(57)【要約】 【課題】レジンをファイバ・プリフォームに含浸させて合成体を形成する方法において、レジンを分配するラインを再使用可能に構成する。【解決手段】  本発明のレジン注入によりモールド成形する方法は、（Ａ）離間して配置された２個のブラダー（５６２）を膨張させ、その間に一時的な通路を形成することにより、再使用可能なレジン分配ライン（５７０）を形成するステップと、（Ｂ）前記ファイバ・プリフォームを含浸するために、前記通路内にレジンを流し込むステップと、を有する。レジン分配ライン（５７０）は最終製品であるワークピース内に一時的に形成され通路であり、特別用意したレジン用通路ではない。ブラダー（５６２）は後で取り除くことができる。【選択図】  図５Ａ
2014511783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジンをファイバ・プリフォームに含浸させ為に、レジン注入によりモールド成形する方法、
（Ａ）離間して配置された２個のブラダー（５６２）を膨張させ、その間に通路を形成することにより、再使用可能なレジン分配ライン（５７０）を形成するステップと、
（Ｂ）前記ファイバ・プリフォームを含浸するために、前記通路内にレジンを流し込むステップと、
を有する
ことを特徴とするレジン注入によりモールド成形する方法。
【請求項２】
前記ステップ（Ａ）は、前記ブラダー（５６２）を膨張させる前に、前記２個のブラダー（５６２）間にブリッジ（５６４）を渡すステップを含む
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（Ａ）は、前記２個のブラダー（５６２）の間のスペースに、ソフトツール（５１２）の第１側を前記ブリッジ（５６４）の第１側に結合するステップを含む
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記ブラダーの間の通路は、前記ソフトツール（５１２）の第１側とハードツール（５０２）の間の形成され、
前記ステップ（Ｂ）は、前記ソフトツール（５１２）の第１側を大気圧未満の圧力に晒すステップ（Ｃ）を含む
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
（Ｄ）前記ブリッジ（５６４）を、少なくとも大気圧でありかつ膨張した前記ブラダー（５６２）の内部圧力以下の圧力にするステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
（Ｅ）前記ブリッジ（５６４）を、大気圧以上でかつ膨張した前記ブラダー（５６２）の内部圧力以下の圧力にするステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ステップ（Ｄ）は、前記ブリッジ（５６４）を流体に晒すステップを含む
ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
十分な量のレジンを前記通路内に流し込んだ時に、
前記ステップ（Ｂ）は、（Ｆ）前記ブラダー（５６２）を収縮させるステップを更に含む
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ（Ｆ）の後、
（Ｇ）前記レジンを前記通路に分配したレジン投入ライン（５１６）を取り除くステップを更に有する
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ステップ（Ｆ）の後、
（Ｈ）前記ブラダーを取り除くステップを更に有する
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
（Ａ）ソフトツール（５１２）の第１側を大気圧未満の圧力に維持するステップと、
（Ｂ）前記ソフトツール（５１２）の第２側を大気圧以上の圧力に維持するステップと、
（Ｃ）前記ソフトツール（５１２）の第１側に、レジンのソースをファイバ・プリフォームと連通する一時的な通路を形成するステップと、
（Ｄ）前記レジンが前記ファイバ・プリフォームに分配された後固化する前に、前記一時的な通路を収縮させるステップ
を有する
ことを特徴とするレジンを注入してモールド成形する方法。
【請求項１２】
（Ａ）ソフトツール（５１２）とハードツール（５０２）とを含むモールド領域（５４２）と、
（Ｂ）再使用可能なレジン分配ライン（５７０）を形成する装置と、
前記装置は、
（Ｂ１）離間して配置された膨張可能な複数のブラダー（５６２）と、
（Ｂ２）前記ブラダー（５６２）を渡るブリッジ（５６４）と
を有し、前記ソフトツール（５１２）は前記ブリッジ（５６４）に物理的に結合されており、
（Ｃ）レジン入口（５６６）と、
を有し、
前記レジン入口（５６６）は、前記ブラダー（５６２）が膨張した時に、レジンを前記ブリッジ（５６４）とソフトツール（５１２）を介して、前記ソフトツールとハードツールの間に形成され前記２つのブラダーの間のスペースに配置された通路内に分配する
ことを特徴とするレジンを注入してモールド成形する装置。
【請求項１３】
前記ソフトツール（５１２）は第１側と第２側とを有し、
前記ブラダー（５６２）は、前記ソフトツール（５１２）の第１側に配置され、
前記ハードツール（５０２）は、前記ソフトツール（５１２）の第２側に配置される
ことを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
（Ｄ）前記レジン入口（５６６）に取り外し可能に連結されたレジン入口ライン（５１６）を更に有する
ことを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
前記ブリッジ（５６４）は、複数のセグメントを有する
ことを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１６】
合成品を形成するレジン注入モールド装置において、
（Ａ）ソフトツール（５１２）と、
（Ｂ）再使用可能なレジン分配ライン（５７０）を形成する装置と、
を有し、
前記装置（Ｂ）は、
（Ｂ１）離間して配置された膨張可能な複数のブラダー（５６２）と、
（Ｂ２）前記ブラダー（５６２）を渡るブリッジ（５６４）と
を有し、前記ソフトツール（５１２）は、前記ブリッジ（５６４）に物理的に結合されている
ことを特徴とするレジン注入モールド装置。
【請求項１７】
（Ｃ）圧力空気をブラダー（５６２）に分配するチューブ
を更に有する
ことを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記レジン注入モールド装置は、垂直方向に配置され、
（Ｄ）ハードツール（５０２）と、
（Ｅ）レジン投入ライン（５１６）と
を有し、
前記ハードツール（５０２）は、前記ソフトツール（５１２）の内側に配置され、
前記レジン投入ライン（５１６）は、前記ソフトツール（５１２）と前記ブリッジ（５６４）とを貫通し、前記ブラダー（５６２）が膨張した時に、ソフトツール（５１２）とハードツール（５０２）との間の領域と連通しこの領域にレジンが投入される
ことを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１９】
前記レジン注入モールド装置は、水平方向に配置され、
（Ｄ）ハードツール（５０２）と、
（Ｅ）レジン投入ライン（５１６）と
を有し、
前記ハードツール（５０２）は、前記ソフトツール（５１２）の下に配置され、
前記レジン投入ライン（５１６）は、前記ソフトツール（５１２）と前記ブリッジ（５６４）とを貫通し、前記ブラダー（５６２）が膨張した時に、ソフトツール（５１２）とハードツール（５０２）との間の領域と連通しこの領域にレジンが投入される
ことを特徴とする請求項１６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成材料の製造とその構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化ファイバ・ポリマー・マトリックス合成材料は様々な構造体の分野で用いられている。
【０００３】
これらの合成材料は、マトリックス成分（通常レジン）と強化要素（通常ファイバの束あるいは織布）とを含むが、モールド操作により形成される。
【０００４】
合成材料を形成する１つの方法は、「レジン注入成形」即ちＲＴＭ(resin transfer molding)と称するプロセスである。このＲＴＭプロセスにおいては、レジンが、加圧した状態で閉鎖されたキャビティモールド（中空型）内に、投入される。ＲＴＭプロセスの最も単純な形態は、レジンを注入する前に、空気をファイバ中に残しておく。この残留空気の一部を、ファイバをレジンで充填する際に、通気口を介して追い出すことである。残留空気が存在する中で許容可能なボイドの量を得るためには、レジンが硬化する間、極めて高い圧力（約２７５ｐｓｉｇ）をかけなければならない。この加圧する目的は、空気のボイドのサイズを、許容可能なレベルまで小さくすることである。この大きな内部圧力により、モールド対向する表面を離すような力を生成することである。小さなモールドにおいては、この問題は比較的安価な加圧装置を用いて解決できる。しかしこのアプローチは、大きなモールドを処理する際には、高価となり実現不可能である。
【０００５】
別の液体−レジンプロセスは、真空を利用したレジン注入モールド（ＶＡＲＴＭ：vacuum-assisted resin transfer molding） である。このプロセスにおいては、強化要素を真空状態におくことにより、空気を強化要素から無くすことである。図１は従来の水平方向に向いたＶＡＲＴＭモールド装置１００を表す。
【０００６】
図１に示すようにＶＡＲＴＭモールド装置１００はモールド（型）即ちハードツール１０２とソフトツール１１２とを有する。ソフトツール１１２は、フレキシブルな膜、例えばナイロン製の真空パックのフィルム、シリコン製のゴムのシート等のフレキシブルな膜として従来からあるものである。本明細書において、ツールとは、合成材料がモールド（成形）される際に当たる固体或いはその表面を意味する。これは、流体レジンが固体に変換する際に成形された製品（ワークピース）の形態を採る。ソフトツールは、ソフトツールあるいは他の適宜の表面にシールされて、気密室１１４を形成する。この操作の間気密室１１４は、空気が抜かれる即ち真空引きされる。膜は「真空バッグ」とも称する。
【０００７】
レジンは、気密室１１４内に導入され、気密室１１４内にある強化要素,ファイバ、織布１０８（以下「ファイバ・プリフォーム１０８」とも称する）を浸漬／含浸（impregnate）する。気密室１１４内には、モールド分離用のフィルム１０４，剥ぎ取り用プライ１０６，レジン分配媒体１１０，レジン分配ライン１１７，真空引きライン１１８が配置されている。プライ１０６とフィルム１０４は、開放用の界面を提供し、様々な層（レジン分配媒体１１０）を最終製品であるワークピースから分離するのを容易にしている。レジン分配媒体１１０は、開放構造の粗い媒体であり、最初は、レジンを注入（浸漬／含浸）する前に、空気を乾燥したファイバプリフォーム１０８から取り除く真空パスとして用いられる。その名が示すように、レジン分配媒体１１０は、急速かつ均等にレジンをファイバ・プリフォーム１０８に分配するのに用いられる。
【０００８】
かくして、ファイバ・プリフォーム１０８は、気密室１１４内でハードツール（型）１０２とソフトツール１１２との間に挟まれる。次に、気密室１１４内を真空引きライン１１８を介して真空引きし、これによりソフトツール１１２をレジン分配媒体１１０に当てる。ソフトツールにかかる圧力差（一方の側が大気圧で、他方の側が真空である）により圧縮力が働き、これによりファイバ・プリフォーム１０８をコンパクトにする。この操作は、ファイバの容積部分の割合を所望量に制御した合成材料を得るのに必要である。レジンは、レジン投入ライン１１６を介してソフトツール１１２内に導入される。レジンはレジン投入ライン１１６からレジン分配ライン１１７に供給される。このレジン分配ライン１１７は、レジン分配媒体１１０全体にレジンを分配する。レジンは、レジン分配媒体１１０に沿って流れ、ファイバ・プリフォーム１０８内に導入され、その後固化する。
【０００９】
従来のＶＡＲＴＭシステムにおいては、レジン投入ライン１１６とレジン分配ライン１１７は、レジンで充填されたままである。ライン１１６，１１７の中のレジンは、硬化中のワークピースと共に硬化する。ライン１１６，１１７は、ワークピースがモールドから外された後廃棄され、新たなレジン投入ラインとレジン分配ラインが、後続のＶＡＲＴＭモールド操作用に設置される。その結果、これらのラインは１回しか使用できないラインとなる。
【００１０】
レジン投入ライン１１６とレジン分配ライン１１７を各モールド操作毎に置換することは、時間のかかることである。ＶＡＲＴＭプロセスが同一の形状のものに繰り返し適用されるようなアプリケーションにおいては、これらのラインをモールド操作毎に置換することは、非効率でかつコストが高くなる。
【００１１】
従来技術では、レジン分配ライン１１７の１回限りの使用の問題を、一時的あるいは再使用可能なレジン分配ライン１１７を開発することにより解決しようとしてきた。再使用可能なレジン分配ライン１１７に対する様々なアプローチが提案されている。
【００１２】
１つのアプローチは、図２Ａ−２Ｄに示す「ＦＡＳＴＲＡＣ」と称するプロセスである。従来のＶＡＲＴＭと同様にＦＡＴＲＡＣ装置２００は、ハードツール（型）２０２とソフトツール２１２とを有し、その間にファイバ・プリフォーム２０８が挟み込まれている。第１真空引きライン２１８を操作して、ソフトツール２１２の下にある第１気密室２１４を真空引きをする。
【００１３】
図２Ａと図２Ｂを参照すると、従来のＶＡＲＴＭプロセスとは異なり、ＦＡＴＲＡＣ装置２００は、ＦＡＴＲＡＣ層２２０を有する。このＦＡＴＲＡＣ層２２０は、半剛性の支持層であり、表面２２２内側に複数のチャネル２２４が形成されている。ＦＡＴＲＡＣ層２２０は、ソフトツール２１２の「外側」に配置されている。ＦＡＴＲＡＣ層２２０は、ハードツール（型）あるいは他の適宜の表面でシールされて、ソフトツール２１２の上に第２気密室２２６を形成する。次に第２真空引きライン２２８を操作して、第２の気密室２２６を真空引きをする。かくしてＦＡＴＲＡＣ層２２０は２つの真空バッグ（即ちソフトツール２１２により形成される第１真空バッグ２１４とＦＡＴＲＡＣ層２２０により形成される第２真空バッグ２２６と）を有する。
【００１４】
図２Ｃと図２Ｄを参照しその動作について説明する。最初に第２気密室である第２チェンバ２２６内が真空引きされる。これによりソフトツール２１２を、ＦＡＴＲＡＣ層２２０のチャネル２２４に合わせて変形させる。この操作により、ソフトツール２１２のチャネル２３０が形成され、このチャネル２３０を介してレジンが、ファイバ・プリフォーム２０８の上部全体に流れ分散する。チャネル２３０が形成された後、第１気密室である第１チェンバー２１４内を、標準のＶＡＲＴＭプロセスと同様に、真空引きする。大気圧により、ＦＡＴＲＡＣ層２２０をファイバ・プリフォーム２０８に当てて保持し、同時に、チャネル２３０は、ＦＡＴＲＡＣ層２２０によりその形状を維持する。その後レジンが、第１チェンバ２１４にレジン投入ライン２１６を介して、注入される。レジンは、ＦＡＴＲＡＣ層２２０のチャネル２３０の形状に沿って流れる。適宜の量のレジンが注入された後、第２チェンバ２２６が開放され、その結果第２チェンバ２２６は大気圧となる。第２チェンバ２２６内の大気圧により、チャネル２３０は収縮し、ソフトツール２１２をファイバ・プリフォーム２０８に強制的に押し当てる。これによりレジンをファイバ・プリフォームに成形する。
【００１５】
その為、ＦＡＳＴＲＡＣプロセスは、レジン分配ラインとレジン分配媒体の１回限りの使用を、チャネル２３０を形成することにより、回避している。しかしこの方法は複雑であり、第１気密室２１４と第２気密室２２６内の大気圧以下の圧力レベルを正確に制御することは難しく、レジンの注入速度と第２気密室２２６の再加圧に関連するタイミングの問題は、非常に難しい。
【００１６】
再使用可能なレジン分配ライン１１７を形成する第２のアプローチは、米国特許出願ＵＳ２００７／００６３３９３に開示されている。この特許出願はＶＡＲＴＭプロセスを開示するが、第１チャネルがファイバ・プリフォームの上部表面に形成されて、レジンの流れを加速し、レジンの注入時間を短くしている。同特許出願によれば、チャネルは、ソフトツールを差圧を用いて持ち上げて、形成している。
【００１７】
図３において、これは前記の米国特許出願に開示されたものであるが、装置３００は、ハードツール（型）３０２とソフトツール３１２とを含み、その間にファイバ・プリフォーム３０８が配置されている。第１真空引きライン３１８を操作して、ソフトツール３１２の下にあるファイバ・プリフォーム３０８から空気を抜く。このプロセスに独特のことは、ハードシェル３２０が、ソフトツール３１２の上に配置されている点である。第２真空引きライン３２８は、ハードシェル３２０とソフトツール３１２との間の領域３２６内を真空引きをする。レジン投入ライン３１６は、レジンを高浸透領域３３２に分配する。
【００１８】
次に動作について説明する。ソフトツール３１２の下の圧力を第１真空引きライン３１８を介して低下させる。これによりソフトツール３１２をファイバ・プリフォーム３０８に押し当てる。これによりファイバ・プリフォーム３０８がコンパクトになる。ソフトツール３１２の下の領域は減圧した状態にあるが、ソフトツール３１２の上の領域３２６は、第２真空引きライン３２８により更にそれより低い圧力にする。これにより、ソフトツール３１２は、ファイバ・プリフォーム３０８の上部から引き離されて、フローチャネル３１４を形成する（図３）。
【００１９】
レジンを、レジン投入ライン３１６を介して高浸透／透過領域３３２に分配する。レジンは、高浸透／透過領域３３２からフローチャネル３１４に流れるが、この理由は、ファイバ・プリフォーム３０８が流れに対しより大きな抵抗を示すからである。必要な量のレジンがフローチャネル３１４に分配された後、ソフトツール３１２の上の領域３２６に、大気圧まで圧力がかけられる。領域３２６内のこの正の圧力（フローチャネル３１４内の圧力より高い圧力）は、ソフトツール３１２をファイバ・プリフォーム３０８に押し付け、レジンをファイバ・プリフォーム３０８内に押し込む。
【００２０】
前記の米国特許出願に開示されたプロセスと装置は、レジン分配ライン１１７とレジン分配媒体の１回限りの使用を、フローチャネル３１４を形成することに、回避している。しかしこのアプローチは、ワークピースの品質（ボイドやドライスポットがあってはならないこと）と、ファイバのレジン含有率と、作業の複雑性の観点からすると、極めて問題である。ワークピースの品質の点に関しては、ソフトツール３１２の上の真空状態はソフトツール３１２の下の真空状態よりも大きくなければならない（ソフトツール３１２を持ち上げてフローチャネル３１４を形成するために）。−１気圧以上の真空は達成することは理論的にもできないために、ファイバ・プリフォーム３０８内のソフトツール３１２の下の空気は少なくとも部分的に残ることがある。ＶＡＲＴＭにおいては、ワークピースの最高品質（ボイドの量が最も少ない）は、ファイバ・プリフォーム３０８内の最高の真空状態で得られる。ファイバ・プリフォーム３０８内の残留空気を最小にすることが必要である。ファイバ・プリフォームの複雑な形状により空気がトラップされる場合には、残留空気は、最終製品の中にボイドを形成させる。極端な場合、残留空気は、デッド領域（真空部分に繋がらない領域）に集められて、その結果、ファイバ・プリフォーム内のドライ（レジンの少ない）領域が形成されることになる。
【００２１】
前掲の米国特許出願は、ファイバの容積率（faiber volume fraction）は、ファイバ・プリフォームの圧縮度が欠けているために、小さくなることまでも記載している。この様な妥協的手法は、議論されているが、最終的にファイバの容積率は必要量よりも低くなってしまう。更に必要とされる耐圧シェル（図３のハードシェル３２０）は、内部真空に耐えなければならない。内部真空（言い換えると１４．７ｐｓｉの正味圧力）に耐えなければならない。大きな合成部品を製造する際には、この耐圧シェルは、極めて大きく高価とならざるを得ない。更に複雑な形状の部品に対してシェルを形成すること、特に大きな物を形成することは、極めて難しい。
【００２２】
本発明の目的は、レジン分配ラインの１回限りの使用の問題と、更にはその様な解決法の欠点を回避するようなモールドプロセスを提供することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は従来技術の欠点を回避する、再使用可能なレジン分配ライン「ＲＲＤＬ」(reusable resin distribution line)を提供することである。
従来のＶＡＲＴＭベースのモールド装置は、ハードツールとそれに接続されたソフトツールとを有する。ファイバ・プリフォームは、合成材料を形成するレジンで含浸されるが、ソフトツールの第１側の上でソフトツールとハードツール（型）の間に配置される。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明のＶＡＲＴＭベースのモールド装置は、ＲＲＤＬを形成する装置を含む。この実施例では、ＲＲＤＬ形成装置はソフトツールの第２側に配置される。このＲＲＤＬを形成する装置は、離間して配置された膨張可能な２個のブラダーと、前記ブラダーの間に跨るブリッジとを有する。ソフトツールはこのブリッジに結合される。レジン入口導管はこのブリッジとソフトツールをある場所で貫通し、その結果レジンがファイバ・プリフォーム内に分配される。
【００２５】
動作について説明すると、真空状態がソフトツールとハードツール（型）内の間の領域に確立される。これにより、ソフトツールをこの領域に配置されたレジン分配媒体／ファイバ・プリフォームに当てる。ソフトツールの第２の側は大気圧に露出される。差圧（即ちソフトツールの第２の側の大気圧あるいはそれ以上の圧力とソフトツールの第１の側上の真空との間の圧力差）は、ファイバ・プリフォーム上に作用する圧縮力となる。レジンをファイバ・プリフォームに分配するために、再使用可能なレジン分配ラインである通路が、ファイバ・プリフォームとレジン分配媒体／ファイバ・プリフォームの間に形成される。
【００２６】
ＲＲＤＬを形成するためにこのＲＲＤＬ形成装置のブラダーが膨張する。ブリッジがこのブラダーの上に配置されているために、ブリッジは、ブラダーが膨らむと、レジン分配媒体／ファイバ・プリフォームから離れる。ソフトツールは、ブリッジに連結されているために、レジン分配媒体／ファイバ・プリフォームから離れるが、ブリッジは２つのブラダーの間にある。その結果通路／ＲＲＤＬが形成される。レジンは、レジン入口ラインからＲＲＤＬに分配される。ＲＲＤＬの内側でレジンは、ＲＲＤＬの長さ方向に移動し、レジン分配媒体を貫通して、ファイバ・プリフォーム内に含浸する。
【００２７】
必要な量のレジンが分配されると、ブラダーは収縮しＲＲＤＬも収縮する。ソフトツールの第２の側で大気圧あるいはそれ以上の圧力があるために、ソフトツールの第１の側は真空以下になり、収縮する直前に、ＲＲＤＬ内に残ったレジンは強制的にレジン分配媒体とファイバ・プリフォーム内に入る。収縮後ＲＲＤＬの痕跡は残らない。
【００２８】
その後レジンが固化しレジンの入口を取り除き、更にＲＲＤＬ形成装置とソフトツールが、固化したレジンから分離される。
【００２９】
本発明の一実施例によれば、本発明のレジンをファイバ・プリフォームに含浸させ為に、レジン注入によりモールド成形する方法は、
（Ａ）離間して配置された２個のブラダー（５６２）を膨張させ、その間に通路を形成することにより、再使用可能なレジン分配ライン（５７０）を形成するステップと、
（Ｂ）前記ファイバ・プリフォームを含浸するために、前記通路内にレジンを流し込むステップと、を有する。
【００３０】
本発明の一実施例によれば、本発明のレジンを注入してモールド成形する方法は、
（Ａ）ソフトツール（５１２）の第１側を大気圧未満の圧力に維持するステップと、
（Ｂ）前記ソフトツール（５１２）の第２側を大気圧以上の圧力に維持するステップと、
（Ｃ）前記ソフトツール（５１２）の第１側に、レジンのソースをファイバ・プリフォームと連通する一時的な通路を形成するステップと、
（Ｄ）前記レジンが前記ファイバ・プリフォームに分配された後固化する前に、前記一時的な通路を収縮させるステップと、を有する。
【００３１】
本発明の一実施例によれば、本発明のレジンを注入してモールド成形する装置は、
（Ａ）ソフトツール（５１２）とハードツール（５０２）とを含むモールド領域（５４２）と、
（Ｂ）再使用可能なレジン分配ライン（５７０）を形成する装置と、
（Ｃ）レジン入口（５６６）と、
を有し、前記装置（Ｂ）は、
（Ｂ１）離間して配置された膨張可能な複数のブラダー（５６２）と、
（Ｂ２）前記ブラダー（５６２）を渡るブリッジ（５６４）と
を有し、前記ソフトツール（５１２）は、前記ブリッジ（５６４）に物理的に結合されており、
前記レジン入口（５６６）は、前記ブラダー（５６２）が膨張した時に、レジンを前記ブリッジ（５６４）とソフトツール（５１２）を介して、前記ソフトツールとハードツールの間に形成され前記２つのブラダーの間のスペースに配置された通路内に分配する
ことを特徴とする。
【００３２】
本発明の一実施例によれば、本発明の合成品を形成するレジン注入モールド装置は、      （Ａ）ソフトツール（５１２）と、
（Ｂ）再使用可能なレジン分配ライン（５７０）を形成する装置と、
を有し、
前記装置（Ｂ）は、
（Ｂ１）離間して配置された膨張可能な複数のブラダー（５６２）と、
（Ｂ２）前記ブラダー（５６２）を渡るブリッジ（５６４）と
を有し、前記ソフトツール（５１２）は前記ブリッジ（５６４）に物理的に結合されている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の水平方向に配置されたＶＡＲＴＭ装置の横断面図。
【図２Ａ】従来の水平方向に配置されたＶＡＲＴＭ装置の再使用可能なレジン分配ラインを提供する第１アプローチの減圧前の状態を示す図。
【図２Ｂ】図２Ａの部分断面図。
【図２Ｃ】図２Ａの減圧後の状態を示す図。
【図２Ｄ】図２Ｃの部分断面図。
【図３】従来の水平方向に配置されたＶＡＲＴＭ装置の再使用可能なレジン分配ラインを提供する従来の第２アプローチの減圧前の状態を示す図。
【図４】米国特許出願ＳＮ１２／４８４，７７９に開示された垂直方向を向いたＶＡＲＴＭベースのモールド装置の上部の横方向断面図。
【図５Ａ】本発明の実施例によるＲＲＤＬを形成する装置を組み込んだ垂直方向を向いたＶＡＲＴＭベースのモールド装置の縦方向断面図。
【図５Ｂ】図５Ａのモールド装置のＲＲＤＬを形成する装置のブリッジ（モールド装置のソフトツールを包囲している）の斜視図。
【図５Ｃ】ＲＲＤＬを形成する装置とこれにより形成されたＲＲＤＬの詳細図。
【図５Ｄ】ＲＲＤＬ内を流れるレジンを表す図。
【図６Ａ】本発明の実施例によるＲＲＤＬを形成する装置を組み込んだ垂直方向を向いたＶＡＲＴＭベースのモールド装置の縦方向断面図。通路が実際に形成される前にレジンの流れの通路を形成する装置を表す図。
【図６Ｂ】図６Ａのモールド領域の一部を表し、ＲＲＤＬの形成装置の膨張可能なブラダーが膨張してＲＲＤＬを形成する状態を示す図。
【図６Ｃ】図６Ａのモールド領域の一部を示し、レジンがファイバ・プリフォームにＲＲＤＬを介して導入されている状態を表す図。
【図６Ｄ】図６Ａのモールド領域の一部を示し、レジンがファイバ・プリフォーム内に完全に浸漬された状態を表す図。
【図６Ｅ】図６Ａのモールド領域の一部を示し、レジンが固化して最終のワークピースを形成する状態を表す図。
【図６Ｆ】図６Ａのモールド領域の一部を示し、レジンの投入ラインがＲＲＤＬ形成装置から切り離された状態を表す図。
【図６Ｇ】図６Ａのモールド領域の一部を示し、ソフトツールとＲＲＤＬ形成装置が仕上がったワークピースから取り外された状態を表す図。
【図７】本発明のＲＲＤＬ形成装置を組み込んだ水平方向を向いたＶＡＲＴＭベースのモールド装置の断面図。
【図８】本発明のレジン注入モールド装置の動作を表すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
まず、本明細書と特許請求の範囲に使用される用語について定義する。
【００３５】
「ショット」とは、モールド領域即ちモールドキャビティを充填するのに必要なレジンの量を言う。複数回のショットによる物品は、複数回連続してレジンがモールドキャビティ内に充填される。
【００３６】
「ワークピース」とは、モールド領域に一回のショットで形成される構造体或いは集合体を意味する。マルチショットの物品においては、ワークピースは、最終合成部品の一部あるいはセグメント（例、冷水パイプのセグメント）を表す。
【００３７】
合成材料の「強化要素（reinforcement constituent）」は、合成材料に対しある特性（通常、強度、剛性、密度、電気抵抗、導電性、伝熱性等）を付与する。強化要素は、通常ファイバベースであり、ファイバ強化合成材料を生成する。
【００３８】
「ファイバ・プリフォーム」とは、強化要素として使用される繊維材料の構成物を言う。繊維材料は、例えばファイバの単一方向の束、平織布（plain weave fabric）,  ハーネスサテン織布（haress satin fabric）,  編まれた織布（braided fabric）,縫い込み布（stitched fabric）等である。一般的に使用されるファイバは、これに限定されないが、ファイバガラス（通常オーエン・コーニング・テクニカルファブリーク社から市販されている）、ＰＰＧ、ＡＧＹ、カーボンファイバ（ゾルテック社から市販されている）あるいはその他を意味する。ファイバ・プリフォームは強化要素と同意で用いられる。しかし、本明細書と特許請求の範囲においては、ファイバ・プリフォームは、合成材料において強化要素と関連する意味を有する物として、より広い意味を有する。
【００３９】
「マトリックス構成要素」は、強化要素中に含浸される液状のもので、固化後硬くなる。「マトリックス構成要素」は、「強化要素」を包囲し、強化要素（ファイバ、織布）を所望の位置と方向に維持する。マトリックス構成要素は、合成材料内の複数の強化要素の間の負荷伝搬媒体として機能する。マトリックス構成要素は、通常レジンである。「レジン」とは、マトリックス構成要素と同意語である。かくしてレジンは、合成材料でマトリックス構成要素に関連するマトリックス構成要素と一致する拡張した定義を有する。
【００４０】
本発明は、真空の助けを借りてレジン注入モールド（ＶＡＲＴＭ）プロセスと共に使用される再使用可能なレジン分配ライン（ＲＲＤＬ）を提供する。
【００４１】
本発明の一実施例においては、再使用可能なレジン分配ラインの形成装置が、米国特許出願ＳＮ１２／４８４，７７９に開示された垂直方向を向いたＶＡＲＴＭベースのモールド装置の追加される。モールド装置４００として米国特許ＳＮ１２／４８４，７７９に開示されたモールド装置を図４に示す。本発明の装置は、非平面状の合成部品を製造するのに用いられる。特に本発明の装置は、細長く大きな直径の物品を製造する円筒状の構造体を形成する。モールド装置４００の変形例は、ＲＲＤＬを形成する装置を含むが、モールド装置５００として示され、図５Ａ−５Ｃと図６Ａ−６Ｇに示されている。
【００４２】
再使用可能なレジン分配ラインとそれにより形成された装置は、モールド装置４００あるいは垂直方向を向いたＶＡＲＴＭ型のプロセスに限定されない。一実施例、例えば図７に示す実施例においては、ＲＲＤＬを形成する装置は、水平方向を向いたＶＡＲＴＭベースのモールド装置と一緒に用いられる。かくして本発明は、垂直方向あるいは水平方向を問わず、如何なる形態のＶＡＲＴＭベースの装置と共に使用できる再使用可能なレジン分配ラインを提供する。これは生成されたワークピースの形状を問わない。
【００４３】
本発明の背景技術を説明するために、モールド装置５００とモールド装置４００を最初に示す。図４は、モールド装置４００の上部のモールド領域で切った横断面図である。
【００４４】
モールド装置４００は、外壁４４０と内壁４４０’の間のモールド領域を含む。このモールド領域は、２つの領域即ち外側モールド領域４４２と内側モールド領域４４２’を有する。外側モールド領域４４２は、外壁４４０とハードツール（型）４０２の第１表（外）面との間に規定される。内側モールド領域４４２’は、内壁４４０’とハードツール（型）４０２の第２表（内）面ととの間に規定される。ハードツール（型）４０２は、複数の弓状のセグメントを有し、これが全体として円筒形状を形成する。
【００４５】
外側と内側のモールド領域４４２，４４２’は、内側モールド領域４４２’の直径が小さくなっている点と互いにミラーイメージである点を除いて同一である。外側ソフトツール４１２は、外側モールド領域４４２内に配置され、内側ソフトツール４１２’は、内側モールド領域４４２’内に配置される。内側と外側のソフトツール４１２，４１２’の両方とも、柔軟材料（例、シリコン製ゴム）で形成されており、引き伸ばすとワークピースに適合し、固化した合成材料即ち最終製品から容易に引き離すことができる。
【００４６】
領域４４４は、剛性の外壁４４０と外側ソフトツール４１２の間に規定される。領域４４４は、外側ソフトツール４１２の外側にある。領域４４６は、外側ソフトツール４１２とハードツール（型）４０２との間に形成される。領域４４６は、外側ソフトツール４１２の内側にある。
【００４７】
同様に領域４４４’は、内壁４４０’と内側ソフトツール４１２’との間に規定される。領域４４６’は、内側ソフトツール４１２’とハードツール（型）４０２との間に規定される。領域４４４’は、内側ソフトツール４１２’の内側にあり、領域４４６’は、内側ソフトツール４１２’の外側にある。領域４４４と領域４４６とは、流体的に切り離されいる。領域４４４’と領域４４６’とは、流体的に切り離されている。即ちガス気密／流体気密状態である。
【００４８】
ファイバ・プリフォーム４０８は、ハードツール（型）４０２の根本部で、外側モールド領域４４２内に配置されている。同様にファイバ・プリフォーム４０８’は、内側モールド領域４４２’内でハードツール（型）４０２の根本部に配置されている。
【００４９】
モールド装置４００は、流体供給導管４４８，４４８’と、レジン供給導管４１６，４１６’と、ガス導管４５２，４５２’を有する。更にモールド装置４００は、真空引き導管（図示せず）も有する。
【００５０】
モールド装置４００の動作を以下説明する。動作の詳細は、外側モールド領域４４２に関してのみ行うが、同一の動作は外側と内側のモールド領域の両方で行われる。
【００５１】
モールド装置４００において、ハードツール（型）４０２は、最終製品であるワークピースの一部を構成する。即ちハードツール（型）４０２は、モールド装置４００で形成された円筒状部分のコアを形成する。かくして各モールド動作は、モールド内に弓状のセグメント（全体として円筒形状のハードツール（型）４０２を構成する）と、ハードツール（型）に適用されるファイバ・プリフォームとを配置することにより開始する。
【００５２】
この操作を容易にするために、領域４４４内を真空を引きすると、外側ソフトツール４１２はハードツール（型）４０２から引き離される。即ちモールド領域４４２の半径外側方向に引かれて、ハードツール（型）４０２とファイバ・プリフォーム４０８が、モールド領域内に入る。真空引きは、ガス導管４５２又は別個の真空引きラインにより行う。レジン分配媒体（図示せず）が、モールド領域内でファブリークに沿って配置される。このレジン分配媒体は、外側ソフトツール４１２とファイバ・プリフォーム４０８との間に配置され、レジンがファイバ・プリフォーム４０８の全体に渡って急速に拡散するようにしている。適宜のレジン分配媒体の一例は、EnkaFusion  （登録商標）ブランド名のフロー媒体である。これはNorth Carolina EnkaにあるColbond-USA社から市販されている。
【００５３】
真空状態は領域４４４で破られ、その後、領域４４６が真空引きライン（図示せず）で真空引きされる。空気を引き抜くことにより、製品であるワークピースの空隙（ボイド）の量をできる限り減らすことができる。
【００５４】
領域４４６を真空引きすると、モールド領域内のファイバ・プリフォーム４０８とレジン分配媒体は、ハードツール（型）４０２に向かって押される。この圧縮の操作の目的は、ファイバの含有率を所望の量に制御した合成部材を生成することである。この圧縮は、流体を領域４４４に導入することにより行われる。この実施例においては、流体は流体供給導管４４８を介して分配される。一実施例においては、流体は、更なる圧力付与が行われ、例えば大気圧又は圧縮したガスに晒される。
【００５５】
必ずしも好ましい実施例ではないが、流体を用いる代わりに、圧縮ガスをガス導管４５２を介して領域４４４に導入してもよい。圧縮ガスを用いると、ソフトツールの背後の領域に圧力傾斜が存在しない（水頭が存在しない）。この為、圧縮圧力が、モールド領域の上部から底部まで均一にかかることがない。これに関しては、米国特許出願Ｓ．Ｎ．１２／９５１，２３９を参照のこと。
【００５６】
レジンは、モールド領域の底部に沿って領域４４４内にレジン供給導管４１６を介して導入される。固化用触媒とレジンとを正確な比率で混合する測定−混合ポンプ（metering-mixing pump：図示せず）が、レジンをレジン供給導管４１６に供給する。様々な種類のレジンを本発明で用いることができる。例えば、ＶＡＲＴＭ型のプロセス用の低粘性のレジンである。例えば、ポリエステル、ビニールエステル、エポキシ，セノリック、ポリイミド、ポリアミドである。当業者は、生成すべき製品の機能に応じてレジンを適宜選択できる。
【００５７】
領域４４４に圧力がかかり領域４４６が真空状態にあると、レジンは、ファイバ・プリフォーム４０８に含浸しながらモールド領域の上方向に上がっていく。モールド領域に導入されるレジンの量の制御は、流れの先頭（即ちファイバ・プリフォーム内のレジンの上部レベル）が、ソフトツールの背後の流体のレベルであるいはそれ以下で停止し、その結果レジンは、圧縮圧力がかかる領域内に留まるようにして行われる。かくして形成中のワークピースの形状は、モールド領域のあらゆる場所で制御可能となる。
【００５８】
一実施例においては、圧縮用流体は、その比重がレジンの比重にできるだけ近いものが選択される。例えば、ビニールエステルのレジンであるDerakane  8084（KY,CovingtonにあるAshland Inkから市販されている）が選択された場合には、圧縮用流体は６％の砂糖水の溶液が使用される。この砂糖水の比重はレジンとほぼ同一だからである。比重が液体レジンとほぼ同一となるよう圧縮用流体を選択することにより、均一の圧縮圧力がレジンを含浸したファイバ・プリフォームのあらゆる高さで維持できる。これに関しては米国特許出願Ｓ．Ｎ．１２／９５１，２３９を参照のこと。
【００５９】
レジンはその後（例えば触媒、時間、加熱等により）固化する。圧縮圧力は、レジンが固化する間領域４４４で維持される。
【００６０】
レジンが自立可能な程度に固化した後、領域４４４内の圧力を開放する。ソフトツール４１２は、領域４４４を逆に真空引きすることにより、ワークピースから切り離すことができる。他の実施例においては、ソフトツールの開放の前後に、ワークピースを「事後硬化」することもできる。事後硬化をソフトツールを開放する前に行う場合は、領域４４４を加圧するのに用いられた流体を加熱し循環させる。事後硬化をソフトツールの解放後に行う場合は、ワークピースと４１４との間に熱い空気を循環させる。
【００６１】
ワークピースは、完全に固化した後モールド領域から外される。生成予定の製品がマルチショットの部品の場合には、生成されたワークピースは、最終製品を構成する複数の部品の内の１つである。より多くの部品を必要とする場合には、より多くの部品即ちハードツール（型）とより多くのファブリークをモールド領域に配置し、最初のプロセスを繰り返して、更なるワークピースを製造する。ファイバの連続性が維持されるような実施例（例、米国特許出願Ｓ．Ｎ．１２／４８４，７７９に記載されたもの）においては、強化要素は、ワークピースが装置から下方に放出した時に、モールド領域内に自動的に引き込まれる。
【００６２】
本発明の実施例
図５Ａは本発明のモールド装置５００の一部を表す。モールド装置５００は、構造的にはモールド装置４００と同じであるが、再使用可能なレジン分配ライン５７０を形成するＰＲＤＬ形成装置５６０を有する点で異なる。図５Ａに示すモールド装置５００の一部は、図４のモールド装置４００のモールド領域４４２に対応する。モールド装置５００のモールド領域は、シール５５０，５５２により規定される。
【００６３】
図５Ａにおいて、ＰＲＤＬ形成装置５６０は、離間して配置された膨張可能なブラダー（袋）５６２Ａ，５６２Ｂとこの上（図では横）に配置されるブリッジ５６４を有する。ソフトツール５１２は、接着剤等でブリッジ５６４に取り付けられる。レジン投入ライン５１６は、ブリッジ５６４とソフトツール５１２を一カ所で貫通する。
【００６４】
図５Ａは、完全に膨張した状態のブラダー（袋）５６２Ａ，５６２Ｂを示す。その結果レジン分配ライン５７０が形成される。レジンは、レジン投入ライン５１６とレジン分配ライン５７０とを介して、ソフトツール５１２とハードツール（型）５０２との間の領域５４６に導入される。圧縮圧力を提供する流体が、領域５４４に、流体入口ライン５４８を介して導入される。ソフトツール５１２とファイバ・プリフォーム５０８との間は、図５Ａでは、誇張して描いてある。ソフトツール５１２は、モールド操作の間、レジン分配媒体（図示せず）と／ファイバ・プリフォームに接触するが、これは領域５４６が真空引きされているからである。ソフトツール５１２とレジン分配媒体／ファイバ・プリフォームとの間のギャップ（１．２５−２．５ｃｍ）が存在する場所のみが、レジン分配ライン５７０内にある。
【００６５】
図５Ｂは、本発明の特徴を理解しやすくするために、ソフトツールとファイバ・プリフォームは省いている。図５Ｂにおいて、ＰＲＤＬ形成装置５６０のブリッジ５６４は、ハードツール（型）５０２を包囲している。レジン投入ライン５６６は、ブリッジ５６４とソフトツール５１２を貫通し、レジン投入ライン５１６がレジン入口５６６に結合された時に、レジンを再使用可能なレジン分配ライン５７０に分配する。
【００６６】
図５Ｃは、再使用可能なレジン分配ライン５７０の詳細を示す。このレジン分配ライン５７０は、ソフトツール５１２がレジン分配媒体／ファイバ・プリフォーム（図示せず）から引き離された結果できた通路である。この引き離しは、ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂが膨張し、これによりブリッジ５６４がレジン分配媒体／ファイバ・プリフォームから移動して、ファイバ・プリフォームを引っ張った結果起きたものである。
図５Ｄは、レジンが、レジン投入ライン５６６から注入され、ハードツール（型）５０２の周囲をレジン分配ライン５７０を介して流れる方向（矢印）を示す。
【００６７】
ブリッジ５６４が、閉鎖ループの形態（例、ブリッジがハードツール（型）５０２を包囲するモールド装置５００）を採る場合においては、ブリッジ５６４は、直径方向にあるいはその円周方向に拡張して接触するような構成でなければならない。即ちブリッジの長さ方向に沿って同一平面上を動けなければならない。ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂの膨張により起こるブリッジ５６４の直径／円周の変化を吸収できなければならない。ブリッジ５６４の直径／円周の変化は、レジンがファイバ・プリフォームを含浸する時に、起こる。平面上の動きを可能にする要件にもかかわらず、ブリッジは、平面から外れる動きを制限する程度に十分剛性を有していなければならず、ソフトツールをそこから引き離すに連れて、レジン分配媒体の方向に曲がってはならない。しかし、ある程度の小さな曲がり量は、許容可能な大きさのギャップ（少なくとも１０ｍｍ）がソフトツールとレジン分配媒体の間のブリッジの下で維持される限り、許容される。
【００６８】
この実施例において、ブリッジ５６４は複数のセグメント５６８を有する。このセグメント５６８は、引っ張り力が強く高剛性の材料製例えばアルミ合金製である。この実施例においては、各セグメント５６８はブラダー５６２Ａ，５６２Ｂに結合される。各セグメント５６８は、同一面を自由に動くことができあるが、これは、拡張と収縮を受け入れるために必要である。他の実施例においては、セグメントを、弾性がありかつ柔軟性のある材料で互いに連結してもよい。この様な材料によりセグメントは同一面で動くことができる。個々のセグメントの剛性により平面から外れた動きを制限する。同一面内の長手方向の動きを可能にするが同一面から外れる動きを制限するような構成を適宜用いることもできる。しかしこの様な構成は、ソフトツール５１２を拡張と収縮の間ブリッジに結合維持できるようなものでなければならない。
【００６９】
一実施例においては、膨張可能ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂはソフトツール５１２とは別の特徴を有する。他の実施例においては、ブラダーはソフトツールと一体に組み込まれる。１個のＲＲＤＬ形成装置がこの実施例では示されているが、複数のＲＲＤＬを形成する複数の装置を採用することもできる。
【００７０】
モールド装置５００の動作はモールド装置４００の動作と同一である。但し再使用可能レジン分配ライン５７０の形成と収縮に関しての動作は異なる。これに関しては、図６Ａ−６Ｈで説明する。
【００７１】
。図６Ａ−６Ｇは、図８に示す本発明の装置の製造方法８００の様々な動作状態を表す。図６Ａ−６Ｇは、図５Ａのモールド装置５００モールド領域の下部部分の拡大図である。図６Ａ−６Ｇの示す特徴部分は、固い壁５４０と、レジン投入ライン５１６と、ハードツール５０２１，５０２２と、ソフトツール５１２と、レジン分配媒体６１０と、ファイバ・プリフォーム５０８と、下部シール５５０と、ＲＲＤＬ形成装置５６０（ブリッジ５６４と膨張可能ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂとを含む）と、膨張チューブ５７４とを含む。
【００７２】
図６Ａは、ＲＲＤＬを形成する前のモールド装置５００を示す。レジン分配媒体６１０とファイバ・プリフォーム５０８は、真空状態にある。ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂは、まだ膨張はしておらず、ブリッジ５６４とソフトツール５１２の間の平坦な部分にある。膨張チューブ５７４が、膨張可能なブラダー５６２Ａ，５６２Ｂに連通して、圧縮性ガス（例、空気）をそこに供給する。流体（図示せず）が、固い壁５４０とソフトツール５１２の間の領域５４４に導入される。モールド装置４００で説明したように、この流体は、ソフトツール５１２をレジン分配媒体６１０とファイバ・プリフォーム５０８に押し付けるような圧縮圧力を提供する。この圧縮圧力はハードツール５０２２により押し返される。
【００７３】
図６Ａの下半分に示すように、下部シール５５０の下方向に最終製品であるワークピース６７６１が伸びる。このワークピース６７６１は、合成材料６７８１とコア材料（即ちハードツール５０２１）とからなる。このコア材料５０２に合成材料６７８が接着される。この合成材料６７８は、前のショットのレジンが固化したものである。このショットは、下部シール５５０の上のモールド領域にあったレジン分配媒体とファイバ・プリフォームを含浸する。ワークピース６７６１がモールド領域から開放されると、新たにコア材料とファイバ・プリフォームがモールド領域に導入される。最終製品（例えば大きな直径のパイプ）は、この様な複数の円筒状部品（ワークピース）から構成される。この実施例においては、連続したワークピースが形成され、モールド領域から解放されるにつれて、形成中の最終物品が下に伸びる。この構成は、海上にあるプラットホーム上での作業に適したものであり、この場合最終製品は海中に押し出される。これに関しては米国特許出願Ｓ．Ｎ．１２／４８４，７７９を参照のこと。
【００７４】
図６Ｂにおいて、レジンの分配を容易にするために、再使用可能レジン分配ライン５７０は、膨張可能ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂを膨張させることにより、形成される。圧縮されたガスが、膨張チューブ５７４から入ることにより、ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂが膨張すると、ブリッジ５６４は、レジン分配媒体６１０から離れる方向（半径方向）に移動する。ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂが膨張した時点で、ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂは、領域５４４内の圧力よりも高い圧力になければならない。ブラダーは、領域５４４内の流体の圧力よりも少なくとも約１０ｐｓｉ大きい圧力まで圧縮されなければならない。
【００７５】
ソフトツール５１２は、その全長に渡って、ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂの間のブリッジ５６４に結合されているので、ブリッジ５６４がレジン分配媒体６１０から離れると、ソフトツール５１２は移動する。その結果、ソフトツール５１２とレジン分配媒体６１０との間に通路（再使用可能レジン分配ライン５７０となる）が形成される。モールド装置５００は、円筒形状のワークピースを形成する適したものであるが、ＲＲＤＬ形成装置とその結果できたＲＲＤＬは、ハードツール（型）５０２の左側に表れる。図４では、ハードツール（型）４０２の両側のモールド領域を示している。
【００７６】
図６Ｃは、レジンをファイバ・プリフォーム５０８に導入している状態を示す。レジンは、レジン投入ライン５１６を介して再使用可能レジン分配ライン５７０に導入される。レジンは、再使用可能レジン分配ライン５７０を介して、生成中のワークピースの周囲に流れる。レジンは、再使用可能レジン分配ライン５７０からレジン分配媒体６１０に流れる。レジン分配媒体６１０を介してレのジンの流れに対する抵抗は極めて小さいので、レジンは、レジン分配媒体６１０を通して急速に流れ、その後ファイバ・プリフォーム５０８に含浸する。
【００７７】
図６Ｄにおいて、十分な量のレジンがファイバ・プリフォーム５０８に加えられると、膨張可能ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂは収縮する。ブラダーが収縮すると、レジン分配ライン５７０も収縮する。流体は領域５４４に残り、その結果、ソフトツール５１２に対し領域５４４内の流体により加えられた圧縮圧力が、レジン分配ライン５７０内に残ったレジンをレジン分配媒体６１０とファイバ・プリフォーム５０８内に押し出す。レジンは、ファイバ・プリフォーム５０８内に十分含浸され、レジン分配媒体６１０とレジン投入ライン５１６内に残ったレジンは、その後固化する。
【００７８】
図６Ｅはレジンが完全に固化した状態を示す。新たなワークピース６７６２が古いワークピース６７６１の上に形成される。この新たなワークピース６７６２は合成材料６７８２とコア材料（ハードツール）５０２２とを含む。合成材料６７８２は、レジン分配媒体６１０とファイバ・プリフォーム５０８内に導入されたレジンが固まった結果できたものである。
【００７９】
図６Ｆに示すように、液体を領域５４４から除去すると、レジン投入ライン５１６は、ＰＲＤＬ形成装置５６０のレジン投入口５６６から取り除かれる。
【００８０】
図６Ｇは、ＰＲＤＬ形成装置５６０とソフトツール５１２を示し、このソフトツール５１２は、領域５４４を真空引きすることにより、新たなワークピース６７６２から引き剥がされる。
【００８１】
図７は、水平方向を向いたＶＡＲＴＭベースのモールド装置７００を示す。このＶＡＲＴＭベースのモールド装置７００は、本発明のＲＤＤＬ形成装置を含む。図７に示すように、ＶＡＲＴＭベースのモールド装置７００は、ハードツール（型）７０２と、ファイバ・プリフォーム７０８と、レジン分配媒体７１０と、ソフトツール７１２と、レジン投入ライン７１６と、真空引きライン７１８と、ＲＤＤＬ形成装置７６０とを含む。垂直方向を向いたモールド装置５００と同様に、ＶＡＲＴＭベースのモールド装置７００は、ブリッジ７６４と、膨張可能ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂと、膨張チューブ５７４とを有する。
【００８２】
ソフトツール７１２は、ハードツール（型）７０２にシールされて、気密室７１４を形成する。レジン分配媒体７１０とファイバ・プリフォーム７０８は、ソフトツール７１２の下の気密室７１４に配置される。
【００８３】
次に動作について説明する。気密室７１４内が真空引きライン７１８を介して真空引きされると、ソフトツール７１２をレジン分配媒体７１０に当てて引きつける。ソフトツール７１２の外部は大気圧である。レジン分配媒体７１０とファイバ・プリフォームの圧縮は、ソフトツール７１２にかかる差圧により、行われる。ブラダー５６２Ａ，５６２Ｂを膨張させて、再使用可能レジン分配ライン５７０を形成する。レジンは、再使用可能レジン分配ライン５７０にレジン投入ライン７１６を介して導入され、ＲＲＤＬの長さ方向に拡散する。レジンは、再使用可能レジン分配ライン５７０から高密度に孔の開いたレジン分配媒体７１０に、更にファイバ・プリフォーム７０８に流れる。
【００８４】
十分な量のレジンが分配されると、ブラダーは収縮し、レジン分配ライン５７０を収縮させる。その後レジンが固化して、最終製品のワークピースを形成する。固化後、レジン投入ライン７１６を取り除き、ＲＤＤＬ形成装置７６０をソフトツール７１２と共に取り除く。
【００８５】
水平方向を向いたＶＡＲＴＭベースのモールド装置７００は、平面状のワークピースを形成するのに用いられる。かくして、閉鎖ループの形態（例えばモールド装置５００のブリッジ５６４の場合）では、ブリッジ７６４は必要ない。従ってモールド装置５００で使用されたブリッジとは異なり、ＲＤＤＬ形成装置７６０のブリッジは、伸縮する必要はない。即ちブリッジは、同一面上での長さ方向に動く必要はない。面から外れた方向への動きに対しては抵抗があるが、これについては以前に議論したとおりである。
【００８６】
この水平方向性の特徴故に、ＶＡＲＴＭベースのモールド装置７００は、従来技術の水平方向を向いたＦＡＴＲＡＣ装置２００、３００とは、対照的である。
【００８７】
従来の２つの装置は、大気以下の環境あるいは真空環境を、ソフトツールの下とソフトツールの上に作る。従来の装置の操作においては、ソフトツールの上の真空は、ソフトツールの下の真空よりも大きくなければならず、その結果、ソフトツールはファイバ・プリフォームから引き離されて、再生可能なレジン分配ラインを形成することができる。この為、完全な真空を、レジンを注入する前に、ファイバ・プリフォーム晒すことができない。従って、ファイバ・プリフォームの残留空気を除去できない。この残留空気は最終製品の中で空洞として残ることがあり、好ましくない。
【００８８】
本発明の実施例によれば、２つの真空環境を確立する必要はない。本発明によれば、ブラダーをその上にあるブリッジにより膨張させ、ソフトツールをレジン分配媒体とファイバ・プリフォームから引き離す。１つの真空環境のみが確立されているために、本明細書に開示した方法は、レジンの含浸の前に完全な真空を達成できる。これにより、全ての残留空気がプリフォームから除去され、従来技術に対し大きな利点となる。
【００８９】
図８は、本発明のレジン注入モールド方法のフローチャート図である。様々なステップを図８に示す。これを装置モールド装置５００，ＶＡＲＴＭベースのモールド装置７００を例に議論する。図８に示す方法８００は、レジンをファイバ・プリフォーム内に含浸させるステップ８０２とレジンを固化させるステップ８０４とを示す。
【００９０】
一実施例において、ステップ８０２は、サブステップ９０２，９０４で実現される。このステップ９０２は、ソフトツールの第１側を大気圧以下の圧力にする。ステップ９０４は、ソフトツールの第２側を大気圧に維持しながら、再使用可能なレジン分配ライン形成する。
【００９１】
一実施例において、サブステップ９０４は、セブステップ１００２，１００４により実行される。サブステップ１００２は、離間して配置された２つのブラダーにブリッジを配置する。ステップ１００４は、ブラダーを膨張させる。
【００９２】
一実施例において、ステップ８０４はサブステップ１１０２を含む。このサブステップ１１０２はブラダーを収縮させる。
【００９３】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。
【符号の説明】
【００９４】
１００：ＶＡＲＴＭモールド装置
１０２：ハードツール（型）
１０４：フィルム
１０６：剥ぎ取りプライ
１０８：ファイバ・プリフォーム
１１０：レジン分配媒体
１１２：ソフトツール
１１４：気密室
１１６：レジン投入ライン
１１７：レジン分配ライン
１１８：真空引きライン
２００：ＦＡＴＲＡＣ装置
２０２：ハードツール（型）
２０８：ファイバ・プリフォーム
２１２：ソフトツール
２１４：第１気密室
２１６：レジン投入ライン
２２０：ＦＡＴＲＡＣ層
２２２：表面
２２４：チャネル
２２６：第２気密室
２２８：第２真空引きライン
２３０：チャネル
３００：装置
３０２：ハードツール（型）
３０８：ファイバ・プリフォーム
３１２：ソフトツール
３１４：フローチャネル
３１６：レジン投入ライン
３１８：第１真空引きライン
３２０：ハードシェル
３２６：領域
３２８：第２真空引きライン
３３２：高浸透／透過領域
４００：モールド装置
４０２：ハードツール（型）
４０８：ファイバ・プリフォーム
４１２：ソフトツール
４１６：レジン供給導管
４４０：外壁
４４０’：内壁
４４２：外側モールド領域
４４２’内側モールド領域
４４４：領域
４４６：領域
４５２：ガス導管
５００：モールド装置
５０２：ハードツール（型）
５０８：ファイバ・プリフォーム
５１２：ソフトツール
５１６：レジン投入ライン
５４４：領域
５４６：領域
５４８：流体入口ライン
５６０：ＰＲＤＬ形成装置
５６２：膨張可能ブラダー
５６４：ブリッジ
５６６：レジン投入ライン
５７０：再使用可能レジン分配ライン
５７４：膨張チューブ
６１０：レジン分配媒体
６７６：ワークピース
６７８：合成材料
７００：ＶＡＲＴＭベースのモールド装置
７０２：ハードツール（型）
７０８：ファイバ・プリフォーム
７１０：レジン分配媒体
７１２：ソフトツール
７１６：レジン投入ライン
７１８：真空引きライン
７６０：ＲＤＤＬ形成装置
７６４：ブリッジ
図８の翻訳
８０２：レジンをソフトツールに含浸させる
８０４：レジンを固化する
９０２：ソフトツールの第１側を大気圧以下の圧力にする
９０４：ソフトツールの第２の側を大気圧に維持しながら、再使用可能なレジン分配ラインを形成する
１００２：２個の離間したブラダーにブリッジをかける
１００４：ブラダーを膨張させる
１１０２：ブラダーを収縮させる
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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