(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォームコアが充填された繊維強化異形材を、連続的に製造する方法であって、当該方法は、下記の方法ステップ、すなわち：
ａ）フォームコアを導入し、かつプルトルージョン設備に最後に導入された前記フォームコアの端部と新たに導入された前記フォームコアとを結合するステップと、
ｂ）前記フォームコアに繊維材料を巻き付けるステップと、
ｃ）前記フォームコアに巻き付けられた前記繊維材料に、樹脂を含浸させるステップと、
ｄ）前記繊維材料が巻き付けられた前記フォームコアの異なった部分を、少なくとも２つの型内に同時に挿入し、このとき該型は、列を成して位置している複数の型キャリッジにまたは列を成して１つの型キャリッジにおいて、前記プルトルージョン設備の端部における第１の位置（１）に位置していて、かつ前記型を閉鎖するステップと、
ｅ）前記型を加熱し、前記繊維材料が巻き付けられた前記フォームコアを成形し、かつ前記樹脂を追加的に硬化させるステップと、
ｆ）前記繊維材料が巻き付けられた前記フォームコアの搬送方向において、前記型キャリッジを前記第１の位置（１）とは異なる第２の位置（２）に搬送し、かつ次いで前記型を開放するステップと、
ｇ）前記第１の位置（１）および前記第２の位置（２）とは異なる第３の位置（２ａ）において搬送キャリッジにおける搬送型を閉鎖し、該搬送キャリッジは、前記繊維材料が巻き付けられた前記フォームコアの搬送方向において前記型キャリッジの後ろに位置していて、前記繊維材料が巻き付けられた前記フォームコアを、前記プルトルージョン設備の端部における、前記第１の位置（１）、前記第２の位置（２）および前記第３の位置（２ａ）とは異なる第４の位置（１ａ）へ搬送方向において搬送し、かつ前記型キャリッジを前記第１の位置（１）に戻すステップと、
ｈ）前記搬送キャリッジを開放し、裁断、鋸断または他の方法を用いて、個々の異形材に切り離し、かつ完成したワークピースを取り出し、かつ方法ステップａ）〜ｄ）を並行して実施するステップと、
を有していることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記フォームコアを、互いに列を成して位置している複数の個品の形で、連続的にプルトルージョン設備内に導入し、かつこれらの個品を、接着によって、差込みによって、または連結部材の追加によって、互いに結合する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記繊維材料は、個々の繊維、ロービングおよび／またはフリース、織布および／またはスクリムの形で使用される、炭素繊維、ガラス繊維、ポリマ繊維、または紡織繊維であり、かつ樹脂は、熱硬化性樹脂である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記フォームコアは、ポリ（メタ）アクリルイミド製のコアである、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記フォームコアのための材料としては、３０〜２００ｋｇ／ｍ３の密度範囲におけるポリメタクリルイミドを使用する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記方法ステップｂ）を、プルトルージョン法と同様にフォームコア供給装置を用いて、変更されたプルプリフォーミング法、プルワインディング法またはプルブレーディング法の形で行う、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
当該方法を、プルシェープ法として実施し、このとき前記方法ステップｃ）、ｄ）、ｅ）およびｆ）を、それぞれ同じ前記型において実施する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
当該方法を、プルプレス法として実施し、このとき前記方法ステップａ）〜ｄ）を互いに別個の型もしくは装置において実施し、追加的に前記方法ステップｃ），ｄ）の間で別の型において、前記繊維材料が巻き付けられた前記フォームコアの予備成形を行い、かつ前記方法ステップｃ）を前記方法ステップｂ）の前に行う、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記方法ステップｄ）〜ｆ）を、２つまたは３つの型において並行して実施する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記方法ステップｄ）〜ｆ）の前記型は、種々異なった形状を成していて、これによって最終製品として種々様々な異形材を生ぜしめる、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質フォームコア、特にＰＭＩフォームコアが充填されている、新規の繊維強化された異形材材料を製造する新規種類の方法に関する。特に本発明は、特に高い処理量と形状付与に関する高い可変性とを備えた種々様々な変化形態において実施可能な、新規種類の方法に関する。このとき１つの方法ステップにおいて、複雑な繊維強化された異形材材料が、連続的に製造され、かつ同時にこの異形材材料に硬質フォームコアが充填される。さらに、同じ方法ステップにおいて、繊維強化された異形材材料への硬質フォームコアの極めて良好な取付けが保証される。さらに形状付与は、少なくとも２つの型内において同時に行われるので、特に高い処理量を得ることができ、かつ同時に、異なった形状の異形材材料を製造することができる。
【０００２】
従来技術
従来技術によれば、ＰＭＩフォームが充填された中空体は、いわゆるインモールド法（In-Mold-Verfahren）を用いて製造することができる。このとき完成した中空体には、顆粒が充填され、この顆粒は次いで熱により発泡され、かつこのとき架橋される。この方法の欠点は、複数の方法ステップ、つまり中空体の製造、顆粒による充填および発泡が必要なことにある。さらなる欠点は、ＰＭＩの比較的高い発泡温度に基づいて、熱的に不安定な材料、例えば炭素繊維とエポキシ樹脂とから成る複合体を使用できないことである。さらに、発泡の際に生じる、フォームとカバー層との間における結合部は、弱くにしか形成されていない。このようなインモールド法は、例えば国際公開第２０１２／０１３３９３号（WO 2012/013393）に記載されている。択一的に従来技術によれば、ＰＵＲフォーム充填物が、液体として中空室内に注入され、次いで発泡されかつ硬化される。しかしながら、この方法は、一方で、ＰＭＩフォームを充填する記載された方法と同様の欠点を必然的に伴い、さらにＰＭＩに応用することができない。
【０００３】
択一的に、開放したシェル部材を、裁断されたフォームコアによって満たすことができ、次いで第２のシェル部材は、第１のシェル部材と接着または溶接されて中空異形材を形成することができる。さらに、フォームコアをより良好に結合するために、境界面には、接着剤層を塗布することができる。この方法の欠点は、極めて多くの時間のかかる処理ステップが必要とされること、最終製品が接合箇所を有すること、およびフォームコアの製造時に、フォームコアの形状に応じて大量の裁断屑が生じ得ることである。
【０００４】
国際公開第２０１２／０５２２１９号（WO 2012/052219）に記載された変化形態において、フォームコアは、例えば炭素繊維のような織布材料と一緒に、１つの型の中に入れられ、この型の中へ、例えばエポキシ樹脂のような樹脂が射出されかつ硬化される。この場合確かに接合箇所は回避されるが、その代わり、この方法は、裁断屑、プロセス速度および費用に関しては、上に記載の方法と同じ欠点を有している。
【０００５】
ドイツ語の名称Strangziehverfahren（引抜き成形法）でも知られているプルトルージョン法は、確立された方法であり、この方法は、１９５０年代の初頭に初めて開発されたことに由来する。このプルトルージョン法は、連続的に繊維強化されたプラスチック異形材を製造するために使用され、例えば中空異形材、特に管を製造するためにも使用される。このとき、最初に、複数のガラス繊維（ガラスロービング）がポリエステル樹脂またはエポキシ樹脂によって含浸され、次いで１つまたは複数の形状付与型によって最終的な形へと一緒に導かれる。最終的に、樹脂は硬化され、かつ連続的に製造された異形材は、個々のワークピースに鋸断される。
【０００６】
プルトルージョン法は、特に、第１の方法ステップにおいて複数の繊維またはロービングが樹脂によって含浸される方法である。このとき、この樹脂含浸が、繊維が通過させられる含浸槽において行われる、いわゆる開放式のプルトルージョン法と、樹脂による含浸が本来の形状付与器具において圧力下で初めて行われる、閉鎖式の方法とが、区別される。通常、設備は含浸の前に、例えばカーデンググリッド（Kadiergitter）のような装置を有しており、この装置を用いて繊維は、後の形状付与のために必要なように分配され、そして最適に敷設されたロービングを、個々の繊維にもたらすことができる。また択一的にまたは補足的に、ロービングもしくは繊維に、フリース、織布および／またはスクリム（Gelege）を、繊維材料として使用することも可能である。
【０００７】
国際公開第２０１３／１７４６６５号（WO 2013/174665）には、フォームコアと複合カバー層とを備えた異形材を製造する、いわゆるプルコア法が記載されている。しかしながらこのような方法は、同じままの、例えばリング形状の横断面の製造に制限されている。例えば最も単純な場合で、異形材材料における横断面の変化のような、比較的複雑な形状は、従来の技術によれば、時間の掛かるハンドレイアップ法（Hand-Layup-Verfahren）または不連続のＲＴＭ法（Resin Transfer Molding）を用いてしか実現することができない。
【０００８】
出願番号１３１９０８６６の欧州特許出願では、フォームコアが充填された繊維強化された異形材を製造するプルシェープ法およびプルプレス法が、開示されている。この方法は、従来技術において開示された他のすべての方法に比べて大幅に速く、大幅に高められた生産量を生ぜしめる。しかしながらこの能率もなお最適ではない。それというのは、この方法においても単位時間当たり３０〜５０の異形材しか製造することができないからである。
【０００９】
課題
本発明の根底を成す課題は、特に、例えばＰＭＩフォームのような硬質フォーム材料が充填された、繊維強化された異形材を製造する、連続的に実施可能な新規種類の方法であって、ワークピースにおける複雑な形状にもまたは横断面の変化にも適していて、従来技術に比べて特に高い処理量を可能にする方法を、提供することである。
【００１０】
特に本発明の課題は、複雑な異形材を、繊維・プラスチック複合アウタシェル（FKV-Haut）と硬質フォームコア、特にポリ（メタ）アクリルイミド-フォームコア（P(M)I-Schaumkerne）とを備えたサンドイッチ構造形式で、特に多数の個品で実現することができる、方法を提供することである。特に大きな収量というのはこの場合例えば、ただ１つの設備で、繊維強化されたアウタシェルの通常の厚さを有する異形材を、単位時間当たり少なくとも５０、製造できることを意味する。このとき特別な部分課題は、この方法によってこのような異形材を、単位時間当たり少なくとも７０、製造できることである。
【００１１】
さらに本発明の課題は、設備の停止および変更なしに、互いに異なる形状を有する少なくとも２つの異なった異形材を、製造できることである。
【００１２】
さらに別の本発明の課題は、フォームコアと外側のカバー層との間における極めて良好な結合を可能にする、方法を提供することである。さらに、本発明に係る方法によって、ＰＭＩの発泡温度時にも熱による負荷が不可能な材料を、カバー材料として使用できることが望まれている。
【００１３】
さらに本発明の課題は、硬質フォームが充填された新規の中空異形材であって、ａ）中空異形材のカバー材料と硬質フォームコアとの間に接着層を有しておらず、ｂ）接合箇所を有しておらず、かつｃ）カバー材料と硬質フォームコアとの間における良好な結合部を有する、中空異形材を提供することである。
【００１４】
さらに別の課題は、ここでそれらについて明示しなくても、明細書、図面もしくは実施例から明らかである。
【００１５】
解決手段
前記課題は、硬質フォームコアが、特にＰ（Ｍ）Ｉフォームコア、好ましくはＰＭＩフォームコアが充填された、複雑な繊維強化された異形材を、連続的に製造する新規種類の方法を用いて解決される。この方法は、第１の方法ステップでは、中心に、例えばＰＭＩ製のフォームコアが供給されるプルトルージョン法であり、かつ次の方法ステップでは、ＲＴＭ法に類似のプロセスである。このときフォームコアが、好ましくは、プルトルージョン法と同様の方法を用いて、繊維材料によって巻き付けられるかまたは覆われ、しかしながらこのとき繊維材料には樹脂が含浸されない。繊維材料と、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を形成する反応樹脂であってよい樹脂とから成るカバー層を形成するための、樹脂による含浸は、好ましくはかつこの場合には、公知のプルトルージョン法とは異なり、フォームコアの巻付け後に初めて行われる。本発明によれば確かに、樹脂による繊維材料の含浸を、巻付けの前に、例えば樹脂槽を通して繊維を通過させることによって行うことも可能であるが、しかしながらこのやり方には、好適な実施形態に比べて、追加的なプロセスステップが１つ増えるという欠点がある。
【００１６】
従来技術に対して、本発明に係る新規種類の方法は、特に、形状付与が巻付け後に繊維材料と一緒に同時に、複数の型、特に１つまたは複数の型において行われるという特徴を有している。これによって、ほぼ倍の、もしくはそれどころか数倍の個数を、同時に製造することが可能である。従来技術では、形状付与のためおよび追加的な樹脂硬化のための、１つのキャリッジに取り付けられた型が、時間に関する限定要因である。
【００１７】
本発明に係る方法は、特に、以下の方法ステップ：すなわち、
ａ）フォームコアを導入し、かつプルトルージョン設備に最後に導入されたフォームコアの端部と新たに導入されたフォームコアとを結合するステップと、
ｂ）フォームコアに繊維材料を巻き付けるステップと、
ｃ）フォームコアに巻き付けられた繊維材料に、樹脂を含浸させるステップと、
ｄ）繊維材料が巻き付けられたフォームコアの異なった部分を、少なくとも２つの型内に同時に挿入し、このときこれらの型は、列を成して位置している複数の型キャリッジにまたは列を成して１つの型キャリッジにおいて、プルトルージョン設備の端部における位置１に位置していて、かつ型を閉鎖するステップと、
ｅ）型を加熱し、繊維材料が巻き付けられたフォームコアを成形し、かつ樹脂を追加的に硬化させるステップと、
ｆ）繊維材料が巻き付けられたフォームコアの搬送方向において、キャリッジを位置２に搬送し、かつ次いで型を開放するステップと、
ｇ）位置２ａにおいて別のキャリッジにおける搬送型を閉鎖し、該別のキャリッジは、繊維材料が巻き付けられたフォームコアの搬送方向において他方のキャリッジの後ろに位置していて、繊維材料が巻き付けられたフォームコアを、位置１ａへの搬送方向において搬送し、かつ前記型キャリッジを位置１に戻すステップと、
ｈ）搬送キャリッジを開放し、裁断、鋸断または他の方法を用いて、個々の異形材に切り離し、かつ完成したワークピースを取り出し、かつ方法ステップａ）〜ｄ）を並行して実施するステップと、
を有している。
【００１８】
方法ステップｃ）を除いて、個々の方法ステップは、与えられた順番でもしくは互いに並行して行われる。既に記載したように、方法ステップｃ）は、完全に方法ステップｂ）の前に行うことも可能である。本発明のこの実施形態では、繊維を最初に、含浸槽のような含浸装置を通して通過させ、次いでフォームコアに巻き付けることが可能である。
【００１９】
択一的にかつ好ましくは、方法ステップｃ）は、方法ステップｄ），ｅ）の間において行われ、このとき含浸は型の閉鎖後でかつ型の内部における加熱前に行われる。方法のこの特に好適な実施形態は、プルシェープ法と呼ばれる変化形態である。このプルシェープ法では、方法ステップｃ），ｄ），ｅ）およびｆ）は、同じユニバーサル型において実施される。これは、当該型は、キャリッジに沿って移動させられる装置であって、加熱可能であり、かつ内部に樹脂が導入される装置であることを意味している。従ってこの形状付与型において、最終的な形状付与、樹脂の硬化、調整（Kalibrierung）および搬送が互いに同時に行われる。調整というのは、樹脂組成の比較的短いアニーリング（Tempern）を意味する。特にこの変化形態によって、比較的高い変形等級の実現および僅かな裁断屑が可能になる。
【００２０】
プルシェープ法に対して幾分僅かに好適な択一的な実施形態は、いわゆるプルプレス法である。このプルプレス法では、方法ステップａ）〜ｄ）は、互いに別個の型もしくは装置において実施され、追加的に方法ステップｃ），ｄ）の間で別の型において、繊維材料が巻き付けられたフォームコアの予備成形が実施される。さらにここでは方法ステップｃ）は、必然的に方法ステップｂ）の前において行われる。
【００２１】
本発明に係る方法は、好ましくは、方法ステップｄ）〜ｆ）が２つまたは３つの型において並行して実施されるように設計されている。
【００２２】
本発明の特別な実施形態では、方法ステップｄ）〜ｆ）の型は、種々異なった形状を成している。これによって当該方法は、種々様々な形状を有する最終製品を生ぜしめるのに適している。
【００２３】
方法ステップａ）に対して：フォームコアは、繊維材料とは異なり、数百メートルの材料を備えたロールにおいて供給することができないので、フォームコアは、好ましくは、互いに列を成して位置する複数の個品の形で、プルトルージョン設備内に連続的に導入される。これは手動でまたは、特に長さを規格化されたフォーム部材を用いて、自動化して行うことができる。これらの個別部材は、次いで好ましくは、接着によって、差込みによって、または連結部材の追加によって、互いに結合される。差込みの場合には、フォームコアにはそのために相応の溝もしくは凹部が予め形成されていてよい。接着の場合には、相応の接着剤が迅速に硬化することが重要である。面のうちの１つに接着剤を塗布することは、そのために連続的な運転においても手によって行うことができる。また連結部材が、予め製造されてそれぞれ、提供されたフォームコア部材の両端部のうちの一方に位置していてよい。このとき第２のフォームコア部材は、この連結部材内に簡単に走入させられる。択一的に、連結部材は二部分から成る連結部材であってよく、両方の連結部材は、フォームコア部材の両端部に相補的に位置していて、例えば単純なクリック機構を介して互いに結合されることができる。理想的にはこれらのクリック箇所は、フォームコアの、後に２つの完成した異形材の間に位置する箇所に位置している。
【００２４】
方法ステップｂ）：方法ステップｂ）においてフォームコアに巻き付けられる適宜な繊維材料の選択は、当業者にとって問題ではない。それというのは、加工可能な繊維材料は、確立されたプルトルージョン技術に基づいて公知だからである。このような繊維材料は、好ましくは、炭素繊維、ガラス繊維、ポリマ繊維、特にアラミド繊維、または紡織繊維であり、特に好ましくはアラミド繊維または炭素繊維である。繊維材料は、個々の繊維、ロービングおよび／またはフリース、織布および／またはスクリムの形で使用することができる。好ましくは、繊維材料は、無端繊維またはロービングの形で使用される。
【００２５】
形状付与時に、繊維は加工方向において互いに対して平行に配向されてフォームコアの周囲に位置していることができる。しかしながら好ましくは、繊維はフォームコアの周囲に織布構造体を形成する。このような構成によって、後のワークピースの特別な機械的な強度が得られる。特に変更されたプルプリフォーミング法、プルワインディング法またはプルブレーディング法のような、方法ステップｂ）の特別な変化形態は、本発明によればここにおいて同様に使用することができる。またこれらの変化形態の複数を互いに組み合わせることも、または個々の変化形態を連続的に複数回設定することも可能である。例えば、プルブレーディング、一方向の繊維案内および新規のプルブレーディングという配置形態が可能である。このような変化形態の詳細は、例えば国際公開第２０１３／１７４６６５号において読むことができる。
【００２６】
方法ステップｃ）において、樹脂による含浸が行われる。後で異形材の繊維・プラスチック複合シェルのマトリックス材料を形成する樹脂としては、プルトルージョンのために適宜な熱可塑性材料もしくは架橋後に熱硬化性樹脂に変換可能な樹脂をそれぞれ使用することができる。特にこのような材料もしくは樹脂は、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ＰＵ樹脂またはエポキシ樹脂であり、特に好ましくはＰＵ樹脂またはエポキシ樹脂である。
【００２７】
方法ステップｄ）およびｅ）：樹脂による含浸の後または含浸と同時に、方法ステップｄ）およびｅ）において、例えば連続的な熱成形（Thermoshaping）による、異形材の形状付与を行うことができる。この形状付与は、例えば１つまたは複数の型スリーブ（Werkzeugmuffe）を用いて行うことができる。特に、形状付与のための型は、ＲＴＭ法に類似のプレス型である。そのためにこのプレスステップのために、無端のフォームコアの、さもなければ連続的に実施される搬送、および繊維材料による巻付けが停止される。このとき好ましくは、フォームコア材料は、繊維材料によって完全に取り囲まれている。さらに好ましくは、プレス型によって、無端のフォームコア部材のプレスされた部分の端部は、樹脂を含浸された繊維巻き体と一緒にプレスされ、これによって樹脂が含浸された繊維材料によるフォームコアの完全なまたはほぼ完全な囲繞体（Umschliessung）が形成される。方法ステップｅ）における最終的な形状付与のための温度は、特に、使用される樹脂系に関連している。熱硬化性樹脂の場合には、これによってカバー材料の硬化、ひいてはワークピースの与えられた形状の固定も行われる。また強化材料とも呼ぶことができるこの樹脂の硬化は、このとき通常、熱によって行われる。均一に硬化されるワークピースを保証するために、型内部における均一な温度分布に注意することが必要である。
【００２８】
形状付与型における、そのために使用される温度は、その都度使用される樹脂に関連しており、当業者にとっては容易に突き止めることができる。幾つかの樹脂のためには、このような温度は１００〜３００℃である。エポキシ樹脂のためには、この温度は、例えば好ましくは２０〜１００℃、特に好ましくは５０〜８０℃である。既に述べたように、樹脂系はしかしながらまた熱可塑性材料でもある。この場合には、型をその内部において、この熱可塑性樹脂の軟化温度にまたは軟化温度を超える温度に加熱することが好ましい。択一的にしかしながらまた、熱可塑性樹脂を、方法ステップｃ）〜ｅ）において溶融温度もしくはガラス転移温度を上回る温度で繊維に塗布し、「硬化」を方法ステップｆ）において初めて冷却によって行うことも可能である。
【００２９】
本発明の特別な実施形態では、いわゆるハイブリッドロービングが使用される。このハイブリッドロービングは、混合糸（Mingled YarnまたはComingled Yarn）とも呼ばれる。このハイブリッドロービングは繊維束として、つまりカバー層の繊維材料と、マトリックス材料を形成する熱可塑性樹脂から成る別の繊維とから成る繊維群として使用される。これによって、方法ステップｃ）は、ある程度、部分的に方法ステップｂ）と一緒に、ここで繊維が一緒に織り合わされるように行われ、かつ他方では方法ステップｅ）において、熱可塑性繊維がマトリックス材料を形成するように溶融される。
【００３０】
冷却は、単に取出し時に周囲温度によって行うことができる。これは、追加的に例えば送風機によって促進することも可能である。また、搬送キャリッジが冷却されることも可能である。最後の変化形態では、好ましくは、同時に製造されたすべての異形材を収容することができる１つの搬送キャリッジが存在しているか、または、これらの異形材それぞれのために、他の搬送キャリッジに対して並行して移動させられる固有のキャリッジが存在している。理想的には、このとき１つまたは複数の搬送キャリッジの収容装置の内側は、異形材の形状付与された部分の形状を成している。このとき熱可塑性樹脂の場合には、カバー層の硬化も行われる。冷却のために、空気、水または他の冷却媒体を有する型周壁が設けられていてよい。冷却は、通常、０〜１２０℃の温度、好ましくは１０〜５０℃の温度、特に好ましくは２０〜３０℃の温度で行われる。
【００３１】
本発明に係る形状付与の大きな利点は、形状付与を連続的に行えること、およびこのようにして最初は、後で部分に分割される無端異形材が得られることである。この無端異形材は、設備の終端部において方法ステップｈ）で、所望の長さを有する個々のワークピースに全自動式に切り離される。
【００３２】
方法ステップｆ）において、形状付与のための閉鎖された型を有するキャリッジが、繊維材料が巻き付けられたフォームコアの搬送方向において位置２に搬送される。この位置２が得られると、次いで型は開放される。このとき形状付与のための型は、１つの共通のキャリッジに取り付けられていてよい。択一的にかつ好ましくは、キャリッジは、これらの型のそれぞれ１つを有する複数の、つまり少なくとも２つのキャリッジである。後者の変化形態には、個々の型をより迅速にかつより簡単に、つまり比較的短い停止時間で必要な場合に交換することができるという利点がある。前者の変化形態には、比較的僅かな投資と僅かなエネルギ需要で実施できるという利点がある。
【００３３】
方法を連続的に稼働できるようにするために、形状付与のための型を備えたキャリッジと１つまたは複数の搬送キャリッジとを、それぞれ互いに逆方向に往復動させなくてはならず、このとき移動中に、形状付与のための型かまたは１つもしくは複数の搬送キャリッジは閉鎖されており、かつそれぞれ他の形式のキャリッジは開放されている。このとき両方の形式のキャリッジは、可能な限り同時にそれぞれの反転点に達し、この反転点に達した後および必要な停止時間の後で、キャリッジは、それぞれ逆方向に移動させられる。方法ステップｆ）における搬送中に、後の異形材のための方法ステップｂ）が並行して行われる。このようにして方法を連続的に実施することができる。
【００３４】
第１の停止時間は、方法ステップｄ）およびｅ）に関係し、かつ場合によっては、実施形態ｃ）に関係する。この停止時に、型キャリッジおよび搬送キャリッジは、互いから最も離れた位置１もしくは１ａにある。第２の停止時間では、型の開放および搬送装置の閉鎖が行われる。この時点においてキャリッジは、互いに次の位置２もしくは２ａに位置している。
【００３５】
方法ステップｇ）において、次いで、１つまたは複数の別のキャリッジにおける搬送型の閉鎖が、位置２ａにおいて行われ、この位置２ａは、繊維材料が巻き付けられたフォームコアの搬送方向において他方のキャリッジの後ろに位置している。次いでこれに続いて、位置１ａへの搬送方向における、繊維材料が巻き付けられたフォームコアの搬送、および位置１への１つまたは複数の型キャリッジの戻りが実施される。
【００３６】
位置１，１ａにおける両方の型の第１の反転点において、キャリッジは、既に述べたように、互いに対して最大に離れている。この位置において、好ましくは同時に、１つまたは複数の搬送キャリッジからの完成した異形材もしくは、実質的に同じ意味であるが、ワークピースの取出しと、型を備えたキャリッジ内への、繊維材料が巻き付けられたフォームコアの収容が行われる。そのために型もしくは搬送キャリッジは、既に、この位置に達する前の最後の区間において開放されてよい。
【００３７】
方法の間に無端異形材を搬送するためには、複数の可能性が存在する。例えば無端異形材をローラまたはフックを介して、方法ステップｂ）の前にまたは直後に移動させることができる。また、無端異形材を方法ステップｈ）の前に相応の装置を用いて引っ張ることも可能である。好ましくは、搬送はもっぱら、キャリッジを介して、より正確には、ちょうど無端異形材の一部分を有するそれぞれの型を介して行われる。さらに、種々様々な変化形態の組合せが可能である。
【００３８】
方法ステップｈ）：搬送キャリッジの開放後に、個々の異形材への切離しが、裁断、鋸断または他の適宜な方法によって行われる。この切離しは、通常、形状付与のために無端異形材の搬送が停止される場合には、方法ステップｄ）およびｅ）における他の異形材部分の形状付与と同時に行われる。次いで切離し後に、完成したワークピースの取出しが、例えばロボットアームを用いて行われ、さらに貯蔵システムへの最適な収容が行われる。
【００３９】
本発明に係る方法を用いて製造された異形材部材は、フォームコアを備えたサンドイッチ構造形式に設計されている。本発明に係る新規の方法の大きな利点は、当該方法を、連続的なプロセスで、互いに並行して運転される少なくとも２つの、形状付与のための型を用いて、実施できることにある。これによって、以下に記載の利点を利用することができる：
・複数の型の使用と同時に短いサイクル時間とによる特に高い処理量。これによって、多数の個品数が得られ、かつ大量生産に対する有用性が得られる。
・形状付与のための種々様々な型を使用すると、種々様々な形を有する異形材を同時に製造できる。
・アンダカット部および横断面変化部を備えた複雑な幾何学形状を連続的に製造できる。
・プリフォーム繊維による取扱いの問題がない。
・型が温度調整可能であるので、熱硬化性のマトリックスおよび熱可塑性のマトリックスを加工することができる。
・異形材は、型および搬送キャリッジによって引き出されて、応力下で保持される。これによって最適な繊維配向が達成可能である。
【００４０】
この本発明に係る方法によって、種々様々な形式の異形材を製造することができる。これらの異形材は、１つまたは複数の室を有することができる。１つの室を有する異形材は、例えば円形管であっても、または長方形または正方形の室を有する異形材であってもよい。また、複雑な形状を有する異形材、つまり２つ以上の異なった形状を有するまたは異なった大きさの室を備えた異形材を、製造することも可能である。円形管は、例えば丸いフォームコアと丸い周壁とを備えた単純な丸い形状の他に、例えば丸いフォームコアと角張った周壁、もしくは角張ったフォームコアと丸い周壁とを有することもできる。室の形状および数とは無関係に、種々異なった壁厚もしくはフォームコアサイズを有する無端異形材を製造することができる。
【００４１】
本発明によれば特に、特に上に述べたプルシェープ法を用いて曲げられた、または搬送方向において不均一に成形されたワークピースもしくは異形材をも実現することができる。
【００４２】
フォームコアのために使用される材料は、好ましくは、ポリ（メタ）アクリルイミド（Poly(meth)acrylimid）（明細書では短くＰ（Ｍ）Ｉと呼ばれる）である。このとき標記(Meth)acryl- は、Methacryl-, Acryl- または両方から成る混合物に対するものである。ＰＭＩフォームが特に好ましい。このようなＰＭＩフォームは、通常、２段階の方法で製造される：ａ）流込み重合体（Gusspolymerisat）の製造、およびｂ）この流込み重合体の発泡。しかしながらまた択一的に、特にＰＥＴフォーム、ＰＶＣフォーム、ＰＵフォームまたはＰＰフォームのような他の硬質フォーム材料から成るフォームコアを使用することも可能である。しかしながらこのときＰＭＩフォームは、該ＰＭＩフォームが第１の型および／または第２の型において発泡し、かつこれによって、フォームコアとカバー層との間における特に良好な境界面固着を生ぜしめるという大きな利点を有している。
【００４３】
方法のためのコア材料として必要なフォーム部材は、インモールドフォーミングを用いた製造によって製造すること、またはしかしながら好ましくは、流込み重合体として製造可能な発泡されたフォームプレートから裁断、鋸断、またはフライス切削することができる。このとき好ましくは、１つのプレートから複数のフォーム部材を裁断することができる。択一的な特別な実施形態では、例えば飛行機構造においてまたは風力発電所の製造時に使用されるような、比較的大きなＰＭＩフォーム部材の製造工程において出る裁断屑をも、後で最適に裁断して使用することができる。
【００４４】
このようなＰＭＩフォームの製造は、当業者にとって基本的に公知であり、例えば欧州特許出願公開第１４４４２９３号明細書（EP 1 444 293）、欧州特許出願公開第１６７８２４４号明細書（EP 1 678 244）または国際公開第２０１１／１３８０６０号（WO 2011/138060）において知ることができる。
【００４５】
フォームコアのための材料としては、特に好ましくは、３０〜２００ｋｇ／ｍ３の密度範囲を有するＰＭＩフォームが使用される。ＰＭＩフォームとしては、特に、Firma Evonik Industries AG のROHACELL(R) -Typen が挙げられる。
【００４６】
鋸断された、裁断されたまたはフライス切削されたフォームコア部材には、このときインモールドフォーミングによって製造されたフォームコア部材に対して、その表面に開放気孔を有するという利点がある。繊維との接触時、次いで行われる樹脂による含浸時に、樹脂の一部がフォームコア表面におけるこれらの開放気孔に進入する。このことには、硬化後にフォームコアと周壁材料との間の境界面において特に強い固着が得られるという利点がある。
【００４７】
既に述べたように、本発明に係る方法を用いて、他の硬質フォーム物質を加工することも可能である。この硬質フォーム物質は特に、硬質のＰＥＴフォーム、ＰＶＣフォーム、ＰＰフォームまたはＰＵフォームであってよい。
【００４８】
ＰＶＣ硬質フォームは、多くの場合、ボート構造、ロータブレードまたは自動車におけるサンドイッチ材料として、カバー層と結合されて使用される。ＰＶＣフォームは、２５〜３００ｋｇ／ｍ３の密度範囲において商業的に利用可能であり、かつ大きなサイズにおいて使用される。ＰＶＣフォームは、特に高い高温耐性を有しているが、制限された機械的な負荷耐性しか有していない。
【００４９】
ＰＰフォームは、特に絶縁材料として、搬送容器においてかつサンドイッチ材料として公知である。ＰＰフォームは、充填物質を含有することができ、多くの場合２０〜２００ｋｇ／ｍ３の密度範囲において商業的に利用可能である。より良好な固着のために、特にＰＰフォームの表面は、方法ステップａ）の前に接着層または接着促進剤を備えてよい。
【００５０】
またＰＵ硬質フォームは、ＰＵ軟質フォームに対して、閉鎖された気孔構造および比較的高い架橋率によって傑出している。ＰＵ硬質フォームは、追加的に比較的多量の無機の充填材料を含有することができる。
【００５１】
本発明のように製造された、好ましくはＰＭＩフォームのような硬質フォームが充填された異形材は、特に、カバー材料が繊維材料によって強化された熱硬化性樹脂であり、かつフォームコアがＰＭＩフォームであること、およびＰＭＩフォームが充填された異形材が接着層および接合箇所を有しないことによって傑出している。さらにフォームコアは完全に、または極めて小さな間隙をもってカバー材料によって取り囲まれている。ここで極めて小さな間隙というのは、既に述べたように部分の端部が一緒にプレスされる、プレス型における形状付与時、鋸断または裁断後に、フォームコアの小さな領域を引き続き見ることができてよいという意味である。しかしながら特に好ましくは、プレスは、完成した異形材においてはフォームコアを外側からもはやまったく認識することができないように行われる。同様に好ましくは、フォームコアは、硬質フォームコアとカバー材料との間の境界面に、マトリックス材料が充填される開放気孔を有している。
【００５２】
特別な実施形態では、硬質フォームは、金属または他のプラスチックから成る別の材料をフォーム材料内に埋め込まれて含有することができる。これは、例えば管の形であってよい。このような管は、例えばボディ構造における使用時にケーブル管路として機能することができる。
【００５３】
補足的にまたは無関係に、硬質フォームは、インサート、特に金属製のインサートを有することができる。このようなインサートは、例えば自動車構造または飛行機構造における使用時に部材のための結合箇所として、後で用いられる。このときインサートとしては例えばメタルブロックを挿入することができ、このようなメタルブロックには次いで、後でねじ結合され得るねじ山がフライス加工される。
【００５４】
フォームコア、特にＰＭＩフォームコアを備えた、本発明のように製造された異形材、もしくは本発明に係る方法に基づいて製造された、フォームコアを有する成形体は、多種多様に使用することができる。明細書の記載は何らかの形で制限を加えるように理解されるべきではないが、主眼は軽量構造に向けられている。これは特に、自動車構造、商用車構造、船舶構造、飛行機構造、ヘリコプター構造、風力エネルギを獲得する設備の構造、ロボット技術および宇宙飛行に該当する。自動車構造では、特にルーフレールまたはフロアストラットの構造が例として挙げられる。飛行機では、例えばキャビンフロア支持として使用される。このような使用において、本発明に係る異形材は、アルミニウムまたは鋼に比べて、機械的にほぼ等価であるが、著しく軽い代替材料である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】樹脂注入に適宜な前置された設備を用いたプルプレス法の実施形態で、本発明に係る方法の概略的な構造を例示する図である。
【００５６】
図面について付言すると、図面は言及された実施形態を単に概略的に示しているだけである。例えば、第２および第３の型がその上を移動するレールは、場合によっては明らかにさらに長い。また設備は、図示のように２つの一方向の繊維案内装置と２つのプルブレーディング装置を備えて構成されている。もちろんこれら４つの装置のうちの１つの装置でも、方法を実施するのに十分である。
【符号の説明】
【００５７】
（１）フォームコア（使用可能なストック）
（２）フォームコア（設備への装入および最後のフォームコアの端部との結合）
（３），（４）繊維供給部、一方向
（５）巻取り装置、編組み装置（プルブレーディング）
（６）樹脂リザーバ（ここでは成分ＡおよびＢを備えた２Ｋシステム）
（７）樹脂含浸部
（８）形状付与のためのキャリッジ型における型１
（９）形状付与のためのキャリッジ型における型２
（１０）搬送キャリッジ、追加的に冷却装置を備えた
（１１）裁断装置
（１２）完成した異形材のための取扱いシステム
【図１】
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