(57)【要約】  本発明は、一方向性エンドレス繊維強化シート部分から組み立てられた半製品シートの半連続的製造装置および半連続的製造方法、同様にこの半製品のシートの製造方法であって、最終半製品中の繊維が、最終半製品シートの最長軸に対して０°ではない角度から９０°までを含む大きさの角度ｘで整列されている、装置および方法に関する。
2019500244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向性エンドレス繊維強化シート部分から組み立てられた半製品シートであるｘ°−テープの半連続的製造のための装置であって、該半製品シート中の繊維がポリカーボネートのマトリックス中に埋め込まれていてｘ°−テープの走行方向に対して０°ではない角度から９０°までを含む大きさの角度ｘで整列していて、以下の主要構成要素：
（Ａ）切断機器；
（Ｂ）操作機器；
（Ｃ）接合機器、
を備えてなり、これらは前記装置において前記順番で互いに連続し、前記主要構成要素が装置の主軸が平面視で直線を形成しているように配置されている、装置。
【請求項２】
前記切断機器（Ａ）が、その上流に配置された、供給機器（Ｆ）、第一保管ユニット（Ｅ）、および巻戻機器（Ｄ）を備え、前記接合機器（Ｃ）が、その下流に配置された、取外機器（Ｇ）、第二保管ユニット（Ｈ）、および巻上機器（Ｊ）を備え、結果、順番がＤ−Ｅ−Ｆ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｇ−Ｈ−Ｊとなる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記主要構成要素（Ａ）〜（Ｃ）、前記供給機器（Ｆ）および前記取外機器（Ｇ）が、装置の主軸がその設置面積の面で直線を形成するように配置されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記操作機器（Ｂ）が、角度ｘの大きさで同一の平面で回転させた０°−テープから切断されたシート部分を、０°−テープでは相互に平行な外側であったシート部分の側面が互いに対向して配置されるように、前進方向に縦に重ねるのに適している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記操作機器（Ｂ）が、ロボットのグリップアームまたはグリップハンド、ターンテーブルおよび／または回転可能吸引機器として構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記角度ｘの大きさが０°より大きく９０°までを含み、好ましくは前記角度ｘの大きさが３０°、３３°、４５°、６０°、７５°または９０°、特に好ましくは９０°である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記操作機器（Ｂ）および／または前記接合機器（Ｃ）に、シート部分のための位置決め機器が取り付けられている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
一方向性エンドレス繊維強化シート部分から組み立てられた半製品シートであるｘ°−テープの製造方法であって、該繊維がポリカーボネートのマトリックス中に埋め込まれていて、該半製品シート中では最終半製品シートの走行方向に対して０°ではない角度から９０°までを含む大きさの角度ｘで整列していて、以下の工程：
（１）０°−テープをシート部分に切断し、
（２）角度ｘの大きさでシート部分を回転させ、
（３）シート部分を密着接合させてｘ°−テープを得ること
を含んでなり、０°−テープ、そこから切断されたシート部分およびその製造中のｘ°−テープの前進方向が不変のまま維持される、方法。
【請求項９】
工程（１）の前に、
（０）０°−テープを供給すること
が行われ、かつ工程（３）の後に
（４）ｘ°−テープを巻き上げること
が行われる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
工程（０）〜（４）の間に、０°−テープ、そこから切断されたシート部分およびその製造中のｘ°−テープの前進方向が不変のまま維持される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置で行われる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法を行うための、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置の使用。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向性エンドレス繊維強化シート部分から組み立てられた半製品シートの半連続的製造装置および半連続的製造方法、同様にこの半製品シートの製造方法であって、繊維がポリカーボネートのマトリックス中に埋め込まれ、かつ最終半製品シート中では、最終半製品のシートの最長軸に対して０°ではない角度から９０°までを含む(bis einschlieblich 90°)大きさの角度ｘで整列されている、装置および方法に関する。
【０００２】
この最終半製品のシートは以下では「ｘ°−テープ（x°-tape）」とも称する。
【０００３】
半製品シート中の繊維が半製品シートの最長軸に対して０°の角度ｘで整列している場合のテープは、以下では略して「０°−テープ（0°-tape）」と称する。これら０°−テープの使用の１つとしてはｘ°−テープの製造の先行物である。
【０００４】
「テープ」という用語は、０°−テープとｘ°−テープの両方を意味するために使用する。テープの長側辺は互いに平行する(verlaufen parallel zueinander)。
【０００５】
本発明の文脈では、半連続的製造は、連続的に行われるプロセス工程および断続的に行われるプロセス工程の両方を含んでなる製造プロセスを意味すると理解されるものとする。
【０００６】
本発明に従った装置で本発明に従い製造されたｘ°−テープは、とりわけ、繊維が、テープの最長軸に対して０°の方向に配置されるような０°−テープの場合ではなく、前進方向に対して角度ｘにて整列されている（ここでの角度ｘは０°ではない）特徴を有している。テープの最長軸は走行方向とも称される。「エンドレス繊維強化」とは、強化繊維の長さが、繊維の方向で強化されるテープの寸法と実質的に同じであることを意味すると理解されるものとする。「繊維」に関連する「一方向に」とは、テープ中の繊維が一方向のみに整列されていることを意味すると理解されるものとする。
【０００７】
繊維強化材の使用は、その卓越した特定の特性の理由でこの数十年で着実に増加してきた。繊維強化材は、特に加速にさらされる構造物中で、重量減少を可能とし、従って、材料の強度または剛性の損失を負うことなくエネルギー消費を最小限に抑えるために使用される。
【０００８】
繊維強化材は、略して繊維複合材または複合材としても公知であるが、繊維が実質的に完全に埋め込まれ完全に包まれたマトリックス材料からなる少なくとも二相の材料である。マトリックスは形状付与する機能を有し、外部環境から繊維を保護することが目的とされ、繊維間に力を移動、および外部負荷を導入するために必要である。繊維は、工業においては、ガラス、炭素、ポリマー、玄武岩または天然繊維が使用されることが多く、材料の機械的性能に決定的に貢献する。用途に応じて、使用されるマトリックスは概して熱硬化性ポリマーまたは熱可塑性ポリマーであり、エラストマーであることもある。
【０００９】
熱硬化性ポリマーは非常に多くの産業において既に長く確立されてきた。しかしながら、決定的に不利な点は硬化時間が非常に長いことであり、これは構成要素を得る処理の間、それに応じてサイクル時間が非常に長いことにつながる。これは、熱硬化性複合材を特に高体積工業利用にとって魅力的でなくなる。対照的に、熱可塑性複合材は、完全に統合された半製品（例えば、エンドレス繊維強化シートまたはプロファイル）の形態を条件とするが、さらに処理に付す場合に単に加熱、成形、冷却されることが多く、今日では、充分１分未満のサイクル時間で行い得る。処理は、さらなる処理工程、例えば、熱可塑性物質を用いたインサート成形と組み合わせてもよく、これは非常に高度な機能の自動化および統合を行うことを可能とする。
【００１０】
使用される強化材料は、織物、多層レイドまたは不織布（例えば、打延べ綿シート、ランダムレイド（random-laid）繊維マット、他）などの本質的に半製品の生地である。繊維の方向−従って、続く構成要素の力の経路−は半製品生地において既に決定されていることは、これらの形態の繊維強化の特徴である。これは、確かに多方向に強化された複合材の直接的製造を可能とする一方で、層構造の柔軟性、機械特性、および経済性の点で不利な点を有する。熱可塑性物質系では、これらの半製品生地は圧力および温度を働かせた状態下でポリマーで含浸させて、次にサイズに切断し、硬化したシートとしてさらなる処理に付すことが典型である。
【００１１】
半製品生地系のこれらの既に確立されたシステムに加えて、熱可塑性物質系テープが次第に重要になりつつある。半製品生地製造の処理工程を避けてもよいので、これらは経済的利点を提供する。これらの熱可塑性物質系テープは、多層構造の製造、特に他方向構造の製造に好適である。
【００１２】
一方向に整列したエンドレス繊維で強化された熱可塑性物質系半製品シートを製造する方法および装置は、国際公開第２０１２／１２３３０２Ａ１号に記載され、この開示は本明細書によって参照することにより本発明の明細書に全体的に組み入れられるものとする。開示された方法／開示された装置は、エンドレス繊維が供給シートの走行方向に対して０°の方向に整列された繊維強化半製品シートを提供する。
【００１３】
一方向に整列したエンドレス繊維で強化されたテープを製造する方法および装置は、欧州特許出願公開第２６３１０４９Ａ１号にも記載され、同様にこの開示は本明細書によって参照することにより本発明の明細書に全体的に組み入れられるものとする。
【００１４】
ｘ°−テープを製造するための欧州特許出願公開第２６３１０４９Ａ１号に開示された方法では、セグメントは、走行方向に対して０°の角度で(Winkel gleich 0°) 一方向に配向するように固定された繊維の主方向、プラスチックマトリックスおよび多重度を有する供給シートから分離され、これらのセグメントは走行方向と平行に伸びるその長軸方向端部が互いに平行であり、隣接し、長軸方向と所定の角度であるように隣同士に配置され、隣接するセグメントはその長軸方向端部の領域内で互いに接合される。したがって供給シートは０°−テープに相当し、セグメントはシート部分に相当する。ｘ°−テープでは繊維はその後角度をｘ°−テープの走行方向に対して０°ではない角度にして配置される。
【００１５】
欧州特許出願公開第２６３１０４９Ａ１号に開示された装置は、主方向に対して０°の角度で一方向に配向するように固定された繊維の主方向、プラスチックマトリックスおよび多重度を有する供給シートのセグメントを分配するための分配配置、主方向と平行に伸びるその長手方向端部が互いに平行であり、隣接し、長手方向と所定の角度（ａ）であるように隣同士にセグメントを配置するための配置機器、その長手方向端部の領域内で隣接するセグメントを接合するための接合機器を備えてなる。
【００１６】
欧州特許出願公開第２６３１０４９Ａ１号に開示された装置の不利な点は、上から見ると、セグメントの接合を達成するために分配配置と整列配置が互いに１８０°から所定の角度（ａ）を引いた角度で配置されていなければならないことであり、ｘ°−テープ中の繊維の整列は０°ではない角度からｘ°−テープの最も長い走行方向となる。これは、換言すると、装置は連続的な直線を形成しているというよりむしろ、材料の分配配置が整列配置に対して角度（ａ）で配置されている、即ち、例えて言うならば装置の配置は屈曲していることを意味する。
【００１７】
これは言い換えると、そのような装置には、例えば機器室で本質的により多くの空間が必要とされる不利な点がある。これはこの種の複数の装置が機器室で提供されることになっている場合、特に当てはまる。
【００１８】
異なる角度（ａ）の繊維を走行方向に設定することは、分配配置と整列配置の間の角度がそれに応じて変更する必要があることもこの種の装置のさらなる不利な点である。これは不便であり、構造上の複雑性を増大させ、システムを故障の影響を受けやすくし、かつ前述の空間の不利な点を増大させる。
【００１９】
上記方法の不利な点は、セグメントの前進方向が変化することである。これによってシステムは、とりわけ長手方向端部の領域内で隣接するセグメントの接合の間に故障の影響を受けやすく、ｘ°−テープの製造に断続性および遅延をもたらすことがある。
【００２０】
通常使用される熱可塑性プラスチックと比較して、ポリカーボネートは、クリープを起こす傾向がほとんど無く、従って一定の応力下にある場合ひび割れをする傾向を有する不利な点がある。このことは、特にエンドレス繊維を含んでなる複合材の使用では非常に問題であり、その理由としては、そのプラスチックマトリックス中にエンドレス繊維を含んでなる複合材がエンドレス繊維が原因で一定応力下にあるためである。したがって、今まで、ポリカーボネートは、実際のところ、このようなエンドレス繊維を含んでなる複合材のためのプラスチックマトリックスとして従属的役割を果たすのみであった。しかしながら、ポリアミドまたはポリプロピレンなどの他の通例の熱可塑性プラスチックと比較して、ポリカーボネートは固化中の体積収縮を低減するので、ポリカーボネートの応用の場を広げてテープも含めることは、原則的に望ましい。ポリカーボネートは、他の熱可塑性物質と比較して、より高いガラス転移温度Ｔｇ、より優れた熱耐性、およびより低い水分吸収率をさらに示す。
【００２１】
テープの製造でのポリカーボネートの使用を可能にするには、特に、理想的に無傷の様式でそれらの長手方向端部の領域内で隣接するセグメントの接合を行うことが必要である。
【００２２】
マトリックス材料としてポリカーボネートを含んでなるテープは、さらに、良好な機械特性に加えて見て美しい低うねり面を有する多層複合材の提供を可能とする。マトリックス材料としてポリカーボネートを含んでなるテープから組み立てたこのような多層複合材は、金属様触覚、光学特性および音響特性を示す。
【００２３】
このような多層複合材は機械的負荷を担うことができるだけでなく非常に優れた外観を提供するので、これらの特性はこのような多層複合材を、電子デバイス、特に、ラップトップまたはスマートホンなどの携帯可能電子デバイス用の筐体、ならびに自動車の外装品および内装品のための筐体材料として好適なものにする。
【００２４】
したがって、本発明は、先行技術の不利な点を克服することを目的とする。
【００２５】
本発明の特定の目的は、繊維がポリカーボネートのマトリックス中に埋め込まれていてｘ°−テープの走行方向に対して０°ではない角度から９０°を含む大きさの角度ｘを有している、シート部分から構成されたｘ°−テープを製造することができる装置であって、上から見ると（略して、平面視で）、この装置の主要構成要素が曲がることなく配置されている、装置を提供することである。
【００２６】
本発明のさらなる特定の目的は、繊維がポリカーボネートのマトリックス中に埋め込まれていてｘ°−テープの走行方向に対して０°ではない角度を有している、シート部分から組み立てられたｘ°−テープを製造することができる装置であって、この装置の主要構成要素が、平面視で、シート部分から切断した０°−テープと製造途中のｘ°−テープの前進方向が不変のまま維持され、０°−テープとｘ°−テープの走行方向に一致するように装置の主軸が直線を形成しているように配置されている装置を提供することである。換言すると、装置の主軸が設置面積上に直線を形成する。
【００２７】
本発明のさらなる特定の目的は、先行技術と比較して、テープの隣接シート部分の、その長手方向端部の領域での故障の影響を受けにくい接合を可能にする装置、かつ、したがって繊維がポリカーボネートのマトリックス中に埋め込まれ、ｘ°−テープの走行方向に対して０°ではない角度を有する、シート部分から組み立てられたｘ°−テープを製造することが可能である装置を提供することである。
【００２８】
この目的は以下の主要構成要素：
（Ａ）切断機器；
（Ｂ）操作機器；
（Ｃ）接合機器
を備えてなる装置によって達成され、これらは装置中に上の順序で次から次へ続いている。
【００２９】
以下の追加構成要素は切断機器（Ａ）の上流に配置される：
（Ｄ）巻戻機器；
（Ｅ）第一保管ユニット（蓄積器）；
（Ｆ）供給機器。
【００３０】
以下の追加構成要素は接合機器（Ｃ）の下流に配置される：
（Ｇ）取外機器；
（Ｈ）第二保管ユニット（蓄積器）；
（Ｊ）巻上機器。
【００３１】
この結果、主要構成要素および追加構成要素は前進方向に以下の順序をもたらす：
Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｇ−Ｈ−Ｊ。
【００３２】
巻戻機器（Ｄ）は、例えば、０°−テープを巻き上げるロールを備えてなっていてもよい。しかしながら、巻戻機器（Ｄ）の他の実施も可能である。一般に０°−テープの長さは、走行方向に１００〜３０００ｍであり、幅は６０〜２１００ｍｍであり、好ましくは５００〜１０００ｍｍ、特に好ましくは６００〜８００ｍｍであり、厚さは１００〜３５０μｍ、好ましくは１２０〜２００μｍである。しかしながら、他の寸法の０°−テープも本発明による装置で処理し得る。 
【００３３】
既に示しているように、そのような熱可塑性マトリックスを有する０°−テープおよびその製造は、例えば欧州特許出願公開第２６３１０４９Ａ１号から、それ自体公知である。しかしながら、繊維が走行方向のこの半製品のシートに対して０°の角度に整列され、半製品シートの長端部が互いに平行に走行し、かつ他の寸法を有する、一方向性エンドレス繊維強化半製品のシートも同様に使用してもよい。
【００３４】
マトリックス材料が、少なくとも５０重量％の程度、好ましくは少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０重量％、特に好ましくは少なくとも９０重量％の程度、非常に特に好ましくは少なくとも９５重量％、特に少なくとも９７重量％の程度のポリカーボネート系熱可塑性物質からなる０°−テープが好ましい。別の方法で表現すると、本発明の文脈では、ポリカーボネート系熱可塑性物質は、ブレンドパートナーとしてポリカーボネートとは異なる１つ以上の構成物質を、５０重量％以下、好ましくは４０重量％以下、好ましくは３０重量％以下、特に好ましくは２０重量％以下、特に好ましくは１０重量％以下、非常に好ましくは５重量％以下、特に３重量％以下含んでいてもよい。
【００３５】
ポリカーボネート系熱可塑性物質が特に１００重量％程度のポリカーボネートから本質的になる場合好ましい。
【００３６】
本明細書でポリカーボネートに言及する場合、異なるポリカーボネートの混合物も含む。本明細書において、ポリカーボネートを包括的用語としてさらに使用し、従って、ホモポリカーボネートおよびコポリカーボネートの両方が含まれてなる。ポリカーボネートは、さらに、知られた様式で直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
【００３７】
ポリカーボネート系プラスチックは、７０重量％、８０重量％、９０重量％の程度まで、または実質的に特に１００重量％の程度までの直鎖状ポリカーボネートからなる場合が好ましい。
【００３８】
ポリカーボネートを、ジフェノール類、炭酸誘導体ならびに場合により連鎖停止剤および分岐剤から公知の方法で製造してもよい。ポリカーボネートの製造に関する詳細は、少なくとも約４０年間、当業者に周知である。例えば、Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, 第9巻, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964、D. Freitag, U. Grigo, P.R. Mueller, H. Nouvertne, BAYER AG, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,第11巻,第二版, 1988, 648-718ページ、そして最後にU. Grigo, K. KirchnerおよびP.R. Mueller "Polycarbonate" in BeckerBraun, Kunststoff-Handbuch,第31巻, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna 1992, 117-299ページを参照のこと。
【００３９】
芳香族ポリカーボネートは、場合により連鎖停止剤を使用して、場合により三官能性または三官能性より多い分岐剤を使用して、界面法による、例えば、ジフェノール類とカルボニルハロゲン化物、好ましくはホスゲンと、および／または芳香族ジカルボニルニハロゲン化物、好ましくはベンゼンジカルボニルニハロゲン化物との反応により製造される。ジフェノール類と例えば炭酸ジフェニルとの反応による溶融重合法による製造も同様に可能である。ポリカーボネートの製造に好適なジフェノール類は、例えば、ハイドロキノン、レゾルシノール、ジヒドロキシビフェニル類、ビス（ヒドロキシフェニル）アルカン類、ビス（ヒドロキシフェニル）シクロアルカン類、ビス（ヒドロキシフェニル）スルフィド類、ビス（ヒドロキシフェニル）エーテル類、ビス（ヒドロキシフェニル）ケトン類、ビス（ヒドロキシフェニル）スルホン類、ビス（ヒドロキシフェニル）スルホキシド類、α，α’−ビス（ヒドロキシフェニル）ジイソプロピルベンゼン類、イサチン誘導体またはフェノールフタレイン誘導体から誘導されたフタルイミジン類、ならびに環状アルキル化、環状アリール化および環状ハロゲン化の化合物である。
【００４０】
好ましく使用されるジフェノール類は、フタルイミド類に基づくもの、例えば、２−アラルキル−３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミド類または２−フェニル−３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミドなどの２−アリール−３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミド類、２−ブチル−３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミド類、２−プロピル−３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミド類、２−エチル−３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミド類または２−メチル−３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミド類などの２−アルキル−３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミド類、また３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニル−１Ｈ−インドール−２−オンまたは２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニル−１Ｈ−インドール−３−オンなどの窒素で置換されたイサチン系ジフェノール類である。
【００４１】
好ましいジフェノール類は、４，４’−ジヒドロキシジフェニル、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、２，４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−メチルブタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−ジイソプロピルベンゼン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ジメチルビスフェノールＡ、ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）メタン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、２，４−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−２−メチルブタン、１，１−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−ジイソプロピルベンゼンおよび１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンである。
【００４２】
特に好ましいジフェノール類は、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンおよびジメチルビスフェノールＡである。
【００４３】
これらおよび他の好適なジフェノール類は、例えば、米国特許第３，０２８，６３５号、米国特許第２，９９９，８２５号、米国特許第３，１４８，１７２号、米国特許第２，９９１，２７３号、米国特許第３，２７１，３６７号、米国特許第４，９８２，０１４号および米国特許第２，９９９，８４６号に、ドイツ特許出願公開第１５７０７０３号、ドイツ特許出願公開第２０６３０５０号、ドイツ特許出願公開第２０３６０５２号、ドイツ特許出願公開第２２１１９５６号およびドイツ特許出願公開第３８３２３９６号に、フランス特許第１５６１５１８号に、単行書H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964に、また、ＪＰ−Ａ６２０３０９１９８６、ＪＰ−Ａ６２０４００１９８６およびＪＰ−Ａ１０５５５０１９８６に記載されている。
【００４４】
ホモポリカーボネートの場合、１つのジフェノールのみ使用し、コポリカーボネートの場合、２つ以上のジフェノールを使用する。
【００４５】
好適な炭酸誘導体の例としては、ホスゲンまたは炭酸ジフェニルが挙げられる。ポリカーボネート製造で使用され得る好適な連鎖停止剤はモノフェノール類である。好適なモノフェノール類は、例えば、フェノールそれ自体、クレゾール類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、クミルフェノールおよびその混合物などのアルキルフェノール類である。
【００４６】
好ましい連鎖停止剤は、直鎖状もしくは分岐状、好ましくは非置換Ｃ１〜Ｃ３０アルキルラジカルまたはｔｅｒｔ−ブチルで一置換もしくは多置換されたフェノール類である。特に好ましい連鎖停止剤は、フェノール、クミルフェノールおよび／またはｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールである。使用される連鎖停止剤の量は、好ましくは、それぞれ、使用されるジフェノール類のモル数に対して０．１〜５モル％である。炭酸誘導体との反応前、反応中または反応後に、連鎖停止剤の添加を行ってもよい。
【００４７】
好適な分岐剤は、ポリカーボネート化学によくある三官能性または三官能性より多い官能性の化合物であり、特に、３個以上のフェノール性ＯＨ基を有するものである。
【００４８】
適切な分岐剤は、例えば、１，３，５−トリ（４−ヒドロキシフェニル）ベンゼン、１，１，１−トリ（４−ヒドロキシフェニル）エタン、トリ（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，４−ビス（４−ヒドロキシフェニルイソプロピル）フェノール、２，６−ビス（２−ヒドロキシ−５’−メチルベンジル）−４−メチルフェノール、２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−（２，４−ジヒドロキシフェニル）プロパン、テトラ（４−ヒドロキシフェニル）メタン、テトラ（４−（４−ヒドロキシフェニルイソプロピル）フェノキシ）メタンおよび１，４−ビス（（４’，４−ジヒドロキシトリフェニル）メチル）ベンゼンおよび３，３−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−２−オキソ−２，３−ジヒドロインドールである。
【００４９】
場合により使用する分岐剤の量は、いずれの場合にも使用したジフェノール類のモル数に対して、好ましくは０．０５モル％〜３．００モル％である。分岐剤は、水性アルカリ相中にジフェノール類および連鎖停止剤と一緒に最初に投入することも、あるいはホスゲン化前に有機溶媒中に溶解して添加することができる。エステル交換法の場合、分岐剤はジフェノール類と一緒に使用する。
【００５０】
特に好ましいポリカーボネートは、ビスフェノールＡ系ホモポリカーボネート、１，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン系ホモポリカーボネートならびに２つのモノマービスフェノールＡおよび１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンをベースとしたコポリカーボネートである。
【００５１】
さらに、コポリカーボネートも使用してよい。これらのコポリカーボネートを製造するため、使用されるジフェノール類の総量に対して、１〜２５重量％、好ましくは２．５重量％〜２５重量％、特に好ましくは２．５重量％〜１０重量％のヒドロキシアリールオキシ末端基を有するポリジオルガノシロキサンを使用してもよい。これらは公知であり（米国特許第３，４１９，６３４号、米国特許（ＵＳ−ＰＳ）第３，１８９，６６２号、欧州特許第０１２２５３５号、米国特許第５，２２７，４４９号）、文献中で公知の方法により製造してもよい。同様に、ポリジオルガノシロキサン含有コポリカーボネートが好適であり；ポリジオルガノシロキサン含有コポリカーボネートの製造は、例えば、ドイツ特許出願公開第３３３４７８２号に記載されている。
【００５２】
ポリカーボネートは、単独で存在してもよく、ポリカーボネート混合物として存在してもよい。ポリカーボネートまたはブレンドパートナーとしてポリカーボネートと異なる１つ以上のプラスチックとのポリカーボネート混合物を使用することも可能である。
【００５３】
使用し得るブレンドパートナーとしては、ポリアミド類、ポリエステル類、特に、テレフタル酸ポリブチレンおよびテレフタル酸ポリエチレン、ポリラクチド、ポリエーテル、熱可塑性ポリウレタン、ポリアセタール、フルオロポリマー、特に、フッ化ポリビニリデン、ポリエーテルスルホン類、ポリオレフィン、特に、ポリエチレンおよびポリプロピレン、ポリイミド、ポリアクリレート、特に、ポリ（メチル）メタクリレート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、スチレンポリマー類、特に、ポリスチレン、スチレンコポリマー、特に、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマーおよび塩化ポリビニルが挙げられる。
【００５４】
場合により、他の通例の添加剤が、熱可塑性物質の重量に対して、５０．０重量％以下、好ましくは０．１〜４０重量％、特に好ましくは０．２〜３０．０重量％存在してもよい。
【００５５】
この群は、ポリカーボネートに通例の量で、難燃剤、防滴剤、熱安定剤、離型剤、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤、ＩＲ吸収剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、光散乱剤、無機顔料、カーボンブラックおよび／または染料を含む色素などの着色剤、ならびに無機フィラーを含んでなる。これらの添加剤を単独で添加してもよく、あるいは混合物で添加してもよい。
【００５６】
このような添加剤はポリカーボネートの場合通常添加され、例えば、欧州特許出願公開第０８３９６２３号、国際公開第９６／１５１０２号、欧州特許出願公開第０５００４９６号または"Plastics Additives Handbook", Hans Zweifel, 第５版2000, Hanser Verlag, Munichに記載されている。
【００５７】
マトリックス用に使用されるポリカーボネートに、熱安定剤および流動性向上剤を添加するのは概して有用であり得るが、但し、これらは、ポリカーボネートの分子量を低下させず、および／またはビカー軟化温度を低くしないことが条件である。
【００５８】
繊維として意図されている材料には、天然繊維（例えば、繊維状鉱物または植物繊維）および人造繊維（例えば、無機合成繊維または有機合成繊維）の両方が含まれる。ガラス繊維、炭素繊維またはポリマー繊維が好ましく、次にガラス繊維または炭素繊維が好ましい。
【００５９】
ガラス繊維として弾性係数が７０ＧＰａ超、好ましくは８０ＧＰａ超、特に好ましくは９０ＧＰａ超であるもの、または炭素繊維として弾性係数が２４０ＧＰａ超、好ましくは２４５ＧＰａ超、特に好ましくは２５０ＧＰａ以上であるものを使用するのが非常に特に好ましい。これらの前記弾性係数を有する炭素繊維が特に好ましい。このような炭素繊維は、例えば、三菱レイヨン株式会社から商品名パイロフィル（Ｐｙｒｏｆｉｌ）として市販されている。
【００６０】
繊維は概していわゆるサイズ剤で被覆されている。マトリックスとしてポリカーボネートを使用する場合、サイズ剤に好適な系は、熱硬化性物質、シラン、エポキシ樹脂またはポリウレタンを含んでなることが多い。しかしながら、繊維、または繊維の一部がサイズ剤を含まないことも可能である。
【００６１】
０°−テープはこの巻戻機器（Ｄ）から連続的に巻き戻されて、保管機器へ前進方向に供給される。その後、第一保管ユニット（Ｅ）は０°−テープを供給機器（Ｆ）から切断機器（Ａ）へ供給する。第一保管ユニット（Ｅ）は、例えば、複数のロールを備えてなり、それらは重力の方向に並進的に移動可能なように搭載されているか、または別の有用な方法で構成されていてもよい。供給機器（Ｆ）は、例えば非圧延機器、ベルトコンベイヤーまたはコンベイヤーローラセクターの形態でもよい。供給機器（Ｆ）は０°−テープの走行方向および本発明による装置の前進方向が一致するように０°−テープを供給する。
【００６２】
０°−テープの切断は非連続的な操作である。したがって０°−テープの連続的前進は、切断が０°−テープの走行方向に対して角度をｘとする直線に相当するように切断操作を行なうことを可能にするために、一定間隔で中断される。切断機器（Ａ）は、例えば回転刃、衝撃剪断、プレート剪断、ギロチン、レバー剪断、レーザー、ウォータージェット切断機器、フライス盤、チョップ・ソー、帯鋸、切断ディスクまたは別の好適な実施態様の形態であってもよい。切断機器（Ａ）は所定角度ｘで進行方向に向かう０°−テープからシート部分を切断するために使用し、ここでの進行方向の角度としては０°が指定される。角度ｘの大きさは０°〜９０°（９０°を含む）であり、好ましくは角度ｘの大きさは３０°、３３°、４５°、６０°、７５°または９０°であり、特に好ましくは角度ｘの大きさは９０°である。角度ｘが前進方向に対して時計回りに決定された場合、角度ｘの値は、前にマイナスが付され、角度ｘが反時計回りに決定された場合、角度ｘの値は、前にプラスが付されるが、一般的な慣例に従い示されていない。角度ｘの大きさはそれが可能な限り小さな大きさによって定義されるように決定される。したがって、角度ｘの値が１３５°であることは、角度ｘの値が−４５°であることに等しく；その結果、角度ｘの大きさは４５°として報告され；角度ｘの値が１２０°であることは、角度ｘの値が−６０°であることに等しく；その結果、角度ｘの大きさは６０°として報告される。
【００６３】
切断機器は任意の所望の角度を時計回りおよび反時計周りの両方で０°〜９０°の間に設定することができるように構成されることが好ましい。 
【００６４】
連続的な前進から不連続的な前進への変更は供給機器（Ｆ）によって行なわれ、ここで、第一保管ユニット（Ｅ）は、０°−テープの前進が中断している間に、巻戻機器（Ｄ）から連続的に供給される０°−テープを直ちに保管する。
【００６５】
さらなる不連続工程では、操作機器（Ｂ）は、０°−テープから切断されたシート部分を角度ｘの大きさで同一の平面で回転させて、０°−テープでは相互に平行な外側であったシート部分の側面が互いに対向して配置されるように、それらを前進方向に縦に重ねる(Die vom dem 0°-Tape abgeschnittenen Bahnteilstucke werden von der Handlingeinrichtung (B) in einem weiteren diskontinuierlichen Schritt in der gleichen Ebene um den Betrag des Winkels x gedreht und in Vorschubrichtung so hintereinander gelegt, dass bei den Bahnteilstucken nun die Seiten gegenuber liegen, die beim 0°-Tape Bereiche der zueinander parallelen Aubenseiten waren.)。このテープ内で配置された０°−テープ内の領域は今や相互に平行な外側を形成する。したがってシート部分の繊維は進行方向に対して角度をｘとして整列している。
【００６６】
操作機器（Ｂ）が、０°−テープ内では相互に平行な外側の領域であった側面が進行方向に対して角度ｘの大きさで整列される一方で、角度ｘでの回転後にテープ内で０°−テープ内の領域が進行方向に相互に平行に配置されるように、前進方向に角度ｘの大きさでシート部分を回転することが確保されなければならない。
【００６７】
操作機器（Ｂ）は、例えばロボットのグリップアームまたはグリップハンド、ターンテーブル、回転可能吸引器、回転軸を備えたリニアガイド、または別の好適な様式として、構成されてもよい。
【００６８】
操作機器（Ｂ）の後に前進方向に接合機器（Ｃ）が続く。さらなる不連続的工程でのこの接合装置（Ｃ）では、シート部分は互いに密着して接合されて、０°−テープ内では相互に平行な外側の領域であった側面が今やｘ°−テープ内に配置され、かつｘ°−テープの相互に平行な外側が０°−テープ内ではこのテープ内で配置されていた領域によって形成されているようにｘ°−テープが形成される。ｘ°−テープ中の繊維はこのため、同様に進行方向に対して角度ｘの大きさで整列している。
【００６９】
接合機器（Ｃ）は溶接機器または接着結合機器として形成されていてもよい。当該機器は、溶接機器として構成されることが好ましく、ここで溶接操作は、例えばホットバー、レーザー、熱風、赤外線照射または超音波によって行なわれる。本発明によれば、この接合は、端部と端部の接合として行われ、シート部分に重複が無いようにする(Die Verbindung wird dabei erfindungsgemab als Stobverbindung ausgefuhrt, so dass es nicht zu einer Uberlappung der Bahnteilstucke kommt)（即ち、シート部分は、０°−テープ内では相互に平行な外側の領域であった面のみで互いに接合していて、接合の生成には０°−テープの上部側または底部側の領域が含まれない）。
【００７０】
操作機器（Ｂ）および／または接合機器（Ｃ）には、シート部分のために位置決め機器が取り付けられていてもよい。位置決め機器は、特にテープの隣接したシート部分の、先行技術と比較して故障の影響を受けにくい長手方向端部の領域での接合を可能にし、従って、特に有利的な様式で、繊維がポリカーボネートのマトリックスに埋め込まれていて、ｘ°−テープの走行方向に対して０°ではない角度を有するシート部分から組み立てられたｘ°−テープを製造することが可能となる。
【００７１】
接合機器の後に前進方向に、ｘ°−テープのさらなる移送を達成する取外機器（Ｇ）が続く。接合機器（Ｃ）の不連続操作およびそこから発生するｘ°−テープの長さの不連続的な増加の理由で、このさらなる移送は同様に最初から不連続的である。次いで取外機器（Ｇ）の後に、不連続的前進を連続的前進に転換させる第二保管ユニット（Ｈ）が続く。この第二保管ユニット（Ｈ）は、切断装置の上流に位置する第一保管ユニット（Ｅ）と同一の様式で構成されていても、異なる様式で構成されていてもよい。保管の後にはｘ°−テープをコアに巻く巻上機器（Ｊ）が続く。
【００７２】
本発明による装置により、その主要構成要素をその設置面積の平面で直線を形成するように配置することが可能となり、その結果、０°−テープ、そこから切断されたシート部分、およびその製造中のｘ°−テープの前進方向が同一であり、不変のまま維持されて装置の主要軸が直線を形成する。
【００７３】
特に、本発明による装置の操作機器（Ｂ）は、切断機器（Ａ）、操作機器（Ｂ）および接合機器（Ｃ）がその設置面積の平面で直線を形成することを可能にし、その結果、０°−テープ、そこから切断されたシート部分、およびその製造中のｘ°−テープの前進方向が同一であり、不変のまま維持される。この配置は、先行技術と比較して、必要な空間が少なく、本発明による複数の装置をより容易に機器室に受け入れ得るという結果を有する。
【００７４】
さらに、本発明による装置の場合には、異なる角度ｘを設定するために切断機器（Ａ）と接合機器との間の角度を変更することはもはや必要ではなく、むしろ、操作機器（Ｂ）が変更された角度ｘに対応してセグメントを回転させることで十分である。これは労働力を削減し、追加の空間という利点をもたらす。
【００７５】
主要構成要素Ａ〜Ｃだけでなく、主要構成要素Ａ〜Ｃと共に供給機器（Ｆ）および取外機器（Ｇ）も、平面視で装置の主軸が直線を形成するように配置されている場合が特に好ましく、その結果、０°−テープ、そこから切断されたシート部分、およびその製造中のｘ°−テープの前進方向が同一であり、不変のまま維持される。本発明による装置のこの配置は、特に空間の削減になり、異なる角度ｘを設定するために切断機器（Ａ）と接合機器（Ｃ）との間の角度を変更することはもはや必要がないという利点は、そこでは特に強く使用される。
【００７６】
全ての部品Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｇ−Ｈ−Ｊが、平面視で装置の主軸が直線を形成するように配置される場合、非常に特に有利である。
【００７７】
操作機器の使用により、本発明による装置の主要構成要素を、平面視で、装置の主軸が直線を形成するように配置させることが可能となり、その結果、０°−テープ、そこから切断されたシート部分、およびその製造中のｘ°−テープの前進方向が同一であり、不変のまま維持される。
【００７８】
また、本発明による装置は、先行技術と比較して、故障の影響を受けにくい、長手方向端部での領域での隣接したシート部分の接合を可能にし、したがって繊維がポリカーボネートのマトリックスに埋め込まれていて、ｘ°−テープの走行方向に対して０°ではない角度を有するシート部分から組み立てられたｘ°−テープを製造することが可能となる。
【００７９】
これらのｘ°−テープは、良好な機械特性に加えて見て美しい低うねり面を有する多層複合材の製造を可能とする。マトリックス材料としてポリカーボネートを含んでなるテープから組み立てられたこのような多層複合材は、金属様触覚、光学特性および音響特性を示すために、このような多層複合材は機械負荷に耐えられるだけでなく、同様に並外れた外観を提供するので、電子デバイス、特に、ラップトップまたはスマートホンなどの携帯可能電子デバイス用の筐体、ならびに自動車の外装品および内装品のための筐体材料として好適である。
【００８０】
また本発明は、繊維が最終半製品シートの走行方向に対して０°ではない角度から９０°（９０°を含む）の大きさの角度ｘで整列している半製品シートの製造方法を提供する。本発明による方法は、好ましくは本発明による上記の装置で行われる。
【００８１】
当該方法には以下の工程：
（１）０°−テープをシート部分に切断し、
（２）角度ｘの大きさでシート部分を回転させ、
（３）シート部分を密着接合させてｘ°−テープを得ること
が含まれてなり、ここで０°−テープ、そこから切断されたシート部分およびその製造中のｘ°−テープの前進方向が不変のまま維持される。
【００８２】
前に示したように、操作機器（Ｂ）が、０°−テープ内では相互に平行な外側の領域であった側面が進行方向に対して角度ｘの大きさで整列される一方で、角度ｘでの回転後にテープ内で０°−テープ内の領域が進行方向に相互に平行に配置されるように、前進方向に角度ｘの大きさでシート部分を回転することが確保されなければならない。
【００８３】
本方法は、本発明による装置の主要構成要素を、装置の主要軸が平面視で直線を形成するように配置することを可能にし、その結果、０°−テープ、そこから切断されたシート部分、およびその製造中のｘ°−テープの前進方向が同一であり、不変のまま維持される。
【００８４】
特に、方法の工程（２）は、本発明による装置の主要構成要素を、装置の主要軸が平面視で直線を形成するように配置することを可能にし、その結果、０°−テープ、そこから切断されたシート部分、およびその製造中のｘ°−テープの前進方向が同一であり、不変のまま維持され、装置の主軸が直線を形成する。
【００８５】
これは、先行技術の配置と比較して、本発明による方法を実行する装置は、必要な空間が少なく、したがって本発明による複数の装置をより容易に機器室に受け入れ得るという結果を有する。
【００８６】
０°−テープ、そこから切断されたシート部分、およびその製造中のｘ°−テープの前進方向が不変に維持されるように、以下の追加の工程：
（０）０°−テープを給送する工程および
（４）ｘ°−テープを巻き上げる工程
も行われる場合が特に有利である。工程（０）は、工程（１）の前、および工程（４）は工程（３）の後に行われる。
【００８７】
本発明による方法のこの配置は、本発明による装置の配置の空間を著しく削減することを可能にし、異なる角度ｘを設定するために切断機器（Ａ）と接合機器（Ｃ）との間の角度を変更することはもはや必要がないという利点は、そこでは特に強く使用される。
【００８８】
また、本発明による方法の実施により、先行技術と比較して、故障の影響を受けにくい、長手方向端部での領域での隣接したシート部分の接合を可能にし、したがって繊維がポリカーボネートのマトリックスに埋め込まれていて、ｘ°−テープの走行方向に対して０°ではない角度を有するシート部分から組み立てられたｘ°−テープを製造することが可能となる。
【００８９】
これらのｘ°−テープは、良好な機械特性に加えて見て美しい低うねり面を有する多層複合材の製造を可能とする。マトリックス材料としてポリカーボネートを含んでなるテープから組み立てられたこのような多層複合材は、金属様触覚、光学特性および音響特性を示すために、このような多層複合材は機械負荷に耐えられるだけでなく、同様に並外れた外観を提供するので、電子デバイス、特に、ラップトップまたはスマートホンなどの携帯可能電子デバイス用の筐体、ならびに自動車の外装品および内装品のための筐体材料として好適である。
【００９０】
本発明による方法は、本発明による装置で行われる場合が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、本発明を制限する意図なく、本発明による装置の単純化した形態を示す。
【００９２】
参照番号には以下の意味を有する：
１    供給機器（Ｆ）
２    切断機器（Ａ）
３    操作機器（Ｂ）
４    接合機器（Ｃ）
５    取外機器（Ｇ）
６    前進方向
７    本発明による装置の主軸
８    ０°−テープ
９    シート部分
１０  ｘ°−テープ
１１  ０°−テープ／ｘ°−テープの走行方向
１２  ０°−テープ中の繊維の整列
１３  シート部分中の繊維の整列
１４  ｘ°−テープ中の繊維の整列
１５  角度ｘ
１６  シート部分が操作機器によって回転させられている方向
【図１】
2019500244.tif 000003
【国際調査報告】
2019500244.tif 000004
2019500244.tif 000005
2019500244.tif 000006
2019500244.tif 000007