(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の強化織布および添加剤材料の粒子を含み、硬化樹脂により形成されたポリマーマトリックスを備えるラミネートポリマー複合材料を製造するための方法であって、
前記強化織布の少なくとも１つをそれぞれが備える少なくとも２つの物品を用意するステップであって、前記物品が前記樹脂を含まず、前記強化織布が乾燥しており、前記強化織布の隣接する繊維間に空間が存在する、ステップと、
前記物品のそれぞれに、前記物品に対する前記添加剤材料の付着性を向上させる手段を適用するステップと、
前記添加剤材料が前記適用するステップで施された接着手段により接着された別個の粒子含有物品を形成するように、前記添加剤材料を前記物品のそれぞれに噴霧するステップであって、前記粒子含有物品が前記樹脂を含まず、前記粒子含有物品の強化織布が乾燥しており、前記強化織布の隣接する繊維間に空間が存在し、前記噴霧するステップにより、前記添加剤材料の前記粒子が、前記強化織布を貫通し、かつ適用された接着促進手段により前記強化織布に接着される、ステップと、
前記粒子含有物品を積層して、積層構造を形成するステップであって、前記積層構造は、前記樹脂を含まず、積層構造の強化織布が乾燥している、ステップと、
前記積層構造に前記樹脂を注入するステップと、
前記積層構造の中に存在する樹脂を硬化して、前記強化織布および前記樹脂を硬化させることにより形成される前記ポリマーマトリックスを備える前記ラミネートポリマー複合材料を形成するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記接着促進手段は、前記強化織布上に存在し、前記強化織布内の空間を完全に満たすことなく前記強化織布に対する前記添加剤材料の前記粒子の接着性を向上させる粘着付与樹脂を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記強化織布が炭素織布を備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記添加剤材料が、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、および窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも１つの材料である、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記ラミネートポリマー複合材料が、航空機エンジンナセルの少なくとも一部分である、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記部分が、前記航空機エンジンナセルの吸気リップであることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料に関し、より詳細には、粉末含有樹脂で浸潤された強化織布を備える複合材料を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、当技術において知られているタイプの高バイパスターボファンエンジン１０を概略的に示す。エンジン１０は、ファンアセンブリ１２およびコアエンジン１４を備えるものとして概略的に示される。ファンアセンブリ１２は、複合ファンケーシング１６、およびファンブレード１８のアレイから前方に突出するスピナーノーズ２０を備えるものとして図示される。スピナーノーズ２０およびファンブレード１８は共に、ファンディスク（図示せず）により支持される。コアエンジン１４は、高圧コンプレッサ２２、燃焼器２４、高圧タービン２６、および低圧タービン２８を備えるものとして示される。ファンアセンブリ１２に進入する空気の大部分は、エンジン１０の後部へと迂回されることにより、さらなるエンジン推力を生成する。迂回される空気は、環状形状バイパスダクト３０を通過し、ファンノズル３２を通りダクト３０から出る。ファンブレード１８は、バイパスダクト３０のラジアル方向外方境界部、ならびにエンジン１０への吸気ダクト３６およびファンノズル３２を画定する、ファンナセル３４によって囲まれる。コアエンジン１４は、バイパスダクト３０のラジアル方向内方境界部およびコアエンジン１４から後方に延在する排気ノズル４０を画定する、コアカウル３８によって囲まれる。
【０００３】
ファンナセル３４は、空気力学的基準および耐異物損傷（ＦＯＤ）性を設計上の考慮条件に含む重要な構造構成要素である。これらの理由から、ナセル３４を製造する際には、適切な構造、材料、および組立方法を選択することが重要となる。様々な材料および構造が検討されてきたが、金属材料および特にアルミニウム合金が広く使用されている。また、炭素（グラファイト）繊維または炭素（グラファイト）織布により強化されたエポキシラミネートなどの複合材料は、空気力学的基準、輪郭制御、および重量の軽量化に合致するような十分なサイズの単体パーツとして製造することを可能にし、これによりエンジン効率が向上し、燃料消費率（ＳＦＣ）が改善されるなどの利点をもたらすため、これらの複合材料もまた検討されてきた。
【０００４】
航空機エンジンナセル、特に吸気リップ（図１の４２）のナセル前縁は、エンジンが地上にあり、特に飛行条件下にある間に、着氷条件にさらされる。ナセル吸気リップ４２上に着氷した氷を除去する（除氷）、およびナセル吸気リップ４２上への氷の着氷を防止する（防氷）ための１つの公知の手法は、高温抽気システムの使用によるものである。一例としては、エンジンから供給される抽気を、燃焼室２４から配管（図示せず）を通り吸気リップ４２へと引き込むことが可能であり、これにより、高温の抽気が、吸気リップ４２の内側表面に接触し、それによりリップ４２を加熱し、着氷を除去／防止する。代替例としては、いくつかの比較的小型のターボファンおよびターボプロップ航空機エンジンが、ジュール加熱により電気エネルギーを熱に変換する電気防氷システムを利用している。抵抗タイプのヒータワイヤを加熱素子として使用することが可能であるが、さらに近年の例では、ＧｒａｆＴｅｃｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｈｏｌｄｉｎｇｓ  Ｉｎｃ．社よりＧＲＡＦＯＩＬ（登録商標）の名称で市販されている可撓性グラファイト材料が使用される。この加熱素子は、シリコンゴムなどのブーツに埋め込まれ、次いでナセル吸気リップ４２の内部前縁に装着される。いずれの場合においても、リップ４２がアルミニウム合金などの金属材料から構成される場合には、複合材料から構成される場合に比べると、吸気リップ４２の均一かつ効率的な加熱を促進することが可能となる。炭素強化（繊維および／または織布）エポキシラミネートなどの複合材料から製造された吸気リップ４２の均一な加熱を促進するためには、伝熱性を高めることが可能な伝導性添加剤を含むように、この複合材料を作製することが可能である。このような添加剤には、窒化ホウ素（ＮＢ）粉末、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末、および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末、ならびに炭素（グラファイト）ナノチューブが含まれていた。
【０００５】
添加剤を混入させるための従来の手法は、樹脂系に添加剤粒子を混合し、次いで粒子含有樹脂系を炭素繊維に注入することを伴う。これは、効果的ではあるが、結果的に得られる樹脂系は、比較的高い粘度を有する傾向があり、それにより、この複合材料に混入させることの可能な添加剤の濃度が限定される。この限定は、一部においては、注入プロセスの際に強化織布により樹脂系から添加剤粒子が濾過される濾過効果によるものである。この濾過効果を低減させるために、ナノサイズの添加剤粒子を使用することができるが、樹脂系の粘度が急激に上昇するため、２０体積パーセント未満の添加剤配合量が依然として典型であった。その結果、典型的には、炭素繊維強化エポキシラミネートなどの複合材料から製造された吸気リップの厚さ方向における伝熱性は、約０．６Ｗ／ｍＫ以下の伝熱率の値に限定されてきた。
【０００６】
また、高粘度の樹脂系は、強化織布への非均一的な注入により複合材料中にドライスポット欠陥が発生するのを助長する傾向を有するため、その結果として、層間靱性および圧縮弾性率を含む機械特性もまた限定されるおそれがある。また、高粘度の樹脂系は、樹脂系を強化織布中に注入させ得るプロセスをも限定する。例えば、真空圧樹脂含浸成形法（ＶａＲＴＭ）などの比較的低コストのプロセスを利用して、約１５体積パーセントのナノサイズの添加剤粒子を含む樹脂系を均一に注入することは、非常に難しい。
【０００７】
上記に鑑みて、樹脂を注入される強化織布中にさらに多量の添加剤粒子を混入させることが可能となる方法があることが望ましい。特に、そのようなことが可能となれば、ファンナセルの製造において使用される織布強化ポリマー複合材料の中にさらに多量の伝導性添加剤を混入させるのに有利となる。また、そのようなことが可能となれば、例えば織布強化ポリマー複合材料から製造される電気筐体および航空機の翼／尾部領域などの様々な他の用途にとっても有利となり、これらの例では、添加剤は、伝熱性、導電性を向上させる（グラファイトタイプの添加剤など）、および／または層間靱性を向上させる（粉末形態の熱可塑性強靭化剤など）役割を果たし得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７，３０３，８１６号明細書
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、複数の強化織布および添加剤材料の粒子を含むポリマーマトリックスを備えるポリマー複合材料を製造するための方法を提供する。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、本方法は、強化織布の少なくとも１つをそれぞれが備える少なくとも２つの物品に添加剤材料の粒子を噴霧して粒子含有物品を形成するステップと、粒子含有物品を積層して積層構造を形成するステップと、次いで、積層構造の中に存在する樹脂を硬化して、強化織布（または複数の強化織布）および樹脂を硬化させることにより形成されるポリマーマトリックスを備えるラミネートポリマー複合材料を形成するステップとを含む。
【００１１】
本発明の特定の一態様によれば、これらの物品は、樹脂を含まない乾燥織布であることが可能であり、限定量の高粘性樹脂により高粘化することが可能であり、その場合には、積層構造は、硬化ステップの前に、ポリマーマトリックスに対して樹脂で高粘化される。あるいは、これらの物品は、樹脂をさらに含むプリプレグであることが可能であり、この場合には、積層構造は、硬化ステップの前に樹脂で浸潤させる必要はない。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、上述の方法は、例えばファンナセルの吸気リップなど、航空機エンジンナセルの少なくとも一部分を製造する際に利用することが可能である。かかる用途については、必須ではないが好ましくは、添加剤材料は、窒化ホウ素粒子、酸化アルミニウム粒子、および／または窒化アルミニウム粒子を含む粉末である。
【００１３】
本発明の技術的効果は、従来の樹脂注入技術に比べて、織布強化ポリマー複合材料の添加剤配合量を増大させ得ることである。比較的高い添加剤配合量を利用することにより、例えば伝熱性および／または機械特性などの複合材料の特性を向上させることが可能となる。機械特性に関しては、織布強化ポリマー複合材料から構成されるファンナセルの吸気リップ中の伝導性添加剤のレベルを上昇させることにより、吸気リップを加熱させることによって着氷を除去または防止し得る効率を向上させることが可能となる。
【００１４】
以下の詳細な説明から、本発明の他の態様および利点がさらに理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】高バイパスターボファンエンジンの概略断面図である。
【図２】図１のナセル吸気リップの詳細断面図である。
【図３】織布強化複合材料中に添加剤粒子を混入させることが可能な一方法を概略的に示す図である。
【図４】織布強化複合材料中に添加剤粒子を混入させることが可能な一方法を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図２は、ポリマー複合材料から製造された吸気リップ４２の一実施形態を示す。以下に論じるように、本発明の一態様は、リップ４２の防氷能力および除氷能力（以降、単に防氷と呼ぶ）を高めるために、吸気リップ４２の伝熱性を最大化させるためのものである。本発明は、図１に示すターボファンエンジン１０にその一例を示す高バイパスターボファンエンジンにおける使用に特によく適するが、他の用途も予期し得る点を理解されたい。最後に、本発明は、特に吸気リップ４２を参照として論じることとなるが、本発明に伴う利点は、ナセル３４全体に、ターボファンエンジン１０の他の構成要素に、他の航空機構造体（例えば翼／尾部領域など）に、および、伝熱性、導電性、層間靱性等々の特性の向上により有利となるポリマー複合材料から製造し得る航空宇宙産業以外の広範な用途（例えば電気筐体など）にも適用することが可能である。
【００１７】
吸気リップ４２（およびファンナセル３４全体）は、様々な複合材料から形成することが可能である。図２においては、吸気リップ４２は、ラミネート構造を有し、その場合、リップ４２は、織布強化材料または連続繊維強化材料により補強されたポリマーマトリックスをそれぞれが含む個別のポリマー複合層４４から構成される。複合層４４は、図２に示すラミネート構造を生成するために、公知の手法にしたがって積層され、成形され、硬化される。
【００１８】
このポリマー複合材料におけるマトリックス材料の主要な役割は、繊維強化材料および複合材料構造全体の構造強度および他の物理特性に対して寄与をもたらす点である。このポリマーマトリックスについて好ましい材料には、ＦＯＤおよびエンジン１０の作動中に吸気リップ４２がさらされるおそれのある他のタイプの損傷に耐えるのに適した耐温度性および耐衝撃性を示す最先端のマトリックス材料が含まれる。また、このマトリックス材料は、繊維強化材料を熱的に劣化させることのない、または繊維強化材料にとって別の形で有害にならない温度および条件下において、硬化が可能であるべきである。これに基づき、特に適切な樹脂系は、ポリ（アリル）エーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリ（アリル）エーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、およびエポキシなどの熱硬化材料および熱可塑性材料であると考えられるが、他のマトリックス材料の使用も予期し得る。
【００１９】
複合材料層４４の繊維強化構成要素は、繊維材料により所望の繊維構成を有するように作製され得る。例えば、炭素（グラファイト）繊維から形成された織布が、特に適した強化材料であると考えられるが、炭素繊維に加えて、またはその代替として、他の繊維材料が使用可能であることも予期し得る。この繊維構成は、公知の織布織成技術、ステッチング技術、ノンクリンプ技術、および、吸気リップ４２（または複合材料層４４により形成された任意の他のラミネートポリマー複合材料構造）の厚さ方向における面間熱伝導を促進させ得る三次元編組技術または三次元織成技術を含む編組技術を利用して生み出すことが可能である。
【００２０】
図２の実施形態は、図２に示す複合材料層４４の特定の層数および構成に限定されない点を理解されたい。さらに、エンジン吸気口、逆スラスト、コアカウル、およびトランスカウルなどの航空機エンジンのナセル構成要素、ならびに防音パネルを含む他の航空機構造物には一般的であるように、軽量フォームまたはハニカムポリマー材料などの心材（図示せず）をラミネートポリマー複合材料構造に組み込み得ることも予期され得る。上記の材料に鑑みて、吸気リップ４２（および図２に示すタイプのラミネートポリマー複合材料構造により形成され得る他の構成要素）は、アルミニウムまたは先行技術において従来より使用される他の金属合金から形成された吸気リップよりも大幅に軽量となり得る。吸気リップ４２の厚さは、必要以上に重量を増大させることなく構造完全性をもたらすのに十分なものであるべきである。広い範囲にわたる厚さが可能であるが、適切な葉には、約１．５〜約２．５ミリメートルであると考えられる。図２に示すものと同様のラミネートポリマー複合材料構成を有するように製造し得る他の構成要素については、さらに厚いおよびさらに薄い厚さが予期され得るが、そのような厚さもまた本発明の範囲内に含まれる。
【００２１】
上記のように、本発明の特定の一態様は、例えば図２に示すラミネートポリマー複合材料構造により形成された吸気リップ４２の防氷能力を促進させるためなどに、この複合材料構造の伝熱性を促進させるものである。先述のように、吸気リップ４２およびさらに具体的にはその外方表面４８は、エンジン１０が地上にある間におよび飛行条件下にある間に、着氷条件にさらされる。防氷能力を与えるために、例えば吸気リップ４２の内方表面４６にエンジンから供給される高温の抽気を配向することによって、またはヒータストリップを備える電気防氷システムを利用してリップ４２の着氷を最も受けやすい部分を局所的に加熱することによってなど、様々な方法およびシステムを利用することにより、吸気リップ４２の外方表面４８を加熱することが可能である。
【００２２】
本発明の好ましい一態様によれば、吸気リップ４２の内方表面４６からその外方表面４８への熱伝導は、ファンナセル３４の少なくともリップ４２を構成するラミネートポリマー複合材料に伝導性添加剤材料の粉末を混入させることによって促進される。適切な添加剤材料には、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、および窒化アルミニウムなどの無機材料が含まれるが、それらに限定されず、有機材料を混入させることも本発明の範囲に含まれる。添加剤材料の選択および量は、部分的には、複合材料層４４および吸気リップ４２（または層４４から作製された他のラミネート）の所望の特性に基づくこととなる。窒化ホウ素が、吸気リップ４２の厚さ方向における伝熱性を促進するのに特に適した添加剤材料であり、また、吸気リップ４２の圧縮弾性率および層間靱性を向上させる有利な効果を有する。好ましくは、添加剤材料は、例えば約１０〜約２０体積パーセントなど、少なくとも３体積パーセントの量で各複合材料層４４に混入され、結果的に、複合材料層４４により作製された完成したラミネートポリマー複合材料中において均等な添加剤の含有量を得る。
【００２３】
図３および図４は、粉末添加剤材料５２（例えば窒化ボロン、酸化アルミニウム、および／または窒化アルミニウムなどの伝導性添加剤材料）の粒子を、図２のラミネートポリマー複合材料構造、したがってラミネートポリマー複合材料構造により形成される吸気リップ４２（または他の構成要素）の各複合材料層４４の１つまたは複数の中に混入させ得る、２つの技術を示す。これらの両技術は、添加剤材料５２の乾燥粉末を噴霧して、例えば炭素（グラファイト）繊維から形成された前述の織布などの複合材料層４４の強化材料中にこの添加剤材料５２を混入させることを伴う。これらの技術は、主に、図３の技術では、乾燥した（樹脂を含まない）および／または高粘性の織布５４に添加剤材料５２を混入させ、次いで、結果として得られた粉末含有乾燥織布または粉末含有高粘性織布５６に樹脂系（例えば前述の樹脂系の中の１つなど）を注入するのに対して、図４の技術では、樹脂系（例えば前述の樹脂系の中の１つなど）を事前に含浸された１つまたは複数の織布に添加剤材料５２を混入させてプリプレグ７４を作製するという点において異なる。いずれの場合でも、図３および図４の技術は、達成される複合材料層４４内の添加剤材料濃度が、複合材料に粉末を混入させるための従来技術である粉末添加剤材料を含む樹脂系を乾燥織布に注入する試みにおいて可能となる濃度に比べて、より高くなるように意図される。
【００２４】
図３を参照すると、乾燥粉末を噴霧するように構成されたタイプの従来的なスプレーガン５０が、織布５４中に乾燥粉末添加剤材料５２を噴霧するために使用される。この織布５４は、複合材料層４４のポリマーマトリックスを形成することとなる樹脂を好ましくは含有しないことから、本明細書においては「乾燥」織布５４と呼ぶ。しかし、本明細書において使用される「乾燥織布」という用語によれば、織布５４は、織布５４に対する添加剤材料５２の粒子の接着性を促進するために、織布５４を高粘化することが可能な限定量の樹脂を適宜含むことも可能であることとする。好ましくは、この粘着付与樹脂は、織布５４の隣接し合う繊維同士の間の空間を完全に満たすような量では存在しない。図３の乾式噴霧技術は、乾燥織布５４に粉末添加剤材料５２の粒子を混入させるのに好ましいものと考えられるが、例えば流動床を利用した乾燥粉末による織布５４の被覆によるものなどの他の技術も予期し得る。
【００２５】
織布５４は、図３においては、静電荷が存在することによって織布５４に対する添加剤材料５２の粒子の接着性が向上するように、電気的にバイアスされたものとして示される。一般的には、添加剤材料５２の適切な粒径は、例えば約１〜約１５０マイクロメートルの粒径、より好ましくは約１０〜約６０マイクロメートルの粒径など、ミクロンサイズ以下である。注目すべき点としては、添加剤材料５２は、ナノサイズの粒子を含む必要がないということである。好ましくは、噴霧条件は、添加剤材料５２が、織布５４の厚さ方向を貫通するような条件である。この方法によれば、添加剤材料５２の粒子は、例えば約１０〜約２０体積パーセントなど、３体積パーセント以上の量にて織布５４に混入され得る。
【００２６】
十分な個数の乾燥織布５４に添加剤材料５２を混入させて吸気リップ４２を形成した後に、結果的に得られた乾燥粉末含有織布５６を積層して、乾燥積層構造５８を形成し、次いで、この乾燥積層構造５８は、所望の樹脂系による浸潤を受けて、吸気リップ４２および複合材料層４４が作製される。添加剤材料５２は、乾燥積層構造５８に既に混入されているため、構造５８を浸潤させるために使用される樹脂系は、粉末添加剤材料を全く含まなくてもよい。この樹脂系が、粉末添加剤材料を含んだ場合には、樹脂系の粘度が上昇し、この樹脂系により積層構造５８の浸潤が阻害されてしまうため、望ましくない。適切な浸潤技術には、樹脂含浸ラミネート複合材料構造の作製でよく知られている樹脂含浸成形法（ＲＴＭ）および特に真空圧樹脂含浸成形法（ＶａＲＴＭ）が含まれるが、それらに限定されない。図３は、例示を目的として、ＶａＲＴＭプロセス下にある粉末含有織布５６の乾燥積層構造５８を図示する。このＶａＲＴＭプロセスにより、樹脂系６０は、当て板６２とバッグ６４との間に配置された積層構造５８に注入される。当て板６２とバッグ６４との間に生成される真空により、樹脂系６０での積層構造５８の各織布５６の浸潤が促進される。その後、樹脂注入された積層構造５８は、固化および硬化されて、複合材料層４４のラミネートスタックが生成され得る。かかるプロセスのさらなる詳細は、当業者の専門知識の範囲内に十分に含まれるものであり、したがって本明細書において詳細には論じる必要性はない。好ましくは、複合材料層４４により作製された結果的に得られるラミネートポリマー複合材料は、少なくとも３体積パーセントの添加剤材料５２を含み、より好ましくは約１０〜約２０体積パーセントの添加剤材料を含む。
【００２７】
上記のように、図４の混入技術は、樹脂系（例えば前述の樹脂系の中の１つなど）で少なくとも部分的に事前に含浸された少なくとも１つの織布（例えば図３の織布５４など）から形成されるプリプレグ７４に、添加剤材料５２を混入することを伴う。添加剤材料５２は、プリプレグ７４の単一の表面上に噴霧されるものとして示されるが、添加剤材料５２は、プリプレグ７４の両表面上に堆積することも可能である。図３の乾燥織布５４と同様に、図４のプリプレグ７４は、静電荷が存在することによってプリプレグ７４に対する添加剤材料５２の粒子の接着性が向上するように、電気的にバイアスされたものとして示される。プリプレグ７４は、プリプレグ７４に含まれる１つまたは複数の織布の隣接し合う繊維同士の間の空間を完全に満たし得る樹脂で含浸されるため、添加剤材料５２の粒子は、プリプレグ７４の厚さ方向を貫通する可能性は低く、その代わりにプリプレグ７４の表面および近表面領域に堆積する傾向を有する。これらの粒子は、おそらくは１粒子を上回る厚さまで、プリプレグ７４の表面上に実質的に均一な連続層を形成するように堆積され得る。添加剤材料５２の適切な粒径は、図３の実施形態に関して上述したものと同一であることが可能であり、添加剤材料５２の粒子は、図３の織布５４に関して上述したものと同一の体積量で、プリプレグ７４に混入させることが可能である。
【００２８】
プリプレグ７４に添加剤材料５２を混入させた後に、好ましくは、結果的に得られた粉末含有プリプレグ７６は、樹脂８０を噴霧さることより、添加剤材料５２の粒子を湿らせ、プリプレグ７４に対するそれらの粒子の接着性を促進させ、粉末含有プリプレグ７６を全体的に高粘化させる。樹脂８０は、元のプリプレグ７４を形成するために織布（または複数の織布）を浸潤するのに使用されたのと同一の樹脂系であってもよい。樹脂８０は、粉末含有プリプレグ７６の単一表面上に噴霧されるものとして示されるが、プリプレグ７６の両表面を樹脂８０で被覆することも可能である。好ましくは、添加剤材料５２の全粒子が樹脂８０の膜により覆われるように、十分な量の樹脂８０が塗布される。
【００２９】
十分な個数の粉末含有プリプレグ７６が、吸気リップ４２を形成するための上述の態様で作製される。次いで、結果的に得られた樹脂被覆された粉末含有プリプレグ７６は、積層されて積層構造７８を形成し、次いでこの積層構造７８は、固化および硬化されて、複合材料層４４のラミネートスタックが生成され得る。樹脂が、積層構造７８に既に混入されているため、固化の前に追加の樹脂を構造７８に浸潤させる必要はない。図４は、例示を目的として、スタック構造７８が当て板８２とバッグ８４との間に配置され、次いで圧力および熱にさらされるオートクレーブプロセスを受けるものとして、粉末含有プリプレグ７６のスタック構造７８を示す。かかるプロセスのさらなる詳細は、当業者の専門知識の範囲内に十分に含まれるものであり、したがって本明細書において詳細には論じる必要性はない。
【００３０】
本発明に至る調査においては、酸化アルミニウムまたは窒化ボロンの粉末からなる添加剤材料をさらに含むように、炭素織布で補強されたポリマーマトリックスを含むポリマー複合材料を作製した。基準の複合材料は、樹脂系にこの添加剤材料を混入させ、次いで先行技術の手法にしたがって粉末含有樹脂系で乾燥炭素織布を浸潤させることにより作製した。他の複合材料は、乾燥炭素織布に添加剤材料を直接混入し、図３にしたがって粉末非含有樹脂系で粉末含有織布を浸潤させることにより作製した。先行技術の方法では、約０．８Ｗ／ｍＫの伝熱性および最大で約４体積パーセントの添加剤材料含有量が達成されたが、それとは対照的に、図３の方法では、最大で約２．５８Ｗ／ｍＫまでの厚さ方向伝熱性および最大で約２０．６体積パーセントの添加剤材料含有量が達成された。この調査の焦点は、厚さ方向の伝熱性を上昇させることであったが、得られる可能性のある他の利点には、層間靱性、圧縮弾性率等々の機械特性の向上が含まれる。
【００３１】
特定の実施形態に関して本発明を説明したが、当業者は、他の形態を採用することが可能である。例えば、ナセル３４およびその吸気リップ４２の物理的構成は、図面に示すものとは異なることが可能であり、本発明により作製し得るラミネートポリマー複合材料構造は、ナセル構造以外の広範な用途および航空宇宙産業以外の用途にも使用することが可能である。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲のみによって限定される。
【符号の説明】
【００３２】
１０  エンジン
１２  アセンブリ
１４  エンジン
１６  ケーシング
１８  ブレード
２０  ノーズ
２２  コンプレッサ
２４  燃焼器
２６  タービン
２８  タービン
３０  ダクト
３２  ノズル
３４  ナセル
３６  ダクト
３８  コアカウル
４０  ノズル
４２  リップ
４４  層
４６  表面
４８  表面
５０  ガン
５２  材料
５４  織布
５６  織布
５８  構造
６０  系
６２  当て板
６４  バッグ
７４  プリプレグ
７６  プリプレグ
７８  構造
８０  樹脂
８２  当て板
８４  バッグ
【図１】
0006001923.tif 000002
【図２】
0006001923.tif 000003
【図３】
0006001923.tif 000004
【図４】
0006001923.tif 000005