(57)【要約】  複合板材を製造するための方法であって、層状構造が製造され、これは、互いに重なり、樹脂により含浸され、かつ、一対の分離シートの間に挿入される3つの3次元繊維を備える、方法。層状構造は加熱されたプレスによって圧縮され、これにより樹脂は均一に広がることができる。次いで、層状構造は、拡張することが可能となり、これにより3次元繊維の糸状部は、3次元繊維を形成する繊維シートの載置された平面に対して略垂直にそれら自体を伸張しかつ配置する。層状構造に含浸する樹脂の重合の後、層状構造はプレスから取り除かれ、分離シートが取り除かれ、こうして完成した板材が得られる。
2017512691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状複合構造を製造するための方法であって、
a)層状構造を製造するステップであって、
前記層状構造が、少なくとも下記の要素、すなわち、
前記層状構造の第1の側部を画定する少なくとも第1の繊維シート(6)と、
互いに重なり合って複数の糸状部(7-c)によって相互連結された2つの繊維シート(7-a、7-b)によって形成される第1の3次元繊維(7)であって、前記複数の糸状部(7-c)は、互いに平行する直線的な第1の方向に沿って延びて、前記第1の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第1の溝(10)を形成し、各第1の溝は、前記2つの繊維シートおよび対面する糸状部によって画成される、第1の3次元繊維(7)と、
互いに重なり合って複数の糸状部(11-c)によって相互連結された2つの繊維シート(11-a、11-b)によって形成される中間の第2の3次元繊維(11)であって、前記複数の糸状部(11-c)は、互いに平行する直線的な第2の方向(12)に沿って延びて、前記第2の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第2の溝(13)を形成し、各第2の溝は、前記2つの繊維シートおよび対面する糸状部によって画成される、中間の第2の3次元繊維(11)と、
互いに重なり合って複数の糸状部(15-c)によって相互連結された2つの繊維シート(15-a、15-b)によって形成される中間の第3の3次元繊維(15)であって、前記複数の糸状部(15-c)は、互いに平行する直線的な第3の方向(16)に沿って延びて、前記第3の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第3の溝(17)を形成し、各第3の溝は、前記2つの繊維シートおよび対面する糸状部によって画定される、中間の第3の3次元繊維(15)と、
前記層状構造の第2の側部を画定する少なくとも第2の繊維シート(20)と、
を備え、
前記第1の方向(8)および前記第3の方向(16)を互いに略平行にすることによって、互いに略平行に配置された前記第1の溝(10)および前記第3の溝(17)を形成し、前記第2の方向(12)を前記第1の方向(8)および前記第3の方向(16)に対して0ではない角度にすることによって、前記第1の溝(10)および前記第3の溝(15)に対して横方向に配置された前記第2の溝(13)を形成する、ステップと、
b)合成熱硬化性樹脂を用いて前記層状構造の前記要素の含浸を実行するステップと、
c)前記層状構造の様々な前記要素の間で樹脂が均一に分散されるように加熱されたプレスによって前記層状構造を圧縮するステップと、
d)前記第1の3次元繊維、前記第2の3次元繊維、および前記第3の3次元繊維の前記糸状部が前記3次元繊維を形成する前記繊維シートの載置された平面に対して略垂直にそれら自体を伸張して配置するように制御された方法で前記プレスを開いてあらかじめ圧縮された前記層状構造を拡張させるステップと、
e)前記層状構造に含浸する前記樹脂の重合を実行するステップと、
f)前記プレスから前記層状複合構造を引き出すステップと、を備えることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記層状構造が、前記樹脂に対して不浸透性の一対の分離シート(2、3)の間に配置され、前記一対の分離シート(2、3)が、前記ステップc)において前記プレスの対向する半型によって押圧され、前記方法が、
e)前記樹脂の硬化の完了の後、前記分離シートを前記層状構造から取り除くステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第2の方向(12)が、前記第1および第3の溝(10、15)に対して垂直に配置された第2の溝(13)を形成するように、前記第1および第3の方向(8、16)に対して90°の角度を形成する、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
請求項1から3のいずれか一項に記載の方法の前記ステップの1つによって製造された板材。
【請求項５】
硬化樹脂内へと組み込まれた層状構造により形成される板材であって、該板材が、樹脂によって共に相互連結された第1の繊維シート(6)、第1の3次元繊維(7)、中間の第2の3次元繊維(11)、第3の3次元繊維(15)、及び第2の繊維シート(20)を備え、
前記第1の繊維シート(6)は、硬化樹脂内に組み込まれかつ前記板材の第1の平らな側部を画定しており、
前記第1の3次元繊維(7)は、硬化樹脂内に組み込まれ、かつ、互いに重なり合って複数の硬化糸状部(7-c)によって相互連結された2つの繊維シート(7-a、7-b)によって形成されており、前記複数の硬化糸状部(7-c)は、互いに平行する直線的な第1の方向に沿って延びて、前記第1の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第1の溝(10)が形成され、各第1の溝は、前記2つの繊維シートおよび対面する硬化糸状部によって画成されており、
前記中間の第2の3次元繊維(11)は、硬化樹脂内に組み込まれ、かつ、互いに重なり合って複数の硬化糸状部(11-c)によって相互連結された2つの繊維シート(11-a、11-b)によって形成されており、前記複数の硬化糸状部(11-c)は、互いに平行する直線的な第2の方向に沿って延びて、前記第2の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第2の溝(13)が形成され、各第2の溝は、前記2つの繊維シートおよび対面する硬化糸状部によって画成されており、
前記第3の3次元繊維(15)は、硬化樹脂内に組み込まれ、かつ、互いに重なり合って複数の硬化糸状部(15-c)によって相互連結された2つの繊維シート(15-a、15-b)によって形成されており、前記複数の硬化糸状部(15-c)は、互いに平行する直線的な第3の方向に沿って延びて、前記第3の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第3の溝(17)を形成し、各第3の溝は、前記2つの繊維シートおよび対面する硬化糸状部によって画定されており、
前記第1の溝(10)および前記第3の溝(17)が互いに略平行に配置され、前記第2の溝(13)が前記第1の溝(10)および前記第3の溝(10、15)に対して横方向に、特に垂直に配置され、
前記第2の繊維シート(20)は、硬化樹脂内に組み込まれかつ前記板材の第2の平らな側部を画定する、板材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合板材を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許EP-B-0591324は、複合板材を製造するための方法を記載しており、ここで、3次元繊維は、互いに対面しかつ熱硬化性樹脂を用いて含浸手順を実行される複数の糸状部(filament)によって相互連結された2つの繊維シートによって形成される。一対の分離シートの間に挿入される繊維は、下部半型(half mold)と上部半型とを有する加熱されたプレス内に配置され、これは分離シートの間で3次元繊維の圧縮を得るように閉じられ、樹脂が完全に繊維に広がるのを可能とする。さらに、半型によって生成される熱は、樹脂重合工程の開始を助ける。次いで、半型は、繊維シートを取り除きかつ糸状部を伸張させるために開かれる。
【０００３】
樹脂重合工程の終わりにおいて、分離シートは取り除かれ、こうして単純な構造かつ減らされた重量の板材を得る。
【０００４】
しかしながら、前述の特許EP-B-0591324によって製造された板材は、板材自体の載置された平面に対して垂直に付与される大きな圧力に耐えることができず、このため、この板材は、人が歩行し得る表面を形成するために使用することができない(この板材は典型的には隔壁のために使用される)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第0591324号明細書
【特許文献２】欧州特許第0816258号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、特許EP-B-0591324に記載の板材を改善することであり、これによりその板材は人が歩行し得る表面を形成するためにも使用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的は、本発明によって実現され、これは、層状複合構造を製造するための方法であって、
a)少なくとも以下の要素を備える層状構造を製造するステップであって、
層状構造の第1の側部を画定する少なくとも第1の繊維シートと、
互いに重なり合って複数の糸状部によって相互連結された2つの繊維シートによって形成される第1の3次元繊維であって、複数の糸状部は、互いに平行する直線的な第1の方向に沿って延びて、第1の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第1の溝を形成し、各第1の溝は、2つの繊維シートおよび対面する糸状部によって画成される、第1の3次元繊維と、
互いに重なり合って複数の糸状部によって相互連結された2つの繊維シートによって形成される中間の第2の3次元繊維であって、複数の糸状部は、互いに平行する直線的な第2の方向に沿って延びて、第2の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第2の溝を形成し、各第2の溝は、2つの繊維シートおよび対面する糸状部によって画成される、中間の第2の3次元繊維と、
互いに重なり合って複数の糸状部によって相互連結された2つの繊維シートによって形成される中間の第3の3次元繊維であって、複数の糸状部は、互いに平行する直線的な第3の方向に沿って延びて、第3の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第3の溝を形成し、各第3の溝は、2つの繊維シートおよび対面する糸状部によって画定される、中間の第3の3次元繊維と、
層状構造の第2の側部を画定する少なくとも第2の繊維シートと
を備え、
第1の方向および第3の方向を互いに略平行にすることによって、互いに略平行に配置された第1の溝および第3の溝を形成し、第2の方向を第1の方向および第3の方向に対して0ではない角度にすることによって、第1の溝および第3の溝に対して横方向に配置された第2の溝を形成する、ステップと、
b)合成熱硬化性樹脂を用いて層状構造の要素の含浸を実行するステップと、
c)層状構造の様々な要素の間で樹脂が均一に分散されるように加熱されたプレスによって層状構造を圧縮するステップと、
d)第1、第2および第3の3次元繊維の糸状部が3次元繊維を形成する繊維シートの載置された平面に対して略垂直にそれら自体を伸張して配置するように制御された方法でプレスを開いてあらかじめ圧縮された層状構造を拡張させるステップと、
e)層状構造に含浸する樹脂の重合を実行するステップと、
f)プレスから層状複合構造を引き出すステップと、を備えることを特徴とする、方法に関する。
【０００８】
本発明はさらに、硬化樹脂内へと組み込まれた層状構造により形成される板材であって、板材が、樹脂によって共に相互連結された第1の繊維シート、第1の3次元繊維、中間の第2の3次元繊維、第3の3次元繊維、及び第2の繊維シートを備え、
第1の繊維シートは、硬化樹脂内に組み込まれかつ板材の第1の平らな側部を画定しており、
第1の3次元繊維は、硬化樹脂内に組み込まれ、かつ、互いに重なり合って複数の硬化糸状部によって相互連結された2つの繊維シートによって形成されており、複数の硬化糸状部は、互いに平行する直線的な第1の方向に沿って延びて、第1の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第1の溝が形成され、各第1の溝は、2つの繊維シートおよび対面する硬化糸状部によって画成されており、
中間の第2の3次元繊維は、硬化樹脂内に組み込まれ、かつ、互いに重なり合って複数の硬化糸状部によって相互連結された2つの繊維シートによって形成されており、複数の硬化糸状部は、互いに平行する直線的な第2の方向に沿って延びて、第2の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第2の溝が形成され、各第2の溝は、2つの繊維シートおよび対面する硬化糸状部によって画成されており、
第3の3次元繊維は、硬化樹脂内に組み込まれ、かつ、互いに重なり合って複数の硬化糸状部によって相互連結された2つの繊維シートによって形成されており、複数の硬化糸状部は、互いに平行する直線的な第3の方向に沿って延びて、第3の3次元繊維の内部の互いに平行する直線的な複数の第3の溝を形成し、各第3の溝は、2つの繊維シートおよび対面する硬化糸状部によって画定されており、
第1および第3の溝が互いに略平行に配置され、第2の溝が、第1および第3の溝に対して横方向に、特に垂直に配置され、
第2の繊維シートは、硬化樹脂内に組み込まれかつ板材の第2の平らな側部を画定する、板材に関する。
【０００９】
本発明は、ここで添付の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】複合板材を製造するための本発明によって使用される層状構造を示す。
【図２】本発明による方法によって製造された複合板材を斜視図で示す。
【図３】図1の板材の変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図1は、図2の板材を製造するための本発明による方法を概略的に示す。
【００１２】
本発明の方法は、平らな層状構造1を製造するために使用され、これは作用表面(図示せず)において作られ、その層状構造1自体を成す様々な要素は、重ねられる。作用表面は、(図示されない知られた形式の)装置も有し、これは、層状構造を成す様々な要素に液体の熱硬化性樹脂を注ぐように設計され、こうして層状構造1の含浸を実行する。
【００１３】
その形成および含浸の終わりに層状構造1は、一対の分離シート2、3の間に挿入され、これは、樹脂に対して不浸透性であり、好適にはマイラーで作られる。典型的にはシート2、3は、矩形の外周を有し、層状構造1より大きい。
【００１４】
分離シート2、3の間に挿入された層状構造1は、作用表面(図示せず)からプレス(図1に概略的かつ部分的に示される)へと運ばれ、これは、互いに対面しかつ制御された温度で加熱される平らな矩形表面を画定する、下部半型4および上部半型5を有する。
【００１５】
プレスは、完了ステップを実行し、その間、半型4、5が閉じられ、層状構造1の様々な要素の間で樹脂が均一に広がるのを可能とするように層状構造1が圧縮される。
【００１６】
以下でより詳細に説明されるように、プレスは、再度開かれ、これにより、層状構造1は拡張することができ、同時に、樹脂の進行性の重合の後、硬化される。
【００１７】
樹脂の重合の終わりに、層状構造はプレスから取り除かれ、次いで、分離シートが取り除かれ、こうして次に枯らしステップへと送られる板材を得、この間、樹脂の完全な架橋結合が実行される。
【００１８】
図1を参照すると、層状構造1は、底部から開始する順にリスト化された少なくとも以下の要素、
層状構造1の第1の下方側部を画定する(たとえばガラスファイバー製の)少なくとも第1の繊維シート6と、
互いに重なりかつ互いに対して平行でありかつ繊維シート7-a、7-bおよび対面する糸状部7-cによってそれぞれ区切られた3次元繊維7の第1の直線的内部溝10(溝は典型的には正方形断面を有する)を形成する互いに対して平行でありかつ互いから等しく離間された第1の直線方向8に沿って延びる複数の糸状部7-cによって相互連結された2つのガラスファイバー繊維シート7-a、7-bによって形成される、第1の3次元繊維7(知られた形式の3次元繊維は、欧州特許EP0816258号に記載される)と、
互いに重なりかつ互いに対して平行でありかつ繊維シート11-a、11-bおよび対面する糸状部11-cによってそれぞれ区切られた3次元繊維11の第2の直線的内部溝13(典型的には正方形断面)を形成する互いに対して平行でありかつ互いから等しく離間された第2の直線方向12に沿って延びる複数の糸状部11-cによって相互連結された2つのガラスファイバー繊維シート11-a、11-bによって形成される、第2の中間3次元繊維11と、
互いに重なりかつ互いに対して平行でありかつ繊維シート15-a、15-bおよび対面する糸状部15-cによってそれぞれ区切られた3次元繊維15の第3の直線的内部溝17を形成する互いに対して平行な第3の直線方向16に沿って延びる複数の糸状部15-cによって相互連結された2つのガラスファイバー繊維シート15-a、15-bによって形成される、第3の中間3次元繊維15と、を備え、
第1および第3の方向8、16が、互いに対して略平行に配置された第1および第3の溝10、17を形成するように互いに対して略平行であり、第2の方向12が、第1および第3の溝10、17に対して横方向に(典型的には垂直に)配置された第2の溝13を形成するように第1および第3の方向8、16に対して0ではない角度(典型的には90°の角度)を形成し、
少なくとも第2のガラスファイバー繊維シート20が、層状構造1の第2の上方側部を画定する。
【００１９】
要素は、互いに対して同一平面となるように作用表面において配置され、こうして平らな層状表面1を形成する。さらに、樹脂の層は、さらなる要素が重ねられる前にそれぞれの要素に注がれ、こうして、合成熱硬化性樹脂を用いて層状構造の要素の完全な含浸を実行することができ、これはガラスファイバー繊維シート20、15-a、15-b、11-a、11-b、7-a、7-bをコートし、糸状部15-c、11-cおよび7-cを浸らせる。
【００２０】
層状構造1は、次に下部半型4上の分離シート2と上部半型5上の対面する分離シート5とを配置するプレス内へと(通常作用表面の遷移移動により)移動される。
【００２１】
プレスは閉じられ、これにより層状構造が分離シート2、3の間で圧縮され、層状構造の様々な要素の間で樹脂が均一に広がり、こうして完全に糸状部7-c、11-cおよび15-cに含浸する。
【００２２】
プレスは数秒間閉じ続けられ、これにより樹脂重合工程が開始し、次いであらかじめ圧縮された層状構造の拡張を実行するために半型が互いに離れて動かされる。
【００２３】
このように、シート7-aおよび7-b、11-aおよび11-bならびに15-a、15-bは、互いから離れ、糸状部7-c、11-cおよび15-cは、それら自体を3次元繊維を形成する繊維シート7-aおよび7-b、11-aおよび11-bならびに15-a、15-bの載置する平面に対して略垂直に配置して真っ直ぐにされかつ伸張される。
【００２４】
層状構造は、層状構造1に含浸する樹脂がその重合を完了するまでさらに数秒間プレス内に残る。
【００２５】
樹脂によって硬化された層状構造は、プレスから取り除かれ、数時間置かれたままにされる。次いで分離シートが取り除かれ、こうして完成した板材を得る。
【００２６】
典型的には、板材は、その側部から余分な材料を取り除くことによって完成され、これにより矩形外周を有する。
【００２７】
このように得られた板材は、硬化樹脂内へと組み込まれた層状構造により形成され、少なくとも以下の要素、
硬化樹脂内に組み込まれかつ板材の第1の平らな側部を画定する、第1のガラスファイバー繊維シート6と、
硬化樹脂内に組み込まれ、かつ互いに重なりかつ互いに対して平行でありかつ繊維シートおよび対面する硬化された糸状部によってそれぞれ区切られた3次元繊維の第1の直線的内部溝10を形成する互いに対して平行な第1の直線方向に沿って延びる硬化された糸状部7-cによって相互連結された2つのガラスファイバー繊維シート7-a、7-bによって形成される、第1の3次元繊維7と、
硬化樹脂内に組み込まれ、かつ互いに重なりかつ互いに対して平行でありかつ繊維シートおよび対面する硬化された糸状部によってそれぞれ区切られた3次元繊維の第2の直線的内部溝13を形成する互いに対して平行な第2の直線方向に沿って延びる複数の硬化された糸状部11-cによって相互連結された2つのガラスファイバー繊維シート11-a、11-bによって形成される、第2の中間3次元繊維11と、
硬化樹脂内に組み込まれ、かつ互いに重なりかつ互いに対して平行でありかつ繊維シートおよび対面する硬化された糸状部によってそれぞれ区切られた3次元繊維の第3の直線的内部溝17を形成する互いに対して平行な第3の直線方向に沿って延びる複数の硬化された糸状部15-cによって相互連結された2つのガラスファイバー繊維シート(15-a、15-b)によって形成される、第3の3次元繊維15と、を備え、
第1および第3の溝10、17が互いに対して略平行に配置され、第2の溝13が、第1および第3の溝10、15に対して横方向に、(特に垂直に)配置され、
第2のガラスファイバー繊維シート20が硬化樹脂内に組み込まれかつ板材の第2の平らな側部を画定する。
【００２８】
上述された板材は、先行技術による板材と比較して一連の利点を有しており、
上述された板材は、極めて堅牢な構造を有し、これは、集中荷重に耐えることさえ可能であり、このため、板材は、たとえば列車または船の床を構築するのに有利に使用することができ、
板材は、板材が設置された部屋の加熱/冷却のため使用される流体(たとえば空気)を運び得る内側の空洞部(溝13)を画定し、これらの溝13は、板材の反対側から容易にアクセス可能ではなく、したがって、流体の安全な輸送を確実とする。
【００２９】
図3に示された本発明による変形例によれば、中間3次元繊維は、上述したものと異なることができ、すなわち、これは、互いに重なりかつ8字形糸状部相互連結ブリッジを形成する繊維シートの間で延びる複数の糸状部11-cによって相互連結された2つのガラスファイバー繊維シート11-a、11-bを備えることができる。
【００３０】
プレスの開放の後、糸状部11-cは、伸張し、典型的な8字形状とみなされる。したがって、中間3次元繊維は、加熱/冷却流体が循環する単一のチャンバを画定する(8字形要素が互いに離間されかつ隔壁を画定することができない)。
【符号の説明】
【００３１】
1  層状構造
2  分離シート
3  分離シート
4  半型
5  半型
6  第1の繊維シート
7  3次元繊維
7-a  繊維シート
7-b  繊維シート
7-c  糸状部
8  第1の直線方向
10  第1の直線的内部溝
11  3次元繊維
11-a  繊維シート
11-b  繊維シート
11-c  糸状部
12  第2の直線方向
13  第2の直線的内部溝
15  3次元繊維
15-a  繊維シート
15-b  繊維シート
15-c  糸状部
16  第3の直線方向
17  第3の直線的内部溝
20  繊維シート
【図１】
2017512691.tif 000003
【図２】
2017512691.tif 000004
【図３】
2017512691.tif 000005
【国際調査報告】
2017512691.tif 000006
2017512691.tif 000007