(57)【要約】      （修正有）【課題】繊維複合材料部材を形状の柔軟性を有し、連続的に生産性が高く製造する方法を提供する。【解決手段】まず、移送ローラー3a，３ｂ，３ａ’，３ｂ’，３ａ’’，３ｂ’’を用いて繊維束1，１’，１’’を材料ストック2，２’，２’’から接合ステーション4へ移送する。続いて、少なくとも二つの圧着ユニット5によって、繊維束を層状に組み合わせた後、連続的な積層体6を形成する。その後に積層体６を固化することにより、プラスチック材料マトリクス中に一方向に組み込まれた繊維からなる、少なくとも２本の繊維束６から作られる形状記憶を有しうる積層体を形成する方法。【選択図】図１
2014172403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック材料マトリクス中に一方向に組み込まれた繊維からなる、少なくとも２本の繊維束（1,1',1''）から作られる積層体の連続的な製造方法であって、
ａ）少なくとも一つの移送ローラー（3a,3b,3a',3b',3a'',3b''）で、繊維束（1,1',1''）を、各１箇所の材料ストック（2）から接合ステーション（4）へと移送すること
ｂ）前記接合ステーション（4）で、少なくとも二つの圧着ユニットによって、前記繊維束（1,1',1''）を層状に組み合わせること
ｃ）前記二つの圧着ユニットの手段によって、連続的な積層体（6）を形成するように前記繊維束（1,1',1''）を接合すること、及び、
ｄ）前記積層体（6）を固化すること
を含む、製造方法。
【請求項２】
工程ｄ）の前又は間に、前記積層体（6）の成形が、少なくとも二つの特に成形ローラー（9,9'）である成形ユニットの手段によって行われ、前記成形ユニット（9,9'）は特に圧着ローラー（5,5'）である圧着ユニットの後に位置しており、積層体（６）の異なる形状が、積層体（６）への圧迫によって、積層体（６）の固化の間に形成されることを特徴とする、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
圧着ローラー（5,5'）が、好ましくは周速の絶対値の差が１００％を超えない、異なる周速で運転されることを特徴とする、
請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
繊維束（1,1',1''）が、接合工程のために、移送ローラー（3a,3b,3a',3b',3a'',3b''）と接合ステーション（4）との間に位置する前処理ステーション（7）において準備されることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
前処理ステーション（7）において、繊維束（1,1',1''）に対して、特に加熱空気、特に窒素である加熱ガス、超音波、摩擦、火炎処理、レーザー、及び／又は、好ましくは赤外線照射である照射の手段による熱処理が、プラスチック材料マトリクスの少なくとも部分的な融解のために行われ、
接合ステーション（4）において、前記繊維束（1,1',1''）の融解部分を接触させることによって、及び、圧着ユニットの間の圧縮によって、接合が行われ、
積層体（6）の冷却によって、固化させることを特徴とする、
請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前処理ステーション（7）において、接着剤が少なくとも１本の繊維束（1,1',1''）に少なくとも部分的に付与され、接着剤は特にエポキシド、シラン系接着剤、ポリウレタン、メタクリル酸エステル、溶融接着剤及び／又はそれらの混合物であり、
接合ステーションにおいて、繊維束（1,1',1''）の接着剤を有する部分を接触させることによって接合が行われ、
前記接着剤を乾燥させることによって繊維束を固化させることを特徴とする、
請求項４に記載の製造方法。
【請求項７】
繊維束（1,1',1''）が、移送ローラー（3a,3b,3a',3b',3a'',3b''）と前処理ステーション（7）との間を、特に少なくとも一つのガイドローラー（8,8',8''）である少なくとも一つのガイドユニットによってガイドされることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
工程ｄ）の後に、特に切断、レーザー処理、絞り、切り出し、ウォータージェット、折り曲げ又はそれらの組み合わせによって、積層体（６）の部分的な要素への分離が行われることを特徴とする、
請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
プラスチック材料マトリクスが、アセタール樹脂、液体−結晶ポリマー、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、オレフィン及びシクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、特にポリエステルアミド、ポリエーテルアミド及びポリエーテルエステルアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニルエーテルを含むポリアリールエーテル、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエステルポリカーボネート、ポリエーテル、ポリオキシエチレン、ポリスチレン、ポリスルフォン、ポリ塩化ビニルやポリビニルアセテートのようなビニルポリマー、前記に列挙された原料の１又は複数の混合物、特に、ＡＢＳ、ＭＢＳ、及びＳＡＮ、ＰＣ、ＰＭＭＡからなる群から選択される熱可塑性プラスチック材料マトリクスであることを特徴とする、
請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
プラスチック材料マトリクスが、メラミン樹脂、フェノプラスチック（Phenoplastics）、ポリエステル樹脂、アミノプラスチック、エポキシ樹脂、ポリウレタン、架橋ポリアクリレート及び／又はそれらの混合物又は混成物からなる群から選択される硬化プラスチック材料マトリクスであることを特徴とする、
請求項５に記載の製造方法。
【請求項１１】
繊維が、連続繊維又は超臨界的な繊維長のステープル繊維、特に炭素繊維、ガラス繊維、鉱物繊維又はアラミド繊維であり、好ましくは、扁平又は円形断面を有する炭素繊維又はガラス繊維、特に好ましくは炭素繊維であることを特徴とする、
請求項１〜１０のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１２】
繊維束が、無機安定剤、有機安定剤、潤滑剤、消泡剤、鎖延長剤、光学的光沢剤、可塑剤、接着補助剤、ハロゲン含有難燃剤、ハロゲンフリー難燃剤、衝撃吸収材、微粒子、フィラー、強化剤、着色剤、顔料、及び／又はそれらの組み合わせからなる群から選択される添加剤を含む、
請求項１〜１１のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１３】
各繊維束（1,1',1''）が、少なくとも一つの分離された移送ローラー（3a,3b）、移送ローラー（3a',3b'）又は移送ローラー（3a'',3b''）を通じて供給され、当該少なくとも一つの分離された移送ローラー（3a,3b）、移送ローラー（3a',3b'）又は移送ローラー（3a'',3b''）は、各々が別々に作動させられるようになっていることを特徴とする、
請求項１〜１２のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１４】
前記圧着ユニットが、特に、溝、交差ノッチ、刻み付き構造又はそれらの組み合わせである表面構造を有し、及び／又は、繊維束の外面にエンボスパターンを形成するための、特に、ゴム、硬質ゴム又は、特にテフロン（登録商標）である分離特性を改良するための材料のコーティングを有することを特徴とする、
請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに従って製造される積層体（6）。
【請求項１６】
積層体が形状記憶を有することを特徴とする、請求項２〜１４のいずれかに従って製造される積層体（6）。
【請求項１７】
請求項１５又は１６のいずれかの積層体（6）の、
板ばねとしての、又は、
−好ましくは水道メーター又はポンプのハウジングである圧力容器、
−好ましくは走行ギア部品、支柱、内装部品、外装部品、トランスミッション部品及び車輪リムである自動車部品
−好ましくはレバー、備品、ガーデニング用品、ツール、家庭用品、衛生用品、ラケット、弓、靴である、工業用品及び日用品、
から選択される射出成形部品の局所的な強化のための、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック材料マトリクス中に一方向に組み込まれた繊維からなる、少なくとも２本の繊維束から作られる積層体の連続的な製造のための方法に関する。また本発明は、この方法で製造され、形状記憶を有しうる積層体に関する。本発明の積層体は、射出成形部品の局所的な強化のために用いられる。
【背景技術】
【０００２】
軽量の構造物、特に自動車の構造において、構造部材を支持するために、繊維強化複合材料の使用が増加している。繊維複合材料部材を含み、重量とコストが最適化された軽量構造では、コスト決定的な材料、特に繊維材料の使用は最小にされねばならない。従来、部材の構造中で、繊維の切断を生じること無く、繊維が力の流れに沿って正確に組み入れられることが提案されてきている。このことは、例えば編み、織り、縫い等の様々なテキスタイルの技術によって可能とされており、これらの技術は、無端（endless）の繊維強化複合材料部材のための繊維プリフォーム（いわゆるプリフォーム）の製造に用いられている。これらの方法は、力の流れやストレスの分析を、対応するテキスタイル強化構造に転化することを可能にする。刺繍や縫製技術を用いる時、強化繊維は、刺繍の原理に基づいた分析的な材料計算からの要求に応じて、自動刺繍装置で調整される。しかしながら、プリフォームの製造の後に、その対応する繊維構造物が、樹脂やプラスチック材料に含浸されねばならないことは、この方法の不利な点である。つまり、製造プロセスのサイクルタイムを明らかに増加させる、追加的な工程が生じる。
【０００３】
繊維複合材料部材のマトリクスの製造のために硬化プラスチック材料を使用する時、例えばＲＴＭ（レジントランスファー成形）、ＳＲＩＭ（構造樹脂射出成形）又はバキューム射出等のいわゆる注入法が、続く繊維構造物の含浸のために使用される。プラスチック材料マトリクスは、加圧含浸の手段によって、繊維複合材料部材の対応する成形キャビティに注入され、加熱及び加圧下で硬化される。しかしながら射出法はかなり複雑で、製造サイクルが比較的長いために、低い生産性しか得られなかった。
【０００４】
構造部材の製造の方法は、WO99／52704から公知である。この文献では、溶融された連続的な繊維ストランドが、平面的な連結部分を有する密着したキャリア構造を形成するように互いに積層され、金型の中で、形状形成性の長繊維強化材料と圧縮される。これらの公知の方法によっても、製造の複雑さや生産性、集積された連続繊維キャリア構造の規定された形態に関しては、未だ実質的には不備なものであった。つまり、例えば、一回の圧縮ステップで製造され、かつ、位置が最適化された、集積され正確に規定された連続繊維強化構造を含む、規定された一部品構造の材料を製造することは不可能であった。
【０００５】
DE10 2008 026 161 A1において、繊維複合材料部材の製造方法が開示されている。当該方法では、マトリクス材料が強化繊維上に付与され、強化繊維とマトリクス材料とが含浸繊維材料を作りながら複合化され、続いて、繊維複合部品の形状を模したキャリア構造の上にアプライされる。この方法の不利な点は、自由に形成可能な繊維束が提供されないことよりむしろ、これらが常にキャリア構造と接合されることである。
【０００６】
さらにいわゆるプリプレグが公知である。これは、例えば繊維束の形態である、通常は連続的な繊維強化半完成製品によって特徴づけられる。しかしながらこれらのプレ含浸繊維の不利な点は、結果物である半完成製品が、その特質ゆえに、幾何学的に単純な構造のみに用いられうることである。さらに繊維材料の消費が極めて多くなる。なぜなら、繊維複合部品の所望の輪郭や形状にプリプレグを切断することが常に必要だからである。その結果、生じる繊維の消費は、プリプレグを用いた繊維複合材料の製造を、より顕著にコスト高にしている。
【０００７】
炭素、ガラス、アラミドなどからなる連続繊維の非熱可塑的な特性ゆえに、位置取りや積層の目的で、連続的な繊維束の形態でこれらのプリプレグを予め成形することは、特に射出成形金型では、問題を生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】WO99／52704
【特許文献２】DE10 2008 026 161 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここから出発して、本発明の目的は、積層体の形状に関してできる限り柔軟性が高く、同時に、積層体の製造についてできるだけ生産性の高い、積層体の製造方法を提供することであった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１の特徴を有する積層体の連続的な生産のための方法によって、また、請求項１５の特徴を有する積層体によって、達成される。さらに従属項は、有利な展開を示す。請求項１７では、本発明に従った使用が示されている。
【００１１】
本発明によれば、プラスチック材料マトリクス中に一方向に組み込まれた繊維からなる、少なくとも２本の繊維束から作られる積層体の連続的な製造方法が提供される。その方法は次の工程を有する：
ａ）少なくとも一つの移送ローラーで、繊維束を、各１箇所の材料ストックから接合ステーションへと移送すること
ｂ）前記接合ステーションで、少なくとも二つの圧着ユニットによって、前記繊維束を層状に組み合わせること
ｃ）前記二つの圧着ユニットの手段によって、連続的な積層体を形成するように前記繊維束を接合すること、及び、
ｄ）前記積層体を固化すること。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、模式図を参照する本発明の方法の一態様を示す。
【図２】図２は、模式図を参照する本発明の方法のさらなる一態様を示す。
【図３】図３は、本発明の圧着ローラーの表面構造の一態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
当業者に公知のすべての接合方法、例えば、成形（Shaping）、溶接、はんだ付け、接着、プラズマ接合、締め付け（Clamping）、縫着及び溶解接合が、接合技術として用いられうる。特に好ましくは、繊維束のプラスチック材料マトリクスは、溶融され、溶融状態で圧縮され、次いで、冷却によって固化される。圧着ユニットは例えば圧着ローラー、コンベアチェーン又はコンベアベルトであってもよく、圧着ローラーが好ましく使用される。
【００１４】
さらに好ましい実施態様は、工程ｄ）の前又は間に、積層体の成形が少なくとも二つの成形ユニット（特に成形ローラー）の手段によって行われることであり、成形ユニットは圧着ユニットの後に位置するので、様々な形状の積層体が、積層体への圧迫によって積層体の固化の間に製造される。
【００１５】
従って、成形は、成形ユニットの固定した配置のみによってなされるのではない。成形は、積層プロセスの間に、成形ユニットを回転させたり移動させたりするという手段によっても可能である。こうして、例えばＳ字や曲がりくねった幾何形状のような、より複雑な幾何形状も製造することが可能である。さらに、成形ユニットの回転や移動動作は、工程コントロールユニットを通じて調整されることが好ましい。
【００１６】
さらに、繊維束は、接合プロセスのために、移送ローラーと接合ステーションの間に配設される前処理ステーションで準備されることが好ましい。基本的に全ての前処理工程、例えば繊維束の加熱、接着剤の付与、脱脂、火炎処理、プラズマ処理や乾燥などがここに含まれる。
【００１７】
溶融した繊維束の固化の本発明によるバリエーションとして、少なくとも部分的にプラスチック材料マトリクスの溶融が行われ、繊維束の熱処理が前処理ステーションで行われる。続いて、繊維束（特に溶解部分）が互いに接触するようにされ、圧着ユニットの間で圧縮される。続いて、プラスチック材料マトリクスの冷却によって積層体が形成するように、固化が行われる。
【００１８】
前処理ステーションにおける繊維束の熱処理は、好ましくは、加熱空気、特に窒素の加熱ガス、超音波、摩擦、火炎処理、レーザー及び／又は照射の手段によって行われる。実質的に有利な方法がここで行われるため、赤外線照射がここでは好ましい。つまり、赤外線ラジエーターは反応時間が極めて短く、その結果、エネルギーが適量に与えられ、エネルギーが節約されるからである。さらに、赤外線ラジエーターは熱オーブンと比べてコンパクトな熱ユニットである。赤外線ラジエーターのさらなる利点は、大きな面積が均一に加熱されうるという点である。加熱空気又は加熱ガスでの熱前処理が特に好ましい。
【００１９】
溶融した繊維束の固化は冷却によって行われる。例えば、水浴、水のミスト、空気又はその他のガスがこの目的のために使用される。また、均熱化による固化も検討されうる。これによると外層の一部分のみが加熱され、冷たいままである内部層による均熱化によって固化がなされる。さらに好ましいバリエーションとして、接触冷却による固化もある。
【００２０】
接着による接合の本発明によるバリエーションでは、少なくとも部分的な接着剤の付与が、少なくとも１本の繊維束に対して、前処理ステーションで行われることが好ましい。次いで接合ステーションにおいて、特に接着剤を有する部分で、複数の繊維束が互いに接触させられる。続いて、接着剤を乾燥させることによって、プリフォームを形成させるよう固化が行われる。好ましい接着剤は、エポキシド、シラン系接着剤、ポリウレタン、メタクリル酸エステル及び溶融接着剤である。
【００２１】
本発明の方法の好ましい実施態様では、繊維束が、移送ローラーと前処理ステーションの間を、少なくとも一つのガイドローラーによってガイドされる。ガイドローラーの代わりに、繊維束をガイドするために、例えばガイドウェブなどの固定部材がここで使用されてもよい。
【００２２】
さらに、積層体は固化の後、部分的な要素に分離されてもよい。これは、特に、切断、レーザー処理、絞り、切り出し、ウォータージェット、折り曲げやこれらの方法の組み合わせによってなされうる。これらの部分要素の長さは一般的に０．１ｃｍから５ｍの範囲でありうる。部分要素の長さは積層体の使用に基づき、好ましい範囲は１ｍから５ｍ、５０ｃｍから１ｍ、１５ｃｍから５０ｃｍ、及び、０．１ｃｍから１５ｃｍである。
【００２３】
圧着ローラーが圧着ユニットとして使用されるのであれば、これらのローラーは、異なる周速で運転されることがより好ましい。周速の絶対値の差は、１００％を超えないことが好ましい。異なる半径のローラーを使用することも可能である。圧着ローラーの周速が異なる結果、積層体にせん断変形がもたらされる。
【００２４】
圧着ローラーの締め付け力は、本発明の方法の間、様々に調整されうる。これは例えば、空気圧シリンダ、流体圧シリンダ、ばね、スピンドルやリニアモーターなどで好ましく行われる。これによってエンボスの深さは制御され、特に、材料に合わせて調整されうる。
【００２５】
エンボスの深さは、各束の厚みの１／１０を超えないことが好ましい。そうすると上層における繊維のむらが避けられ、エンボス工程によって積層体の機械的特性が損なわれることがない。
【００２６】
さらに好ましい実施形態は、圧着ユニットが表面構造、特に、溝、交差ノッチ、刻み付き構造やそれらの組み合わせなどの表面構造を有することである。同様に、圧着ユニットがコーティング、特にゴム、硬質ゴム、又は分離特性を改良するために特にテフロン（登録商標）等の材料からなるコーティングを有することも好ましい。これらの手段の結果として、エンボスパターンが繊維束の外面に作られ、その結果実質的に改良された複合材の接着が実現される。
【００２７】
繊維束における繊維の充填割合は、好ましくは体積基準で１から６０％、特に好ましくは体積基準で５から５０％、特に好ましくは体積基準で１０から４０％である。
【００２８】
繊維束のプラスチック材料マトリクスは、好ましくは熱可塑性プラスチック材料であり、アセタール樹脂、液体−結晶ポリマー、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、オレフィン及びシクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、特にポリエステルアミド、ポリエーテルアミド及びポリエーテルエステルアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニルエーテルを含むポリアリールエーテル、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエステルポリカーボネート、ポリエーテル、ポリオキシエチレン、ポリスチレン、ポリスルフォン、例えばポリ塩化ビニルやポリビニルアセテートなどのビニルポリマー、これらの列挙された１又は複数の材料の混合物、特にＡＢＳ、ＭＢＳ、ＳＡＮ、ＰＣ及びＰＭＭＡからなる群から選択される。
【００２９】
繊維束の接合が接着、溶剤接合、締め付け又は縫合による場合、プラスチック材料マトリクスは、メラミン樹脂、フェノプラスチック（phenoplastics）、ポリエステル樹脂、アミノプラスチック、エポキシ樹脂、ポリウレタン、架橋ポリアクリレート及び／又はそれらの混合物（mixture）又は混成物（blend）からなる群から選択される、硬化プラスチック材料マトリクスでありえる。
【００３０】
本発明の熱可塑性プラスチックは好ましくは５０から５００℃、好ましくは１７０から３５０℃、特に好ましくは１７０から２８０℃の融点を有する。
【００３１】
熱可塑性プラスチック材料マトリクスとして、好ましくはポリアミドからなるマトリクスが使用される。このようなポリアミドは、好ましくは環状脂肪族ジアミンを含む脂肪族ジアミンと、芳香族又は脂肪族ジカルボン酸から、又はラクタムから得られる。特定の好ましい例として、環状脂肪族Ｃ６−Ｃ１７ジアミン及び／又は脂肪族Ｃ４−Ｃ１２ジアミンと、脂肪族Ｃ４−Ｃ１２ジカルボン酸及び／又は芳香族ジカルボン酸から、ホモポリアミド又はコポリアミドが形成される。
【００３２】
ジカルボン酸の特定かつ非制限的な例は、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、ブラシル酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、１,４−シクロヘキサンジカルボン酸、エイコサン二酸、ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸及びイソフタル酸である。
【００３３】
代替的に、上述のジアミンとジカルボン酸、及び、４から１５の炭素原子を有するラクタム及び／又は４から１５の炭素原子を有するα,ω−アミノ酸から得られるポリアミドも好ましい。
【００３４】
ジアミンの特定かつ非制限的な例は、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカンメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、２−メチル−１，５−ペンタンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルネンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ＭＡＣＭ、ＭＸＤ、ＰＡＣＭ、ＰＸＤ及びＴＭＡＣＭである。
【００３５】
ＭＡＣＭは３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノシクロヘキシルメタンを示し、ＭＸＤはメタキシリレンジアミンを示し、ＰＡＣＭは４,４’−ジアミノシクロヘキシルメタンを示し、ＰＸＤはパラキシリレンジアミンを示し、ＴＭＡＣＭは３,３’,５,５’−テトラメチル−４,４’−ジアミノシクロヘキシルメタンを示す。
【００３６】
さらに好ましくはＭＸＤとテレフタル酸、又は、ＭＸＤとイソフタル酸から得られるポリアミドである。
【００３７】
好ましい透明ポリアミドは、MACM9-18、PACM9-18、MACMI/12、MACMI/MACMT、MACMI/MACMT/12、6I6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I6T、TMDT、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、6I、12/PACMI、MXDI/6I又は12/MACMT、6/PACMT、6/6I、6/IPDT又はそれらの組み合わせからなる群から選択され、ＩＰＳの５０モル％がＴＰＳに代替されうる。
【００３８】
より好ましくは、PA6、PA66、PA69、PA610、PA612、PA11、PA12、PA1010、PA1012、PA1210、PA1212からなる群から選択される半結晶ポリアミドである。特に好ましくは、PA12及びPA66とPA6I/6Tとの混合物である。
【００３９】
好ましくは、繊維は超臨界的な繊維長の連続繊維又はステープル繊維で、特に、炭素繊維、ガラス繊維、鉱物繊維又はアラミド繊維である。ここで特に好ましくは、扁平又は円形断面の炭素繊維及びガラス繊維であり、炭素繊維が特に好ましい。前述の繊維を混合して用いることもできる。
【００４０】
繊維束は好ましくはさらなる添加剤を有してもよい。これらは、無機安定剤、有機安定剤、潤滑剤、消泡剤、鎖延長剤、光学的光沢剤、可塑剤、接着補助剤、ハロゲン含有難燃剤、ハロゲンフリー難燃剤、衝撃改質材、微粒子、フィラー、強化剤、着色剤、顔料及び／又はそれらの混合物からなる群から選択される。
【００４１】
さらに好ましい実施態様では、各繊維束は、少なくとも１の分離移送ローラーを通って供給され、これら各移送ローラーは、個々の繊維束に対して別々に作動しうる。このことは、各繊維束が接合ステーションに異なる速度でガイドされることを可能にする。ここで速度は１００ｍ／分まででありえ、好ましくは速度が６ｃｍ／分から１００ｍ／分の間で維持されるべきである。これより遅い速度では、本方法の経済効率が低すぎる。一方、より高速であれば、多様な「熱可塑性プラスチック材料マトリクスの溶融」において、不均一な熱の導入を招く。
【００４２】
より好ましい実施態様では、使用される繊維束は、同じプラスチック材料マトリクス、強化繊維、添加剤を有する。しかしながらまた、構成が互いに異なる繊維束を使用することも可能である。
【００４３】
本発明によれば、前述の方法によって製造されうる積層体もまた提供される。
【００４４】
適切な工程、特に、成形ローラー及び／又は異なる周速の圧着ローラーを使用ですることによって、本発明の積層体は形状記憶を有する。これは特に、円形、Ｓ字型、曲がりくねった構造についてである。
【００４５】
積層体やプラスチック材料マトリクスの形状記憶によって、何らかの変形を受けた後に、積層体やプラスチック材料は成形ローラーで導入された初期の外形を「思い出す」ことが可能で、この点において形状記憶を有するといえることが、理解されるべきである。初期の形状を再生させるために、積層体は刺激を与えられてもよい。これは例えば、熱付与、照射又は他の化学環境変化によってなされうる。
【００４６】
本発明の積層体の好ましい大きさは好ましくは長さが０．１ｃｍから５ｍである。幅は好ましくは５から４０ｍｍ、好ましくは５から２０ｍｍ、特に好ましくは５から１２ｍｍである。積層体の厚さは好ましくは０．３から１．５ｍｍであり、好ましくは０．４から１．２ｍｍであり、特に好ましくは０．５から１．０ｍｍである。
【００４７】
本発明の積層体は、射出成形部品の局所的な強化のために用いられる。これらは特に次のものを含む：
−圧力容器、特に水道メーターやポンプのハウジング；
−自動車部品、特に走行ギア部品、支柱、内装部品、外装部品、トランスミッション部品及び車輪リム；
−工業用品及び日用品、特にレバー、備品、ガーデニング用品、ツール、家庭用品、衛生用品、ラケット、弓、靴。
【００４８】
積層体の周囲に、繊維束のために使用されたポリマーと同様のポリマーを射出成形することも好ましい。さらに、射出成形のために、繊維束に使用されたポリマーと同じもしくはそれよりも高い融点を有するポリマーを用いることも好ましい。
【００４９】
また、積層体自体が板ばねとして使用されることも可能である。
【００５０】
さらに本発明は、エンボスのある繊維束、その製造方法、及び、強化射出成形部品のための繊維束の使用に関する。上述の積層体の場合のように、射出成形部品への実質的に改良された複合材の接着が、そのエンボスゆえに繊維束にも確保される。
【００５１】
エンボスのある繊維束のための開始材料として、上述の全ての可塑性材料、強化材料及び添加剤が重要である。積層体を製造するための繊維束の開始材料に関する上述の好ましい実施態様は、エンボスのある繊維束にも有用である。
【００５２】
繊維束の厚みは好ましくは０．１から１．５ｍｍ、好ましくは０．２から１．０ｍｍ、特に好ましくは０．２から０．５ｍｍである。繊維束の幅は好ましくは１から４０ｍｍ、好ましくは２から２０ｍｍ、特に好ましくは５から１２ｍｍである。
【００５３】
エンボス工程は原理的には繊維束の公知の製造方法のいずれにも組み合わせられうるが、また、別々に実施されてもよい。繊維束の製造方法は、例えば、EP 0 579 047 A1 やDE 43 25 260 A1に開示されている。経済効率的な理由から、エンボス工程は、繊維束の製造のための引き抜き成形法において組み合わされることが好ましい。
【００５４】
エンボス加工は特に、スタンプ、ローラー又は表面構造を有するチェーン部分（chain segments）によって行われることが好ましい。表面構造は、特に、溝、交差ノッチ、刻み付き構造やそれらの組み合わせの形態に設計される。
【００５５】
繊維束は、その上面や下面に、また、一面のみ又は二面に、エンボス加工されうる。また、エンボス加工が表面全体に延在してもよいし、表面の一部に限定されてもよい。
【００５６】
エンボスの深さは繊維束の厚みの１／１０を超えないことが好ましい。そうすると上層における繊維のむらが回避され、繊維束の機械特性がエンボス工程によって損なわれることがない。
【００５７】
本発明によるエンボスのある繊維束は、射出成形部品の局所的な強化のために用いられる。積層体のために既に列挙された使用が特に好ましい。
【００５８】
繊維束の周囲に、繊維束に使用されたポリマーと同じポリマーを射出成形することが好ましい。さらに、射出成形のために、繊維束に使用されたポリマーと同じもしくはそれよりも高い融点を有するポリマーを用いることが好ましい。
【００５９】
本発明の方法は、続く図面を参照してより詳細に説明されるが、本発明の方法はここに示される特定の実施態様に制限されることを意図しない。
【００６０】
本発明の方法は原則的に、図１に示されたように実施されうる。繊維束（1,1',1''）は、材料ストック（2,2',2''）から移送ローラー（3a,3b,3a',3b',3c,3c')を介してガイドされる。繊維束は２本一組に前処理ステーション（7）に送られる。付加的にガイドローラー（8,8',8''）が繊維束（1,1',1''）の移送をアシストするために用いられうる。前処理ステーション（7）において、繊維束（1,1',1''）は付加的に接合ステップのために準備されてもよく、例えば熱可塑性プラスチック材料を有する繊維束の場合、加熱による準備が行われ、熱可塑性プラスチックマトリクスが少なくとも部分的に融解する。前処理ステーション（7）から接合ステーション（4）への繊維束（1,1',1''）のさらなる移送は、連続的に行われる。接合ステーション（4）において、積層体（6）を形成するための繊維束（1,1',1''）の接合が、圧着ローラー（5）によって行われる。繊維束（1,1',1''）の圧着の後、積層体（6）を形成するよう固化が行われる。付加的に、積層体（6）は、圧着ユニットの後に位置する成形ローラー（9,9'）を通ってガイドされる。
【００６１】
図２の模式図によると、積層体（6）の湾曲や湾曲方向は、成形ローラー（9,9'）を枢動させ、変位させることで操作されうる。つまり、位置９ａにおける成形ローラー（9,9'）の傾斜が積層体の半径をＲ１とし、一方、位置９ｂにおける成形ローラー（9,9'）の傾きが、積層体の半径をＲ２とする。積層体（6）の生産工程の間の成形ローラー（9,9'）の傾きはいつでも変更されうるので、ほとんどどのような形でも積層体（6）に与えることができる。
【００６２】
図３に示されるように、圧着ローラー（5,5'）は、繊維束や積層体にエンボスを与える表面構造（10）を有することができる。
【図１】
2014172403.tif 000003
【図２】
2014172403.tif 000004
【図３】
2014172403.tif 000005
【外国語明細書】
2014172403000001.pdf