JPH0351353A - 均斉にニードリングされた繊維材料から成る三次元構造体の製造方法 - Google Patents

均斉にニードリングされた繊維材料から成る三次元構造体の製造方法

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JPH0351353A
JPH0351353A JP2051922A JP5192290A JPH0351353A JP H0351353 A JPH0351353 A JP H0351353A JP 2051922 A JP2051922 A JP 2051922A JP 5192290 A JP5192290 A JP 5192290A JP H0351353 A JPH0351353 A JP H0351353A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は高性能のブレーキ素子、ロケットモータ部品そ
の他の耐熱性構造を形成するための補強体として使用さ
れる、極めて均斉にニードリング処理された構造体及び
その製造方法に係り、ことに、そのような補強構造体を
形成するための中間織成単位体を提供するものである。
高速車輛、例えばレーシングカー及び航空機のブレーキ
系統に使用されるブレーキディスクは、極めて大きい制
動負荷に服せしめられ、このような負荷に確実に耐え得
るものでなければならない。
ことに、ブレーキディスクは、このような場合にもたら
される高い応力に耐え得る物理的特性を持たねばならな
い。
（従来技術） 複合素材における補強体として使用するための繊維材料
から成る三次元構造体を製造する方法が、米国特許４７
９（１０５２号明細書に記載されている。
これは繊維性シートを重ね合わせて個々的にニードリン
グ処理することを含む。
補強体を形成するべき三次元構造体に要求される均質性
は、個々の層を結束一体化するニードリング処理が、構
造体を構成する連続各層に定常的効果をもたらすもので
なければならない。上記米国特許４７９（１０５２号は
この目的を達成するための特別な方法を開示している。
同様にしてニードリング処理の均斉性も三次元構造体に
要求される均質性をもたらすのに重要であり、また物理
的特性に関して相互に極めて類似する繊維シートを使用
することも重要である。
三次元構造体を形成するために使用される各層は、−船
釣には連続ヤーンもしくはトウから成るカーシング処理
乃至ラップ処理された繊維ウェブを織成体層に接着して
いたが、このようなウェブはその性格上均質性を欠いて
いる。従って三次元構造体の好ましい均質性をもたらす
ことは困難であった。
そこで本発明の目的は、上述した補強構造体を形成する
ための、改善された形態の繊維シートを提供することで
ある。
（発明の要約） 本発明によれば、中間織成単位体を順次重ね合わせたも
のを逐次ニードリングして形成される均斉補強構造体を
製造するために使用される上記単位体を形成する方法に
おいて、密集織成構造体を構成する上記単位体の少くと
も一方の面をけば立て処理することを特徴とする方法が
提供される。
このような密集構造体は織成体であるのが好ましいが、
例えばニードリングされた繊維ウェブも使用されること
ができ、必要に応じて績成体布と合体させてもよく、或
はリールから繰出される平行に間隔を置いた繊維列で補
強したものでもよい。
本発明は、さらに炭素繊維或はセラミック繊維の前駆体
をなす繊維から形成され、一方の表面にけば立て処理し
た中間織成単位体をもその対象とする。これにより上記
した織成構造体が形成される。
（発明の構成） 実施例を図示した添附図面を参照して本発明をさらに具
体的に説明する。
まず第１図において、Ｐ、Ａ、Ｎ、ヤーン（ポリアクリ
ルニトリル、炭素繊維の前駆体）のマルチフィラメント
から成る経糸１２及び緯糸１３から成る織成体１１、こ
とに綾織り織成体が示されている。
この織成体はその両面（一方の面のみが図示されている
）を慣用のけば立て処理に附されてけば１４を形成する
。このけば立ての程度は必要とされるけばの量により決
定される。
織成体の規則的な特性により、けばの密度は本質的に均
斉であり、容易に再現形成され得る。
第１図のけば立てられた織成体は、これを連続する層に
積上げて積層体とし、その厚さ全体に均斉性をもたらす
ようにニードリング、すなわち突刺処理して、所望厚さ
の極めて均質な構造体を構成するために使用される。こ
の処理法は米国特許４７９（１０５２号に開示されてい
るところに従って第２Ａから２Ｃ図に略図的に示されて
いる。第２Ａ図はプラテン２２上に積層体２１を形成す
る中間段階を示すものであって、ニードルバー２４に担
持された上下動ニードル２３が、積層体の最下段層がも
はやニードリング処理に附されておらず、しかもニード
ルは最下方突刺位置に在る。第２Ｂ図及び第２Ｃ図は積
層体が次第に形成されて行くのに対応してプラテン２２
が徐々に下降せしめられ、ニードリング処理は積層体上
方領域のみに限定されて行く状態を示す。積層体形成初
期段階においては、ニードルは積層体中を完全に貫通し
、その先端部分はプラテンに穿設された溝孔２６に係合
する。しかしながら積層体形成が進むに従って、ニード
ル上下動衝程の下方死点に関しプラテンは下降せしめら
れる。積層体の厚さが所望の程度に達するまでニードリ
ング処理は継続される。積層体最上方層２７Ａが最下方
層２７Ｂ及び中間層２７Ｃが受けたのと同程度のニード
リング処理に服せしめられ、その間プラテンは徐々に降
下せしめられる。
このようにしてニードリング処理された織成体は、慣用
の単化処理（酸化前Ｐ、Ａ、Ｎ、を炭素に転化）に附さ
れ、次いで照性炭素に化学物質蒸気を浸透させる慣用の
密集処理に附される。これによりもたらされる材料は荷
重の極めて大きい状態のブレーキパッドとして使用する
のに適する。各層に形成されたけばの規則性は、ブレー
キパッドに高度の均質性をもたらし、パッドに強度及び
応力負荷耐性を与える。
けば自体は、ニードリング装置上に形成された積層体に
さらに次の織成体を重ね合わせる前に高温カレンダー処
理に附され、或は織成構造体外方に、かつこれに直交し
て伸展せしめられるのと同様の状態に維持されるように
処理されるので平坦になされる。上記後者の状態におい
て、けば立てられた表面に均斉な高さのけばをもたらす
点において好ましい。
適当な綾織りを選定することにより、規則正しいけば立
てられた部分とけば立てられていない部とを有するけば
模様表面を形成できる。この凹凸部分は同様のけば模様
を有する織成体を補完状態に重ね合わせて、その相対的
位置がずれないようにすることができる。このけば部分
とけばなし部分は各織成体において補完的に形成される
。このようにして次々に重ね合わされる層間に成る程度
の必然的噛合状態がもたらされ、これは最終製品のせん
断強度に寄与する。
さらに緯糸しゅす織りと、不規則にけば立てられた表面
とを利用して、それぞれの表面に異なる程度のけばを有
する織成体層を容易にもたらし得る。
もちろん、広い範囲にわたり相違する織成構造により、
これに対応する種々のけば立て織成体をもたらすことが
でき、さらに所望の程度の或は分布のけば或はその組合
わせを形成し得る。例えば緯糸を多く用いた切れ綾織り
、ことに複数本の緯糸を共に織込んだ綾織りは、両面に
高度のけばを有する織成体をもたらす。
純粋な或はほぼ純粋な炭素繊維の場合、複層構造をもた
らし、炭素繊維の脆弱性にかかわらず、またげば立て処
理による織成体表面の繊維にもたらされる傷害にかかわ
らず、織成体表面のけば立てがこの表面から遠い層に悪
影響をもたらさない織成法を使用するのが好ましい。純
粋もしくはほぼ純粋な炭素繊維から織成された織成体の
典型的織成パターンが第３図に示される。
もちろん、この分野の技術者は、そのほかの織成パター
ンを直ちに想起し得るはずである。
以上において本発明は織成体表面をけば立て処理し、こ
の種の織成体層を積層してニードリング処理により一体
化されたものについて説明されたが、三次元構造補強体
の製造に使用されるべき織成体はけば立てされた織成体
層間にカーシング処理された繊維帯片を挿入配置し、繊
維固定マシーンで一体化したものも使用され得る。
本発明は上述した具体的実施例の細部に限定されるべき
ものではない。上述実施例の各種の改変は当業者にとっ
て容易である。例えば経糸と緯糸の相互の重量は異なっ
てもよく、けば立て後において緯糸、経糸重量が等しく
なり、当初の過剰量の糸はケバ乃至補強糸になるように
することができる。
便宜上織成体と称したが、織成以外の方法、例えば１平
方米当り５（１０ｇのニードル突刺繊維ウェブであって
、接合のため表面にけば立て処理したものを使用するこ
とができる。またニードル突刺ウェブには、繊維ウェブ
間に織成体を挿置したもの、或は単に間隔を置いて糸を
平行に配置しただけのものも含められる。
本発明の基本的な目的は、高温度における大きな機械力
に耐え得る均斉補強構造体を提供することにあるから、
繊維は炭素繊維もしくはセラミック繊維（或はこれらに
転化されるまでの前駆体繊維）或はこれらの組合わせで
ある。本発明の目的は均斉な補強構造体を提供するもの
であるから、この繊維乃至その前駆体は天然繊維であっ
ても人造乃至合成繊維であっても、これらを組合せたも
のであってもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図はけば立てられた表面を部分的に有する本発明織
成体の斜視図、 第２図は織成体積層体を形成し、ニードリング処理して
均質な構造体を製造する方法を示す概略図・ 第３図は純粋炭素繊維の使用に適する織成パターン図で
ある。 １１・・・綾織り織成体、１２・・・経糸、１３・・・
緯糸、１４・・・ケバ、２１・・・積層体、２２・・・
プラテン、２３・・・ニードル。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）中間織成単位体を順次重ね合わせたものを逐次ニ
    ードリングして形成される均斉補強構造体を製造するた
    めに使用される上記単位体を形成する方法において、密
    集織成構造体を構成する上記単位体の少くとも一方の面
    をけば立て処理することを特徴とする方法。
  2. （２）密集織成構造体の各層を逐次重ね合わせて類似す
    る構造の逐次ニードリング処理される積層体となし、連
    続する各層を積層体の厚さ全体を貫通するように均斉に
    ニードリング処理して所望の厚さの積層体を構成する、
    均斉補強構造体の製造方法において、密集織成構造体の
    少くとも一方の面が積層体形成前にけば立て処理に附さ
    れることを特徴とする方法。
  3. （３）請求項（１）或は（２）の方法において、密集織
    成構造体の両面がけば立て処理に附されることを特徴と
    する方法。
  4. （４）請求項（３）の方法において、密集織成構造体の
    各表面が選択的にけば立て処理に附され、けば立てられ
    た部分とけば立てられない部分とをもたらすことを特徴
    とする方法。
  5. （５）請求項（４）の方法において、密集織成構造体の
    両面においてけば立てられた部分とけば立てられない部
    分とが相補完するように配置形成されることを特徴とす
    る方法。
  6. （６）請求項（２）の、或は（３）から（５）の何れか
    の方法において、密集織成構造体が炭素繊維もしくはセ
    ラミック繊維或はこれらの前駆体繊維から形成され、高
    密度化工程を含む方法。
  7. （７）中間織成単位体を順次重ね合わせたものを逐次ニ
    ードリングして形成される均斉補強構造体を製造するた
    めに使用される中間織成単位体であって、少くとも一方
    の面があらかじめけば立て処理に附されている密集織成
    構造体を有することを特徴とする単位体。
  8. （８）請求項（７）の中間織成単位体であって、密集織
    成構造体の両面がけば立てされていることを特徴とする
    単位体。
  9. （９）請求項（８）の中間織成単位体であって、構造体
    各面が選択的にけば立てされて、けば部分とけばの無い
    部分とが形成されていることを特徴とする単位体。
  10. （１０）請求項（９）の中間織成単位体であって、密集
    織成構造体の両面にけば部分とけばの無い部分とが互に
    補完的に配置形成されていることを特徴とする単位体。
  11. （１１）請求項（７）から（１０）の何れかによる中間
    織成単位体であって、構造体が織成布から成ることを特
    徴とする単位体。
  12. （１２）請求項（１１）による中間織成単位体であって
    、構造体が２枚の織成布と、この間の挿通された繊維バ
    ットとのパンチ処理積層体から成ることを特徴とする単
    位体。
  13. （１３）請求項（７）から（１２）の何れかによる中間
    織成単位体であって、構造体が炭素繊維もしくはセラミ
    ック繊維或はその前駆体繊維から形成されていることを
    特徴とする単位体。
  14. （１４）請求項（１３）による中間織成単位体であって
    、構造体が多層織成体であることを特徴とする単位体。
  15. （１５）請求項（７）から（１４）の何れかによる中間
    織成単位体の集合体であって、構造体が重畳位置に重ね
    合わされ、ニードリングされて一体的に均斉三次元補強
    織成体をもたらすことを特徴とする集合体。
JP2051922A 1989-03-04 1990-03-05 均斉にニードリングされた繊維材料から成る三次元構造体の製造方法 Pending JPH0351353A (ja)

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