JP2001516406A - 多軸性繊維ウェブを製造する方法及びその装置 - Google Patents
多軸性繊維ウェブを製造する方法及びその装置Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.複数の一方向性シートを異なる方向で重ね、重ねたシートを一体に結合す る工程を含んで成る、多軸性繊維シートを製造する方法であって、 少なくとも1つの一方向性シートを形成するために、少なくとも1つのトウを 広げて実質的に均一な厚さを有する、幅が5cm以上で重量が300g/m2を越 えないシートを得、少なくとも1つの他の一方向性シートと重ねる前に、一方向 性シートを取り扱うことができるように、一方向性シートに凝集状態が付与され ていることを特徴とする方法。 2.少なくとも1つの一方向性シートを形成するために、複数のトウが使用さ れ、トウは一方向性ストリップを形成するように広げられ、幅が5cm以上で重量 が300g/m2を越えない一方向性シートを得るようにストリップは横に並べ て配置されることを特徴とする請求の範囲1に記載の方法。 3.一方向性シートの繊維は、カーボン、セラミック、カーボンまたはセラミ ック前駆体、ガラスおよびアラミドから選択された材料からできていることを特 徴とする請求の範囲1または2に記載の方法。 4.一方向性シートの少なくとも1つは、12K以上のフィラメント数を有す る少なくとも1つのトウを広げることにより得られることを特徴とする請求の範 囲3に記載の方法。 5.異なる種類の繊維の一方向性シートが重ねられることを特徴とする請求の 範囲1〜4のいずれかに記載の方法。 6.少なくとも1つの一方向性シートは、複数の異なる種類の繊維でできてい ることを特徴とする請求の範囲1〜5のいずれかに記載の方法。 7.少なくとも1つの一方向性シートは、連続フィラメントでできた少なくと も1つのトウを広げることにより形成されることを特徴とする請求の範囲1〜6 のいずれかに記載の方法。 8.少なくとも1つの一方向性シートは、不連続フィラメントでできた少なく とも1つの破断トウを広げることにより形成されることを特徴とする請求の範囲 1〜7のいずれかに記載の方法。 9.少なくとも1つの一方向性シートは、複数の異なる種類の材料の均質に混 合された不連続フィラメントにより構成された少なくとも1つのハイブリッド・ トウを広げることにより形成されることを特徴とする請求の範囲8に記載の方法 。 10.横方向凝集状態は、不連続フィラメントを軽くマット化することによっ て一方向性シートに付与されていることを特徴とする請求の範囲8または9に記 載の方法。 11.マット化することは、プレート上でシートを送りながら、シートを圧力 下ウォーター・ジェットに付すことにより実施することを特徴とする請求の範囲 10に記載の方法。 12.横方向凝集状態は、ニードリングすることによって少なくとも1つの一 方向性シートに付与されることを特徴とする請求の範囲1〜9のいずれかに記載 の方法。 13.一方向性シートに横方向凝集状態を付与した後、シートを広げることを 特徴とする請求の範囲10〜12のいずれかに記載の方法。 14.横方向凝集状態は、化学的結合剤を適用することによって少なくとも1 つの一方向性シートに付与されることを特徴とする請求の範囲1〜9のいずれか に記載の方法。 15.除去できる結合剤を使用することを特徴とする請求の範囲14に記載の 方法。 16.水溶性結合剤を使用することを特徴とする請求の範囲15に記載の方法 。 17.結合剤またはその前駆体を含む液体配合物を一方向性シートに付着させ ることによって結合剤を適用することを特徴とする請求の範囲14〜16のいず れかに記載の方法。 18.溶液中にポリマーを含む液体配合物を一方向性シートに付着させること によって結合剤を適用することを特徴とする請求の範囲17に記載の方法。 19.樹脂を含む液体配合物を一方向性シートに付着させ、樹脂を重合するこ とによって結合剤を適用することを特徴とする請求の範囲17に記載の方法。 20.一方向性シートに液体配合物を広げることによって結合剤を付着させる ことを特徴とする請求の範囲17〜19のいずれかに記載の方法。 21.液体配合物を含むバスに一方向性シートを浸すことによって結合剤を付 着させることを特徴とする請求の範囲17〜19のいずれかに記載の方法。 22.横方向凝集状態は、少なくとも1つの熱溶融性糸を取りつけることによ って少なくとも1つのシートに付与されることを特徴とする請求の範囲1〜9の いずれかに記載の方法。 23.支持体によって少なくとも1つの一方向性の横方向シートを供給するこ とによって長手方向を有する連続多軸性シートを形成し、支持体は多軸性シート の長手方向に対して平行に前方に移動し、一方向性の横方向シートまたは各一方 向性の横方向シートは前方方向に対して同じ選択された角度を形成する連続セグ メントで供給されていることを特徴とする請求の範囲1〜22のいずれかに記載 の方法。 24.多軸性シートは、進行方向に対して相互に反対の角度で2つの一方向性 の横方向シートを重ねることにより形成されることを特徴とする請求の範囲23 に記載の方法。 25.多軸性シートは、少なくとも2つの一方向性シートを重ねることにより 形成され、一方向性シートの一方は、進行方向に対して平行な方向の長手方向シ ートであることを特徴とする請求の範囲23に記載の方法。 26.多軸性シートは、少なくとも3つの一方向性シートを重ねることにより 形成され、一方向性シートの1つは進行方向に対して平行な方向の長手方向シー トであり、少なくとも2つの他の一方向性シートは、長手方向シートの方向に対 して異なる角度の方向の横方向シートであることを特徴とする請求の範囲23に 記載の方法。 27.長手方向シートは、長手方向シートの方向に対して反対の符号の角度を 形成する方向の2つの横方向シートの間に配置されることを特徴とする請求の範 囲26に記載の方法。 28.長手方向シートは、トウを広げることによってそれぞれ得られる複数の 一方向性ストリップを横方向に並べることによって形成され、それによって、1 0cm以上の幅を有する長手方向シートを得ることを特徴とする請求の範囲25〜 27のいずれかに記載の方法。 29.長手方向シートは、12K以上の数のフィラメントを有するトウを広げ ることによってそれぞれが得られる、複数の一方向性ストリップを横に並べて配 置することによって形成されることを特徴とする請求の範囲28に記載の方法。 30.少なくとも1つの横方向シートを形成する連続するセグメントは、隣接 するように供給されている請求の範囲23〜29のいずれかに記載の方法。 31.少なくとも1つの横方向シートを形成する連続するセグメントは、部分 的に重なるように供給されていることを特徴とする請求の範囲23〜29のいず れかに記載の方法。 32.横方向シートを形成する連続セグメントのそれぞれは、横方向シートの 方向に対して平行に測定した場合の多軸性シートのディメンションに実質的に等 しい長さにわたって横方向シートを移動して供給され、このように供給したセグ メントを切り離し、切り離したセグメントを移動する支持体または形成されつつ ある多軸性シート上に配置することによって供給されることを特徴とする請求の 範囲23〜31のいずれかに記載の方法。 33.一方向性の横方向シートまたは各一方向性の横方向シートを形成するよ うに連続セグメントが供給されており、また、多軸性シートが形成されつつある 間、進行方向に支持体が連続的に移動することを特徴とする請求の範囲32に記 載の方法。 34.横方向シートは切断されるゾーンにおいて局所的に補強される請求の範 囲32または33に記載の方法。 35.横方向シートはその表面の少なくとも1つにフィルムを取り付けること によって補強されている請求の範囲34に記載の方法。 36.横方向シートは、感熱接着剤を配置して圧力下で加熱することによって 補強される請求の範囲35に記載の方法。 37.重ねられた一方向性シートが一体に結合される少なくともその時まで、 一方向性シートは相互に保持されることを特徴とする請求の範囲32〜36のい ずれかに記載の方法。 38.一方向性シートは、スパイクに取り付けることによって保持される請求 の範囲37に記載の方法。 39.一方向性シートは、形成されつつある多軸性シートの各長手方向の縁部 に沿って少なくとも1つのフィルムを取り付けることによって保持されることを 特徴とする請求の範囲37に記載の方法。 40.一方向性シートのセグメントが供給された状態でこれらを保持するため に補強用フィルムを使用することを特徴とする請求の範囲35または36に記載 の方法。 41.重ねられた一方向性シートは、ニードリングによって一体に結合される ことを特徴とする請求の範囲1〜40のいずれかに記載の方法。 42.重ねられた一方向性シートは、縫合またはニッティングによって一体に 結合されることを特徴とする請求の範囲1〜40のいずれかに記載の方法。 43.重ねられた一方向性シートは、接着剤によって一体に結合されることを 特徴とする請求の範囲1〜40のいずれかに記載の方法。 44.重ねられた一方向性シートは、シートの間に熱溶融性糸を挿入すること によって一体に結合されることを特徴とする請求の範囲43に記載の方法。 45.1トウ当たり少なくとも12Kのフィラメントを有するトウを広げるこ とによって得られる一方向ストリップを並置することによって構成された、凝集 繊維の一方向性シートであって、重量が300g/m2以下で幅が5cm以上のシ ート。 46.カーボン、セラミック、カーボンまたはセラミック前駆体、ガラスおよ びアラミドから選択された材料の繊維から形成されていることを特徴とする請求 の範囲45に記載のシート。 47.連続フィラメントから形成されていることを特徴とする請求の範囲45 または46に記載のシート。 48.不連続フィラメントから形成されていことを特徴とする請求の範囲45 または46に記載のシート。 49.結合剤の存在によって凝集状態が付与されていることを特徴とする請求 の範囲47または48に記載のシート。 50.結合剤は適当に除去されることを特徴とする請求の範囲49に記載のシ ート。 51.結合剤は水溶性ポリマーであることを特徴とする請求の範囲50に記載 のシート。 52.凝集状態は、不連続フィラメントを軽くマット化することによって付与 されることを特徴とする請求の範囲48に記載のシート。 53.凝集状態はニードリングによって付与されることを特徴とする請求の範 囲48に記載のシート。 54.請求の範囲49に記載の少なくとも1つの一方向性シートから繊維補強 材を形成し、マトリックスによって繊維補強材を緻密化することを含んで成る複 合材料パーツを製造する方法であって、マトリックスと相溶性である結合剤の存 在によって凝集状態が付与されている一方向性シートを用いることを特徴とする 方法。 55.マトリックスによって緻密化された繊維補強材を有して成る複合材料パ ーツであって、繊維補強材は請求の範囲45〜53のいずれかに記載の少なくと も1つの一方向性シートを有して成ることを特徴とするパーツ。 56.長手方向を有する連続ストリップの形態の多軸性繊維シートであって、 一体に結合された異なる方向の重ねられた複数の一方向性シートを有して成り、 請求の範囲46〜53のいずれかに記載の少なくとも1つの一方向性シートを含 むことを特徴とするシート。 57.多軸性シートの長手方向に対して+45°および−45°の角度の2つ の一方向性シートによって構成されていることを特徴とする請求の範囲56に記 載の多軸性シート。 58.多軸性シートの長手方向に向き決めされている主たる一方向性シート、 および主たるシートの各面上にそれぞれが配置され、主たるシートの方向に対し て反対の角度を形成する方向で延在している少なくとも2つの横方向の一方向性 シートを有して成ることを特徴とする請求の範囲56に記載の多軸性シート。 59.マトリックスによって緻密化された繊維補強材を有して成る複合材料パ ーツであって、繊維補強材が請求の範囲56〜58のいずれかに記載の少なくと も1つの多軸性シートを有して成ることを特徴とするパーツ。 60.異なる方向で一方向繊維シートを重ねることによって多軸性繊維シート を製造するためのレイイング・マシンであって、 多軸性シートを進行させる装置であって、形成されつつある多軸性シートを支 持する支持手段および進行方向に支持手段を進める駆動手段を有して成る装置、 進行方向に対して平行な方向に長手方向の一方向性シートを供給するフィード手 段、 連続的一方向性シートを交差レイイング・デバイスに供給するフィード手段、 シートの自由端部を保持する移動把持ヘッド、および進行方向に対して選択され た角度の横方向に対して平行にシートの連続セグメントを敷設する手段(把持ヘ ッドを駆動する手段を有して成る)をそれぞれが含む複数の交差レイイング・デ バイス、ならびに 重ねられた一方向性シートを一体に結合する手段であって、進行方向において 支持手段から下流に位置する手段 を有して成るマシンであって、 各交差レイイング・デバイスは切断手段を含み、各レイイング・デバイスに対 して、把持手段によって一方向性シートの自由端部を掴み、一方向性シートのセ グメントを供給するように把持ヘッドを移動し、一方向性シートの供給したセグ メントを切り離し、支持手段上に一方向性シートの切り離しセグメントを敷設す ることを含む連続サイクルを実施する手段が設けられていることを特徴とするマ シン。 61.各交差レイイング・デバイスは、直線に沿った1つの方向およびその反 対方向で前進および後退できる把持ヘッドを有して成ることを特徴とする請求の 範囲60に記載のマシン。 62.各交差レイイング・デバイスは、閉じたループパスに沿って移動できる 複数の把持ヘッドを有して成ることを特徴とする請求の範囲60に記載のマシン 。 63.各交差レイイング・デバイスは、一方向性シートを切断すべき各ゾーン において一方向性シートを補強するために補強材取り付け手段を更に有して成る ことを特徴とする請求の範囲60〜62のいずれかに記載のマシン。 64.補強材取り付け手段は、シートの少なくとも一方の面にそれに対して横 方向にフィルムを供給する手段、およびシートにフィルムを取り付ける手段を更 に有して成ることを特徴とする請求の範囲63に記載のマシン。 65.取り付け手段は、加熱押圧手段を含むことを特徴とする請求の範囲64 に記載のマシン。 66.進行デバイスは、支持手段を連続的に駆動する手段を含むことを特徴と する請求の範囲60〜65のいずれかに記載のマシン。 67.各交差レイイング・デバイスは、連続的に駆動される支持手段に切り離 した一方向性シートセグメントを敷設するように、そのセグメントを移動させる 手段を更に含むことを特徴とする請求の範囲66に記載のマシン。 68.シートセグメントをシート支持手段に所定のように保持する保持手段が 設けられていることを特徴とする請求の範囲60〜67のいずれかに記載のマシ ン。 69.保持手段は、連続シートセグメントをその端部で結合する結合手段を含 んで成ることを特徴とする請求の範囲68に記載のマシン。 70.保持手段は、形成されつつある多軸性シートの長手方向の縁部にて少な くとも1つのフィルムを取り付ける手段を含んで成ることを特徴とする請求の範 囲69に記載のマシン。 71.保持手段は、多軸性シート用の支持手段が有するスパイクを含んで成る ことを特徴とする請求の範囲68に記載のマシン。 72.把持ヘッドのパスと進行方向との間の角度を調節できることを特徴とす る請求の範囲60〜71のいずれかに記載のマシン。 73.長手方向性シート供給手段は、2つの交差レイイング・デバイスの間で 支持手段に長手方向性シートを供給するように、配置されていることを特徴とす る請求の範囲60〜72のいずれかに記載のマシン。 74.重ねられた一方向性シートを一体に結合する手段は、ニードリングデバ イスを含むことを特徴とする請求の範囲60〜73のいずれかに記載のマシン。 75.重ねられた一方向性シートを一体に結合する手段は、ステッチングまた はニッティングデバイスを含む請求の範囲60〜73のいずれかに記載のマシン 。 76.重ねられた一方向性シートを一体に結合する手段は、シートの間で接着 結合剤を供給するデバイスを含む請求の範囲60〜73のいずれかに記載のマシ ン。 77.重ねられた一方向性シートを一体に結合する手段は、シートの間に熱溶 融性糸を挿入するデバイスを含む請求の範囲76記載のマシン。
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