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JP5878017B2 - 反応性ポリマープリプレグを作成するための装置及び方法 - Google Patents

反応性ポリマープリプレグを作成するための装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、一般に反応性ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）を作成するための装置及び方法に関する。具体的には、本発明は強化繊維の織物やアサンブラージュ（assemblage：集合体）などの強化材料に熱硬化できる熱硬化性樹脂を含浸するための装置及び方法に関する。
金属製品と同等または優れた機能性であり、耐久性のある安価な製品に対する産業、政府規制当局及び消費者による需要が増大している。このことは、特に自動車産業に該当する。これらの製品の開発者及び製造者は、衝撃、曲げ、伸縮及びねじり復元力などの強度パラメータに関心がある。これらの要求を満たすために、多数の反応性熱可塑性複合プリプレグ及び熱可塑性樹脂ベースの十分に重合されたシートが設計されている。
従って、反応性ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）を作成するための改良された装置及び方法の必要性が存在する。
本発明の第一の態様は、反応性ポリマーが予備含浸された強化材料を作成するための方法を提供し、この方法は：少なくとも１つの熱硬化できる熱硬化性樹脂の実質的に完全に固体の粒子を含む実質的に不揮発性の組成物を提供することであって、実質的に不揮発性の組成物中の唯一の揮発性の成分が残留水または残留溶媒である；含浸される強化繊維の織物またはアサンブラージュに実質的に不揮発性の組成物の層を沈着させることであって、実質的に不揮発性の組成物の粒子は周囲温度で固体であり、含浸される強化繊維の織物またはアサンブラージュに周囲温度で適用される；実質的に不揮発性の組成物の実質的に完全に固体の粒子を加熱することにより、実質的に完全に固体の粒子は部分的に溶融し、織物またはアサンブラージュが部分的に溶融した組成物によって含浸され、組成物の部分的に溶融した固体粒子が、強化繊維の織物またはアサンブラージュに固着することで、プリプレグを形成すること；を含む。
本発明の第二の態様は、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提供し、この強化材料は：少なくとも１つの層を有する多孔性基材；その基材上に実質的に不揮発性の組成物の無作為に配置された粒子であって、少なくとも１つの反応性熱硬化性樹脂を含み、実質的に不揮発性の組成物中の唯一の揮発性の成分は、残留水または残留溶媒である；を含み、無作為に配置された各粒子の一部が多孔性基材の第一の表面の隙間に含浸され、隣接して無作為に配置された粒子の間の空間が各粒子を分離している。
本発明の第三の態様は、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形成するための方法を提供し、この方法は：少なくとも１つの層を有する多孔性基材を提供すること；実質的に一様に配置され、実質的に完全に固体の反応性熱硬化性の粒子を含む実質的に不揮発性の組成物の配列を形成することであって、該少なくとも１つの層の上の一部を被覆し、該組成物の唯一の揮発性の成分が残留水または溶媒である；実質的に完全に固体の反応性熱硬化性の粒子の配列を部分的に溶融すること；多孔性基材の少なくとも１つの層の一部の間隙に溶融物を含浸させることにより、部分的に溶融した配列を固定することであって、少なくとも１つの層の残余の部分が配列によって被覆されないまま残る；を含む。
本発明の第四の態様は、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形成するための装置を提供し、この装置は：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；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；実質的に完全に固体の反応性熱硬化性の粒子からなり、実質的に不揮発性の組成物中の唯一の揮発性の成分が残留水または溶媒である、実質的に不揮発性の組成物が充填された、粒子沈着ホッパー；強化材料の少なくとも１つの表面上の実質的に不揮発性の組成物の温度を、強化材料の少なくとも１つの表面上の組成物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ようにされた加熱装置；強化材料の少なくとも１つの層上に存在する組成物粒子の滞留時間がコンベアベルトの速度に基づく、コンベアベルト；を含む。
本発明の第五の態様は、熱硬化性複合シートを形成する方法を提供し、この方法は：少なくとも１つのフィーダーロールを提供し、そのフィーダーロールのうちの１つが強化材料を提供し、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と、フィーダーロールからの強化材料を載せるコンベアベルトとを提供することであって、強化材料は熱硬化性複合シートの全重量に対する繊維含量を有する；実質的に不揮発性の組成物の反応性熱硬化性の粒子が充填される粒子沈着ホッパーを提供することであって、前記実質的に不揮発性の組成物中の唯一の揮発性の成分が残留水または溶媒であり、強化材料の表面積（ｍ２）に対して、実質的に不揮発性の組成物の反応性熱硬化性の粒子を２０ｇ／ｍ２〜約２，０００ｇ／ｍ２沈着させる；強化材料の少なくとも１つの表面上の実質的に不揮発性の組成物の反応性熱硬化性粒子がオーブン中に存在する滞留時間中に、強化材料の第一の表面上の実質的に不揮発性の組成物の反応性熱硬化粒子を約４０℃及び約２３０℃の間に実質的に均一に維持するための加熱装置を提供すること；強化材料の少なくとも１つの表面上の実質的に不揮発性の組成物の反応性熱硬化性粒子の滞留時間がコンベアベルトの速度に基づくコンベアベルトを提供すること；加熱装置の後にベルトプレスを提供することであって、ベルトプレスは高温域と低温域を有し、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、前記予備含浸された強化材料を２６０℃未満または２６０℃に０．０１バール圧以上または０．０１バール圧で加熱するようにされており、低温域は十分に含浸し硬化した熱硬化性複合シートを受け取り、十分に含浸し硬化した熱硬化性複合シートを約２５℃まで冷却するようにされる；を含む。
本発明の第六の態様は、反応性ポリマーが予備含浸された強化材料を作成する方法を提供し、この方法は：ライナー（liner）上で熱硬化できる熱硬化性樹脂の実質的に完全に固体の粒子の層を提供することであって、熱硬化できる熱硬化性樹脂の粒子は、周囲温度で固体であり、周囲温度でライナーに載せられる；熱硬化性樹脂を加熱し、固体粒子を部分的に溶融すること；ライナー上で熱硬化できる熱硬化性樹脂粒子の部分的に溶融した層に、含浸させる強化繊維の織物またはアサンブラージュの層を適用することであって、強化繊維の織物またはアサンブラージュが、熱硬化性樹脂の部分的に溶融した粒子によって含浸され、固体粒子は強化繊維の織物またはアサンブラージュに固着する；を含む。
本発明の第七の態様は、反応性ポリマーが予備含浸された強化材料を作成する方法を提供し、この方法は：熱硬化できる熱硬化性樹脂の実質的に完全に固体の粒子と熱硬化できる熱可塑性樹脂の実質的に完全に固体の粒子とを含む実質的に不揮発性の混合物を提供することであって、実質的に不揮発性の混合物中の唯一の揮発性の成分が残留水または溶媒である；含浸される強化繊維の織物またはアサンブラージュ上に混合物の層を沈着させることであって、実質的に不揮発性の混合物の粒子は、周囲温度で固体であり、周囲温度で含浸される強化繊維の織物またはアサンブラージュ上に沈着される；実質的に不揮発性の混合物の粒子を加熱してプリプレグを形成することであって、織物またはアサンブラージュが部分的に溶融した熱硬化性樹脂によって含浸され、部分的に溶融した個体粒子が強化繊維の織物またはアサンブラージュに固着する；を含む。
本発明の特徴は、本願の特許請求の範囲で詳しく記載される。しかし、本発明は、図面とともに例示的な実施形態に関する以下の詳細な説明を参照することによって、最もよく理解される。
本発明の実施形態による、熱硬化性ポリマーが予備含浸された強化材料を作成するための装置の縦断面図である。 本発明の実施形態による、図１の２−２軸に沿った装置の縦断面図である。 本発明の実施形態による、図１の３Ａ−３Ａ軸に沿った装置の縦断面図である。 本発明の実施形態による、図１の３Ｂ−３Ｂの軸に沿った装置の縦断面図である。 本発明の実施形態による、プリプレグの第一の表面上の反応性熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子を熱的に固定するに先立って、プリプレグの基材の第一の表面を予備加熱するための装置の縦断面図である。 本発明の実施形態による、図４の５−５軸に沿った装置の縦断面図である。 図４の６Ａ−６Ａ軸に沿った装置２５３の粒子プリプレグ回収ステージ２３７の縦断面図である。 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の縦断面図である 本発明の実施形態による、ドレープ性のあるまたはドレープ性のないプリプレグを作成するための方法のフロー図である。 本発明の実施形態による、ドレープ性のあるまたはドレープ性のないプリプレグを作成するための方法のフロー図である。 本発明の実施形態による、ドレープ性のあるまたはドレープ性のないプリプレグを作成するための方法のフロー図である。 本発明の実施形態による、熱硬化性ポリマーが予備含浸された強化材料を作成するための装置の縦断面図である。 本発明の実施形態による、自由形状の熱硬化性ポリマーが予備含浸された強化材料を作成するための装置の縦断面図である。 本発明の実施形態による、熱硬化性ポリマーが予備含浸された強化材料を作成するための装置の縦断面図である。 本発明の実施形態による、熱硬化性ポリマーが予備含浸された強化材料を作成するための装置の縦断面図である。
図１は、ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８を製造するための装置２００の縦断面を示す模式図である。装置２００は粒子沈着ステージ３０、熱固定ステージ４０、任意のベルトプレス４０７及びプリプレグ回収ステージ５０を含む。
粒子沈着ステージ３０は、第一のスティールネットコンベアベルト１４と、多孔性基材８を供給するための少なくとも１つの供給ロール２０と、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４が充填されている少なくとも１つのホッパー１０と、多孔性基材８の第一の表面１７上に沈着した反応性熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子４の配列とを含む。少なくとも１つの供給ロール２０は、多孔性基材８の第一の表面１７の平面に直交する軸の周りに矢印１の方向に回転することによって展開し得る。図１〜図２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４が、多孔性基材８の第一の表面１７上に有利に沈着され得ることを示し、粒子４及び多孔性基材８の多孔性表面の両方は、有利には周囲温度である。
図４〜図６は他の実施形態を示し、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２０５は、多孔性基材２３３の第一の表面２３４に有利に沈着され得るものであり、有利には粒子２０５だけが周囲温度であり、多孔性基材２０３の第一の表面２３４は、反応性熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子２０５が多孔性基材２３３の第一の表面２３４に「直ぐに」接着できるように「予熱」されている。図４〜図６中に示し、関連した下記の説明中に記載した実施形態において、発明者は、粒子２０５が多孔性基材２３３の第一の表面２３４に沈着する時に多孔性基材２３３の第一の表面２３４を予熱することによる粒子２０５の「消え去り（rolling away）」または「吹き飛び（blowing away）」の防止を述べている。
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８，２０５の粒径分布の範囲は、有利には，多孔性基材８，２０５の繊維９５または繊維束の間の隙間９３の中に反応性熱可塑性粉末を注入するための粉末含浸法に使用される粉末の粒径分布の範囲よりも大であり得る。１つの実施形態において、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８は、有利には１５０から１０００μｍの間よりも大であり得る。１つの実施形態において、反応性（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子８は、有利には、２から５ｍｍの間の範囲の直径を有し得る。
熱固定ステージ４０は、その上に反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子４を有する多孔性基材８を第一のスティールネットコンベアベルト１４からピックアップし、粒子４をオーブン５に運ぶための第二のスティールネットコンベアベルト１５を含む。オーブン５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４を上に有する多孔性基材８と、前記第二のスティールネットコンベア１５を温める熱空気層流１６を提供できる。前記オーブン５は、１分及び５分の間の滞留時間中に、基材８の温度を約１９０℃及び２２０℃の間に上げるのに適した任意の加熱装置であり得る。１つの実施形態において、前記多孔性基材８は、繊維強化織物、ガラスマットまたは繊維ベッドであり得る。
装置２００は、場合により、加熱装置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、前記予備含浸された強化材料２８Ｂ，２８５Ｂを２５０℃未満または２５０℃に０．０１バール圧以上または０．０１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。
第一及び第二のスティールネットコンベアベルト１４，１５は、作業場２４１に置かれている脚２４３によって支持され得る。第一及び第二のスティールネットコンベアベルト１４，１５は、矢印６の方向に回転し、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４を上に有する多孔性基材８を、粒子４をオーブン５に運ぶための第一のスティールネットコンベアベルト１４から運び得る。
プリプレグ回収ステージ５０は、プリプレグ２８を回収するための少なくとも１つの回収ロール２５と、供給ロール２０からの多孔性基材８及びその上に熱的に固定された粒子の配列９を有するプリプレグ２８とを含む。少なくとも１つの回収ロール２５は、多孔性基材８の第一の表面１７の平面に直交する軸の周りに矢印７の方向に回転することによってプリプレグ２８を回収し得る。
図２は、図１の２−２軸に沿った装置２００の粒子配布ステージ３０の縦断面図を示す。図２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４が上に沈着された多孔性基材８の第一の表面１７を示す。多孔性基材８は、上に粒子４を有する第一の表面１７及びそれらの間の空間１１を含む。１つの実施形態において、多孔性基材８は、繊維強化織物または繊維ベッドであり、その上にある反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子４は顆粒である。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８の粒径分布は、有利には、反応性の（重合可能な）熱可塑性粉末を多孔性基材８の繊維９５または繊維束の間の隙間９３の中に注入するための粉末含浸法に用いられる粉末の粒径分布よりも大であり得る。１つの実施形態において、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４は、有利には１５０から１０００μｍの間よりも大であり得る。１つの実施形態において、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４は、有利には２から５ｍｍの間の範囲の直径を有し得る。１つの実施形態において、熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子４の形状は顆粒、ペレット、フレーク、パスティル、針、塊及び小片であり得る。
以下、「顆粒」は砂粒より大きく、小石より小さい、直径２ｍｍから４ｍｍの間の粒子として定義される。以下、「ペレット」は、約２ｍｍ及び５ｍｍの間の直径を有する丸い、球状または円柱状体として定義される。
以下、「フレーク」は、２ｍｍ２より大きい表面積、並びに、０．０２ｍｍ及び０．１ｍｍの間の厚さを有する粒子として定義される。
以下、「パスティル」は、保護コーティングを施された活性触媒熱可塑性または熱硬化性樹脂材料である。パスティルは、低剪断変形ジャケット付混合機及びパスティレーターを用いて調製され得る。得られるパスティルは、形状が異なり、約２ｍｍから約１００ｍｍの直径及び１ｍｍから１０ｍｍの厚さを有する。
以下、「針」は松葉のような細く、長く、尖ったものとして定義される。
以下、「塊」は、短く、厚い小片または塊として定義される。
以下、「チップ」は、全体から切断された反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の小さな断片として定義される。
図３Ａは、図１の３Ａ−３Ａ軸に沿った装置２００の粒子プリプレグ回収ステージ５０の縦断面図である。図３Ａは、ドレープ性のあるプリプレグ２８を示す。プリプレグ２８はドレープ性である。何故ならば、熱的に固定された粒子２６５の配列９は、図２に示した反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子４を部分的に溶融することによって熱的に固定されているからである。図３Ａに示された、部分的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粒子２６５は、多孔性基材８の繊維９５または繊維束の間の隙間９３に流入し得るものであり、プリプレグ２８がオーブン５から出て、プリプレグ２８回収ステージ５０中で冷却され、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂がその融点以下に冷える時、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂が結晶化または固形化し、粒子２６５が多孔性基材８の繊維または繊維束に熱的に固定される結果になる。プリプレグ２８は、ドレープ性である。何故ならば、熱的に固定された粒子２６５の配列９は、第一の表面１７の上に熱的に固定されており、空間１８によって分離されているからである。一方、ドレープ性のないプリプレグ２８は、低溶融粘度の反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂粒子４をオーブン５の中で完全に溶融して粒子２６５を形成することにより形成され得る。
図３Ｂは、図１の３Ｂ−３Ｂ軸に沿った装置２００の粒子プリプレグ回収ステージ５０の縦断面図を示す。図３Ｂに示したプリプレグ２８Ａ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９７，１９が形成されており、そ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１〜図２に示した反応性の（重合可能な）粒子４は、完全に溶融されて反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の層９７を形成する。層９７の第一の部分９９は、図２、図３Ａに示した多孔性基材８の繊維９５または繊維束の間の隙間９３に含浸されるかまたは押し付けられ得る。層９７の押し付けられたまたは含浸された第一の部分９９は、層１９を形成することができ、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９３または繊維束に熱的に固定される。完全に溶融された層９７は、図３Ａに示した配列９の粒子２６５の間の空間１８に流入し、層９７及び／または層１９になる。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層９７は溶融し、基材８の中に本質的に完全に延在し、基材８中に層１９及び層１３を形成する。以下、「熱的に固定された（thermally fixed）」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２６５が、溶融過程で基材８の繊維９５または繊維束に化学的に結合するようになるか、またはファンデルワールス力もしくは他の誘引性分子間力によって引きつけられるようになる反応性の機能（reactive functionalities）を意味する。
図３Ｂはドレープ性のないプリプレグ２８Ｂを示す。ドレープ性がないのは、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２６５の第一の部分９７が多孔性基材８の繊維９５または繊維束の間の隙間９３に流入し、いくらかの溶融物が多孔性基材８の繊維９５または繊維束の間に含浸するかまたは押し付けられ、多孔性基材８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１３，１９を形成するからである。多孔性基材８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２６５の残部９９は、多孔性基材８の第一の表面１７の上に横たわる層２３Ａを形成する。
空隙のないラミネートまたは複合構造は、ドレープ性のあるまたはドレープ性のない反応性の（重合可能な）ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８から作成され得る。ドレープ性のない反応性の（重合可能な）ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８は、熱的に固定されるかまたは圧縮成型される時に完全に溶融されている低溶融粘度の反応性の（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１３，１９または２３Ａであり得る。熱と圧力の組み合わせは、低粘度の反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂を多孔性基材８の繊維９５または繊維束に浸透させ、少なくとも１つの層１３，１９を形成し得る。
１つの実施形態において、多孔性基材８の第一の表面１７上の反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子２６５は、繊維ベッドの最上部に配置された反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂顆粒で、繊維ベッドの繊維束中の繊維９５の間の隙間９３に反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子４を含浸することによって繊維ベッドの繊維束中に部分的に溶解される。以下、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂は、多孔性基材８の第一の表面１７上の反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子４として定義され、これは、後に部分的にまたは完全に重合され得るものである。
図４はポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８７を製造するための装置２５３の縦断面図を示す。具体的に、装置２５３は、プリプレグ２８５の第一の表面２３３上の反応性の熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子２０５を熱的に固定するのに先立って、プリプレグ２８７の多孔性基材２３４の第一の表面２３３を予熱するためであり得る。
装置２５３は、組み合わされた粒子の沈着及び熱固定ステージ２２７と、プリプレグ仕上げステージ２２９及びプリプレグ回収ステージ２３７とを含む。組み合わされた粒子の沈着及び熱固定ステージ２２７の少なくとも１つの供給ロール２００は、多孔性基材２３４の第一の表面２３３の平面に直交する軸の周りに矢印１００の方向に回転することによって展開し得る。
図５は、図４の５−５軸に沿った装置の縦断面図を示す。図４〜図５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２０５が多孔性基材２３３の第一の表面２３４上に有利に沈着され得ることを示しており、ここで多孔性基材２３４の第一の表面２３３は、有利には、周囲温度である粒子２０５がその上に沈着する前にも少なくとも９０℃に加熱されている。
図４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２０５が多孔性基材２３４の第一の表面２３３の上に有利に沈着され得る実施形態を示しており、ここで、粒子２０５だけが有利には周囲温度であるが、多孔性基材２０４の第一の表面２３３は、「予熱」されており、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２０５が多孔性基材２３４の第一の表面２３３に「直ちに」接着することを可能にしている。図４〜図５に示され、下記の関連する説明に記載された実施形態において、発明者は、粒子２０５が多孔性基材２３４の第一の表面２３３上に沈着される時、多孔性基材２３４の第一の表面２３４を予熱することにより粒子２０５の「消え去り」または「吹き飛び」が防げることを述べている。
組み合わされた粒子の沈着及び熱固定ステージ２２７は、第一のスティールネットコンベアベルト２１７と、多孔性基材２３４を供給するための少なくとも１つの供給ロール２００と、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２０５が充填されている少なくとも１つのホッパー２２５と、多孔性基材２３４の第一の表面２３３上に沈着した反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子２３５の熱的に固定された配列を含む。組み合わされた粒子の沈着及び熱固定ステージ２２７は、多孔性基材２３４の第一の表面２３３の予熱のための予熱オーブン２０７を含み、従って粒子２０５が多孔性基材２３４の第一の表面２３３上に無作為に沈着される時、粒子２０５の第一の部分が多孔性基材２３４の第一の表面２３３へ熱的に固定され得るものであり、粒子２３５の配列として粒子２０５が熱的に固定され得るものである。本発明のこの実施形態において、粒子２０５が多孔性基材２３４の第一の表面２３３上に沈着する時に、多孔性基材２３４の第一の表面２３３を予熱することによって粒子２０５の「消え去り」または「吹き飛び」が防止される。
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２０５の粒径分布の範囲は図５、図６Ａ及び図６Ｂ中に示し、本明細書中の説明と関連して示されるように、これは有利には多孔性基材２３４の繊維２２１または繊維束の間の隙間２９５の中に反応性の（重合可能な）熱可塑性粉末を注入するための粉末含浸法に使用される粉末の粒径分布の範囲よりも大であり得る。１つの実施形態において、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２０５は、有利には、１５０から１０００μｍの間よりも大であり得る。１つの実施形態において、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２０５は、有利には２から５ｍｍの間の範囲の直径を有し得る。
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２２３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。
第一及び第二のスティールネットコンベアベルト２１７，２２３は、作業場２３９に置かれている脚２４５によって支持され得る。第一及び第二のスティールネットコンベアベルト２１７，２２３は、矢印６０の方向に回転し、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を、粒子２３５の熱的に固定した配列をオーブン２０９中に運ぶための第一のスティールネットコンベアベルト２１７から運び得る。
プリプレグ回収ステージ２３７は、プリプレグ２８５を回収するための回収ロール２１５と、供給ロール２００からの多孔性基材２３４を含むプリプレグ２８５と、その上に熱的に固定された粒子の配列２３１とを含む。少なくとも１つの回収ロール２１５は、多孔性基材２３４の第一の表面２３３の平面に直交する軸の周りを矢印６５の方向に回転することによって、プリプレグ２８５を回収し得る。
図５は図４の５−５軸に沿った装置２５３の組み合わされた粒子の沈着及び熱固定ステージ２２７の縦断面図を示す。図５は、熱的に固定された粒子配列２３５を示す。プリプレグ２８５はドレープ性である。何故ならば、熱的に固定された粒子２０５の配列２３５は、粒子２０５が多孔性基材２３４の予熱された第一の表面２３３からの熱移動に触れるかまたは受ける場合、部分的に溶融する反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子２０５を部分的に溶融することによって熱的に固定され得るからである。図５に示す、部分的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粒子２０５からの溶融物は、多孔性基材２３４の繊維２２１または繊維束の間の隙間２９５に流入し得るものであり、熱的に固定された粒子配列２３５が組み合わされた粒子の沈着及び熱的固定ステージ２２７のオーブン２０７から出てきた後に、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂がその融点以下に冷え、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂が結晶化または固化し、粒子２０５が多孔性基材２３４の第一の表面２３３中の繊維２２１または繊維束に熱的に固定される結果になる。プリプレグ２８５は、ドレープ性であり得る。何故ならば、熱的に固定された粒子２０５の配列２３５は、第一の表面２３３の上に熱的に固定され、空間２５０によって隔てられているからである。
図６Ａは、図４の６Ａ−６Ａ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６Ａは、熱的に固定された粒子配列２３５を有するドレープ性のあるプリプレグ２８５を示す。プリプレグ２８５Ａは、ドレープ性である。何故ならば、熱的に固定された粒子２０５の配列２３５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２０５が、多孔性基材２３４の予熱された第一の表面２３３からの熱移動に触れるかまたは受ける時に部分的に溶融することによって熱的に固定され得るからである。図５に示す、部分的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粒子２０５からの溶融物は、多孔性基材２３４の繊維２２１または繊維束の間の隙間２９５に流入し得るものであり、熱的に固定された粒子の配列２３５が、組み合わされた粒子の沈着及び熱的固定ステージ２２７のオーブン２０７から出てきた後、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂がその融点以下に冷え、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂が結晶化または固化し、粒子２０５が多孔性基材２３４の第一の表面２３３中の繊維２２１または繊維束に熱的に固定される結果になる。プリプレグ２８５は、ドレープ性であり得る。何故ならば、熱的に固定された粒子２０５の配列２３５は、第一の表面２３３の上に熱的に固定され、空間２５０によって隔てられているからである。
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及び層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引きつけら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。
空隙のないラミネートまたは複合構造は、ドレープ性のあるまたはドレープ性のない反応性の（重合可能な）ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８５Ａ，Ｂから作成され得る。ドレープ性のない反応性の（重合可能な）ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８５Ａは、図３Ｂに示すように熱的に固定されるかまたは圧縮成型された時に、完全に溶融している低溶融粘度の反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂粒子４，２０５の少なくとも１つの層９７，１９及び／または１３であるか、または図６Ｂ中のような層３９７，３６０及び／または３６７である。熱及び圧力の組み合わせは、低粘度の反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂を繊維９５，２２１の間を通過させて多孔性基材８，２３４に浸透させ得る。
反応性の（重合可能な）熱可塑性複合プリプレグ２８Ａ，Ｂ，２８５Ａ，Ｂ及び熱可塑性樹脂ベースの完全に重合したシートは、粉末含浸または溶媒もしくはスラリーベースの含浸またはホットメルト含浸技術を用いて粉末大環状ポリエステルオリゴマーから製造され得る。しかし、粉末含浸または溶媒もしくはスラリーベースの含浸またはホットメルト含浸技術は以下の理由により好ましくない。
粉末を前駆物質として使用することは高価となる。何故ならば、通常利用できる顆粒の粉砕は追加の製造工程であり、これはポリエステル及びポリアミドの場合、低温で行わねばならないからである。また、粉末含浸に続く粉末の溶融はドレープ性のない連続した熱可塑性層を形成する。
溶媒を使用するまたはスラリーベースの方法は、プロセス中のスラリー担体または溶媒の蒸発の問題があり、これらの方法は非常に複雑で高価となる。
ホットメルト技術の使用には、押し出し機及びロトフォーマーなどの複雑な溶融、注入及び供給システムの使用が必要であり、また繊維ベッドを含浸する前に供給装置の内部で高度な重合を開始しなければならない問題がある。
従って、粉末含浸または溶媒もしくはスラリーベースの含浸またはホットメルト含浸技術を必要としないプリプレグ２８Ａ，Ｂ，２８５Ａ，Ｂ及び熱可塑性樹脂ベースの完全に重合したシートを作成するためのプロセス、即ち、低溶融粘度の反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子４，２０５がプリプレグ２８Ａ，Ｂ，２８５Ａ，Ｂの多孔性基材８，２３４の第一の表面１７，２３３に直接沈着され、熱可塑性樹脂ベースの完全に重合したシートが得られるプロセスのニーズが長年感じられてきた。粉末含浸または溶媒もしくはスラリーベースの含浸またはホットメルト含浸技術に替わるこのプロセスにおいて、低溶融粘度の反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂粒子４，２０５の多孔性基材８，２３４上の第一の表面１７，２３３への直接の沈着に引き続いて、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂粒子４，２０５を溶融し、場合により加圧して低溶融粘度の粒子４，２０５の一部または全部の多孔性基材８，２３４の繊維または繊維束９５，２２１への含浸または押し込みが行われる。単に周囲温度の樹脂粒子４，２０５が直接多孔性基材８，２３４の第一の表面１７，２３３に沈着されることが要求されるプロセスが、沈着される前に反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子４，２０５が溶融され、スラリーにされ、混合されまたは溶媒、フィラーまたは可塑剤で希釈されることが要求されるプロセスよりも好ましい。何故ならば、これらの工程を避けることによってより安価となるからである。硬化される（重合される）前に約５ｃｐ及び約５，０００ｃｐの間の溶融粘度を有する反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂粒子４，２０５がＣｙｃｌｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ，ＮＹ １２３０８，ＵＳＡ（サイクリクス コーポレイション、 アメリカ合衆国 ニューヨーク １２３０８，シェネクタディ）から商業的に入手できる。ＣＢＴ（登録商標）１００及びＣＢＴ（登録商標）２００は加熱により水と同程度の粘度に溶融し、ついで触媒によりエンジニアリング熱可塑性ＰＢＴに重合する。ＣＢＴ１００は加工温度が１９０〜２４０℃の間であることを特徴とし、ＣＢＴ２００は１７０〜２４０℃の範囲である。高い溶融粘度を有する熱可塑性または熱硬化性樹脂が一体化前の繊維ベッドなどの多孔性基材８，２３４の第一の表面１７，２３３及び繊維及び繊維束９５，２２１の中に緊密に接触すること確実にするために、５，０００ｃｐよりも高い溶融粘度を有する熱可塑性または熱硬化性樹脂を溶融することが必要な場合、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂粒子４を多孔性基材８，２３４の第一の表面１７，２３３に沈着する前に粒子４，２０５を溶融することが用いられる。
図７は、反応性の（重合可能な）ポリマーが予備含浸された強化材料を作成するための方法１００のフロー図を示す。方法１００のステップ１１５において、約５ｃｐ及び約５，０００ｃｐの間の溶融粘度を有する反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂が、予備含浸されるべき多孔性基材８の第一の表面１１７に適用される。
方法１００のステップ１１５の１つの実施形態において、熱硬化できる熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子４は、周囲温度において固体粒子フィーダーなどのホッパー１０から多孔性基材８の第一の表面１１７に沈着され得る。
方法１００のステップ１２０において、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂は、反応性の（重合可能な）熱可塑性樹脂の第一の部分が多孔性基材の隙間に流入し、硬化可能な熱可塑性または熱硬化性樹脂の残部が固体で残るように、第一の時間ｔ１に亘り第一の温度Ｔ１に加熱して硬化可能な熱可塑性または熱硬化性樹脂の第一の部分を部分的に溶融することによって、多孔性基材の第一の表面の隙間の中に熱的に固定される。
繊維強化複合材または繊維強化ラミネートなどの繊維で強化されたプラスチック材料は、方法１００におけるように、先ず反応性の（重合可能な）ポリマーが予備含浸された強化材料（「プリプレグ」）を形成することによって製造され得る。方法１００において、プリプレグは、繊維強化材料を反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂で含浸することによって形成される。
１つの実施形態において、方法１００は、一体化ステップ１１５を含み得る。ここでは、複数のプリプレグが反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂複合シートなどのラミネートに一体化される。ポリエステル及びナイロン材料ベースの繊維強化プラスチック材料は、先ず繊維強化物を熱可塑性または熱硬化性樹脂で含浸してプリプレグを形成し、ついで同じものを１つ、２つまたはそれ以上を熱可塑性複合シートなどのラミネートに一体化して製造され得る。一体化ステップにおいては、含浸前に多層ベッドとして置かれ得る繊維強化材料を完全に含浸するために一体化が必要であり得る。
方法１００の一体化段階の１つの実施形態において、プリプレグは、熱と圧力を加えることによって一体化され得る。反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂の溶融粘度が約５ｃｐから約５，０００ｃｐｓの間よりも大きいならば、一体化によって実質的に空隙のないラミネートを達成するために高温及び高圧が要求される。
硬化される前に約５ｃｐ及び約５，０００ｃｐの間の溶融粘度を有する反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂がＣｙｃｌｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ，ＮＹ ＵＳＡから入手可能である。加工中に非常に低い溶融粘度を有することで、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂が密な繊維状プレフォームまたはベッドに対してより容易に含浸することが可能になる。溶融により、及び適切な触媒の存在下で、重合が起こり、反応性の（重合可能な）熱可塑性樹脂が硬化してラミネートを形成する。
方法１００の１つの実施形態において、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂は重合触媒及び直鎖ポリエステルまたは直鎖ポリアミドの混合物であり得る。ここで、重合触媒は、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強化材料の中に含浸するように、方法１００の加熱及び含浸ステップ１１７，１２０中の熱可塑性または熱硬化性樹脂の溶融粘度を特徴づけるように選ばれる。
方法１００の１つの実施形態において、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂は、重合触媒及び直鎖のポリアルキレンテレフタレート（ここで、アルキレンは約２及び約８の間の炭素原子を有する）または直鎖のポリアルキレンアミド（ここで、アルキレンは約４及び約１２の間の炭素原子を有する）の混合物であり得る。
方法１００の１つの実施形態において、反応性の（重合可能な）熱硬化性樹脂は、２官能性エポキシ（ビスフェノール−Ａのジグリシジルエーテル）マトリクス系などのエポキシ樹脂系であり得る。
方法１００の１つの実施形態において、反応性の（重合可能な）熱硬化性樹脂は、反応性の（重合可能な）不飽和ポリエステル樹脂またはエポキシ樹脂であり得る。不飽和ポリエステル樹脂（ＵＳＲ）は、熱硬化成型樹脂の三番目に大きい種類である。ポリエステルは、スチレンなどのビニルモノマーに溶解する低分子量の粘性液体であって、堅い固体に硬化する前に望みの形状に樹脂を成型または成形することを容易にする。通常の用途はガラス繊維強化シャワーストール、船体、トラックキャップ及びエーロフォイル、建築パネル、車体部品及びトリムである。無機物充填ＵＰＲは、合成大理石カウンタートップ及び車体パテに用いられる。非充填ＵＰＲは、ゲルコート及び維持コーティングに用いられる。アジピン酸はこれらの樹脂における引っ張り強度及び屈曲強度を改善し、特殊な用途に高いレベルで柔軟で曲げ易い製品を与え得る。通常の不飽和ポリエステル樹脂の一般的な型である１−アルキッド樹脂は、可塑剤の用途において、低粘度及び高い柔軟性が評価されるアジピン酸を使用する。ＵＰＲ樹脂は主に芳香族ポリマーである。ＵＰＲの柔軟性は、芳香族酸の部分をアジピン酸で置換することにより増加する。無水マレイン酸のような硬化サイトモノマーは、ポリマーのバックボーン内に不飽和を提供するために組み入れられる。架橋はスチレンモノマー／希釈剤のフリーラジカル付加重合による。
方法１００の１つの実施形態において、反応性の（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性樹脂は、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であり得る。
方法１００の１つの実施形態において、繊維強化材料は、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、アラミド繊維、鋼繊維、天然繊維、ポリマー繊維及びこれらの組合せであり得る。
方法１００のステップ１２０において、反応性の熱可塑性または熱硬化性樹脂は、多孔性基材の第一の表面の隙間の中に熱的に固定されている。
ステップ１２０において、硬化性の（curable）熱可塑性または熱硬化性樹脂の第一の部分が第一の時間ｔ１に亘り、第一の温度Ｔ１への加熱により部分的に溶融され、それにより、反応性熱可塑性樹脂の第一の部分が多孔性基材の隙間に流入し、硬化性の熱可塑性または熱硬化性樹脂の残部が固体で残る。
方法１００の１つの実施形態において、熱可塑性または熱硬化性樹脂の形状は、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。
方法１００の１つの実施形態において、多孔性基材は、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、アラミド繊維、鋼繊維、天然繊維、ポリマー繊維及びこれらの組合せからなる群から選ばれる強化材料である。
方法１００の１つの実施形態において、強化材料は、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。
１つの実施形態におけるステップ１２０において、第一の温度は約１９０℃及び約２２０℃の間であり、第一の時間は約１分及び５分の間である。
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／ｍ２及び約４，０００ｇ／ｍ２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。
以下、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１００ｇ／ｍｍ２の積載は、４６０ｇ／ｍｍ２ＧＦ織物上の７０ｗｔ％に等しく（顆粒径はより小さくなる必要がある）、１０００ｇ／ｍｍ２は８１０ｇ／ｍｍ２ＧＦ織物上で３０ｗｔ％に等しく、８１０ｇ／ｍｍ２ＣＦ織物上で３８ｗｔ％に等しい。これは、「基材あたり１層」に対するものであることを常に意味する。８１０ｇ／ｍ２ＧＦの４層に対しては１７００ｇ／ｍ２であるが、同じ３０％程度の繊維容積比に対しては４０００ｇ／ｍ２まで樹脂が沈着される。
１つの実施形態におけるステップ１２０において、第一の温度は１９０℃であり、第一の時間は１分未満または１分である。
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４６０ｇ／ｍ２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３４％から約３５％の間である。
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６２０ｇ／ｍ２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３３％から約３６％の間である。
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８１０ｇ／ｍ２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３４％から約３６％の間である。
１つの実施形態において、ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料プリプレグ２８Ａ，２８５Ａは、第一の表面１７，２３１を有する多孔性基材８，２３４、その上に無作為に配置された反応性熱可塑性樹脂の粒子４，２０５を含む。ここで、無作為に配置された粒子４，２０５のそれぞれの部分９９，３９９が強化材料の第一の表面１７，２３１の隙間９３，２９５の中に含浸され、それらの間の空間１１，５０が隣接した無作為に配置された粒子４，２０５を分離している。
ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８Ａ，２８５Ａの１つの実施形態において、反応性熱可塑性粒子は約５ｃｐ及び約５，０００ｃｐの間の溶融粘度を有する。
ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８Ａ，２８５Ａの１つの実施形態において、それぞれの粒子の間の隙間の面積は、約２ｍｍ２及び約２００ｍｍ２の間である。
ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８Ａ，２８５Ａの１つの実施形態において、粒子は約１ｍｍから約５ｍｍの間の直径及び約１ｍｍ及び約８ｍｍの間の長さを有する。
ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８Ａ，２８５Ａの１つの実施形態において、粒子は０．５ｍｍ及び３ｍｍの間の厚さ及び１ｍｍ及び約８ｍｍの間の直径を有する。
ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８Ａ，２８５Ａの１つの実施形態において、粒子は約１ｍｍから約８ｍｍの間の直径及び約１ｍｍ及び約８ｍｍの間の長さを有する。
ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８Ａ，２８５Ａの１つの実施形態において、粒子は大環状オリゴマーブチレンテレフタレートから作成される。
ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８Ａ，２８５Ａの１つの実施形態において、粒子は約１ｍｍ及び約５ｍｍの間の直径及び約１ｍｍ及び約８ｍｍの間の長さを有する。
１つの実施形態において、ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８Ａ，２８５Ａを形成する方法は、第一の表面１７，２３１を有する多孔性基材８，２３４を提供すること、及びその上に約５ｃｐ及び約５，０００ｃｐの間の溶融粘度を有する反応性熱可塑性樹脂の本質的に無作為に配置された粒子４，２０５の配列９，２３５を熱的に固定することを含む。
強化材料８，２３４の少なくとも１つのフィーダー装置２０，２００と、ポリマーが予備含浸された強化材料８，２３４の少なくとも１つの受取装置２５，２１５及びその上に少なくとも１つのフィーダー装置２０，２００からの強化材料８，２３４を有する少なくとも１つのコンベアベルト１４，１５，２１７，２２３と、反応性熱可塑性粒子４，２０５が充填され、強化材料８，２３４の表面積（ｍ２）に対して、反応性熱可塑性粒子４，２０５の１００ｇ／ｍ２及び約１０００ｇ／ｍ２の間を沈着するための粒子沈着ホッパー１０，２２５と、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の温度を、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がオーブン５，２０９の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の少なくとも１つの加熱装置オーブン５，２０９と、少なくとも１つのコンベアベルト１４，１５，２１７，２２３であって、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の滞留時間がその速度に基づいて定まるコンベアベルト１４，１５，２１７，２２３と、を含む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）を形成するための装置２００，２５３。
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、コンベアベルト１４，１５，２１７，２２３の速度は１分当たり約１メーター及び１分当たり約４メーターの間である。
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、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がオーブン５，２０９中に存在する滞留時間は約１分及び約５分の間である。
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）を形成するための装置２００，２５３の１つの実施形態において、反応性熱可塑性材料は、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。
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、熱可塑性または熱硬化性樹脂の形状は、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。
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、多孔性基材は、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、アラミド繊維、鋼繊維、天然繊維及びポリマー繊維からなる群から選ばれる強化材料である。
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、強化材料８，２３４は、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。
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、温度は約１９０℃及び約２２０℃の間であり、滞留時間は約１分及び５分の間である。
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、強化材料の表面積あたりの強化材料の重量は約２００ｇ／ｍ２及び約２，０００ｇ／ｍ２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、温度は１９０℃であり、滞留時間は１分未満または１分である。
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、強化材料の表面積あたりの強化材料の重量は約４６０ｇ／ｍ２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３４％から約３５％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、強化材料表面積あたりの強化材料の重量は約６２０ｇ／ｍ２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３３％から約３６％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、強化材料の表面積あたりの強化材料の重量は約８１０ｇ／ｍ２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３４％から約３６％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、反応性熱可塑性粒子４，２０５は０．５ｍｍ及び３ｍｍの間の厚さ及び１ｍｍ及び約８ｍｍの間の直径を有する。
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、反応性熱可塑性粒子４，２０５は約１ｍｍから約８ｍｍの間の直径及び約１ｍｍ及び約８ｍｍの間の長さを有する。
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、反応性熱可塑性粒子４，２０５は大環状オリゴマーブチレンテレフタレートから作成される。
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、反応性熱可塑性粒子４，２０５は約１ｍｍ及び約５ｍｍの間の直径及び約１ｍｍ及び約８ｍｍの間の長さを有する。
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、加熱装置オーブン５，２０９の後にベルトプレス４０７が含まれる。ここで、ベルトプレス４０７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、前記予備含浸された強化材料を２５０℃未満または２５０℃に０．０１バール圧以上または０．０１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。
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は、強化材料８，２３４のフィーダーロ−ル２０，２００と、ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料８，２３４の受取ロール２５，２１５及びフィーダーロ−ル２０，２００からの強化材料８，２３４をその上に載せるコンベアベルト１４，２１７を提供すること（ここで、強化材料８，２３４は、熱可塑性複合シートの全重量に基づく一繊維含量を有する）、及び、反応性熱可塑性粒子４，２０５が充填され、強化材料８，２３４の表面積（ｍ２）に対して反応性熱可塑性粒子４，２０５を２４０ｇ／ｍ２及び約４７０ｇ／ｍ２の間を沈着するための粒子沈着装置１０，２２５を提供することを含む。
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は、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が加熱装置５，２０９中に存在する滞留時間中、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を約１９０℃及び約２２０℃の間に実質的に均一に維持するための加熱装置５，２０９を提供することを含む。
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加熱装置５，２０９の後にベルトプレス４０７を提供することを含み、ここで、ベルトプレス４０７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、前記予備含浸された強化材料２８Ｂ，２８５Ｂを２５０℃未満または２５０℃に０．０１バール圧以上または０．０１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。
熱可塑性複合シート２８Ｂ，２８５を形成するための方法の１つの実施形態において、強化材料８，２３４の繊維含量は、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の重量に対して、約５０重量％及び約７０重量％の間である。
図８−９は「プリプレグ」を製造するための方法１０のフローシート図である。以下、「プリプレグ」は、熱硬化性樹脂が含浸され、その後に硬化されて熱硬化性複合シートを形成する、繊維強化シートとして定義される。また、プリプレグは熱硬化性から反応性高分子で予備含浸された強化材料であると定義される。繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、鋼繊維、アラミド繊維、バサルト繊維、ポリマー繊維、天然繊維またはそれらの組み合わせであり得るが、これらに限定されない。
実質的に不揮発性の組成物４からプリプレグを調製するために好適な熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂は、約５ｃｐｓと約５，０００ｃｐｓの間の溶融粘度を有してもよく、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂（フェノール樹脂）、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、架橋熱可塑性樹脂、例えば、架橋ポリエチレン樹脂、架橋ポリプロピレン樹脂、架橋ポリマー、架橋ポリマー、架橋ポリ塩化ビニル樹脂などである。実質的に不揮発性の組成物４は、周囲温度すなわち４０℃で実質的に完全に固体である熱硬化性樹脂を含む。実質的に不揮発性の組成物４中の唯一の揮発性の成分は、残留溶媒または残留水である。熱硬化性樹脂の総合リストは、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ Ｒｅｓｉｎ」第２版 、Ｓｉｄｎｅｙ Ｈ． Ｇｏｏｄｍａｎ、Ｎｏｙｅｓ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｗｅｓｔｗｏｏｄ、ＮＪ、ＩＳＢＮ：０−８１５５−１４２１−２（１９９８）で探すことができる。（参照により本明細書に組み込む）。
このリストは、限定的または網羅的であることを意図したものではなく、単に本発明で使用され得る高分子化合物が広範囲に亘っていることを示すものである。本発明の熱硬化性樹脂は、室温で固体であるエポキシ系または不飽和のポリエステル系のものであり得る。この樹脂は、実質的に完全に室温で固体であり、固形で繊維に沈着する。一般に樹脂は、粉末、顆粒、ペレット、パスティル、薄片、チップまたは他のあらゆる好適な固形の粒子である。溶融状態の液体の代わりに、熱硬化性樹脂を固形で沈着させることは有利である。何故なら、固体は溶融状態の液体より繊維マットに沈着させることが容易であるからである。Ｆｒｅｉｌａｃｋｅ社から入手できるＦＲＥＯＰＯＸ樹脂およびＡＫＺＯ ＮＯＢＥＬ社から入手できるＲＥＳＩＣＯＡＴ樹脂は好適な樹脂の一例である。
方法１０は以下のステップを含む。ステップ１２で、熱硬化性樹脂が、実質的に完全に固形（例えば粉末として）で、強化繊維の織物またはアサンブラージュ上に沈着する。熱硬化性樹脂は、周囲温度で固形である。樹脂は、形成されたプリプレグに空隙（void）が生じることを避けるために、強化繊維の織物またはアサンブラージュに樹脂を沈着する前に、乾燥させて水分または溶媒を除去することもあり得る。
方法１０のステップ１２の１つの実施形態において、樹脂がプレカタライズされ（pre-catalyzed）、室温で固体であることから長期保存が可能である。
方法１０のステップ１２の１つの実施形態において、固体樹脂は粉末、顆粒、ペレット、パスティル、フレーク、小片または他のあらゆる好適な固形であり得る。
方法１０のステップ１２の１つの実施形態において、この樹脂は例えば粉末散布装置などの粒子沈着装置１０，２２５により一様に沈着することができる。繊維業界のＳｃｈｏｔｔ ＆ Ｍｅｉｓｓｎｅｒ粉末散布装置は、幅３ｍのスプリンクラで約５０〜８０，０００ユーロの金額の好適な粉末散布装置の一例である。１つの実施形態において、粒子沈着装置は粉末散布装置であり、散布装置の沈着領域が約０と約４．０ｍの間の幅である。
ステップ１４では、「プリプレグ」は、強化繊維の織物またはアサンブラージュを加熱して、強化繊維の織物またはアサンブラージュに固着するように樹脂を溶融させ、場合によっては、熱硬化できる熱硬化性樹脂により強化繊維の織物またはアサンブラージュを含浸させることによって形成される。プリプレグは、後日使用するために保存され得る。
ステップ１６では、熱と圧力または真空をプリプレグに加えて、固体粒子を本質的に完全に溶融して、熱硬化できる熱硬化性樹脂がプレカタライズされていた場合は、それを強化繊維の織物またはアサンブラージュに本質的に完全に含浸させ、樹脂が硬化することもあり得る。
方法１０のステップ１４〜１６において、処理は熱可塑性の処理より速くなる。何故なら、溶融時に、熱硬化性樹脂の溶融粘度が熱可塑性樹脂の溶融粘度より小さく、急速に繊維を濡らすことができるからである。
１つの実施形態において、ステップ１６は、低圧ダブルベルトプレス４０７での硬化を含む。
１つの実施形態において、ステップ１６は、真空バッグ処理の硬化を含む。
１つの実施形態において、ステップ１６は、加熱プレスの硬化を含む。
１つの実施形態において、ステップ１６は、真空バッグ処理での硬化を含む。
熱硬化性樹脂を固体で使用できれば、方法１０のステップ１２〜１４で粒子沈着装置１０、２２５、例えば粉末散布装置を有利に使用することが可能となる。
熱硬化性樹脂を固体で使用できれば、いくつかの長所が得られる。第一に、熱硬化性樹脂は通常、プリプレグおよび硬化された複合シートを作成するのに使用される代替の熱可塑性樹脂より低い溶融粘度を有する。繊維マットに熱硬化性樹脂を含浸するには、さらに低い温度と圧力が必要となる。何故なら、熱硬化性樹脂が熱可塑性樹脂より低い温度で通常溶融し、低い溶融粘度を有するからである。このため、樹脂が熱可塑性よりも熱硬化性である場合、繊維マットに樹脂を含浸させるのに使用されるダブルベルトなどのベルトプレス４０７は、方法１０のステップ１６で、より低い温度と圧力で作動し得る。
熱硬化性樹脂を固体で使用できれば、例えば、繊維強化熱可塑性シートを作成するために開発された粉末散布装置などの粒子沈着装置１０，２２５およびダブルベルトプレスなどのベルトプレス４０７から成る設備を使用することができる。ダブルベルトプレスは、熱可塑性に対して開発したものよりはるかに低い運転圧を有し、ひいては低コストとなる。特に、鉄鋼に代わって繊維強化プラスチックでベルトを作成することができる。
図１０は、ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）２８を製造するための装置２００の縦断面を示す模式図である。装置２００は粒子沈着ステージ３０、ダブルベルトプレスなどのベルトプレス４０７及びプリプレグ回収ステージ５０を含む。
粒子沈着ステージ３０は、多孔性基材８を供給するための少なくとも１つの供給ロール２０と、反応性の（重合可能な）熱可塑性樹脂の粒子４が充填される少なくとも１つのホッパー１０と、多孔性基材８の第一の表面１７上に沈着した反応性熱可塑性樹脂の粒子４の配列とを含む。少なくとも１つの供給ロール２０は、矢印１の方向に回転することによって展開し得、受取ロール２５は、多孔性基材８の少なくとも１つの層１７の平面に直交する軸の周りを矢印７の方向に回転することによって受け取り得る。反応性の（重合可能な）熱可塑性樹脂の粒子４が、多孔性基材８の第一の表面１７上に有利に沈着され得、粒子４及び多孔性基材８の多孔性表面は、周囲温度であるのが有利である。
図１０を参照すると、ダブルベルトプレスなどのベルトプレス４０７は、ローラ２３上にて置き換え可能な１組のベルト２１と２２を含むことがわかる。ベルト２１および２２は、２列のサポートロール２５，２６の間の圧縮ギャップ２４を形成する。
図１１は、自由形状の熱硬化装置１０を作成する装置５０の断面図である。装置５０は、真空バッグ４５と、真空バック内の装置１０と第一の表面４６を有する鋳型５１を含む。真空バッグ４５は、複数の真空バッグシート５３，５５を含む。１つの実施形態において、複合アセンブリなどの装置１０の形を自由に成形する装置５０は、第一の表面４６を有する鋳型５１とその上に真空バッグ４５とを含み、真空バッグ４５は、複数真空バッグシート５３，５５および装置１０を含む。
図１２〜１３は、熱硬化性複合シートを形成するための装置２００の縦断面を示す模式図であり、フィーダーロール４００の１つは強化材料５１０を提供する少なくとも１つのフィーダーロール２０，４００と、ドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料５００の受取ロール２５と、フィーダーロール２０からの強化材料５１０を上に載せるコンベアベルト１４とを含む。強化材料５１０は、ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）５００を硬化して作成される熱硬化性複合シートの全重量に対して繊維含量を有する。熱硬化性複合シートを形成する装置２００は、実質的に不揮発性の組成物４で充填される粒子沈着ホッパー１０を含み、実質的に完全に固体の反応性熱硬化性の粒子を含む。
実質的に、不揮発性の組成物４は、不揮発性の無機質充填材または熱可塑性充填材を含み得る。不揮発性の無機質充填材は、炭酸カルシウム、フュームドシリカ、天然クォーツ、グラファイトなどであり得る。熱可塑性充填材は、架橋ポリエチレン樹脂、架橋ポリプロピレン樹脂、架橋ポリ塩化ビニル樹脂、架橋ポリマー及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる。熱可塑性充填材は、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であり得る。
図１２は、熱硬化性複合シートを形成するための装置２００を示し、加熱装置４７０，４８０の内の強化材料５１０の少なくとも１つの層５２０上に反応性熱硬化性の粒子が存在する滞留時間に亘って、実質的に不揮発性の組成物４の反応性熱硬化性の粒子を加熱したり、冷却したりする少なくとも１つの加熱装置４７０，４８０、例えば、熱対流オーブン、赤外炉、加熱板やその他の加熱体、熱交換器などを含む。熱硬化性複合シートを形成する装置２００は、コンベアベルト１４を含み、強化材料５１０の少なくとも１つの層５２０上に存在する実質的に不揮発性の組成物４の滞留時間がコンベアベルトの速度に基づくようになっている。コンベアベルト１４は、強化材料５１０の少なくとも１つの層５２０の平面に対して直交する軸の周りを矢印４３０により示された方向に回転する。
１つの実施形態において、粒子沈着ホッパー１０は、強化材料５１０の表面積（ｍ２）に対して、実質的に不揮発性の組成物４の粒子が２０ｇ／ｍ２及び約２，０００ｇ／ｍ２の間で沈着するようにされる。
１つの実施形態において、図１３は熱硬化性複合シートを形成する装置２００を示し、熱固定ステージ４０でベルトプレス４０７を含み、約４０℃及び約２３０℃の間の温度範囲で、強化材料５３０の少なくとも１つの層５２０上の実質的に完全に不揮発性の組成物４の固体粒子を溶融するようになっている。
１つの実施形態において、図１、１０および１３で示され、本願明細書に記載するベルトプレス４０７の高温域、場合によっては、４０７ａまたは４０７ｂは、少なくとも１つの層５２０と、実質的に不揮発性の組成物４の沈着された実質的に完全に固体の粒子とを有する強化材料５１０を受け取るように適合される。ベルトプレス４０７の高温域、場合によっては、４０７ａまたは４０７ｂは、約２６０℃未満または約２６０℃に０．０１バール圧以上または０．０１バール圧で、強化材料５１０の少なくとも１つの層５２０上の不揮発性の組成物４の前記実質的に完全に固体の粒子を加熱するようになっている。前述の領域４０７ａまたは４０７ｂは、高温または低温の温度置換体であり得、それは反応性のドレープ性のあるプリプレグ５００を加熱したり、冷却したりする。
１つの実施形態において、図１、１０および１３で示され、本願明細書に記載するベルトプレス４０７の低温域、場合によっては、４０７ａまたは４０７ｂは、ベルトプレス４０７の高温域から完全に含浸され硬化されている熱硬化性複合シートを受け取り、前記完全に含浸され硬化されている熱硬化性複合シートを２５℃に冷却するようにされる。
１つの実施形態において、図１３は、フィルム５３０の剥離可能な表面５４０に沈着される実質的に不揮発性の組成物４の粒子を示す。フィルム５３０の記剥離可能な表面５４０は剥離し得る。何故ならば、剥離できる表面５４０上に、例えば、組成物４とフィルムの間の剥離可能なコーティングといった剥離剤を有するからである。フィルム５３０は紙であり得、剥離可能なコーティングはシリコーン剤であり得る。組成物４の粒子は、プレス４５０、例えば、加熱体を有する円筒型プレスにフィルム５３０と組成物４の組み合わせを通過させることによって、フィルム５３０の剥離できる表面５４０に剥離可能に固定されることもあり得る。
本実施形態において、図１３に示すように、強化材料５１０がフィルム５３０の剥離可能な表面５４０で覆われ、それにより実質的に不揮発性の組成物４が強化材料５１０の少なくとも１つの層５２０とフィルム５３０の剥離できる表面５４０の間で狭持され得る。フィルムは剥離され、強化材料５１０の少なくとも１つの層５２０上に沈着物として組成物４を残す。本実施形態において、フィルム５３０は組成物４と剥離可能に結合される。フィルム５３０は、シリコーン剥離剤でコーティングされた紙からなる群から選ばれる素材から作成される。また、フィルム５３０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂、ＰＦＡ、ポリフルオロアルカンまたはポリエチレンフィルムおよびポリプロピレンフィルムであり得る。
本発明の実施形態の上記の記載は例示および説明の目的で示されている。この記載は、ここに開示された精確な形態に本発明を限定したり、網羅的にとらえたりすることを意図するものではなく、多くの修正及び変形が可能であることは明らかである。

Claims (15)

  1. 少なくとも１つの層を有する多孔性基材；
    当該基材上にて実質的に不揮発性の組成物の無作為に配置された固体の粒子の配列であって、少なくとも１つの反応性熱可塑性または熱硬化性樹脂を含み、
    前記配列の実質的に固体の反応性熱可塑性または熱硬化性の粒子の配列が１９０℃から２２０℃の間の温度で５ｃｐｓ及び５，０００ｃｐｓの間の溶融粘度を有しており、
    実質的に固体の不揮発性の組成物中の唯一の揮発性の成分は、残留水または残留溶媒であり、
    無作為に配置された固体の各粒子の一部が部分的に溶融することによって多孔性基材の第一の表面の隙間に含浸されて熱的に固定されており、
    隣接して無作為に配置された粒子の間の空間が固体の各粒子を分離しており、
    反応性（重合可能な）熱可塑性または熱硬化性の粒子は、２から５ｍｍの間の範囲の直径を有し得るものである；
    を含む、長期保存が可能でドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料。
  2. 前記多孔性基材として含まれる繊維強化シートの繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、ポリマー繊維、アラミド繊維、鋼繊維、天然繊維及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる請求項１に記載の長期保存が可能でドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料。
  3. 前記少なくとも１つの層をもつ多孔性基材の繊維は、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、フリース及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれるものである前記請求項１または２に記載の長期保存が可能でドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料。
  4. 前記組成物は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂（フェノール樹脂）、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、架橋熱可塑性樹脂、架橋熱硬化性樹脂及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる前記請求項１から３のいずれか一項に記載の長期保存が可能でドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料。
  5. 前記架橋熱可塑性樹脂は、架橋ポリエチレン樹脂、架橋ポリプロピレン樹脂、架橋ポリ塩化ビニル樹脂、架橋ポリマーおよびそれらの組み合わせからなる群から選ばれる請求項４に記載の長期保存が可能でドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料。
  6. 前記組成物が、エポキシ系、不飽和ポリエステル系であり、前記エポキシ系または不飽和ポリエステル系の熱硬化性樹脂は室温で固体である請求項４に記載の長期保存が可能でドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料。
  7. 前記請求項１から６のいずれか一項に記載の長期保存が可能でドレープ性のあるポリマーが予備含浸された強化材料から自由形状の強化材料を製造する方法であって、
    鋳型の第一の表面と、その上に置かれた真空バッグと、その中に入れられたドレープ性のあるポリマーが予備含浸された自由形状の強化材料とを用意することを含む方法。
  8. 前記真空バッグは、複数の真空バッグシートからなる請求項７に記載の方法。
  9. 長期保存が可能でドレープ性のあるポリマーが予備含浸された前記請求項１から６のいずれか一項に記載の強化材料を形成するための方法であって、
    少なくとも１つの層を有する多孔性基材を提供すること；
    実質的に一様に配置され、実質的に完全に固体の反応性熱可塑性または熱硬化性の粒子を含む実質的に不揮発性の組成物の配列を形成することであって、該少なくとも１つの層の一部を被覆し、
    該組成物の唯一の揮発性の成分が残留水または溶媒である；
    実質的に完全に固体の反応性熱可塑性または熱硬化性の粒子の配列を部分的に溶融すること；
    多孔性基材の少なくとも１つの層の一部の間隙に溶融物を含浸させることにより、部分的に溶融した配列を固定することであって、
    少なくとも１つの層の残余の部分が配列によって被覆されないまま残すこと；
    を含む、方法。
  10. 前記配列の実質的に固体の反応性熱可塑性または熱硬化性の粒子が１９０℃から２２０℃の間の温度で５ｃｐｓ及び５，０００ｃｐｓの間の溶融粘度を有する請求項９に記載の方法。
  11. 前記多孔性基材の少なくとも１つの層の一部における隙間内の反応性熱可塑性または熱硬化性の粒子を硬化させ、熱可塑性または熱硬化性複合シートを形成する請求項９または１０に記載の方法。
  12. 前記配列の実質的に固体の反応性熱可塑性または熱硬化性の粒子をプレカタライズし、前記反応性熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子は室温で固体である請求項９または１０に記載の方法。
  13. 前記配列の実質的に固体の反応性熱可塑性または熱硬化性の粒子を、形成された前記プリプレグまたは前記プリプレグから形成される複合シートに空隙が生じることを避けるために、水分または溶媒を除去するために乾燥する請求項９または１０に記載の方法。
  14. 実質的に一様に配置され、実質的に完全に固体の反応性熱可塑性または熱硬化性の粒子の配列を、粒子沈着装置により少なくとも１つの熱硬化できる熱可塑性または熱硬化性樹脂の実質的に完全に固体の粒子を沈着することによって形成する請求項９または１０に記載の方法。
  15. 前記粒子沈着装置が、粉末散布装置であり、該散布装置の沈着領域が少なくとも４．０ｍ幅である請求項１４に記載の方法。
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