JP2002511350A - 繊維強化熱可塑性プラスチックからなる構造体構成要素 - Google Patents

繊維強化熱可塑性プラスチックからなる構造体構成要素

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Abstract

(57)【要約】 本発明の構造体構成要素は、モールドされた長繊維強化熱可塑性プラスチックマトリックス（２）及び熱可塑性マトリックスを有する強化連続繊維ストランド（３）からなる一体化された支持構造体（４）を備える。この支持構造体（４）は、２つの連続繊維ストランド（３）の荷重を伝達する少なくとも１つの内部連結領域（７）を有する。長繊維マトリックスおよび連続繊維マトリックスは、それらの相互の境界（６）において両者がそれぞれともに融合して熱可塑的な結合が形成されるような程度に相溶性である。これにより、製造が容易で短時間で経済的に製造できる軽量な支持構造体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の総括的な用語による繊維強化熱可塑性プラスチックから
なる構造体構成要素、ならびにそのような構造体構成要素の製造方法およびその
ような方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
そのように知られている繊維強化の予備成形された構造体構成要素は、一般に
は、費用効率の高い一連の製造方法を用いて、あるいは広範囲の様々な形状が可
能であるが、荷重に耐える機能が達成され得ない比較的少ない繊維強化材を用い
て製造することができる。あるいは、大きな割合の連続繊維を用いて比較的大き
な費用と労力を必要とする方法が必要である。このような方法によって、構造体
構成要素は荷重に耐える機能を満たすことができるが、しかし、それにより、そ
の場合に形成されたものは、それぞれ限られていることが多く、さらなる費用を
もう一度必要とする。知られている費用効率の高い製造方法を用いて、短繊維強
化型または長繊維強化型の予備形成された構成要素を製造することができるが、
繊維の割合は比較的少なく、従って、強度、剛性、脆さおよびクリープ挙動など
の機械的特性は限られている。そのような方法は、例えば、短繊維の射出成形で
ある。射出成形により非常に良好な形状形成が可能になるが、しかし、その点を
除いても、利用できる繊維の長さが非常に限られていること（通常は３ｍｍ以下
）および強化用繊維の割合がかなり少ないことの結果として、機械的には依然と
して弱く、そして脆い。さらに知られている方法である長繊維の押し出し成形の
場合には、５ｍｍを越えるより大きな繊維長（例えば、１０から３０ｍｍ）が可
能である。このような長繊維により、良好な強化とともに、部分的には、機械的
特性を改善することができ、特に、熱膨張もまた減少させることができる。形態
に対応して長繊維溶融物を好適に供給するための様々な方法が知られている。例
えば、鋳型で溶融物を分離するためのコンベアベルトおよび羽根により、あるい
は欧州特許ＥＰ７６９３５８による制御された設置用デバイスにより行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
形態に対応する供給により、長繊維の短い流路および慎重な処理が達成され得
る。しかし、これを用いても、荷重を支える構造体を得ることができない。特に
、例えば、乗物のキャビン、シャーシ構成要素または荷重を支える本体構成要素
に必要な、あるいは軽量ではあるが安定な輸送用容器、スポーツ用具などにも必
要な過酷な要求をする荷重を支える構造体構成要素は、この知られている方法で
製造することができない。乗物製造における荷重を支える構造体構成要素の大き
な機械的要件に加えて、大きな強度値とは別に、特に、大きなクリープ抵抗性と
、所定の順応性および大きなエネルギー吸収を伴った適した衝突特性とが求めら
れている。過酷な要求をする荷重を支えるそのような構造体構成要素は、連続繊
維強化コンポジット成分を用いて実現可能であるが、それらは複雑で費用のかか
る製造プロセスを必要とする。これらは、例えば、平らな熱可塑性の連続繊維半
加工製品のスクィーズ成型（オルガノシート圧縮）である。しかし、これは、限
られた形状を可能にし得るだけであるか、あるいはより複雑な形状化のためにも
う一度大きな労力を必要とする。さらに、高強度のジュロマー（ｄｕｒｏｍｅｒ
）コンポジット物質から作製された荷重を支える構造体構成要素は、複雑で費用
のかかるプロセスで製造され得るだけであり、比較的長いサイクル時間を一般に
必要とし、そして再使用に関してもさらなる問題をもたらす。従って、それらは
、乗物製造においてより大きく連続させるために利用できない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
従って、提供される本発明の目的は、知られている方法および構造体構成要素
のそれぞれのこのような制限および欠点を克服し、そして荷重を支える構造体構
成要素ならびに対応する製造方法を提供し、そして過酷な要求をする荷重を支え
る機能を容易に満たし得る構造体構成要素を製造するための装置を示すことであ
る。そのような構造体構成要素は、費用効率に、そして種々の形状で製造するこ
とができ、それによって一連の生産に関する短いサイクル時間をも達成すること
ができる。その上、さらなる機能、例えば、構造体構成要素への力の導入なども
可能である。
【０００５】 この目的は、本発明により、請求項１による構造体構成要素によって、請求項
２１による方法によって、そして本方法を実施するための請求項３５による装置
によって解決される。
【０００６】 本発明の場合、本質的には、長繊維の圧縮成型された構成要素の有利な特性に
よって、大きな機械的特性と結びついた広範囲の形状が可能になり、連続繊維ス
トランドの少なくとも１つの荷重伝達内部連結領域を有する荷重を支える一体化
された構造体が形成される。１つの製造プロセスにおける簡便な様式で、比較的
費用効率的に、そして短いサイクル時間で、軽量で荷重を支える構造体構成要素
および予備成形された構成要素を作製することができるからである。
【０００７】 従属請求項は、本発明の有利なさらなる展開に関し、そして様々な適用に関し
て、生産性、機械的特性、重量および製造コストならびにさらなる機能に関する
特定の利点を可能にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態および図に基づいてさらに説明する。図１ａ、１ｂは
、例えば、繊維強化熱可塑性プラスチック材料から作製される構造体構成要素の
構造を示す。図１ａは連続ストランド３を通る断面を例示し、図１ｂは２つの連
続繊維ストランドの荷重伝達内部連結領域７を示す。この構造体構成要素は、一
定の形状を有する長繊維強化熱可塑性マトリックス２と、熱可塑性マトリックス
とともに強化された連続繊維ストランド３によって形成される一体化された荷重
を支える支持構造体４とを有する。この場合、必須なことは、長繊維マトリック
スおよび連続繊維マトリックスは、それらが相互に接触している表面６（境界）
でともに融合するような程度に、すなわち、それらが熱可塑的に接合されるよう
な程度に互いに相容性であるという事実である。支持構造体４は、少なくとも１
つの荷重伝達内部連結領域７を２つの連続繊維ストランド３の間に有する。境界
での特に良好な連結を達成するために、境界６は、少なくとも部分的には、長繊
維マトリックス２と連続繊維ストランド２との間の移行域が形成される連結層６
ａとして提供され得る。これは図２３ａおよび２３ｂでさらに説明される。都合
よいことに、連続繊維ストランド３から長繊維物２までの最適な連結および荷重
伝達のための境界６はまた、構造的な不均一な突出部を有する拡大された構造的
境界６ｂとして設計することができる。これはまた図４、図５に例示されている
。
【０００９】 図１ｂは、支持構造体４の機械的安定性に関して決定的に重要な、２つの連続
繊維ストランド３の間における力伝達内部連結領域７を例示する。良好な荷重伝
達に関して、そうであるためには、最適な熱可塑的連結が、好ましくは比較的大
きな境界Ｆ７において形成されなければならない。これを達成するために、連結
領域７においてストランド３は強く平らにされて広げられる。これに関するさら
なる例示を図２４ａ、２４ｂ、２４ｃに示す。
【００１０】 連続繊維ストランド３は、得られる構造体構成要素の要件に応じて、断面形状
（円形、扁平など）に関して、ならびにその組成および表面構造に関して様々な
形状で利用することができる。従って、例えば、ＵＤ繊維、プリプレグ、粗紡、
および部分的な織物テープ、編み層または繊維性の層を利用することができる。
【００１１】 このような支持構造体４の例を図２および図３に示す。それらによって、連続
繊維ストランド３は、好ましくは、荷重伝達内部連結領域７を有する少なくとも
１つの閉じたメッシュ１０を形成する。図２は、一例として、その形状が長繊維
マトリックス２によって形成されている支持構造体および乗物の後尾扉９５の外
枠としての閉じたメッシュまたはループ１０を例示する。
【００１２】 図３は、種々の方向に配置された連続繊維ストランドが枠組み様のパターン１
１を形成し、そして内部連結領域７で熱可塑的に連結された場合の支持構造体４
を示す。そのような場合において、構造体構成要素の支持構造体４は一本のスト
ランドから構成され得るか、あるいは必要な場合には異なる厚さおよび断面形状
を有する数本のストランドを利用することもまた可能である。長繊維マトリック
ス２と連続繊維ストランド３との実質的な連結が達成されることが重要である。
そのため、この２つのエレメントのマトリックス材料は同一であり、しかし、少
なくとも、境界層６において拡散によって２つの材料が一緒に混合されるような
程度に相容性である。
【００１３】 長繊維強化材２および連続繊維ストランド３のマトリックス材料として好適な
ものは、対応する適用に関する費用効率がより大きな工業的プラスチック材料と
してのポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、熱可塑性ポリウレタ
ン（ＰＵＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）であるが、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ
フェニレンスルフィド（ＰＰＳ）またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ
）は、特に過酷な要求をする適用に考えられる。
【００１４】 連続繊維ストランド３の強化用繊維１３としては、好ましくはガラスが利用さ
れるが、過酷な要求をする適用の場合には炭素またはアラミドもまた利用され、
そして長繊維強化材１２に関しては、ほとんどの場合、費用効率の大きいガラス
繊維が十分である。
【００１５】 支持構造体４の連続繊維ストランドによって、構造体構成要素の大きな機械的
特性が達成され、そして長繊維強化材２は形状化機能および支持機能が得られる
。この場合、連続繊維ストランドと長繊維強化材との間において、非常に良好な
接触および良好な荷重伝達が達成されることが不可欠である。そのためには、長
繊維強化材はまた、これによって熱膨張における変化を最小限にするために、十
分に大きな繊維含有量を有さなければならない。従って、長繊維マトリックスの
強化材は、繊維含有量が少なくとも１０容量％でなければならず、好ましくは１
５から２５容量％でなければならない。一方、連続繊維ストランド３は繊維含有
量が少なくとも４０容量％であり、好ましくは４５から６０容量％である。
【００１６】 設置経路３９（図１３）に依存して、連続繊維ストランドを曲げ、そして必要
な場合には連続繊維ストランドを一定の形状にするために所定の位置に置くため
に、これらは、好ましくは、図４に従ってねじられる。圧縮中においてもまた十
分にそれらを一緒に保持するために、連続繊維ストランド３もまた巻き付けるこ
とができ（図５の１６）、あるいは編組チューブ１７で包むことができる。これ
により、さらに、構造的な拡大化された連結層６ａが形状化物とともに達成され
得る。接触のさらなる有利な改善を針結合１８によって得ることができる。この
場合、繊維の端がストランド３からすべての方向に突き出ており、従って、再溶
融した長繊維物２に達する。図４は円形の断面を例示し、図５は扁平な断面を例
示する。連続繊維ストランド３は、より大きな程度に、長さ軸方向に配向した連
続繊維を有する。この連続繊維は、マトリックス材料による十分な含浸が行われ
、圧縮されて強化される。強化された連続繊維ストランドの製造中において、ね
じりもまた、設置経路での設置に多少の曲がり生じるかどうかに依存して異なる
強度で行うことができる。すなわち、連続繊維ストランドは、曲がりがより大き
なの区域で対応するようにより強いねじりを有し、曲がりがより弱い区域におい
て非常に弱いねじりを有し得る。側面の曲がりが生じない場合、ねじりを全く有
しない扁平なストランド、すなわち、本質的にはＵＤストランドを利用すること
もまた可能である。
【００１７】 押し出し成形で製造された長繊維強化材は、射出成形の場合に可能になるより
も大きな繊維長を有する。これを達成するためには、大部分の繊維は、長さが少
なくとも５ｍｍでなければならず、それによって、好ましくは、繊維の長さは、
大部分が１０から３０ｍｍの範囲に含まれ得る。重要なことは、長繊維強化材の
完全な含浸、混合および強化が行われることである。
【００１８】 設置中に可塑化された連続繊維ストランド３は簡単な方法で移動され、再び形
状化することができるために、荷重を支える挿入物２１もまた、図６に示されて
いるように、それぞれがそれらによって包まれた連続繊維ストランドに接合する
ことができる。これにより、荷重を支えるエレメント、例えば、乗物のキャビン
における安全シートベルト固定点などの固定エレメントを製造することができる
（図１５）。
【００１９】 断面での図６ａおよび上面からの図６ｂは二部片挿入物２１の一例を示す。こ
れは、鋳型を閉じることによって所定の位置に一緒に圧縮され、そして結果とし
て、対応する側面１９によって、さらに、所定の方法で連続繊維ストランド３を
を引張ることもできる。挿入物には、ねじ山２０が取り付けられる。図６ａの右
側には、連続繊維ストランド３の重なりが置かれている。この場合、この連続繊
維ストランド３は対応するように一緒に圧縮され、大きく変形する。
【００２０】 挿入物とは別に、構造体構成要素の要件に依存して、図７に例示されているよ
うに、他の象嵌を組み込むことができる。この場合、例えば、高強度の連続繊維
ストランドで強化され、平らな端を有する管状形態の構成要素２３が連続繊維ス
トランド３に連結される。それによって、この場合、さらに、局所的な連続繊維
ストランド織物象嵌２４が荷重負荷を支える。重要なことは、常に、エレメント
が完全に熱可塑的に連結されることである。
【００２１】 本発明による構造体構成要素が広範囲に設計および成形化できることを図８お
よび９に例示する。それらは、三次元的な「形態断面」２６、２７を形成してい
る。そのような場合における図８は、３つの連続繊維ストランド３．１から３．
３から構成され、リブ２８を通して長繊維物２と連結されているわずかに空いた
Ｕ字型の形態を示す。
【００２２】 図９は、例えば、乗物のキャビンのフレーム桁２７の断面を例示する。これは
、窓ガラスを受けるためのフランジ２９を含み、そして荷重を支える形態を有す
る平らな連続繊維ストランド３と組み合わさった強化用リブ２８を有する。
【００２３】 都合よいことに、そして適用に依存して、外に出ている外部連結領域８を、こ
れにより構造体構成要素に最も良好な可能な荷重負荷を確実にするために、対応
する成形加工具の構成要素５１．１、５１．２（図１９参照）による図１０の例
に例示されているように、連続繊維ストランドからなる構造体構成要素にするこ
とができる。これを用いて、構造体９０を、任意の所望する方法で大きな程度に
までいくつかの個々の構造体構成要素１から組み立てることができる。これらの
構造体構成要素は、好ましくは連続繊維ストランドから形成された外部連結領域
８で互いに連結されるからである。これは、好ましくは、溶着によって達成され
得るか、あるいは必要な場合には、接着によっても達成され得る。内部連結領域
７と類似して、これらの外部連結領域８もまた、好ましくは、大きな表面積を有
するように設計される。
【００２４】 図１１の例は、領域８を連結することによって床群９６、２つの側壁９７、後
部部分９８および前部部分９９から構成される乗物キャビンを示す。
【００２５】 図１２は、２つの構造体構成要素１（この場合、半分のシェルとして設計され
ている）；Ｕ字型形態物９２および覆い９３から構成される構造体のさらなる例
を例示する。これらは一緒になって、ＣＦストランド３の異なる断面形状を有す
る中空形態の支持体９１を形成する。
【００２６】 下記の方法は、本発明による構造体構成要素を製造するのに適している。この
方法は、例えば、図１９に例示される装置で実施することができる。
【００２７】 可塑化された長繊維強化プラスチック物は、形態に対応して、プレス機の空い
た二部片成形加工具５１．１、５１．２の中に置かれる。それによって、設置用
デバイス５４を用いて同じサイクルで、強化された可塑化連続繊維ストランド３
が、長繊維強化物が所定の設置用デバイス３９に沿って局所的に規定された前お
よび／またはその後で成形加工具の中に置かれ、そして成形加工具５１の圧縮お
よび閉鎖によって連続繊維ストランド３の所望する支持構造体４が得られるよう
な程度に固定手段４０によって所定の位置に保持される。それによって、特に圧
縮により、同時に、長繊維物２と連続繊維ストランド３との間の完全な熱可塑的
な連結もまた境界６で得られる。
【００２８】 そのような場合、好ましくは、最初に、連続繊維ストランド３が、下側の成形
加工具５１．１の中に置かれ、続いて長繊維強化物２がそれの上に供給され、次
いで圧縮される。
【００２９】 製造方法の別の変形例において、連続繊維ストランド３を、予備成形された支
持構造体４ａを形成するために輸送用メッシュまたはグリッド３１に置いて固定
し、続いて空いた成形加工具５１（図１９ｂ参照）に移動させることができる。
この場合、連続繊維ストランド３の設置および成形物への長繊維物の供給を並行
して同時に行うことができ、その結果として、より短い製造サイクルを達成する
ことができる。図１３は、プレス機の中に移動させるために移動用フレーム３３
の象嵌メッシュ３２の上に連続繊維ストランドが設置されるそのような輸送用メ
ッシュ３１を示す。象嵌メッシュは、粗い目の織物メッシュ（例えば、４から１
０ｍｍの網目幅を有する）からなり得るが、圧縮後、構造体構成要素に残留し得
る。次いで、移動用フレーム３３は、新しいサイクルに必要な新しい象嵌メッシ
ュ３２が取り付けられる。連続繊維ストランドを象嵌メッシュに溶融させること
により、所定の設置経路３９に対応する非常に良好な固定を得ることができる。
【００３０】 柔軟性の象嵌メッシュとして、例えば、ガラス繊維メッシュもまた利用するこ
とができる。成形加工具５１での圧縮によって支持構造体４ａ、４の所望する三
次元形状を達成することができる。しかし、軽量で非変形性の金属ワイヤメッシ
ュを利用することも可能である。それによって、三次元的に予備成形された支持
構造体４ａを製造することができる。移動用メッシュ３１はまた、連続繊維スト
ランド３の設置経路３９が位置する部分的な領域のみを覆うことができる。さら
なる変形例は、図１９ｂに関連して説明されているように、予備成形された支持
構造体４ａを、プレス機の外側にある加熱された補助鋳型に設置することにある
。
【００３１】 図１４は、部分構造体４．１および４．２に対応する２層の連続繊維ストラン
ド３．１および３．２を有する構造体構成要素を示す。これは、最初に連続繊維
ストランド３．１を下側の鋳型５１．１に置き、続いて長繊維物２を供給して、
最初の圧縮を行うことによって製造することができる。次いで、成形加工具およ
びプレス機を再び開け、第２層の連続繊維ストランド３．２に対する長繊維物２
上の設置経路を局所的な加熱で表面的に融解してすき間を空ける。このとき、第
２層の連続繊維ストランド３．２が置かれ、続いて圧縮され、その際、長繊維物
２と熱可塑的に連結される。この融解開放は、例えば、完全な熱可塑的な連結が
達成されるような程度にＩＲ加熱により行うことができる。
【００３２】 図１５は、例として、乗物の側壁に対する構造体構成要素としての設置経路３
９に沿った連続繊維ストランドの設置を例示する。この場合、これは、枠組み様
の支持構造体１１を形成している。この場合、ＣＦストランド３が、設置経路３
９に、固定ピン６１、偏向エレメント６２およびさらには挿入物２１（この場合
には安全シートベルト固定点として）によって固定されている（図６および図１
８もまた参照のこと）。その場合、１つまたはいくつかのストランド３を部分的
には二重または多数の経路に内部連結領域７とともに設置することができる。
【００３３】 連続繊維ストランド３の設置および固定は、例えば、下記の方法で行うことが
できる： ・最初に、連続繊維ストランドの開始部３Ａを加工具５１に固定し、続いてわず
かな引張り状態に置き、そしてその終端３Ｅを、もう一度、適切な引張り状態を
維持しながら、成形加工具５１に固定する。 ・連続繊維ストランド３は、ストランドを平らに置き、そして成形加工具５１の
中で所望の位置および断面形状を取るような処理を用いた設置用デバイス５４に
よる形態の上で圧縮される（図２２）。 ・連続繊維ストランド３は、少なくとも部分的に、すなわち、開始部３Ａにおい
て、設置経路の方向変化点において、そして終端３Ｅにおいて鋳型の上に融解さ
れる（図２１における４１）。 ・連続繊維ストランド３は、冷却機成形加工具５１との接触によって圧縮中は成
形加工具に固定されたままであり、しかしその際に、その一方では、それらの接
触表面６において、熱条件で供給された長繊維物２と再び十分に融合するような
程度に固化する。 ・溶融状態で、連続繊維ストランドの開始部３Ａおよび終端３Ｅにおいて、小穴
４３が圧縮および部分的な固化によって融解し（図１６）、それによって、これ
らの形状化された端部３Ａおよび３Ｅは、連続繊維ストランド３が設置された後
で、熱い長繊維溶融物によって再び溶融してすき間が空き、そして熱可塑的に連
結される。 ・融解してすき間が空いた連続ストランドの端部３Ａおよび３Ｅにおいて、長繊
維物２を設置した後、それと一緒に融合する差し込みホール４６を有する保持用
エレメント４５を融解してすき間が空けられる（図１７）。
【００３４】 図１６は、溶融状態で小穴４３が形成され、そして再度固化した状態で設置用
の成形加工具の固定ピン６１に差し込むことができる連続繊維ストランドの端部
３ａまたは３Ｅを示す。
【００３５】 図１７は、連続繊維ストランドの端部３Ａおよび３Ｅにおいて融解し、そして
固定ピン６１に対する固定用の差し込みホール４６が打ち抜かれた保持用エレメ
ント４５を示す。例示された例では、切断線４７に沿って打ち抜くことにより、
２つの保持用エレメントが製造される。この保持用エレメント４５は、好ましく
は、連続ストランド３と同じ材料からなる。
【００３６】 小穴４３および保持用エレメント４５もまた、連続繊維ストランドに配置する
ことができる。
【００３７】 さらに、装置（図１９）には、製造プロセス中において連続繊維ストランドを
所望の最終位置に固定するための固定手段が予見される。図１８に示されている
ように、これを達成するために、成形加工具５１．１の下部部分に置かれた連続
繊維ストランド用の固定ピン６１または偏向エレメント６２（図２、図１５）を
挿入することもまた可能である。
【００３８】 これらの固定ピン６１および偏向エレメント６２はまた、可動型（６３）であ
るように、従って、適切に選択された予備引張り状態のもとで上方に押しつけら
れるように設計することができる。プレス機が閉じたとき、次いで、固定ピンは
、成形加工具の上部部分５１．２によって下方方向に押される。固定ピン６１の
この動きはまた、例えば、電気的に、または水圧式ピストンの形態で制御された
駆動部６４によって得ることができる。このような動きはまた、鋳型から取り出
すために利用することができる。固定ピン６１はまた、製造され得る構造体構成
要素の外側に、しかし依然として成形加工具の内部に固定することができる。次
いで、突出部を製造後に切断することができる（図３および図１０の切断線４７
を参照）。
【００３９】 プレスおよび圧縮を行っているときの傾いた移動軸６０によって、（図６ａの
例に示されているように）引張り効果もまた得ることができる。
【００４０】 図１９ａは、構造体構成要素を製造するための装置を示す。この装置は、長繊
維の可塑化および供給デバイス５２、プレス機内の二部片成形加工具５１．１、
５１．２を有し、そして設置用デバイス５４が設置された連続繊維ストランド可
塑化デバイス５３、ならびに装置の各構成要素の動きを時間的に調和させて調整
し、かつ温度条件を設定し、かつ連続繊維ストランド３を設置し、かつ長繊維溶
融物２を形態に対応して供給し、そして連続繊維ストランド３および長繊維マト
リックス２を熱可塑的に連結するための制御システム５７を有する。
【００４１】 図１９ａによる装置において、予備成形された支持構造体４ａは、加工具５１
内の設置用デバイス５４によって直接置かれて成形されるが、図１９ａは、１つ
の変形例として、プレス機の外側での予備成形された支持構造体４の成形、およ
びその後の移動用デバイス５５によるプレス機５６内の加工具５１への移動を例
示している。これを達成するために、可塑化された連続繊維ストランド３から構
成される予備成形された支持構造体４ａは、適切な非変形性が得られるように融
点未満にまで少し冷却した後で、補助鋳型３５または適切な基材の上に置かれ、
加工具５１に移され、そして、熱い長繊維物２のその後の供給および圧縮によっ
て、完全な熱可塑的な連結が連続繊維構造体４と長繊維物２との境界６で得られ
るような程度に再度加熱される。あるいは、予備成形された支持構造体４ａは移
動用メッシュに置かれ（図１３）、それとともにプレス機に移される。ポリプロ
ピレン−ガラスなどの物質に関して好適な処理温度は、例えば、非変形性の移動
の場合には１４０℃から１５０℃であり、熱い長繊維物の場合には２３０℃から
２５０℃であり、圧縮中の界面６の場合には少なくとも２００℃である。
【００４２】 図２５は、固定用エレメントおよび引張り用エレメントの様々な例を例示する
。このようなエレメントを用いて、連続繊維ストランド３．１から３．４から作
製される予備成形された支持構造体４ａが固定され、そして圧縮中には加工具５
１内に保持され、その結果、圧縮後に、長繊維マトリックス内に所望する最終的
な一体化された支持構造体４が得られる。これを達成するために、この場合、下
部の成形加工具５１．１には、様々な固定用エレメント６１、保持用エレメント
４５、偏向エレメント６２および引張り用エレメント８０が取り付けられる。さ
らに、例えばアルミニウムシート金属から作製された、圧縮によって一緒に圧縮
されている締め付けエレメント８１を、連続繊維ストランドを一緒に保持するた
めに利用することができる。この方法を用いて、さらに、同時に、例えば、装飾
表面８５（図１９ａ）を、（例えば、図２による後部扉９５の場合には）構造体
構成要素１の一方の面に取り付けることもできる。反対側には、連続繊維ストラ
ンド３、支持構造体４がそれぞれ一体化されている。平らな表面の構造体構成要
素のそのような２面象嵌または支持体によって、熱歪みを本質的に減少させるこ
とができる。
【００４３】 図２０から図２２は、装置のさらなる誘導手段および固定手段を示す。図２０
ａ、２０ｂには、例えば図２０ａにおける階段６７および図２０ｂにおける溝６
６のような成形加工具５１での形状化体が示されている。このような形状化体に
連続繊維ストランドが置かれ、そして圧縮中は、所定の位置に、すなわち、所定
の設置経路３９の上に保持されている。
【００４４】 図２１は、溝および階段のような形状化体におけるそれぞれの設置用経路３９
での熱条件化を例示する。これは、例えば、連続繊維ストランドの冷却をゆっく
りさせる断熱層７３からなる。さらに、連続繊維ストランド３が処理速度に依存
して加熱または冷却され得る熱条件化７４は適切であり得る。表面の構造化体７
５はまた、必要な場合には、成形加工具５１においてＣＦストランド３の局所的
な固定を強化することができる。
【００４５】 図２２ａからｃは、設置用デバイス５４の誘導手段および圧縮手段を示す。こ
の場合、連続繊維ストランドは設置経路上のガイドローラー６８により誘導され
、そして対応する制御システムによる加圧ローラー６９により変形させられ、そ
して所望する断面形状が得られる一方で、他方で連続繊維ストランドもまた成形
加工具５１で圧縮されて固定されるような程度に圧縮される。設置用デバイス５
４はまた、２つ以上の加圧ローラー（６９．２）を有することができる。これは
、これによって、種々の形状を、例えば連結領域７で達成するために、設置中に
変化させることができる。
【００４６】 装置には、さらに、連続繊維ストランドに対する強化用デバイス５８を設ける
ことができる。その製造は、例えば、マトリックス材料による含浸が行われ、圧
縮され、そして適切な引張りにより強化された連続繊維の粗紡から行うことがで
きる。あるいは、ＵＤ（非方向性）テープを再成形することもまた可能である。
【００４７】 装置のさらなる変形例は連続繊維ストランドの貯蔵部５９を含む。所定の長さ
に切断された強化ストランド３がこれから取り出され、完全に融解開放して置か
れる。その際、好ましくは、貯蔵部５９内の連続繊維ストランドはその軟化温度
に近い温度に予熱されている。
【００４８】 必要な場合には、マトリックス材料の何らかの酸化を防止する一方で、他方で
は局所的な負荷熱に対して、プロセス工程による連続繊維ストランドおよび設置
経路３９をそれぞれ冷却するために、加熱ガスまたは保護ガスの調節設備７１も
また装置に予見することができる。
【００４９】 図２３は、連続繊維ストランドと長繊維マトリックスとの境界６における最適
な連結を例示する。図２３ａは、連結層６ａとして設計され、そして層の厚さが
１ｍｍ未満（例えば、０．１から０．５ｍｍ）であり得る境界６を示す。この連
結層は、連続繊維の割合が減少して、長繊維の割合が増加する混合域または移行
域によって形成される。このような連結層により、連続繊維ストランド３と長繊
維物２との特に良好な熱可塑的な連結が達成され得る。そのような連結層または
混合層６ａは、例えば、突き出た繊維で連続繊維ストランドの表面を粗くするか
、針結合するか、あるいは構造化することによって得ることができる。これを用
いて、連続繊維ストランドおよび長繊維層の繊維混合物の密着が達成され、それ
により、機械的特性の対応する釣り合った移行が突然の変化を伴うことなく達成
される。これは、移行域における（ＥＦ方向での）弾性率の変化が示される図２
３ｂに例示されている。この場合、層の厚さｄに沿って、弾性率は、連続繊維ス
トランド３の大きな値から、その数分の１である長繊維物２の値にまで連続的に
低下している。
【００５０】 図２４ａ、ｂ、ｃは、２つの連続繊維ストランド３．１、３．２の間の内部連
結領域７における良好な荷重移動の例を例示する。図２４ａでは、２つの交差す
る連続繊維ストランドの間に長繊維材料の薄い中間層９が組み込まれている。こ
の層は、圧縮中に、空気の何らかの可能なポケットが長繊維物によって比較的良
好に外に誘導され得る限り空気の有害なポケットを防止するのに役立つ。さらに
、この連結領域Ｆ７もまた、比較的大きな表面領域を有するように設計される。
図２４ｂにおいて、２つの連続繊維ストランド３．１、３．２は、さらにほぼ２
倍に広げられ、そして同様に、相互の連結表面領域を大きくするために、それぞ
れが構造化され、形状化された大きな接続領域Ｆ７によって長さ方向にともに連
結されている。これに加えて、連続繊維ストランド３の層厚ｄ３が、その上部に
位置する長繊維マトリックス２の層厚ｄ２と少なくとも同じくらいの大きさであ
る場合には好都合である。図２４ｃは、フランジを有する三次元的なＵ字型形態
の例を示す。これは、連結領域７において２つの連続繊維ストランド（この場合
、平らなテープ３．１、３．２として）から構成されている。さらに、この荷重
伝達連結領域７は、大きな表面領域（Ｆ７）とともに設計されている。その間に
ある長繊維物から作製されたリブによって相補されることによって、曲げに対し
て抵抗性のある形態が得られる。
【００５１】 まとめると、連続繊維ストランドが設置された場合、そして内部荷重伝達連結
領域を有する支持構造体を形成するために、下記の重要な基準を満たさなければ
ならない： ａ）連続繊維ストランドは、設置経路での位置に関して規定され、そして ｂ）所望の断面形状で置かなければならない； ｃ）連続繊維ストランドは、圧縮後の最終条件において支持構造体４が所望の位
置および断面形状に存在するようにプレス中に許容し難いほどの変位または変形
が生じてはならない； ｄ）最終条件において、連続繊維ストランドは、境界６において長繊維物と、 ｅ）内部連結領域７において支持構造体４と、荷重伝達様式で一緒に融合しなけ
ればならない。
【００５２】 下記の手段は、例えば、これらの条件を満たすために利用することができる。 ・連続繊維ストランドをその開始部３Ａにおいて、そして必要なそのような点で
設置経路に沿って固定し、その形状に関して偏向手段および固定ピンにおいてそ
れらを固定して引張る； ・連続繊維ストランドを圧縮および融解により加工具の下部に固定する； ・溝および階段を有する加工具の対応する形状化によって、置かれた連続繊維ス
トランドを変位に対してしっかり保持する； ・圧縮中において長繊維物の最小の流路のみが連続繊維ストランドの設置経路に
生じるような様式で長繊維物を供給して分配する； ・予備成形された支持構造体４ａを供給して固定し、そして加工具の形態の圧縮
により対応するように支持構造体４ａを最終形状４にする； ・その表面がプレス中に長繊維物との境界として一緒に融合するような様式での
連続繊維ストランドのプロセス制御および熱条件化。
【００５３】 これにより、簡便で費用効果が大きな様式で、短いサイクルで、荷重を支える
軽量で安定な構造体構成要素、すなわち、大きな程度で自由な形状化を有する軽
量な構造体構成要素を製造することができる。
【００５４】 本明細書の範囲において、下記の符号が使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 連続繊維ストランドに沿った断面および内部連結領域での断面を伴う本発明に
よる構造体構成要素を示す。
【図１ｂ】 連続繊維ストランドに沿った断面および内部連結領域での断面を伴う本発明に
よる構造体構成要素を示す。
【図２】 構造体構成要素における荷重を支える構造体としての連続繊維ストランドの配
置を示す。
【図３】 構造体構成要素における荷重を支える構造体としての連続繊維ストランドの配
置を示す。
【図４】 ねじられた連続繊維ストランドを示す。
【図５】 巻き付けられた連続繊維ストランドを示す。
【図６ａ】 連続繊維ストランドに対して荷重を支える挿入物を示す。
【図６ｂ】 連続繊維ストランドに対して荷重を支える挿入物を示す。
【図７】 象嵌を有する構造体構成要素を示す。
【図８】 三次元的形態断面の構造体構成要素を示す。
【図９】 三次元的形態断面の構造体構成要素を示す。
【図１０】 外部連結領域を示す。
【図１１】 数個の構造体構成要素から形成された構造体を示す。
【図１２】 ２つの半シェルから形成された構造体を示す。
【図１３】 設置された連続繊維ストランドを有する輸送用メッシュを示す。
【図１４】 ２層の連続繊維ストランドを有する構造体構成要素を示す。
【図１５】 枠組み様の支持構造体を有する乗物側壁を示す。
【図１６】 成型された小穴を有する連続繊維ストランドを示す。
【図１７】 連続繊維ストランドの端部における保持用エレメントを示す。
【図１８】 連続繊維ストランドを配置するための可動型固定ピンを示す。
【図１９ａ】 構造体構成要素を製造するための装置を示す。
【図１９ｂ】 構造体構成要素を製造するための装置を示す。
【図２０ａ】 成形加工具内の設置経路の形状化物を示す。
【図２０ｂ】 成形加工具内の設置経路の形状化物を示す。
【図２１】 設置経路の熱条件化を示す。
【図２２ａ】 連続繊維ストランドを設置するための手段に対する誘導および圧縮を示す。
【図２２ｂ】 連続繊維ストランドを設置するための手段に対する誘導および圧縮を示す。
【図２２ｃ】 連続繊維ストランドを設置するための手段に対する誘導および圧縮を示す。
【図２３ａ】 移行域を有する境界としての連結層を示す。
【図２３ｂ】 移行域を有する境界としての連結層を示す。
【図２４ａ】 ２つの連続繊維ストランドの荷重伝達内部連結領域を示す。
【図２４ｂ】 ２つの連続繊維ストランドの荷重伝達内部連結領域を示す。
【図２４ｃ】 ２つの連続繊維ストランドの荷重伝達内部連結領域を示す。
【図２５】 固定用エレメントおよび引張り用エレメントを有する連続繊維ストランドの支
持構造体の配置を示す。
【符号の説明】
１ 構造体構成要素 ２ 長繊維マトリックス ３ 連続繊維ストランド ３Ａ ３の開始部 ３Ｅ ３の終端 ４ 支持構造体 ４．１、４．２ 部分構造 ４ａ 予備成形された支持構造体 ６ 境界 ６ａ 連結層 ６ｂ 構造的境界 ７ 内部連結層 ８ 外部連結層 ９ 薄い中間層 １０ メッシュ １１ 枠組み（様） １２ 長繊維強化材（ＬＦ） １３ 連続繊維（ＣＦ） １５ ねじられたＣＦ １６ 巻き付けられたＣＦ １７ 編組まれたＣＦ １８ 針結合 １９ 側面、立ち上がり部 ２０ ねじ山 ２１ 挿入物、荷重を支える ２２ 象嵌 ２３ 管状形態部 ２４ 織物象嵌 ２５、２６、２７ 三次元（立体的）形態の断面 ２８ リブ ２９ フランジ ３１ 移動用メッシュ ３２ 象嵌メッシュ ３３ 移動用フレーム ３５ 補助鋳型 ３９ 設置経路 ４１ 溶融 ４３ ３におけるすき間 ４５ 保持用エレメント ４６ 差し込み穴 ４７ 切断、切断線 ５０ 装置 ５１ 成形加工具 ５１．１、５１．２ 下部および上部の鋳型部 ５２ ＬＦ可塑化および供給デバイス ５３ ＣＦ可塑化デバイス ５４ 設置用デバイス ５５ 移動用デバイス ５６ プレス機 ５７ 制御システム ５８ ＣＦ強化用デバイス ５９ ＣＦストランド貯蔵部 ６０ 傾斜した変位軸 ６１ 固定ピン ６２ 偏向ピン ６３ 可動 ６４ 制御された駆動部 ６５ 予備引張り ６６ ５１における溝 ６７ 階段 ６８ ガイドローラー ６９ 加圧ローラー ７１ 保護ガス／加熱ガス条件調節 ７３ 断熱 ７４ 熱条件調節 ７５ 構造的表面 ８０ 引張り用エレメント ８１ 締め付け用エレメント ８５ 装飾物 ９０ 構造体 ９１ 中空形態の桁 ９２ リブを有するＵ字型形態 ９３ 覆い ９５ 後部扉 ９６ 床群 ９７ 側壁 ９８ 後部部分 ９９ 前部部分 ＣＦ 連続繊維 ＬＦ 長繊維 Ｅ 弾性率 ｄ ６ａの厚さ ｄ２ ２の厚さ ｄ３ ３の厚さ Ｆ７ 大きな表面領域７
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F205 AA11 AA21 AA24 AA25 AA28 AA29 AA31 AA32 AA34 AA40 AD16 AH17 HA08 HA12 HA34 HA37 HA40 HA43 HB01 HC14 HC16 HC17 HL16 HL17 HL18 HT14

Claims (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 繊維強化熱可塑性プラスチック材料から作製された構造体構
    成要素（１）であって、一定の形状を有する長繊維強化（ＬＦ）熱可塑性マトリ
    ックス（２）と、熱可塑性マトリックスで強化された連続繊維ストランド（ＣＦ
    ）（３）からなる一体化された荷重を支える支持構造体（４）とを備え、それに
    より前記長繊維マトリックスおよび前記連続繊維マトリックスは、それらの相互
    の境界（６）において両者がそれぞれともに融合して熱可塑的な結合が形成され
    るような程度に相溶性であり、かつ前記支持構造体（４）の前記連続繊維ストラ
    ンド（３）は、２つの連続繊維ストランドの荷重を伝達する少なくとも１つの内
    部連結領域（７）を有することを特徴とする構造体構成要素（１）。
  2. 【請求項２】 前記境界（６）は、少なくとも部分的に、長繊維マトリック
    ス（２）と連続繊維ストランド（３）との間での移行域を形成する連結層（６ａ
    ）として設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の構造体構成要素。
  3. 【請求項３】 前記境界（６）は、不均一な形状化物（６ｂ）を有する構造
    的境界として設計されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の構造
    体構成要素。
  4. 【請求項４】 前記支持構造体の前記連続繊維ストランド（ＣＦ）は少なく
    とも１つの閉じたメッシュ（１０）を形成することを特徴とする、前記請求項の
    いずれか１項に記載の構造体構成要素。
  5. 【請求項５】 前記連続繊維ストランドは種々の方向に配置され、かつ枠組
    み様式で、荷重伝達内部連結領域（７）においてともに熱可塑的に結合している
    ことを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の構造体構成要素。
  6. 【請求項６】 前記長繊維強化剤（２）および前記連続繊維ストランド（３
    ）のマトリックス材料は、好ましくは同一であるが、少なくとも、この２つの材
    料が拡散により境界（６）でともに混合され得るような程度に相溶性であること
    を特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の構造体構成要素。
  7. 【請求項７】 前記長繊維強化剤（２）および前記連続繊維ストランド（３
    ）のマトリックス材料は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ
    エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、
    熱可塑性ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアクリル酸
    、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニルスルフィド（ＰＰＳ）またはポリエーテル
    エーテルケトン（ＰＥＥＫ）からなること、および前記連続繊維ストランドの強
    化繊維（１３）は、好ましくは、ガラス、炭素またはアラミドからなり、かつ前
    記長繊維強化材（１２）は好ましくはガラスからなることを特徴とする、前記請
    求項のいずれか１項に記載の構造体構成要素。
  8. 【請求項８】 前記長繊維マトリックスの前記強化材（１２）は繊維含有量
    が１５から２５容量％であり、かつ前記連続繊維ストランド（１３）は繊維含有
    量が少なくとも４０容量％であり、好ましくは４５から６０容量％であることを
    特徴とする、請求項１に記載の構造体構成要素。
  9. 【請求項９】 前記連続繊維ストランドはねじられている（１５）ことを特
    徴とする、請求項１に記載の構造体構成要素。
  10. 【請求項１０】 前記連続繊維ストランドは、針が結合し（１８）、巻き付
    けられ（１６）、あるいは編組（１７）チューブにより包まれていることを特徴
    とする、請求項１に記載の構造体構成要素。
  11. 【請求項１１】 前記長繊維強化材（１２）は、繊維の大部分が少なくとも
    ５ｍｍの長さを有し、それにより、繊維の長さは、好ましくは大部分が１０から
    ３０ｍｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の構造体構成要素。
  12. 【請求項１２】 前記連続繊維ストランド（３）とそれぞれ直接的に連結し
    、それらによって取り囲まれた荷重を支える挿入物（２１）（例えば、シートベ
    ルト固定点）が一体化されていることを特徴とする、請求項１に記載の構造体構
    成要素。
  13. 【請求項１３】 前記連続繊維ストランドに連結し、かつ前記長繊維マトリ
    ックスとともに融合しているさらなる象嵌（２２）、例えば、高強度の連続繊維
    で強化された管状形態部材（２３）および／または局所的な連続繊維織物の象嵌
    （２４）が一体化されていることを特徴とする、請求項１に記載の構造体構成要
    素。
  14. 【請求項１４】 前記連続繊維ストランドは「三次元的」な形態断面（２５
    、２６、２７）を形成していることを特徴とする、請求項１に記載の構造体構成
    要素。
  15. 【請求項１５】 前記連続繊維ストランドの外部連結領域（８）が予見され
    ることを特徴とする、請求項１に記載の構造体構成要素。
  16. 【請求項１６】 前記連続繊維ストランド（３）の層厚（ｄ３）は、その上
    部に位置する長繊維マトリックス（２）の層厚（ｄ２）と少なくとも同じ大きさ
    であることを特徴とする、請求項１に記載の構造体構成要素。
  17. 【請求項１７】 前記の荷重伝達連結領域は大きな表面領域（Ｆ７）ととも
    に設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の構造体構成要素。
  18. 【請求項１８】 前記連結領域（７）は薄い長繊維中間層（９）を有するこ
    とを特徴とする、請求項１に記載の構造体構成要素。
  19. 【請求項１９】 請求項１に記載の構造体構成要素（１）の少なくとも２つ
    からなり、かつその構造体構成要素は、好ましくは、連続繊維ストランドの外部
    連結領域（８）で互いに連結されている構造体（９０）。
  20. 【請求項２０】 半シェルとして設計され、かつ互いに連結され、かつ例え
    ば、覆い（９３）と一緒になったＵ字型形態（９２）の形態で中空形態の桁（９
    １）を形成する請求項１に記載の構造体構成要素（１）を少なくとも２つ有する
    構造体。
  21. 【請求項２１】 請求項１に記載の構造体構成要素を製造するための方法で
    あって、可塑化された長繊維強化プラスチック物（２）が形態に対応してプレス
    機内の開いた二部片成形加工具（５１）の中に置かれ、および設置用デバイス（
    ５４）または移動用デバイス（５５）によって前記長繊維強化物（２）の供給前
    および／またはその供給後での同じサイクルにおいて、強化された可塑化連続繊
    維ストランド（３）から作製された内部連結領域（７）を有する予備成形された
    支持構造体（４ａ）を前記成形加工具内で成形するか、あるいは前記成形加工具
    の外で成形して前記成形加工具の中に移動し、前記連続繊維ストランド（３）の
    所望する支持構造体（４）を前記成形加工具の圧縮および閉鎖によって製造し、
    それにより、前記長繊維物（２）と前記連続繊維ストランド（３）との境界（６
    ）での熱可塑的な結合が圧縮によって得られるような程度に固定手段で所定の位
    置に保持されることを特徴とする方法。
  22. 【請求項２２】 前記連続繊維ストランド（３）を所定の設置経路（３９）
    に沿って下部側の鋳型（５１．１）に最初に置き、その後、前記長繊維強化物（
    ２）をその上に供給し、次いで圧縮することを特徴とする、請求項２１に記載の
    方法。
  23. 【請求項２３】 前記の予備成形された支持構造体（４ａ）の成形に必要な
    前記連続繊維ストランド（３）を輸送用メッシュ（３１）の上に置き、その上で
    固定し、続いて前記の開いた成形加工具（５１）の中に移すことを特徴とする、
    請求項２１に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記長繊維強化物（２）を最初に前記成形加工具の中に置
    き、その後、前記連続繊維ストランド（３）とともに前記輸送用メッシュ（３１
    ）を前記の開いた成形加工具の中に移し、最後に圧縮することを特徴とする、請
    求項２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記の予備成形された支持構造体（４ａ）を最初に成形し
    、変形しないような程度にまで冷却し、続いて前記成形加工具に移して固定し、
    そして必要な場合には、圧縮を行っている途中で、前記長繊維物（２）との完全
    な熱可塑的結合が形成されるような程度に表面を加熱することを特徴とする、請
    求項２１に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 連続繊維ストランドから作製された第１の部分構造体（４
    ．１）を最初に前記成形加工具の中に固定し、次いで前記長繊維物（２）を供給
    して圧縮し、続いて再加熱し、そして連続繊維ストランドから作製された第２の
    部分構造体（４．２）を供給して、２回目の圧縮プロセスにより完全な熱可塑的
    結合が形成されることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 部分構造体（４．１）を形成する連続繊維ストランド（３
    ．１）を最初に下部側鋳型（５１．１）の中に置き、その後、前記長繊維物（２
    ）を供給して第１の圧縮を行い、その後、圧縮用および成形用の加工具を再び開
    け、前記長繊維物（２）の上において、連続繊維ストランドの第２の層に対する
    設置経路が局所的な加熱手段により表面上で融解してすき間があき、第２の部分
    構造体（４．２）を形成する連続繊維ストランド（３．３）をその上に置き、続
    いて圧縮し、そしてその場合に前記長繊維物（２）との熱可塑的な結合が形成さ
    れることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 連続繊維ストランドの開始部（３Ａ）を最初に前記加工具
    の中に固定し、続いてわずかな引張り状態に置き、そしてその終端（３Ｅ）を、
    再度、一定の引張り状態を維持しながら、例えば引張り用エレメント（８０）に
    よって前記成形加工具（５１）の中に固定すること特徴とする、請求項２１に記
    載の方法。
  29. 【請求項２９】 それぞれが内部連結領域、交差領域（７）を有するいくつ
    かの連続繊維ストランド（３）を、枠組み様の支持構造体（１１）が形成される
    ように交互に置くことを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記連続繊維ストランド（３）は、前記ストランドが平坦
    に置かれ、そして前記成形加工具（５１）の中で所望の位置および断面形状を取
    るような様式で投入されて、前記設置用デバイス（５４）により鋳型の上で圧縮
    されることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 それぞれの前記連続繊維ストランド（３）、前記支持構造
    体（４）は、少なくとも部分的には、すなわち、開始部（３Ａ）において、前記
    設置経路の方向変化点において、そして終端（３Ｅ）において、前記鋳型の上で
    融解される（４１）ことを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記の冷却機成形加工具（５１）との接触によって、前記
    連続繊維ストランド（３）は、それらが圧縮中には固定されたままであるが、そ
    の場合、その一方で、それらの境界（６）において前記長繊維物（２）と再び完
    全に一緒に融合するような程度に固化することを特徴とする、請求項２１に記載
    の方法。
  33. 【請求項３３】 少なくとも、開始部（３Ａ）および終端（３Ｅ）において
    、あるいは溶融状態にある連続繊維ストランドにおいてもまた、固定用小穴（４
    ３）が圧縮および部分的な固化によって内部に融解すること、そして前記連続繊
    維ストランド（３）が設置された後、これらの形成された端部（３Ａ、３Ｂ）は
    、前記の熱い長繊維溶融物によって再び表面的に融解してすき間があけらること
    を特徴とする、請求項２１に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 少なくとも、前記終端部（３Ａ、３Ｅ）において、あるい
    は前記融解開放部においてもまた、前記の熱い長繊維溶融物（２）が設置されて
    いるときにそれと一緒に融合する差し込み用ホール（４６）を有する連続繊維ス
    トランド保持用エレメント（４５）が融解してすき間があけられることを特徴と
    する、請求項２１に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 請求項２１に記載の方法を実施するための装置（５０）で
    あって、長繊維の可塑化および供給用のデバイス（５２）と、プレス機（５６）
    内の二部片成形加工具（５１）と、設置用デバイス（５４）または移動用デバイ
    ス（５５）が設けられ、そして装置構成要素の動きを調整して調子を合わせて制
    御し、かつ温度条件を設定し、かつ前記連続繊維ストランド（３）をそれぞれ設
    置し、かつ内部連結領域（７）を有する予備成形された支持構造体（４ａ）を形
    成し、かつ前記長繊維溶融物（２）を形態に対応して供給し、そして連続繊維ス
    トランド（３）および長繊維マトリックス（２）の熱可塑性結合を形成させ、そ
    して固定手段（６１、６２、６６、６９、７５、８０）を設けることによって、
    製造プロセス中の前記連続繊維ストランド（３）を固定し、その結果、所望する
    一体化された支持構造体（４）を得るための制御システム（５７）を有する連続
    繊維ストランド可塑化デバイス（５３）とを特徴とする装置（５０）。
  36. 【請求項３６】 前記連続繊維ストランドに対する固定ピン（６１）および
    偏向エレメント（６２）のような固定用エレメントおよび引張り用エレメントが
    前記成形加工具の下部側（５１．１）に配置されていることを特徴とする、請求
    項３５に記載の装置。
  37. 【請求項３７】 前記の固定用エレメントおよび引張り用エレメントは可動
    型（６３）であり、前記プレス機（５６）が閉じたとき、上部側の鋳型（５１．
    ２）によって予備引張り物（６５）に押しつけられることを特徴とする、請求項
    ３６に記載の装置。
  38. 【請求項３８】 前記固定ピンは制御された駆動部（６４）を有し、かつ前
    記構成要素を鋳型から取り除くために利用され得ることを特徴とする、請求項３
    ６に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記の固定用エレメントおよび引張り用エレメント（６１
    、８０）は、前記成形加工具（５１）の内部ではなく、製造され得る構造体構成
    要素（１）の外側に取り付けられることを特徴とする、請求項３６に記載の装置
    。
  40. 【請求項４０】 前記加工具は溝（６６）および階段（６７）のような形状
    部を有し、それによって、置かれた連続繊維ストランド（３）を圧縮中に所定の
    位置に保持することを特徴とする、請求項３５に記載の装置。
  41. 【請求項４１】 前記形状部、すなわち、前記加工具における設置経路（３
    ９）は、それぞれが断熱（７３）され、条件づけ（７４）られることを特徴とす
    る、請求項４０に記載の装置。
  42. 【請求項４２】 前記設置用デバイス（５４）は、例えば、ガイドローラー
    （６８）および加圧ローラー（６９）の形態で、ガイド用、形状化用および圧縮
    用の手段を有することを特徴とする、請求項３５に記載の装置。
  43. 【請求項４３】 前記支持構造体（４ａ）の前記連続繊維ストランドを、前
    記プレス機の中に移動させるための移動用フレーム（３３）内の象嵌メッシュ（
    ３２）とともに置くための移動用メッシュ（３１）が予見され、それによって、
    圧縮後の前記象嵌メッシュ（３２）は、前記構造体構成要素（１）に一体化する
    ことができ、そして前記移動用フレームには次のサイクルに必要な新しい象嵌メ
    ッシュが供給されることを特徴とする、請求項３５に記載の装置。
  44. 【請求項４４】 強化用デバイス（５８）が前記連続繊維ストランドに対し
    て設けられていることを特徴とする、請求項３５に記載の装置。
  45. 【請求項４５】 前記連続繊維ストランドの加熱された保管部（５９）が予
    見され、所定の長さに切断された強化連続繊維ストランド（３）がそこから取り
    出され、溶融してすき間があけられ、そして支持構造体（４ａ）を形成させるた
    めに利用されることを特徴とする、請求項３５に記載の装置。
  46. 【請求項４６】 熱ガスおよび／または保護ガスの条件化（７１）が予見さ
    れることを特徴とする、請求項３５に記載の装置。
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