(57)【要約】  成形材料のためのモールドであって、モールドは、少なくとも２つの対応するモールド・エレメントを含み、少なくとも２つの対応するモールド・エレメント（１４、１６、１８、２０）は、互いに向けておよび互いから離れるように、互いに対して移動可能であり、互いに向けての移動は、モールドによって形成されたキャビティーの中に位置決めされている成形材料に圧力を働かせ、ここで、モールド・エレメントが接触した状態のときに、モールド・キャビティーは、凹部（１２０）を含み、凹部（１２０）は、成形品の縁部を越えて位置付けされており、成形の間にガス（１２）が逃げることを可能にする、モールドである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力下で成形されることとなる成形材料を含有するモールド・キャビティーを含む成形システムであって、凹部が、前記成形材料の縁部に設けられており、圧力下での前記成形材料の成形の間に、閉じ込められたガスが前記モールド・キャビティーの中から逃げることを可能にする、成形システム。
【請求項２】
前記成形材料は、強化パーツおよび結合パーツを含み、前記結合パーツは、前記強化パーツを基材に、好ましくは、金属基材に結合するためのものであり、前記凹部は、前記結合パーツの縁部に設けられており、前記強化パーツの表面の中の、または、前記強化パーツの表面における、閉じ込められた空気を防止する、請求項１に記載の成形システム。
【請求項３】
前記凹部は、単に、前記結合パーツの前記縁部を越えて設けられている、請求項２に記載の成形システム。
【請求項４】
前記強化パーツは、強化樹脂材料を含浸されている繊維強化材料の１つまたは複数の層を含む、請求項２または３に記載の成形システム。
【請求項５】
前記成形材料は、前記成形材料を金属層に結合するための層を含む、請求項４に記載の成形システム。
【請求項６】
前記成形材料は、プリフォームを含み、前記プリフォームは、セレーションまたは波状のリップを含み、前記セレーションまたは波状のリップは、その縁部において前記プリフォームの末端を越えて延在しており、成形の間に、前記セレーションまたは波状のリップおよび前記キャビティーによって形成された前記凹部の中への空気の流れを可能にする、請求項１から５のいずれか一項に記載の成形システム。
【請求項７】
前記成形材料は、モールド・エレメントおよび金属層によって形成されたキャビティーの中に含有される、請求項１から６のいずれか一項に記載の成形システム。
【請求項８】
前記モールドは、加熱されることができ、前記モールドが、熱可塑性材料を軟化させるかまたは熱硬化性材料を硬化させることができるようになっている、請求項１から７のいずれか一項に記載の成形システム。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のシステムの中で使用するための成形材料のためのモールドであって、前記モールドは、少なくとも２つの対応するモールド・エレメントを含み、少なくとも２つの対応するモールド・エレメントは、互いに向けておよび互いから離れるように、互いに対して移動可能であり、互いに向けての前記移動は、前記モールドによって形成されたキャビティーの中に位置決めされている成形材料に圧力を働かせ、ここで、前記モールド・エレメントが接触した状態のときに、前記モールド・キャビティーは、凹部を含み、前記凹部は、前記成形材料の前記縁部を越えて位置付けされており、成形の間にガスが逃げることを可能にする、モールド。
【請求項１０】
請求項９に記載のモールドの中で使用するための請求項１から８のいずれか一項に記載のシステムの中で使用するための成形材料であって、前記成形材料は、プリプレグなどのような、プリフォームされた熱硬化性材料を含み、前記プリフォームは、その縁部において１つまたは複数のチャネルを提供するように形状決めされており、１つまたは複数の凹部を提供し、成形の間に前記プリフォームの末端を越えて空気が逃げることを可能にする、成形材料。
【請求項１１】
硬化可能な熱硬化性樹脂を含むプリフォームであって、前記プリフォームは、セレーション状の縁部、波状のリップ、または、コルゲーション状の縁部を有している、プリフォーム。
【請求項１２】
前記プリフォームは、プリプレグとして一般に知られている材料などのような、熱硬化可能な樹脂のマトリックスの中に埋め込まれている繊維材料を含む、請求項１１に記載のプリフォーム。
【請求項１３】
前記プリフォームは、プリプレグおよび接着剤層を含み、前記接着剤層は、前記プリプレグの一方の表面または両方の表面の上に設けられており、前記接着剤層は、セレーション、波状のリップ、または波状の縁部を有している、請求項１１または１２に記載のプリフォーム。
【請求項１４】
前記接着剤層は、前記プリフォームを金属に結合するように適合されている、請求項１３に記載のプリフォーム。
【請求項１５】
前記プリフォームは、樹脂が含浸された繊維強化層と、接着剤層と、金属層とを含む、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のプリフォーム。
【請求項１６】
成形材料のためのモールドであって、前記モールドは、前記モールドは、少なくとも２つの対応するモールド・エレメントを含み、少なくとも２つの対応するモールド・エレメントは、互いに向けておよび互いから離れるように、互いに対して移動可能であり、互いに向けての前記移動は、前記モールドの中に形成されたキャビティーの中に位置決めされている成形材料に圧力を働かせ、ここで、前記モールド・エレメントが接触した状態のときに、前記モールド・キャビティーは、凹部を含み、前記凹部は、前記成形材料の縁部を越えて位置付けされており、成形の間にガスが逃げることを可能にする、モールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形における改善、または成形に関する改善に関し、とりわけ、圧縮成形における改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮成形は、長年にわたって知られており、幅広く使用されており、幅広い範囲の物品の生産において使用されている。成形品は、可能な限り均一であり、成形品の断面全体にわたって所望の物理的特性を有するということが望ましい。しかし、成形品を生産するために、最初にモールドの中に材料を置き、次いで、モールドのエレメントを１つにまとめ、成形材料に圧力を働かせ、モールドの末端まで材料を押すということが必要である。モールドのモールド・エレメントが１つにまとめられるときに、エレメント同士の間のガス（空気、または他の流体）が、モールドの側部に向けて押し出されることとなる。とりわけ、複雑な形状の成形品の生産を伴う特定の状況では、これらの流体は、逃げることができず、それらは、成形材料の縁部に入り混じる可能性があり、生産される成形品の縁部の中に異常および欠陥を結果として生じさせ、成形品の性能の低減につながる。この問題は、繊維強化熱硬化性樹脂（それは、繊維強化熱硬化性樹脂の層のスタックとして成形されることが多い）からの成形品の生産において、とりわけ深刻である可能性があり、また、成形品が複雑な構造のものである場合には、一層深刻である可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、修正されたモールドを提供することによって、および、成形プロセスを提供することによって、これらの課題の解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、添付の請求項のうちのいずれか１つに定義されているような、システム、モールド、およびプリフォームが提供される。
【０００５】
ある実施形態では、圧力下で成形されることとなる成形材料を含有するモールド・キャビティーを含む成形システムであって、凹部が、成形材料の縁部に設けられており、圧力下での成形材料の成形の間に、閉じ込められたガスがモールド・キャビティーの中から逃げることを可能にする、成形システムが提供される。
【０００６】
成形システムは、モールドを含むことが可能であり、モールドは、少なくとも２つの対応するモールド・エレメントを含み、少なくとも２つの対応するモールド・エレメントは、互いに向けておよび互いから離れるように、互いに対して移動可能であり、互いに向けての移動は、モールドの中に形成されたキャビティーの中に位置決めされている成形材料に圧力を働かせ、ここで、モールド・エレメントが接触した状態のときに、モールド・キャビティーは、凹部を含み、凹部は、成形材料の縁部を越えて位置付けされており、成形の間にガスが逃げることを可能にする。
【０００７】
上記に説明されているようなシステムの中で使用するための成形材料は、プリプレグなどのような、プリフォームされた熱硬化性材料を含み、プリフォームは、その縁部において１つまたは複数のチャネルを提供するように形状決めされており、凹部を提供し、成形の間にプリフォームの末端を越えて空気が逃げることを可能にする。
【０００８】
チャネルは、波状の縁部、セレーション、またはコルゲーションの形態になっている。好適な実施形態では、プリフォームは、複数の層を含み、波状の縁部、セレーション、またはコルゲーションは、プリフォームの１つまたは複数の層の中に提供されている。好ましくは、波状の縁部、セレーション、またはコルゲーションは、結合層の中に提供されており、より好ましくは、結合層の中だけに提供されている。
【０００９】
プリフォームは、好ましくは、プリフォームを基材に結合するための接着剤を含有する結合層を含む。
【００１０】
プリフォームは、炭素繊維、ガラス繊維、またはアラミド繊維などのような、繊維材料を含むことが可能であり、その繊維材料は、樹脂のための硬化剤を含有するエポキシ樹脂またはポリエステル樹脂などのような、熱硬化性樹脂のマトリックスの中に埋め込まれている。
【００１１】
本発明のある実施形態では、成形材料は、プリフォームを含み、プリフォームは、コルゲーションを含み、コルゲーションは、その縁部においてプリフォームの末端を越えて延在しており、成形の間に、コルゲーションおよびキャビティーによって形成された凹部の中へのガスの流れを可能にする。
【００１２】
成形材料は、異なる材料の層を含む。１つの実施形態では、成形材料は、成形材料を金属層に結合するための層を含む。
【００１３】
さらなる実施形態では、成形材料は、繊維強化シート材料の部分的にまたは完全に硬化された複数の層を含む。
【００１４】
別の実施形態では、モールドは、加熱されることができ、モールドが、熱可塑性材料を軟化させるかまたは熱硬化性材料を硬化させることができるようになっている。
【００１５】
さらなる実施形態では、硬化可能な熱硬化性樹脂を含むプリフォームであって、プリフォームは、コルゲーション状の縁部を有している、プリフォームが提供される。プリフォームは、プリプレグとして一般に知られている材料などのような、熱硬化可能な樹脂のマトリックスの中に埋め込まれている繊維材料を含むことが可能である。
【００１６】
ある実施形態では、プリフォームは、プリプレグおよび接着剤層を含み、接着剤層は、プリプレグの一方の表面または両方の表面の上に設けられており、接着剤層は、コルゲーション状の縁部を有している。接着剤層は、プリフォームを金属に結合するように適合されている。
【００１７】
プリフォームは、樹脂が含浸された繊維強化層と、接着剤層と、金属層とを含むことが可能である。
【００１８】
プリフォームは、本明細書で説明されているような実施形態のいずれかの中で成形材料として使用され得る。
【００１９】
したがって、本発明は、流動可能な材料の成形のためのモールドであって、流動可能な材料は、その後にモールドの中で固化し、モールドは、モールドは、少なくとも２つのモールド・エレメントを含み、少なくとも２つのモールド・エレメントは、互いに向けておよび互いから離れるように、互いに対して移動可能であり、互いに向けての移動は、モールドの中に位置決めされている成形材料に圧力を一緒に働かせ、エレメントのうちの少なくとも１つが、その末端において成形品の縁部を越えて凹部を設けられており、エレメントがモールドの中の成形材料に圧力を働かせるときに、空気が逃げることを可能にする、モールドを提供する。
【００２０】
モールドは、加熱されることができる。
【００２１】
代替的な実施形態では、プリプレグなどのような、プリフォームされた熱硬化性材料を成形するステップを含む、方法であって、プリプレグは、炭素繊維、ガラス繊維、またはアラミド繊維などのような、繊維材料を含み、繊維材料は、樹脂のための加熱によって活性化されるハードナー（硬化剤）を典型的に含有するエポキシ樹脂またはポリエステル樹脂などのような、熱硬化性樹脂のマトリックスの中に埋め込まれており、プリフォームされた熱硬化性の材料は、それがその縁部において１つまたは複数のチャネルを提供するように形状決めされており、成形の間に、プリフォームの末端を越えてガスが逃げることを可能にする、方法が提供される。この実施形態では、本発明は、硬化可能な熱硬化性樹脂を含むプリフォームであって、プリフォームは、コルゲーション状の縁部を有している、プリフォームをさらに提供する。
【００２２】
プリフォームは、プリプレグとして一般に知られている材料などのような熱硬化可能な樹脂のマトリックスの中に埋め込まれている繊維材料であるということが好適である。また、プリフォームは、含浸されていない繊維強化体（乾燥繊維強化体）を含むことが可能である。また、プリフォームは、プリプレグおよび乾燥繊維強化体の組み合わせを含むことが可能である。
【００２３】
プリフォームを成形するステップを含むさらなる代替的な方法では、さらなる層が、モールドの中のプリフォームの少なくとも１つの側部に提供されており、そのさらなる層は、コルゲーションを提供されており、コルゲーションは、好ましくは、その縁部において、プリフォームの末端を越えて延在しており、成形プロセスの間に、コルゲーションによって形成されたスペースの中への空気の流れを可能にするようになっている。
【００２４】
本発明のこれらの実施形態では、スペースが、モールド・キャビティーの中に提供されており、成形プロセスによって閉じ込められているガスが、成形品の境界線を越えて逃げることを可能にする。必要とされるスペースは、成形品のサイズおよび形状、ならびに、繊維材料および硬化可能な樹脂マトリックスの性質に依存することとなる。たとえば、繊維材料は、織物材料であることが可能であり、織物材料は、きつくまたは緩く織られたものであることが可能であり、緩く織られた材料は、より多くのガスを含有することが可能であり、したがって、より大きいスペースが、任意の閉じ込められたガスの排出のために必要とされ得る。多くの場合に、プリプレグなどのようなプリフォームは、成形および硬化の前に、モールドの中にスタックされ、スタックが大きくなればなるほど、閉じ込められたガスの可能性が大きくなり、それが排出されることを可能にするために、より大きいスペースが必要とされ得る。
【００２５】
また、閉じ込められるガスの量、および、本発明にしたがってそれを除去する能力は、作り出されるパーツの形状の複雑性、および、必要とされるモールドの複雑性に依存する。
【００２６】
一般的に、パーツの形状が複雑であればあるほど、空気などのような閉じ込められたガスを除去することが難しくなり、より複雑な形状の成形品とともに、本発明の代替的な実施形態、重ね合わせられた接着剤フィルム層を使用することが好適である。
【００２７】
また、本発明は、異なる材料の層からの成形品の形成において有用である。たとえば、それは、とりわけ、自動車および航空宇宙コンポーネントとして有用な材料を作り出すために、接着剤層によってプリプレグに金属層を結合する際に使用され得る。ある実施形態では、プリフォームは、接着剤層を含み、接着剤層は、その縁部においてコルゲーションを提供され得り、コルゲーションは、閉じ込められたガスの排出のためのスペースを提供する。
【００２８】
曲がった繊維、線形の歪み、繊維強化複合材料の中の繊維のしわまたはこぶは、複合材の機械的な特性、とりわけ、強度および弾性係数を大きく悪化させるということが当技術分野において知られている。したがって、高度に整合させられた繊維によって複合材を製造することが、非常に望ましい。とりわけ、乾燥繊維層を含有するＶＡＲＴＭレイアップにおいて、レイアップおよび加工の両方の間に繊維アライメントを維持することは問題である。本発明は、繊維と繊維の間に閉じ込められたガスによってアライメントが乱される可能性を低減させることによって、繊維アライメントを維持することを助ける。
【００２９】
緯糸繊維および経糸繊維を有する、硬化されたまたは部分的に硬化された織物または非織物繊維強化シート材料は、とりわけ、プリプレグが一方向繊維を含有する場合に、１つまたは複数のプリプレグのスタックの形態のプリフォームの中の中間層として使用される場合がある。ラミネート・パーツは、プリプレグ、乾燥繊維材料、および繊維強化シート材料の１つまたは複数の層の任意の組み合わせから形成され得る。それぞれの層は、本発明の技法によって排出され得るガスを含有する可能性がある。
【００３０】
本発明のある実施形態では、モールドの中のレイアップは、繊維強化シート材料の部分的にまたは完全に硬化された複数の層を含有している。好適な実施形態では、これらの層は、緯糸繊維および経糸繊維を含有する材料の中間層によってレイアップされ、それは、スタックの中のプリプレグの中の繊維のアライメントが保持されることを保証する。本発明は、ガスがスタックから排出されることを可能にする。
【００３１】
部分的にまたは完全に硬化された繊維強化シート材料の使用は、非常に高い繊維含有量の物品の生産を可能にし、また、シートの中に高度に整合させられた繊維を備えた材料の大きいスタックから、物品の生産を可能にする。それに加えて、シート形状と硬化された状態の組み合わせは、複合材部材またはパーツを形成するレイアップの中の繊維のアライメント、または、換言すれば、真直度を損なうことなく、モールドの形状にシートを調節することを促進させる。これは、風力タービン・ブレードのエーロフォイルなどのような複雑な形状に対して、とりわけ重要であり、ここでは、所望の繊維分布は、複雑な３次元の形状になっている。本発明の使用は、そのような材料の特性の均一性を改善するということが見出された。
【００３２】
構造的繊維は、クラックの入った（すなわち、牽切された）、選択的に非連続的なまたは連続的な繊維を含むことが可能である。構造的繊維は、炭素、グラファイト、ガラス、金属ポリマー、アラミド、およびそれらの混合物などのような、多種多様な材料から作製され得る。ガラスおよび炭素繊維が、好適な炭素繊維であり、５０メートルから６０メートルなどのような、４０メートルを上回る長さの風力タービン・シェルに好適である。構造的繊維は、複数の個々の繊維から構成された個々のトウであることが可能であり、また、それらは、織物ファブリックまたは非織物ファブリックであることが可能である。繊維は、最終的なラミネートにおいて必要とされる特性にしたがって、一方向性、二方向性、または多方向性であることが可能である。典型的には、繊維は、３μｍから２０μｍの、好ましくは、５μｍから１２μｍの範囲にある直径を有する、円形またはほぼ円形の断面を有することとなる。
【００３３】
一方向構造的繊維の例示的な層は、Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＨｅｘＴｏｗ（登録商標）炭素繊維から作成されている。一方向繊維層を作成する際に使用するのに適切なＨｅｘＴｏｗ（登録商標）炭素繊維は、ＩＭ７炭素繊維（それは、６，０００または１２，０００フィラメント、および、それぞれ、重量０．２２３ｇ／ｍおよび０．４４６ｇ／ｍを含有する繊維として入手可能である）；ＩＭ８−ＩＭ１０炭素繊維（それは、１２，０００フィラメントおよび０．４４６ｇ／ｍから０．３２４ｇ／ｍの重量を含有する繊維として入手可能である）；ならびに、ＡＳ７炭素繊維（それは、１２，０００フィラメントおよび０．８００ｇ／ｍの重量を含有する繊維として入手可能である）を含む。
【００３４】
熱硬化性材料は、樹脂組成を含むことが可能である。樹脂組成は、硬化剤と組み合わせて１つまたは複数の樹脂コンポーネントを含む。好ましくは、樹脂コンポーネントは、エポキシ樹脂を含む。
【００３５】
エポキシ樹脂の反応性は、そのエポキシ当量（ＥＥＷ）によって示され、ＥＥＷが低いほど、反応性が高い。エポキシ当量は、以下のように計算され得る：（エポキシ樹脂分子量）／（分子当たりのエポキシ基の数）。別の手法は、以下のように定義され得るエポキシ価を計算することである：エポキシ価＝１００／エポキシ当量。分子当たりのエポキシ基を計算するためには：（エポキシ価×分子量）／１００。分子量を計算するためには：（１００×分子当たりのエポキシ基）／エポキシ価。分子量を計算するためには：エポキシ当量×分子当たりのエポキシ基。
【００３６】
エポキシ樹脂は、１５０から１５００の範囲内のＥＥＷによって示されるような高い反応性を有しており、好ましくは、２００から５００の範囲内のＥＥＷなどのような高い反応性を有しており、樹脂組成は、樹脂および促進剤または硬化剤を含む。適切なエポキシ樹脂は、単官能性、二官能性、三官能性、および／または四官能性エポキシ樹脂から選択される、２つ以上のエポキシ樹脂のブレンドを含むことが可能である。
【００３７】
適切な二官能性エポキシ樹脂は、例として、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（随意的に臭素化される）、フェノールおよびクレゾールエポキシノボラック、フェノール?アルデヒド付加物のグリシジルエーテル、脂肪族ジオールのグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、芳香族エポキシ樹脂、脂肪族ポリグリシジルエーテル、エポキシ化オレフィン、臭素化樹脂、芳香族グリシジルアミン、ヘテロ環式グリシジルイミジンおよびアミド、グリシジルエーテル、フッ素化エポキシ樹脂、グリシジルエステル、または、それらの任意の組合せに基づくものを含む。
【００３８】
二官能性エポキシ樹脂は、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、ジグリシジルジヒドロキシナフタレン、または、それらの任意の組合せから選択され得る。
【００３９】
好適な三官能性エポキシ樹脂は、例として、フェノールおよびクレゾールエポキシノボラック、フェノール−アルデヒド付加物のグリシジルエーテル、芳香族エポキシ樹脂、脂肪族トリグリシジルエーテル、二脂肪族トリグリシジルエーテル、脂肪族ポリグリシジルアミン、ヘテロ環式グリシジルイミジンおよびアミド、グリシジルエーテル、フッ素化エポキシ樹脂、または、それらの任意の組合せに基づくものを含むことが可能である。好適な三官能性エポキシ樹脂は、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｍｏｎｔｈｅｙ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から、ＭＹ０５００およびＭＹ０５１０（トリグリシジルパラ−アミノフェノール）ならびにＭＹ０６００およびＭＹ０６１０（トリグリシジルメタ−アミノフェノール）の商品名で入手可能である。トリグリシジルメタ−アミノフェノールはまた、住友化学株式会社（大阪、日本）から、ＥＬＭ−１２０の商品名で入手可能である。好適な四官能性エポキシ樹脂は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミン（三菱ガス化学株式会社からＴｅｔｒａｄ−Ｘの名称で、および、ＣＶＣ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからＥｒｉｓｙｓ  ＧＡ−２４０として市販されている）、ならびにＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルメチレンジアニリン（たとえば、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  ＭａｔｅｒｉａｌｓからのＭＹ０７２０およびＭＹ０７２１）を含む。他の好適な多官能性エポキシ樹脂は、ＤＥＮ４３８（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ）から）、ＤＥＮ４３９（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから）、Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＥＣＮ１２７３（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓから）、およびＡｒａｌｄｉｔｅ  ＥＣＮ１２９９（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓから）を含む。
【００４０】
述べられているように、本発明において使用されている層は、完成した物品を作り出すためにモールドの中で硬化されるプリプレグのスタックを形成することが可能である。プリプレグは、未硬化の状態の樹脂、および、硬化のための用意ができている樹脂に含浸されているか、または、その樹脂と組み合わせられている、繊維およびファブリックを説明するために使用される用語である。繊維は、トウまたはファブリックの形態になっていることが可能であり、トウは、一般的に、フィラメントと呼ばれる複数の細い繊維を含む。プリプレグの中に用いられる繊維材料および樹脂は、硬化された繊維強化材料の必要とされる特性に依存することとなり、また、硬化されたラミネートが利用されることとなる使用に依存することとなる。繊維材料は、本明細書において、構造的繊維として説明されている。樹脂は、さまざまな方式で、繊維またはファブリックと組み合わせられ得る。樹脂は、繊維材料の表面に留め付けられ得る。樹脂は、繊維材料を部分的にまたは完全に含浸させることが可能である。樹脂は、繊維材料を含浸させることが可能であり、プリプレグ材料の加工の間に空気などのようなガスの除去を促進させるための経路を提供するようになっている。
【００４１】
プリプレグの中の繊維は、硬化された繊維強化シート材料の長さに対して平行に配向された一方向繊維であることが可能である。これは、硬化された繊維強化シート材料の長さにおいて、非常に高い強度および剛性を提供する。他の配向、または、配向の組み合わせが、いくつかの用途において適切である可能性がある。他の適切な配向の例は、シート材料の長さに対して＋−４５°、＋−３０°、または０−９０°に配向された２軸の繊維；ならびに、＋−４５°におよびシート材料の長さに配向された３軸の繊維である。そのような配向は、複合材料の斜め方向のおよび／または捩じり方向の強度および剛性を増加させる。
【００４２】
経済的な視点から、成形サイクル時間は可能な限り短いことが望ましい。樹脂の硬化を強化するために熱を必要とするだけでなく、硬化反応自身が発熱反応であり、これは、とりわけ、大きくて厚いプリプレグのスタックの硬化に関して、時間／温度硬化サイクルに考慮に入れられる必要があり、それは、産業用途のためのラミネートの生産において益々よくあるようなことであり、そこでは、大量のエポキシ樹脂が用いられ、樹脂硬化反応の発熱に起因して、高い温度がスタックの中に発生させられ得る。過度の温度は、回避されるべきである。その理由は、それらが、モールド強化に損傷を与え、または、樹脂のいくらかの分解を引き起こす可能性があるからである。また、過度の温度は、樹脂の効果に対する制御の喪失を引き起こし、暴走硬化につながる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
本発明が、添付の図面を参照することによって図示されている。
【００４４】
【図１】第１の成形プロセスの概略図である。
【図２】本発明の実施形態による成形プロセスの概略図である。
【図３】本発明の実施形態による、セレーションを含まない硬化されたプリフォーム（ａ）、および、セレーションを含むプリフォームを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１は、従来の成形システム（１０）の一部を示しており、従来の成形システム（１０）は、圧力下で成形される成形材料（炭素繊維強化プラスチック、ＣＦＲＰ）を含有する、モールド・エレメント（１４、１６、１８、２０）によって形成されたモールド・キャビティーを含む。モールド・エレメント（１８）は、金属層である。キャビティーは、モールドが閉じられているときに囲まれており、すべてのエレメント（１４、１６、１８、２０）は、互いに向けて移動しており、圧力および熱を印加すると、成形材料の中の樹脂が流れることを引き起こし、モールド・キャビティーの中のすべてのキャビティーを樹脂によって硬化充填するようになっており、空気の形態のガス（１２）が、硬化された成形材料の中に閉じ込められる（図１および図３（ａ））。これは、硬化された成形材料の機械的な性能（引張強度および層間剪断強度）を低減させる。
【００４６】
図２は、本発明による成形システム（１００）の一部を示しており、成形システム（１００）は、圧力下で成形される成形材料（ＣＦＲＰ）を含有するモールド・キャビティーを含み、凹部が、成形材料（ＣＦＲＰ）の縁部に設けられており、閉じ込められたガスがモールド・キャビティーの中から逃げることを可能にする。このように、フォームの中に閉じ込められたガスは、閉じたキャビティーから逃げることが可能である。
【００４７】
図２のモールドは、対応するモールド・エレメント（１４０、１６０、１８０、２００）を含み、モールド・エレメント（１４０、１６０、１８０、２００）は、互いに向けておよび互いから離れるように、互いに対して移動可能であり、互いに向けての移動は、モールドによって形成されたキャビティーの中に位置決めされている成形材料（ＣＦＲＰ）に圧力を働かせ、ここで、モールド・エレメント（１４０、１６０、１８０、２００）が接触した状態のときに、モールド・キャビティーは、凹部（１２０）を含み、凹部（１２０）は、成形品の縁部を越えて位置付けされており、成形の間にガスが逃げることを可能にする。
【００４８】
図３（ａ）は、真っ直ぐの縁部を有する従来の成形材料を示している。この材料は、図１に示されているような成形システムの中で使用される。図３（ｂ）は、本発明による成形材料を示している。この成形材料は、プリフォームされた熱硬化性材料のプリフォームを含み、プリフォームは、その縁部に１つまたは複数のチャネルを提供するように形状決めされ、１つまたは複数の凹部を提供し、成形の間のプリフォームの末端を越えてガスが逃げることを可能にする。チャネルは、セレーションの形態になっている。
【図１】
2019536667.tif 000003
【図２】
2019536667.tif 000004
【図３】
2019536667.tif 000005
【国際調査報告】
2019536667.tif 000006
2019536667.tif 000007