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JP2011516654A5 - - Google Patents

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装置200は、場合により、熱対流オーブン5,209の後にベルトプレス407を装備し得るものであり、ベルトプレスは高温域405及び低温域403を有し、高温域405はドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料28B,285Bを受け取り、予備含浸された強化材料28B,285Bを250℃未満または250℃に1バール以上または1バール圧で加熱することができ、低温域403は、十分に含浸され硬化された熱可塑性複合シートを受け取り、その十分に含浸され硬化された熱可塑性複合シートを25℃に冷却することができる。
プリプレグ仕上げステージ229は、反応性の(重合可能な)熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子235の熱的に固定した配列を上に有する多孔性基材234を第一のスティールネットコンベアベルト217からピックアップし、熱的に固定された粒子235の配列をオーブン209中に運ぶための第二のスティールネットコンベアベルト223を含む。オーブン209は、反応性の(重合可能な)熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子235の熱的に固定された配列を上に有する多孔性基材234及び第二のスティールネットコンベア23に、熱空気層流を提供し得る。オーブン209は、約1から約5分の間の滞留時間中に、多孔性基材234の温度を約190℃及び220℃の間に上昇する能力のある任意の適した加熱装置であり得る。1つの実施形態において、多孔性基材234は繊維強化織物、ガラスマットまたは繊維ベッドである。
図6Bは、図4の6B−6B軸に沿った装置253の粒子プリプレグ回収ステージ237の縦断面図を示す。図6B中に示したプリプレグ285Bはドレープ性なしであり得る。何故ならば、反応性の(重合可能な)熱可塑性または熱硬化性樹脂の少なくとも1つの層397,360が形成されており、これは空隙を有さないからである。1つの実施形態において、図4〜図5中に示した反応性の(重合可能な)粒子205は、完全に溶融され、反応性の(重合可能な)熱可塑性または熱硬化性樹脂の層397を形成する。層397の部分399は、図4、図6Aに示す多孔性基材234の繊維221または繊維束の間の隙間295に含浸または押し込まれ得るものであり、層360を形成する。ここで、反応性の(重合可能な)熱可塑性または熱硬化性樹脂が、繊維221または繊維束に熱的に固定され、図6Aに示す配列235の粒子365の間の空間255の中に充填され、合流して層360を形成する。他の実施形態において、完全に溶融された反応性の(重合可能な)熱可塑性または熱硬化性樹脂の層97は溶融し、基材234の中に本質的に完全に延在し、基材234中に層360及び367を形成する。以下、「熱的に固定された」とは、反応性の(重合可能な)熱可塑性または熱硬化性樹脂粒子205が溶融過程中に基材234の繊維221または繊維束に化学的に結合するかまたはファンデルワールス力または他の誘引性分子間力によって誘引されるという反応性の機能を意味する。図6Bはドレープ性のないプリプレグ285Bを示す。ドレープ性がないのは、完全に溶融した反応性の(重合可能な)熱可塑性または熱硬化性樹脂397の第一の部分399が多孔性基材234の繊維221または繊維束の間の隙間295に流入しており、そのためいくらかの溶融物が多孔性基材234の繊維221または繊維束の間に含浸または押し付けられており、多孔性基材234中に反応性の(重合可能な)熱可塑性または熱硬化性樹脂の少なくとも1つの層360、367を形成しているからである。多孔性基材234の繊維または繊維束の間の隙間に流入しない完全に溶融した反応性の(重合可能な)熱可塑性または熱硬化性樹脂の残部395は、多孔性基材234の第一の表面233上にある層397を形成する。
方法100の1つの実施形態において、強化材料の表面積あたりの強化材料の重量は約200g/m及び約4000g/mの間であり、反応性熱可塑性樹脂の重量パーセントは反応性ポリマーが予備含浸された強化材料の重量に対して約30%から約80%の間である。
ドレープ性のあるまたはドレープ性のないポリマーが予備含浸された強化材料(プリプレグ)28A,B,285A,Bを形成するための装置200,253の1つの実施形態において、熱対流オーブン5,209の後にベルトプレスが含まれる。ここで、ベルトプレスは高温域及び低温域を有し、高温域はドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料を受け取り、予備含浸された強化材料を250℃未満または250℃に1バール以上または1バール圧で加熱するものであり、低温域は十分に含浸され硬化された熱可塑性複合シートを受け取るため、及び十分に含浸され硬化された熱可塑性複合シートを25℃まで冷やすためのものである。
1つの実施形態において、熱可塑性複合シート28B,285Bを形成するための方法が、強化材料8,234の第一の表面17,231上の反応性熱可塑性粒子4,205の滞留時間がコンベアベルト14,217の速度に基づいているコンベアベルト14,217を提供すること及び熱対流オーブン5,209の後にベルトプレスを提供することを含み、ここで、ベルトプレスは、高温域及び低温域を有し、高温域はドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料28B,285Bを受け取り、予備含浸された強化材料28B,285Bを250℃未満または250℃に1バール以上または1バール圧で加熱するものであり、低温域は十分に含浸され硬化された熱可塑性複合シートを受け取り、十分に含浸され硬化された熱可塑性複合シートを25℃まで冷やすためのものである。

Claims (15)

  1. 強化材料のフィーダーロール、ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料の受取ロール及び前記フィーダーロールからの強化材料を上に載せるコンベアベルトと、
    反応性熱可塑性又は熱硬化性の樹脂粒子が充填され、前記強化材料の表面積(m)に対して、前記反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子を240g/m及び約470g/mの間で沈着する粒子沈着ホッパーと、
    前記強化材料の第一の表面上の前記反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子の温度を、強化材料の第一の表面上の反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子がオーブン中に存在する滞留時間に亘って実質的に均一に維持するために適合された熱対流オーブンと、
    前記強化材料の第一の表面上の前記反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子の滞留時間がコンベアベルトの速度に基づいて定まるコンベアベルトを含むドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料を形成するための装置。
  2. 前記ベルトの速度が1分あたり約1メーター及び1分あたり約4メーターの間である請求項に記載の装置。
  3. 前記強化材料の第一の表面上の前記反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子がオーブン中に存在する前記滞留時間が約1分及び約5分の間である、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  4. 前記反応性熱可塑性又は熱硬化性の材料が反応性大環状オリゴマーポリエステル、反応性大環状オリゴマーポリブチレンテレフタレート、反応性大環状オリゴマーポリエチレンテレフタレート、反応性大環状オリゴマーポリカーボネート及び反応性ラクタムモノマーからなる群から選ばれる、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  5. 前記熱可塑性又は熱硬化性の樹脂の形状が顆粒、ペレット、フレーク、パスティル、針、塊及び小片からなる群から選ばれる、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  6. 前記強化材料が炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維及びポリマー繊維からなる群から選ばれる、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  7. 前記強化材料がロービング、テープ、ウェブ、ウィーブ、二軸または多軸織物、編物、組みひも、ランダムマット及びフリースからなる群から選ばれる形状である、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  8. 前記温度が約190℃及び約220℃の間であり、前記滞留時間が約1及び5分の間である、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  9. 前記強化材料の表面面積あたりの前記強化材料の重量が約200g/m及び約2,000g/mの間であり、前記反応性熱可塑性又は熱硬化性の樹脂の重量パーセントが、前記反応性ポリマーが予備含浸された強化材料の重量に対して約30%から約80%である、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  10. 前記温度が190℃であり、前記滞留時間が1分未満または1分である、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  11. 前記強化材料の表面積あたりの強化材料の重量が約810g/mであり、前記反応性熱可塑性又は熱硬化性の樹脂の重量パーセントが、前記反応性ポリマーが予備含浸された強化材料の重量に対して約34%から約36%の間である、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  12. 前記反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子が0.5mm及び3mmの間の厚さ、並びに、1mm及び約8mmの間の直径を有する、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  13. 前記反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子が約1mmから約8mmの間の直径、並びに、約1mm及び約8mmの間の長さを有する、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  14. 前記熱対流オーブン後に、高温域と低温域を有するベルトプレスを含み、
    前記高温域が前記ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料を受け取り、前記予備含浸された強化材料を250℃未満または250℃に1バール以上または1バール圧で加熱するものであり、
    前記低温域が十分に含浸し硬化した熱可塑性又は熱硬化性の複合シートを受け取り、前記十分に含浸し硬化した熱可塑性又は熱硬化性の複合シートを25℃まで冷却するものである、前記いずれかの請求項に記載の装置。
  15. 前記いずれかの請求項に記載の装置を用いて、ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料の熱可塑性又は熱硬化性の複合シートを形成する方法であって、
    強化材料のフィーダーロール、ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料の受取ロール及びフィーダーロールからの強化材料を上に載せるコンベアベルトを提供すること、
    ここで、前記強化材料は熱可塑性又は熱硬化性の複合シートの全重量に基づく一繊維含量を有するものであり、
    反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子が充填され、強化材料の表面積(m)に対して、前記反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子を240g/m及び約470g/mの間で沈着する粒子沈着ホッパーを提供すること、
    前記強化材料の第一の表面上の反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子がオーブン中に存在する滞留時間中、前記強化材料の第一の表面上の反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子を、約190℃及び約220℃の間に本質的に均一に維持するために適合された熱対流オーブンを提供すること、
    前記強化材料の第一の表面上の反応性熱可塑性又は熱硬化性の粒子の滞留時間がコンベアベルトの速度に基づいて定まるコンベアベルトを提供すること、及び
    前記熱対流オーブンの後にベルトプレスを提供することを含み、
    前記ベルトプレスは高温域と低温域を有し、前記高温域が前記ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料を受け取り、前記予備含浸された強化材料を250℃未満または250℃に1バール以上または1バール圧で加熱するものであり、前記低温域が十分に含浸し硬化した熱可塑性又は熱硬化性の複合シートを受け取り、前記十分に含浸し硬化した熱可塑性又は熱硬化性の複合シートを25℃まで冷却するためのものである熱可塑性又は熱硬化性の複合シートを形成する方法。
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