 4는, 경사 열들 상의 경사 섬유의 총 수는 분수 반올림(fractional rounding)을 제외하고 종광 열들 상의 종광들의 총 수와 대략적으로 동일하다는 것을 도시한다. 그러나, 종광들의 수는 경사 섬유를 수용하기 위한 종광들의 충분한 수를 보장하기 위해 가장 가까운 정수로 반올림된다는 것에 유의한다.

도 5로 돌아가, 5개의 종광 열들(501 내지 505) 및 2개의 경사 열들(506 내지 507)을 구비한 제직 장치 상에서 25층의 다층 예비성형체가 제직된다. 종광 열들에 대한 경사 열들의 비는 경사 열들의 수를 종광 열들의 수로 나눔으로써 결정된 바와 같은 2/5이다. 도 5는 5개의 종광 열들(501 내지 505)의 상면도를 도시한다. 각각의 종광 열은 10개의 종광들을 갖는다. 도 5는 2개의 경사 열들(506 내지 507)의 횡단도를 도시한다. 각각의 경사 열은 25개의 경사 섬유를 가지며, 이는 다층 예비성형체에서의 층 수와 동일하다. 각각의 경사 섬유는 종광 열들(501 내지 505) 중 1개 상의 종광을 통해 엮인다.

도 5는, 종광 열 상의 종광들을 통해 엮인 경사 열들 상의 경사 섬유의 수가 종광 열들의 수에 대한 경사 열들의 수로서의 분수를 반영하도록 경사 섬유를 엮는 방법을 도시한다. 예를 들어, 도 5는, 모든 경사 섬유들 중 10개 (25개의 2/5)가 종광 열 상의 종광들을 통해 엮이는 제직 장치를 도시한다. 예를 들어, 경사 열(506) 상의 10개의 경사 섬유는 종광 열(501) 상의 종광들을 통해 엮인다(508). 경사 열(506) 상의 10개의 경사 섬유는 종광 열(502) 상의 종광들을 통해 엮인다(509). 경사 열(506) 상의 5개의 경사 섬유는 종광 열(503) 상의 종광들을 통해 엮인다(510). 경사 열(507) 상의 5개의 경사 섬유는 종광 열(503) 상의 종광들을 통해 엮인다(511). 경사 열(507) 상의 10개의 경사 섬유는 종광 열(504) 상의 종광들을 통해 엮이고(512), 경사 열(507) 상의 10개의 경사 섬유는 종광 열(505) 상의 종광들을 통해 엮인다(513). 따라서, 경사 열들 상의 경사 섬유의 2/5가 종광 열 상의 종광들을 통해 엮인다.

도 5에서의 각각의 종광 열 상의 종광들의 수는 2/5 분수 (종광 열들에 대한 경사 열들의 비)에 25 (다층 예비성형체에서의 층 수)를 곱함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 도 5는 종광 열당 10개의 종광들을 도시한다. 종광들의 총 수는, 각각의 종광 열 상의 종광들의 수에 종광 열들의 총 수를 곱함으로써 결정된 바와 같은 50이다. 경사 섬유의 총 수는, 다층 예비성형체에서의 층 수 또는 25에 경사 열들의 총 수 또는 2개의 경사 열들을 곱함으로써 결정된 바와 같은 50이다. 경사 열들 상의 경사 섬유의 총 수는 종광 열들 상의 종광들의 총 수와 동일하다.

도 6으로 돌아가, 2개의 종광 열들(601, 602) 및 3개의 경사 열들(603 내지 605)을 구비한 제직 장치 상에서 32층의 다층 예비성형체가 제직된다. 종광 열들에 대한 경사 열들의 비는 1과 1/2이다. 도 6은 2개의 종광 열들(601, 602)의 상면도를 도시한다. 각각의 종광 열은 48개의 종광들을 갖는다. 도 6은 3개의 경사 열들(603 내지 605)의 횡단도를 도시한다. 각각의 경사 열은 32개의 경사 섬유를 가지며, 이는 다층 예비성형체에서의 층 수와 동일하다. 각각의 경사 섬유는 종광 열들(601 내지 602) 중 1개 상의 종광을 통해 엮인다.

도 6은, 종광 열 상의 종광들을 통해 엮인 경사 열들 상의 경사 섬유의 수가 종광 열들의 수에 대한 경사 열들의 수로서의 분수를 반영하도록 경사 섬유를 엮는 방법을 도시한다. 예를 들어, 도 6은, 경사 열(603) 상의 경사 섬유 중 모두 또는 32개 및 경사 열(604) 상의 경사 섬유의 절반 또는 16개가 종광 열(601) 상의 종광들을 통해 엮이는(606, 607) 제직 장치를 도시한다. 도 6은, 경사 열(604) 상의 경사 섬유의 나머지 절반 또는 16개는 종광 열(602) 상의 종광들을 통해 엮이고(608), 경사 열(605) 상의 경사 섬유의 모두 또는 32개는 종광 열(602) 상의 종광들을 통해 엮이는(609) 것을 도시한다. 따라서, 경사 열들 상의 경사 섬유의 1과 1/2가 종광 열 상의 종광들을 통해 엮인다.

도 6에서의 각각의 종광 열 상의 종광들의 수는 1과 1/2 분수 (종광 열들에 대한 경사 열들의 비)에 32 (다층 예비성형체에서의 층 수)를 곱함으로써 결정될 수 있으며, 이는 종광 열당 48개의 종광들과 동일하다. 종광들의 총 수는 각각의 종광 열 상의 종광들의 수 또는 48에 종광 열들의 총 수 또는 2를 곱함으로써 결정된 바와 같은 96이다. 경사 섬유의 총 수는 다층 예비성형체에서의 층 수 또는 32에 경사 열들의 총 수 또는 3을 곱함으로써 결정된 바와 같은 96이다. 경사 열들 상의 경사 섬유의 총 수는 종광 열들 상의 종광들의 총 수와 동일하다.

본 개시는 제1 경사 열(603) 상의 모든 경사 섬유를 제1 종광 열(601)의 상부 부분 상의 인접 종광들을 통해 엮는 단계(606), 제2 경사 열(604) 상의 경사 섬유의 상부 절반을 제1 종광 열(601)의 하부 부분 상의 인접 종광들을 통해 엮는 단계(607), 제2 경사 열(604) 상의 경사 섬유의 하부 절반을 제2 종광 열(602)의 상부 부분 상의 인접 종광들을 통해 엮는 단계(608) 및 제3 경사 열(605) 상의 모든 경사 섬유를 제2 종광 열(602)의 하부 부분 상의 인접 종광들을 통해 엮는 단계(609)를 제공할 수 있다.

본 개시는, 분수인 수적 비를 갖는 다수의 경사 열들 및 다수의 종광 열들을 갖는 장치를 사용하여 다층 예비성형체를 위한 위사 섬유를 효율적으로 제직하기 위한 적절한 개구 스페이스(shed space)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 당업계의 통상의 기술자에 의해 이해될 바와 같이 적어도 3개의 경사 열들의 높은 경사 열 카운트, 더 적은 종광 열들, 및 분수로서의 이들 사이의 수적 비를 갖는 것은, 그렇지 않은 경우 전형적으로 다층 제품을 제직하는 것을 어렵게 하는 것이 발생하는 불량한 경사 제어 및 작은 개구 틈을 제거한다.

본 발명의 구현예들이 기술되었고, 변형들이 상기 제시되었지만, 이러한 구현예 및 변형은 예시적인 것이며, 본 발명은 이러한 구현예 및 변형에 그 범위가 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다. 예를 들어, 다층 제품에서의 층 수는 변화할 수 있다. 또 다른 비제한적인 예로서, 종광 열들에 대한 경사 열들의 수는 변화할 수 있고, 예를 들어 1.5 비는 2개의 종광 열에 대한 3개의 경사 열, 및 8개의 종광 열에 대한 12개의 경사 열 등을 포함할 수 있다. 따라서, 본원에 기술되지 않은 다양한 다른 구현예 및 수정 및 개선은 하기 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 개시의 범위 내에 속할 수 있다.

Claims (20)

1. 다층 제품 제직용 장치로서,
   경사 섬유(warp fiber)를 배치하기 위한 1개 이상의 경사 열(column)들; 및
   상기 경사 섬유를 엮기(lacing) 위한 종광(heddle)들을 배치하기 위한 1개 이상의 종광 열들을 포함하며,
   상기 경사 열들 및 종광 열들의 수적 비(numerical ratio)는 분수이고,
   상기 경사 섬유들의 일부분은 상기 분수를 기초로 1개 이상의 상기 종광 열들 상의 상기 종광들을 통해 엮일 수(laceable) 있는, 제직용 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 1개 이상의 종광 열 각각 상의 종광을 추가로 포함하고, 상기 종광의 수는 상기 다층 제품에서의 층 수에 상기 분수를 곱한 것과 적어도 동일한, 제직용 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 1개 이상의 경사 열 각각 상의 경사 섬유를 추가로 포함하고, 상기 경사 섬유의 수는 상기 다층 제품에서의 층 수와 동일한, 제직용 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 분수가 0.1 내지 10.5인 제직용 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 다층 제품이 2개 이상의 층을 갖는 제직용 장치.
6. 제1항에 있어서, 경사 섬유를 배치하기 위한 2개 이상의 경사 열을 갖는 제직용 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 1개 이상의 종광 열 각각 상의 종광을 추가로 포함하고, 상기 종광의 수는 상기 다층 제품에서의 층 수에 상기 분수를 곱한 것과 적어도 동일한, 제직용 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 2개 이상의 경사 열 각각 상의 경사 섬유를 추가로 포함하고, 상기 경사 섬유의 수는 상기 다층 제품에서의 층 수와 동일한, 제직용 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 분수가 0.1 내지 10인 제직용 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 분수가 1.5인 제직용 장치.
11. 제10항에 있어서, 엮일 수 있는 경사 섬유의 수가, 경사 섬유의 총 수의 1.5배가 1개의 종광 열 상의 종광들을 통해 엮일 수 있도록 하는 것인 제직용 장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 경사 열의 수가 3이고, 상기 종광 열의 수가 2이고;
    상기 다층 제품이 32층의 다층 제품이고,
    상기 3개의 경사 열 각각이 32개의 경사 섬유를 갖고, 상기 2개의 종광 열 각각이 48개의 종광을 갖는 제직용 장치.
13. 다층 제품 제직용 장치로서,
    종광 열들에 대한 경사 열들의 수적 비로서 분수인 수적 비를 포함하며;
    상기 경사 열들의 수가 적어도 3의 경사 열 카운트(count)이고;
    상기 종광 열들의 수가 상기 경사 열 카운트보다 더 적고;
    상기 경사 열들 각각 상의 경사 섬유의 수는 상기 다층 제품에서의 층 수와 동일하여;
    상기 다층 제품에서의 층 수에 상기 분수를 곱하고, 상기 종광 열들의 수를 추가로 곱한 것이, 상기 다층 제품에서의 층 수에 상기 경사 열 카운트를 곱한 것과 적어도 동일한, 제직용 장치.
14. 하기 단계를 포함하는, 다층 제품의 제직 방법:
    a. 경사 섬유를 배치하기 위한 1개 이상의 경사 열들; 및 종광들을 배치하기 위한 1개 이상의 종광 열들을 갖는 제직 장치를 갖는 단계로서, 상기 종광 열들에 대한 상기 경사 열들의 수적 비는 분수인, 단계;
    b. 인접 경사 섬유들을 세그먼트화하는 단계로서, 상기 세그먼트들이 상기 분수를 기초로 하도록 하는 단계; 및
    c. 상기 세그먼트화된 경사 섬유들을 상기 분수를 기초로 상기 종광 열들 상의 종광들을 통해 엮는(lacing) 단계.
15. 제14항에 있어서, 상기 제직 장치가 2개 이상의 경사 열들을 갖는, 다층 제품의 제직 방법.
16. 제15항에 있어서,
    a. 상기 분수가 1.5이고;
    b. 제1 경사 열 상의 모든 인접 경사 섬유들을 제1 종광 열 상의 인접 종광들을 통해 엮고;
    c. 제2 경사 열 상의 인접 경사 섬유들의 제1 절반을 상기 제1 종광 열 상의 인접 종광들을 통해 엮고,
    d. 상기 제2 경사 열 상의 인접 경사 섬유들의 제2 절반을 제2 종광 열 상의 인접 종광들을 통해 엮고,
    e. 제3 경사 열 상의 모든 경사 섬유들을 상기 제2 종광 열 상의 인접 종광들을 통해 엮고;
    f. 상기 경사 열들 상의 경사 섬유들이 상기 종광 열들 상의 종광들을 통해 엮일 때까지 상기 단계 b 내지 e를 반복하는, 다층 제품의 제직 방법.
17. 제16항에 있어서,
    a. 상기 제1 경사 열 상의 경사 섬유를 상기 제1 종광 열 상의 종광으로 제어하는 단계,
    b. 상기 제2 경사 열 상의 경사 섬유의 제1 절반을 상기 제1 종광 열 상의 종광으로 제어하는 단계,
    c. 상기 제2 경사 열 상의 경사 섬유의 제2 절반을 상기 제2 종광 열 상의 종광으로 제어하는 단계,
    d. 상기 제3 경사 열 상의 경사 섬유를 상기 제2 종광 열 상의 종광으로 제어하는 단계, 및
    e. 상기 경사 열들 상의 경사 섬유가 상기 종광 열들 상의 종광으로 제어될 때까지 상기 단계 b 내지 e를 반복하는 단계를 추가로 포함하는, 다층 제품의 제직 방법.
18. 제16항에 있어서,
    a. 상기 제1 경사 열 상의 모든 경사 섬유가 상기 제1 종광 열의 상부 부분 상의 인접 종광들을 통해 엮이고,
    b. 상기 제2 경사 열 상의 경사 섬유들의 상부 절반이 상기 제1 종광 열의 하부 부분 상의 인접 종광들을 통해 엮이고,
    c. 상기 제2 경사 열 상의 경사 섬유들의 하부 절반이 상기 제2 종광 열의 상부 부분 상의 인접 종광들을 통해 엮이고,
    d. 상기 제3 경사 열 상의 모든 경사 섬유들이 상기 제2 종광 열의 하부 부분 상의 인접 종광들을 통해 엮이고;
    e. 상기 경사 열들 상의 경사 섬유들이 상기 종광 열들 상의 종광들을 통해 엮일 때까지 상기 단계 a 내지 d를 반복하는, 다층 제품의 제직 방법.
19. 제18항에 있어서,
    a. 상기 제직 장치가 3개의 경사 열들 및 2개의 종광 열들을 갖고;
    b. 32개의 인접 경사 섬유들이 상기 제1 종광 열의 상부 부분 상의 32개의 인접 종광들을 통해 엮이고,
    c. 상기 제2 경사 열의 상부 절반 상의 16개의 인접 경사 섬유들이 상기 제1 종광 열의 하부 부분 상의 16개의 인접 종광들을 통해 엮이고,
    d. 상기 제2 경사 열의 하부 절반 상의 16개의 인접 경사 섬유들이 상기 제2 종광 열의 상부 부분 상의 16개의 인접 종광들을 통해 엮이고,
    e. 상기 제3 경사 열 상의 32개의 인접 경사 섬유들이 상기 제2 종광 열의 하부 부분 상의 32개의 인접 종광들을 통해 엮이는, 다층 제품의 제직 방법.
20. 제14항에 있어서,
    a. 경사 열들의 수가 적어도 3의 경사 열 카운트이고;
    b. 종광 열들의 수가 상기 경사 열 카운트보다 더 적은, 다층 제품의 제직 방법.
    

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