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KR102142486B1 - 채널들을 갖는 3d 제직 예비성형체 - Google Patents

채널들을 갖는 3d 제직 예비성형체 Download PDF

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KR102142486B1
KR102142486B1 KR1020187013540A KR20187013540A KR102142486B1 KR 102142486 B1 KR102142486 B1 KR 102142486B1 KR 1020187013540 A KR1020187013540 A KR 1020187013540A KR 20187013540 A KR20187013540 A KR 20187013540A KR 102142486 B1 KR102142486 B1 KR 102142486B1
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KR
South Korea
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edge
warp
woven
central
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브록 길버트슨
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알바니 엔지니어드 콤포짓스, 인크.
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
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Abstract

증가된 두께를 갖는 경량 예비성형체를 형성하는 것과 같은 응용을 위해 개발된, 관통두께 방향으로의 채널들을 생성하는 모크 레노 구조를 갖는 3차원 (3D) 제직 예비성형체가 개시된다.

Description

채널들을 갖는 3D 제직 예비성형체
본원은 증가된 두께를 갖는 경량 예비성형체의 형성과 같은 응용에 사용될 수 있는 예비성형체의 두께를 관통하는 채널들을 갖는 3차원 (3D) 예비성형체에 관한 것이다.
레노 조직(leno weave)은, 2개의 경사가 위사 둘레에 꼬여져 강하지만 시어한(sheer)/개방된 직물을 제공하는 조직이다. 단일 층 조직 구조인 전통적인 레노는 위사들 간의 서로의 둘레에 경사를 감음(wrapping)으로써 이루어진다. 장시간 동안 한 방향으로 회전한 다음, 다른 방향으로 회전하는 프로펠러 장치 등을 사용하는 기계적 액추에이터로 1개의 경사를 이의 이웃의 다른 측으로 수평으로 병진시키는(translating) 것과 같은 다양한 기계적 수단이 사용된다. 전통적인 레노 조직은 상기 2개의 경사(yarn)를 서로에 매우 근접하게 고정된(locked) 상태로 유지하여 개방 직물 (거즈(gauze)와 같이)을 제조하거나 또는 인근 경사(yarn ends)를 제자리에 고정시키도록 작용한다.
레노 조직 (또한 거즈 조직 또는 교차 조직(Cross Weave)으로 불림)은, 2개의 경사가 위사 둘레에 꼬여져 강하지만 시어한/개방된 직물을 제공하는 조직이다. 표준 경사(standard warp yarn)는 스켈리튼 경사(skeleton yarn) 또는 익 경사('doup' yarn)와 쌍을 이루고 있고; 이러한 꼬여진 경사들은 위사에 단단히 고정(grip)되며, 이는 직물의 내구성을 개선한다. 레노 조직은 사 미끄러짐(slippage) 또는 사의 잘못된 배치가 거의 없는 개방 직물을 생성한다.
레노 조직 직물은 광 및 공기가 자유롭게 통과하도록 하여 시어한 개방 조직(open weave) 직물이 요구되는 모든 영역에 사용되며, 이는 손상(bruising) 또는 밀림(shoving) (이 경우, 사들(yarns)은 이들의 제직 균일성으로부터 벗어나 이동하여 조직의 균일성을 방해함)을 일으키지 않을 것이다. 단순한 인-앤-아웃(in-and-out) 편평 조직(flat weave)이 동일한 효과를 달성하기 위해 매우 느슨하게 제직된 경우, 사들은 이러한 손상/밀림/잘못된 배치에 대한 경향을 가질 것이다.
모사 레노(imitation leno)로서 또한 공지되어 있는 모크 레노(mock leno)는 외관상 거즈, 또는 익 마운팅(doup mounting)의 보조 없이 얻어진 레노 스타일과 유사한 효과를 생성하는 통상의 구성의 다양한 조직이다. 이러한 조직은 일반적으로 평직(plain weave), 능직(twill weave), 주자직(satin weave) 또는 다른 단순한 단일 층 조직과 조합되거나 또는 심지어 줄무늬 직물(striped fabrics)을 생성하도록 브로케이드 구성(brocade configuring)과도 조합되어 생성되며, 이는 진(true) 레노 직물과 매우 근접한 유사성을 지닌다. 이러한 조직은 또한 모사 거즈 조직으로서 지칭된다.
상기 조직은 사들을 동일하거나 또는 동일하지 않은 크기의 그룹으로 배열하는 단일 층 조직이다. 평직으로 제직되는 사들은 직물의 전면 또는 후면 상으로 부출(floating)하는 사들과 교대한다. 각각의 개별 사 그룹으로부터의 경사들(yarn ends)은 동일한 바디살(dent) 내로 통경(drawing)될 수 있으며; 이는 부출 경사들을 함께 무리짓게(bunch) 하고, 직물에서 사 그룹들 사이의 약간의 틈(gap) 또는 개구(opening)를 유발하여 거즈 또는 레노 조직과 유사한 외관을 제공하며 이에 따라 그 명칭은 "모크 레노"이다.
모크 레노 제직물은 일반적으로, 3개 이상의 경사 또는 위사의 그룹이, 하나의 그룹의 마지막 사 및 후속 그룹의 처음 사가 바로 반대되는 순서로 교착되는(interlaced) 것에 의해 각각의 그룹의 사들이 인접 그룹들로부터 분리되면서 용이하게 하나의 그룹으로 합쳐질 수 있도록 하는 방식으로 교착되어 있는 직물로서 정의될 수 있다. 이러한 교차는 2개의 인접한 사들이 합쳐지는 것을방지하며, 이 지점에서의 개구를 유발한다. 이러한 단일 층 제직물은 유리 또는 면과 같은 임의의 널리 공지되어 있는 제직가능한 재료의 섬유 또는 사로부터 제조될 수 있으며, 널리 공지되어 있는 상업 물품이다.
도 1a는 선행기술의 단일 층 모크 레노 직물 구조체(1000)의 예를 도시하며, 여기서 경사 및 위사 둘 모두는 각각 3개 사의 그룹으로 그룹화되어 있다. 도 1a에 도시되어 있는 바와 같이, 직물은 2종류의 모크 레노 패턴, 즉 3X3 모크 레노 패턴 I 및 3X3 모크 레노 패턴 II를 포함한다. 3X3 모크 레노 패턴 I은 3개의 위사 a1 내지 a3의 그룹 및 3개의 경사 b1 내지 b3의 그룹에 의해 형성되고, 3X3 모크 레노 패턴 II는 3개의 위사 a1 내지 a3의 그룹 및 3개의 경사 b4 내지 b6의 그룹에 의해 형성된다. 위사 a1 내지 a3의 그룹은 제1 에지(edge) 사 a1, 중앙 사 a2 및 제2 에지 사 a3를 포함한다. 경사 b1 내지 b3의 그룹은 제1 에지 사 b1, 중앙 사 b2 및 제2 에지 사 b3을 포함한다. 유사하게, 경사 b4 내지 b6의 그룹은 제1 에지 사 b4, 중앙 사 b5 및 제2 에지 사 b6을 포함한다.
도 1a에 도시되어 있는 바와 같이, 3X3 모크 레노 패턴 I의 제직 동안, 제1 에지 경사 b1 및 제2 에지 경사 b3 둘 모두는 제1 에지 위사 a1 아래로 제직되고, 이어서 중앙 위사 a2 위로, 그리고 최종적으로 제2 에지 위사 a3 아래로 제직된다. 중앙 경사 b2는 3개의 위사 a1 내지 a3 모두의 위로 제직된다. 3X3 모크 레노 패턴 II의 제직 동안, 제1 에지 경사 b4 및 제2 에지 경사 b6 둘 모두는 제1 에지 위사 a1 위로 제직되고, 이어서 중앙 위사 a2 아래로, 그리고 최종적으로 제2 에지 위사 a3 위로 제직된다. 중앙 경사 b5는 3개의 위사 a1 내지 a3 모두의 아래로 제직된다.
도 1b는 단일 층 모크 레노 조직 직물 구조체의 또 다른 예의 사들의 교착을 도시하며, 여기서 경사 및 위사 둘 모두는 또한 각각 3개 사의 그룹으로 그룹화되어 있다. 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이, 원에 의해 표시되어 있는 바와 같은, 위사 모두가 2개의 경사 사이를 가로지르는(cross) 섹션이 존재한다. 3개 경사의 그룹 내에서, 위사들이 한 쌍의 경사 사이를 가로지르지만, 모든 위사가 동시에 가로지르는 것은 아니다.
도 1c는 단일 층 모크 레노 조직 직물 구조체의 또 다른 예를 도시한다. 이러한 모크 레노는, 규칙적인 간격이지만 통상적으로 몇 개의 사만큼 떨어진 간격의 이따금씩의 경사가 교대 아래-위 교착(alternate under-over interlacing)으로부터 벗어나며, 대신에 2개 이상의 사마다 교착되어 있는 평직의 또 다른 버전이다. 이는 위사 방향에서 유사한 빈도로 일어나며, 전체의 효과는 증가된 두께 및 보다 거친 표면을 갖는 직물이다.
도 2는 단일 층 모크 레노 조직 직물 구조체(2000)의 또 다른 예를 도시하며, 여기서 경사 및 위사 둘 모두는 각각 4개 사의 그룹으로 그룹화되어 있다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 직물은 2종류의 모크 레노 패턴, 즉 4x4 모크 레노 패턴 I 및 4x4 모크 레노 패턴 II를 포함한다. 4x4 모크 레노 패턴 I은 4개의 위사 c1 내지 c4의 그룹 및 4개의 경사 d1 내지 d4의 그룹에 의해 형성되고, 4x4 모크 레노 패턴 II는 4개의 위사 c1 내지 c4의 그룹 및 4개의 경사 d5 내지 d8의 그룹에 의해 변형(disrupt)된다. 유사하게, 4개의 위사 c5 내지 c8의 그룹 및 4개의 경사 d1 내지 d4의 그룹은 4x4 모크 레노 패턴 II를 형성하고, 4개의 위사 c5 내지 c8의 그룹 및 4개의 경사 d5 내지 d8의 그룹은 4x4 모크 레노 패턴 I을 형성한다.
위사 c1 내지 c4의 그룹은 제1 에지 사 c1, 2개의 중앙 사 c2 및 c3, 및 제2 에지 사 c4를 포함한다. 유사하게, 위사 c5 내지 c8의 그룹은 제1 에지 사 c5, 2개의 중앙 사 c6 및 c7, 및 제2 에지 사 c8을 포함한다. 경사 d1 내지 d4의 그룹은 제1 에지 사 d1, 2개의 중앙 사 d2 및 d3, 및 제2 에지 사 d4를 포함한다. 유사하게, 경사 d5 내지 d8의 그룹은 제1 에지 사 d5, 2개의 중앙 사 d6 및 d7, 및 제2 에지 사 d8을 포함한다.
도 3a 내지 3h는 도 2에 도시된 단일 층 모크 레노 조직 직물 구조체(2000)에서의 각각 경사 d1 내지 d8을 따른 단면을 도시한다. 도 3a 내지 3d에 도시되어 있는 바와 같이, 4x4 모크 레노 패턴 I의 제직 동안, 제1 에지 경사 d1 및 제2 에지 경사 d4 둘 모두는 제1 에지 위사 c1 아래로 제직되고, 이어서 중앙 위사 c2 및 c3 모두의 위로, 그리고 최종적으로 제2 에지 위사 c4 아래로 제직된다. 2개의 중앙 경사 d2 및 d3은 4개의 위사 c1 내지 c4 모두의 위로 제직된다. 4x4 모크 레노 패턴 I의 우측 상의 4x4 모크 레노 패턴 II의 제직 동안, 제1 에지 경사 d1 및 제2 에지 경사 d4 둘 모두는 제1 에지 위사 c5 위로 제직되고, 이어서 중앙 위사 c6 및 c7 아래로, 그리고 최종적으로 제2 에지 위사 c8 위로 제직된다. 2개의 중앙 경사 d2 및 d3은 4개의 위사 c5 내지 c8 모두의 아래로 제직된다.
도 3e 내지 3h에 도시되어 있는 바와 같이, 4x4 모크 레노 패턴 II의 제직 동안, 제1 에지 경사 d5 및 제2 에지 경사 d8 둘 모두는 제1 에지 위사 c1 위로 제직되고, 이어서 중앙 위사 c2 및 c3 모두의 아래로, 그리고 최종적으로 제2 에지 위사 c4 위로 제직된다. 2개의 중앙 경사 d6 및 d7는 4개의 위사 c1 내지 c4 모두의 아래로 제직된다. 4x4 모크 레노 패턴 II의 우측 상의 4x4 모크 레노 패턴 I의 제직 동안, 제1 에지 경사 d5 및 제2 에지 경사 d8 둘 모두는 제1 에지 위사 c5 아래로 제직되고, 이어서 중앙 위사 c6 및 c7 위로, 그리고 최종적으로 제2 에지 위사 c8 아래로 제직된다. 2개의 중앙 경사 d6 및 d7은 4개의 위사 c5 내지 c8 모두의 위로 제직된다.
경사 및 위사 방향으로의 큰 채널들을 갖는 3차원 (3D) 제직 예비성형체는 그 자체로 사용될 수 있거나 또는 다른 3D 또는 적층 예비성형체 구조체에 비해 증가된 두께에서 경량을 요구하는 복합재 구조체의 일부분으로서 사용될 수 있다. 화학 기상 침투 (Chemical Vapor Infiltration; CVI)에 의해 조밀화(densification)될 것인 3D 제직 예비성형체의 경우, 예비성형체 내의 보다 큰 채널들은 또한 예비성형체를 통해 통과하는 화학 증기를 위한 다수의 큰 경로를 제공할 수 있다. 게다가, 채널들을 생성하는 3D 조직은 또한 조밀화될 수 있거나 조밀화되지 않을 수 있는 낮은 섬유 부피 및 높은 두께를 갖는 예비성형체를 생성할 수 있다. 이러한 아키텍처(architecture)는 예비성형체 상태에서 2개의 표면 사이의 경량의 단열재 또는 절연재로서 유용할 수 있다. 본 발명은 채널들을 갖는 3D 제직 예비성형체를 개시한다. 3D 제직 버전에서, 경사는 함께 모여 그룹을 이루고, 위사는 함께 모여 그룹을 이룬다. 이는 관통두께(through-thickness) 방향으로의 채널들을 생성한다. 이러한 채널들은, 단일 층 모크 레노 조직과 유사한 개념을 사용하여 고유한 일련의 3D 조직 패턴을 통해 경사 및 위사를 제자리에 고정시킴으로써 생성된다. 이는, 경사가 위사를 가로지를 때 경사를 또 다른 경사 둘레에 꼬아 이들 모두를 제자리에 고정시키는 기계적 장치의 사용을 통해 달성되는 전통적인 단일 층 레노 패턴과 상이하다. 전통적인 스타일의 레노 기계적 장치는 전형적으로, 사들이 제자리에서 미끄러지는 것을 방지하기 위해 단단한(tight) 조직이 요구되는 곳인 단일 층 제직 예비성형체의 식서(selvedge)용 복합재를 위한 단일 층 예비성형체 조직에 사용된다.
본 개시의 일 측면에서, 3차원 (3D) 제직 예비성형체는 경사의 복수의 그룹 및 위사의 복수의 그룹을 포함할 수 있고, 경사는 위사와 제직되어 3D 제직 예비성형체의 복수의 층을 갖는 모크 레노 구조체를 형성한다. 특정한 층 내의 경사의 제1 그룹은 상기 특정한 층 내의 위사를 후속 층 내의 위사에 접결(bind)하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트, 및 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 경사를 포함할 수 있다. 상기 특정한 층 내의 경사의 제2 그룹은 상기 특정한 층 내의 위사를 선행 층 내의 위사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트, 및 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 경사를 포함하여, 관통두께 방향 채널들이 다층 예비성형체에 형성되도록 할 수 있다.
이러한 3D 제직 예비성형체는 상기 특정한 층 내의 위사의 제1 그룹을 포함할 수 있고, 이는 상기 특정한 층 내의 경사를 상기 후속 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트, 및 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 위사를 포함할 수 있다. 상기 특정한 층 내의 경사를 상기 선행 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트, 및 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 위사를 포함할 수 있는, 상기 특정한 층 내의 위사의 제2 그룹이 또한 포함될 수 있다. 제1 및 제2 에지 경사는 상기 특정한 층 내의 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트 위로 그리고 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트 아래로 제직될 수 있다. 제1 및 제2 에지 위사는 상기 특정한 층 내의 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트 위로 그리고 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트 아래로 제직될 수 있다.
본 개시의 또 다른 측면은 경사의 복수의 그룹 및 위사의 복수의 그룹을 포함하는 3차원 (3D) 제직 예비성형체이며, 경사는 위사와 제직되어 3D 제직 예비성형체의 복수의 층을 갖는 모크 레노 구조체를 형성한다. 특정한 층 내의 위사의 제1 그룹은 상기 특정한 층 내의 경사를 후속 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트, 및 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 위사를 포함할 수 있다. 상기 특정한 층 내의 위사의 제2 그룹은 상기 특정한 층 내의 경사를 선행 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트, 및 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 위사를 포함하여, 관통두께 방향 채널들이 다층 예비성형체에 형성되도록 할 수 있다.
3D 제직 예비성형체의 이러한 제2 측면에서, 상기 특정한 층 내의 경사의 제1 그룹은 상기 특정한 층 내의 위사를 상기 후속 층 내의 위사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트, 및 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 경사를 포함할 수 있다. 상기 특정한 층 내의 경사의 제2 그룹은 상기 특정한 층 내의 위사를 상기 선행 층 내의 위사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트, 및 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 경사를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 에지 위사는 상기 특정한 층 내의 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트 위로 그리고 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트 아래로 제직될 수 있다. 제1 및 제2 에지 경사는 상기 특정한 층 내의 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트 위로 그리고 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트 아래로 제직될 수 있다.
본 개시 및 특히 청구범위 및/또는 단락에서, "포함하다(comprise)", "포함된(comprised)", "포함하는(comprising)" 등과 같은 용어는 미국 특허법에서 이에 부여된 의미를 가질 수 있으며; 예를 들어 이들은 "포함하다(include)", "포함된(included)", "포함하는(including)" 등을 의미할 수 있음에 주의한다.
용어 "실(thread)", "섬유(fiber)", "토우(tow)" 및 "사(yarn)"는 하기 설명에서 상호교환가능하게 사용된다. 본원에 사용된 "실", "섬유", "토우" 및 "사"는 모노필라멘트(monofilament), 멀티필라멘트사(multifilament yarn), 가연사(twisted yarn), 멀리필라멘트 토우, 텍스쳐사(textured yarn), 조물(braided) 토우, 코팅사(coated yarn), 2성분사, 뿐만 아니라 통상의 기술자에게 공지되어 있는 임의의 재료의 연신 파단 섬유(stretch broken fiber)로부터 제조된 사를 지칭할 수 있다.
본 개시에 제시된 바와 같은 다양한 구현예의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부되는 도면과 함께 취해지는 하기 구현예의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1a는 경사 및 위사 둘 모두가 3개로 그룹화되어 있는 선행기술의 단일 층 모크 레노 조직 직물 구조체의 예를 도시한다.
도 1b는 경사 및 위사 둘 모두가 3개로 그룹화되어 있는 선행기술의 단일 층 모크 레노 조직 직물 구조체의 또 다른 예를 도시한다.
도 1c는 선행기술의 단일 층 모크 레노 조직 직물 구조체의 또 다른 예를 도시한다.
도 2는 경사 및 위사 둘 모두가 4개로 그룹화되어 있는 선행기술의 단일 층 모크 레노 조직 직물 구조체의 또 다른 예를 도시한다.
도 3a 내지 3h는 도 2에 도시된 단일 층 모크 레노 조직 직물 구조체에서의 경사를 따른 단면을 도시한다.
도 4a는 본 개시의 채널들을 갖는 3D 제직 예비성형체의 하나의 예의 상면도를 도시한다.
도 4b는 채널들을 갖는 3D 제직 예비성형체의 사시도(oblique view)를 도시한다.
도 5a 내지 5h는 본 개시의 3D 제직 예비성형체에서의 경사를 따른 단면을 도시한다.
도 6은 본 개시의 채널들을 갖는 3D 제직 예비성형체의 상부를 생성하기 위해 사용되는 계획들을 도시한다.
도 7은 본 개시의 3D 제직 예비성형체의 다른 예를 도시한다.
도 4a는 본 개시의 채널들을 갖는 3D 제직 예비성형체의 하나의 예의 상면도를 도시한다. 도 4b는 채널들을 갖는 3D 제직 예비성형체의 사시도를 도시한다. 도 4a 내지 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 본 개시의 채널들을 갖는 3D 제직 예비성형체는 경사 및 위사 모두가 4개로 그룹화되어 있는 다층 모크 레노 조직 직물 구조체를 포함한다.
3D 제직 예비성형체는 2종류의 3D 모크 레노 조직 패턴, 즉 3D 모크 레노 조직 패턴 I 및 3D 모크 레노 조직 패턴 II를 포함할 수 있다. 도 5a 내지 5d는 3D 모크 레노 조직 패턴 I의 하나의 예를 도시하고, 도 5e 내지 5h는 3D 모크 레노 조직 패턴 II의 하나의 예를 도시한다. 3D 모크 레노 조직 패턴 I 및 II 둘 모두는 4개 경사의 그룹 및 4개 위사의 그룹에 의해 복수의 층으로 형성된다. 4개 경사의 각각의 그룹은 제1 에지 경사, 2개의 중앙 경사 및 제2 에지 경사를 포함하며, 에지 경사들은 중앙 경사의 대향 측 상에 존재한다. 유사하게, 4개 위사의 각각의 그룹은 제1 에지 위사, 2개의 중앙 위사 및 제2 에지 위사를 포함하며, 에지 위사들은 중앙 위사의 대향 측 상에 존재한다.
4x4 (각각의 그룹에서 4개의 경사 및 각각의 그룹에서 4개의 위사) 모크 레노 조직 패턴이 도시되며 기술된다. 그러나, 경사 및 위사 그룹에서 반드시 동일한 수의 사가 존재할 필요는 없다는 것을 알아야 한다. 또한, 각각의 경사 및 위사 그룹 내에 적어도 1개의 중앙 사 및 중앙 사의 양 측면에 적어도 1개의 에지 사가 존재하는 한, 한 그룹에 4개의 사를 가질 필요는 없다.
도 5a 내지 5d에 도시되어 있는 4X4 3D 모크 레노 조직 패턴 I에서, 특정한 층, 예를 들어 층 n 내의 경사 그룹에서의 2개의 중앙 경사가 동일한 층 n 내의 위사 그룹에서의 4개의 위사 모두의 위로 제직되고, 이어서 다음 층 n+1 (이는 관통두께 방향으로 이러한 특정한 층 아래에 있음) 내의 위사 그룹에서의 4개의 위사 모두의 아래로 제직되는 것이 교대로 일어난다.
도 5e 내지 5h에 도시되어 있는 3D 모크 레노 조직 패턴 II에서, 특정한 층, 예를 들어 층 n 내의 경사 그룹에서의 2개의 중앙 경사가 동일한 층 n 내의 경사 그룹에서의 4개의 경사 모두의 아래로 제직되고, 이어서 상부 층 n-1 (이는 직물의 관통두께 층에서의 이러한 특정한 층 위에 있음) 내의 경사 그룹에서의 4개의 경사 모두의 위로 제직되는 것이 교대로 일어난다.
보다 상세하게, 도 5a 내지 5h는, 예를 들어 12개의 층을 갖는 구조체인 3D 제직 예비성형체에서의 경사의 2개의 그룹을 따른 단면을 도시한다. 도 5a 내지 5h에 도시되어 있는 바와 같이, 경사의 2개의 그룹은 3D 예비성형체의 제1 층에서 제1 경사 그룹의 경사(11 내지 14) 및 제2 경사 그룹의 경사(15 내지 18)을 포함한다. 제2 층의 제1 및 제2 경사 그룹의 경사(21 내지 24) 및 (25 내지 28)이 또한 도시되어 있다. 이러한 패턴은 제11 층의 제1 및 제2 경사 그룹의 경사(111 내지 114); (115 내지 118), 및 제12 층의 제1 및 제2 경사 그룹의 경사(121 내지 124) 및 (125 내지 128)까지 계속된다.
도 5a 내지 5h는 또한, 각각 3D 제직 예비성형체의 제1 층 상의 제1 위사 그룹으로의 위사(54, 69, 78 및 93) 및 제2 위사 그룹으로의 위사(49, 63, 73 및 87)를 포함하는 4개 위사의 2개의 그룹, 및 제2 층 상의 제1 위사 그룹으로의 위사(56, 67, 80 및 91) 및 제2 위사 그룹으로의 위사(52, 71, 76 및 95)를 포함하는 4개 위사의 2개의 그룹을 도시한다. 위사 그룹화는 유사한 방식으로, 제10 층에서의 제1 위사 그룹으로의 위사(58, 65, 82 및 89) 및 제2 위사 그룹으로의 위사(59, 64, 83 및 88)의 2개의 그룹, 제11 층에서의 제1 위사 그룹으로의 위사(60, 62, 84 및 86) 및 제2 위사 그룹으로의 위사(51, 61, 75 및 85)로 계속된다.
하기 논의에서, 용어 "후속 층"은 오직 논의의 편의성을 위해 사용된다. 그러나, 본원에 사용된 "후속 층"은 "또 다른 층"을 의미하며, 특정한 층보다 3D 예비성형체에서 반드시 더 낮거나 또는 더 깊은 층을 의미하는 것은 아니다. 실제로, "후속 층"은 특정한 층보다 3D 예비성형체에서 상부이거나 또는 더 높을 수 있다. 용어 "선행 층"은 오직 "후속 층"의 방향에 반대되는 방향의 층을 설명하기 위해 사용된다.
도 5a 및 5d에 도시되어 있는 바와 같이, 경사의 제1 그룹에 4개의 경사가 존재한다: 중앙 경사(12, 13)의 양 측면에 경사(11, 14)가 1개씩 존재한다. 3D 모크 레노 조직 패턴 I의 제직 동안, 제1 에지 경사(11) 및 제2 에지 경사(14)는 제1 층의 제1 위사 그룹의 제1 에지 위사(54) 아래로 제직되고, 이어서 중앙 위사(69 및 78) 모두의 위로, 그리고 최종적으로 상기 위사 그룹에서의 제2 에지 위사(93) 아래로 제직된다. 이어서, 에지 경사(11, 14)는 제1 층의 제1 에지 위사(49) 위로 제직되고, 이어서 중앙 위사(63 및 73) 모두의 아래로, 그리고 최종적으로 제2 에지 위사(87) 위로 제직된다. 에지 경사(11, 14)는 위사의 후속 열(column)에 대해 이러한 방식으로 위로/아래로 교대된다.
도 5b 및 5c에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 층 내의 경사 그룹(11 내지 14)의 2개의 중앙 경사(12 및 13)는 제1 층의 4개의 위사(54, 69, 78 및 93) 모두의 위로 그리고 제2 층의 4개의 위사(52, 71, 76 및 95) 아래로 제직된다. 따라서, 제1 층 및 제2 층은 서로 묶인다(tied).
유사한 방식으로, 제2 층 내의 경사 그룹(21 내지 24)의 제1 에지 경사(21) 및 제2 에지 경사(24)는 제2 층의 제1 위사 그룹의 제1 에지 위사(56) 아래로 제직되고, 이어서 중앙 위사(67 및 80) 위로, 그리고 제2 에지 위사(91) 아래로 제직된다. 그리고 제1 에지 경사(21) 및 제2 에지 경사(24)는 제2 층의 제2 위사 그룹의 제1 에지 위사(52) 위로 제직되고, 이어서 중앙 위사(71 및 76) 아래로, 그리고 최종적으로 제2 에지 위사(95) 위로 제직된다.
제2 층 내의 경사 그룹(21 내지 24)의 2개의 중앙 경사(22 및 23)는 제2 층의 4개의 위사(56, 67, 80 및 91) 모두의 위로 그리고 제3 층 내의 4개의 위사(53, 70, 77 및 94) 모두의 아래로 제직된다. 따라서, 제2 층 및 제3 층은 서로 묶인다.
도 5e 및 5h에 도시되어 있는 바와 같이, 경사의 제2 그룹에 4개의 경사가 존재한다: 중앙 경사(16, 17)의 양 측면에 에지 경사(15, 18)가 1개씩 존재한다. 3D 모크 레노 조직 패턴 II의 제직 동안, 제1 에지 경사(15) 및 제2 에지 경사(18)는 제1 층의 제1 위사 그룹의 제1 에지 위사(54) 위로 제직되고, 이어서 중앙 위사(69 및 78) 모두의 아래로, 그리고 최종적으로 상기 위사 그룹에서의 제2 에지 위사(93) 위로 제직된다. 그리고 이어서 에지 경사(15, 18)는 제1 층의 제1 에지 위사(49) 아래로 제직되고, 이어서 중앙 위사(63 및 73) 모두의 위로, 그리고 최종적으로 제2 에지 위사(87) 아래로 제직된다. 에지 경사(15, 18)는 위사의 후속 열에 대해 이러한 방식으로 위로/아래로 교대된다.
도 5f 및 5g에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 층 내의 경사 그룹(15 내지 18)의 2개의 중앙 경사(16 및 17)는 제1 층의 4개의 위사(54, 69, 78 및 93) 모두의 아래로 그리고 제1 층 위의 층의 4개의 위사(50, 72, 74 및 76)의 위로 제직된다. 따라서, 제1 층 및 제1 층 위의 층은 서로 묶인다.
유사한 방식으로, 제2 층 내의 경사 그룹(25 내지 28)의 제1 에지 경사(25) 및 제2 에지 경사(28)는 제2 층의 제1 위사 그룹의 제1 에지 위사(56) 위로 제직되고, 이어서 중앙 위사(67 및 80) 아래로, 그리고 제2 에지 위사(91) 위로 제직된다. 그리고 제1 에지 경사(25) 및 제2 에지 경사(28)는 제2 층의 제2 위사 그룹의 제1 에지 위사(52) 아래로 제직되고, 이어서 중앙 위사(71 및 76) 위로, 그리고 최종적으로 제2 에지 위사(95) 아래로 제직된다.
제2 층 내의 경사 그룹(25 내지 28)의 2개의 중앙 경사(26 및 27)는 제2 층의 4개의 위사(56, 67, 80 및 91) 모두의 아래로 그리고 제1 층 내의 4개의 위사(49, 63, 73 및 87) 모두의 위로 제직된다. 따라서, 제2 층 및 제1 층은 서로 묶인다.
따라서, 도 5a 내지 5h에 도시되어 있는 바와 같이, 경사(11) 및 경사(21)는 서로 접촉할 수 있지만, 위사(93) 및 위사(49)는 서로 접촉하는 것이 억제된다. 사실상, 위사(45 및 54)를 함유하는 열 내의 모든 위사는 서로 접촉하는 것이 억제된다. 결과적으로, 직물 층의 두께를 관통하여 채널들이 형성된다.
유사한 방식으로, 특정한 층 n의 그룹으로의 4개의 위사 중에서, 2개의 중앙 위사는 특정한 층 내의 경사와 제직되며, 동일한 층 n 내의 경사 그룹에서의 4개의 경사 모두의 아래로 제직되고, 이어서 상부 층 n-1 (이는 관통두께 방향으로 이러한 특정한 층 n 위에 있음) 내의 경사 그룹에서의 4개의 경사 모두의 위로 제직되는 것이 교대로 일어난다.
예를 들어, 도 5a 내지 5h에 도시되어 있는 바와 같이, 4개의 위사(54, 69, 78 및 93)의 제1 그룹에서, 에지 위사(54, 93)는 제1 층의 제1 경사 그룹에서의 제1 에지 경사(11) 위로, 중앙 경사(12, 13) 모두의 아래로, 그리고 이어서 제2 에지 경사(14) 위로 제직되고, 이어서 에지 위사(54, 93)는 제1 층의 제2 경사 그룹에서의 제1 에지 경사(15) 아래로, 중앙 경사(16, 17) 모두의 위로, 그리고 이어서 제2 에지 경사(18)의 아래로 제직된다.
도 5a 내지 5h에 도시되어 있는 바와 같이, 4개의 위사(54, 69, 78 및 93)의 제1 그룹에서, 중앙 위사(69, 78)는 제1 경사 그룹에서의 경사(11 내지 14) 모두의 아래로 제직되고, 이어서 제2 경사 그룹에서의 경사(15 내지 18) 위로 제직된다.
제2 위사 그룹(49, 63, 73 및 87)에서, 에지 위사(49, 87)는 에지 경사(11) 아래로, 중앙 경사(12, 13) 모두의 위로, 그리고 이어서 제2 에지 경사(14) 아래로 제직되고, 이어서 에지 위사(49, 87)는 제1 에지 경사(15) 위로, 제2 층 내의 제2 경사 그룹의 중앙 경사(26, 27) 아래로, 그리고 이어서 제1 층의 제2 경사 그룹의 제2 에지 경사(18) 아래로 제직된다. 후속의, 각각의 그룹에서의 에지 위사들은 유사한 방식으로 교대된다.
제2 위사 그룹(49, 63, 73 및 87)의 중앙 위사(63, 73)는 제1 층 내의 제2 경사 그룹의 제1 에지 경사(15) 아래로, 그리고 이어서 제2 층 내의 제2 경사 그룹의 경사(26, 27) 아래로, 그리고 이어서 제1 층 내의 제2 경사 그룹의 제2 에지 경사(18) 아래로 제직된다. 따라서, 제1 층 및 제2 층은 서로 묶인다.
유사하게, 도 5a 내지 5h에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 층의 4개의 위사(56, 67, 80 및 91)의 제1 그룹에서, 에지 위사(56, 91)는 제2 층의 제1 경사 그룹에서의 제1 에지 경사(21) 위로, 중앙 경사(22, 23) 모두의 아래로, 그리고 이어서 제2 에지 경사(24) 위로 제직되고, 이어서 에지 위사(56, 91)는 제2 층의 제2 경사 그룹에서의 제1 에지 경사(25) 아래로, 중앙 경사(26, 27) 모두의 위로, 그리고 이어서 제2 에지 경사(28) 아래로 제직된다.
도 5a 내지 5h에 도시되어 있는 바와 같이, 4개의 위사(56, 67, 80 및 91)의 제1 그룹에서, 중앙 위사(67, 80)는 제1 경사 그룹에서의 경사(21 내지 24) 모두의 아래로 제직되고, 이어서 제2 경사 그룹에서의 경사(25 내지 28) 모두의 위로 제직된다.
제2 위사 그룹(52, 71, 76 및 95)에서, 에지 위사(52, 95)는 에지 경사(21) 아래로, 중앙 경사(22, 23) 모두의 위로, 그리고 이어서 제2 에지 경사(24) 아래로 제직되고, 이어서 에지 위사(52, 95)는 제1 에지 경사(25) 위로, 제3 층 내의 제2 경사 그룹의 중앙 경사(36, 37) 아래로, 그리고 이어서 제2 층의 제2 경사 그룹의 제2 에지 경사(28) 아래로 제직된다. 후속의, 각각의 그룹에서의 에지 위사들은 유사한 방식으로 교대된다.
제2 위사 그룹(52, 71, 76 및 95)의 중앙 위사(71, 76)는 제2 층 내의 제2 경사 그룹의 제1 에지 경사(25) 아래로, 그리고 이어서 제3 층 내의 제2 경사 그룹의 경사(36, 37) 아래로, 그리고 이어서 제2 층 내의 제2 경사 그룹의 제2 에지 경사(28) 아래로 제직된다. 따라서, 제2 층 및 제3 층은 서로 묶인다.
도 6은 채널들을 갖는 3D 제직 예비성형체의 상부를 생성하기 위해 사용되는 계획들을 도시한다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같은 패턴은, 사들 (경사 및 위사)의 일부 열은 서로 반발(repel)하도록 (4 및 5; 8 및 1) 하면서 나머지는 밀집 내포(compact nesting) (1 및 4; 5 및 8)를 가능하게 함으로써 작용한다. 계획 2, 3, 6 및 7은 1개의 층을 다음 층에 묶는 데 사용된다.
특정의 위 및 아래의 조직 경로와 조합하여, 섬유사의 강성(stiffness)은 일부 사들의 자연적인 반발 및 다른 사들의 끌어당김으로 이어진다. 이는 각각의 방향에서의 사들의 그룹화로 이어지며, 이는 일부 응용에 유익하다. 보다 강성의 사들은 사들 사이의 보다 큰 간격을 낳으며, 이에 따라 보다 큰 채널을 생성한다.
바디(reed)에서 경사 그룹화의 특정 선택은 형성된 경로 또는 채널을 약화시키거나 또는 강화시킬 수 있다. 유사하게, 테이크업 간격(take-up spacing)의 특정 패턴은 또한 형성된 경로 또는 채널을 약화시키거나 또는 강화시킬 수 있다. 가장 강화된 결과는, 상기 사들을 계획 1-4에서와 같이 하나의 바디살 내에 배열하고, 계획 5-8에서와 같이 하나의 바디살 내에 배열하고, 그리고 위사 열들 (1-4) 그리고 다시 위사 열들 (5-8) 사이의 더 작은 테이크업으로부터 발생한다.
따라서, 본 발명의 3D 제직 예비성형체에서, 추가의 기계적 액추에이터를 사용하지 않고 제직 시스템 상에서 이용가능한 위 및 아래의 사 이동 패턴만을 사용함으로써 개방 조직이 달성된다.
도 7은 3D 제직 예비성형체의 다른 예를 도시한다. 다양한 두께 (층들) 및 간격이 경사/위사 열에 사용될 수 있다.
3D 모크 레노 조직 패턴은 하기 특성 및 특징을 갖는다:
ㆍ 종래 3D 패턴 또는 적층 구조체와 동일한 두께에서 보다 낮은 섬유 중량을 갖는 보다 높은 두께를 갖는 3D 제직 예비성형체를 제조한다. 예를 들어, 전통적인 섬유 부피 (FV)를 갖는 3D 예비성형체는 특정 두께 및 특정 중량을 갖고, 동일한 두께를 갖는, 본 발명에 개시된 개방 채널들을 갖는 예비성형체는 전통적인 섬유 부피를 갖는 3D 예비성형체의 중량보다 더 적은 중량을 갖는다;
ㆍ 복합재로의 예비성형체의 가공 동안에; 또는 예비성형체 또는 복합재가 방열을 요구하는 또 다른 조립체의 일부분으로서 사용되는 경우 "냉각 채널"로서 유체가 유동하도록 하기 위한 관통두께 방향 채널을 생성한다;
ㆍ 함께 그룹화된 경사의 수를 변화시킴으로써 채널 간격을 변화시키고; Z (관통두께) 방향으로의 채널의 치수를 변화시킨다;
ㆍ 더 적은 "손상", 밀림 또는 사 변위를 갖는다;
ㆍ 적어도 3개의 경사 및 위사를 한 그룹에 갖는다;
ㆍ 보다 강성의 경사 및/또는 위사는 사 그룹들 사이의 반발력을 증가시킬 것이며, 이에 따라 x 또는 y 평면 (z는 관통두께 평면임)에서 보다 큰 채널을 생성할 것이다;
ㆍ 사 그룹들 사이의 테이크업을 변화시켜 경사 방향으로의 채널 크기를 변화시킨다;
ㆍ x-y 평면 방향 둘 모두에서 그룹화가 발생하며, 이는 "직사각형, 다른 다각형 형상의 채널들"을 생성한다;
ㆍ 경사 및/또는 위사는 1개의 층으로부터 그 아래의 다음 층으로 접결하거나, 또는 1개의 사를 사용하여 다수의 층을 접결한다.
목적하는 3D 제직 예비성형체 구조체가 형성된 후, 상기 구조체는 매트릭스 재료로 함침되어 복합재를 형성할 수 있다. 상기 구조체는 매트릭스 재료 내에 둘러싸게 되고, 매트릭스 재료는 구조체의 구성성분 요소들 사이의 틈새 영역(interstitial area)의 일부 또는 전부를 채운다. 매트릭스 재료는 에폭시, 폴리에스테르, 비닐-에스테르, 세라믹, 탄소 및/또는 다른 재료와 같은 매우 다양한 재료 중 임의의 것일 수 있고, 이는 또한 목적하는 물리적, 열적, 화학적 및/또는 다른 특성들을 나타낸다. 매트릭스로서 사용하기 위해 선택된 재료는 구조체의 재료와 동일하거나 동일하지 않을 수 있고, 필적할 만한 물리적, 화학적, 열적 또는 다른 특성들을 가질 수 있거나 갖지 않을 수 있다. 그러나, 전형적으로, 복합재를 사용함에 있어서 추구되는 통상의 목적은 완제품에서의 특성들의 조합을 달성하는 것이며 이는 하나의 구성성분 재료의 단독 사용을 통해 획득가능하지 않은 것이기 때문에, 이들은 동일한 재료가 아닐 것이거나 또는 필적할 만한 물리적, 화학적, 열적 또는 다른 특성들을 갖지 않을 것이다. 이와 같이 조합된 구조체 및 매트릭스 재료는 이어서 열경화 또는 다른 공지된 방법에 의해 동일한 조작으로 경화 및 안정화될 수 있고, 이어서 목적하는 성분을 제조하기 위한 다른 조작이 가해질 수 있다. 이와 같이 경화된 후, 매트릭스 재료의 이어진 응고된 덩어리들(solidified masses)이 구조체에 부착된다. 결과적으로, 완성된 성분에 대한 응력은, 특히 섬유들 사이의 접착제로서 작용하는 이의 매트릭스 재료를 통해, 구조체의 구성성분 재료에 효과적으로 전달될 수 있고 그에 의해 지탱될 수 있다. 또한, 매트릭스 재료를 첨가하여 복합재를 형성하기 위해 화학 기상 침투 (CVI)가 이용되는 경우, 기재에 형성된 채널들 중 일부 또는 모두는 개방된 채로 유지되어, 수지 재료를 함유하지 않을 수 있다.
경사 및 위사 방향으로의 사들은 동일하거나 상이한 재료 및/또는 크기를 가질 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 경사 및 위사는 탄소, 나일론, 레이온, 유리섬유, 면, 세라믹, 아라미드, 폴리에스테르, 금속, 폴리에틸렌, 및/또는 목적하는 물리적, 열적, 화학적 또는 다른 특성들을 나타내는 다른 재료로 제조될 수 있다.
다각형 형상의 채널을 생성하기 위해 다른 3D 모크 레노 조직이 사용될 수 있고, 경사의 층의 수는 적어도 2개 이상이라는 것을 알아야 한다. 일부 구현예에서 모든 채널이 전체 예비성형체 두께를 관통하여 연장된다는 것을 또한 알아야 한다. 다른 구현예에서, 복수의 채널이 전체 두께를 관통하여 연장된다. 즉, 목적하는 패턴에서, 채널 모두가 반드시 예비성형체의 전체 두께를 관통하여 연장되는 것은 아니다.
3D 제직 예비성형체의 하나 또는 둘 모두의 외부 표면, 또는 복합재의 하나 또는 둘 모두의 외부 표면 상에, 스티치 접합(stitch bonding), 피닝(pinning), T-성형 (미국 6,103,337 참조), 기계적으로 볼트로 조이기(bolting), 적합한 접착제의 사용과 같은 방법 또는 통상의 기술자에게 공지되어 있는 다른 방법에 의해 다른 구조체가 개별 "스킨(skin)"으로서 부착될 수 있다는 것을 또한 알아야 한다.

Claims (20)

  1. 3차원 (3D) 제직 예비성형체로서,
    경사의 복수의 그룹;
    위사의 복수의 그룹을 포함하며, 상기 경사는 상기 위사와 제직되어 상기 3D 제직 예비성형체의 복수의 층을 갖는 모크 레노(mock leno) 구조체를 형성하고,
    특정한 층 내의 경사의 제1 그룹은 상기 특정한 층 내의 위사를 후속 층 내의 위사에 접결(bind)하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지(edge) 경사를 포함하고,
    상기 특정한 층 내의 경사의 제2 그룹은 상기 특정한 층 내의 위사를 선행 층 내의 위사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 경사를 포함하고, 이에 의하여 관통두께 방향 채널들이 다층 예비성형체에 형성되도록 하며,
    상기 제1 에지 경사는 상기 제2 에지 경사와 반대로 제직되며, 이에 의하여, 상기 제2 에지 경사가 위로 제직된 위사의 아래로 상기 제1 에지 경사가 제직된, 3D 제직 예비성형체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정한 층 내의 위사의 제1 그룹이 상기 특정한 층 내의 경사를 상기 후속 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 위사를 포함하고,
    상기 특정한 층 내의 위사의 제2 그룹이 상기 특정한 층 내의 경사를 상기 선행 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 위사를 포함하고,
    상기 제1 에지 위사는 상기 제2 에지 위사와 반대로 제직되며, 이에 의하여, 상기 제2 에지 위사가 위로 제직된 경사의 아래로 상기 제1 에지 위사가 제직된, 3D 제직 예비성형체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 에지 경사가 상기 특정한 층 내의 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트의 위로 그리고 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트의 아래로 제직되고,
    상기 제1 에지 위사가 상기 특정한 층 내의 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트 위로 그리고 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트 아래로 제직되는, 3D 제직 예비성형체.
  4. 3차원 (3D) 제직 예비성형체로서,
    경사의 복수의 그룹;
    위사의 복수의 그룹을 포함하며, 상기 경사는 상기 위사와 제직되어 상기 3D 제직 예비성형체의 복수의 층을 갖는 모크 레노 구조체를 형성하고,
    특정한 층 내의 위사의 제1 그룹은 상기 특정한 층 내의 경사를 후속 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 위사를 포함하고,
    상기 특정한 층 내의 위사의 제2 그룹은 상기 특정한 층 내의 경사를 선행 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 위사를 포함하고, 이에 의하여 관통두께 방향 채널들이 다층 예비성형체에 형성되도록 하며,
    상기 제1 에지 위사는 상기 제2 에지 위사와 반대로 제직되며, 이에 의하여, 상기 제2 에지 위사가 위로 제직된 경사의 아래로 상기 제1 에지 위사가 제직된, 3D 제직 예비성형체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 특정한 층 내의 경사의 제1 그룹이 상기 특정한 층 내의 위사를 상기 후속 층 내의 위사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 경사를 포함하고,
    상기 특정한 층 내의 경사의 제2 그룹이 상기 특정한 층 내의 위사를 상기 선행 층 내의 위사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 경사를 포함하며,
    상기 제1 에지 경사는 상기 제2 에지 경사와 반대로 제직되며, 이에 의하여, 상기 제2 에지 경사가 위로 제직된 위사의 아래로 상기 제1 에지 경사가 제직된, 3D 제직 예비성형체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 에지 위사가 상기 특정한 층 내의 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트 위로 그리고 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트 아래로 제직되고,
    상기 제1 에지 경사가 상기 특정한 층 내의 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트 위로 그리고 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트 아래로 제직되는, 3D 제직 예비성형체.
  7. 복합재로서,
    제1항의 3차원 (3D) 제직 예비성형체를 포함하며,
    상기 예비성형체가 매트릭스 재료로 함침된 복합재.
  8. 복합재로서,
    제3항의 3차원 (3D) 제직 예비성형체를 포함하며,
    상기 예비성형체가 매트릭스 재료로 함침된 복합재.
  9. 복합재로서,
    제4항의 3차원 (3D) 제직 예비성형체를 포함하며,
    상기 예비성형체가 매트릭스 재료로 함침된 복합재.
  10. 복합재로서,
    제6항의 3차원 (3D) 제직 예비성형체를 포함하며,
    상기 예비성형체가 매트릭스 재료로 함침된 복합재.
  11. 3차원 (3D) 제직 예비성형체의 형성 방법으로서,
    상기 3D 제직 예비성형체의 복수의 층에서 경사 그룹을 형성하는 단계;
    상기 3D 제직 예비성형체의 복수의 층에서 위사 그룹을 형성하는 단계;
    상기 경사 그룹에서의 경사를 상기 위사 그룹에서의 위사와 제직함으로써 모크 레노 구조체를 형성하는 단계를 포함하며,
    특정한 층 내의 경사의 제1 그룹은 상기 특정한 층 내의 위사를 후속 층 내의 위사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 경사를 포함하고,
    상기 특정한 층 내의 경사의 제2 그룹은 상기 특정한 층 내의 위사를 선행 층 내의 위사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 경사 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 경사를 포함하고, 이에 의하여 관통두께 방향 채널들이 다층 예비성형체에 형성되도록 하며,
    상기 제1 에지 경사를 상기 제2 에지 경사와 반대로 제직하여, 이에 의하여, 상기 제2 에지 경사가 위로 제직된 위사의 아래로 상기 제1 에지 경사가 제직되도록 하는,
    3차원 (3D) 제직 예비성형체의 형성 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 특정한 층 내의 위사의 제1 그룹이 상기 특정한 층 내의 경사를 상기 후속 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 위사를 포함하고,
    상기 특정한 층 내의 위사의 제2 그룹이 상기 특정한 층 내의 경사를 상기 선행 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 위사를 포함하며,
    상기 제1 에지 위사를 상기 제2 에지 위사와 반대로 제직하여, 이에 의하여, 상기 제2 에지 위사가 위로 제직된 경사의 아래로 상기 제1 에지 위사가 제직되도록 하는,
    3D 제직 예비성형체의 형성 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 에지 경사가 상기 특정한 층 내의 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트 위로 그리고 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트 아래로 제직되고,
    상기 제1 에지 위사가 상기 특정한 층 내의 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트 위로 그리고 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트 아래로 제직되는, 3D 제직 예비성형체의 형성 방법.
  14. 3차원 (3D) 제직 예비성형체의 형성 방법으로서,
    상기 3D 제직 예비성형체의 복수의 층에서 경사의 그룹을 형성하는 단계;
    상기 3D 제직 예비성형체의 복수의 층에서 위사의 그룹을 형성하는 단계;
    상기 경사 그룹에서의 경사를 상기 위사 그룹에서의 위사와 제직함으로써 모크 레노 구조체를 형성하는 단계를 포함하며,
    특정한 층 내의 위사의 제1 그룹은 상기 특정한 층 내의 경사를 후속 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 위사를 포함하고,
    상기 특정한 층 내의 위사의 제2 그룹은 상기 특정한 층 내의 경사를 선행 층 내의 경사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 위사를 포함하고, 이에 의하여 관통두께 방향 채널들이 다층 예비성형체에 형성되도록 하며,
    상기 제1 에지 위사를 상기 제2 에지 위사와 반대로 제직하여, 이에 의하여, 상기 제2 에지 위사가 위로 제직된 경사의 아래로 상기 제1 에지 위사가 제직되도록 하는,
    3차원 (3D) 제직 예비성형체의 형성 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 특정한 층 내의 경사의 제1 그룹이 상기 특정한 층 내의 위사를 상기 후속 층 내의 위사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제1 에지 경사를 포함하고,
    상기 특정한 층 내의 경사의 제2 그룹이 상기 특정한 층 내의 위사를 상기 선행 층 내의 위사에 접결하는 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트, 및 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트의 각각의 측면에 1개씩 적어도 2개의 제2 에지 경사를 포함하며,
    상기 제1 에지 경사를 상기 제2 에지 경사와 반대로 제직하여, 이에 의하여, 상기 제2 에지 경사가 위로 제직된 위사의 아래로 상기 제1 에지 경사가 제직되도록 하는,
    3D 제직 예비성형체의 형성 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 에지 위사가 상기 특정한 층 내의 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제1 세트 위로 그리고 상기 적어도 1개의 중앙 경사의 제2 세트 아래로 제직되고,
    상기 제1 에지 경사가 상기 특정한 층 내의 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제1 세트 위로 그리고 상기 적어도 1개의 중앙 위사의 제2 세트 아래로 제직되는, 3D 제직 예비성형체의 형성 방법.
  17. 복합재의 형성 방법으로서,
    제11항의 3차원 (3D) 제직 예비성형체를 형성하는 단계,
    상기 3D 제직 예비성형체를 매트릭스 재료로 함침시키는 단계
    를 포함하는, 복합재의 형성 방법.
  18. 복합재의 형성 방법으로서,
    제13항의 3차원 (3D) 제직 예비성형체를 형성하는 단계,
    상기 3D 제직 예비성형체를 매트릭스 재료로 함침시키는 단계
    를 포함하는, 복합재의 형성 방법.
  19. 복합재의 형성 방법으로서,
    제14항의 3차원 (3D) 제직 예비성형체를 형성하는 단계,
    상기 3D 제직 예비성형체를 매트릭스 재료로 함침시키는 단계
    를 포함하는, 복합재의 형성 방법.
  20. 복합재의 형성 방법으로서,
    제16항의 3차원 (3D) 제직 예비성형체를 형성하는 단계,
    상기 3D 제직 예비성형체를 매트릭스 재료로 함침시키는 단계
    를 포함하는, 복합재의 형성 방법.
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