特許 6682472 熱可塑性炭素繊維複合材料の外観修復

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6682472

(24)【登録日】2020年3月27日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】熱可塑性炭素繊維複合材料の外観修復

(51)【国際特許分類】

   B29C 73/10 20060101AFI20200406BHJP

   B29C 43/12 20060101ALI20200406BHJP

   B29C 70/44 20060101ALI20200406BHJP

   B29K 105/06 20060101ALN20200406BHJP

【ＦＩ】

   B29C73/10

   B29C43/12

   B29C70/44

   B29K105:06

【請求項の数】21

【外国語出願】

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-91003(P2017-91003)

(22)【出願日】2017年5月1日

(65)【公開番号】特開2017-206685(P2017-206685A)

(43)【公開日】2017年11月24日

【審査請求日】2017年8月29日

(31)【優先権主張番号】15/144,625

(32)【優先日】2016年5月2日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】511095986

【氏名又は名称】ジーエム・グローバル・テクノロジー・オペレーションズ・エルエルシー

(73)【特許権者】

【識別番号】000003001

【氏名又は名称】帝人株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 基晴

(72)【発明者】

【氏名】シャオソン・ホアン

(72)【発明者】

【氏名】セリーナ・エックス．・チャオ

(72)【発明者】

【氏名】エリザベス・ジェイ．・バーガー

(72)【発明者】

【氏名】ウィリアム・アール．・ロジャース

(72)【発明者】

【氏名】龍谷 朋宏

(72)【発明者】

【氏名】グレン・イー．・ノヴァク

【審査官】 一宮 里枝

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０００１７６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１３１７６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００２−５１１０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−００１１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８８９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１９１１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１２８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３７５２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ７３／００−７３／３４

Ｂ２９Ｃ ４３／００−４３／５８

Ｂ２９Ｃ ７０／００−７０／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法であって、
欠陥に充填材を充填させるステップであって、充填材は熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーを含むステップと、
ポリマー複合構造体の欠陥の上にポリマーパッチを配置するステップと、
前記ポリマーパッチの上にテクスチャードシートを配置するステップであって、前記テクスチャードシートは、前記ポリマー複合構造体の第２の表面テクスチャのネガ像である第１の表面テクスチャを有する、配置するステップと、
前記ポリマーパッチおよび前記テクスチャードシートに圧力を加えるステップと、
前記ポリマーパッチを加熱してポリマーパッチを軟化、冷却するステップであって、圧力と加熱とにより軟化させたポリマーパッチ表面を第２の表面テクスチャに変形させ、冷却により、ポリマーパッチをポリマー複合構造体に接着するステップと、
を含む方法。

【請求項2】

前記ポリマーパッチの第１の色は前記ポリマー複合構造体の第２の色と視覚的に同じである、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ポリマーパッチは熱可塑性ポリマーを備え、前記ポリマーパッチは１μｍ以上から１ｍｍ以下までの厚さを有する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記ポリマーパッチは前記ポリマー複合構造体と同じポリマーマトリックスを有するポリマー複合材料を備え、任意選択で、前記ポリマー複合構造体と同じ補強材料を備える、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記テクスチャードシートが可撓性のテクスチャードシリコーンシートである、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

可撓性テクスチャードシリコーンシートの上に加熱要素を配置するステップをさらに含み、前記加熱要素は熱を加えて前記ポリマーパッチを加熱する、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記圧力を前記ポリマーパッチおよび前記テクスチャードシートに加えるステップは、減圧バッグの縁部が前記ポリマー複合構造体に対して密封されるように前記ポリマーパッチおよびテクスチャードシートの上に減圧バッグを配置し、前記減圧バッグに連通するポートを介して減圧を引くステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記圧力を前記ポリマーパッチおよび前記テクスチャードシートに加えるステップは、前記テクスチャードシート上に配置した熱源の上部にサンドバッグを配置するステップと、任意選択で機械的力を前記サンドバッグに加えるステップとを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記テクスチャードシートの上に加熱要素を配置するステップをさらに含み、前記加熱要素はヒートブランケットまたは誘導加熱器である、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記ポリマーパッチを加熱するステップは、前記ポリマー複合構造体の融点よりも３０℃高い温度を超えない温度で前記ポリマーパッチを加熱するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記ポリマーパッチおよび前記ポリマー複合構造体は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メチルアクリレート）、ポリ（メチルメタクリレート）、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリアミド、ポリ乳酸、ポリベンゾイミダゾール、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、これらのコポリマーからなる群から個々に選択される熱可塑性ポリマーを含み、前記ポリマー複合構造体は、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、セラミック繊維、ポリエステル繊維、高分子量ポリエチレン繊維、麻すさ、およびそれらの組合せからなる群から選択される補強材料をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

ポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法であって、
表面テクスチャを有するポリマー複合構造体の欠陥を熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーを含む充填材で充填するステップと、
熱可塑性ポリマーを備えるポリマーパッチを前記欠陥の上に配置するステップであって、前記ポリマーパッチは前記ポリマー複合構造体の第２の色に整合した第１の色を有する、配置するステップと、
前記ポリマーパッチの上にテクスチャードシートを配置するステップであって、前記テクスチャードシートは前記ポリマー複合構造体の第２の表面テクスチャのネガ像である第１の表面テクスチャを有する、配置するステップと、
前記ポリマーパッチおよび前記テクスチャードシートに圧力を加えるステップと、
前記テクスチャードシートの上に配置した熱源を用いて前記ポリマーパッチを加熱して軟化させるステップと、
軟化させたポリマーパッチを冷却するステップと、を含み、
前記圧力を加えることおよび加熱することによって、前記テクスチャードシートはその第１の表面テクスチャを前記ポリマーパッチに転写し、それによって前記ポリマーパッチ
は、前記ポリマー複合構造体の前記第２の表面テクスチャに整合する第３の表面テクスチャを有し、前記冷却することによって、ポリマーパッチをポリマー複合構造体に接着する、方法。

【請求項13】

前記欠陥を充填するステップは、前記充填材を前記ポリマー複合構造体の表面と同一平面になるように平坦にするステップと、を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記ポリマーパッチは前記ポリマー複合構造体と同じポリマーマトリックスを有する熱可塑性ポリマー複合材料を備え、任意選択で、前記ポリマー複合構造体と同じ補強材料を備える、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記ポリマーパッチおよび前記テクスチャードシートに前記圧力を加えるステップは、０．００５ＭＰａ以上から１ＭＰａ以下までの圧力を加えるステップを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

前記ポリマーパッチを加熱するステップは、前記ポリマー複合構造体の融点よりも５０℃高い温度を超えない温度で加熱するステップを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項17】

前記熱源はヒートブランケットであり、前記テクスチャードシートはヒートブランケットの表面である、請求項１２に記載の方法。

【請求項18】

波状のポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法であって、
欠陥に充填材を充填させるステップであって、充填材は熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーを含むステップと、
波状のポリマー複合構造体の第１の表面における欠陥の上にポリマーパッチを配置するステップと、
前記ポリマーパッチの上にテクスチャードシートを配置するステップであって、前記テクスチャードシートは、波状のポリマー複合構造体の第２の表面テクスチャのネガ像である第１の表面テクスチャを有する、配置するステップと、
前記ポリマーパッチを有する前記第１の表面の領域上に、前記第１の表面に対して相補的な第２の表面を有する剛性板を配置するステップと、
前記ポリマーパッチ、前記テクスチャードシート、前記剛性板に圧力を加えるステップと、
ヒートブランケットまたは誘導加熱器を用いて前記ポリマーパッチを加熱して軟化し冷却するステップであって、
圧力と加熱とによりポリマーパッチが波状のポリマー複合構造体の第２の表面テクスチャと一致する第３の表面テクスチャを有するように、前記テクスチャードシートが第１の表面テクスチャをポリマーパッチに転写させ、冷却により前記ポリマーパッチが前記波状のポリマー複合構造体の前記第１の表面に接着するステップを含む、方法。

【請求項19】

ポリマー複合構造体の欠陥の上にポリマーパッチを配置するステップの前に、欠陥に充填した充填材を硬化させるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項20】

ポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法であって、
ポリマー複合構造体の欠陥の上にポリマーパッチを配置するステップと、
前記ポリマーパッチの上にテクスチャードシートを配置するステップであって、前記テクスチャードシートは、前記ポリマー複合構造体の第２の表面テクスチャのネガ像である第１の表面テクスチャを有する、配置するステップと、
前記ポリマーパッチおよび前記テクスチャードシートに圧力を加えるステップと、
前記ポリマーパッチを加熱するステップと、
を含み、
前記テクスチャードシートは、前記ポリマーパッチの露出面に接触したヒートブランケットの表面であり、前記ヒートブランケットは前記ポリマーパッチを加熱するための熱を提供する、方法。

【請求項21】

前記ポリオレフィンは、ポリエチレンまたはポリプロピレンである、請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本開示は、修復パッチを使用する炭素繊維複合材料の修復に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]本項では、必ずしも従来技術ではない本開示に関する背景情報を提供する。
[0003]車両ボディは、通常の使用状態の間にも、衝突または他の過剰な力もしくは衝撃に晒される間などの異常状態下でも、加えられる負荷に対処することが望ましい。車両ボディは、従来設計の低炭素鋼より強度重量比が大きいポリマーベースの複合材料などの材料を使用して構築されることが多くなっている。特にポリマー複合材料は自動車に有用であり、車両の重量をさらに軽減する取り組みの中で、それらの使用は将来的に増加し続けると予想される。しかし従来の金属材料に比べて、ポリマー複合材料は修復を要する場合に、より大きい困難を呈する。したがって、損傷または傷を受けた複合構造体の欠陥に対する効果的な修復方法の開発が、依然重要となろう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第２０１３／０１２２２６２号

【特許文献2】米国特許第２０１３／０２７２７８０号

【特許文献3】米国特許第２０１５／０１０８７９３号

【特許文献4】ＷＯ２０１２／１１７５９３

【特許文献5】ＷＯ２０１２／１０５７１６

【特許文献6】ＷＯ２０１２／１０２３１５

【特許文献7】ＷＯ２０１２／１０５０８０

【特許文献8】ＷＯ２０１２／１０５３８７

【特許文献9】ＷＯ２０１２／１０５３８９

【特許文献10】ＷＯ２０１２／１０５７１７

【特許文献11】ＷＯ２０１２／１０８４４６

【特許文献12】ＷＯ２０１２／１４０７９３

【発明の概要】

【0004】

[0004]本項では、本開示の全体的概要を提供するが、全ての範囲または全ての特徴の包括的な開示ではない。
[0005]本技術は、ポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法を提供する。方法はポリマー複合構造体の欠陥上にパッチを配置することを含み、このパッチはポリマーパッチであり得る。方法はまた、ポリマーパッチの上にテクスチャードシートを配置することを含む。テクスチャードシートは、ポリマー複合構造体の第２の表面テクスチャのネガ像である第１の表面テクスチャを有する。そして圧力がポリマーパッチおよびテクスチャードシートに加えられる。方法はさらに、ポリマーパッチを加熱することを含む。この方法で、ポリマー複合構造体の欠陥を修復し得る。

【0005】

[0006]本技術はまた、ポリマー複合構造体の欠陥を修復する別の方法を提供する。方法は、任意選択で、表面テクスチャを有するポリマー複合構造体の欠陥を充填材で充填することを含む。その後、欠陥の上にポリマーパッチが配置される。ポリマーパッチはポリマー複合構造体の第２の色に整合する第１の色を有する。テクスチャードシートはポリマーパッチの上に配置される。テクスチャードシートはポリマー複合構造体の表面テクスチャのネガ像である表面テクスチャを有する。熱源はテクスチャードシートに配置され、圧力源は熱源の上に配置され得る。方法はまた、ポリマーパッチおよびテクスチャードシートの上に圧力を加えることを含み、その後、テクスチャードシートの上に配置された熱源でポリマーパッチを加熱する。加熱することによって、ポリマーパッチはポリマー複合構造体に付着する。圧力を加えることによって、テクスチャードシートはその第１の表面テクスチャをポリマーパッチに転写し、それによってポリマーパッチは、ポリマー複合構造体の第２の表面テクスチャに整合する第３の表面テクスチャをもつことになる。

【0006】

[0007]また、本技術は波状のポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法を提供する。方法は、第１の波状面を有する波状のポリマー複合構造体の欠陥の上にパッチを配置することを含む。そして、第１の波状面に整合または相補的な第２の波状面を有する剛性板が、パッチが配置される位置に対応する領域の波状のポリマー複合構造体の上に配置される。方法はさらに、ヒートブランケットまたは誘導加熱器を用いてパッチを加熱することを含む。

【0007】

[0008]さらなる適用可能な領域について、本明細書において提供された説明から明白になるであろう。本概要の説明および具体的な例は例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定するよう意図されない。

【0008】

[0009]本明細書で説明する図面は、選択された実施形態および全てではない可能な実装形態の例示のみを意図しており、本開示の範囲を制限することは意図されない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】[0010]本開示のある態様による、ポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法を示す概略図である。

【図2A】[0011]本開示のある態様による、外観的欠陥を修復する図である。

【図2B】[0012]本開示の他のある態様による、構造的欠陥を修復する図である。

【図3A】[0013]図１と同様の、本開示のある態様による、ポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法を示す図であって、熱源としてヒートブランケットが使用されている。

【図3B】[0014]図１と同様の本開示のある態様による、ポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法を示す図であって、熱源として誘導加熱器が使用されている。

【図4A】[0015]図１と同様の本開示のある態様による、ポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法を示す図であって、圧力源として減圧バッグが使用されている。

【図4B】[0016]図１と同様の本開示のある態様による、ポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法を示す図であって、圧力源としてサンドバッグが使用されている。

【図5A】[0017]減圧バッグを通して負圧が引かれることで、ポリマー複合構造体の角部または接合部から減圧バッグが引き上げられている図である。

【図5B】[0018]本開示のある態様による、減圧バッグを通して負圧を引く前に、減圧バッグが折りひだを含むことによって、減圧バッグがポリマー複合構造体の角部または接合部に吸引されている図である。

【図6】[0019]本開示のある態様による、波状のポリマー複合構造体の外観的欠陥を修復する方法を示す図である。

【図7A】[0020]図６と同様の本開示のある態様による方法を示す図であって、熱源としてヒートブランケットが使用されている。

【図7B】[0021]図６と同様の本開示の他のある態様による方法を示す図であって、熱源として誘導加熱器が使用されている。

【発明を実施するための形態】

【0010】

[0022]いくつかの図面の図を通じて、対応する参照番号は対応するパーツを示す。
[0023]当業者に対して本開示を完全にするため、かつ本開示の範囲を十分に伝えるために、例示的の実施形態が提供される。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の組成物、構成要素、デバイス、および方法の例などの多くの特定の詳細が記載される。特定の詳細を採用する必要はないこと、例示的な実施形態は多くの異なる形式で具現化され得ること、および本開示の範囲を制限すると解釈するべきではないことは、当業者には明白となろう。いくつかの例示的な実施形態において、よく知られた処理、よく知られたデバイス構造、およびよく知られた技術の詳細は説明されない。

【0011】

[0024]本明細書で使用される専門用語は、特定の例示的な実施形態を説明する目的のみのためであり、限定を意図するものではない。本明細書で使用される単数形「１つの（ａ、ａｎ、ｔｈｅ）」は、別途状況が明白に示されない限り、複数形もまた含むことが意図され得る。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」の用語は、提示された特徴、要素、組成物、ステップ、整数、動作、および／または構成要素の存在を含み、したがって指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／もしくはそれらの群の存在または追加を排除しない。オープンエンドの用語「備える」は、本明細書に記載された様々な実施形態を説明かつ特許請求するために使用する、非制限的な用語として理解されるべきだが、ある態様ではこの用語は、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」または「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）などの、より限定的かつ制限的なものに代わるものと、代替的に理解され得る。したがって、所与の実施形態が列挙する任意の組成物、材料、構成要素、要素、特徴、整数、動作、および／または処理ステップについて、本開示もまた、列挙された組成物、材料、構成要素、要素、特徴、整数、動作、および／もしくは処理ステップなどからなる、または本質的になる実施形態を具体的に含む。「からなる」の場合、代替の実施形態は任意の追加の組成物、材料、構成要素、要素、特徴、整数、動作、および／または処理ステップを除外する。一方「から本質的になる」の場合、基本的特性および新規の特性に物質的に影響を与える任意の追加の組成物、材料、構成要素、要素、特徴、整数、動作、および／または処理ステップは、そのような実施形態から除外されるが、基本的特性および新規の特性に実質的に影響を与えない任意の追加の組成物、材料、構成要素、要素、特徴、整数、動作、および／または処理ステップは、実施形態に含むことができる。

【0012】

[0025]本明細書で説明される任意の方法ステップ、処理、および動作は、実行の順番が具体的に特定されない限り、必ずしも説明または例示された特定の順番での実行を要すると解釈するべきではない。別段示されない限り、追加または代替のステップが採用され得ることも理解されたい。

【0013】

[0026]構成要素、要素、または層が、別の要素もしくは層に「接する（ｏｎ）」、「係合する（ｅｎｇａｇｅｄ ｔｏ）」、「接続する（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」、または「結合する（ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と称される場合は、構成要素、要素、もしくは層は、他の構成要素、要素、または層に直接接する、係合する、接続する、あるいは結合し得る。または、間に仲介する要素もしくは層が存在し得る。対照的に、ある要素が別の要素または層に「直接接する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」、「直接係合する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｅｎｇａｇｅｄ ｔｏ）」、「直接接続する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」、または「直接結合する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と称される場合は、間に仲介する要素もしくは層が存在できない。要素間の関係を説明するために使用される他の用語は、同様の方法で解釈すべきである（たとえば、「との間（ｂｅｔｗｅｅｎ）」と「との直接の間（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」と「直接隣接する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｄｊａｃｅｎｔ）」など）。本明細書で使用される場合、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語は、任意かつ全ての、関連して列記された項目の内で１つまたは複数の組合せを含む。

【0014】

[0027]「前（ｂｅｆｏｒｅ）」、「後（ａｆｔｅｒ）」、「内部（ｉｎｎｅｒ）」、「外部（ｏｕｔｅｒ）」、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下方（ｂｅｌｏｗ）」、「下位（ｌｏｗｅｒ）」、「上方（ａｂｏｖｅ）」、「上位（ｕｐｐｅｒ）」などの空間的または時間的な関連用語は、図に示すような、１つの要素または１つの特徴と別の要素または別の特徴との関係を述べるための説明を容易にするために、本明細書で使用され得る。空間的または時間的な関連用語は、図中に示した方向に加えて、使用中または動作中のデバイスまたはシステムの異なる方向を包含するよう意図され得る。

【0015】

[0028]本明細書全体で、数値は、近似的な測定値、または所与の値および言及されたおよその値を有する実施形態ならびに言及された正確な値を有する実施形態からの僅かな逸脱を包含する範囲の限定を表わす。添付の特許請求の範囲を含む本明細書におけるパラメータ（たとえば、量または条件）の全ての数値は、数値の前に「約（ａｂｏｕｔ）」が実際に現われるか否かに関わらず、全ての場合に「約」という用語によって修正されることを理解されたい。「約」は、提示された数値がある僅かな曖昧さを許容することを示す（値の正確さへのある近似、値へのおおよそまたは妥当な接近、ほとんど）。「約」によってもたらされる曖昧さがこの通常の意味として当技術分野で理解されない場合、本明細書で使用される「約」は、少なくともこのようなパラメータを測定および使用する通常の方法から生じ得る変形を示す。

【0016】

[0029]また範囲の開示は、全ての値、ならびに端点および範囲に与えられた部分範囲を含む全ての範囲内のさらなる分割範囲の開示を含む。本明細書で言及されるように、別段で指定されない限り、範囲は端点を含み、全ての別個の値および全範囲内のさらなる分割範囲の開示を含む。したがって、たとえば「ＡからＢ」の範囲、または「約Ａから約Ｂ」の範囲は、ＡおよびＢを含む。

【0017】

[0030]次に、例示的な実施形態が添付の図面を参照して、より十分に説明される。
[0031]ポリマー複合材料は、自動車、自動二輪車、ボート、牽引車、バス、移動住宅、キャンピングカー、戦車などの車両に広く使用されており、車両重量をさらに軽減する取り組みによってポリマー複合材料の利用は将来的に増加するであろう。補強された複合材料は、自動車または他の車両（たとえば自動二輪車、ボート）の構成要素に使用することに特に好適である。しかしまた、非限定的例として、宇宙空間の構成要素、産業設備および機械、農業設備、重機械を含む、他の様々な産業および用途にも使用し得る。たとえば、補強された複合材料は、なめらかな形状または複雑な三次元形状を有する自動車の構造的構成要素を形成するために使用され得る。非限定的例として、ガスタンク防護シールド、車両底部シールド、構造用パネル、ドアパネル、室内フロア、フロアパン（たとえばカーゴバンのフロアパン）、ルーフ、外面、グローブボックスとコンソールボックスとトランクとトランクフロアとトラックの荷台とを含む格納領域などが挙げられる。

【0018】

[0032]既存の金属材料と比べ、ポリマー複合材料は異なる修復方法を要する。したがって、損傷を受けたポリマー複合材料を効果的に修復する方法を開発することが求められる。外観修復のため、表面の欠陥に充填するために使用される材料は、修復の耐久性を確保にするために元のポリマー複合構造体に良好に接着し、元のポリマー複合材料の色とテクスチャに整合する色とテクスチャを有することが望ましい。ポリマー複合構造体の外観修復に使用された従来の方法は、良好な紫外線抵抗性、耐摩耗性、および美観の整合を確実には実現しない。したがって、ポリマー複合構造体の外観的欠陥を修復する新しい方法が望まれている。

【0019】

[0033]様々な態様において、本開示はポリマーパッチを用いたポリマー複合構造体の欠陥を修復する方法を提供する。ポリマー複合材料は、少なくとも１つのポリマーおよび少なくとも１つの補強材料を備える。ある態様において、ポリマーは熱可塑性ポリマーであり得る。たとえば、ポリマー複合構造体は熱可塑性炭素繊維補強複合材料であり得る。欠陥は、ひび割れ、くぼみ、もしくはピットなどの外観的欠陥、またはポリマー複合構造体の２面に広がる大きいひび割れもしくは穴などの構造的欠陥の場合がある。構造的欠陥はひび割れの拡散、または他の故障メカニズムを助長する位置である場合がある一方、外観的欠陥はポリマー複合構造体の露出領域の美観を損ねる。ポリマー複合構造体は、たとえばパネルのような、車両のポリマー複合材料から構成された任意の構造とすることができる。したがって、ポリマー複合構造体は、トラックの荷台または前述した任意の用途に使用されるパネルなどの、平滑なパネル、曲線パネル、または波状パネルとすることができる。ある態様において、ポリマー複合構造体の欠陥を修復するために使用されるポリマーパッチは、熱可塑性ポリマーを備える熱可塑性パッチである。他のある態様において、ポリマーパッチはポリマー複合材料であり得る。ポリマーパッチは、同程度の同じ補強材料（たとえば、同様の繊維含有量）を含むポリマー複合構造体の組成物と同じ組成物を有し得る。またはポリマー複合構造体とは異なるポリマー複合材料組成物および／または繊維含有量を有し得る。たとえば、ポリマーパッチはポリマー複合構造体の組成物と同じ組成物を有し得るが、ポリマー複合構造体の繊維含有量より少ないまたは多くの繊維含有量を含み得る。

【0020】

[0034]図１を参照すると、本技術は、ポリマー複合材料から構成されるポリマー複合構造体１２の欠陥１０を修復する例示的方法を提供する。ポリマー複合構造体１２は、ボディパネルまたはトラックの荷台のフロアを画定するパネルなど、車両の一部であり得る。欠陥１０は、外観的欠陥または構造的欠陥であり得る。ある実施形態において、欠陥１０が深い傷、打痕、穴、または刺し穴である場合など、方法は、以下でさらに説明するように、充填材を用いて欠陥１０を充填することを含み得る。他の実施形態において、欠陥１０が浅い傷である場合など、充填材を用いて欠陥１０を充填する必要はない。図１に示すように、ポリマー複合構造体１２は視認可能に露出された表面１６および視認可能に露出されない表面１８を含む。

【0021】

[0035]図２Ａおよび図２Ｂは、図１のポリマー複合構造体１２と同様のポリマー複合構造体の断面を示す。図２Ａにおいてポリマー複合構造体１２ａの外観的欠陥１０ａが、一方で図２Ｂにおいてポリマー複合構造体１２ｂの構造的欠陥１０ｂが示される。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、ある実施形態において、本方法は充填材１４を用いてポリマー複合構造体の欠陥を充填することを含む。より詳細には、図２Ａはポリマー複合構造体１２ａの傷または打痕の形状の外観的欠陥１０ａを示す。図２Ａにおける方法は、充填材１４を用いて外観的欠陥１０ａを充填することを含み得る。充填材１４は、硬化して欠陥１０ａを充填する任意の充填材でよい。好適な充填材１４の例として、非限定的例としてポリアミド、アクリル、ポリカーボネート、熱可塑性ポリエステル、ポリスルホン、およびそれらのコポリマーなどの熱可塑性樹脂、ならびに非限定的例として、ポリイミド、エポキシ樹脂、ビニルエステル、ポリエステル、アクリレイト、およびポリウレタンなどの熱硬化性物質が挙げられる。図２Ａに示すように、充填材１４はたとえばスクレイピングまたはスムージングによって平らにされ、その結果充填材１４は、ポリマー複合構造体１２の露出面、すなわち視認できる表面１６と同一平面となる。

【0022】

[0036]図２Ｂは、図２Ａのポリマー複合構造体１２ａと同様のポリマー複合構造体１２ｂを示すが、代わりに、露出面１６から非露出面すなわち視認できない表面１８まで延びる穴の形状の構造的欠陥１０ｂを有する。図２Ｂに示すように、方法は、欠陥１０ｂを跨ぐようにプレート２０を非露出面１８に取付けることを含む。プレート２０は、充填材１４を支持できる任意の材料から構成され得る。非限定例として、プレート２０は金属、合金、鋼鉄、繊維ガラス、ポリマー、またはポリマー複合材料から構成され得る。当技術分野で知られた任意の方法、たとえば接着剤、金属類すなわちねじ、またはそれらの組合せなどによって、プレート２０をポリマー複合構造体１２の非露出面１８に取付けることができる。図２Ｂに示すように、方法は充填材１４を用いて構造的欠陥１０ｂを充填することを含む。次に図２Ｂに示すように、充填材１４はスクレイピングまたはスムージンされ、その結果充填材は、ポリマー複合構造体の露出面、すなわち視認できる表面１６と同一平面となる。

【0023】

[0037]図２Ａおよび図２Ｂにおいて、方法はまた、充填材１４を凝固、乾燥、または重合させることを含み、それによって充填材が硬化して外観的欠陥１０ａまたは構造的欠陥１０ｂを充填する。充填材１４の組成物によって、充填材１４を凝固、乾燥、または重合させることは、充填材１４を加熱すること、充填材１４に活性剤を加えること、充填材１４を紫外線（ＵＶ）光に露出すること、一定時間保温すること、またはそれらの組合せを含み得る。充填材１４を適用、スムージング、および重合させた後に、本開示のある態様による、さらなるポリマー複合構造体の欠陥の修復処理が行なえる。

【0024】

[0038]再び図１を参照すると、方法はパッチ２２をポリマー複合構造体１２の欠陥１０の上に配置することを含む。パッチ２２の欠陥１０上への位置付けが、ポリマー複合構造体１２の上のパッチの輪郭２３によって図示されている。パッチ２２の配置は、欠陥１０が充填材で充填されるか否かによって行われる。欠陥が充填材で充填された場合、パッチ２２は、充填材が硬化した後に欠陥１０の上に配置される。パッチ２２は、熱可塑性ポリマーまたは未硬化の熱硬化性ポリマーなどのポリマー材料から構成される。したがって、パッチ２２は熱硬化性ポリマーパッチ、熱可塑性ポリマーパッチであり得る。ある変形において、ポリマーパッチは、ポリマーおよびその中に分散した補強材料を有する、ポリマー複合材料パッチである。パッチ２２は、修復した表面を覆いかつ隙間を充填するのに十分な厚みを有する一方、マスキングまたはカモフラージュするため、すなわち、ポリマー複合構造体１２に調和するように十分薄くする。そのため、パッチ２２は任意選択で、約１μｍ以上から約１ｍｍ以下の厚さを有する。ある態様において、方法が完了した後に、欠陥１０を覆ったパッチ２２が目立たないか僅かしか目立たないように、パッチ２２はポリマー複合構造体１２の色および／または組成物と実質的に整合する。あるいは、パッチ２２は透明であり得、そのためポリマー複合構造体１２の色はパッチ２２を通して見える。したがって、色の整合は外観検査によって行われる。カーボンブラックまたは二酸化チタンなどのフィラーは、非限定例として、パッチ材料に含めることができ、パッチ材料の色をポリマー複合構造体１２に整合させるために微調整ができる。別の態様において、パッチ２２は、ポリマー複合構造体１２の色および／または組成物と整合する必要がない。ある変形において、好適なパッチ材料はポリマー複合構造体１２と同じポリマーマトリックスまたは樹脂も含むが、補強繊維は含まない。

【0025】

[0039]他の態様において、ポリマー複合構造体１２およびパッチ２２は、米国特許第２０１３／０１２２２６２号、第２０１３／０２７２７８０号、および第２０１５／０１０８７９３号、ならびにＰＣＴ国際公開ＷＯ２０１２／１１７５９３、ＷＯ２０１２／１０５７１６、ＷＯ２０１２／１０２３１５、ＷＯ２０１２／１０５０８０、ＷＯ２０１２／１０５３８７、ＷＯ２０１２／１０５３８９、ＷＯ２０１２／１０５７１７、ＷＯ２０１２／１０８４４６、ＷＯ２０１２／１４０７９３に開示された、任意の繊維補強複合材料から構成されるものでよく、これらの各々はその全てが参照として本明細書に組み込まれている。種々の態様において、パッチ２２は、ポリマー複合構造体１２と同じ繊維補強複合材料、またはポリマー複合構造体１２とは異なる繊維補強複合材料でポリマー複合構造体１２と互換性のある材料のどちらかから構成され得る。さらにパッチ２２は、ポリマー複合構造体１２と同じ繊維補強複合材料であるが、より高いまたはより低い繊維含有量を有する材料から構成され得る。

【0026】

[0040]したがってパッチ２２は、補強繊維によって補強されたポリマーマトリックスまたは樹脂を備えるパッチ材料から構成され得る。パッチ２２またはポリマー複合構造体１２のための繊維の好適で非限定的例として、炭素繊維、ガラス繊維（繊維ガラスまたは石英など）、アラミド繊維（ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）パラアラミド合成繊維、ＴＷＡＲＯＮ（登録商標）パラアラミド合成繊維など）、ボロン繊維、セラミック繊維、ポリエステル繊維、高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）繊維、麻すさ、バサルト繊維、およびそれらの組合せが挙げられる。繊維は、相互接続繊維または接触繊維を有する繊維マットとして提供され得る。または樹脂マトリックス内の個々の繊維としてランダムに分配され得る。好適な繊維は、比較的短い長さの繊維（約０．１ｍｍ以上から約１０ｍｍ以下までの長さを有する）、比較的長い繊維（約１０ｍｍ以上から約１００ｍｍ以下までの長さを有する）、または連続繊維（約１００ｍｍ以上の長さを有する）を含み得、またそれらの任意の組合せを含み得る。長い繊維は、成形性、生産性、機械的性能の良好なバランスを提供できる。繊維は切断することもできる。

【0027】

[0041]ポリマー複合材料またはパッチ内の繊維は、たとえば、実質的に二次元ランダムに配向されるランダム配向による方法、または特定の方向に配向される方法で構成され得る。ある変形において、繊維マットは、高度に平面配向された繊維、もしくは単一方向に配向された繊維、またはそれらの組合せで使用され得る。繊維マットは、成形性、生産性、機械的性能の良好なバランスの、ランダム配向された繊維を有し得る。ある変形において、ランダム繊維マットが使用されてよい。ランダムマットは、平均繊維長さが約３ｍｍ以上から約１００ｍｍ以下までの補強繊維、および熱可塑性樹脂を含み得る。このようなランダム繊維マットは、上述のＷＯ２０１２／１０５０８０でさらに説明されている。さらに、単一方向に配向された炭素繊維層が、局部剛性および載荷支持構造の強度を高めるために、含まれ得る。種々の実施形態において、パッチ材料は、ポリマー複合構造体の繊維濃度以下の繊維濃度を有する。

【0028】

[0042]上述のように、パッチ材料は、ポリマーマトリックスまたは樹脂に分散された補強材料から構成され、パッチ材料はポリマー複合構造体材料と同じまたは異なる材料であり得る。ポリマー樹脂の非限定例として、ポリアミド樹脂（ＰＡ６、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ４６、ＰＡ６６、ＰＡ６１０、またはカプロラクタムなど）、ビニルエステル、フェノール樹脂、ビスマレイミド、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアリルエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリラクチド樹脂、ポリカーボネート樹脂、またはこれらの樹脂の任意の組合せもしくはコポリマーを挙げることができる。したがって、パッチ材料すなわち熱可塑性パッチ材料の非限定例として、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む）、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリ（アクリル酸）（ＰＡＡ）、ポリ（メチルアクリレート）（ＰＭＡ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリアミド（ポリカプロラクタム（ナイロン）を含む）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリベンゾイミダゾール、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレン（ＰＥ、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）
、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）を含む）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、これらのコポリマー、およびこれらの組合せが挙げられる。

【0029】

[0043]当業者は理解されるように、繊維補強複合材料はさらに、他の補強材料、有機／無機フィラーなどの機能性フィラーまたは添加剤、難燃剤、耐紫外線放射剤（ＵＶ安定剤）、酸化防止剤、カーボンブラック粉末などの着色剤または顔料、離型剤、軟化剤、可撓剤、界面活性剤などを含む、他の従来の材料を含み得る。着色剤または顔料に関して、それらはポリマー複合構造体１２の色に整合するよう使用され得る。

【0030】

[0044]図１をさらに参照すると、方法はまた、テクスチャードシート２４をパッチ２２の上に配置することを含む。ある態様において、表面テクスチャは、たとえばクロスハッチング、グレインパターン、または他の表面微細パターンなどの視認できるパターンを含む。したがってテクスチャードシート２４は、ポリマー複合構造体１２の表面テクスチャとは逆、ネガ像、もしくは鏡像である表面テクスチャまたはグレインを有し、そのためポリマー複合構造体１２の表面テクスチャはパッチ２２内に取り込まれ得る。またテクスチャードシート２４は、高圧高温に耐えることができる当技術分野で知られている任意の可撓性材料から構成されてよい。ある実施形態において、テクスチャードシート２４はシリコーンで構成される。すなわちテクスチャードシート２４はテクスチャードシリコーンシートである。他の実施形態において、テクスチャードシート２４は耐熱性ゴムもしくはポリイミドのテクスチャードシート、または柔軟でしなやかな金属のテクスチャードシートである。以下でさらに詳細に説明するように、テクスチャードシート２４の表面テクスチャはパッチ２２に転写され、それによってパッチ２２はポリマー複合構造体１２の表面テクスチャまたはグレインに整合する表面テクスチャまたはグレインを有する。したがって、方法の完了後、パッチ２２はポリマー複合構造体１２と同じテクスチャを有することになり、それによってパッチ２２はポリマー複合構造体１２の露出面１６と視覚的に調和する。実施形態において、ポリマー複合構造体１２が表面テクスチャを有さない、すなわち平滑である場合、テクスチャードシートは必要ない。同様に、方法で採用される他の構成要素がポリマー複合構造体１２の表面テクスチャと整合する表面テクスチャを有する場合、本明細書でさらに説明するように、テクスチャードシートは必要ない。

【0031】

[0045]方法はさらに、熱源すなわち加熱要素２６を、テクスチャードシートが存在するときはテクスチャードシート２４に、もしくはテクスチャードシート２４が存在しないときはパッチ２２に、配置または適用することを含む。たとえば、熱源２６はテクスチャードシート２４またはパッチ２２に接触する下面２８を有する。いくつかの実施形態において、熱源２６の下面２８は、ポリマー複合構造体１２のテクスチャまたはグレインのネガ像であるテクスチャまたはグレインを含む。このような実施形態において、テクスチャは熱源２６の下面２８からパッチ２２に転写され、テクスチャードシート２４は必要ない。熱源２６は、ヒートブランケットまたは誘導加熱器のような、当技術分野で知られている任意の熱源でよい。

【0032】

[0046]図３Ａは、図１に関連して説明したものと同様であるが、熱源２６がヒートブランケット２６ａである方法を示す。ヒートブランケット２６ａは下面２８ａを有する。下面２８ａは、ポリマー複合構造体１２のテクスチャまたはグレインのネガ像であるテクスチャまたはグレインを有さない場合はテクスチャードシート２４に接触する。あるいは下面２８ａは、ポリマー複合構造体１２のテクスチャまたはグレインのネガ像であるテクスチャまたはグレインを有する場合はパッチ２２に接触する。言い換えると、ヒートブランケット２６ａの下面２８ａがテクスチャまたはグレインを含む場合、テクスチャードシート２４はパッチ２２の露出面１６に接触するヒートブランケット２６ａの表面である。

【0033】

[0047]図３Ｂは、図１に関連して説明したものと同様であるが、熱源２６がインデューサ３０に関連付けられた伝導性シート２６ｂから発生した誘導熱である方法を示す。伝導性シート２６ｂは下面２８ｂを有する。下面２８ｂは、ポリマー複合構造体１２のテクスチャまたはグレインのネガ像であるテクスチャまたはグレインを有さない場合はテクスチャードシート２４に接触する。あるいは下面２８ｂは、ポリマー複合構造体１２のテクスチャまたはグレインのネガ像であるテクスチャまたはグレインを有する場合はパッチ２２に接触する。したがって、ある態様において、伝導性シート２６ｂの下面２８ｂは、ポリマー複合構造体１２の外形と整合する外形を有し得る。インデューサ３０はポリマー複合構造体１２の非露出面１８に設置され、したがってパッチ２２およびテクスチャードシート２４（存在する場合）は伝導性シート２６ｂとインデューサ３０との間に位置付けられる。あるいは、インデューサ３０は伝導性シート２６ｂまたは圧力源３２の上に配置されてもよい。インデューサ３０は伝導性シート２６ｂと協働して、熱を発生させる。

【0034】

[0048]再び図１を参照すると、方法はさらに、パッチ２２、テクスチャードシート２４（テクスチャードシートが必要な場合）、および熱源２６に圧力を加えることを含む。パッチ２２およびテクスチャードシート２４に圧力を加えることは、熱源２６の上に圧力源３２を適用することを含む。圧力源３２は、減圧バッグによる力、機械的力（サンドバッグを用いたものなど）、または磁気力（電磁石を用いたものなど）のような、当技術分野で知られている任意の圧力源とすることができる。パッチ２２に圧力を加えることは、約０．００１ＭＰａ以上から約１ＭＰａ以下まで、または約０．００５ＭＰａ以上から約０．１ＭＰａ以下までの標準気圧を、熱源２６とテクスチャードシート２４（存在する場合）とパッチ２２とポリマー複合構造体１２とに加えることを備える。

【0035】

[0049]図４Ａは、図１に関連して説明したものと同様であるが、圧力源３２が減圧バッグアセンブリ３２ａである方法を示す。減圧バッグアセンブリ３２ａは、その下の構成要素、すなわち熱源２６、テクスチャードシート２４（存在する場合）、パッチ２２、および欠陥１０を有するポリマー複合構造体１２の領域を完全に覆い、それによって減圧バッグアセンブリ３２ａがポリマー複合構造体１２の露出面１６に継続的に接触する。減圧バッグアセンブリ３２ａは、非限定例として接着パテを用いてポリマー複合構造体の露出面１６に取付けられ得る。減圧バッグアセンブリ３２ａは、負圧源に関連付けられた管を受け入れるポート３４を備える。それによってポート３４は減圧バッグアセンブリ３２ａの減圧バッグに連通する。負圧源が動作すると、減圧バッグアセンブリ３２ａの下で減圧が生み出され、それによって熱源２６、テクスチャードシート２４、パッチ２２、およびポリマー複合構造体１２が一体で押しつけられ、すなわち圧搾される。言い換えれば、減圧バッグアセンブリ３２ａの縁部はポリマー複合構造体１２に対して密閉され、減圧すなわち負圧が減圧バッグアセンブリ３２ａを通して引かれる。さらに、種々の実施形態において、熱源２６は減圧バッグアセンブリ３２ａの下に直接位置付けられる。したがって、熱源２６が減圧バッグを溶かすことを防ぐため、耐熱または実質的に耐熱である可撓性マスクが熱源２６と減圧バッグアセンブリ３２ａとの間に位置付けられてもよい。「実質的の耐熱」とは、マスクを介して減圧バッグアセンブリ３２ａを溶かす、さもなければ減圧バッグアセンブリ３２ａに悪影響を与えるような大きい熱量を、可撓性マスクが伝えないことを意味する。マスクは、たとえばシリコーンなど、任意の可撓性耐熱材で構成されてよい。

【0036】

[0050]図５Ａは、減圧バッグアセンブリ３２ａの使用に伴って起こり得る潜在的な課題を示す、代替的な変形である。図５Ａはポリマー複合構造体１２および減圧バッグアセンブリ３２ａの断面を示す。ポリマー複合構造体１２が平坦でない、すなわち曲面または波状の表面を有し、減圧バッグアセンブリ３２ａがポリマー複合構造体１２の露出面１６に据えられた場合、負圧源が作動したときに図中の矢印のように、減圧バッグアセンブリ３２ａが露出面１６の角部または接合部３６から浮き上がる可能性がある。この減圧バッグアセンブリ３２ａの浮き上がりによってポリマー複合構造体１２との接触が不足することがあり、熱源２６、テクスチャードシート２４、パッチ２２、およびポリマー複合構造体１２を負圧によって一体で押しつける際に悪影響を与える。そのため図５Ｂに示すとおり、ポリマー複合構造体１２の露出面１６上に配置されているように、ひだ３８を減圧バッグアセンブリ３２ａに含めることができる。たとえば、ひだ３８は、角部または接合部３６の近くの減圧バッグアセンブリ３２ａに、たるみをもたせることによって生じさせることができる。負圧が加えられると、減圧バッグはポリマー複合構造体１２の露出面１６上に引っ張られ、ひだ３８を利用しない場合と比較して、より効果的に（ブロック矢印で示すように）角部または接合部３６を包含する。

【0037】

[0051]図４Ｂは、図１に関連して説明したものと同様であるが、圧力源がサンドバッグ３２ｂである方法を示す。サンドバッグ３２ｂは熱源２６上に配置され、それが熱源２６、テクスチャードシート２４（存在する場合）、パッチ２２、およびポリマー複合構造体１２を一体で押しつける。サンドバッグ３２ｂによって提供される圧力を増加させるため、剛性板４０は、ポリマー複合構造体１２の方向へ、サンドバッグ３２ｂに機械的に押しつけられ得る。いくつかの実施形態において、機械的な下方への力は剛性板４０に対して押しつけられる。

【0038】

[0052]圧力がポリマーパッチ２２をポリマー複合構造体１２に順応させる一方で、方法は熱をポリマーパッチ２２に加えることを含む。熱は、熱源２６によって供給または提供される。熱は、パッチ２２および任意選択でパッチの下にあるポリマー複合構造体１２の露出面１６の一部を僅かに溶かし、それによって、熱した後にパッチはポリマー複合構造体に接着して欠陥１０を覆う。パッチ２２およびパッチの下のポリマー複合構造体１２の露出面１６の一部の両方が溶けると、溶けた部分は融合してパッチ２２とポリマー複合構造体１２との間の強い結合を形成する。たとえば、パッチ２２とポリマー複合構造体１２とが同じ材料で構成される場合、パッチ２２とポリマー複合構造体１２の一部は溶けて互いに融合する。さらに、圧力がテクスチャードシート２４（またはテクスチャの表面を含む熱源２６）をパッチ２２に押しつけるため、テクスチャはパッチ２２が加熱中に軟化する際にパッチ２２に転写される。

【0039】

[0053]ポリマー複合構造体１２が加熱されるとポリマー複合材料は軟化し、それによって、ポリマー複合材料を製造するための元の処理の間に発達してポリマー複合材料によって維持された固有の圧縮力の結果として、ポリマー複合構造体１２内に取り込まれた繊維が露出面１６に向かって移動することが可能である。この現象は「スプリングバック」と称される。スプリングバックは、パッチ２２に囲まれて視覚的に不均一な領域をまねく。たとえば、スプリングバックが起こらない領域、すなわちポリマー複合構造体１２がほとんどまたは全く加熱されない領域よりも、スプリングバックのためにポリマー複合構造体１２の中の繊維はより目立つ。したがって、スプリングバックを防ぐまたは軽減するために、ポリマーパッチ２２に熱を加えることは、ポリマーパッチ２２を溶かすのに十分に高い温度であるが、スプリングバックもしくはポリマー複合構造体１２の熱変形を防ぐまたは最小限にする十分に低い温度で、パッチ２２を加熱することを含む。種々の実施形態において、温度はポリマー複合構造体の融点より約５０℃を超えず、或いは、当該融点より３０℃を超えない。したがって、温度はパッチ材料によって大きく変化し左右される。たとえば、パッチ２２を加熱することは、パッチ２２を約１９０℃以上から約２３０℃以下までの温度で加熱することを含み得る。加熱は約０．１分以上から約１２０分以下、または、加熱を停止してパッチを冷まして硬化させるときパッチ２２がポリマー複合構造体１２に接着するよう、パッチ２２の十分な部分が溶けるまで実行される。

【0040】

[0054]図６は、波状のポリマー複合構造体１１２の欠陥１１０を修復する別の方法を示す図である。より詳細には、図６は図１に示した方法の変形の例示である。欠陥１１０および波状のポリマー複合構造体１１２は、ポリマー複合構造体１１２が波状であること、すなわち高い部分と低い部分の繰り返し（丘／地上および谷／溝）を含むこと以外は、本明細書で説明した任意のタイプの欠陥またはポリマー複合構造体とすることができる。しかし本方法は、波状以外の不規則な表面外形を有するポリマー複合構造体、または平滑もしくは平坦な表面形状のポリマー複合構造体に適用され得ることが理解される。波状のポリマー複合構造体１１２は、露出面すなわち第１の波状面１１６および非露出面１１８を含む。

【0041】

[0055]図６に示す方法は、パッチ１２２を波状のポリマー複合構造体１１２の欠陥１１０の上に配置すること、およびテクスチャードシート１２４をパッチ１２２の上に配置することを含む。パッチ１２２およびテクスチャードシート１２４の配置は、図１に関する上記説明のように行われる。パッチ１２２の欠陥１１０上への位置付けが、ポリマー複合構造体１１２の上のパッチの輪郭１２３によって図示されている。図３Ｂに示す方法と同様、図６に示す方法は、剛性板１５０の底面１５２をテクスチャードシート１２４またはパッチ１２２に接触させるように、剛性板１５０をテクスチャードシート１２４（存在する場合）およびパッチ１２２の上に配置することを含む。上述のように、波状のポリマー複合構造体１１２は第１の波状面を有する。したがって、剛性板１５０の底面１５２は、対応するまたは整合する波型、すなわち剛性板１５０が波状のポリマー複合構造体１１２の第１の波状面に順応して配置されるような第２の波状面を有する。そのため方法は、パッチ１２２を有する第１の波状面１１６の領域上に、第１の波状面１１６に対して相補的な第２の波状面１５２を有する剛性板１５０を配置することを含む。同様に、ポリマー複合構造体１１２が不規則な外形の露出面１１６を有する場合、剛性板１５０は露出面１１６の不規則な外形に対して相補的な表面を有する。言い換えると、剛性板１５０はポリマー複合構造体１１２の露出面１１６に対して相補的な表面を有し、露出面は平滑もしくは平坦な外形、波状の外形、または不規則な外形を有し得る。

【0042】

[0056]剛性板１５０は、たとえば金属、合金、鋼鉄などの熱伝導材料から、または高充填（すなわち約５０％（ｗｔ．／ｗｔ．）以上から約９０％（ｗｔ．／ｗｔ．）までの）炭素複合材料などの高熱導電性複合材料で構成される。いくつかの実施形態において、剛性板１５０の底面１５２は、波状のポリマー複合構造体１１２のテクスチャまたはグレインのネガ像であるテクスチャまたはグレインを含む。このような実施形態において、剛性板１５０の底面１５２に含まれるテクスチャまたはグレインは、方法の実行中にパッチに転写されるが、これによってテクスチャードシート１２４を含む必要がなくなる。

【0043】

[0057]方法はさらに、熱源１２６を剛性板１５０に設置する、または適用することを含む。たとえば、熱源１２６は剛性板１５０に接触する下面１２８を有する。上述のように、熱源１２６はヒートブランケットまたは誘導加熱器のような、当技術分野で知られている任意の熱源とすることができる。

【0044】

[0058]図７Ａは、熱源１２６がヒートブランケット１２６ａである図６と同様の方法を示す。ヒートブランケット１２６ａは剛性板１５０と接触する下面１２８ａを有する。理由は、剛性板１５０は熱を伝導し、ヒートブランケット１２６ａによって提供された熱は剛性板１５０を介してパッチ１２２に転写されるためである。

【0045】

[0059]図７Ｂは、熱源１２６がインデューサ１３０に関連付けられた伝導性シート１２６ｂから発生した誘導熱である図６と同様の方法を示す。伝導性シート１２６ｂは剛性板１５０と接触する下面１２８ｂを有する。インデューサ１３０は波状のポリマー複合構造体１１２の非露出面１１８に設置され、それによってパッチ１２２、テクスチャードシート１２４（存在する場合）および剛性板１５０は伝導性シート１２６ｂとインデューサ１３０との間に位置付けられる。あるいは、インデューサ１３０は伝導性シート１２６ｂまたは圧力源１３２の上に配置されてもよい。インデューサ１３０は伝導性シート１２６ｂと協働して熱を発生させ、その熱は熱伝導性剛性板１５０を介してパッチ１２２に転写される。

【0046】

[0060]いくつかの実施形態において、剛性板１５０は伝導性であり、それによってインデューサ１３０は剛性板１５０と協働して熱を発生させ、その熱はパッチ１２２に転写される。そのため、剛性板１５０がパッチ１２２に十分な圧力を提供するほどの十分な重さがない場合、または追加の圧力が望まれる場合に、図６に示した方法は、パッチ１２２、テクスチャードシート１２４（テクスチャードシートが必要な場合）、剛性板１５０、および熱源１２６に圧力を加えることを任意選択で含む。圧力を加えることは、熱源１２６の上に圧力源１３２を適用することを含む。圧力源１３２は、減圧バッグによる力、機械的力、または磁気力のような、当技術分野で知られている任意の圧力源とすることができる。圧力源は図４Ａおよび図４Ｂに関して上述したように適用することができる。

【0047】

[0061]図６に示した方法はまた、熱をポリマーパッチ１２２に加えることを含む。熱は、熱源１２６によって供給または提供される。図１に関して上述したように、パッチ１２２を熱することでパッチを波状のポリマー複合構造体１１２に接着することができる。

【0048】

[0062]実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提供されてきた。開示を網羅する、または開示を限定することは意図されない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般にその特定の実施形態に限定されないが、適用できる場合、特に図示または説明がなくとも、個々の要素または特徴は互換性があって、選択された実施形態に使用され得る。また、同じことが多くの方法で変形され得る。そのような変形は、本開示から逸脱するものと見做すべきではない。全てのそのような改良は本開示の範囲の中に含まれるよう意図される。

【符号の説明】

【0049】

１０ 欠陥
１０ａ 外観的欠陥
１０ｂ 構造的欠陥
１２ ポリマー複合構造体
１２ａ ポリマー複合構造体
１２ｂ ポリマー複合構造体
１４ 充填材
１６ 露出面
１８ 非露出面
２０ プレート
２２ パッチ、ポリマーパッチ
２３ 輪郭
２４ テクスチャードシート
２６ 熱源
２６ａ ヒートブランケット
２６ｂ 伝導性シート
２８ 下面
２８ａ 下面
２８ｂ 下面
３０ インデューサ
３２ 圧力源
３２ａ 減圧バッグアセンブリ
３２ｂ サンドバッグ
３４ ポート
３６ 角部または接合部
４０ 剛性板
１１０ 欠陥
１１２ ポリマー複合構造体
１１６ 露出面
１１８ 非露出面
１２２ パッチ、ポリマーパッチ
１２３ 輪郭
１２４ テクスチャードシート
１２６ 熱源
１２６ａ ヒートブランケット
１２６ｂ 伝導性シート
１２８ 下面
１２８ａ 下面
１２８ｂ 下面
１３０ インデューサ
１３２ 圧力源
１５０ 剛性板、熱伝導剛性板
１５２ 底面

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】