(57)【要約】【課題】キット化、予備成形、工具細工に対する適合性、樹脂の注入速度、硬化厚み、表面の審美性、および、ＶＥＰ、ＲＴＭ、及びライトＲＴＭ、又はＶＡＲＴＭ工程を含む、密閉金型工程の範囲における複合構造性能に、より良く最適化されている注入織物を提供する。【解決手段】注入織物（１０）は、連続フィラメントマット、直接細断マット、直接連続マット、及びこれらの組合せからなるグループから選択されたマット（１２）と、織られた練紡又は接着された補強層（１４）と、を具備している。マットと、織られて練紡された補強層とは互いに縫い合わせられている。連続フィラメントマットは、Ｅ−ガラス繊維及び／又はＥＣＲ−ガラス繊維と、バインダと、サイズ剤とを含んでいる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入織物（１０）であって、この注入織物が、
連続フィラメントマット、直接細断マット、直接連続マット、及びこれらの組合せからなるグループから選択されたマット（１２）と、
織られた練紡又は接着された補強層（１４）と、
を備えていることを特徴とする注入織物。
【請求項２】
前記マットと、前記織られた練紡又は接着された補強層とは互いに縫い合わせられていることを特徴とする請求項１に記載の注入織物。
【請求項３】
前記マットは、ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト繊維、ガラス質カーボン繊維、非グラファイト・カーボン繊維、硼素モノリシック・グラファイト繊維、硼素モノリシック・非グラファイト・カーボン繊維、シリコーン、アラミド、セラミック繊維、熱可塑性プラスチックポリマー繊維、天然繊維、及びこれらの組合せ、からなるグループから選択された材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の注入織物。
【請求項４】
前記織られた練紡又は接着された補強層は、ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト繊維、ガラス質カーボン繊維、非グラファイト・カーボン繊維、硼素モノリシック・グラファイト繊維、硼素モノリシック・非グラファイト・カーボン繊維、シリコーン、アラミド、セラミック繊維、熱可塑性プラスチックポリマー繊維、天然繊維、及びこれらの組合せ、からなるグループから選択された材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の注入織物。
【請求項５】
前記織られた練紡又は接着された補強層は、平方ヤードあたり約８〜約６０オンス（平方メートルあたり約０．２７〜約２．０３kg）の面質量を有していることを特徴とする請求項４に記載の注入織物。
【請求項６】
前記織られた練紡又は接着された補強層は、平織、綾織、サテン織のスタイルからなるグループから選択されていることを特徴とする請求項５に記載の注入織物。
【請求項７】
前記織られた練紡又は接着された補強層は、複数の平行なトウ（１８，２０）を具備し、少なくとも２つのトウは、間隔を隔てたチャネル（２１）を形成するように、異なる収量を有していることを特徴とする請求項６に記載の注入織物。
【請求項８】
前記２つのトウのうち、第１のトウの収量Ａは、約７５０〜約２５００ヤード／ポンド（約１５１１．９〜約５０３９．７m/kg）であり、前記２つのトウのうち、第２のトウの収量Ｂは、約５２〜約４５０ヤード／ポンド（約１０４．８〜約９０７．２m/kg）であることを特徴とする請求項７に記載の注入織物。
【請求項９】
表面マット（３０）をさらに具備していることを特徴とする請求項１に記載の注入織物。
【請求項１０】
前記マットは、前記表面マットと、前記織られた練紡又は接着された補強層との間にサンドイッチにされていることを特徴とする請求項９に記載の注入織物。
【請求項１１】
前記連続フィラメントマットは、Ｅ−ガラス繊維、ＥＣＲ−ガラス繊維、及びこれらの混合物からなるグループから選択されたガラス繊維と、バインダと、サイズ剤とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の注入織物。
【請求項１２】
約８０〜約９９重量％のガラス繊維と、約１〜約２０重量％のバインダと、約０．０１〜約２重量％のサイズ剤とを含んでいることを特徴とする請求項１１に記載の注入織物。
【請求項１３】
前記ガラス繊維は、ガラスフィラメントの束として提供されていることを特徴とする請求項１２に記載の注入織物。
【請求項１４】
前記ガラスフィラメントの束は、束あたり約２０〜約１４０のガラスフィラメントを含んでいることを特徴とする請求項１３に記載の注入織物。
【請求項１５】
前記ガラスフィラメントの束における前記ガラスフィラメントは、約１１〜約２０ミクロンの平均直径を有していることを特徴とする請求項１４に記載の注入織物。
【請求項１６】
前記ガラスフィラメントの束は、約０．３０４８mmの平均直径を有し、直径の範囲は約０．１２７〜約１．２７mmであることを特徴とする請求項１５に記載の注入織物。
【請求項１７】
前記バインダは、ポリエステル及びエポキシ互換性のバインダからなる材料のグループから選択されていることを特徴とする請求項１２に記載の注入織物。
【請求項１８】
前記ポリエステルのバインダは、約２５〜約２００mmの粒子サイズに砕かれていることを特徴とする請求項１７に記載の注入織物。
【請求項１９】
前記バインダは、滑石を含んでいることを特徴とする請求項１８に記載の注入織物。
【請求項２０】
前記バインダは、過酸化ベンゾイルを含んでいることを特徴とする請求項１８に記載の注入織物。
【請求項２１】
前記バインダが、
約９５〜約９９．８重量％のポリエステルと、
約０．０５〜約３重量％の滑石と、
約０．２〜約２重量％の過酸化ベンゾイルと、
を含んでいることを特徴とする請求項１８に記載の注入織物。
【請求項２２】
前記連続フィラメントマットは、約２．０〜約８．０のループ形成率を有し、アセトン抽出物として測定したとき、約５０〜約１００％の硬化を有していることを特徴とする請求項１１に記載の注入織物。
【請求項２３】
注入織物（１０）であって、この注入織物が、
連続フィラメントマット（１２）と、
織られた練紡又は接着された補強層（１４）と、
を備えていることを特徴とする注入織物。
【請求項２４】
前記マットと、前記織られて練紡された補強層とは互いに縫い合わせられていることを特徴とする請求項２３に記載の注入織物。
【請求項２５】
前記マットは、ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト繊維、ガラス質カーボン繊維、非グラファイト・カーボン繊維、硼素モノリシック・グラファイト繊維、硼素モノリシック・非グラファイト・カーボン繊維、シリコーン、アラミド、セラミック繊維、熱可塑性プラスチックポリマー繊維、天然繊維、及びこれらの組合せ、からなるグループから選択された材料から構成されていることを特徴とする請求項２３に記載の注入織物。
【請求項２６】
前記織られて練紡された補強層は、ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト繊維、ガラス質カーボン繊維、非グラファイト・カーボン繊維、硼素モノリシック・グラファイト繊維、硼素モノリシック・非グラファイト・カーボン繊維、シリコーン、アラミド、セラミック繊維、熱可塑性プラスチックポリマー繊維、天然繊維、及びこれらの組合せ、からなるグループから選択された材料から構成されていることを特徴とする請求項２３に記載の注入織物。
【請求項２７】
前記織られて練紡された補強層は、平方ヤードあたり約８〜約６０オンス（平方メートルあたり約０．２７〜約２．０３kg）の面質量を有していることを特徴とする請求項２６に記載の注入織物。
【請求項２８】
前記織られて練紡された補強層は、平織、綾織、サテン織のスタイルからなるグループから選択されていることを特徴とする請求項２７に記載の注入織物。
【請求項２９】
前記織られた練紡又は接着された補強層は、複数の平行なトウ（１８，２０）を具備し、少なくとも２つのトウは、間隔を隔てたチャネル（２１）を形成するように、異なる収量を有していることを特徴とする請求項２８に記載の注入織物。
【請求項３０】
前記２つのトウのうち、第１のトウの収量Ａは、約７５０〜約２５００ヤード／ポンド（約１５１１．９〜約５０３９．７m/kg）であり、前記２つのトウのうち、第２のトウの収量Ｂは、約５２〜約４５０ヤード／ポンド（約１０４．８〜約９０７．２m/kg）であることを特徴とする請求項２９に記載の注入織物。
【請求項３１】
表面マット（３０）をさらに具備していることを特徴とする請求項２３に記載の注入織物。
【請求項３２】
前記マットは、前記表面マットと、前記織られて練紡された補強層との間にサンドイッチにされていることを特徴とする請求項３１に記載の注入織物。
【請求項３３】
前記連続フィラメントマットは、Ｅ−ガラス繊維、ＥＣＲ−ガラス繊維、及びこれらの混合物からなるグループから選択されたガラス繊維と、バインダと、サイズ剤とを含んでいることを特徴とする請求項２３に記載の注入織物。
【請求項３４】
約９０〜約９８重量％のガラス繊維と、約２〜約１０重量％のバインダと、約０．１〜約１重量％のサイズ剤とを含んでいることを特徴とする請求項３３に記載の注入織物。
【請求項３５】
前記ガラス繊維は、ガラスフィラメントの束として提供されていることを特徴とする請求項３４に記載の注入織物。
【請求項３６】
前記ガラスフィラメントの束は、束あたり約２０〜約１４０のガラスフィラメントを含んでいることを特徴とする請求項３５に記載の注入織物。
【請求項３７】
前記ガラスフィラメントの束における前記ガラスフィラメントは、約１１〜約２０ミクロンの平均直径を有していることを特徴とする請求項３６に記載の注入織物。
【請求項３８】
前記ガラスフィラメントの束は、約０．３０４８mmの平均直径を有し、直径の範囲は約０．１２７〜約１．２７mmであることを特徴とする請求項３７に記載の注入織物。
【請求項３９】
前記バインダは、ポリエステルであることを特徴とする請求項３４に記載の注入織物。
【請求項４０】
前記ポリエステルのバインダは、約２５〜約２００mmの粒子サイズに砕かれていることを特徴とする請求項３９に記載の注入織物。
【請求項４１】
前記バインダは、滑石を含んでいることを特徴とする請求項４０に記載の注入織物。
【請求項４２】
前記バインダは、過酸化ベンゾイルを含んでいることを特徴とする請求項４０に記載の注入織物。
【請求項４３】
前記バインダが、
約９５〜約９９．８重量％のポリエステルと、
約０．０５〜約３重量％の滑石と、
約０．２〜約２重量％の過酸化ベンゾイルと、
を含んでいることを特徴とする請求項４０に記載の注入織物。
【請求項４４】
前記連続フィラメントマットは、約２．０〜約８．０のループ形成率を有し、アセトン抽出物として測定したとき、約５０〜約１００％の硬化を有していることを特徴とする請求項３３に記載の注入織物。
【請求項４５】
連続フィラメントマット（１２）であって、このマットが、
Ｅ−ガラス繊維、ＥＣＲ−ガラス繊維、及びこれらの混合物からなるグループから選択されたガラス繊維と、
バインダと、
サイズ剤と、を備え、
前記連続フィラメントマットは、約２．０〜約８．０のループ形成率を有し、アセトン抽出物として測定したとき、約５０〜約１００％の硬化を有している、
ことを特徴とする連続フィラメントマット。
【請求項４６】
前記ガラス繊維は、ガラスフィラメントの束として提供されていることを特徴とする請求項４５に記載の連続フィラメントマット。
【請求項４７】
前記ガラスフィラメントの束は、束あたり約２０〜約１４０のガラスフィラメントを含んでいることを特徴とする請求項４６に記載の連続フィラメントマット。
【請求項４８】
前記ガラスフィラメントの束における前記ガラスフィラメントは、約１１〜約２０ミクロンの平均直径を有していることを特徴とする請求項４７に記載の連続フィラメントマット。
【請求項４９】
前記ガラスフィラメントの束は、約０．３０４８mmの平均直径を有し、直径の範囲は約０．１２７〜約１．２７mmであることを特徴とする請求項４８に記載の連続フィラメントマット。
【請求項５０】
前記バインダは、ポリエステルであることを特徴とする請求項４５に記載の連続フィラメントマット。
【請求項５１】
前記ポリエステルのバインダは、約２５〜約２００mmの粒子サイズに砕かれていることを特徴とする請求項５０に記載の連続フィラメントマット。
【請求項５２】
前記バインダは、滑石を含んでいることを特徴とする請求項５１に記載の連続フィラメントマット。
【請求項５３】
前記バインダは、過酸化ベンゾイルを含んでいることを特徴とする請求項５１に記載の連続フィラメントマット。
【請求項５４】
前記バインダが、
約９５〜約９９．８重量％のポリエステルと、
約０．０５〜約３重量％の滑石と、
約０．２〜約２重量％の過酸化ベンゾイルと、
を含んでいることを特徴とする請求項５１に記載の連続フィラメントマット。
【請求項５５】
前記硬化は、アセトン抽出物として測定したとき、約６０〜約９０％であることを特徴とする請求項５１に記載の連続フィラメントマット。
【請求項５６】
前記硬化は、アセトン抽出物として測定したとき、約６０〜約９０％であることを特徴とする請求項４５に記載の連続フィラメントマット。
【請求項５７】
前記硬化は、アセトン抽出物として測定したとき、約６０〜約９０％であることを特徴とする請求項４５に記載の連続フィラメントマット。
【請求項５８】
ガラス繊維マットを準備するためのバインダであって、このバインダが、
約９５〜約９９．８重量％のポリエステルと、
約０．０５〜約３重量％の滑石と、
約０．２〜約２重量％の過酸化ベンゾイルと、
を含んでいることを特徴とするバインダ。
【請求項５９】
前記ポリエステルのバインダは、約２５〜約２００mmの粒子サイズに砕かれていることを特徴とする請求項５８に記載のバインダ。
【請求項６０】
前記ポリエステルは、エチレングリコールとフマル酸とをベースとしていることを特徴とする請求項５９に記載のバインダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には、大型の複合構造物をモールド成形するための注入織物、及び、新規な連続フィラメントマット、及び、新規なバインダに関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維質の材料から作られた強化織物を、織物、編み物、及び不織素材に形成することは、当業者に良く知られている。ガラス、カーボン、及びアラミドのヤーンは、代表的に、織物に形成され、及び、複数の織物の層が積み重ねられ、切断されて、乾燥した織物のキット又はプレフォームにされる。プレフォームは、樹脂のバインダを注入ないし含浸されて、硬化し、堅固な複合物に形成される。
【０００３】
代表的に、ガラス強化繊維マットは、予備成形されてから、成形型に配置され、繊維強化製品にモールド成形される。ガラス繊維強化マットは、トラックのフェンダーや、自動車のシャシー、又はバスの部品など、所定の強度が必要な状況において使用される。例えば、連続ストランドマットの層と、単一方向性又は多方向性の強化材料の層とは、別々に製造される。これらの層は、一般的に上側スクリーンと下側スクリーンとからなる、予備成形されたスクリーンのセットに個別に配置される。上側スクリーンと下側スクリーンとを互いに合わせて、層の形状を、予備成形されたスクリーンの形状に一致させる。その結果、層は成形されて、プレフォームとして知られているものになる。次に、プレフォームは、成形型に配置され、適当な樹脂性の材料を注入されて、繊維強化製品が作られる。
【０００４】
２００５年３月３１日に発行された、米国特許公開公報第２００５−００７０１８２号は、本発明の譲受人が所有するもので、捲縮の無い注入可能な強化織物を開示している。単一方向性の織物は、大きなサイズのトウの間に隔てられた、小さいサイズのトウを有する。大きなトウの間にある小さいトウで「チャネル」が形成されることで、樹脂の注入が迅速になって、生産性が高まる。
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開公報第２００５−００７０１８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、改良された注入織物に関し、注入織物は、キット化、予備成形、工具細工に対する適合性、樹脂の注入速度、硬化厚み、表面の審美性、および、ＶＥＰ、ＲＴＭ、及びライトＲＴＭ、又はＶＡＲＴＭ工程を含む、密閉金型工程の範囲における複合構造性能に、より良く最適化されている。これは、海、風、構造、輸送、及び産業界の顧客によって使用される、すべての範囲の複合密閉金型工程を代表する。さらに、本発明は、新規な連続フィラメントマット、及びかかる改良された注入織物マットを作るために有用なバインダに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
注入織物は、連続フィラメントマット、直接細断マット、直接連続マット、及びこれらの組合せからなるグループから選択されたマットと併せて、織られた又は接着された補強層から構成される。ひとつの可能な実施形態においては、マットと、織られた練紡又は接着された補強層とは互いに縫い合わせられる。
【０００８】
より詳しくは、開示される発明においては、マットは、ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト繊維、ガラス質カーボン繊維、非グラファイト・カーボン繊維、硼素モノリシック・グラファイト繊維、硼素モノリシック・非グラファイト・カーボン繊維、シリコーン、アラミド繊維、セラミック繊維、熱可塑性プラスチックポリマー繊維、及びこれらの組合せ、からなるグループから選択された材料から構成される。天然繊維、例えば、綿、ケナフ、サイザル麻、及びツナソなどは、単独にて、または、上記した任意の繊維との組合せにおいて使用される。織られて練紡された補強層は、同じ材料のリストから構成される。
【０００９】
代表的には、織られて練紡された補強層は、平方ヤードあたり約８〜約６０オンス（平方メートルあたり約０．２７〜約２．０３kg）の面質量を有している。織られて練紡された補強層は、平織、綾織、サテン織のスタイルからなるグループから選択されている。織られて練紡された補強層は、複数の平行なトウを具備し、少なくとも２つのトウは、間隔を隔てたチャネルを形成するように、異なる収量を有している。代表的には、２つのトウのうち、第１のトウの収量Ａは、約７５０〜約２５００ヤード／ポンド（約１５１１．９〜約５０３９．７m/kg）であり、２つのトウのうち、第２のトウの収量Ｂは、約５２〜約４５０ヤード／ポンド（約１０４．８〜約９０７．２m/kg）である。
【００１０】
本発明のさらに別の可能な実施形態によれば、注入織物は、表面マットを具備している。マットは、表面マットと、織られて練紡された補強層との間にサンドイッチにされる。
本発明の特定の実施形態においては、注入織物におけるマットは、Ｅ−ガラス繊維及び／又はＥＣＲ−ガラス繊維と、バインダと、サイズ剤とを含んでなる、連続フィラメントマットである。より詳しくは、この連続フィラメントマットは、約８０〜約９９重量％のガラス繊維と、約１〜約２０重量％のバインダと、約０．０１〜約１重量％の繊維上のサイズ剤とを含んでいる。ガラス繊維は、ガラスフィラメントの束として提供される。ガラスフィラメントの束は、束あたり約２０〜約１４０のガラスフィラメントを含んでいる。それぞれのフィラメントは、約１１〜約２６ミクロンの平均直径を有している。束の直径の範囲は、約０．１２７〜約３．２７mmである。ループ形成率の範囲は、約２．０〜約８．０である。
【００１１】
バインダは、ポリエステル、または、エポキシ樹脂及びエポキシノボラックなどのエポキシ互換性のバインダである。ポリエステルのバインダは、約２５〜約２００mmの粒子サイズに砕かれている。また、バインダは、滑石と過酸化ベンゾイルを含む。より詳しくは、バインダは、約９２．５〜約９９．９重量％のポリエステルと、約０．０１〜約５重量％の滑石と、約０．１〜約２．５重量％の過酸化ベンゾイルと、を含んでいる。
さらに、連続フィラメントマットは、アセトン抽出物として表現したとき、約５０〜約１００％の硬化度を有している。より詳しくは、連続フィラメントマットは、アセトン抽出物として表現したとき、約６０〜約９０％の硬化度を有している。
【００１２】
本発明のさらに別の観点によれば、連続フィラメントマットが提供される。連続フィラメントマットは、Ｅ−ガラス繊維及び／又はＥＣＲ−ガラス繊維と、バインダと、サイズ剤とから構成される。連続フィラメントマットは、約９０〜約９８重量％のＥ−ガラス繊維又はＥＣＲ−ガラス繊維と、約２〜約１０重量％のバインダと、約０．１〜約１．０重量％の繊維上のサイズ剤とを含んでいる。ガラス繊維は、ガラスフィラメントの束として提供される。ガラスフィラメントの束は、束あたり約２０〜約１４０のガラスフィラメントを含んでいる。それぞれのフィラメントは、約１１〜約２６ミクロンの平均直径を有している。束の直径の範囲は、約０．１２７〜約３．２７mmである。ループ形成率の範囲は、約２．０〜約８．０である。アセトン抽出物として測定したとき、硬化は、約５０〜約１００％であり、より代表的には、約６０〜約９０％である。
特に有用な実施形態においては、連続フィラメントマットは、Ｅ−ガラス又はＥＣＲ−ガラス繊維の束であって、束あたり又はループストランドあたり、約４４〜約５０のフィラメントを有している。束は、約０．３０４８mmの平均直径を有し、直径の範囲は約０．１２７〜約１．２７mmである。ストランドからマットへの構造、又はループ形成率は、約６．０〜約６．６である。
【００１３】
本発明のさらに別の観点によれば、ガラス繊維マットを準備するためのバインダが提供される。バインダは、約９５〜約９９．８重量％のポリエステルと、約０．０５〜約３重量％の滑石と、約０．２〜約２重量％の過酸化ベンゾイルと、を含んでいる。ポリエステルのバインダは、約２５〜約２００mmの粒子サイズに砕かれている。ポリエステルは、エチレングリコールとフマル酸とをベースとしている。
以下の説明においては、本発明のいくつかの異なる実施形態を示して説明するけれども、それらは、単に、本発明を実施するのに適したいくつかのベストモードを例示するものである。本発明においては、他の異なる実施形態も可能であって、そのいくつかの詳細事項は、本発明から逸脱せずに、様々な明白な観点について改変可能である。従って、図面及び説明は、例示的な性質のものとみなされ、制限的なものではない。
添付図面は、明細書の一部を構成するものとして組み込まれ、本発明のいくつかの観点を例示しており、詳細な説明と併せて、本発明の原理を説明するための働きをもつ。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１及び図１ａには、本発明の第１の実施形態による注入織物１０を示している。図示の通り、注入織物１０は、マット１２と、織られた練紡又は接着された補強層１４とを具備している。マット１２と、織られて練紡された補強層１４とはいずれも、前記マットは、ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト繊維、ガラス質カーボン繊維、非グラファイト・カーボン繊維、硼素モノリシック・グラファイト繊維、硼素モノリシック・非グラファイト・カーボン繊維、シリコーン、アラミド、セラミック繊維、熱可塑性プラスチックポリマー繊維、天然繊維（例えば、綿、ケナフ、サイザル麻、及びツナソなど）、及びこれらの組合せ、からなるグループから選択された材料から構成されている。もちろん、マット１２及び織られて練紡された補強層１４は、必要に応じて、このリストの同一又は異なる材料から構成される。
【００１５】
織られて練紡された補強層１４は、平方ヤードあたり約８〜約６０オンス（平方メートルあたり約０．２７〜約２．０３kg）の面質量を有している。織られて練紡された補強層１４は、平織、綾織、サテン織のスタイルからなるグループから選択されている。織られた練紡又は接着された補強層１４は、複数の平行なトウ１８，２０を具備し、少なくとも２つのトウは、間隔を隔てたチャネル２１を形成するように、異なる収量を有している。２つのトウのうち、第１のトウ１８の収量Ａは、約７５０〜約２５００ヤード／ポンド（約１５１１．９〜約５０３９．７m/kg）である。２つのトウのうち、第２のトウ２０の収量Ｂは、約５２〜約４５０ヤード／ポンド（約１０４．８〜約９０７．２m/kg）である。１又は複数の小さな第１のトウ１８を、２以上の大きな第２のトウ２０の間に配置することで、チャネル２１が提供される。代表的な、織られて練紡された補強層１４は、これらのチャネル２１のグループを具備し、かかるチャネルによって、モールド成形工程中に、注入織物１０への樹脂の注入が迅速になる。
【００１６】
トウ１８，２０の間隔は、代表的には、モールド成形に利用される樹脂によって定まる。より詳しくは、モールド成形工程中の樹脂の流れをより良く高めるために、粘性の高い樹脂は、単位面積あたり、より多数のチャネルを必要とする。変形例としては、粘性の低い樹脂は、容易に流れるので、単位面積あたり、より少ないチャネルを必要とする。そうした状況においては、多数の大きなトウ２０の間に、少数の小さなトウ１８が必要とされる。
織られた練紡又は接着された補強層１４は、代表的に、単一方向性の繊維の配列を含む。主たる繊維を単一方向性の層の配置に維持するには、様々な方法が利用される。これらの方法には、当業者に知られているように、織り、縫い、及び接着が含まれる。ひとつの特に有用な実施形態においては、層１４は、ステッチ結合織物としても知られている、捲縮の無い、たてメリヤスから構成される。図示の実施形態においては、織られた練紡又は接着された補強層１４におけるトウ１８，２０は、二次的で、非構造的な、縫い糸２２によって、所定位置に保持される。これは、代表的には、ポリエステルの糸か、または、当業者が慣習上使用している任意のその他の糸である。
【００１７】
マット１２と、織られた練紡又は接着された補強層１４とは、任意の適当な手段によって、互いに結合される。図示の実施形態においては、在来のステッチ結合技術及びチェーン、トリコット、改良トリコット、又はプロマットなどのスタイルを用いた、ステッチ結合によって結合が完成される。この目的のためには、Ｌｉｂａ式ステッチ結合機など、当業者に知られている従来の機械が使用される。
また、図１及び図１ａに示すように、注入織物１０は、第２の、織られた練紡又は接着された補強層２４を含む。第２の織られて練紡された補強層２４は、第１の織られて練紡された補強層１４と同様な構造を有し、すなわち、第２の織られた練紡又は接着された補強層は、複数の平行なトウ２６，２８を含み、少なくとも２つのトウは、異なる収量を有することで、樹脂注入のための間隔を隔てたチャネルを形成している。トウ２６，２８は、第１の織られて練紡された補強層１４におけるトウ１８，２０と同一な収量を有している必要はない。しかしながら、第１の織られて練紡された補強層１４におけるトウ１８，２０は第１の方向へ延び、一方、第２の織られて練紡された補強層２４におけるトウ２６，２８は、第１の方向とはバイアスされた第２の方向へ延びていることを認識されたい。代表的には、そのバイアスは、約９０度である。この構造的な配置によって、注入織物１０に追加的な強度が加えられる。
【００１８】
図２及び図２ａには、他の実施形態による注入織物１０を示している。この実施形態は、図１の実施形態に関連させて上述したものと実質的に同一である、マット１２と、織られた練紡又は接着された補強層１４とを含んでいる。さらに、注入織物１０は、表面マット３０を含んでいる。表面マット３０は、マット１２における織られて練紡された補強層１４とは反対側の面に結合され、マット１２は、表面マット３０と、織られて練紡された補強層１４との間にサンドイッチにされる。表面マット３０は、他の連続フィラメントマットなどのプリントブロック媒体や、ベール組み込みガラス繊維、ポリエステル繊維、天然繊維（例えば、綿、ケナフ、サイザル麻、及びツナソなど）、ポリマー粒子、及びバインダから形成される。表面マット３０は、例えば、スピン・ボンディング、ウェット・ボンディング、ドライ・ボンディング、及びニードル・パンチングによって、マット１２に結合される。
【００１９】
前述したように、マット１２は、連続フィラメントマットである。本願においては「連続フィラメント」とは、樹脂又はポリマーを複合コンソリデーション上に湿らせ及び付着させるのに適するように、処理され、サイズにされ、又は仕上げられた、個別繊維の平行なアセンブリであると定義される。
また、本願においては「連続フィラメントマット」とは、平面の等方性を備えたマットを作り出す工程において、ループ形成率によって定められた配列を有する、連続的な束にされた繊維のランダム渦巻の配置であると定義される。有用な連続フィラメントマット１２は、約２．０〜約８．０、代表的には、約６．０〜６．６のループ形成率を用いて作られる（ループ形成率は、ストランド又は束の速度／振動率である。）。
本発明において特に有用な連続フィラメントマット１２は、Ｅ−ガラス繊維及び／又はＥＣＲ−ガラス繊維と、バインダと、サイズ剤とを含む。ガラス繊維は、ガラスフィラメントの束として提供される。ガラスフィラメントの束は、束あたり約２０〜約１４０のガラスフィラメントを含んでいる。それぞれのフィラメントは、約１１〜約２６ミクロンの平均直径を有している。束の直径の範囲は、約０．１２７〜約３．２７mmである。
特に有用な実施形態においては、フィラメントの平均直径は、約１７．０〜約２０．０ミクロンである。さらに、束又はループストランドあたり、約４４〜約５０のフィラメントがある。ストランド又は束は、約０．３０４８mmの平均直径を有し、束の直径の全体的な範囲は約０．１２７〜約１．２７mmである。ストランドからマットへの構造、又は好ましいループ形成率は、約６．０〜約６．６である。
【００２０】
バインダは、ポリエステル、または、エポキシ樹脂粉末及びエポキシノボラックなどのエポキシ互換性のバインダである。エポキシ樹脂には、エピクロロヒドリン及びビスフェノールＡから作られたものが含まれる。エポキシノボラックには、エピクロロヒドリンをノボラック樹脂に反応させて作られた樹脂（フェノールホルムアルデヒド）が含まれる。
ひとつの可能な実施形態においては、ポリエステルのバインダは、エチレングリコールとフマル酸とをベースとしている。また、バインダは滑石と過酸化ベンゾイルとを含む。代表的な用途にあっては、バインダは、約２５〜約２００mmの粒子サイズに砕かれている。滑石は、結晶化のエンハンサーとして加えられる。バインダを準備するには、結晶質のポリマーを、少量の亜鉛ステアリン酸塩を用いて、所望の粒子サイズになるまで、極低温で研磨する。次に、粉末を、過酸化ベンゾイルと乾燥ブレンドする。より詳しくは、開示されるバインダにおいては、バインダは、約９５〜約９９．８重量％のポリエステルと、約０．０５〜約３重量％の滑石と、約０．２〜約２重量％の過酸化ベンゾイルと、を含んでいる。
【００２１】
連続フィラメントマット１２に利用されるサイズ剤には、水と、酢酸と、シランと、殺虫剤とを組み込まれた、１又は複数の処方が含まれる。本発明において有用なシランカップリング剤には、限定はしないが、General Electric Silanes 社から入手可能な、Ａ−１８７、Ａ−１７１、Ａ−１７４、及びＡ−１１００のシランが含まれる。本発明において有用な潤滑剤には、限定はしないが、ICI America and Omega 社が製造及び販売している１８５ＡＥ及び１８５ＡＮが含まれる。本発明において有用な殺虫剤には、限定はしないが、ビス／トリブチル酸化錫を含有するアンモニウム化合物が含まれる。ひとつのそのような殺虫剤は、商標 Biomet 66 の名称で販売されており、Atochem 社から入手可能である。
連続フィラメントマット１２を製造するには、ガラスフィラメントの束を搬送して、コンベア・チェーン上にて、バインダ適用工程に通す。コンベア・チェーンの一部分は、フラッド・パンと称される、開口トラフの内部に支持される。フラッド・パンの目的は、充分なスラリーを蓄積し、不織ウェブをいくらかの時間にわたって、完全に沈めることである。スラリーは、上方に配置されたリザーバから、フラッド・パンの入口端へ向けて供給される（すなわち、カーテン・コーダ）。リザーバは、リザーバの最下部に設けたスロットを通して、スラリーを排出する。リザーバとスロットは、フロア・パンの幅にわたって延びている。リザーバ及びスロットの主軸は、処理コンベアの流れ方向（主軸）に対して、垂直に向けられている。
【００２２】
スラリーは、リザーバのスロットから、連続的なカーテンとなって、垂直下方に排出され、ガラスストランドの不織ウェブの上面へ向かう。スラリーのカーテンの速度は、リザーバのスロットからのスラリーの排出速度と、スロットとウェブの表面との間の垂直距離と、スラリーの粘性との関数である。
ガラスストランドの不織ウェブとコンベア・チェーンとは、スラリーの流れに対して実質的に透過性であって、スラリーは、ガラスストランドとコンベア・チェーンのワイヤとの両方のまわりを容易に流れて、不透過性のフラッド・パンに落ちる。リザーバからの垂直なスラリーの流れが、フラッド・パンの平坦な表面に（フラッド・パンの表面に対して垂直に）衝突すると、流れの向きは水平な流れに向け直される。スラリーの流れは、ウェブ、コンベア・チェーン、及びフラッド・パンと相互作用すると、一般にコンベア及びウェブと同一方向の流れに向け直される。フラッド・パンからのスラリーの除去速度は、フラッド・パンへのスラリーの供給速度、コンベア・チェーンの厚み、チェーン及びスラリーのすべり、スラリーの粘性、フラッド・パン内のスラリーの深さ、及びその他の要因の関数である。リザーバによって供給されるスラリーの体積流れは、設計によって、フラッド・パンの長さの大部分を通してウェブが運ばれるとき、ウェブが完全に沈むのに充分になっている。スラリーは、ガラスストランドを通って流れ、バインダの堆積物を残し、バインダの堆積物は、続いて炉内で硬化されて、結合マット構造になる。
【００２３】
連続フィラメントマット１２に所望の樹脂注入が行われるためには、ガラス繊維の束は、大きすぎたり、互いに接近し過ぎたりしてはならない。これらの両方の観点は、樹脂注入の目的のための、マット構造の開放性ないし透過性に影響する。本発明において有用な連続フィラメントマット１２には、限定はしないが、本発明の譲受人から商業的に入手可能な、ＣＦＭ  ８６１０、ＣＦＭ  ８６２０、ＣＦＭ  ８６３０、ＣＦＭ  ８６３５、ＣＦＭ  ８６３６、及びＣＦＭ  ８６４３が含まれる。
【００２４】
ＲＴＭ、ライトＲＴＭ、又はＶＩＰ過程のための樹脂注入に影響を及ぼす要因は、樹脂の粘性を低下させ、及びマット／織物の平面内透過性を高める必要性について、ダーシーの法則に従う。樹脂注入を金型の適合性と釣り合わせる、連続フィラメントマットの透過性は、フィラメント化の低下、適当な固体、及びバインダの硬化を改善することが示された。マットのランダムな渦巻、連続繊維、及び適切なサイズ剤／バインダの化学的性質によって、良好な複合物の機械的及び構造的な性能が得られる。本願においては、硬化は、アセトン抽出物として測定される。アセトン抽出物として測定したとき、連続フィラメントマットの硬化は、約５０〜約１００％であり、より代表的には、約６０〜約９０％である。
【００２５】
図１及び図２に示したものを含む、本発明の様々な実施形態による注入織物１０は、固まった複合物を作るために、樹脂が織物を通して移動しなければならないモールド成形工程において、特に有用である。ひとつの特定の工程は、樹脂移動成形（ＲＴＭ）である。樹脂移動成形（ＲＴＭ）の工程においては、樹脂は、低い粘性かつ低い圧力にて、閉じた成形型のダイセットにポンプ送出され、ダイセットに収容された乾燥した織物、すなわち、織物１０は、プレフォームに樹脂を注入され、繊維強化複合部品が作られる。ＲＴＭの工程は、形状が複雑な複合部品を、低コストにて生産するために使用される。これらの部品は、代表的に、内側モールドラインと外側モールドラインで制御された表面に沿って、連続した繊維の補強を必要とする。大きい構造及び小さい構造に連続繊維の補強を含んで配置する能力は、他の液体モールド工程は別として、ＲＴＭをセットする。
また、織物１０は、真空補助樹脂移動成形（ＶＡＲＴＭ）の装置においても役に立つ。ＶＡＲＴＭにおいては、プレフォームは、織物１０などの可撓性のシートないしライナーによって覆われる。可撓性のシートないしライナーは、プレフォームを包絡面に密封するために、成形型に固定される。次に、触媒添加母材樹脂を包絡面に導入して、プレフォームを湿られる。真空配管を介して、包絡面の内側に真空を適用し、可撓性のシートをプレフォームに対して潰す。真空は、プレフォームを通して樹脂を吸引し、仕上げられた製品に、空気気泡や空洞が形成されるのを防ぐ助けとなる。母材樹脂は、真空にかけられている間に、硬化する。真空の適用によって、硬化過程中に発生する、すべての蒸気は排出される。本発明による織物１０は、標準的な真空注入成形工程と共に、強化織物が真空下に置かれる工程において有効である。
【００２６】
要するに、本発明の織物１０によって、多数の利益が得られる。織物１０は、優れた取扱い品質、使い易さ、及び最高の樹脂透過性によって、特徴付けられる。流速が速くなるほど、生産及び金型のターンオーバーは高くなり、局所的な樹脂分配媒体を解消することで、潜在的にコストを低下させる。さらに、環境へのＶＯＣの損失が抑えられる。加えて、層板のバルクは、最小限の労力及びコストにて、構築される。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態についての以上の説明は、例示及び説明の目的のために提示された。説明は、網羅的な意図ではなく、開示された正確な形態に発明を限定することを意図していない。上述した教示の見地から、明白な改変又は変更が可能である。
実施形態は、本発明の原理及びその実用的な用途を最良に例示するように、選択され説明されたもので、これにより、当業者は、様々な実施形態において、想定する特定の使用に適した様々な変形例において、本発明を利用できる。そうしたすべての変形例及び改変例は、特許請求の範囲を公正に、法的に、及び衡平に題する幅に従って解釈したとき、特許請求の範囲に定められた本発明に含まれる。添付図面及び好ましい実施形態は、特許請求の範囲の通常の意味、及びその公正な広義の解釈を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明による注入織物のひとつの可能な実施形態を示した一部破断斜視図である。
【図１ａ】図１ａは、図１の注入織物を示した完全な断面図である。
【図２】図２は、本発明による注入織物の他の可能な実施形態を示した一部破断斜視図である。
【図２ａ】図２ａは、図２の注入織物を示した完全な断面図である。
【図１】
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【図１ａ】
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【図２】
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【図２ａ】
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【国際調査報告】
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