JPH01502996A - 多数本のヤーンが密接した一様な密度で平行に横糸入れをなす方法およびその方法による製造物 - 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】 多数本で目を細かくして一様な密度で平行に横糸入れをなす方法およびその方法 による製造物［技術分野］ 本発明は高強度のヤーンが一様な層に編まれ、斜めに偏向され、平行に配列され ているのを特徴とする層をなした構造用編地で、この層は一様な高い密度を有し ている編地層を製造する技術に関している。より詳細には、本発明はヤーンの密 度の高い構造的な編地からなる層を製造する方法を提供するものであり、ヤーン は横糸いれ工程により平行で、偏向し、かつ一様な密度の編地層に編まれている 。

［背景技術］ 航空宇宙産業のような高強度、高剛性且つ軽量が要求されるところでは、高強度 で、硬化樹脂で含浸された構造用ヤーンから製造された編地からなる複合素材に 対する要望が増大しており、このような構造用編地を低コストで大量に供給でき 、また航空宇宙産業においてみられるような極度に高い仕様に見合う製造技術が 重要視されている。構造用編地の一般的なタイプは、不織性で、縫われ、あるい は編まれた編地で、構造用ヤーンの複数の層から構成されている。応力及び歪み が動的であるため、並びに構造用編地に作用する負荷のため、多くの用途におい て、ヤーンは各々の層で精密な平行配列となっているのが望ましい。更に、編地 におけるヤーンの密度の管理、および編地における密度の均一性の管理は微妙で ある。また、編地に対して層の大部分を偏向させて、つまり傾けるのが望ましい ことがしばしばある。

構造用ヤーンからなる層を、最も生産性が高く、コストを低く製造する方法のう ちの一つは、横糸入れ法（ｖｅｆｔ−１ｎｓｅｒｔ１ｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ）で あり、横糸入れ法では、複数のヤーンが、フック、つまりヤーン保持要素からな る進行する列によって規定されるスペースを横切って往復し、これらのヤーンは それぞれの横切る動イにおいて、これらのヤーン保持要素によって保持される。

ヤーンがこれらのヤーン保持要素によって保持されながら、これらのフックは縫 合機に進められ、ここで構造用のヤー゛ンを横切って縫合用のヤーンが組合わさ れる。ヤーンが編地の向きに対して９０＠の方向に向いており、ヤーンが比較的 広く離間した単一層の編地が製造される。

これらのヤーンの間は、ヤーンとヤーン搬送要素をフック、又はこれらを保持す るその他のものの間に通すため広く離間している。更に、このように離間させて おくことは、棒針（ｋｎｉｔｔｉｎｇ　ｎｅｅｄｌｅ）が隣接するヤーンどうし の間を別のヤーンまたはヤーンの部分に絡まって編地に欠陥を生じさせることな く通り抜けられるようにするのに必要である。編地の密度を増すには普通、縫合 機（編機）への横置きヤーンの送りを編まれた編地の送り出しよりも大きくして なされる。ヤーンは、このように編機において積層されようとして、密度が増加 する。送り込みと送りだしの差を利用する方法は、偏向された、若しくは多層の 編地、又は送込みと送り出しとが等しくなければならないその他の場合には適用 できない。

この様なシステムの主な問題点は、偏向された編地、多層の編地又は送り込みに おける密度が送り出しにおける密度と等しくして製造される場合に、平行関係に 最も近ずけようとされ、それが「交差した」横糸と呼ばれるものとなって、構造 用ヤーンが広い範囲で実際の平行関係から外れてしまうことである。このように 交差してしまうのは、この方法に固有の特徴であり、ヤーンを方向ずける、つま りヤーンを搬送するシャトルがその横断動作の終点に達して、戻るに際して、ヤ ーンがここで交差する。これらのシステムは米国特許第３７５６８９３号に開示 されており、この特許は特に多数の層を単一の編み動作で編み込む方法を提供し 、ヤーンはどの向きにも向けられる。

横糸いれ装置におけるこの固有の問題を解決する種々の試みが為されている。

米国特許第４３２５９９９号は、第１１図、コラム１３と１４において、２層の 構造用でない編地を製造することのできる方法を示しており、各層におけるヤー ンのそれぞれは平行で、それぞれの層においてヤーンは互いに９０＠で、編地の 長いほうの軸線に対して４５″で配列されている。装置において、実際にこれら のヤーンがコンベア上でピンの間、または保持要素間のスペースを通り抜けるこ とが必要であり、そして、これらの保持要素の回りを回ってこれらの要素を横切 って戻る。できた編地は従って、必然的に低密度のものとなり、上記された用途 には適さない。カナダ特許第９１２２９６号には別の試みがなされており、ヤー ンを往復させるシャトルはコンベア上の保持要素を通してヤーンを搬送し、その 基本的な横断運動、つまり「ラック」に対して９０°で後退移動して、ヤーンを 保持要素の回りに順方向に係合させる。このカナダ特許にはこのような特徴は記 載されていないが、シャトルのラック動作が正しく制御されていれば、結果とし てヤーンをその長さ方向に沿って平行に堆積できる。このような結果は、イギリ ス特許第１２９９６３８号に記載されている。この目標を達成するため、この装 置でも、ヤーンがそれぞれの横断動作において保持要素間で移動することを必要 としている。

ヤーンが保持要素間で移動するというこの要求は、カナダ特許のデザイナ編地の ような特に密度の高くない編地の製造については問題がないが、航空宇宙産業の ような多くの技術的な分野で使用するのに要求される高密度の構造用編地を製造 する場合、困難な問題が存在する。偏向した、あるいは多層の編地におけるヤー ンの密度は、ヤーンの離間距離が約０．３インチ未満でなければならず、従って 、保持用のラック、ビン又は保持要素の離間距離もこの値未満でなければならな いようなものである場合に、問題が生ずる。

特に平行関係を達成させるのに必要なシャトルでのラッキング機構についての幾 分深刻な問題としては、ヤーンが意図していないヤーン保持要素間にいきやすい ことである。ヤーンは、シャトルがその横断動作の他端までの途中にある間では ヤーンが本当に掛かっているわけではないため、ヤーンは数スペース相当まで滑 り、編地に多くの不良箇所が生じてしまう。更に、全体的には密度は一様となり にくい。

この問題を解決するものとして、種々のヤーン移送機構、つまり「レーキ（ｒａ ｋｅｓ）　Ｊが開発されており、ヤーンキャリアからヤーンを受けて積極的に掛 かっているのが確認された場合にヤーン保持要素に送る。これらの説明は米国特 許３７５６０４３号にある。しかしながら、これらのレーキは平行状態で高密度 を達成するという問題を処理してはいない。

特に、これらのレーキの例は、レーキにおける移送要素の離間距離がシャトルの ヤーン密度と同じであることが要求されることから、高い密度を達成するには用 いることができない。高い密度では、必然的にいくつかのヤーンで、適当に掛か っているというより移送要素によって貫通されることになる。レーキが動くこと で、ヤーンの破損及びこれから起きる不具合が発生しやすくなる。

結果的に、高密度で、一様な密度の構造用編地のパイルで、繊維が平行に配列さ れているものを提供するについての信頼できる唯一の方法は、単一ヤーンの横糸 いれ方法であり、シャトル、又は送り入れと送り出しの密度が等しくない機械に より、単一のヤーン端部がコンベアの間を通される。前者は高度の信頼性を得る ことができるが、極端に遅いものである。

後者は偏向されない編地に限定され、編地に対して９０°の角度で配されている 。結果として、このような所望の編地を製造する方法として、商業的に成立つも のは何もない。

商業的な要求からのべりな問題としては、一様ではあるがそれぞれ異なった密度 有する多くの種類の編地を一つの編成技術を通して提供する要求があることであ る。航空宇宙のような単一の用途においてさえ、同じ外観と製造方法で広い範囲 の密度の編地を提供できるような要求が存在している。

従って、高密度の構造的な編地、あるいは横入れ工程によるこれに似た製造物で 、樹脂を充満させて繊維状にするのに適したものを低コストで、編地の偏向され たヤーンが全て平行に配列されているようにして製造する方法に対する差迫った 要求が引き続き存在している。

〔本発明の開示〕

本発明の一つの目的は、平行に配された高強度のヤーンからなり、このような平 行状態からずれることなく高密度且つ一様な密度となっている構造的な編地の層 を供給できる方法を提供することである。

本発明の他の目的は上述の構造用編地を製造する方法であって、できるだけ低い コストで現在の設備および製造工程に適用できる方法を提供するにある。

更に他の目的は、一様な密度の編地を広い範囲にわたって製造できる単一の方法 を提供するにある。

これらの目的及び以下に明らかにされる他の目的は、例えばリード（ｒｅｅｄ） を備えたシャトルが編機に向けて進む２つの送りコンベアにより規定されたスペ ースの上方を急速に前後にあやふり動作するような従来の横入れシャトルおよび コンベアからなる設備を必要とする方法によって達成される。

シャトルは複数のヤーンを搬送する。それぞれのあやふり動作の終点で、シャト ルはコンベア上方を通過し、シャトルに搬送されたヤーンはコンベアの外側に位 置しているヤーン移送要素に移され、コンベアに平行に置かれる。これらのヤー ン移送要素は、このすぐ後にコンベアに平行に、コンベアの進む向きと反対に移 動つまり「掛は動作Ｊ　（ｒａｃｋ）する。この掛は動作、つまりラッキングは シャトルが戻る途中で、ヤーンを掛けたヤーン移送要素に隣接したコンベア上方 を通過して戻る前に為される。

その後、ヤーン移送要素は、コンベアと同期して原位置に移動する。シャトルが 第１のコンベアから離れて戻るに際に、ヤーン移送要素はヤーンを外し、ヤーン はコンベアに設けられたニードル、フック、又は類似したヤーン保持及び維持要 素に掛けられる。複数のニードルまたは類似したラック、あるいはコンベアに設 けられたものと同等のヤーン移送要素は、０．３インチよりも間隔が狭くならな いように配され、つまリャーンを積極的に移動させて円滑にヤーンを掛けるのを 確実にするための最少の公差が必要とされる。シャトルはここで、別のヤーン移 送要素が位置しているもう一方のコンベアに移動し、同じ動作が為される。

コンベア、ヤーン移送要素の間でシャトルが急速に前後進するにつれて、シャト ルにより展開されたヤーンからなる帯域が、ヤーン移送要素の掛は動作によって 、その前に展開された帯域にある程度まで重ね合わされる。この掛は動作は、コ ンベアの進む速度とともに予め決められ、シャトルにより搬送されるヤーンの数 、およびシャトルにおけるヤーンの離間配置が与えられることで、所望のヤーン 密度が得られる。

従って、ヤーンの帯域の幅に等しい距離で掛は動作をなす従来のシステムに比べ て、ここでの掛は動作は広い範囲の密度亙って一様な密度となるのを確実にする ように設定されている。

ビンあるいはフックのようなり−ン保持要素は、コンベア上で所望するように離 間させることができる。現在運転されている方法は、インチあたり１２又は１４ のヤーン保持要素を備えたコンベアを使用している。勿論、この方法による結果 として、隣接するや−ん保持要素の対の間で１本を越えるヤーンが展開され、及 び／又はヤーンはこの保持要素で掛けられている。これに対して、微視的には、 これにより「積み立て」がなされ、ヤーンが詰込まれていることにより知覚され る程度のずれはなくなる。このことは、インチ当りのヤーンの保持要素の数を増 すことでより管理されやすくなる。インチ当りの保持要素の最大数は、２つのニ ードルの間でヤーンが堅固に置かれる、あるいはヤ・−ンを確実に掛けるに必要 な間隔によって決まってくる。

従って、１７２インチ毎、あるいは１７３インチ毎に１本のヤーンを設けること ができるより遥かに大きな、一様な密度の偏向された、又は多層の編地を供給す る方法で、ヤーンが平行な配列を維持し、且つレーキに掛けてヤーンを破損する 、あるいは掛は動作しているシャトルが戻ることで、ヤーン保持要素の上方でヤ ーンを傷つけたりヤーンの配列が乱れたりする危険のない方法が提供される。

［図面の簡単な説明］ 第１図ないし第３図、及び第４図ないし第７図はヤーン送り要素によるヤーンの 掛は及び取外しについての択一的な方法を示している。

第８図は本発明により製造される編地の１タイプを示しているとともに、これに 用いられている重ね合せパターンを示している。

第９図はこれに代わる編地および重ね合せパターンを示している。

第１０図に対応する図はない。

第１１図ないし第１５図は、この方法をシャトルによってそれぞれの横断動作に おいて残されるヤーンの数を限定することにより理解し易くして示している。

［本発明を実施するについての最良の態様］上記したように、本発明は全く従前 の機械、あるいは大きく改変することなくこれにあうように仕様を変えた機械を 使用して実施することができる。横糸いれ装置の基本的な要素は全て本発明に適 用可能である。このことから、（装置には）フックを備えた２つの「エンドレス 」コンベア等のヤーン保持要素が取付けられており、（装置は）フックを編機に おくる同期駆動装置を備え、編機でヤーンは編まれて、フックから取外される。

ヤーンのループ部分、つまりヤーンが保持要素の回りにループを為しているもの は、この段階で頻繁に除去される。この装置はまた、コンベアを横切ってあやふ り動作する少なくとも１つの横糸入れ（ｗｅｆｔ−ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ）シャト ル、つまりキャリッジを備えており、更に、使用すべきヤーン移送要素に掛かる ような範囲内におくために１．あやふり動作のそれぞれの端で、シャトルにより 送られたヤーンを押し下げる機能を有している。本発明は、編み込み装置（ｌａ ｙ−ｄｏｗｎ）と横糸キャリッジの特定の１つのタイプに限定されるものではな いが、特に好適な機構は米国特許第４４４４０２５号に開示されており、その内 容はここに参考として編入されている。その特定のキャリア機構は、シャトルの バーが回転できるように同時にシャトルの重量を減少させて効率を良くする傾斜 したカムを設けているのを特徴としている。同等の機能を提供する他のキャリッ ジ、例えば米国特許第４５５６４４０号のようなもの知られている。このシステ ムの特有の効果を得るため、編地が０°／９０°と同様に偏向されて作られるの を可能にするように、横糸（ｗｅｆｔ）キャリアは正の角度を為してコンベアを 横切り、偏向を生じさせることができるようになっている。この考え方は、例え ば米国特許第４４８９４５９号に開示されている。

本発明による方法を実施するのに必要な機械のヤーン移送要素（ｙａｒｎ　ｔｒ ａｎｓｆｅｒ　ｅｌｅｇａｅｎｔｓ）も、それ自体知られていないものではない が、これらが構造的、高密度、且つ一様な密度の編地には従来用いられていない と信する。米国特許第４９５８８８号では、糸案内となっている装置、又は複数 の糸案内を備えたキャリッジが説明されており、これはシャトル、又はキャリア により搬送された糸を受けて、エンドレスコンベアベルトの保持要素に係合させ るのに糸を離すまでこれを保持する。このような糸案内は、構造的なり−ン及び 編地への使用に適するように改変することができる。別のヤーン移送要素も知ら れている。

好ましい実施例としては、ヤーン移送要素は支持体を備え、この支持体には複数 のフック、ピン又は一時的にヤーンと係合する他の装置が取付けられている。こ れらの装置は傾斜したエツジを端部に備え、掛は装置の自由端部にフックを備え ている。フックがシャトルに搬送されたヤーンによってかけられ、ヤーン送り要 素の「ラック」動作が為される。シャトルがヤーン保持要素から離れるにつれて 、シャトルと掛は装置（ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ　ｄｅｖｌｃｅ）との間での角度 が減少するためヤーンは針のフックから外れて、コンベアのヤーン保持要素に接 する。ヤーン移送要素は、ここでその原位置に戻る。

使用するフック等は、一般的な横入れ装置のコンベアに従来より用いられ、汎用 のものである。

編機の針棒（ｎｅｅｄｌｅ　ｂａｒ）に移されると同時に、平行をなすヤーンは 従来の方法で編まれ、樹脂を含浸させる構造となったものに適する一様な構造的 な層となって編機から出てゆく。

本発明の方法の工程を、図を参照して更に説明する。全ての図において、同じの 符号は同様の部分を示している。

第１図に示すように、構造用ヤーンが通るおさくｒｅｅｄ）用開口１０２を備え たシャトル１００は、そのあやふり動作（ｔｒａｖｅｒｓｅ）の左端に達してい る。ここでは、ヤーンは押え棒（ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｂａｒ）　１０６により押 さえられており、この押え棒１０６はシャトル１００に取付けられたものとする ことができる。この位置において、ヤーンはヤーン移送要素である針１０８によ って掛けられている。図では、１本のヤーン移送用の針、１つのヤーン保持要素 のコンベア、及び１本のヤーンのみが示されている。勿論、実際にはこれらのそ れぞれのものが複数あり、並列に配されている。第１図に示すように、コンヘア １１２のヤーン保持要素１１０はまだ構造用のヤーン１０４には掛かっていない 。

第２図では、ヤーン移送用の針１０８はヤーン保持要素１１０と同じ方向で、ヤ ーン保持要素１１０の進む向きと反対向きにヤーンを「引掛け（ｒａｃｋｉｎｇ ）　Ｊることによりこれと係合する。シャトル１００はこの引掛は動作が完了す る以前には、ヤーン保持要素１１０の上方を介して戻ってはいない。

第３図に示すように、シャトル１００がヤーン保持要素１１０からずっと遠くへ 移動するにつれて、シャトル１００とヤーン移送用の針１０８とのなす角度が減 少して、ヤーンは針１０８から外れて、ヤーン保持要素１１０で保持される。

それぞれのヤーン保持要素１１０は、ヤーンが一様に保持されるようにするため 、図示するような複数のピンとすることができることに留意されたい。同様な動 作が、シャトル１００がそのあやふり運動の反対側の端でも為される。

この工程の変形例が第４図ないし第７図に示されている。

第４図では、シャトル１００は、上記した第１図と同じ位置にあるときが示され ている。この例では、別にはぎとり棒（ｓｔｒｉｐ−ｏｆ’ｆ　ｂａｒ）　１１ ４があり、ヤーン移送要素１０８を支持しているジャリッジ（図示しない）に支 持されている。この例におけるシステムの始めの動作は上記のものと同様であり 、シャトル１００がそのあやふり運動の端に達する際に、押し棒１０６がヤーン １０４を押さえ、ヤーンがヤーン移送要素１０８によって引掛けられる。シャト ルが戻る際、ヤーン移送要素はコンベア１１２と平行にしてヤーン１０４を引掛 けている。シャトル１００の動作のみによってヤーン１０４がヤーン移送要素１ ０８から外れることになる位置で、シャトルの動きと同期してはぎとり棒１１４ が降下する。ヤーンが外れる直前についてか、第６図に示されている。

はぎとり棒１１４がヤーン１０４と接する際、はぎとり棒１１４があることでコ ンベア１１２のヤーン保持要素とヤーンの引掛りをずっと積極的且つ確実なもの となる。従って、種々の構成用ヤーンを選択でき、また種々の作動状態が選択さ れることから、ヤーンがヤーン移送要素から外れる際にヤーン保持要素に適切に 、且つ確実に引掛かからない可能性がある場合に、この例を用いるのがよい。

上記のように、ヤーン移送要素の引掛は動作は、シャトルにより置かれたそれぞ れのバンドが、編地において極端に高密度で一様な密度が得られるように、その 前に置かれたバンドと重なるのを確実なものとするのに用いられる。その様な置 きかたの結果が第８図に示されている。図に示されているように、それぞれの動 作行程の始めと終わりで、編地は低密度となっており、この例におけるインチ当 り１６ライン、つまりヤーンの密度の編地に対する仕様を満たさない。しかし、 編地の中心では、この密度は簡単に達成される。それぞれの動作行程の始めと終 りでは要求されている密度の仕様を満たさないことは、従来の工程における動作 工程のこれらの部分は通常、トリミングされて廃棄されていることから、必然的 に更なるムダや、別のコストを生じさせるものではないことに留意されたい。

本発明が用いられている方法を明瞭に説明するため、第８図において、順に重ね られている全ての層が僅かずつずらされている。示されている編地の中心では、 示されている装置の分析のため密度が変わっており、これは形成された層におけ る実際の変わりぐあいを反映しているものではない。従って、始めの行程では、 シャトルは、この例では１７本のヤーンを置いてゆく。これらは２００で表わさ れている。その戻り行程で、ヤーン移送要素の引掛は動作により、平行であるが 僅かにずらされた１７本のラインからなるバンドつまり帯域が展開（ｌ　ａｉｄ −ｄｏｗｎ）され、２０２で表わされている。これから戻る行程で、第３の組、 ２０４が続いて展開される。引掛は動作が繰返えされるにつれて、所望の密度と なるまで重なりが増えてゆくことは言うまでもなく明らかである。

第８図に示された例では、制御用のパラメーターは所望の密度、つまりインチ当 り１６本、シャトルが搬送できるヤーンの数、並びに臨界値として、シャトルに おけるヤーン同士の間隔及びヤーン移送要素におけるフックの間隔で、これは０ ．５インチである。この場合、第８図に示す編地を得るについての引掛は動作の 間隔、つまりバンドのずれ量は１．０６２５インチである。（この編地は、説明 を簡単にするため、２次編みのヤーンのない状態で示されている。一端この編機 を通ったものでも、編地はこれを編む２次編みのヤーンで更に編みあげられるも のもある。）第９図は第８図と同様の線図であり、ラッキングの量を支配してる パラメータが偏向されている。所望の密度はインチ当り１６ヤーンであるが、こ の例ではシャトルは２１本のヤーンを搬送している。これらは第１回目の展開で 、ヤーンの部分が２０６でしめされ、続いてシャトルの戻り行程で、バンド２０ ８が展開される。

より明確にするため、本発明による方法は、第１１図ないし第１５図を用いて更 に説明される。これらの図は、１回の行程について３本のヤーンのみを用いて、 この方法をヤーンの展開について説明している。これらの図は重ね合せの順次的 な工程を示し、それぞれの工程は、バンド内のものよりも高い一様な密度の編地 を得るため、シャトルによってバンドとして展開される複数のヤーンからなる。

第１１図ないし第１５図に示されている例は、次のパラメータに基づいたものと なっている。

シャトルによって展開されるヤーンの数−１ｃｍ シャトルにおけるヤーンの間隔、及びヤーン移送要素におけるフックの間隔 ｄ−４ヤーン／　ｃ　ｍ コンベアに平行に測定した所望の密度 式ａ　−ｂ　／　ｄにより、ヤーン送り要素の必要な移動量は（シャトルの戻り 箇所で）ａ−３／４−０．７５ｃｍである。

第１１図はコンベア１からコンベア２への途中で、シャトルにより展開される第 １のバンドを構成するヤーン１１を示している。

第１２図では、コンベア２からコンベア１への途中で、シャトルは第２のバンド （ヤーン１２）を展開しており、これによりヤーン移送要素はコンベア２に沿っ て０．７５ｃｍのオフセットを為す。従って、ヤーン１２は各ヤーン１１に対し て０．７５ｃｍの距離だけ離間して展開されている。第１３図では、第３のバン ド（ヤーン１３）が展開されている。

オフセット量ａがａ−０，７５ｃｍｍであるため、ヤーン１３は各ヤーン１２に 対してａ＝０．７５ｃｍの離間距離で展開されている。第１４図は、第１１ない し第１３図による規則に従ってヤーン１４によるこれに対応した次工程を示して いる。第１５図は第１１図ないし第１４図による工程を繰返すことにより、ｄ− ４ヤ一ン／インチの所望の密度となって製造された編地を示している。

所望の一様な密度についての計算により、適切な移動量が得られる。これらの一 般的な関係を以下に示す。

シャトルの糸（ｓｔｒａｎｄ）　、ヤーン移送要素のラッキング動作、シャトル におけるヤーンの離間距離並びに、ヤーン移送要素とヤーンの密度の関係は以下 のようになっている。

ｄ：　編地におけるコンベアに平行に測定した場合の密度ｂ＝　シャトルにおけ るヤーンの数 ａ：　ヤーン移送要素のラッキング量 Ｃ：　シャトルにおけるヤーンの間隔、及びヤーン移送要素のフックの間隔 ｅ：　ヤーンが通されたシャトルの幅 ｎ：　整数 式： 編地におけるヤーンの密度 ｄ　−（１／ｃ）　・（ｂ−１）　／ｎシャトルにおけるヤーンの間隔 ｃ　−（ｂ−１）　Ｘ　（１：　ｄ）　Ｘ　（１：　ｎ）ヤーン移送要素のラッ キング距離 ａ−ｂ　：　ｄ−ｎｃ＋１／ｄ シャトルの糸の通し幅 ｅ−ｃＸ（ｂ−１） ０．５インチから１５インチまでのそれぞれの糸通し幅での固定値Ｃ１およびシ ャトルでの２ないし３１の範囲のこれに対応したヤーンの数にたいして、整数ｎ を変えることで、インチ当り２本からインチ当り６０本までの範囲の密度を得る ことができる。この驚くほど広い範囲の密度のリストが、数表で示されている。

以下に示すリストの数値において一様な密度とするため、ヤーンの密度について の式に従って、Ｃが変更される。整数値であるｂ　’Ｐ　ｎとは異なり、Ｃは約 ０．３を越えるいかなる値であってもよい。

可ｆｆ？な蕃門ｄについて、小さい順に示したリス１−当業者により迅速で経済 的な多数本システムを用いて、高密度かつ一様な密度で、平行に偏向された構造 的ヤーンからなるヤーンの集り（ｐｌｙ　）が提供されるのを可能にするような りレームされている方法は、機械又は制御装置に実質的な改変を必要としない。

この方法は広い範囲に亙って種々の密度を提供することができる。単一のヤーン を配するキャリッジつまりシャトルを用いて、一度に１つの層（ヤーンの集り） を作る従来のシステムと共に用いられるに適しているのに加えて、このシステム は１つのプロセスで単一の編地に幾つかの層が編入される複数キャリッジシステ ムにも適用可能であることに留意されたい。このようなシステムは、米国特許第 ４４８４５９号及び第４５５００４５号に開示されており、これらに関連した説 明が参考としてここに編入されている。更に、これらの特許に開示されているよ うな編地の軸線に対して９０″をなした横いれの編地と同様に、偏向された編地 を提供する方法が本発明によるシステムを用いて適用されるのは明白であること に留意されたい。

このシステムは、殆どのタイプのヤーン又は繊維についての横いれ法に用いられ る。しかし、このシステムは要素の離間距離が狭く高係数の構造的な繊維が用い られる場合に生ずる問題を解決するのに特に適したものとなっていることから、 特に好ましいヤーンとしては約８００００００ポンド／平方インチ（ｌｂｓ、／ １ｎ２）以上のもので、ある種のガラス繊維、グラファイト（ｇｒａｐｈＨｅ） などの炭素繊維、ある種のポリアミド（ｐｏｌｙａａ＋１ｄ）及び熱硬化性ポリ マー等が含まれる。

並列な構造ヤーンを一体的な編地層に編みあげる２次ヤーンとして使用されるの ヤーン繊維は、殆どの天然材料又は人工的な材料から選ぶことができる。比較的 低い強度のヤーンの間では、ある種のポリエステルが非常によくあい、推奨され る。極端に高い強度がかかるような例では、２次的な、つまり編みヤーンととし て同様に高強度のヤーンを用いるのが必要となる。特に好ましい例の一つは、並 列のヤーンと編みヤーンの両方がグラファイトなどの炭素系材料から構成されて いる場合である。

編地が一体に編まれてから後、人手による積層作業のような公知技術やそれを自 動化したものを介して、硬化（ｃｕｒｅ）可能な樹脂により全体的に順次含浸さ れ、あるいは始めに切断されて形状が整えられてから最終製品に組込まれるよう な多層の構造物に組入れられる。製造された個々の層は、適用される編み作業に よって、米国特許第４５８７７５８号の偏向方法にも適し、また、この方法によ る偏向された構造用編地にも組込まれる。

従って、ヤーンが平行に配列された一様に高密度の構造用編地を、従来の機械設 備や使用可能なシステムを用いて製造する方法を提供するという長い間型まれて いたことがこれにより達成される。シャトルの動き及びヤーン移送機構のラッキ ング動作は、全ての動きを同期させることと同様に、米国特許及び米国以外の国 の特許に開示されている確立された技術から実施可能である。本発明によっては 一般的でない改変あるいは調整は不要である。

上記の技術の観点において、本発明の多数の改変及び変形が可能であることは明 らかである。従って、特許請求の範囲内で、本発明はここに具体的に記載された ちの以外に実施可能であることは理解されるべきである。

ＦＩＧ、θ ＦＩＧ、１２ ＦＩＧ、１３ 国際調査報告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．所望の密度に、平行に配された構造用ヤーンからなる構造用編地からなる層 を形成する方法であって、所定の幅を有する１帯域を規定する複数のヤーンを、 互いに離間して平行に配された連続的に進む２つの送りコンベアの上方で、それ ぞれのコンベアを越えた各端位置の間で往復運動しているシャトルによって、前 後進させる工程と、前記ヤーンを端位置にある前記シャトルと隣接したコンベア のヤーン保持要素を通過させて、前記コンベアに平行に隣接した反対側のコンベ アと対向するシャトルに隣接した前記コンベアの側方に位置したヤーン移送要素 に前記ヤーンを掛け、さらに前記ヤーン移送要素に隣接するコンベアの上方で前 記シャトルが戻る動作が完了する前に、前記ヤーン移送要素を所定距離離間させ て前記コンベアに平行に前記コンベアの進む向きと反対向きに移動させることに より前記シャトルが１往復して、前記ヤーンが前記ヤーン移送要素から外れて、 前記コンベアにより支持されている前記ヤーン保持要素により保持されることで 、往復運動のそれぞれの終りの部分で前記ヤーンを前記コンベアに移す工程と、 前記コンベアと、それに保持されているヤーンを、前記ヤーンが構造用編地の層 に編まれ、前記ヤーン移送要素の動きは計算されて構造用ヤーンによる多層の偏 向された平行配列を一様な高い密度とするように編機に進める工程とを備えてな る構造用編地からなる層を形成する方法。
2. ２．前記ヤーン移動要素の前記動きの長さは、ａ＝ｎｃ＋１／ｄ により決り、ここでｄは所望の編地の密度、ｃはシャトルにおけるヤーンの離間 距離、ｎはｂ−１よりも大きくはない整数で、ｂはシャトルにおけるヤーンの数 である請求項第１項に記載の方法。
3. ３．前記ヤーンは、前記シャトルにおいて互いに離間しているとともに、前記ヤ ーン移送要素は０．３インチを越えて離間している請求項第１項に記載の方法。
4. ４．前記密度は、インチ当り約８ヤーンよりもおおきい請求項第１項に記載の方 法。
5. ５．前記ヤーンは８００００００ポンド／平方インチ（ｌｂｓ．／ｉｎ２）を越 える強度を有する構造用ヤーンである請求項第１項に記載の方法。
6. ６．前記ヤーンは、前記シャトルの往復運動により前記ヤーン移送要素から外さ れ、これにより前記シャトルと前記ヤーンとの間の角度は、前記ヤーン移送要素 により、ヤーン移送要素に設けられた傾斜縁の働きによりヤーンが外されて、前 記ヤーン保持要素により保持されるまで、積極的に減ぜられる請求項第１項に記 載の方法。
7. ７．前記ヤーン移送要素から前記ヤーン保持要素へ前記ヤーンが移るのは、剥が し棒を押込んで、前記ヤーン保持要素に隣接する位置で前記ヤーン移送要素に保 持された前記ヤーンと接することにより補助される請求項第１項に記載の方法。
8. ８．編まれて結合され、連続した、平行で、偏向されたヤーンであって、前記ヤ ーンを編み用保持手段に送る互いに離間したコンベア手段に取付けられた複数の ヤーン保持要素に掛ける工程を備えた構いれ法により製造されるヤーンからなる 一様な編地の層であって、前記層におけるヤーンの密度は一様で、且つ前記コン ベア手段の前記ヤーン保持手段の密度よりも大きい絹地の層。
9. ９．前記ヤーンは８００００００ポンド／平方インチ（ｌｂｓ．／ｉｎ２）を越 える強度を有する構造用ヤーンである請求項第６項に記載の編地。
10. １０．前記層は構造用ヤーンからなる他の層に編まれて結合されて、多層の構造 用編地とされる請求項第７項に記載の編地の層。
11. １１．硬化可能な樹脂により含浸された請求項８に記載の構造用編地からなる構 造物のブリプレッグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）。
12. １２．硬化された請求項９項に記載のブリプレッグを備えた構造物。