(57)【要約】【課題】特に環状または楕円形のプリフォームを生成するのに適した、少なくとも１つの繊維要素を配置するための新しい方法を提供すること。【解決手段】本発明によれば、少なくとも１つの繊維要素１１１を表面Ｓに配置するための方法において、少なくとも１つの繊維要素１１１が表面Ｓに付着されて表面の少なくとも一部と結合され、付着された繊維要素１１１の幅ｌが長手方向に変化しており、繊維要素の幅が幅制御手段によって付着の上流側で修正され、本発明によるデバイスがそのような方法を実施するようになっていることを特徴とする方法が提供される。【選択図】図１
2007063738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの繊維要素（１１１）を表面（Ｓ）に配置するための方法であって、少なくとも１つの繊維要素（１１１）が前記表面（Ｓ）に付着されて前記表面の少なくとも一部と連結され、また該付着された繊維要素（１１１）の幅（ｌ）が長手方向に変化している方法において、
前記繊維要素の幅が幅制御手段によって付着の上流側で修正されることを特徴とする方法。
【請求項２】
付着される前の前記繊維要素が乾燥していることを特徴とする請求項１に記載の繊維要素配置方法。
【請求項３】
前記制御手段が、使用中、前記繊維要素のための底が平坦で幅が可変の通過セクションを備えた較正開口を定めていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の繊維要素配置方法。
【請求項４】
前記通過セクションの前記底が、前記繊維要素のための円筒状サポート台によって定められていることを特徴とする請求項３に記載の繊維要素配置方法。
【請求項５】
前記較正開口が連続的に変化し、それによって前記繊維要素の幅が規則的に増加または減少することを特徴とする請求項４に記載の繊維要素配置方法。
【請求項６】
前記繊維要素（１１１）が前記制御手段の上流側で制御手段に対して正確に配置されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項７】
前記繊維要素（１１１）が、前記制御手段の中心に位置するように前記制御手段に供給されることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項８】
制御手段として、円筒状サポート上の底が平担で幅が可変のスロートを使用することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項９】
複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が非平行方向に付着され、前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）の各々の幅が変化していることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項１０】
複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が収斂方向に付着され、前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）の各々の幅（ｌ）が前記収斂方向に減少していることを特徴とする請求項９に記載の繊維要素配置方法。
【請求項１１】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）の幅（ｌ）が、連続する２つの繊維要素の中央繊維を分離している距離（ｄ）に比例して減少していることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の繊維要素配置方法。
【請求項１２】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が付着される前記表面（Ｓ）が湾曲した生成線（Ｌ）に沿って長手方向に延び、前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が前記長手方向の生成線（Ｌ）に対して交差するように付着され、該繊維要素の各々が、前記長手方向の生成線（Ｌ）との交点に全く同じ非ゼロ角を形成することを特徴とする請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項１３】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が前記生成線（Ｌ）に対して９０°、＋６０°、−６０°、＋４５°または−４５°の角度を形成することを特徴とする請求項１２に記載の繊維要素配置方法。
【請求項１４】
前記表面（Ｓ）に付着される連続する２つの繊維要素の間に空間またはボイドが存在しないことを特徴とする請求項９から請求項１３までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項１５】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が、それらの長さ全体にわたって互いに隣接するセグメントの形態で付着されていることを特徴とする請求項９から請求項１４までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項１６】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が付着される前記表面（Ｓ）の形状が環状であることを特徴とする請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項１７】
挿入スペースによって前記サポート表面で２つずつに分割された複数の繊維要素のグループを同時に付着させる段階と、
前記先行する段階の間に付着される前記複数の繊維要素を分割する挿入スペースにそれぞれ配置された複数の繊維要素のグループを同時に付着させる段階と
を含むことを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項１８】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が、炭素、セラミック、ガラスまたはアラミドの中から選択される材料でできていることを特徴とする請求項１から請求項１７までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項１９】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が複数の連続ストランドであることを特徴とする請求項１から請求項１８までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項２０】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が、３０００本から２４０００本までのフィラメントのセットから構成された複数の連続ストランドであることを特徴とする請求項１から請求項１９までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項２１】
複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）と表面（Ｓ）の前記結合が化学結合剤によって達成されることを特徴とする請求項１から請求項２０までのいずれか一項に記載の繊維要素配置方法。
【請求項２２】
異なる方向に延びる繊維要素（１１１〜１１ｎ、３０〜３０ｎ）の複数の繊維シートを重畳させるステップと、重畳させた複数のシートを一体に結合するステップからなる段階を含むプリフォーム製造方法であって、
前記複数のシートのうちの１つのシートの少なくとも一部が請求項１から請求項２１までのいずれか一項に定義された方法によって製造されることを特徴とするプリフォーム製造方法。
【請求項２３】
異なる方向に延び且つ互いに結合された複数の繊維シートの重畳を有するプリフォームであって、前記繊維要素の重量が前記プリフォームの総重量の９９．９％から７５％まで、好ましくは９７％から９０％までであり、請求項２２に記載の方法による製造に適しているプリフォーム。
【請求項２４】
異なる方向に延び且つ互いに結合された複数の繊維シートの重畳を有するプリフォームであって、前記繊維要素の重量が前記プリフォームの総重量の９９．９％から７５％まで、好ましくは９７％から９０％までであるプリフォームにおいて、
前記複数の繊維シートのうちの少なくとも１つの繊維シートは、幅が長手方向に変化している少なくとも１つの繊維要素を含むことを特徴とするプリフォーム。
【請求項２５】
前記複数のシートのうちの少なくとも１つのシートは、非平行方向に延びる複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）を含み、前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）の各々の幅が長手方向に変化していることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が収斂方向に延び、それらの幅が前記収斂方向に減少していることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）の幅が、連続する２つの繊維要素の中央繊維を分離している距離に比例して減少していることを特徴とする請求項２６に記載のプリフォーム。
【請求項２８】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が付着される表面が、湾曲した生成線（Ｌ）に沿って長手方向に延び、前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が前記長手方向の生成線（Ｌ）に対して交差するように付着され、該繊維要素の各々が、前記長手方向の生成線（Ｌ）との交点に全く同じ非ゼロ角を形成していることを特徴とする請求項２４から請求項２７までのいずれか一項に記載のプリフォーム。
【請求項２９】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が前記生成線（Ｌ）に対して９０°、＋６０°、−６０°、＋４５°または−４５°の角度に沿って延びていることを特徴とする請求項２４から請求項２８までのいずれか一項に記載のプリフォーム。
【請求項３０】
前記表面に付着された連続する２つの繊維要素の間に空間またはボイドが存在しないことを特徴とする請求項２４から請求項２９までのいずれか一項に記載のプリフォーム。
【請求項３１】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が、それらの長さ全体にわたって互いに隣接するセグメントの形態で付着されていることを特徴とする請求項２４から請求項３０までのいずれか一項に記載のプリフォーム。
【請求項３２】
前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が付着される前記表面（Ｓ）の形状が環状であること、および前記複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）が本質的に放射状に付着されることを特徴とする請求項２４から請求項３１までのいずれか一項に記載のプリフォーム。
【請求項３３】
プリフォームを構成する前記複数の繊維要素が、炭素、セラミック、ガラスまたはアラミドの中から選択される材料でできていることを特徴とする請求項２４から請求項３２までのいずれか一項に記載のプリフォーム。
【請求項３４】
プリフォームを構成する前記複数の繊維要素が複数の連続ストランドであることを特徴とする請求項２４から請求項３３までのいずれか一項に記載のプリフォーム。
【請求項３５】
プリフォームを構成する前記複数の繊維要素が、３０００本から２４０００本までのフィラメントのセットからなる複数の連続ストランドであることを特徴とする請求項２４から請求項３４までのいずれか一項に記載のプリフォーム。
【請求項３６】
異なる複数のシートが化学結合剤によって一体に結合されていることを特徴とする請求項２４から請求項３５までのいずれか一項に記載のプリフォーム。
【請求項３７】
請求項２４から請求項３６までのいずれか一項に記載のプリフォームと熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を結合することによって得られるコンポジット材料部品。
【請求項３８】
少なくとも１つの繊維要素を表面に配置するためのデバイスであって、複数の繊維要素（１１１〜１１ｎ）を表面（Ａ、Ｓ）に有し、また各繊維要素のための制御および前進手段（３０）と、付着に先立って各繊維要素の長手方向の幅を制御するための手段（２０、２６、３４）と、各繊維要素を所望の方向に付着させるための手段（３２）とを含む配置デバイス。
【請求項３９】
前記制御手段は、前記繊維要素のための幅が可変の通過セクションを備えた較正開口を定めていることを特徴とする請求項３８に記載の配置デバイス。
【請求項４０】
前記較正開口は、底が平担な長方形またはＵ字形であることを特徴とする請求項３９に記載の配置デバイス。
【請求項４１】
前記通過セクションの底が、前記繊維要素のための円筒状サポート台（２３、２７、３３）によって定められていることを特徴とする請求項３９または請求項４０に記載の配置デバイス。
【請求項４２】
前記較正開口の幅を連続的に変化させるための手段を有し、それによって前記繊維要素の幅が規則的に増加または減少させることを特徴とする請求項３９、請求項４０または請求項４１に記載の配置デバイス。
【請求項４３】
各繊維要素の幅を修正するための前記手段が、複数の繊維要素のための個別の案内手段と一体化されていることを特徴とする請求項３８から請求項４２までのいずれか一項に記載の配置デバイス。
【請求項４４】
各繊維要素の幅を制御するための前記手段が、円筒状サポート上の幅が可変で底が平担なスロートを有することを特徴とする請求項３８から請求項４３までのいずれか一項に記載の配置デバイス。
【請求項４５】
隣接する少なくとも２つの繊維要素の中央繊維の間の距離を修正するための手段を有し、それによって前記隣接する２つの繊維要素（１１１、１１２）の中央繊維（ｆ）の間のサポート表面（１、Ａ）で測定される距離（ｄ）を修正可能であることを特徴とする請求項３８から請求項４４までのいずれか一項に記載の配置デバイス。
【請求項４６】
各繊維要素（１１１〜１１ｎ）を案内する個別の手段（３１）を有すること、および前記隣接する２つの繊維要素の中央繊維の間の距離を修正するための前記手段が、各繊維要素を案内する前記個別の手段の間の距離を修正するための手段であることを特徴とする請求項４５に記載の配置デバイス。
【請求項４７】
各繊維要素の幅を制御するための前記手段が、
軸線Ωを備えた案内シリンダ（３３）であって、該シリンダ（３３）の周囲の少なくとも一部に設置された幅が可変の較正スロート（３４）を含み、能動部分（４０）と称される前記較正スロートの一部分が、前記繊維要素の幅の修正手段から前記繊維要素の出口で前記繊維要素に関連付けられている案内シリンダと、
軸線Ωに沿って前記案内シリンダを回転変位させるための手段（４１）であって、それによって前記較正スロートの、前記繊維要素と関連付けられた前記能動部分を形成している部分を修正することができる手段と
を有することを特徴とする請求項３８から請求項４６までのいずれか一項に記載の配置デバイス。
【請求項４８】
前記案内シリンダの前記能動部分の間の距離を修正するための手段を有することを特徴とする請求項４７に記載の配置デバイス。
【請求項４９】
複数の繊維要素のシートを収斂方向に沿って表面に付着させるための手段と、付着に先立って、前記収斂方向に減少する前記複数の繊維要素の幅を制御する手段とを有することを特徴とする請求項３８から請求項４８までのいずれか一項に記載の配置デバイス。
【請求項５０】
前記制御手段の上流側に、各繊維要素を、各繊維要素の幅の制御を保証する手段に対して位置決めする手段を有することを特徴とする請求項３８から請求項４９までのいずれか一項に記載の配置デバイス。
【請求項５１】
前記位置決め手段が、各繊維要素をその較正手段の上に心出しするための手段であることを特徴とする請求項５０に記載の配置デバイス。
【請求項５２】
前記位置決め手段が、回転コーム（５１）、または詳細には収斂する非平行歯を備えたコーム（６０）であることを特徴とする請求項５０または５１に記載の配置デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンポジット・プリフォームの技術分野に関するものである。本発明の対象は、少なくとも１つの繊維要素を配置するための方法、およびより詳細には、非平行な方向に延びる複数の異なる繊維要素を配置するための方法である。そのような方法は、少なくとも一部が環状または楕円形であるプリフォームを生成するのに特に適する。
【背景技術】
【０００２】
一方で１つまたは複数の繊維強化材を含有し、他方で熱可塑性樹脂基材または熱硬化性樹脂基材を含有したコンポジット部品またはコンポジット・アイテムの製造は、例えば樹脂トランスファ成形（ＲＴＭ）法、または樹脂注入プロセスＬＲＰ（液体樹脂注入）あるいはＲＦＩ（樹脂フィルム注入）を実行するプロセスによって達成される。このプロセスは２つの段階からなり、最初に繊維プリフォームが所望の最終アイテムの形状で製造され、次にこのプリフォームに熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂が含浸される。樹脂は一般に吸引によって吹き付けまたは注入され、次いで重合の後に樹脂を硬化させるため熱圧縮される。
【０００３】
プリフォームは、通常、例えばプリフォームに一定の凝集力を付与し、それによってその取り扱いを可能にするために、結合剤によって互いに連結された繊維要素からなる複数の重畳シートを含む。プリフォームに含まれる結合剤の量はごく微量であるが、複数の繊維要素はそれだけで互いに確実に結合する。次いで所望の部品を成形する時点で、その部品の製造に必要な樹脂が加えられる。これらの繊維要素は、それらを構成するフィラメントまたは繊維の数に応じて、ストランドまたはケーブルとすることができる。多くの場合、プリフォームは複数の重畳した一方向のシートから構成されており、これは、繊維要素が個々のシート内で互いに平行に伸張され、異なる一方向のシートが互いに他の方向に延びていることを意味している。
【０００４】
特に航空、航空宇宙、自動車の分野におけるアプリケーションでは、フレーム、ポートホール、リアクタ・ジェットあるいはインテークを構築する場合など、しばしば一部が環状、楕円形あるいは切頭錐であるプリフォームを使用することが必要である。複数の繊維シートを構成するこれらの強化繊維要素が機械部品の曲率線（通常、この線に沿って主応力が付与される）に対して適切に配向されていない場合、複数の一方向シートから構成されたプリフォームを使用してそのような部品を製造することにより、必ずしもそれらの使用に適してていない機械特性を備えた部品が生成されることになる。
【０００５】
湾曲した少なくとも１つの長手方向の生成線に追従する形状のそのようなプリフォームを製造して満足な機械特性を得るために、湾曲した生成線に平行ではない複数の繊維要素シート、例えば湾曲した生成線を明らかに横切って延びる複数の繊維要素シートを配置することが必要である。ボイドの量が最少の均質なカバリング（被層）を提供する複数のシートを製造することは極めて困難である。実際、放射状のシートがプリフォームの表面全体を覆っていない場合、得られる機械特性は満足なものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このコンテキストにおいて、本発明の目的の１つは、複数の繊維要素を配置するための新しい方法を提供することである。この方法によれば、特に不規則なホールまたはボイドが存在しない、表面が滑らかな複数のシートを生成することができる。詳細には、本発明によって環状または楕円形のプリフォームを形成する複数の非平行繊維要素の複数のシートを生成するための方法が提供され、ボイドまたは欠陥のないシートを得ることができる。
【０００７】
本発明の他の目的は、得られるプリフォームおよびコンポジット部品である。
【０００８】
本発明の他の目標は、そのような方法を実施するのに適したデバイスを提供することである。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、少なくとも１つの繊維要素を表面に配置するための方法であって、この繊維要素は表面に付着されて表面の少なくとも一部と結合し、付着された繊維要素の幅は長手方向に変化している方法において、この付着された繊維要素の幅が幅制御によって付着の上流側で修正されることを特徴とする方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
好ましい変形態様では、本発明による方法は、相互に排他的でない場合、以下に示す特徴のうちの１つまたは複数を含む。
（１）付着前に繊維要素は乾燥している。
（２）制御手段の上流で、繊維要素が制御手段に対して正確に配置される。
（３）繊維要素が制御手段に供給され、それにより制御手段上で心出しされる。
（４）制御手段によって通過セクションの範囲が定められる。この通過セクションは、可変幅繊維要素の場合、底が平担であることが好ましい。通常、通過セクションの底は、繊維要素のための円筒状サポート台によって画定される。
（５）複数の繊維要素が好ましくは同時に非平行方向に付着され、各繊維要素の幅の修正と、隣接する２つの繊維要素の間の距離の修正が関連付けられるように、前記複数の繊維要素の各々の幅が変えられる。
（６）複数の繊維要素の各々の幅を収斂方向に減少させながら、前記複数の繊維要素が好ましくは同時に収斂方向に付着される。複数の繊維要素の幅は、連続する２つの繊維要素の中央繊維を分かつ距離に比例して狭くなることが好ましい。本発明による方法の好ましい形態のこの変形実施態様によれば、各繊維要素の幅は、複数の繊維要素の中央繊維の間の距離の修正に比例して修正される。
（７）複数の繊維要素の中央繊維の間の距離が修正され、それによってサポート表面の少なくとも一部の曲率線の群に対して２５°と６５°の間の角度αを形成するように複数の繊維要素を付着させる。詳細には、複数の繊維要素が付着される表面は、湾曲した生成線に沿って長手方向に延び、長手方向の生成線（Ｌ）に対して交差するように複数の繊維要素が付着される。付着された繊維要素の各々が長手方向の生成線（Ｌ）との交点に全く同じ非ゼロ角を、好ましくは付着された複数の繊維要素が生成線に対して９０°、＋６０°、−６０°、＋４５°または−４５°の角度を形成する。とりわけこれらの変形態様により、それらを組み込んだ機械部品の等方性が向上する。
（８）複数の繊維要素が付着するため、表面に付着する２つの連続する繊維要素の間に空間またはボイドが存在しない。
（９）複数の繊維要素がそれらの長さ全体にわたって隣接セグメント（隣接線分）の形で付着される。複数の繊維要素が付着されてサポート表面で隣接している。これは、複数の繊維要素の各々が、隣接する１または複数の繊維要素と接触することを意味する。この変形実施態様により、付着された異なる複数の繊維要素間に隙間が存在することなくサポート表面を均質に覆うことができる。
（１０）複数の繊維要素が付着される表面の形状が環状である。
（１１）複数の繊維要素の材料が、炭素、セラミック、ガラスまたはアラミドの中から選択される。
（１２）複数の繊維要素が連続ストランドである。
（１３）複数の繊維要素が、３０００本ないし２４０００本のフィラメントのセットから構成される連続ストランドである。
（１４）複数の繊維要素が化学結合剤で表面に結合される。
【００１１】
本発明の他の目的は、異なる方向に延びる複数の繊維シートを重畳させるステップと、重畳させた複数のシートを一体に結合するステップとからなる段階を含むプリフォーム製造方法であって、複数のシートのうちの１つのシートの少なくとも一部が上で定義した方法によって製造されることを特徴とするプリフォーム製造方法に関する。
【００１２】
また本発明は、そのような方法を使用して適切に得ることができるプリフォームに関する。
【００１３】
また上記方法の好ましい変形態様は、本発明に添ったプリフォームにも適用される。
【００１４】
最後に、本発明は、繊維要素を操作および前進させるための手段と、繊維要素の長手方向の幅をその付着に先立って制御するための手段と、繊維要素を所望の方向に付着させるための手段とを含む、少なくとも１つの繊維要素を表面に配置するためのデバイスに関する。
【００１５】
以下、本発明について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１６】
本発明のコンテキストにおいては、繊維要素の幅が変化するため、表面が複雑な形状を有する場合であっても、繊維要素が付着する表面に適合したカバリングが得られる。繊維要素の幅は、繊維要素を、較正開口を定める制御手段の上または制御手段の中を通過させることによって得られる。繊維要素は、較正開口が繊維要素の通過セクションを、開口を通過する前の繊維要素の幅より広く定めたときに多少広がり、あるいはその逆の場合に多少圧縮される。繊維要素の切断はいかなる場合にも実行されない。この幅の変更は、乾燥した複数の繊維要素の幅５を修正するようになっている制御手段によって達成される。幅は、繊維要素の完全性を維持した状態、すなわち材料の損失を伴うことなく、フィラメントの数を一定にしたまま修正される。
【００１７】
本発明のコンテキストにおいては、複数の繊維要素のシートを得ることができ、そのカバレージの均質性は、付着される１または複数の繊維要素の幅を変化させることによって得られる。実際、特定の性能モードによれば、本発明は、複数の繊維要素が付着された表面の連続したカバレージを得るために、収斂方向に延びた隣接する複数の繊維要素の付着と、収斂方向に幅が狭くなった複数の繊維要素とを関係づけることを提案している。したがって、サポートの表面の少なくとも一部への付着作業の間に、隣接する２本の繊維要素の中央繊維の間のサポート表面で測定される距離が修正される。本発明に関しては、個々の繊維要素の中央繊維は、繊維要素の縁から等距離の、繊維要素に沿って延びる想像線に対応する。また中央繊維は、繊維要素の横方向の断面の等重心の軌跡として定義することも可能である。付着作業中における隣接する２本の繊維要素の中央繊維の間のこの距離の修正が、互いに平行ではないが制御された配向で繊維シート内に存在する複数の繊維要素の付着を可能にする。したがって付着された複数の繊維要素は、本発明による方法によって製造された繊維要素シートを組み込んだコンポジット材料部品に加えられることになる主応力の方向に対して完璧に配向されている。
【００１８】
本発明のコンテキストにおいては、繊維要素は、束の形態の複数のフィラメントまたは複数の繊維のセットから構成されたストランドまたはケーブルであることを理解されたい。したがって繊維要素はユニットであり、したがって複数のストランドまたは複数のケーブルのセットを有しているわけではない。従来、ケーブルの方がストランドよりも多くのフィラメントを有している。本発明による部品として使用される複数の繊維要素は、炭素、セラミック、ガラスまたはアラミドの中から選択される材料でできていることが好ましく、とりわけ炭素でできていることが好ましい。炭化ケイ素および耐火酸化物、例えばアルミナおよびジルコニアなどは有用なセラミックである。通常、ストランドには３０００本ないし８００００本のフィラメントが含まれており、最も有用なフィラメントの数は１２０００本ないし２４０００本である。炭素の場合、５００００（５０Ｋ）本を超えるフィラメントを備えた繊維要素は、一般に「ケーブル」と呼ばれて、「ストランド」は、最大２４０００（１２Ｋ）本のフィラメントを備えた繊維要素を意味する。したがってストランドとケーブルの間の区別は、とりわけそれらを構成する材料によって概して決まるため、ストランドとケーブルの間には明確な区別がないことは明らかである。とりわけ好ましい方法では、本発明のコンテキストの中で使用される繊維要素は、３本ないし２４Ｋ本の炭素ストランドである。構成する複数の繊維は、連続していなくても、クラックが入っていてもよいが、連続していることが好ましい。通常、これらの繊維要素の横方向の断面は平行六面体であり、したがって特定の幅および厚さを有しており、ほとんどの場合、ストランドまたはケーブルとして認定される。例えば３Ｋストランドの幅は、通常、１ｍｍないし３ｍｍであり、１２Ｋストランドの幅は、３ｍｍないし８ｍｍである。また２４Ｋストランドの幅は、５ｍｍないし１２ｍｍである。したがって３本ないし２４０００本のフィラメントのストランドの幅は、ほとんどの場合、１ｍｍないし１２ｍｍである。本発明のコンテキストの中で使用される繊維要素は乾燥しており、これは、繊維要素が、較正手段への搬送に先立って、好ましくは付着に先立って、いかなる結合剤によっても含浸されていないこと、被覆されていないこと、また結合剤と結合していないことを意味する。したがって繊維要素は、本質的にその重量の少なくとも９８％の複数のフィラメントからなる複数の繊維からなっており、標準潤滑重量比率は、繊維要素の重量の最大２％である。
【００１９】
この種の繊維要素は、通常、所与の幅のスプールとして販売される。繊維要素の幅は、いくつかの手段を利用して広くし、あるいは狭くすることができる。繊維要素の幅は、フィラメントを広くすることによって、もしくはそれらを円形のバーの上を移動させることによって、または振動技法によって広くすることができる。例えば、ＳＮＥＣＭＡおよび本出願人の名前の国際公開第９８／４４１８３号パンフレットを参照すると、ケーブルを広げるためのいくつかの技法が提案されている。また２つの壁の間に拘束されたストランドを移動させることによってその幅を狭くすることも可能である。同時付着の場合には、同時に付着する繊維要素の数と同じ数のスプールを使用する。
【００２０】
本発明に関しては、曲率線は、１または複数の繊維要素が付着する表面のラインであり、その測地的ねじれ率は零である。したがって経線および緯線によって形成される複数の曲率線の２つの群が回転面に対して存在し、また複数の（直角線）母線およびそれらの直交軌道である複数の曲率線の２つの群が可展面に対して存在する。本発明においては、第１の場合の緯線のメジアンおよび第２の場合の母線のメジアンは、長手方向の生成線と呼ばれる。
【００２１】
本発明のコンテキストにおいては、繊維要素がその長さに沿って移動するにつれて幅が一定ではない少なくとも１つの繊維要素が付着される。繊維要素が付着された表面でその繊維要素の幅が、その繊維要素の中央繊維に対して横方向に測定される。これは、例えば空洞が準備された表面に繊維要素を付着させなければならない場合、およびその空洞に繊維要素を付着させなければならない場合に有利である。
【００２２】
本発明による方法は、とりわけプリフォームの生成で実施されるのに適している。例えば自動車産業または航空産業では、湾曲した長手方向の生成線Ｌに沿って表面の少なくとも一部が延びるプリフォームであって、湾曲した長手方向の生成線に対して横方向に変位する間に長手方向の複数の曲率線の半径が一定の曲率半径ではないプリフォームを製造することがしばしば必要である。以下の説明においては、そのような表面を「湾曲表面」と呼ぶ。この「湾曲表面」は、例えば表面が少なくとも１つの環状部分、楕円形部分あるいは切頭錐部分を示す場合がそうである。表面Ｓの少なくとも一部が湾曲している特定のプリフォームを製造し、且つ満足な機械特性を得るための最も頻度の高い選択肢は、長手方向の生成線Ｌに対して非ゼロの角度に沿って延びる繊維要素１１１ないし１１ｎの少なくとも１枚のシート１０を付着させることである。本発明のコンテキストにおいて、繊維シートは、図１に略図で示すように、サポート１の表面Ｓの少なくとも一部が覆われるよう、１つまたは複数のパス（通路）に複数の繊維要素１１１ないし１１ｎを付着させることによってサポート１の上に製造される。環状表面の一部が示された図１に示す実施例の場合、繊維要素１１１ないし１１ｎは、長手方向の生成線Ｌに対して９０°の角度を形成していることが好ましいが、これらの繊維要素は、例えば６０°または４５°の角度を形成することも可能である。付着表面の長手方向の生成線Ｌが湾曲しているため、このラインＬと本質的に全く同じ角度で局部的に交差する繊維要素１１１ないし１１ｎはしたがって平行ではなく、図１に示すように、最も短い曲率半径Ｒａを示す表面部分に向かって収斂している。本発明のコンテキストにおいて、付着された繊維要素の幅は繊維要素の長さに沿って変化する。この変化は規則的な変化であることが好ましい。繊維要素１１１ないし１１ｎの幅のこの変化が、それらの中央繊維の間に存在する距離ｄの補償を可能にする。複数の繊維要素１１が付着し、したがって連続する２本の繊維要素の中央繊維ｆが収斂する。複数の繊維要素が幅ｌで付着される。この幅ｌは、複数の繊維要素が付着される表面Ｓに平行に延びており、且つストランドの長さに沿って収斂方向に広くなっている。プリフォームを構成する個々のシート内では、複数の繊維要素が互いに隣り合わせに付着され、それにより複数の繊維要素が付着された表面全体が覆われていることが好ましい。本発明のコンテキストの場合、隣接する繊維要素１１１ないし１１ｎは、連続する繊維要素間の間隔が可能な最小の間隔で隣り合わせに付着されていること、および／または可能な最小の重畳で付着されていることが好ましい。本発明による方法を使用することにより、得られるシートの表面を高度に規則的な表面に維持することができ、且つ材料の損失を制限することができる。
【００２３】
図１に示す実施例では、複数の繊維要素は横向きであり、生成線Ｌを直角に横切っている。より正確には、生成線Ｌの接線とそれらの交点で直交しているのは、繊維要素のラインすなわち中央繊維ｆである。図１に示すように環状プリフォームの場合、個々の繊維要素１１の中央繊維ｆとリングの半径は本質的に一致しており、したがってリングの中心Ｃを通って移動する。図に示す実施例の場合、曲率半径Ｒａの最も小さい表面部分から曲率半径Ｒｂの最も大きい表面部分への半径方向の変位の間に繊維要素１１の幅ｌは広くなる。また有用なことに、複数の繊維要素１１の幅ｌは、連続する２つの繊維要素の中央繊維ｆを隔てる距離ｄに比例して狭くなる。曲率半径Ｒｂに相当する環状表面の外縁部分では、この距離ｄｂは、内縁部分の距離ｄａより長い。覆う表面の完全なカバレージを保証するために、横方向の複数の繊維要素がそれらの長さ全体にわたって隣り合わせに隣接して付着されることが好ましい。
【００２４】
環状プリフォームの場合、横方向の複数の繊維要素１１が付着されるため、それらの中央繊維ｆは、環状表面に放射状に延びている。ストランドを所与の初期幅ｌで半径方向に沿って、内側の半径Ｒａ、外側の半径Ｒｂの円形表面に付着させるため、もしシートを均質にするなら、円周弧の長さ（「アルファ」×「ＲａからＲｂまで変化するＲ半径」）をストランドの幅で割ることによって円形表面に付着させるストランドの数（ｎｂｒＦ）が計算される。すなわち、
ｌ＝アルファ×Ｒ／ｎｂｒＦ
したがって、外径Ｒｂにおける付着を均質な状態に維持しなければならない場合、複数のストランドの幅ｌを曲率半径に正比例して変化させる。複数の繊維要素が環状表面に付着される場合、それらは図１に示すように、全く同じ寸法のセグメントとして出現していることが好ましい。
【００２５】
図に示す実施例のように環状表面の場合、複数の繊維要素の幅をすべての繊維要素に対して同じ方法で修正することができる。それ以外の場合は、異なる大きさおよび／または方向に従って個々の繊維要素毎にその幅を修正することができる。
【００２６】
繊維要素がスプールを残しているとき、繊維要素の幅を一定にすることができる。本発明のコンテキストにおいては、繊維要素の幅は、通常、繊維要素が表面に付着される前に修正される。したがって１または複数の繊維要素が表面に付着される前に、それらの長手方向の幅を変化させることができる手段を通してそれらを移動させることが必要である。これらの手段は、個々の繊維要素の幅修正手段として認定されており、あるいは個々の繊維要素の幅制御手段または幅較正手段として認定されている。較正手段は、付着中に修正される、繊維要素が通過して移動する較正開口すなわち空間を画定している。繊維要素は、この較正開口を介して供給され、通過セクションに沿って移動される。繊維要素は、繊維要素が通過して移動する通過セクションの底でサポートされる。繊維要素をこの較正開口を通して移動させることにより、通過セクションの幅を変更することによって繊維要素の幅を連続的に修正することができる。較正開口は、長方形またはＵ字形であることが好ましく、また底が平らであることが最も有用である可変幅通過セクションを有している。繊維要素の幅を広くし、あるいは狭くするために、プロセスを実行する間に、較正開口の底と平行に測定した幅が好ましくは連続的に修正される。
【００２７】
一定の変化が得られることが最も有用である。繊維要素通過セクションの底は、繊維要素のための円筒状サポート台によって画定されることが有用である。したがって通過セクションを横切る繊維要素の幅が通過セクションの幅より狭い場合、その運動を可能にする張力を加えることによって繊維要素を円筒状サポートの上で広げることができる。
【００２８】
図２は、本発明による、可変幅スロート２０の形態の制御手段の製造モードを示したものである。可変幅スロート２０の幅は、所望の繊維要素幅を関数として選択される。繊維要素に沿った幅は、円筒状エレメント２２の中に形成された周辺スロート２１を通して繊維要素を通過させることによって、付着に先立って変更することができ、それによって円筒状エレメントの周りのスロートの内側をシリンダの円周の半分にわたって変位することによって通過セクションの幅が値Ｅａから値Ｅｂまで広がり、そして他の半分にわたって変位することによって値Ｅｂから値Ｅａまで狭くなる。また円筒状エレメント２２に適用される回転を関数として、これらの２つの値の中間の値まで繊維要素の幅を変更することも可能である。繊維要素の幅を調整することができる手段２０を通過する前の繊維要素の幅は、例えば最大広がり値Ｅｂに対応している。
【００２９】
例えば図２に示すように厚さが可変の２枚の円板２４および２５によって範囲が定められた円筒状バー２３をデバイス２０に使用することができる。またスロートは、円筒状エレメントに直接機械加工することも可能である。この製造変形態様の場合、これらの円板は、繊維要素のための幅が可変の通過セクションを定めるスロートの壁を形成する。アセンブリ全体が円筒状エレメントの軸線の周りに回転する。次に、繊維要素が供給され、円筒状エレメントの軸線に直角に、平らな状態で到達する。これは、繊維要素が接線をなして円筒状バーに到達し、繊維要素の幅が円筒状バーと平行であることを意味する。繊維要素は、例えば回転する円筒状エレメントの周りを本質的に半回転または４分の１回転した後に現れる。円筒状エレメントの回転速度は、繊維要素が移動する速度を関数として調整される。したがって繊維要素が現れる際に、スロートの断面の幅で決まる幅で繊維要素の幅を連続的に変更することができる。通常、繊維要素は、所望の長さのセグメントを得るために、デバイス２０から現れた際に切断される。繊維要素を前進させる速度と前記円形バーの回転速度を同期させることにより、幅が値Ｅａから値Ｅｂまで規則的に広くなり、あるいは値Ｅｂから値Ｅａまで規則的に狭くなる所望の長さのストランド・セグメントを得ることができる。また、これらの２つの値に到達することなくＥａとＥｂの間で幅が変化する所望の長さのストランド・セグメントを得ることも可能である。
【００３０】
通常、図２に示すように、較正スロート２１は平らな底Ｆを有している。この幾何構造により、底が凸状のスロートの場合に生じるスロート底部の繊維要素のあらゆるすべりを回避することができる。底が平らなスロートを使用することにより、繊維要素の幅を完璧に制御することができ、且つストランドを正確に較正することができる。
【００３１】
可能なもう１つの較正手段は、図３に示す幅が可変の窓２６であり、繊維要素は、好ましくは窓２６の平面に直角に到達するように供給される。図３に示す窓は対称軸線Ａを有する。したがって平行移動により繊維要素および窓２６を対称軸線Ａに対して変位させることにより、ストランドの幅を修正すること、およびストランドが付着される間にその幅を変更することができる。繊維要素は、窓の上流側または下流側の円筒状サポート台２７（サポート・バーであってもよい）の上、または窓の直ぐ下流側のアプリケータ・シリンダの上にサポートされる。したがって対称軸線Ａに平行な平行移動によって円筒状サポート台２７と窓２６の間にも相対変位が生じる。この場合、円筒状サポート台によって較正開口の底が定められる。
【００３２】
較正手段は、得られた較正を保持するようにサポートに極めて近接して配置されることが有用である。この距離は、その運動によって決まる張力を受けている乾燥した繊維要素がその較正を失うことを防止するように決定され、詳細には、較正手段を出た後の繊維要素の収縮を防止するように決定される。
【００３３】
本発明の方法によれば、決定済みの較正を保証するために、較正手段に対する繊維要素の正確な位置決めの有用な変形態様が提供される。詳細には、較正開口の中心に到達するように繊維要素を位置決めすることができる。これは、繊維要素を位置決めする手段を使用して、繊維要素の中央繊維と較正開口の中心が一致するように繊維要素を較正開口に到達させることができることを意味する。より正確には、較正手段への繊維要素の進入ポイント部分の較正開口によって定められた繊維要素の通過セクションの二等分平面に中央繊維を整列させることが好ましい。
【００３４】
セグメントの形態であることがほとんどである複数の繊維要素を付着させなければならない場合、連続的または同時にセグメントを付着させることができる。シートを形成するために、複数の繊維要素が隣り合わせに付着される。これらのセグメントは、これらのセグメントが付着する表面全体を覆い、且つ図１に示す収斂方向に延びるように付着することが有用である。収斂方向に付着した複数の繊維要素の幅の変化によって、これらのセグメントを正確に縁から縁へ配置することができる。これらのセグメントは、同じ繊維要素あるいは異なる複数の繊維要素から得ることができる。本発明によれば、同時に付着される複数の繊維要素の中央繊維の間の距離を修正することにより、複数の繊維要素をサポート表面の性質に完璧に適合させることができる。同様に、本発明によれば、複数の繊維要素の幅を修正することにより、個々の繊維要素を構成する複数のフィラメントの配向をサポートの性質に完璧に適合させることができる。すなわち中央繊維間の距離を修正することによって複数の繊維要素の配向を制御することができ、一方、個々の繊維要素の幅を修正することによって、それらを構成する複数のストランドまたは複数のフィラメントの配向を制御することができる。
【００３５】
手動であれ、あるいは自動メカニズムによってであれ、適切な任意の方法で複数の繊維要素を付着させることができる。複数の繊維要素が付着され、また幅が広くなった（あるいは狭くなった）セグメントの形態に切断されることができる。一製造方法によれば、その長手方向の生成線に沿って連続的に変位する移動中の表面に複数の繊維要素のこれらのセグメントが供給され、付着される。また、この表面を固定し、自動メカニズムによって移動する付着デバイスによって変位を提供することも可能である。パス毎に単一の繊維要素を付着させ、あるいはパス毎に複数の繊維要素を同時に付着させることができる。表面が環状または楕円形である場合、付着表面のこの変位は、付着される複数のセグメントの幅に対応する回転速度で表面をその軸線の周りに回転させることによって得られる。
【００３６】
本発明の他の目的は、繊維要素を操作および前進させるための手段、繊維要素の幅をその長手方向に変化させることができる手段、および繊維要素を所望の方向に付着させるための手段を備えた、少なくとも１つの繊維要素を表面に配置するためのデバイスである。本発明によるデバイスを使用することにより、１つの繊維要素または複数の繊維要素を配置することができる。繊維要素を所望の方向に付着させるための手段は、繊維要素を案内するための手段、および繊維要素をサポート表面に適用するための手段を備える。すなわち、そのようなデバイスは、繊維要素を供給するための手段、繊維要素を案内するための手段、繊維要素を較正するための手段、および繊維要素をサポート表面に適用するための手段を備える。複数の繊維要素を同時に付着させる場合、繊維要素毎にこれらの手段が個別手段または集合手段の形態で存在することになる。
【００３７】
変形実施態様によれば、本発明によるデバイスは、較正開口を連続的に変化させ、それにより繊維要素の幅を規則的に広くし、あるいは狭くするための手段を備える。
【００３８】
本発明によれば、同時に付着させる場合、付着するすべての繊維要素の幅を同じ量だけ修正するように複数の繊維要素のための幅修正手段を適合させることができ、あるいは逆に、個々の繊維要素の幅を繊維要素毎におよび／または複数の繊維要素のグループ毎に、異なる量および／または異なる方向に個々に修正するように適合させることができる。
【００３９】
本発明の特徴の１つによれば、個々の繊維要素の幅を修正するための手段は、個々の繊維要素を案内する個々の手段に統合される。
【００４０】
本発明の他の特徴によれば、個々の繊維要素の幅を修正するための手段は、幅が可変の案内スロートを備える。本発明の好ましい実施態様によれば、個々の繊維要素の幅を修正するための手段は、
軸線Ωを備えた案内シリンダであって、案内シリンダの周囲の少なくとも一部に設置された、幅が可変の較正スロートを備え、能動部分と呼ばれる幅の一部分のみが、繊維要素のその幅修正手段からの出口で繊維要素と結合しる案内シリンダと、
軸線Ωに沿って案内シリンダを回転変位させるための手段であって、それにより較正スロートの、繊維要素と結合する能動部分を形成する部分を修正することができる手段と
を備える。
【００４１】
本発明によれば、複数の繊維要素を同時に付着させる場合、これらの繊維要素を案内するための手段は、異なる適切な方法で実施すること、およびこれらの繊維要素の案内を個別にあるいは集合的に保証することができる。
【００４２】
本発明による変形実施態様では、案内手段は、繊維要素毎に個別の案内手段および個別の較正手段を備える。有用な変形実施態様では、デバイスは、複数の繊維要素の中央繊維間の距離を修正するための手段をさらに備える。この手段は、個々の繊維要素の個別の案内手段の間の距離を修正するための手段であることが好ましい。
【００４３】
有用な変形態様によれば、案内手段は、少なくとも２つの隣接する繊維要素の中央繊維間の距離を修正するための手段を備えており、それにより隣接する２つの繊維要素の中央繊維の間のサポート表面で測定した距離を修正することができる。本発明によれば、複数の中央繊維間の距離を修正するための手段は、
複数の特定の繊維要素のみを参照して、これらの繊維要素の複数の中央繊維間の距離のうちの１つのみを修正することができ、あるいは好ましくは、
すべての繊維要素を参照し、複数の中央繊維間のすべての距離を修正することができる。
【００４４】
同様に、複数の中央繊維間の距離を修正するための手段は、すべての繊維要素を同じ値で修正することができるように適合させることができ、あるいは逆に、隣接する２つの繊維要素の中央繊維間の個々の距離を個々に修正することができるように適合させることができる。
【００４５】
上で定義した可変幅案内スロートを備え、且つ同時に付着する複数の繊維要素の中央繊維間の距離を修正することができるように複数の繊維要素を同時に付着させるためのデバイスを備えた好ましい実施態様では、本発明によるデバイスは、複数の繊維間の距離を修正するための手段として、案内シリンダの能動部分間の距離を修正する手段をさらに備える。
【００４６】
変形態様によれば、デバイスは、制御手段の上流側に、個々の繊維要素をその幅の制御を保証する手段に対して位置決めする手段を備える。詳細には、これらの位置決め手段は、個々の繊維要素をその較正手段上で心出しするための手段である。これらの心出し手段は、とりわけ回転コームまたは歯が非平行のコーム、とりわけ歯が収斂したコームからなっていてもよい。
【００４７】
他の変形態様によれば、本発明によるデバイスは、収斂方向に沿った表面に複数の繊維要素のシートを付着させる手段、および前記複数の繊維要素が付着される前にその幅を収斂方向に狭くするための制御手段を備える。
【００４８】
好ましい変形態様によれば、幅が可変の円筒状エレメント２２の上に形成された周辺スロート２１を備えた手段２０を使用して繊維要素の幅を変更することができ、詳細には円筒状エレメントの周りのスロートの内側をシリンダの円周の半分にわたって変位させてスロートの幅が値Ｅａから値Ｅｂまで広がり、次いでもう半分にわたって変位させて値Ｅｂから値Ｅａまで狭くなる。
【００４９】
この設備は、上で説明した、繊維要素の幅を調整することができる手段２０を介して繊維要素を供給および前進させるための手段を備える。そのような手段は、例えば２つの回転ローラの形態で提供することができ、回転ローラと回転ローラの間を繊維要素が手段２０の上流側で繊維要素の運動方向に移動する。また独立したセグメントあるいは不連続セグメントの形で複数の繊維要素を付着させることができるよう、デバイス２０の出口に繊維要素を切断するための手段を提供することも可能である。
【００５０】
付着手段は、当分野でよく知られる技法を使用して適切な任意の方法で実施することができる。
【００５１】
他の変形実施態様によれば、この設備は、付着表面または付着させる時点で繊維要素自体に結合剤を適用するための手段をさらに備えることができる。
【００５２】
この設備を使用して適用される、されないにかかわらず、設備は、使用する結合剤の性質に応じて、適切な任意の方法、例えば赤外線放射などの放射源によって実施することができる結合剤活性化手段をさらに備えることができる。
【００５３】
設備は、設備の様々な部分の制御および同期を保証する制御ユニットを備える。
【００５４】
本発明の他の特徴によれば、付着デバイスは、米国特許第４，６９９，６８３号または欧州特許第０５３５２６４号に記載されたような設備またはロボットを使用して動作するように設計される。そのために、デバイスは、複数の繊維要素を複雑な表面のサポートに１枚のシートとして付着させるための少なくとも運動自由度が５のロボット・アームまたはマシン・ツールに適合させるための手段を備える。
【００５５】
複数の繊維要素を同時に付着させることができることが有用であり、それにより個々の繊維要素を個別に配置する場合と比較して製造速度を著しく速くすることができる。
【００５６】
複数の繊維要素を同時に付着させるための異なるタイプのデバイスを使用することにより、複数の中央繊維間の距離の制御された修正と、複数の中央繊維の幅の制御された修正の両方が可能になる。好ましい実施態様では、図４〜８に示す付着デバイスは、繊維要素供給装置３０、繊維要素案内手段３１および複数の繊維要素を表面Ａに適用するための手段を備える。この実施例によれば、適用手段は、軸線Δを備えたアプリケータ・シリンダ３２を備える。アプリケータ・シリンダ３２は、軸線Δの周りを回転しながら移動し、サポートの表面Ａへの複数の繊維要素の適用および表面Ａへの押付けに先立って、これらの繊維要素を案内する。アプリケータ・ローラは、１または複数の繊維要素が付着される表面から十分な距離を隔てた位置に配置される。この距離は、本質的に繊維要素の幅に対応しており、したがって繊維要素の厚さ、延いては繊維要素の幅は修正されない。
【００５７】
複数の中央繊維間の距離および複数の繊維要素の幅を修正するための手段は、案内手段３１に統合されている。したがって図５に示すように、アプリケータ・シリンダ３２は、短い距離で配置されることが有用であり、好ましくは可能な限り案内手段３１の出口の近くに配置されることが有用である。アプリケータ・シリンダ３２を可能な限り案内手段３１の出口の近くに配置することにより、複数の繊維要素に加えられる張力の結果、案内手段から離れた乾燥した複数の繊維要素の収縮が防止される。同様に、案内手段は、付着ポイントに形成される、繊維要素の軌道と繊維要素が付着される表面の間の角度αが２０°未満になるようにサポート表面Ａに対して配置されることが好ましい。このように配置することにより、繊維要素の最も微弱なラッピングがアプリケータ・シリンダ３２に生成され、したがってストランドの再度の幅の広がりが回避される。ここでは、案内手段は、付着される繊維要素の数と同じ数の個別の案内手段３１を備えており、図に示す実施例では２つの案内手段３１を備えている。図７および図８により詳細に示すように、個別の案内手段の各々は、軸線Ωを備えたシリンダ３３を備える。シリンダ３３は、繊維要素を受け取り、且つ案内するためのスロート３４を備える。複数の繊維要素の中央繊維間の距離を修正し、延いては複数の中央繊維間の距離または複数のスロート３４の中間平面間の距離を修正することができるよう、シリンダ３３は、軸線Ωを備えたシャフト３５上をこのシャフトに沿って軸線方向に平行に移動するように適合されており、またこのシャフトに軸線方向の回転で固定される。シャフト３５は変位手段である。この場合、デバイスは、ベースが収斂する回転切頭シリンダの形態のカム３６を備えた個別の案内手段３１の間の距離を修正する手段を備える。カム３６は、軸線Ω’を備えたシャフト３７に取り付けられ、回転および平行移動の両方でシャフト３７に固定される。この場合、カム３６は、それぞればね３９によってカム３６のベース３８との接触を維持するシリンダ３３とシリンダ３３の間に挿入される。したがって図４と図６、または図７と図８の比較から分かるように、シャフト３７の軸線方向の回転と、それに伴うカム３６の軸線方向の回転により、複数の案内スロート３４の複数の中央繊維間の距離を修正することができる。
【００５８】
図７および図８により詳細に示すように、個々の繊維要素の幅を修正する手段は、この場合、較正スロートと呼ばれる、シリンダ３３の周囲の少なくとも一部に設置された個々の可変幅スロート３４によって形成される。スロート３４の、能動部分と呼ばれる、繊維要素と結合する部分４０を修正することができるように、デバイスは、案内シリンダ３３を軸線Ωに沿って回転変位させるための手段４１を備え、それにより較正スロートの、繊維要素に対して能動部分を形成する部分を修正することができる。したがってスロートの横方向の表面によって、複数のストランドまたは複数のフィラメントの束から構成される繊維要素に、より大きい拘束力、あるいはより小さい拘束力が付与され、それにより繊維要素の幅が調整される。この調整は、繊維要素もしくは繊維要素を構成する複数のストランドまたは複数のフィラメントの構造を変えることなく、あるいはそれらを劣化させることなく、一定の数のフィラメントに対して実行される。
【００５９】
図９に示すように、デバイスが動作して表面Ａに繊維シートを製造する間、パスは、挿入されたスペース４２によって、サポート表面で２つずつに分割された複数の繊維要素のグループを同時に付着させる。次のパスで、図１０に示すように、複数の繊維要素のグループが同時に付着され、先行する段階の間に付着された複数の繊維要素を分割するスペースにそれぞれ配置される。複数の繊維要素が互いに結合して優先的に付着され、それにより表面Ａ全体のカバレージが保証される。したがって本発明による付着方法を使用することにより、複数の繊維要素およびそれらの複数のフィラメントの配向、ならびに受け取る表面のカバレージ比率の両方を、一定の数の繊維要素および一定の数のフィラメントを使用して制御することができるように思われる。この実施態様の場合、本発明による方法には、
スペースを挿入することによってサポート表面で２つずつに分割される複数の繊維要素のグループを同時に付着させる段階と、
先行する段階の間に付着された複数の繊維要素を分割する挿入スペースにそれぞれ配置される複数の繊維要素のグループを同時に付着させる段階と
が含まれる。
【００６０】
デバイスは、個々の繊維要素が案内シリンダ３３の上を移動する際に、個々の繊維要素をスロート３４に対して心出しすることができるよう、案内手段の上流側の複数の繊維要素を位置決めする手段を備える。この位置決め手段により、案内手段３１の上流側の複数の繊維要素間の距離を修正し、またこの修正と案内手段３１の変位を協調させることができる。詳細には、隣接する２つの繊維要素の中央繊維間の距離変化ｄ’は、較正手段の変位に同期して修正される。図１１に示す実施例では、デバイス１は、図６に示すデバイスと類似しており、複数の繊維要素の移動方向に対して案内手段３１の上流側に、同時に付着される繊維要素１１１ないし１１ｎの数と少なくとも同じ数の歯５２を備えたコーム５１をさらに備える。コーム５１の歯５２は互いに平行であり、平面Ｐに含まれる。この場合、歯５２の各々は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、繊維要素のためのガイドおよび基準バーを形成する。複数の繊維要素の複数の中央繊維間の較正手段の上流側で測定した距離ｄ’の変化を許容するために、平面Ｐに平行で、且つ軸線Δに直角の軸線Δ’に沿ってコーム５１を回転移動させることができる。したがってコーム５１を回転させることにより、複数の繊維要素１１１ないし１１ｎの間の距離を修正することができる。この場合、繊維要素Ｅｎのためのガイドおよび基準バー歯５２の各々は、繊維要素が較正スロートの入口の中心に到達し、且つ繊維要素がコーム５１の出口と較正手段３４の入口の間で４分の１回転するように較正スロートに対して配置することができる。
【００６１】
本発明によれば、当然、複数の繊維要素の位置決め手段を他の方法で実施することが可能である。とりわけ次の文書、国際公開第８４／００３５１号パンフレット、欧州特許第０６８１９８１号、仏国特許第１５８４０５６号または仏国特許第２５７９９６４号を参照されたい。これらの文書には、回転コームまたは非平行歯を備えたコームのシステムが記述されている。
【００６２】
図１２は、図５に示すデバイスと類似したデバイスを示したもので、繊維要素供給装置３０と案内手段３１の間に配置された、歯が非平行のコーム６０をさらに備える。図１３は、複数の繊維要素Ｅ１ないしＥｎを複数の較正スロート３４に対して位置決めするための手段として機能するコーム６０の正面図である。
【００６３】
コーム６０は、同時に付着される複数の繊維要素Ｅ１ないしＥｎの数と少なくとも同じ数の歯６１を備える。歯６１は、複数の較正スロートの案内シリンダの軸線Ωと平行の平面Ｐに含まれており、同じ方向に収斂している。歯６１の各々は、繊維要素のためのガイドおよび基準バーを形成する。コームの有効性を保証するために、繊維要素の各々は、コームの平面に対して、および対応する歯を通るコームの平面に直角の平面に対して、コームの上流側の傾斜軌道を追従する。複数の繊維要素の中央繊維間の距離を修正することができるよう、複数の較正スロートの案内シリンダのΩに直角のΔ”方向に沿ったその平面に平行の平行移動でコーム６０を変位させる手段が提供される。図１３では、これらの変位手段６３は、ステップ電動機のピニオンによって駆動されるコームに固定されたラックを備える。したがってコームの位置を変更することにより、隣接する２本の繊維要素間の距離を変更し、且つこの距離を複数の較正スロート３４の位置に対して調整することができる。既に説明したように、コームの変位と複数の較正スロートの変位を同期させることができるため、個々の繊維要素を通過セクションの底に対して較正スロートの中心に到達させることができる。この場合、繊維要素Ｅｎのガイドおよび基準歯６１の各々は、繊維要素が較正スロートの中心に到達し、且つ繊維要素がコーム６０の出口と較正手段３４の入口の間で４分の１回転するように較正スロートに対して配置することができる。
【００６４】
他の変形実施態様によれば、上で説明したデバイスは、案内手段として、複数の繊維要素の幅ならびにそれらの繊維間距離を修正するための手段を備えた案内手段を備えることができる。図１４は、多重スロート・シリンダ７０の形態の案内手段を示したものである。このシリンダは、幅が可変の複数の非平行案内スロート７１を有する。スロート７０の数は、同時に付着する複数の繊維要素の数と少なくとも同じ数である。
【００６５】
詳細には、これらのスロートは収斂軌道を有し、それらの幅は、それらを分離している距離に比例して変化する。この場合、サポートへの適用に先立って個々の繊維要素がこれらのスロートの各々に供給され、案内される。多重スロート・シリンダ７０は、とりわけ図５および図１２に示す案内手段３１と置換することによって、複数の繊維要素を適用するための手段３２の上流側に配置される。この多重スロート・シリンダ７０をドライブシャフト７２の周りで回転させることにより、複数の繊維要素の繊維間の幅および距離が連続的に、且つ同時に変化する。
【００６６】
当然、図７、図８および図１４に示す較正手段上の複数の較正スロートは、図２に示すスロートに関連して上で説明したように、複数の繊維要素のための底が平らな通過セクションを有している。また繊維要素の入口および出口の動作も同じである。これは、個々の繊維要素が好ましいことには較正手段の入口に通過セクションに対して中心をなして到達し、且つ円筒状サポート台の上を半回転した後に出ていくことを意味する。較正手段の出口部分の通過セクションの幅によって、付着される繊維要素の幅が決まる。
【００６７】
プリフォームを製造する場合、幅が可変の複数の繊維要素からなるシートが、サポートすなわち成形表面か、あるいは先行する、例えば表面の長手方向の生成線に沿って延びた複数の繊維要素からなるシートのいずれかに付着される。通常、異なる方向に延びる複数の繊維要素の複数のシートが互いに結合される。これらのシートの各々は、異なる技法、例えば本出願人名義による仏国特許出願２８５３９１４号に記載された技法によって、これらのシートの各々が付着する表面に結合させることができる。
【００６８】
本発明によれば、複数の繊維要素の位置決めの安定性を保証するために、好ましいことには複数の繊維要素がサポート表面１に結合される。複数の繊維要素が付着される表面へのそれらの接着は、その表面に予め付着された化学結合剤によって達成することができ、あるいは複数の繊維要素が付着される際に、その付着と同時に化学結合剤を付着させることによって達成することができる。プリフォームの場合、通常、プリフォームの総重量（つまり複数の繊維要素＋化学結合剤）に対する化学結合剤の重量百分率は０．１％から２５％まで変化し、一般的には３％から１０％までである。したがって複数の繊維要素の重量は、プリフォームの総重量の９９．９％ないし７５％であり、好ましくは９７％ないし９０％である。その機能を発揮させるためには、場合によっては熱などによって結合剤を活性化させなければならない。有用な硬化剤は、接着剤もしくは熱可塑性または熱硬化性粉末あるいは樹脂である。
【００６９】
また湾曲した表面の一方の縁または両方の縁に沿って、例えばこれらの縁に置かれた接着条片を使用して熱接着によって繊維要素セグメント１１の末端を取り付けることも可能である。
【００７０】
また本発明による方法は、当然、シートの一部を製造するように実施することも可能である。例えば直線状の部分を含んだ卵形プリフォームの場合、湾曲した部分の横方向のシート部分を本発明による方法に従って製造し、一定の幅の複数の平行繊維要素を使用して直線状領域の部分を製造することができる。
【００７１】
本発明によるデバイスの実施態様の上記の様々な特徴、変形態様は、当然、それらが相互に排他的でない場合、互いに異なる組み合わせを使用して実施することができる。
【００７２】
本発明の他の目的は、異なる方向に延びる複数の繊維シートを重畳させるステップ、および重畳した複数のシートを一体に結合するステップからなる段階を含む、複数のシートのうちの１枚のシートの少なくとも一部が上で詳細に説明したように製造されるプリフォーム製造方法である。
【００７３】
通常、そのようなプリフォームにより、互いに本質的に平行で、且つ表面の長手方向の生成線に本質的に平行の複数の繊維要素の少なくとも１枚のシート、および図１に示す経線に平行ではない複数の繊維要素の少なくとも１枚のシートが提供される。そのようなプリフォームは、例えば、０°ストランド・シートと呼ばれる、概ね卵形の巻線（楕円形プリフォームの場合）または螺旋状に付着された円（環状プリフォームの場合）に沿って延びる複数の繊維要素３０１ないし３０ｎの第１のシート、および９０°ストランド・シートと呼ばれる、第１のシートの複数のストランドに対して交差する方向、例えば半径方向すなわち遠心方向に沿って延びる、既に説明したように幅が可変の複数の繊維要素の第２のシートを含むことができる。この場合、巻線または円に沿って延びる複数の繊維要素のもう１枚のシート、および所望の厚さおよび形状まで非平行の複数の繊維要素、例えば＋６０°、−６０°、＋４５°または４５°等々の繊維要素の新しいシートが得られる。好ましい態様によれば、本発明の目的は、ポートホールを製造するようになされた形状のプリフォームを得ることである。
【００７４】
本発明による方法については、次の２つの実施例によって説明することができる。
【００７５】
第１の実施例は、内側の半径が１３４ｍｍ、外側の半径が２１５ｍｍの環状ポートホール・プリフォーム上への１２Ｋ８００テックスの炭素ストランドの放射状付着に関する。スプールを離れる際のこれらの炭素ストランドの幅は５〜６ｍｍである。この場合、付着される複数のストランド・セグメントの幅は、プリフォームの内側から外側へ半径方向に移動する間に、２．４５ｍｍから３．９３ｍｍまで規則的に広くなり、重畳することなく、また隙間を生じることなく、ストランドとストランドの間に付着される。
【００７６】
第２の実施例は、内側の半径が１５００ｍｍ、外側の半径が１６００ｍｍの胴体ビームのためのプリフォーム上への１２Ｋ８００テックスの炭素ストランドの放射状付着に関する。この場合、付着される複数のストランド・セグメントの幅は、内側の半径である４．１３ｍｍから外側の半径である４．４１ｍｍまで規則的に広くなり、したがってストランドとストランドの間で重畳することも、隙間を生じることもない。
【００７７】
１２Ｋ８００テックスのストランドの代わりに２４Ｋ１６００テックスのストランドを使用して上記２つの実施例を反復する場合、すべてのストランドの幅の値が倍になる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明による方法の一実施態様モードを示す図である。
【図２】繊維要素の幅を制御するための本発明による手段の正面図である。
【図３】繊維要素の幅を制御するための本発明による手段の他の変形態様の正面図である。
【図４】本発明による、複数の繊維要素の距離の修正およびそれらの幅の修正を可能にする付着デバイスの一形態の正面図である。
【図５】図４に示す付着デバイスの右側面図である。
【図６】付着デバイスの他の動作フェーズを示す図４と同様の図である。
【図７】図４〜６に示した付着デバイスのコンポーネントである、複数の繊維要素を案内するための手段の構造を詳細に示す図である。
【図８】図４〜６に示した付着デバイスのコンポーネントである、複数の繊維要素を案内するための手段の構造を詳細に示す他の図である。
【図９】多重繊維要素の付着の有用な特性を示す図である。
【図１０】図９と同様の図である。
【図１１Ａ】図４および図６と同様の、本発明による、位置決め手段が統合されたデバイスを示す図である。
【図１１Ｂ】図４および図６と同様の、本発明による、位置決め手段が統合されたデバイスを示す他の図である。
【図１２】図６と同様の、本発明によるデバイスの他の変形態様を示す図である。
【図１３】較正手段に対する繊維要素位置決め手段の製造変形態様の正面図である。
【図１４】複数の繊維要素のための較正手段を製造するためのモードの斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
Ａ  対称軸線
Ａ  表面
Ｃ  リングの中心
ｄ  繊維要素の中央繊維の間の距離
ｄａ  中央繊維を分ける、環状表面の内縁部分の距離
ｄｂ  中央繊維を分ける、環状表面の外縁部分の距離
Ｅａ  通過セクションの幅の値
Ｅｂ  通過セクションの幅の値（最大広がり値）
Ｆ  較正スロートの平らな底
ｆ  中央繊維
Ｌ  生成線
ｌ  繊維要素の幅
Ｐ  平面
Ｒａ  最も小さい曲率半径（内側の半径）
Ｒｂ  最も大きい曲率半径（外側の半径、外径）
Ｓ  表面
α  繊維要素の軌道と繊維要素が付着する表面の間の角度
Ω、Ω’、Δ  軸線
Δ’  平面Ｐに平行で、且つ軸線Δに直角の軸
Δ”  較正スロートの案内シリンダのΩに直角の方向
１  サポート（サポート表面）
１  デバイス
１０  シート
１１、１１１〜１１ｎ、３０１、３０ｎ、Ｅ１〜Ｅｎ  繊維要素（繊維要素セグメント）
２０、３４  スロート（較正手段）
２１  周辺スロート（較正スロート）
２２  円筒状エレメント
２３  円筒状バー
２４、２５  円板
２６  窓
２７  円筒状サポート台
３０  繊維要素供給装置
３１  繊維要素案内手段
３２  アプリケータ・シリンダ
３３  シリンダ
３５、３７  シャフト
３６  カム
３８  カムのベース
３９  ばね
４０  スロートの、繊維要素と結合する部分
４１  案内シリンダを回転変位させるための手段
４２  スペース
５１、６０  コーム
５２、６１  歯
６３  変位手段
７０  多重スロート・シリンダ（スロート）
７１  非平行案内スロート
７２  ドライブシャフト
【図１】
2007063738.tif 000003
【図２】
2007063738.tif 000004
【図３】
2007063738.tif 000005
【図４】
2007063738.tif 000006
【図５】
2007063738.tif 000007
【図６】
2007063738.tif 000008
【図７】
2007063738.tif 000009
【図８】
2007063738.tif 000010
【図９】
2007063738.tif 000011
【図１０】
2007063738.tif 000012
【図１１Ａ】
2007063738.tif 000013
【図１１Ｂ】
2007063738.tif 000014
【図１２】
2007063738.tif 000015
【図１３】
2007063738.tif 000016
【図１４】
2007063738.tif 000017
【外国語明細書】
2007063738000001.pdf