JP2020523225A - 繊維強化複合体を製造するための引抜成形方法および引抜成形装置 - Google Patents
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Abstract
Description
i)内層繊維を予備成形する工程、
ii)予備成形された内層繊維に対して第1樹脂を含浸させて、第1予備成形物を得る工程、
iii)第1予備成形物を加熱して硬化させ、内層成形物を得る工程、
iv)内層成形物と一緒に外層繊維を予備成形する工程、
v)外層繊維に対して第2樹脂を含浸させて、第2予備成形物を得る工程、および
vi)第2予備成形物を加熱して硬化させ、繊維強化複合体を得る工程、を含む。
i)内層繊維を受領して予備成形するための第1予備成形デバイス、
ii)予備成形された内層繊維を受領するとともに、予備成形された内層繊維に対して第1樹脂を含浸させて、第1予備成形物を得るための第1含浸デバイス、
iii)第1予備成形物を受領するとともに、第1予備成形物を硬化させて、内層成形物を得るための第1硬化デバイス、
iv)外層繊維と内層成形物とを受領するとともに、内層成形物と一緒に外層繊維を予備成形するための第2予備成形デバイス、
v)予備成形された外層繊維および内層成形物を受領するとともに、外層繊維に対して第2樹脂を含浸させて、第2予備成形物を得るための第2含浸デバイス、
vi)第2予備成形物を硬化させて、繊維強化複合体を得るための第2硬化デバイス、ならびに
vii)得られた繊維強化複合体を引っ張るための牽引デバイス、を含む。
i)内層繊維を予備成形する工程、
ii)予備成形された内層繊維に対して第1樹脂を含浸させて、第1予備成形物を得る工程、
iii)第1予備成形物を加熱して硬化させ、内層成形物を得る工程、
iv)内層成形物と一緒に外層繊維を予備成形する工程、
v)外層繊維に対して第2樹脂を含浸させて、第2予備成形物を得る工程、および
vi)第2予備成形物を加熱して硬化させ、繊維強化複合体を得る工程、を含む。
i)内層繊維を受領して予備成形するための第1予備成形デバイス、
ii)予備成形された内層繊維を受領するとともに、予備成形された内層繊維に対して第1樹脂を含浸させて、第1予備成形物を得るための第1含浸デバイス、
iii)第1予備成形物を受領するとともに、第1予備成形物を硬化させて、内層成形物を得るための第1硬化デバイス、
iv)外層繊維と内層成形物と受領するとともに、内層成形物に対して外層繊維を予備成形するための第2予備成形デバイス、
v)予備成形された外層繊維と内層成形物とを受領するとともに、外層繊維に対して第2樹脂を含浸させて、第2予備成形物を得るための第2含浸デバイス、
vi)第2予備成形物を硬化させて、繊維強化複合体を得るための第2硬化デバイス、ならびに
vii)得られた繊維強化複合体を引っ張るための牽引デバイス、を含む。
a)内層繊維を受領して予備成形するための第1予備成形デバイス、
b)予備成形された内層繊維を受領するとともに、予備成形された内層繊維に対して第1樹脂を含浸させて、第1予備成形物を得るための第1含浸デバイス、
c)第1含浸デバイスに対して第1樹脂を供給し得るよう、第1含浸デバイスと流体連通した樹脂貯蔵デバイスまたは樹脂製造デバイス、
d)第1予備成形物を受領するとともに、第1予備成形物を硬化させて内層成形物を得るための第1硬化デバイスであって、加熱システムを有する第1硬化デバイス、
e)外層繊維および内層成形物を受領するとともに、内層成形物と一緒に外層繊維を予備成形するための第2予備成形デバイス、
f)予備成形された外層繊維および内層成形物を受領するとともに、外層繊維に対して第2樹脂を含浸させて、第2予備成形物を得るための第2含浸デバイス、
g)第2含浸デバイスに対して第2樹脂を供給し得るよう、第2含浸デバイスと流体連通した樹脂貯蔵デバイスまたは樹脂製造デバイス、
h)第2予備成形物を硬化させて、繊維強化複合体を得るための第2硬化デバイスであって、加熱システムを有する第2硬化デバイス、ならびに
i)第2硬化デバイスの下流側に配置されていて、得られた繊維強化複合体を引っ張るための牽引デバイス、を含む。
ショートビーム剪断強度:ASTM D2344に従って測定した。
変性ジフェニルメタンジイソシアネート:コベストロポリマー(中国)社によって提供されたDesmodur 1511L。
ポリオール:コベストロポリマー(中国)社によって提供されたBaydur 18BD001。
内部剥離剤:コベストロポリマー(中国)社によって提供されたBaydur 18BD101。
脂肪族ポリウレタン:コベストロポリマー(中国)社によって提供されたDesmocomp AP200。
E−ガラス繊維糸:重慶ポリコンプインターナショナルコーポレーションによって提供されたECT 469P−2400。
図1を参照すると、本発明による繊維強化複合体を製造するための引抜成形装置は、第1予備成形デバイス2と、この第1予備成形デバイス2の下流側に配置された第1含浸デバイス3と、この第1含浸デバイス3と流体連通した第1貯蔵デバイスまたは第1樹脂製造デバイス(第1注入機械、図示せず)と、第1含浸デバイス3の下流側に配置された第1硬化デバイス4であって、加熱システム(図示せず)を有する第1硬化デバイスと、この第1硬化デバイス4の下流側に配置された第2予備成形デバイス7と、この第2予備成形デバイス7の下流側に配置された第2含浸デバイス8と、この第2含浸デバイス8と流体連通した第2貯蔵デバイスまたは第2樹脂製造デバイス(第2注入機械、図示せず)と、第2含浸デバイス8の下流側に配置された第2硬化デバイス9であって、加熱システム(図示せず)を有する第2硬化デバイスと、ならびに、この第2硬化デバイス9の下流側に配置された牽引デバイス11と、を含む。
図1を参照すると、クリールから引き出した192束の内層ガラス繊維糸1を、第1予備成形デバイス2を介して第1含浸デバイス(注入ボックス)3へと導入し、そして、第1硬化デバイス4を通過させ、その後、192束の外層ガラス繊維糸6と一緒に、第2予備成形デバイス7を介して、さらに第2含浸デバイス(注入ボックス)8を介して、第2硬化デバイス9へと導入した。第2硬化デバイス9を通過させたガラス繊維糸1およびガラス繊維糸6を、牽引ロープに対してしっかりと結び付け、そして、牽引デバイス11のスイッチを入れて、それらガラス繊維糸を真っ直ぐになるまで前方向きに牽引した。第1硬化デバイス4の加熱システムおよび第2硬化デバイス9の加熱システムのスイッチを入れ、第1硬化デバイス4の温度を、入口から出口に向かって、40℃/60℃/190℃/170℃となるように順次的に制御するとともに、第2硬化デバイス9の温度を、入口から出口に向かって、40℃/60℃/190℃/170℃となるように順次的に制御した。温度が安定した後に、第1注入機械(図示せず)のスイッチを入れ、成分A(Desmodur 1511L)と成分B(100パートのBaydur 18BD001:4パートのBaydur 18BD101)とを、114:100という重量比で、静的混合ヘッドに対して連続的にポンピングし、混合ヘッドによって混合した。その後、第1注入ボックス3内へと充填し、これにより、ガラス繊維糸1を充分に含浸させ、第1注入ボックス3内の注入圧力を、3〜15barの範囲に制御した。第1注入ボックス3において含浸させたガラス繊維糸1を、牽引デバイス11によって、0.4m/分という速度で、第1硬化デバイス4を通して連続的に牽引し、これにより、硬化後に内層成形物5を形成した。内層成形物5と外層ガラス繊維糸6とを、第2予備成形デバイス7と第2注入ボックス8と第2硬化デバイス9とを順次的に通過させた後に、第2注入機械(図示せず)のスイッチを入れて、成分A(Desmodur 1511L)と成分B(100パートのBaydur 18BD001:4パートのBaydur 18BD101)とを、114:100という重量比で、静的混合ヘッドに対して連続的にポンピングし、その後、第2注入ボックス8内へと充填し、これにより、ガラス繊維糸6を充分に含浸させ、第2注入ボックス8内の注入圧力を、3〜15barの範囲に制御した。第2注入ボックス8において含浸させたガラス繊維糸6および内層成形物5を、牽引デバイス11によって、0.4m/分という速度で、第2硬化デバイス9を通して、同時的にかつ連続的に牽引し、これにより、硬化後に、ガラス繊維強化複合体10を形成した。得られたガラス繊維強化複合体10を、その場で切断デバイス(図示せず)によって、長さが500mmのサンプルへと切断した後に、切断デバイスによって、機械的強度に関するテストを受けるべきショートビームテスト用のテストサンプルへと切断した。結果を表1に示す。
図2を参照すると、クリールから引き出した372束のガラス繊維糸12を、予備成形デバイス13を介して含浸デバイス(注入ボックス)14へと導入し、そして、硬化デバイス15を通過させた。ガラス繊維糸を、牽引ロープに対してしっかりと結び付け、そして、牽引デバイス17のスイッチを入れて、ガラス繊維糸を真っ直ぐになるまで前方向きに牽引した。硬化デバイス15の温度を、入口から出口に向かって、105℃/200℃/220℃/220℃となるように順次的に制御した。温度が安定した後に、第1注入機械(図示せず)のスイッチを入れ、注入ボックス14内へと脂肪族ポリウレタンDesmocomp AP200を充填した。これにより、ガラス繊維糸12を充分に含浸させ、注入ボックス14内の注入圧力を、3〜15barの範囲に制御した。注入ボックス14において含浸させたガラス繊維糸12を、牽引デバイス17によって、0.4m/分という速度で、硬化デバイス15を通して、連続的に牽引し、これにより、硬化後に、成形物16を形成した。得られたガラス繊維強化複合体16を、その場で切断デバイス(図示せず)によって、長さが500mmのサンプルへと切断した後に、切断デバイスによって、機械的強度に関するテストを受けるべきショートビームテスト用のテストサンプルへと切断した。結果を表1に示す。
図2を参照すると、クリールから引き出した372束のガラス繊維糸12を、予備成形デバイス13を介して含浸デバイス(注入ボックス)14へと導入し、そして、硬化デバイス15を通過させた。ガラス繊維糸を、牽引ロープに対してしっかりと結び付け、そして、牽引デバイス17のスイッチを入れて、ガラス繊維糸を真っ直ぐになるまで前方向きに牽引した。硬化デバイス15の温度を、入口から出口に向かって、105℃/200℃/220℃/220℃となるように順次的に制御した。温度が安定した後、注入機械(図示せず)のスイッチを入れ、成分A(Desmodur 1511L)と成分B(100パートのBaydur 18BD001:4パートのBaydur 18BD101)とを、114:100という重量比で、静的混合ヘッドに対して連続的にポンピングし、混合ヘッドによって混合した。その後、注入ボックス14内へと充填し、これにより、ガラス繊維糸12を充分に含浸させ、注入ボックス14内の注入圧力を、3〜15barの範囲に制御した。注入ボックス14において含浸させたガラス繊維糸12を、牽引デバイス17によって、0.4m/分という速度で、硬化デバイス15を通して、連続的に牽引し、これにより、硬化後に、成形物16を形成した。得られたガラス繊維強化複合体16を、その場で切断デバイス(図示せず)によって、長さが500mmのサンプルへと切断した後に、切断デバイスによって、機械的強度に関するテストを受けるべきショートビームテスト用のテストサンプルへと切断した。結果を表1に示す。
Claims (14)
- 繊維強化複合体を製造するための引抜成形方法であって、
i)内層繊維を予備成形する工程、
ii)予備成形された前記内層繊維に対して第1樹脂を含浸させて、第1予備成形物を得る工程、
iii)前記第1予備成形物を加熱して硬化させ、内層成形物を得る工程、
iv)前記内層成形物と一緒に外層繊維を予備成形する工程、
v)前記外層繊維に対して第2樹脂を含浸させて、第2予備成形物を得る工程、および
vi)第2予備成形物を加熱して硬化させ、繊維強化複合体を得る工程、
を含んでなる、引抜成形方法。 - 前記内層繊維および/または前記外層繊維が、ガラス繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維、天然繊維、芳香族ポリアミド繊維、ナイロン繊維、玄武岩繊維、ホウ素繊維、炭化ケイ素繊維、アスベスト繊維、ウィスカ、および金属繊維からなる群から選択される1以上のものである、請求項1に記載の引抜成形方法。
- 前記第1樹脂が、芳香族ポリウレタン、エポキシ樹脂、不飽和樹脂、脂肪族ポリウレタン、およびビニル樹脂からなる群から選択される1以上のものである、請求項1または2に記載の引抜成形方法。
- 前記内層繊維の含有量が、前記内層繊維と前記第1樹脂との合計重量に対して、55〜90重量%、好ましくは65〜85重量%、より好ましくは70〜82重量%の範囲である、請求項1または2に記載の引抜成形方法。
- 前記第2樹脂が、芳香族ウレタン、エポキシ樹脂、不飽和樹脂、脂肪族ポリウレタン、ビニル樹脂、フェノール樹脂、および難燃剤および/またはUV安定剤を含有するこれらの樹脂からなる群から選択される1以上のものである、請求項1または2に記載の引抜成形方法。
- 前記外層繊維の含有量が、前記外層繊維と前記第2樹脂との合計重量に対して、55〜90重量%、好ましくは65〜85重量%、より好ましくは70〜82重量%の範囲である、請求項1または2に記載の引抜成形方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の引抜成形方法によって製造される、繊維強化複合体。
- 繊維強化ポリウレタン複合体である、請求項7に記載の繊維強化複合体。
- 繊維強化複合体を製造するための引抜成形装置であって、
i)内層繊維を受領して予備成形するための第1予備成形デバイス、
ii)予備成形された前記内層繊維を受領するとともに、予備成形された前記内層繊維に対して第1樹脂を含浸させて、第1予備成形物を得るための第1含浸デバイス、
iii)前記第1予備成形物を受領するとともに、前記第1予備成形物を硬化させて、内層成形物を得るための第1硬化デバイス、
iv)外層繊維と前記内層成形物とを受領するとともに、前記内層成形物と一緒に前記外層繊維を予備成形するための第2予備成形デバイス、
v)予備成形された前記外層繊維および前記内層成形物を受領するとともに、前記外層繊維に対して第2樹脂を含浸させて、第2予備成形物を得るための第2含浸デバイス、
vi)前記第2予備成形物を硬化させて、繊維強化複合体を得るための第2硬化デバイス、ならびに
vii)得られた前記繊維強化複合体を引っ張るための牽引デバイス、
を含んでなる、引抜成形装置。 - 前記第1樹脂を前記第1含浸デバイスに対して供給し得るよう、前記第1含浸デバイスと流体連通した樹脂貯蔵デバイスまたは樹脂製造デバイスをさらに含んでなる、請求項9に記載の引抜成形装置。
- 前記第2樹脂を前記第2含浸デバイスに対して供給し得るよう、前記第2含浸デバイスと流体連通した樹脂貯蔵デバイスまたは樹脂製造デバイスをさらに含んでなる、請求項9または10に記載の引抜成形装置。
- 前記第1予備成形デバイスおよび前記第2予備成形デバイスが、それぞれ独立して、円形の穴または楕円形の穴またはウエスト状の穴またはスリットを有する手段である、請求項9または10に記載の引抜成形装置。
- 前記第1含浸デバイスおよび前記第2含浸デバイスが、それぞれ独立して、低圧注入ボックス、高圧注入ボックス、および開放型の浸漬バスから選択されるものである、請求項9または10に記載の引抜成形装置。
- 前記第1硬化デバイスおよび前記第2硬化デバイスの各々が加熱システムを有する、請求項9または10に記載の引抜成形装置。
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