JP2017141437A - 複合体部品の補修のためのポリアミドのその場(in−situ)重合 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プレポリマー溶液14で欠損部を充填又は結合し、そして予備重合溶液をその場(in-situ)で重合することを含む、方法。欠損部の場所にパッチ又は支持構造体16を配置して、それぞれ補修強度を増加させるか、又は補修部を美観的に満足できるものにする、方法前記欠損部の補修方法には、強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液14をポリマー複合構造体12中の欠損部に塗工し;ポリマー複合構造体12の表面上18の、塗工されたプレポリマー溶液14を有する欠損部の少なくとも一部の上に支持構造体16を配置し;そして、プレポリマー溶液14中のモノマーを重合して、その中に強化材料が分散されているポリマーを含むポリマー複合構造体12中の補修された領域を形成することを含ませる補修方法。
【選択図】図1B
Description
[4]車体は、望ましくは、通常の使用条件中、並びに衝突或いは他の過度の力又は衝撃への曝露中のような異常な条件下の両方において加えられる負荷を操作する。次第に、車体は、他のデザインにおいて用いられる低強度の低炭素鋼よりも高い強度重量比を与えるポリマーベースの複合体のような材料を用いて構成されている。ポリマー複合体は特に自動車において有用であり、それらの利用は、車両の質量を更に減少させるために将来において増加し続けると予測される。しかしながら、ポリマー複合体は、金属材料と比べて補修が必要な際により大きな困難性がもたらされる可能性がある。したがって、衝撃損傷した複合構造体中の欠損部に関する有効な補修方法を開発することは未だ重要であろう。
[7]本発明は、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法を提供する。この方法は、プレポリマー溶液をポリマー複合構造体中の欠損部に塗工することを含む。プレポリマー溶液は強化材料及びモノマーを含む。この方法はまた、支持構造体を、ポリマー複合構造体の第1の表面上の、塗工されたプレポリマー溶液を有する欠損部の少なくとも一部の上に配置し;プレポリマー溶液中のモノマーを重合して、その中に強化材料が分散されているポリマーを含むポリマー複合構造体中の補修された領域を形成する;ことも含む。この方法はまた、場合によっては、ポリマー複合構造体の第1の表面から支持構造体を除去することも含む。
[11]種々の態様においては、プレポリマー溶液中のモノマーを重合することは、プレポリマー溶液に熱又は光を加えることを含む。
[16]種々の態様においては、この方法は、補修された領域が形成された後に、ポリマー複合構造体の第1の表面から支持構造体を除去することを更に含む。
[23]種々の態様においては、圧力を加えることは、第2のポリマー複合体パネル及び第1のポリマー複合体パネルを真空バッグ内に密封し、そして重合が完了するまで負圧を加えることを含む。
[31]本発明はまた、方法の実施中に形成される中間構造体、及び方法を実施した後に形成される最終構造体などの、上記の方法にしたがって生成される構造体も提供する。
[43]この開示が詳細であり、範囲を当業者に完全に伝える幾つかの実施態様例を与える。本発明の幾つかの態様の完全な理解を与える、具体的な組成、部品、装置、及び方法の複数の例のような数多くの具体的な詳細を示す。具体的な詳細を用いる必要はなく、実施態様例は多くの異なる形態で具現化することができ、いずれも発明の範囲を限定するようには解釈されないことは、当業者に明らかである。幾つかの実施態様例においては、周知の方法、周知の装置の構造、及び周知の技術は、詳細には記載しない。
[51]ポリマー複合体は、自動車、オートバイ、ボート、トラクター、バス、トレーラーハウス、キャンピングカー、及び大型車のような乗物において広く用いられており、それらの使用は乗物の重量を更に減少させるために将来において増加するであろう。強化複合体は、自動車又は他の乗物(例えば、オートバイ、ボート)の部品において用いるのに特に好適であるが、これはまた、非限定的な例として航空宇宙用部品、工業装置及び機械、農業装置、重機などの種々の他の産業及び用途において用いることもできる。例えば、強化複合体は、曲線を有するか又は複雑な三次元形状を有する自動車の構造部品を形成するために用いることができる。非限定的な例としては、ガソリンタンク保護シールド、アンダーボディーシールド、構造用パネル、ドアパネル、内装フロア、(例えば貨物バンの)フロアパン、屋根、外装面、グローブボックス、コンソールボックス、トランク、トランクフロア、トラックの荷台などの収納区域が挙げられる。
Claims (20)
- 強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液を、ポリマー複合構造体中の欠損部に塗工し;
ポリマー複合構造体の第1の表面上の、塗工されたプレポリマー溶液を有する欠損部の少なくとも一部の上に支持構造体を配置し;そして
プレポリマー溶液中のモノマーを重合して、強化材料がその中に分散されているポリマーを含むポリマー複合構造体中に補修された領域を形成する;
ことを含む、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法。 - プレポリマー溶液は開始剤又は活性化剤の少なくとも1つを更に含む、請求項1に記載の方法。
- プレポリマー溶液は開始剤及び活性化剤を含み、モノマーはカプロラクタムであり、活性化剤はヘキサメチレンジイソシアネートであり、開始剤はカプロラクタムマグネシウムブロミドである、請求項2に記載の方法。
- ポリマー複合構造体は波形の表面を有し、ポリマー複合構造体の第1の表面上に支持構造体を配置することは、ポリマー複合構造体の波形の表面に合致する波形の表面を有する剛性の支持構造体を配置することを含む、請求項1に記載の方法。
- プレポリマー溶液中のモノマーの重合前及び重合中に支持構造体に圧力を加える;
ことを更に含む、請求項1に記載の方法。 - プレポリマー溶液中のモノマーを重合することは、プレポリマー溶液に熱又は光を加えることを含む、請求項1に記載の方法。
- プレポリマー溶液中のモノマーを重合することは、支持構造体の露出表面上に熱ブランケットを配置し、熱ブランケットから発生する熱を、支持構造体を通してプレポリマー溶液に加えることを含む、請求項1に記載の方法。
- ポリマー複合構造体はポリアミドベースのポリマー複合体を含み、プレポリマー溶液中のモノマーを重合することによってポリアミド6を含むポリマーをその場(in-situ)で生成させる、請求項1に記載の方法。
- その上に支持構造体が配置される表面の反対側のポリマー複合構造体の表面上に少なくとも1つのポリマー複合体シートを配置する;
ことを更に含む、請求項1に記載の方法。 - 強化材料は、炭素繊維、ガラス繊維、チョップドファイバー、連続繊維、布帛、メッシュ、粉末、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 補修された領域が形成された後に、ポリマー複合構造体の第1の表面から支持構造体を除去する;
ことを更に含む、請求項1に記載の方法。 - 重合の前に、ポリマー複合構造体の第2の表面上に欠損部を覆う第1のパッチを配置することを更に含み、ここで第2の表面は第1の表面の反対側である、請求項1に記載の方法。
- 第1の表面上に支持構造体を配置する前に、ポリマー複合構造体の第1の表面上に欠損部を覆う第2のパッチを配置することを更に含む、請求項12に記載の方法。
- 欠損部は孔であり、
ポリマー複合体材料の片の第1の縁部と、孔を画定するポリマー複合構造体の第2の縁部の間に溝が画定されるように、ポリマー複合体材料の片を孔の中に配置する;
ことを更に含み;
溝は塗工後にプレポリマー溶液で充填される、請求項12に記載の方法。 - ポリマー複合構造体は波形であり、ポリマー複合構造体の第1の表面上に支持構造体を配置することは、波形のポリマー複合構造体に合致する波形の表面を有する支持構造体を配置することを含む、請求項12に記載の方法。
- 第1のポリマー複合体パネルの、欠損部を有するポリマー複合構造体の区分に直に隣接して位置する部分を露出させ;
欠損部を有するポリマー複合構造体の区分を除去し;
強化材料及びモノマーを含むプレポリマー溶液を第1のポリマー複合体パネルのその部分に塗工し;
第1のポリマー複合体のその部分の上に第2のポリマー複合体パネルの表面を配置して、第2のポリマー複合体パネルによって欠損部を有するポリマー複合構造体のその区分を置き換え;そして
プレポリマー溶液中のモノマーを重合して第3のポリマー複合体をその場(in-situ)で生成させて、これによって第2のポリマー複合体パネルを第1のポリマー複合体パネルに結合させる;
ことを含む、ポリマー複合構造体中の欠損部を補修する方法。 - 重合前及び重合中において、第2のポリマー複合体パネル及び第1のポリマー複合体パネルに圧力を加える;
ことを更に含む、請求項16に記載の方法。 - 圧力を加えることは、第2のポリマー複合体パネル及び第1のポリマー複合体パネルを真空バッグ内に密封し、そして重合が完了するまで負圧を加えることを含む、請求項17に記載の方法。
- プレポリマー溶液は活性化剤及び開始剤を更に含み、強化材料は、炭素繊維、ガラス繊維、チョップドファイバー、連続繊維、布帛、メッシュ、粉末、及びこれらの組合せからなる群から選択され、プレポリマー溶液中のモノマーの重合をその場(in-situ)で起こす、請求項16に記載の方法。
- 補修された領域を有し、補修された領域は、炭素繊維、ガラス繊維、チョップドファイバー、連続繊維、布帛、メッシュ、粉末、及びこれらの組合せからなる群から選択される強化材料を含むポリマーが充填されている欠損部を含むポリマー複合体パネル;
を含み、
補修された領域は、ポリマー複合体パネルの露出表面中のグレイン模様又はパターンに合致するグレイン模様又はパターンを有する露出表面を有するポリマー複合構造体。
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