JPH01298257A - 編組構造物のイン‐ライン圧密化 - Google Patents
編組構造物のイン‐ライン圧密化Info
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- JPH01298257A JPH01298257A JP1022715A JP2271589A JPH01298257A JP H01298257 A JPH01298257 A JP H01298257A JP 1022715 A JP1022715 A JP 1022715A JP 2271589 A JP2271589 A JP 2271589A JP H01298257 A JPH01298257 A JP H01298257A
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- Braiding, Manufacturing Of Bobbin-Net Or Lace, And Manufacturing Of Nets By Knotting (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複雑な形状の構造物に関し、さらに詳細には繊
維強化熱可塑性グラスチックストランドの編組構造物に
関するものである。
維強化熱可塑性グラスチックストランドの編組構造物に
関するものである。
繊維強化プラスチツク構造物は、それらが置き換わる木
又は金属構造物と比較して高い強度、軽重量及び加工の
容易さのために、多年にわたって用いられて大きな成功
を収めつつある。ガラス、炭素、セラミック及びアラミ
ドのような繊維が強化材として一般的であり、且つ熱可
塑性樹脂が一般的な重合体マトリックスである。
又は金属構造物と比較して高い強度、軽重量及び加工の
容易さのために、多年にわたって用いられて大きな成功
を収めつつある。ガラス、炭素、セラミック及びアラミ
ドのような繊維が強化材として一般的であり、且つ熱可
塑性樹脂が一般的な重合体マトリックスである。
編組は、このような構造物を製造するための一方法であ
って、一般に、構造物の軸に対して実質的に平行にのび
ている糸のアレイ（ａｒｒａｙ）を形成させ且つ糸が相
互にからみ合うように特定のパターンでアレイを通して
糸をより合わせることから成っている。
って、一般に、構造物の軸に対して実質的に平行にのび
ている糸のアレイ（ａｒｒａｙ）を形成させ且つ糸が相
互にからみ合うように特定のパターンでアレイを通して
糸をより合わせることから成っている。
連続フィラメントで強化した重合体マトリックスは、で
きる限り低い重量のもとで、できる限り高い強度と剛性
を必要とする宇宙航空機成分のような高度に応力を受け
る部品のための前駆体として用いられる。複合材料プリ
フォームを強化繊維とマトリックス材料の両者を用いて
製造するときには、たとえば成形のような後続段階にお
いて最終製品とするために圧密化しなければならない。
きる限り低い重量のもとで、できる限り高い強度と剛性
を必要とする宇宙航空機成分のような高度に応力を受け
る部品のための前駆体として用いられる。複合材料プリ
フォームを強化繊維とマトリックス材料の両者を用いて
製造するときには、たとえば成形のような後続段階にお
いて最終製品とするために圧密化しなければならない。
この圧密化工程は一般に、空気が除かれ且つ強化繊維中
に局部的な捲縮が生じるにつれて、プリフォームの体積
を低下させる。捲縮した繊維は、まっすぐなものよりも
強化性が低く、そのために複合材製品の強度と剛性を低
下させる。
に局部的な捲縮が生じるにつれて、プリフォームの体積
を低下させる。捲縮した繊維は、まっすぐなものよりも
強化性が低く、そのために複合材製品の強度と剛性を低
下させる。
発明の要約
本発明に従って、マンドレル上に編組した多数の本数の
繊維強化熱可塑性樹脂ストランドから、その揚圧密化編
組複合材構造物（すなわち、編組後の圧密化処理の必要
なしに編組の間に構造物を圧密化すべき能力）を構成せ
しめることができる。
繊維強化熱可塑性樹脂ストランドから、その揚圧密化編
組複合材構造物（すなわち、編組後の圧密化処理の必要
なしに編組の間に構造物を圧密化すべき能力）を構成せ
しめることができる。
ストランドをマンドレルの方向に進め且つマンドレル上
の特定の場所のまわりで特定の編組パターンで張力下に
収束させて、マンドレル上に編組構造物を形成させる。
の特定の場所のまわりで特定の編組パターンで張力下に
収束させて、マンドレル上に編組構造物を形成させる。
編組構造物を形成させるにつれて、それを加熱区域中へ
と前進させ、構造物がその加熱区域中を前進するときに
、熱可塑性樹脂の流れを可能とするが樹脂の劣化温度よ
りは低い温度に構造物を加熱する。加熱区域を離れると
きに編組構造物を冷却する。もう一つの方法においては
、編組構造物を加熱ダイ中に通じることによって、圧力
を加えることができる。発現する圧力はダイの寸法又は
使用する成分の種類に依存する。
と前進させ、構造物がその加熱区域中を前進するときに
、熱可塑性樹脂の流れを可能とするが樹脂の劣化温度よ
りは低い温度に構造物を加熱する。加熱区域を離れると
きに編組構造物を冷却する。もう一つの方法においては
、編組構造物を加熱ダイ中に通じることによって、圧力
を加えることができる。発現する圧力はダイの寸法又は
使用する成分の種類に依存する。
このその場数密化方法は、部品の強化繊維中に存在する
局部的な捲縮の割合がきわめて低い編組複合材部品を提
供し、かくして製品の剛性と強度が増大する。本明細書
中に記す手順の使用によって、円形に編組した複合材構
造物に対する局部的な捲縮を３％未満、又は１％未満に
保つことができ、また１９８６年４月１７日出願の米国
特許願第８５３７４２号に記載の２段階編組方法によっ
て調製した３次元編組複合材混合物に対しては１０％未
満、あるいは３％未満にすら保つことができる。
局部的な捲縮の割合がきわめて低い編組複合材部品を提
供し、かくして製品の剛性と強度が増大する。本明細書
中に記す手順の使用によって、円形に編組した複合材構
造物に対する局部的な捲縮を３％未満、又は１％未満に
保つことができ、また１９８６年４月１７日出願の米国
特許願第８５３７４２号に記載の２段階編組方法によっ
て調製した３次元編組複合材混合物に対しては１０％未
満、あるいは３％未満にすら保つことができる。
第１図を参照すると、全体的に２０で示した円形編組機
（＃２キャリヤーを備えたワーデル編組機社製モデル番
号Ｗ−３８−５３）は、案内管２８中を移動する軸糸２
６の供給包装２４を支持する巻糸軸架２２から供給を受
ける。編組糸３０はホーンギヤ機構（図中に示してない
）によって面板３６中で移動することができる（矢印で
示すように）キャリヤー３４上に取り付けた供給包装３
２から供給を受ける。第３．３ａ及び３ｂ図中に示すよ
うに、軸糸２６と編組糸３０を、加熱室４４で囲んであ
る収束点４２の直前の窒素インゼクター環４０を通じる
加熱窒素の形態として熱を供給しながら、成形マンドレ
ル３８上で編組する。
（＃２キャリヤーを備えたワーデル編組機社製モデル番
号Ｗ−３８−５３）は、案内管２８中を移動する軸糸２
６の供給包装２４を支持する巻糸軸架２２から供給を受
ける。編組糸３０はホーンギヤ機構（図中に示してない
）によって面板３６中で移動することができる（矢印で
示すように）キャリヤー３４上に取り付けた供給包装３
２から供給を受ける。第３．３ａ及び３ｂ図中に示すよ
うに、軸糸２６と編組糸３０を、加熱室４４で囲んであ
る収束点４２の直前の窒素インゼクター環４０を通じる
加熱窒素の形態として熱を供給しながら、成形マンドレ
ル３８上で編組する。
加熱室４４への入口において、編組糸アレイを、漏斗状
案内４６によって下から、また案内リング４８によって
上から、案内する。漏斗状案内４６は熱気体の漏れを最
低限とするためにも用いられる。窒素インゼクター環４
０は窒素加熱器５２によって加熱しである窒素気流を編
組アレイへと向ける出口穴５０を有している。加熱室４
４は電気加熱コイル５４とガラス繊維絶縁材５６で包ま
れたステンレス鋼円筒から成っている。加熱室４４の出
口には調節することができるオリフィス６０を有する機
械的装置５８がある。オリフィスの寸法は多数のリーフ
要素６２の角的な位置を回転させることによって調節す
ることができる。加熱室壁温は熱電対６４によって測定
し、加熱室の内部の温度は熱電対６６によって測定する
。
案内４６によって下から、また案内リング４８によって
上から、案内する。漏斗状案内４６は熱気体の漏れを最
低限とするためにも用いられる。窒素インゼクター環４
０は窒素加熱器５２によって加熱しである窒素気流を編
組アレイへと向ける出口穴５０を有している。加熱室４
４は電気加熱コイル５４とガラス繊維絶縁材５６で包ま
れたステンレス鋼円筒から成っている。加熱室４４の出
口には調節することができるオリフィス６０を有する機
械的装置５８がある。オリフィスの寸法は多数のリーフ
要素６２の角的な位置を回転させることによって調節す
ることができる。加熱室壁温は熱電対６４によって測定
し、加熱室の内部の温度は熱電対６６によって測定する
。
第２図を参照すると、全体的に７０で示した３Ｄ編組機
（米国特許照笑８５３，７４２中に開示するようなもの
）は案内管７８中を移動する軸糸７６の供給包装７４を
支持する巻糸軸架７２かも供給を受ける。編組糸８０は
、格子支持台８６中を移動できるキャリヤー８４上に取
り、付けた供給包装置２から供給を受ける。軸糸７６と
編組糸８０は、先ず加熱ダイ９０を通り、次いで冷却タ
イ９２を通じて矢印９４によって示した引き取り機構に
よって引き取られる、規定の断面形状にある編組構造物
８８を形成する。
（米国特許照笑８５３，７４２中に開示するようなもの
）は案内管７８中を移動する軸糸７６の供給包装７４を
支持する巻糸軸架７２かも供給を受ける。編組糸８０は
、格子支持台８６中を移動できるキャリヤー８４上に取
り、付けた供給包装置２から供給を受ける。軸糸７６と
編組糸８０は、先ず加熱ダイ９０を通り、次いで冷却タ
イ９２を通じて矢印９４によって示した引き取り機構に
よって引き取られる、規定の断面形状にある編組構造物
８８を形成する。
第４及び４ａ図中に示すように、編組糸の収束点に位置
する加熱ダイ９０は固定板９６と移動板９８から成って
いる。固定板は、その中に組み入れた一対のカートリッ
ジヒーター１００と一対の熱電対１０１を有している。
する加熱ダイ９０は固定板９６と移動板９８から成って
いる。固定板は、その中に組み入れた一対のカートリッ
ジヒーター１００と一対の熱電対１０１を有している。
移動板９８と固定板９６は編組構造物８８の特定断面形
状に一致するオリフィス１０２を形成する。冷却ダイ９
２は同様に固定板１０４と移動板１０６かも成っている
。
状に一致するオリフィス１０２を形成する。冷却ダイ９
２は同様に固定板１０４と移動板１０６かも成っている
。
冷却ダイの固定板中にはカートリッジヒーターの代りに
冷却蛇管（図中には示してない）が挿入しである。両ダ
イの間には熱絶縁体１０８が位置している。両ダイ中の
移動板は編組構造物８８に対するダイ圧力を変えるため
に機械的又は水力的手段（図中に示してない）によって
振動させることができ、それが引き取り力の必要を軽減
する。
冷却蛇管（図中には示してない）が挿入しである。両ダ
イの間には熱絶縁体１０８が位置している。両ダイ中の
移動板は編組構造物８８に対するダイ圧力を変えるため
に機械的又は水力的手段（図中に示してない）によって
振動させることができ、それが引き取り力の必要を軽減
する。
操作においては、第１．３．３ａ及び３ｂ図で示すダイ
を用いない方法では、編組糸と軸糸を、糸の軟化と流動
を生じさせる温度よりも低い温度において軟化し且つ流
動する熱可塑性樹脂マトリックスで、含浸する。編組糸
と軸糸は組成が異なっていてもよいということに注目す
るべきである。
を用いない方法では、編組糸と軸糸を、糸の軟化と流動
を生じさせる温度よりも低い温度において軟化し且つ流
動する熱可塑性樹脂マトリックスで、含浸する。編組糸
と軸糸は組成が異なっていてもよいということに注目す
るべきである。
加熱ガス及び加熱室によって及ぼす温度は、マトリック
スの流動を生じさせるために十分でなければならない。
スの流動を生じさせるために十分でなければならない。
糸の張力とマンドレルの湾曲から生じる圧力は糸を融合
させるために適切でなければならない。
させるために適切でなければならない。
第２．４及び４ａ図で示す加熱ダイ方法においては、編
組糸と軸糸を同様に熱可塑性樹脂でトリックスで含浸す
る。加熱ダイによって課する温度はマトリックスのみを
溶融させるに足るものでなければならない。ダイによっ
て及ぼす圧力は試料を圧密化するために適切でなければ
ならない。冷却ダイはマトリックスを固化させることに
よって、付与した断面形状を保存する。
組糸と軸糸を同様に熱可塑性樹脂でトリックスで含浸す
る。加熱ダイによって課する温度はマトリックスのみを
溶融させるに足るものでなければならない。ダイによっ
て及ぼす圧力は試料を圧密化するために適切でなければ
ならない。冷却ダイはマトリックスを固化させることに
よって、付与した断面形状を保存する。
局部的捲縮の測定方法
定義ニ
ブレード 一編組糸及び場合によっては軸糸から成るよ
り合わせた編地。
り合わせた編地。
軸糸−ブレード中を縦方向に走っており且つ相互により
合わせてない、多数の糸の 一つ。
合わせてない、多数の糸の 一つ。
ブレーダ−−相互により合わせ且つ不規則なヘリックス
状にブレード中を走 る多数の糸の一つ。
状にブレード中を走 る多数の糸の一つ。
３Ｄブレード − ブレーダ−が厚さを完全に通り抜け
ている編組した多層編地。
ている編組した多層編地。
編組複合材−系と糸の間の空間の大部分がマトリックス
材料で充填しである ブレードから成る硬質構造物。
材料で充填しである ブレードから成る硬質構造物。
局部捲縮は実際の糸と基準経路の間の分数的な長さの差
として定義することができる。通常は、この基準経路は
糸の方向に向きを合わせた直線であるとする。層状とす
るか又は三次元的（３Ｄ）とすることができる複雑な形
状の編組構造物においては、基準線の定義は、すべての
可能性を包含するように一般化しなければならない。た
とえば、円形ブレードに対しては、−周囲に対して突出
した糸経路を測定しなければならない。この経路は、局
部的捲縮がきわめて僅かである場合においてすら、場合
によっては、きわめて回り路である。そのために、捲縮
は糸の長さを平滑化した基準曲線と比較することによっ
て決定する。この基準曲線は突出した糸経路の移動平均
をとることによって計算することができる。この計算に
は周囲の２０％の窓幅を用いる。突起は構造物にできる
限り近くなる不規則円筒表面上にとる。この方法によっ
て、どのような形状の部品の局部的捲縮をも決定するこ
とができる。長さは突起の長さに沿って測定するから、
それは実際の糸伝いと同一ではないということに注意し
なければならない。
として定義することができる。通常は、この基準経路は
糸の方向に向きを合わせた直線であるとする。層状とす
るか又は三次元的（３Ｄ）とすることができる複雑な形
状の編組構造物においては、基準線の定義は、すべての
可能性を包含するように一般化しなければならない。た
とえば、円形ブレードに対しては、−周囲に対して突出
した糸経路を測定しなければならない。この経路は、局
部的捲縮がきわめて僅かである場合においてすら、場合
によっては、きわめて回り路である。そのために、捲縮
は糸の長さを平滑化した基準曲線と比較することによっ
て決定する。この基準曲線は突出した糸経路の移動平均
をとることによって計算することができる。この計算に
は周囲の２０％の窓幅を用いる。突起は構造物にできる
限り近くなる不規則円筒表面上にとる。この方法によっ
て、どのような形状の部品の局部的捲縮をも決定するこ
とができる。長さは突起の長さに沿って測定するから、
それは実際の糸伝いと同一ではないということに注意し
なければならない。
３Ｄブレードに対しては、完全に構造物を通り抜けてい
る編組糸を包含する断面を切断することによって捲縮を
決定する。局部的捲縮は実際の糸の長さと末端点を結ぶ
直線から求めることができる。
る編組糸を包含する断面を切断することによって捲縮を
決定する。局部的捲縮は実際の糸の長さと末端点を結ぶ
直線から求めることができる。
円形編組複合材
１、−ブレーダ−の突出した経路のプロット図ａ、複合
材の回りに透明なシートを巻く。シートは複合材にでき
る限り近付く不規則円筒体又はプリズムの形態を保たね
ばならない。
材の回りに透明なシートを巻く。シートは複合材にでき
る限り近付く不規則円筒体又はプリズムの形態を保たね
ばならない。
ｂ、透明糸上に一ブレーダーの突出した糸経路をマーク
する。かくして得たグラフは突出した経路の軸方向の位
置“Ｙ”と周囲上の位ｉ”Ｘ”の関係を示す。（−周辺
よりも２０％多くを包含させ且つ一周辺すなわち周囲の
開始と末端に相当する点゛Ｐ”を確認する）。次いでプ
リズム又は円筒体を平面シートとして開き、それについ
て経路を測定することができる。
する。かくして得たグラフは突出した経路の軸方向の位
置“Ｙ”と周囲上の位ｉ”Ｘ”の関係を示す。（−周辺
よりも２０％多くを包含させ且つ一周辺すなわち周囲の
開始と末端に相当する点゛Ｐ”を確認する）。次いでプ
リズム又は円筒体を平面シートとして開き、それについ
て経路を測定することができる。
２、平滑な基準経路のプロット
３１周辺の２０％を越える′Ｙ′′を平均することによ
って各点における突出した糸経路から基準経路を計算す
る（Ｘ−，１＊ＰからＸ＋、１木Ｐまで）。
って各点における突出した糸経路から基準経路を計算す
る（Ｘ−，１＊ＰからＸ＋、１木Ｐまで）。
３、経路長さと捲縮の測定
ａ、突出した糸経路の長さと基準経路を測定する（それ
ぞれＬｐ及びＬｒと記す）。
ぞれＬｐ及びＬｒと記す）。
ｂ、下式から捲縮Ｃを計算する。
（Ｃ＝Ｌｐ／Ｌｒ−１）
３Ｄ編組複合材（第７．７Ａ図）
１、複合材の厚さを通り抜けるブレーダ−の経路のプロ
ット ａ、完全に材料を通り抜けて走っている一本の編組糸の
経路を包含する角度で複合材８８の断面を切断する。
ット ａ、完全に材料を通り抜けて走っている一本の編組糸の
経路を包含する角度で複合材８８の断面を切断する。
ｂ、ブレーダ−の血中の位ＩＮ”Ｙ”とその厚さを通り
抜ける位置” ｘ ”の間の関係をプロットすることに
よって、ブレーダ−の経路をプロットする。
抜ける位置” ｘ ”の間の関係をプロットすることに
よって、ブレーダ−の経路をプロットする。
２、基準経路のプロット
ａ、ブレーダ−経路の末端点を結ぶ試料厚さを通り抜け
る直線８８ａを画く。
る直線８８ａを画く。
３、経路長さと捲縮の測定
ａ、糸経路と基準経路の長さを測定する（それぞれｒ−
ｐ及びＬｒとして示す）。
ｐ及びＬｒとして示す）。
５０式（Ｃ＝Ｌｐ／Ｌｒ−１）から捲縮（Ｃ）を計算す
る。
る。
実施例１
繊維の体積分率が０．５となるようにコダーＰＥＴＧコ
ポリエステル６７３ （イーストマンケミカルプロダク
ツ社）で溶融含浸した、全体で４３０９デニールの、ケ
ブラー４９繊維（Ｅ、１．デュポン ドニーモアズアン
ドカンパニー製）の１６群の軸糸と３２の編組糸を提供
することによって円筒状の管構造物を製造する。糸を、
０ 、５ ″の直径を有する固体アルミニウムから成る
円形のマンドレル上で編組する。収束半角度（収束円錐
と機械の中心線の間の角度）は６６°である。加熱室の
長さは４インチであり、その直径は２インチである。供
給するときの窒素の温度は３８６°Ｃであり、室の壁温
は４３０℃とした。室内の温度は３７０°Ｃであった。
ポリエステル６７３ （イーストマンケミカルプロダク
ツ社）で溶融含浸した、全体で４３０９デニールの、ケ
ブラー４９繊維（Ｅ、１．デュポン ドニーモアズアン
ドカンパニー製）の１６群の軸糸と３２の編組糸を提供
することによって円筒状の管構造物を製造する。糸を、
０ 、５ ″の直径を有する固体アルミニウムから成る
円形のマンドレル上で編組する。収束半角度（収束円錐
と機械の中心線の間の角度）は６６°である。加熱室の
長さは４インチであり、その直径は２インチである。供
給するときの窒素の温度は３８６°Ｃであり、室の壁温
は４３０℃とした。室内の温度は３７０°Ｃであった。
層間の最高温度を測定すると２０４°Ｃであった。編組
構造物の軸速度は５インチ／分に保った。軸糸と編組糸
の両者の張力は約０．５ボンドに設定した。層の編組後
に、糸を切断し、かくして得た内部マンドレルを伴なう
構造物上に同一方法を用いて、さらに編組した。全体で
５層を形成させた。
構造物の軸速度は５インチ／分に保った。軸糸と編組糸
の両者の張力は約０．５ボンドに設定した。層の編組後
に、糸を切断し、かくして得た内部マンドレルを伴なう
構造物上に同一方法を用いて、さらに編組した。全体で
５層を形成させた。
実施例２
０．６５” Ｘ Ｏ，７２８“の寸法を有する固体のア
ルミニウムから成る長方形マンドレルを使用し且つ軸糸
を使用しなかった以外は実施例１と同一の条件下に長方
形中空の円形編組構造物を調製した。全体で５層を形成
させた。第５図に示すような光経路解析を用いて局部捲
縮が０．６％であることか測定された。
ルミニウムから成る長方形マンドレルを使用し且つ軸糸
を使用しなかった以外は実施例１と同一の条件下に長方
形中空の円形編組構造物を調製した。全体で５層を形成
させた。第５図に示すような光経路解析を用いて局部捲
縮が０．６％であることか測定された。
上記のオンライン圧密化構造物を２２０°Ｃで１５分間
４２５ｐｓ ｉの圧力で加熱することによって、さらに
後圧密化した。局部捲縮を第６図に示すような光経路解
析を用いて測定して０．２％であることが認められた。
４２５ｐｓ ｉの圧力で加熱することによって、さらに
後圧密化した。局部捲縮を第６図に示すような光経路解
析を用いて測定して０．２％であることが認められた。
実施例３
（１）ビナ−スレイら、米国特許第４，６４０゜６８１
号中に記載の方法に従って、繊維体積分率が０．５とな
るように、無定形ポリアミドで溶融含浸したＡＳ−４炭
素繊維（３ＫＡＳ、４Ｗハーキユレスマ′グナマイト■
）の３８群の軸糸及び（２）繊維体積分率が０．５とな
るように、軸糸に対して記したものと同様なポリアミド
組成物で溶融含浸したケブラー４９繊維（Ｅ、１．デュ
ポンドニーモアズアンドカンパニー製）のＩＩ編組糸を
提供することによって、長方形の板を調製する。提供し
た軸糸の全数は５０２であり、各県は、繊維とマトリッ
クスを含めて、３３００デニールの長さ当りの重量を有
している。１１編組糸は、繊維とマトリックスを含めて
、４２００デニールの長さ当りの重量を有している。１
９８６年４月１７日出願の米国特許照温８５３．７４２
号に詳記した２段階方法によって編組構造物を製造する
。加熱ダイの温度は３００°Ｃ１冷却ダイは１０４°Ｃ
とした。両ダイ中のダイ圧力は１２５６ｐｓｉであった
が、しかし、加熱ダイ中の圧力は水圧系により移動板を
振動させることによって０〜１２５６ｐｓ ｉでサイク
ルさせた。糸を人手によって取り扱ったから、編組構造
物の軸速度は緩徐であった。
号中に記載の方法に従って、繊維体積分率が０．５とな
るように、無定形ポリアミドで溶融含浸したＡＳ−４炭
素繊維（３ＫＡＳ、４Ｗハーキユレスマ′グナマイト■
）の３８群の軸糸及び（２）繊維体積分率が０．５とな
るように、軸糸に対して記したものと同様なポリアミド
組成物で溶融含浸したケブラー４９繊維（Ｅ、１．デュ
ポンドニーモアズアンドカンパニー製）のＩＩ編組糸を
提供することによって、長方形の板を調製する。提供し
た軸糸の全数は５０２であり、各県は、繊維とマトリッ
クスを含めて、３３００デニールの長さ当りの重量を有
している。１１編組糸は、繊維とマトリックスを含めて
、４２００デニールの長さ当りの重量を有している。１
９８６年４月１７日出願の米国特許照温８５３．７４２
号に詳記した２段階方法によって編組構造物を製造する
。加熱ダイの温度は３００°Ｃ１冷却ダイは１０４°Ｃ
とした。両ダイ中のダイ圧力は１２５６ｐｓｉであった
が、しかし、加熱ダイ中の圧力は水圧系により移動板を
振動させることによって０〜１２５６ｐｓ ｉでサイク
ルさせた。糸を人手によって取り扱ったから、編組構造
物の軸速度は緩徐であった。
上記のオンライン圧密化構造物を、６００ｐｓｉの圧力
で３１０’Ｃにおいて２０分間加熱することによって、
さらに後圧密化して完全な圧密化を達成した。第７．７
八図に示す光経路解析によって局部捲縮を測定して０．
７％であることを認めた。
で３１０’Ｃにおいて２０分間加熱することによって、
さらに後圧密化して完全な圧密化を達成した。第７．７
八図に示す光経路解析によって局部捲縮を測定して０．
７％であることを認めた。
本発明の主な特徴および態様を記すと次のとおりである
。
。
］、Ｉａ維強化した熱可塑性樹脂ストランドをマンドレ
ルに向って前進させ；該ストランドをマンドレル上の特
定の場所の回りで特定の編組パターンで張力下に収束さ
せることによってその上に編組複合材構造物を形成させ
；該編組構造物を加熱区域中で前進させ；構造物が該区
域中を前進するときに熱可塑性樹脂の軟化と流動を生し
させる温度に該編組構造物を加熱し、該温度は樹脂の劣
化温度よりも低く；且つ該構造物が該区域を離れたのち
に、該構造物を冷却することを特徴とする、該ストラン
ドから複合材構造物を組立て且つ圧密化するための方法
。
ルに向って前進させ；該ストランドをマンドレル上の特
定の場所の回りで特定の編組パターンで張力下に収束さ
せることによってその上に編組複合材構造物を形成させ
；該編組構造物を加熱区域中で前進させ；構造物が該区
域中を前進するときに熱可塑性樹脂の軟化と流動を生し
させる温度に該編組構造物を加熱し、該温度は樹脂の劣
化温度よりも低く；且つ該構造物が該区域を離れたのち
に、該構造物を冷却することを特徴とする、該ストラン
ドから複合材構造物を組立て且つ圧密化するための方法
。
２、該構造物を不活性雰囲気中で加熱する上記ｌに記載
の方法。
の方法。
３、繊維強化した熱可塑性樹脂ストランドを入口と出口
を有するダイに向って前進させ：該ストランドを該ダイ
への入口において特定の編組パターンで張力下に収束さ
せることによって編組成形複合材構造物を形成させ：該
編組成形構造物を該ダイ中で前進させ；該編組構造物が
該ダイ中を前進するときに熱可塑性樹脂の軟化と流動を
生じさせる温度に該ダイ内で該構造物を加熱し、該温度
は樹脂の劣化温度よりも低く；該編組成形構造物を加熱
しながら該構造物に圧力を及ぼすことによってそれを圧
密化し、且つ該構造物がダイを離れたのちにそれを冷却
することを特徴とする、該ストランドから成形複合材構
造物を組立て且つ圧密化するための方法。
を有するダイに向って前進させ：該ストランドを該ダイ
への入口において特定の編組パターンで張力下に収束さ
せることによって編組成形複合材構造物を形成させ：該
編組成形構造物を該ダイ中で前進させ；該編組構造物が
該ダイ中を前進するときに熱可塑性樹脂の軟化と流動を
生じさせる温度に該ダイ内で該構造物を加熱し、該温度
は樹脂の劣化温度よりも低く；該編組成形構造物を加熱
しながら該構造物に圧力を及ぼすことによってそれを圧
密化し、且つ該構造物がダイを離れたのちにそれを冷却
することを特徴とする、該ストランドから成形複合材構
造物を組立て且つ圧密化するための方法。
４、該構造物の形状を保存するために該構造物を冷却し
ながら、それに圧力を及ぼす付加的な段階を包含する、
上記３に記載の方法。
ながら、それに圧力を及ぼす付加的な段階を包含する、
上記３に記載の方法。
５、相互により合わせてあり且つ経路中で構造物を通り
抜ける複数の繊維強化熱可塑性樹脂ストランドからの細
長い編組複合材構造物にして、構造物を通り抜ける該部
分中のストランドは実質的にまっすぐであることを特徴
とする該構造物。
抜ける複数の繊維強化熱可塑性樹脂ストランドからの細
長い編組複合材構造物にして、構造物を通り抜ける該部
分中のストランドは実質的にまっすぐであることを特徴
とする該構造物。
６、該ストランドの一部分を相互により合わせ且つその
残りは軸的に構造物を通り抜ける、上記５に記載の編組
複合材構造物。
残りは軸的に構造物を通り抜ける、上記５に記載の編組
複合材構造物。
７、相互により合わせてあり且つらせん状の経路で構造
物を通り抜ける複数の繊維強化熱可塑性樹脂ストランド
からの細長い円形編組複合材構造物にして、構造物を通
り抜けるストランドは３パーセント未満の局部的捲縮を
有していることを特徴とする該構造物。
物を通り抜ける複数の繊維強化熱可塑性樹脂ストランド
からの細長い円形編組複合材構造物にして、構造物を通
り抜けるストランドは３パーセント未満の局部的捲縮を
有していることを特徴とする該構造物。
８、構造物を通り抜けるストランドはｌパーセント未満
の局部的捲縮を有している上記７に記載の編組構造物。
の局部的捲縮を有している上記７に記載の編組構造物。
９、構造物中を縦方向にのびる軸方向繊維強化熱可塑性
樹脂ストランド及び繰返しの二段階パターンで相互によ
り合わせる編組繊維強化樹脂ストランドの多層アレイか
ら成る細長い複合材編組構造物にして、該編組ストラン
ドのそれぞれは該パターンの一段階において逆戻りの点
に至るまで構造物の外周へと斜行する経路でアレイ中を
完全にのびており、その後に該編組ストランドのそれぞ
れは該パターンの別の段階において該逆戻り点からもう
一つの逆戻り点に至るまで別の斜行する経路でのびてお
り、該斜行する経路中の編組ストランドは１０パーセン
ト未満の局部的捲縮を有していることを特徴とする該構
造物。
樹脂ストランド及び繰返しの二段階パターンで相互によ
り合わせる編組繊維強化樹脂ストランドの多層アレイか
ら成る細長い複合材編組構造物にして、該編組ストラン
ドのそれぞれは該パターンの一段階において逆戻りの点
に至るまで構造物の外周へと斜行する経路でアレイ中を
完全にのびており、その後に該編組ストランドのそれぞ
れは該パターンの別の段階において該逆戻り点からもう
一つの逆戻り点に至るまで別の斜行する経路でのびてお
り、該斜行する経路中の編組ストランドは１０パーセン
ト未満の局部的捲縮を有していることを特徴とする該構
造物。
１０、該斜行する経路中の該編組ストランドは３パーセ
ント未満の局部的１を縮を有する上記９に記載の編組複
合材構造物。
ント未満の局部的１を縮を有する上記９に記載の編組複
合材構造物。
第１図は本発明の実施において有用な円形編組装置及び
連携する圧密化装置の概念的遠近図である。 第２図は本発明の実施において有用な別の編組装置及び
連携する圧密化装置の概念的遠近図である。 第３図は第１図の線３−３に沿ってとった断面図である
。 第３ａ図は第３図に示した装置の調節できる加熱室出口
の平面図である。 第３ｂ図は第３図の圧密化装置の分解図である。 第４図は編組構造物と装置の内部板の関係を示すために
部分的に分解した第２図の圧密化装置の図面である。 第４ａ図は第４図の圧密化装置の平面図である。 第５及び６図は、オンライン圧密化及びオンライン圧密
化並びに後圧密化による、実施例２の編組構造物からの
一編組糸の突出した経路と基準経路のグラフである。 第７図は実施例２の編組構造物からの一本の編組糸の経
路と基準経路のグラフである。 第７ａ図は局部捲縮を決定するための試験方法を実施す
るために調製した実施例３からの複合材の概念図である
。
連携する圧密化装置の概念的遠近図である。 第２図は本発明の実施において有用な別の編組装置及び
連携する圧密化装置の概念的遠近図である。 第３図は第１図の線３−３に沿ってとった断面図である
。 第３ａ図は第３図に示した装置の調節できる加熱室出口
の平面図である。 第３ｂ図は第３図の圧密化装置の分解図である。 第４図は編組構造物と装置の内部板の関係を示すために
部分的に分解した第２図の圧密化装置の図面である。 第４ａ図は第４図の圧密化装置の平面図である。 第５及び６図は、オンライン圧密化及びオンライン圧密
化並びに後圧密化による、実施例２の編組構造物からの
一編組糸の突出した経路と基準経路のグラフである。 第７図は実施例２の編組構造物からの一本の編組糸の経
路と基準経路のグラフである。 第７ａ図は局部捲縮を決定するための試験方法を実施す
るために調製した実施例３からの複合材の概念図である
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、繊維強化した熱可塑性樹脂ストランドをマンドレル
に向って前進させ；該ストランドをマンドレル上の特定
の場所の回りで特定の編組パターンで張力下に収束させ
ることによってその上に編組複合材構造物を形成させ；
該編組構造物を加熱区域中で前進させ；構造物が該区域
中を前進するときに熱可塑性樹脂の軟化と流動を生じさ
せる温度に該編組構造物を加熱し、該温度は樹脂の劣化
温度よりも低く；且つ該構造物が該区域を離れたのちに
該構造物を冷却することを特徴とする、該ストランドか
ら複合材構造物を組立て且つ圧密化するための方法。 ２、繊維強化した熱可塑性樹脂ストランドを入口と出口
を有するダイに向って前進させ；該ストランドを該ダイ
への入口において特定の編組パターンで張力下に収束さ
せることによって編組成形複合材構造物を形成させ；該
編組成形構造物を該ダイ中で前進させ；該編組構造物が
該ダイ中を前進するときに熱可塑性樹脂の軟化と流動を
生じさせる温度に該ダイ内で該構造物を加熱し、該温度
は樹脂の劣化温度よりも低く；該編組成形構造物を加熱
しながら該構造物に圧力を及ぼすことによってそれを圧
密化し、且つ該構造物がダイを離れたのちにそれを冷却
することを特徴とする、該ストランドから成形複合材構
造物を組立て且つ圧密化するための方法。 ３、相互により合わせてあり且つ経路中で構造物を通り
抜ける複数の繊維強化熱可塑性樹脂ストランドからの細
長い編組複合材構造物にして、構造物を通り抜ける該部
分中のストランドは実質的にまっすぐであることを特徴
とする該構造物。 ４、相互により合わせてあり且つらせん状の経路で構造
物を通り抜ける複数の繊維強化熱可塑性樹脂ストランド
からの細長い円形編組複合材構造物にして、構造物を通
り抜けるストランドは３パーセント未満の局部的捲縮を
有していることを特徴とする該構造物。 ５、構造物中を縦方向にのびる軸方向繊維強化熱可塑性
樹脂ストランド及び繰返しの二段階パターンで相互によ
り合わせる編組繊維強化樹脂ストランドの多層アレイか
ら成る細長い複合材編組構造物にして、該編組ストラン
ドのそれぞれは該パターンの一段階において逆戻りの点
に至るまで構造物の外周へと斜行する経路でアレイ中を
完全にのびており、その後に該編組ストランドのそれぞ
れは該パターンの別の段階において該逆戻り点からもう
一つの逆戻り点に至るまで別の斜行する経路でのびてお
り、該斜行する経路中の編組ストランドは１０パーセン
ト未満の局部的捲縮を有していることを特徴とする該構
造物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15158288A | 1988-02-02 | 1988-02-02 | |
| US151582 | 1988-02-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01298257A true JPH01298257A (ja) | 1989-12-01 |
| JP2866963B2 JP2866963B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=22539405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1022715A Expired - Fee Related JP2866963B2 (ja) | 1988-02-02 | 1989-02-02 | 編組構造物のイン‐ライン圧密化 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0327085B1 (ja) |
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