(57)【要約】  ３次元造形製品を成形するためのプロセスにおいて、中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が予め定められた限界内を自由に移動できるような形で、変形中に中間品形体を変位可能な形で挟持しながら、当初互いとの関係において移動可能である複数の熱可塑性長尺部材を含む中間品形体（１０）を変形させる工程；及び任意的に、長尺部材の予め定められた配向を有する３次元製品を成形するために中間品形体の熱可塑性長尺部材を少なくとも部分的に圧密する工程を含むプロセス。３次元造形製品を成形するためのプレス（３２）を含む装置も同様に開示されている。
2008517801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が予め定められた限界の内部を自由に移動できるような形で、変形中に中間品形体を挟持しながら、複数の細長い熱可塑性部材から本質的に成る該中間品形体を変形させる工程；及び
任意的に、３次元製品を成形するために中間品形体の熱可塑性長尺部材を少なくとも部分的に圧密する工程、
を含んで成る３次元造形製品を成形するためのプロセス。
【請求項２】
熱可塑性長尺部材がポリプロピレンを含むテープである請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
少なくとも部分的に圧密する工程が変形工程中に起こる請求項１又は２に記載のプロセス。
【請求項４】
変位可能な挟持をバネバイアス型ブランクホルダーによって実施する請求項１〜３に記載のプロセス。
【請求項５】
キャリヤフレーム内に中間品形体を予め配置し、中間品形体を少なくとも変形工程の間キャリヤフレーム内に保持する工程を更に含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６】
中間品形体の長尺部材の中央部分はその融点より低い温度に維持しつつ、変形を促進し且つ変形中の長尺部材の破断を回避するのに充分柔かくなるような温度まで中間品形体を加熱する工程を更に含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７】
長尺部材が配向分子部分を有する請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
加熱温度を、長尺部材の配向部分の配向が変形工程全体を通して実質的に保存されるように、維持する請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
成形品の剪断エッジスタンピング工程を更に含む請求項１〜８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
変形工程及び剪断エッジスタンピング工程を共通のプレスを用いて実施する請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
変形工程及び剪断エッジスタンピング工程のために少なくとも２つの独立して移動可能な金型を利用する工程を更に含む請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
変形及びスタンピング工程に先立ち、中間品形体の同じ側に剪断エッジスタンピングを位置設定する工程を更に含む請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
変形及びスタンピング工程に先立ち、中間品形体の相対する側に剪断エッジスタンピングを位置設定する工程を更に含む請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１４】
変形工程及び剪断エッジスタンピング工程を別々のプレス内で実施する請求項９に記載のプロセス。
【請求項１５】
可変的厚みを有する結果として得られる３次元製品を成形するために中間品形体の厚みを変動させる工程を更に含む請求項１〜１４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６】
中間品形体が複数の層を含む請求項１〜１６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７】
中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が予め定められた限界内を自由に移動できるような形で、変形中に中間品形体を挟持しながら、中間品形体を変形させる工程；及び
少なくとも部分的に中間品形体を圧密する工程；及び
任意的に、二次成形作業において中間品形体をスタンピングする工程、
を含んでなる３次元造形製品を成形するためのプロセス。
【請求項１８】
スタンピングが剪断エッジスタンピング工程を含む請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
ａ）  高温で中間品形体を変形させるための第１の金型；
ｂ）  中間品形体をスタンピングするための任意的な第２の金型；及び
ｃ）  中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が予め定められた限界内を自由に移動できるような形で、変形中に中間品形体を挟持するためのホルダー、
を含んでなる３次元製品を成形するための装置。
【請求項２０】
ホルダーが、装置の中の第１の金型の走行方向に対し平行な方向でホルダーを偏向させる複数の偏向用部材を含む請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載のプロセスに従って作られる製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本件は、全て本明細書に参考として含まれている、２００４年１０月２２日付け米国仮出願第６０／６２１，４６３号（アトーニードケット番号６３８６３;１０６２−０４１Ｐ１）;２００５年９月１６日付け第６０／７１７，９６５号（アトーニードケット番号６３８６３Ｂ，；１０６２−０４１Ｐ２）；２００５年９月１６日付け第６０／７１８，０２５号（アトーニードケット番号６４３７１；１０６２−０５１Ｐ１）、及び２００５年１０月１１日付け第６０／７２５，３９９号（アトーニードケット番号６３８６３Ｃ；１０６２−０４１Ｐ３）、（速達便第ＥＶ７８９８０８２４５ＵＳ）に対する優先権及びその出願日利益を請求するものである。
【０００２】
関連出願の相互参照
本件は、全て本明細書に参考として内含されている、同時に出願された共同所有の「プラスチック複合材料用改良型ポリオレフィン材料（アトーニードケット番号６３８６３Ｄ；１０６２−４１ＷＯ１）；「プラスチック複合材料製品及びその製造方法（アトーニードケット番号６３８６３Ｅ；１０６２−４１ＷＯ２）；改良型マイクロ層構造及び方法（アトーニードケット番号６３８６３Ｆ；１０６２−４１ＷＯ３）；及び改良型複合材料パイプ及びその製造方法（アトーニードケット番号６３８６３Ｇ；１０６２−４１ＷＯ４）に関連している。
【０００３】
技術分野
本発明は、プラスチック複合材料造形製品、特に、基本的に細長い熱可塑性部材（熱可塑性長尺部材）（thermoplastic elongated member）を含む中間品形体を組み込んだ３次元プラスチック複合材料造形製品の製造に関する。
【背景技術】
【０００４】
実質的に平坦なプラスチックシートから、例えば真空成形及び熱成形によってプラスチック製品を造形するにあたっては、特に、シート内部の不均衡なフローが原因で、結果として得られる成形製品全体を通して壁厚を制御することが望まれるものの、それは困難であることが多い。
【０００５】
プラスチックテープから製織した織物といったような反復する構造ユニットをもつ中間品形体（intermediate form）から作られた３次元製品の造形においては、壁厚の変動の可能性が更に高くなる。特にプラスチックテープから製織した織物といったような圧密されていない（unconsolidated）成形品における結果として得られる所望の壁厚の制御能力は、個々のテープが局所的に薄くなる可能性によってのみならず、変形中に隣接するテープが互いとの関係において移動し、造形製品中に結果として得られる表面仕上り、物性及びその両方に影響を及ぼすことになる制御不可能なテープの間隔どりが結果としてもたらされる可能性のため、複雑になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の１つの目的は、成形品に圧力を加えた時点で、その制御された変形がおこるような形で中間品形体（特に複数の長尺部材を含むもの）を保持するための機構及びプロセスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、３次元造形製品を成形するためのプロセスにおいて、変形中に中間品形体を変形可能な形で挟持しながら［即ち中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が、挟持機能を実施する構造との関係において予め定められた限界（例えば、変形された中間品形体の合計絞り深さ（total draw depth）の最高約２０％，４０％，６０％又はそれ以上までの距離の横滑り）内で自由に移動できるような形で中間品形体を挟持しながら］、当初互いとの関係において移動可能である複数の熱可塑性長尺部材を含む中間品形体を変形させる工程；及び長尺部材の予め定められた配向を有する３次元製品を成形するために、中間品形体の熱可塑性長尺部材を少なくとも部分的に圧密する工程、を含むプロセスに関する。本発明は同様に、変形中の中間品形体の変形（例えば横滑り）を許容するように構成されている３次元造形製品を成形するための装置にも関する。本発明のプロセス及び装置は、プラスチック中間品形体、特に熱可塑性テープから作られている成形品の内部でフローを平衡化するための独特のアプローチを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、３次元製品、特に重合体（より特定的には熱可塑性重合体）補強材料として、中間品形体を含む造形複合材料内への組込みに適したものといったような、１つの製品を製造するために少なくとも部分的に圧密されている３次元中間品形体の製造に対する独特のアプローチの発見に基づくものである。本発明は、一態様において改良型製造プロセスを考慮しているものの、このプロセスにより生産される製品及びこのプロセスにおいて有用な機械をも考慮している。比較的深い絞りを必要とする製品並びに丸味のある、又更には四角い又はその他の鋭いコーナーをもつ製品といったような比較的複雑な幾何形状を有する製品を、当該教示に従ってうまく作ることができる。
【０００９】
一般に、本発明は、集合した複数の長尺部材（特に基本的に熱可塑性材料から成るもの）を含む中間品形体を造形し、密厚する基本的工程を内含するプロセスを提供することによって、当該技術分野における重要なニーズに対処するものである。（本明細書に引用により含まれる）２００４年１０月２２日付けの「プラスチック強化複合材料」という名称の出願第６０／６２１，４６３号（アトーニードケット番号６３８６３；１０６２−０４１Ｐ１）及び（本明細書に引用により含まれる）２００５年９月１６日付けの「プラスチック強化複合材料」という題の米国仮出願第６０／７１７，９６５号（アトーニードケット番号６３８６３Ｂ；１０６２−０４１Ｐ２）及び米国仮出願第６０／７２５，３９９号（アトーニードケット番号６３８６３Ｃ；１０６２−０４１Ｐ３）を参照するとわかる通り、「長尺部材」というのは一般に、その一方の寸法（例えば長さ）が少なくとも１つの他方の寸法（例えば幅、高さ、厚み又は直径）よりも長い部材を意味し、特に、ここでいう長尺部材の長さは、幅又は高さよりも実質的に大きい（例えば少なくとも１０倍又はそれ以上）。従って、本明細書でいう長尺部材には、ファイバー、ロッド、コード、糸、テープ、フィラメント、ストラップ又はそれらの任意の組合せから選択される部材が含まれ得るが必ずしもそれらに制限するわけではない。以上のことからわかるように、数多くの態様において、フィルムも又「長尺部材」の意味の中に入るものとして考慮され得る。ウィスカー又はプレートレットといったような小規模部材も又可能である。「長尺部材」は本明細書において広義で考えられているが、長尺部材の特に好ましい形態は特定的に糸、テープ、ファイバー及びフィラメントのうちの単数又は複数のものを内含することになる。きわめて好ましい長尺部材はテープの形をしている。
【００１０】
更に、当然のことながら本発明の長尺部材は、標準的に初期形態、そして典型的には、初期配向状態（initial orientation state）（例えばそれは本明細書で規定されている割合に従って軸延伸、２軸延伸又はその他の形で延伸されている）を達成するために加工されている。本明細書に開示されている内容を用いて得ることのできる数多くの独特の利点としては加工の終結時点で、特に仕上った製品において長尺部材の内部の初期形態を実質的に保存できるという点にある。従って例えば、加工時点で、長尺部材の分子配向は、その初期の状態から実質的に保存されている（例えば、長尺部材の初期配向の少なくとも約７５％が残る）。
【００１１】
従って、本明細書が言う長尺部材には、ファイバー、ロッド、コード、糸、テープ、フィラメント、ストラップ又はそれらの任意の組合せの中から選択される部材が内含され得るが、必ずしもそれらに制限するわけではい。ウィスカー又はプレートレットといったような小規模部材も同様に考えられる。長尺部材の長さに沿って少なくとも部分的に、その部材は完全に高密度化、部分的に高密度化(例えば発泡)、有孔化、波形化、加撚又はそれらの任意の組合せを受けることができると思われる。
【００１２】
長尺部材の寸法は、典型的には、部材を手で取扱うことができるようにするようなものであり得る。しかしながら、より特定的には、長尺部材は、それを中間品形体の形に加工するために機械で取扱いできるように寸法決定されることになる。例えば、本発明の１つの特定的例示では、約１ｃｍ以下、より特定的には約０．５ｃｍ以下、そして更に一層特定的には約１ｍｍ以下の厚み、幅又はその両方を有する糸、テープ、ファイバー又はフィラメントといったような長尺部材が想定されている。例えば、１つのアプローチは、５ｍｍ未満の幅及び１ｍｍ未満、そしてより特定的には０．５ｍｍ未満（例えば約０．０１〜０．２５ｍｍ）の厚さを有する糸、テープ、ファイバー又はフィラメントといったような長尺部材を利用するというものである。
【００１３】
長尺部材はモノリシック構造であってよい。それは、単一の材料、多層材料又はそれらの組合せであり得る。ポリプロピレンテープから製造された典型的な地球物理学的繊維製品がかかる長尺部材から製織された織地の一例であると思われる。長尺部材は、部材の１寸法に沿って異なる物性及びその他の特徴を有し得る、１つの態様においては、長尺部材は、第１の表面部分とそれに隣接する第２の部分を含んでいてよく、ここでこの第１の部分及び第２の部分は、組成、多分数性、形態（例えば結晶化度、配向又はその両方）、融解速度又はそれらの任意の組合せが異なっている。例えば、１つの特定的アプローチでは、隣接する配向部分の前に融解できる表面部分を有する第１の熱可型性材料の少なくとも１つの長尺部材が想定されている。
【００１４】
（本明細書に引用により含ませる）２００５年１０月２２日付けの「プラスチック強化複合材料」という題の出願第６０／６２１，４６３号（アトーニードケット番号６３８６３；１０６２−０４１Ｐ１）及び、（本明細書に引用により含ませる）２００５年９月１６日付けの「プラスチック強化複合材料」という題の米国仮出願第６０／７１７，９６５号（アトーニードケット番号６３８６３Ｂ；１０６２−０４１Ｐ２）及び米国仮出願第６０／７２５，３９９号（アトーニードケット番号６３８６３Ｃ；１０６２−０４１Ｐ３）で論述されているように、巻織成形品、ニット成形品、編組成形品、ランダム分散成形品又はそれらの任意の組合せの中から選択された中間品形体といったような中間品形体を作るために、少なくとも１つの長尺部材が加工される。本明細書で言及されているように、中間品形体は、標準的に複数の反復する構造ユニットを含むことになる。例えば、中間品形体は、平織り又は綾織（例えば杉綾模様、ツイード、千鳥格子、格子稿又はその他の綾織、レース、繻子又はそれらの任意の組合せといったような、１つのパターンを画定するように配置された複数の反復する構造ユニットを含む可能性がある。特定の織り方の例としては、１／１〜１４／２（例えば２／１、２／２、３／１その他）の範囲の縦糸／横糸の割合で、まずは横糸の長尺部材の上、次にその下を縦糸の長尺部材が通過する１つのパターンを有する織り方が含まれる。かくして、更に一層特定的な織り方の例としては、制限的な意味なく、２／１綾織、２／２綾織、きんぽうげ繻子（crowfoot satin）、２／２バスケット織り、５Ｈ繻子、８Ｈ繻子その他が含まれる。成形品の個々の構造ユニットは、互いとの関係における考えられる多数の構成のうちのいずれかの構成で配置され得る。例えば、重畳したユニットは一般に互いに直交していて良い。しかしながら、望まれる通りにその他の織り角度を利用することもできる。本発明に従って得られる１つの魅力的な利点は、結果として得られる製品が一般に互いとの関係において反復する構造ユニットの配向を保持するような形で中間品形体を加工することができる、という点にある。
【００１５】
任意の造形工程に先だって、標準的に、隣接する構造ユニットとは、中間品形体の内部で互いとの関係において移動可能である。これを達成する１つのアプローチは、中間品形体を成形するものの、例えばユニットを、接着、融解、締結又はその他の形で組立てることにより隣接する構造ユニットを不可逆的に接合させる圧密加工工程に中間品形体を付さない、というものである。従って、本発明のプロセス工程に従って変形を開始させる以前の時点で、例えば材料を融合及び融合させ、事実上隣接ユニットと溶接させるように成形品内の材料のうちの少なくとも１つの融点より高い温度まで加熱することなどによって中間品形体を圧密しないことが特に望まれる。
【００１６】
中間品形体は、単一層（任意に１つの又は複数のパターンを含み得るもの）を含むか又は基本的にかかる単一層から成っていてよい。（任意に１つの又は複数のパターンを含み得る）複数の層をそのそれぞれの表面の一部分又は全てにわたって含む中間品形体も同様に考慮されている。例えば、中間品形体内の層の数は、約１〜１００又はそれ以上(例えば２〜６０、５〜５０、１０〜４０、１０超、２０超又はその他)の範囲内であり得る。従って、非圧密状態にある中間品形体はその中の単一の長尺部材の厚みと同じ位小さいものの約０．２５ｍｍから約２．５ｃｍ又はそれ以上といったように更に大きいものであり得る厚みを有することができる、と想定されている、従って、圧密状態においては、中間品形体が約０．８ｍｍ又はそれ以下〜約１．５ｃｍ又はそれ以上、例えば約０．１〜０．８ｃｍ又はそれ以上、特定的には約０．３〜０．５ｃｍの厚みを結果としてもたらすことができる、ということが想定されている。
【００１７】
複数の層が利用される場合、単数又は複数の層が単数又は複数の点、例えば材料タイプ、長尺部材の組成、長尺部材の熱処理、長尺部材の幅、パターンタイプ、層が圧密されているか否か、フィルム層の存在、厚み、形態又はそれらの任意の組合せといったような点で互いに異なっている可能性がある。例を挙げると、フィルムコーティング（例えば溶剤コーティング、押出コーティング又はその他）、中間品形体、巻織成形品、ニット成形品、編組成形品、ランダム分散成形品又はそれらの任意の組合せから選択された少なくとも１つの第１層が、フィルムコーティング（例えば溶剤コーティング、押出コーティング又はその他）、中間品形体、巻織成形品、ニット成形品、編組成形品、ランダム分散成形品又はそれらの任意の組合せから選択された少なくとも１つの第２層に隣接している可能性がある。指摘されている通り、この例示においては、複数の層のうちの少なくとも１つが圧密されているかもしれない。同様に、成形品の全面積又はその予め選択された部分のいずれの上にであれ、流動性を有する未成形又は成形済み（強化又は未強化）プラスチック材料の１装入量を、中間品形体の外部全体に又は隣接する層の間に設置することも可能であるかもしれない。この点において、完全な層をかかる近隣において利用する必要なく、局所的に完全に高密度化され得る流動性相を実現することが可能である。同様に、以上のことから、層のうちの一層又はそれ以上の一部分を、壁圧の変動が達成されるか又は製品の局所的領域が選択的に修正されるような形で選択的に削除するか又は他の形で修正することが可能である、ということもわかるだろう。
【００１８】
通常長尺部材は重合体材料、より特定的には熱可塑性材料である。１つの特に好ましい熱可塑性材料には、例えば、ＶＥＲＳＩＦＹＴＭ又はＩＮＳＰＩＲＥ（登録商標）といった呼称でＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能であるポリオレフィンといったような少なくとも１つのポリオレフィン（例えばポリプロピレン又はプロピレン／エチレン共重合体）が含まれることになる。長尺部材として適当な材料の付加的な例が、（本明細書に引用により含ませる）２００４年１０月２２日付けの「プラスチック強化複合材料」という名称の第６０／６２１，４６３号（アトーニードケット番号６３８６３；１０６２−０４１Ｐ１）及び、（本明細書に引用により含ませる）２００５年９月１６日付けの「プラスチック強化複合材料」という名称の米国仮出願第６０／７１７，９６５号（アトーニードケット番号６３８６３Ｂ；１０６２−０４１Ｐ２）及び米国仮出願第６０／７２５，３９９号（アトーニードケット番号６３８６３Ｃ；１０６２−０４１Ｐ３）の中で開示されている。
【００１９】
長尺部材の重合体材料は、単独重合体、共重合体、重合体のブレンド又はその他の一部の混和物であり得る。例えば、ポリプロピレン単独重合体を利用することができる。代替的には又はポリプロピレン単独重合体に加えて、共重合体の一例として、２種又はそれ以上の異なるポリオレフィン、例えばポリプロピレン／ポリエチレン共重合体が含まれる。長尺部材として本発明で使用するのに適した材料のその他の例には、参考として含ませる（Ｌａｎｋｈｏｒｓｔ  Ｉｎｄｕｔｅｃｈ  Ｂ．Ｖ．に譲渡された）米国特許第５，９９３，７１１号及び同６，０４５，９２３号の中で開示されているテープ又は糸が含まれる。前者によると、長尺部材の断面形状には、単数又は複数の表面上の単数又は複数の長手方向畝及び／又は長手方向溝が含まれる可能性がある。後者によると、長尺部材が、高密度ポリエチレンと単数又は複数のその他のポリオレフィンのブレンドから調整された中央層を含み、それによって高密度ポリエチレンの量が優勢である、即ち５０重量％超であることも可能である。更に特定的には、中央層は、５０〜９０重量％の高密度ポリエチレン（＞９４０ｋｇ／ｍ3）と１０〜５０重量％の（線形）低密度ポリエチレン（＜９２５ｋｇ／ｍ3）、超低密度ポリエチレン（＜９１０ｋｇ／ｍ3）又はこれらの製品のブレンドから製造される。更に、材料の強度を改善するために、一定量のポリプロピレンが存在し得る。
【００２０】
本発明の材料は、一範囲の材料特性を提供し得る。制限無く、一例として、本発明に従った材料は、ＡＳＴＭ  Ｄ−６３８により測定した場合、少なくとも約１３ＧＰａ、そしてより特定的には少なくとも約１８ＧＰａの弾性係数、及び以下のＡＳＴＭ試験方法Ｄ−６３８により測定された場合、少なくとも約１５０Ｍｐａ、より典型的には少なくとも約３００Ｍｐａの引張り強度を示し得る。
【００２１】
中間品形体が単一層であるケース、並びに中間品形体の一部分として複数の層を有することが望まれるケースにおいて、個々の構造ユニット、それぞれの層又はその両方の分離を妨げるために、一つ又はそれ以上層を加工することができる。例えば単一層又は多層成形品については、層のうちの一層又はそれ以上を、例えばその成形品の縁部のうちの１つ、２つ又はそれ以上の縁部の少なくとも一部分に沿って構造ユニットを熱により接合することなどによって、適切な要領でしっかりと固定すること（任意には多層成形品については互いに対ししっかり固定をすることができる。加工に対するその他のアプローチ、例えば機械的工程（例えばクリンプ加工、締結、ステープル打ち、リベット締め、縫製その他）、接着剤接合工程（例えば接着剤の液滴又はビーズ、テープその他を用いるもの）又はその組合せを利用することもできる。この要領で、中間品形体の一体性が危うくなるほどに個々の構造ユニットが分離状態になる確率を低減させながら、輸送、保管、金型のキャビティ内での設置その他のために、中間品形体を容易に取扱うことが可能である。
【００２２】
本発明の利点の１つは、本発明の長尺部材ために有用な標準的配向重合体材料が利用される場合に、それが一般に、その内部では材料を変形させることが可能であるのみならず、材料がそのマイクロ構造配向の実質的に全てを保持し、かくして本発明の工程に従った加工の結果としてその機械的特性を実質的に保存することになるような１つの熱加工ウインドウを有しているという認識から導き出される。
【００２３】
従って、本発明は、材料の熱加工ウインドウ内で作動し、その結果として得られる製品において予測可能でかつ再生可能な特徴を許容する便利でかつ信頼性の高い方法を提供する。
【００２４】
指摘される通り、本発明に従って製品を製造するためには、成形品の変形を比較的精確に制御するプロセスに従って中間品形体が提供され取扱かわれる。望ましくは、中間品形体が変形されるにつれて、特に結果として得られる３次元成形品の厚み、結果として得られる次元成形品内部での長尺部材の互いとの関係における配向、長尺部材の分子重合体の分子配向、又はそれらの任意の組合せを制御するように注意が払われる。
【００２５】
ここでは、造形及び圧密に先立ち、中間品形体を任意の縁部において、又はその近く又はそれに沿ってしっかりと固定する（例えば挟持する）作業を利用することが可能であり得る。しかしながら、特に好ましいアプローチには、変形中に成形品が変位可能である（例えば任意の保持工具との関係における成形品の滑りを付与する）ような形で造形中に中間品形体を支持する工程が関与している。例示として、図１Ａ〜１Ｄを参照すると、中間品形体１０が適切な構造１２（例えばフレーム）の内部に取付けられることが想定されている。造形金型１４が（例えばダイ１６に対して）中間品形体１０を変形して、少なくとも１つの造形済み領域１８及び一般に造形領域に隣接する（例えばその外部にある）周辺領域２０を事実上結果としてもたらすことになる。典型的には、構造１２は、単数又は複数のバイアス（偏向）部材２２（biasing member）を組込んでいる。利用されるあらゆる偏向部材は、典型的には、成形品が変形されつつある間、中間のこのような成形品によって実現された力に応答して偏向力を加える能力をこれらの部材が有するような形で位置設定されている。この点において、このような偏向機構は、典型的には、任意の変形用金型の力に対し平行な方向に偏向力を提供するように適合されることになる（例えば、図１Ｅにある通り）。同様に、このような偏向機構は、サイクル中変形用金型の力に対して垂直な方向に偏向力を提供するようにも適合され得る（これら２つの組合せも同様に利用できる）。偏向部材は、直接中間品形体に、成形用装置に、取付けフレーム（本明細書に記述されているようなもの）に、又は、中間品形体の変形中の変位を制御するため中間品形体と協力するように適合された、その他のいくつかの構造に連結され得る。偏向は、任意の適切な機構を用いて達成可能である。その例としては、バネ、ソレノイド又はその他の電磁デバイス、ピストン、それらの任意の組合せ、又は弾力性があるか往復運動するか又はその両方であるもう１つの類似の作業部材が含まれる。
【００２６】
（単一層又は多層のいずれであれ）中間品形体の造形に対する特定の１つのアプローチの一例には、圧密されているか否かに関わらず、中間品形体１０を担持するバネ仕掛けのフレームといったような弾性（例えばバネ偏向式）構造の利用が関与する。例えば、造形金型は、間にフレーム取付け式成形品を伴って、ダイ２２と１つにされている。成形品保持構造の弾力性は、フレーム無しで成形する場合に通常発生すると思われる成形品の薄化を回避する一助となり、かくして、結果として得られる成形品の使用可能な部分の実質的に全体にわたって実質的に一定の壁厚及び平滑なシワのない露出表面を含む造形中間品形体を結果としてもたらす一助となる。
【００２７】
当然のことながらうまく変形させるのに必要な保持及び変位の所望の組合せを付与するために、さまざまな構成の工具を利用できる。例えば、１つの特定のアプローチが図１Ｅの中で概略的に示されており、ここで、フレームはそれ自体（例えばバネによって）弾性的に取付けられており、かくして圧力付加中に壁厚を維持するべく構造ユニットがフローできるようにしながら中間品形体が造形され得るようになっている。弾性的取付けは、単数又は複数のバネによってフレームが懸垂されるような（例えばフレームの重量及びその他の何らかの任意の力が中間品形体を変位可能な形で挟持する）形か、又は、変形中に中間品形体に向かって偏向されるようにフレームが取付けられる形、又はそれらの組合せの形であり得る。
【００２８】
当然のことながら各層が互いの上で互いとの関係において移動することができる（例えば互いに独立した滑動）多層成形品については、全ての負荷の下で成形品全体を通して一貫した運動の量を維持するように当該装置を適合させることができる。
【００２９】
本発明の一般的アプローチについて、図２〜５を参考にして更に詳細に記述する。かかるアプローチに準じると、図１Ａ〜１Ｅの場合と同様に、造形された領域内部の制御された変形が達成されるように、そしてより特定的には、望ましい場合比較的均等な壁厚が得られるように、長尺部材の互いとの関係における配向が一般に保たれるように；中間品形体内で用いられる配向重合体の形態、結晶化度又はその両方（又はその結果として得られる物性）の極端な逸脱が実質的に回避されるように、一般的に造形済み領域の全体にわたり平滑でしわのない露出表面が結果として得られるように、約０．１：１０〜約５：１（例えば約１：１）の絞り深さ比（一つの部分の深さ対幅の関係）が実現されるように；多層中間品形体の層が互いとの関係において移動できるように；過度の伸長に起因する長尺部材の損傷が実質的に回避されるように；又はこれらの任意の組合せ（好ましくはこれら全ての組合せ）の形で、変形中に中間品形体を加工するための条件が選択される。例えば、特定の１つのアプローチは、変形中に中間品形体を保持する力を制御することにある。すなわち、図１Ａ〜１Ｅに関して、一般的に記述されているように、力は、中間品形体の周辺領域が、造形中に示された力に応答して少なくとも幾分かの変位を受けるように必要に応じて選択され変動させられる。例示を目的として、図３Ａ及び３Ｂを参照すると、固定基準点Ｘとの関係における中間品形体上の点Ａの横方向運動により見ることのできる横滑りの形での変位が示されている。
【００３０】
本発明に従った周辺領域の変位を可能にするためのシステムの１つの具体例が、特に図５に（限定なしで）全体的に描かれている装置の中で利用された状態で、図２〜４の工具を参考にして例示されている。ここでわかるように、中間品形体の取扱いの一助となるように、中間品形体を適切なキャリヤフレーム２６の中に位置づけることができる。制限的意味のない一例として、図２は、少なくとも１つのキャリヤ部材、そしてより特定的には第１のキャリヤ部材２８及びキャリヤ部材３０といったような複数の分離可能な協働するキャリヤ部材を内含するキャリヤを例示している。第１のキャリヤ部材及び第２のキャリヤ部材が中間品形体を収容するように構成される（例えば、これらはその周囲で互いに対面するように類似の寸法を有し得る）その他の構造が可能であるものの、魅力的な１つのアプローチには、例えば、間に中間品形体が位置設定されている状態でキャリヤ部材のうちの１つをもう１つの中に入れ子できるように、各々異なる寸法をもつ複数のキャリヤ部材の利用が関与している。図３Ａ及び３Ｂを特に参照すると、１つのこのようなアプローチは、キャリヤ部材の１つの中に収容用構造（例えば壁、溝、出っ張りなど）を成形し、この中にもう１つの部材の隆起（例えばピン、フランジ、壁など）が進入できるようにすることにある。しかしながら、一般的には、協働するキャリヤ部材の構造は、中間品形体がキャリヤ内に置かれた時点で、中間品形体が所定の場所に固定されず、変形力に応答して変位可能（例えば横滑りにより）となるようなものである。
【００３１】
典型的には、キャリヤが一般に周辺領域２０全体の少なくとも一部分のまわりに中間品形体を担持するように適合されている場合、キャリヤフレーム２６は、加工中に変形用金型が通過できる開口部を有するように適合されることになる。中間品形体は、キャリヤの一部又は全体にわたり成形品がキャリヤと接触しているように、キャリヤにより中間品形体を担持させることができる。図２Ａ及び２Ｂの実施形態は、取り囲まれた構造を示しているが、キャリヤフレームを横方向に分離した複数の構成要素に分割することも同様に可能である。分離可能な協働するキャリヤ部材は、任意的に、例えば単数又は複数の旋回部材（例えばヒンジ）、締結具、磁石、その組合せなどにより、互いに物理的に連結され得る。
【００３２】
（プレス３２の一例を示す）図５も同時に参照しながら図３Ａ及び３Ｂの図面に戻ると、中間品形体を変形中に変位させることのできるアプローチが示されている。一般に例示されているように、変形は、相対する造形金型（例えばダイ３６）に対抗して作用する造形金型（例えばパンチ３４）を使用することによって達成されることになる。露出した壁表面４０をもつブランクホルダー３８が変形用工具に隣接して（例えばパンチ３４、ダイ３６又はその両方の周囲の外側）配置され、これをパンチ３４、ダイ３６又は両方との関係において独立して運動するように取付けることができる。図示された実施形態においては、パンチ３４、ダイ３６又はその両方は、それぞれのプラテン又はその他の支持構造４４及び４６から取外し可能な形で分離可能である（例えば、それは、真空、締結具などにより所定の場所に取外し可能な形で保持され得る）。同様に、金型及びプラテンを単一構造の形に統合することも可能である。更に、壁表面を、それがキャリヤ部材２８又は３０のうちの単数又は複数のものに支えられるような形で寸法決定又はその他の形で構成させることも可能である。
【００３３】
指摘されている通り、ブランクホルダー３８は、造形金型とは独立して並進運動し、変形中の中間品形体を変位可能な形で保持するように、取付けられている。好ましくは、ブランクホルダー３８は、変形中に中間品形体を堅く固定しないように構成されている。この点で、ブランクホルダー３８は、変形中に中間品形体と接触しこれを変位可能な形で保持するように適合されている単数又は複数の隆起４２（例えば環状隆起）を含み得る。中間品形体とのこのような接触は、キャリヤフレーム２６の保持と組合わされたものであってもよいし、又、任意のキャリヤフレームの寄与と独立したものであってもよい。もう１つの実施形態（図示せず）においては、ブランクホルダーは、中間品形体と直接接触する代りに、又はそのことに加えて、キャリヤフレームにより支えられるような形で構成されている。
【００３４】
ブランクホルダー３８は、任意の適切な要領で独立して取付け可能である。しかしながら、以上の教示に従ってブランクホルダー３８を担持させる１つのアプローチが、変形中に装置内で中間品形体の所望のフローを実現する上で一助となる、ということが発見されてきた。すなわち、ブランクホルダー（単独で又はキャリヤフレームと組合せた形で）は、事実上、中間品形体の個々の構造ユニットが圧力付加中に壁厚を維持できるようにする弾性フレームアセンブリを構成する。弾性的取付けは、数多くの要領で達成可能である。例えば、描写されている通り、ブランクホルダーを単数又は複数のバネにより懸垂させることもできるし（例えば、ブランクホルダー及びその他のあらゆる任意の力は中間品形体を変位可能な形で挟持する）、変形中に中間品形体に向かって偏向されるような形でブランクホルダーを取付けることもでき、又それらを組合せることもできる。
【００３５】
図３Ａ及び３Ｂ並びに図５に示されているような１つの特定の好ましいアプローチは、ブランクホルダー３８がそれに沿って固定されるか又は自由に移動する単数又は複数の剪断フト４８によってこのブランクホルダーを垂直に懸垂させる１つのアプローチを示す。ブランクホルダー３８を中間品形体（図５には図示せず）に向かって偏向させるために、単数又は複数の偏向用部材（例えばバネ）５０が位置設定されている。偏向用部材は、中間品形体の変形が発生し得るように中間品形体が充分しっかり固定された状態にとどまるような形で変形力を抵抗すると同時に、変形中ブランク、キャリヤフレーム又はその両方の係合表面を横断して中間品形体の所望のフロー量を許容するのに充分な、中間品形体（及び任意的に任意のキャリヤフレーム）を変位可能な形で係合するのに充分な力を中間品形体に向かって及ぼすように選択される。
【００３６】
かくして偏向力の選択は、結果として得られる造形中間品形体の所望の特徴を考慮することにより達成可能である。かくして、一定範囲の絞り深さ比にわたり、結果として得られる造形済み成形品が、この成形品全体にわたる予め定められた壁厚を実現すること、長尺部材の互いとの関係における配向が一般に保たれること、中間品形体内で使用されるいずれかの配向重合体の形態、結晶化度又はその両方（及び結果として得られる物性）の極端な逸脱が実質的に回避されること、一般に造形済み領域全体にわたる平滑で、しわの無い露出表面という結果が発生すること；約０．１：１０〜約５：１（例えば約１：１）の絞り深さ比（一つの部分の深さ対幅の関係）が実現され得ること、多層中間品形体の層が互いとの関係において移動できるようになること、そして過度の伸長に起因する長尺部材の損傷を実質的に回避すること、が可能である。
【００３７】
偏向力の選択においては、その他の要因を考慮に入れることができる。代替的には、偏向力を選択し、選択された偏向力に応答して、単数又は複数の加工パラメータを変動させることができる。例えば、制限的意味なく、変形用金型走行速度を変動させること、１サイクル内の負荷を変動させること、サイクル中の温度を変動させること、負荷サイクル数を変動させること、又はそれらの任意の組合せも同様に可能である。
【００３８】
典型的には、図３Ａ及び３Ｂにより表現されている工程中に発生することになる造形は、高温、例えば中間品形体の材料の軟化を提供する室温より高い温度そして潜在的には、中間品形体内の長尺部材の外部表面上の材料の融点よりも高い温度で実施されることになる。かくして、造形用工具の構成要素、プラテン、装置のその他の任意の付随する構成要素、又はそれらの任意の組合せの温度を、望む通りに制御することができる。２つ又はそれ以上の構成要素の温度を独立して維持することが可能である。例えば、造形金型（例えばパンチ３４）を加熱又は冷却するために、プラテン４４を加熱又は急冷することができる。引込んだ位置にあるとき、造形金型（例えばパンチ３４）を加熱又は冷却するために第３のプラテン５２を内含させることが可能である。相対する造形金型（ダイ３６）も加熱又は冷却できる。例えば、第２のプラテン４６を、その上に位置づけされた造形金型（例えばダイ３６）の冷却又は加熱するために適合させることができる。望まれる通りに、別個の熱ゾーンを維持するために装置の間に断熱材５４を利用することができる。当然のことながら任意の変形工程の間、中間品形体の温度を単数又は複数の予め定められた時間（例えば少なくとも約５秒〜約１時間、そしてより好ましくは約３０秒〜約５分間；これよりも長い又は短かい時間も可）だけ実質的に恒常に保つことができる。望ましい特徴を達成するために一定範囲の温度にわたりこれを変動させることもできる。更に、予め定められた第１の温度まで中間品形体を予熱し、変形中その温度に維持するか又は変形中異なる温度まで加熱又は冷却することも可能である。
【００３９】
以上のことに従って、図３Ａ及び３Ｂを参照すると、中間品形体１０をキャリヤフレーム２６内に投入し、次にこのキャリヤフレームを中間品形体が造形金型の相対する部分３４及び３６の間に来るような形で位置設定することによって、中間品形体の変形を達成できるということがわかる。造形金型部分を互いに向かって前進させることによって、中間品形体に対し負荷が加えられる。ブランクホルダー３８は（例えば隆起４２を使用して）、キャリヤフレーム２６が寄与するあらゆる係合と共に中間品形体を係合することになる。ブランクホルダー３８が任意の時点で中間品形体を係合させるように、（例えばその寸法、運転パラメータその他を通して）それを適合させることができる。例えば、ブランクホルダー３８は、変形負荷の適用が開始する前、又はそれと同時に、又はその後に、変形負荷に抵抗するために中間品形体を最初に係合することができる。
【００４０】
変形負荷が適用された時点で、かつ少なくとも変形が開始する前に、中間品形体の周辺領域がブランクホルダー３８により保持されることになる、ということがわかる。しかしながら、偏向力は、周辺領域が横方向に並進運動できるようにすることになる。このことは、図３Ａ及び３Ｂ中の基準点Ｂとの関係における基準点Ａの相対的並進運動を示すことで例示されている。
【００４１】
変形中の中間品形体の制御された変位は、造形済み領域に入る中間品形体材料の量を管理する一助となり、褶曲や折り目を受けやすくなる余剰の材料を回避するのを助ける。更に、この変形工程の間、特に造形金型からの高温高圧条件下で、中間品形体の圧密が発生する確率が高い。かくして、望ましい場合、造形の前に中間品形体を圧密させる個別の工程を削除することが可能である。圧密は適切なあらゆる要領で実施され得、単段作業で又は複数段作業の一部として実施され得る。圧密の間に、標準的に当初それ自体の上でひだを形成し得る中間品形体（例えば成形品自体に可とう性があるか、隣接する構造ユニットが互いとの関係において移動可能であるか、又はその両方）が圧密させられ、成形品は、好ましくはその自重を支持する能力を有するような形で、少なくとも半剛性となる。造形及び圧密の時点で、本発明の成形品が例えば常温で２週間超、より特定的には１カ月超、そして更に一層特定的には３カ月超の間、長期形状保持能力を有するということが標準的になるであろう。この要領で、成形品製造業者は、複合材料の形に組立てるために必要となるまで長期にわたり保管できる成形品の在庫を作成することができる、ということが考えられている。圧密済み成形品、特にその主要成分としてポリオレフィンを含むものは、典型的には、約０．７５〜約０．９ｇ／ｃｍ3そしてより特定的には約０．８３ｇ／ｃｍ3の範囲内の圧密された密度を示すことになる。圧密済み成形品が、理論的密度の少なくとも約８０％の密度、より好ましくは理論的密度の少なくとも約９０％の密度（例えば理論的密度の９５％より高い、例えば理論的密度の少なくとも９９％）を示すことも好ましい。
【００４２】
圧密加工工程は、事実上、隣接する構造ユニットを不可逆的に接合させることになり、かくして、圧密は、ユニットを接着、融解、締結させるか又はその他の形で組立てる工程により行なうことができる。本発明により便利になった１つの特別なアプローチは、成形品中の材料のうちの少なくとも１つの材料の融点より高い温度まで中間品形体を加熱して、材料を融解、融合させかつ事実上隣接するユニットと溶接させることにある。
【００４３】
加熱工程は、数多くのアプローチのうちのいずれかを用いて実施可能である。例えば、成形品を変形前に離れた場所で予熱し、高温で変形装置まで送達し、その時点で変形圧力を加えることが可能である。更に、又予熱工程の代替案として、加熱は変形装置において又はその内部で発生し得る。例えば、ダイ、パンチ、それらの組合せ又は成形品を変形させるためのもう１つの金型を予熱することができる。１つのアプローチでは、オフライン予熱が利用される場合、中間品形体内部の温度を金型内のその必要な加工温度まで上昇させることができる。
【００４４】
本発明に従った任意の加熱工程も、伝導、対流、放射又はその任意の組合せで実施可能である。熱源としてオーブンを用いることができる。高周波熱源、マイクロ波熱源又はその両方も使用可能である。加熱は、不活性雰囲気中、空気中、又はもう１つの適切な雰囲気中で行なうことができる。更に、加熱工程には、各々異なる温度で実施されるか、又は各々異なる圧力の適用下で実施されるか又はその組合せの複数の工程が含まれ得る。
【００４５】
一例を挙げると、制限的意味なく、ポリオレフィンベースの中間品形体については、予熱工程（それが利用される場合）は、変形負荷の適用が無い状態で少なくとも約６０℃、好ましくは約１２０℃未満（例えば約１００℃）の温度まで中間品形体を加熱することにより、実施され得る。これを数分間、又場合によっては一日以上（例えば約０．５〜約２０時間）維持することができる。その後、好ましくは、約１０〜約２００バール（例えば約２０〜約１４０バール、そしてより特定的には少なくとも約８０バール）の変形圧力を実現するためのものといったような（例えば約１２０〜１６０℃（例えば約１４０℃）又はそれ以上）の熱に中間品形体を付しながら、変形負荷を適用することができる。圧密及び変形が発生し得るように、約１〜約１０分間、そしてより特定的には約３〜約５分間（例えば約４分間）高温高圧を維持する。中間品形体のサイズに応じて、より長い又は短かい時間及び／又はより高い又はより低い圧力を利用でき、上述の範囲は一般に約１〜約１０ｍｍ（例えば約２〜約７ｍｍ）の厚みまで圧密される中間品形体について適用可能なものである、ということを認識すべきである。
【００４６】
ここで図４Ａ及び４Ｂを参照すると、任意の二次造形作業の一例が例示されている。特に、本発明に従った製品の造形では、二次スタンピング作業、更に特定的には剪断エッジ変形工程を利用する可能性が推定されている。二次的工程は、単数又は複数の高温で実施され得るが、より典型的には、室温以下（例えば約０℃〜約２０℃、より特定的には最高約１５℃）で行なわれることになる。二次的造形作業の時点に先立ち、標準的に中間品形体は少なくとも部分的に（例えば図３Ａ及び３Ｂに例示されている作業に関与する熱を通して）圧密されることになる。しかしながら、特に二次的造形作業中の約０．５〜約５分（例えば約１．５〜３分）間の持続的圧力が約５０〜約２５０バール、より特定的には約１００〜約２００バール（例えば約１７５バール）であることから、二次的造形作業中に圧密が発生する可能性がある。従って、以上のことを考えると、キャリヤフレーム２６、ブランクホルダー３８又はその両方の使用を削除することが可能である。本明細書中のその他の例の場合と同様に、これらの教示を再考すると、以上のことが本発明が利用され得る全ての筋書きを網羅するように意図されたものでないということがわかるだろう。求められる結果、加工されるブランクのサイズ、加工される材料の性質及びその他の関連する考慮事実に応じて、パラメータを変動させることができる。例えば、以上の論述において列挙されているものに比べ長い又は短かい時間を、より高い又はより低い圧力と同様、利用することが可能である。
【００４７】
二次的造形作業の考えられる１つの利点は、造形工程中に中間品形体の中で付加的なひずみ硬化（ここで高温での圧密の前又はその最中には、約１０〜約４０％のひずみ伸長が用いられ得るということが認められている）が発生し得、従って造形製品に対し改善された機械的特性を付与することになる、という点にある。一例を挙げると、ひずみ伸長は、約１５％未満、より好ましくは１０％未満に保たれる。従って、一次作業とは異なった形で寸法決定された造形用工具（これは任意には造形中に冷却されるように構成され得る）を使用して二次的造形作業を行なうことが可能である。同様に、これには、一次作業と同じ工具を利用することもできるが、一次作業後の中間品形体の収縮又は弛緩の結果として、工具／中間品形体界面には空隙がもたらされ、これが付加的な変形を可能にするべき容積を提供する。更にもう１つのアプローチでは、全く空隙が無い可能性があり、かくして中間品形体の材料は、更なる圧密又は所望の領域内での局所的高密度化を達成するため、工具間で更に圧縮される。もう１つのアプローチでは、冷却中に造形済み中間品形体の寸法及び幾何形状を保つために二次的作業が利用される。この段落で列挙した工程の任意の組合せも利用可能である。
【００４８】
かくして、図４Ｂ及び図４Ｂに準じて、少なくとも１つの剪断エッジ６２を組込んだ金型といったような単数又は複数の金型６０を、図３Ａ及び３Ｂの造形金型の少なくとも１つの代りに使用することができる。任意的に、プラテン４６’内で担持された代替的工具３６’に置換わることも可能である。熱可塑性成分材料を軟化させるために加熱することなく中間品形体を変形できる能力が、本発明によって可能となる１つの利点であることがわかる。
【００４９】
本発明を用いて可能であり得る利点のうちのもう１つのものは、最小限しか又は全く付加的な仕上げ工程を必要としない造形製品（その幾何形状が対称又は非対称であるか否かに関わらず）をスタンピングできる能力にある。これは同様に、その後の切断作業を削減するという利点をも提供する。スタンピング工程は同様に、スタンピング中に中間品形体の圧密が発生するように適切な圧力を利用することもできる。スタンピングが低温スタンピングのみである必要はないということを認識すべきである。高温で加熱済み成形品をスタンピングすることも同様に可能である。
【００５０】
本発明の成形品を造形するために複数の工程が利用される場合、複数の別々のプレスを利用し得る可能性がある。同様に、別々の段で実施される機能の組合せを達成する単一のプレスのための工具を構成することも又可能である。
【００５１】
このアプローチの単純さにおける正確性は、単純に適切な互換性ある偏向用部材（例えばバネ）の選択によって、異なるサイズ、幾何形状、複雑性、材料特性などをもつ広範囲の中間品形体を変形するために単一の装置を用いる能力によって、更に一層明らかになる。ここまでは、適切な偏向部材の選択が、閾値応力（例えばそれを超えると中間品形体の長尺部材が予想できないほどに可塑的に変形することになる応力）を決定しかつ、閾値応力が実現される前に中間品形体の横方向変位が起こるように充分な力のみを（例えば周辺領域内で）中間品形体に及ぼすような形で偏向用部材を選択することによって達成され得るということが本明細書で認識されてきた。
【００５２】
造形中に変位可能であるように中間品形体を担持する要領は、数多くの代替的アプローチのいずれかによっても達成可能である。一例を挙げると、１つのアプローチは、単数又は複数の物理的変位抵抗器と共に造形用領域の周囲のまわりで利用すべきものである。例えば、中間品形体は、工具と結びつけられた相対する部材と接触した時点で抵抗力を提供できるトポロジー変動、表面隆起などを内含し得る。抵抗器を、閾値力時点で工具を通して漸進的に引張るように構造化することが可能である。
【００５３】
別のアプローチは、中間品形体を変形する一方でこの中間品形体に対し少なくとも部分的に連続的に可変的な挟持力を（例えば機械的、電気機械的又は電磁的挟持機構により）加えることであり得る。例えば、変形が発生している間挟持が一時的に低減され、一時的低減の間、中間品形体が変位され得るように挟持力を循環させることができ、ここで挟持力の回復時点で、中間品形体は復帰されて周囲領域を固定する。一定の挟持力の付加及び力の低減の間欠的工程を、規則的又は不規則な周期で、望まれる通りに反復することが可能である。
【００５４】
制限を意図しているわけではなく、本発明の１つの特定的な例には、図５にあるような装置が関与している。ここでも又、本明細書のその他の例の場合と同様に、これらの教示を再考した時点で、例は、本発明が利用され得る全ての筋書きを網羅するように意図されたものでない、ということがわかるだろう。求められる結果、加工されるブランクのサイズ、加工される材料の性質及びその他の関連する考慮事実に応じて、パラメータを変動させることができる。第１及び第２の造形金型の間に配置された時点で中間品形体に向かってブランクホルダーを偏向させるために、装置のまわりに６つの炭素鋼バネが位置設定される。各々のバネは、１ｃｍあたり３２．１６（Ｎ／ｍｍ）で等級付けされている（即ち１ｃｍで１ｍｍあたりの等級）。各々のバネについてもとの長さＬｏが１３０ｍｍであることから、３２．１６［Ｎ／（ｍｍ／ｃｍ）／１３［ｃｍ］＝２．４７［Ｎ／ｍｍ］という圧縮バネ定数が実現される。各バネは７６ｍｍだけ圧縮することから、７６ｍｍ×２．４７［Ｎ／ｍｍ］＝１８８［Ｎ］という各バネが寄与する力が得られる。
【００５５】
この力は、例えば、高温にある間に中間品形体が造形される場合に実現される。成形品全体にわたり分布した合計力（Ｆ）は、ブランクホルダーバネが寄与した場合、Ｆ＝１８８×６［Ｎ］＝１１２８Ｎである。
【００５６】
この力を用いて、装置は、約１４〜３４層の製織ポリプロピレンシートから作られた多層中間品形体から、比較的大きいブランク（例えば面積が約３５０〜約５５０ｃｍ2）上で約０．１：１０〜約５：１（例えば約１：１）という深絞り深さ比（一部品の深さ対幅の関係）を容易にプレスすることができる。それは又、滑りを防止するだけでなく逆転を防止するようにも作用する。
【００５７】
この例では、キャリヤフレームの寸法は一辺約２２．５ｃｍであり、内部開口部を画定する周囲壁の幅は約１３ｍｍである。これは約０．０１１ｍ2の面積を提示する。キャリヤがこの圧力全てを単独で取り込まなくてはならない場合、これは１０２ｋＰａ又は１バールの圧力に等しい。該力がブランクホルダーの全接触部域にも作用すると仮定した場合には、この力は０．０５１ｍ2の面積全体に作用し、圧力は実際には２２．３ｋＰａ又は０．２２バールである。
【００５８】
本発明の１つの特定の態様においては、前述の特性の多くが、仕上り製品が完成するまで全ての加工工程全体を通して中間品形体の長尺部材の構成要素の内部で実質的な形態（及び特定的には配向）を保つという結果をもたらす材料選択と加工条件の組合せの成果である、ということがわかるはずである。特定的には、本発明の１つのアプローチは、熱成形、スタンピング又はその他の中間品形体造形工程に先立って、中間品形体を圧密させるあらゆる工程を回避することにある。以前の材料は、このようなあらゆる中間品形体造形工程に先立って圧密工程を利用すると思われる。しかしながら、かかる保存配向は、本明細書に開示されている新規実施形態の多くにとって必須ではない。従って、当業者であれば、中間品形体造形工程に先立って圧密工程を利用するさまざまな先行技術の材料を、かかる実施形態内で複合材料を作るためになおも利用することができる、ということを認識することだろう。更に、配向を維持するために層の一部分が加工された状態で多層中間品形体を利用することが可能である。
【００５９】
ここで「第１」及び「第２」という呼称は、第１及び第２の品目のみで構成される組合せに制限することを意図したものではない。このように記されている場合には、本発明の対象が、第３、第４又はそれ以上の品目を適切に組込み得ると考えることができる。「長尺部材」というのは、複数の長尺部材を網羅することを排除する意図を有するものではない。記述がある場合を除き、「圧密」又は「造形」又はそれらの複合といった加工工程の使用は、完全な圧密又は造形を必要とせず；部分的な圧密又は造形も同様に考慮される。その上、１つの（「ａ」又は「ｏｎｅ」）要素又は工程の開示は、付加的な要素又は工程を排除することを意図したものではない。
【００６０】
別段の記述のない限り、本明細書に描かれているさまざまな実施形態の寸法及び幾何形状は、本発明を制限するよう意図されておらず、その他の寸法又は幾何形状も同様に可能である。単一の一体型構造又は工程により複数の構造的構成要素の工程を提供することができる。代替的には、単一の一体型構造工程を別々の複数の構成要素又は工程に分割することができる。しかしながら、機能を単一の構成要素又は工程に一体化することも又可能である。
【００６１】
更に、本発明の特長が、例示された実施形態の１つのみに関係して記述されてきたかもしれないが、かかる特長を、任意の与えられた利用分野のためにその他の実施形態の１つ又はそれ以上その他の特長と組合せることが可能である。以上のことから、本明細書における独特の構造の製造及びその作動も又本発明に従ったプロセスを構成する、ということもわかるだろう。
【００６２】
以上の記述が例示的なものとして意図されており制限的なものでないということは当然である。ここで提供されている例以外の数多くの実施形態ならびに数多くの利用分野が、以上の記述を読了した時点で当業者には明らかとなることだろう。従って本発明の範囲は、以上の記述を参考にして決定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びかかる特許請求の範囲が資格を有する等価物の範囲全体を参考にして決定されるべきものである。特許出願及び公報を含めた全ての論文及び参考文献の開示は、全ての目的のために参考として内含される。本明細書で開示されている対象のいずれかの態様が、特許請求の範囲内で省略されている場合、それは、かかる対象の免責事項ではなく、又発明人らが開示された発明力ある対象の一部を成すものとしてかかる対象を考慮しなかったとみなされるべきものでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１Ａ】中間品形体を造形するためのデバイスを例示する平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのデバイスを利用する工程を例示している。
【図１Ｃ】図１Ａのデバイスを利用する工程を例示している。
【図１Ｄ】図１Ａのデバイスを利用する工程を例示している。
【図１Ｅ】中間品形体を造形するための装置に対するもう１つのアプローチである。
【図２】本発明において有用な取付けフレームの一例の斜視図である。
【図３Ａ】それぞれ開放出発位置及び変形作業中の、本発明に従って有用な工具アセンブリを通した側面断面図である。
【図３Ｂ】それぞれ開放出発位置及び変形作業中の、本発明に従って有用な工具アセンブリを通した側面断面図である。
【図４Ａ】それぞれ開放出発位置及び変形作業中の、本発明に従って有用な任意の工具アセンブリを通した側面断面図である。
【図４Ｂ】それぞれ開放出発位置及び変形作業中の、本発明に従って有用な任意の工具アセンブリを通した側面断面図である。
【図５】本発明に従った工具アセンブリを担持するための装置の一例の斜視図である。
【図１Ａ】
2008517801.tif 000003
【図１Ｂ】
2008517801.tif 000004
【図１Ｃ】
2008517801.tif 000005
【図１Ｄ】
2008517801.tif 000006
【図１Ｅ】
2008517801.tif 000007
【図２】
2008517801.tif 000008
【図３Ａ】
2008517801.tif 000009
【図３Ｂ】
2008517801.tif 000010
【図４Ａ】
2008517801.tif 000011
【図４Ｂ】
2008517801.tif 000012
【図５】
2008517801.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月29日(2007.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が予め定められた限界の内部を自由に移動できるような形で、変形中に中間品形体を挟持しながら、複数の細長い熱可塑性部材から本質的に成る該中間品形体を変形させる工程；及び
３次元製品を成形するために中間品形体の熱可塑性長尺部材を少なくとも部分的に圧密する工程、
を含んで成り、前記中間品形体が最初の配向状態で配向された部分を有する少なくとも一つのポリオレフィン長尺部材を含み、前記変形工程が中間品形体を加熱することを含み、そして挟持工程が変形後に、最初の配向状態が実質的に保持されるように、中間品形体に力を適用するためのホルダーをバイアスさせることを含むことを特徴とする３次元造形製品を成形するためのプロセス。
【請求項２】
熱可塑性長尺部材がポリプロピレンを含むテープである請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
少なくとも部分的に圧密する工程が変形工程中に起こる請求項１又は２に記載のプロセス。
【請求項４】
挟持をバネバイアス型ブランクホルダーによって実施する請求項１〜３に記載のプロセス。
【請求項５】
キャリヤフレーム内に中間品形体を予め配置し、中間品形体を少なくとも変形工程の間キャリヤフレーム内に保持する工程を更に含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６】
中間品形体の長尺部材の中央部分はその融点より低い温度に維持しつつ、変形を促進し且つ変形中の長尺部材の破断を回避するのに充分柔かくなるような温度まで中間品形体を加熱する請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７】
長尺部材が配向分子部分を有する同時押出されたテープである請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
加熱温度を、長尺部材の配向部分の配向が変形工程全体を通して実質的に保存されるように、維持する請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
成形品の剪断エッジスタンピング工程を更に含む請求項１〜８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
変形工程及び剪断エッジスタンピング工程を共通のプレスを用いて実施する請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
変形工程及び剪断エッジスタンピング工程のために少なくとも２つの独立して移動可能な金型を利用する工程を更に含む請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
変形及びスタンピング工程に先立ち、中間品形体の同じ側に剪断エッジスタンピングを位置設定する工程を更に含む請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
変形及びスタンピング工程に先立ち、中間品形体の相対する側に剪断エッジスタンピングを位置設定する工程を更に含む請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１４】
変形工程及び剪断エッジスタンピング工程を別々のプレス内で実施する請求項９に記載のプロセス。
【請求項１５】
可変的厚みを有する結果として得られる３次元製品を成形するために中間品形体の厚みを変動させる工程を更に含む請求項１〜１４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６】
中間品形体が複数の層を含む請求項１〜１６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７】
織物状中間品形体を変形させる工程、
中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が予め定められた限界内を自由に移動できるように、前記織物状中間品形体を変形用金型に対して独立に設けられたバイアスされたホルダーを含む装置で挟持する工程；及び
少なくとも部分的に中間品形体を圧密する工程；及び
二次成形作業において中間品形体をスタンピングする工程、
を含んでなる３次元造形製品を成形するためのプロセス。
【請求項１８】
スタンピングが前記装置を用いて実施する剪断エッジスタンピング工程を含み、バイアスされたホルダーが変形用金型の進行方向に平行な方向にスプリングバイアスされており、そして挟持工程の間にホルダーを支えるキャリヤフレームに中間品形体を位置させることを更に含む請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
ａ）  高温で中間品形体を変形させるための第１の金型；
ｂ）  中間品形体をスタンピングするための第２の金型；及び
ｃ）  中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、挟持時に、中間品形体が予め定められた限界内を自由に移動できることを特徴とした、変形中に中間品形体を挟持するためのホルダー、
を含んでなり、前記ホルダーが、前記第一及び第二の金型に対して前記装置の並進に対して独立に設けられており、そして前記装置の第一の金型の進行方向に平行な方向にホルダーをバイアスさせる複数のバイアス部材を含む、熱可塑性３次元製品を成形するための装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
以上の記述が例示的なものとして意図されており制限的なものでないということは当然である。ここで提供されている例以外の数多くの実施形態ならびに数多くの利用分野が、以上の記述を読了した時点で当業者には明らかとなることだろう。従って本発明の範囲は、以上の記述を参考にして決定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びかかる特許請求の範囲が資格を有する等価物の範囲全体を参考にして決定されるべきものである。特許出願及び公報を含めた全ての論文及び参考文献の開示は、全ての目的のために参考として内含される。本明細書で開示されている対象のいずれかの態様が、特許請求の範囲内で省略されている場合、それは、かかる対象の免責事項ではなく、又発明人らが開示された発明力ある対象の一部を成すものとしてかかる対象を考慮しなかったとみなされるべきものでもない。
以下に本発明の態様を列挙する。
１．中間品形体（intermediate form）を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が予め定められた限界の内部を自由に移動できるような形で、変形中に中間品形体を挟持しながら、複数の細長い熱可塑性部材から本質的に成る該中間品形体を変形させる（deforming）工程；及び
任意的に、３次元製品を成形するために中間品形体の熱可塑性長尺部材を少なくとも部分的に圧密する工程、
を含んで成る３次元造形製品を成形するためのプロセス。
２．熱可塑性長尺部材がポリプロピレンを含むテープである態様１に記載のプロセス。
３．少なくとも部分的に圧密する工程が変形工程中に起こる態様１又は２に記載のプロセス。
４．変位可能な挟持をバネバイアス型ブランクホルダーによって実施する態様１〜３に記載のプロセス。
５．キャリヤフレーム内に中間品形体を予め配置し、中間品形体を少なくとも変形工程の間キャリヤフレーム内に保持する工程を更に含む態様１〜４のいずれか１項に記載のプロセス。
６．中間品形体の長尺部材の中央部分はその融点より低い温度に維持しつつ、変形を促進し且つ変形中の長尺部材の破断を回避するのに充分柔かくなるような温度まで中間品形体を加熱する工程を更に含む態様１〜５のいずれか１項に記載のプロセス。
７．長尺部材が配向分子部分を有する態様６に記載のプロセス。
８．加熱温度を、長尺部材の配向部分の配向が変形工程全体を通して実質的に保存されるように、維持する態様７に記載のプロセス。
９．成形品の剪断エッジスタンピング工程を更に含む態様１〜８のいずれか１項に記載のプロセス。
１０．変形工程（deforming step）及び剪断エッジスタンピング工程を共通のプレスを用いて実施する態様９に記載のプロセス。
１１．変形工程及び剪断エッジスタンピング工程のために少なくとも２つの独立して移動可能な金型を利用する工程を更に含む態様１０に記載のプロセス。
１２．変形及びスタンピング工程に先立ち、中間品形体の同じ側に剪断エッジスタンピングを位置設定する工程を更に含む態様１１に記載のプロセス。
１３．変形及びスタンピング工程に先立ち、中間品形体の相対する側に剪断エッジスタンピングを位置設定する工程を更に含む態様１１に記載のプロセス。
１４．変形工程及び剪断エッジスタンピング工程を別々のプレス内で実施する態様９に記載のプロセス。
１５．可変的厚みを有する結果として得られる３次元製品を成形するために中間品形体の厚みを変動させる工程を更に含む態様１〜１４のいずれか１項に記載のプロセス。
１６．中間品形体が複数の層を含む態様１〜１６のいずれか１項に記載のプロセス。
１７．中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が予め定められた限界内を自由に移動できるような形で、変形中に中間品形体を挟持（lamping）しながら、中間品形体を変形させる工程；及び
少なくとも部分的に中間品形体を圧密する工程；及び
任意的に、二次成形作業において中間品形体をスタンピングする工程、
を含んでなる３次元造形製品を成形するためのプロセス。
１８．スタンピングが剪断エッジスタンピング工程を含む態様１７に記載のプロセス。
１９．ａ）  高温で中間品形体を変形させるための第１の金型（tool）；
ｂ）  中間品形体をスタンピングするための任意的な第２の金型；及び
ｃ）  中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が予め定められた限界内を自由に移動できるような形で、変形中に中間品形体を挟持するためのホルダー、
を含んでなる３次元製品を成形するための装置。
２０．ホルダーが、装置の中の第１の金型の走行方向に対し平行な方向でホルダーを偏向させる複数の偏向用部材を含む態様１９に記載の装置。
２１．態様１〜１８のいずれか１項に記載のプロセスに従って作られる製品。
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月2日(2007.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間品形体を変形させるために力が加えられている間に、中間品形体が予め定められた限界の内部を自由に移動できるような形で、変形中に中間品形体を挟持しながら、複数の細長い熱可塑性部材から本質的に成る該中間品形体を変形させる工程；及び
３次元製品を成形するために中間品形体の熱可塑性長尺部材を少なくとも部分的に圧密する工程、
を含んで成り、前記中間品形体が最初の配向状態で配向された部分を有する少なくとも一つのポリオレフィン長尺部材を含み、前記変形工程が中間品形体を加熱することを含み、そして挟持工程が変形後に、最初の配向状態が実質的に保持されるように、中間品形体に力を適用するためのホルダーをバイアスさせることを含むことを特徴とする３次元造形製品を成形するためのプロセス。
【請求項２】
熱可塑性長尺部材がポリプロピレンを含むテープである請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
少なくとも部分的に圧密する工程が変形工程中に起こる請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
挟持をバネバイアス型ブランクホルダーによって実施する請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
キャリヤフレーム内に中間品形体を予め配置し、中間品形体を少なくとも変形工程の間キャリヤフレーム内に保持する工程を更に含む請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
中間品形体の長尺部材の中央部分はその融点より低い温度に維持しつつ、変形を促進し且つ変形中の長尺部材の破断を回避するのに充分柔かくなるような温度まで中間品形体を加熱する工程を更に含む請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
長尺部材が配向分子部分を有する同時押出されたテープである請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
加熱温度を、長尺部材の配向部分の配向が変形工程全体を通して実質的に保存されるように、維持する請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
成形品の剪断エッジスタンピング工程を更に含む請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
変形工程及び剪断エッジスタンピング工程を共通のプレスを用いて実施する請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
変形工程及び剪断エッジスタンピング工程のために少なくとも２つの独立して移動可能な金型を利用する工程を更に含む請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
変形及びスタンピング工程に先立ち、中間品形体の同じ側に剪断エッジスタンピングを位置設定する工程を更に含む請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
変形及びスタンピング工程に先立ち、中間品形体の相対する側に剪断エッジスタンピングを位置設定する工程を更に含む請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１４】
変形工程及び剪断エッジスタンピング工程を別々のプレス内で実施する請求項９に記載のプロセス。
【請求項１５】
可変的厚みを有する結果として得られる３次元製品を成形するために中間品形体の厚みを変動させる工程を更に含む請求項１に記載のプロセス。
【請求項１６】
中間品形体が複数の層を含む請求項１に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記挟持工程が変形用金型に対して独立に設けられたバイアスされたホルダーを含む装置で織物状の中間品形体を挟持することを含み、そして中間品形体上でスタンピング工程も実施する請求項１に記載のプロセス。
【請求項１８】
スタンピング操作が前記装置を用いて実施する剪断エッジスタンピング工程を含み、バイアスされたホルダーが変形用金型の進行方向に平行な方向にスプリングバイアスされており、そして挟持工程の間にホルダーを支えるキャリヤフレームに中間品形体を位置させることを更に含む請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記ホルダーが変形用金型に対して前記装置おいて並進するように独立に設けられており、そして装置の変形用金型の進行方向に平行な方向にホルダーをバイアスさせる複数のバイアス部材を含む請求項１７に記載のプロセス。
【請求項２０】
中間品形体を移動可能に保持し、そして変形工程の間にホルダーに対して保持するキャリヤフレームを提供する工程を更に含む請求項１９に記載のプロセス。
【国際調査報告】
2008517801.tif 000014
2008517801.tif 000015
2008517801.tif 000016