JP2016539029A - 一方向強化材、一方向強化材の製造方法、及びそれらの使用 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
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- D04H3/04—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of yarns or filaments in rectilinear paths, e.g. crossing at right angles
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
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- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
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- D04H3/10—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically
- D04H3/115—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically by applying or inserting filamentary binding elements
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
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- D—TEXTILES; PAPER
- D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
- D05B—SEWING
- D05B3/00—Sewing apparatus or machines with mechanism for lateral movement of the needle or the work or both for making ornamental pattern seams, for sewing buttonholes, for reinforcing openings, or for fastening articles, e.g. buttons, by sewing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F03D—WIND MOTORS
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29L2031/082—Blades, e.g. for helicopters
- B29L2031/085—Wind turbine blades
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- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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- D10B2101/06—Glass
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- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2230/00—Manufacture
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2230/00—Manufacture
- F05B2230/20—Manufacture essentially without removing material
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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Abstract
Description
a)一方向強化材は、基本的に、粉末接着形状で、一般的に、特に横方向に、非常に限られた樹脂の浸透性を有しており、ゆえに、長さのある対象物の生産は非常に挑戦的である。
b)従来技術の示す樹脂のための長手方向の流路により浸透性が改善された場合、強化材は横方向安定度を失う。
c)樹脂のための流路を確保することを狙って、一方向強化材の間及び一方向強化材に対し横方向に配置された、横方向の太い撚った多繊維は、ロービングを互いに離しすぎてしまい微小亀裂の恐れが大きくなり、減圧で多繊維が圧縮されてより効果のない直径、すなわちZ方向厚さとなる。
d)平坦になった横方向の糸は、樹脂がこれらの流路内を流れるのを妨げる。
e)一方向ロービングの長繊維間の気泡又は乾燥領域が、強化材積層体内に残りやすく、真空注入でも除去することができず、最終製品の強度をより更に著しく低下させることがある。
f)熱可塑性コーティング及びホットメルト接着剤は、注入に用いられる樹脂と少なくとも局所的に対立する。
a)連続したロービングを、少なくとも2枚のシート内に一方向に並べて配置する工程。
b)シート間に垂直の間隙を残すことにより、シートを垂直方向に離して保つ工程。
c)各シートの一方向ロービングを、間に隙間を有し、各群は少なくとも1つのロービングを有する、ロービングの群に編成する工程。
d)Z方向の樹脂流動を促進するための分離した手段をシート間の垂直の間隙内に導入する工程。
e)分離したZ方向樹脂流動促進手段を、シートの長手方向縁部間に対し横方向に往復して延ばす工程。
f)シート及び間の分離したZ方向樹脂流動促進手段を、シートを上面及び下面を有する単一のウェブに形成するための中間手段に導き、分離したZ方向樹脂流動促進手段をロービング群の間及び単一のウェブの上面と下面との間に進むように成す工程。
g)工程a)の後に、前記シート(122’、122’’)に熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーを塗布(124で)する工程。
h)一方向強化材を形成するために、ロービングを一体に接着するためのバインダーの反応を促進する工程。
a)連続したロービングを、2つの長手方向縁部、上面及び下面を有する少なくとも1枚のシート内に一方向に並べて配置する工程。
b)細い分離した流路形成手段を、少なくとも1枚のシートの上面及び下面の少なくとも1つの上の連続した一方向ロービング上に、一方向ロービングの方向に対し横方向に配置する工程。
c)追加の糸を、細い分離した流路形成手段の上及び横方向に、並びにロービング上に、配置する工程であって、各々の追加の糸は、上に配置した細い分離した流路形成手段を有する少なくとも1枚のシートの1つの面上に延びる工程。
d)工程a)の後に、少なくとも1枚のシートの上に熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーを塗布する工程。
e)工程d)の後に、2つの長手方向縁部、上面及び下面を有する一方向強化材を形成するために、ロービングを一体に接着するためのバインダーの反応を促進する工程。
f)細い分離した流路形成手段を、工程e)又は工程e)の後の別個の工程のいずれかで、連続した一方向ロービング上に接着する工程。
g)追加の糸を、工程f)でロービング上に、又は工程f)の後の別個の工程でロービング上及び細い分離した流路形成手段上に、細い分離した流路形成手段と一体に接着する工程。
・編み目及び横方向の結合糸は、バインダーシステムにより置き換えられて、編み目により生じる有害なよじれは避けられる。
・強化繊維が真っ直ぐなままに留まるため、強化材の強度特性は向上する。
・生産速度は、縫製機械により制限されない。
・一方向強化材の樹脂に対する浸透性は、良好な樹脂の流動を促進するようなレベルに向上する。
・製品の浸潤と同時に、実際に、一方向長繊維間の気泡又は乾燥領域が含浸後に製品内に残らないように、残っている空気が製品から排出される。
・横方向に樹脂が進む距離は、実施した実験では、編んだ一方向強化材と比較して少なくとも2.5倍、及び編んでいない一方向強化材と比較するとそれ以上に、相当に増加する。
・含浸のために必要な時間は、実施した実験では、従来技術の強化材で必要な時間の少なくとも6分の1にと、相当に短縮される。
・編んだ構造体の欠点は最小化される。
・最終製品は、優れた強度及び疲労特性を有する。
・マトリックスとの化学的擾乱に関係する欠点は最小化される。
・充分な横方向安定度を達成するために特定の横方向強化繊維又は結合糸を用いる必要がない。
・粉末接着された一方向強化材は、強化材積層体が凹形の成形型内に配置された時でさえも柔軟性が低減しているので、成形型内に平らに配置することができる。この特性は、折り目の形成、又は強化材ロービングの局所的領域が積層体内部に小さな湾曲曲がりを形成する恐れを大幅に低減する。
・粉末接着による形成により、局所的折り目及びよじれが防止されるので、この強化材は炭素繊維ベースの積層体に特に適している。理由は、局所的折り目及びよじれは炭素繊維積層体の圧縮強度特性を劇的に低減させるだろうということである。
・細い分離した流路形成手段が、細い分離した流路形成手段の横方向に延びる糸により強化材の面上に固定され、強化材及び強化材でできた最終製品の両方の高品質が確保される。
a)一方向強化材は、基本的に、粉末接着形状で、一般的に、特に横方向に、非常に限られた樹脂の浸透性を有しており、ゆえに、長さのある対象物の生産は非常に挑戦的である。
b)従来技術の示す樹脂のための長手方向の流路により浸透性が改善された場合、強化材は横方向安定度を失う。
c)樹脂のための流路を確保することを狙って、一方向強化材の間及び一方向強化材に対し横方向に配置された、横方向の太い撚った多繊維は、ロービングを互いに離しすぎてしまい微小亀裂の恐れが大きくなり、減圧で多繊維が圧縮されてより効果のない直径、すなわちZ方向厚さとなる。
d)平坦になった横方向の糸は、樹脂がこれらの流路内を流れるのを妨げる。
e)一方向ロービングの長繊維間の気泡又は乾燥領域が、強化材積層体内に残りやすく、真空注入でも除去することができず、最終製品の強度をより更に著しく低下させることがある。
f)熱可塑性コーティング及びホットメルト接着剤は、注入に用いられる樹脂と少なくとも局所的に対立する。
a)連続ロービングを、2つの長手方向縁部、上面及び下面を有する少なくとも1枚のシート内に一方向に並べて配置する工程。
b)細い分離した流路形成手段を、少なくとも1枚のシートの上面及び下面の少なくとも1つの上の連続一方向ロービング上に、一方向ロービングの方向に対し横方向に配置する工程。
c)追加の糸を、細い分離した流路形成手段の上及び横方向に、並びにロービング上に、配置する工程であって、各々の追加の糸は、上に配置した細い分離した流路形成手段を有する少なくとも1枚のシートの1つの面上に延びる工程。
d)工程a)の後に、少なくとも1枚のシートの上に熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーを塗布する工程。
e)工程d)の後に、2つの長手方向縁部、上面及び下面を有する一方向強化材を形成するために、ロービングを一体に接着するためのバインダーの反応を促進する工程。
f)細い分離した流路形成手段を、工程e)又は工程e)の後の別個の工程のいずれかで、連続一方向ロービング上に接着する工程。
g)追加の糸を、工程f)でロービング上に、又は工程f)の後の別個の工程でロービング上及び細い分離した流路形成手段上に、細い分離した流路形成手段と一体に接着する工程。
・編み目及び横方向の結合糸は、バインダーシステムにより置き換えられて、編み目により生じる有害なよじれは避けられる。
・強化繊維が真っ直ぐなままに留まるため、強化材の強度特性は向上する。
・生産速度は、縫製機械により制限されない。
・一方向強化材の樹脂に対する浸透性は、良好な樹脂の流動を促進するようなレベルに向上する。
・製品の浸潤と同時に、実際に、一方向長繊維間の気泡又は乾燥領域が含浸後に製品内に残らないように、残っている空気が製品から排出される。
・横方向に樹脂が進む距離は、実施した実験では、編んだ一方向強化材と比較して少なくとも2.5倍、及び編んでいない一方向強化材と比較するとそれ以上に、相当に増加する。
・含浸のために必要な時間は、実施した実験では、従来技術の強化材で必要な時間の少なくとも6分の1にと、相当に短縮される。
・編んだ構造体の欠点は最小化される。
・最終製品は、優れた強度及び疲労特性を有する。
・マトリックスとの化学的擾乱に関係する欠点は最小化される。
・充分な横方向安定度を達成するために特定の横方向強化繊維又は結合糸を用いる必要がない。
・粉末接着された一方向強化材は、強化材積層体が凹形の成形型内に配置された時でさえも柔軟性が低減しているので、成形型内に平らに配置することができる。この特性は、折り目の形成、又は強化材ロービングの局所的領域が積層体内部に小さな湾曲曲がりを形成する恐れを大幅に低減する。
・粉末接着による形成により、局所的折り目及びよじれが防止されるので、この強化材は炭素繊維ベースの積層体に特に適している。理由は、局所的折り目及びよじれは炭素繊維積層体の圧縮強度特性を劇的に低減させるだろうということである。
・細い分離した流路形成手段が、細い分離した流路形成手段の横方向に延びる糸により強化材の面上に固定され、強化材及び強化材でできた最終製品の両方の高品質が確保される。
Claims (59)
- 閉型成形法、例えばレジン・トランスファー・モールディング(RTM)プロセス又は真空注入成形プロセスによる繊維強化複合体の製造のための一方向強化材であって、前記一方向強化材(2、4、34、120)は、前記強化材(120)の長手方向に配置され、熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーにより互いに接着された連続した一方向ロービング(102)を含み、前記強化材(2、4、34、120)は、2つの長手方向縁部、上面、及び下面を有しており、前記強化材の前記長手方向縁部間に対し横方向に往復して延びて、前記強化材(2、4、34、120)の前記上面と前記下面との間を進み、両側面に樹脂のための流路(100)を形成する、横方向及びZ方向の両方の樹脂流動を促進するための分離した手段(128、138)を特徴とする、一方向強化材。
- 前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)は、単一の長繊維又はいくつかの長繊維の接着された束であることを特徴とする、請求項1に記載の一方向強化材。
- 前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)は、真空注入又はRTM圧縮下での直径100μm〜300μmを有することを特徴とする、請求項2に記載の一方向強化材。
- 前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)は、ポリアミド(PA)、ポリアミド共重合体、若しくはポリエステル共重合体(PET共重合体)でできている、又は2成分繊維、アクリル繊維、若しくはポリオレフィン繊維であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)は、融解する外側の芯を有する2成分単繊維であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 強化材(2、4、34、120)の積層体を浸潤する時、前記強化材(2、4、34、120)への前記一方向ロービング(102)の方向に対し横方向の樹脂の含浸を促進するための、前記一方向ロービング(102)に対し横方向に配置された樹脂の流路を形成するための細い分離した流路形成手段(6、40)であり、前記細い分離した流路形成手段(6、40)は前記一方向強化材(2、4、34、120)の長手方向縁部の1つから反対側の前記長手方向縁部に延びる樹脂のための横方向流路(10)を両側面に形成する、追加の手段を特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記細い分離した流路形成手段(6、40)を前記一方向ロービング上に固定するための追加の糸(42、46)を特徴とし、前記追加の糸(42、46)は、前記細い分離した流路形成手段(6、40)上を横方向に延び、各々が前記強化材の前記上面又は前記下面のいずれかの上を延びて少なくとも前記一方向ロービングに接着結合される、請求項6に記載の一方向強化材。
- 前記追加の糸(42、46)は、前記一方向ロービングに熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーにより接着されていることを特徴とする、請求項7に記載の一方向強化材。
- 前記細い分離した流路形成手段(6、40)は、真空注入又はRTM圧縮下での直径又は厚さ100μm〜300μmを有することを特徴とする、請求項6に記載の一方向強化材。
- 前記細い分離した流路形成手段(6、40)は、ポリアミド(PA)、ポリエステル(PET)、フェノキシ、ポリアミド共重合体、若しくはポリエステル共重合体(PET共重合体)でできている、又は2成分繊維、アクリル繊維、若しくはポリオレフィン繊維であることを特徴とする、請求項6に記載の一方向強化材。
- 前記細い分離した流路形成手段(6、40)は融解する外側の芯を有する2成分単繊維であることを特徴とする、請求項6に記載の一方向強化材。
- 前記追加の糸(42、46)は、前記糸(42、46)を前記一方向ロービング上に固定するための熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーを備えていることを特徴とする、請求項7又は8に記載の一方向強化材。
- 前記追加の糸(42、46)は、互いの横方向の距離を5mm〜50mmに配置されていることを特徴とする、請求項7、8、又は12のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記追加の糸(42、46)は、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、アラミド、金属若しくは炭素繊維、又は天然若しくは改善された天然繊維、あるいはこれらの繊維の任意の組合せでできていることを特徴とする、請求項7、8、12、又は13のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記追加の糸(42、46)は、前記一方向ロービングと同じ材料であることを特徴とする、請求項7、8、12、又は13のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記細い分離した流路形成手段(6)は、配置された前記表面(前記上面又は前記下面)上で平行であり、前記一方向強化材(2、4、34)上に2mm〜50mmの間隔で配置されていることを特徴とする、請求項6から15のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記一方向ロービングは、人工繊維若しくは天然繊維、すなわちガラス、炭素、アラミド、玄武岩、ケナフ、サイザル、亜麻、麻、黄麻、及び亜麻布のような繊維、又はこれらの任意の組合せのいずれかでできていることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーは、織布、布地、乾燥粉末、分散液、若しくは溶液、及び/又は低粘性にするために加熱された、形態であることを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 閉型成形法、例えばレジン・トランスファー・モールディングプロセス(RTM)又は真空注入成形プロセスによる繊維強化複合体の製造のための一方向強化材であって、前記一方向強化材(2、4、34)は、前記強化材の長手方向に配置され、熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーにより互いに接着された、連続した一方向ロービングを含み、前記強化材(34)は、2つの長手方向縁部、上面、及び下面を有し、前記一方向強化材(2、4、34)の積層体を浸潤する時に、前記一方向ロービングの方向に対し横方向の前記強化材(2、4、34)の樹脂への含浸を促進するための手段を備えており、前記含浸促進手段は、前記強化材(2、4、34)の前記上面及び前記下面の少なくとも1つの上に前記一方向ロービングに対し横方向に配置された、樹脂のための流路を形成するための、細い分離した流路形成手段(6、40)であり、前記細い分離した流路形成手段(6、40)は、前記一方向強化材(2、4、34)の前記長手方向縁部の1つから反対側の前記長手方向縁部に延びる横方向の流路(10)を、両側面に形成し、前記細い分離した流路形成手段(6、40)は、前記細い分離した流路形成手段(6、40)上を横方向に延びる追加の糸(42、46)により前記一方向ロービング上に固定され、各々の前記追加の糸(42、46)は、前記細い分離した流路形成手段(6、40)を上に配置されて有する前記一方向強化材のそうした1つの表面上に延び、前記追加の糸(42、46)は、少なくとも前記一方向ロービングに接着により結合していることを特徴とする、一方向強化材。
- 前記追加の糸(42、46)は、前記一方向ロービングに熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーにより接着されていることを特徴とする、請求項19に記載の一方向強化材。
- 前記細い分離した流路形成手段(6、40)は単繊維であることを特徴とする、請求項19に記載の一方向強化材。
- 前記追加の糸(42、46)は、前記糸(42、46)を前記一方向ロービング上に固定するための熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーを備えていることを特徴とする、請求項19から21のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記追加の糸(42、46)は、互いの横方向の距離を5mm〜70mmに配置されていることを特徴とする、請求項19から22のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記追加の糸(42、46)は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエーテル繊維、天然繊維、改善された天然繊維、金属繊維、アラミド繊維、若しくは炭素繊維、若しくは前記一方向ロービングと同じ材料、又はそれらのいずれかの組合せであることを特徴とする、請求項19から23のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記細い分離した流路形成手段(6)は、配置された前記表面上で平行で、前記一方向強化材(2、4、34)上に2mm〜50mmの間隔で配置されていることを特徴とする、請求項19から24のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記一方向ロービングは、人工繊維若しくは天然繊維、すなわちガラス、炭素、アラミド、玄武岩、ケナフ、サイザル、亜麻、麻、黄麻、及び亜麻布のような繊維、又はこれらの任意の組合せ、のいずれかであることを特徴とする、請求項10から25のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーは、乾燥粉末、分散液、若しくは溶液、又は低粘性にするために加熱された形態であることを特徴とする、請求項19から26のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記一方向強化材のZ方向の樹脂流動を促進するための手段(128、138)を特徴とする、請求項19から27のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)は、前記一方向強化材の前記2つの長手方向縁部の間を横方向に往復して延び、前記一方向強化材の前記上面と前記下面との間を前記一方向ロービング(102)に対し横方向に進むように配置されていることを特徴とする、請求項28に記載の一方向強化材。
- 前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)は、単一の長繊維又はいくつかの長繊維の接着された束であることを特徴とする、請求項28又は29に記載の一方向強化材。
- 前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)は、真空注入又はRTM圧縮下での直径又は厚さ100μm〜300μmを有することを特徴とする、請求項28から30のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)は、ポリアミド(PA)、ポリエステル(PET)、フェノキシ、ポリアミド共重合体、若しくはポリエステル共重合体(PET共重合体)でできている、又は2成分繊維、アクリル繊維、若しくはポリオレフィン繊維であることを特徴とする、請求項28から31のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)は、融解する外側の芯を有する2成分単繊維であることを特徴とする、請求項28から31のいずれか一項に記載の一方向強化材。
- 例えばレジン・トランスファー・モールディングプロセス又は真空注入成形プロセスのような閉型成形法により、繊維強化複合体の製造のための一方向強化材を生産する方法であって、
a)連続したロービングを、少なくとも2枚のシート(122’、122”)内に一方向に並べて配置する工程と、
b)前記シート(122’、122”)間に垂直の間隙を残すことにより、前記シート(122’、122”)を垂直方向に離して保つ工程と、
c)各シート(122’、122”)の前記一方向ロービングを、間に隙間を有し、各群が少なくとも1つのロービングを有する、ロービング群に編成する工程と、
d)Z方向の樹脂流動を促進するための分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)を前記シート(122’、122”)間の前記垂直の間隙内に導入する工程と、
e)前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)を、前記シート(122’、122”)の長手方向縁部間に対し横方向に往復して延ばす工程と、
f)前記シート(122’、122”)及び間の前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)を、前記シートを上面及び下面を有する単一のウェブ(120)に形成するための中間手段に導き、前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)を前記ロービング群の間及び前記単一のウェブ(120)の前記上面と前記下面との間に進むように成す工程と、
g)工程a)の後に、前記シート(122’、122’’)に熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーを塗布(124で)する工程と、
h)一方向強化材(34)を形成するために、前記一方向ロービングを一体に接着するための前記バインダーの反応を促進する工程と、を特徴とする方法。 - 前記間隙を連続して開いて保つことを特徴とする、請求項34に記載の方法。
- 工程g)で、前記シート(122’、122”)及び間の前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)を、2つのロール(132、134)の間に運ぶことを特徴とする、請求項34に記載の方法。
- 工程d)で、2枚のシート、上側のシート(122’’)及び下側のシート(122’)を有し、前記シート(122’、122’’)の前記ロービング群をおさ(126)内で編成して、前記上側のシート(122’’)の各ロービング群が前記下側のシート(122’)の各隙間の上方にあるように及びその逆もまた同様にすることを特徴とする、請求項34に記載の方法。
- 工程g)の後に、
1.細い分離した流路形成手段(6、40)を、前記連続した一方向ロービング上に前記一方向ロービングの方向に対し横方向に配置する(26で)ことと、
2.工程h)で前記細い分離した流路形成手段(6、40)を前記連続した一方向ロービング上に接着する(28で)ことと、を特徴とする、請求項34に記載の方法。 - 前記細い分離した流路形成手段(6、40)はバインダーを含む外側の層を備える、又は前記細い分離した流路形成手段(6、40)は2成分の形成手段であることを特徴とする、請求項38に記載の方法。
- 工程1)の後に、
・追加の糸(42、46)を、前記ロービング上並びに前記向強化材の前記上面及び前記下面の少なくとも1つの上の前記細い分離した流路形成手段(6、40)の上及び横方向に配置することと、
・前記追加の糸(42、46)を、工程1)で前記一方向ロービング上に、又は工程1)の後の別個の工程で前記一方向ロービング上及び前記細い分離した流路形成手段(6、40)上に、前記細い分離した流路形成手段(6、40)と一体に接着することと、を特徴とする、請求項38に記載の方法。 - 前記追加の糸(42、46)は、前記連続したロービング上に前記バインダーの反応を促進することにより接着されることを特徴とする、請求項39又は40に記載の方法。
- 前記細い分離した流路形成手段(6、40)を配置すること、並びに前記細い分離した流路形成手段(6、40)及び前記追加の糸(42、46)を前記一方向ロービングに前記バインダーの反応を再度促進することにより接着すること、を特徴とする、請求項40に記載の方法。
- 前記細い分離した流路形成手段(6、40)を配置すること、並びに前記細い分離した流路形成手段(6、40)及び前記追加の糸(42、46)を前記ロービングに追加のバインダーを用いること及び反応を促進することにより接着すること、を特徴とする、請求項40に記載の方法。
- 前記追加の糸(42、46)を前記細い分離した流路形成手段(6、40)及び前記一方向ロービング上に配置する前に、追加のバインダーを前記追加の糸(42、46)上に塗布すること、を特徴とする、請求項40から43のいずれか一項に記載の方法。
- 一方向強化材を形成するために前記ロービングを一体に接着した後に、前記一方向強化材を巻く工程と、前記一方向強化材を巻き解く工程と、その後に前記細い分離した流路形成手段(6、40)及び前記追加の糸(42、46)を前記一方向強化材上に配置する及び接着する工程と、を特徴とする、請求項40から44のいずれか一項に記載の方法。
- 一方向強化材を形成するために前記ロービングを一体に接着する、及び前記一方向ロービング上に前記細い分離した流路形成手段(6、40)を接着する両方の後に前記一方向強化材を巻く工程と、前記一方向強化材を巻き解く工程と、その後に前記追加の糸(42、46)を前記強化材上に配置する及び接着する工程と、を特徴とする、請求項40から44のいずれか一項に記載の方法。
- 前記バインダーの反応促進は、前記バインダーを融解すること、溶媒を噴霧すること、及び前記バインダーから溶媒を蒸発させることの少なくとも1つを含むこと、を特徴とする、請求項40に記載の方法。
- 例えばレジン・トランスファー・モールディングプロセス又は真空注入成形プロセスのような閉型成形法により、繊維強化複合体の製造のための一方向強化材を生産する方法であって、
a)連続したロービングを、2つの長手方向縁部、上面及び下面を有する少なくとも1枚のシート(20、122’、122’’)内に一方向に並べて配置する工程と、
b)細い分離した流路形成手段(6、40)を、前記少なくとも1枚のシート(20、122’、122”)の前記上面及び前記下面の少なくとも1つの上の前記連続した一方向ロービング上に、前記一方向ロービングの前記方向に対し横方向に配置する(26で)工程と、
c)追加の糸(42、46)を、前記細い分離した流路形成手段(6、40)の上及び横方向に、並びに前記一方向ロービング上に、配置する工程であって、各々の追加の糸は、上に配置した前記細い分離した流路形成手段(6、40)を有する前記少なくとも1枚のシート(20、122’、122’’)の1つの面上に延びる工程と、
d)工程a)の後に、前記少なくとも1枚のシート(20、122’、122”)の上に熱可塑性及び/又は熱硬化性バインダーを(24で)塗布する工程と、
e)2つの長手方向縁部、上面及び下面を有するように一方向強化材(34)を形成するために、前記一方向ロービングを一体に接着するための前記バインダーの反応を促進する工程と、
f)前記細い分離した流路形成手段(6、40)を、工程e)又は工程e)の後の別個の工程のいずれかで、前記連続した一方向ロービング上に接着する(28で)工程と、
g)前記追加の糸(42、46)を、工程f)で前記ロービング上に、又は工程f)の後の別個の工程で前記一方向ロービング上に及び前記細い分離した流路形成手段(6、40)上に、前記細い分離した流路形成手段(6、40)と一体に接着する工程と、を特徴とする、方法。 - 工程a)で、
1.連続したロービングを、少なくとも2枚のシート(122’、122”)内に一方向に配置することと、
2.前記シート(122’、122”)間に垂直の間隙を残すことにより、前記シート(122’、122”)を垂直方向に離して保つことと、を特徴とする、請求項48に記載の方法。 - 工程a)の後に、
1.各前記シート(122’、122”)の前記一方向ロービングを、間に隙間を有し、各群は少なくとも1つのロービングを有する、ロービング群に編成することと、
2.Z方向の樹脂流動を促進するための分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)を前記シート(122’、122”)間の前記間隙内に導入することと、
3.前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)を、前記シート(122’、122”)の前記長手方向縁部間に対し横方向に往復して延ばすことと、
4.前記シート(122’、122”)及び間の前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)を、前記シートを上面及び下面を有する単一のウェブ(120)に形成するための中間手段に導き、前記分離したZ方向樹脂流動促進手段(128、138)を前記ロービング群の間及び前記単一のウェブ(120)の前記上面と前記下面との間に進むように成すことと、を特徴とする、請求項48又は49に記載の方法。 - 前記細い分離した流路形成手段(6、40)はバインダーを含む外側の層を備える、又は前記細い分離した流路形成手段(6、40)は2成分の形成手段であること、並びに前記形成手段(6、40)及び前記追加の糸(42、46)の両方は前記連続した一方向ロービング上に前記バインダーの反応を促進することにより工程e)で接着されること、を特徴とする、請求項48に記載の方法。
- 工程e)の後に前記細い分離した流路形成手段(6、40)を配置すること、並びに前記細い分離した流路形成手段(6、40)及び前記追加の糸(42、46)を前記ロービングに前記バインダーの反応を再度促進することにより接着すること、を特徴とする、請求項48に記載の方法。
- 工程e)の後に前記細い分離した流路形成手段(6、40)を配置すること、並びに前記細い分離した流路形成手段(6、40)及び前記追加の糸(42、46)を前記ロービングに追加のバインダーを用いること及び反応を促進することにより接着すること、を特徴とする、請求項48に記載の方法。
- 前記追加の糸(42、46)を前記細い分離した流路形成手段(6、40)及び前記一方向ロービング上に配置する前に、追加のバインダーを前記追加の糸(42、46)上に塗布すること、を特徴とする、請求項48から51のいずれか一項に記載の方法。
- 一方向強化材を形成するために工程e)で前記一方向ロービングを一体に接着した後に前記一方向強化材を巻く工程と、前記一方向強化材を巻き解く工程と、その後に前記細い分離した流路形成手段(6、40)及び前記追加の糸(42、46)を前記一方向強化材上に配置する及び接着する工程と、を特徴とする、請求項48から52のいずれか一項に記載の方法。
- 一方向強化材を形成するために工程e)で前記一方向ロービングを一体に接着した後、及び工程f)で前記一方向ロービング上に前記細い分離した流路形成手段(6、40)を接着した後に前記一方向強化材を巻く工程と、前記一方向強化材を巻き解く工程と、その後に前記追加の糸(42、46)を前記強化材上に配置する及び接着する工程と、を特徴とする、請求項48から52のいずれか一項に記載の方法。
- 前記バインダーの反応促進は、前記バインダーを融解すること、溶媒を噴霧すること、及び前記バインダーから溶媒を蒸発させることの少なくとも1つを含むこと、を特徴とする、請求項48に記載の方法。
- 風力タービンブレードのスパーキャップの製造に、請求項1から18又は19から33のいずれか一項に記載の前記一方向強化材を用いること。
- 一軸若しくは多軸のプリフォーム又は強化材製品の製造に、請求項1から18又は19から33のいずれか一項に記載の前記一方向強化材を用いること。
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