(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の複合材料の断片である第１の断片と、
前記第１の複合材料と異なる第２の複合材料の断片である第２の断片と
を備え、
前記第１の断片は第１のポリマー・マトリックスとその中に配置された第１の繊維を有し、前記第２の断片は第２のポリマー・マトリックスとその中に配置された第２の繊維を有し、
前記第１のポリマー・マトリックスは熱可塑性材料であり、前記第２のポリマー・マトリックスは熱硬化性材料であり、
前記第１の断片、前記第１のポリマー・マトリックス、前記第２の断片、および前記第２のポリマー・マトリックスのいずれとも異なる材料の充填材の断片である第３の断片を備え、
前記第３の断片は、プラスチック、金属、ハニカム形成された材料、および繊維のうちから選択された１以上の材料の断片であり、
前記第１の断片と、前記第２の断片と、前記第３の断片は、互いに少なくとも部分的に結合され、
前記第１の繊維は、互いに長手方向に並んだ状態、互いにランダムな方向を向いている状態、および層毎に異なる方向に方向付けされて積層された状態のうちのいずれか１つの状態で前記第１のポリマー・マトリックスに配置され、前記第２の繊維は、互いに長手方向に並んだ状態、互いにランダムな方向を向いている状態、および層毎に異なる方向に方向付けされて積層された状態のうちのいずれか１つの状態で前記第２のポリマー・マトリックスに配置され、前記第１の繊維が前記第１のポリマー・マトリックスに配置される状態と前記第２の繊維が前記第２のポリマー・マトリックスに配置される状態とは互いに異なっている
成形可能な複合材料。
【請求項２】
前記第１の繊維は前記第２の繊維と異なっている
請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
前記第１のポリマー・マトリックスおよび前記第２のポリマー・マトリックスのいずれとも異なる材料である接着剤を備える
請求項１に記載の複合材料。
【請求項４】
前記第１の複合材料の断片である前記第１の断片および前記第２の複合材料の断片である前記第２の断片の少なくとも一方は、熱、圧力、接着剤、もしくはそれらのうちの２以上の組み合わせを用いることによって固められている
請求項１に記載の複合材料。
【請求項５】
土台となる材料を供給するステップと、
前記土台となる材料の上に、請求項１に記載の複合材料を含む被覆材を適用するステップと
を備える
改良された複合材料を製造する方法。
【請求項６】
前記土台となる材料の上に被覆材を適用するステップにおいて、前記土台となる材料の上に複数の層の被覆材を適用する
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記土台となる材料は付着領域を有し、
前記土台となる材料の前記付着領域を被覆するステップを備える
請求項５に記載の方法。
【請求項８】
第１の建築部材の付着領域の上に、請求項１に記載の複合材料を含む被覆材を適用するステップと、
前記第１の建築部材の第２の建築部材に対する確実な固定を可能とするために、前記被覆材の適用された前記第１の建築部材の前記付着領域の上に留め具を適用するステップと
を備える
方法。
【請求項９】
土台となる材料と、
前記土台となる材料の上に配置された、請求項１に記載の複合材料を含む被覆材と
を備える
改良された複合材料。
【請求項１０】
前記第１のポリマー・マトリックスの中に配置された前記第１の繊維および前記第２のポリマー・マトリックスの中に配置された前記第２の繊維の少なくとも一方は、有機的、無機的および金属性のうちの少なくとも１つの性質を備える繊維である
請求項１に記載の複合材料。
【請求項１１】
前記第１のポリマー・マトリックスの中に配置された前記第１の繊維および前記第２のポリマー・マトリックスの中に配置された前記第２の繊維の少なくとも一方は、ＥＣＲ、Ａガラス、Ｃガラス、石英、酸化マグネシウム・アルミノ・ケイ酸塩、非アルカリ性・アルミノ・ホウケイ酸塩、ソーダ・ホウケイ酸塩、ソーダ・ケイ酸塩、ソーダ・酸化カルシウム・アルミノ・ケイ酸塩、ケイ酸鉛、非アルカリ性・ホウ酸アルミナ鉛、非アルカリ性・バリウム・ホウ酸アルミナ、非アルカリ性・亜鉛・ホウ酸・アルミナ、非アルカリ性・鉄・アルミノ・ケイ酸塩、カドミウム・ホウ酸塩、酸化アルミニウム繊維、石綿、ボロン、シリコン・カーバイド、グラファイト、および、ポリエチレン、ポリビニールアルコール、サラン、アラミド、ポリアミド、ポリイミドベンダゾール、ポリオキサディアゾール、ポリフェニレン、ＰＰＲ、石油および石炭の等方性のピッチ、中間相のピッチ、セルロース、およびポリアクリロニトルのいずれかを炭化することによって得られる炭素、のいずれかから作られた繊維、セラミックの繊維、もしくは金属繊維である
請求項１に記載の複合材料。
【請求項１２】
前記第１のポリマー・マトリックスの中に配置された前記第１の繊維および前記第２のポリマー・マトリックスの中に配置された前記第２の繊維の少なくとも一方は、アラミド、引き伸ばされた鎖の極めて分子量が大きいポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリ「ｐ−フェニレン−２、６−ベンゾビスオキサゾール」（ＰＢＯ）、およびポリ「ダイイミダゾ・ピリディニレン（２個の水酸基を持つ）・フェニレン」（Ｍ５）のいずれかを有する
請求項１０に記載の複合材料。
【請求項１３】
前記第１のポリマー・マトリックスの中に配置された前記第１の繊維および前記第２のポリマー・マトリックスの中に配置された前記第２の繊維の少なくとも一方は、ポリアラミド繊維、玄武岩繊維、炭素繊維、および液晶高分子繊維のいずれかを有する
請求項１に記載の複合材料。
【請求項１４】
前記第１のポリマー・マトリックスの中に配置された前記第１の繊維および前記第２のポリマー・マトリックスの中に配置された前記第２の繊維の少なくとも一方は、グラスファイバーを有する
請求項１に記載の複合材料。
【請求項１５】
前記グラスファイバーは、Ｅガラスの繊維もしくはＳガラスの繊維、またはそれらの組み合わせである
請求項１４に記載の複合材料。
【請求項１６】
前記第１の複合材料および前記第２の複合材料の少なくとも一方は、複合材料の２以上の層を積層した積層体を有する
請求項１に記載の複合材料。
【請求項１７】
前記積層体の前記２以上の層のうちの２つの層の中の繊維が一方向性を有し、
前記２つの層のうちの１つの層の中の繊維は前記２つの層のうちの他の１つの層の中の繊維と交わる方向で配置されている
請求項１６に記載の複合材料。
【請求項１８】
前記第１の複合材料の断片である前記第１の断片および前記第２の複合材料の断片である前記第２の断片の少なくとも一方は、一方向性の繊維を含有する
請求項１に記載の複合材料。
【請求項１９】
前記第１の複合材料の断片である前記第１の断片および前記第２の複合材料の断片である前記第２の断片の少なくとも一方は、含有する繊維が整列されている
請求項１に記載の複合材料。
【請求項２０】
前記被覆材は、請求項１乃至４および１０乃至１９のいずれか１項に記載の複合材料の断片を有する
請求項５に記載の方法。
【請求項２１】
前記被覆材は、請求項１乃至４および１０乃至１９のいずれか１項に記載の複合材料の断片を有する
請求項８に記載の方法。
【請求項２２】
前記被覆材は、請求項１乃至４および１０乃至１９のいずれか１項に記載の複合材料の断片から作られる
請求項９に記載の改良された複合材料。
【請求項２３】
前記土台となる材料は、プラスチック、金属、成形された材料のうちの１以上を有する
請求項２２に記載の改良された複合材料。
【請求項２４】
前記被覆材は、前記土台となる材料の上に並列するように配置されている
請求項２２に記載の改良された複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、基質を被覆するため、もしくは成形可能な材料を形成するために複合材料を採用するハイブリッド材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築材料およびその他の基質は、しばしば摩耗、太陽光、悪天候、および昆虫に晒されることで、速く劣化する。また、木材およびその他の材料の費用は近年顕著に増加している。また、材料の再利用もしくはリサイクルに対する要求は、「環境に優しい」建築において大きな注目を浴びている。それに加えて、伝統的な建築材料はしばしば、例えば激しい強風に伴う強い風力の風や衝撃的な波といった高い負荷に晒された場合に、その不十分な力学的特性が明かになる。そのような場合、つまり伝統的な建築材料が採用される場合、深刻な破損、負傷、そして命の喪失さえも引き起こされる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本願発明は、劣化に強く再利用もしくはリサイクルが可能で、高い負荷に耐えうる十分な力学的特性を備えた材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願発明は、その一側面において、複合材料の断片を含んだ成形可能な複合材料を提供する。
【０００５】
本願発明は、他の側面において、改良された基質を製造するための方法を提供する。当該方法は、基質を供給し、当該基質の上に被覆材を貼り付けることによって実行される。ここで、当該被覆材は複合材料の断片を含んでいる。
【０００６】
本願発明は、さらに別の側面において、第１の建築部材を第２の建築部材にしっかりと固定する方法を提供する。当該方法においては、第１の建築部材の付着領域の上に被覆材を貼り付け、さらに第１の建築部材を第２の建築部材にしっかりと固定するために、第１の建築部材の被覆材を適用された付着領域の上に留め具を取り付ける。
【０００７】
本願発明はまた、さらにまた別の側面において、改良された基質を提供する。当該改良された基質は、基質と、当該基質の上の被覆材すなわち複合材料の断片を複数有する被覆材とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、連続的な一方向性の繊維を有する複合材料の断片の概略上面図である。
【図２】図２は、ランダムに切り刻まれた方向性の繊維を有する複合材料の断片の概略上面図である。
【図３】図３は、複合材料の積層化された断片の概略側面図である。
【図４】図４は、基質の断片と複合材料の断片とから形成された成形可能な複合材料を概略的に示している。
【図５】図５は、基質の周辺を取り囲むようにして集結された複合材料の断片を概略的に示している。
【図６】図６は、基質の上に列をなして集結された複合材料の断片を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本願発明は、一側面において、複合材料の断片を有する成形可能な材料を提供する。複合材料は、ポリマー・マトリックスに埋め込まれた繊維を有している。複合材料は必要に応じて、シート、一連のロール、その他の形状に作られ得る。断片を供給するために、複合材料は、切り刻まれているか、切断されているか、もしくは他の方法によって、個々の断片に分割されている。それらの断片は、例えば約１インチから約６インチ（ｉｎ．）までの範囲内に入る（約２．５センチメートルから約１５．２５センチメートル（ｃｍ）の範囲内に入る）長さ等の様々な長さ、そして例えば約４分の１インチから約３インチまでの範囲内に入る（約０．６センチメートルから約７．６センチメートルまでの範囲内に入る）幅等の様々な幅を有している。しかしながら、本願発明は、これに限られるものではなく、いかなる実用的な断片の大きさであっても採用され得る。
【００１０】
一つの具体例において、成形可能な材料は、複合材料の断片と充填材との混合物を有する。当該充填材は、例えば木材、木材の断片、おがくず、プラスチック、金属、複合材料、もしくは繊維製品のような建築材料もしくは他の材料等のうちの１以上の基質材料の断片を含み得る。複合材料の断片は、基質の断片もしくは他の充填材と混ぜ合わされるかもしれない。ここで、複合材料の断片は、それらの混合物の全体に渡ってある程度以上に均等に配分されるかもしれない。複合材料の断片と基質の断片とを結合させるために、必要に応じて、接着剤が含まれ得る。代替的に、成形可能な材料を形成において、基質の断片なしに複合材料の断片が用いられてもよい。当該成形可能な材料は、実質的に流通する断片もしくは、熱および／もしくは圧力を加えることによって例えば小球等の有用な前段階の形へと固められた断片を有してもよい。マトリックス材料が熱可塑性である場合、もし２以上の断片が互いに接触した状態でポリマー・マトリックス材料が少なくとも部分的には溶けるに十分な熱および／もしくは圧力に晒されると、マトリックス材料がすぐさま接着剤の役割を果たし、複数の断片どうしを互いに結合する。
【００１１】
また別の具体例において、本願発明は、建築部材等のような基質の上に被覆材を貼り合わせることによって得られる改良された基質を提供する。ここで、当該被覆材は、以下に説明される複合材料の断片から作られる。基質は、例えば、木材、プラスチック、金属、合板シート、切断された材木、プレスボード、削片板、配向性ストランドボード等を有するかもしれない。もしくは、基質は、ハニカム等のような形成された材料、もしくはそれらのものの組み合わせを有するかもしれない。基質という用語は、いかなる種類の材料をも含み得る用語で、上述された材料に限られるものではない。
【００１２】
図１に示される一具体例において、複合材料の断片は一般的に１０という参照番号によって参照され、ポリマー・マトリックス１２およびポリマー・マトリックス１２の中に配置される相互に長手方向に並んだ複数の繊維１４を有する。複合材料の断片、シート、小部分、ラミネート（積層体）、もしくは層は、断片１０に見られるように、主として一方向性の繊維１４を備えるため、「一方向性」の特徴を有している、と言える。また、断片１０は長方形であるが、本願発明はこれに限られるものではなく、複合材料の断片は、本願発明の技術的思想の範囲内においていかなる形状であってもよい。さらに、繊維は、ポリマー・マトリックスの中で長手方向を向いている可能性があり、もしくは切り刻まれてポリマー・マトリックスの中でランダムな方向を向いているかもしれず、あるいはそれらの組み合わせであるかもしれない。例えば、図２に示される断片１６は、ランダムに形作られ、より長い繊維の状態から切り刻まれて、ポリマー・マトリックス２０の中でランダムな方向を向いている繊維１８を有する。さらに、繊維１８が数多く存在する代わりに、複合材料に粒子材料が用いられることもあり得る。
【００１３】
様々な種類の繊維もしくは粒子が、複合材料の中で用いられる。その例となる繊維としては、例えばＥガラスおよびＳガラスの繊維がある。Ｅガラスは、低い程度のアルカリ性のホウケイ酸塩のガラスであり、優れた電気的および力学的な特性と優れた化学的な抵抗性とを有する。この種類のガラスは、プラスチックを強化する目的の繊維の中で最も広範に用いられる。
【００１４】
Ｓガラスは、Ｅガラスと比較すると、より高い強度およびより高い費用の材料である。Ｓガラスは、酸化マグネシウム・酸化アルミニウム・ケイ酸塩のガラスであり、高い引張強度を要求される航空宇宙の分野で用いられている。元々、「Ｓ」は、高い強度を意味した。
【００１５】
Ｅガラスの繊維は、様々な範囲内の繊維重量を有する複合材料および熱可塑性ポリマー・マトリックス材料に組み込まれ得る。Ｅガラスは、約１０から約４０までの単位平方ヤード当たりのオンス（oz./sq.yd.）の範囲内に含まれるかもしれない。例えば、１９から３０までの範囲内で、もしくは特定の具体例においては、２１．４から２８．４oz./sq.yd.までの範囲内に含まれる。
【００１６】
他の繊維もまた、必要に応じて、Ｅガラスおよび／もしくはＳガラスとの組み合わせの中に組み込まれるかもしれない。そのような他の繊維の例としては、ECR、Ａガラス、Ｃガラス、その他のグラスファイバーがある。さらに次のような繊維が採用されてもよい。すなわち、石英、酸化マグネシウム・アルミノ・ケイ酸塩、非アルカリ性・アルミノ・ホウケイ酸塩、ソーダ・ホウケイ酸塩、ソーダ・ケイ酸塩、ソーダ・酸化カルシウム・アルミノ・ケイ酸塩、ケイ酸鉛、非アルカリ性・ホウ酸アルミナ鉛、非アルカリ性・バリウム・ホウ酸アルミナ、非アルカリ性・亜鉛・ホウ酸・アルミナ、非アルカリ性・鉄・アルミノ・ケイ酸塩、カドミウム・ホウ酸塩、酸化アルミニウム繊維、石綿、ボロン、シリコン・カーバイド、グラファイト、およびポリエチレン、ポリビニールアルコール、サラン、アラミド、ポリアミド、ポリイミドベンダゾール、ポリオキサディアゾール、ポリフェニレン、PPR、石油および石炭のピッチ（等方性の）、中間相のピッチ、セルロース、およびポリアクリロニトルを炭化することによって得られる炭素、から作られた繊維、セラミックの繊維、例えばスチール、アルミニウム金属合金等の金属繊維等、およびその他のものである。
【００１７】
一つの適切な有機ポリマー繊維は、ケブラー（Kevlar）によって例示されるアラミドから形作られる。他の高性能な一方向性の繊維束は、一般的に単位デニール当たりのグラムが７よりも大きい張力に対する引張強度を有する。これらの高性能な繊維束の例としては、アラミド、引き伸ばされた鎖の極めて分子量が大きいポリエチレン（UHMWPE）、ポリ「ｐ−フェニレン−２、６−ベンゾビスオキサゾール」（PBO）、およびポリ「ダイイミダゾ・ピリディニレン（２個の水酸基を持つ）・フェニレン」（M5）のうちの一つもしくはそれらの組み合わせがある。これらの非常に高い引張強度を持った材料を使用することは、戦車の板材などの非常に高い弾道特性を要求する同様な分野へ適用される複合材料を製造するために殊に有用である。
【００１８】
本願発明が関連する特定の技術分野における当業者に知られているさらに別の種類の繊維が、本願発明の技術的思想の範囲内において代替的に採用されてもよい。例えば、とりわけタワロン（Twaron）およびテクノラ（Technora）のトレードネームの下に販売されているもののようなアラミド繊維、トライ（Toray）、フォータフィル(Fortafil)、およびゾルテック（Zoltek）のトレードネームの下に販売されている玄武岩、炭素繊維、ベクトラン（Vetran）のトレードネームの下に販売されているLPC等のような液晶高分子（LPC）などがそれらの例であるが、それらに限られるものではない。以上のように、本願発明は、有機および無機の繊維をそれ自体もしくは組み合わせることによって使用することを意図している。
【００１９】
複合材料の中におけるＥガラス、Ｓガラス、もしくはその他の繊維の量は、必要に応じて約４０から約９０までの重量パーセント（wt%）の範囲内に入る熱可塑性マトリックスを提供するかもしれない。例えば、当該熱可塑性マトリックスは、層の中において、約５０から約８５wt%の範囲内に入り、ある具体例においては約６０から約８０wt%までの範囲内に入る。それらは、熱可塑性マトリックスと繊維とを足し合わせた重量に基づいてパーセント表示されている。
【００２０】
ポリマー・マトリックス材料は、熱可塑性ポリマー・マトリックス材料（「熱可塑性の断片」を供給する）、熱硬化性ポリマー・マトリックス材料（「熱硬化性の断片」を供給する）、もしくはそれらの組み合わせを有するかもしれない。熱可塑性ポリマー・マトリックスは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、PEI（ポリエーテルイミド）、および共重合体を含んだ高い分子量の熱可塑性ポリマーであるかもしれないが、それらに限られるものではない。重量による熱可塑性の負荷は、製品であるシートにおける意図される使用の物理的な特性の要求に広く依存して変化し得る。
【００２１】
本願発明において使用される断片は、単一の複合材料から排他的に作られた断片を含むかもしれない。もしくは、当該断片は、繊維に関しておよびもしくはポリマー・マトリックスに関して互いに異なる複合材料から作られるかもしれない。例えば、熱可塑性ポリマー、もしくはそれらの組み合わせは、互いに異なるマトリックス材料である。それに加えて、ある種の熱可塑性もしくは熱硬化性のポリマー・マトリックスは、別の種類の熱可塑性もしくは熱硬化性のポリマー・マトリックスとは各々異なっているかもしれない。つまり、熱可塑性ポリエチレンは、熱可塑性のポリプロピレン等とは異なっているということである。
【００２２】
一具体例において、複合材料は、少なくとも１以上の複合材料の層を含むラミネート（積層体）である。ここで、複合材料の層は、繊維を伴ったポリマー・マトリックスを有する単一の層である。必要に応じて、２以上の複合材料の層のラミネートは、繊維に関して、またポリマー・マトリックスに関して、互いに異なる複合材料の層を含むかもしれない。例えば、図３に示される断片２２は、２つの複合材料の層２４および２６のラミネートから形成される。図示された具体例において、複合材料の層２４および２６の各々は、方向性を持った連続的な繊維２８を有する。層２４および２６のうちのどちらか一方の繊維２８は、他方の繊維に対して実質的に直交するように方向づけられている。しかしながら、本願発明はこれに限られることなく、各々の層における繊維２８は互いにいかなる角度においても方向付けされ得る。それに加えて、異なる層の各々における繊維は、異なった材料であり得るし、また、切り刻まれるか、連続性を有するか、整列させられるか、ランダムに方向付けされるか、それらの組み合わせになることもあり得る。また、断片２２は２つの層を有しているが、本願発明はこれに限られることなく、本願発明の技術的思想の範囲内においていかなる数の複合材料の層が断片を形成してもよい。
【００２３】
断片１０、１６、およびもしくは２２は、積み重ねられて、例えば射出成形、ブロー成形、圧縮成形、フィルムを挿入する成形、回転成形、熱成形等の標準的な成形の技術を用いて成形可能な複合材料となる。それによって、図４に示されるような成形された製品３０が生み出される。必要に応じて、成形のプロセスは、熱および／もしくは圧力が加えられて隣接する断片１０、１６、２２が少なくとも部分的に溶けるかもしくは固まるかして、互いに結合されるステップを有する。また、必要に応じて、成形可能な複合材料は、充填材、処理を行うための添加物等を有する。一具体例において、図４に示されるように、断片１０、１６、および２２は、充填材としての基質材料３２の断片と組み合わされて、成形可能な複合材料を提供する。基質３２の断片は、例えば木材の断片、おがくず、金属、もしくは様々な他の基質、およびそれらの組み合わせを含むかもしれない。断片１０、１６、およびもしくは２２は、基質３２の断片と混ぜ合わされて、それらの断片はその混合物の中でほぼ均等に分布するようにされる。その混合物は、その後、例えば図４に示されるような半円筒状の断面を有する形状など、様々な望ましい形状に成形され得る。一具体例において、接着剤が成形可能な複合材料に加えられて、基質材料３２と断片１０、１６、２２との間の接着性を改良する構成が採用されてもよい。
【００２４】
別の具体例において、成形可能な複合材料は、実質的に基質の断片もしくは粒子を含まずに、１以上の断片１０、１６、およびもしくは２２と繊維とから形成されてもよい。さらにまた別の具体例において、成形可能な複合材料は、実質的に付加的な繊維または基質材料もしくは他の充填材の断片もしくは粒子を含まずに、完全に断片１０、１６、およびもしくは２２から形成されてもよい。
【００２５】
本願発明にかかる代替的な具体例において、断片１０、１６、およびもしくは２２は、成形される製品３０の特定の領域において集中したり、もしくは特定の領域において付加的に被覆されたりしてもよい。例えば、複合材料の断片は、成形される製品３０の端の部分もしくは他の領域に沿って集中するように構成されてもよい。そうすると、複合材料の付加により、成形される製品における留め具の保持力の特性、もしくは他の特性を高めることが可能となる。本願発明の代替的な具体例において、断片１０、１６、およびもしくは２２は、成形される製品３０の特定の領域において付加的に被覆される。
【００２６】
いくつかの上述した具体例において、断片１０、１６、およびもしくは２２は、複合材料の大きな断片から切り刻まれて、もしくは切断されて、断片として形成され得る。複合材料の中の繊維が特定の方向に向けられている場合、当該断片はまた当該断片の方向性およびそれによる繊維の方向性が被覆された基質もしくは成形可能な材料の力学的な特性を高めるように成形可能な材料の中もしくは基質の上に配置され得る。
【００２７】
別の側面に従って、複合材料の断片は、基質の上の被覆材として張り付けられてもよい。上述したように、基質は、板材を含んだ木材、金属、もしくは他の様々な部材であるかもしれない。一具体例において、基質は、ベニヤ板、骨組みとなる板材、羽目板等のような構造的な建築部材である。例えば、図５および６に示されるように、改良された基質３４は、被覆材３６を基質３８の上に貼り付けることによって供給される。被覆材３６は、断片１０、１６、およびもしくは２２から作られ、基質３８の選ばれた領域の上に、殊に基質３８の周囲の端部に沿って貼り付けられ、改良された基質３４を提供する。被覆材３６は、流動性を有する状態の断片１０、１６、およびもしくは２２を塗ることによって、基質３８の上に塗布されてもよい。例えば、成形可能な複合材料、もしくは揮発性の分散媒の中のペンキのような懸濁液等である。そして、流動可能な複合材料が望ましい領域内の基質３８の上に塗布された後、被覆材として固まる、もしくは硬化する。被覆材３６は、基質３８がビスもしくは釘等のような留め具（図示されない）を保持する能力を高める。しかし、当該留め具は、それらに限られるものではない。代替的に、図６に示されるように、改良された基質４０は、留め具が通常の状態において配置される領域内における基質３８に沿って列をなして配置される断片１０、１６、および／もしくは２２を有する被覆材４２および４４を有する。
【００２８】
本願発明は、基質３８の周囲の端部に沿って、もしくは基質３８の上に列をなして集中するような被覆材３６、４２、４４に限定されるものではない。むしろ、断片１０、１６、およびもしくは２２の被覆材は、本願発明の技術的思想の範囲内において基質３８の様々な特定の領域もしくは表面全体を覆うように適用され得る。
【００２９】
被覆材３６、４２、およびもしくは４４は単一の層として適用されるかもしれない。しかし、本願発明はこれに限られるものではなく、他の具体例において様々な数の層が基質３８の全体もしくは単なる一部分を覆うように適用されてもよい。必要に応じて、基質上の断片１０、１６、およびもしくは２２の別個の複数の層が、ある種類の断片が基質上の第１の被覆材を構成しそれとは異なる種類の断片が基質上の第２の被覆材として適用されるように、合体される構成が採用されてもよい。
【００３０】
他の具体例において、基質３８の全体を単一の層の複合材料によって被覆することが有用であるかもしれない。その一方で、強度を増すことが要求される領域に付加的な層が加えられるかもしれない。さらに、被覆材３６は、そこの繊維が特定の方向に互いに並列するように適用され得る。例えば、長手方向に並べられた繊維を有する長方形状の一方向性の断片１０は、断片１０が互いに並列するように、基質３８の上に適用され得る。特定の理論に縛られることなく、特定の方向に繊維１４を並べることによって、基質のその方向における強度が高められるということが信じられている。
【００３１】
必要に応じて、接着剤が、被覆材３６、４２、およびもしくは４４の中における、もしくは成形可能な複合材料の中における断片１０、１６、およびもしくは２２に対して加えられてもよい。それによって、断片それ自身（場合によっては基質３２を含む）の間、および／もしくは断片１０、１６、および／もしくは２２とそれらの断片が配置される基質３８との間の接着性を改良することができる。それに加えて、２以上の断片１０、１６、および／もしくは２２が互いに接触している場合、本願発明において、熱および圧力により、複合材料が少なくとも部分的に溶ける、もしくは硬化することをもたらす構成が採用されてもよい。その結果として、複合材料の断片は、互いに結合して基質上の被覆材を形成する。
【００３２】
本願発明のいくつかの具体例において、断片１０、１６、およびもしくは２２は、基質表面の実質的に全体を被覆する複合材料の層を形成するために用いられる。それは、基質全体の力学的な特性および耐久性に影響を与える。断片１０におけるように、断片の中の繊維が平行であり長手方向に向けられているとすると、そしてそれが改良された基質の望ましい力学的な特性に依存するとすれば、当該断片は、当該繊維が特定の方向に実質的に向けられているように基質の上に向けられ得る。
【００３３】
一具体例の一つの有利な点は、基質の被覆材および成形可能な材料は廃棄された、リサイクルされた、もしくはスクラップにされた複合材料から作られる断片１０、１６、およびもしくは２２を利用することができる、ということである。
【００３４】
本願発明にかかる複合材料の被覆材および成形可能な材料の一具体例の他の有利な点は、断片１０、１６、およびもしくは２２が、本願発明にかかる成形可能な材料もしくは被覆された基質の力学的な特性を高めるために採用され得る、ということである。これらの強化は、全体に対するものであってもよいし、望ましい領域もしくは方向に対するものであってもよい。
【００３５】
本願発明にかかる複合材料の被覆および成形可能な材料のさらにまた別の有利な点は、断片１０、１６、およびもしくは２２またはそれらの被覆材３６が留め具の保持力を高めるために特定の領域に集中され得る、ということである。ここで、当該留め具は、ビスおよび釘等であるがそれらに限られるものではない。その結果として、成形可能な材料もしくは被覆された基質が、悪天候もしくは厳しい応力の条件に晒されても、構造物から剥がれ落ちにくくなる。
【００３６】
上述された当該有利な点は、実例としてのみ挙げられているのであって、包括的な有利な点を列挙したものではない。したがって、他の有利な点も本願発明が関連する技術分野における当業者にとっては明らかであるだろう。
【００３７】
「ａ」および「ａｎ」という語は、ここでは数量の限定を意味せず、少なくとも一つの言及される要素が存在することを意味する。
【００３８】
本願発明は、特定の具体例に関して説明されてきたが、上述の内容を読んで理解することにより、本願発明の技術的思想の範囲内および添付されている特許請求の範囲内において数多くの様々な変形や代替が行われ得ることが、当業者によって理解されるだろう。
【符号の説明】
【００３９】
１０…断片、１２…ポリマー・マトリックス、１４…繊維、１６…断片、１８…繊維、２０…ポリマー・マトリックス、２２…断片、２４…層、２６…層、２８…層、３０…製品、３２…基質、３４…基質、３６…被覆材、３８…基質、４０…基質、４２…被覆材、４４…被覆材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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