JP2009528454A5

JP2009528454A5 - 接着レイド構造の製造方法

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Publication number: JP2009528454A5
Application number: JP2008556699A
Authority: JP
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2012-07-05
Anticipated expiration: 2027-02-27

Description

本発明は、ヤーンから接着レイド構造を製造する方法、および、同じ種類のレイド構造から繊維強化複合材料を製造する方法に関する。

繊維強化複合材料の製造には、織物またはインターレイドスクリムのごとき平織物構造が使用される一方で、直接レイド構造も使用される。平織物構造は、一般に扱い易いが、複雑な又は三次元の形態を有する繊維強化複合材料の製造にはあまり向いていない。この用途には、レイド構造が推奨される。例えば、ＤＥ２０１２０４４７では、ヤーンを合わせてレイド構造とした後、粉末状の熱可融性材料を分散させ、加熱して接合させる。このようにして、プリフォームが形成されるが、必要であれば前記プリフォームを、他のプリフォームと共にさらに加工して、複合材料にすることもできる。この方法は、複雑な及び／又は三次元の構造には限られた程度でしか適さない。それは、この方法を用いた接着工程においてヤーンを限られた程度でしか抑えておくことができないため、製造することができる唯一の構造は、ヤーンが配置された後でその位置に止まり、滑り落ちることがない構造であるためである。

プリフォームの他の製法が、ＷＯ２００５／０９５０８０Ａ１に記載されている。この製法では、まず、強化用ヤーンに熱可融性材料を含浸させる。その後、前記ヤーンをレイド構造とし、加熱することによって、前記ヤーンを互いに接合させて接着レイド構造を形成する。平らな形態、例えばフラットバンド（テープ）の形態でも用いられるヤーンの敷設時においても、前記含浸用の熱可融性材料は少なくとも表面的には融解することができ、従って、ヤーンの敷設時においても、融解した材料の接着によって隣接する又は交差するヤーンを接合させることができるとすると、この方法に従って複雑な及び／又は三次元の構造を製造することができる。それでも尚、前記文献に記載されている方法は、全体として、非常に時間が掛かる。

従って、本発明の目的は、複雑なおよび／または三次元の構造も比較的短い期間で直接製造することができることを意味する、ヤーンから接着レイド構造を製造する方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、本発明に従って製造されるのと同じ種類のレイド構造を使用することによって繊維強化複合材料を製造する方法を提供することである。

前記目的は、熱可融性材料を溶射法によってヤーンの少なくとも接点又は交点に噴霧する、ヤーンから接着レイド構造（ｌａｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を製造する方法によって達成される。その後、前記ヤーンは、溶射法によって噴霧された前記熱可融性材料が塑性状態又は融解状態にある間に接合される。

本発明によるレイド構造の製造には、繊維強化複合材料の製造に用いられる材料への接着が良好である種類の熱可融性材料を使用するべきである。好適な材料としては、複合材料のマトリクスとして使用され且つ熱可融性である実質的にすべての材料が挙げられる。とりわけ、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアリーレンエーテルスルホン、ポリアリーレンエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾール、液晶性ポリマー、および熱可塑性挙動を有するデュロマーが挙げられる。溶射には、後に複合材料のマトリクスとしても使用されるポリマーと同様のポリマー、とりわけ同一のポリマーを使用することが好ましい。個々に敷設された層の間には、破損が生じた場合に引き裂き伝播を止めるといった特殊な機能を可能にする層を設けてもよい。繊維強化複合材料の製造に好適な実質的にすべてのヤーンが、前記ヤーンとして使用することができると考えられる。ガラス、石英、アラミド、炭化ケイ素または炭素繊維が最も好適である。

本発明による方法は、レイイング工程（ｌａｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ）において前記ヤーンの全長にわたって前記熱可融性材料を溶射によってコーティングする場合に特に有利である。

本発明の目的は、まず初めに本発明によるレイド構造を製造し、その後、必要に応じてさらに熱可融性材料を添加し、熱および圧力を加えながら前記構造を成形して繊維強化複合材料にする、ことを特徴とする繊維強化複合材料を製造する方法によっても達成される。

Claims

ヤーンのレイイング工程中に、レイド構造中で、ヤーンが互いに少なくとも接触若しくは交差する点に熱可融性材料を適用し、ここで熱可融性材料は塑性又は融解状態にある間に溶射法によって適用し、
その後、溶射法により適用された熱可融性材料が溶融状態にある間に、ヤーンを一緒にしてレイド構造を形成する、
ヤーンから接着レイド構造を製造する方法。
前記熱可融性材料を、溶射によって、熱可融性材料である粉末とともに吹き付ける、請求項１に記載の方法。
プラズマジェットをエネルギー源に使用する、請求項１または２に記載の方法。
レイイング工程において、前記ヤーンの全長にわたって、前記熱可融性材料を溶射によってコーティングする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
熱可融性材料ですでにコーティングされたヤーンを使用する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
熱可融性材料をすでに含浸させたヤーンを使用する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
前記ヤーンはテープ状である、請求項５または６に記載の方法。
溶射によって吹き付けられる前記材料は、熱可塑性挙動を有する材料である、請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。
溶射によって吹き付けられる前記材料は、熱可塑性材料である、請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。
まず初めに請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法に従ってレイド構造を製造し、その後、必要に応じてさらに熱可融性材料を添加し、熱および圧力を加えながら前記構造を成形して繊維強化複合材料にする、ことを特徴とする繊維強化複合材料を製造する方法。
前記溶射に使用される可融性材料、必要に応じて前記ヤーンをコーティングするまたは前記ヤーンに含浸させるのに使用される可融性材料、および前記複合材料を製造するのに使用される可融性材料は、同様のポリマーからなる、請求項９に記載の方法。
前記溶射に使用される可融性材料、必要に応じて前記ヤーンをコーティングするまたは前記ヤーンに含浸させるのに使用される可融性材料、および前記複合材料を製造するのに使用される可融性材料は、同一のポリマーからなる、請求項１０に記載の方法。