JPS63120153A - 多次元織布構造のための補強積層材料、その製造方法及び織機 - Google Patents

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】 本発明は、多次元の構造又は布によって補強された新規
な積層材料、並びに、特にこの構造を形成するようにし
た手段特に織機に関する。

積層材料は、以前から知られており、樹脂を含浸させた
布材料（織布、不織布を含む）の交互の層によって形成
され、この全体は、樹脂の重合と全体の硬化とを惹起さ
せるために熱処理される。

これらの材料は、特に建築、自動車、造船、航空機その
他において、扁平な要素（板体）の形でも、成形によっ
て得た適合された要素の形でも、多くの用途に用いられ
ている。

今日では、多くの積層材料は、予め重合させた樹脂を含
浸させた複数の布層を重ね合せることによって得られる
。布材料としては、平行糸層によって形成された層又は
織布が用いられる。これらの層の組成に含まれる材料と
しては、ガラス、黒鉛、ボウ素、芳香族アミド、炭素な
どの糸が、単独で又は混合物として用いられる。

■字形、Ｊ字形、丁字形もしくはΩ字形などの断面形状
の積層材料を得ることを可能とする形状の布要素を製造
することが提案されている。この積層材料は、一般に、
適当な数の布層を重ね合せて、好ましくは所望の形状を
得るための布保持装置上において交差させて形成する。

このように別々の層を重ね合せるのは、現在は、手作業
によって行なうため、多くの時間とコストとを必要とす
る上に、誤りの可能性が高くなる。即ち、手作業によっ
て、重ね合される層の数や、別々の層の相互の配向につ
いて、誤りが生じ易くなる。そのため積層材料のはく離
の可能性が高くなり、積層材料の耐衝撃性が不十分とな
る。

この不都合を除くため１種々の形状の織布又は不織布を
形成し、樹脂含浸するだめの、種々の解決策が、これま
でに提案されている。これらの複雑な形状の材料は、良
好な音響特性を示すようになってはいても、構造部材と
しての利用に耐えるに足るだけの大きな機械的強度は備
えていない。

例えば米国特許第３４８１４２７号には、樹脂含浸及び
重合の後に音響特性の非常に良好な剛性の多孔パネルを
与えるようなガラス繊維を主成分とする３次元の布が記
載されている。この米国特許によれば、一方の表面が多
孔性であり、他の表面が連続した表面であり、これらの
表面が溝によって結合されている、サンドイッチ形の積
層材料が、１回の操作によって製織される。この製織材
料は、大きな機械的耐性は示さないが、特に防音特性を
高くすることに眼目がおかれている。

米国特許第３７０００６７号にも、防音特性を示しうる
ようにした３次元の多孔性の布が記載されている。

米国特許第３６７０５０４号には、海中作業に使用可能
なコンクリートを注入することの可能な布構造が記載さ
れている（この構造には一例として砂その他の天然材料
を満たすことができる）。この構造は、互いに間隔を置
いである２枚の織布を有し、これらの織布の間には交織
される糸が通される。これらの糸は、構造的に耐性を与
える前記の材料を保持するために、有利には複数の平行
列に配置される。この構造を形成する布材料は、耐水性
をもつように選定され、特にポリプロピレン又はナイロ
ンからできている。米国特許第３６７０５０４号に記載
された布構造は、この米国特許に示された用途には十分
によく適合していても、機械的強度の高い積層材料を製
造するには不都合である。

米国特許第２２０６６９８号には、クロス部材によって
互に結合された２枚のＮ＆布から成るブラインドが示さ
れている。これらのクロス部材は、織布の横糸の間に、
縦糸として通されている。このブラインドは、積層材料
の補強用の３次元の構造物と比較可能となる。

米国特許第２３１９７２７号には１機械的強度と＃ｊＩ
ｐＴ撃性及び耐摩耗性のすぐれた積層体を得るための３
次元織布の製造が示されている。この米国特許に示され
た技術によっては１種々の形状のブロックは作製できて
も、通常の織機によって連続的に製造される３次元の布
要素は得られない。

横糸及び縦糸から既知の製織法によって取得した２方向
性の布から厚い３次元の布を形成し、次に、適切に変形
した織機を用いて第３系列の糸を横糸方向又は縦糸方向
と異なった第３の方向に該布に絡み合せることは、フラ
ンス特許第２３１５５６２号の冒頭の部分に記載されて
いる。

この構成においては、横糸と縦糸とが交織されているた
め、炭素繊維や黒鉛調部のような弱い繊維は実際上利用
できない。

最近になって、フランス特許８２４９７８３９号には、
例えば工学形、丁字形又は１字形などの横断面形状を備
えている大きな長さの要素を直接織機によって形成する
ことも提案された。この織布は、第１図に示した形式の
構造を有し、例えば工学形の材料を作製する場合には、
中心域１は、各々の表面において、２枚の布の要素２．
３．４．５に細分される。中心域１を形成する横糸と縦
糸とで交錯している布は、材料の厚さ方向に延長する結
合縦糸によって結合され、要素２．３．４．５は、補助
的な結合縦糸によって結合される。この積層材料は、織
機上において製造された時には、第１図に示すようにな
り、１字形とするには、要素２．３．４．５を側方に折
返し、中心域１は、工学形の脚部となる。

この構成において、中心域１は、要素２．３．４．５（
側部）の少くとも２倍の厚みをもち、特に成る製織幅り
については、中心部１と側部即ち要素２．３．４．５の
相対的な幅は、必要に応じて互に対して調節することは
できるが、これらの幅の和は、常に製織幅に対応してい
る。

これらの要素は、その最終的な利用の際には、ねじり強
度を付与するために、バイアス形の布片によって特に中
心域において補強するべきである。

本発明は、従来の技術のこれらの欠点を有さない積層材
料を提供することを目的としている。

この目的のために、本発明により、中心リブＣａｍｅ）
を少くとも一の側面フランジとから成る形状、例えば、
１字形、丁字形、１字形、Ω字形、もしくはこれらに類
似した横断面形状を有する積層材料であって、該材料は
補強織物構造を含浸し、かつそれを一体に固化させて得
られ、該織物構造は、互に間隔を置いた、２枚の＃！＆
布Ａ、Ｂとこれら２枚の織布Ａ、Ｂとの間に展開する結
合布Ｃとから成る形式であって、該材料は結合布Ｃが少
くとも一枚の交錯している縦糸のＩＲＢの布から構成さ
れ、前記２枚の織ｍＡ、Ｂの横糸の繊維間に封止されて
いることを特徴とする機械的強度な有する積層材料が提
供される。

結合層の縦糸は、織布に対して直角に配置されていても
、これに対して成る角度に配置されていても、一部は直
角に配置され、残部は成る角度に配置されていてもよい
。

２つの織布を形成する横糸及び縦糸並びに結合層の縦糸
は、同じ材料を主成分としていても、また異なった材料
を主成分としていてもよい。

織布と結合層とを形成する糸及び繊維は、積層材料技術
において慣用される機械的強度及び／又は耐火性の高い
糸及び繊維例えばガラス繊維、黒鉛繊維、炭素繊維、芳
香族アミド繊維又はホウ素繊維のうちの１種の繊維又は
混合物としてもよい。

機械的強度の高いフィラメント例えば炭素フィラメント
と高温熱可塑性のフィラメント例えばポリ硫化フェニレ
ンのようなポリ硫化アリーレンのフィラメントとの混合
物のように、性質の異なった開維及び糸を用いてもよい
。

更に、熱可塑性樹脂を含浸するかもしくは被覆した機械
的強度の高い６部によって形成された糸は、少くとも部
分的に使用してもよい。これらの糸は、−例として炭素
又は芳香族アミドを主成分とするもので、被覆は特にポ
リアミド製とする。

また最終的な積層材料を製造するに足る量の樹脂又は重
合体を布構造の糸及び繊維が含有することが望ましい。

従って、常温又は熱間において反応しうる樹脂、例えば
エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂及
び他の同種の樹脂を複合材料の調製の前に糸又は繊維に
含浸させることができる。したがって、前述したように
製織の際に使用される糸及び繊維は、技術的等級のフィ
ラメントと高温において懸回勃性を示す十分な量の別の
フィラメントとの混合物から成っていてもよい。

したがって、本発明による積層材す４の製造技術は、使
用される糸及び繊維の性質に従って相違しうる。成る場
合には１通常の製造技術、即ち、最初に布構造を製織し
、次に樹脂を含浸し、特に加圧下又は真空下の加熱によ
って最終的な積層材料の形状とする技術を用いてもよい
。

しかし、製織に利用される糸又は繊維がｆ＆終的な形状
とするのに必要な量の重合体を含有しているようにし、
この重合体の添加が、熱可塑性の糸との混合又は技術的
等級の繊維の含浸によって行ないうるようにして、最終
的な形状に適した構造を直接に調製してもよい。この場
合には布構造は特に加圧下もしくは真空下において機械
的耐性の高い構造要素に直接に転換することができる。

また、本発明の変形例に従って、特に熱融解性の補強糸
を結合層中に挿入して布構造を補強するようにしてもよ
く、この場合には、樹脂含浸及び積層体への変換の前に
、寸法安定性と満足な機械的強度とが、布構造に付与さ
れる。熱融解性の糸は、加熱の際に除去される。

本発明による積層材料において使用される多次元の布は
、交錯縦糸から成る１以上の結合布を有していてもよく
、複数の布がある場合には、これらは、長手方向の通路
を形成するように互に間隔をおいていてもよく、これら
の布は、比較的厚さの大な中心部を形成してもよい。

本発明の変形実施例によれば、製織の長手方向に相互か
ら隔たてられた帯状体の形状の結合縦糸の縦糸層を形成
してもよい。

外部の織布は、同じ幅としても、異なった幅としてもよ
い。

この多次元構造の利点は、それが織機の幅り全体に亘っ
て織機上において直接製造されるだけでなく、結合縦糸
の傾斜も自在に変えうろことである。

布構造は、製織後に、所望の長さに切断され、必要なら
ば別の補強要素に組合され、通常の樹脂例えばエポキシ
樹脂によって含浸される。

積層材料の補強に使用される布構造を得るには、２枚の
布を、それ自体として既知のように製織し、所望の積層
材料の形状に対応して、これらの布を、互に間隔をおい
て配置し、これらの隔だてられた布の横糸の間に１組の
縦糸を通すことによって形成した少くとも１つの補助布
によって、２枚の布を結合する。

このためには、縦糸の通常の面と平行な運動を行なうよ
うに付勢されるおさ；及び作成しようとする織布の形状
に（丁字形、Ｈ字形など）対応する形状の布保持装置；
を有し、布保持装置は、該おさの下流側に配され、互に
間隔をおいてある布送り手段を備えているＩ！＆機を使
用することができる。

次に本発明の好ましい実施例を示した図面を参照して更
に説明する。

以下の説明において、同一の部材は、同一の数字によっ
て、また必要ならばこれに添字を付した数字によって示
されている。

第２図を参照すると、積層材料を形成するための、本発
明に従って使用される多次元の織布構造は、互に間隔を
置いである、好ましくは多層の、二方向性の２枚の織物
Ａ、Ｂと、結合部Ｃとによって形成されている。

織物Ａ、Ｂは、好ましくは、特に第８図に示すように、
フランス特許第２４９７８３９号の構成・と同様に、互
に平行な面内において重ね合された縦糸１１ａ、１２ａ
、１３ａ、１４ａ；１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂの
各縦糸織布と横糸１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａ；１
５ｂ、１６ｂ、１７ｂ、１８ｂの各横糸織布とによって
、基本的に形成されている。これらの縦糸及び横糸は、
互に交織されておらず、この積層体の上方の織布及び下
方の織布は、横糸の織布によって形成され、第三方向は
、前記の各県の織布の積層体を横切る結合縦糸ＣＩ、Ｃ
２によって形成され、これらの結合縦糸は、横糸を囲み
、内部の縦糸の織布及び横糸の織布を封止するための通
常の布を、それらの横糸と共に形成している。

本発明の１つの特徴によれば、２枚の織物Ａ、Ｂの間の
結合は、一連の余分の結合縦糸Ｃ１、Ｃ２によっており
、これらの結合縦糸は、織物Ａ、Ｂに交互に結合されて
いる。結合縦糸Ｃ１、Ｃ２の補強は、これらの結合縦糸
によって形成される壁内において結合縦糸に与えようと
する所望の傾斜の関数として定められる。

この構造は、互に十分に隔だてられるように２枚の織物
Ａ、Ｂを形成すると共に形成後に織物Ａ、Ｂを確実に保
持するようにされた、通常の織機によって形成される。

外側の２枚の織物Ａ、　Ｂは、フランス特許第２４９７
８３９号第６頁５−１８行に示したように形成されるの
で、ここでは詳述しない。高さの大きな結合部Ｃの壁を
得るにば、個別のクリールからボビンへ供給される結合
部Ｃの縦糸Ｃ１、Ｃ２が用いられる。これらの結合縦糸
Ｃ１、Ｃ２の制御は、好ましくは、２枚の織物Ａ、Ｂの
縦糸を制御するものと同一の制御機構によって行なわれ
る。本発明による織布を形成可能とするための変形構造
は、織物Ａ、Ｈの形成面と平行な方向の運動をするおさ
Ｐと、上部の織物Ａ及び下部の織物Ｂの案内と送りとを
確実に行なうための、おさＰの下流側に設けられた布保
持装置Ｍとから成っている。

本発明によれば、第６．７図に示すように１字形、丁字
形又は３字形などの断面形状を有する織布構造だけでな
く、縦糸の排出量を変更することによって直線の織物構
造及び任意の曲率半径に湾曲させた織布構造も作成する
ことができる。

本発明は、従来の技術、特に、フランス特許第２４９７
８３９号に示された技術に比較して、次のような利点を
備えている。

一所望の形状の積層構造を非常に大きな厚さまで織機の
全幅に亘って直接実現できるため、大きなサイズの、８
字状、工学状及びＴ字状の積層構造を作成できる。

一積暦構造の中心部において結合糸を任意の角度に傾斜
させることができるため、この中心部において糸量を少
くしながら、機械的強度を高くできる。

一完成した積層構造が、その各層の間の結合のため、は
く離し難く、耐衝撃性が高い。

−積層構造の所望の部分に与えようとする特性に従って
選定された繊維混合物を含む構造が得られること、及び
前述したように、種々の構造部分において厚さ、幅その
他についてすぐれた柔軟性を得ることとが、本発明のコ
ンセプトに基づいて可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の技術（フランス特許第２４９７８３９
号）の知見に従って実現された３次元織物を示す斜視図
；第２図は、本発明に従って製織された多次元の織布構
造の構造を示す斜視図；第３〜７図は、本発明に従って
製織された種々の多次元の織布構造を示す斜視図：第８
図は、本発明に従って形成された工学形の多次元の織布
構造を示す詳細図；第９図は、本発明による織布を形成
するための織機を示す概略図である。 Ａ、Ｂ・・・・織布。Ｃ・・・・結合層。 Ｃ１、Ｃ２・・・・結合縦糸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　中心リブ（■ｍｅ）と少くとも一の側面フランジ
   とから成る形状、例えば、Ｉ字形、Ｔ字形、Ｊ字形、Ω
   字形、もしくはこれらに類似した横断面形状を有する積
   層材料であって、該材料は補強織物構造を含浸し、かつ
   それを一体に固化させて得られ、該織物構造は、互に間
   隔を置いた、２枚の織布Ａ、Ｂとこれら２枚の織布Ａ，
   Ｂとの間に展開する結合布Ｃとから成る形式であって、
   該材料は結合布Ｃが少くとも一枚の交錯している縦糸の
   繊維の布から構成され、前記２枚の織布Ａ、Ｂの横糸の
   繊維間に封止されていることを特徴とする積層材料。 ２）　製織布Ｃの縦糸が外側の織布Ａ、Ｂに対して直角
   に配された特許請求の範囲第１項記載の積層材料。 ３）　製織布Ｃの縦糸が外側の織布Ａ、Ｂに対して傾斜
   している特許請求の範囲第１項記載の積層材料。 ４）　製織布Ｃの縦糸の一部は、外側の織布Ａ、Ｂと直
   角に配置し、残部は、外側の織布Ａ、Ｂに対し傾斜させ
   て配置した特許請求の範囲第１項記載の積層材料。 ５）　織布Ａ、Ｂと製織布Ｃとを形成する糸及び繊維を
   、積層材料技術において慣用される機械的強度及び／又
   は耐火性の高い技術等級の糸及び繊維例えばガラス繊維
   、黒鉛繊維、炭素繊維、芳香族アミド繊維又はホウ素繊
   維のうちの１種又は混合物とした特許請求の範囲第１−
   ４項のいずれか１項記載の積層材料。 ６）　織布Ａ、Ｂの縦糸及び横糸並びに製織布Ｃの縦糸
   が同一の材料を主成分とする特許請求の範囲第１−４項
   のいずれか１項記載の積層材料。 ７）　織布Ａ、Ｂ及び製織布Ｃの繊維又は糸がそれぞれ
   異なった性質のものである特許請求の範囲第１−５項の
   いずれか１項記載の積層材料。 ８）　織布Ａ、Ｂ及び／又は製織布Ｃが、機械的強度及
   び／又は耐火性の高いフィラメント例えば炭素繊維と高
   温可塑性フィラメント例えばポリ硫化フェニレンのよう
   なポリ硫化アリーレンのフィラメントとの混合物から成
   る特許請求の範囲第７項記載の積層材料。 ９）　織布Ａ、Ｂ及び／又は製織布Ｃを形成する糸が、
   熱可塑性樹脂を含浸もしくは被覆した機械的強度の高い
   中心リブを含む糸によって少くとも部分的に形成されて
   いる特許請求の範囲第１−８項のいずれか１項記載の積
   層材料。 １０）　該糸が炭素繊維又は芳香族アミドを主成分とす
   る特許請求の範囲第９項記載の積層材料。 １１）　該糸が芳香族アミドによって含浸もしくは被覆
   される特許請求の範囲第９項又は第１０項記載の積層材
   料。 １２）　布構造の糸及び繊維が積層材料の製造に足りる
   量の樹脂又は重合体を含む特許請求の範囲第１−１１項
   のいずれか１項記載の積層材料。 １３）　積層材料の製造前に、該糸又は繊維が、常温も
   しくは熱間で作用しうる樹脂例えばエポキシ樹脂、ビス
   マレイミド樹脂、フェノール樹脂及び他の同種の樹脂に
   、含浸せしめられる特許請求の範囲第１２項記載の積層
   材料。 １４）　布構造が、補強糸を、特に結合布Ｃで含み、該
   補強糸は、最終的に積層材料に変形する際に除去される
   うるように、好ましくは熱融解性を示す特許請求の範囲
   第１−１３項のいずれか１項記載の積層材料。 １５）　それ自体既知のように、織布Ａ、Ｂを製織して
   、織布構造を形成し、積層材料の形状に対応させて織布
   Ａ、Ｂをそれ自体既知のように互に間隔のある関係に配
   置し、互に間隔のある該織布の横糸の間に全体の縦糸を
   通すことによって形成した少くとも１つの余分の結合布
   Ｃによって、互に間隔をおいてある該織布Ａ、Ｂを結合
   させ、このようにして得られた、布構造に樹脂又は重合
   体を含浸せしめ、特に加圧下もしくは真空下の加熱によ
   って最終製品の形状とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１−１４項のいずれか１項記載の積層材料を製造
   する方法。 １６）　最終的な形状とするのに必要な量の重合体又は
   樹脂をすでに含有している糸を使用して、布構造を製織
   し、次に、このようにして得られた布構造を、特に加圧
   下もしくは真空下の加熱によって、機械的強度の高い構
   造要素に直接に変換する特許請求の範囲第１−１４項の
   いずれか１項記載の積層材料の製造方法。 １７）　布構造を製織する際に熱可塑性の糸及び技術等
   級の糸もしくは繊維の混合物を使用する特許請求の範囲
   第１５項記載の方法。 １８）　布構造の製織時に熱可塑性物質を被覆もしくは
   含浸せしめた糸を使用する特許請求の範囲第１５項記載
   の方法。 １９）　縦糸の通常の面と平行な運動を行なうように付
   勢されるＰ；及びおさ 作成しようとする織布の形状に対応する形状の布保持装
   置Ｍ を有し、該布保持装置ＭはおさＰの下流側に配され、相
   互から隔だてられた織布Ａ，Ｂの送り手段を含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１５−１８項のいずれか１
   項記載の方法を実施する織機。