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JPH0242059B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0242059B2
JPH0242059B2 JP58074852A JP7485283A JPH0242059B2 JP H0242059 B2 JPH0242059 B2 JP H0242059B2 JP 58074852 A JP58074852 A JP 58074852A JP 7485283 A JP7485283 A JP 7485283A JP H0242059 B2 JPH0242059 B2 JP H0242059B2
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sheet
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fiber
fibrous
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維強化物品の製造法に係り、一層詳
細には、航空機プロペラに用いられるエーロフオ
イル―ブレードのような繊維強化物品の製造の際
の時間及び費用を節減するための改良に係る。
繊維強化物品は高強度且軽量であるので、最近
では、少なくとも部分的には、従来のように複数
個の金属構成部品の機械加工、鋳造又は鍛造及び
その後のかかる部品の組立てにより製造される金
属物品に比べて高く評価されている。繊維強化物
品は広範囲な形状に製造可能であり、従つてまた
必要な構成部品の数を最小化する点でも高く評価
されている。強化繊維による航空機プロペラブレ
ードの製造のための最近の方法の一例は“繊維強
化物品の製造法”という名称の1980年10月２日付
米国特許出願第193519号明細書に開示されてい
る。
この米国特許出願第193519号によれば、航空機
プロペラブレードの製造のためまず、アルミニウ
ムのような材料の構造スパーを用意し、このスパ
ーを熱硬化性接着剤で被覆し、且熱硬化性接着剤
で被覆されたフオームをスパーの前縁面及び後縁
面の周りに成型することによりスパー―フオー
ム・サブアセンブリが成型される。次いで、繊維
強化外被がスパー―フオーム・サブアセンブリの
外側の周りに成型される。上記米国特許出願に一
層詳細に示されているように、外被は織られた繊
維ガラス布の多数の層からなり、各層は縫い合わ
せによりスパー―フオーム・サブアセンブリの上
の所定の位置に保持される。その後、液状の合成
樹脂材料が布の中へ真空注入成型され、次いで硬
化される。繊維強化物品の製造の分野の当業者
は、スパー―フオーム・サブアセンブリのような
型の周りに複数の布の層を縫い合わせることは著
しい時間を必要とし、従つてかかる物品の製造費
用を著しく高くすることに容易に気付くであろ
う。特に、物品の寸法及び形状によつて縫い合わ
せが入手により行われなければならない場合に
は、その作業に非常に時間がかかる。
従つて、本発明の主な目的は、経済的で且性能
の優れた繊維強化物品を製造する改良された方法
を提供することである。熱硬化性物質で注入成型
を行う以前に型又はサブアセンブリに繊維状材料
を取付けるために必要な時間が最小化され、また
型への繊維状材料の取付けが繊維状材料又は完成
物品の強度に不利な影響を与えない。
本発明によれば、航空機プロペラブレードのよ
うな繊維強化物品の製造に当つて、繊維状材料の
片側に少量の熱可塑性接着剤が被覆されており、
縫い合わせによらずに、材料の局部的若しくは広
い範囲に亙り熱及び圧力の作用下の相互接着によ
り繊維状材料の層が隣接する層に取付けられ得
る。繊維状材料は織られた繊維ガラス布のような
シート状の布を含んでいてよい。接着剤は融解状
態で使用可能な任意の適当な熱可塑性接着剤を含
んでいてよく、例えば、細かく分割して布の片面
に均等に被覆され得るナイロン―12コポリマーの
ようなポリアミドであつてよい。航空機プロペラ
ブレードの製造に当つて、接着剤は100〜400μm
（30〜150メツシユ）の範囲の粒径を有し、0.59〜
5.98ｇ／m2の密度となるようにガラス布の表面に
接着される。このような密度は、その後の工程で
繊維状材料内に成型された熱硬化性樹脂の流れと
熱可塑性接着剤との干渉の危険をなくす。
以下、図面により本発明を一層詳細に説明す
る。
本発明は一般に繊維強化物品を製造するための
改良された方法に係る。本発明は、多数の繊維状
シートが型の中及び（又は）型の表面の周りに積
み重ねられる繊維強化物品の製造に応用可能であ
る。説明の目的で、この改良された方法が以下で
は航空機プロペラブレードの製造に応用するもの
として説明される。しかし、成型に先立つて型又
はサブアセンブリに乾燥繊維状積層体を接着する
ことが望ましい任意の所望の形状の繊維強化物品
の製造にこの方法が同様に有利に応用され得るこ
とは当業者により理解されよう。
第１図を参照すると、航空機プロペラブレード
が示されており、ブレードは外側先端部分１２及
び内側根元部分１４を有する細長いエーロフオイ
ル形状部分１０を含んでいる。エーロフオイル形
状部分は典型的にアルミニウムなどから成型され
たスパー１６に固定されており、スパーは実質的
にエーロフオイルの全長に亙つて延びまたブレー
ドを適当なハブ（図示せず）に取付けるための突
き合わせ端２０を含んでいる。
第２図に断面図で示されているように、ブレー
ドは適当な接着剤２１、例えば不揮発性に変形さ
れたエポキシ液体のような熱硬化性接着剤を表面
に被覆されたスパーを含んでいる。接着剤２１は
前縁及び後縁のフオーム・フイラー部分２２及び
２４をそれぞれスパー１６にその前縁面及び後縁
面で接着する。部分２２及び２４は、例えば、２
成分のセミープレポリマー剛固ウレタン・フオー
ムを含んでいる。前記米国特許出願第193519号に
詳細に開示されているように、スパー１６、前縁
及び後縁フオーム・フイラー部分２２及び２４及
び接着剤２１は成型プロセスによりブレード・ア
センブリ内に成型されており、スパー１６は接着
剤２１で被覆されており、且適当な形状の内部空
間を有し同じく接着剤２１で予め被覆されている
型（図示せず）の内部に置かれている。スパーの
挿入に続いて、発泡性材料がスパーの前縁及び後
縁に隣接する型の中に注入される。次いで、型の
中の材料が、接着剤２１を部分的に硬化させて部
分２１及び２４を成型するべく加熱される。次い
で、接着剤を被覆されたスパー及び取付けられた
フオーム部分を含むスパー―フオーム・サブアセ
ンブリが型から取り外される。サブアセンブリを
繊維状材料で巻き、次いで真空注入成型により熱
硬化性樹脂のような適当な樹脂で含浸し、エーロ
フオイルの外側層（外被）２６を成型することに
よりブレードが完成される。この最終成型プロセ
スは前記米国特許出願第193519号に詳細に説明さ
れている。必要な寸法精度を得るため、外被２６
を成型するに当つては、サブアセンブリをできる
限り滑らかに繊維状材料で巻く必要がある。その
ため、繊維状材料を可撓性シートとして用意し、
繊維状材料をブレード・サブアセンブリに仕上げ
るのが通常であり、かかる仕上げは任意の可撓性
シート材料を所望の輪郭に仕上げる工程に一般に
含まれているように、種々の測定、ハンドカツテ
イング、フイツテイング及び取付け作業を含んで
いる。このような仕上げ工程が第３図に示されて
いる。雌型半部３０にスパー―フオーム・サブア
センブリ及び繊維状材料のシートが受入れられ
る。シートはこの型半部及び対応する型半部（図
示せず）により郭定される空洞を満すように型半
部３０内にフイツトされている。次いで、これら
の型半部は繊維状材料内に熱硬化性樹脂を成型す
るためシートで覆われたサブアセンブリと共に組
立てられる。
典型的に、スパー―フオーム・サブアセンブリ
を挿入する以前に、複数の繊維状材料のシートが
型半部３０の中に置かれる。次いで、サブアセン
ブリが繊維状材料シートの頂部の型半部に挿入さ
れ、その各々が次いで個々にサブアセンブリの上
に折り重ねられ、切断され且それにフイツトさ
れ、且それ自体に取付けられる。第３図には、二
つの繊維状シート３８及び４０が示されている。
前記のように、これらのシートは適当な強度と可
撓性と続いて注入される熱硬化性樹脂とのコンパ
テイビリテイとを有する任意の繊維状材料から形
成されていてよい。例として、繊維状シートは織
られた繊維ガラス布を含んでいてよい。第３図で
は、層３８はシートの周りから余分な材料をトリ
ムし、シートの種々の部分を切取ることによりス
パー―フオーム・サブアセンブリの周りに仕上げ
られているので、シートは重なり合いなしにブレ
ード・サブアセンブリの周りに巻かれ、次いで４
２で示されているように手で縫い合わされ得る。
このようにして切断且縫い合わされたシート３８
はスパー―フオーム・サブアセンブリの周りの仕
上げられたシース及び任意の下側の繊維状シート
を形成する。シート４０はシート３８の上側でそ
れ自体に縫い合わされたものとして示されてお
り、シート４０は直線状の長い縫い目に沿つて合
致する縁４４及び４６を郭定するべくその周縁の
周りに既にトリムされている。また、シート４０
には楔状のカツトアウト４８が示されており、そ
の縁はシート３８に示されている縫い目と同様の
仕方で長い縫い目を分ける縫い目で縫い合わされ
ている。
このような手仕上げ及びブレード・サブアセン
ブリの周りの各個の布シートの縫い合わせが繊維
強化物品の製造に必要な時間及び費用の全体の中
で大きな部分を占めることは当業者により理解さ
れよう。各シートの縫い合わせは、続くシートが
重ね合わされたときにシートの運動を阻止し、且
シートへの熱硬化性樹脂の最終真空注入成型のた
め型が閉じられたときにシートの運動を阻止する
ことを要請される。本発明では、このような手作
業による縫い合わせの必要がなくされ、繊維シー
トの片面に細かく分割された少量の熱可塑性接着
剤を被覆することにより繊維重ね合わせのために
必要な時間が減ぜられる。第４図を参照すると、
織られた繊維ガラス布シートの一部分が示されて
おり、シートの片面には少量の熱可塑性接着剤５
０例えばポリアミドが被覆されている。好ましい
実施例では、ナイロン―１２コポリマーが用いら
れているが、本発明がそれに制限される訳ではな
く、適当な外側層２６に用いられる熱硬化性樹脂
及び繊維状材料とのコンパテイビリテイ及び適当
な融点を有する任意の熱可塑性接着剤が用いられ
得ることは理解されよう。熱可塑性接着剤は、シ
ートが型の中で重ね合わされ、且型が閉じられた
ときにシートの相対運動を阻止するのに充分な強
さの接着力でシートを隣接繊維シートの表面に接
着するために必要な最小の密度でシートに被覆さ
れている。接着剤は繊維強化物品に強度に与える
必要はなく、かかる強度は続いて成型される熱硬
化性樹脂によるシート材料の飽和から得られる。
シート材料が織られた繊維ガラス布を含んでお
り、且繊維強化物品がプロペラブレードを含んで
いる場合。熱可塑性接着剤５０はシート材料に
100〜400μm（35〜150メツシユ）の寸法範囲の粉
末で材料の１m2当り0.59〜5.98ｇの密度で与えら
れてよい。しかし、使用される繊維状材料の性
質、重ね合わされる繊維状材料の幾何学的形状及
びその後に用いられる熱硬化性接着剤の種類に関
係して他の種々の密度及び粉末寸法の接着剤が当
業者により選択され得る。繊維状材料への接着剤
の被覆は任意の公知の手法で行われてよく、例え
ばウエブの形で繊維状材料が用意され、このウエ
ブに接着剤の粉末が被覆される。ウエブは勿論、
接着剤をウエブに接着させるため、接着剤被覆中
に加熱されてよい。
第５図を参照すると、第３図で説明した仕方で
多数の層の布の上に置かれたスパー―フオーム・
サブアセンブリを有する型３０が示されている。
図面には、特に外側の二つの層３８及び４０が示
されている。布シートは互いに重ね合わされてい
るので、接着剤５０を有する各シートの面が先の
シートの上に置かれている。従つて、各シートの
他方の面は接着剤を被覆されていない。シート材
料は第３図で説明した仕方で切断される。しか
し、第４図に示されているように、各繊維層は接
着剤５０で接着することにより隣接層に取付けら
れている。接着剤は電気抵抗ハンドアイロン５４
を用いて与えられる熱及び圧力により活性化され
る。シートの片面への接着剤の被覆はアイロンの
表面が接着剤に実際に接触することなく、接着剤
をアイロンにより軟化させることを可能にする。
アイロン５４の温度はナイロン―１２コポリマー
接着剤の融点を越えるように設定される。第５図
に示されているように繊維の各層が縫い合わされ
る第３図の縫い合わせプロセスと異なり、各層が
互いに重ね合わされ各繊維への熱硬化性樹脂の真
空注入成型に先立つて型半体が閉じられたときに
層の相対的運動を防止するのに充分な強さで各繊
維層を先の層に（また第一の層をスパー―フオー
ム・サブアセンブリに）接着により取付ける。
第５図に示されているように、このような繊維
層３８及び４０の取付けは、シート４０の縁４６
がシート４０の上に折り返され、且これらの縁の
何れかがトリムされる以前に縁４４にアイロン５
４により接着により取付けられることを可能にす
る。次いで、余分な材料が両縁部分から同時にト
リムされ、それにより繊維状材料の積み重ね中に
一つの縁トリミング作業が節減され得る。
前記のように、本発明のプロセスをプロペラブ
レードの製造に応用するものとして説明しときた
が、このプロセスが種々の他のプロペラシステム
構成要素（スピンナー、アフターボデイなど）の
ような任意の繊維強化物品又は他の用途の繊維強
化物品の製造に同様に適当に応用され得ることは
理解されよう。ここでは、織られた繊維ガラス布
の上に被覆されたナイロン―１２コポリマーを用
いるものとして説明してきた。しかし、成型され
る物品及びその後の真空注入成型段階で用いられ
る熱硬化性樹脂のような他の材料の性質に関係し
て、他の種々の材料が同様に有効に使用され得る
ことは理解されよう。更に、接着剤を局部的に加
熱するのにハンドアイロンを使用するものとして
説明してきたが、本発明の範囲内で繊維状材料の
局部的若しくは広い範囲に亙り接着剤を加熱する
のに他の等価な手法が用いられることは理解され
よう。従つて、本発明は以上に詳細に説明した実
施態様に限定されるものではなく、当業者により
容易に考えられる等価な変形をも含んででいる。
このような変形は特許請求の範囲に記載されてい
る本発明の範囲内に属する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法に従つて製造され得る典
型的な繊維強化物品である航空機プロペラブレー
ドの斜視図である。第２図は第１図のブレードの
線―に沿う断面図である。第３図は第１図及
び第２図に示されているブレードの最も外側の部
分を形成する際に繊維状材料を重ね合わせるため
の公知の手法を示す斜視図である。第４図は繊維
状材料の片面に接着剤が存在することを示すため
の繊維状材料の平面図である。第５図は本発明に
従つて第１図及び第２図に示されているブレード
の外側層を形成する繊維状材料の積み重ねの斜視
図である。 １０…エーロフオイル形状部分、１２…外側先
端部分、１４…内側根元部分、１６…スパー、２
０…付き合わせ端、２１…接着剤、２２，２４…
フオーム・フイラー部分、２６…外被（外側層）、
３０…型半体、３８，４０…繊維状シート、４２
…縫い合わせ、４４，４６…縁、４８…楔状カツ
トアウト、５０…熱可塑性接着剤、５４…ハンド
アイロン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 型と前記型の周囲に装着された繊維強化材に
    よつて強化された外被を含む繊維強化物品の製造
    方法であつて、前記型を熱硬化性接着剤で含浸さ
    れた繊維強化材料の中に導入することと、前記熱
    硬化性接着剤によつて含浸された繊維強化材料を
    硬化させることとを含む製造方法にして、 前記繊維強化材料を複数のシート３８，４０を
    含むように構成することと、 前記繊維強化材料の各シートを前記型上に互い
    に重ねて配置することと、 前記繊維強化材料の隣接するシート間と前記型
    上に所定の少量の熱可塑性接着剤５０を塗布して
    前記繊維強化材料の各シートを互いに及び前記型
    に接着させることと、 前記繊維強化材料のシート３８，４０のうち前
    記熱可塑性接着剤によつて含浸されていない部分
    を熱硬化性接着剤で含浸させて、前記熱硬化性接
    着剤を最終的に乾燥させることと、 を含むことを特徴とする繊維強化物品の製造法。
JP58074852A 1982-05-27 1983-04-27 繊維強化物品の製造法 Granted JPS58211418A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/382,828 US4470862A (en) 1982-05-27 1982-05-27 Manufacture of fiber reinforced articles
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