(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液を、ポリマー複合構造体中の欠損部に塗工し；
ポリマー複合構造体の第１の表面上の、塗工されたプレポリマー溶液を有する欠損部の少なくとも一部の上に支持構造体を配置し；そして
プレポリマー溶液中のモノマーを重合して、強化材料がその中に分散されているポリマーを含むポリマー複合構造体中に補修された領域を形成する；
ことを含み、
前記プレポリマー溶液は開始剤及び活性化剤を含み、モノマーはカプロラクタムであり、活性化剤はヘキサメチレンジイソシアネートであり、開始剤はカプロラクタムマグネシウムブロミドである、
ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法。
【請求項２】
強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液を、ポリマー複合構造体中の欠損部に塗工し；
ポリマー複合構造体の第１の表面上の、塗工されたプレポリマー溶液を有する欠損部の少なくとも一部の上に支持構造体を配置し；そして
プレポリマー溶液中のモノマーを重合して、強化材料がその中に分散されているポリマーを含むポリマー複合構造体中に補修された領域を形成する；
ことを含み、
前記ポリマー複合構造体はポリアミドベースのポリマー複合体を含み、前記プレポリマー溶液中のモノマーを重合することによってポリアミド６を含むポリマーをその場（in-situ）で生成させる、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法。
【請求項３】
強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液を、ポリマー複合構造体中の欠損部に塗工し；
ポリマー複合構造体の第１の表面上の、塗工されたプレポリマー溶液を有する欠損部の少なくとも一部の上に支持構造体を配置し；そして
プレポリマー溶液中のモノマーを重合して、強化材料がその中に分散されているポリマーを含むポリマー複合構造体中に補修された領域を形成する；
ことを含み、
重合の前に、ポリマー複合構造体の第１の表面の反対側である第２の表面上に欠損部を覆う第１のパッチを配置することを更に含み、
第１の表面上に支持構造体を配置する前に、ポリマー複合構造体の第１の表面上に欠損部を覆う第２のパッチを配置することを更に含む、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法。
【請求項４】
強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液を、ポリマー複合構造体中の欠損部に塗工し；
ポリマー複合構造体の第１の表面上の、塗工されたプレポリマー溶液を有する欠損部の少なくとも一部の上に支持構造体を配置し；そして
プレポリマー溶液中のモノマーを重合して、強化材料がその中に分散されているポリマーを含むポリマー複合構造体中に補修された領域を形成する；
ことを含み、
重合の前に、ポリマー複合構造体の第１の表面の反対側である第２の表面上に欠損部を覆う第１のパッチを配置することを更に含み、
欠損部は孔であり、
ポリマー複合体材料の片の第１の縁部と、孔を画定するポリマー複合構造体の第２の縁部の間に溝が画定されるように、ポリマー複合体材料の片を孔の中に配置する；
ことを更に含み；
溝は塗工後にプレポリマー溶液で充填される、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法。
【請求項５】
強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液を、ポリマー複合構造体中の欠損部に塗工し；
ポリマー複合構造体の第１の表面上の、塗工されたプレポリマー溶液を有する欠損部の少なくとも一部の上に支持構造体を配置し；そして
プレポリマー溶液中のモノマーを重合して、強化材料がその中に分散されているポリマーを含むポリマー複合構造体中に補修された領域を形成する；
ことを含み、
重合の前に、ポリマー複合構造体の第１の表面の反対側である第２の表面上に欠損部を覆う第１のパッチを配置することを更に含み、
ポリマー複合構造体は波形であり、ポリマー複合構造体の第１の表面上に支持構造体を配置することは、波形のポリマー複合構造体に合致する波形の表面を有する支持構造体を配置することを含む、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法。
【請求項６】
第１のポリマー複合体パネルの、欠損部を有するポリマー複合構造体の区分に直に隣接して位置する部分を露出させ；
欠損部を有するポリマー複合構造体の区分を除去し；
強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液を第１のポリマー複合体パネルのその部分に塗工し；
第１のポリマー複合体のその部分の上に第２のポリマー複合体パネルの表面を配置して、第２のポリマー複合体パネルによって欠損部を有するポリマー複合構造体のその区分を置き換え；そして
プレポリマー溶液中のモノマーを重合して第３のポリマー複合体をその場（in-situ）で生成させて、これによって第２のポリマー複合体パネルを第１のポリマー複合体パネルに結合させる；
ことを含む、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法。
【請求項７】
重合前及び重合中において、第２のポリマー複合体パネル及び第１のポリマー複合体パネルに圧力を加える；
ことを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
圧力を加えることは、第２のポリマー複合体パネル及び第１のポリマー複合体パネルを真空バッグ内に密封し、そして重合が完了するまで負圧を加えることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
プレポリマー溶液は活性化剤及び開始剤を更に含み、強化材料は、炭素繊維、ガラス繊維、チョップドファイバー、連続繊維、布帛、メッシュ、粉末、及びこれらの組合せからなる群から選択され、プレポリマー溶液中のモノマーの重合をその場（in-situ）で起こす、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[1]本出願は、２０１６年１月１５日出願の米国仮出願６２／２７９，５６７に対する優先権を主張している２０１７年１月３日出願の米国非仮出願１５／３９７，３５６の利益を主張する。上記で参照した出願の全ての開示事項は参照として本明細書中に包含する。
【０００２】
[2]本発明は、ポリマーのその場（in-situ）重合を用いることによる熱可塑性炭素繊維複合体の補修に関する。
【背景技術】
【０００３】
[3]このセクションは、本発明に関連する背景技術情報（必ずしも従来技術ではない）を与える。
[4]車体は、望ましくは、通常の使用条件中、並びに衝突或いは他の過度の力又は衝撃への曝露中のような異常な条件下の両方において加えられる負荷を操作する。次第に、車体は、他のデザインにおいて用いられる低強度の低炭素鋼よりも高い強度重量比を与えるポリマーベースの複合体のような材料を用いて構成されている。ポリマー複合体は特に自動車において有用であり、それらの利用は、車両の質量を更に減少させるために将来において増加し続けると予測される。しかしながら、ポリマー複合体は、金属材料と比べて補修が必要な際により大きな困難性がもたらされる可能性がある。したがって、衝撃損傷した複合構造体中の欠損部に関する有効な補修方法を開発することは未だ重要であろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[5]ポリマー複合体から製造される構造用パネル、トラックの荷台、及びバンパーのような自動車部品は、好ましくは低速衝突、小さな石又は物体からの衝撃、もたれかかる人間の体重、及び荷重の付加（例えばトラックの荷台）からの損傷に抵抗するように設計される。しかしながら、高エネルギーの衝撃を受けると、種々の擦傷、凹み、亀裂、及び他の欠損又は損傷が、パネル、トラックの荷台、及びバンパー内に形成される可能性がある。特定の部品の形状、寸法、又は組立技術を考えると、時には部品を補修するよりもそれを交換することがより簡単である。殆どの状況においては、損傷した部品を補修することが望ましいであろう。したがって、ポリマー複合体に関する改良された補修技術に対する必要性が未だ存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[6]このセクションは本発明の概要を与えるものであり、その全範囲又はその特徴の全部を包括的に開示するものではない。
[7]本発明は、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法を提供する。この方法は、プレポリマー溶液をポリマー複合構造体中の欠損部に塗工することを含む。プレポリマー溶液は強化材料及びモノマーを含む。この方法はまた、支持構造体を、ポリマー複合構造体の第１の表面上の、塗工されたプレポリマー溶液を有する欠損部の少なくとも一部の上に配置し；プレポリマー溶液中のモノマーを重合して、その中に強化材料が分散されているポリマーを含むポリマー複合構造体中の補修された領域を形成する；ことも含む。この方法はまた、場合によっては、ポリマー複合構造体の第１の表面から支持構造体を除去することも含む。
【０００６】
[8]幾つかの態様においては、プレポリマー溶液は、開始剤又は活性化剤の少なくとも１つを更に含む。更に他の態様においては、プレポリマー溶液は開始剤及び活性化剤を更に含み、モノマーはカプロラクタムであり、活性化剤はヘキサメチレンジイソシアネートであり、開始剤はカプロラクタムマグネシウムブロミドである。
【０００７】
[9]種々の態様においては、ポリマー複合構造体は波形の表面を有し、ポリマー複合構造体の第１の表面上に支持構造体を配置することは、ポリマー複合構造体の波形の表面に合致する波形の表面を有する剛性の支持構造体を配置することを含む。
【０００８】
[10]種々の態様においては、この方法は、プレポリマー溶液中のモノマーの重合前及び重合中に支持構造体に圧力を加えることを更に含む。
[11]種々の態様においては、プレポリマー溶液中のモノマーを重合することは、プレポリマー溶液に熱又は光を加えることを含む。
【０００９】
[12]種々の態様においては、プレポリマー溶液中のモノマーを重合することは、支持構造体の露出表面上に熱ブランケットを配置し、熱ブランケットから発生する熱を、支持構造体を通してプレポリマー溶液に加えることを含む。
【００１０】
[13]種々の態様においては、ポリマー複合構造体はポリアミドベースのポリマー複合体を含み、プレポリマー溶液中のモノマーを重合することによってポリアミド６を含むポリマーをその場で生成させる。
【００１１】
[14]種々の態様においては、この方法は、その上に支持構造体が配置される第１の表面の反対側のポリマー複合構造体の第２の表面上に少なくとも１つのポリマー複合体シートを配置することを更に含む。
【００１２】
[15]種々の態様においては、強化材料は、炭素繊維、ガラス繊維、チョップドファイバー、連続繊維、布帛、メッシュ、粉末、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
[16]種々の態様においては、この方法は、補修された領域が形成された後に、ポリマー複合構造体の第１の表面から支持構造体を除去することを更に含む。
【００１３】
[17]種々の態様においては、この方法は、重合の前に、ポリマー複合構造体の第２の表面上に欠損部を覆う第１のパッチを配置することを更に含み、ここで第２の表面は第１の表面の反対側である。
【００１４】
[18]種々の態様においては、この方法は、第１の表面上に支持構造体を配置する前に、ポリマー複合構造体の第１の表面上に欠損部を覆う第２のパッチを配置することを更に含む。
【００１５】
[19]種々の態様においては、欠損部は孔（hole）であり、この方法は、ポリマー複合体材料の片の第１の縁部と、孔を画定するポリマー複合構造体の第２の縁部の間に溝（channel）が画定されるように、ポリマー複合体材料の片を孔の中に配置することを更に含み、溝は塗工後にプレポリマー溶液を充填する。
【００１６】
[20]種々の態様においては、ポリマー複合構造体は波形であり、ポリマー複合構造体の第１の表面上に支持構造体を配置することは、波形のポリマー複合構造体に合致する波形の表面を有する支持構造体を配置することを含む。
【００１７】
[21]本発明はまた、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する第２の方法も提供する。第２の方法は、第１のポリマー複合体パネルの、欠損部を有するポリマー複合構造体の区分に直に隣接して位置する部分を露出させ；欠損部を有するポリマー複合構造体の区分を除去し；強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液をその部分に塗工し；第１のポリマー複合体パネルのその部分の上に第２のポリマー複合体パネルの表面を配置して、第２のポリマー複合体パネルによって欠損部を有するポリマー複合構造体のその区分を置き換え；そして、プレポリマー溶液中のモノマーを重合して第３のポリマー複合体をその場で生成させて、これによって第２のポリマー複合体パネルを第１のポリマー複合体パネルに結合させる；ことを含む。
【００１８】
[22]種々の態様においては、この方法は、重合前及び重合中において、第２のポリマー複合体パネル及び第１のポリマー複合体パネルに圧力を加えることを更に含む。
[23]種々の態様においては、圧力を加えることは、第２のポリマー複合体パネル及び第１のポリマー複合体パネルを真空バッグ内に密封し、そして重合が完了するまで負圧を加えることを含む。
【００１９】
[24]種々の態様においては、プレポリマー溶液は活性化剤及び開始剤を更に含み、強化材料は、炭素繊維、ガラス繊維、チョップドファイバー、連続繊維、布帛、メッシュ、粉末、及びこれらの組合せからなる群から選択され、プレポリマー溶液中のモノマーの重合をその場で起こす。
【００２０】
[25]更に、本発明は、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する第３の方法を提供する。この方法は、強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液をポリマー複合構造体中の欠損部に塗工し；ポリマー複合構造体の第１の表面上に欠損部を覆う第１のパッチを配置し；そしてプレポリマー溶液に熱を加えることによって、プレポリマー溶液中のモノマーを重合する；ことを含む。
【００２１】
[26]種々の態様においては、第３の方法は、ポリマー複合構造体の第２の表面上に欠損部を覆う第２のパッチを配置する；ことを更に含み、ここで第２の表面は第１の表面の反対側である。
【００２２】
[27]種々の態様においては、欠損部は孔であり、第３の方法は、ポリマー複合体材料の片の第１の縁部と、孔を画定するポリマー複合構造体の第２の縁部の間に溝が画定されるように、ポリマー複合体材料の片を孔の中に配置することを更に含み、溝は塗工後にプレポリマー溶液を充填する。
【００２３】
[28]種々の態様においては、第３の方法は、塗工されたプレポリマー溶液を有する欠損部を有する第２の表面の少なくとも一部の上に支持構造体が配置されるように、ポリマー複合構造体の第２の表面上に欠損部を覆う支持構造体を配置することを更に含み、ここで第２の表面は第１の表面の反対側である。
【００２４】
[29]種々の態様においては、ポリマー複合構造体は波形であり、ポリマー複合構造体の第２の表面上に支持構造体を配置することは、波形のポリマー複合構造体に合致する波形の表面を有する支持構造体を配置することを含む。
【００２５】
[30]本発明はまた、第３の方法にしたがって補修されたポリマー複合構造体も提供する。
[31]本発明はまた、方法の実施中に形成される中間構造体、及び方法を実施した後に形成される最終構造体などの、上記の方法にしたがって生成される構造体も提供する。
【００２６】
[32]本発明はまた、補修された領域を有し、補修された領域は、炭素繊維、ガラス繊維、チョップドファイバー、連続繊維、布帛、メッシュ、粉末、及びこれらの組合せからなる群から選択される強化材料を含むポリマーが充填されている欠損部を含むポリマー複合体パネルを含み、補修された領域は、ポリマー複合体パネルの露出表面中のグレイン模様又はパターンに合致するグレイン模様又はパターンを有する露出表面を有する補修された複合構造体も提供する。
【００２７】
[33]適用可能性の更なる領域は、本明細書中に与える記載から明らかになるであろう。この概要における記載及び具体例は例示のみの目的を意図しており、本発明の範囲を限定することは意図しない。
【００２８】
[34]ここに記載する図面は選択された態様の例示目的のみのためであり、全ての可能な実施態様ではなく、本発明の範囲を限定することは意図しない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】[35]図１Ａは、本発明にしたがってポリマー複合構造体を補修する第１の方法を示す。
【図１Ｂ】[36]図１Ｂは、プレポリマー溶液を充填した欠損部を示し、剛性の支持構造体を欠損部の上に配置している。
【図１Ｃ】[37]図１Ｃは、支持構造体上に配置された加熱ブランケットを示す。
【図１Ｄ】[38]図１Ｄは、図１Ａにおいて示すポリマー複合構造体中の補修された欠損部を示す。
【図２】[39]図２はポリマー複合構造体中の欠損部を補修する第２の方法を示し、２つのポリマー複合構造体を結合させている。
【図３】[40]図３はポリマー複合構造体中の欠損部を補修する第３の方法を示し、欠損部は構造的欠損であり、欠損部を補修することは、パッチが欠損部を覆うように、第１のパッチ及び第２のパッチをポリマー複合構造体の対向する表面の上に配置することを含む。
【図４】[41]図４はポリマー複合構造体中の欠損部を補修する第４の方法を示し、欠損部は構造的欠損であり、欠損部を補修することは、ポリマー複合構造体の第１の表面上にパッチを配置し、ポリマー複合構造体の反対側の第２の表面上に剛性の支持構造体を配置することを含む。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
[42]幾つかの図面全体にわたって、対応する参照番号は対応する部品を示す。
[43]この開示が詳細であり、範囲を当業者に完全に伝える幾つかの実施態様例を与える。本発明の幾つかの態様の完全な理解を与える、具体的な組成、部品、装置、及び方法の複数の例のような数多くの具体的な詳細を示す。具体的な詳細を用いる必要はなく、実施態様例は多くの異なる形態で具現化することができ、いずれも発明の範囲を限定するようには解釈されないことは、当業者に明らかである。幾つかの実施態様例においては、周知の方法、周知の装置の構造、及び周知の技術は、詳細には記載しない。
【００３１】
[44]本明細書において用いる技術用語は、特定の実施態様例を記載する目的のみのためであり、限定することは意図しない。本明細書において用いる単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、記載が明確に他に示していない限りにおいて複数形も包含するように意図される可能性がある。「含む」、「含み」、「包含する」、及び「有する」の用語は包含的であり、したがって提示されている特徴、部材、組成、工程、整数、操作、及び／又は部品の存在を示すが、１以上の他の特徴、整数、工程、操作、部材、部品、及び／又はそれらの群の存在又は付加を排除しない。「含む」の開放型の用語は、本明細書中に示される種々の態様を記載及び規定するために用いる非制限的な用語として理解すべきであり、幾つかの形態においてはこの用語は、或いはその代わりに「〜から構成される」又は「〜から実質的に構成される」のようなより限定的で制限的な用語であると理解することができる。而して、組成、材料、部品、部材、特徴、整数、操作、及び／又はプロセス工程を示す任意の与えられている態様に関しては、本開示はまた、かかる示されている組成、材料、部品、部材、特徴、整数、操作、及び／又はプロセス工程から構成されるか、又はこれらから実質的に構成される態様も具体的に包含する。「〜から構成される」の場合には、この別の態様は、更なる組成、材料、部品、部材、特徴、整数、操作、及び／又はプロセス工程を排除し、一方、「〜から実質的に構成される」の場合には、基本的及び新規な特徴に実質的に影響を与える更なる組成、材料、部品、部材、特徴、整数、操作、及び／又はプロセス工程はかかる態様から排除されるが、基本的及び新規な特徴に実質的に影響を与えない組成、材料、部品、部材、特徴、整数、操作、及び／又はプロセス工程はこの態様に含めることができる。
【００３２】
[45]本明細書に記載する任意の方法工程、プロセス、及び操作は、実施の順番として具体的に特定していない限りにおいては、これらを議論又は示されている特定の順番で実施することが必須であるとは解釈すべきではない。また、他に示していない限りにおいては、更なる工程又は代わりの工程を用いることができることも理解すべきである。
【００３３】
[46]部品、部材、又は層が、他の部材又は層「の上に存在している」、「と係合している」、「に接続している」、又は「に結合している」と示されている場合には、これは、他の部品、部材、又は層の上に直に存在しているか、それに直に係合しているか、それに直に接続しているか、又はそれに直に結合していてよく、或いは介在する部材又は層が存在していてよい。これとは対比的に、部材が他の部材又は層「の上に直に存在している」、「と直に係合している」、「と直に接続している」、又は「と直に結合している」と示されている場合には、介在する部材又は層を存在させることはできない。複数の部材の間の関係を説明するために用いる他の用語（例えば、「〜の間に」と「〜の間に直に」、「隣接する」と「直に隣接する」等）は、同じように解釈すべきである。本明細書において用いる「及び／又は」の用語は、関連して示されている事項の１以上のありとあらゆる組み合わせを包含する。
【００３４】
[47]「前」、「後」、「内部」、「外部」、「下側」、「下方」、「下」、「上」、「上方」などのような空間的又は時間的な相対的用語は、図面において示される１つの部材又は特徴の他の１つ又は複数の部材或いは１つ又は複数の特徴との関係を説明する記載を簡単にするために本明細書において用いることができる。空間的又は時間的な相対的用語は、図面において示される方向に加えて、使用又は運転中における装置又はシステムの異なる方向を包含するように意図することができる。
【００３５】
[48]本明細書の全体にわたって、数値は、与えられている値、及び概して言及されている値を有する態様、並びに正確に言及されている値を有する態様からの僅かな逸脱を包含する概算の測定値又は範囲に対する限界値を表す。添付の特許請求の範囲を含む本明細書におけるパラメーター（例えば量又は条件）の全ての数値は、全ての場合において、その数値の前に「約」が実際に現れているかどうかにかかわらず、用語「約」によって修飾されていると理解すべきである。「約」は、記載されている数値が多少の僅かな不正確さ（値における正確さへの多少の近接；その値への大まか又は妥当な近接；近く）を許容することを示す。「約」によって与えられる不正確さが当該技術においてこの通常の意味で理解されない場合には、本明細書において用いる「約」は、少なくともかかるパラメーターを測定及び使用する通常の方法から生起する可能性がある変動を示す。
【００３６】
[49]更に、範囲の開示は、全体的な範囲内の全ての値並びに更に分割された範囲、例えばその範囲に関して与えられている端点及び下位範囲の開示を包含する。本明細書において示す範囲は、他に規定しない限りにおいて端点を含むものであり、全体の範囲内の全ての別個の値及び更に分割された範囲の開示を包含する。而して、例えば「Ａ〜Ｂ」又は「約Ａ〜約Ｂ」の範囲は、Ａ及びＢを含む。
【００３７】
[50]ここで、添付の図面を参照して実施態様例をより詳細に記載する。
[51]ポリマー複合体は、自動車、オートバイ、ボート、トラクター、バス、トレーラーハウス、キャンピングカー、及び大型車のような乗物において広く用いられており、それらの使用は乗物の重量を更に減少させるために将来において増加するであろう。強化複合体は、自動車又は他の乗物（例えば、オートバイ、ボート）の部品において用いるのに特に好適であるが、これはまた、非限定的な例として航空宇宙用部品、工業装置及び機械、農業装置、重機などの種々の他の産業及び用途において用いることもできる。例えば、強化複合体は、曲線を有するか又は複雑な三次元形状を有する自動車の構造部品を形成するために用いることができる。非限定的な例としては、ガソリンタンク保護シールド、アンダーボディーシールド、構造用パネル、ドアパネル、内装フロア、（例えば貨物バンの）フロアパン、屋根、外装面、グローブボックス、コンソールボックス、トランク、トランクフロア、トラックの荷台などの収納区域が挙げられる。
【００３８】
[52]既存の金属材料と比べて、ポリマー複合体は異なる補修方法が必要である。したがって、損傷したポリマー複合構造体のために有効な補修方法の開発が必要である。構造的補修に関しては、親構造体パネルと補修パッチの間に良好な結合を形成することによって、複合体性能の回復、例えば適切な強度を与えることが確保される。美観的補修に関しては、表面欠損部中に充填するために用いる充填材料は、望ましくは、補修耐久性を確保するために親ポリマー複合構造体との良好な接着力を有する。ポリマー複合構造体に関する構造的補修及び美観的補修の両方のために用いる接着剤は、良好な機械特性、並びにＵＶ及び摩耗抵抗性を確実に与えることができない可能性がある。したがって、ポリマー複合構造体中の美観的及び構造的欠損部を補修するための新規な方法が望まれている。
【００３９】
[53]種々の形態においては、本発明は、充填及び／又は結合ポリマーのその場重合を用いてポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法を提供する。欠損部は、亀裂、溝（groove）、又は凹みのような美観的なものであってよく、或いは欠損部は、ポリマー複合構造体の２つの表面に渡る大きな亀裂又は孔のような構造的なものであってもよい。ポリマー複合構造体は、パネルのような乗物上のポリマー複合体から構成される任意の構造体であってよい。したがって、ポリマー複合構造体は、平滑なパネル、湾曲したパネル、又は波形のパネル、例えばトラックの荷台又は上記で既に議論した任意の用途において用いられるパネルであってよい。幾つかの形態においては、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修するために用いるポリマーは、その場で重合することができる熱可塑性材料である。欠損部を補修する充填及び／又は結合ポリマーには強化材料を含ませることができ、その場で重合して、ポリマー複合構造体と同じポリマー複合体の組成を与えるか、或いはポリマー複合構造体とは異なるポリマー複合体の組成を与えることができる。
【００４０】
[54]図１Ａ〜１Ｄを参照すると、本発明は、ポリマー複合構造体１２中の欠損部１０を補修する方法を提供する（図１Ａ〜１Ｄにおいては、複合構造体１２の断面が示されている）。ポリマー複合構造体１２は、乗物の区分、例えば車体パネル、又はトラックの荷台の床を画定するパネルである。図１Ａに示されるように欠損部１０は亀裂又は凹みの形態の美観的なものであるが、欠損部１０は美観的欠損又は構造的欠損であってよい。図１Ｂに示されるように、本方法は、ポリマー複合構造体１２中の欠損部１０にプレポリマー溶液１４を塗工することを含む。種々の態様においては、ポリマー複合構造体１２はポリアミドベースのポリマー複合体を含む。欠損部１０の全体がプレポリマー溶液１４で満たされるように、十分なプレポリマー溶液１４を欠損部１０に塗工する。種々の形態においては、プレポリマー溶液１４が欠損部１０から溢れるように、十分なプレポリマー溶液１４を欠損部１０に塗工する。
【００４１】
[55]プレポリマー溶液１４は、少なくとも１種類のモノマー、及び場合によっては強化材料を含む。本明細書において用いる「モノマー」は、重合してポリマーを形成するプレポリマー部分を含む。本明細書において用いるモノマーにはまた、幾つかのモノマー（例えばコモノマー）又は１種類若しくは複数のオリゴマーを含めることもできる。下記において更に記載するように、プレポリマー溶液１４はその場で重合してポリマー複合体材料、又はポリマー材料（強化材料が存在しない場合）を生成させることができる。本明細書においてポリマー複合体材料が記載されている際には、他に明確に示していない限りにおいて、別の態様においてはポリマー材料を含めることができることが理解される。本明細書において用いる「その場（in situ）」重合とは、モノマーを重合して熱力学的に安定なポリマー複合体材料又はポリマー材料にする化学反応を指す。幾つかの形態においては、プレポリマー溶液１４は「熱可塑性材料」を形成する。特に好適な熱可塑性ポリマーとしてはポリアミド６のようなポリアミドが挙げられ、これは下記において更に議論する。種々の態様においては、その場重合を起こすために、活性化剤及び／又は開始剤、即ち触媒もプレポリマー溶液１４中に与える。その場で生成するポリマー複合体材料又はポリマー材料は、ポリマー複合構造体１２と同じ材料であってよく（言い換えれば、損傷したポリマー複合構造体中のポリマーは、プレポリマー溶液１４から形成されるポリマーと同じである）、或いはこれはポリマー複合構造体１２とは異なる材料であってよい（言い換えれば、損傷したポリマー複合構造体中のポリマーは、プレポリマー溶液１４から形成されるポリマーとは別個のポリマーである）。
【００４２】
[56]ポリマー複合体材料は、米国特許出願公開第２０１３／０１２２２６２号明細書、米国特許出願公開第２０１３／０２７２７８０号明細書、及び米国特許出願公開第２０１５／０１０８７９３号明細書、並びに国際公開第２０１２／１１７５９３号、国際公開第２０１２／１０５７１６号、国際公開第２０１２／１０２３１５号、国際公開第２０１２／１０５０８０号、国際公開第２０１２／１０５３８７号、国際公開第２０１２／１０５３８９号、国際公開第２０１２／１０５７１７号、国際公開第２０１２／１０８４４６号、及び国際公開第２０１２／１４０７９３号（これらのそれぞれは、その全部を参照として本明細書中に包含する）において開示されている任意の繊維強化複合体材料から構成することができる。
【００４３】
[57]而して、好適なポリマー複合体材料には、強化繊維で強化されたポリマーマトリクス又は樹脂を含めることができる。繊維の好適な非限定的な例としては、炭素繊維、ガラス繊維（例えば繊維ガラス又は石英）、アラミド繊維（例えば、KEVLAR（登録商標）パラアラミド合成繊維、及びTWARON（登録商標）パラアラミド合成繊維）、ホウ素繊維、セラミック繊維、ポリエステル繊維、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）繊維、及びこれらの組合せが挙げられる。繊維は、相互接続又は接触している繊維を有する繊維マットとして与えることができ、或いは樹脂マトリクス内にランダムに分散された個々の繊維であってよい。好適な繊維としては、比較的短い長さの繊維（約０．１ｍｍ以上約１０ｍｍ以下の長さを有する）、比較的長い長さの繊維（約１０ｍｍ以上約１００ｍｍ以下の長さを有する）、或いは連続繊維（約１００ｍｍ以上の長さを有する）を挙げることができ、これらの任意の組合せを包含することができる。長い長さの繊維は成形性／生産性／機械的性能の良好なバランスを与えることができる。繊維はまた、チョップドファイバーであってもよい。好適なポリマー材料は、ポリマー複合体材料と同じポリマーマトリクス又は樹脂を含むが、強化繊維は含まない。
【００４４】
[58]ポリマー複合体材料内の繊維は、ランダムに配向された形態、例えば実質的に二次元のランダム配向形態、又は特定方向に配向した形態で構成することができる。幾つかのバリエーションにおいては、高平面配向繊維、又は一方向配向繊維、或いはこれらの組合せを有する繊維マットを用いることができる。繊維マットは、成形性／生産性／機械的性能の良好なバランスのためにはランダム配向繊維を有することができる。幾つかのバリエーションにおいては、ランダム繊維マットを用いることができる。ランダムマットには、約３ｍｍ以上で約１００ｍｍ以下の平均繊維長を有する強化繊維、及び熱可塑性樹脂を含ませることができる。かかるランダム繊維マットは、上記で議論したＷＯ−２０１２／１０５０８０に更に記載されている。更に、荷重がかかる支持構造体に関しては、局所的剛性及び強度を増大させるために、一方向配位炭素繊維層を含ませることができる。
【００４５】
[59]上記で議論したように、ポリマー複合体材料は、ポリマーマトリクス又は樹脂中に分散している強化材料から構成される。同様に、ポリマー材料はポリマーマトリクス又は樹脂から構成される。非限定的な例として、ポリマー樹脂としては、ポリアミド樹脂（ＰＡ６、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ４６、ＰＡ６６、ＰＡ６１０）、カプロラクタム樹脂、ポリアミドイミド樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリールエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリラクチド樹脂、ポリカーボネート樹脂、或いはこれらの樹脂の任意の組合せ又はコポリマーを挙げることができる。当業者によって認識されるように、繊維強化複合体材料には、他の強化材料、機能性充填剤又は添加剤、例えば有機／無機充填剤、難燃剤、抗紫外線剤（ＵＶ安定剤）、酸化防止剤、着色剤又は顔料、例えばカーボンブラック粉末、離型剤、軟化剤、可塑剤、表面活性剤などの他の成分を更に含ませることができる。着色剤又は顔料に関しては、これらは、ポリマー複合体材料の色をポリマー複合構造体１２に合致させるために用いることができる。
【００４６】
[60]種々の態様においては、その場で形成されるポリマー複合体材料又はポリマー材料は、ポリマー複合構造体と同じ材料であるか、又はポリマー複合構造体のものとは異なるポリマーである。例えば、結合（構造的補修）及び充填（美観的補修）用途の両方のためにその場重合した強化ポリアミド６を用いると、幾つかの有利性、例えば出発材料が液体状態であることによって容易な操作性、特に親ポリマー複合構造体がポリアミド６のようなポリアミドから構成されている場合に親ポリマー複合構造体との良好な接着性、並びに特にポリマー複合構造体が強化ポリアミド６から構成されている場合に、重合生成物が高性能のポリアミド６であることによって良好な機械的、ＵＶ、及び摩耗抵抗性が与えられる。ポリアミド６のその場生成に関して、好適な活性化剤としてはヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられ、好適な開始剤としては、脂肪族環式アミドナトリウム塩、又は脂肪族環式アミドマグネシウム塩、例えばカプロラクタムマグネシウムブロミドが挙げられる。通常の活性化剤：開始剤の比は、約０．５０重量％〜約５重量％である。したがって、幾つかの態様においては、ポリアミド６のその場生成のためには、プレポリマー溶液は、モノマーとしてカプロラクタム、活性化剤としてヘキサメチレンジイソシアネート、及び開始剤としてカプロラクタムマグネシウムブロミドを含む。
【００４７】
[61]再び図１Ａ及び１Ｂを参照すると、本方法は、支持構造体１６が欠損部１０を有する表面１８の少なくとも一部の上に配置されるように、支持構造体１６をポリマー複合構造体１２の表面１８の上に配置することを更に含む。幾つかの態様においては、支持構造体１６は、ポリマー複合構造体１２の表面１８の上の、塗工されたプレポリマー溶液１４を有する欠損部１０の少なくとも一部の上に配置する。而して、支持構造体１６は、プレポリマー溶液１４、及び欠損部１０が存在するポリマー複合構造体１２の表面１８と直に接触させることができる。支持構造体１６は望ましくは剛性の材料であり、これは幾つかの態様においては熱伝導性材料で形成することができる。支持構造体１６は、ポリマー複合構造体１２の表面１８に合致する表面２０を有する。言い換えれば、支持構造体１６をポリマー複合構造体１２の表面１８上に配置する際には、支持構造体１６の実質的に全体的な表面２０を、プレポリマー溶液１４の一部がポリマー複合構造体１２の表面１８と支持構造体１６の表面２０の間に追い出されるようにプレポリマー溶液１４を欠損部１０から溢れさせる可能性がある箇所を除いて、ポリマー複合構造体１２の表面１８と直に接触させる。更に幾つかの態様においては、支持構造体１６の表面２０には、ポリマー複合構造体１２の表面１８のグレイン模様及び／又はテクスチャーに合致するグレイン模様及び／又はテクスチャーが与えられている。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、ポリマー複合構造体１２の表面１８は波形である。したがって、支持構造体１６の表面２０は対応又は合致する波形を有していて、これにより支持構造体１６をポリマー複合構造体１２の波形の表面１８上に整合して配置することが可能になる。下記において更に議論するように、本方法にはまた、支持構造体１６が配置される表面１８の反対側のポリマー複合構造体１２の表面上に、少なくとも１つのポリマー複合体シート又はパッチを配置することを含ませることもできる。
【００４８】
[62]支持構造体１６をポリマー複合構造体１２上に配置した後は、本方法は、プレポリマー溶液１４、又はプレポリマー溶液１４内のモノマーを重合して、欠損部１０内に上記に記載したポリマー複合体材料２２を生成させることを含む。幾つかの形態においては、プレポリマー溶液１４はモノマーを含み、このプロセスはポリマーを生成させる重合プロセスである。言い換えれば、プレポリマー溶液１４中のモノマーを重合して、その中に強化材料が分散されているポリマーを含むポリマー複合構造体１２中の補修された領域を形成する。種々の態様においては、重合に、熱又はＵＶ光のような光を、支持構造体１６を通してプレポリマー溶液１４に加えてその場重合を開始することを含ませることができる。したがって、支持構造体１６は、熱及び／又はエネルギーのプレポリマー溶液１４への伝達を与える材料で構成する。例えば、熱を加えて重合を開始する場合には、支持構造体１６は、例えば金属又は鋼材のような熱伝導性材料で構成する。したがって、プレポリマー溶液１４に熱を加えることによる重合は、支持構造体１６を通して熱をプレポリマー溶液１４に加えることを含む。種々の態様においては、熱は、オーブン、恒温器によるか、又は加熱ブランケットによって与える。図１Ａ及び１Ｃにおいては、支持構造体１６を通して熱をプレポリマー溶液１４に加えることは、支持構造体１６の露出表面２６上に熱ブランケット２４を配置することを含む。光を加えて重合を開始する場合には、支持構造体１６は、例えば透明のガラス又はプラスチックのような重合を開始する波長の光に対して透過性の材料で構成する。図１Ｄに示されるように、重合が完了した後は、加熱ブランケット２４及び支持構造体１６を除去して、ポリマー複合構造体１２上の、その場で生成したポリマー複合体材料２２を含む補修された欠損部１０を露出させる。
【００４９】
[63]幾つかの態様においては、本方法は、プレポリマー溶液１４の重合前及び重合中、又はより具体的にはプレポリマー溶液１４中のモノマーの重合前及び重合中に支持構造体１６に圧力を加えることを更に含む。圧力を加えることには、ポリマー複合構造体１２、支持構造体１６を真空バッグ内に密封し、重合が完了するまで負圧を加えることを含ませることができる。したがって、熱を加えて重合を開始するために加熱ブランケット２４を用いる場合には、加熱ブランケットも真空バッグ内に密封することができる。或いは、真空バッグが熱を伝導する場合には、熱が真空バッグ及び支持構造体１６を通してプレポリマー溶液１４に伝達されるように、加熱ブランケット２４を真空バッグの外表面上に配置することができる。同様に、光を用いて重合を開始する場合には、真空バッグは、重合のために必要な波長の光に対して透過性である。
【００５０】
[64]更に他の態様においては、本方法は、場合によってポリマー複合構造体１２の表面１８から支持構造体１６を除去することを含む。上記に記載したように、支持構造体１６の表面２０には、ポリマー複合構造体１２の表面１８のグレイン模様及び／又はテクスチャーに合致するグレイン模様及び／又はテクスチャーを与えることができる。したがって、ポリマー複合構造体１２の表面１８のグレイン模様及び／又はテクスチャーに合致するグレイン模様及び／又はテクスチャーを支持構造体１６の表面２０に与える場合には、支持構造体１６を除去した後は、欠損部１０内に生成するポリマー複合体材料２２は、支持構造体１６の表面２０及びポリマー複合構造体１２の表面１８のものと合致するグレイン模様及び／又はテクスチャーを有する露出表面を有する。ポリマー複合構造体１２の表面１８のグレイン模様及び／又はテクスチャーをポリマー複合体材料２２の露出表面に合致させることによって、ポリマー複合体材料２２が充填された補修された欠損部１０は、継ぎ目がなく及び／又は検知できない（例えば、視認又は触認するのが困難である）。
【００５１】
[65]本発明はまた、本方法の実施中に形成される中間構造体、及び本方法を実塗工後に形成される最終構造体などの上記の方法にしたがって形成される構造体も提供する。幾つかの態様においては、中間構造体は、欠損部を有する表面を有するポリマー複合構造体、及び欠損部の少なくとも一部の中に配置されているモノマー及び場合によっては強化材料を含むプレポリマー溶液を含む。プレポリマー溶液は、上記に記載した任意のプレポリマー溶液であってよく、例えば開始剤及び活性化剤の少なくとも１つを含ませることができる。中間構造体にはまた、表面上で欠損部の上に配置された支持構造体（例えば上記に記載した支持構造体）を含めることもできる。ポリマー複合構造体が波形である場合には、支持構造体は対応する波形を有する。中間構造体にはまた、表面上で欠損部の上に配置される熱ブランケット（例えば上記に記載した熱ブランケット）、或いは中間構造体が支持構造体を含む場合には支持構造体の上に配置される熱ブランケットを含ませることもできる。種々の態様においては、中間構造体はまた、欠損部、並びにそれらを含める場合には支持構造体及び／又は熱ブランケットも覆う真空バッグも含む。他の態様においては、本発明は、炭素繊維、ガラス繊維、チョップドファイバー、連続繊維、布帛、メッシュ、粉末、及びこれらの組合せからなる群から選択される強化材料を含むポリマーが充填された欠損部を含む補修された領域を有し、補修された領域はポリマー複合構造体の露出表面のグレイン模様又はパターンに合致するグレイン模様又はパターンを有する露出表面を有していてよい、ポリマー複合体パネルを提供する。
【００５２】
[66]他のバリエーションにおいては、代表的な最終構造体は、ポリマー複合体が充填された欠損部を有するポリマー複合構造体を含む。ポリマー複合体は、ポリマー複合構造体と同じか又は異なるポリマー複合体であってよい。更に、ポリマー複合体は、ポリマー複合構造体の表面と同一平面状の表面を有していてよい。更に、ポリマー複合体の表面には、ポリマー複合構造体の表面中のグレイン模様又はパターンに合致するグレイン模様又はパターンを含ませることができる。
【００５３】
[67]本発明はまた、接着剤又は結合剤としてその場で重合するポリマーを用いて、２つのポリマー複合構造体を接合する方法、或いはポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法も提供する。２つの構造体を結合するか、又は構造体中の欠損部を補修するかにかかわらず、いずれの方法も、プレポリマー溶液を用いて２つのポリマー複合構造体を一緒に接続することを含む。例えば、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法は、欠損部を有するポリマー複合構造体の区分に直に隣接して配置されている第１のポリマー複合体パネルの一部を露出させ、欠損部を有するポリマー複合構造体の区分を除去することを含む。図２は、例えば出っ張り（ledge）又は突出部（overhang）であってよい部分３２を有する第１のポリマー複合体パネル３０を示す図である。種々の態様においては、第１のポリマー複合体パネル３０はポリアミドベースのポリマー複合体を含む。図２を更に参照すると、この方法は、モノマーマトリクス中に分散している強化材料を含むプレポリマー溶液３４を部分３２に塗工することを更に含む。プレポリマー溶液３４は、ここに記載する任意のプレポリマー溶液であってよい。この方法は、次に新しい区分又は第２のポリマー複合体パネル３６の表面を、第１のポリマー複合体パネル３０の部分３２上に配置されているプレポリマー溶液３４上に配置し、第２のポリマー複合体パネル３６によって欠損部を有するポリマー複合構造体の区分を置き換えることを含む。したがって、プレポリマー溶液３４は、２つのパネル３０、３６の間で「Ｌ」の形状をとることができる。第２のポリマー複合体パネル３６を第１のポリマー複合体パネル３０の部分３２上に配置した後、この方法は、プレポリマー溶液３４を重合してポリマー複合体をその場で生成させて、これによって第２の複合体パネル３６を第１のポリマー複合体パネル３０に結合させることを含む。
【００５４】
[68]上記に記載したように、本方法にはまた、支持構造体が２つのパネル３０、３６の間の空間４２を覆うように、剛性の支持構造体を、第１のポリマー複合体パネル３０の上面３８、及び第２のポリマー複合体パネル３６の上面４０の上に同時に配置することを含ませることもできる。支持構造体によって、ポリマー複合体が２つのパネル３０、３６の間の空間４２内でその場で生成する際に、平滑で連続的な上面を発現させることが確保される。
【００５５】
[69]更に幾つかの態様においては、本方法は、重合前及び重合中において、第２のポリマー複合体パネル３６及び第１のポリマー複合体パネル３０に加えられる圧力を変化させることを更に含む。一態様においては、圧力を変化させることは、第２のポリマー複合体パネル３６及び第１のポリマー複合体パネル３０を真空バッグ内に密封し、重合が完了するまで負圧をかけることを含む。他の態様においては、圧力は重合プロセス中に加えることができる。
【００５６】
[70]本発明はまた、本方法の実施中に形成される中間構造体、及び本方法を実塗工後に形成される最終構造体などの本方法にしたがって形成される構造体も提供する。種々の態様においては、中間構造体は、一端における突出部又は出っ張り、突出部又は出っ張りの上に配置されるモノマー及び場合によっては強化材料を含むプレポリマー溶液を有する１のポリマー複合体パネル、並びに第１のポリマー複合体パネル及び第２のポリマー複合体パネルが互いと実質的に同一平面状である上面を有するように突出部又は出っ張りの上に配置される第２のポリマー複合体パネルを含む。プレポリマー溶液のラインは、第１のポリマー複合構造体と第２のポリマー複合構造体の間に含めることができる。プレポリマー溶液は上記に記載した任意のプレポリマー溶液であってよく、例えば開始剤及び活性化剤の少なくとも１つを含ませることができる。中間構造体にはまた、第１及び第２のポリマー複合体パネルの表面上の、プレポリマー溶液のラインの上方に配置される支持構造体（例えば上記に記載した支持構造体）を含ませることもできる。ポリマー複合構造体が波形である場合には、支持構造体は対応する波形を有する。中間構造体にはまた、表面上の、プレポリマー溶液のラインの上方に配置される熱ブランケット（例えば上記に記載した熱ブランケット）、或いは中間構造体が支持構造体を含む場合には支持構造体の上方に配置される熱ブランケットを含ませることもできる。種々の態様においては、中間構造体はまた、プレポリマー溶液のライン、並びにそれらを含める場合には支持構造体及び／又は熱ブランケットも覆う真空バッグも含む。
【００５７】
[71]代表的な最終構造体は、出っ張り又は突出部を有する第１のポリマー複合体パネル、出っ張り又は突出部の上方に配置される端部を有する第２のポリマー複合体パネル、並びに第１及び第２のポリマー複合体パネルの間に配置されるポリマー複合体を含む。ポリマー複合体は、ポリマー複合体パネルと同じか又は異なるポリマー複合体であってよい。更に、ポリマー複合体は、ポリマー複合体パネルの表面と同一平面状の表面を有していてよい。更に、ポリマー複合体の表面には、ポリマー複合体パネルの表面中のグレイン模様又はテクスチャーに合致するグレイン模様又はテクスチャーを含ませることができる。
【００５８】
[72]本発明はまた、構造的欠損部のようなポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法も提供する。図３及び４を参照すると、本方法は、モノマー及び場合によっては強化材料を含むプレポリマー溶液５０を、ポリマー複合構造体５４中の欠損部５２に塗工することを含む。種々の態様においては、ポリマー複合構造体５４はポリアミドベースのポリマー複合体を含む。プレポリマー溶液５０は、ここに記載する任意のプレポリマー溶液である。欠損部５２が孔である場合には、種々の態様においては、この方法は、ポリマー複合体材料５６の交換片の第１の端部６０と、孔を画定するポリマー複合構造体５４の第２の端部６２の間に溝５８が画定されるように、ポリマー複合体材料５６の交換区分又は片を孔の中に配置することを含む。溝５８は、塗工後にプレポリマー溶液５０を充填する。
【００５９】
[73]幾つかの態様においては、構造的欠損部は、ポリマー複合構造体５４の第１の表面６４からポリマー複合構造体５４の第２の表面６６に渡る大きな亀裂であり、ここで第１の表面６４は第２の表面６６の反対側である。ここでは、ポリマー複合構造体５４の一部を除去して、ポリマー複合構造体５４中に孔を生成させることができる。この時点において、孔を上記に記載したように処理する。
【００６０】
[74]プレポリマー溶液５４を塗工した後、本方法は、パッチ６８が欠損部５２を覆うように、ポリマー複合構造体５４の第１の表面６４上に第１のパッチ６８を配置することを含む。種々の態様においては、第１のパッチ６８は、第１のポリマー複合体シート又は第１の複数のポリマー複合体シートである。他の態様においては、第１のパッチ６８は、金属、鋼材、繊維ガラス、又はプラスチックの少なくとも１つのシートである。第１のパッチ６８は、それによってポリマー複合構造体５４の第１の表面６４と第１のパッチ６８の間にプレポリマー溶液５０の一部が追い出されるように、ポリマー複合構造体５４の第１の表面６４の上に配置する。
【００６１】
[75]次に、本方法は、プレポリマー溶液５０中のモノマーを重合してポリマー複合体をその場で生成させて、これによってポリマー複合体材料５６の交換材及びパッチ６８をポリマー複合構造体５４に結合させる。重合は、ここに記載する任意の方法によって、例えばプレポリマー溶液に熱又は光を加えることによって行う。例えば、加熱ブランケットを用いて、熱を、パッチ６８を通してか又は直接プレポリマー溶液５０に加えることができる。更に、種々の形態においては、本方法は、重合中にポリマー複合構造体５４上への圧力を変化させることを更に含む。圧力を変化させることには、例えばポリマー複合構造体５４を真空バッグ内に密封し、重合が完了するまで負圧又は真空をかけることを含ませることができる。
【００６２】
[76]種々の態様においては、図３を参照すると、本方法は、パッチ７０が欠損部５２に架設され、第１のパッチ６８の反対側になるように、欠損部を覆う第２のパッチ７０を、ポリマー複合構造体５４の第２の表面６６に配置することを更に含む。種々の態様においては、第２のパッチ７０は、第２のポリマー複合体シート又は第２の複数のポリマー複合体シートである。他の態様においては、第２のパッチ７０は、金属、鋼材、繊維ガラス、又はプラスチックの少なくとも１つのシートである。第２のパッチ７０は、第１のパッチ６８と同じ材料か又は異なる材料であってよい。第２のパッチ７０は、それによってポリマー複合構造体５４の第２の表面６６と第２のパッチ７０の間にプレポリマー溶液５０の一部が追い出されるように、ポリマー複合構造体５４の第２の表面６６上に配置する。プレポリマー溶液５０のその場重合を開始するために加熱が必要である場合には、第１のパッチ６８及び第２のパッチ７０の少なくとも１つの上に加熱ブランケットを配置することができる。パッチ６８、７０のいずれも視認される領域内には配置されない場合には、ポリマー複合体材料５４上の欠損部５２の対向する側面の上に第１のパッチ６８及び第２のパッチ７０を配置することが最も望ましい。
【００６３】
[77]欠損部５２が視認される領域内に位置する場合には、ポリマー複合体材料の視認される表面上のパッチは望ましくない可能性がある。したがって幾つかの態様においては、図４を参照すると、本方法は、支持構造体７２がプレポリマー溶液５０及びポリマー複合構造体５４の第２の表面６６と直に接触するように、支持構造体７２をポリマー複合構造体５４の第２の表面６６上に配置することを更に含む。幾つかの態様においては、支持構造体７２は、ポリマー複合構造体５４の表面６６の上の、塗工されたプレポリマー溶液５０を有する欠損部５２の少なくとも一部の上に配置する。支持構造体７２は、ポリマー複合構造体５４の第２の表面６６に合致する表面７４を有する。言い換えれば、支持構造体７２をポリマー複合構造体５４の第２の表面６６の上に配置すると、支持構造体７２の実質的に全体の表面７４は、プレポリマー溶液５２の一部がポリマー複合構造体５４の第２の表面６６と支持構造体７０の表面７２の間に追い出されるようにプレポリマー溶液５０を欠損部５２から溢れさせる可能性がある箇所を除いて、ポリマー複合構造体５４の第２の表面６６と直に接触する。更に、幾つかの態様においては、支持構造体７２の表面７４は、ポリマー複合構造体５４の第２の表面６６のグレイン模様及び／又はテクスチャーに合致するグレイン模様及び／又はテクスチャーを有する。図４に示されるように、ポリマー複合構造体５４の第２の表面６６は波形である。したがって、支持構造体７０の表面７２は対応又は合致する波形を有し、これによって支持構造体７０をポリマー複合構造体５４の波形の第２の表面６６上に整合して配置することが可能になる。剛性の支持構造体７２をポリマー複合構造体５４の第２の表面６６上に配置した後、次に例えば上記に記載したように熱ブランケットを用いて重合を行う。
【００６４】
[78]幾つかの態様においては、本方法は、場合によっては、ポリマー複合構造体５４の第２の表面６６から支持構造体７４を除去することを含む。上記に記載したように、支持構造体７２の表面７４は、ポリマー複合構造体５４の第２の表面６６のグレイン模様及び／又はテクスチャーに合致するようにグレイン模様及び／又はテクスチャーを与えることができる。したがって、支持構造体７２の表面７４が、ポリマー複合構造体５４の第２の表面６６のグレイン模様及び／又はテクスチャーに合致するようにグレイン模様及び／又はテクスチャーを有する場合には、支持構造体７２を除去した後は、その場で生成したポリマー複合体は、支持構造体７２の表面７４及びポリマー複合構造体５４の第２の表面６６のものに合致するグレイン模様及び／又はテクスチャーを有する露出表面を有する。ポリマー複合構造体５４の第２の表面６６のグレイン模様及び／又はテクスチャーをポリマー複合体の露出表面に合致させることによって、ポリマー複合体が充填された補修された欠損部５２を視認又は触認することは困難である。
【００６５】
[79]本発明はまた、本方法の実施中に生成する中間構造体、及び本方法を実施した後に生成する最終構造体などの、上記の方法にしたがって生成される構造体も提供する。種々の態様においては、中間構造体は、ポリマー複合構造体の第１の表面から反対側の第２の表面へ伸びる孔又は亀裂のような欠損部を有するポリマー複合構造体を含む。中間構造体はまた、欠損部の少なくとも一部の中に配置されるモノマー及び場合によっては強化材料を含むプレポリマー溶液も含む。プレポリマー溶液は、上記に記載した任意のプレポリマー溶液であってよく、例えば開始剤及び活性化剤の少なくとも１つを含ませることができる。中間構造体にはまた、第１の表面及び／又は第２の表面上の欠損部の上方に配置されるパッチを含ませることもできる。中間構造体にはまた、第１及び／又は第２の表面上に配置される欠損部を覆う支持構造体を含ませることもできる。ポリマー複合構造体が波形である場合には、支持構造体は対応する波形を有する。中間構造体にはまた、表面上の欠損部の上方に配置される熱ブランケット（例えば上記に記載した熱ブランケット）、或いは中間構造体が支持構造体を含む場合には、支持構造体の上方に配置される熱ブランケットを含ませることもできる。種々の態様においては、中間構造体はまた、欠損部、並びにそれらを含める場合には支持構造体及び／又は熱ブランケットも覆う真空バッグも含む。代表的な最終構造体は、ポリマー複合体が充填されている欠損部を有するポリマー複合構造体を含む。ポリマー複合体は、ポリマー複合構造体と同じか又は異なるポリマー複合体であってよい。更に、ポリマー複合体は、ポリマー複合構造体の第１及び第２の反対側の表面と同一平面状である表面を有していてよい。更に、ポリマー複合体の表面には、ポリマー複合構造体の表面中のグレイン模様又はパターンに合致するグレイン模様又はパターンを含ませることができる。幾つかの態様の上記の記載は、例示及び説明の目的のために与えている。これは網羅的又は発明を限定することは意図しない。特定の態様の個々の構成要素又は特徴は一般にその特定の態様に限定されないが、具体的に示されるか又は記載されていない場合であっても、必要に応じて交換可能であり、選択される態様において用いることができる。これはまた多くの形態で変化させることもできる。かかるバリエーションは本発明から逸脱するとみなすべきではなく、全てのかかる修正は本発明の範囲内に含まれると意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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