(57)【要約】  本開示は、種々の実施形態において、工学的に作製された可撓性複合組成物の層状配置を含む、予め形成されたテープ及びシートである、接着可能な可撓性複合材料システムを説明する。可撓性複合組成物は、網状構造配向性であって、及び種々のポリマ組成物に組み込まれた、不織又は別のファイバを含むことができる。種々の実施形態において、前記ポリマ組成物は接着剤層として機能する。接着可能な組成物システムは、構造的配向を提供するように構成されることができ、及び種々のテープ状用途のために構造的に最適化されることができる。種々の実施形態によれば複合積層テープは、第１表面及び第２表面を有する第１ファイバマトリックス層、並びに第１ファイバマトリックス層の第２表面に結合した接着剤層を含むことができる。第１ファイバマトリックス層はモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり得、該モノフィラメントは複合積層テープ内の第１の所定の方向に位置する。
2015534599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合積層テープであって、
第１表面及び第２表面を有する第１ファイバマトリックス層であって、前記第１ファイバマトリックス層はモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり、前記モノフィラメントは前記複合積層テープ内の第１の所定の方向にある、第１ファイバマトリックス層と、
前記第１ファイバマトリックス層の前記第２表面に結合した接着剤層と、
を含む複合積層テープ。
【請求項２】
前記複合積層テープが、第１の方向で弾性であり及び第２の方向で非弾性であるように構成されている、請求項１に記載の複合積層テープ。
【請求項３】
前記第１ファイバマトリックス層と向かい合う前記接着剤層に付着させた剥離紙層を更に含む、請求項１に記載の複合積層テープ。
【請求項４】
前記第１ファイバマトリックス層の前記第１表面に結合された第１膜層を更に含む、請求項１に記載の複合積層テープ。
【請求項５】
前記接着剤層と前記第１ファイバマトリックス層との間に付着させた第２膜層を更に含む、請求項４に記載の複合積層テープ。
【請求項６】
前記接着剤層と向かい合う前記第２膜層に付着させた剥離紙層を更に含む、請求項５に記載の複合積層テープ。
【請求項７】
前記複合積層テープが少なくとも２つの材料に結合して結合材料を形成するように構成され、及び、前記複合積層テープが前記結合材料と共に構造接着を形成する、請求項１に記載の複合積層テープ。
【請求項８】
前記接着剤層の接着剤が感圧接着剤である、請求項１に記載の複合積層テープ。
【請求項９】
前記第１ファイバマトリックス層の前記第１表面に結合された前記第１ファイバマトリックス層の間に第２ファイバマトリックス層を更に含み、前記第２ファイバマトリックス層はモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり、前記モノフィラメントは前記複合積層テープ内の第２の所定の方向にある、請求項１に記載の複合積層テープ。
【請求項１０】
前記第２ファイバマトリックス層が、前記第１ファイバマトリックス層の幅より狭い幅を有する、請求項９に記載の複合積層テープ。
【請求項１１】
前記第１ファイバマトリックス層と前記第２ファイバマトリックス層との両方の中心線が合わさっている、請求項１０に記載の複合積層テープ。
【請求項１２】
前記第１ファイバマトリックス層と向かい合う前記第２ファイバマトリックス層に接着している第３ファイバマトリックス層を更に含み、前記第３ファイバマトリックス層は前記第２ファイバマトリックス層の幅より狭い幅を有し、かつ前記第３ファイバマトリックス層の中心線が前記第１ファイバマトリックス層及び前記第２ファイバマトリックス層の中心線と合わさっている、請求項１１に記載の複合積層テープ。
【請求項１３】
前記第３ファイバマトリックス層がモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり、前記モノフィラメントは前記複合積層テープ内の第３の所定の方向にある、請求項１２に記載の複合積層テープ。
【請求項１４】
前記第１、第２及び第３ファイバマトリックス層の、前記第１の所定の方向、前記第２の所定の方向並びに前記第３の所定の方向がそれぞれ全部異なる、請求項１３に記載の複合積層テープ。
【請求項１５】
複合積層テープを製造する方法であって、
少なくとも１つのファイバマトリックス層を形成するステップであって、前記少なくとも１つのファイバマトリックス層が第１ファイバマトリックス層を含み、前記第１ファイバマトリックス層は樹脂に組み込まれたモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり、前記モノフィラメントは前記複合積層テープ内の第１の所定の方向にある、ステップと、
前記樹脂を少なくとも部分的に硬化するステップと、
前記樹脂を少なくとも部分的に硬化する前記ステップ後に前記ファイバマトリックス層に接着剤層を加えるステップと、
を含む、複合積層テープを製造する方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのファイバマトリックス層が第２ファイバマトリックス層を含み、前記第２ファイバマトリックス層は樹脂に組み込まれたモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり、前記モノフィラメントは前記複合積層テープ内の第２の所定の方向にある、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのファイバマトリックス層が第３のファイバマトリックス層を含み、前記第３ファイバマトリックス層は樹脂に組み込まれたモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり、前記モノフィラメントは前記複合積層テープ内の第３の所定の方向にある、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１、第２及び第３のファイバマトリックス層それぞれの前記第１、第２及び第３の所定の方向の前記所定の方向を決定することによって、前記複合積層テープの弾性及び強度を設計するステップを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記複合積層テープが、設計された弾性及び強度の特性を全方向に有する多方向性材料である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１、第２及び第３ファイバマトリックス層の、前記第１の所定の方向、前記第２の所定の方向並びに前記第３の所定の方向がそれぞれ全部異なる、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２０１２年９月２４日出願の「ＡＤＨＥＲＡＢＬＥ  ＦＬＥＸＩＢＬＥ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ  ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮特許出願第６１／７０５，０３０号の非仮特許出願であり、かつ該仮特許出願に対する優先権を請求し、参考としてその全体を本明細書に組み入れる。
【０００２】
本発明は、改良された接着可能な可撓性複合材料システムに関する。より詳細には本発明は一般的に、工学的に作製された可撓性複合組成物に関し、及び、より詳細には本発明は、予め形成されたテープ及びシート形態での接着剤含有組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
ほとんどの技術分野で商品の開発者及び生産者は、生産されている商品の質を維持する又は改良する一方で、生産コストの削減による生産工程の絶え間ない改善を求めている。このような技術革新は、国内及び世界経済成長における重要な推進力であり、将来もそうあり続けるだろう。更に、すでに供給中の製品構成及び構成部品を維持及び修正するための、有効かつ費用効果のよい方法に対する一定の二次的要求が存在する。
【０００４】
明らかに、技術改善に対する、特に以下の開示で呈示するように、多数の技術分野において広範な適用性を有する技術改善に対する継続的な要求があるだろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の種々の態様において、物理的構造及び構成要素の、設計並びに作製を容易にするように構成された接着可能な複合材料システムが提供される。本開示の別の目的と特徴は、所期の耐用期間及び費用をかんがみながら、求められている用途を維持するような方法で、物理的構造及び構成要素の修復並びに維持を促進する前記システムを提供することである。本開示の更なる特徴は、テープ状用途のために、構造的に配向性でかつ構造的に最適化されるように構成された、接着可能な複合材料システムを提供することである。更に本開示は、効率がよく、安価でかつ有用な、接着可能な複合材料を製造するシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
種々の実施形態によれば複合積層テープは、第１表面及び第２表面を有する第１ファイバマトリックス層、並びに第１ファイバマトリックス層の第２表面に結合した接着剤層を含むことができる。第１ファイバマトリックス層はモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり得、該モノフィラメントは複合積層テープ内の第１の所定の方向に位置する。更に種々の実施形態は複合積層テープを製造する方法を含むことができ、該方法は１つ以上のファイバマトリックス層を形成することと、１つ以上の該ファイバマトリックス層は第１ファイバマトリックス層を備え、第１ファイバマトリックス層を少なくとも部分的に硬化することと、第１ファイバマトリックス層の少なくとも部分的硬化後に接着剤層を付着することと、を含む。第１ファイバマトリックス層はモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり得、該モノフィラメントは複合積層テープ内の第１の所定の方向に位置する。
【０００７】
添付図面は本開示の更なる理解を提供するために含まれ、かつ組み入れられ、本明細書の一部を構成し、本開示の実施形態を図示し、詳細な説明と共に本開示の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】種々の実施形態にしたがって、工学的に予め形成された接着テープを示す斜視図である。
【図２】種々の実施形態にしたがって、工学的に予め形成された接着シートを示す斜視図である。
【図３】種々の実施形態にしたがって、工学的に予め形成された接着テープを示す正面図である。
【図４】種々の実施形態にしたがって、工学的に予め形成された接着テープを示す正面図である。
【図５】種々の実施形態にしたがって、工学的に予め形成された接着テープ部分の断面図である。
【図６】種々の実施形態にしたがって、工学的に予め形成された接着テープ部分の断面図である。
【図７】種々の実施形態にしたがって、工学的に予め形成された接着テープ部分の断面図である。
【図８】種々の実施形態にしたがって、結合継ぎ合わせ部材に適用された、工学的に予め形成された接着テープを示す正面図である。
【図９】図８の９−９部分の断面図である。
【図１０】種々の実施形態にしたがって、重なり合って（巻かれて）取り付けられた構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明は例示的実施形態のみに関するものであり、本開示の範囲、適用性又は構成を制限する意図はまったくない。むしろ以下の説明は、最良の態様を含む種々の実施形態を実施するための、簡便な説明を提供することを意図したものである。明らかになるように、様々な変更がこれらの実施形態で記載されている本要素の機能及び配置において行われてもよく、本開示の原理から逸脱することなく、論理的材料、工程手順、機械的変更が行われてもよい。
【００１０】
（用語及び定義の簡単な用語集）
・接着剤：表面接着によって２つの材料を結合することが可能な物質。
・異方性：等方性でないもの。材料の１点で方向とともに変わる、機械的及び又は物理的性質を有すること。
・空中重量：単位面積当たりの繊維重量、これは多くの場合、平方メートル当たりのグラム数（ｇ／ｍ２）で表される。
・オートクレーブ：化学反応又はその他の処理を受けている封入された目的物に、熱を伴って又は伴わず、液体圧力の環境を生ずるための密閉容器。
・Ｂ−ステージ：一般的に本明細書では、いくつかの熱硬化性樹脂の反応における中間段階として定義される。材料は、「プリプレグ」と呼ばれる、本ステージまでに半硬化しているものであり、最終硬化前の取扱い及び加工を容易にする。
・硬化：熱硬化性樹脂の特性を、化学反応によって、すなわち縮合、閉環又は付加によって、不可逆的に変えること。硬化は、硬化（架橋）剤の添加によって、触媒を伴って又は伴わずに、かつ加熱を伴って又は伴わずに、達成されてもよい。
・ファイバ：フィラメントと同義の一般用語。
・ファイバマトリックス：樹脂に組み込まれた開繊フィラメント（ファイバネットワーク）であり、該樹脂は硬化性、非硬化性若しくは熱硬化性樹脂のいずれか１つであってよく、又は接着性ポリマ若しくは熱可塑性ポリマであってもよい。
・フィラメント：ファイバ含有材料の最小単位。フィラメントは、通常長尺及び細径である。
・ポリマ：連結したモノマ分子からなる有機材料。
・プリプレグ：硬化準備の整ったシート又はテープ材料。樹脂はＢ−ステージまで部分的に硬化されて、最終硬化前の重ね合わせステップに供給される。
・ＰＳＡ：感圧接着剤−圧力が加えられると、結合を形成する接着剤（別名、自己粘着接着剤）。
・樹脂：ポリマと同義の一般用語であるが、本明細書では反応性ポリマ（硬化性樹脂）の文脈で使用される。
・開繊フィラメント：配向性ファイバのネットワーク又は織物。
・粘着性：表面との接触ですぐに結合を形成することができる、材料の特性。高粘着性は感圧接着剤において重要である。
・ＴＰＵ：熱可塑性ポリウレタン。
【００１１】
種々の実施形態において、本開示は接着可能な可撓性複合材料システムを包含する。 本開示による接着可能な可撓性複合材料システムは、１組の接着剤含有可撓性複合組成物のような、１組の工学的に作製された可撓性複合組成物を含むことができるが、これに限定されない。接着剤含有可撓性複合組成物の群は、種々の複合テープ及びシートを含むことができる。種々の実施形態において、可撓性複合組成物は、ポリマ（樹脂）マトリックスに組み込まれた不織ファイバのような１つ以上の可撓性ファイバ層を含むことができる。
【００１２】
本システムの一般的なテープ用途は、包装、構造的継ぎ合わせ及び接合、被覆並びに補修を含むことができる。
【００１３】
本システムの代表的な用途は好ましくは、特殊及び工業用織物の作製又は修復、重ね継ぎの結合部調節、加圧容器の封止及び修理、工学的に作製された膜の結合及び接合、航空宇宙構造物、加圧服の製造又は修復、爆風緩和改修、耐震改修、並びに接合された複数の構成部品又は構成部品領域内に加えられた力負荷の工学的調節を要するその他の用途、を含む。
【００１４】
図１は斜視図において、本開示にしたがって工学的に予め形成された接着テープ１０２を含む、接着可能な可撓性複合材料システム１００の実施形態を示す。同様に図２は斜視図において、本開示にしたがって工学的に予め形成された接着シート１０４の実施形態を示す。図１及び図２を参照すると、接着可能な可撓性複合材料システム１００は好ましくは１組の工学的可撓性複合組成物を、更に好ましくは図のようなテープ及びシートを含む、１組の接着剤含有可撓性複合組成物を含む。本システムの予め形成されたテープ及びシートは、物理的構成要素の組立てを補助するように構成され、１つ以上のより大きな構造を形成することができる。特に接着可能な可撓性複合材料システム１００は、接合された複数の構成部品部材に及んで加えられた力負荷の工学的調節を必要とする用途で、有用となり得る。
【００１５】
接着可能な可撓性複合材料システム１００の代替の好適な実施形態も、種々の構造的接合用途において、構造的強化を提供し、液圧健全性を提供又は回復し、及び負荷経路の工学的調整を提供するように構成されることができる。
【００１６】
図１及び図２を参照すると、接着可能な可撓性複合材料システム１００の種々の実施形態は、図のようなロール状形態で供給される。あるいは、接着可能な可撓性複合材料システム１００の好適な実施形態は、平らな積み重ね可能シートとして供給される。ロールは任意の寸法でよく、例えば１インチ未満幅〜５フィートを超える幅でもよい。また大きなロールは、小さな幅のロールに切断されてもよい。平らな積み重ね可能シートは、特定の市場区分に貢献する任意の形状（例えば、円、長方形又は正方形）であってよく、及び特定の市場内の特定の用途に必要な任意の寸法でもよい。
【００１７】
図３を参照すると、本開示にしたがった、工学的に予め形成された接着テープ１０２の実施形態の正面図が示されている。工学的に予め形成された接着テープ１０２は、好ましくは１つ以上の可撓性複合組成物を含む。好ましい複合材料は２つ以上の構成材料を組み合わせて、統合された材料組成物を形成する。一般に、好ましい典型的な可撓性複合組成物は、可撓性ファイバ１１５の配置を組み込んでいるポリママトリックス１１３を含む。前記好ましい可撓性複合組成物は、機械的可撓性及び比較的高い強度対重量比の両方を提供する。
【００１８】
種々の実施形態によれば複合積層テープは、第１表面及び第２表面を有する第１ファイバマトリックス層、並びに第１ファイバマトリックス層の第２表面に結合した接着剤層を含むことができる。第１ファイバマトリックス層はモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり得、該モノフィラメントは複合積層テープ内の第１の所定の方向に位置する。複合積層テープは、第１の方向で弾性でありかつ第２の方向で非弾性であるように構成されることができる。更に前記複合積層体は、第１のファイバマトリックス層と向かい合う前記接着剤層に付着させた剥離紙層も含むことができる。他の実施態様において複合積層テープは、第１ファイバマトリックス層の第１表面に結合された第１膜層を含むことができる。複合積層層は、種々の実施形態において、第１ファイバマトリックス層と向かい合う接着剤層に付着させた第２膜層も含むことができ、該第２膜層は剥離紙として機能する。
【００１９】
本明細書でより詳細に開示されているように、複合積層テープは、少なくとも２つの材料に結合して結合材料を形成するように構成されることができ、該複合積層テープは結合材料と共に構造接着を形成する。更に種々の実施形態で、接着剤層の接着剤は感圧接着剤であり得る。複合積層テープは、第１ファイバマトリックス層の第１表面に結合された第１ファイバマトリックス層の間の第２ファイバマトリックス層を含むことができ、該第２ファイバマトリックス層はモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり、該モノフィラメントは複合積層テープ内の第２の所定の方向にある。第２ファイバマトリックス層の幅は、第１ファイバマトリックス層の幅より狭くてもよい。更に、第１ファイバマトリックス層と第２ファイバマトリックス層両方の中心線は合わせることができる。複合積層テープは更に、第１ファイバマトリックス層と向かい合う第２ファイバマトリックス層に付着している第３ファイバマトリックス層を含み、該第３ファイバマトリックス層の幅が第２ファイバマトリックス層の幅より狭く、第３ファイバマトリックス層の中心線が第１ファイバマトリックス層及び第２ファイバマトリックス層の中心線と合わさっている。
【００２０】
第３ファイバマトリックス層はモノフィラメントを有する開繊フィラメントであり得、該モノフィラメントは複合積層テープ内の第３の所定の方向に位置する。種々の実施形態において、第１、第２及び第３ファイバマトリックス層の、第１の所定の方向、第２の所定の方向並び第３の所定の方向がそれぞれ全部異なることができる。また種々の実施形態において複合積層テープは、該複合積層テープの両外表面に接着剤層を有することができる。更に前述した、１つ以上の膜層、１つ以上のファイバマトリックス層及び１つ以上の剥離ライナの層は、様々な組み合わせ及び様々な順番で組み合わせることができる。
【００２１】
更に図３を参照すると、接着可能な可撓性複合材料システム１００の好適な実施形態は、好ましくは種々の選択された幅「Ｘ」の可撓性ポリマ複合材料を含み、ここでＸは最大約１０メートルである。前記可撓性ポリマ複合材料は、種々の材料重量、機械的性質（例えば、コンプライアンスを達成すること）、並びに他の組成的及び機械的特性を含んでもよい。種々の実施形態において、可撓性ファイバは不織ファイバを含んでもよい。例えば接着可能な可撓性複合材料システム１００は、不織一方向性（ＵＤ）ファイバ及び１つ以上の方向に向いたポリママトリックスプライの、１つ以上の層を含んでもよい。本明細書で使用される不織ファイバは、スパンボンドファイバ及びメルトブローファイバを含んでもよいが、これらに限定されない。
【００２２】
「スパンボンドファイバ」は、フィラメントのような溶融した熱可塑性材料の押出によって形成されたファイバを意味し、例えばアペルに対する米国特許第４，３４０，５６３号、ドルシュナーに対する米国特許第３，６９２，６１８号、マツキに対する米国特許第３，８０２，８１７号、キニーに対する米国特許第３，３３８，９９２号及び米国特許第３，３４１，３９４号、ハートマンに対する米国特許第３，５０２，７６３号、ドボに対する米国特許第３，５４２，６１５号、並びにパイクに対する米国特許第５，３８２，４００号に記載されており、これらの全内容はここに参考として組み込まれる。スパンボンドファイバは、集積面に堆積されるとき、一般的に粘着性ではない。スパンボンドファイバは一般的に連続しており、かつ約７ミクロン〜約６０ミクロンの平均径を有し、約１５〜２５ミクロンが最も多い。
【００２３】
「メルトブロー」ファイバとは、溶融した熱可塑性材料を、溶融糸又はフィラメントとして、溶融した熱可塑性材料のフィラメントを細くする、収束する高速の、通常は高温の気体／気流の中に、複数の微細で通常円形のダイキャピラリを通して押出して形成されたファイバを意味し、該ファイバの直径は縮小して、マイクロファイバの直径にまでなる。その後、前記メルトブローファイバは高速気流により運ばれて、集積面に堆積され、不規則分散したメルトダウンファイバの織物を形成する。前記工程は、例えば米国特許第３，８４９，２４１号に開示されている。メルトブローファイバは連続又は不連続であり得るマイクロファイバであり、一般に平均直径が１０ミクロンより小さく、集積面に堆積するときは一般的に粘着性である。
【００２４】
不織ファイバは、任意の好適な合成ポリマ又はコポリマ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエステル及びポリアクリレート、並びにこれらの誘導体のいずれか１つ又は組み合わせから作製されることができるが、それらに限定されない。本明細書で使用されるファイバは、任意の単独ポリマ材料又は芯鞘型配置などの複数の材料の組み合わせを含んでもよい。不織ファイバは、例えば「鞘／芯２成分ファイバ」のような「２成分ファイバ」として知られるファイバを含んでもよく、該ファイバは、各ファイバの外層のみの溶融を介して効率的かつ制御された熱結合を可能にする、内側の芯部分より低い融点の外側の鞘部分又は層を有するファイバである。すなわち２成分ファイバの外面には、ファイバ芯より低い融点を持たせることができる。例えば、結合条件下で一成分が接着性を有するバインダ２成分ファイバは広く用いられており、パーソナルケア製品又はろ過製品において吸収体として使用される繊維状織物に一体性を提供する。前記多成分ファイバは、米国特許第５，３８２，４００号及び米国特許第５，８６６，４８８号に記載されている。
【００２５】
不織一方向性ファイバの層は、本開示によれば、ファイバがつながる及び／又は交差する点で、共に結合したファイバを含むことができる。例えば前記ファイバは、種々のファイバ対ファイバ接触部分で結合されて、特定の可撓性複合材料組成物の望ましい伸縮性及び強度方向特性を提供することができる。ファイバ対ファイバ結合は、隣接するファイバの熱溶融、若しくは接着剤のいずれかによって達成され得、ファイバへの接着剤の取りこみを介してファイバ同士を「接着剤で接着する（ｇｌｕｅ）」ことで達成される結合で、又は液体若しくは気体状結合剤を（通常は加熱とともに）使用するなどしてファイバに凝集性を与えるような他の結合によって、達成されることができる。化学結合は、その後熱、紫外線若しくは赤外線、若しくは他の好適な活性化方法によって活性化される、織物のファイバ内に分散された接着剤又はラテックス粉末の使用によって達成されることができる。
【００２６】
当業者は適当な状況下で、デザイン選択、ユーザ選択、費用、構造的要件、利用可能な材料、技術的進歩などの問題を考慮しつつ、例えば織布及び不織布又はシート部材の使用、コーティングの適用などの他の手配が本明細書の可撓性複合組成物内に含まれてもよいことを認識するであろう。不織布は、織物分野の技術者には周知である。不織布は、Ｗ・アルブレヒト、Ｈ・フックス、Ｗ：キッテルマン編「Ｎｏｎｗｏｖｅｎ  Ｆａｂｒｉｃｓ：Ｒａｗ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ  Ｖｅｒｌａｇ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫｇａＡ  Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，２００３に記載されている。前記布は他の方法の中でも、連続フィラメント及び／又は短繊維不織ファイバの織物を形成することと、任意にファイバ対ファイバ接触部分でファイバを結合することとによって作製されて、望ましい特性を有する布を提供することができる。「結合不織布」という用語は、ファイバ対ファイバ接触部分の主要な部分が前述のとおり結合している不織布を含んで使用される。
【００２７】
種々の実施形態において可撓性複合材料組成物は、ポリママトリックス若しくは樹脂に組み込まれた不織又は他の好適なファイバを含んで、ファイバマトリックスを形成することができる。前記ポリマは、任意の開繊フィラメントを構成する各ファイバを部分的に又は完全に埋めることができる。種々の実施形態において、ポリマは、接着可能な可撓性複合材料システムにおける接着剤として機能することもできる。本明細書における特定のファイバマトリックスのために開繊フィラメントと組み合わせて使用されるポリマは、任意の合成若しくは天然に存在する材料、又は任意の程度の架橋又は他の内部若しくは外部分子修飾をした、任意の合成的に修飾された天然に存在するポリマを含む、任意の非イオン性、陽イオン性、陰イオン性若しくは両性ポリマ又はコポリマを含むことができる。これらのポリマは、硬化性、非硬化性又は熱硬化性でもよい。本明細書で使用される硬化性樹脂は、部分的又は完全に硬化性でもよく、かつ化学的又は熱的硬化性でもよく、又は任意の程度及び種類の放射線で硬化されてもよい。このようにして、開繊フィラメントは樹脂で被覆されることができ、次いで該開繊フィラメントが樹脂内に取りこまれるように部分的又は完全に硬化される。
【００２８】
種々の実施形態において、テープは意図された用途のために特に工学的に作られることができる。積み重なる一連の構成ファイバ薄層は実施形態の中で変化してよく、すなわち、積層の角度に関して複合積層の好ましい構成、各角度での薄層の数及び薄層積層の順序は、用途によって変化してもよい。本システムの好適な実施形態は、実質的に対称なファイバ層状構造を含むことができる。例えば好ましいテープは、正確に複合材料の所定の軸を中心として映し出された、薄層タイプ、角度及び空中重量を含むことができる。本システムの代替の好適な実施形態は、非対称の構造を含む。
【００２９】
上記の好ましい設計変化に関して、いくつかの好ましい複合テープの物理的性質は一般的に等方性であり、このことは、該複合テープが全方向に実質的に同じ物理的性質を有することを意味する。例えば特定の複合テープが、全方向に同じ程度伸びることが所望されてもよい。種々の他の実施形態において、例えば、力負荷の特定の工学的調節を提供するために及び／又は他の性能要素を最適化するために、前記複合材料の物理的性質は異方性であり得、このことは、複合テープは、性能を構造的に最適化して特定の用途に適合させるために、種々の不均一な機械的及び又は別の物理的特性を有することを意味する。例えば特定の複合テープは、緯度方向には全く伸びず、ただ１つの長手方向にのみ伸びることが所望されてもよい。
【００３０】
再び図３を参照すると、図の複合テープはファイバ薄層の中心集中を含む。すなわち複合テープは、周辺端部沿いでは、より少数のファイバを含む。この特性変化を断面の厚さにおいて達成するため、反対の周辺端部に達する前に、１つ以上の強化層を終わらせることができる。すなわち強化層は、それが積層されているベース層よりも狭い幅を有することができる。この好ましい実施例タイプの断面は、本明細書において下記で述べられるように、図６で概略的に示される。
【００３１】
図３の実施形態で示されている複合材料の強化ファイバの周辺部減少は、継ぎ合わされた接合箇所に適用される際、テープ全体でより均一な応力分布を生成するように機能する。 この望ましい配置は好ましくは、テープ周辺端部での応力集中の大きさを減少させ、それにより、接合箇所により均一に負荷をかけることができる。この工学的配置がまた、テープの周辺端部での剥離応力を減少するために機能することが、更に注目される。そのうえ可変な厚みも、テープが最小限の厚み増加を伴って重なり合うことを許容する。この特徴は、テープを補強目的で配管に巻くために使用するとき、有用である。
【００３２】
図５を参照すると、本システムの別の好ましい実施形態が示されており、前記テープが均一な厚さを備える。均一な厚さを有するこの代替の好ましい実施形態は、種々の取り付けにおいて滑らかで平らな継ぎ目を提供する。図５の実施形態が均一な厚さを備えているにもかかわらず、前記テープは非対称の機械的特性を含むことができる。本明細書の以下で示すように（図４）、非対称特性は、構成ファイバの重さ、間隔及び向きの慎重な操作によって、均一な厚さを有する複合テープに導入されることができる。
【００３３】
図４は、本開示にしたがって工学的に予め形成された接着テープ１０２の好ましい実施形態の正面図を示す。図４及び本明細書の他の図面で示されるファイバの配置は必ずしも、構成ファイバ若しくはフィラメントの、実際の量又は間隔を表さないことは、理解されるべきである。図４の複合材料は、縦軸に横方向へ方向づけされたファイバに対して、縦軸に隣接するように配列された、多数のファイバ方位を有する工学的ファイバ配置を含む。
【００３４】
好ましい実施形態において本システムの複合テープは、必要な剪断負荷を支える及び前記構造を安定させるために最低限に足りる、第１の方位１０７のファイバ強化薄層を含む。可撓性複合材料の追加のファイバ強化薄層１０９は、特定の用途内で予想される力負荷により必要とされるような、多少の強化材を含んでよい。
【００３５】
図５は、本発明の好ましい実施形態による、工学的に予め形成された接着テープ１０２部分の断面図である。予め形成された接着テープ１０２は好ましくは、示すように、１つ以上の構造的複合テープ部分１２０及び１つ以上の接着剤層１２２を含む。また本システムの好適な実施形態は、破線描写によって概略的に示されているように、接着剤層に付着された剥離紙１２４（又は層又は膜）を含む。剥離層として、用いられている従来の剥離ライナ又はその積層体が使用されることができる。例えば、任意にシリコーン樹脂若しくはフッ化樹脂でコーティングされた、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどで作られるフィルム、紙又はそれらの積層体が、本明細書で使用されることができる。
【００３６】
図７は、本開示の種々の実施形態による、両面接着テープ１０２部分の断面図である。例示された予め形成された接着テープ１０２は、示すように、好ましくは構造的複合テープ部分１２０及び２つ以上の接着剤層１２２を含む。上記のように、本システムのいくつかの好適な実施形態は、破線描写によって概略的に示されているように、接着剤層に付着された１つ以上の剥離紙層１２４を利用できる。
【００３７】
以下は、本明細書で使用することができる接着剤のタイプの非限定例である。種々の接着剤のタイプは、１）非反応性感圧接着剤（ＰＳＡ）、２）反応性ＰＳＡ、３）反応性熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、４）熱可塑性ホットメルト（ＨＭ）、５）架橋性ＨＭ、６）スパンボンド及び溶融粉末、又は７）液体接着剤を含むことができるが、これらに限定されない。
【００３８】
更に以下の非限定的な方法は、種々の接着剤をテープに適用して、及び開繊フィラメントの上にも若しくは中にも、硬化性、熱硬化性又は非硬化性樹脂を適用して、工学的ファイバマトリックス複合層を作製するために有用である。
１）乾燥炉又は熱伝達ロールで塗布される溶液。
２）Ｂ−ステージである１００％固液から粘着性又は半粘着性層Ｂ−ステージまでは、熱性、放射線、ＵＶ、室温触媒又は重合であってよい。
３）予め作られた反応性又は非反応性ＰＳＡ、あるいは好ましくはＴＰＵ、あるいは好ましくはスパンボンド、若しくはあるいは好ましくはホットメルトフィルムの、カレンダ塗布／積層。
４）バルク粘着反応性又は非反応性ＰＳＡ、あるいは好ましくはＴＰＵ若しくはあるいは好ましくはホットメルト接着剤の、カレンダ塗布。
５）バルク粘着反応性又は非反応性ＰＳＡ、あるいは好ましくはＴＰＵ若しくはあるいは好ましくはホットメルト接着剤の、スロットダイコーティング。
６）反応性又は非反応性ＰＳＡ、あるいは好ましくはＴＰＵ若しくはあるいは好ましくはホットメルト接着剤の、反転ロールコーティング又はロール式ナイフコーティング。
７）反応性又は非反応性ＰＳＡ、あるいは好ましくはＴＰＵ若しくはあるいは好ましくはホットメルト接着剤の、グラビアコーティング。
８）反応性又は非反応性ＰＳＡ、あるいは好ましくはＴＰＵ若しくはあるいは好ましくはホットメルト接着剤の、スプレコーティング。
９）粘着反応性又は非反応性ＰＳＡ、あるいは好ましくはＴＰＵ若しくはあるいは好ましくはホットメルト接着剤の、インクジェット又はロール印刷。
１０）スパンボンド接着剤の直接塗布。
１１）１００％固液接着剤、あるいは好ましくは溶液樹脂、及び反応性又は非反応性ＰＳＡ、あるいは好ましくはＴＰＵ若しくはあるいは好ましくはホットメルト接着剤の、計量ビード／ビード、ストライプ又はドット塗布。
１２）１００％固液接着剤、あるいは好ましくは溶液樹脂及び反応性又は非反応性ＰＳＡ、あるいは好ましくはＴＰＵ若しくはあるいは好ましくはホットメルト接着剤の、実地計量塗布（この方法は、大量の接着剤フロー、及び吸着又は基材の湿潤が望ましい場合には、特に重要である。大量の接着剤又は特に厚い層が必要な場合にも望ましい。）。
１３）結合用樹脂マトリックスの直接使用。マトリックスは未硬化若しくはＢ−ステージ架橋樹脂、反応性又は非反応性ＰＳＡ、あるいは好ましくはＴＰＵ、又はあるいは好ましくはホットメルト接着剤でもよい。
【００３９】
更に種々の実施形態において、巻いたものを広げる、又は平積みから移す分離タイプは、
１）接着剤層１２２に付着した、片面又は両面剥離紙１２４又はあるいは好ましくはフィルムの使用
２）差し込み紙としての片面又は両面剥離紙１２４又はフィルムの使用
３）テープを広げられるようにするための、テープの接着剤層１２２とは反対側の面にある剥離処理済み、非粘着性又は非結合可能な表面の使用
４）非粘着性又は低粘着性接着剤層１２２、例えばＴＰＵ、あるいは好ましくはホットメルト、あるいは好ましくはスパンボンドＨＭ、又はあるいは好ましくは溶融若しくは静電気的ＨＰ粉末接着剤の使用、を含むことができる。
【００４０】
図８は、本開示にしたがって結合するための基材に塗布された、工学的に予め形成された接着テープ１０２の実施形態の正面図を示す。結合継ぎ目１３２に適用されて覆っている、工学的に予め形成された接着テープ１０２が示されている。切取図によって示される接着剤層１２２は、特定の基材及び用途の必要に応じて非粘着性又は低粘着性接着剤を含んでもよい。
【００４１】
図９は、図８の９−９部分の断面図である。この実施形態では、上述のように、例えばテープの周辺端部まで広がらない強化層の使用によって、又は狭い強化複合材料が広い層に積層されて段のある薄層を作ることにより、工学的に予め形成された接着テープ１０２の断面は不均一である。
【００４２】
以下の段落で、図８及び図９で示されるような、工学的に予め形成された接着テープ１０２の接着剤層の種々の結合基材１３０への適用又は結合の非限定的な方法を記述する。
【００４３】
種々の実施形態によれば、継ぎ合わせテープの接着剤層の結合基材に対する適用又は結合の多様な方法がある。例として、いくつかの方法が本明細書において開示されている。前記方法は、すべての挙げられているステップを含まない場合があり、及び、当業者によって理解されるように、該ステップは様々な順番で発生してもよい。第１の方法は、反応型接着剤若しくは基板である場合に圧力、熱及び／又は非熱的活性化を加えている間の、継ぎ合わせテープの接着剤層と結合基材の接触を含むことができる。別のステップは、手、ローラ又圧力具を介して接着剤を適用することと、ピンチロール積層を加えることと、真空及び／又はオートクレーブで処理することと、を含むことができる。プラテンプレスを通して処理すること、ベルトプレス／フューザを受けること、及びブラダ圧を受けること。
【００４４】
第２の方法は、第１の方法に関して記載した様々なステップと共に、熱溶融ＴＰＵ、ホットメルト、スパンボンドＨＭ、又は溶融若しくは静電ＨＭ粉末接着剤を含むことができる。更に第３の方法は、第１の方法に関して記載したような様々なステップと共に、液体若しくは反応性ＰＳＡ、又はホットメルトを含むことができる。
【００４５】
第４の例示的な方法において接着剤の適用は、接着剤の実地計測適用を含むことができる。前記方法は、第１の方法に関して記載した様々なステップを含むことができ、様々なステップのいずれかは、ＵＶ又は放射線硬化処理と組み合わされてもよい。更に、図１０に示されるような、巻き付ける又は巻く方法は、ａ）手、ローラ又は取付具圧、ｂ）ピンチロール積層、ｃ）真空／オートクレーブ、ｄ）ブラダ圧、及びｅ）上記のいずれかのＵＶ又は放射線硬化処理との組み合わせ、を含むことができる。
【００４６】
好ましい継ぎ目構成は、応力コンフューザ（応力原因の分離）、片面、二重強化、重ね合わせ及び／又は結合部調節を含むことができる。更に接着剤結合要素は、接着剤フロー及び結合を改善するための表面処理を含む。前記表面処理は、コロナ、プラズマ、フッ化、シラン、プライマ及び／又はナノスプレを含むことができる。別の接着剤結合要素は、水分、表面テクスチャ及び基材表面の安定性（例えば、ゴミをまったく含まないなど）を含む。
【００４７】
当業者にとって、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本開示において種々の修正及び変更がなされることができるのは明らかだろう。すなわち本開示は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内という条件で、本開示の修正及び変更を対象としていることが意図されている。
【００４８】
膜の着色、難燃性添加剤及び抗菌添加剤に関して付加的な情報を提供するための関連する開示は、米国特許第５，４７０，０６２号（１９９５年１１月２８日発行、「ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＦＯＲ  ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＳＡＩＬＳ  ＡＮＤ  ＯＴＨＥＲ  ＡＲＴＩＣＬＥＳ」）と、米国特許第５，３３３，５６８号（１９９４年８月２日発行、「ＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＦＯＲ  ＴＨＥ  ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＳＡＩＬＳ」）と、２０１１年６月２４日出願の米国特許出願第１３／１６８，９１２号（「ＷＡＴＥＲＰＲＯＯＦ  ＢＲＥＡＴＨＡＢＬＥ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ＦＯＲ  ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＦＬＥＸＩＢＬＥ  ＭＥＭＢＲＡＮＥＳ  ＡＮＤ  ＯＴＨＥＲ  ＡＲＴＩＣＬＥＳ」）と、２０１１年８月３日出願の米国特許出願第１３／１９７，７４１号（「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＴＨＥ  ＴＲＡＮＳＦＥＲ  ＯＦ  ＣＯＬＯＲ  ＡＮＤ  ＯＴＨＥＲ  ＰＨＹＳＩＣＡＬ  ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ  ＴＯ  ＬＡＭＩＮＡＴＥ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ＡＮＤ  ＯＴＨＥＲ  ＡＲＴＩＣＬＥＳ」）と、に記載されており、これらの全内容は、これらのすべてを参考として本明細書に組み入れられる。
【００４９】
同様に、多数の特徴及び利点が、装置及び／又は方法の構成及び機能の詳細と共に種々の代替例を含めて、上記の説明で明らかにされている。本開示は例証となるものとしてのみ意図されており、かつ網羅的なものとは意図されていない。特に、本発明の原理の範囲内での組み合わせを含む構造、材料、要素、構成部品、形、大きさ及び部品の配置に関して、添付の特許請求の範囲が表現されている用語の広く一般的な意味によって示される最大限まで、様々な修正がなされてもよいことは、当業者にはとって明らかであろう。これらの様々な修正が添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱しない限りにおいて、本発明に包含されることを意図している。
【００５０】
恩恵、他の利点及び問題に対する解決法は、特定の実施形態に関して上述されている。しかし、そうした恩恵、利点及び解決法自体やそれをもたらし又は強める要素を、全部又は一部の請求項に係る発明にとって不可欠、必須又は本質的な特徴又は要素と認定すべきではない。本願では、「備える」「有する」「含む」「構成する」等の語やそれに類する語が非排他的包摂を指す意味で使用されているので、要素のリストを含むプロセス、方法、物品又は装置は、そうした要素のみを含むのではなく、明示的にはリストに入っていない要素又はそうしたプロセス、方法、物品又は装置に固有の要素も含む場合がある。更に本明細書に記載されている要素でも、「本質的」又は「不可欠」との明確な記載がなければ、本発明の実施に必要なものではない。
【図１】
2015534599.tif 000003
【図２】
2015534599.tif 000004
【図３】
2015534599.tif 000005
【図４】
2015534599.tif 000006
【図５】
2015534599.tif 000007
【図６】
2015534599.tif 000008
【図７】
2015534599.tif 000009
【図８】
2015534599.tif 000010
【図９】
2015534599.tif 000011
【図１０】
2015534599.tif 000012
【国際調査報告】
2015534599.tif 000013