(57)【要約】そのエッジとコーナーとに沿って仕上げられて完成品帆（２）を形成可能な帆本体（３）は、それらのエッジに沿って結合された多数の帆セクション（４６）を有する。各帆セクションは、第１と第２の膜の間に積層された強化材を有する。前記強化材は、複数の強化材セクタを有し、各セクタは、ファイバ等の、一組のほぼ平行な強化エレメントを有する。前記強化材セクタは、好ましくは、長手状セクタであって、それらセクタの多数は、その幅の少なくとも五倍の長さを有している。前記セクタは、オーバラップ状に、かつ、前記強化エレメントの組が前記帆本体の当該セクションの予想される荷重線（２８）にほぼ沿うように配置されている。セクションは、様々の形状から形成することが出来るが、通常は、三角形又は四辺形状である。前記強化材は、通常、複数組の平行な、横向きファイバの組を含むメッシュ又はスクリムである。このメッシュ又はスクリムは、織物又は不織布とすることができる。
2004515393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予想荷重線を備えるタイプの帆本体であって、以下を有する、
エッジを有し、これらエッジに沿って互いに接合された複数の帆セクションであって、
各前記帆セクションは、第１及び第２膜間に積層された強化材を有し、前記強化材は、それぞれが、第１組のほぼ平行な強化エレメントを備える複数の強化材セクタを有し、前記セクタは、前記強化エレメントの組がそのセクションの前記予想荷重線にほぼ沿うようにオーバラップ配置されている。
【請求項２】
前記帆セクションが三角形状と四角形状の帆セクションを有する請求項１に記載の帆本体。
【請求項３】
一つの前記帆セクションの前記強化材は、少なくとも織物又は不織のファイバのいずれかを有する請求項１に記載の帆本体。
【請求項４】
強化材の前記セクタは、それぞれ、前記第１強化エレメント組に対してほぼ垂直に向けられた第２強化エレメント組を有する請求項１に記載の帆本体。
【請求項５】
前記第１及び第２ファイバ組は、同じファイバ材から形成されている請求項４に記載の帆本体。
【請求項６】
前記セクタはエッジを備え、前記第１ファイバ組はエッジからエッジへ延出している請求項４に記載の帆本体。
【請求項７】
前記強化材は、前記セクションの少なくとも一部上に前記セクタの少なくとも二つの層を有する請求項２に記載の帆本体。
【請求項８】
前記帆セクションは、前記エッジに沿ってブロード縫合されている請求項１に記載の帆本体。
【請求項９】
各帆セクションが予想荷重線を備える複数の帆セクションから帆本体を製造する方法であって、以下の工程を有する、
以下の工程によって帆セクションを形成する、
それそれがほぼ平行な強化エレメントの組を備える複数の強化材のセクタを、前記強化エレメントの組が、当該帆セクションの前記予想荷重線にほぼ沿うようにオーバーラップ配置する、そして
第１膜と第２膜との間に前記配置された強化材セクタを積層して一つの帆セクションを形成する、
前記形成工程を繰り返して複数の帆セクションを形成する、そして
前記複数の帆セクションを結合して帆本体を作る。
【請求項１０】
前記配置工程は、未硬化接着剤を含浸する強化材を使用して行われる請求項９に記載の帆本体を製造する方法。
【請求項１１】
前記配置工程は、三角形状材料セクタを使用して行われる請求項９に記載の帆本体を製造する方法。
【請求項１２】
前記配置工程は、前記強化材セクタを前記第１膜上に配置する工程である請求項９に記載の帆本体を製造する方法。
【請求項１３】
前記配置工程は、長手形状強化材セクタを使用して行われる請求項９に記載の帆本体を製造する方法。
【請求項１４】
前記配置工程は、長さと幅を有する長手形状強化材セクタを使用して行われ、前記第１強化材エレメント組に対してほぼ平行に測定された前記長さの平均は、前記長さに対してほぼ垂直に測定された前記幅の平均の少なくとも約５倍である請求項９に記載の帆本体を製造する方法。
【請求項１５】
前記結合工程は、前記帆セクションを、これら帆セクションの隣接するエッジに沿って互いにブロード縫合する工程である請求項９に記載の帆本体を製造する方法。
【請求項１６】
帆の製造方法であって、以下の工程を有する、
請求項１の帆本体を製造する、
そして前記帆本体を仕上げ処理して帆を製造する。
【請求項１７】
各帆セクションが予想荷重線を有する複数の帆セクションから帆本体を製造する方法であって、以下の工程を有する、
以下の工程によって帆セクションを形成する、
それそれがほぼ平行な強化エレメントの組を備える未硬化接着剤を含浸した強化材の複数の長手形状セクタを、第１膜上に前記強化エレメント組が当該帆セクションの前記予想荷重線にほぼ沿うようにオーバーラップ配置する、
前記強化材長手形状セクタは長さと幅を有し、前記第１強化材エレメント組に対してほぼ平行に測定された前記長さの平均は、前記長さに対してほぼ垂直に測定された前記幅の平均の少なくとも約５倍である、そして
前記第１膜と第２の膜との間に前記配置された強化材セクタを積層して一つの帆セクションを形成する、
前記形成工程を繰り返して複数の帆セクションを形成する、そして
前記複数の帆セクションをこれらセクションの隣接するエッジに沿って互いにブロード縫合して帆本体を作る。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明は、帆の分野、それらの製造方法に関する。
【０００２】
帆は、二次元状の帆又は三次元状の帆とすることができる。最も一般的には、三次元状の帆が、多数のパネルをブロード縫合（ｂｒｏａｄｓｅａｍｉｎｇ）することによって形成される。それぞれが帆布の完成片であるこれらのパネルは、曲線に沿って切断され、他のパネルと組み付けられて帆の三次元性を作り出す。これらパネルは、典型的には、四辺形状又は三角形状であって、その最大幅は、伝統的に、そこからそれらパネルが切り取られる完成帆布ロールの幅によって制限される。通常、帆布ロールの幅は、約９１．５〜１３７センチメートル（３６〜５８インチ）である。
【０００３】
帆の製造業者には、多くの制約と条件が課せられる。天候や摩耗による劣化に対する耐性を有する製品を作ることに加えて、近代に於ける帆製造の目的は、選択された風力範囲に渡ってその望ましい空気力学的形状を維持する、軽量で、フレキシブルで、三次元状のエア・フォイルを作ることにある。この目的を達成する上で重要な要因は、エア・フォイルのストレッチ制御である。ストレッチは、主として二つの理由から避けなければならない。第１に、風力の増大に伴い、それによって帆の形状が変形し、帆が深くなって通風を船尾方向に移動させる。これによって、望ましくないドラグと、更に船の過度の横傾斜が発生する。第２に、帆のストレッチは、その索具を通じて帆船に伝達されるべき貴重な風力エネルギを浪費する。
【０００４】
長年に渡って、帆製造業者は、三つの基本的方法によって、ストレッチと、それによる不要な帆の変形を制御しようと試みてきた。
【０００５】
帆製造業者が、帆のストレッチを制御しようと試みてきた第１の方法は、その帆布の製造に於いて低ストレッチ率の糸を使用する方法である。グラム／デニール単位での比ストレッチ率は、綿糸（１９４０年代に使用された）の場合、約３０、デュポン社のダクロン（Ｄａｃｒｏｎ  登録商標）ポリエステル糸（１９５０年代から１９７０年代に使用された）の場合は約１００、デュポン社のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ  登録商標）パラアラミド糸（１９８０年代に使用された）の場合は約９００、そしてカーボン糸（１９９０年代に使用された）の場合は約３０００である。
【０００６】
帆製造業者が、帆のストレッチを制御しようと試みてきた第２の方法は、帆完成品に於ける応力分布に関するより良い理解に基づいて糸のアライメントを改良するものである。遭遇される応力強度及びそれらの方向により正確に一致するべく、帆布の重量と強度、及び糸のアライメントに対する作用を最適化することによって、より軽量でありながらストレッチ性の低い帆が作られてきた。それらの努力には、緯向き（ｆｉｌｌ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）と経向き（ｗａｒｐ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）の帆布と、個々の糸を二枚の膜の間に配置する方法があった。応力分布の理解が深まるにつれ、帆製造は、より高度なパネルレイアウト構造へと進化していった。１９７０年代後半までは、帆は、主として、荷重の大半が縫い目と幅狭のパネルの幅を横切るクロスカット構造に配置された緯向き織物帆布の幅狭パネルから構成されていた。ケブラー等の高性能糸材の出現により、帆に存在する多数の水平方向の縫い目のストレッチが問題になった。この問題を解決し、かつ、糸のアライメントを荷重パターンにより良好にマッチングさせるために、１９８０年代前半から採られてきた方法は、経向きの帆布の幅狭パネルを、「リーチカット（Ｌｅｅｃｈ−ｃｕｔ）」として知られるパネルレイアウト構成と、その後の、より成功した「三方向放射（トライラジアル）（Ｔｒｉ−ｒａｄｉａｌ）」構成に配置し、縫合する方法であった。前記「トライラジアル」構成は、通常、幅狭の予め互いに組み付けられた放射パネルから成る複数のセクションに分割される。クリュー（帆耳）、ヘッド、及びリーチ（ｌｅｅｃｈ）セクション等の帆の高荷重セクションは、通常、重い帆布から切り取られる放射パネルで形成される。ラフやタックセクション等の低荷重帆セクションは、より軽量の帆布から切り取られたパネルによって形成される。残念ながら、この方法には、それ自身の欠点がある。この方法によって作られた大型の帆は、たとえば１２０もの幅狭パネルから構成されることがあり、これらのパネルを、前記複数のより大きなセクションを形成するために、非常な精度で、切断し、互いにブロード縫合しなければならない。次に、これらの予め組み付けられたパネルの大きなセクションを、互いに結合させて帆を形成する。これは極めて時間がかかり、従って高コストであって、精度の欠如から帆形状が不規則になることが多い。複数タイプの帆布を混合して使用することによって、異なるパネルが異なる率で収縮し、特に、時間の経過に伴い、これらの異なるセクションの縫合部に沿った帆の平滑性が影響される。
【０００７】
帆のストレッチを制御する一つの方法は、従来式に縫製された緯向き（ｆｉｌｌ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）帆布パネルからより伝統的な帆を構成し、それを、予想される荷重ラインに沿ってそれらのパネルの上に平坦なテープを貼着して外部から補強する方法である。米国特許第４，５９３，６３９号を参照。この方向は比較的安価ではあるが、これには固有の欠点がある。前記補強テープは、これらのテープの間の帆布よりも急速に収縮する可能性があり、その結果、重大な形状の不規則性が発生する可能性がある。テープ間の支持されていない帆布がしばしば膨らみ、その結果、エア・フォイルの構成が影響を受ける。
【０００８】
更に別の方法は、個々のレイアップ糸が荷重線に沿った帆布の幅狭のクロスカットパネルを作る方法である。個々の糸は、二つの膜の間に挟まれ、各パネル内に於いて連続している。コンラッド（Ｃｏｎｒａｄ）の米国特許第４，７０８，０８０号を参照。個々の糸が各パネル内に於いて連続している為、糸の経路と達成される糸密度との間には固定関係がある。これによって、各パネル内に於いて糸密度を最適化することが困難になる。パネルの幅が限られていることにより、このクロス・カット法には、水平方向の縫い目が多数存在するという本来的な問題がある。個々の互いに離間した放射糸から形成された帆布の幅狭クロスパネルをうまく縫合することは困難であり、個々の糸にステッチが固定されない。縫い目を最小限にするために縫い目を接着剤によって互いに固定したとしても、高荷重コーナーに対して水平縫い目が近接していることが縫い目源、従って帆の不良、となる可能性がある。
【０００９】
更に別の方法は、二つの膜間に積層され予想荷重線に沿った中断されない荷重支持糸を使用して、凸状のモールド上で、一つのセクタの帆布と帆とを同時に製造する方法である。ボーデ（Ｂａｕｄｅｔ）の米国特許第５，０９７，７８４号を参照。それは非常に軽量で低ストレッチ性の帆を提供するものではあるが、この方法には、それ固有の技術上及び経済上の欠点がある。それぞれの糸が中断されないことにより、特に帆のコーナーに於いて糸密度を最適化することが困難である。又、それぞれの帆用に必要な装置の専用性により、これは帆を製造するための幾分資本集中的で、従ってコスト高な方法となる。
【００１０】
帆製造業者がストレッチを制御し、適切な帆形状を維持してきた第３の基本的方法は、帆布に使用される糸の縮れ又は幾何学的ストレッチを減らす方法である。縮れは、通常、帆布内に於いて糸が通る曲がりくねった経路に依るものと考えられている。例えば、織りに於いて、緯糸と経糸とが、互いに上下に進行している。これによって、それらの糸はまっすぐに進行し、最初にストレッチングに完全に抵抗することができない。織物帆布が荷重を受ける時、その糸がそれらの引張り強度と伸張抵抗とに基づいてストレッチに抵抗することが出来始める前に、糸はまっすぐになろうとする。従って、縮れは、帆布の荷重時に於ける糸の耐ストレッチ性を遅延させ、減少させる。
【００１１】
この「織物縮れ（ｗｅａｖｅ−ｃｒｉｍｐ）」の問題を解決する為に、織物帆布の使用を止めるべく多くの努力が行われてきた。大半の場合、織物帆布は、典型的には、デュポン社のマイラー（Ｍｙｌａｒ  登録商標）ポリエステル膜やその他の適当な膜から成る２枚の膜の間に挟まれた個々のレイアップ（不織）荷重支持糸から成る、合成帆布によって置き換えられてきた。この分野には、スパークマン（Ｓｐａｒｋｍａｎ）のヨーロッパ特許第０  ２２４  ７２９号、リンヴィル（Ｌｉｎｖｉｌｌｅ）の米国特許第４，６７９，５１９号、コンラッド（Ｃｏｎｒａｄ）の米国特許第４，７０８，０８０号、リンヴィル（Ｌｉｎｖｉｌｌｅ）の米国特許第４，９４５，８４８号、ボーデ（Ｂａｕｄｅｔ）の米国特許第５，０９７，７８４号、メルドナー（Ｍｅｌｄｎｅｒ）の米国特許第５，３３３，５６８号、及びリンヴィル（Ｌｉｎｖｉｌｌｅ）の米国特許第５，４０３，６４１号等の多くの特許が存在する。
【００１２】
しかしながら、縮れは、織物帆布に限らず、レイアップ構造に於いても発生しうる。レイアップ糸から成る帆布の縮れは、いくつかの異なった方法で発生する可能性がある。第１に、多くの従来式の積層工程中に於ける前記膜の横方向の収縮によって糸に縮れが発生する。例えば、荷重支持糸の大半がパネルの幅方向を横切っている幅狭クロスカットパネル構造に於いて、これらの糸のかなりの縮れが、高圧の加熱されたロール間に於ける帆布の積層中に発生する。これは、熱成形を受ける時に、加熱された膜が、この積層工程に於いては通常、約２．５％、側方に縮むことに依る。その結果、高荷重用途に於いて合成布のストレッチ性は破滅的なものとなる。
【００１３】
第２に、帆内の連続する荷重支持糸は、湾曲した経路に沿って延出する。使用される糸は通常、マルチファイバ糸である。これらのファイバが協動して、前記湾曲軌跡に沿ってストレッチに抵抗するように、一般にツイストが加えられる。もしもツイストが加えられなければ、少数の糸、即ち、曲線の外側の糸、のみが荷重を受けてしまう。これによって、帆がストレッチに抵抗する能力が大幅に制限されてしまう。ツイストマルチファイバ糸を使用して作り出される小さな糸のスパイラルによって、ファイバ間の荷重分担が促進され、従ってストレッチは減少するが、それでも荷重下に於いてスパイラル状の糸がまっすぐになる時に発生する縮れが存在する。従って、糸のツイストは、この構成に於いては必要な妥協であるが、これによって、この種の帆布は使用される糸から可能な最大の係数を得ることができなくなる。
【００１４】
リンヴィルの特許に示された様々な方法は、縮れの問題を軽減するための他の方法である。連続平行離間レイアップ糸の層を使用して積層された帆布を補強している。しかしながら、前記連続離間糸は互いに平行であるので、それらの糸の内、荷重に沿ったものの数は少ない。従って、これらの帆布から切断されたパネルのせん断抵抗は良くない。加えて、糸の方向に沿った糸密度の変化は達成されない。従って、これらの提案されている構成は、一定の歪み性を提供するものではない。又、これらの方法は、前記クロスカット、リーチアウト及びトライラジアル構成に使用されるように構成されているものであって、それらの構成自身の欠点が生じる。
【００１５】
メルドナー特許に示されている帆布は、理論的には、縮れの問題を軽減しうる。しかし、それは、トライラジアル構造に使用されるように構成されているため、この構造自身の問題が生じる。メルドナーは、二つの膜間に、従来の糸の１／５の直径の、並列に引き出された（ｐｕｌｌ−ｔｒｕｄｅｄ）フィラメントから成る単方向ユニテープ（ｕｎｉｔａｐｅｓ）の連続層を積層している。前記連続単方向層は、フィラメント同士の交差密度を増大するべく互いに交差しており、これによって、縮れの問題を最小化し、せん断強度を増大させるものと考えられている。メルドナーは、高価な非常に細い高性能糸の使用に限定されている。それらの糸のコストによって、この方法の経済性は大きな影響を受け、この方法の使用を、「グランプリ」レース用に限定させている。更に、この構成の帆布は、一定の歪み性を提供するように意図されておらず、むしろ、帆布の全ロール長を通じて、ストレッチ及び強度抵抗が同じとなるように構成されている。前記連続単方向フィラメントの内、最終的に荷重に沿うことになるものの数は非常に少ない。
【００１６】
合成製品、方法及び装置と題する、１９９８年１０月１６日出願の米国特許出願第０９／１７３，９１７号は、高性能帆を製造するのに特に有用な低ストレッチ、フレキシブル合成材を記載している。この合成材は、第１及び第２のポリマー膜と、それらの間の非連続、耐ストレッチ性セグメントを備えている。前記セグメントは、一般に、帆の予想荷重線に沿って延出している。これらセグメントは、各帆セクション内の荷重線の対応する長さよりも大幅に短い長さを有する。帆は、二次元状又は三次元状のものとすることができる。二次元状の帆は、一つのセクション、又は、互いに縫合された複数の平坦なセクションから構成することができる。三次元状の帆は、前記合成シートの単数又は複数の成形セクションから形成することができ、或いは、複数の平坦なセクションを互いにブロード縫合して、三次元状帆を構成することができる。帆は、所望の使用条件下に於いてほぼ一定の歪み特性を示し、かつ、縮み、即ち、糸の幾何学的ストレッチ、を最小化することによって低ストレッチ性を最適化することが可能なように構成することができる。
【００１７】
発明の要旨
本発明は、帆本体と、より少数の帆セクションを使用して比較的大きな帆を製造するのに特に有効な、帆本体の製造方法とに関する。たとえば、８０フィートの船用の大きな組み合わせ帆は、従来のクロスカット式帆では３５〜４０のセクションを使用し、従来のトライラジアル式帆用には約１２０のパネルが５又は６の大きなセクションに予め組み付けられる。これに対して、本発明によって作られる同じ帆は、５又は６の帆セクションから構成することができ、これによって帆のコストを低減する。
【００１８】
そのエッジとコーナーとに沿って仕上げて完成品帆を形成可能な帆本体は、それらのエッジに沿って結合された多数の帆セクションを有する。各帆セクションは、第１と第２の膜の間に積層された強化材を有する。前記強化材は、複数の強化材セクタを有し、各セクタは、ファイバ等の、一組のほぼ平行な強化エレメントを有する。前記セクタは、前記強化部材組が前記帆本体の当該セクションの予想される荷重線にほぼ沿うようにオーバラップ配置されている。前記強化材セクタは、好ましくは、長手セクタであって、それらセクタの多数は、その幅の少なくとも三倍の長さを有している。セクションは、様々の形状から形成することが出来るが、通常は、三角形又は四辺形状である。前記強化材は、通常、複数組の平行、横向きファイバを含むメッシュ又はスクリムである。このメッシュ又はスクリムは、織物又は不織布とすることができる。
【００１９】
本発明の別態様に依れば、帆本体は、第１膜上に、複数の強化材の長手セクタをオーバラップ配置することによって複数の帆セクションから形成され、各セクタは、ファイバ等のほぼ平行な強化エレメント組を有する。前記強化材セクタは、好ましくは、長手セクタであって、それらセクタの多数は、その幅の少なくとも三倍の長さを有している。前記配置された強化材セクタは、前記第１膜と第２膜との間に積層されて帆セクションを形成する。前記セクタは、好ましくは、前記ほぼ平行な強化エレメント組が、前記帆本体の当該帆セクションの予想荷重線にほぼ沿うように配置される。前記強化材は、好ましくは、未硬化接着剤を含浸した材料であるプリプレグ材である。前記配置工程は、好ましくは、たとえば、前記材料の三角形又は四辺形状のセクタを使用して行うことができる。前記帆セクションは、通常、これら帆セクションを、互いにそれらの隣接エッジに沿ってブロード縫合することによって結合される。
【００２０】
本発明のその他の特徴及び利点は、好適実施例が添付の図面を参照して記述されている以下の記載から明らかになるであろう。
【００２１】
図面の簡単な説明
図１は、予想荷重線組の例が破線で示された本発明によって製造された帆の平面図、
図２は、強化材のロールからの強化材セクタの切断を略示し、
図３は、一つの層の強化材の三角形状セクタの膜上への配置を示し、
図４は、二つの層の強化材の三角形状セクタの膜上への配置を示し、
図５は、強化材の四辺形状セクタの膜上への配置を示し、
図６は、未切断帆セクションを形成するための強化材のセクタの二つの膜間での捕捉を示し、
図７は、いかに一組の帆セクションを結合させて帆本体を形成することが可能であるかを示し、
図８は、図６の材料スタックのフレーム間に張設された二枚の高摩擦フレキシブル圧力シート間への配置を示す概略端面図であり、前記フレームは、成形帆本体を形成するのに使用される三次元状モールド部材によって上下のエンクロージャ部材に取り付けられている、
図８Ａは、前記上下エンクロージャ部材を互いに引き寄せて、前記フレキシブル圧力シート間の積層内部空間内材料スタックを捕捉した後の図８の構造を図示し、閉じられた第１及び第２エンクロージャ部材の開口端部近傍に第１及び第２端部エンクロージャ部材が配置され、これらエンクロージャ部材は、それぞれ、加熱された循環流体が前記フレキシブル圧力シートの外表面を通過するように再循環ファンと電気ヒータエレメントとを備え、その後、前記積層内部空間内で部分真空状態を作り出すことによって前記フレキシブル圧力シートの外表面に圧力をかける、そして
図８Ｂは、図８Ａの８Ｂ−８Ｂ線に沿った略図である。
【００２２】
具体的実施例の説明
図１は、本発明によって製造された帆２を図示している。この実施例に於いて、帆２は、帆本体３を有し、三つのエッジ、即ち、ラフ４，リーチ６及びフット８を備えている。帆２は、更に、三つのコーナー、即ち、その頂部のヘッド１０と、ラフ４とフット８との交差点の帆の下方前方コーナーのタック１２と、前記リーチとフットとの交差点の帆の下方船尾方向コーナーのクリュー１４とを備える。帆２は、通常は、一般に三角形の三次元状の帆として成形されるが、それを二次元状の帆としたり、その他どのような形状にすることも可能である。完成された帆２は、ヘッド１０のガセット１６と、ラフ４に沿ったタック１２とクリュー１４と縁１８と、リーチ６とフット８とを備えて、この完成された帆が形成されている。次に、帆本体３の製造に適した方法と、その構造について説明する。
【００２３】
図２は、プリプレグ又はプリプレグ材とも呼ばれる、接着剤含浸未硬化強化材２０のロールを図示している。材料２０は、通常、コポリエステル樹脂等の未硬化接着剤と、ファイバやその他の強化エレメントから成るメッシュ又はスクリム２２とから構成される。前記メッシュ又はスクリム２２は、通常は不織布であるが、引裂き抵抗を高めるために織布とすることも可能である。このメッシュ又はスクリム２２は、好ましくは、材料２０の長さに沿って互いに平行に延出する第１補強エレメント２４の組と、補強エレメント２８を、通常は直角に、横切る、第２のほぼ平行な補強エレメント２６の組とを有する。補強エレメント２４，２６は、たとえば、カーボンファイバ、アラミドファイバ、ポリエステルファイバ、又は、ＰＢＯ（登録商標），Ｐｅｎｔｅｘ（登録商標）又はＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）の商標で販売されているファイバ等の、モノフィラメント材、マルチファイバ糸等の様々な材料から形成することができる。補強エレメントは、たとえば、円筒状又は平坦断面とすることができ、ツイストファイバ又は非ツイストファイバから構成することができる。補強エレメント２４は、通常は、帆２の予想荷重線２８にほぼ揃えられて使用されるファイバであるが、かならずしもこれに限られるものではない。
【００２４】
一実施例に於いて、第１及び第２補強エレメント２４，２６は、それぞれ、５００デニールの非ツイストマルチファイバ糸と、ツイストマルチファイバ糸から成る。第２補強エレメント２６は、好ましくは、引裂き抵抗を高めるためにツイストマルチファイバ糸である。第１補強エレメント２４相互間の間隔は、一実施例に於いて、約３ｍｍであり、第２補強エレメント相互間の間隔は約１０ｍｍである。しかしながら、これら第１及び第２補強エレメント２４，２６は、異なる材料から構成することが可能であり、その直径は同じであっても異なっていてもよい。又、これら補強エレメントの側方間隔も同じであっても、異なっていてもよい。これら補強エレメント２４，２６、それらの向き、及びそれらの間隔の選択は、主に帆２の予想荷重によって大部分が決められる。
【００２５】
材料２０は、図２に示唆されているように、種々の形状及び寸法、但し通常は三角形及び四辺形、のプリプレグのセクタ３０，３１に切断される。図３は、通常はＰＥＴ、ポリエステル膜、又はデュポン社製のＫａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミド膜等のその他の材料から成る第１の不透過性の膜３２上へ、エッジを僅かに重ね合わせた状態の三角形状のセクタ３０の配置を図示している。各セクタ３０，３１は、長さ３４と幅３６とを有し、その平均長さは、実質的に、通常は、その平均幅の少なくとも３倍〜１０倍、より好ましくは、少なくとも約５倍、である。第１の長手延出強化エレメント２４は、通常、長さ３４に対して平行である。片３０、３１は、前記強化エレメント、通常は第１強化エレメント２４が、帆２が組み立てられた時に、予想荷重線２８に対してほぼ平行となるように、寸法構成、切断、構成される。図４は、その上層３８がその下層４０と同じ表面上に延出しない、三角形状セクタ３０の二重層を図示している。図５は、当該領域に於ける予想荷重線２８の密度に対応するべく、最も多量の重なりが左下コーナー４１で起こる、四辺形状のセクタ３１の重ね合わせを図示している。多層セクションを形成する時、より円滑な最終製品を形成するのに役立つように、前記セクタを各層内に於いて突合せ接続してもよい。もちろん、その他の配置、寸法及び形状のセクタを使用することも可能である。
【００２６】
図６は、第１膜３２と第２膜４２との間のセクタ３０の捕捉を図示している。強化材２０の片３０，３１、第１膜３２及び第２膜４２は、様々な従来式の又は非従来式の方法で積層することができる。所望の場合、膜３２，４２間に追加の接着剤を使用することができる。又、すべての接着剤を積層の前に別工程として塗布するように、強化材２０を、接着剤無しで構成してもよい。積層後、セクタ３０，３１、膜３２，４２と、層を結合する前記接着剤との組み合わせによって未切断帆セクション４４、通常はほぼ矩形状のもの、が構成される。次に、この未切断帆セクション４４を適当な形状に切断して、図７に示すように帆セクション４６が形成される。帆本体３は、この実施例に於いて、４種類の帆セクション４６をその隣接エッジ４７に沿って、互いに組み合わせる、通常はブロード縫合する、ことによって形成される。三角形状帆セクション４６の他に、帆２は、三種類の四辺形状帆セクション４６Ａ，４６Ｂ及び４６Ｃからも形成される。帆１上の予想荷重線を、前記補強エレメント２４，２６の示した向き、具体的には長手方向に延出する補強エレメント２４とを比較することによって、これら補強エレメントが予想荷重線にほぼ沿っていることが判る。
【００２７】
未切断帆セクション４４は、平坦な積層セクションであってもよいし、或いは、それらは、三次元的帆セクションとして成形してもよい。図８，８Ａ及び８Ｂは、材料スタック６４と称する、膜３２及び４２間のプリプレグ材２０のセクタ３０のスタックを未切断帆セクション４４に変形するための１つの方法を図示している。
【００２８】
材料スタック６４は、図８に図示されているように、上下のフレキシブルな圧力シート６６，６８間に配置される。圧力シート６６，６８は、好ましくは、材料スタック６４の膜面３２，４２に接触する高摩擦面を提供するシリコーン等のフレキシブルエラストマ材から形成される。上下のフレキシブル圧力シート６６，６８は、上下の矩形フレーム７０，７２によって囲まれている。これらフレーム７０，７２は、上下のエンクロージャ部材７４，７６に取り付けられている。各エンクロージャ部材７４，７６は、開口端部７８，８０を備えたほぼ三方のエンクロージャ部材である。次に、フレーム７０，７２を取り付けた上下エンクロージャ部材７４，７６と、それらと共にフレキシブル圧力シート６６，６８とを、図８Ａに図示するように互いに引き寄せる。次に、真空ポンプ８３を使用して両シート６６，６８間の積層内部８２内に部分真空状態を作り出し、これによって図８Ａ中矢印８４によって示す正の積層圧を作り出す。次に、第１及び第２端部エンクロージャ部材８６，８８を、上下エンクロージャ部材７４，７６の開口端部７８，８０上に取り付け、密封エンクロージャ９０を形成する。
【００２９】
第１及び第２端部エンクロージャ部材８６，８８は、それぞれが、ファン９２と、電気ヒータエレメント９４を備えている。ファン９２は、空気又は、オイル等のその他の流体を、エンクロージャ９０内に於いて、フレキシブル圧力シート６６，６８の外表面９６，９８上で循環させる。これによって、フレキシブル圧力シート６６，６８と、それらの間の材料スタック６４とが、両側から迅速かつ均一に加熱される。外表面９６，９８全体をこのように加熱することができるので、材料スタック６４全体が積層工程全体を通じて加熱される。これは、適切な積層を確保するのに役立つ。十分な加熱時間後は、エンクロージャ９０の内部空間１００を大気に開放して、ファン９２、又は別のファンを使用して、又は使用せずに、冷却することができる。適当に冷却された後、未切断帆セクション４４を、両圧力シート６６，６８間から取り出す。
【００３０】
図８，８Ａ及び８Ｂは、下側のフレキシブル圧力シート６８の外表面９８に接触するモールド部材５０の穿孔性を示している。この好適実施例に於いて、孔開きモールド部材５０は、下側表面９８に対する加熱流体の比較的自由なアクセスを許容するべく、その間に比較的大きな空隙を備えて互いに平行に配置された多数の比較的薄い縦向き部材１０４から構成されている。好ましくは、材料スタック６４と連続する下側表面９８の部分の約２０％以下、好ましくは、約５％以下の部分が、孔開きモールド部材５０によってカバー又は、有効に遮断されている。前記縦向き部材１０４の代りに、孔開きモールド部材５０を、たとえば、縦向きに開放するハニカムから構成することが可能である。多くのデッドスペースが縦向きに延出するハニカム通路に、下側表面９８の大きな部分に対する熱流を実質的に阻止するように構成することもできる。これは、たとえば、空気がハニカム通路内に向かうように空気流の方向を変え、ハニカムの高さを最小化し、表面９８近くでハニカムに空気の逃げ通路を提供することによって可能である。孔開きモールド部材５０としてはその他の形状及び構成を使用することも可能である。
【００３１】
好ましくは、内部空間１００内の、気体又は液体とすることができる加熱流体は、上下表面９６，９８と直接熱接触される。しかしながら、場合によっては、加熱流体とこれら表面９６，９８との間に介在表面を形成することも可能である。その介在表面が大幅な熱障害にならない限り、加熱流体は、圧力シート６６，６８の外側表面９６，９８と有効な熱接触状態を維持する。
【００３２】
下記のクレームに定義された本発明の課題から逸脱することなく、開示された実施例に対して改造及び改変を加えることが可能である。たとえば、第１及び第２膜３２，４２は、同じ材料、又は互いに異なる材料から形成することができる。前記膜３２，４２の一方又は両方は無孔状であってもよい。セクション４６は、隣接エッジ４７に沿った前記ブロード縫合以外の方法、たとえば従来式の直接縫合又はのり付け法によっても結合することができる。
【００３３】
上述した特許、特許出願及び印刷刊行物のすべてをここに参考文献として合体させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
予想荷重線組の例が破線で示された本発明によって製造された帆の平面図
【図２】
強化材のロールからの強化材セクタの切断を略示した図
【図３】
一つの層の強化材の三角形状セクタの膜上への配置を示した図
【図４】
二つの層の強化材の三角形状セクタの膜上への配置を示した図
【図５】
強化材の四辺形状セクタの膜上への配置を示した図
【図６】
未切断帆セクションを形成するための強化材のセクタの二つの膜間での捕捉を示した図
【図７】
いかに一組の帆セクションを結合させて帆本体を形成することが可能であるかを示した図
【図８】
図６の材料スタックのフレーム間に張設された二枚の高摩擦フレキシブル圧力シート間への配置を示す概略端面図であり、前記フレームは、成形帆本体を形成するのに使用される三次元状モールド部材によって上下のエンクロージャ部材に取り付けられている図
【図８Ａ】
上下エンクロージャ部材を互いに引き寄せて、フレキシブル圧力シート間の積層内部空間内材料スタックを捕捉した後の図８の構造を示した図であり、閉じられた第１及び第２エンクロージャ部材の開口端部近傍に第１及び第２端部エンクロージャ部材が配置され、これらエンクロージャ部材は、それぞれ、加熱された循環流体が前記フレキシブル圧力シートの外表面を通過するように再循環ファンと電気ヒータエレメントとを備え、その後、前記積層内部空間内で部分真空状態を作り出すことによって前記フレキシブル圧力シートの外表面に圧力をかけている図
【図８Ｂ】
図８Ａの８Ｂ−８Ｂ線に沿った略図
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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