(57)【要約】【課題】複合成形体の製造方法、及びその方法により製造された複合成形体を提供する。【解決手段】数層のプリプレグを互いに重ね合わせて互いに接着結合し、加圧下および／または真空下で硬化する複合成形体の製造方法において、  互いに重ね合わせた前記プリプレグ層を気密シェルに導入し、シェルの内部を真空源に接続して排気し、炉内においてシェルと共に成形体を硬化する。このような方法および該方法により製造され得る複合成形体において、上述の不利益の少なくともいくつかを克服するために、前記シェルの前記排気の前に、前記シェルの内部に減摩剤を導入することを提案する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
数層のプリプレグを互いに重ね合わせて互いに接着結合し、加圧下および／または真空下において硬化する複合成形体の製造方法であって、
互いに重ね合わせた前記数層のプリプレグ層を気密シェル内に導入し、
前記シェルの内部を真空源と接続して排気し、
炉において前記シェルと共に前記成形体を硬化する方法において、
前記シェルの排気の前に、前記シェルの内部に減摩剤を導入することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記シェルとして、ＰＶＡフィルムチューブが用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記減摩剤として、粉末減摩剤、特にシリコーンおよびウレタン用の減摩剤が用いられることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１層の炭素繊維プリプレグ（Ｃ繊維プリプレグ）から成る層が用いられ、
（ａ）他の繊維材料から成る少なくとも１層の更なるプリプレグを少なくとも１層の前記Ｃ繊維プリプレグから成る層に貼り付けて接着結合し、
（ｂ）このように用意された成形部を前記気密シェルで包み、
（ｃ）前記減摩剤を前記シェルの内部に導入し、
（ｄ）前記シェルの内部を真空源と接続して排気し、
（ｅ）前記成形体を上昇した温度下において硬化し、
前記更なるプリプレグは、Ｃ繊維ではない繊維から主に成り、特に、鉱物繊維、天然繊維およびプラスチック繊維から成る群のいずれかの繊維を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記更なるプリプレグとして、高機能ポリエチレン（Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＨＰＰＥ）から成るプリプレグが用いられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
１層または複数層の前記Ｃ繊維プリプレグを互いに重ね合わせて、前記Ｃ繊維プリプレグの両側をそれぞれ前記Ｃ繊維プリプレグの輪郭よりも突出したＨＰＰＥプリプレグで覆い、これらの層を前記減摩剤が付与された前記シェルに導入することを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記更なる層のうち、前記Ｃ繊維層とは反対側の少なくとも１層の更なる層に、フィルム層または布材層を貼り付け、前記減摩剤及び前記プリプレグ層と共に前記シェルの内部に導入し、その後、前記シェルを排気することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
互いに重ね合わせたプリプレグから成る未硬化の前記成形体を有孔型に貼り付けて、前記型と共に前記気密シェルの内部に導入することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記型は、人体の一部分の鋳型、可撓性印象またはレプリカであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも前記成形体に面する側に前記減摩剤が付与されたフィルムを、前記型と前記成形体との間に挿入することを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
互いに接合された数層の予備含浸繊維（プリプレグ）から成る複合成形体であって、前記数層のプリプレグを互いに重ね合わせて互いに接着結合し、前記シェル内において排気し、その後前記シェル内で硬化した複合成形体において、前記成形体は請求項１〜１０のいずれかに記載の方法によって製造され、前記硬化中に前記シェルと接触する前記成形体の表面は、前記シェルの材料を全く含まないことを特徴とする複合成形体。
【請求項１２】
前記プリプレグ層のうち少なくとも１層は炭素繊維（Ｃ繊維）を少なくとも主として含み、少なくとも１層の更なる層は、Ｃ繊維ではない繊維から主に成り、特に、鉱物繊維、天然繊維およびプラスチック繊維から成る群のいずれかの繊維を含むことを特徴とする請求項１１に記載の複合成形体。
【請求項１３】
Ｃ繊維層と接触する前記更なる層は、ＨＰＰＥ（高機能ポリエチレン）繊維を主として含む、或いは、ＨＰＰＥ繊維のみを含むことを特徴とする請求項１２に記載の複合成形体。
【請求項１４】
少なくとも１層の前記Ｃ繊維層の輪郭は、完全に前記更なる層の輪郭の内側に位置することを特徴とする請求項１２または１３に記載の複合成形体。
【請求項１５】
少なくとも１層の前記Ｃ繊維層はその両側の各々が少なくとも１層の前記更なる層に覆われることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の複合成形体。
【請求項１６】
前記Ｃ繊維層の両側を覆う２層の更なる層は、前記Ｃ繊維層の輪郭の外側において、互いに直接接合されることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の複合成形体。
【請求項１７】
前記成形体の少なくとも一方側において、前記更なる層は、予備含浸されていない布材またはプラスチックフィルムの層で覆われることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載の複合成形体。
【請求項１８】
前記成形体は、少なくとも２層、好ましくは少なくとも３層の互いに重ねられたＣ繊維プリプレグ層を有することを特徴とする請求項１１〜１７のいずれかに記載の複合成形体。
【請求項１９】
互いに重なる前記Ｃ繊維層は、順次より小さい輪郭を有しており、各層はその直前の層の輪郭よりも突出しておらず、最も大きな輪郭を有する前記Ｃ繊維層が前記更なる層と接することを特徴とする請求項１１〜１８のいずれかに記載の複合成形体。
【請求項２０】
前記成形部は人工補綴物または整形具の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１１〜１９のいずれかに記載の複合成形体。
【請求項２１】
金属、他の材料、または、特に成形部から成る部材が、前記複合成形体に一体化されていることを特徴とする請求項１１〜２０のいずれかに記載の複合成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに重ね合わされ、加圧下または真空下において互いに接着結合され、その後、硬化された数層の予備含浸繊維（いわゆる「プリプレグ」）から成る複合成形体の製造方法であって、互いに重ね合わされた数層のプリプレグを気密シェルの内部に導入し、シェルの内部を真空源と接続して排気し、炉においてシェルと共に成形体を硬化する製造方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、当該方法により製造された複合成形体に関する。
【背景技術】
【０００３】
ところで、このような複合成形体は、一方では超高強度を他方では軽量を必要とする数多くの用途で知られている。特によく目にする例としては、最新世代の幅広の航空機の胴体や翼が挙げられるが、これに関連する技術は長きに渡り風力タービンや軽量航空機の製造および建設やその他の分野においてもまた使用されてきた。
【０００４】
複合成形体の特定の剛性と強度を有し且つ小型であることを要する用途において、主に炭素繊維（本開示では短縮して「Ｃ繊維」とも呼ぶ）を用いた複合材料が用いられている。例えば、今日、高機能の競技用の自転車のフレームのほとんどがこのような炭素複合物からなる。
【０００５】
Ｃ繊維プリプレグおよびそれから製造される複合成形体の用途において、整形外科分野はより重要な領域である。これは、上述の分野と同様に人工補綴物および整形具においても、強度、剛性、安定性、軽量性および少量性に関し非常に多くの同様に高い要求があるからである。
【０００６】
しかしながら、炭素繊維プリプレグおよびそれから製造される製品は短所もある。すなわち、炭素繊維プリプレグと他の種類の繊維プリプレグまたは複合材料とを組み合わせることは難しく、また、組み合わせるにはかなりの費用を要する。更に、炭素繊維プリプレグは一般的に黒色または濃い灰色であり、繊維材料の繊維構造や縞構造も視認できる恐れがあり、且つ、その表面には補助材料が付着し得る。そのため、その外観もまたその問題となる製品にとって必ずしも望ましいとは言えない。
【０００７】
炭素繊維から成る複合材料の製造においては、一般には、数層のプリプレグを互いに重ね合わせて接着結合した後に、（例えば、有孔型に配置した）これらの層を密閉フィルムで包み、その後真空排気し、続いて炉において約１１０度で焼成または硬化する。ここで、「接着結合」とは、他の接着剤を追加して塗布するということではない。より正確には、このような繊維に含浸されるマトリックス材はそれ相応の粘着性を有するため、プリプレグは単に互いに重ね合わされることにより接着結合する。
【０００８】
マトリックス材の一部が排気中および硬化中に流出しシェルに付着し、結果的に部分的にしわがよったり、巻きあがったりして、凹凸のある見栄えの悪い表面となることもある。
【０００９】
一般的に、マトリックス材は樹脂であり、特に合成樹脂もしくは熱硬化性樹脂、エラストマーもしくは熱可塑性材料であり、未硬化の状態であっても多少の粘着性を有している。そのため、マトリックス材は、互いに重ね合わされ共に加圧されたプリプレグを共に貼り合わせはするが、硬化後に一体成形体が形成されるように、これらのプリプレグを共に束ねて実用上分離しないようにするに過ぎない。
【００１０】
他の層、特にＣ繊維以外の繊維からなるプリプレグと、マトリックス材から成る適度に滑らかで綺麗な表面を持つＣ繊維プリプレグとの接着が望まれる場合には、理論的にはこれらの層の上に吸収層と保護層とを配置しなくてはならないが、そうすると炉内での硬化中に製品表面をもはや視認出来ず、補正作業の実施も出来なくなってしまう。これは、かなり多くの無駄な損失をもたらしかねず、その結果、このような製品は実際には市場には出回ってもいないし、知られてもいない。
【００１１】
用途の領域によっては、このような炭素複合物や複合成形体にラッカーやペイントを塗付することも可能であるが、これは追加的な作業工程を要し、最終製品の重量において不都合となる。更に、炭素繊維から成るプリプレグの加工は難しく、一般に、互いに重ね合わされ、互いに接着結合され、加圧または排気されて硬化した数層のＣ繊維プリプレグにより製造された最終炭素繊維製品は、概して、その周縁に鋭いエッジを有しており危害を及ぼし易い。更に、そこから個々の繊維片が抜け出すこともあり、接触や吸入により健康に被害を及ぼしかねない。Ｃ繊維複合材料のストレスや破断もまた鋭いエッジやほつれたエッジを生み出しかねず、非常に不快な危害を及ぼし得るものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
当該技術分野におけるこのような状況に鑑み、本発明の目的は、上記の短所のうち少なくともいくつかを克服した方法、およびその方法によって製造され得る複合成形体を開発することである。
【００１３】
好適な変形例においては、この目的は、一方でＣ繊維複合物の強度と剛性と弾力性を有しつつ、他方で、よりよい曲げ性状とより大きな破断伸びを示し、次工程でのコーティングやペインティング無しでほぼ希望通りに設計可能な魅力的な外面を有する複合成形体を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前者の方法に関し、その目的は、シェルの排気前に減摩剤（潤滑剤）をシェルの内部に導入することにより達成される。本発明者は、そのような減摩剤が、シェル内部での硬化後にさえ、明らかにシェルを成形体から傷や残滓を残すことなく剥離可能にすることを立証した。それにより、成形体からシェルの材料が取り除かれ、その表面は、シェルの下の最外層のプリプレグまたは別の外側コーティングと、該最外層またはコーティングに浸透し硬化したマトリックス材とからなる表面によってのみ決定付けられる。
【００１５】
使用される減摩剤は、硬化中に１００〜１２０度に上昇する温度において、プリプレグのマトリックス材に結合しないものが選択されるべきであることを理解されたい。
【００１６】
特定の変形例においては、少なくとも１層の更なる外側プリプレグ層が備えられ、当該外側プリプレグ層は、Ｃ繊維ではない繊維から主に成り、特に鉱物繊維、天然繊維およびプラスチック繊維から成る群から選択される繊維から成る。
【００１７】
この種の繊維は、その幾種類かはＣ繊維から成る複合成形体ほど高い曲げ抵抗を有する複合成形体をもたらすことはないものの、ほとんど全てが炭素繊維よりもより良い破断伸び性状を有している。更なるプリプレグ層は含浸したＣ繊維を含まず、好ましくはその一方側において単にＣ繊維層に接しているのみである。実際、これは、１層または複数層のＣ繊維層に対し、そのいずれの場合にせよ、更なる層が外側層を形成することを意味するが、この更なる層の外側に、Ｃ繊維を含まず、且つ、場合によっては予備含浸さえしていない１層または複数層の追加層を貼り付けることを排除するものではない。Ｃ繊維を含まないこのような材料の利点は、加工中に、特に研削中において、健康に被害を及ぼすと分類される炭素繊維クズが外側層からは発生しないことである。
【００１８】
原則的に、Ｃ繊維を含まない１層または複数の層をＣ繊維層間に更に埋め込むことも可能である。同様に、例えば金属、プラスチックまたは特に成形体等の他の材料から成る部材を、複合成形体内のＣ繊維層間もしくはＣ繊維層とＣ繊維を含まないプリプレグとの間に埋め込むことも可能である。複合成形体に一体化されたそのような部材は、複合材料の層間に完全に包まれていても良いし、１箇所または複数箇所において複合成形体から露出していてもよい。
【００１９】
これまで、Ｃ繊維から成るプリプレグと他の繊維から成るプリプレグとを、しわや気泡を生成することなく、且つ、外側シェルに付着することなく接合して、層間の均一な面接触を確保するにはかなりの問題があった。そのため、そのような成形体はこれまで知られていない。
【００２０】
この問題は、本発明により以下に記載の複合成形体の製造方法を用いて解決される。前記複合成形体の製造方法は、数層のプリプレグを重ね合わせて、互いに接着結合し、加圧下または真空下で硬化することを含み、少なくとも１層のＣ繊維プリプレグを用いる。更に、本発明によると、上述の種類の他の繊維材料から成る少なくとも１層の更なるプリプレグ層を前記少なくとも１層のＣ層に貼り付けて接着結合し、このように用意された成形部を気密シェルに入れる。また、減摩剤をシェルの内部に導入しておくか、或いは、該成形部を入れる前にシェルの内部に導入しておく。シェルの内部を既知の方法により真空源と接続して排気する。その後、成形体をシェルの内部において加熱温度で数時間硬化する。
【００２１】
導入される減摩剤と協働して柔軟な気密シェルは、その排気中、それぞれがシェルと接触しているコーティング上をスライドすることができ、その結果、更なる層とＣ層との間にしわの無い接合形成を確保する。とりわけ、減摩剤は、その後、一般的にプラスチックフィルムから成るシェルを、互いに接着結合して硬化した成形部の最上層のコーティングから容易に且つ確実に剥離可能とする。
【００２２】
このようにして、複合成形部の硬化したマトリックスまたは結合部材は、滑らかな表面コーティングを形成する。特に、布地材料から成る外側コーティングに更なるコーティングを施すことも可能であり、該外側コーティングは、それ自体は予備含浸なしで付され、硬化工程においてポンプで真空排気がなされたマトリックス材で飽和される。そして、そのような布地コーティングは成形部の外側の見た目を決定付けると同時に、マトリックス材で飽和しており複合成形体の一体化した部材となる。
【００２３】
異なる層に関する限り有孔型に貼り付けることも可能である。これにより、成形体を型に支えられた方の側から真空にさらすことも可能となる。このような変形例においては、減摩剤にて処理されたフィルムを型と成形体との間に配置することが有利となり得る。
【００２４】
本発明の好適な実施形態においては、Ｃ繊維層と接触する更なる層は高機能ポリエチレン（Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＨＰＰＥ）から成る繊維を主に含むものや、当該繊維のみを含むものである。このようなポリエチレン繊維は、ロイヤルＤＳＭ  Ｎ．Ｖ．社により商品名「ダイニーマ」として製造販売されている。
【００２５】
これに対応するプリプレグもまた「ダイニーマプリプレグ」として知られている。
【００２６】
更に、本発明の好適な実施形態における複合成形体の内部では、例えば、成形部にて異なる剛性や弾力性を有する異なる領域や部分を生み出すように、数層のＣ繊維層は輪郭が順次より小さくなる順で重ね合わされている。詳細には、輪郭のより小さい層がその直前に配置された輪郭のより大きな層からはみ出さないようにＣ繊維層は互いに配置されている。最後に、Ｃ繊維を含まない更なる層が配置される。この更なる層は全てのＣ繊維層よりも大きな輪郭を持ち、全てのＣ繊維層を覆う。
【００２７】
本発明の好適な実施形態において、前記少なくとも１層のＣ繊維層またはこれと同等な数層のＣ繊維層から成る積層体は、いずれも更なる層に両外側の各々を覆われる。これらの更なる層の輪郭は実質的に同じで全てのＣ繊維層よりも大きい。このため、更なる層は全周囲に渡ってＣ繊維層から突出しており、突出している外側周縁に沿って互いに直接接触している。このように、２層の更なる層にＣ繊維層は完全に包まれる。例えばＨＰＰＥをこれらの外側層の繊維材料として用いた場合には、ＨＰＰＥ繊維は、引張強度が非常に高いにも関わらずむしろ布繊維のようにふるまうため、危害を及ぼす恐れのある鋭い外側エッジが形成されることもなければ、微小の繊維片が放出されることもない。
【００２８】
更に、本好適な変形例においては、エッジが研削されたとしても、炭素複合材から成る成形部の研削中に吸引や肌との接触に対する特別の保護対策が必要となる炭素繊維クズが発生しない。
【００２９】
このように形成された複合成形体は、その両外側のそれぞれが例えばＨＰＰＥ繊維から成る更なる層により形成され、数層の内部層がＣ繊維プリプレグにより構成されており、同様のＣ層のみから製造された複合成形体と実質的に同じ剛性と曲げ強度を有する。しかしながら、同時に、この成形体は、破断伸び性状が著しく良いため、より大きな曲げ力が作用した場合にも破断せずにより強く折り曲げ可能である。また、特に更なる層の繊維がＨＰＰＥから成る場合、更なる層の繊維はより破断し難く、たとえ成形体が破断したとしても、まず第一に内部のＣ繊維層が破断するのみで、Ｃ繊維層は更なる層に包まれたままの状態となる。
【００３０】
更に、更なる層はまた追加層に覆われていてもよい。この追加層は、必ずしも予備含浸プリプレグ材でなくてもよく、例えば薄フィルム層や薄布層でもよい。このような追加層は、上述の更なる層をＣ繊維上に配置するのと同じ方法で複合成形体上に配置され、減摩剤付きの柔軟シェルに同様に配置される。そして、シェルが排気されそのパッケージ全体が硬化する。こうして、その結果、追加層もその下の更なる層に確実に接合される。この硬化はまた必要に応じて数段階に渡って実施されてもよい。
【００３１】
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムチューブが、このような成形体のためのシェルとして好適に使用される。
【００３２】
使用される減摩剤は、好ましくは粉末減摩剤であり、特に、シリコーンやウレタン用に提供されている減摩剤、例えば、ドゥーダーシュタットＤ３７１１５に所在のオットーボック社からシリコーンやウレタン用の特殊粉末減摩剤として入手可能である減摩剤等である。
【００３３】
本発明は、例えば下腿等の人体の四肢を代替または支持可能であり、人の体重に耐えられるようにそれ自体で安定した成形体を製造することが可能であるため、追加的な支持構造を持たない人工補綴物や整形具の製造に特によく適している。なお、当該人工補綴物部材や整形具部材は必要に応じて追加的な連結要素等もまた備え得ることを理解されたい。本発明に係る複合成形体は、次工程でのペインティングやコーティングなしで所望の色または所望のパターンを有する外側層を備えて直接製造可能であり、人工補綴物や整形具での使用において決定的に有利である。外側層は、例えば、皮膚色や皮膚構造を再現し、複合成形体の一体化した部材となる布地層またはフィルム層であり、そのようなフィルム層は好ましくは有孔なものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の更なる利点、特徴および利用可能性が実施形態例の全記載および添付の図面により明らかとなる。
【００３５】
以下に記載の実施形態例において、整形外科用足底部の製造について述べる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】整形外科用足底部を模式的に示す上面図である。
【図２】図１に記載の足底部を構成し得るプリプレグの層順序を模式的に示す。
【図３】排気および硬化前の減摩剤付きシェル内の型に配置した同様の足底部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、足底部１０を模式的に示す上面図である。足底部１０は、例えば、整形外科用の靴の中敷きであってもよいし、人工補綴物もしくは整形具の一部であってもよい。足底部１０は、適切な連結部材を介して下腿カフに連結され得るものであり、必要であれば一体型延長器にも連結され得る。
【００３８】
ここに示す実施形態例においては、足底部１０は数層のプリプレグから成る。具体的には、第１のダイニーマプリプレグ２と数層のＣ繊維プリプレグ１ａ〜１ｅから成り、これらの輪郭は順次その直前に貼り付けられたプリプレグよりも小さくなっている。まず、Ｃ繊維プリプレグ１ａはダイニーマプリプレグ２に貼り付けられる。Ｃ繊維プリプレグ１ａの周縁を取り巻く輪郭は、プリプレグ２の縁よりもわずかに小さく、プリプレグ２の縁に対して内側に位置する。更にプリプレグ１ｂ、１ｃおよび１ｄが、プリプレグ１ａに貼り付けられ、互いに順番に貼り付けられる。プリプレグ１ｂ、１ｃおよび１ｄは、足底の後部または下部においてはプリプレグ１ａと同じ輪郭を有する一方、足底の上部においては、より短くなるように形成されている。その結果、最終成形部はその前部においてより薄くなっており、その故により高い弾力性および柔軟性を有している。最後に、更なるＣ繊維プリプレグ１ｅは上述の複数のプリプレグよりも更に小さい輪郭を有しており、足底部１０の後ろ中央部を強化している。
【００３９】
図１には図示していないが、更なるプリプレグ２’がＣ繊維層１ａ〜１ｅの上に貼り付けられている。プリプレグ２’はプリプレグ２と形と大きさが同じで、その外側の突出端が互いに接着結合されて接合されている。プリプレグ２’は、図２においては図示されている。
【００４０】
図２は、コーティングの順番、つまり、プリプレグ層２、１ａ〜１ｅおよび２’の順番を単に概略示しており、足底部１０の踵側からつま先への長手方向部分を、高さをかなり誇張して図示したものに相当する。足底部１０は実際には厚さがほんの１〜２ｍｍであるが、本発明に係る成形部の厚さは約０．１ｍｍから数センチメートルまでの広範囲において変更可能である。
【００４１】
図３は、本発明に係る同様の複合成形体１０を生成する方法の変形例を図示する。この場合、図１および図２に図示したものと同じまたは同様の層順序で形成された複合成形体１０が積層状態で型３に貼り付けられ、この型に適合されている。この型は、例えば、実物そっくりの人体部分の鋳型であってもよい。なお、ここでも、成形部１０は、また実際の長さに対する厚さよりもかなり厚く示されている。
【００４２】
個々のプリプレグ層は、まず、平坦な表面上において互いに重ね合わせられ接着結合され、その後、型表面において加圧または成形されてもよいし、あるいは、型や先に付されたコーティングまたはプリプレグ層の上に直接貼り合わせられてもよい。変形例においては、減摩剤が塗付されたフィルム７をまず最初に型３と成形体１０との間に挿入しておいてもよい。このフィルム７は、その一方の側が型３に対し接着結合可能であり、成形部１０に対向する側に減摩剤コーティングを有する。減摩剤は、整形外科においてシリコーン部品やウレタン部品に使用されるような粉末減摩剤が好ましく、例えば、ドゥーダーシュタットのオットーボック社から入手可能である。
【００４３】
いずれの場合にせよ、成形部１０は、型３付きもしくは型３無しの状態で、外側の気密シェル４に導入される。このとき、単に微小ドットの形状で模式的に示されている粉末減摩剤５がシェルの内部に前もって導入されている。
【００４４】
外側シェルの内面を減摩剤５で十分に覆うには、成形部１０のサイズにもよるが数分の１グラム、または、１グラム以上の粉末減摩剤で十分である。外側シェルはＰＶＡチューブであることが好ましく、その上端はクリップまたは耐熱留め具を用いて気密に連結されている。
【００４５】
その下端において、好適にはＰＶＡ材料から成るシェル４は、ポンプ６の吸気ノズル８に気密に連結されている。ポンプ６により、シェル４内は数分から最大で例えば１時間の間、排気され、その間に、過剰なマトリックス材が成形体より流出する。シェル全体は、好適には吸気ノズル８が接続されポンプによる排気を維持したままで、加熱炉に導入される。加熱炉は、例えば１００〜１２０度の温度でシェル４およびシェル４が含むすべての部分を加熱し、使用されたプリプレグのマトリックス材を成形体から更に流出させて、例えば型に吸収させる。一方、残りのマトリックス材は硬化して、全てのプリプレグ層を互いに分離不能に接合し、一体成形体を形成する。
【００４６】
硬化処理は数時間かかることもあるが、その間、ＰＶＡシェルを用いることで、成形部１０の表面を観察することが可能となり、もし何らかの凹凸が形成された場合にはマトリックス材をより均一に配分するためや、凹凸を滑らかにするために介入することも必要に応じて可能である。
【００４７】
そして、このような成形体１０の外観は、両外側のプリプレグ層の外観により大きく左右され、図１および図２の実施形態の場合、当該ダイニーマプリプレグにより決まる。しかしながら、任意で、硬化前にダイニーマプリプレグに布地材料の層を貼り合わせておいてもよい。この布地材料の層は、硬化中に流出したマトリックス材の少なくとも一部を吸収して含浸し、複合成形体の一体化した部材となる。また、任意で、成形体１０の硬化後に続いて、このような布地コーティングを施し成形体１０を再度加熱してもよいし、或いは、外側の布地コーティングと成形部とを確実に接合するために同様の未硬化のマトリックスコーティングを成形部に施してもよく、これら両方を行ってもよい。
【００４８】
ここで、再度言及するが、減摩剤５が付与されたシェルが使用されており、上部の布地コーティングを含む成形部の貼り付けと硬化後に、減摩剤５により成形部からシェル４を容易に剥離し取り外すことが改めて可能となる。特にこのような型３が必要ない場合には、成形部はその両側に同様の布地層を付与されていてもよい。
【００４９】
従って、本発明に係る減摩剤の使用は、最多種の繊維のプリプレグおよびそれらの組み合わせから成り、以下の特徴を持つ複合成形体の製造を可能とする。すなわち、当該複合成形体は、その製造方法において排気中および硬化中に必要であるシェル材料が成形部に付着すること無く、滑らかで綺麗な表面を有しており、該成形部の機械的特性は広範囲に渡り変更および改善することが可能であり、その表面の外観はどのようなものでもほぼ要望通りに設計可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ａ〜１ｅ  Ｃ繊維プリプレグ
２  ダイニーマプリプレグ
２’更なるプリプレグ
３  型
４  気密シェル
５  粉末減摩剤
６  ポンプ
７  フィルム
８  吸気ノズル
１０  足底部、複合成形体、成形部
【図１】
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【図２】
2016531773.tif 000004
【図３】
2016531773.tif 000005
【国際調査報告】
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2016531773.tif 000008
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