JP2001088222A - 強い応力を受ける複合部品の製造方法 - Google Patents
強い応力を受ける複合部品の製造方法Info
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強い応力を受ける複合部品の製造方法。
【解決手段】 スプール１０から巻き戻した強化繊維１
１を熱硬化可能な樹脂をベースにした組成物を収容した
容器２１を備えた含浸チャンバ２２を有する含浸装置２
０に通し、得られた予備含浸材料１２を予備重合装置３
０に通し、その内部で予備含浸材料１２を所定の照射光
で予備重合する。予備複合物１３はローラ４０で矢印Ｆ
方向に駆動され、剪断機５０によって所定長さの断片１
４の予備複合物を連続的に製造する。製造すべき部品の
表面形状で決まる形状を有する支持体上に複数の断片を
順次積層し、貼り付ける。全ての断片を支持体の形状に
ぴったり合うように配置した後、積層体を圧力および温
度下で最終成形し、樹脂を重合し且つ全ての予備複合物
断片を結合する。
１を熱硬化可能な樹脂をベースにした組成物を収容した
容器２１を備えた含浸チャンバ２２を有する含浸装置２
０に通し、得られた予備含浸材料１２を予備重合装置３
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で予備重合する。予備複合物１３はローラ４０で矢印Ｆ
方向に駆動され、剪断機５０によって所定長さの断片１
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表面形状で決まる形状を有する支持体上に複数の断片を
順次積層し、貼り付ける。全ての断片を支持体の形状に
ぴったり合うように配置した後、積層体を圧力および温
度下で最終成形し、樹脂を重合し且つ全ての予備複合物
断片を結合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複合部品、特に複雑
な形をした複合部品の製造方法に関するものである。本
発明は特に、非常に高い機械的な応力が加わった複合部
品に関するものである。
な形をした複合部品の製造方法に関するものである。本
発明は特に、非常に高い機械的な応力が加わった複合部
品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の複合部品は樹脂と短繊維とから
なる予め調整したペーストを高圧下で圧縮成形し、完全
重合後に成形品を型から取り出す方法で製造できる。こ
の方法は複雑な形状の複合部品の製造に適し、生産性が
高いので広く利用されている。しかし、圧縮成形法は長
繊維の強化材を用いる場合には不向きであるため、非常
に大きな機械的応力を受ける部品をこの方法で製造する
ことはできない。
なる予め調整したペーストを高圧下で圧縮成形し、完全
重合後に成形品を型から取り出す方法で製造できる。こ
の方法は複雑な形状の複合部品の製造に適し、生産性が
高いので広く利用されている。しかし、圧縮成形法は長
繊維の強化材を用いる場合には不向きであるため、非常
に大きな機械的応力を受ける部品をこの方法で製造する
ことはできない。
【０００３】長繊維の強化材を使用可能な方法はいくつ
か公知である。その１つの方法に「引抜成形」である。
この方法では無限長の繊維を巻き出し、樹脂漕に浸漬し
て含浸させた後、含浸させた繊維を加熱ダイに通し、加
熱チャンバ中で重合させる。この方法ではダイの形を変
えることによって任意断面の成形品を連続して引抜き成
形することができる。しかし、得られる製品は常に真っ
直ぐな成形品だけである。公知の他の方法はフィラメン
トワインディング法である。この方法では回転・並進移
動可能なマンドレル上に予備含浸させた複数の強化繊維
を巻き付け、得られた複合体を炉中で重合させる。従っ
て、チューブや容器等の大きな寸法の部品が得られる。
しかし、この方法では形状の種類が大幅に制限され、製
造する壁の厚さ全体に繊維を正しく配置するのが困難で
ある。すなわち、繊維はマンドレル表面の方へ移動する
傾向があり、壁の厚さ全体に一定量の繊維を維持するこ
とも困難である。
か公知である。その１つの方法に「引抜成形」である。
この方法では無限長の繊維を巻き出し、樹脂漕に浸漬し
て含浸させた後、含浸させた繊維を加熱ダイに通し、加
熱チャンバ中で重合させる。この方法ではダイの形を変
えることによって任意断面の成形品を連続して引抜き成
形することができる。しかし、得られる製品は常に真っ
直ぐな成形品だけである。公知の他の方法はフィラメン
トワインディング法である。この方法では回転・並進移
動可能なマンドレル上に予備含浸させた複数の強化繊維
を巻き付け、得られた複合体を炉中で重合させる。従っ
て、チューブや容器等の大きな寸法の部品が得られる。
しかし、この方法では形状の種類が大幅に制限され、製
造する壁の厚さ全体に繊維を正しく配置するのが困難で
ある。すなわち、繊維はマンドレル表面の方へ移動する
傾向があり、壁の厚さ全体に一定量の繊維を維持するこ
とも困難である。
【０００４】予め成形した予備成形品（プレホーム）を
用いて強化繊維の配置を容易にした物品の成形方法も知
られている。欧州特許第０，６５５，３１９号では予備
成形物を加熱して圧縮成形ができる程度の粘稠度のペー
ストが得られるように強化繊維を含む樹脂の予備成形物
を安定化させ、得られたペースト状の予備成形物を取り
出し、第２の成形型でペースト状予備成形物を高温度で
圧縮成形し、重合している。
用いて強化繊維の配置を容易にした物品の成形方法も知
られている。欧州特許第０，６５５，３１９号では予備
成形物を加熱して圧縮成形ができる程度の粘稠度のペー
ストが得られるように強化繊維を含む樹脂の予備成形物
を安定化させ、得られたペースト状の予備成形物を取り
出し、第２の成形型でペースト状予備成形物を高温度で
圧縮成形し、重合している。
【０００５】この処理法の問題点は「予備重合」とよば
れる段階（初期部分重合）の制御が困難な点にある。す
なわち、後の処理での取り扱いに十分な粘度にするには
繊維の配置が過剰に乱れないようにしなければならな
い。予備重合を進めれば繊維の状態はよく維持される
が、後の予備成形物の成形時に変形させるのが困難にな
ってしまう。さらに、反応が発熱性であるため、重合が
非常に速く、重合を中断することは困難であり、実質的
には不可能である。そのため強化樹脂の硬度が急に高く
なり、後の成形ができなくなる。
れる段階（初期部分重合）の制御が困難な点にある。す
なわち、後の処理での取り扱いに十分な粘度にするには
繊維の配置が過剰に乱れないようにしなければならな
い。予備重合を進めれば繊維の状態はよく維持される
が、後の予備成形物の成形時に変形させるのが困難にな
ってしまう。さらに、反応が発熱性であるため、重合が
非常に速く、重合を中断することは困難であり、実質的
には不可能である。そのため強化樹脂の硬度が急に高く
なり、後の成形ができなくなる。
【０００６】そのため平板、棒、直管、その他の単純な
形状の部品以外の部品の厚さ全体に長繊維を所望の方向
に正確に制御された比率で配置することはこれまでは不
可能であった。上記特許では実施を容易にするために繊
維を切断している点に注目されたい。その結果、強化能
力が低下するのは避けがたい。「長い繊維」、「長繊
維」または「無限長さの繊維」とは繊維の長さが少なく
とも強化する部品の断面寸法によってのみ制限される、
すなわち、部品の寸法によってのみ制限され場合の用語
で、加工方法の実施の制約から長さが制限される場合に
は用いられない。また、「個別に配置」とは糸または単
純な平らなウエブ（tissus)から作り始めることを意味
し、３次元の寸法を有するウエブは意味しない(このウ
エブは各製造段階で特定の特徴を有し、取扱に問題が生
じる)。
形状の部品以外の部品の厚さ全体に長繊維を所望の方向
に正確に制御された比率で配置することはこれまでは不
可能であった。上記特許では実施を容易にするために繊
維を切断している点に注目されたい。その結果、強化能
力が低下するのは避けがたい。「長い繊維」、「長繊
維」または「無限長さの繊維」とは繊維の長さが少なく
とも強化する部品の断面寸法によってのみ制限される、
すなわち、部品の寸法によってのみ制限され場合の用語
で、加工方法の実施の制約から長さが制限される場合に
は用いられない。また、「個別に配置」とは糸または単
純な平らなウエブ（tissus)から作り始めることを意味
し、３次元の寸法を有するウエブは意味しない(このウ
エブは各製造段階で特定の特徴を有し、取扱に問題が生
じる)。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、選択
した繊維の強化能力を下げずに複合部品を製造できる、
各種形状、特に湾曲度が非常に小さい円弧に適応可能な
方法を提供することにある。本発明の他の目的は、タイ
ヤ成形型のような射出が不可能な開放された金型上に複
合部品の成分を導入して、複雑な形状に成形し、必要な
場合には他の材料、例えばゴムに複合構造を結合できる
ようにすることにある。本発明は、上記目的を達成する
ことができる、機械化可能で、工業生産に望ましい高速
で運転可能な製造方法を提供する。
した繊維の強化能力を下げずに複合部品を製造できる、
各種形状、特に湾曲度が非常に小さい円弧に適応可能な
方法を提供することにある。本発明の他の目的は、タイ
ヤ成形型のような射出が不可能な開放された金型上に複
合部品の成分を導入して、複雑な形状に成形し、必要な
場合には他の材料、例えばゴムに複合構造を結合できる
ようにすることにある。本発明は、上記目的を達成する
ことができる、機械化可能で、工業生産に望ましい高速
で運転可能な製造方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の対象は、下記段
階（ａ）〜（ｄ）から成る、電離した照射光によって硬
化可能な樹脂から成る組成物をベースとしたマトリクス
中に、所定の少なくとも１つの強化方向に平行に強化繊
維が埋め込まれた、所定厚さの複合部品の製造方法にあ
る： （ａ）強化繊維を一つの面に実質的に平行に配置し且つ
上記組成物を含浸させ、（ｂ）上記の所定厚さより薄い
厚さの層にした強化繊維を含む組成物を電離した(ioniz
ant)照射光に露出して樹脂を部分的に重合化させて組成
物が固体状態にある予備複合物を作り、（ｃ）得られた
予備複合物から切り取った各断片を上記の所定厚さで決
まる数だけ平面ではない形状を有する支持体上に貼り付
け、支持体の形状にぴったり合うように互いに積層して
応力が加わった複数の断片の積層体を作り、（ｄ）得ら
れた積層体に所定の圧力と温度を加えて最終成形し、樹
脂を重合し且つ予備複合物の各断片を一体化する。
階（ａ）〜（ｄ）から成る、電離した照射光によって硬
化可能な樹脂から成る組成物をベースとしたマトリクス
中に、所定の少なくとも１つの強化方向に平行に強化繊
維が埋め込まれた、所定厚さの複合部品の製造方法にあ
る： （ａ）強化繊維を一つの面に実質的に平行に配置し且つ
上記組成物を含浸させ、（ｂ）上記の所定厚さより薄い
厚さの層にした強化繊維を含む組成物を電離した(ioniz
ant)照射光に露出して樹脂を部分的に重合化させて組成
物が固体状態にある予備複合物を作り、（ｃ）得られた
予備複合物から切り取った各断片を上記の所定厚さで決
まる数だけ平面ではない形状を有する支持体上に貼り付
け、支持体の形状にぴったり合うように互いに積層して
応力が加わった複数の断片の積層体を作り、（ｄ）得ら
れた積層体に所定の圧力と温度を加えて最終成形し、樹
脂を重合し且つ予備複合物の各断片を一体化する。
【０００９】本発明方法では無限長の繊維を使用する。
一般に、出発材料は直径が数ミクロンの多数の（数１０
０本）エレメント繊維である。各繊維はほとんど交差し
ない状態で、実質的に互いに平行に互いに隣接して配置
される。全ての繊維を完全に平行に配置することを保証
することは実際には不可能であるが、「一つの面に実質
的に平行に配置」という表現はケーブルまたは紐ではな
く、配置の幾何学的な正確さは別として、各繊維が平行
に配置されるということを示す。好ましい強化方向とは
例えば製造する部品に加わる引張り応力の方向である。
しかし、出発材料として上記の所定方向を向いた互いに
平行な繊維（縦糸）だけでなく、例えば横糸を構成する
他の繊維を任意の密度でさらに含むこともできる。
一般に、出発材料は直径が数ミクロンの多数の（数１０
０本）エレメント繊維である。各繊維はほとんど交差し
ない状態で、実質的に互いに平行に互いに隣接して配置
される。全ての繊維を完全に平行に配置することを保証
することは実際には不可能であるが、「一つの面に実質
的に平行に配置」という表現はケーブルまたは紐ではな
く、配置の幾何学的な正確さは別として、各繊維が平行
に配置されるということを示す。好ましい強化方向とは
例えば製造する部品に加わる引張り応力の方向である。
しかし、出発材料として上記の所定方向を向いた互いに
平行な繊維（縦糸）だけでなく、例えば横糸を構成する
他の繊維を任意の密度でさらに含むこともできる。
【００１０】繊維の含浸段階自体は本発明に特有なもの
ではなく、当業者は任意の適切な方法を容易に選択でき
る。この含浸は一つの面に平行に繊維を配置する段階の
先でも後でもよい。繊維を一つの面に平行に配置する目
的は樹脂の重合開始期間より後まで最終複合部品中で強
化繊維が互いに並んで配置されて、十分な強化能力が得
られるようにすることにある。
ではなく、当業者は任意の適切な方法を容易に選択でき
る。この含浸は一つの面に平行に繊維を配置する段階の
先でも後でもよい。繊維を一つの面に平行に配置する目
的は樹脂の重合開始期間より後まで最終複合部品中で強
化繊維が互いに並んで配置されて、十分な強化能力が得
られるようにすることにある。
【００１１】「予備複合物」とは樹脂が固体媒体になる
（いわゆるゲル化段階以上）まで予備重合され、繊維か
ら「液が脱水（essorage）」して予備成形物の樹脂量が
未制御のまま減少する危険無しに機械的な力で開放金型
内に設置できるだけの十分な粘着力を有する予備複合物
を意味する。すなわち、予備重合の目的は温度と圧力の
作用下で後の処理（組成物またはそれを含む製品の処
理）時に樹脂の流出を防ぐことができる最低水準の重合
を行なうことにある。予備重合の他の目的は平らではな
い形状の支持体へ貼り付ける際に段階に予備複合物に曲
げ応力が加わった時に繊維に座屈抵抗力を与えることが
できるような最低水準まで重合させることにある。
（いわゆるゲル化段階以上）まで予備重合され、繊維か
ら「液が脱水（essorage）」して予備成形物の樹脂量が
未制御のまま減少する危険無しに機械的な力で開放金型
内に設置できるだけの十分な粘着力を有する予備複合物
を意味する。すなわち、予備重合の目的は温度と圧力の
作用下で後の処理（組成物またはそれを含む製品の処
理）時に樹脂の流出を防ぐことができる最低水準の重合
を行なうことにある。予備重合の他の目的は平らではな
い形状の支持体へ貼り付ける際に段階に予備複合物に曲
げ応力が加わった時に繊維に座屈抵抗力を与えることが
できるような最低水準まで重合させることにある。
【００１２】電離した照射光によって重合を開始するこ
とによって上記段階まで重合でき、しかも、照射光の照
射を止めて重合を止めることができる。従って、予備重
合の他の目的は、以下で詳細に説明するように、最大の
重合水準を超えないようにして、予備複合物相互が接着
し、またはそれとゴムとが接着するようにすることにあ
る。十分に薄い層を積層することと、上記の予備重合と
の組み合わせによって任意の形と厚さのブロックを作る
ことができる。このブロックは同一樹脂と同一繊維から
例えば引抜き成形で得られる同一密度のモノリテックな
材料に匹敵する。
とによって上記段階まで重合でき、しかも、照射光の照
射を止めて重合を止めることができる。従って、予備重
合の他の目的は、以下で詳細に説明するように、最大の
重合水準を超えないようにして、予備複合物相互が接着
し、またはそれとゴムとが接着するようにすることにあ
る。十分に薄い層を積層することと、上記の予備重合と
の組み合わせによって任意の形と厚さのブロックを作る
ことができる。このブロックは同一樹脂と同一繊維から
例えば引抜き成形で得られる同一密度のモノリテックな
材料に匹敵する。
【００１３】電離した照射光としては３００ｎｍ〜４５
０ｎｍのスペクトルの照射光または電子ビームを用いる
のが好ましい。例えば厚さが約０．１ｍｍのストリップ
状の予備複合物（製造する部品に応じた任意長さが選択
される）を作る。このストリップ断片から得られる部品
はモノリテックな材料(すなわち、薄い層を積層して作
ったものではない単純な形の部品)と同じ特性を有す
る。換言すれば、選択した樹脂、特に選択した強化繊維
の特性の低下が全く見られない。積層時に製造する複合
部品のための強化力に応じて繊維を互いに交差させても
かまわないという点に注意すべきである。そうするか否
かは複合部品の設計パラメターであり、そうすることも
本発明に含まれる。
０ｎｍのスペクトルの照射光または電子ビームを用いる
のが好ましい。例えば厚さが約０．１ｍｍのストリップ
状の予備複合物（製造する部品に応じた任意長さが選択
される）を作る。このストリップ断片から得られる部品
はモノリテックな材料(すなわち、薄い層を積層して作
ったものではない単純な形の部品)と同じ特性を有す
る。換言すれば、選択した樹脂、特に選択した強化繊維
の特性の低下が全く見られない。積層時に製造する複合
部品のための強化力に応じて繊維を互いに交差させても
かまわないという点に注意すべきである。そうするか否
かは複合部品の設計パラメターであり、そうすることも
本発明に含まれる。
【００１４】本発明の有利な実施例では、支持体に断片
を貼り付ける際に予備複合物の断片に応力を加えて予備
複合物を支持体の形状にぴったり合せる。断片を積層す
る支持体表面は展開可能で、支持体表面に容易にぴった
り合せることができるのが好ましい。加熱処理が開始す
るまで予備複合物の断片への応力を維持するのが好まし
い。電離した照射光による予備重合は予備重合状態を完
全に制御できるという利点の他に、厚さの薄い複数の層
に分割することによって比較的に小さい曲率に湾曲する
ことができ、各断片に残留応力が生じることが無く、積
層中に繊維が座屈せず、積層体の横方向部分に生じる繊
維のばらつき、特に厚さ方向のばらつきを無くすことが
できる。従って、内部応力がゼロになる形状に作られた
積層体の弾性戻りはわずかで、最終複合部品の最終製造
段階を邪魔しないように機械的特性を維持し、容易に変
形することができる。
を貼り付ける際に予備複合物の断片に応力を加えて予備
複合物を支持体の形状にぴったり合せる。断片を積層す
る支持体表面は展開可能で、支持体表面に容易にぴった
り合せることができるのが好ましい。加熱処理が開始す
るまで予備複合物の断片への応力を維持するのが好まし
い。電離した照射光による予備重合は予備重合状態を完
全に制御できるという利点の他に、厚さの薄い複数の層
に分割することによって比較的に小さい曲率に湾曲する
ことができ、各断片に残留応力が生じることが無く、積
層中に繊維が座屈せず、積層体の横方向部分に生じる繊
維のばらつき、特に厚さ方向のばらつきを無くすことが
できる。従って、内部応力がゼロになる形状に作られた
積層体の弾性戻りはわずかで、最終複合部品の最終製造
段階を邪魔しないように機械的特性を維持し、容易に変
形することができる。
【００１５】最終複合部品の厚さよりはるかに厚さの薄
い層で樹脂の重合を開始することで変形が容易になる。
複合部品の最小湾曲半径を「ｒ」とすると、重合は
「ｒ」を２０で割った値より小さくなるような厚さ
「ｅ」の層で開始するのが有利である。特に、最終生成
物の構造を最終的に固定する前に変形状態を一時的に仮
止め状態に維持するのを容易にするためには、重合を
「ｒ」を１５０で割った値より小さくなるような厚さ
「ｅ」の層で開始するのが好ましい。
い層で樹脂の重合を開始することで変形が容易になる。
複合部品の最小湾曲半径を「ｒ」とすると、重合は
「ｒ」を２０で割った値より小さくなるような厚さ
「ｅ」の層で開始するのが有利である。特に、最終生成
物の構造を最終的に固定する前に変形状態を一時的に仮
止め状態に維持するのを容易にするためには、重合を
「ｒ」を１５０で割った値より小さくなるような厚さ
「ｅ」の層で開始するのが好ましい。
【００１６】
【実施例】以下、下記図面を参照して本発明方法を２つ
の実施例を説明する。図１には糸(実施例ではガラス繊
維)１１を収容するリール１０が示されている。次の含
浸装置２０は硬化可能な樹脂をベースにした組成物と、
この組成物を処理する照射光に適した光開始剤(光重合
開始剤)を収容する容器２１を備えている。含浸装置２
０は含浸チャンバ２２を備える。得られた予備含浸材料
１２は予備重合装置３０に導入され、この中で電離した
照射光で予備含浸材料１２が予備重合される。処理は酸
素のない状態で実施される。組成物が露出される照射光
３１の波長は一般に４５０ナノメター以下、好ましくは
３００ｎｍ〜４５０ｎｍで、例えば紫外線ランプを使用
できる。得られた予備複合物１３はローラ４０によって
矢印Ｆの方向へ駆動される。連続して製造される予備複
合物から最後に剪断機５０によって一定長さの断片１４
を得る。この断片は以下で説明するように加工できる。
次の段階は予備複合物の断片１４の加工段階である。
の実施例を説明する。図１には糸(実施例ではガラス繊
維)１１を収容するリール１０が示されている。次の含
浸装置２０は硬化可能な樹脂をベースにした組成物と、
この組成物を処理する照射光に適した光開始剤(光重合
開始剤)を収容する容器２１を備えている。含浸装置２
０は含浸チャンバ２２を備える。得られた予備含浸材料
１２は予備重合装置３０に導入され、この中で電離した
照射光で予備含浸材料１２が予備重合される。処理は酸
素のない状態で実施される。組成物が露出される照射光
３１の波長は一般に４５０ナノメター以下、好ましくは
３００ｎｍ〜４５０ｎｍで、例えば紫外線ランプを使用
できる。得られた予備複合物１３はローラ４０によって
矢印Ｆの方向へ駆動される。連続して製造される予備複
合物から最後に剪断機５０によって一定長さの断片１４
を得る。この断片は以下で説明するように加工できる。
次の段階は予備複合物の断片１４の加工段階である。
【００１７】図２にはＣ字型の製品(例えばＣ字型バネ)
を製造するための支持体６１が示されている。予備複合
物の断片１４を変形して、支持体６１の形にぴったりと
合せる（図２の矢印Ｄ参照）。断片１４を支持体６１上
に配置した段階で、繊維はＣ字型の製品の一端から他端
まで図２の平面に平行に延びている。予備重合の程度
は、変形させた断片１４の湾曲部の内部に位置する繊維
に座屈を引き起こさずに断片１４を所望の支持体上に積
層でき、変形中および変形後の加圧下の加熱処理中に樹
脂をベースにした組成物が予備複合物の外に拡大するの
を阻止するのに十分なレベルでなければならない。しか
し、優れた機械特性、特に曲げ特性および剪断特性に優
れた複合材料を得るためには、この予備重合の程度は温
度および圧力の作用下で２枚の互いに隣接する予備複合
物の断片間の界面で接着力が生じ、予備複合物の複数の
断片の積層体を連続して重合するのに十分なだけ低いも
のでなければならない。
を製造するための支持体６１が示されている。予備複合
物の断片１４を変形して、支持体６１の形にぴったりと
合せる（図２の矢印Ｄ参照）。断片１４を支持体６１上
に配置した段階で、繊維はＣ字型の製品の一端から他端
まで図２の平面に平行に延びている。予備重合の程度
は、変形させた断片１４の湾曲部の内部に位置する繊維
に座屈を引き起こさずに断片１４を所望の支持体上に積
層でき、変形中および変形後の加圧下の加熱処理中に樹
脂をベースにした組成物が予備複合物の外に拡大するの
を阻止するのに十分なレベルでなければならない。しか
し、優れた機械特性、特に曲げ特性および剪断特性に優
れた複合材料を得るためには、この予備重合の程度は温
度および圧力の作用下で２枚の互いに隣接する予備複合
物の断片間の界面で接着力が生じ、予備複合物の複数の
断片の積層体を連続して重合するのに十分なだけ低いも
のでなければならない。
【００１８】予備重合の程度（レベル）は、予備複合物
のＤショアー硬度を分析して実験的に制御することがで
きる。下記のショアー硬度値はＮＦＴ４６−０５２規格
に記載のＤショアー硬度テスターを用いて測定したもの
である。最終複合物のＤショアー硬度を約９０〜９５と
仮定すると、例えば予備複合物のＤショアー硬度が４５
より大きくなり且つ６５より大きくなる前に電離した照
射光への露出を止めるのが好ましい。一般的には、電離
した照射光への露出段階は予備複合物のＤショアー硬度
を最終複合物のＤショアー硬度で割った指数Ｄが約０．
５以上且つ約０．７以下にするのが好ましい。
のＤショアー硬度を分析して実験的に制御することがで
きる。下記のショアー硬度値はＮＦＴ４６−０５２規格
に記載のＤショアー硬度テスターを用いて測定したもの
である。最終複合物のＤショアー硬度を約９０〜９５と
仮定すると、例えば予備複合物のＤショアー硬度が４５
より大きくなり且つ６５より大きくなる前に電離した照
射光への露出を止めるのが好ましい。一般的には、電離
した照射光への露出段階は予備複合物のＤショアー硬度
を最終複合物のＤショアー硬度で割った指数Ｄが約０．
５以上且つ約０．７以下にするのが好ましい。
【００１９】予備重合の程度を予備複合物の組成物のガ
ラス転移温度Ｔｇを分析して実験的に制御することもで
きる。実際に優れた制御方法は指数Ｔ＝Ｔｇｆ−Ｔｇｐ
ｒを用いる方法である。ここで、Ｔｇｐｒは予備複合物
の組成物のガラス転移温度、Ｔｇｆは最終複合物の組成
物のガラス転移温度である。電離した照射光への露出段
階は指数Ｔが１２０℃以下且つ３０℃以上となるように
する。例えば、最終複合物の組成物のガラス転移温度Ｔ
ｇが約１６０℃である場合には予備複合物の組成物のガ
ラス転移温度Ｔｇが約４０℃以上且つ約１３０℃以下と
なるように電離した照射光への露出を止める。予備複合
物の予備重合の程度は樹脂のゲル化点以上にするという
ことが分かっている。望ましい予備重合の程度は例えば
電離した照射光の処理時間を合せることで達成できる
（ローラ４０に与える走行速度と予備重合装置３０の長
さ）。
ラス転移温度Ｔｇを分析して実験的に制御することもで
きる。実際に優れた制御方法は指数Ｔ＝Ｔｇｆ−Ｔｇｐ
ｒを用いる方法である。ここで、Ｔｇｐｒは予備複合物
の組成物のガラス転移温度、Ｔｇｆは最終複合物の組成
物のガラス転移温度である。電離した照射光への露出段
階は指数Ｔが１２０℃以下且つ３０℃以上となるように
する。例えば、最終複合物の組成物のガラス転移温度Ｔ
ｇが約１６０℃である場合には予備複合物の組成物のガ
ラス転移温度Ｔｇが約４０℃以上且つ約１３０℃以下と
なるように電離した照射光への露出を止める。予備複合
物の予備重合の程度は樹脂のゲル化点以上にするという
ことが分かっている。望ましい予備重合の程度は例えば
電離した照射光の処理時間を合せることで達成できる
（ローラ４０に与える走行速度と予備重合装置３０の長
さ）。
【００２０】予備複合物を支持体６１の表面の形にぴっ
たり合せる際には下記の方法が採用できる。すなわち、
予備複合物の各断片１４を個々に積層し、変形（図２の
矢印Ｄ参照）し、各断片１４を順次支持体６１の形にぴ
ったり合させるか、予備複合物の複数の断片１４をグル
ープ化するか、全てを一緒に積み重ねて、変形して、ま
とめて支持体６１の形に合せる。
たり合せる際には下記の方法が採用できる。すなわち、
予備複合物の各断片１４を個々に積層し、変形（図２の
矢印Ｄ参照）し、各断片１４を順次支持体６１の形にぴ
ったり合させるか、予備複合物の複数の断片１４をグル
ープ化するか、全てを一緒に積み重ねて、変形して、ま
とめて支持体６１の形に合せる。
【００２１】いずれにせよ、断片１４の靱性（nerf）は
かなり弱いが、少なくとも次の段階を実施できるだけ十
分なＣ字型を維持するように、予備複合物の断片の積層
体を作るのが好ましい。図２に示すように、組成物の一
つの層１５の少なくとも一部を例えばＣ字の端部で少な
くとも１つの断片の表面上で互いに積層して、積層体の
異なる断片１４と予め結合させることもできる。前記層
１５の樹脂を部分的に重合化するには、図２に示される
ように断片１４を通して前記層１５を少なくとも部分的
に電離した照射光、例えば可視紫外線照射に露出すれば
十分である。隣接する断片間に上記の結合を作らない場
合、より一般的には加わる変形に対して断片を自発的に
維持することをしない場合には、適当な力を外から加え
て各断片を保持しなければならない。
かなり弱いが、少なくとも次の段階を実施できるだけ十
分なＣ字型を維持するように、予備複合物の断片の積層
体を作るのが好ましい。図２に示すように、組成物の一
つの層１５の少なくとも一部を例えばＣ字の端部で少な
くとも１つの断片の表面上で互いに積層して、積層体の
異なる断片１４と予め結合させることもできる。前記層
１５の樹脂を部分的に重合化するには、図２に示される
ように断片１４を通して前記層１５を少なくとも部分的
に電離した照射光、例えば可視紫外線照射に露出すれば
十分である。隣接する断片間に上記の結合を作らない場
合、より一般的には加わる変形に対して断片を自発的に
維持することをしない場合には、適当な力を外から加え
て各断片を保持しなければならない。
【００２２】光重合開始によって各断片１４を仮止め(s
olidarization provisoire)する変形例では、積層体を
適当な圧力と温度（例えば約１３０℃）で成形してか
ら、最終成形前またはその他の任意の中間段階の前に樹
脂の少なくとも部分的な予備重合をすることができる。
他の変形例では、主として高粘度の組成物から成る仮の
保持層を間に挟んで、積層した各断片１４を仮止めする
ことができる。上記の各種方法を同時に用いることもで
きる。
olidarization provisoire)する変形例では、積層体を
適当な圧力と温度（例えば約１３０℃）で成形してか
ら、最終成形前またはその他の任意の中間段階の前に樹
脂の少なくとも部分的な予備重合をすることができる。
他の変形例では、主として高粘度の組成物から成る仮の
保持層を間に挟んで、積層した各断片１４を仮止めする
ことができる。上記の各種方法を同時に用いることもで
きる。
【００２３】図３は最終段階を示している。ここでは反
対側の金型６２を予備複合物の断片１４の積層体１６で
被覆した支持体６１の上に載せる。例えば約１０バール
の圧力で最終成形する。加圧成形温度は予備複合物の組
成物のガラス転移温度Ｔｇより高くするのが好ましい。
適切な処理温度は例えば少なくとも約１５０℃である。
材料の最終特性は予備重合だけによるものではなく、基
本的にそれに基づくものでもない。この特性の大部分は
互いに積層した各断片の粘着力を優れたものにする最終
成形段階の加熱処理に依存する。
対側の金型６２を予備複合物の断片１４の積層体１６で
被覆した支持体６１の上に載せる。例えば約１０バール
の圧力で最終成形する。加圧成形温度は予備複合物の組
成物のガラス転移温度Ｔｇより高くするのが好ましい。
適切な処理温度は例えば少なくとも約１５０℃である。
材料の最終特性は予備重合だけによるものではなく、基
本的にそれに基づくものでもない。この特性の大部分は
互いに積層した各断片の粘着力を優れたものにする最終
成形段階の加熱処理に依存する。
【００２４】本発明では予備重合の程度が熱によって制
御しないので、組成物の温度を緩やかに上げることで繊
維の含浸段階における組成物の粘度を調整することがで
きる。例えば、樹脂の安定性に大きな影響を全く与えず
に約８０℃に加熱できる。それによって繊維が良く含浸
される。これによって本発明方法の後段階のパラメター
から独立した含浸段階の制御パラメターを使うことがで
きる。
御しないので、組成物の温度を緩やかに上げることで繊
維の含浸段階における組成物の粘度を調整することがで
きる。例えば、樹脂の安定性に大きな影響を全く与えず
に約８０℃に加熱できる。それによって繊維が良く含浸
される。これによって本発明方法の後段階のパラメター
から独立した含浸段階の制御パラメターを使うことがで
きる。
【００２５】適した樹脂はビニルエステル樹脂および不
飽和ポリエステル樹脂から成る群の中から選択でき、或
いはエポキシ樹脂にすることもできる。強化繊維として
はポリアクリル繊維、酸化ポリアクリロニトリル(acryl
onitrile oxide)繊維、ポリビニルアルコール繊維、芳
香族ポリアミド繊維、ポリアミド−イミド繊維、ポリイ
ミド繊維、クロロ(chloro)繊維、ポリエステル繊維、芳
香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピ
レン繊維、セルロースまたはレーヨンまたはビスコース
繊維、ポリフェニレンベンゾビソクサゾール(benzobiso
xazole)繊維、ポリエチレンナフテネート繊維等の有機
繊維から選択するか、ガラス繊維、カーボン繊維、シリ
カ繊維またはセラミック繊維（アルミナ、アルミノシリ
カ、ボロシリコアルミネート)等の無機繊維から選択さ
れるものを挙げることができる。本発明では組成物によ
る含浸中に実質的に平行に配置された少なくとも１つの
強化方向に平行な一方向性繊維を用いるのが好ましい。
下記の表は各種の樹脂を用いて作ったサンプル１〜５を
比較したものである。各サンプルは厚さが２ｍｍの平行
６面体のブロックである。
飽和ポリエステル樹脂から成る群の中から選択でき、或
いはエポキシ樹脂にすることもできる。強化繊維として
はポリアクリル繊維、酸化ポリアクリロニトリル(acryl
onitrile oxide)繊維、ポリビニルアルコール繊維、芳
香族ポリアミド繊維、ポリアミド−イミド繊維、ポリイ
ミド繊維、クロロ(chloro)繊維、ポリエステル繊維、芳
香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピ
レン繊維、セルロースまたはレーヨンまたはビスコース
繊維、ポリフェニレンベンゾビソクサゾール(benzobiso
xazole)繊維、ポリエチレンナフテネート繊維等の有機
繊維から選択するか、ガラス繊維、カーボン繊維、シリ
カ繊維またはセラミック繊維（アルミナ、アルミノシリ
カ、ボロシリコアルミネート)等の無機繊維から選択さ
れるものを挙げることができる。本発明では組成物によ
る含浸中に実質的に平行に配置された少なくとも１つの
強化方向に平行な一方向性繊維を用いるのが好ましい。
下記の表は各種の樹脂を用いて作ったサンプル１〜５を
比較したものである。各サンプルは厚さが２ｍｍの平行
６面体のブロックである。
【００２６】全ての例（対照群とサンプル）において、
強化繊維は上記タイプのガラス繊維である。「製造」の
欄で「直接成形」とは全く積層化していない等価なモノ
リティックな成形品を意味し、各繊維は互いに平行に樹
脂マトリクス中に規則正しく分散している。全てのサン
プルは加圧下での熱処理により最終成形した。対照１は
Hexcel Composites S. A.からPrepreg Vicotex(参照番
号BE M10/29.5%/25x2400-ガラス片P122 EPOXY 60mm)の
名称で市販のエポキシ樹脂に埋め込んだ一方向性ガラス
繊維から成る一方向性繊維の予備含浸材料を用い作っ
た。対照２は、Atlac 50の名称で市販の樹脂に埋め込ん
だPPG 2001 300Texの名称で市販の糸から成る。対照３
は熱で予備重合した予備複合物の１０個の断片を積層し
て得た。これは対照２と同じ樹脂中に埋め込んだ同じガ
ラス繊維から成る。
強化繊維は上記タイプのガラス繊維である。「製造」の
欄で「直接成形」とは全く積層化していない等価なモノ
リティックな成形品を意味し、各繊維は互いに平行に樹
脂マトリクス中に規則正しく分散している。全てのサン
プルは加圧下での熱処理により最終成形した。対照１は
Hexcel Composites S. A.からPrepreg Vicotex(参照番
号BE M10/29.5%/25x2400-ガラス片P122 EPOXY 60mm)の
名称で市販のエポキシ樹脂に埋め込んだ一方向性ガラス
繊維から成る一方向性繊維の予備含浸材料を用い作っ
た。対照２は、Atlac 50の名称で市販の樹脂に埋め込ん
だPPG 2001 300Texの名称で市販の糸から成る。対照３
は熱で予備重合した予備複合物の１０個の断片を積層し
て得た。これは対照２と同じ樹脂中に埋め込んだ同じガ
ラス繊維から成る。
【００２７】本発明の全ての実施例において、組成物は
重合光重合開始剤を含み、照射光は可視紫外線スペクト
ル内にある。本発明ではガラス繊維を用いるのが好まし
い。本発明サンプルは全て厚さ０．２ｍｍの予備複合物
の断片１０個を積層して得られ、２枚の５０ミクロンの
ナイロンフィルムで保護した。予備複合物は断片から１
８０ｍｍの所に設置した可視紫外線照射ランプ（Philip
s UV tube TLK 40W/03）で上記の秒数だけ露出して予備
重合した。予備複合物は予備重合用照射および前記の仮
止めに対して十分に透明で、均質であり、既に予備重合
された断片を通して照射処理が実施できることが分か
る。
重合光重合開始剤を含み、照射光は可視紫外線スペクト
ル内にある。本発明ではガラス繊維を用いるのが好まし
い。本発明サンプルは全て厚さ０．２ｍｍの予備複合物
の断片１０個を積層して得られ、２枚の５０ミクロンの
ナイロンフィルムで保護した。予備複合物は断片から１
８０ｍｍの所に設置した可視紫外線照射ランプ（Philip
s UV tube TLK 40W/03）で上記の秒数だけ露出して予備
重合した。予備複合物は予備重合用照射および前記の仮
止めに対して十分に透明で、均質であり、既に予備重合
された断片を通して照射処理が実施できることが分か
る。
【００２８】
【表１】
【００２９】対照２と３および全てのサンプルの樹脂
は、全てビニルエステル樹脂である（エポキシビニルエ
ステル樹脂）。ATLAC 590樹脂の供給者はDSM-BASF Stru
cturalResinsである。上記実施例の変形例として、樹脂
に共重合可能なモノマーを添加し、モノマーの比率を変
えて組成物の粘度を調整できることができる。例えば、
比率を変えるモノマーはスチレンである。光重合開始剤
はビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニ
ルフォスフィンオキシド（光重合開始剤 Irgacure 81
9）である。樹脂「Heltron 970」の供給者はAshland Ch
emical社である。樹脂「RD903」および「RD904」の供給
者はUCB Chemicals社である。樹脂「Derakane 470-36
S」の供給者はDow社である。
は、全てビニルエステル樹脂である（エポキシビニルエ
ステル樹脂）。ATLAC 590樹脂の供給者はDSM-BASF Stru
cturalResinsである。上記実施例の変形例として、樹脂
に共重合可能なモノマーを添加し、モノマーの比率を変
えて組成物の粘度を調整できることができる。例えば、
比率を変えるモノマーはスチレンである。光重合開始剤
はビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニ
ルフォスフィンオキシド（光重合開始剤 Irgacure 81
9）である。樹脂「Heltron 970」の供給者はAshland Ch
emical社である。樹脂「RD903」および「RD904」の供給
者はUCB Chemicals社である。樹脂「Derakane 470-36
S」の供給者はDow社である。
【００３０】樹脂ATLAC 590は不飽和モノカルボキシル
酸（下記式参照）によって不飽和化されたエポキシ樹脂
である。この樹脂は下記(a)〜(c)からなる： (ａ)角型括弧内で表されるビスフェノールＡをベースと
する樹脂：
酸（下記式参照）によって不飽和化されたエポキシ樹脂
である。この樹脂は下記(a)〜(c)からなる： (ａ)角型括弧内で表されるビスフェノールＡをベースと
する樹脂：
【化１】
【００３１】(ｂ)角型括弧内で表されるノボラック樹
脂：
脂：
【化２】
【００３２】(ｃ)その比率が粘度に影響を与えるモノマ
ー、スチレン：
ー、スチレン：
【化３】
【００３３】下記の表は機械特性を表している。
【表２】
【００３４】対照１と２は正しく製造したモノリティッ
クな製品に期待されるよりも優れた性能を示す。各サン
プルの機械的性能はヤング率値、屈曲テストにおけるサ
ンプルの最大破断点応力（AFNOR T57-302規格）および
最大破断点剪断応力（AFNOR T57-303規格）で示され、
後者の特性によって特に対照３と本発明のサンプルとの
間の関係がよく表されている。対照３の特性は大きく低
下し、特に最大破断点せん断応力にかなりの低下が見ら
れる。これに対して本発明を用いることによって、直接
比較できるモノリティックな製品である対照２の特性を
実質的に得ることが可能である。予備複合物の断片が変
形されていてもされていなくても材料の機械特性は同じ
である。
クな製品に期待されるよりも優れた性能を示す。各サン
プルの機械的性能はヤング率値、屈曲テストにおけるサ
ンプルの最大破断点応力（AFNOR T57-302規格）および
最大破断点剪断応力（AFNOR T57-303規格）で示され、
後者の特性によって特に対照３と本発明のサンプルとの
間の関係がよく表されている。対照３の特性は大きく低
下し、特に最大破断点せん断応力にかなりの低下が見ら
れる。これに対して本発明を用いることによって、直接
比較できるモノリティックな製品である対照２の特性を
実質的に得ることが可能である。予備複合物の断片が変
形されていてもされていなくても材料の機械特性は同じ
である。
【００３５】下記の表は部分的な重合処理の結果を示
す。この表は紫外線照射処理時の異なる値で得られた予
備複合物の性質を示す。各サンプルは２％の光重合開始
剤Irgacure 819を有する樹脂Atlac 590に埋め込まれた
ガラス繊維PPG 300 Texを７０重量％含む。予備複合物
は厚さ０．２５ｍｍで、幅３０ｍｍで、ガラス繊維が一
方向性となる層に作られた。この層は表面を厚さ５０ミ
クロンのナイロンフィルムで保護して照射光から保護し
た。照射は処理する層から１８０ｍｍの所に設置した２
台のPhilips UV ランプTLK 40W/03で実施した。こうし
て３０ｍｍの予備複合物の断片１５個の積層体を形成し
た。座屈に対する耐久性は半径３０ｍｍのシリンダ上で
繊維の方向を向いたサンプルを手で巻いて評価した。耐
久性は１１０℃の温度、３０バールの圧力で評価した。
Ｄショアー硬度は上記規格に従って測定した。
す。この表は紫外線照射処理時の異なる値で得られた予
備複合物の性質を示す。各サンプルは２％の光重合開始
剤Irgacure 819を有する樹脂Atlac 590に埋め込まれた
ガラス繊維PPG 300 Texを７０重量％含む。予備複合物
は厚さ０．２５ｍｍで、幅３０ｍｍで、ガラス繊維が一
方向性となる層に作られた。この層は表面を厚さ５０ミ
クロンのナイロンフィルムで保護して照射光から保護し
た。照射は処理する層から１８０ｍｍの所に設置した２
台のPhilips UV ランプTLK 40W/03で実施した。こうし
て３０ｍｍの予備複合物の断片１５個の積層体を形成し
た。座屈に対する耐久性は半径３０ｍｍのシリンダ上で
繊維の方向を向いたサンプルを手で巻いて評価した。耐
久性は１１０℃の温度、３０バールの圧力で評価した。
Ｄショアー硬度は上記規格に従って測定した。
【００３６】
【表３】
【００３７】２５秒以上より長い処理時間から満足のい
く結果が得られることが分かる。適切なＤショアー硬度
に達したら照射を制限するのが好ましい。詳細は上記の
説明を参照されたい。本発明は、少なくとも１つの所定
強化方向に強化繊維を含む平らでない面を有する積層し
た複合材料に関するものである。各繊維は全て単一の層
に含まれ、各繊維は電離した照射光によって硬化可能な
樹脂からなる組成物をベースにしたマトリクス中に埋め
込まれている。各単位層は０．３ミリメートル以下の厚
さを有し、マトリクスのガラス転移温度Ｔｇは１５０℃
以上であり、材料のＤショアー硬度は８０以上である。
各単位層は平らでない展開可能な形である。材料の弾性
率は３００００ＭＰａ以上、屈曲破断点応力は１０００
ＭＰａ以上、剪断破断点応力は７０ＭＰａ以上であるの
が好ましい。
く結果が得られることが分かる。適切なＤショアー硬度
に達したら照射を制限するのが好ましい。詳細は上記の
説明を参照されたい。本発明は、少なくとも１つの所定
強化方向に強化繊維を含む平らでない面を有する積層し
た複合材料に関するものである。各繊維は全て単一の層
に含まれ、各繊維は電離した照射光によって硬化可能な
樹脂からなる組成物をベースにしたマトリクス中に埋め
込まれている。各単位層は０．３ミリメートル以下の厚
さを有し、マトリクスのガラス転移温度Ｔｇは１５０℃
以上であり、材料のＤショアー硬度は８０以上である。
各単位層は平らでない展開可能な形である。材料の弾性
率は３００００ＭＰａ以上、屈曲破断点応力は１０００
ＭＰａ以上、剪断破断点応力は７０ＭＰａ以上であるの
が好ましい。
【００３８】本発明によって厚さが０．３ミリメートル
以下の長い断片からなる、可視紫外線照射を通さない保
護フィルムで被覆された中間生成物を得ることができ
る。この中間生成物は電離した照射光によって硬化可能
な樹脂からなる組成物をベースにしたマトリクス中に埋
め込まれた少なくとも１つの所定強化方向に平行に配置
された強化繊維を含む予備複合物で形成される。マトリ
クスのガラス転移温度Ｔｇは４０〜１３０℃であり、そ
のＤショアー硬度は５０〜６５である。保護フィルムを
設けることによって予備複合物の重合状態を実質的に変
えずに中間生成物を貯蔵できる。この中間生成物は別の
場所でも使用でき、上記の本発明方法に従って成形でき
る。
以下の長い断片からなる、可視紫外線照射を通さない保
護フィルムで被覆された中間生成物を得ることができ
る。この中間生成物は電離した照射光によって硬化可能
な樹脂からなる組成物をベースにしたマトリクス中に埋
め込まれた少なくとも１つの所定強化方向に平行に配置
された強化繊維を含む予備複合物で形成される。マトリ
クスのガラス転移温度Ｔｇは４０〜１３０℃であり、そ
のＤショアー硬度は５０〜６５である。保護フィルムを
設けることによって予備複合物の重合状態を実質的に変
えずに中間生成物を貯蔵できる。この中間生成物は別の
場所でも使用でき、上記の本発明方法に従って成形でき
る。
【００３９】本発明の他の観点から、本発明は複合材料
をゴムに結合する方法に関するものである。すなわち、
上記の方法で複合部品がゴムに密着一体化した積層体を
製造することができる。実際には、ゴムの層を受ける各
断片の表面にレソルシノールホルムアルデヒドラテック
ス接着剤（ＲＦＬ）の層を堆積させ、ゴム層を取り付け
て、高温加熱処理する前に、このＲＦＬ接着剤の層を１
００℃以下の温度で乾燥する。最終成形時に予備複合物
の断片が互いに結合し且つ複合要素とゴムとの間に優れ
た結合が得られる。本発明ではさらに、前記の少なくと
もいくつかの層の間に硫黄で加硫可能なエラストマーを
ベースにした組成物の層１７を挿入した材料にも関する
ものである。好ましくは、上記の少なくともいくつか層
と硫黄で加硫可能なエラストマーをベースにした組成物
の層との間にレソルシノールホルムアルデヒドラテック
ス接着剤（ＲＦＬ）の層を挿入するのが有利である。
をゴムに結合する方法に関するものである。すなわち、
上記の方法で複合部品がゴムに密着一体化した積層体を
製造することができる。実際には、ゴムの層を受ける各
断片の表面にレソルシノールホルムアルデヒドラテック
ス接着剤（ＲＦＬ）の層を堆積させ、ゴム層を取り付け
て、高温加熱処理する前に、このＲＦＬ接着剤の層を１
００℃以下の温度で乾燥する。最終成形時に予備複合物
の断片が互いに結合し且つ複合要素とゴムとの間に優れ
た結合が得られる。本発明ではさらに、前記の少なくと
もいくつかの層の間に硫黄で加硫可能なエラストマーを
ベースにした組成物の層１７を挿入した材料にも関する
ものである。好ましくは、上記の少なくともいくつか層
と硫黄で加硫可能なエラストマーをベースにした組成物
の層との間にレソルシノールホルムアルデヒドラテック
ス接着剤（ＲＦＬ）の層を挿入するのが有利である。
【００４０】図４は変形され、紫外線照射によって予備
重合された組成物の層１５によって仮止めされ、２つの
積層した断片１４の予備複合物で被覆された支持体６１
を示す。こうして堆積し、予め安定化させた２つの層は
自然にＣ字型を維持する。未硬化のゴムをベースにした
組成物の層１７は２番目の断片１４上にある。このゴム
ベースの組成物は予備複合物の最初の層に与えた形に容
易に合せるることができる。変形した仮止め状態を維持
しながら組成物の断片１４をさらに積層することができ
る。もちろん、図２で説明した全ての手段を用いること
ができる。
重合された組成物の層１５によって仮止めされ、２つの
積層した断片１４の予備複合物で被覆された支持体６１
を示す。こうして堆積し、予め安定化させた２つの層は
自然にＣ字型を維持する。未硬化のゴムをベースにした
組成物の層１７は２番目の断片１４上にある。このゴム
ベースの組成物は予備複合物の最初の層に与えた形に容
易に合せるることができる。変形した仮止め状態を維持
しながら組成物の断片１４をさらに積層することができ
る。もちろん、図２で説明した全ての手段を用いること
ができる。
【００４１】図５に示した最終成形段階では各断片１４
が互いに接着するようにゴムの加硫、樹脂の完重合化お
よびゴムと樹脂との結合を行なう。反対側の金型６３を
ゴムの層１７を間に挟んだ予備複合物の断片１４の積層
体１８で被覆された支持体６１上に載せる。最終成形は
加圧下に加熱処理して行う。予備複合物の各断片上に非
重合性のＲＦＬ接着剤を使用することによって特殊なエ
ラストマーを使用しないでゴムを複合材料に接着するこ
とが可能になる。
が互いに接着するようにゴムの加硫、樹脂の完重合化お
よびゴムと樹脂との結合を行なう。反対側の金型６３を
ゴムの層１７を間に挟んだ予備複合物の断片１４の積層
体１８で被覆された支持体６１上に載せる。最終成形は
加圧下に加熱処理して行う。予備複合物の各断片上に非
重合性のＲＦＬ接着剤を使用することによって特殊なエ
ラストマーを使用しないでゴムを複合材料に接着するこ
とが可能になる。
【図１】 本発明の方法の第１段階を実施する装置の概
念図。
念図。
【図２】 複合部品の製造に用いられる本発明方法より
後の段階を説明する概念図。
後の段階を説明する概念図。
【図３】 図２で説明した段階の後の段階を説明する概
念図。
念図。
【図４】 複合部品とゴムとの両方から成る積層部品の
製造に用いられる本発明方法より後の段階を説明する概
念図。
製造に用いられる本発明方法より後の段階を説明する概
念図。
【図５】 図４で説明した段階の後を説明する概念図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ３２Ｂ 5/28 Ｂ３２Ｂ 25/10 25/10 31/04 31/04 31/20 31/20 Ｃ０８Ｆ 2/44 Ｃ Ｃ０８Ｆ 2/44 2/50 2/50 283/10 283/10 290/06 290/06 Ｂ２９Ｋ 31:00 // Ｂ２９Ｋ 31:00 63:00 63:00 67:00 67:00 105:08 105:08 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｇ (72)発明者 エルヴェ ムスティ スイス国 1630 ビュル シュマン ドゥ ラ モンス 22 (72)発明者 マルセル トルナル スイス国 1700 フリブール ルゥト ド ゥ ジラール 44
Claims (49)
- 【請求項１】 下記段階（ａ）〜（ｄ）から成る、電離
した照射光によって硬化できる樹脂から成る組成物をベ
ースとしたマトリクス中に、所定の少なくとも１つの強
化方向に平行に強化繊維（１１）が埋め込まれた、所定
厚さの複合部品の製造方法： （ａ）強化繊維を一つの面に実質的に平行に配置し且つ
上記組成物を含浸させ、（ｂ）上記の所定厚さより薄い
厚さの層にした強化繊維を含む組成物を電離した照射光
（３１）に露出して樹脂を部分的に重合化させて組成物
が固体状態にある予備複合物を作り、（ｃ）得られた予
備複合物から切り取った各断片（１４）を上記の所定厚
さで決まる数だけ平面ではない形状を有する支持体（６
１）上に貼り付け、支持体の形状にぴったり合うように
互いに積層して応力が加わった複数の断片の積層体を作
り、（ｄ）得られた積層体に所定の圧力と温度を加えて
最終成形し、樹脂を重合し且つ予備複合物の各断片を一
体化する。 - 【請求項２】 支持体の表面が展開可能である請求項１
に記載の方法。 - 【請求項３】 複合部品の最小湾曲半径を「ｒ」とした
時に、その厚さ「ｅ」がｒ／２０より小さくなるように
重合を開始する請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】 複合部品の最小湾曲半径を「ｒ」とした
時に、その厚さ「ｅ」がｒ／１５０より小さくなるよう
に重合を開始する請求項１〜３のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項５】 予備複合物の各断片（１４）を個別に積
層し且つ変形して支持体に形状に順次合せるようにした
請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 予備複合物の各断片（１４）を複数の断
片にまとめて積層し且つ変形して全体をまとめて支持体
の形状にぴったりと合せるようにした請求項１〜５のい
ずれか一項に記載の方法。 - 【請求項７】 最終成形段階の加圧成形の温度を予備複
合物の組成物のガラス転移温度Ｔｇより高くする請求項
１〜６のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 予備複合物の組成物のガラス転移温度を
Ｔｇｐｒ、最終複合物の組成物のガラス転移温度をＴｇ
ｆとした時に、指数Ｔ＝Ｔｇｆ−Ｔｇｐｒが１２０℃以
下となり且つ３０℃より低くなる前に電離した照射光へ
の露出を止める請求項１〜７のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項９】 予備複合物のＤショアー硬度を最終複合
物のＤショアー硬度で割った指数Ｄが約０．５となり且
つ約０．７に達する前に電離した照射光への露出を止め
る請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１０】 組成物の電離した照射光への露出を酸
素の無い状態で実施する請求項１〜９のいずれか一項に
記載の方法。 - 【請求項１１】 支持体(６１)上に各断片(１４)を貼り
付ける際に、予備複合物の各断片に外から応力を加えて
予備複合物を支持体の形状にぴったり合せ、少なくとも
加熱処理段階の開始まで各断片への応力を維持する請求
項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１２】 組成物の一つの層（１５）の少なくと
も一部を他の層の中に挿入し、挿入した層の少なくとも
一部を電離した照射光に露出して挿入した層の樹脂を予
備混合することによって積層体の複数の断片を仮止めす
る請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１３】 積層体に所定の圧力と温度を加えて予
備成形し且つ樹脂を少なくとも部分的に予備重合して最
終成形前またはその他の任意の中間段階の前に積層体の
複数の断片を仮止めする請求項１〜１０のいずれか一項
に記載の方法。 - 【請求項１４】 基本的に高粘度の組成物からなる仮保
持層を挿入することによって積層体の複数の断片を仮止
めする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１５】 繊維の含浸段階に組成物の温度を上げ
ることによって組成物の粘度を調整する請求項１〜１４
のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１６】 樹脂がビニルエステル樹脂および不飽
和ポリエステル樹脂から成る群の中から選択される請求
項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１７】 樹脂がエポキシ樹脂である請求項１〜
１５のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１８】 組成物が樹脂と共重合可能なモノマー
を含み、組成物の粘度をモノマーの比率を変えることで
調整する請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１９】 モノマーがスチレンである請求項１８
に記載の方法。 - 【請求項２０】 組成物が光重合開始剤を含み、照射光
（３１）が可視紫外線スペクトルにある請求項１〜１９
のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項２１】 組成物がビス（２，４，６−トリメチ
ルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキシドである
重合光重合開始剤を含み、照射光（３１）が可視紫外線
スペクトルにある請求項１〜１９のいずれか一項に記載
の方法。 - 【請求項２２】 強化繊維(１１)が強力ポリアクリル繊
維、酸化ポリアクリロニトリル繊維、強力ポリビニルア
ルコール繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド−イ
ミド繊維、ポリイミド繊維、クロロ繊維、強力ポリエス
テル繊維、芳香族ポリエステル繊維、強力ポリエチレン
繊維、強力ポリプロピレン繊維、セルロース繊維、レー
ヨン繊維、強力ビスコース繊維、ポリフェニレンベンゾ
ビソクサゾール繊維、ポリエチレンナフテネート繊維、
ガラス繊維、カーボン繊維、珪素繊維またはセラミック
繊維から成る群の中から選択される請求項１〜１９のい
ずれか一項に記載の方法。 - 【請求項２３】 ガラス繊維を用いる請求項２０または
２１のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項２４】 一定数の予備複合物の断片の間に硫黄
で加硫可能なエラストマーをベースにした組成物の層
（１７）を挿入する請求項１〜２３のいずれか一項に記
載の方法。 - 【請求項２５】 硫黄で加硫可能なエラストマーをベー
スにした組成物の層を塗布する各断片の表面上にレソル
シノールホルムアルデヒドラテックス接着剤（ＲＦＬ）
の層を堆積させ、硫黄で加硫可能なエラストマーをベー
スにした組成物の層を塗布する前に、このＲＦＬ接着剤
の層を１００℃以下の温度で乾燥する請求項２４に記載
の方法。 - 【請求項２６】 積層体の各層の結合、硫黄で加硫可能
なエラストマーをベースにした組成物の層の加硫、樹脂
の完全重合および硫黄で加硫可能なエラストマーと樹脂
をベースにした組成物との結合を最終成形段階で行なう
請求項２４または２５に記載の方法。 - 【請求項２７】 組成物の含浸中に実質的に平行に配置
された所定の少なくとも１つの強化方向に平行な一方向
を向いた繊維を用いる請求項２４または２５に記載の方
法。 - 【請求項２８】 所定の少なくとも１つの強化方向を向
いた強化繊維を含む、平らではない積層された複合材料
であって、各繊維は単一の層中に含まれ、各繊維は電離
した照射光によって硬化可能な樹脂からなる組成物をベ
ースにしたマトリクス中に埋め込まれており、各単一層
は０．３ミリメートル以下の厚さを有し、マトリクスの
ガラス転移温度Ｔｇは１５０℃以上であり、材料のＤシ
ョアー硬度は８０以上であることを特徴とする複合材
料。 - 【請求項２９】 各単一層の表面形状が展開可能な平ら
でない面である請求項２８に記載の材料。 - 【請求項３０】 弾性率が３００００ＭＰａ以上で、曲
げ破断点が１０００ＭＰａで、剪断破断点が７０ＭＰａ
以上である請求項２８または２９に記載の材料。 - 【請求項３１】 樹脂がビニルエステル樹脂および不飽
和ポリエステル樹脂から成る群の中から選択される請求
項２８〜３０のいずれか一項に記載の材料。 - 【請求項３２】 樹脂がエポキシ樹脂である請求項２８
〜３１のいずれか一項に記載の材料。 - 【請求項３３】 組成物が樹脂と共重合可能なモノマー
をむ請求項３１に記載の材料。 - 【請求項３４】 モノマーがスチレンである請求項３３
に記載の材料。 - 【請求項３５】 組成物が光重合開始剤を含み、照射光
（３１）が可視紫外線スペクトルにある請求項２８〜３
４のいずれか一項に記載の材料。 - 【請求項３６】 組成物がビス（２，４，６−トリメチ
ルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキシドである
光重合開始剤を含み、照射光（３１）が可視紫外線スペ
クトルにある請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の
材料。 - 【請求項３７】 強化繊維(１１)がガラス繊維およびカ
ーボン繊維から成る群の中から選択される請求項２８〜
３６のいずれか一項に記載の材料。 - 【請求項３８】 少なくとも複数の単一層の間に硫黄で
加硫可能なエラストマーをベースにした組成物の層が挿
入されている請求項２８〜３７のいずれか一項に記載の
材料。 - 【請求項３９】 少なくとも複数の単一層と硫黄で加硫
可能なエラストマーをベースにした組成物の層との間に
レソルシノールホルムアルデヒドラテックス接着剤（Ｒ
ＦＬ）の層が挿入されている請求項３８に記載の材料。 - 【請求項４０】 強化繊維（１１）が一方向性繊維であ
る請求項２８〜３９のいずれか一項に記載の材料。 - 【請求項４１】 電離した照射光によって硬化可能な樹
脂からなる組成物をベースにしたマトリクス中に埋め込
まれた所定の少なくとも１つの強化方向に平行な強化繊
維を含む、厚さが０．３ミリメートル以下である予備複
合物において、マトリクスのガラス転移温度Ｔｇが４０
〜１３０℃で、Ｄショアー硬度が５０〜６５で、可視紫
外線照射を通さない保護フィルムで被覆された予備複合
物。 - 【請求項４２】 樹脂がビニルエステル樹脂および不飽
和ポリエステル樹脂から成る群の中から選択される請求
項４１に記載の予備複合物。 - 【請求項４３】 樹脂がエポキシ樹脂である請求項４１
に記載の予備複合物。 - 【請求項４４】 組成物が樹脂と共重合可能なモノマー
を含むむ請求項４２に記載の予備複合物。 - 【請求項４５】 モノマーがスチレンである請求項４４
に記載の予備複合物。 - 【請求項４６】 組成物が光重合開始剤を含み、照射光
（３１）が可視紫外線スペクトルにあり、被覆が可視紫
外線スペクトルを通さない請求項４１〜４５のいずれか
一項に記載の予備複合物。 - 【請求項４７】 組成物がビス（２，４，６−トリメチ
ルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキシドである
光重合開始剤を含み、照射光（３１）が可視紫外線スペ
クトルにある請求項４２のいずれか一項に記載の予備複
合物。 - 【請求項４８】 強化繊維(１１)がガラス繊維およびカ
ーボン繊維から成る群の中から選択される請求項４１〜
４７のいずれか一項に記載の予備複合物。 - 【請求項４９】 強化繊維（１１）が一方向性繊維であ
る請求項４１〜４８のいずれか一項に記載の予備複合
物。
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