(57)【要約】本発明に係る繊維構造プレフォームの製造方法は、基材層の少なくとも特定領域に剥離層３，２６を設ける工程と、ＴＦＰプロセスの完了後に、繊維構造プレフォーム１，２５を固定装置２４内に設置して、前記固定装置２４内において供給される熱によって固定用縫糸１７の少なくとも一部を溶解する工程と、剥離層３，２６によって繊維構造プレフォーム１，２５から離間されている基材層２を繊維構造プレフォーム１，２５から取り外す工程とを含む。本発明に係る製造方法によって製造された繊維構造プレフォームは、所望の厚みを得つつ欠陥無しの最適な繊維構造を有し、高機械的負荷に耐える必要がある耐負荷部材用の複合材料体を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
力の向きに応じた方向で剥離層（３，２６）を有する基材層（２）の上に配置され、且つ、少なくとも一つの上方固定用縫糸（１８，１９）及び少なくとも一つの下方固定用縫糸（２０）を含む固定用縫糸（１７）によって取り付けられた繊維素線（４〜１６）を備えた所望厚みの単層又は多層の繊維構造プレフォーム（１，２５）をＴＦＰプロセスによって製造する方法であって、
ａ）層厚の薄いＰＴＦＥフィルムの形態をなす剥離層（３，２６）を前記基材層（２）に設ける工程と、
ｂ）ＴＦＰプロセスによって前記剥離層（３，２６）上に前記繊維構造プレフォーム（１，２５）を配置する工程と、
ｃ）前記ＴＦＰプロセスの完了後に、前記繊維構造プレフォーム（１，２５）を固定装置（２４）内に設置する工程と、
ｄ）供給される熱によって前記固定装置（２４）内において前記固定用縫糸（１７）の少なくとも一部を溶解する工程と、
ｅ）前記剥離層（３，２６）によって前記繊維構造プレフォーム（１，２５）から離間されている前記基材層（２）を前記繊維構造プレフォーム（１，２５）から除去する工程とを含むことを特徴とする繊維構造プレフォームの製造方法。
【請求項２】
前記固定用縫糸（１７）の少なくとも一部が溶解される前に負圧を加えることによって前記固定装置（２４）内において前記繊維素線（４〜１６）の空間位置を固定することを特徴とする請求項１に記載の繊維構造プレフォームの製造方法。
【請求項３】
前記繊維素線（４〜１６）の空間位置を固定する状態で、少なくとも上方固定用縫糸（１８，１９）及び／又は前記下方固定用縫糸（２０）を前記固定装置（２４）内において少なくとも部分的に溶解することを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維構造プレフォームの製造方法。
【請求項４】
熱可塑性材料及び／又は熱硬化性材料等の補助的な結合剤を用いて前記固定装置（２４）内において前記繊維素線（４〜１６）の空間位置を固定することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の繊維構造プレフォームの製造方法。
【請求項５】
前記固定用縫糸（１７）は、熱可塑性材料又は可溶性糸等の易溶解性材料によって形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の繊維構造プレフォームの製造方法。
【請求項６】
少なくとも２つの前記繊維構造プレフォーム（１，２５）が重ね合わされることで多層の繊維構造プレフォームが形成されることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の繊維構造プレフォームの製造方法。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載の製造方法によって繊維構造プレフォーム（１，２５）を製造する際に利用される基材層（２）であって、
層厚の薄いＰＴＦＥフィルムによって少なくとも所定領域に少なくとも一つの剥離層が設けられていることを特徴とする基材層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力の向きに沿うように配列され、基材層の上に配置され、且つ、少なくとも一つの上方固定用縫糸及び少なくとも一つの下方固定用縫糸を含む固定用縫糸によって取り付けられた繊維素線を備えた所望厚みの単層又は多層の繊維構造プレフォームをＴＦＰ（Tailored Fibre Placement）プロセスによって製造する方法に関する。
又、本発明は、前記製造方法を実施する為の基材層に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量構造体、特に、航空機の構造体においては、非常に大きな機械的負荷に耐え得ることができると同時に質量軽減を図り得る強化繊維プラスチック製の複合材料体の利用が増加している。これらの材料体は、後工程においてポリエステル樹脂，エポキシ樹脂等の硬化可能なポリマー材料が染み込まされる又は含浸される強化繊維を用いて形成され、最終製品を構成する。耐力構造部品の為に今日まで利用されていた金属材料と比較すると、強化繊維複合材料体は、方向又は向きに依存した機械的特性を有している。
【０００３】
即ち、この種の材料体における強化繊維の配列は、その材料体の剛性及び強度に決定的な影響を与える。最適な機械的特性を得る為に、強化繊維は、可能であるならば、負荷の方向に応じて配列されるべきであり、且つ、波状曲線が存在しないように、即ち、延伸された状態とされるべきである。さらに、個々の強化繊維が均一な機械負荷にさらされることが望ましい。
【０００４】
ポリマー材料を強化する為の従来の半完成品、例えば、織り込まれた又は重合された繊維組織体においては、通常、強化繊維が特定の固定された向きで配置されている為に、考え得る全ての繊維配列が実現できる訳ではない。重合された繊維組織は「覆われた状態(draped)」、即ち、例えば、円形リング等の区画を形成する為にシワの無い平面状に配置され得るが、重合繊維組織体に含まれる強化繊維を、力の流れの複雑な向きに応じた経路に沿わせることは実質上不可能である。
【０００５】
負荷に応じて繊維を配列させるという要求を満たす為の一つの可能性のある方法として、ＴＦＰプロセスが知られている。このＴＦＰプロセスは、機械的な強度を向上させる為に所望の湾曲経路に沿って互いに対して平行に重ね合わせられた個々の強化繊維の多重体によって形成される繊維素線体（粗紡、ロービング）を含んでおり、前記繊維素線は固定用縫糸を利用して基材層に取り付けられて繊維構造プレフォーム（プレフォーム（中間成形体））を形成する。従って、個々の繊維素線の配列は複合材料完成品に作用する力の向きに実質的且つ最適に適合され得る。なお、前記固定は、従来の縫い付け方法に対応した方法でループを形成するように前記基材層の下で互いに連結される上方固定用縫糸及び下方固定用縫糸によって行われる。又、繊維素線の取付は、例えば、通例のジグザグ状の縫い目で行われる。この方法で得られる繊維素線の機械的耐力特性を最適に利用することで、繊維素線の数量を低減でき、従って、繊維構造プレフォームの質量を低減することができる。さらに、前記材料体における交差部分は、局所的な負荷に理想的な方法で適合され得る。さらに、追加の繊維素線を重合させることによって、力が導入される領域等の特定の負荷を受ける部分を局所的に補強することも可能である。例えば、補強繊維として、ガラス繊維，カーボン繊維，アラミド繊維等が使用される。
【０００６】
ＴＦＰプロセスによる繊維構造プレフォームの製造は、例えば織物業界においても使用される従前のＣＮＣ制御自動裁縫及び刺繍機で行われる。全ての必要な層が繊維素線と共に重合され且つ基材層に取り付けられると、実質的に既に所望の最終外形又は最終形状を有する完成品状態の繊維構造プレフォームは、密閉可能な金型内に置かれ、硬化可能なポリマー材料が含浸され、次いで、製品複合材料体を形成する為に硬化処理される。複数のＴＦＰ繊維構造プレフォーム及び／又は補強繊維層がこの段階で結合され得る。多層の繊維構造プレフォームは、（単一、単層の）繊維構造プレフォームを複数個積み重ねることで形成され、これにより、前記自動裁縫及び刺繍機における針の長さを考慮すると製造することができないような材料厚みを得ることができる。従って、多層の繊維構造プレフォームは、該多層の繊維構造プレフォーム内に互いに略平行に配列される少なくとも２つの基材層を有することになる。
【０００７】
繊維構造プレフォームへの硬化可能なポリマー材料の含浸は、例えば、必要に応じて密閉可能とされる金型内において公知のＲＴＭ方法（樹脂転写成形 (Resing Transfer Moulding)）によって行われる。
【０００８】
しかしながら、複数の固定用縫糸及び基材層が存在する為に、ＴＦＰプロセスは、複合材料体内において何らの作用、特に、支持作用を奏さない付属の構成要素を繊維構造プレフォームにもたらす。複数の基材層及び固定用縫糸は共に、理想的な層配列の実現の妨げとなり、さらに、全体重量の不必要な増加を招く。このことは、特に、複数の繊維構造プレフォームを積層する場合や、複数の繊維素線層を重合させることで厚い層厚の単層の繊維構造プレフォームを形成する場合に、顕著になる。さらに、製品複合材料体においては基材層の領域において層間剥離が生じ易い。前記基材層自身は、例えば、ガラス又はカーボン繊維織物等の強化繊維織物によって形成され得るが、この場合であっても、強化繊維の少なくとも一部は、通常、負荷に応じた配列を有さないことになる。又、ある環境下においては、強化繊維織物がＴＦＰプロセスの間に縫合針の穿孔によって損傷され、これにより、材料特性が悪化し得る。固定用縫糸は、例えば、裁縫の結果として及び上方固定用縫糸と下方固定用縫糸とによってループを形成する為の両者の間の結び目の結果として繊維素線に沿った波状が形成されるというさらなる欠点を繊維構造プレフォームにもたらす。このことは、複数の繊維構造プレフォームが重合される場合には欠陥層の原因にもなり得る。
【０００９】
さらに、ＴＦＰプロセスにおいては、固定用縫糸，繊維素線及び基材層が縫い付けられることによって強固に固着される為、前記基材層を繊維構造プレフォームから無理に引き剥がすことは通常不可能であり、特に、繊維素線における個々の強化繊維を損傷することなく前記基材層を引き剥がすことは不可能である。
【００１０】
下記特許文献１には、繊維構造プレフォームの固定用縫糸を化学的に溶解又は熱溶解させる方法が開示されている。しかしながら、縫い付け基材層の引き剥がしの結果として繊維素線が損傷する恐れは残る。この方法における固定用縫糸の化学的溶解は、繊維構造プレフォームの含浸工程中において適切な樹脂システムを用いることによってのみ行われる。従って、樹脂基体の機能障害を無視することはできない。
【特許文献１】ドイツ公開公報100 61 028 A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ＴＦＰプロセスによって繊維構造プレフォームを製造する方法であって、前記繊維構造プレフォームから基材層を容易、特に、繊維素線に損傷を与えることなく除去させることができ、これにより、不要な基材層を有さない繊維構造プレフォームを形成して、繊維構造プレフォームを用いて製造される複合材料体に最適な積層特性を与えると共に、力の流れに実質的に応じて配列された強化繊維の配置を実現し得る繊維構造プレフォームの製造方法を提供することである。
さらに、ＴＦＰプロセスにおいて必要とされる固定用縫糸によって生じる繊維構造プレフォームの機械的特性への影響、特に、欠陥等の発生を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的は、請求項１に記載の発明特定事項を備えた製造方法によって達成される。
【００１３】
少なくとも特定領域において基材層に剥離層を設ける工程と、ＴＦＰプロセスの完了後に繊維構造プレフォームを固定装置内に配置して、前記固定装置内において供給熱によって固定用縫糸の少なくとも一部を溶解させる工程と、その後に前記剥離層によって前記繊維構造プレフォームから離間されている基材層を前記繊維構造プレフォームから除去する工程とを含むことにより、ＴＦＰプロセスを実施する為に必要とされる前記基材層を、前記繊維構造プレフォームにおける繊維素線を損傷させることなく、前記繊維構造プレフォームから除去することができる。同時に、前記固定用縫糸を溶解させることによって、前記繊維素線の空間位置を前記固定装置内において固定することができ、これにより、前記剥離層によって前記繊維構造プレフォームから離間されている基材層を取り除く為に、前記固定用縫糸の部分的な溶解の後に行われる処理工程に際し位置ズレが生じないように前記繊維構造プレフォームを前記固定装置から移動させることができる。
【００１４】
本発明に係る製造方法のさらなる改良点は、前記剥離層が非粘着特性を有する材料によって形成されていることである。前記剥離層を備えることにより、前記繊維構造プレフォームにおける繊維素線を損傷させることなく、前記基材層を実質的に前記繊維構造プレフォームから除去することができる。
【００１５】
本発明に係る製造方法の好ましい形態においては、前記固定用縫糸を少なくとも部分的に溶解する前に、負圧を与えることにより繊維素線の空間位置が前記固定装置内において固定される。
斯かる構成によれば、前記固定装置内での溶解工程の前又は間に、前記繊維構造プレフォーム内において繊維素線が位置ズレすることを防止できる。前記固定装置は、製造される繊維構造プレフォームに略対応した形態を有するベースとして形成され得る。ＴＦＰプロセスによって形成された繊維構造プレフォームは、前記ベース上に載置され且つ前記ベースにシール部材によって気密に連結された真空容器内に設置される。前記真空容器内を負圧とすることにより、前記真空容器自身が繊維構造プレフォームを押圧し、これにより、繊維素線を固定する。適切な場合には、特に、繊維構造プレフォームが大きな形状を有する場合には、前記繊維構造プレフォームの表面全体に亘って可能な限り均一に負圧を作用させる為に、例えば気体透過性の不織布等の気体透過性排気層で繊維構造プレフォームの少なくとも特定領域を覆う必要がある。これに代えて、開放孔セル構造を有する剛性の発泡体シートを用いることも可能である。繊維構造プレフォームが真空容器の内側及び／又はベースにひっつくことを防止する為に、繊維構造プレフォームの少なくとも特定領域に剥離フィルムを設けることができる。
【００１６】
さらなる好ましい形態においては、前記固定装置内において繊維素線の空間位置を固定する為に、少なくとも上方固定用縫糸及び／又は下方固定用縫糸が少なくとも部分的に溶解される。斯かる構成によれば、繊維素線の間に十分な結合が得られ、これにより、繊維素線の空間位置の意に反した位置ズレが有効に防止される。従って、前記固定装置内での固定処理の完了後に、例えば基材層の除去等の後続する処理の為に繊維構造プレフォームを前記固定装置から取り除く際に、繊維構造プレフォームが変形する危険を防止できる。さらに、繊維構造プレフォームにおける割れ目等の欠陥が大きく低減又は排除され、これにより、繊維構造プレフォームに理想的な機械的特定を与えることができる。なお、前記欠陥は、例えば、繊維素線を固定用縫糸で縫いつけることに起因して生じる繊維素線の波状形態によって生じる。さらに、特に、複数の繊維素線を有する繊維構造プレフォームの場合には、上方固定用縫糸及び下方固定用縫糸によって繊維素線を縫いつけると、基材層の下面に多くのループが生じ、又、ある状況下では繊維構造プレフォーム内に結び目が生じる。このような不都合は、固定用縫糸の少なくとも一部の溶解によって除去される。さらに、剥離層と共に上方固定用縫糸の少なくとも一部を溶解させることによって、繊維素線を損傷させることなく、基材層を繊維構造プレフォームから容易に取り除くことができる。この場合において、固定用縫糸は溶解状態において十分な高粘性を有する材料で形成することができ、これにより、前記固定用縫糸の形成材料が非制御状態で繊維構造プレフォーム内に侵入することを防止できる。
【００１７】
さらに好ましい形態においては、前記固定装置内での繊維素線の空間位置の固定は、熱可塑性材料及び／又は熱硬化性材料等の補助的な結合剤によって行われる。斯かる構成によれば、繊維素線の固定状態を向上させることができ、従って、繊維構造プレフォームの寸法形状を安定化させることができる。
【００１８】
又、本発明の前記目的は、請求項７に記載の基材層によって達成される。
【００１９】
基材層の少なくとも特定領域に少なくとも一つの剥離層を設けることにより、前記基材層を前記繊維構造プレフォームから容易に、特に、前記繊維構造プレフォーム内の繊維素線を損傷させることなく、除去又は離間させることができる。
【００２０】
さらに、前記目的は本発明に係る繊維構造プレフォームによって達成される。
【００２１】
請求項１から７の何れかに記載の製造方法によって製造された繊維構造プレフォームは、繊維構造プレフォームの均質性を損なう基材層が存在しない為、理想的な機械的特性を有し、且つ、固定用縫糸が少なくとも部分的に溶解されることによって繊維構造プレフォームにおける欠陥が殆ど除去される。この効果は、多層の繊維構造プレフォームの場合に特に有効である。
【００２２】
本発明に係る製造方法及び基材層のさらなる利点は、特許請求の範囲によって表される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る方法及び本発明に係る基材層について、図１及び図２を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
図１は、ＴＦＰプロセスによって形成される、剥離層を備えた繊維構造プレフォームの模式断面を示している。
【００２５】
繊維構造プレフォーム１は、基材層２と、前記基材層２上に配置された剥離層３とを有している。前記剥離層３は、例えば、非粘着特性を有する薄層化されたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）フィルム等によって形成される。
又、前記剥離層３は、例えばポリエチレン又はポリプロピレン等の非粘着特性を有する他のポリマーフィルムによっても形成され得る。さらに、前記剥離層３は、例えば、剥離コーティング等の剥離剤が設けられた繊維織物等のシート状形成体によっても形成され得る。これに代えて、前記剥離層３は、前記基材層２の上面に非粘着性材料を吹きつけ又は塗布することによっても形成することができ、この場合には、前記剥離層３は前記基材層２の一部となる。前記剥離層３は、製造メーカによって前記基材層２に付加され得る。
【００２６】
公知の方法に従って、繊維素線４〜１６が、力の向きに実質的に応じた配列状態でＴＦＰプロセスによって前記剥離層３上に積層され、且つ、上方固定用縫糸１８，１９及び下方固定用縫糸２０の形態をなす固定用縫糸１７によって前記基材層２に取り付けられる。前記繊維素線４〜１６は、互いに対して平行に配置された、例えばグラス繊維，カーボン繊維又はアラミド繊維等の個々に分離された強化繊維の多重構造体によって形成される。図１においては、前記強化繊維は紙面に対して略直交する方向に沿っている。前記繊維素線４〜８は前記繊維構造プレフォーム１における上部層２１を形成し、前記繊維素線９〜１６は前記繊維構造プレフォーム１における下部層２１を形成している。従って、前記固定用縫糸１７をガイドする為に前記ＴＦＰプロセスにおいて一般的に使用される裁縫針は、前記基材層２と共に、前記層２１，２２と、前記層２２及び前記基材層２の間に配置された前記剥離層３に対して穿孔する。裁縫ヘッドを２つの空間領域において制御可能なＣＮＣ制御装置等の公知の自動裁縫及び刺繍装置が前記繊維構造プレフォーム１の製造に使用され得る。重合される繊維素線のガイドは、前記裁縫ヘッド又は別体の案内手段によって行われ得る。
【００２７】
前記上方固定用縫糸１８，１９及び／又は前記下部固定用縫糸２０は、例えば熱可塑性樹脂や可融性糸等の易溶解性材料によって形成される。この場合において、前記易溶解性材料は、可能な限りにおいて非制御状態の拡散が繊維構造プレフォーム１内において生じないように、溶解状態において高粘性を有するものとされる。前記基材層２はＴＦＰプロセスを完了する際に機械的に前記剥離層３から脱離又は取り外される為、ＴＦＰプロセスに適切な通例の材料によって形成される。公知のＴＦＰプロセスの場合の手順との相違として、本発明においては、繊維構造プレフォーム１における第２層２２及び基材層２の間に、縫い付け又は刺繍によって繊維構造プレフォーム１又は基材層２に連結される少なくとも一つの剥離層３が存在する。
【００２８】
前記上方固定用縫糸１８，１９及び前記下方固定用縫糸２０間の連結の結果として、前記基材層２の下面には複数のループ２３が形成される。なお、図面全体の見易さを担保する為に、複数のループのうちの一つにだけ符号を付している。前記ループによって、前記繊維素線４〜１６は、前記基材層２の下方において該基材層２に結合又は固着される。いわゆる多層の繊維構造プレフォームは、基材層２が取り除かれ且つ固定用縫糸１７が少なくとも部分的に溶解された複数の繊維構造プレフォームを重合することによって形成される。
【００２９】
図２は、本発明に係る製造方法を実施する際に固定用縫糸を少なくとも部分的に溶解する為に利用され得る固定装置の一実施の形態を示している。
【００３０】
公知のＴＦＰプロセスによって生成される、剥離層２６を備えた繊維構造プレフォーム２５が、固定装置２４内に設置されている。前記繊維構造プレフォーム２５は、図１における繊維構造プレフォーム１の説明に対応した構成を有している。
【００３１】
前記固定装置２４は、ベース２７と、シール部材２８，２９と、吸引口３１を有する真空容器３０とを備えている。さらに、前記固定装置２４には、図示しない加熱装置及び温度センサ３２が備えられる。前記シール部材２８，２９によって、前記真空容器３０は、周囲に対して密閉状態にシールされた状態で前記ベース２７に連結されている。
【００３２】
本発明に係る製造方法のうち前記固定用縫糸の少なくとも部分的な溶解に関する段階を実施する為に、第１の工程においては、ＴＦＰプロセスによって形成された前記繊維構造プレフォーム２５が前記固定装置２４内に配置される。前記繊維構造プレフォーム２５が意に反して前記装置の他の構成部品にひっつくことを防止する為に、所望に応じて、前記繊維構造プレフォーム２５は少なくとも部分的に剥離フィルム３３，３４で覆われる。前記剥離フィルム３３，３４は非粘着特性を有するものとされ、前記剥離層２６と同一材料で形成され得る。前記剥離フィルム３３，３４は、例えば、ＰＴＦＥ材料等で形成され得る。前記真空容器３０内の全域において十分な負圧を得る為に、特に前記繊維構造プレフォーム２５が大きな表面積を有する場合には、気体浸透性を有する不織布３５が、前記繊維構造プレフォーム２５上の少なくとも特定領域に配置され、これにより、「真空又は負圧の為の排気」作用が奏される。気体浸透性を有する不織布３５を備えることにより、前記繊維構造プレフォーム２５の全表面に亘って均一な負圧が作用する。
【００３３】
第２の工程においては、前記吸引口３１を介して負圧が生成される。負圧状態とすることにより、前記繊維構造プレフォーム２５が強固に押圧されると同時に、前記ベース２７に押し付けられるという効果が得られ、これにより、固定用縫糸が少なくとも部分的に溶解され且つその後に冷却された固定用縫糸が前記繊維構造プレフォーム２５内において結合作用を奏するまで、繊維素線が意に反して位置ズレすることを防止できる。
【００３４】
第３の工程においては、前記固定用縫糸が前記繊維構造プレフォームを固定した状態、即ち、特に繊維素線の互いに対する相対的な空間位置を保持した状態で、前記繊維構造プレフォーム２５内の前記固定用縫糸が少なくとも部分的に溶解されるように、前記固定装置２４が前記加熱装置によって加熱される。前記繊維構造プレフォーム２５は、冷却された後に、非制御状態で寸法変化するという危険性無しに前記固定装置２４から取り出される。なぜなら、前記繊維構造プレフォーム２５に貫通され且つ冷却された固定用縫糸材料の結合作用の結果として、十分な寸法安定性が得られるからである。前記固定用縫糸の溶解の結果として得られる固定作用は、結合剤を繊維構造プレフォーム２５内又は上に付加することによってさらに強化される。前記結合剤としては、例えば、熱可塑性及び／又は熱硬化性材料、特に、粉末状又は粒状とされたこれらの材料が利用され得る。
【００３５】
第４の工程においては、最後に、前記基材層が除去される。前記基材層の除去は、前記剥離層２６の非粘着特性によって容易に行うことができる。特に、前記剥離層２６が存在することによって、前記基材層を前記繊維構造プレフォーム２５から迅速に且つ残留物を残すことなく、さらには、強化繊維の破裂又は破損等の繊維素線への損傷を与えることなく、除去することができる。前記ベース２７は、好ましくは、前記繊維構造プレフォーム２５から生成される複合材料体の所望形状にほぼ対応した表面形状を有し得る。前記ベース２７は、異なる形態の繊維構造プレフォーム２５に適用できるように、可撓性を有するように形成され得る。
【００３６】
前記製造方法の全体の手順は、開ループ及び閉ループ制御装置によって監視される。前記制御装置は、図示を省略するが、温度センサ３２によって検出される温度値を検知して、所定条件に応じた方法で繊維構造プレフォームに供給される加熱量を制御する。さらに、前記開ループ及び閉ループ制御装置によって、前記ベース２７の表面形状をコンピュータ制御下において異なる形状を有する繊維構造プレフォームに適合させることが可能となる。前記開ループ及び閉ループ制御装置は、個々の工程の手順を監視し且つ制御し、好ましくは、本発明に係る製造方法の全自動を可能とする。
【００３７】
前記繊維構造プレフォーム２５を所望サイズにカットするという任意の工程の後に、前記繊維構造プレフォーム２５は、完成状態の複合材料体を得る為に、例えば公知のＲＴＭプロセス（樹脂転写成形）によって、閉塞された金型内において硬化性ポリマー材料で直接的に加硫され得る。前記硬化性ポリマー材料として、例えば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂又はＢＭＩ樹脂等が例示される。複合材料部体の最終完成の前に、複数の繊維構造プレフォーム２５は、多層の繊維構造プレフォームを形成する為に、ＲＴＭ金型内に配置され得る。複合材料体の最終製品、即ち、架橋によって加硫され得る樹脂システムを繊維構造プレフォーム２５に含浸させることは、前記固定装置２４内ではなく、別体の閉塞可能なＲＴＭ金型内で行われる。
【００３８】
このようにして形成された繊維構造プレフォームは、実質的に最適な機械的特性を有すると同時に、大変に軽量である。特に、前記固定用縫糸の少なくとも一部の溶解及びその後の基材層の除去によって、繊維構造プレフォームの不均一性及び欠陥が大きく排除されるという効果が得られ、これにより、強化繊維が最適な配列とされた「略等方性の」繊維構造プレフォームを得ることができ、形成される複合材料体に最適な積層構造を与えることができる。本発明に係る製造方法によって製造される複合材料体は、複数の繊維構造プレフォームを積層することによって大きな厚みを有することができる。さらに、本発明に係る繊維構造プレフォームによれば、従来の繊維構造プレフォームにおいては基材層の領域において生じ得る層間剥離を防止することができる。
【００３９】
従って、本発明に係る製造方法によって製造される繊維構造プレフォームによれば、大気圏及び宇宙空間において大きな機械的負荷に耐えなければならない耐負荷部品の製造に利用される複合材料体を得ることができる。
【００４０】
以上のように、本発明は、所望の厚みを得る為に、力の向きに応じて基材層２の上に配置され、且つ、固定用縫糸１７、特に、少なくとも一つの上方固定用縫糸１８，１９及び少なくとも一つの下方固定用縫糸２０によって取り付けられた繊維素線４を備えた単層の又は多層の繊維構造プレフォームをＴＦＰプロセスによって製造する方法であって、剥離層３，２６を前記基材層２の少なくとも所定領域に取り付ける工程と、ＴＦＰプロセスの後に、前記繊維構造プレフォーム１，２５を固定装置２４内に配置して前記固定用縫糸１７の少なくとも一部を供給される熱によって溶解させる工程と、その後に、前記剥離層３，２６によって前記繊維構造プレフォーム１，２５から離間されている前記基材層２を前記繊維構造プレフォーム１，２５から取り除く工程とを含む繊維構造プレフォームの製造方法に関する。
【００４１】
前記剥離層３，２６は、好ましくは、非粘着特性を有する材料によって形成される。
【００４２】
例えば、前記繊維素線４〜１６の空間位置は、負圧を与えることによって前記固定用縫糸１７の少なくとも一部が溶解される前に、前記固定装置２４内において固定される。
【００４３】
好ましくは、前記繊維素線４〜１６の空間位置を前記固定装置２４内において固定し得るように、前記上方固定用縫糸１８，１９及び／又は前記下方固定用縫糸２０の少なくとも一部が溶解される。
【００４４】
前記繊維素線４〜１６の空間位置は、例えば、追加的又は補助的に加えられる結合剤、特に、熱可塑性材料及び／又は熱硬化性材料によって前記固定装置２４内において固定される。
【００４５】
前記固定用縫糸１７は、好ましくは、熱可塑性材料又は可溶性糸等の易溶解材料によって形成される。
【００４６】
好ましくは、少なくとも２つの繊維構造プレフォーム１，２５が重合されて、多層状の繊維構造プレフォームを形成し得る。
【００４７】
本発明は、さらに、特許請求の範囲に記載された製造方法に従って繊維構造プレフォーム１，２５を製造する際に利用される基材層２であって、少なくとも所定領域に少なくとも一つの剥離層３，２６を備えた基材層２に関する。
【００４８】
前記剥離層３，２６は、非粘着特性を有する材料によって形成される。
【００４９】
前記剥離層３，２６は、好ましくは、層厚の薄いＰＴＦＥフィルム等のポリマーフィルムによって形成され得る。
【００５０】
又、前記剥離層３，２６は、例えば、前記基材層２の少なくとも所定領域に設けられるコーティングによって形成され得る。
【００５１】
前記繊維構造プレフォーム１，２５は、好ましくは、特許請求の範囲に記載された方法によって形成される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、ＴＦＰプロセスによって形成される、剥離層付きの繊維構造プレフォームの模式断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る製造方法を実施する為の固定装置の模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１              繊維構造プレフォーム
２              基材層
３              剥離層
４〜１６        繊維素線
１７            固定用縫糸
１８，１９      上方固定用縫糸
２０            下方固定用縫糸
２１，２２      層
２３            ループ
２４            固定装置
２５            繊維構造プレフォーム
２６            剥離層
２７            ベース
２８，２９      シール部材
３０            真空容器
３１            吸引口
３２            温度センサ
３３，３４      剥離フィルム
３５            不織布
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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