(57)【要約】  本発明は、連続繊維でできた繊維材料と少なくとも１種の熱可塑性ポリマーマトリックスとを含む予備含浸繊維材料の製造方法であって、前記予備含浸繊維材料が単一の一方向リボン又は複数の一方向平行リボンで作製されること、及び、前記方法が、粉末形態の熱可塑性ポリマーの前記少なくとも１種のマトリックスによる、ロービング又はいくつかの平行ロービングの形態の前記繊維材料の、特にコアでの均質な含浸ステップを含むことを特徴とし、前記含浸ステップは、前記繊維材料に対して、槽内の１つ以上のノズル又は１つ以上の乾燥噴霧ガンを用いて前記粉末を噴霧することにより行われ；前記繊維材料中の前記少なくとも１種の熱可塑性ポリマーマトリックスの比率の制御は、任意の帯電におけるいかなる静電工程も除外して、前記繊維材料に対する前記ノズル又は前記ガンによる前記粉末の流量を制御することにより行われる、製造方法に関する。
2020501951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続繊維でできた繊維材料と少なくとも１種の熱可塑性ポリマーマトリックスとを含む予備含浸繊維材料の製造方法であって、前記予備含浸繊維材料が単一の一方向リボン又は複数の一方向平行リボンで作製され、前記方法が、粉末形態の熱可塑性ポリマーの前記少なくとも１種のマトリックスによる、ロービング（８１ａ）又はいくつかの平行ロービングの形態の前記繊維材料の、特にコアでの均質な含浸ステップを含み、前記含浸ステップが、前記繊維材料に対して、槽（２０）内の１つ以上のノズル又は１つ以上の乾燥噴霧ガンを用いて前記粉末を噴霧することにより行われ、前記繊維材料中の前記少なくとも１種の熱可塑性ポリマーマトリックスの量の制御が、前記繊維材料に対する前記ノズル又は前記ガンによる前記粉末の流量を制御することにより行われ、任意の帯電での静電工程は除く、製造方法。
【請求項２】
前記槽（２０）が、少なくとも１つの張力デバイス（８２）を備え、前記ロービング（８１ａ）又は前記いくつかのロービングが、前記マイナス１つの張力デバイス（８２）の表面の一部又は全体と接触しており、粉末の射出が、前記張力デバイス（８２）の入口で行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記予備含浸繊維材料中の繊維レベルが、４５〜６５体積％、好ましくは５０〜６０体積％、特に５４〜６０％であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記繊維材料に対する前記ノズル又は前記ガンによる前記粉末の流量が、１０ｇ／分〜４００ｇ／分、特に２０〜１５０ｇ／分であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記含浸ステップが、前記ロービング（８１ａ）又は前記いくつかのロービングを前記槽（２０）の入口と出口との間で同時に延展しながら行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ロービング（８１ａ）又は前記いくつかのロービングの前記延展が、少なくとも前記少なくとも１つの張力デバイス（８２）で行われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの張力デバイス（８２）が、凸状、凹状又は円筒状の圧縮ローラであることを特徴とする、請求項２又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの圧縮ローラが、円筒形であり、前記槽（２０）の入口と出口との間の前記ロービング（８１ａ）又は前記いくつかのロービングの延展パーセンテージが、１％〜４００％、好ましくは３０％〜４００％の間、好ましくは３０％〜１５０％の間、好ましくは５０％〜１５０％の間であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
単一の圧縮ローラが、槽（２０）内に存在し、前記含浸が、前記ロービング（８１ａ）又は前記いくつかのロービングによって前記圧縮ローラの前記入口と前記圧縮ローラに対する垂直接線との間に形成される角度α１で行われることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
角度α１が、０〜８９°、好ましくは５°〜８５°、好ましくは５°〜４５°、好ましくは５°〜３０°の範囲であることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記槽（２０）内に２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２が存在し、前記含浸が、前記ロービング（８１ａ）若しくは前記いくつかのロービングによって前記圧縮ローラＲ１の前記入口と前記圧縮ローラに対する垂直接線との間に形成される角度α１で、及び／又は、前記ロービング（８１ａ）若しくは前記いくつかのロービングによって前記圧縮ローラＲ２の前記入口と前記圧縮ローラＲ２に対する前記垂直接線との間に形成される角度α２で行われ、（当該プロセスの進行方向において）前記圧縮ローラＲ１が、前記圧縮ローラＲ２に先行し、前記ロービング（８１ａ）又は前記ロービングが、前記ローラＲ２の上又は下を走行することができることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２が、前記槽（２０）の最大寸法に相当する長さで０．１５ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍ離れており、前記２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２の間の高さの差が、０〜前記２つの圧縮ローラの直径から差し引かれた前記槽（２０）の最大高さに相当する高さ、好ましくは、０．１５ｍｍ〜前記２つの圧縮ローラの直径から差し引かれた前記槽（２０）の最大高さに相当する高さ、より好ましくは、１０ｍｍ〜３００ｍｍの間の高さの差であり、Ｒ２が上部圧縮ローラであることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの加熱カレンダ（５１、５２、５３）を使用してカレンダ加工することにより、前記含浸繊維材料の前記ロービング（８１ａ）又は前記平行ロービングを、単一の一方向リボン又は複数の一方向平行リボンの形態に成形するステップをさらに含み、後者の場合、前記加熱カレンダが、前記リボンの数に応じて、複数のカレンダ溝（７３）、好ましくは最大２００のカレンダ溝を備え、前記カレンダのローラ間の圧力及び／又は間隔が、閉ループシステムにより制御されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記カレンダ加工ステップが、繊維ロービング（８１ａ）の移動方向に対して並列及び／又は直列に接続された複数の加熱カレンダ（５１、５２、５３）を使用して行われることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記加熱カレンダが、前記熱可塑性ポリマー又は熱可塑性ポリマーの混合物中の炭素質装入物の存在と結びつけられた、好ましくはマイクロ波によるマイクロ波又は誘導統合加熱システムを備えることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記加熱カレンダが、前記（各）シェル（５１、５２、５３）の前及び／又は後に配置された急速補助加熱デバイス（４１、４２、４３）、特に前記ポリマー中若しくは前記ポリマー混合物中の炭素質充填剤の存在と結びつけられたマイクロ波若しくは誘導加熱デバイス、又は赤外線デバイス、又はレーザー加熱、又は火炎若しくは高温ガス等の別の熱源との直接接触によるものに組合わされることを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記含浸ステップが、粉末を含浸させた後の前記単一ロービング（８１ａ）又は前記複数の平行ロービングのコーティングステップによって完了され、前記コーティングステップが、前記カレンダ加工ステップの前に、槽（２０）内の粉末の形態の前記ポリマーと同一でも異なっていてもよい溶融熱可塑性ポリマーを用いて行われ、前記溶融ポリマーが、好ましくは、槽（２０）粉末の形態の前記ポリマーと同じ性質のものであり、好ましくは、前記コーティングが、前記単一ロービング（８１ａ）又は前記複数の平行ロービングに対して直角に押し出すことによって行われることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記熱可塑性ポリマーが、炭素質充填剤、特にカーボンブラック又はカーボンナノ充填剤、好ましくはカーボンナノ充填剤、特にグラフェン及び／又はカーボンナノチューブ及び／又はカーボンナノフィブリル又はそれらの混合物から選択されるものをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記熱可塑性ポリマーが、液晶ポリマー若しくは環化ポリ（ブチレンテレフタレート）、又はそれらを添加剤として含有する混合物をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１種の熱可塑性ポリマーが、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、特にポリ（エーテルエーテルケトン）（ＰＥＥＫ）；ポリアリールエーテルケトンケトン（ＰＡＥＫＫ）、特にポリ（エーテルケトンケトン）（ＰＥＫＫ）；芳香族ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）；ポリアリールスルホン、特にポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＵ）；ポリアリールスルフィド、特にポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）；ポリアミド（ＰＡ）、特に尿素単位により任意選択的に修飾された芳香族ポリアミド；ＰＥＢＡ、ポリアクリレート、特にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）；ポリオレフィン、特にポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、及びフッ素化ポリマー、特にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）；並びにそれらの混合物、特に、好ましくは重量基準で９０〜１０％対６０〜４０％、特に９０〜１０％対７０〜３０％のＰＥＫＫ及びＰＥＩの混合物から選択されることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１種の熱可塑性ポリマーが、ガラス転移温度Ｔｇが≧８０℃であるようなポリマー又は融点Ｔｆが≧１５０℃である半結晶性ポリマーであることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記繊維材料が、炭素繊維、ガラス、炭化ケイ素、玄武岩、シリカ、天然繊維、特に亜麻若しくは麻、リグニン、竹、サイザル、絹、又はセルロース、特にビスコース、又は前記ポリマー若しくは前記ポリマー混合物が非晶質である場合前記ポリマー若しくは前記ポリマー混合物のガラス転移温度Ｔｇより高いＴｇを有し、前記ポリマー若しくは前記ポリマー混合物が半結晶性である場合前記ポリマー若しくは前記ポリマー混合物のＴｆより高いＴｇを有する非晶質熱可塑性繊維、又は前記ポリマー若しくは前記ポリマー混合物が非晶質である場合前記ポリマー若しくは前記ポリマー混合物のＴｇより高い融点Ｔｆを有し、前記ポリマー若しくは前記ポリマー混合物が半結晶性である場合前記ポリマー若しくは前記ポリマー混合物のＴｆより高いＴｆを有する半結晶性熱可塑性繊維、又は前記繊維の２つ以上の混合物、好ましくは炭素繊維、ガラス又は炭化ケイ素の混合物、特に炭素繊維から選択される連続繊維を含むことを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法によって得られることを特徴とする、予備含浸繊維材料の一方向性リボン、特にリールに巻かれたリボン。
【請求項２４】
スリットを必要としない三次元部品の製造におけるロボットによる取出しに適した幅（ｌ）及び厚さ（ｅｐ）、好ましくは少なくとも５ｍｍ〜最大４００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍ、さらにより好ましくは５〜１５ｍｍの幅（ｌ）を有することを特徴とする、請求項２３に記載のリボン。
【請求項２５】
熱可塑性ポリマーが、特に、脂肪族ポリアミド、例えばＰＡ１１、ＰＡ１２、１１／１０１０若しくは１２／１０１０から選択されるポリアミド、又はＰＡ１１／１０Ｔ、ＰＡ１１／６Ｔ／１０Ｔ、ＰＡ  ＭＸＤＴ／１０Ｔ、ＰＡ  ＭＰＭＤＴ／１０Ｔ、ＰＡ  ＢＡＣＴ／１０Ｔから選択される半芳香族ポリアミドであることを特徴とする、請求項２３又は２４に記載のリボン。
【請求項２６】
ロボットを用いた前記リボンの自動取出しによる、三次元複合部品の製造に適した標準化されたリボンの製造のための、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法の使用。
【請求項２７】
三次元複合部品の製造における、請求項２３又は２４に記載の予備含浸繊維材料のリボンの使用。
【請求項２８】
前記複合部品の前記製造が、輸送分野、特に自動車、石油及びガス、特に海洋、ガス貯蔵、民間航空又は軍用、航海用、鉄道用；再生可能エネルギー、特に風力タービン、潮力タービン、エネルギー貯蔵デバイス、太陽電池パネル；熱保護パネル；スポーツ及びレクリエーション、健康及び医療、武器又はミサイル部品を使用した弾道学、セキュリティ及び電子工学に関連することを特徴とする、請求項２７に記載の使用。
【請求項２９】
請求項２３又は２４に記載の予備含浸繊維材料の少なくとも１つの一方向リボンの使用から得られることを特徴とする、三次元複合部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性ポリマーを予備含浸させた繊維材料の製造方法に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、予備含浸繊維材料の製造方法であって、三次元複合部品の製造に直接使用可能な、予備含浸繊維材料リボンを得るための、低減及び制御された細孔度を有する、標準化された寸法の、特にそのコアにおける予備含浸繊維材料の調製のための含浸ステップを含む方法に関する。
【０００３】
本明細書において、「繊維材料」という用語は、強化繊維の集合体を指す。繊維材料は、成形される前はロービングの形態である。成形後、繊維材料はストリップ（若しくはテープ）又はシートとなる。強化繊維が連続的である場合、それらの集合体は布地又は不織物（ＮＣＦ）を構成する。繊維が短い場合、それらの集合体はフェルト又は不織材料を構成する。
【０００４】
そのような予備含浸繊維材料は、特に、三次元構造及び良好な機械的及び熱的性質を有する機械部品を製造するための軽量複合材料の製造を目的としている。繊維が炭素であるか、又は樹脂に適切な添加剤が充填されている場合、これらの繊維材料は静電荷を放出させることができる。したがって、それらは、特に、力学、民間又は軍用の航空、並びに航海、自動車、石油及びガス、特に海洋、貯蔵ガス、エネルギー、健康及び医療、軍隊及び軍備、スポーツ及びレクリエーション、並びにエレクトロニクスの分野における部品の製造に適合する特性を有する。
【０００５】
そのような予備含浸繊維材料はまた、複合材料とも呼ばれる。それらは、強化繊維によって構成された繊維材料と、含浸ポリマーで構成されるマトリックスとを含む。このマトリックスの主な役割は、強化繊維をコンパクトな形態に維持し、最終製品に所望の形状を与えることである。このマトリックスはまた、繊維間の電荷移動を確実にし、したがって、複合材の機械的強度を調整する。そのようなマトリックスはまた、表面の外観を制御するために、強化繊維を摩耗及び攻撃的な環境から保護し、繊維間に任意の電荷を分散させるのにも役立つ。このマトリックスの役割は、特に疲労及びクリープに関して、複合材料の長期的な挙動に重要である。
【背景技術】
【０００６】
予備含浸繊維材料から製造された良質の三次元複合部品は、特に強化繊維を熱可塑性ポリマーで含浸する方法の制御によって達成される。
【０００７】
本明細書において、「ストリップ」という用語は、幅が４００ｍｍ以上である繊維材料のストリップを指すのに使用される。「リボン」という用語は、標準化された幅で４００ｍｍ以下のリボンを指すのに使用される。
【０００８】
「ロービング」という用語もまた、繊維材料を指すのに使用される。
【０００９】
これまで、熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーの含浸によって強化された繊維材料のストリップの製造は、特にポリマーの性質、最終的に望まれる複合材料の種類及びその用途の範囲に依存するいくつかの方法に従って行われた。例えばＷＯ２０１２／０６６２４１Ａ２において説明されているように、溶融ポリマークロスヘッド上の粉末含浸又は押出し技術は、エポキシ樹脂等の熱硬化性ポリマーで強化繊維を含浸するためにしばしば使用される。これらの技術は、一般に、熱可塑性ポリマー、特に高いガラス転移温度を有し、繊維及び半完成品又は良質完成品の十分な含浸を得るには高すぎる溶融粘度を有するものに直接適用できない。
【００１０】
別の公知の含浸方法は、ポリマー粉末の水性分散液又はポリマー粒子の水性分散液又はエマルジョン若しくは水性ポリマー懸濁液中の繊維の連続通過である。例えば、ＥＰ０３２４６８０を参照することができる。この方法では、マイクロメートルサイズの粉末（約２０μｍ）の分散液が使用される。水溶液に浸した後、繊維にポリマー粉末を含浸させる。次いでこの方法は、浸している間に吸収された水を蒸発させるために含浸した繊維を第１の炉に通すことからなる、乾燥ステップを含む。次いで、含浸され乾燥された繊維を高温で第２の加熱ゾーンに通過させる熱処理ステップが、ポリマーを溶融することでポリマーを繊維に接着させ分散及びコーティングするために必要とされる。
【００１１】
この方法の主な欠点は、時に不完全となる堆積物の均一性である。この方法に伴う別の問題は、製造コストに強く影響する乾燥時間及びエネルギー消費である。さらに、一般的に使用される粉末の粒径は細かく（典型的には体積で２０μｍのＤ５０）、これはまた予備含浸リボン又はシートの最終コストを増加させる。
【００１２】
さらに、この方法の乾燥ステップは、水を蒸発させることによって予備含浸繊維に多孔性を誘導する。
【００１３】
次いで、予備含浸繊維材料は、例えばリボンに成形する必要がある。
【００１４】
ベンゾフェノン等の有機溶媒を含有する熱可塑性ポリマー溶融物中に繊維を連続的に通過させることにより一方向繊維を含浸させる方法によって得られた繊維材料のストリップが市販されている。例えば、Ｉｍｐｅｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓの米国特許第４５４１８８４号明細書を参照することができる。有機溶媒の存在によって、特に溶融混合物の粘度を適合させ、繊維の良好なコーティングを確実にすることができる。このようにして予備含浸された繊維は、次に成形される。それらは、例えば、異なる幅のストリップに切断され、次いでプレス下に置かれ、次いで、ポリマーの溶融温度より高い温度に加熱して材料の凝集を、特にポリマーの繊維への接着を確実にしてもよい。この含浸及び成形方法は、高い機械的強度を有する構造部品の製造を容易にする。
【００１５】
この技術の欠点の１つは、これらの材料を得るのに必要な加熱温度にある。ポリマーの溶融温度は、特にそれらの化学的性質に依存する。溶融温度は、例えば、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）ポリマーについては比較的高く、又はポリ（フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ）、ポリ（エーテルエーテルケトン）（ＰＥＥＫ）又はポリ（エーテルケトンケトン）（ＰＥＫＫ）についてはさらに非常に高くなり得る。したがって、加熱温度は、２５０℃より高い、さらに３５０℃より高い温度、溶媒の沸点及び引火点より高い温度に上昇することがあり、これらはそれぞれ、ベンゾフェノンの場合３０５℃及び１５０℃である。この場合、溶媒の突然の離脱があり、繊維内に高い多孔性を誘発し、したがって複合材料中に欠陥の出現を引き起こす。したがって、この方法は再現が難しく、作業者を危険にさらす爆発の危険性を伴う。最後に、有機溶媒の使用は、環境上及び健康上及び安全上の理由から避けるべきである。
【００１６】
Ａｔｏｃｈｅｍ及びフランス国の共同名義で出願された文献ＥＰ０４０６０６７、並びに文献ＥＰ０２０１３６７は、ポリマー粉末の流動床を含浸するための技術を説明している。ＥＰ０４０６０６７に関しては、繊維は任意選択的にローラ又は溝付きロールによって互いに分離され、繊維はこれらのローラ又はシリンダと接触する摩擦により静電的に帯電している。この静電荷により、ポリマー粉末が繊維の表面に付着し、それによりそれらを含浸することが可能になる。
【００１７】
国際出願公開第２０１６／０６２８９６号は、ロービングを接地し、粉末コーティングガンの先端又はノズルとロービングとの間に電位差を印加することによる、任意の帯電によりロービングを粉末コーティングするための静電方法を説明している。
【００１８】
文献ＷＯ２００８／１３５６６３は、第３の変形例において、含浸繊維リボンの製造を説明している。この文献では、繊維リボンは、含浸ステップの前に、拘束によって一緒に支持された繊維リボンの形態で既に予備成形されている。このようにして予備成形されたリボンを静電気で予備帯電し、リボンをポリマーコーティング層でコーティングするために圧縮空気中に懸濁したポリマー微粒子の流動床を含む容器内に浸漬する。そのような文献は、１つ以上の繊維ロービングの含浸及び１つ以上の一方向平行リボンの形態の予備含浸ロービングの連続的な成形を容易にしていない。
【００１９】
文献ＥＰ２５８６５８５は、同様に、繊維をポリマー粒子の流動床に通過させることによって繊維を含浸させる原理を説明している。しかしながら、それは、そのように含浸された１つ以上のロービングを１つ以上の一方向平行リボンの形態で連続的に成形することを説明していない。
【００２０】
米国特許出願公開第２００２／０１９７３９７号は、ポリマー粉末の混合物を繊維に含浸させる方法を説明しており、前記混合は、事前の配合なしに流動床内で直接行われる。
【００２１】
国際特許出願公開第２０１５／１２１５８３号は、流動床への前記材料の含浸及び前記ロービングの加熱カレンダ加工によって予備含浸繊維材料を製造する方法を説明している。
【００２２】
ホットカレンダ加工は、含浸デバイスの下流で行われ、ポリマー分布及び繊維の含浸を均質化することを可能にする。得られる多孔性は制御され、再現性があるが、定量化されていない。
【００２３】
文献ＥＰ０３３５１８６は、電磁放射線防護用の成形体の製造に使用される、予備含浸金属繊維を含む複合材を圧密するためのカレンダ又はプレスを使用する可能性を説明している。この文献は、１つ以上の繊維ロービングを含浸し、それらをホットカレンダ加工によって１つ以上の一方向平行リボンに連続的に成形することを開示していない。
【００２４】
ロボットを用いた自動取出しによる三次元複合部品の製造に適した標準化されたリボンの形態の予備含浸繊維材料の成形は、一般に後処理で行われる。
【００２５】
このように、文献国際公開第９２／２０５２１号は、熱可塑性粉末の粒子の流動床を通過させることによって繊維のロービングを含浸する可能性を説明している。このようにポリマー粒子でコーティングされた繊維は、ポリマーがよく浸透して繊維を被覆するように炉又はヒーターで加熱される。得られた予備含浸繊維強化材の後処理は、研磨ローラの組にそれを通過させ、まだ液体のマトリックスでの含浸の改善を可能にすることによって行うことができる。また、１つ以上の重ねられた繊維強化材が、ストリップを形成するために２つのローラ間に配置され得る。そのような文献は、１つ以上の繊維ロービングを含浸させること、及び１つ以上の一方向平行リボンの形態の予備含浸ロービングを連続的に成形することを可能にしていない。
【００２６】
予備含浸繊維材料のリボンの品質、ひいては最終複合材料の品質は、繊維の含浸の均一性、したがって予備含浸繊維材料の多孔性の制御及び再現性だけでなく、最終的なリボンのサイズ、より具体的には幅及び厚さにも依存する。これらの二次元パラメータの均一性及び制御は、材料の機械的強度を改善する。
【００２７】
現在、繊維材料の含浸に使用される工程に関係なく、幅の狭い、すなわち４００ｍｍ幅未満のリボンの製造は、一般に、シートとも呼ばれる４００ｍｍ幅を超える幅のスリット加工（すなわち切断）を必要とする。このようにして寸法決めされたリボンは、次いでヘッドを使用してロボットによって堆積されるために戻される。
【００２８】
さらに、シートロールの長さが１ｋｍを超えず、切断後に得られるリボンは一般に、ロボットによる取出し中にいくつかの大きな複合部品を製造するのに十分な長さではない。したがって、リボンは、より長い長さを得るために隣接しなければならず、余分な厚さが生じる。不均質な外観を導くこれらの余分な厚さは、前記複合部品を構成する良質の複合材料を得るのに弊害となる不均一性の出現をもたらす。
【００２９】
さらに、これらの余分な厚さは、ダウンタイム及びロボットの再起動を必要とし、したがって時間と生産性の損失を招く。
【００３０】
したがって、繊維材料を含浸させ、標準化されたリボンの形態で予備含浸させたそのような繊維材料を成形するための現在の技術は、いくつかの欠点を有する。例えば、熱可塑性ポリマーの溶融混合物をダイ内及びダイ出口で材料のコアまで均一に加熱することは困難であり、これは含浸品質を変化させる。さらに、含浸ダイのレベルでの繊維とポリマーの溶融混合物との間の既存の温度の差もまた、含浸の品質及び均質性を変化させる。さらに、この含浸溶融物のモードでは、特に高性能複合材料を得るのに必要である高いガラス転移温度を有する場合、熱可塑性樹脂の高い粘度のために高い繊維レベル又は高い製造速度を得ることが可能とならない。有機溶媒の使用は通常、材料中の欠陥の出現、並びに一般に環境、健康及び安全上のリスクを伴う。ストリップの形態の予備含浸繊維材料の高温後処理による成形は、繊維内のポリマーの均一な分布を必ずしも容易にするわけではないために依然として困難であり、それにより、多孔性の制御に乏しいより低品質の材料がもたらされる。標準化されたリボンを得るためのシートのスリット加工及びこれらのリボンの接合は、追加の製造コストをもたらす。スリット加工はまた、ロボットによる取出しに使用される予備含浸繊維材料のリボンを汚染する重大な粉塵問題を生じさせ、ロボットの誤動作及び／又は複合材料の不完全性を引き起こす可能性がある。これは潜在的に、ロボット修理コスト、生産停止及び不適合製品の廃棄につながる。最後に、スリット加工工程中に、かなりの量の繊維が劣化し、予備含浸繊維材料のリボンの特性の喪失、特に機械的強度及び導電性の低下を引き起こす。
【００３１】
さらに、含浸は常に中心部で行われるわけではなく、上記の引用文献が徹底的な含浸を示している場合、得られる多孔性は、特に上記の用途には高すぎるものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０６６２４１号
【特許文献２】欧州特許出願公開第０３２４６８０号明細書
【特許文献３】米国特許第４５４１８８４号明細書
【特許文献４】欧州特許第０４０６０６７号明細書
【特許文献５】欧州特許第０２０１３６７号明細書
【特許文献６】国際公開第２０１６／０６２８９６号
【特許文献７】国際公開第２００８／１３５６６３号
【特許文献８】欧州特許第２５８６５８５号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００２／０１９７３９７号明細書
【特許文献１０】国際公開第２０１５／１２１５８３号
【特許文献１１】欧州特許出願公開第０３３５１８６号明細書
【特許文献１２】国際公開第９２／２０５２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
したがって、本発明は、従来技術の欠点の少なくとも１つを改善することを目的としている。本発明の主な目的は、含浸デバイス内での粉末の流量の制御及び前記デバイスのレベルでの前記繊維材料の延展の制御を組合わせる含浸技術による予備含浸繊維材料の製造方法を提供することであり、また、最終複合部品の性能が左右される、低減され、制御され、また再現性のある多孔性を有する、特にコアにおける繊維の均質な含浸及び寸法を制御することを示す予備含浸繊維材料を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
これに関して、本発明の主題は、連続繊維でできた繊維材料と少なくとも１種の熱可塑性ポリマーマトリックスとを含む予備含浸繊維材料の製造方法であって、ロービング又はいくつかの平行ロービングの形態の前記繊維材料の特にコアにおける、粉末の形態の少なくとも１種の熱可塑性ポリマーマトリックスへの含浸ステップを含む方法である。
【００３５】
本発明はまた、上で規定されたような方法によって得られることを特徴とする、予備含浸繊維材料の一方向性リボン、特にリールに巻かれたリボンに関する。
【００３６】
本発明は、さらに、三次元部品の製造における上記で規定されたようなリボンの使用に関する。前記複合部品の前記製造は、輸送分野、特に自動車、石油及びガス、特に海洋、ガス貯蔵、民間又は軍用航空、航海用、鉄道用；再生可能エネルギー、特に風力タービン、潮力タービン、エネルギー貯蔵デバイス、太陽電池パネル；熱保護パネル；スポーツ及びレクリエーション、健康及び医療、武器又はミサイル部品を使用した弾道学、セキュリティ及び電子工学に関連する。
【００３７】
本発明はまた、上記で規定されたような予備含浸繊維材料の少なくとも１つの一方向リボンの使用から得られることを特徴とする、三次元複合部品に関する。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の目的は、連続繊維でできた繊維材料と少なくとも１種の熱可塑性ポリマーマトリックスとを含む予備含浸繊維材料の製造方法であって、前記予備含浸繊維材料が単一の一方向リボン又は複数の一方向平行リボンで作製され、前記方法が、粉末形態の熱可塑性ポリマーの前記少なくとも１種のマトリックスによる、ロービング又はいくつかの平行ロービングの形態の前記繊維材料の、特にコアでの均質な含浸ステップを含み、前記含浸ステップが、前記繊維材料に対して、槽内の１つ以上のノズル又は１つ以上の乾燥噴霧ガンを用いて前記粉末を噴霧することにより行われ、前記繊維材料中の前記少なくとも１種の熱可塑性ポリマーマトリックスの量の制御は、前記繊維材料に対する前記ノズル又は前記ガンによる前記粉末の流量を制御することにより行われる、任意の帯電での静電工程は除く、製造方法である。
【００３９】
本発明者らは、予想外にも、前記繊維材料上の前記ノズル（若しくは複数の前記ノズル）又は前記ガン（若しくは複数の前記ガン）の流量を制御することによって、熱可塑性ポリマーマトリックスによる、繊維材料の特にコアにおける十分に監視された樹脂比での均一な含浸が可能になることを見出した。
【００４０】
「均質」という用語は、含浸が均一であり、予備含浸繊維材料の表面でリボン又は乾燥繊維の幅が減少しないことを意味する。
【００４１】
ポリマーマトリックス
熱可塑性物質、又は熱可塑性ポリマーは、一般に、周囲温度で半結晶性又は非晶質であってもよい固体であり、また特にそのガラス転移温度（Ｔｇ）を過ぎた後の温度上昇中に軟化し、非晶質の場合はより高い温度で流動し、半結晶性の場合はその溶融温度（Ｔｆ）の経過時に純粋な融解を示すことができ、結晶化温度未満の温度（半結晶性の場合）及びそのガラス転移温度未満の温度（非晶質の場合）での低下中に再び固体となる材料を意味すると理解される。
【００４２】
Ｔｇ及びＴｆは、それぞれ１１３５７−２：２０１３及び１１３５７−３：２０１３規格に従って、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって求められる。
【００４３】
繊維材料の含浸マトリックスを構成するポリマーは、有利には熱可塑性ポリマー又は熱可塑性ポリマーの混合物である。このポリマー又は熱可塑性ポリマーの混合物は、それを槽等のデバイス内で使用するために、粉末形態に粉砕される。
【００４４】
槽の形態のデバイスは、開放型又は閉鎖型であってもよい。
【００４５】
任意選択的に、熱可塑性ポリマー又は熱可塑性ポリマーブレンドは、炭素質充填剤、特にカーボンブラック又はカーボンナノ充填剤、好ましくはカーボンナノ充填剤、特にグラフェン及び／又はカーボンナノチューブ及び／又はカーボンナノフィブリル又はそれらの混合物から選択されるものをさらに含む。これらの装入物は、電気及び熱の伝導を促進し、その結果、ポリマーマトリックスが加熱されたときのその潤滑性を改善する。
【００４６】
任意選択的に、前記熱可塑性ポリマーは、特に触媒、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線安定剤、光安定剤、潤滑剤、充填剤、可塑剤、難燃剤、核形成剤、鎖延長剤及び染料又はそれらの混合物から選択される少なくとも１種の添加剤を含む。
【００４７】
別の変形例によれば、熱可塑性ポリマー又は熱可塑性ポリマーブレンドは、液晶ポリマー又は環化ポリ（ブチレンテレフタレート）、又はＣＹＣＬＩＣＳ  ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮによって市販されているＣＢＴ１００樹脂という混合物、をさらに含んでもよい。これらの化合物は、繊維のコアへのより良好な浸透のために、特に溶融状態のポリマーマトリックスの流動化を促進する。含浸マトリックスを製造するのに使用されるポリマー、又は熱可塑性ポリマーの混合物の性質、特にその溶融温度に応じて、これらの化合物のいずれかが選択されるであろう。
【００４８】
繊維材料の含浸マトリックスの一部を形成する熱可塑性ポリマーは、以下から選択することができる：
−脂肪族、脂環式ポリアミド（ＰＡ）又は半芳香族ＰＡ（ポリフタルアミド（ＰＰＡ）としても知られる）のファミリーのポリマー及びコポリマー、
−ポリ尿素、特に芳香族、
−ポリアクリレート、より具体的にはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）又はその誘導体等のアクリルのファミリーのポリマー及びコポリマー、
−ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、又はポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）等のポリアリールエーテルケトンケトン（ＰＡＥＫＫ）、又はそれらの誘導体のファミリーのポリマー及びコポリマー、
−芳香族ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、
−ポリアリールスルフィド、特にポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、
−ポリアリールスルホン、特にポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＵ）、
−ポリオレフィン、特にポリプロピレン（ＰＰ）、
−ポリ乳酸（ＰＬＡ）、
−ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、
−フッ素化ポリマー、特にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）若しくはポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、
並びにそれらの混合物。
【００４９】
有利には、前記熱可塑性ポリマーが混合物である場合、これは「ドライブレンド」若しくは化合物によって以前に得られた粉末形態で槽に添加されるか、又は「ドライブレンド」の形態で直接槽に添加される。
【００５０】
有利には、これは「ドライブレンド」によって以前に得られた粉末形態で槽に添加されるか、又は「ドライブレンド」の形態で直接槽に添加され、混合物はＰＥＫＫとＰＥＩの混合物である。
【００５１】
有利には、前記ポリマーが２種のポリマーＰ１及びＰ２の混合物である場合、ポリマーＰ１及びＰ２の重量割合は１−９９％〜９９−１％の範囲である。
【００５２】
有利には、ＰＥＫＫ／ＰＥＩ混合物は、重量基準で９０〜１０％対６０〜４０％、特に９０〜１０％対７０〜３０％の範囲である。
【００５３】
熱可塑性ポリマーは、繊維材料を含浸する非反応性最終ポリマー、又は同じく繊維材料を含浸するが含浸後、又は連鎖延長剤を用いて、特に加熱カレンダでの加熱中に反応性プレポリマーによって担持される鎖の末端に応じてそれ自体で又は別のプレポリマーと反応することができる反応性プレポリマーであってもよい。
【００５４】
第１の可能性によれば、前記プレポリマーは、同じ鎖上（すなわち、同じプレポリマー上）に担持される少なくとも１つの反応性（ポリアミド）プレポリマーを含むかそれらからなってもよく、２つの末端官能基Ｘ’及びＹ’官能基は、それぞれ縮合により共反応し、より具体的には、Ｘ’及びＹ’は、それぞれアミン及びカルボキシ又はカルボキシ及びアミンである。第２の可能性によれば、前記プレポリマーは、相互反応性であり、それぞれ２つの同じ末端官能基Ｘ’又はＹ’（同じプレポリマーでは同一であり、２種のプレポリマー間では異なる）を有する少なくとも２つのポリアミドプレポリマーを含むか又はそれらからなってもよく、プレポリマーの前記官能基Ｘ’は、特に縮合によって、他のプレポリマーの前記官能基Ｙ’とのみ反応することができ、より具体的には、Ｘ’及びＹ’は、それぞれアミン及びカルボキシ、又はカルボキシ及びアミンである。
【００５５】
第３の可能性によれば、前記プレポリマーは、−ＮＨ２、−ＣＯ２Ｈ及び−ＯＨ、好ましくはＮＨ２及び−ＣＯ２Ｈから選択されるｎ個の末端反応性官能基Ｘを有する前記熱可塑性ポリアミドポリマーの少なくとも１種のプレポリマーを含むか又はそれらからなってもよく、ｎは、１〜３、好ましくは１〜２、より好ましくは１又は２、より好ましくは２であり、非ポリマー構造の少なくとも１種の鎖延長剤Ｙ−Ａ’−Ｙ（Ａ’は炭化水素ビラジカルである）は、好ましくは５００未満、より好ましくは４００未満の分子量の前記プレポリマーａ１）の少なくとも１つの官能基Ｘとの重付加によって反応する、２つの同一の末端反応性官能基Ｙを有する。
【００５６】
熱可塑性マトリックスの前記最終ポリマーの数平均分子量Ｍｎは、好ましくは１０，０００〜４０，０００、好ましくは１２，０００〜３０，０００の範囲である。これらのＭｎ値は、ＩＳＯ  ３０７：２００７に従ってｍ−クレゾール中で測定されるが、溶媒を変更することにより０．８以上の固有粘度に対応することができる。（硫酸の代わりにｍ−クレゾールを使用し、温度は２０℃である）。
【００５７】
上記の２つの選択肢による前記反応性プレポリマーは、５００〜１０，０００、好ましくは１，０００〜６，０００、特に２，５００〜６，０００の範囲の数平均分子量Ｍｎを有する。
【００５８】
Ｍｎ値は、特に、溶液中の電位差滴定によって測定された末端官能基の割合及び前記プレポリマーの官能価からの計算によって測定される。また、Ｍｎ質量は、サイズ排除クロマトグラフィー又はＮＭＲによって測定することができる。
【００５９】
ポリアミドの規定に使用される命名法は、ＩＳＯ１８７４−１：２０１１「プラスチック−成形及び押出用ポリアミド（ＰＡ）材料−パート１：名称」、特に３ページ（表１及び２）に記載されており、また当業者に周知である。
【００６０】
ポリアミドはホモポリアミド、コポリアミド又はそれらの混合物であってもよい。
【００６１】
有利には、マトリックスを構成するポリマーは、ポリアミド（ＰＡ）、特に脂肪族ポリアミド、特にＰＡ１１及びＰＡ１２、脂環式ポリアミド、並びに尿素単位で任意選択的に修飾された半芳香族ポリアミド（ポリフタルアミド）及びそのコポリマー、ポリメチルメタクリレート（ＰＰＭＡ）及びそのコポリマー、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素化ポリマーから選択される。
【００６２】
フルオロポリマーについては、フッ化ビニリデンのホモポリマー（式ＣＨ２＝ＣＦ２のＶＤＦ）、又は少なくとも５０重量％のＶＤＦ及びＶＤＦと共重合可能な少なくとも１種の他のモノマーを含むＶＤＦコポリマーである。特に熱的及び化学的ストレスに供された場合に構造部品に良好な機械的強度を保証するためには、ＶＤＦ含有量は、８０重量％超でなければならず、さらにより良好には９０重量％でなければならない。コモノマーは、フッ素化モノマー、例えばフッ化ビニルであってもよい。
【００６３】
高温に耐えなければならない構造部品には、フッ素化ポリマーに加えて、ＰＡＥＫ（ポリアリールエーテルケトン）、例えばポリエーテルケトンＰＥＫ、ポリ（エーテルエーテルケトン）ＰＥＥＫ、ポリ（エーテルケトンケトン）ＰＥＫＫ、ポリ（エーテルケトンエーテルケトンケトン）ＰＥＫＥＫＫ又は高温ガラス転移ＰＡ  Ｔｇが、本発明に従って有利に使用される。
【００６４】
有利には、前記熱可塑性ポリマーは、そのガラス転移温度がＴｇ≧８０℃であるようなポリマー、又はその融点がＴｆ≧１５０℃である半結晶性ポリマーである。
【００６５】
有利には、前記熱可塑性ポリマーは、
−  ポリアミド６（ＰＡ−６）、ポリアミド１１（ＰＡ−１１）、ポリアミド１２（ＰＡ−１２）、ポリアミド６６（ＰＡ−６６）、ポリアミド４６（ＰＡ−４６）、ポリアミド６１０（ＰＡ−６１０）、ポリアミド６１２（ＰＡ−６１２）、ポリアミド１０１０（ＰＡ−１０１０）、ポリアミド１０１２（ＰＡ−１０１２）、又はそれらの混合物若しくはそれらのコポリアミドから選択される脂肪族ポリアミド、
−  式Ａ／ＸＴの半芳香族ポリアミドを含む、ＥＰ１５０５０９９に記載されているような、尿素単位で任意選択的に修飾された半芳香族ポリアミド、特に式Ｘ／ＹＡｒの半芳香族ポリアミドであり、式中、Ａは、アミノ酸から得られる単位、ラクタムから得られる単位、及び式（Ｃａジアミン）。（Ｃｂ二酸）を有する単位から選択され、ａは、ジアミンの炭素原子の数を表し、ｂは、二酸の炭素原子の数を表し、ａ及びｂは、それぞれ４〜３６の間、有利には９〜１８の間であり、単位（Ｃａジアミン）は、直鎖又は分岐状脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、及びアルキル芳香族ジアミンから選択され、（Ｃｂ二酸）単位は、直鎖又は分岐状二酸、脂環式二酸及び芳香族二酸から選択され；
ＸＴは、Ｃｘ中のジアミンとテレフタル酸との重縮合から得られる単位を指し、ｘは、Ｃｘ中のジアミンの炭素原子数を表し、ｘは、６〜３６の間、有利には９〜１８の間であり、特に式Ａ／６Ｔ、Ａ／９Ｔ、Ａ／１０Ｔ又はＡ／１１Ｔのポリアミド（Ａは、上で定義された通りである）、特にポリアミドＰＡ６／６Ｔ、６６／６Ｔ、６Ｉ／６Ｔ、ＭＰＭＤＴ／６Ｔ、ＰＡ１１／１０Ｔ、１１／６Ｔ／１０Ｔ、ＭＸＤＴ／１０Ｔ又はＭＰＭＤＴ／１０Ｔ、ＢＡＣＴ／１０Ｔ、ＭＸＤ６及びＭＸＤ１０、並びにブロックコポリマー、特にポリアミド／ポリエーテル（ＰＥＢＡ）である。
【００６６】
Ｔは、テレフタル酸であり、ＭＸＤは、ｍ−キシリレンジアミンであり、ＭＰＭＤは、メチルペンタメチレンジアミンであり、ＢＡＣは、ビス（アミノメチル）シクロヘキサンである。
【００６７】
繊維材料：
前記繊維材料の構成繊維に関して、構成繊維は、特に無機物、有機物又は植物起源の繊維である。無機物起源の繊維は、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、シリカ繊維、又は炭化ケイ素繊維を含み得る。有機物起源の繊維は、例えば、半芳香族ポリアミド繊維、アラミド繊維又はポリオレフィン繊維等の熱可塑性又は熱硬化性ポリマーベースの繊維を含み得る。好ましくは、それらは非晶質熱可塑性ポリマーをベースとし、含浸マトリックスが非晶質である場合は含浸マトリックスの構成のポリマー若しくは熱可塑性ポリマー混合物のガラス転移温度Ｔｇより高い、又は含浸マトリックス構成が半結晶性である場合は含浸マトリックス構成の熱可塑性ポリマー若しくは混合物のＴｆより高いＴｇを有する。有利には、それらは半結晶性熱可塑性ポリマーをベースとし、含浸マトリックスが非晶質である場合は含浸マトリックスの構成のポリマー若しくは熱可塑性ポリマー混合物のＴｇより高い、又は含浸マトリックス構成が半結晶性である場合は含浸マトリックス構成の熱可塑性ポリマー若しくは混合物の融点Ｔｆより高いＴｆを有する。したがって、最終複合材の熱可塑性マトリックスを含浸する間に、繊維材料を構成する有機繊維が融着するリスクはない。植物起源の繊維は、亜麻、麻、リグニン、竹、絹、特にクモ糸、サイザル、及び他のセルロース系繊維、特にビスコース繊維をベースとする天然繊維を含み得る。これらの植物ベース繊維は、熱可塑性ポリマーマトリックスの接着及び含浸を容易にするために、純粋な状態で使用するか、コーティング層で処理するか、又はコーティングすることができる。
【００６８】
繊維材料はまた、繊維で編まれた又は織布であってもよい。
【００６９】
繊維材料はまた、保持糸を有する繊維にも対応し得る。
【００７０】
これらの構成繊維は、単独で、又は組合わせて使用され得る。したがって、有機繊維を無機繊維と混合して熱可塑性ポリマーを含浸させ、予備含浸繊維材料を形成することができる。
【００７１】
有機繊維ロービングは、いくらかの重量を有し得る。それらはまた、いくつかの形状を有し得る。繊維は、短繊維の形態であってもよく、これが次いでストリップ、シート若しくはピースの形態であってもよいフェルト若しくは不織物を構成し、又は、連続繊維の形態であってもよく、これが２Ｄ布地、撚り糸又は一方向（ＵＤ）若しくは不織繊維を構成する。繊維材料を構成する繊維は、異なる形状のこれらの強化繊維の混合物の形態であってもよい。好ましくは、繊維は連続的である。
【００７２】
好ましくは、繊維材料は、炭素、ガラス若しくは炭化ケイ素の連続繊維又はそれらの混合物、特に炭素繊維からなる。それはロービング又はいくつかのロービングの形態で使用される。
【００７３】
「すぐに使用可能な」材料としても知られる予備含浸材料では、ポリマー又は熱可塑性含浸ポリマーの混合物は、繊維の周囲に均一及び均質に分布している。この種の材料では、最少量の多孔性、すなわち繊維間の最少量の空隙を得るために、熱可塑性含浸ポリマーを繊維内に可能な限り均質に分布させなければならない。実際、この種の材料中に多孔性が存在すると、例えば機械的引張応力の間に応力に置かれた場合に集中点として作用する可能性があり、次いで応力集中点は予備含浸繊維材料の破壊開始点を形成し、繊維材料を機械的に弱くする。したがって、ポリマー又はポリマー混合物の均質な分布は、これらの予備含浸繊維材料から形成された複合材料の機械的強度及び均質性を向上させる。
【００７４】
したがって、「すぐに使用可能な」予備含浸材料の場合、前記含浸繊維材料中の繊維のレベルは、４５〜６５体積％、好ましくは５０〜６０体積％、特に５４〜６０体積％である。
【００７５】
含浸速度の測定は、画像分析（特に顕微鏡又はカメラ又はデジタルカメラの使用）、リボンの横断面、ポリマーを含浸させたリボンの表面を生成物の総表面積（含浸された表面積＋多孔質の表面積）で割ることによって行うことができる。良質の画像を得るためには、その横断方向に切断されたリボンを標準の研磨樹脂で被覆し、顕微鏡の最低６倍の倍率での試料の観察を可能にする標準のプロトコルで研磨することが好ましい。
【００７６】
有利には、前記予備含浸繊維材料の多孔率は、０％〜３０％、特に１％〜１０％、特に１％〜５％である。
【００７７】
多孔率は、独立多孔率に対応し、電子顕微鏡法によって、又は本発明の実施例の項に記載されているように前記予備含浸繊維材料の理論密度と実験密度との間の相対差として測定することができる。
【００７８】
含浸段階：
製造方法の見本としての実装ユニットは、国際特許出願公開第２０１５／１２１５８３号において説明されており、槽（他に含浸槽とも呼ばれ、本発明の場合には、圧縮ローラ（図４）であってもよい張力デバイス及びノズル又はガン（図３）を備えた槽を備える）を除いて図１に表される。
【００７９】
繊維状材料の含浸ステップは、ローラ入口で繊維状材料上にポリマー粉末を射出する１つ以上のノズル又は１つ以上のガンを有する槽（２０）を備える射出による連続含浸デバイス内で、１つ以上のロービングを通過させることにより行われる。
【００８０】
ポリマー又はポリマー粉末は、ノズル又はガンを使用して、張力デバイス、特に前記繊維状材料上の圧縮ローラ（入口）のレベルで槽内に射出される。ロービングは、この槽内を循環する。
【００８１】
槽は、任意の形状、特に円筒形又は平行六面体形状、特に直方体又は立方体形状、有利には直方体形状を有してもよい。
【００８２】
槽は開放型又は閉鎖型槽であってもよい。有利には、槽は開放型である。
【００８３】
槽が閉鎖型である場合には、槽は、ポリマー粉末が前記槽から出てくるのを防ぐために、シーリングシステムを備えている。
【００８４】
したがって、この含浸ステップは乾式で行われ、すなわち、熱可塑性ポリマーマトリックスは粉末形態であり、空気中に射出されるが、溶媒又は水中に分散できない。
【００８５】
含浸される各ロービングは、シリンダ（図示せず）によって生成された牽引力下でリール（１１）デバイス（１０）から巻き解かれる。好ましくは、デバイス１０は、いくつかのリール１１を備え、各リールは、含浸のためにロービングを巻き解くためのものである。したがって、いくつかの繊維ロービングを同時に含浸することが可能である。各リール（１１）は、各繊維ロービングに張力を印加するためにブレーキ（図示せず）を備えている。この場合、整列モジュール（１２）は、繊維ロービングを互いに平行に配置することを可能にする。このように、繊維ロービングは互いに接触せず、これは、それらの間の摩擦による繊維の機械的劣化を防ぐのを助ける。
【００８６】
次いで、繊維ロービング又は平行繊維ロービングは、図１の場合には圧縮ローラ（２３）である張力デバイスを備えた槽（２０）内に移動する。
【００８７】
圧縮ローラは、固定式でも回転式でもよい。
【００８８】
次いで、繊維ロービング又は平行繊維ロービングは、前記繊維材料上の前記ノズル又は前記ガンによる前記粉末の流量を制御した後、含浸後に槽から出現する。
【００８９】
したがって、本発明者らは、予想外にも、前記繊維材料上の前記ノズル（若しくは複数の前記ノズル）又は前記ガン（若しくは複数の前記ガン）による前記粉末の流量を制御することによって、熱可塑性ポリマーマトリックスによる、十分に制御された均質な樹脂比率での繊維材料の均一な含浸が可能になることを見出した。
【００９０】
本発明者らはまた、少なくとも１つの張力デバイスを使用することにより、先行技術の方法と比較して含浸が改善されること、特に含浸がコアでの含浸であることを見出した。
【００９１】
張力デバイスは、ロービングが槽内でスクロールする能力を有する任意のシステムを指す。張力デバイスは、ロービングがスクロールできる瞬間から、任意の形状をとることができる。
【００９２】
本発明の範囲を限定することなく、張力デバイスの例を図３に詳述する。
【００９３】
この含浸は、ポリマー粉末を繊維ロービングのコアに浸透させ、槽からの粉末含有ロービングの搬出を支持するのに十分に繊維に付着させるために行われる。粉末を予備含浸させたロービングは、次いで、カレンダ加工の前に予備加熱し、及び任意選択的にカレンダ加工後に加熱することができる加熱カレンダ加工デバイスに誘導される。
【００９４】
任意選択的に、この含浸ステップは、ちょうど含浸槽（２０）の出口で粉末射出によって、及びカレンダ加工成形ステップの直前に、ロービングまた予備含浸ロービングコーティングステップによって完了することができる。この目的のために、同じくＥＰ０４０６０６７において説明されているように、槽エアロック（２０）を、カバークロスヘッドを備えてもよいコーティングデバイス（３０）に接続することができる。オーバーレイポリマーは、槽ポリマー粉末と同じ又は異なっていてもよい。好ましくは、オーバーレイポリマーは、同じ性質のものである。そのようなコーティングは、所望の範囲内の最終ポリマー体積率を得るため、及び複合部品の製造中のタップ溶接に干渉するであろう過剰に高い繊維レベルの予備含浸ロービングの表面上の存在を回避するため、特に「すぐに使用可能な」良質の繊維材料を得るためだけでなく、得られる複合材料の性能を改善するために、繊維含浸段階の完了を促進する。
【００９５】
上記のような本発明の方法は、任意の帯電における静電的工程を除いて、乾式法によって行われる。
【００９６】
「任意の帯電における」という表現は、繊維材料と粉末との間に電位差が印加されることを意味する。帯電は、顕著に制御及び増幅される。次いで、粉末粒子は、帯電した粉末を繊維の反対側に引き付けることによって繊維材料に含浸する。粉末は、異なる手段（２つの金属電極間の電位差、金属部分の機械的摩擦等）によって負又は正に帯電させることができ、繊維を逆に（正又は負に）帯電させることができる。
【００９７】
本発明の方法は、槽の前又はそのレベルで実装ユニット要素上の繊維材料の摩擦によって現れ得るが、いずれにせよ意図しない負荷である静電荷の存在を排除するものではない。
【００９８】
有利には、槽は、少なくとも１つの張力デバイスを備え、前記ロービングは、前記少なくとも１つの張力デバイスの表面の一部又は全体と接触している。
【００９９】
有利には、前記含浸繊維材料中の繊維のレベルは、４５〜６５体積％、好ましくは５０〜６０体積％、特に５４〜６０体積％である。
【０１００】
４５％未満の繊維では、強化は機械的特性の観点から必要ではない。
【０１０１】
６５％を超えると、工程限界に達し、機械的特性が失われる。
【０１０２】
ガラス繊維等の繊維材料がサイジングを有する場合、繊維材料が槽に入る前に、任意選択の脱サイジングステップを実施することができる。「サイジング」という用語は、ダイの端部（生地サイズ）及び布地（プラスチックサイジング）で強化繊維に適用される表面処理を指す。
【０１０３】
ダイの出口でフィラメントに適用される「テキスタイル」サイズは、それらの間のフィラメントの結合を確実にし、摩耗を低減してその後の操作（織り、ドレーピング、編み）を容易にし、また静電荷の形成を防止する結合剤の付着からなる。
【０１０４】
布地に適用される「プラスチック」又は「仕上げ」サイズは、架橋剤の付着からなり、架橋剤の役割は、繊維と樹脂との間の物理化学的結合を確実にし、繊維をその環境から保護することである。
【０１０５】
有利には、前記含浸繊維材料中の繊維のレベルは、５０〜６０体積％、特に５４〜６０体積％の範囲である。
【０１０６】
有利には、１つ以上のノズル又は１つ以上のガンによる粉末の流量は、１０ｇ／分〜４００ｇ／分、特に２０〜１５０ｇ／分の範囲である。
【０１０７】
この流量は、各ガン又はノズルに適用され、各ガン又はノズルに対して同じでも異なっていてもよい。
【０１０８】
繊維材料上の粉末の流量は、特に前記繊維材料の含浸はコアにとって必須である。
【０１０９】
１０ｇ／分未満では、空気流は粉末を運搬するのに十分ではない。
【０１１０】
４００ｇ／分を超えると、状態は乱流になる。
【０１１１】
有利には、前記含浸ステップは、前記ロービング又は前記いくつかのロービングを前記槽の入口と出口との間で同時に延展しながら行われる。
【０１１２】
「前記槽の入口」という表現は、１つ以上のノズル又はガンを有する１つ以上のローラを備える槽の縁部の垂直接線に対応する。
【０１１３】
「前記槽の出口」という表現は、１つ以上のノズル又はガンを有する１つ以上のローラを備える槽の他の縁部の垂直接線に対応する。
【０１１４】
槽の幾何学的形状に応じて、槽の入口と出口との間の距離は、円筒の場合には直径に、立方体の場合には辺に、又は直方体の場合には幅若しくは長さに対応する。展開は、前記ロービングの各構成フィラメントをそれを密接に取り囲む他のフィラメントからできるだけ多く選び出すことからなる。これは、ロービングの横方向の延展に対応する。
【０１１５】
換言すれば、ロービングの横方向の延展又は幅は、槽入口と槽出口との間で増大し、したがって、特に繊維材料のコアでの含浸の向上を促進する。
【０１１６】
槽は、開放型又は閉鎖型であってもよく、特に槽は開放型である。
【０１１７】
有利には、槽は、少なくとも１つの張力デバイスを備え、前記ロービングは、前記少なくとも１つの張力デバイスの表面の一部又は全体と接触している。
【０１１８】
図３は、高さ調節可能な張力デバイス（８２）を備える槽（２０）を説明している。
【０１１９】
ロービング（８１ａ）は、前記少なくとも１つの張力デバイスの一部又は全体の表面と接触しており、したがって張力デバイス（８２）の表面上を部分的又は完全にスクロールする含浸前のロービングに対応し、前記システム（８２）は、含浸が行われる槽に浸漬される。次いで、前記ロービングは、ローラ入口における粉末流量の制御後に槽（８１ｂ）から出る。
【０１２０】
前記ロービング（８１ａ）は、回転若しくは固定ローラ又は平行六面体の縁部であってもよい槽の縁部（８３ａ）と接触してもよい、又は接触しなくてもよい。
【０１２１】
有利には、前記ロービング（８１ａ）は、槽の縁部（８３ａ）と接触している、又は接触していない。
【０１２２】
有利には、槽の縁部（８３ｂ）は、特に円筒形で回転式のローラである。
【０１２３】
前記ロービング（８１ｂ）は、ローラ、特に円筒形で回転式又は固定式ローラ、又は平行六面体の縁部であってもよい槽の縁部（８３ｂ）と接触してもよい、又は接触しなくてもよい。
【０１２４】
有利には、前記ロービング（８１ｂ）は、槽の縁部（８３ｂ）と接触している。
【０１２５】
有利には、槽の縁部（８３ｂ）は、特に円筒形で回転式のローラである。
【０１２６】
有利には、前記ロービング（８１ａ）は、槽の縁部（８３ａ）と接触し、槽の縁部（８３ｂ）は、特に円筒形で回転式のローラであり、前記ロービング（８１ｂ）は、槽の縁部（８３ｂ）と接触し、槽の縁部（８３ｂ）はローラであり、特に円筒形で回転式である。
【０１２７】
有利には、前記張力デバイスは、前記ロービングの方向に対して垂直である。
【０１２８】
有利には、前記ロービングの延展は、少なくとも、前記少なくとも１つの張力デバイスで行われる。
【０１２９】
したがって、ロービングの延展は、主に張力デバイスのレベルであるが、ロービングと前記縁部の間に接触がある場合には槽の縁部でも行うことができる。
【０１３０】
別の実施形態では、前記少なくとも１つの張力デバイスは、凸状、凹状又は円筒状の圧縮ローラである。
【０１３１】
凸形態は延展に有利であるが、凹形態は延展に不利であるものの、関係なく実行される。
【０１３２】
「圧縮ローラ」という表現は、ロールするロービングが前記圧縮ローラの表面上に部分的に又は完全に位置していることを意味し、これが前記ロービングの延展をもたらす。
【０１３３】
有利には、前記少なくとも１つの圧縮ローラは円筒形状であり、前記槽の入口と出口との間の前記ロービングの延展パーセンテージは、１％〜４００％の間、好ましくは３０％〜４００％の間、好ましくは３０％〜１５０％の間、好ましくは５０％〜１５０％の間である。
【０１３４】
延展は、使用される繊維材料に依存する。例えば、炭素繊維材料の延展は、亜麻繊維の延展よりはるかに大きい。
【０１３５】
延展はまた、ロービング中の繊維又はフィラメントの数、それらの平均直径、及びサイズによるそれらの結合に依存する。
【０１３６】
前記少なくとも１つの圧縮ローラの直径は、３ｍｍ〜５００ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜１００ｍｍ、特に２０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲である。
【０１３７】
３ｍｍ未満では、圧縮ローラによってもたらされる繊維変形が大きすぎる。
【０１３８】
有利には、圧縮ローラは円筒形で溝がなく、特に金属製である。
【０１３９】
張力デバイスが少なくとも１つの圧縮ローラである場合、第１の変形例によれば、単一の圧縮ローラが槽に存在し、前記含浸は、前記ロービングにより前記圧縮ローラの入口と前記圧縮ローラに対する垂直接線との間に形成される角度α１で行われる。
【０１４０】
前記ロービングによって前記圧縮ローラの入口と前記圧縮ローラの垂直接線との間に形成される角度α１は、粉末が集中する領域の形成を可能にすることにより「くさび効果」をもたらし、前記圧縮ローラによるロービングの同時の延展が、より広い幅のロービングにわたる含浸を可能にし、したがって改善された従来技術の技術と比較して含浸を改善した。したがって、滞留時間の制御と組合わせることで、徹底的な含浸が容易となる。
【０１４１】
有利には、角度α１は、０〜８９°、好ましくは５°〜８５°、好ましくは５°〜４５°、好ましくは５°〜３０°の範囲である。
【０１４２】
しかしながら、０〜５°の角度α１は、機械的ストレスのリスクを生じさせる可能性があり、これは繊維の破損を招き、８５°〜８９°の角度α１は、「くさび効果」を生じさせるのに十分な機械力を発生させない。
【０１４３】
０°の角度α１の値は、垂直繊維に対応する。円筒形圧縮ローラの高さは調節可能であり、したがって繊維の垂直方向の位置付けを容易にすることは明らかである。
【０１４４】
ロービングが出て行くことを可能にするために、槽の壁が穿孔されていたとしても本発明の範囲外ではない。
【０１４５】
有利には、槽の縁部（８３ａ）は、特に円筒形及び回転式のローラを備えており、その上を前記ロービングが走っているため、事前に延展することになる。
【０１４６】
有利には、延展が開始される槽の下流に１つ以上の問題点が存在する。
【０１４７】
有利には、延展は前述の張力デバイスのうちの前記１つ以上で開始され、槽の端部（８３ａ）で継続する。
【０１４８】
したがって、延展は、１つ以上の圧縮ローラのレベルを通過した後に最大になる。
【０１４９】
図４は、これに限定されないが、単一の圧縮ローラに対する実施形態を説明しており、槽（２０）は粉末（８５）噴霧ガン（８４）を含み、単一の円筒形圧縮ローラが存在し、角度α１が示されている。
【０１５０】
繊維上の矢印は、繊維のスクロール方向を示す。
【０１５１】
有利には、前記槽内の前記粉末のレベルは、前記圧縮ローラの少なくとも中間の高さに位置する。
【０１５２】
明らかに、角度α１によってもたらされる「コーナー効果」は、一方の側での含浸を促進するが、圧縮ローラを通して得られる前記ロービングの延展はまた、前記ロービングの他方側への含浸を可能にする。換言すれば、前記含浸は、前記ロービングによって前記少なくとも１つの圧縮ローラＲ１の入口と前記圧縮ローラＲ１の垂直接線との間に形成される角度α１で、前記ロービングの一方の表面上に可能になるが、延展はまた他の表面の含浸を可能にする。
【０１５３】
角度α１は、上で規定された通りである。
【０１５４】
第２の変形例によれば、張力デバイスが少なくとも１つの圧縮ローラである場合、２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２が前記槽にあり、前記含浸は、前記ロービングによって前記圧縮ローラＲ１の入口と前記圧縮ローラＲ１に対する垂直接線との間に形成される角度α１で、及び／又は、前記ロービングによって前記圧縮ローラＲ２の入口と前記圧縮ローラＲ２の垂直接線との間に形成される角度α２で行われ、前記圧縮ローラＲ１は、前記圧縮ローラＲ２に先行し、前記ロービングは、ローラＲ２の上（図５及び６）又は下（図７及び８）を通過することができる。
【０１５５】
有利には、２つの圧縮ローラは、同一又は異なる形状であり、凸状、凹状又は円筒形状から選択される。
【０１５６】
有利には、２つの圧縮ローラは、同一及び円筒形で、溝付きではなく、特に金属である。
【０１５７】
２つの圧縮ローラの直径は同じであっても異なっていてもよく、上で規定された通りである。
【０１５８】
有利には、２つの圧縮ローラの直径は同一である。
【０１５９】
２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２は、互いに対して及び槽の底部に対して同じレベルにあってもよく（図６及び７）、又は互いに対して及び槽の底部に対して傾斜してもよく、圧縮ローラＲ１の高さは、槽の底部に対して圧縮ローラＲ２のそれより高い、又は低い（図５及び８）。
【０１６０】
有利には、２つのローラが異なる高さにあり、ロービングがローラＲ２の上を走行する場合、α２は、０〜９０°の範囲である。
【０１６１】
したがって、有利には、前記含浸は、前記ロービングの１つの表面上で、前記ロービングにより前記圧縮ローラＲ１の入口と前記圧縮ローラに対する垂直接線との間に形成される角度α１で、及び前記ロービングの反対側で、前記ロービングにより前記圧縮ローラＲ２の入口と前記圧縮ローラＲ２に対する垂直接線との間に形成される角度α２（ローラＲ２上を通過することにより得られる）で行われる。
【０１６２】
有利には、この実施形態における前記ロービングは、各角度α１及びα２で延展に供される。
【０１６３】
図６は、これに限定されないが、２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２（Ｒ１はＲ２に先行する）を有し、粉末（８５）噴霧ガン（８４）を備える槽（２０）を有する実施形態を説明しており、同じレベルで横に並んだ２つの円筒状圧縮ローラが存在し、前記１つ以上のロービングが前記圧縮ローラＲ１とＲ２との間で現れる場合が示されている。
【０１６４】
この場合、角度α２は０に等しく、前記１つ以上のロービングはローラＲ２を通過する。
【０１６５】
繊維上の矢印は、繊維のスクロール方向を示す。
【０１６６】
代替方法では、前記ロービングは前記圧縮ローラＲ１とＲ２との間の入力でスクロールし、前記圧縮ローラＲ２の表面の一部又は全部と接触した後に現れる。
【０１６７】
有利には、前記ロービングは、前記圧縮ローラＲ１の表面の一部又は全部と接触しており、ローラＲ２の下で前記圧縮ローラＲ２の表面の一部又は全部と接触した後に圧縮ローラＲ２の外側に現れ、角度α２は、前記圧縮ローラＲ２の入口と前記圧縮ローラＲ２の垂直接線との間で前記ロービングにより形成される。この場合、角度α２＝９０°である。
【０１６８】
したがって、有利には、前記含浸は、前記ロービングの１つの表面上で、前記ロービングにより前記圧縮ローラＲ１の入口と前記圧縮ローラに対する垂直接線との間に形成される角度α１で、及び前記ロービングの同じ側で、前記ロービングにより前記圧縮ローラＲ２の入口と前記圧縮ローラＲ２に対する垂直接線との間に形成される角度α２で行われるが、延展はまた、他の表面の含浸を可能にする。
【０１６９】
有利には、この実施形態における前記ロービングは、各角度α１及びα２で延展に供される。
【０１７０】
図７は、互いに同じレベルにある２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２を有する実施形態の一例を示す。
【０１７１】
第２の変形例の別の実施形態によれば、２つの圧縮ローラが存在する場合、２つの圧縮ローラＲ１とＲ２との間の距離は、槽の最大寸法に相当する長さで０．１５ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍであり、２つの圧縮ローラＲ１とＲ２との間の高さの差は、０〜２つの圧縮ローラの直径から差し引かれた槽の最大高さに相当する高さ、好ましくは、０．１５ｍｍ〜２つの圧縮ローラの直径から差し引かれた槽の最大高さに相当する高さ、より好ましくは、１０ｍｍ〜３００ｍｍの間の高さの差であり、Ｒ２は、上部圧縮ローラである。
【０１７２】
図８は、これに限定されないが、それぞれ粉末（８５）噴霧ガン（８４）を備える槽（２０）を有する２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２（Ｒ１はＲ２に先行する）を有する実施形態を説明しており、異なるレベルの２つの円筒状圧縮ローラが存在し、角度α１及びα２が示されている。
【０１７３】
前記繊維材料上の各ガンによる前記粉末の流量は同じ又は異なり、特に同じである。
【０１７４】
圧縮ローラＲ１及びＲ２の直径は、図５、６、７及び８において同一として示されているが、各円筒形圧縮ローラの直径は異なっていてもよく、圧縮ローラＲ１の直径は、上記の範囲内で圧縮ローラＲ２の直径より大きくてもよく、又は小さくてもよい。
【０１７５】
有利には、２つの圧縮ローラの直径は同一である。
【０１７６】
圧縮ローラＲ１が圧縮ローラＲ２より高い場合も本発明の範囲外ではない。
【０１７７】
第３の変形例によれば、２つの圧縮ローラが存在し異なるレベルにある場合、少なくとも第３の圧縮ローラＲ３がさらに存在し、圧縮ローラＲ１とＲ２との間に垂直に配置される（図９）。各圧縮ローラは、粉末（８５）噴霧ガン（８４）を備え、各ガンによるローラ入口での前記繊維材料上への前記粉末の流量は同じ又は異なり、特に同じである。
【０１７８】
有利には、前記ロービングは前記圧縮ローラＲ１の表面の一部又は全部と接触し、次いで前記圧縮ローラＲ３の表面の一部又は全部と接触し、前記圧縮ローラＲ２の表面の一部又は全部と接触した後に現れる。
【０１７９】
有利には、前記含浸は、前記ロービングの１つの表面上で、前記ロービングにより前記少なくとも１つの圧縮ローラＲ１の入口と圧縮ローラＲ１に対する垂直接線との間に形成される角度α１で、並びに前記ロービング及び圧縮ローラＲ３に対する垂直接線とにより形成される角度α３で、並びに他方の面において、前記ロービング及び圧縮ローラＲ２に対する垂直接線により形成される角度α２でのみ行われる。
【０１８０】
有利には、２つの圧縮ローラが異なるレベルで存在し、少なくとも１つの第３の圧縮ローラＲ３がさらに存在する場合、前記ロービングにより前記少なくとも１つの圧縮ローラＲ２の入口と前記圧縮ローラＲ２に対する垂直接線との間に形成される角度α２は、１８０°〜４５°、特に１２０°〜６０の範囲である。
【０１８１】
有利には、角度α３は、０°〜１８０°、好ましくは４５°〜１３５°の範囲である。
【０１８２】
図９は、これに限定されないが、２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２（Ｒ１はＲ２に先行する）、並びに第３の圧縮ローラＲ３を備える槽（２０）を有する実施形態を説明しており、角度α１、α２及びα３が示されている。
【０１８３】
圧縮ローラＲ１、Ｒ２、及びＲ３の直径は、図９では同一として示されているが、各円筒形圧縮ローラの直径は異なっていてもよく、又は２つの圧縮ローラが同じ直径を有し、３つ目が上で規定されたような範囲内のより大きい若しくはより小さい異なる直径を有してもよい。
【０１８４】
有利には、３つの圧縮ローラの直径は同一である。
【０１８５】
有利には、この第３の変形例において、前記ロービングの第２の延展制御は、圧縮ローラＲ３のレベルで行われ、第３の延展制御は、圧縮ローラＲ３で行われる。
【０１８６】
この第３の変形例における流量は上記で規定された通りである。
【０１８７】
この第３の変形例において、前記ロービングが前記圧縮ローラＲ１の表面の一部又は全部と接触し、次いで前記圧縮ローラＲ２の表面の一部又は全部と接触し、前記圧縮ローラＲ３の表面の一部又は全部と接触した後に現れる場合も、依然として本発明の範囲内である。
【０１８８】
有利には、槽内の噴霧速度は、１０ｇ／分〜４００ｇ／分、特に２０〜１５０ｇ／分の範囲である。
【０１８９】
有利には、粒子の体積直径Ｄ９０は、５０〜５００μｍの間、有利には１２０〜３００μｍの間である。
【０１９０】
有利には、粒子の体積直径Ｄ１０は、５〜２００μｍの間、有利には３５〜１００μｍの間である。
【０１９１】
有利には、粉末粒子の体積直径は、１．５から５０、有利には２から１０の範囲のＤ９０／Ｄ１０比内である。
【０１９２】
有利には、熱可塑性ポリマー粉末粒子の平均体積直径は、３０〜３００μｍ、特に５０〜２００μｍ、より具体的には７０〜２００μｍの間である。
【０１９３】
粒子の体積直径（Ｄ１０、Ｄ５０及びＤ９０）は、ＩＳＯ９２７６：２０１４に従って規定されている。
【０１９４】
「Ｄ５０」は、すなわち、検査された粒子集団を正確に２つの部分に分割する粒径の値を意味する、体積による平均直径に相当する。
【０１９５】
「Ｄ９０」は、体積粒径分布の累積曲線の９０％における値に相当する。
【０１９６】
「Ｄ１０」は、粒子体積の１０％のサイズに相当する。
【０１９７】
本発明による方法の別の実施形態によれば、槽の入口で前記ロービング又は複数のロービングの張力を制御するためのクリールが槽の前にある。
【０１９８】
任意選択的に、本発明による方法では、槽の後に１つ以上の張力デバイスがある。
【０１９９】
成形ステップ
槽（２０）を出るとすぐに、任意選択的に溶融ポリマーで被覆された予備含浸ロービング（平行ロービング）は、１つ以上の加熱カレンダを備える連続カレンダデバイスにより、単一の一方向リボン又は複数の平行一方向リボンの形態に成形される。
【０２００】
有利には、カレンダデバイスの加熱カレンダは、材料を表面だけではなくコアでも加熱することを可能にする急速加熱手段と結び付けられている。
【０２０１】
槽（２０）出口の拡大したロービングは、次いで加熱の影響下で収縮し、これがロービング繊維間への溶融ポリマーの挿入を容易にすることにより、前記ロービングの多孔性を低減し、特に前記ロービングのコアにおける含浸を容易にする。
【０２０２】
これらの急速加熱手段と結び付けられたカレンダの機械的ストレスは、特に繊維材料が「すぐに使用可能な」材料である場合、多孔性の存在の排除及びポリマーの均質な分布を可能にする。
【０２０３】
有利には、このホットカレンダ加工は、均一に繊維に浸透、接着、及び被覆するために含浸ポリマーを加熱することを可能にするだけでなく、予備含浸繊維材料のリボンの厚さ及び幅の監視を可能にする。
【０２０４】
槽を通過する、複数の一方向平行リボン、すなわち予備含浸平行ロービングと同数のリボンを製造することができるようにするために、図１の概略図において（５１）、（５２）、（５３）で示されるカレンダは、有利には、リボンの数に応じて、複数のカレンダ加工溝（７３）を含む。この溝の数は、例えば最大２００であってもよい。制御されたシステムＳＹＳＴはまた、リボンの厚さｅｐを監視するためにカレンダ（７０）のローラ（７１）、（７５）間の圧力及び／又はＥ間隔の調整を可能にする。そのようなカレンダ（７０）は、以下で説明される図２に概略的に示されている。
【０２０５】
カレンダデバイスは、少なくとも加熱カレンダ（５１）を備える。好ましくは、カレンダデバイスは、繊維ロービングの進行方向に対して並列に、及び／又は直列に接続されたいくつかの加熱カレンダ（５１）、（５２）、（５３）を備える。
【０２０６】
特に、方法は、連続カレンダ加工ステップが、増加するローラ間の圧力（プロセスの進行方向において）及び／又は減少するロール間の間隔（プロセスの進行方向において）と共に漸進的に行われることを特徴とする。）
いくつかの連続カレンダを有することは、材料を圧密し、また材料中の多孔性を低減してそれらの割合を低下させることを可能にする。したがって、この複数のカレンダは、「いつでも使用可能な」繊維材料を製造することを意図する場合に重要である。
【０２０７】
いくつかの平行カレンダを有すると、予備含浸ロービングの数が増加する。
【０２０８】
有利には、カレンダ加工デバイスの各カレンダは、ポリマー又は熱可塑性ポリマーの混合物を加熱するために、好ましくはマイクロ波による誘導又はマイクロ波統合加熱システムを備える。有利には、ポリマー又はポリマー混合物が、炭素含有充填剤、例えばカーボンブラック又はカーボンナノ充填剤、好ましくはカーボンナノ充填剤、特にグラフェン及び／又はカーボンナノチューブ及び／又はカーボンナノフィブリル又はそれらの混合物から選択されるものを含む場合、マイクロ波の効果又は誘導加熱は、これらの装入物の存在によって増幅され、次いでこれが材料のコアに熱を伝達する。
【０２０９】
有利には、デバイスの各カレンダ（５１）、（５２）、（５３）は、材料に熱エネルギーを迅速に伝達し、溶融ポリマーによる繊維の含浸を完了するために、各カレンダの前及び／又は後に配置された急速加熱デバイス（４１）、（４２）、（４３）に結びつけられる。急速加熱デバイスは、例えば、以下のデバイスから選択することができる：マイクロ波デバイス若しくは誘導、ＩＲレーザー若しくは赤外線デバイス、又は火炎若しくは高温ガス等の熱源と直接接触させるための他のデバイス。カーボンナノ充填剤は加熱効果を増幅し、それを材料のコアに伝達するため、マイクロ波又は誘導デバイスは、特にポリマー又はポリマー混合物中のカーボンナノ充填剤の存在と組合わせると非常に有利である。
【０２１０】
代替の実施形態によれば、これらの加熱デバイスのいくつかを組合わせることも可能である。
【０２１１】
方法は、前記含浸の前に、好ましい加熱手段で、前記加熱カレンダの加熱システムと同様にマイクロ波加熱で繊維ロービングを加熱するステップをさらに含んでもよい。
【０２１２】
任意選択的に、後続のステップは、１つ以上の予備含浸及び成形リボンの巻き取りである。その趣旨で、本方法を実施するためのユニット（１００）は、リボンと同数のコイル（６１）を備える巻き取りデバイス（６０）を備え、コイル（６１）は各リボンに割り当てられる。いかなる劣化も防ぐためにリボンが接触するのを防ぎながら、予備含浸リボンをそのそれぞれのコイル（６１）に偏向させるために、一般に分割器（６２）が設けられる。
【０２１３】
図２は、カレンダ（７０）の断面図の溝（７３）の詳細を概略的に示す。カレンダ（７０）は、上部ローラ（７１）及び下部ローラ（７５）を備える。一方のローラ、例えば上部ローラ（７１）は、刻み目部分（７２）を備え、他方のローラ（この例では下部ローラ（７５）を意味する）は、溝部分（７６）を備え、溝の形状は、上部ローラの突出部（７２）の形状と相補的である。ローラ（７１）、（７５）間の間隔Ｅ、及び／又は２つのローラによって互いに加えられる圧力によって、溝７３の寸法、特にそれらの厚さｅｐ及び幅ｌを画定することが可能になる。各溝（７３）は、繊維ロービングを収容するために設けられており、繊維ロービングは次いでローラ間で押圧及び加熱される。次いで、ロービングは、厚さ及び幅がカレンダの溝（７３）によって標準化された平行な一方向リボンとなる。各カレンダは、有利には複数の溝を備え、その数は、溝及び予備含浸ロービングと同数のリボンを製造するために、最大２００となり得る。カレンダ加工デバイスは、この目的のために提供されたコンピュータプログラムによって制御される、図１のＳＹＳＴで示される中央デバイスをさらに備え、これはすべてのユニット１００カレンダのカレンダローラの圧力及び／又は間隔の同時調整を可能にする。
【０２１４】
このようにして製造された一方向リボンは、正しい幅で分割される必要なしに、三次元部品製造におけるロボットによる取出しに適合した幅ｌ及び厚さｅｐを有する。リボンの幅は、有利には５〜４００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍ、さらにより好ましくは５〜１５ｍｍである。
【０２１５】
このようにして、予備含浸繊維材料を製造するための上述の方法は、生産性の高い予備含浸繊維材料の製造を可能にする一方で、繊維の均質な含浸、並びに多孔性及び再現性の制御を可能にし、したがって想定される最終複合製品の結果の制御及び再現性を可能にする。繊維周囲での均質な含浸及び多孔性の欠如は、前記繊維材料に対するガンによる前記粉末の流量を制御することによって、及び１つ以上の圧縮ローラでのロービングの同時展開と結びつけた「くさび効果」によって、槽内での含浸ステップにより確保される。得られた材料は、厚さ及び幅が標準化され、多孔性が低いリボンの形態の半製品である。
【０２１６】
したがって、この方法は、ロボットを使用して前記リボンを自動的に取出すことによって、三次元複合部品の製造に適応した予備含浸繊維材料の標準化されたリボンの製造を可能にする。
【０２１７】
有利には、本発明による方法で得られるリボンの熱可塑性ポリマーは、ガラス転移温度Ｔｇが≧８０℃であるような非晶質ポリマーから、及び／又は融点Ｔｆが≧１５０℃である半結晶性ポリマーから選択される。
【０２１８】
有利には、前記熱可塑性ポリマーは、
−  ポリアミド６（ＰＡ−６）、ポリアミド１１（ＰＡ−１１）、ポリアミド１２（ＰＡ−１２）、ポリアミド６６（ＰＡ−６６）、ポリアミド４６（ＰＡ−４６）、ポリアミド６１０（ＰＡ−６１０）、ポリアミド６１２（ＰＡ−６１２）、ポリアミド１０１０（ＰＡ−１０１０）、ポリアミド１０１２（ＰＡ−１０１２）、それらの混合物及びそれらのコポリアミド、特に１０１０／１１、１０１０／１２等から選択される脂肪族ポリアミド、
−  式Ａ／ＸＴの半芳香族ポリアミドを含む、ＥＰ１５０５０９９に記載されているような、尿素単位で任意選択的に修飾された芳香族ポリアミド、特にポリフタルアミド、特に式Ｘ／ＹＡｒの半芳香族ポリアミドであり、式中、Ａは、アミノ酸から得られる単位、ラクタムから得られる単位、及び式（Ｃａジアミン）．（Ｃｂ二酸）を有する単位から選択され、ａは、ジアミンの炭素原子の数を表し、ｂは、二酸の炭素原子の数を表し、ａ及びｂは、それぞれ４〜３６の間、有利には９〜１８の間であり；
ＸＴは、Ｃｘ中のジアミンとテレフタル酸との重縮合から得られる単位を指し、ｘは、Ｃｘ中のジアミンの炭素原子数を表し、ｘは、６〜３６の間、有利には９〜１８の間であり、
特に式Ａ／６Ｔ、Ａ／９Ｔ、Ａ／１０Ｔ又はＡ／１１Ｔのポリアミド（Ａは、上で規定された通りである）、特にポリアミドＰＡ６／６Ｔ、６６／６Ｔ、６Ｉ／６Ｔ、ＰＡ１１／１０Ｔ、１１／６Ｔ／１０Ｔ、ＭＸＤＴ／１０Ｔ又はＭＰＭＤＴ／１０Ｔ、ＢＡＣＴ／１０Ｔアラミド、及びブロックコポリマー、特にポリアミド／ポリエーテル（ＰＥＢＡ）である。
【０２１９】
有利には、本発明による方法で得られたリボンの繊維材料は、炭素繊維でできている。
【０２２０】
有利には、本発明による方法によって得られるリボンの熱可塑性ポリマーは、特にＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ１１／１０１０、ＰＡ１２／１０１０、ＰＡ１１／１０Ｔ、ＰＡ１１／６Ｔ／１０Ｔ、ＰＡ  ＭＸＤＴ／１０Ｔ、ＰＡ  ＭＰＭＤＴ／１０Ｔ及びＰＡ  ＢＡＣＴ／１０Ｔから選択される半芳香族ポリアミドであり、本発明による方法によって得られるリボンの繊維材料は、炭素繊維でできている。
【０２２１】
有利には、熱可塑性ポリマーがＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ１１／１０１０、ＰＡ１２／１０１０、ＰＡ１１／１０Ｔ、ＰＡ１１／６Ｔ／１０Ｔ、ＰＡ  ＭＸＤＴ／１０Ｔ、ＰＡ  ＭＰＭＤＴ／１０Ｔ及びＰＡ  ＢＡＣＴ／１０Ｔから選択されるポリアミドである前記リボンは、民間又は軍用の航空又は自動車に使用される。
【０２２２】
有利には、本発明による方法によって得られるリボンの熱可塑性ポリマーは、ＰＥＫＫである。
【０２２３】
有利には、本発明による方法で得られたリボンの繊維材料は、炭素繊維でできている。
【０２２４】
有利には、本発明による方法によって得られるリボンの熱可塑性ポリマーは、ＰＥＫＫであり、また本発明による方法によって得られるリボンの繊維材料は、炭素繊維でできている。
【０２２５】
有利には、本発明による方法によって得られるリボンの熱可塑性ポリマーは、ＰＥＩである。
【０２２６】
有利には、本発明による方法で得られたリボンの繊維材料は、炭素繊維でできている。
【０２２７】
有利には、本発明による方法によって得られるリボンの熱可塑性ポリマーは、ＰＥＩであり、また本発明による方法によって得られるリボンの繊維材料は、炭素繊維でできている。
【０２２８】
有利には、本発明による方法によって得られるリボンの熱可塑性ポリマーは、好ましくは重量基準で９０〜１０％対６０〜４０％、特に９０〜１０％対７０〜３０％のＰＥＫＫ及びＰＥＩの混合物である。有利には、本発明による方法で得られたリボンの繊維材料は、炭素繊維でできている。
【０２２９】
有利には、本発明による方法によって得られるリボンの熱可塑性ポリマーは、ＰＥＫＫ及びＰＥＩの混合物であり、また本発明による方法によって得られるリボンの繊維材料は、炭素繊維でできている。
【０２３０】
別の態様によれば、本発明は、三次元複合部品の製造における、上で規定されたような予備含浸繊維材料のリボンの使用に関する。
【０２３１】
有利には、前記複合部品の前記製造は、輸送分野、特に自動車、石油及びガス、特に海洋、ガス貯蔵、民間又は軍用航空、航海用、鉄道用；再生可能エネルギー、特に風力タービン、潮力タービン、エネルギー貯蔵デバイス、太陽電池パネル；熱保護パネル；スポーツ及びレクリエーション、健康及び医療、武器又はミサイル部品を使用した弾道学、セキュリティ及び電子工学に関連する。
【０２３２】
さらに別の態様によれば、本発明は、上で規定されたような予備含浸繊維材料の少なくとも１つの一方向リボンの使用から得られることを特徴とする、三次元複合部品に関する。
【０２３３】
本発明の方法の有利な実施形態
有利には、繊維材料は、炭素繊維及びガラス繊維から選択される。
【０２３４】
有利には、炭素繊維を含浸させるために使用される熱可塑性ポリマーは、ポリアミド、特にＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ１１／１０１０若しくはＰＡ１２／１０１０等の脂肪族ポリアミド、又は半芳香族ポリアミド、特にポリアミド、ＰＡ１１／１０Ｔ、ＰＡ１１／６Ｔ／１０Ｔ、ＰＡ  ＭＸＤＴ／１０Ｔ若しくはＰＡ  ＭＰＭＤＴ／１０Ｔ、若しくはＰＡ  ＢＡＣＴ／１０Ｔ、ＰＥＫＫ及びＰＥＩ又はそれらの混合物から選択される。
【０２３５】
有利には、炭素繊維を含浸させるために使用される熱可塑性ポリマーは、ポリアミド、特にＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ１１／１０１０若しくはＰＡ１２／１０１０等の脂肪族ポリアミド、又は半芳香族ポリアミド、特にポリアミド、ＰＡ１１／１０Ｔ、ＰＡ１１／６Ｔ／１０Ｔ、ＰＡ  ＭＸＤＴ／１０Ｔ若しくはＰＡ  ＭＰＭＤＴ／１０Ｔ、若しくはＰＡ  ＢＡＣＴ／１０Ｔ、ＰＥＫＫ及びＰＥＩ又はそれらの混合物から選択される。
【０２３６】
有利には、含浸炭素繊維又はガラス繊維からなる前記繊維材料中の繊維のレベルは、４５〜６５体積％、好ましくは５０〜６０体積％、特に５４〜６０体積％である。
【０２３７】
【表１】
2020501951.tif 000003
2020501951.tif 000004
2020501951.tif 000005
2020501951.tif 000006
2020501951.tif 000007
2020501951.tif 000008
2020501951.tif 000009
【０２３８】
ＰＥＫＫ又はＰＥＩを含む実施形態において、ＰＥＫＫは、ＰＥＩと組合わされてもよく、ＰＥＩは、上で規定された割合でＰＥＫＫと組合わされてもよい。
【０２３９】
有利には、槽内に２つの圧縮ローラが存在する上記の表Ｉの組成物において、ローラＲ２は、槽の底部に対してローラＲ１の上方にあり、特に、Ｈ２−Ｈ１は、１ｃｍ〜３０ｃｍ、好ましくは１〜１０ｃｍ、特に１ｃｍ〜３ｃｍの範囲、特に約２ｃｍであり、角度α２は、０〜９０°、特に２５〜４５℃、特に２５〜３５°の範囲であり、ロービングは、Ｒ２の上を走行する。
【０２４０】
これらの実施形態は、図５に対応する。
【０２４１】
有利には、槽内に２つの圧縮ローラが存在する上記表Ｉの組成物において、ローラＲ２は、槽の底部に対してローラＲ１の上方にあり、特にＨ２−Ｈ１は、１ｃｍ〜３０ｃｍの範囲、特に約２ｃｍであり、角度α２は、９０〜１８０℃、特に１１５〜１３５°、特に１１５〜１２５°であり、ロービングは、Ｒ２の下を走行する。
【図面の簡単な説明】
【０２４２】
【図１】本発明による予備含浸繊維材料の製造方法の実装ユニットの図である。
【図２】図１のユニットにおいて使用されるようなカレンダを構成する２つのローラの断面図である。
【図３】高さ調節可能な張力デバイス（８２）を有する槽（２０）を詳細に説明している。槽入口の縁部には、ロービング８１ａが走行する回転ローラ８３ａが設けられ、槽出口の縁部には、ロービング８１ｂが走行する回転ローラ８３ｂが設けられている。
【図４】粉末（８５）噴霧ガン（８４）を備える槽（２０）を有する単一の圧縮ローラの実施形態を示す図であり、単一の円筒状の圧縮ローラが存在し、角度α１が示されている。  繊維上の矢印は、繊維のスクロール方向を示す。
【図５】これに限定されないが、それぞれ粉末（８５）噴霧ガン（８４）を備える槽（２０）を有する２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２（Ｒ１はＲ２に先行する）を有する実施形態を示す図であり、２つの円筒形圧縮ローラは、槽の底部に対して異なる高さにあり（高さＨ２のＲ２は高さＨ１のＲ１の上にある）、角度α１及びα２が示されている。  繊維ロービング上の矢印は、ロービングのスクロール方向を示す。
【図６】粉末（８５）噴霧ガン（８４）を備える槽（２０）を有する例示的な実施形態を示す図であり、２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２は、互いに同じレベルで横に並んだ円筒形であり、角度α１及び角度α２＝０°が示され、ロービングは２つのローラ間を通過する。
【図７】それぞれ粉末（８５）噴霧ガン（８４）を備える槽（２０）を有する例示的な実施形態を示す図であり、２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２は、互いに同じレベルで横に並んだ円筒形であり、角度α１及び角度α２＝９０°が示され、ロービングはＲ２の下を通過する。
【図８】それぞれ粉末（８５）噴霧ガン（８４）を備える槽（２０）を有する例示的な実施形態を示す図であり、異なるレベルの２つの円筒形圧縮ローラＲ１及びＲ２（Ｒ１はＲ２に先行する）が存在し、角度α１及びα２が示され、ロービングはローラＲ２の下を通過する。
【図９】それぞれ粉末（８５）噴霧ガン（８４）を備える２つの圧縮ローラＲ１及びＲ２（Ｒ１はＲ２に先行する）、並びに粉末（８５）噴霧ガン（８４）を含む圧縮ローラＲ３を有する槽（２０）を有する実施形態を示す図であり、角度α１、α２及びα３が示されている。
【図１０】ＷＯ２０１５／１２１５８３に記載の方法（カレンダ加工後）に従ってＤ５０＝１００μｍのＰＡ１１／６Ｔ／１０Ｔポリアミド粉末を含浸させた、炭素繊維ロービング１／４インチ東レ炭素繊維、１２Ｋ  Ｔ７００Ｓ  Ｍ０Ｅの断面の、走査型電子顕微鏡下で撮影した写真である。  ＷＯ２０１５／１２１５８３による方法は、白い矢印で示されている予備含浸ロービングのいくつかの領域における均質性の欠如を示している。
【図１１】本発明の方法（実施例２に記載の通り、カレンダ加工後）に従ってＤ５０＝１１５μｍのポリアミドＰＡ粉末ＭＰＭＤＴ／１０Ｔを含浸させた１／４インチの「炭素繊維ロービング」（東レ１２Ｋ  Ｔ７００Ｓ  Ｍ０Ｅ繊維）の断面の、走査型電子顕微鏡で撮影した写真である。
【図１２】本発明の方法（実施例２）との比較例としての、溶融ＰＡ１１による亜麻繊維の含浸を示す図である。
【図１３】本発明の方法（実施例２）との比較例として溶融により得られたＭＰＭＤＴ／１０Ｔ（Ｄ５０＝１１５μｍ）東レＴ７００Ｓ２４Ｋ６０Ｅ炭素繊維の含浸を示す図である。
【実施例】
【０２４３】
以下の実施例は、本発明の範囲を非限定的に例示するものである。
【０２４４】
［実施例１（比較例）］
ＷＯ２０１５／１２１５８３に記載されているように、１２Ｋ炭素繊維ロービングにＰＡ１１／６Ｔ／１０Ｔを含浸させた。
【０２４５】
Ｄ５０＝１００μＭ。
【０２４６】
結果：
結果は図１０に示されるが、白い矢印で示されている予備含浸ロービングのいくつかの領域における均質性の欠如が示されている。
【０２４７】
［実施例２］
単一のローラを有する槽内で繊維材料にポリアミド粉末を含浸させるための一般的手順
以下の手順を実行した。
【０２４８】
−  槽内の円筒形圧縮ローラ（Ｌ＝５００ｍｍ、ｌ＝５００ｍｍ、Ｈ＝６００ｍｍ）、直径２５ｍｍ。
−  流速２５〜３０ｇ／分
−  ２５°の角度α１。
−  東レ１２Ｋ  Ｔ７００Ｓ  Ｍ０Ｅ  １／４インチ炭素繊維ロービングに対して、約１００％の延展（すなわち幅の２倍）。
−  ＭＰＭＤＴ／１０Ｔの粉末に対して、Ｄ５０＝１１５μｍ（Ｄ１０＝４９μｍ、Ｄ９０＝２０７μｍ）。
−  固定ローラを装備した槽の縁部。
【０２４９】
この手順に従って、ポリアミド（ＭＰＭＤＴ／１０Ｔ）を予備含浸させた繊維材料（１／４インチの炭素繊維ロービング）を調製し、図１１に示す。
【０２５０】
これは、圧縮ローラを有する槽内での乾燥粉末含浸方法、及び粉末流量の制御の有効性を実証している。
【０２５１】
［実施例３］
多孔率の測定、理論密度と実験密度との間の相対差（一般的方法）
ａ）必要なデータは以下を含む。
−  熱可塑性マトリックスの密度。
−  繊維の密度。
−  補強材の重量。
例えば１／４インチテープ（一列から）の場合の線密度（ｇ／ｍ）。
例えば幅の広いテープ又は布地の場合の単位面積当たりの質量（ｇ／ｍ２）
【０２５２】
ｂ）行うべき測定
結果が調査材料の代表値となるためには、試料数は少なくとも３０でなければならない。
【０２５３】
行うべき測定は以下を含む：
−  収集した試料のサイズ：
長さ（線密度が分かっている場合）。
長さ及び幅（単位面積当たりの重量が分かっている場合）。
−  収集した試料の実験密度：
空気中及び水中での重量測定。
−  繊維含有量の測定は、ＩＳＯ１１７２：１９９９に従って、又は例えばＢ．Ｂｅｎｚｌｅｒ、Ａｐｐｌｉｋａｔｉｏｎｓｌａｂｏｒ、Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ、Ｇｉｅｓｅｎ、ＵｓｅｒＣｏｍ  １／２００１で測定されるように熱重量分析（ＴＧＡ）によって測定される。
【０２５４】
炭素繊維含有量の測定は、ＩＳＯ１４１２７：２００８に従って測定することができる。
【０２５５】
理論繊維質量比の測定：
ａ）理論繊維質量比の測定：
【０２５６】
【数１】
2020501951.tif 000010
式中、
ｍｌは、テープの線密度であり、
Ｌは、試料の長さであり、
Ｍｅａｉｒは、空気中で測定された試料の質量である。
【０２５７】
繊維質量比の変動は、強化材中の繊維の量の変動を考慮に入れずに、マトリックスレベルの変動に直接関係すると考えられる。
【０２５８】
ｂ）理論密度の測定：
【０２５９】
【数２】
2020501951.tif 000011
式中、ｄｍ及びｄｆは、マトリックス及び繊維のそれぞれの密度である。
【０２６０】
このようにして計算された理論密度は、試料中に細孔がない場合の到達可能密度である。
【０２６１】
ｃ）多孔率の評価：
したがって、多孔率は、理論密度と実験密度との間の相対差である。
【図１】
2020501951.tif 000012
【図２】
2020501951.tif 000013
【図３】
2020501951.tif 000014
【図４】
2020501951.tif 000015
【図５】
2020501951.tif 000016
【図６】
2020501951.tif 000017
【図７】
2020501951.tif 000018
【図８】
2020501951.tif 000019
【図９】
2020501951.tif 000020
【図１０】
2020501951.tif 000021
【図１１】
2020501951.tif 000022
【図１２】
2020501951.tif 000023
【図１３】
2020501951.tif 000024
【国際調査報告】
2020501951.tif 000025
2020501951.tif 000026
2020501951.tif 000027
2020501951.tif 000028
2020501951.tif 000029
2020501951.tif 000030