JP2007526152A - 繊維強化されたプラスチックプレートの連続生産方法 - Google Patents

Abstract

第１のウェブ形状の繊維組織体（２）が繊維敷設装置に案内され、一つ又はいくつかの追加のウェブ形状の繊維組織体（７ａ、７ｂ、７ｃ）が繊維案内装置（３ａ、３ｂ、３ｃ）によって第１の繊維組織体上に直線状に並んで配置される。繊維案内装置（３ａ、３ｂ、３ｃ）の上流側又は下流側に組込まれた一つ又はいくつかの母材案内装置（７ａ、７ｂ、７ｃ）は、ＰＢＴの環状オリゴマーのような反応性出発物質等の母材出発物質を繊維組織体の複数の遊離層に案内するために使用される。母材出発物質からなる中間層によって、一回又は複数回にわたって被覆された複数層繊維ウェブ（６）は、連続プレス装置（１２）に案内され、母材出発物質は低粘度の液体に変成される。複数層の繊維ウェブを加圧し、ＰＢＴからなるプラスチックプレート素材を生産することができる。

Description

本発明は、請求項１に記載した熱可塑性母材（Matrix）を用いて繊維強化されたプラスチックプレートの連続生産方法に関するものである。

従来、繊維強化プラスチックプレートの連続生産方法で熱可塑性プラスチック母材システムを生産することは困難であった。熱可塑性プラスチック母材システムを処理することの困難性は、とりわけ、化学的に不活性であるのみでなく、後処理のために低粘度の状態に変質させることができる、反応性出発物質を提供することにある。更に、熱可塑性プラスチック母材システムを使用してプレート素材を連続生産するための適当な方法は知られていない。

このため、従来、熱可塑性プラスチック母材を使用する繊維強化されたプレート材料の生産は不連続生産に限定され、これに相応して費用のかかる方法になっている。

本発明の目的は、繊維組織体と熱可塑性プラスチック母材とを使用して強化されたプレート素材の連続生産方法を提案することにある。

本発明によれば、上記目的は、本願の独立請求項の特徴部分に記述された発明によって達成される。本発明の詳細な実施形態は従属請求項に記載され、これにより、これらの請求項の記載は本願明細書の記載の一部となる。

次の用語の定義は本願明細書に有効である。

この定義において、反応性出発物質とは、とりわけ、ポリエステルの環状又は大環状オリゴマーであり、特に、重合触媒と混合されたＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート樹脂）（ＣＰＢＴとして知られている。）である。更に、反応性出発物質には、また、前述の物質を含むブレンド（アロイ）が含まれ、例えば、重合が完了した後にＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート樹脂）のブレンド（ＰＢＴプラスチックアロイ）になる物質を含む、複数のブレンド（複数のアロイ）が含まれる。ポリエステルやＰＢＴプラスチックの生産に使用される前述の種類の反応性出発物質は、アメリカ合衆国特許第６，３６９，１５７号に詳細に開示され、このアメリカ合衆国特許の内容は、これにより、本願の開示範囲に含まれる。環状オリゴマーを用いた特に適した反応性出発物質は、ＣＢＴ（登録商標）（環状ブチレンテレフタレート）の名称で、サイクリックス・コーポレーション(Cyclics Corporation)又はダウ・ケミカル・カンパニー(Dow Chemical Company)によって販売されている。
アメリカ合衆国特許第６，３６９，１５７号

この重合触媒は、例えば、亜鉛触媒やその他の適当な触媒であることができる。前記定義における反応性出発物質は、特に、処理のために、前記繊維組織体に完全に含浸する低粘度の溶解物に変成可能である。

前述の定義によるポリエステルは、特に、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）及び関連するプラスチックアロイのようなプラスチックで構成され、特に、ＰＢＴ（ポリブタジェン・テレフタレート）又はＰＢＴプラスチックアロイとしても知られているＰＢＴブレンドを含む。

本発明による繊維組織体は平面構造であり、特に、織編物を含み、この織編物は、例えば、フリース、不織布、ウィーブや一方向又は二方向レイやブレードやマットなどのような編目を形成しない組織を含み、又は、例えば、ニットの織編物及び編まれた組織のような編目を形成する組織が含まれる。

この繊維組織体のファイバーには、例えば、３−１５０ｍｍの繊維長を有する長繊維や、無端ファイバーが当然に含まれる。これらの繊維は、例えば、粗紡（ロービング）の形態で処理されて繊維組織体に加工される。

これらの繊維は、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、合成樹脂繊維、天然繊維、又は、これらの繊維の混合物であることができる。合成樹脂繊維は、特に、ポリエステル繊維であることができ、例えば、ＰＥＴ、ＰＢＴ又はＰＢＴブレンドであることができる。無機繊維に関しては、ガラス繊維が使用されることが好ましい。ガラス繊維は、アラミド繊維や炭素繊維とは対照的に、繊維強化された合成樹脂製品の再生利用に際して、合成樹脂母材から比較的安価に分離可能であり、更に、ガラス繊維は比較的安価であるからである。

ＰＢＴ繊維は、その生産プロセスのために、その繊維方向に結晶性配列構造を有するが、それらの繊維の間の母材の大部分は、例えば、アモルファスや、一部が結晶性の性質を備えた非結晶性配列構造を有する。

前述の定義によるプレートとは、ある程度撓むことができる剛性と、その長さ及び幅に比べて十分に小さな厚さとを有する、平坦な物体を意味する。本発明の方法によって、連続的に、即ち、エンドレスに生産される、このプレートの厚さは、例えば、１ｍｍ又はそれよりも厚く、好ましくは３ｍｍ又はそれよりも厚く、特に、５ｍｍ又はそれよりも厚く、かつ、５０ｍｍ又はそれよりも薄く、好ましくは、２０ｍｍ又はそれよりも薄く、特に、１０ｍｍ又はそれよりも薄い。

この方法を実施するためには、ウェブ状をなし、かつ、好ましくは展開された、第１の繊維組織体が、前進方向に、繊維敷設装置に供給される。次いで、繊維供給装置によって、インラインで、一つ又はそれ以上の更に他のウェブ状の繊維組織体が第１の繊維組織体の上に配置される。少なくとも一つの、そして、好ましくはいくつかの繊維供給装置の前又は後に、母材出発物質を繊維組織体の露出した層に供給する母材供給装置が設けられる。

この複数層の繊維ウェブは、繊維敷設装置を通って案内され、そして、更に他の繊維層及び母材出発物質のうちのいずれか一方又は双方によって連続して被覆され、この被覆が完了した後に、即ち、繊維敷設装置からの排出の後に、連続プレス装置に供給され、ここで、母材出発物質は、熱及び圧力のうちのいずれか一方又は双方の作用下で、低粘度の流体に変成され、そして、この複数層の繊維ウェブは繊維組織体の含浸の下で加圧され、プレート状素材に加工される。

繊維敷設装置と連続プレス装置は、ここでは、インラインに配置されている。ここで、インラインとは、単一の生産ラインに配置されていることを意味する。

繊維組織体は、乾燥した状態で供給可能であるが、予め予備的に含浸された状態で、特に、接着剤で予備的に含浸された状態での供給も可能である。これらの予備的な含浸の組成は、供給される母材出発物質に対応することが好ましい。

母材出発物質は、反応性物質であることが好ましいことは明らかである。この反応性物質は、重合触媒に混合され、又は、重合触媒で構成された、ＰＢＴ（ＣＰＢＴ）の環状オリゴマーを含む。

母材出発物質は、例えば液体の形態で、好ましくは、粉末の形態で、箔又はフィルムとして、単一又は複数の敷設繊維(Fasergelege)の上に適用される。母材出発物質が液体の形態で適用されるときには、これは、噴霧、被覆、鋳造、圧延、擦過によって行うことができる。母材供給装置はしかるべく装備される。更に、母材出発物質は、連続浸漬浴槽内で繊維組織体の含浸を行うことによって適用することもできる。

繊維敷設装置において、母材出発物質によって、特に、粉末又はフィルム又は箔の形態に被覆された繊維組織体又は敷設繊維は、軟化され又は融解された出発物質の接着特性により、繊維組織体又はその繊維が互いに接着される。ここで、重合プロセスは必ずしも引き起こされる必要はないが、本発明の特別な実施例では、既にこのプロセスは開始されている。

母材出発物質の低粘度特性は、繊維の最適な湿潤又は含浸を保証するために使用され、この特性は、特に、高密度の繊維組織体の形態を有する繊維含有量が高い合成樹脂製品の場合に、極めて重要である。本発明の方法によって生産される繊維強化されたプラスチックパネルの繊維含有量は、３０ vol. %（容積パーセント）よりも高いことが好ましく、特に、４０ vol. %（容積パーセント）よりも高いことが好ましく、かつ、８０
vol. %（容積パーセント）よりも低いことが好ましく、特に、７０ vol. %（容積パーセント）よりも低いことが好ましく、更に、６０ vol. %（容積パーセント）よりも低いことが有利である。

反応性母材出発物質の熱可塑性プラスチック母材への重合化、特に、ＰＢＴプラスチック母材への重合化は、連続プレス装置の内部で完全に、或いは、少なくとも主として行われる。

本発明の第１の詳細な実施例によれば、粉末の形態の母材出発物質は、粉末散布装置によって繊維組織体上に散布される。

本発明の第２の詳細な実施例によれば、母材出発物質は、箔(Folie)又はフィルム(Films)の形態で繊維組織体に適用される。

繊維敷設装置は、インラインに配置された一つ又はそれ以上の加圧ステーション、特に、圧胴を含むことが好ましく、これにより、複数層の繊維ウェブはインラインで予備的に押圧される。前述の圧胴は、対をなして配置された接触ローラと押圧ローラとを有し、複数層の繊維ウェブは対をなした接触ローラと押圧ローラとの間で加圧された状態で案内される。

本発明の改良では、加圧ステーション又は圧胴が繊維供給装置の一部をなし、接触ローラが同時に移送ローラとしても機能するように構成することにより、ウェブ状の繊維組織体が前進方向に供給され又は向きを変えられて、敷設繊維に適用される。加圧ステーションは、展開された繊維組織体を前進方向に供給する繊維供給装置に配置されることが好ましい。

本発明の改良では、少なくとも一つの繊維供給装置がクロスレイヤー(Kreuzleger)として設計され、これにより、ウェブ状の平坦な組織は、複数層の繊維ウェブの敷設縁部を形成する側縁に沿って規則正しく折りたたまれることにより、複数層の繊維ウェブの前進方向に対して斜め方向に又は対角方向に供給され、複数層として、即ち、特に、同時に前進する二層として、繊維ウェブ上に適用される。供給される繊維組織体は、敷設繊維の前進方向に対してほぼ４５°の角度で供給されることが好ましく、そして、各場合において、敷設繊維の前進方向に対してほぼ４５°の角度で置かれることが好ましい。斜め方向に供給された繊維組織体のウェブの幅は、ここでは、一方の敷設縁部から反対側の敷設縁部まで繊維ウェブ上を斜め方向に連続する稜線の長さに対応する。更に、単層であるか複数層であるかを問わず、繊維ウェブの幅をｂとすると、斜め方向に供給されたウェブの幅は、数式１に示すように、２の平方根とｂとの積に対応する。

しかしながら、他の供給及び敷設角度や他のウェブ幅を選択することができる。ここで、クロスレイヤーを備えた繊維供給装置は、供給及び敷設角度の調節を可能にする。

繊維組織体は、交互の斜めからの動作、即ち、前進方向に関する往復動中のクロスレイヤー内での片寄りによって、交差するように適用される。更に、繊維組織体は、コイル状の回転運動中のクロスレイヤー内での片寄りによって、交差するように適用することができる。交差するように適用される複数層の繊維組織体は、場合によっては、ファイバーやニードルや糸などの補助器具によって、二次的なステーションで互いに固定され、又は、他の繊維組織体に固定され得る。

繊維組織体が、例えば、整列した繊維を含む場合には、特に、織編物の組織に通常存在するような一方向又は二方向に整列した繊維を含む場合には、繊維組織体の局部的な敷設によって、繊維ウェブ中の繊維の方向は連続的に変化し、これによって機械的な数値がいくつかの方向に強化される。

本発明の改良においては、あるウェブ状の折り曲げられていない組織が敷設繊維の前進方向に供給され、そして、交差するように折り曲げられた二次的なウェブ状の繊維組織体が敷設繊維の前進方向に対して斜めの方向に又は対角線上に交互に供給される。複数層の繊維ウェブの第１の最終的な繊維被覆層と、複数層の繊維ウェブの第２の最終的な繊維被覆層とは、折り曲げられずに、複数層の繊維ウェブの前進方向に供給されることが好ましい。これらの二つの繊維組織体は、繊維敷設装置の最初の繊維供給装置と最後の繊維供給装置に、適宜、供給される。

母材出発物質を供給するために、クロス・レイヤーを備えた各繊維供給装置の後には、母材供給装置、特に、粉体散布装置が少なくとも配置される。しかし、各繊維供給装置は、母材供給装置、特に粉体散布装置の後に続くことができる。本発明の好ましい実施例では、特に最後の繊維供給装置と連続プレス装置との間に、最後の母材供給装置、特に粉体散布装置が配置される。

使用される繊維層の数及び母材出発物質の量は、複数層の繊維ウェブの達成可能な厚さを決定し、従って、生産されるプレート素材及びその繊維含有量を決定する。個々に適用される繊維組織体は、互いに偏向した構造を有することができる。これにより、例えば、繊維フリースからなる代替層及び繊維ウィーブを提供することができる。

本発明の好ましい実施例における複数層の繊維ウェブは、全ての繊維組織体と全ての母材出発物質とを供給した後で、かつ、連続プレス装置に入る前に、フィルム供給装置によって、プラスチックフィルム又は押出しプラスチックフィルムの形態を有する被覆層により、その片面又は両面にコーティングが施される。従って、二次的な連続プレス装置では、この被覆層は複数層の繊維ウェブの重合プラスチック母材に連結される。その結果、この被覆層は、生産される繊維強化されたプレート素材の不可分の一部となる。

被覆層は、重合化された熱可塑性プラスチックで作られるのが好ましく、ＰＥＴのような（重合）ポリエステル、特に、ＰＢＴ又はＰＢＴアロイで作られるのが好ましい。これらの被覆層及び重合状態の複数層の繊維ウェブのプラスチック母材は、同一の合成樹脂又は類似するプラスチックアロイで構成することができる。

また、繊維ウェブに適用される被覆層は、外側の、露出した、繊維を含まない、前述の組成の（重合）プラスチックを備えた、繊維強化されたウェブ状のプラスチック素材であることができる。

前述の被覆層は、例えば、５０μｍよりも厚く、特に、１００μｍよりも厚く、かつ、２０００μｍよりも薄く、特に、１０００μｍよりも薄い。

反応性出発物質の粘着特性のおかげで、このプラスチックフィルムは、含浸又は被覆された複数層の繊維ウェブに接着された状態を維持することが好ましい。

ここで、この被覆層の融点又は分解点は、反応性出発物質の重合温度よりも高温である。これにより被覆層は、プラスチック母材の重合プロセスの間、害されない。

既に重合化（ほぼ２２０℃）されたＰＢＴ被覆層の融点は、使用される（ほぼ１８０℃乃至１９０℃）反応性出発物質の重合温度よりも高温であるから、ＰＢＴで作られた被覆層は、プラスチック母材の重合時の温度の効果によって、不都合に害されることはない。

前述の被覆層の一体的な適用は、被覆層が繊維を含まないので、プレート素材の高い表面品質が達成されるという利点を有する。更に、この被覆層は、同時に、剥離層（分離層）として機能し、含浸された複数層の繊維ウェブがローラや加圧プレートのような被覆層に接触する装置の部品に接着し、これらの部品を汚すのを防止する。

本発明の一実施例において、被覆層は着色可能であり、これにより、予めプレート素材に色彩の施された外観上の外面を付与することができる。この着色は、被覆層の下に配置された繊維強化層がもはや見えないように施すことができる。この結果、後工程で適用可能な塗装層を省略することができる。

ラミネート材の形態で存在する複数層の繊維ウェブは、連続プレス装置において、熱及び圧力のうちのいずれか一方又は双方を供給された状態で、プラスチック母材を重合させてポリエステルを生成し、特に、内部にＰＢＴを生成させることによって形成され、そして、好ましくは、微細孔の存在しないプレート状の素材を形成する。

連続プレス装置内の複数層の繊維ウェブは、好ましくは、いくつかの互いに独立した調節可能な加圧領域と焼き戻し領域を通過するように案内され、これらの領域で、それらの接触圧は、上部の堅い加圧構造に対して作用する、水圧作動の下部の加圧フローティングプレートによって発生させられる。連続プレス装置内の圧力は、特に、互いに調節可能な隙間間隔を有するセグメントとして分割された加圧プレートを介して生成される。繊維ウェブの浮動は、隣接する加圧セグメントの間の隙間開口によって防止される。

好ましい実施例においては、セグメントとして分割された特定数の加圧プレートの後に、含浸された敷設繊維上に直線的な圧力をかける付加的な加圧ステーション、特に、圧胴が配置される。直線的な圧力をかけることにより、プラスチック母材内に存在する気泡及び小孔が除去される。連続プレス装置は、加圧プレートの後に配置された、一つ又はそれ以上の加圧ステーション、特に、圧胴を備えることが可能であり、これにより、繊維ウェブは、溶融した流動性プラスチック母材によって、繊維組織体の完全で、気泡の存在しない含浸を受ける。

連続プレス装置内の敷設繊維又はプレート素材は、二重ベルト装置によって前進させられることが好ましい。

連続プレス装置を通過した後の完成したプレート素材は、ローラコンベア装置上に供給されて切断装置又は鋸盤装置まで搬送され、長手方向及び横断方向のいずれか一方又は双方に切断又は整形切除され、押し出し方向又は前進方向に搬送されて、個々のプレート又はストリップに成形され、複数の束に積み上げられる。

本発明の方法を実施するための装置は、既述のように、繊維敷設装置と、これにインラインで後続する連続プレス装置をと含む。この繊維敷設装置は、ウェブ状の繊維組織体をインラインで供給するためのいくつかの繊維供給装置と、母材出発物質を複数の繊維組織体の露出された層上に供給するために、複数の繊維供給装置の間又はそれらの後に連結された、一つ又はそれ以上の母材供給装置とを含む。

母材供給装置は、例えば、粉体散布装置であり、この粉体供給装置により、粉体の形態で存在する母材出発物質は、その都度、露出された繊維組織体の層上に散布される。母材供給装置は、又、フィルム供給装置であることが可能であり、このフィルム供給装置により、フィルム状の母材出発物質は繊維組織体の露出された層に適用される。

繊維敷設装置は、一つ又はそれ以上の加圧ステーション、特に、圧胴を含むことが好ましく、この加圧ステーションにより、複数層のウェブ状敷設繊維をインラインで予備的に加圧することができる。この加圧ステーションは、対をなして配置された接触ローラと圧胴ローラとを含み、これらのローラの間にウェブ状敷設繊維が案内される。この加圧ステーションは、繊維供給装置の一部であることが好ましく、特に、繊維組織体を前進方向に供給するための繊維供給装置の一部であることが好ましく、この接触ローラは、同時に、ウェブ状繊維組織体を供給するための搬送ローラとして機能する。

繊維敷設装置の少なくとも一つの繊維供給装置は、クロスレイヤーとして設計されている。本発明の好ましい実施例では、繊維敷設装置は、選択的に、敷設繊維の前進方向にウェブ状繊維組織体を供給するための繊維供給装置と、クロスレイヤーを構成する後続の繊維供給装置とで構成される。

少なくとも、クロスレイヤーを構成する繊維供給装置に続いて、複数の母材供給装置が配置されることが好ましい。これらの母材供給装置は、又、いずれの繊維供給装置の後にも配置可能である。

連続プレス装置は、互いに独立して調整可能ないくつかの加圧及び焼き戻し領域を含むのが好ましく、ここで、加圧領域は、圧力をかけるために、上部の堅牢な加圧構造に対して作用する、液圧作動の下部加圧フローティングプレートを複数有する。この加圧領域には、セグメント状に分割された多数の加圧プレートが、互いに、調節可能な隙間空間をおいて配置される。これらの隙間開口は、例えば、１乃至１０ｍｍの空隙を形成し、特に、３乃至５ｍｍの空隙を形成する。

本発明の改良においては、いくつかの分割された加圧プレートの後に、加圧ステーションが配置され、このステーションは、直線状の圧力を発生するための圧胴の設計が好ましい。連続プレス装置は、このような加圧ステーションを一つ又はそれ以上含むことができる。

連続プレス装置は、二重ベルト装置によって運転されることが好ましい。これらのベルトは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）ベルト又はスチールベルトによって構成可能である。この構成は加熱区画の長さによって、中位又は高位の処理量を可能にする。

本発明の方法は、熱可塑性プラスチック母材を用いて、繊維強化された無端のプレート素材を連続生産することを可能にし、繊維組織体と母材出発物質の供給から、連続プレス装置から排出された後の完成したプレート素材までの、完全に自動化された生産操業を可能にする。

本発明による繊維強化されたプレート素材は、平坦なパネル又はストリップ状製品として使用される。更に、このプレート素材は、例えば、加熱されて深絞り加工を施されることにより、熱成形された三次元的な製品に更に加工することができる。更に、前述のパネル素材は、複数の平坦なパネルの形態で更に加工され、いくつかの更なる層を含む複数層のラミネート、特に、サンドイッチ構造に加工することが可能であり、ここで、前述の更なる複数の層はフォーム、金属箔又はメタルプレートを含むことができる。

前述のプレート素材又はこのプレート素材から形成された複合プレート又は熱成形された製品は、輸送産業に使用され、例えば、道路車両の構造（自動車、バス、トラック、バン等）、鉄道車両の構造（鉄道車両、路面電車、高速鉄道、リニアモーターカー等）、航空機（航空機の構造、宇宙旅行用機体等）、船舶又はボートの構造、又は、ケーブルカー等に使用される。更に、前述のプレート素材は、建築物の構造及び土木建築、内装の構造、及び、特に建築技術、スポーツ施設乃至スポーツ用具の生産に使用可能である。

本発明によるプレート素材から、例えば、胴体の装飾プレート、床下トレイ、構造形材、装飾ストリップ、装飾エレメント、パネル等を作ることができる。

以下、本発明は、実施例として同封された図面を参照して、より詳細に説明される。

図１は、繊維強化されたプレート素材を連続生産するための装置を示す。第１のウェブ状繊維組織体２は供給方向に展開されて装置１aに供給される。繊維組織体２上に、クロスレイヤー３aによって、更に他の繊維組織体７aが敷設縁部から敷設縁部まで、斜めに/対角方向に、横方向に、供給される。粉体散布装置５aによって、インラインにかつ連続的に、粉体状の母材出発物質が繊維ウェブ６の露出された表面上に均一に供給される。母材出発物質で被覆された繊維ウェブ６上に、繊維供給装置４aによって前進方向に、更に他の展開されたウェブ状繊維組織体９aが供給され、横方向に配置された繊維組織体７a上に供給される。ウェブ状繊維組織体９aは、圧胴シリンダによって、複数層の繊維ウェブ６上に押圧され、下方の粉体で被覆された繊維組織体７aに結合される。更に他のクロスレイヤー３bを介して、更に他のウェブ状繊維組織体７bが、複数層の繊維ウェブ６上に、敷設縁部から敷設縁部まで、横方向に/対角線上に適用され、そして、粉体散布装置５bによって、再度、粉体状の母材出発物質で被覆される。粉体状の母材出発物質で被覆された繊維組織体７b上には、繊維供給装置４bを介して前進方向に、更に他の展開されたウェブ状の繊維組織体９bが供給され、この繊維組織体９bは、横方向に配置された繊維組織体７b上に重ねて置かれる。ウェブ状の繊維組織体９bは、圧胴シリンダによって、再度、複数層の繊維ウェブ６上に押圧され、下方の粉体で被覆された繊維組織体７bに結合される。

更に他のクロスレイヤー３ｃを介して、ウェブ状の繊維組織体７ｃが、再度、複数層の繊維ウェブ６上に、敷設縁部から敷設縁部まで、斜め方向に/対角線上に、展開されて交差するように適用され、そして、再度、粉体散布装置５ｃによって粉体状の母材出発物質を被覆される。母材出発物質によって被覆された繊維組織体７ｃ上に、繊維供給装置４ｃを介して前進方向に、最後の展開されたウェブ状繊維組織体９ｃが供給され、この繊維組織体９ｃは交差するように配置された繊維組織体７ｃの上に重ね置かれる。ここで、ウェブ状の繊維組織体９ｃは、圧胴シリンダによって繊維組織体６上に押圧され、下方にある粉体で被覆された繊維組織体７ｃに結合される。連続プレス装置に導入される前に、最後の粉体散布装置５ｄが、粉体状の母材出発物質で複数層の繊維ウェブ６の露出表面を被覆する。

母材出発物質で被覆された繊維組織体６は、インラインで（連続矢印Ａを参照のこと。）、連続プレス装置１ｂに供給され、ここで、連続的に供給された複数層の繊維ウェブは、セグメントに分割された複数の加圧プレートによって、いくつかの加圧領域で加圧され、プレート素材になる。複数の加圧プレートの間には、圧胴シリンダ８ａ、ｂ、ｃが配置され、直線的な圧力を発生する。

ここで、連続プレス装置内における繊維ウェブの前進は、二重ベルトコンベア装置１２によって保証される。プレート素材が連続プレス装置から排出されると、切断装置又は鋸盤装置１３によって複数の個別のプレート１０に切断され、成形される。

図２は、本発明の方法によって生産されるプレート素材の可能な構造を示す。矢印Ｂは、この装置内における複数層の繊維ウェブの前進方向を示す。

この敷設繊維は、最初に展開されてこの装置の前進方向に供給された第１の繊維組織体２１を含む。第２の繊維組織体２２は、前進方向に対して４５°斜め方向の/対角線方向のクロスレイヤーによって、第１の繊維組織体２１に交差するように繊維組織体２１上に置かれ、折り曲げられて上部繊維組織体２２ｂと下部繊維組織体２２ａになる。折り曲げられて適用された敷設繊維２２上には、前進方向に展開されて供給された展開された繊維組織体２３が順番に置かれる。

次の層は、再び、繊維組織体２４であり、繊維組織体２４は、上部繊維層２４ｂとこの繊維層２４ｂの下に下部繊維層２４ａとを有し、前進方向に対して４５°の角度をなすクロスレイヤーによって、斜め方向に/対角線方向に、交差するように適用される。これらの繊維層の上には、前述の敷設パターンと同様に、繊維組織体２５及び２６が適用され、最後に、展開された繊維層２７が適用される。繊維層２７も前進方向に供給される。

図３は、下部及び上部に展開された繊維組織体２５、２７を備えた複数層の繊維ウェブ３０の一部を示し、これらの二つの繊維組織体の間には、クロスレイヤーによって適用された繊維組織体２６が配置されている。粉体散布装置３１は敷設された繊維組織体２６の上方に、繊維組織体２６に交差するように配置され、粉体状の母材出発物質によって繊維組織体２６を被覆する。その後、次の展開された繊維組織体２７が適用される。

図４は、図３による繊維組織体を通る切断線Ａ−Ａに沿った概略断面図を示し、この繊維組織体は、交差方向に折り曲げられ、かつ、しかるべく二層にされた、交互に重なる繊維組織体４２、４４を備え、これらの層の間には、前進方向に適用され展開された繊維組織体４１、４３、４５が配置されている。

１ａ及びｂは、本発明の方法を実施するための装置である。 本発明の方法によって生産された繊維組織体の配置の例を示す。 本発明の方法を実施するための装置に配置される粉体散布装置の配置例である。 図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、繊維組織体の配置例を示す。

Claims (32)

1. 平坦な繊維組織体によって強化された平面的な熱可塑性プレート素材の連続生産方法において、第１のウェブ状の繊維組織体が繊維敷設装置に供給され、インラインの繊維供給装置により、一つ又はそれ以上の更に他のウェブ状の繊維組織体が前記第１の繊維組織体の上に配置され、前記繊維供給装置の前又は後に連結された一つ又はそれ以上の母材供給装置により、母材出発物質が繊維組織体の露出層に供給され、前記繊維敷設装置から排出され、かつ、母材出発物質の中間層によって一回又はそれ以上の回数被覆された、複数層繊維ウェブが、連続プレス装置に供給され、前記連続プレス装置で前記母材出発物質が、熱及び圧力のうちのいずれか一方又は双方の作用下で、低粘度流体に変成され、前記複数層繊維ウェブが前記繊維組織体の含浸下で加圧されてプレート状プラスチック素材に成形されることを特徴とする、平坦な繊維組織体によって強化された平面的な熱可塑性プレート素材の連続生産方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記母材出発物質は、重合触媒が混合された環状又は大環状オリゴマーを含む反応性出発物質であり、特に、重合触媒が混合されたＰＢＴ（ＣＰＢＴ）の環状オリゴマーを含む反応性出発物質である、前記方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、前記母材供給装置は粉体散布装置であり、前記粉体散布装置は、粉体の形態で存在する前記母材出発物質を露出された繊維組織体の層上に散布する、前記方法。
4. 請求項１又は２に記載の方法において、いずれの場合も、母材供給装置によってフィルム状の母材出発物質が繊維組織体の露出層に適用される、前記方法。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の方法において、前記反応性出発物質は連続プレス装置で重合されて熱可塑性プラスチック母材になり、特に、ＰＢＴプラスチック母材になる、前記方法。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の方法において、前記繊維敷設装置は一つ又はそれ以上の加圧ステーションを含み、特に、圧胴シリンダを含み、前記加圧ステーションによって前記複数層の繊維ウェブはインラインで予備的に加圧される、前記方法。
7. 請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の方法において、前記加圧ステーションは複数の対をなして配置された接触ローラ及び押圧ローラを備え、前記ウェブ状の敷設繊維は、加圧プロセスの間に、前記ローラ間を通過する、前記方法。
8. 請求項７に記載の方法において、前記加圧ステーションは繊維供給装置の一部であり、前記接触ローラ上で、ウェブ状の繊維組織体は、同時に、供給され、向きを変えられ、そして、前記繊維ウェブに適用される、前記方法。
9. 請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載の方法において、少なくとも一つの繊維供給装置がクロスレイヤーとして形成され、前記クロスレイヤーによって、前記繊維ウェブの供給方向に斜めに又は対角方向に供給されたウェブ状の平坦な構造体は、前記繊維ウェブの両側縁に沿って規則的に折り曲げられることにより、前記繊維ウェブ上に適用される、前記方法。
10. 請求項９に記載の方法において、前記ウェブ状の平坦な構造体は、前記繊維ウェブの前進方向に対して４５°の角度で供給され、かつ、折り曲げられる、前記方法。
11. 請求項９又は１０に記載の方法において、ウェブ状の繊維組織体は、交互に、前記繊維ウェブの前進方向に展開されて供給され、後続のウェブ状の繊維組織体は、前記繊維ウェブの供給方向に対して斜めに又は対角方向に交差する複数のクロスレイヤーによって供給され、前記クロスレイヤーにおいて、供給された前記第１の及び最後の繊維組織体は前記繊維ウェブの前進方向に好ましくは展開されて供給される、前記方法。
12. 請求項９又は１０に記載の方法において、前記粉末散布装置は、いずれの場合も、クロスレイヤーを有する繊維供給装置の後に配置される、前記方法。
13. 請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の方法において、繊維供給装置を介して前記敷設繊維の前進方向に供給される前記更に他の繊維組織体は、加圧装置を介して、特に、接触ローラを介して、前記複数層の繊維ウェブ上に適用される、前記方法。
14. 請求項１乃至１３のうちのいずれか一項に記載の方法において、前記複数層の繊維ウェブは、全ての繊維組織体と全ての出発物質が供給された後で、かつ、前記連続プレス装置に導入される前に、プラスチック箔又は押し出しプラスチックフィルムの形態の被覆層によって、片面又は両面を被覆され、前記連続プレス装置において前記被覆層は前記複数層の繊維ウェブの前記プラスチック母材に結合される、前記方法。
15. 請求項１乃至１４のうちのいずれか一項に記載の方法において、前記被覆層は熱可塑性プラスチックで構成され、好ましくは、ＰＥＴ等のポリエステルで構成され、特に、ＰＢＴ又はＰＢＴプラスチックアロイで構成される、前記方法。
16. 請求項１乃至１５のうちのいずれか一項に記載の方法において、素材ラミネートの形態で存在する前記複数層の繊維ウェブが、熱及び圧力のいずれか一方又は双方の供給下で、かつ、前記プラスチック母材の重合下で、熱可塑性プラスチックに内部で連結され、微細孔が存在しないようにプレート状プラスチック素材に連結される、前記方法。
17. 請求項１乃至１６のうちのいずれか一項に記載の方法において、前記複数層の繊維ウェブは連続プレス装置を通過していくつかの互いに独立した調整可能な加圧領域及び焼き戻し領域で接着され、前記接触圧は、上部の堅牢な加圧構造に対して作用する、液圧作動の下部の加圧フローティングプレートによって発生させられる、前記方法。
18. 請求項１乃至１７のうちのいずれか一項に記載の方法において、前記連続プレス装置内の圧力は、互いに調整可能な隙間空間を有する複数の分割された圧力プレートによって発生させられる、前記方法。
19. 請求項１乃至１８のうちのいずれか一項に記載の方法において、特定数の分割された圧力プレートの後に、直線的な圧力が、いずれの場合も、圧胴シリンダによって発生させられ、前記プラスチック母材から微細孔及び気泡を排除する、前記方法。
20. 請求項１乃至１９のうちのいずれか一項に記載の方法において、前記複数層の繊維ウェブは、前記連続プレス装置内に配置された一つ又はそれ以上の圧胴シリンダによって接着され、これにより、前記複数層の繊維ウェブは、前記溶融状のプラスチック母材によって、前記繊維組織体の完全に気泡の存在しない含浸を受ける、前記方法。
21. 請求項１に記載の方法を実施するための装置において、前記装置は、繊維敷設装置と、前記繊維敷設装置に続いてインラインの連続プレス装置とを含み、前記繊維敷設装置は、ウェブ状の繊維組織体をインラインに供給するためのいくつかの繊維供給装置と、前記母材出発物質を前記繊維組織体の露出層上に供給するために、前記繊維供給装置の間又は後に連結された、一つ又はそれ以上の母材供給装置とを含む、前記装置。
22. 請求項２１に記載の装置において、前記母材供給装置は粉体散布装置であり、前記粉体散布装置により、粉体の形態で存在する母材出発物質が前記繊維組織体の露出層上に散布される、前記装置。
23. 請求項２１又は２２に記載の装置において、前記母材供給装置はフィルム供給装置であり、前記フィルム供給装置により、フィルム状の母材出発物質が前記繊維組織体の露出層に適用される、前記装置。
24. 請求項２１乃至２３のいずれか一項に記載の装置において、前記繊維敷設装置は一つ又はそれ以上の加圧ステーションを含み、特に、圧胴シリンダを含み、これにより前記複数層の繊維ウェブはインラインで予備的に加圧される、前記装置。
25. 請求項２１乃至２４のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記加圧ステーションは、複数の、対をなして配置された接触ローラと圧胴ローラを有し、前記複数層の繊維ウェブは、これらのローラの間を、圧力下で通過させられる、前記装置。
26. 請求項２１乃至２５のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記加圧ステーションは繊維供給装置の一部であり、前記接触ローラは、前進方向にウェブ状の繊維組織体を展開して供給し、向きを変えるという作用を同時に提供する、前記装置。
27. 請求項２１乃至２６のうちのいずれか一項に記載の装置において、少なくとも一つの繊維供給装置がクロスレイヤーとして設計され、前記クロスレイヤーによって、ウェブ状の繊維組織体は、斜め方向に又は対角方向に、前記複数層の繊維ウェブの前進方向に供給され、かつ、折り曲げられて敷設縁部を形成することができる、前記装置。
28. 請求項２１乃至２７のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記繊維ウェブの前進方向にウェブ状の繊維組織体を展開して供給するための繊維供給装置と、前記繊維ウェブの供給方向に対して前記ウェブ状の繊維組織体を斜め方向に又は対角方向に供給するためのクロスレイヤーを備えた後続する繊維供給装置とを、交互に設け、ウェブ状の繊維組織体を前記繊維ウェブの前進方向に展開して供給するために、前記第１の繊維供給装置と最後の繊維供給装置とを設けた、前記装置。
29. 請求項２１乃至２８のうちのいずれか一項に記載の装置において、クロスレイヤーを有する各繊維供給装置の後に、母材供給装置を配置してなる、前記装置。
30. 請求項２１乃至２９のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記連続プレス装置は、いくつかの互いに独立した調節可能な加圧領域と焼き戻し領域とを含み、前記加圧領域は、前記圧力をかけるために、上部の堅牢な加圧構造に対して作用する、液圧作動の下部加圧フローティングプレートを含む、前記装置。
31. 請求項２１乃至３０のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記加圧領域は、互いに調節可能な隙間空隙を備えた複数の分割された加圧プレートを有する、前記装置。
32. 請求項２１乃至３１のうちのいずれか一項に記載の装置において、特定の数の分割された各加圧プレートの後に、直線状の圧力を発生させるために、加圧ステーションが配置され、特に、圧胴シリンダが配置されている、前記装置。

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