JP2018532900A - チャンネルを有する３ｄ織物プリフォーム - Google Patents

Abstract

厚さが増加した軽量プリフォームを形成するなどの用途のために開発された、貫通厚さ方向にチャンネルをもたらすモックレノ構造を有する多層三次元（３Ｄ）織物プリフォーム。

Description

本出願は、増加した厚さを有する軽量プリフォームの形成などの用途に使用され得る、プリフォームの厚さを通るチャンネルを有する三次元（３Ｄ）プリフォームに関する。

関連技術の説明
レノ織は、２つの経糸が緯糸の周りに撚られて、強いが、薄い／開放された布を提供する織物である。伝統的なレノである単一層の織構造は、緯糸の間でお互いの周りに経糸を巻くことによって作られる。一方向に長時間回転させ、次いで他の方向に回転させるプロペラデバイスを使用するなど、機械的アクチュエータを用いて１つの経糸をその隣の反対側に水平に平行移動させるなどの様々な機械的手段が使用される。従来のレノ織は、２本の糸を互いに非常に接近させたままにして開放された布（例えば、ガーゼ）を作るか、又は、近くの糸の端を所定位置にロックするように作用する。

レノ織（ガーゼ織又はクロス織とも呼ばれる）は、２つの経糸が緯糸の周りに撚られて、強いが、薄い／開放された布を提供する織物である。標準的な経糸は対になって、骨格又は「結」糸（”doup” yarn）となり、これらの撚られた経糸は、緯糸にしっかりと掴持し、これにより布の耐久性が向上する。レノ織は、糸の滑り又は糸の誤配置がほとんどない開放布を生じさせる。

レノ織布は、光と空気を自由に通過させるので、傷つき又は押しのけ（糸が織布の均一性から逸脱して織物の均一性を乱す）を起こさない、薄くて開放された織布を要求する領域で使用される。単純な出入りの平織が同じ効果を達成するために非常にゆるやかに織られた場合には、糸はこの傷つき／押しのけ／誤配置の傾向を有するであろう。

イミテーションレノとしても知られているモックレノは、結い上げ取り付けの補助なしに得られた、ガーゼ又はレノスタイルと外観が似ている効果を生じさせる通常構造のさまざまな織物である。これらの織物は、一般に、平織、綾織、サテン又は他の単純な単層織又はさらには錦織構成と組み合わせて製造され、真のレノ織布と非常によく似たストライプ状布を生じる。この織物はイミテーションガーゼ織とも呼ばれる。

織物は、同一又は不等サイズの群で糸を配置する単層織物である。平織で加工する糸は、布の表面又は裏面に浮遊する糸と交互になる。各個々の糸群からの糸端部を同じデントに引き込むことができる。これは浮遊糸端部を一緒に束ね、織物内の糸群の間にわずかな間隙又は開口部を生じさせ、ガーゼ又はレノ織と同様の外観を与え、したがって「モックレノ」と呼ばれる。

モックレノ織布は、一般に、各群の糸が１つの群内で容易にまとめることができ、一方、１つの群の最後の糸と次の群の最初の糸が互いに直接的に逆にインターレースされているという理由で糸が隣接群から分離されるようにして、３つ以上の経糸又は緯糸の群がインターレースされている布帛として一般に定義され得る。このような交差は、２つの隣接する糸が一緒になることを防止し、この点で開口部を生じる。これらの単層織布は、ガラス又は綿などの周知の織物材料の繊維又は糸から製造することができ、商業上よく知られた製品である。

図１Ａは、経糸と緯糸の両方がそれぞれ３つの糸群に群分けされる関連技術の単層モックレノ織構造１０００の例を示す。図１Ａに示すように、布は２種類のモックレノパターン、すなわち、３×３モックレノパターンＩ及び３×３モックレノパターンＩＩを含む。３×３モックレノパターンＩは、３つの緯糸ａ１〜ａ３の群及び３つの経糸ｂ１〜ｂ３の群により構成され、３×３モックレノパターンＩＩは３つの緯糸ａ１〜ａ３の群及び３つの経糸ｂ４〜ｂ６の群により構成される。緯糸ａ１〜ａ３の群は、第一の端糸ａ１と、中央糸ａ２と、第二の端糸ａ３とを含む。経糸ｂ１〜ｂ３の群は、第一の端糸ｂ１と、中央糸ｂ２と、第二の端糸ｂ３とを含む。同様に、経糸ｂ４〜ｂ６の群は、第一の端糸ｂ４と、中央糸ｂ５と、第二の端糸ｂ６とを含む。

図１Ａに示すように、３Ｘ３モックレノパターンＩの製織中に、第一の端経糸ｂ１と第二の端経糸ｂ３の両方が第一の端緯糸ａ１の下に織られ、次いで、中央緯糸ａ２の上に織られ、そして最終的に第二の端緯糸ａ３の下に織られる。中央経糸ｂ２は、３つの緯糸ａ１〜ａ３の全ての上に織られている。３Ｘ３モックレノパターンＩＩの製織中に、第一の端経糸ｂ４と第２端経糸ｂ６の両方は第一の端緯糸ａ１の上に織られ、次いで、中央緯糸ａ２の下に織られ、そして最終的に第二の端緯糸ａ３の上に織られている。中央経糸ｂ５は、３つの緯糸ａ１〜ａ３の全ての下に織られている。

図１Ｂは、経糸と緯糸の両方がそれぞれ３つの糸の群に群分けされる、単層モックレノ織布構造の別の例の糸のインターレーシングを示す。図１Ｂに示すように、円で示すように、全ての緯糸が２つの経糸の間を交差する区間が存在する。３つの経糸の群の中で、緯糸は１対の経糸の間を交差するが、全ての緯糸が同時に交差するわけではない。

図１Ｃは、単層モックレノ織布構造の別の例を示す。このモックレノは、通常の間隔であるが、通常は数本の離れた経糸が時折交互のアンダーオーバーインターレースから逸脱し、代わりに２本又はそれ以上毎にインターレースする平織の別の形態である。これは、緯糸方向に同様の頻度で起こり、全体的な効果は、厚さが増し、表面が粗い布である。

図２は、経糸と緯糸の両方がそれぞれ４つの糸の群に群分けされる単一層モックレノ織構造２０００の別の例を示す。図２に示すように、布は、２種類のモックレノパターン、すなわち４×４モックレノパターンＩと４×４モックレノパターンＩＩとを含む。４×４モックレノパターンＩは、４つの緯糸ｃ１〜ｃ４の群と、４つの経糸ｄ１〜ｄ４の群によって構成され、４×４モックレノパターンＩＩは、４つの緯糸ｃ１〜ｃ４の群と、４つの経糸ｄ５〜ｄ８の群によって中断されている。同様に、４つの緯糸ｃ５〜ｃ６の群と、４つの経糸ｄ１〜ｄ４の群は４×４モックレノパターンＩＩを構成し、４つの緯糸ｃ５〜ｃ８の群と、４つの経糸ｄ５〜ｄ８の群は４×４モックレノパターンＩを構成している。

緯糸ｃ１〜ｃ４の群は、第一の端糸ｃ１と、２つの中央糸ｃ２及びｃ３と、第二の端糸ｃ４とを含む。同様に、緯糸ｃ５〜ｃ８の群は、第一の端糸ｃ５と、２つの中央糸ｃ６及びｃ７と、第二の端糸ｃ８とを含む。経糸ｄ１〜ｄ４の群は、第一の端糸ｄ１と、２つの中央糸ｄ２及びｄ３と、第二の端糸ｄ４とを含む。同様に、経糸ｄ５〜ｄ８の群は、第一の端糸ｄ５と、２つの中央糸ｄ６及びｄ７と、第二の端糸ｄ８とを含む。

図３Ａ〜図３Ｈは、図２に示された単層モックレノ織布構造２０００における経糸ｄ１〜ｄ８に沿った断面をそれぞれ示している。図３Ａ〜３Ｄに示すように、４×４モックレノパターンＩの製織中に、第一の端経糸ｄ１と第二の端経糸ｄ４の両方は第一の端緯糸ｃ１の下に織られ、次いで、全ての中央緯糸ｃ２及びｃ３の上に織られ、そして最終的に第二の端緯糸ｃ４の下に織られる。２つの中央経糸ｄ２及びｄ３は、４つの緯糸ｃ１〜ｃ４の全ての上に織られる。４×４モックレノパターンＩの右側の４×４モックレノパターンＩＩの製織中に、第一の端経糸ｄ１と第二の端経糸ｄ４の両方は第一の端緯糸ｃ５上に織られ、次いで、中央緯糸ｃ６及びｃ７の下に織られ、そして最終的に第二の端緯糸ｃ８の上に織られる。２つの中央経糸ｄ２及びｄ３は、４つの緯糸ｃ５〜ｃ８の全ての下に織られている。

図３Ｅ〜図３Ｈに示すように、４×４モックレノパターンＩＩの製織中に、第一の端経糸ｄ５と第二の端経糸ｄ８の両方は第一の端緯糸ｃ１の上に織られ、次いで、中央緯糸ｃ２及びｃ３の全ての下に織られ、そして最終的に第二の端緯糸ｃ４の上に織られる。２つの中央経糸ｄ６及びｄ７は、４つの緯糸ｃ１〜ｃ４の全ての下に織られる。４×４モックレノパターンＩＩの右側の４×４モックレノパターンＩの製織中に、第一の端経糸ｄ５と第二の端経糸ｄ８の両方は第一の端緯糸ｃ５の下に織られ、次いで、中央緯糸ｃ６及びｃ７の上に織られ、そして最終的に第二の端緯糸ｃ８の下に織られる。２つの中央経糸ｄ６及びｄ７は、４つの緯糸ｃ５〜ｃ８の全ての上に織られている。

発明の概要
経糸及び緯糸方向に大きなチャンネルを有する三次元（３Ｄ）織物プリフォームは、それ自体で、又は、軽量を必要とする複合材構造の一部として、他の３Ｄ又はラミネート化プリフォーム構造と比較して増加した厚さで使用することができる。化学蒸気浸透（ＣＶＩ）によって緻密化される３Ｄ織物プリフォームでは、プリフォーム内のより大きなチャンネルは、化学蒸気がプリフォームを通過するための複数の大きな経路を提供することもできる。さらに、チャンネルを形成する３Ｄ織物は、緻密化されていても又はされていなくてもよい、厚さが大きく、繊維体積が小さいプリフォームを形成することもできる。このような構造は、プリフォーム状態において、２つの表面間の軽量の断熱体又は電気絶縁体として有用であることができる。本発明は、チャンネルを有する３Ｄ織物プリフォームを開示する。３Ｄ織物形態では、経糸が一緒に集まり、緯糸が一緒に集まり、群をなす。これにより、貫通厚さ方向にチャンネルを形成する。これらのチャンネルは、単層モックレノ織と同様の概念を使用して、独自の一連の３Ｄ織パターンによって経糸及び緯糸を固定することによって形成される。これは、経糸を別の経糸の周りに撚り合わせて緯糸を横切ってそれらを全て所定の位置に固定する機械デバイスの使用によって達成される従来の単層レノパターンとは異なる。従来のスタイルのレノ機械デバイスは、典型的に、単層の織物プリフォームの耳部のための複合材の単層プリフォーム織物で使用され、ここで、糸が適所から滑り出るのを防ぐために強い製織を要求する。

本開示の１つの態様において、三次元（３Ｄ）織物プリフォームは、複数の経糸群と複数の緯糸群とを含み、経糸は緯糸と織り合わされて、複数の３Ｄ織物プリフォームの層を有するモックレノ構造を形成する。特定の層における経糸の第一の群は、特定の層における緯糸を次の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第一の組と、少なくとも１つの中央経糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端経糸とを含むことができる。特定の層における経糸の第二の群は、特定の層における緯糸を前の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第二の組と、少なくとも１つの中央経糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端経糸を含み、それにより、貫通厚さ方向のチャンネルが多層プリフォームに形成される。

この三次元織物プリフォームは、特定の層において緯糸の第一の群を含むことができ、該群において、特定の層における経糸を次の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第一の組と、少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端緯糸とを含むことができる。また、特定の層において緯糸の第二の群を含むことができ、該群において、特定の層における経糸を前の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第二の組と、少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端緯糸とを含むことができる。第一の端経糸及び第二の端経糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の上に織られ、少なくとも１つの中央経糸の第二の組の下に織られることができる。第一の端緯糸及び第二の端緯糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央経糸の第１の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央経糸の第二の組の下に織られることができる。

本開示の別の態様は、複数の経糸群と複数の緯糸群とを含む三次元（３Ｄ）織物プリフォームであり、経糸は緯糸と織り合わされて、複数の３Ｄ織物プリフォームの層を有するモックレノ構造を形成する。特定の層における緯糸の第一の群は、特定の層における経糸を次の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第一の組と、少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端緯糸を含むことができる。特定の層における緯糸の第二の群は、特定の層における経糸を前の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第二の組と、少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端緯糸とを含むことができ、それにより、貫通厚さ方向のチャンネルが多層プリフォームに形成される。

３Ｄ織物プリフォームのこの第二の態様において、特定の層における経糸の第一の群は、特定の層における緯糸を次の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第一の組と、少なくとも１つの中央経糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端経糸とを含むことができる。特定の層における経糸の第二の群は、特定の層における緯糸を前の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第二の組と、少なくとも１つの中央経糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端経糸とを含むことができる。第一の端緯糸及び第二の端緯糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央経糸の第一の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央経糸の第二の組の下に織られることができる。第一の端経糸及び第二の端経糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の下に織られることができる。

本開示及び特に特許請求の範囲及び／又は段落において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの用語は、米国特許法でそれに帰属する意味を有することができ、例えば、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｄ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」などを意味することができることは注記される。

用語「糸（ｔｈｒｅａｄｓ）」、「繊維（ｆｉｂｅｒｓ）」、「トウ（ｔｏｗｓ）」及び「糸（ヤーン）」は、以下の記載において互換可能に使用される。本明細書中に使用されるときに、「糸（ｔｈｒｅａｄｓ）」、「繊維（ｆｉｂｅｒｓ）」、「トウ（ｔｏｗｓ）」及び「糸（ヤーン）」は、モノフィラメント、マルチフィラメントヤーン、撚糸、マルチフィラメントトウ、テクスチャードヤーン、編組トウ、被覆ヤーン、二成分ヤーン、ならびに当業者に知られている任意の材料の伸張破断繊維から作られるヤーンを指すことができる。

本開示に記載された様々な実施形態の上記及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面と組み合わせた以下の実施形態の詳細な説明からより明らかになるであろう。

図面の簡単な説明
図１Ａは、経糸と緯糸の両方が３つに群分けされた関連技術の単層モックレノ織布構造の例を示す。 図１Ｂは、経糸と緯糸の両方が３つに群分けされた関連技術の単層モックレノ織布構造の別の例を示す。 図１Ｃは、関連技術の単層モックレノ織布構造の別の例を示す。 図２は、経糸と緯糸の両方が４つに群分けされた関連技術の単層モックレノ織布構造の別の例を示す。 図３Ａ〜図３Ｈは、図２に示す単層モックレノ織布構造における経糸に沿った断面を示す。 図４Ａは、本開示のチャンネルを有する３Ｄ織物プリフォームの例の上面図を示す。 図４Ｂは、チャンネルを有する３Ｄ織物プリフォームの斜視図を示す。 図５Ａ〜図５Ｈは、本開示の３Ｄ織物プリフォームにおける経糸に沿った断面を示す。 図６は、本開示のチャンネルを有する３Ｄ織物プリフォームの上部を生成するために使用される実施案を示す。 図７は、本開示の３Ｄ織物プリフォームの他の例を示す。

詳細な説明
図４Ａは、本開示のチャンネルを有する３Ｄ織物プリフォームの例の上面図を示す。図４Ｂは、チャンネルを有する３Ｄ織物プリフォームの斜視図を示す。図４Ａ〜図４Ｂに示すように、本開示のチャンネルを有する３Ｄ織物プリフォームは、経糸と緯糸の両方が４つに群分けされた多層モックレノ織布構造を含む。

３Ｄ織物プリフォームは、２種の３Ｄモックレノ織パターン、すなわち、３Ｄモックレノ織パターンＩ及び３Ｄモックレノ織パターンＩＩを含むことができる。図５Ａ〜図５Ｄは３Ｄモックレノ織パターンＩの例を示し、図５Ｅ〜図５Ｈは、３Ｄモックレノ織パターンＩＩの例を示す。３Ｄモックレノ織パターンＩ及びＩＩの両方は、複数の層において４つの経糸の群と４つの緯糸の群によって形成されている。４つの経糸の各群は、第一の端経糸と、２つの中央経糸と、第二の端経糸とを含み、端糸は中央糸の両側にある。同様に、４つの緯糸の各群は、第一の端緯糸と、２つの中央緯糸と、第二の端緯糸とを含み、端糸は中央糸の両側にある。

４×４（各群に４つの経糸及び各群に４つの緯糸）モックレノ織パターンを図示し、そして説明する。しかしながら、必ずしも等しい数の糸が経糸群及び緯糸群に存在する必要はないことは理解されるべきである。さらに、少なくとも１つの中央糸及び該中央糸のいずれかの側に少なくとも１つの端糸が各経糸群及び緯糸群において存在する限り、群内に４つの糸を有する必要はない。

図５Ａ〜図５Ｄに示す４Ｘ４ ３Ｄモックレノ織パターンＩにおいて、特定の層、例えば、層ｎの経糸群に２つの中央経糸が存在し、該経糸は、交互に、同じ層ｎ内の緯糸群の４つの糸の全ての上に織られ、次いで、貫通厚さ方向でこの特定の層ｎの下にある次の層ｎ＋１内の緯糸群の４つの糸の全ての下に織られる。

図５Ｅ〜５Ｈに示す３Ｄモックレノ織パターンＩＩにおいて、特定の層、例えば、層ｎの経糸群に２つの中央経糸が存在し、該経糸は、交互に、同じ層ｎの経糸群の４つの糸の全ての下に織られ、次いで、布の貫通厚さ層でこの特定の層ｎの上にある上方層ｎ−１の経糸群の４つの糸の全ての上に織られる。

より詳細には、図５Ａ〜５Ｈは、例えば１２層を有する３Ｄ織物プリフォーム内の経糸の２つの群に沿った断面を示す。図５Ａ〜図５Ｈに示すように、２つの群の経糸は、３Ｄプリフォームの第一の層において、第一の経糸群の経糸１１〜１４と、第二の経糸群の経糸１５〜１８とを含む。また、第二の層の第一の経糸群及び第二の経糸群の経糸２１〜２４及び２５〜２８も図示されている。このパターンは、第１１番目の層の第一の経糸群及び第二の経糸群の経糸１１１〜１１４及び１１５〜１１８、及び、第１２番目の層の第一の経糸群及び第二の経糸群の経糸１２１〜１２４及び１２５〜１２８まで続く。

図５Ａ〜図５Ｈはまた、３Ｄ織物プリフォームの第一の層において、４つの緯糸の２つの群を示し、各々の群は第一の緯糸群に緯糸５４，６９，７８及び９３と、第二の緯糸群に緯糸４９，６３，７３及び８７とを含み、そして第二の層において、４つの緯糸の２つの群を示し、第一の緯糸群に緯糸５６，６７，８０及び９１と、第二の緯糸群に緯糸５２，７１，７６及び９５とを含む。緯糸群分けは、同様に、第１０番目の層において、２つの群で第一の緯糸群に緯糸５８，６５，８２及び８９、第二の緯糸群に緯糸５９，６４，８３及び８８、そして第１１番目の層において、２つの群で第一の緯糸群に緯糸６２，６２，８４及び８６、第二の緯糸群に緯糸５１，６１，７５及び８５と続く。

以下の議論において、用語「次の層」は、議論の便宜のためにのみ使用される。しかしながら、「次の層」は、本明細書で使用されるときに、必ずしも特定の層よりも３Ｄプリフォーム内のより下の層又はより深い層であるとは限らない「別の層」を意味する。実際、「次の層」は、特定の層よりも３Ｄプリフォームの上方又は高くにあることができる。用語「前の層」は、「次の層」とは反対の方向にある層を記述するためにのみ使用される。

図５Ａ及び図５Ｄに示すように、経糸の第一の群には４つの糸が存在する：中央糸１２，１３の両側に経糸１１，１４。３Ｄモックレノ織パターンＩの製織中に、第一の端経糸１１及び第二の端経糸１４は、第一の層の第一の緯糸群の第一の端緯糸５４の下に織られ、次いで、全ての中央緯糸６９及び７８の上に織られ、そして最終的に、緯糸群の第二の端緯糸９３の下に織られている。端経糸１１，１４は、次いで、第一の層の第一の端緯糸４９の上に織られ、次いで全ての中央緯糸６３及び７３の下に織られ、そして最終的に、第二の端緯糸８７の上に織られている。端緯糸１１， １４は緯糸の次のカラムではこのように上／下交互になっている。

図５Ｂ及び５ｃに示すように、第一の層における緯糸群１１〜１４の２つの中央経糸１２及び１３は第一の層の４つの緯糸５４，６９，７８及び９３の全ての上に織られ、そして第二の層の４つの緯糸５２，７１，７６及び９５の下に織られる。それゆえ、第一の層と第二の層とは互いに結合されている。

同様に、第二の層における経糸群２１〜２４の第一の端経糸２１及び第二の端経糸２４は第二の層の第一の緯糸群の第一の端緯糸５６の下に織られ、次いで、中央緯糸６７及び８０の上に織られ、そして第二の端緯糸９１の下に織られている。そして第一の端経糸２１及び第二の端経糸２４は第二の層の第二の緯糸群の第一の端緯糸５２の上に織られ、次いで、中央緯糸７１及び７６の下に織られ、そして最終的に、第二の端緯糸９５の上に織られている。

第二の層において経糸群２１〜２４の２つの中央経糸２２及び２３は、第二の層の４つの緯糸５６，６７，８０及び９１の上に織られ、そして第三の層において４つの緯糸５３，７０，７７及び９４の全ての下に織られている。それゆえ、第二の層と第三の層とは互いに結合されている。

図５Ｅ及び５Ｈに示すように、経糸の第二の群に４つの糸が存在する：中央糸１６，１７の両側に端経糸１５，１８。３Ｄモックレノ織パターンＩＩの製織中に、第一の端経糸１５及び第二の端経糸１８は第一の層の第一の緯糸群の第一の端緯糸５４の上に織られ、次いで、中央緯糸６９及び７８のすべての下に織られ、そして最終的に、緯糸群の第二の端緯糸９３の上に織られる。そして端経糸１５，１８は、次いで、第一の層の第一の端緯糸４９の下に織られ、次いで、中央緯糸６３及び７３のすべての上に織られ、そして最終的に、第二の端緯糸８７の下に織られる。端経糸１５，１８は緯糸の次のカラムでこのように上／下交互になる。

図５Ｆ及び５Ｇに示すように、第一の層において経糸群１５〜１８の２つの中央経糸１６及び１７は第一の層の４つの緯糸５４，６９，７８及び９３の全ての下に織られ、そして第一の層の上の層の４つの緯糸５０，７２，７４及び７６の上に織られる。それゆえ、第一の層及び該第一の層の上の層は互いに結合されている。

同様に、第二の層において経糸群２５〜２８の第一の端経糸２５及び第二の端経糸２８は、第二の層の第一の緯糸群の第一の端緯糸５６の上に織られ、次いで、中央緯糸６７及び８０の下に織られ、そして第二の端緯糸９１の上に織られている。そして第一の端経糸２５及び第二の端経糸２８は、第二の層の第二緯糸群の第一の端緯糸５２の下に織られ、次いで、中央緯糸７１及び７６の上に織られ、そして最終的に、第二の端緯糸９５の下に織られる。

第二の層において経糸群２５〜２８の２つの中央経糸２６及び２７は第二の層の４つの緯糸５６，６７，８０及び９１の全ての下に織られ、そして第一の層において４つの緯糸４９，６３，７３及び８７の全ての上に織られている。それゆえ、第二の層と第二の層とは互いに結合されている。

それゆえ、図５Ａ〜５Ｈに示すように、経糸１１及び経糸２１は互いに接触しうるが、緯糸９３及び緯糸４９は互いに接触することが阻止される。実際、糸４５及び５４を含むカラムの全ての緯糸は互いに接触することが阻止されている。その結果、チャンネルは、布帛層の厚さを通して形成されている。

同様に、特定の層ｎの群における４つの緯糸のうち、２つの中央緯糸は、特定の層における経糸との間で交互になって織られており、同一の層において経糸群の４つの糸の全ての下に織られ、次いで、貫通厚さ方向でこの特定の層ｎの上にある上層ｎ−１において経糸群の４つの糸の全ての上に織られる。

例えば、図５Ａ〜図５Ｈに示すように、第一の群の４つの緯糸５４，６９，７８及び９３のうち、端緯糸５４，９３は、第一の層の第一の経糸群で第一の端経糸１１の上に、全ての中央経糸１２，１３の下に、次いで、第二の端経糸１４の上に織られ、それから、端緯糸５４，９３は、第一の層の第二の経糸群で第一の端経糸１５の下、全ての中央経糸１６，１７の上、次いで、第二の端経糸１８の下に織られる。

図５Ａ〜図５Ｈに示すように、第一の群の４つの緯糸５４，６９，７８及び９３のうち、中央緯糸６９，７８は第一の経糸群ですべての経糸１１〜１４の下に織られ、次いで、第二の経糸群で全ての経糸１５〜１８の上に織られる。

第二の緯糸群４９，６３，７３及び８７のうち、端緯糸４９，８７は端経糸１１の下に織られ、全ての中央経糸１２，１３の上に織られ、次いで第二の端経糸１４の下に織られ、それから、端緯糸４９，８７は第二の層において第二の経糸群の第一の端経糸１５の上に織られ、中央経糸２６，２７の下に織られ、次いで、第一の層の第二の経糸群の第二の端経糸１８の下に織られる。次いで、各群における端緯糸は同様に交互になる。

第二の緯糸群４９，６３，７３及び８７の中央緯糸６３，７３は第一の層において第二の経糸群の第一の端経糸１５の下に織られ、第二の層において第二の経糸群の経糸２６，２７の下に織られ、次いで、第一の層において第二の経糸群の第二の端経糸１８の下に織られる。それゆえ、第一の層と第二の層とは互いに結合されている。

同様に、図５Ａ〜５Ｈに示すように、第二の層の第一の群の４つの緯糸５６，６７，８０及び９１のうち、端緯糸５６，９１は、第二の層の第一の経糸群において、第一の端経糸２１の上に織られ、全ての中央経糸２２，２３の下に織られ、次いで、第二の端経糸２４の上に織られ、それから、端経糸５６，９１は第二の層の第二の経糸群において、第一の端経糸２５の下に織られ、全ての中央経糸２６，２７の上に織られ、次いで第二の端経糸２８の下に織られる。

図５Ａ〜５Ｈに示すように、第一の群の４つの緯糸５６，６７，８０及び９１のうち、中央緯糸６７，８０は第一の経糸群においてすべての経糸２１〜２４の下に織られ、次いで、第二の経糸群においてすべての経糸２５〜２８の下に織られる。

第二の緯糸群５２，７１，７６及び９５のうち、端緯糸５２，９５は端経糸２１の下に織られ、すべての中央経糸２２，２３の上に織られ、次いで、第二の端経糸２４の下に織られ、それから、端緯糸５２，９５は第三の層で第二の経糸群の第一の端経糸２５の上に織られ、中央経糸３６，３７の下に織られ、次いで、第二の層の第二の経糸群の第二の端経糸２８の下に織られる。次いで、各群の端緯糸は同様に交互になっている。

第二の緯糸群５２，７１，７６及び９５の中央緯糸７１，７６は第二の層において第二の経糸群の第一の端経糸２５の下に織られ、次いで、第三の層において第二の経糸群の経糸３６，３７の下に織られ、次いで、第二の層において第二の経糸群の第二の端経糸２８の下に織られる。それゆえ、第二の層と第三の層とは互いに結合されている。

図６はチャンネルを有する３Ｄ織物プリフォームの上部を生成するために使用される実施案を示す。パターンは、図６に示すように、糸（経糸及び緯糸）の幾つかのカラムを互いに反発させ（４及び５；８及び１）、他のものには緻密ネスティングを可能とさせる（１及び４；５及び８）ように作用する。実施案２，３，６及び７は１つの層を次の層に結合するように使用される。

特定の上方及び下方製織パスを組み合わせた繊維糸の剛性は幾つかの糸の自然反発力及び他の糸の引力をもたらす。これは各方向で糸の群分けをもたらし、幾つかの用途で有利である。糸の剛性が大きいほど、糸の間の間隔が大きく、このため、チャンネルが大きくなる。

筬における経糸群分けの特定の選択は形成されるパス又はチャンネルを弱め又は強めることができる。同様に、占有間隔の特定のパターンも形成されるパス又はチャンネルを弱め又は強めることができる。最も強められる結果は、デントにおいて実施案１〜４、デントにおいて実施案５〜８のような糸の配置、そして緯糸カラム１〜４及び５〜８の間のより小さい占有間隔から得られる。

それゆえ、本発明の３Ｄ織物プリフォームにおいて、目の粗い織り目は製織装置で利用可能な上下糸移動パターンのみを使用し、追加の機械的アクチュエータを使用することなしに達成される。

図７は３Ｄ織物プリフォームの他の例を示す。様々な厚さ（層）及び間隔を経糸／緯糸カラムで使用することができる。

３Ｄモックレノ織パターンは以下の特性及び特徴を有する。
−従来の３Ｄパターン又はラミネート化構造と比較して、より高い厚さを有する３Ｄ織物プリフォームを作り、同一の厚さで、より低い繊維質量とする。例えば、従来の繊維体積（ＦＶ）を有する３Ｄプリフォーム特定の厚さ及び特定の質量を有し、そして本発明に開示される開放チャンネルを有するプリフォームで、同一の厚さを有するものは、従来の繊維体積を有する３Ｄプリフォームよりも低い質量を有する。
−プリフォームを複合材に加工する間に、又は、プリフォーム又は複合材を、熱散逸を要求する別のアセンブリの一部として使用するときの「冷却チャンネル」として、流体が流れるための貫通厚さチャンネルを形成する。
−一緒に群分けされた経糸の数を変更することによりチャンネル間隔を変更し、Ｚ（貫通厚さ）方向のチャンネルの寸法を変更する。
−「傷つき」（bruising）、押し潰し又は糸のずれをあまり生じない。
−群に少なくとも３つの経糸及び緯糸を有する。
−剛性が高い経糸及び／又は緯糸であるほど、糸群の間の反発力が増加し、このようにして、ｘ面又はｙ面に大きなチャンネルを形成する（ｚは貫通厚さ面である）。
−糸群分けの間の占有間隔を変化させ、経糸方向のチャンネルサイズを変化させる。
−ｘ−ｙ 面方向の両方で群分けが起こり、「矩形、他の多角形チャンネル」をもたらす。
−経糸及び緯糸は１つの層から下の次の層に結合し、又は、１つの糸で複数の層を結合する。

所望の３Ｄ織物プリフォーム構造を形成した後に、該構造をマトリックス材料で含浸して複合材を形成することができる。該構造はマトリックス材料中に包囲され、そしてマトリックス材料は構造の構成要素の間の中間領域の一部又は全部を充填している。マトリックス材料は様々な材料であってよく、例えば、エポキシ、ポリエステル、ビニルエステルセラミック、カーボン及び／又は他の材料であってよく、また、所望の物理、熱、化学及び／又は他の特性を示す。マトリックスとしての使用のために選択される材料は、構造の材料と同一であっても又は同一でなくてもよく、匹敵する物理、化学、熱又は他の特性を有しても又は有しなくてもよい。しかしながら、典型的には、それらは同一の材料でなく、又は、匹敵する物理、化学、熱又は他の特性でない。というのは、複合材を使用する際に追及される一般的な目的は１つの構成要素の材料のみの使用によっては達成できない最終製品における特性の組み合わせを達成することである。そのように組み合わされて、構造及びマトリックス材料を、次いで、熱硬化又は他の既知の方法により、同一の操作において硬化しそして安定化させることができ、次いで、所望の構成要素の製造に向けて他の操作に供する。そのように硬化された後に、マトリックス材料の固化した物質は構造に付着されている。結果として、最終構成要素に対する応力、特に、繊維間の接着剤として作用するマトリックス材料による応力は構造の構成要素材料に有効に移行しそしてそれにより支持されうる。さらに、化学蒸気浸透（ＣＶＩ）を使用してマトリックス材料を添加して、複合材を形成するならば、基材中で形成されるチャンネルの一部又は全部は開放されたままであってよく、樹脂材料を含まないことができる。

経糸方向及び緯糸方向における糸は同一又は異なる材料及び／又はサイズであることができるものと理解されるべきである。例えば、経糸及び緯糸はカーボン、ナイロン、レイヨン、ガラス繊維、綿、セラミック、アラミド、ポリエステル、金属、ポリエチレン、及び／又は、所望の物理、熱、化学又は他の特性を示す他の材料から製造されうる。

他の３Ｄモックレノ織物は多角形形状チャンネルを形成するために使用することができ、そして経糸の層の数は少なくとも２以上であることができることは理解されるべきである。また、幾つかの実施形態において、すべてのチャンネルが全プリフォーム厚さを通して延在していることが理解されるべきである。他の実施形態において、複数のチャンネルは全厚さを通して延在している。すなわち、所望のパターンにおいて、すべてのチャンネルがプリフォームの全厚さを通して必ずしも延在していない。

また、３Ｄ織物プリフォームの１つの外面又は両方の外面上において、又は、複合材の１つの外面又は両方の外面上において、他方の構造は、ステッチボンディング、ピンニング、Ｔ−フォーミング（ＵＳ ６，１０３，３３７を参照されたい）、機械的ボルト締め、適切な接着剤の使用などの方法又は当業者に知られている他の方法により別個の「スキン」として取り付けられていることができることが理解されるべきである。

Claims (20)

1. 三次元（３Ｄ）織物プリフォームであって、
   経糸の複数の群、
   緯糸の複数の群、
   を含み、前記経糸は前記緯糸と織られて、３Ｄ織物プリフォームの複数の層を有するモックレノ構造を形成し、
   特定の層における経糸の第一の群は特定の層における緯糸を次の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第一の組、及び、該少なくとも１つの中央経糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端経糸を含み、そして、
   特定の層における経糸の第二の群は特定の層における緯糸を前の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第二の組、及び、該少なくとも１つの中央経糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端経糸を含み、それにより、貫通厚さ方向チャンネルが多層プリフォームにおいて形成されている、三次元（３Ｄ）織物プリフォーム。
2. 特定の層における緯糸の第一の群は特定の層における経糸を次の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第一の組、及び、該少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端緯糸を含み、そして、
   特定の層における緯糸の第二の群は特定の層における経糸を前の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第二の組、及び、該少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端緯糸を含む、請求項１記載の３Ｄ織物プリフォーム。
3. 前記第一の端経糸及び第二の端経糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の下に織られ、そして、
   前記第一の端緯糸及び第二の端緯糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央経糸の第一の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央経糸の第二の組の下に織られている、請求項２記載の３Ｄ織物プリフォーム。
4. 三次元（３Ｄ）織物プリフォームであって、
   経糸の複数の群、
   緯糸の複数の群、
   を含み、前記経糸は前記緯糸と織られて、３Ｄ織物プリフォームの複数の層を有するモックレノ構造を形成し、
   特定の層における緯糸の第一の群は特定の層における経糸を次の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第一の組、及び、該少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端緯糸を含み、そして、
   特定の層における緯糸の第二の群は特定の層における経糸を前の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第二の組、及び、該少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端緯糸を含み、それにより、貫通厚さ方向チャンネルが多層プリフォームにおいて形成されている、三次元（３Ｄ）織物プリフォーム。
5. 特定の層における経糸の第一の群は特定の層における緯糸を次の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第一の組、及び、該少なくとも１つの中央経糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端経糸を含み、そして、
   特定の層における経糸の第二の群は特定の層における緯糸を前の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第二の組、及び、該少なくとも１つの中央経糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端経糸を含む、請求項４記載の３Ｄ織物プリフォーム。
6. 前記第一の端緯糸及び第二の端緯糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央経糸の第一の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央経糸の第二の組の下に織られ、そして、
   前記第一の端経糸及び第二の端経糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の下に織られている、請求項５記載の３Ｄ織物プリフォーム。
7. 請求項１記載の三次元（３Ｄ）織物プリフォームを含み、
   該プリフォームはマトリックス材料により含浸されている、複合材。
8. 請求項３記載の三次元（３Ｄ）織物プリフォームを含み、
   該プリフォームはマトリックス材料により含浸されている、複合材。
9. 請求項４記載の三次元（３Ｄ）織物プリフォームを含み、
   該プリフォームはマトリックス材料により含浸されている、複合材。
10. 請求項６記載の三次元（３Ｄ）織物プリフォームを含み、
    該プリフォームはマトリックス材料により含浸されている、複合材。
11. ３Ｄ織物プリフォームの複数の層において経糸の群を形成すること、
    ３Ｄ織物プリフォームの複数の層において緯糸の群を形成すること、
    前記経糸の群における経糸を前記緯糸の群における緯糸と製織することによりモックレノ構造を形成すること、
    を含み、
    特定の層における経糸の第一の群は特定の層における緯糸を次の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第一の組、及び、該少なくとも１つの中央経糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端経糸を含み、そして、
    特定の層における経糸の第二の群は特定の層における緯糸を前の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第二の組、及び、該少なくとも１つの中央経糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端経糸を含み、それにより、貫通厚さ方向チャンネルが多層プリフォームにおいて形成される、三次元（３Ｄ）織物プリフォームの形成方法。
12. 特定の層における緯糸の第一の群は特定の層における経糸を次の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第一の組、及び、該少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端緯糸を含み、そして、
    特定の層における緯糸の第二の群は特定の層における経糸を前の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第二の組、及び、該少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端緯糸を含む、請求項１１記載の３Ｄ織物プリフォームの形成方法。
13. 前記第一の端経糸及び第二の端経糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の下に織られ、そして、
    前記第一の端緯糸及び第二の端緯糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央経糸の第一の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央経糸の第二の組の下に織られる、請求項１２記載の３Ｄ織物プリフォームの形成方法。
14. ３Ｄ織物プリフォームの複数の層において経糸の群を形成すること、
    ３Ｄ織物プリフォームの複数の層において緯糸の群を形成すること、
    前記経糸の群における経糸を前記緯糸の群における緯糸と製織することによりモックレノ構造を形成すること、
    を含み、
    特定の層における緯糸の第一の群は特定の層における経糸を次の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第一の組、及び、該少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端緯糸を含み、そして、
    特定の層における緯糸の第二の群は特定の層における経糸を前の層における経糸に結合する少なくとも１つの中央緯糸の第二の組、及び、該少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端緯糸を含み、それにより、貫通厚さ方向チャンネルが多層プリフォームにおいて形成される、三次元（３Ｄ）織物プリフォームの形成方法。
15. 特定の層における経糸の第一の群は特定の層における緯糸を次の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第一の組、及び、該少なくとも１つの中央経糸の第一の組の各側に１つの少なくとも２つの第一の端経糸を含み、そして、
    特定の層における経糸の第二の群は特定の層における緯糸を前の層における緯糸に結合する少なくとも１つの中央経糸の第二の組、及び、該少なくとも１つの中央経糸の第二の組の各側に１つの少なくとも２つの第二の端経糸を含む、請求項１４記載の３Ｄ織物プリフォーム。
16. 前記第一の端緯糸及び第二の端緯糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央経糸の第一の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央経糸の第二の組の下に織られ、そして、
    前記第一の端経糸及び第二の端経糸は、特定の層において、少なくとも１つの中央緯糸の第一の組の上に織られ、そして少なくとも１つの中央緯糸の第二の組の下に織られる、請求項１５記載の３Ｄ織物プリフォーム。
17. 請求項１１記載の三次元（３Ｄ）織物プリフォームを形成すること、
    該３Ｄ織物プリフォームをマトリックス材料により含浸すること、
    を含む、複合材の形成方法。
18. 請求項１３記載の三次元（３Ｄ）織物プリフォームを形成すること、
    該３Ｄ織物プリフォームをマトリックス材料により含浸すること、
    を含む、複合材の形成方法。
19. 請求項１４記載の三次元（３Ｄ）織物プリフォームを形成すること、
    該３Ｄ織物プリフォームをマトリックス材料により含浸すること、
    を含む、複合材の形成方法。
20. 請求項１６記載の三次元（３Ｄ）織物プリフォームを形成すること、
    該３Ｄ織物プリフォームをマトリックス材料により含浸すること、
    を含む、複合材の形成方法。

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