JPH10513515A - 構造部材の強化 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 基材の表面に乾燥した繊維強化材料からなる層（１１）を付加する工程と、上記層（１１）に減圧された圧力を印加する工程と、隙間が十分に樹脂で満たされるまで、樹脂が上記層に吸い込まれるようにして上記層（１１）に硬化性樹脂を導入する工程と、樹脂を硬化させる工程とからなる基材構造部材（２１）の補強方法。上記層（１１）は、好ましくは、比較的低い織物密度と高い通気性とを有する樹脂配分層と、比較的高い織物密度と低い通気性を有する強化層とを含む織物繊維である。上記層（１１）は、予備形状（１０）として供給される。

Description

【発明の詳細な説明】 構造部材の補強 本発明は、補強および補修を目的とする構造物の補強に関し、特に（但し、限 定的でなく）、現存する構造物もしくは構造部材に用いられる改良された補強お よびこのような補強を提供する方法を提案する。適用可能な構造物は、あらゆる 工学的材料、例えば、構造物のステンレス鋼材、アルミニウム、鋳鉄、コンクリ ート、木材および繊維強化プラスチック等を含んでいてもよく、また、あらゆる 形状、例えば、板形状、管形状、あるいは他の中空断面、または、他の通常の工 学的断面形状を有していてもよい。 多くの場合、現存する構造物は、設計された基準が最早適切であるとはいえな いため、修理または強化のための補強を必要とする。構造部の使用が当初の設計 基準を超えた場合、構造物は疲労、腐食、または衝撃、或いは単に寿命によって ダメージを受ける。 従来、このような構造物は、現存する構造物の同種の新しい材料を付加するこ とにより修理されていた。例えば、鉄またはアルミニウムの構造物の補強は溶接 や留め金具の技術により、鋳鉄、木材または繊維強化プラスチックの補強は留め 金具により、そして繊維強化プラスチックの補強は接着により行われていた。例 えば、コンクリートの構造物に鉄板を取り付ける場合のように、異なる種類の新 しい材料が構造物に付加される所では、接着と留め金具との併用が行われる。し かしながら、これらの方法は、作業場での実施の実用性や、使用材料の構造的効 率に関わる問題を有している。また、溶接や留め金具を含む方法は、しばしば当 初の構造物の強固な部分での弱体化または欠陥を生じる応力増加の範囲をまねく 結果となる。 最新の繊維強化ポリマー複合材料は、現存する構造物の補強に適した特性を有 する。代表的な繊維としては、あらゆるカーボン繊維、ある種のアラミド系繊維 、そしてある種の高性能グラスファイバーが含まれる。これらの材料の利点は、 殆どの構造物に使用される通常の工学的材料に比べて、特有の高特性を有するこ とである。すなわち、軽量化および小型化、現存する構造物の荷重軽減、および 手作業の容易さを提供する。また、強化材料を取付けるのに接着剤を使用するこ とで、当初の構造物における応力集中を軽減させ、また強化材料の保守が免除さ れるため寿命コストを減少させる。したがって、最新の繊維強化ポリマー複合材 料は、改良された強化材料であると見なされている。 最新の繊維強化ポリマー複合材料は、通常、高度に制御される作業場環境、時 に“クリーンルーム”と呼ばれる環境で製造される。最新の繊維強化ポリマー複 合材料に係るほとんどの製造技術は、このような環境での作業を基本としている 。 ＥＰ−Ａ−０３７８２３２は、現存するコンクリート構造物を補強するための 最新の繊維強化ポリマー複合材料の使用例を開示している。ここで開示されてい る上記方法は、小さい体積の繊維片を有し（ゆえに、硬度および強度が比較的低 い）、低強度の接着ラインを有する複合材料に帰着しているため、上記方法は、 コンクリートへの適用に限定される。尚、この方法で使用される材料は、プリプ レグと、汎用の室温硬化エポキシ接着剤との混合物である。 本発明の実施の一側面によれば、基材構造部材の補強の方法は、基材の表面に 乾燥した繊維強化材料で構成される層を形成する工程と、上記材料層に減圧され た圧力を印加する工程と、上記層の隙間が十分に硬化性樹脂で満たされるまで、 樹脂が上記層に吸い込まれるように上記層に上記硬化性樹脂を導入する工程と、 上記樹脂を硬化させる工程とを含んでいる。 上記基材は、当初より付加されるプライマー層もしくはシーラー層を随意に有 していてもよい。 補強材料は、上記方法の樹脂の配分特性に影響を与えるために、なるべく異な る繊維構造密度および通気性を有する材料を含むほうがよい。上記層は、強度お よび硬度特性に影響を与えるために、２つもしくはそれ以上の方向に配置される 繊維を有するほうがよい。一般に、上記層は、基材に隣接する樹脂配分層として の比較的低い繊維構造密度と高い通気性を持つ第１の材料の層（積層方式におい ては他の場所にも、一つもしくはそれ以上の上記層を持つ）、および構造強化層 としてより高い繊維構造密度を持つ第２の材料の中間層とを含む。構造強化層の 繊維は、一般に、高いアスペクト比（長さ：幅）を持ち、構造負荷要件に適した 方向に配列される。樹脂配分層は、一般に、樹脂が、強化層の長手方向に配列さ れた繊維の主軸にほぼ平行な方向と、上記主軸にほぼ垂直な方向との両方の方向 に対して流れやすい樹脂の流路を有するように、より疎な繊維配列を有している 。織物構造の上記層の幾つかにおける構造においては、樹脂の流動を制御するた めに異なる方向の通気性が、異なるレベルとなるように設計されている。特に、 極めて通気性の低い層のいくつかは、現存する構造物への接着を促進するために 現存する構造物との境界部に使用され、上記層の多くは、樹脂を隅々まで流通さ せるための多数の層を補強するように種々の間隔で配置される。上記の高い通気 性を有する層は、構造的であっても、あるいは構造的でなくてもよい。 最上部層は、さらに材料の補強や、表面処理の必要を無くすための塗装に適用 しうるように取外し可能に設計された取外し可能なシール材でもよい。 好適には、乾燥した繊維強化層は、繊維含有材料からなる２から６０の層で構 成される。繊維体積密度は、硬化積層系の５０〜６０％程度であればよい。樹脂 の接着強度は、典型的には、引張剪断に対しては１５〜３０ＭＰａ、引張に対し ては３０〜３５ＭＰａである。樹脂配分層の材料は、それ自体が結果的な補強に 関して構造強度を与える場合もあれば、構造材料の補強に関して本質的な構造強 度を与えないか、もしくはわずかに限定的に与えるにとどまる場合もある。 織物材料からなる構造強化層の材料は、好ましくは、カーボン繊維、ガラスま たは他のガラス質の繊維、熱可塑性プラスチック繊維、アラミド系繊維、ポリエ チレンおよびポリエステル繊維、およびセラミック繊維の中の一つもしくは複数 から選択される。樹脂配分層の材料も、それが構造的強度を与えるものであって もなくても、これらの材料から形成されてもよい。両方の種類の材料における繊 維は、好適には、層の面内で異なる方向に、好ましくは与えられる負荷状態によ って２〜４方向に形成され、樹脂配分層の繊維は樹脂の流動を制御するように配 列される。例えば、上記材料における２軸織物パターンは、優勢的に相互に直交 する方向の樹脂の流路を与える。もし、樹脂配分層がそれ自身の構造的強度を有 しなければ、綿のような不織材料を使用することができる。織物材料が使用され る場合には、織り密度が繊維構造密度となる。 上記発明の方法は、より有利な点として、いわゆるクリーンルーム環境を必要 とせず、その場での実施が可能である。しかしながら、上記繊維強化は、本発明 のさらなる側面を構成し、特殊な適用に関して複数の強化材料の層を包含する予 備形状として組み立てられる。上記予備形状は、類型的には、複雑に湾曲した形 状の予備形状を許容し、結果的な強化に対し全体の厚さ強度を与えるように、緩 い縫合によって、好適に一まとめに保持された２〜６０の層を含んでいる。 好適には、上記予備形状は作業室で組み立てられ、その後、緩く纏められた全 ての材料と表面被覆物とを移動させることによって、補強が行われるべき現存す る構造物のある作業場へ送られる。表面の接着性を増す、あるいはカーボン繊維 強化材料と現存する構造物との間の電気絶縁性を得るために、表面をシールする ためのプライマーが、上記構造物に任意に付加されてもよい。 減圧下において強化層内に樹脂を吸収させるために、一般的に減圧された圧力 が繊維の主軸方向に関して上記層の一端に印加され、樹脂が他方の端部へ導入さ れる。上記樹脂は、樹脂配分層内を上記主軸に関してほぼ長手方向とほぼ垂直（ 鉛直）方向との両方の方向に優先的に流動する。そして、樹脂が完全に浸み込み 、隙間が樹脂でほぼ満たされるか、または飽和するまで、樹脂が上記樹脂配分層 から強化層へ流動する。上記層は、初めは、基材表面に対し取外し可能で流体が 漏れないように密接に連結されたフレキシブルかつ流体の不浸透性のシート部材 によって、上記層を取り囲むように覆われている。真空ポンプに接続された吸気 ダクトまたはマニホールドが、上記層の一方の端部付近の前で上記シート部材の 下に配置され、樹脂供給手段が他方の端部付近の前に配置される。このように、 減圧された圧力の適用によって、上記シート部材は、少なくとも上部層に対して 、密接かつ該上部層をシールするように吸気によって引き付けられる。これによ り、上記シート部材は、強化織物層を強固にまとめ、かつこれらを基材表面に密 接に接触させて押しつける。そして、樹脂は、初めに樹脂配分層に吸収され、該 樹脂配分層から構造強化層へ吸収される。樹脂は、繊維材料にほぼ完全に浸み込 み、繊維の隙間が樹脂で十分に満たされるまで各層に吸収され続ける。上記樹脂 は、ゲル構造の定着によりさらなる流動が防止されるまで、吸収され続けるのと 同時に硬化するか、または、樹脂の供給が単独で行われた後で、なお減圧下にお いて硬化させられるかのどちらかである。硬化の方法と硬化反応の性質とは樹脂 の種類によるものであり、それ自身は本発明の実施に関して重要ではない。本発 明では、各層に浸透できる十分に低い粘度をもつ流体状態と、腐食または浸食環 境に対する抵抗等、必要な機械的特性を持つ硬化状態とが規定される。したがっ て、上記樹脂は、特に、熱硬化性ポリエステル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂 およびビニルエステル樹脂の中から選択されればよく、硬化反応は、触媒、遊離 基（フリーラジカル）、熱、または水分によって誘起される付加または縮合重合 であればよい。低温での処理は、使用前の樹脂への排気および湿潤材の付加、お よび使用前の樹脂の脱ガスの間、利用されればよい。 もし、補強が水面下で行われるのであれば、減圧された圧力の印加は、樹脂の 導入前に湿った繊維層を乾燥させるのにも役立つ。 好適には、強化層において、樹脂供給手段と吸気ダクトとの間に直接的に低い 抵抗の流路が発生するのを防ぐために、最終または最上部の樹脂配分層の隙間が 、吸気ダクトまたはマニホールドに近接する下流端の領域で封鎖される。比較的 厚いラミネート（積層）層が要求されるところでは、直接の樹脂流路において適 切な樹脂の供給を受けない上流端を確保するために、樹脂供給手段と強化層との 間での樹脂供給配分と平衡領域を与えるように、最終または最上部の層が、下部 ラミネート層の縁部に広がる比較的高い通気性を有する材料で構成されることが 望ましい。 後からの接着または補強完了後の塗装が行われる部分では、最上部の樹脂配分 層を覆って、取外し可能な被覆材もしくは引き剥がし可能な管状の層（ティアプ ライ）からなるさらなる層が選択的に設けられてもよい。硬化の促進あるいは硬 化後にその場で各層を加熱するために、付加的あるいは択一的に、電気伝導性繊 維の層が、最上部の樹脂配分層の上に設けられてもよい。このような加熱層は、 取外し可能であっても、あるいは補強材料の実用期間中、加熱の必要がある場合 のために永久的要素として併合されていてもよい。全体にわたるコールシートま たはコールプレートが、フレキシブルな不浸透性のシート部材のすぐ下に備えら れてもよい。これは、積層系を強固に保持し、減圧された圧力の均一な分布を促 し、適切な場合には、硬化する間、鉛直面または架橋構造の面に各層の位置を保 持するためである。このようなコールシートは、硬質プラスチック材料、あるい はゴムのようなフレキシブル弾性材料からなっていてもよい。また、このような コールシートは、上記の強化層と不浸透性のシート部材との間で、樹脂供給手段 から吸気ダクトへ直接、樹脂が流れることを防止するに足る厚さを持っているべ きである。選択肢として、上記コールシートは、最上部のブロックに分けられた 樹脂配分層の代わりに、樹脂が流れる流路を設けた形状であってもよい。 樹脂が充分に硬化すると、樹脂と繊維の材料は、複合強化材となる。樹脂は、 繊維材料層および基板間の接着剤および強化剤として働く。また、上記フレキシ ブルシート部材、被覆材、またはティアプライ、コールシート、また選択的には 、電気伝導性繊維、樹脂供給手段および吸気ダクトは、密封剤やあらゆる補助用 具と共に、いずれも、上記のようにして作製される複合強化材から取り去っても よい。 本発明の実施の形態について、添付の図面を参照した実例を通して、後で詳細 な説明を行う。 図１は、予備形状として準備される強化層の縦断面図である。 図２は、図１の予備形状を含むシート基材用補修材の構成を示している。 図３は、建造物の梁のフランジ補修用であり、図２と同様の構成を示している 。 図４は、管状部の補修用であり、図２と同様の構成を示している。 図１によれば、番号１０で総体的に示される予備形状は、高浸透性繊維材料の 各層１１と、高密度繊維材料の各層１２とから成っている。各層１１は樹脂配分 層として働き、各層１２は構造強化層として働く。外側の（下方に面した）層１ １は、補修すべき、または使用にあたって強化すべき基材に隣接させることにな っている。各層は、ステッチ１３によって緩く纏められている。樹脂配分層とし ての層１１は、基材に対する樹脂の供給および予備形状全体にわたる樹脂の供給 を促進するのに対し、構造強化層は補修強度を与えるものである。 樹脂配分層としての層１１は、２軸方向に織り上げられたポリエステル繊維か ら形成されている。第１の、または下側の層は、中央の層より、低密度に編まれ ている。繊維状の構造強化層としての層１２は、縦方向の流路が優勢になるよう に、主として縦の繊維を持つカーボン繊維から形成されているが、層１１は、上 記流路が、各層の面および上記縦方向に垂直な成分を持つ樹脂の通路を備えるよ うに、主として横の繊維を持っている。 図２には、基板２１の片側の面上に位置する予備形状１０が示されている。な お、その基板２１の片側の面は、除去可能なティアプライシート２２で覆われて いてもよい。吸引路２３は、予備形状の一端側に配され、樹脂供給管２４は、他 端側に配され、かつ、高浸透性フィルムの樹脂配分層２５に包まれている。樹脂 配分層２５は、予備形状の頂部を横断し、吸引路２３の方へ広がっている。樹脂 ブロック２６は、予備形状１０の吸引路２３に隣接する端部に設けられている。 なお、コールプレート２７が、樹脂配分層２５上に設けられてもよく、さらにコ ールプレート２７が、導電性繊維層２８に覆われていてもよい。不浸透性シート ２９は、これらの組立品全体を覆って配されており、その周縁は、両面接着テー プまたはマスティックシール化合物３０を用いて、基板に対し封止されている。 導電性繊維に対する接続、上記吸引路および樹脂供給管の各々を真空ポンプおよ び樹脂貯留槽（図示せず）に対する接続は、シート２９を通して適切なシールを 用いてなされている。 実施においては、吸引路２３を介して吸引がなされる。そして、所望の減圧が 達成されたときに、樹脂が樹脂供給管２４に流れるようになる。樹脂はそこから 吸引され、初めに樹脂配分層２５を流れ、その後、繊維に浸透しながら予備形状 の層に流れ込む。所望の量の樹脂が、その系に流れ込んだとき、樹脂の供給を停 止させる。あるいは、その代わりとして、樹脂のゲル化が起こるまで、樹脂を継 続して流してもよい。この時点で、上記導電性繊維に熱を発生させるように賦活 すれば、積層体の硬化段階あるいは硬化後処理を促進することができる。上記の 管、コールシート、不浸透性のカバーシート、封止テープおよび導電性繊維は、 （実用に必要が無ければ）この段階で取り除いてもよい。剥離可能なティアプラ イ層もまた、この段階か、さらなる強化／樹脂配分層あるいは塗装を行う前に、 取り除いてもよい。 構造物の鋼鉄製品に対する一般的な強化に供する複合強化材の典型的な寸法は 、長さ８ｍ、幅５００ｍｍ、厚さ３５ｍｍである。そのような強化材は、優れた 基材接着力と優れた強度重量比とを有している。 図３および図４は、図２と同様の構成を示すもので、桁３１のフランジに適用 した場合（図３）およびチューブ４１に適用した場合（図４）を示している。沖 合の油井プラットフォームにおける鋼鉄製梁の構造強化に供する典型的な寸法は 、０．２ｍ幅の補強当て板あたりに長さ７ｍであり、各当て板は５４層までの厚 さとする。強化材の巻装体を用いてパイプラインの溶接部周りを補修するには、 パイプの周囲に長さ０．６ｍの当て板を用いるとよく、各巻装体は１０層までと する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１月１５日 【補正内容】 明細書 構造部材の強化 本発明は、構造物の強化に関し、特に（但し、限定的でなく）、現存する構造 物もしくは構造部材を補強するための改良された強化方法を提案する。適用可能 な構造物は、あらゆる工学的材料、例えば、構造物のステンレス鋼材、アルミニ ウム、鋳鉄、コンクリート、木材および繊維強化プラスチック等を含んでいても よく、また、あらゆる形状、例えば、板形状、管形状、あるいは他の中空断面、 または、他の通常の工学的断面形状を有していてもよい。 多くの場合、現存する構造物は、設計された基準が最早適切であるとはいえな いため、強化のための補強を必要とする。構造部の使用が当初の設計基準を超え た場合、構造物は疲労、腐食、または衝撃、或いは単に寿命によってダメージを 受ける。 従来、このような構造物は、現存する構造物の同種の新しい材料を付加するこ とにより強化されていた。例えば、鉄またはアルミニウムの構造物の補強は溶接 や留め金具の技術により、鋳鉄、木材または繊維強化プラスチックの補強は留め 金具により、そして繊維強化プラスチックの補強は接着により行われていた。例 えば、コンクリートの構造物に鉄板を取り付ける場合のように、異なる種類の新 しい材料が構造物に付加される所では、接着と留め金具との併用が行われる。し かしながら、これらの方法は、作業場での実施の実用性や、使用材料の構造的効 率に関わる問題を有している。また、溶接や留め金具を含む方法は、しばしば当 初の構造物の強固な部分での弱体化または欠陥を生じる応力増加の範囲をまねく 結果となる。 最新の繊維強化ポリマー複合材料は、現存する構造物を強化により補強するの に適した特性を有する。代表的な繊維としては、あらゆるカーボン繊維、ある種 のアラミド系繊維、そしてある種の高性能グラスファイバーが含まれる。これら の材料の利点は、殆どの構造物に使用される通常の工学的材料に比べて、特有の 高特性を有することである。すなわち、軽量化および小型化、現存する構造物の 荷重軽減、および手作業の容易さを提供する。また、強化材料を取付けるのに接 着剤を使用することで、当初の構造物における応力集中を軽減させ、また強化材 料の保守が免除されるため寿命コストを減少させる。したがって、最新の繊維強 化ポリマー複合材料は、改良された強化材料であると見なされている。 最新の繊維強化ポリマー複合材料は、通常、高度に制御される作業場環境、時 に“クリーンルーム”と呼ばれる環境で製造される。最新の繊維強化ポリマー複 合材料に係るほとんどの製造技術は、このような環境での作業を基本としている 。 ＥＰ−Ａ−０３７８２３２は、現存するコンクリート構造物を補強するための 最新の繊維強化ポリマー複合材料の使用例を開示している。ここで開示されてい る上記方法は、小さい体積の繊維片を有し（ゆえに、硬度および強度が比較的低 い）、低強度の接着ラインを有する複合材料に帰着しているため、上記方法は、 コンクリートへの適用に限定される。尚、この方法で使用される材料は、プリプ レグと、汎用の室温硬化エポキシ接着剤との混合物である。 ＧＢ−Ａ−１４９０１０２は、ひび、または他の空孔が生じたことで強度が低 下し、該ひびや空孔がさらに伝達して構造破壊の虞れが生じた人工構造物もしく は自然構造物を安定させる方法を開示している。上記方法では、剥き出された構 造物の表面に補強材料のフレキシブルな通気性のシートを通じて、上記ひびまた は空孔と通気性シートとを排気することにより、流体もしくは半流体の硬化性材 料を上記ひびまたは空孔に流し入れ、上記硬化材料を全ての排気された空孔が満 たされるまで流入し、上記硬化材料を硬化させる。上記のフレキシブルな通気性 シートには、好ましくはメッシュまたはネットが使用され、更に好ましくはフレ キシブルなグラスマットが用いられる。 ＵＳ−Ａ−５２１８８１０は、地震などの際に予想される不均斉な負荷に抵抗 しうるようにコンクリート柱を補強するための方法を開示している。上記方法は 、上記柱の外面を繊維層および樹脂材料で巻装する方法であり、上記繊維層は、 一体に縫い纏められた上層および下層を含んでいる。 本発明の実施の一側面によれば、基材構造部材の強化の方法は、高いアスペク ト比を持ち、上記基材構造部材の構造負荷要求に応じて方向的に配列される乾燥 繊維の形態の繊維強化材料で構成される層を基材の表面に形成する工程と、上記 材料層に減圧された圧力を印加する工程と、上記層の隙間が十分に硬化性樹脂で 満たされるまで、樹脂が上記層に吸い込まれるように上記層に上記硬化性樹脂を 導入する工程と、上記樹脂を硬化させる工程とを含んでいる。 上記基材は、当初より付加されるプライマー層もしくはシーラー層を随意に有 していてもよい。 補強材料は、上記方法の樹脂の配分特性に影響を与えるために、なるべく異な る繊維構造密度および通気性を有する材料を含むほうがよい。上記層は、強度お よび硬度特性に影響を与えるために、２つもしくはそれ以上の方向に配置される 繊維を有するほうがよい。一般に、上記層は、基材に隣接する樹脂配分層として の比較的低い繊維構造密度と高い通気性を持つ第１の材料の層（積層方式におい ては他の場所にも、一つもしくはそれ以上の上記層を持つ）、および構造強化層 としてより高い繊維構造密度を持つ第２の材料の中間層とを含む。構造強化層の 繊維は、高いアスペクト比（長さ：幅）を持ち、構造負荷要件に適した方向に配 列される。 織物材料からなる構造強化層の材料は、好ましくは、カーボン繊維、ガラスま たは他のガラス質の繊維、熱可塑性プラスチック繊維、アラミド系繊維、ポリエ チレンおよびポリエステル繊維、およびセラミック繊維の中の一つもしくは複数 から選択される。樹脂配分層の材料も、それが構造的強度を与えるものであって もなくても、これらの材料から形成されてもよい。両方の種類の材料における繊 維は、好適には、層の面内で異なる方向に、好ましくは与えられる負荷状態によ って２〜４方向に形成され、樹脂配分層の繊維は樹脂の流動を制御するように配 列される。例えば、上記材料における２軸織物パターンは、優勢的に相互に直交 する方向の樹脂の流路を与える。もし、樹脂配分層がそれ自身の構造的強度を有 しなければ、綿のような不織材料を使用することができる。織物材料が使用され る場合には、織り密度が繊維構造密度となる。 上記発明の方法は、より有利な点として、いわゆるクリーンルーム環境を必要 とせず、その場での実施が可能である。しかしながら、上記繊維強化は、本発明 のさらなる側面を構成し、高いアスペクト比を持つ樹脂透過性の乾燥した繊維の 複数の層を包含する予備形状として組み立てられる。上記各層は、比較的低い繊 維構造密度と高い通気性を有する樹脂配分層と、比較的高い繊維構造密度と低い 通気性を有する強化層と含み、これらの層は緩く一纏めに縫い付けられる。上述 の緩い縫合は、複雑に湾曲した形状の予備形状を許容し、結果的な強化に対し全 体の厚さ強度を与える。 好適には、上記予備形状は作業室で組み立てられ、その後、緩く纏められた全 ての材料と表面被覆物とを移動させることによって、補強が行われるべき現存す る構造物のある作業場へ送られる。 請求の範囲 １．基材構造部材（２１）を強化する方法であって、 高いアスペクト比を持ち、上記基材構造部材の構造負荷要求に応じて方向的に 配列される乾燥繊維の形態の繊維強化材料で構成される層（１２）を基材の表面 （２１）に形成する工程と、 上記材料層に減圧された圧力を印加する工程と、 上記層の隙間が十分に樹脂で満たされるまで、樹脂が上記層に吸い込まれるよ うにして上記層に硬化性樹脂を導入する工程と、 樹脂を硬化させる工程とを含むことを特徴とする方法。 ２．上記基材が、当初より付加されるプライマー層もしくはシーラー層を有す る請求項１に記載の方法。 ３．異なる繊維構造密度および通気性を有する材料からなる上記層が、 基材に隣接し、比較的低い繊維構造密度と高い通気性を持つ樹脂配分層として の第１の材料の層（１１）と、 少なくとも１つの、構造強化層として、より高い繊維構造密度を持つ層（１２ ）とを含む請求項１または２に記載の方法。 ４．強化材料の繊維が異なる方向に配列される請求項１ないし３の何れかに記 載の方法。 ５．上記構造強化層が、中間位置に樹脂配分層（１１）を含む請求項３または ４に記載の方法。 ６．樹脂が長手方向に配列された繊維の主軸にほぼ平行な方向と、上記主軸に ほぼ垂直な方向との両方の方向に流れるように、上記樹脂配分層（１１）が、構 造強化層（１２）に比べてより疎な繊維配置を有している請求項３ないし５の何 れかに記載の方法。 ７．上記樹脂が、引張剪断に対して１５〜３０ＭＰａの接着強度を有し、引張 に対して３０〜３５ＭＰａの接着強度を有する請求項１ないし６の何れかに記載 の方法。 ８．上記繊維が、カーボン繊維、ガラスまたは他のガラス質の繊維、熱可塑性 プラスチック繊維、アラミド系繊維、ポリエチレンおよびポリエステル繊維、お よびセラミック繊維の中の一つもしくは複数から選択される請求項１ないし７の 何れかに記載の方法。 ９．上記樹脂配分層の材料が、不織物で、かつ綿を含んでいる請求項３ないし ８の何れかに記載の方法。 １０．上記樹脂が、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、または ビニルエステル樹脂である請求項１ないし９の何れかに記載の方法。 １１．上記樹脂が、触媒、遊離基の開始、加熱、または水分により硬化される請 求項１ないし１０の何れかに記載の方法。 １２．減圧された圧力が繊維含有材料の繊維の主軸に方向づけられる方向に関し て層の一端に印加され、上記樹脂が他端へ導入される請求項１ないし１１の何れ かに記載の方法。 １３．上記樹脂が、下流端の領域を封鎖された上記樹脂配分層（２５）を介して 導入される請求項１２に記載の方法。 １４．さらに、強化層の上に、取外し可能な被覆材もしくは引き剥がし可能な管 状の層（２２）、電気伝導性繊維の層（２８）、および／あるいは、全体にわた るコールシートまたはコールプレート（２７）が設けられる請求項１ないし１３ の何れかに記載の方法。 １５．基材構造材料の強化に用いられる予備形状であって、 高いアスペクト比を持つ樹脂透過性の乾燥した繊維の複数の層を包含し、上記 各層は、比較的低い繊維構造密度と高い通気性を有する樹脂配分層（１１）と、 比較的高い繊維構造密度と低い通気性を有する強化層（１２）と含み、これらの 層は緩く一纏めに縫い付けられることを特徴とする予備形状。 １６．強化層の繊維が２から４の異なる方向に配列されている請求項１５に記載 の予備形状。 １７．一つまたは複数の樹脂配分層が、予備形状の上記層の中の一つまたは複数 の中間位置に、基材（２１）に対向する配置で設けられる請求項１５または１６ に記載の予備形状。 １８．最上部層として取外し可能なシール材料を含む請求項１５ないし１７の何 れかに記載の予備形状。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ )，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ， ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．基材構造部材を補強する方法であって、 基材の表面に、乾燥した繊維強化材料で構成される層を形成する工程と、 上記材料層に減圧された圧力を印加する工程と、 上記層の隙間が十分に樹脂で満たされるまで、樹脂が上記層に吸い込まれるよ うにして上記層に硬化性樹脂を導入する工程と、 樹脂を硬化させる工程とを含む方法。 ２．上記基材が、当初より付加されるプライマー層もしくはシーラー層を有す る請求項１に記載の方法。 ３．異なる繊維構造密度および通気性を有する材料からなる上記層が、 基材に隣接し、比較的低い繊維構造密度と高い通気性を持つ樹脂配分層として の第１の材料の層と、 少なくとも１つの、構造強化層として、より高い繊維構造密度を持つ層とを含 む請求項１または２に記載の方法。 ４．強化材料の繊維が異なる方向に配列される請求項１ないし３の何れかに記 載の方法。 ５．上記構造強化層が、中間位置に樹脂配分層を含む請求項３または４に記載 の方法。 ６．樹脂が長手方向に配列された繊維の主軸にほぼ平行な方向と、上記主軸に ほぼ垂直な方向との両方の方向に流れるように、上記樹脂配分層が、構造強化層 に比べてより疎な繊維配置を有している請求項３ないし５の何れかに記載の方法 。 ７．上記樹脂が、引張剪断に対して１５〜３０ＭＰａの接着強度を有し、引張 に対して３０〜３５ＭＰａの接着強度を有する請求項１ないし６の何れかに記載 の方法。 ８．上記繊維が、カーボン繊維、ガラスまたは他のガラス質の繊維、熱可塑性 プラスチック繊維、アラミド系繊維、ポリエチレンおよびポリエステル繊維、お よびセラミック繊維の中の一つもしくは複数から選択される請求項１ないし７の 何れかに記載の方法。 ９．上記樹脂配分層の材料が、不織物で、かつ綿を含んでいる請求項３ないし ８の何れかに記載の方法。 １０．上記樹脂が、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、または ビニルエステル樹脂である請求項１ないし９の何れかに記載の方法。 １１．上記樹脂が、触媒、遊離基の開始、加熱、または水分により硬化される請 求項１ないし１０の何れかに記載の方法。 １２．減圧された圧力が繊維含有材料の繊維の主軸に方向づけられる方向に関し て層の一端に印加され、上記樹脂が他端へ導入される請求項１ないし１１の何れ かに記載の方法。 １３．上記樹脂が、下流端の領域を封鎖された上記樹脂配分層を介して導入され る請求項１２に記載の方法。 １４．さらに、強化層の上に、取外し可能な被覆材もしくは引き剥がし可能な管 状の層、電気伝導性繊維の層、および／あるいは、全体にわたるコールシートま たはコールプレートが設けられる請求項１ないし１３の何れかに記載の方法。 １５．樹脂の注入および硬化による基材構造材料の補強時に行われる予備形状で あって、 緩い縫合によって一纏めにされる樹脂透過性の繊維包含材からなる複数の層を 含む予備形状。 １６．上記層は、比較的低い繊維構造密度と高い通気性とを有する樹脂配分層と 、比較的高い繊維構造密度と低い通気性を有する強化層と含む請求項１４に記載 の予備形状。 １７．強化層の繊維が２から４の異なる方向に配列されている請求項１６に記載 の予備形状。 １８．一つまたは複数の樹脂配分層が、予備形状の上記層の中の一つまたは複数 の中間位置に、基材に対向する配置で設けられる請求項１６または１７に記載の 予備形状。 １９．最上部層として取外し可能なシール材料を含む請求項１５ないし１８の何 れかに記載の予備形状。