(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミドマトリクスに基づく繊維強化平坦半製品（３）を製造する方法であって、
（ａ）溶融したラクタム、触媒、及び任意に活性化剤を含む混合物に繊維構造体（１５）を浸漬する工程、
（ｂ）浸漬繊維構造体（２５）を冷却により乾燥する工程、
（ｃ）冷却された繊維構造体を仕上げて繊維強化平坦半製品（３）を得る工程、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
繊維構造体を、浸漬工程の前に、箔（５）に付着させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
繊維構造体（１５）を、浸漬工程の前に、ラクタムの融点以上の温度に加熱することを特徴とする請求項1又は２に記載の方法。
【請求項４】
箔（２７）を、工程（ａ）の浸漬工程の後に、浸漬繊維構造体に付着することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
繊維構造体を付着する箔（５）及び／又は浸漬繊維構造体に付着する箔（２７）は、ポリアミド箔であることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
浸漬繊維構造体を、押圧することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
浸漬繊維構造体（２５）を、押圧加工用のロール（３１）の間を通過させることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
浸漬繊維構造体（２５）を、押圧工程の後に、冷却することを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
浸漬工程の後及び押圧工程の前に、それぞれの場合において、少なくとも１枚の繊維プライを、浸漬繊維構造体（２５）の上側及び下側に付着すること特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
繊維構造体（１５）は、織物、ニット、レイドスクリム、又は連続繊維製の不織布であることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
繊維構造体（１５）を、連続繊維製の個々のプライから製造し、個々のプライは平行配列繊維を含み、及び互いに重ね合わせたプライの繊維は互いに非平行に配列されていることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
繊維に用いられる材料は、カーボン、ケイ酸塩及び非ケイ酸塩ガラス、ホウ素、炭化ケイ素、チタン酸カリウム、金属、金属合金、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、及びケイ酸塩を含む無機鉱物、又は天然及び合成ポリマーを含む有機材料であることを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
繊維構造体（１５）は、３から１０枚の繊維プライを有することを特徴とする請求項1から１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
繊維強化平坦半製品（３）は、仕上げ工程の後に、箔に接合されることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
繊維強化平坦半製品（３）が接合される箔は、ポリアミド箔又はポリエステル箔であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
繊維構造体の繊維は、最初に活性化剤で被覆されることを特徴とする請求項１から１５の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
連続繊維により強化された平坦半製品製の部品の製造方法であって、
（ｉ）請求項１から１６の何れか１項に記載の方法で繊維強化平坦半製品を製造する工程、
（ｉｉ）金型に繊維強化平坦半製品を挿入する工程、及び、
（ｉｉｉ）半製品を押圧して部品を得、金型を加熱してラクタムの重合によりポリアミドを形成し、これにより部品を成形する工程、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１８】
金型は、１００から１９０℃の温度範囲で加熱されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリアミドマトリックスを用いて繊維強化平坦半製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化平坦半製品は、強化熱可塑性ポリマー、好ましくは、ポリアミド製の構成要素を製造するために使用され、硬化工程の後に、それらはまた有機パネル又は熱可塑性プリプレグと呼ばれる。ここで使用する成形工程は、熱成形及びプレス処理である。
【０００３】
繊維強化複合材料は、通常、適当な金型内に繊維を挿入した後、カプセル化のための溶融ポリマーを用いて製造される。別の可能な方法においては、モノマー溶液は、繊維をカプセル化するために使用され、金型内で完了するまで重合する。しかし、ここでの欠点は、繊維密充填の場合には、特に、ポリマー溶融物の高粘度が繊維の不完全な濡れをもたらし、これが材料を弱めることである。モノマーは、通常、熱硬化性ポリマーの場合、カプセル化に使用されるが、繊維強化複合材料から製造されたコンポーネントの各々は、金型内で硬化するので、連続処理ができないという欠点を有している。カプセル化処理及び硬化処理が完了すると、成形プロセスは既に行われている。更なる処理が可能な半製品は、この方法により簡単に製造することができない。部分的に硬化したエポキシ樹脂に基づく公知のプリプレグがあるが、これらは貯蔵中に望ましくない硬化を避けるために、冷却された条件下で保存しなければならない。金型内の硬化処理は可能なスループットを制限し、特に、部品の量産特に不利である。
【０００４】
繊維強化熱可塑性ポリマーのためのモノマーと繊維の濡れは、特許文献１で公知である。ここでは、補強織物構造体は、例えば、連続繊維製の織物又は個々のプリエは、活性化剤、触媒、及び任意に更なる添加剤を含むラクタム製の溶融物に浸漬されている。ラクタムに溶融浸漬した後に、材料は反応温度に加熱され、ラクタムは重合され対応するポリアミドを生成する。補強織物構造体から溶融ラクタムの滴下を避けるために、浸漬処理後に直ぐに重合工程を行う必要がある。これにより、処理速度が重合工程によって制限されるという欠点を有する。比較的多数の部品の生産は、強化繊維構造が最初にラクタム溶融物に浸漬され、これらは次いで、成形品を与えるために成形されるシステムの提供を常に必要とする。特許文献１は、更に、平坦な繊維強化要素から成形品を製造するために、平坦な繊維強化要素が最初にラクタムを有する織物構造体の浸漬を介して生成されることを開示している。これは重合プロセスの完了に続き、結果として完全に重合した繊維強化要素は、その後、成形品を生産するために加熱された金型内で成形に供される。
【０００５】
特許文献２は、補強のために使用される繊維は、ラクタム製の溶融物に浸漬され、直ちに次のステップにおいて、完全に重合されポリアミドを生成する方法を開示している。その文献に記載された方法において、短い繊維だけで補強された粒状材料が調製され、その後、射出成形又は押出成形により加工され得る。これは、補強材として連続繊維を含む有機パネルの生産を可能としていない。
【０００６】
特許文献３は、ナイロン６製の、及びナイロン６とナイロン１２のコポリアミド製の繊維強化複合材料を調製するための別の方法を開示している。ここで再び、用いられるモノマーの重合は、直ちに繊維の浸漬の後に行われる。したがって、有機パネル製の部品の大量生産方法の合理的な活用可能性は全くない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】DE-A 196 02 638
【特許文献２】DE-A 10 2007 031 467
【特許文献３】WO-A 2011/003900
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、繊維強化平坦半製品を生産することができ、連続的に処理することが可能で、大量生産のために十分なスループットを与えることができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、本発明の以下の工程を有する繊維強化平坦半製品を製造する方法によって達成される。
（ａ）溶融したラクタム、触媒、及び任意に活性化剤を含む混合物に繊維構造体を浸漬する（繊維構造体に混合物を浸み込ませる）工程、
（ｂ）浸漬繊維構造体を冷却する工程、及び、
（ｃ）繊維強化平坦半製品を得るために冷却された繊維構造体を仕上げる工程。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の繊維強化平坦半製品を調製する方法のダイアグラムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
繊維構造体の浸漬の後、ラクタムの融点以下に冷却することにより、プロセスの連続処理が可能となる。更に、直ちに重合プロセスに得られた平坦半製品を渡す必要はなく、半製品及び半製品から製造される部品の調製は、それ故に互いに独立して行うことができる。
以下、本明細書において、織物構造体及び織物構造は、それぞれ、繊維構造体及び繊維構造のことをいい、浸漬織物構造体及び浸漬織物構造は、それぞれ、浸漬繊維構造体及び浸漬繊維構造のことをいうものとする。
【００１２】
溶融したラクタムの温度は、好ましくは７０から１００℃の範囲である。溶融したラクタムの温度を、ラクタムが重合しポリアミドを形成し始める開始温度以下に保つことが重要である。
【００１３】
本発明の目的のために、ラウロラクタム又はカプロラクタムがラクタムとして使用することができる。好ましいラクタムは、カプロラクタム、特別には、ナイロン６を生成するために重合するε-カプロラクタムである。
【００１４】
最大２０質量％ 、好ましくは０から１７質量％、特に好ましくは０から１５質量％のカプロラクタムが、少なくとも４個の炭素原子を有するラクタムの基からコモノマーに置き換えられ得る。 ω-ラウロラクタムが特に好ましい。
【００１５】
好ましい１つの実施の形態では、 ε-カプロラクタム及びω-ラウロラクタム製の混合物を使用することができる。混合比は、一般に１０００：１、好ましくは１００：１、特に好ましくは１０：１、特別には２：１である。
【００１６】
溶融したラクタムは、ナイロン６のための活性化剤を含むことができる。適切な活性化剤は、例として、例えばヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等のイソシアネートと、ε-カプロラクタム等のラクタムとの反応によって調製することができる。他の好適な活性化剤は、特に、キャップされたイソシアネート、イソフタロイルビスカプロラクタム、テレフタロイルビスカプロラクタム、ジメチルフタレートポリエチレングリコール等のエステル、塩化アシルと組み合わされたポリオール又はポリジエン、カルボニルビスカプロラクタム、ヘキサメチレンジイソシアネート、又はアシルラクタム酸塩、好ましくはイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、又はアシルラクタム酸塩、特に好ましくはヘキサメチレンジイソシアネート又はアシルラクタム酸塩である。
【００１７】
使用することができる活性化剤は、活性化されたアニオン重合プロセスに使用される活性化剤である。例えば、Ｎ−アシルカプトラクタム等のようなＮ−アシルラクタム、置換されたトリアジン、カルボジイミド、シアナミド、モノ−及びポリイソシアネート、及び対応するマスクされたイソシアネート化合物である。活性化剤の使用される濃度は、ラクタムの量に基づいて、好ましくは０．１から１モル％である。触媒が使用されると、それは少なくとも５個の環状メンバを有するラクタムを重合することが可能である。例えば、カプロラクタム、ラウロラクタム、カプリルラクタム、エナントラクタム、対応するＣ−置換ラクタム、又は上述のラクタムの混合物である。
【００１８】
ラクタムと活性剤の混合物に替えて又は加えて、活性化剤をコートした織物構造物をラクタムに浸漬するために、織物構造物の繊維を活性化剤でコートすることで開始することも可能である。一例を挙げると、ここで繊維を処理するサイズで活性化剤を混合することが可能である。
【００１９】
好適なアルカリ触媒は、対応するアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物とラクトン又はラクタムとの反応によって調製することが可能である。例えば、アルコラート、アミド、ヒドリド、グリニャール化合物、或いはアルカリ金属又はアルカリ土類金属である。触媒の添加量は、ラクタム溶融物に対して、一般に０．１から４０質量％ 、好ましくは０．２から１５質量％である。
【００２０】
重合プロセスのための良好な適合性を有する触媒は、マグネシウムハロゲンラクタメート等のアルカリ触媒、アルカリ金属カプロラクタメート、アルミニウムラクタム又はマグネシウムラクタム、ナトリウムカプロラクタメート、又は臭化マグネシウムラクタメート 、好ましくはアルカリ金属カプロラクタメート、アルミニウムラクタム又はマグネシウムラクタム、ナトリウムカプロラクタメート、又は臭化マグネシウムラクタメート 、特に好ましくはナトリウムカプロラクタメート又は臭化マグネシウムラクタメートである。ナトリウムカプロラクタメートが特に適しており、容易にナトリウム及びε−カプロラクタムから調製することができる。
【００２１】
ラクタム、好ましくはカプロラクタムの活性化剤、アルカリ触媒との合比率は、広く変えることができる。カプロラクタムの活性化剤、アルカリ触媒とのモル比は、一般に、１０００：１：１から１０００：２００：５０である。
【００２２】
ラクタムは、触媒及び活性化剤と一緒に、他の添加剤をも含むことができる。他の添加剤は、ラクタムから調製されたポリアミドの特性を調整するために添加される。従来の添加剤としては、例えば、可塑剤、衝撃改質剤、架橋剤、染料、又は難燃剤である。
【００２３】
本発明の目的のために、繊維構造は、少なくとも１枚のプライ、好ましくは１枚以上のプライで作られた織物、１枚以上のプライで作られたニット、１枚以上のプライで作られた三つ編み、レイドスクリム、パラレル配向繊維で作られた少なくとも１枚のプライ、好ましくは多数のプライ、糸、スレッド又は索具である。ここで、個々のパラレル配向繊維のパイル、糸、スレッド、又は索具は、互いに非平行又は不織布であり得る。繊維構造は、織布の形態、又はパラレル配向繊維、糸、スレッド又は索具のプライの形態をとることが好ましい。
【００２４】
レイドスクリムの場合には、パラレル配向繊維、糸、スレッド、又は索具は、互いに非平行な形態で使用される。特に好ましくは、個々のプライ間の回転角度がそれぞれ９０°（双方向構造）であることである。使用されるプライの数が三以上の場合、個々のプライ開の回転角度を６０°にすることが可能である。そして、プライの数が４又は４の倍数である場合、個々のプライ間の回転角度を４５°にすることも可能である。同一の配向を有する繊維の複数のプライを提供することもまた可能である。プライは相互に非平行でも良い。ここで、繊維の各々配向で同一の配向の繊維プライの数は、異なっても良い。例えば、１つの第１の配向に４枚のプライ、方向間の回転角度が例えば９０°（優先方向を有する二方向構造体）の方向に１枚のプライである。公知の疑似等方性構造体も存在。ここで、その配置は第１プライの繊維と第２プライの繊維との間で９０°の回転角度を有する。そして、更に、第２プライと第３プライとの間で４５°の回転角度を有する第３プライの繊維も有する。
【００２５】
繊維強化平坦半製品を製造するために、２から１０のプライ、特別には２から６のプライで織物構造体を使用することが特に好ましい。
【００２６】
使用する織物構造は、繊維として好ましくは、炭素等の無機鉱物製の繊維を有する。例えば、低弾性率炭素繊維又は高弾性炭素繊維の形態である。更に無機鉱物として、非常に多種多様なケイ酸塩及び非ケイ酸塩ガラス、ホウ素、炭化ケイ素、チタン酸カリウム、金属、金属合金、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、ケイ酸塩を挙げることができる。更に、天然及び合成ポリマー等の有機材料製の繊維を有する。例えば、ポリアクリロニトリル、ポリエステル、超高速線引きポリオレフィン繊維、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、綿、セルロース、及び亜麻、サイザル麻、ケナフ、麻及びアバカ等の天然繊維である。好ましくは、ガラス等の高融点材料、炭素、アラミド、チタン酸カリウム、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリエーテルイミドである。特に好ましくは、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、鋼繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、及び／又は他の十分な耐熱性を有するポリマー繊維又はフィラメントである。
【００２７】
織物構造体が均一に浸漬されるために、それらは、ベルトコンベヤ上に連続的に載置され浸漬機器を通過する。適切な浸漬機器の例は、織物構造体が通過するバスである。別の可能な代替は、スプレー塗布、スプリンクラー塗布、又はダイコーティング工程によって、織物構造体が被覆され、又は浸漬される（浸み込ませられる）ことである。好ましくは、スロットダイを用いて、又は回転シリンダーにより、又はドクターシステムを介することである。特に好ましくは、織物構造体に又は織物構造体の部分に、化学量論量のラクタム又は既に重合プロセスのための必要な添加剤を含んだラクタムを用いてスプレー塗布又はダイコーティングを行うことである。上述した浸漬工程とは異なり、過剰なラクタムを排出する押圧工程は必要ではない。Tartler により販売されているような市販の二成分低圧ダイコーティングマシンは、Michelstadtがスプレー塗布又はダイコーティング工程に最適である。繊維の浸漬又は塗布のためにスロットダイを使用することが特に好ましい。
【００２８】
好ましい１つの実施の形態では、織物構造体は、浸漬工程の前に、箔、好ましくはポリアミド箔に付着される。箔は、製造された繊維強化平坦半製品の表面上に有利な効果を有する。箔の使用は、したがって、例示的に可視表面として使用することができる高品質な表面を与える。箔をベルトコンベヤとして利用することもまた可能である。
【００２９】
織物構造体の繊維の均一な濡れを得るため、及び欠陥を避けるために、浸漬工程の前に、ラクタムの融点以上の温度に織物構造体を加熱することが好ましい。これは、繊維と接触する材料からラクタムの結晶化を回避するという利点を有する；これは、時には、繊維強化平坦半製品に結果として生じるキャビティと、浸漬工程中にラクタムの流れる経路を遮断することができる。
【００３０】
１つの好ましい実施の形態では、箔、好ましくはポリアミド箔が、ラクタムに織物構造体を浸漬した後、浸漬織物構造体に付着される。これはまた、可視表面として用いることができる高品質な表面を与える。織物構造体が浸漬工程の前に箔の上に配置されている場合、箔を浸漬織物構造体に付着することが特に好ましい。繊維強化平坦半製品は、したがって、下側だけでなく上側にも付着されたポリアミド箔を有し、繊維強化平坦半製品は、したがって、下側だけでなく上側も可視表面として使用することができる高品質の表面を有する。
【００３１】
織物構造体内の溶融ラクタムの均一な分布を得るために、織物構造体は好ましく、浸漬工程の後に、押圧される。プレス加工中に、織物構造体から過剰なラクタムを排出することも可能である。この様にしてラクタムと均一かつ完全な浸漬が達成される。
【００３２】
繊維強化平坦半製品の連続的な製造を可能にするために、浸漬された織物構造体は好ましくプレス加工用ロールの間を通過する。ベルトコンベヤが圧力下で得られない場合は、別の可能性では、織物構造体はまた、使用されるベルトコンベアに対して単一ロールで押圧されることができる。
【００３３】
浸漬織物構造は同一の乾燥を可能にするために、冷却される。浸漬繊維構造が押圧された後に冷却が行なわれる。冷却が使用されるラクタムを固化し、織物構造体は、したがって、乾燥工程の後に、固体の状態でラクタムを備える。
【００３４】
好ましい１つの実施の形態では、織物構造体の浸漬処理後及びプレス工程の前に、各場合において、少なくとも1枚の繊維プライが付着される。繊維プライは、例えば、ニット、織物、レイドスクリム、又は不織布の形態であり、例えば、浸漬した織物構造体の上側及び下側に付着される。プレス加工により、織物構造体内に含まれるラクタムは、浸漬処理の後に付着された繊維プライにも導入される。過剰ラクタムの量は、浸漬処理の後に付着される織物構造体によって低減される。織物構造体がプレス加工時にラクタムを吸収し、ラクタムに浸漬となるからである。
【００３５】
ラクタムを固化する押圧工程及び冷却工程の後、半製品は仕上げが施される。この目的のために、連続ストリップの形態で製造繊維強化平坦半製品はサイズに切断される。
【００３６】
浸漬織物構造体の上側及び下側に箔、好ましくはポリアミド箔を付着することに加えて、又は変えて、繊維強化平坦半製品を箔に接合することが可能である。これは、まず、得られた完成した繊維強化平坦半製品の保護を可能にし、そして第二に表面の更なる改善を可能とする。
【００３７】
浸漬織物構造体の上側及び下側に箔を付着することの更なる利点は、触媒を不活性化する水が浸漬織物構造体中に拡散することができないことである。箔に接合することは更に、この効果を増幅し、それはまた、浸漬織物構造体の端部をシールし水の浸入を防止する。その結果、半製品の貯蔵寿命が改善される。
【００３８】
半製品が接合されている箔は、水に対して不透過性である任意の所望の箔であっても良い。それは、ポリアミドやポリエステル箔を用いることが好ましい。ポリアミド又はポリエステル以外の材料製の箔が使用される場合、それは更なる処理の前に箔から半製品を取り除くことが一般的に必要である。ポリアミド箔が用いられる場合、また時にはポリエステル箔が使用される場合、半製品を箔と一緒に更に処理することができ、除去する必要がない。これは、半製品のより容易な取り扱いを可能とし、大規模な工業用に使用される場合、これは特に望ましい。
【００３９】
触媒は、水に敏感であるため、製品の製造と更なる処理は、例えば、乾燥空気中又は無水不活性ガス中で、水を排除して行われることが必要である。半製品が箔に接合されない内は、又は少なくとも半製品が上側及び下側が箔によりカバーされるまでは、触媒を不活性しラクタムの完全な重合を妨げる望ましくない水の吸収を避けるために、更なる処理は５分内に要求される。
【００４０】
本発明は、繊維強化平坦半製品を製造するための方法だけでなく、繊維強化平坦半製品製の部品を製造する方法を提供する。
【００４１】
繊維強化平坦半製品製の部品を製造するための方法は以下の工程を含む：
（ｉ）上述したように、繊維強化平坦半製品を製造する工程、
（ｉｉ）金型に繊維強化平坦半製品を挿入する工程、及び、
（ｉｉｉ）繊維強化平坦半製品に成形工程を施し、金型の同時加熱でラクタムの重合によりポリアミドを形成して部品を製造する工程。
【００４２】
完成した繊維強化平坦半製品の製造は、半製品の製造から、部品の製造の分離を可能にする。半製品を連続プロセスで製造することが可能であり、製造工程の後に部品の製造にそれを利用することが可能である。これにより大量生産での使用を可能にする。ここでは、半製品の製造は、部品の製造から独立している。したがって、一例として、半製品を製造するために１台の装置を使用し、部品を製造するために結果として得られる半製品を成形する多数の装置を使用することが可能である。部品を製造するための装置毎に半製品の製造のための割り当てられたユニットは必要がなく、したがって、設備投資だけでなく運用コストをセーブすることが可能となる。
【００４３】
製造工程に関して、上述した方法により製造された繊維強化平坦半製品は、部品を製造するために繊維強化平坦半製品が成形される金型に挿入される。適切な成形プロセスの例としては、熱成形プロセス又はプレス工程である。
【００４４】
部品を製造するために半製品が成形されるモールディングは、ラクタムがポリアミドを生成するためにアニオン重合される本発明の温度で加熱される。ここで、金型の温度は１００から２００ ℃、より好ましくは１２０から１８０°の範囲であり、特別には１４０から１７０℃の範囲である。ラクタム内に含まれる触媒は、アニオン重合反応を触媒し、得られたポリアミドは、重合反応後依然として触媒を含む。
【００４５】
図は、本発明の１つの実施の形態を示し、これは、以下の説明においてより詳細に説明される。
【００４６】
単一の図は、繊維強化平坦半製品を製造するための本発明の方法を示す図である。
【００４７】
第１の箔５は、繊維強化平坦半製品３を製造するための装置１に導入される。第１の箔５は、搬送ベルト７に付着される。適切な搬送ベルト7は、箔５を搬送することが可能な当業者に周知である簡単な任意の所望の搬送ベルトである。搬送ベルト７の表面は、箔５を搬送ベルト7の移動又は搬送ベルト7へ付着することによって損傷されないように設計されている。工程を連続的に動作させることができるようにするために、箔５は、ロール９に準備されており、ロール９から箔が巻き戻されて装置１へ導入される。
【００４８】
ここに示す実施の形態では、繊維１１の２つのプライは箔５に載置されている。ここで、繊維１１は、織物、ニット、レイドスクリム、又は不織布の形態を取ることができ、又は平列配向繊維、糸、スレッド、又は索具の形態を取ることができる。平列配向繊維が使用される場合、個々のプライの繊維を相互に非平行に、好ましくはこれらの間で９０°の回転角度を有するように配向することが好ましい。繊維１１の添加は、連続的に行われ、繊維１１は、ロール１３に準備されている。箔５上に載置された繊維１１は、浸漬すべき織物構造体１５を形成する。
【００４９】
ラクタムを有する織物構造体１５の繊維の均一な濡れを得るために、織物構造体を加熱することが好ましい。矢印１７は熱の供給を示している。加熱後、織物構造体１５は、溶融したラクタムに浸漬される。溶融したラクタムは、ポリアミドを生成するためのアニオン重合反応を触媒する少なくとも１種の触媒を有し、また任意に、少なくとも１種の活性化剤を含む。材料は、ラクタムから製造されるポリアミドの特性に影響を与えることができる更なる添加剤を含むことができる。織物構造体１５が加熱される温度は、使用するラクタムの溶融温度であることが好ましい。その温度は、７０から９０℃の範囲が好ましい。加熱工程の間に、溶融ラクタムの温度、及び織物構造体が加熱される温度がラクタムのアニオン重合のための開始温度未満に維持されるように注意しなければならない。
【００５０】
ここに示される実施の形態において、活性化剤を有する溶融ラクタムが第１フィード１９を介して、触媒を有する溶融ラクタムが第２フィード２１を介して混合ユニット２３に添加される。混合ユニットは、例として、押出機の形態で又は他のスタティックミキサーの形態で設計されても良い。活性化剤及び触媒を有するラクタムの均一な混合物が混合ユニット内に生成される。活性化剤と触媒を含む溶融したラクタムは、織物構造体１５に付着される。当業者に周知の任意の装置が織物構造体１５を浸漬するのに使用できる。一例を挙げると、溶融ラクタムを有する織物構造体を浸漬させるために、カーテンコーティング又は他のダイコーティングプロセスを使用することが可能である。別の可能性では、ラクタムを織物構造体１５に噴霧することによって浸漬され得る。溶融ラクタムを有するバスを介して織物構造体を通過させる、又は濡れたロールを使用してそれらを浸漬させることもまた可能である。織物構造体を浸漬させるためにスプレー浸漬プロセスを使用することがここでは好ましい。
【００５１】
ここに示す実施の形態では、第２箔２７が浸漬工程の後、浸漬織物構造体２５に付着される。第２箔２７は、第１箔５と同様に、それが準備されているロール２９から巻き戻されていることが好ましい。
【００５２】
次の工程では、浸漬織物構造体２５が押圧される。この目的のために、浸漬織物構造体２５は、例えば、搬送ベルト７に対してロール３１によって強制的に力が加えられる。別の可能性では、浸漬織物構造体２５は、２つのコントラ回転ロール間を通過させることができる。ここで、コントラ回転ロール間の距離は、ロールを通過する前、浸漬織物構造体２５の厚さよりも小さい。ロール間の距離、又は搬送ベルト７からロール３１の距離は、浸漬織物構造体２５が押圧される力を調整するために使用される。
【００５３】
ここに示されていない実施の形態では、少なくとも１種の更なる繊維プライが、浸漬処理後に、織物構造体の上側及び／又は下側に付着される。付着加的に付着される繊維は、好ましくは、織物構造体１５を形成する繊維１１と同種である。しかし、別の可能性では、 織物構造体１５を形成する繊維は、例えば、平列配向繊維、糸、スレッド又は索具の個々のプライであり、又は織物構造体１５及び付着加的なプライは織物又はニットである。
【００５４】
浸漬織物構造体２５の押圧は、ラクタムを付着加的に付着された繊維プライへ押入れ、付着加的に付着された繊維プライは、このようにしてラクタムに浸漬される。
【００５５】
織物構造体２５は、プレス工程後に冷却される。矢印３３は、これを描いている。冷却工程は、ラクタムを固化し、固体ラクタムを含む織物構造体が製造される。これは、例えば、ブレード、パンチ、又は鋸刃等のカッタ３５を用いて終了され、繊維強化平坦半製品３が製造される。
【００５６】
部品を製造するために、繊維強化平坦半製品は金型に挿入される。金型は、ポリアミドを生成するために、ラクタムが完全なアニオン重合を受ける温度に加熱される。アニオン重合反応の開始温度を超える温度に加熱すると、ラクタムが重合され、織物構造体はラクタムにより浸漬される。そして、対応するポリアミドが生成される。同時プレス加工により、繊維強化平坦半製品は、製造すべき部品の所望の形状に変換される。
【００５７】
このようにして製造することができる部品の例としては、車体ワークの部品、自動車用構造部品であり、例えば屋根又はフロアである。また、車両の構成部品、例えば、アセンブリサポート、座席構造体、ドアクラッド又は内部クラッドであり、更に、風力発電システムや鉄道車両用の部品である。
【符号の説明】
【００５８】
１  繊維強化平坦半製品を製造するための装置
３  繊維強化平坦半製品
５  ポリアミド箔
７  ベルトコンベア
９  ポリアミド箔を有するロール
１１  繊維
１３  繊維を供給するロール
１５  織物構造体
１７  熱源
１９  第１フィード
２１  第２フィード
２３  混合ユニット
２５  浸漬織物構造体
２７  第２ポリアミド箔
２９  第２ポリアミド箔を有するロール
３１  ロール
３３  冷却装置
３５  カッタ
【図１】
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