JPH10501754A - 繊維強化三次元製品の製造に使用される方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 繊維（８）のためのキャリアネットが張設されたフレーム（２）から成る成形型（１）に長繊維（８）を積層する工程を含む、繊維強化三次元製品を製造する方法。形成された平面的なラミネートの個々の層は、その第１端（９）のみがフレームの一辺に固定されるように位置決めされる。次の層の第１端（９）はフレームの別の辺（４，７）に固定される。このようにして、製品に三次元形状を付与するプレス工程において、元の平面的なラミネートから最大の距離を変位した領域においても、実質的に均一な繊維分布を得ることができる。こうして、得られた三次元製品には良好な機械的特性が与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】 繊維強化三次元製品の製造に使用される方法とプラント 本発明は、製品を形成する成形型を使用して繊維強化プラスチック材の三次元 製品を製造する方法に関し、プラスチックのマトリックスを混合した均一配向の 長繊維を含む交叉した繊維構造体からなる平面的なラミネートが形成される。 冒頭に述べたタイプの方法において、三次元形状を付与する際に、形成された 平面的なラミネートが設置された成形型の中に固定されないことは公知である。 短い即ち切断された繊維がプラスチック材料の補強のために使用される場合に、 材料は通常は固定されない。そのために、製品に三次元形状を付与するときに、 繊維の配向と分布を制御することができない。従って、最終的な三次元製品は、 必ずしもその全体にわたって良好な材料特性を持つとは限らない。 平面的ラミネートに三次元形状を付与する際に、成形型の中に置かれている材 料の変位が可能なように、該ラミネートを全方向に部分的に固定する方法も公知 である。 このような材料の変位可能性があると、最終製品における補強繊維の配向は、 三次元形状を付与する前の成形型に載せられている平面的ラミネートの補強繊維 に与えられる配向とは異なる場合がある。従って、最終的な三次元製品において 、平面的ラミネートとは異なる三次元形状が対象物に与えられると、個々の補強 繊維相互間の間隔が広くなる。こうして、対象物の表面上材料厚が同じ箇所にお いて、補強繊維の含有率は、元の平面的ラミネートからの変位距離が大きいほど 、低下して少なくなる。補強繊維の含有率が低いと、最終製品のその部分の強度 が低下することは明らかであろう。 三次元製品の製造は、米国特許A-4,404,156とA-5,312,579に記載されているよ うに、三次元形状の多数の層を重ねて載せることによって行われる。しかし、大 量生産のための方法としては、最初に平面的ラミネートを形成し、次いで初めに 形成されたラミネートをプレス／深くプレスすることによってそれに三次元形状 を与える方法を使用することが望ましい。 本発明は主としてこの方法を意図しているが、該方法は長繊維に予め規定され た配向を与えることができ、平面的な製品又は実質的に平面的な製品の製造にも 使用できる。このようにして、最終製品に、異なる配向による異なる強度等の種 々の機械的特性を与えることができる。 本発明の目的は、平らに置かれたラミネートに対して最大の三次元変位を与え た最終製品の領域においても長繊維が均等に分布し且つ一方向に配向される方法 と成形型を提供することをによって、前記公知の方法の欠点を解消することにあ る。 本発明によれば、この目的は、長繊維の第１端部をラミネートから突出させて ラミネートをキャリアフレーム上に緩んだ状態で載せ、この載置した製品を加熱 し、成形型の縁部領域の固定部材に長繊維の前記第１端のみを位置決めし、長繊 維の第２端が成形型の直径方向において反対側に達しないで成形型内で自由にな るように固定部材を作用させ、前記第１端において繊維を連続的に固定しながら 、加熱された平面的ラミネートを所望の三次元形状の製品になるようにプレスし 、該製品を成形型から解放して取り出すことを特徴とする方法によって達成され る。 この方法に使用されるプラントは、成形型の縁に沿って補強繊維を固定するた めの部材を具えた成形型を有し、該プラントは、緩んだ状態で載せられた繊維構 造体のための支持体として機能するキャ リアネットを張設したキャリアフレームと、前記成形型の固定部材と連携して補 強繊維をラミネートから突出した第１端部のみで固定する部材を有する押圧フレ ームとを具えていることを特徴とする。 繊維構造体は、連携する押圧フレームと成形型の固定部材とによって、成形型 内に繊維の第１端部で固定されるので、三次元形状付与の際に、個々の層は他方 の辺に沿って、そして或る程度は平面内でも自由に移動可能である。殆どの場合 、使用される成形型は四角形の成形型であり、従って自由運動は繊維構造体の他 の三辺に沿って可能となる。ラミネートは選ばれたマトリックス材料に適用する 処理温度まで加熱される。硬化性プラスチックが使用される場合、加熱によりマ トリックス材料は化学反応を開始する。熱可塑性マトリックス材料を使用する場 合には、ラミネートは、プレスの際に一体化が完了するまで、選ばれたマトリッ クス材料の処理温度に維持される。 圧力が加えられると積層されたラミネートの個々の層は相互に密着し、同時に プレスによって一体化されるので、製品は三次元形状になる。この形状付与の際 に、繊維は第１端で固定され、その結果、三次元形状付与の最中及びその後もそ の配向を維持する。平面的な元のラミネートから最大距離の変位を与えられた領 域においてさえ、繊維は製品表面全体にわたって均一に分布する。その結果、よ り良好な、好適に規制された機械的特性を有する三次元製品が得られる。 この方法において、長繊維は主たる配向を維持しながら波型をなして延在する のが好ましい。 本発明の方法において、使用される成形型は多角形であることが多く、好まし くは四角形である。しかし、その他の外形を有する任意の成形型が使用できる。 長繊維がその第１端のみで固定され、且 つ直径方向反対側の成形型側に達しないことが唯一の留意すべき点である。 本発明から最良の利点を得るために、ラミネートは、それぞれが決まった配向 を有する少なくとも４層の繊維構造体で構成されることが必要である。これらの 繊維構造体はキャリアネット上に積層され、次に該ネットは多角形の成形型に載 せられるが、その積層の際に、各繊維構造体は、その繊維の第１端部が、直前に 積層された層に使用された成形型側に隣接する成形型側に載るように積層される 。このようにして、所望材料厚の最終製品を得るのに充分な材料になるまで複数 の層が作られる。キャリアネット上に所望量の材料が載せられるまで、積層が続 けられる。前述のように、硬化性プラスチック又は熱可塑性プラスチックのマト リックスが使用される。好適実施例によれば、エポキシ又はポリエステルがマト リックスとして使用される。 本発明のプラントによって、前記方法は産業用途に適したものとなる。フレー ムは張設されたキャリアネットを具えており、該ネットの糸は補強繊維で構成さ れることが望ましく、繊維構造体に使用された同一マトリックスと混合されてよ い。別の例として、このネットの糸は純粋の補強繊維で構成されていてよく、又 は繊維構造体に使用されたマトリックスとは異なるマトリックスと混合されても よい。簡単な構造として、ラミネートの積層が他の異なるステーションで行なわ れ、キャリアネットが最終製品の一部として一体化される時にこの方法が採られ てよい。 製品がキャリアフレーム上に載せられ、かつ成形型、および繊維を固定するた めの部材から成る押圧フレームがキャリアフレームよりも小さい寸法に形成され ているので、操作用具は単純化されている。こうして、成形型の表面を押圧フレ ームの表面と共働して使用 すると共に、押圧フレームの表面を三次元形状を製品に付与する表面として使用 することができる。加熱の上で製品がプレスされ、同時に前述のように固定され ると、押圧フレームがラミネートを押圧して成形型の保持表面に保持し、キャリ アネットはキャリアフレームから解放されて最終製品中に一体化される。キャリ アネットが製品に使用された補強繊維と同一補強繊維で構成される場合には、こ の方法が特に好適である。 図面の説明 次に、本発明を添付図面を参照して更に詳細に説明する。 図１〜８は、製品に三次元形状を付与するためにプレスを行う、本発明の方法 の一態様を示す。 図９は、本発明の方法に使用される成形型の平面図である。 図１０は、図９の成形型の側面図である。 図１１と図１２は、本発明の方法に使用される成形型の第２態様の部分断面図 である。 図１３は、本発明の方法に使用される成形型の第２態様の平面図である。 図１４は、図１３の成形型の側面図である。 各図において、同一又は対応する要素は同様符号を付され、各図に関して詳細 には説明されない。 図１〜１４は、本発明の方法で使用されるキャリアフレーム１を模式的に示し ている。図示の態様の成形型は四角形フレーム２からなり、フレーム内にはキャ リアネット３が張設されている（図５参照）。このフレーム２は、第１辺４、第 ２辺５、第３辺６及び第４辺７を持っている。本発明の方法によれば、数層から なるラミネートが形成される。図１は、プラスチックに混合された一方向配置の 長繊維から成る繊維構造体の第１層が、その繊維の第１端部９を前記第１辺４に 載せて積層される方法を示す。繊維８の第２端部１０は成形型の直径方向反対側 の辺（前記第３辺６）に達しないような長さを有する。次の層は繊維の第１端部 ９を前記第２辺５に載せて積層される。この第２層の繊維８の第２端部１０も直 径方向反対側の辺（前記第４辺７）には達しない。次に、図３に示すように、繊 維８の第３層が同様にその第１端部９を第３辺６に載せて積層される。次に、第 ４層が繊維の第１端部９を第４辺７に載せて積層される。 所望厚の材料になるまで、積層を続けることができる。 所望数の層が積層され、所望厚の平面的ラミネートが形成された後に、繊維８ の第１端部９は形成されたラミネートから突出しており、その第２端部１０は形 成されたこのラミネート１８の内側に自由な状態で設置される（図５参照）。 キャリアネット３、キャリアフレーム２、押圧フレーム及び成形型の断面を示 す図５〜８を参照して、引き続く工程を説明する。 キャリアネット３上に載置されたラミネート１８は、その後、図５に示すよう に次の処理工程へ運ばれる。ラミネートは２つの加熱した面１１，１２の間でプ ラスチックの粘着温度の直前の温度に達するまで接触加熱される。しかし、この 温度は、使用される加熱面１１，１２に材料が粘着しない限りのできるだけ高い 温度である。 この加熱後、ラミネート１８を載置したキャリアネット３は、図示しない更に 次の処理工程へ運ばれ、そこでラミネートは、好ましくは熱風オーブン中で、処 理温度まで加熱される。選択的に、処理温度までの加熱は、輻射熱等の他の熱源 によって行われてよい。 このようにして加熱されたラミネートは、次に図６に示す処理工程へ運ばれる 。この工程では、ラミネートを載せたキャリアフレー ム１は、雄型部１４を有する押圧フレーム１３と雌型部１６を有する下部成形型 １５との間に導入される。キャリアネット３は、フレーム２を支持する搬送装置 １７によって、前の処理工程から次の処理工程へ運ばれる。支持装置１７は相互 に間隔をおいて設置されたレールから成り、このレールは、形成されたラミネー ト１８が搬送装置１７上に設置されるフレーム辺から所定間隔置いたキャリアネ ット３の中央に位置するように、設置される。こうして、ラミネート全体は取り 囲むがフレーム１と搬送装置１７は取り囲まない加熱面１１，１２及び図示しな い熱風オーブン等の形態の加熱部材のための空間が準備される。フレーム２と搬 送装置が加熱部材の中に設置される場合には、大きい熱負荷がかかってこれらを 損傷させることになる。 ラミネート１８を押圧フレーム１３と下部成形型１５との間に設置した後に、 押圧フレーム１３を下部成形型１５の方に下降させる。これにより、押圧フレー ム側の共働面１９の形態の固定部材と下部成形型１５の表面２０が作動する。こ の状態は図７に示されている。この図から判るように、固定部材１９，２０は、 下部成形型１５の縁部領域において繊維構造体即ちラミネートの層の長繊維の第 １端部９を固定する。繊維の第２端部はラミネートの内側に自由な状態で置かれ ている。 ラミネートが固定部材１９，２０によって固定されるのと同時に、キャリアネ ット３がフレーム２から解放される。これによって、下部成形型１５の外側に垂 れ下がった自由突出端部２１が現れる。これらの自由突出端部２１は、次にその 製品に三次元形状を付与する時に、切断されて除去される。 製品に三次元形状を付与する続く処理工程は図８に示されているが、ここでは 、押圧フレーム１３が下部成形型１５の方に更に下降 移動して、雄型部１４が雌型部１６内に入り込むにつれて、ラミネート１８は両 者の間で変形し、同時に三次元形状が付与される。成形型が閉じると、ラミネー ト１８は一体化されて最終形状となる。これは非常に短い秒単位の時間で行われ る。その後、押圧フレーム１３は自由に上昇し、その製品は解放され、下部成形 型１５から取り出される。そこで、最終三次元製品は次の取扱いのために待機す る。 図９と１０は、キャリアネット３を具えたフレーム２の更に詳細な構成を示す 。別の処理工程として、自動搬送システム１７によるフレームの搬送を可能にす る二つの対向フレーム辺、即ち第１辺と第３辺又は第２辺と第４辺が輪郭線２２ で形成されている。 フレーム２は、平面的な上面２３を有する。ピストン２４が上面２３を貫通し て延び、フレームの上面２３の上方に上昇したり、上面２３の下方に下降するこ とができる。ピストン２４が平面的な上面２３を越えて上昇すると、キャリアネ ットの糸は、図９に示すように突出したピストン２４の周囲に置かれる。 しかし、キャリアネットの他のパターンも可能である。ピストン２４がフレー ム２の平面的な上面２３の下方に移動することによって、前述したようにキャリ アネット３がフレーム２から解放される。この状態において、フレーム２は処理 の開始位置に戻り、ピストンは再び上面２３の上方に上昇し、再び新しいキャリ アネット２３が取付けられる。各処理工程を通してフレーム２の移動は、搬送装 置１７上で連続的且つ自動的に行われる。 図１１と１２は、キャリアネット３をフレーム２に固定する方法の第２態様を 示す。便宜上、フレーム２はその第１辺４のみを示している。フレーム２は平面 的な上面２３を有する。この上面には軌道か溝が設けられ、それに弾性を有する 可撓性要素が取り付けられ 、それにキャリアネット３が固定されている。キャリアネットを固定するために 、キャリアネット３の一部を構成する各糸に対してクリップ２５が使用されてい る。クリップ２５は軸２６を中心に軸支され、且つ捩じりばねに連結され、該ス プリングはトルク２７を発生して突起２８をフレーム２の平面的な上面２３に押 し付け、キャリアネット３の糸を両者間に固定する。 こうして、キャリアネット３はトルク２７によってキャリアフレーム１に固定 される。前述のように、キャリアネット３がフレーム２から解放されるべき時に は、力２９がクリップ２５に加えられ、該クリップをトルク２７の方向に抗して 回動させる。このようにして、キャリアネット３は解放される。 図１３と１４には、図１１と１２に示したキャリアネット３を具えたフレーム ２の更に詳細な構成が見られる。フレームの対向辺、即ち第１辺と第３辺又は第 ２辺と第４辺は、その底部に特殊形状部３０を具え、自動搬送システム１７によ る各処理工程へのキャリアフレーム１の搬送を可能にする。 フレーム２は、図１１と１２を参照して上に述べたように機能する多数のクリ ップ２５を具えている。 クリップ２５の数、従ってキャリアネット３の糸の数は所望に応じて変えるこ とができる。 硬化性プラスチック又は熱可塑性プラスチックをこの工程で使用できる。当業 者にとって周知のように、加熱は目的に応じて種々の温度で行う必要がある。硬 化性プラスチックを使用する場合には、ラミネートの一体化の化学プロセスを開 始させるために加熱を行う必要性があることが多い。熱可塑性プラスチックを使 用する場合には、まさしくラミネートを一体化させる化学プロセスを実行するた めの加熱が必要性がある。 温度間隔と一体化時間は、選ばれた材料に応じて選択される。或る当業者にと っては公知なので、これについての更に詳細な説明は省略する。 繊維構造体８の一部を構成する繊維は、いわゆるハイブリッド糸である。本明 細書において、ハイブリッド糸とは、マトリックス材料と、糸のように相互に側 面を密着させた補強繊維とで構成され糸を意味する。しかし、ガラス繊維等の一 般的に知られている補強繊維も使用できる。 特に好ましい態様によれば、キャリアネット３は、繊維構造体に使用されたマ トリックスに混合された補強繊維と同一繊維で構成される。この方法では、前述 のようにフレーム２から解放されるキャリアネットが、最終ウエブにおいて見え ないように完成三次元製品の一部を構成することができる。他のタイプの補強繊 維からなるキャリアネットを使用することも可能である。キャリアネット３は、 キャリアフレーム２の一辺及び一端に置かれたロールに巻かれた供給源によって 形成されるのが有利であり、該ロールはパターンに従って自動的にキャリアフレ ームを横断して移動して、ラケットのガットを張る場合と同様に一本の連続繊維 を形成するか、又は一本又は二本の並列した繊維をキャリアネットに直接的に供 給する。フレーム２に如何にしてキャリアネットを形成するかは本質的なことで はない。これは人手で行ってもよい。しかし、キャリアフレーム２は、処理時に キャリアネットを固定かつ解放することのできるピストン２４等の部材を具えて いることが必要である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年６月２５日 【補正内容】 『繊維強化三次元製品の製造に使用される方法および装置 明細書 本発明は、製品を形成する成形型を使用して繊維強化プラスチック材の三次元 製品を製造する方法に関し、プラスチックのマトリックスを混合した均一配向の 長繊維を含む交叉した繊維構造体からなる平面的なラミネートが形成される。 冒頭に述べたタイプの方法において、三次元形状を付与する際に、形成された 平面的なラミネートが設置された成形型の中に固定されないことは公知である。 短い即ち切断された繊維がプラスチック材料の補強のために使用される場合に、 材料は通常は固定されない。そのために、製品に三次元形状を付与するときに、 繊維の配向と分布を制御することができない。従って、最終的な三次元製品は、 必ずしもその全体にわたって良好な材料特性を持つとは限らない。 ラミネートの製造方法は、米国特許A-5,312,579に開示されている。この方法 によれば、それぞれが一方向性の繊維からなるプリプレグが積層される。成形ス トッパが使用され、積層体が成形型内に配置されることが記載されている。その 目的は、ラミネートの中に空気が残らないようにすることである。成形型のいず れかの部にプリプレグの積層体を固定する方法については、何ら触れられていな い。従って、製品に三次元形状を付与する場合、前述した繊維の配向は制御され ないであろう 。 平面的ラミネートに三次元形状を付与する際に、成形型内に載置された材料の 変位が可能なように、該ラミネートが全方向に部分的に固定される方法も、例え ばEP-A-O,202,041に開示されているよう に 公知である。 このような材料の変位可能性があると、最終製品における補強繊維の配向は、 三次元形状を付与する前の成形型に載せられている平面的ラミネートの補強繊維 に与えられる配向とは異なる場合がある。従って、最終的な三次元製品において 、平面的ラミネートとは異なる三次元形状が対象物に与えられると、個々の補強 繊維相互間の間隔が広くなる。こうして、対象物の表面上材料厚が同じ箇所にお いて、補強繊維の含有率は、元の平面的ラミネートからの変位距離が大きいほど 、低下して少なくなる。補強繊維の含有率が低いと、最終製品のその部分の強度 が低下することは明らかであろう。 三次元製品の製造は、米国特許A-4,404,156とA-5,312,579に記載されているよ うに、三次元形状の多数の層を重ねて載せることによって行われる。しかし、大 量生産のための方法としては、最初に平面的ラミネートを形成し、次いで初めに 形成されたラミネートをプレス／深くプレスすることによってそれに三次元形状 を与える方法を使用することが望ましい。 本発明は主としてこの方法を意図しているが、該方法は長繊維に予め規定され た配向を与えることができ、平面的な製品又は実質的に平面的な製品の製造にも 使用できる。このようにして、最終製品に、異なる配向による異なる強度等の種 々の機械的特性を与えることができる。 本発明の目的は、平らに置かれたラミネートに対して最大の三次元変位を与え た最終製品の領域においても長繊維が均等に分布し且つ一方向に配向される方法 と成形型を提供することをによって、前記公知の方法の欠点を解消することにあ る。 本発明によれば、この目的は、長繊維の第１端部をラミネートから突出させて ラミネートをキャリアネット上に緩んだ状態で載せ、 この載置された製品を加熱し、成形型の縁部領域の固定部材によって長繊維の前 記第１端部のみを固定し、長繊維の第２端部が成形型の直径方向において反対側 に達しないで成形型内で自由になるように固定部材を作用させ、キャリアネット をフレームから解放し 、前記第１端部において繊維を連続的に固定しながら、加 熱された平面的ラミネートを所望の三次元形状の製品になるようにプレスし、該 製品を成形型から解放して取り出すことを特徴とする方法によって達成される。 この方法に使用される装置は、成形型の縁に沿って補強繊維を固定するための 部材を有する成形型を有し、該装置は、緩んだ状態で載せられた繊維構造体のた めの支持体として機能するキャ』 『本発明の方法において、使用される成形型は多角形であることが多く、好ま しくは四角形である。しかし、その他の外形を有する任意の成形型が使用できる 。長繊維がその第１端部のみで固定され、且つ直径方向反対側の成形型側に達し ないことが唯一の留意すべき点である。 本発明から最良の利点を得るために、ラミネートは、それぞれが決まった配向 を有する少なくとも４層の繊維構造体で構成されることが必要である。これらの 繊維構造体はキャリアネット上に積層され、次に該ネットは多角形の成形型に載 せられるが、その積層の際に、各繊維構造体は、その繊維の第１端部が、直前に 積層された層に使用された成形型側に隣接する成形型側に載るように積層される 。このようにして、所望材料厚の最終製品を得るのに充分な材料になるまで複数 の層が作られる。キャリアネット上に所望量の材料が載せられるまで、積層が続 けられる。前述のように、硬化性プラスチック又は熱可塑性プラスチックのマト リックスが使用される。好適実施例によれば、エポキシ又はポリエステルがマト リックスとして使用される。 本発明の装置によって、前記方法は産業用途に適したものとなる。フレームは 張設されたキャリアネットを具えており、該ネットの糸は補強繊維で構成される ことが望ましく、繊維構造体に使用された同一マトリックスと混合されてよい。 別の例として、このネットの糸は純粋の補強繊維で構成されていてよく、又は繊 維構造体に使用されたマトリックスとは異なるマトリックスと混合されてもよい 。簡単な構造として、ラミネートの積層が他の異なるステーションで行なわれ、 キャリアネットが最終製品の一部として一体化される 時にこの方法が採られてよい。 製品がキャリアフレーム上に載せられ、かつ成形型、および繊維を固定するた めの部材から成る押圧フレームがキャリアフレームよりも小さい寸法に形成され ているので、操作用具は単純化されている。こうして、成形型の表面を押圧フレ ームの表面と共働して使用すると共に、押圧フレームの表面を三次元形状を製品 に付与する表面として使用することができる。加熱の上で製品がプレスされ、同 時に前述のように固定されると、押圧フレームがラミネートを押圧して成形型の 保持表面に保持し、キャリアネットはキャリアフレームから解放されて最終製品 中に一体化される。キャリアネットが製品に使用された補強繊維と同一補強繊維 で構成される場合には、この方法が特に好適である。』 『このようにして加熱されたラミネートは、次に図６に示す処理工程へ運ばれ る。この工程では、ラミネートを載せたキャリアフレーム１は、雄型部１４を有 する押圧フレーム１３と雌型部１６を有する下部成形型１５との間に導入される 。キャリアネット３は、フレーム２を支持する搬送装置１７によって、前の処理 工程から次の処理工程へ運ばれる。支持装置１７は相互に間隔をおいて設置され たレールから成り、このレールは、形成されたラミネート１８が搬送装置１７上 に設置されるフレーム辺から所定間隔置いたキャリアネット３の中央に位置する ように、設置される。こうして、ラミネート全体は取り囲むがフレーム１と搬送 装置１７は取り囲まない加熱面１１，１２及び図示しない熱風オーブン等の形態 の加熱部材のための空間が準備される。フレーム２と搬送装置が加熱部材の中に 設置される場合には、大きい熱負荷がかかってこれらを損傷させることになる。 ラミネート１８を押圧フレーム１３と下部成形型１５との間に設置した後に、 押圧フレーム１３を下部成形型１５の方に下降させる。これにより、押圧フレー ム側の共働面１９の形態の固定部材と下部成形型１５の表面２０が作動する。こ の状態は図７に示されている。この図から判るように、固定部材１９，２０は、 下部成形型１５の縁部領域において繊維構造体即ちラミネートの層の長繊維の第 １端部９を固定する。繊維の第２端部はラミネートの内側に自由な状態で置かれ ている。 ラミネートが固定部材１９，２０によって固定されるのと同時に、キャリアネ ット３がフレーム２から解放される。これによって、下部成形型１５の外側に垂 れ下がった自由突出端部２１が現れる。 これらの自由突出端部２１は、次にその製品に三次元形状を付与する時に、切断 されて除去される。 製品に三次元形状を付与する続く処理工程は図８に示されているが、ここでは 、押圧フレーム１３が下部成形型１５の方に更に下降移動して、雄型部１４が雌 型部１６内に入り込むにつれて、ラミネート１８は両者の間で変形し、同時に三 次元形状が付与される。』 請求の範囲 １．均一に配向し且つプラスチックマトリックスと混合した長繊維を含む、互 いに交叉する繊維構造体（８）からなる平面的なラミネート（１８）から成形型（１４，１５） を使用してプラスチック材料の繊維強化三次元製品を製造する方 法において、前記ラミネートからその長繊維の第１端部（９）を突出させ、他方 その長繊維の第２端部（１０）を成形型の直径方向反対辺に達しないように成形 型内に自由にして、前記ラミネートをキャリアネット（３）上に緩んだ状態で載 置し、この載置した材料を加熱し、前記繊維の第１端部（９）のみを前記成形型 の縁部領域で固定部材（１９，２０，２５）により固定し、キャリアネット（３ ）をフレーム（２）から解放し、 前記繊維の第１端部を連続的に固定しながら、 加熱された平面的ラミネート（１８）を製品の所望の三次元形状になるようにプ レスし、この製品を前記成形型（１４，１５）から解放して取り出すことを特徴 とする方法。 ２．使用される前記繊維がハイブリッド糸の形状をなし、前記加熱が、プラス チックの粘着温度より低い温度まで接触加熱する第一工程と、プラスチックの処 理温度まで加熱する第二工程の二段階で行われることを特徴とする請求項１に記 載の方法。 ３．前記マトリックス材料が熱可塑性であることを特徴とする請求項１又は２ に記載の方法。 ４．マトリックス材料として硬化性プラスチックが使用されることを特徴とす る請求項１又は２に記載の方法。 ５．積層される各繊維構造体は、その繊維の第１端部（９）をその直前の繊維 構造体を載置するために使用された前記成形型の一辺に隣接する成形型辺上に位 置決めして、多角形の成形型（１４，１ ５） 内に載置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法 。 ６．補強繊維を縁部に沿って固定する部材（１９，２０，２５）を含む成形型（１４，１５） を具えた、請求項１〜５の方法に使用される装置において、緩ん だ状態で載置された繊維構造体（８）のための支持体として機能するキャリアネ ット（３）を張設したキャリアフレーム（２）、および前記ラミネート（１８） から突出した補強繊維の第１端部（９）のみを固定するために前記成形型の部材（２０） と共働する部材（１９）を具えた押圧フレーム（１３）から成ることを 有することを特徴とする装置。 ７．前記キャリアネット（３）が、前記繊維構造体（８）に使用されたマトリ ックスと同一のマトリックスと混合された補強繊維で構成されていることを特徴 とする請求項６に記載の装置。 ８．前記フレーム（２）が多角形、好ましくは四角形であることを特徴とする 請求項６又は７に記載の装置。 ９．前記繊維構造体を固定するための前記成形型の部材（２０）が、製品に所 望の三次元形状を付与するために使用される前記押圧フレーム（１３）の表面と 共働するように構成された前記成形型の表面で形成されていることを特徴とする 請求項６〜８のいずれか１項に記載の装置。 １０．前記押圧フレーム（１３）の固定部材（１９，２０）および前記成形型（１５） が前記キャリアフレーム（２）の内部に位置するように、前記キャリア ネット（３）は形成されるラミネート（１８）よりも大きい寸法を有することを 特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ， ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．均一に配向し且つプラスチックマトリックスと混合した長繊維を含む、互 いに交叉する繊維構造体からなる平面的なラミネートから成形型を使用してプラ スチック材料の繊維強化三次元製品を製造する方法において、前記ラミネートか らその長繊維の第１端部を突出させ、他方その長繊維の第２端部を成形型の直径 方向反対辺に達しないように成形型内に自由にして、前記ラミネートをキャリア フレーム上に緩んだ状態で載置し、この載置した材料を加熱し、前記繊維の第１ 端部のみを前記成形型の縁部領域で固定部材により固定し、前記繊維の第１端部 を連続的に固定しながら、加熱された平面的ラミネートを製品の所望の三次元形 状になるようにプレスし、この製品を前記成形型から解放して取り出すことを特 徴とする方法。 ２．使用される前記繊維がハイブリッド糸の形状をなし、前記加熱が、プラス チックの粘着温度より低い温度まで接触加熱する第一工程と、プラスチックの処 理温度まで加熱する第二工程の二段階で行われることを特徴とする請求項１に記 載の方法。 ３．前記マトリックス材料が熱可塑性であることを特徴とする請求項１又は２ に記載の方法。 ４．前記マトリックス材料として硬化性プラスチックが使用されることを特徴 とする請求項１又は２に記載の方法。 ５．積層される各繊維構造体は、その繊維の第１端部をその直前の繊維構造体 を載置するために使用された前記成形型の一辺に隣接する成形型辺上に位置決め して、多角形の成形型内に載置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか １項に記載の方法。 ６．補強繊維を縁部に沿って固定する部材を含む成形型を具えた 、請求項１〜５の方法に使用されるプラントにおいて、緩んだ状態で載置された 繊維構造体のための支持体として機能するキャリアネットを張設したキャリアフ レーム、および前記ラミネートから突出した繊維の第１端部のみを固定するため に前記成形型の部材と共働する部材を具えた押圧フレームから成ることを特徴と するプラント。 ７．前記キャリアネットが、前記繊維構造体に使用されたマトリックスと同一 のマトリックスと混合された補強繊維で構成されていることを特徴とする請求項 ６に記載のプラント。 ８．前記フレームが多角形、好ましくは四角形であることを特徴とする請求項 ６又は７に記載のプラント。 ９．前記繊維構造体を固定するための前記成形型の部材が、製品に所望の三次 元形状を付与するために使用される前記押圧フレームの表面と共働するように構 成された前記成形型の表面で形成されていることを特徴とする請求項６〜８のい ずれか１項に記載のプラント。 １０．前記押圧フレームの固定部材および前記成形型が前記キャリアフレーム の内部に位置するように、前記キャリアネットは、形成されるラミネートよりも 大きい寸法を有することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載のプラ ント。