(57)【要約】      （修正有）【課題】プリプレグの層を積層して未硬化のフラットな積層体を作製し所望の形状に成形する際に、皺などの望ましくない特異部が形成されることを防止するプリプレグ積層体アセンブリの製造方法を提供する。【解決手段】プリプレグ層１１前面１２及びプリプレグ層背面を含む複数のプリプレグ層を配向し、少なくとも所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置に、一定量の粒状材料１４を塗布し、少なくとも所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置において、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、前記複数のプリプレグ層を配向してプリプレグ層アセンブリにする、方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリプレグ層アセンブリを作製するための方法であって、
プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含む複数のプリプレグ層を配向し、
少なくとも所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置に、一定量の粒状材料を塗布し、
少なくとも所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置において、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、
前記複数のプリプレグ層を配向してプリプレグ層アセンブリにする、方法。
【請求項２】
滑り度を所定量変化させるステップにおいて、さらに、少なくとも所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面の所定位置及び前記プリプレグ層背面の所定位置のうちの少なくとも一方の粘着力を空間的に変化させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
滑り度を所定量変化させるステップにおいて、少なくとも所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面の所定位置及び前記プリプレグ層背面の所定位置のうちの少なくとも一方の粘着力を空間的に変化させることにより、前記プリプレグ層アセンブリにおいて隣接するプリプレグ層の表面間のせん断力を空間的に変化させることをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して一定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は樹脂含有粉末材料を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して樹脂含有粉末材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は、Ｂステージのエポキシ樹脂含有材料を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して一定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は、ビスフェノールＡ型ジグリシジル（digylcidyl）エーテル；ビスフェノールＦ型ジグリシジル（dicgycidyl）エーテル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラグリシジル（tetragylcidyl）−４，４′−ジアミノフェニルメタン；ｐ−アミノフェノールトリグリシジルエーテル；エポキシフェノールノボラック樹脂；エポキシクレゾールノボラック樹脂；１，３，５−トリグリシジルイソシアヌレート；トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（及びイソシアヌレート類）；グリセロールジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、又は、これらの組み合わせを含む、請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
所定量の粒状材料を塗布するステップの前において、
所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方に対して、マスキング材料を塗布することをさらに含む、請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
所定数のプリプレグ層における前記前面及び前記背面のうちの少なくとも一方にマスキング材料を塗布するステップにおいて、前記マスキング材料は、紙、ポリエチレンフィルム、ポリフッ化フィルム、又は、これらの組み合わせを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップの後、
前記プリプレグ層から前記マスキング材料を除去することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記プリプレグ層アセンブリをツール上で成形することをさらに含む、請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
前記プリプレグ層アセンブリを硬化させるステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
複数のプリプレグ層を含むプリプレグ層アセンブリであって、前記プリプレグ層は、
プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面と、
前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方における所定量の粒状材料と、を含み、
少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方は、隣接するプリプレグ層間において所定量の滑り度を有するように構成されている、プリプレグ層アセンブリ。
【請求項１３】
少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方は、所定数のプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方における所定位置に塗布された前記所定量の粒状材料を少なくとも含むように構成されている、請求項１２に記載のプリプレグ層アセンブリ。
【請求項１４】
前記所定量の粒状材料は、樹脂粉末を含む、請求項１２又は１３に記載のプリプレグ層アセンブリ。
【請求項１５】
前記樹脂粉末は、エポキシ樹脂粉末を含み、前記エポキシ樹脂粉末は、ビスフェノールＡ型ジグリシジル（digylcidyl）エーテル；ビスフェノールＦ型ジグリシジル（dicgycidyl）エーテル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラグリシジル（tetragylcidyl）−４，４′−ジアミノフェニルメタン；ｐ−アミノフェノールトリグリシジルエーテル；エポキシフェノールノボラック樹脂；エポキシクレゾールノボラック樹脂；１，３，５−トリグリシジルイソシアヌレート；トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（及びイソシアヌレート類）；グリセロールジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、又は、これらの組み合わせを含む、請求項１４に記載のプリプレグ層アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、複合材料で作製された物体及び表面を複雑な三次元形状に成形する分野に関する。より具体的には、本開示は、例えば、最終用途の構造体に対して想定される仕上げ面を形成するために、航空機構造体などの構造体の複合材部品において複雑な三次元形状の表面を形成するための方法、システム、及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機構造体の複合材積層体には、多くの場合、正確で複雑な最終形状の要件が定められている。既知の製造方法によれば、樹脂含侵繊維、すなわち「プリプレグ」の層を積層して未硬化のフラットな積層体を作製し、この積層体を所望の形状に成形する。しかしながら、線織面（ruled surfaces）を有する単純な形態以外の形状においては、例えば、複合材部品の成形の過程及びその後に生じうる皺などの望ましくない特異部が形成されてしまう可能性がある。
【０００３】
皺は様々な方法によって軽減できることが多いが、これらの方法は、各々に欠点がある。例えば、ほぞ溝付ストリンガ（joggled stringers）などの、いくつかの非線織の（non-ruled）航空機構造体の形成においては、ほぞ溝の設計を変更してランプ角をより浅くすることにより、皺を解消する試みがなされている。しかしながら、このような設計変更は、対象構造体の重量を増大させるため望ましくない。さらに、複雑部品の製造において、手作業で積層を行う試みもなされている。しかしながら、手作業での生産を実現するための労働費が高くなりすぎる場合が多い。皺を抑制するための他の試みには、特定の領域における繊維の切断が挙げられるが、このような方法は、最終用途の部品又はコンポーネントによっては構造的に許容できない場合もある。また、加熱によって積層体を適切に成形し易くすることも可能だが、より専門的な設備や追加の光熱費が必要となる。このような試みは、役に立つ場合もあるが、完成した部品の機械的特性に影響を与えることもあり、結果として、重量の増加をもたらす設計変更が必要となる場合もある。このような努力を払った場合においても、欠点を相殺するほどの信頼性の高い結果を生み出すことはできておらず、再加工、修理、又は、廃棄につながる皺を伴う複合材表面及び下層表面（sub-surfaces）によって高額となる費用を削減しなければならないという課題は残ったままである。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、プリプレグ層のアセンブリ又は積層体を作製するための方法、システム、及び装置に関する。これらの方法、システム、及び装置においては、プリプレグ層の各々における少なくとも１つの表面の領域のタック値を空間的に変化させることにより、隣接して配置されたプリプレグ層表面間のせん断力を空間的に変化させるとともに所定の滑り度を実現することができる。隣接して配置されたプリプレグ層の表面は、これらの間で空間的に可変なせん断力及び所定の滑り度を有しており、レイアップされたプリプレグ層アセンブリ若しくはこのようなプリプレグ層及びプリプレグ層アセンブリを含む積層体、プリプレグ層アセンブリ若しくは積層体を含む構成部品、及び、改良型複合プリプレグ層アセンブリを組み込んだ構成部品を含む大型の構造体、並びに、本開示の方法に従って作製されたプリプレグ層、プリプレグ層アセンブリ若しくは積層体、及び、本開示の方法に従って作製されたプリプレグアセンブリ若しくは積層体を含む複合材積層体及び物体を形成するのに使用可能である。
【０００５】
本開示の一態様によれば、プリプレグ層を作製するための方法が開示される。当該方法は、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含むプリプレグ層を配向し、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの一方における所定位置に所定量の粒状材料を塗布し、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度、又は、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの一方における少なくとも所定位置の滑り度を所定量変化させる、ことを含む。
【０００６】
さらなる態様によれば、滑り度を所定量変化させるステップにおいて、さらに、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置の粘着力を空間的に変化させることを含む。
【０００７】
他の態様によれば、滑り度を所定量変化させるステップにおいて、さらに、第１プリプレグ層のプリプレグ層前面、及び、第２プリプレグ層のプリプレグ背面のうちの少なくとも一方の粘着力を空間的に変化させることにより、隣接するプリプレグ層間のせん断力を空間的に変化させることを含み、前記第１プリプレグ層前面は、前記第２プリプレグ層背面に隣接して配置されている。
【０００８】
さらなる態様によれば、滑り度を所定量変化させるステップにおいて、前記プリプレグ層前面の粘着度は、前記プリプレグ層背面の粘着度とは異なる。
【０００９】
他の態様によれば、前記プリプレグ層の前面及び背面のうちの少なくとも一方における所定位置に所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は、樹脂含有材料を含む。
【００１０】
他の態様によれば、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方における所定位置に所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は、粉末材料を含む。
【００１１】
他の態様によれば、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は、平均粒径が約０．２ミクロン〜約１０ミクロンの粉末材料を含む。
【００１２】
さらなる態様によれば、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方における所定位置に所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は、Ｂステージのエポキシ樹脂を含む。
【００１３】
さらなる態様によれば、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は、樹脂含有材料を含み、前記樹脂含有材料は、ビスフェノールＡ型ジグリシジル（digylcidyl）エーテル；ビスフェノールＦ型ジグリシジルエーテル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラグリシジル（tetragylcidyl）−４，４′−ジアミノフェニルメタン；ｐ−アミノフェノールトリグリシジルエーテル；エポキシフェノールノボラック樹脂；エポキシクレゾールノボラック樹脂；１，３，５−トリグリシジルイソシアヌレート；トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（及びイソシアヌレート類）；グリセロールジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、又は、これらの組み合わせを含む。さらなる態様において、前記粒状材料は、硬化性化合物（curative compound）を含み、前記硬化性化合物は、限定するものではないが、４，４′−ジアミノ
ジフェニルスルホン、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン、ジエチルトルエンジアニ
リン、又は、これらの組み合わせを含む。
【００１４】
さらなる態様は、プリプレグ層アセンブリを作製するための方法に関する。当該方法は、各々がプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含む複数のプリプレグ層を配向し、所定数のプリプレグ層のうちの少なくとも１つにおけるプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置に所定量の粒状材料を塗布し、前記所定数のプリプレグ層のうちの少なくとも１つにおける前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置において、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、複数のプリプレグ層を配向してプリプレグアセンブリを形成する、ことを含む。
【００１５】
他の態様によれば、滑り度を所定量変化させるステップにおいて、さらに、所定数のプリプレグ層における少なくとも１つのプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方のある位置の粘着力を空間的に変化させることを含む。
【００１６】
他の態様によれば、滑り度を所定量変化させるステップにおいて、さらに、第１プリプレグ層のプリプレグ層前面、及び、第２プリプレグ層のプリプレグ背面のうちの少なくとも一方の粘着力を空間的に変化させることにより、前記プリプレグ層アセンブリにおいて隣接するプリプレグ層の表面間のせん断力を空間的に変化させることを含み、前記第１プリプレグ層前面は、前記第２プリプレグ層背面に隣接して配置されている。
【００１７】
さらなる態様によれば、滑り度を所定量変化させるステップにおいて、前記プリプレグ層前面の粘着度は、前記プリプレグ層前面に隣接して配置された前記プリプレグ層背面の粘着度とは異なる。
【００１８】
さらなる態様によれば、前記プリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は樹脂含有材料を含む。
【００１９】
さらなる態様によれば、前記プリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は粉末材料を含む。
【００２０】
さらなる態様によれば、前記プリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料はエポキシ樹脂含有粉末材料を含む。
【００２１】
さらなる態様によれば、前記プリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料はＢステージのエポキシ樹脂含有材料を含む。
【００２２】
さらなる態様によれば、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は、エポキシ樹脂含有材料を含み、前記エポキシ樹脂含有材料は、ビスフェノールＡ型ジグリシジル（digylcidyl）エーテル；ビスフェノールＦ型ジグリシジル（dicgycidyl）エーテル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラグリシジル（tetragylcidyl）−４，４′−ジアミノフェニルメタン；ｐ−アミノフェノールトリグリシジルエーテル；エポキシフェノールノボラック樹脂；エポキシクレゾールノボラック樹脂；１，３，５−トリグリシジルイソシアヌレート；トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（及びイソシアヌレート類）；グリセロールジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、又は、これらの組み合わせを含む。
【００２３】
さらなる態様において、前記粒状材料は、少なくとも１つの硬化性化合物（curative compound）をさらに含み、前記硬化性化合物は、限定するものではないが、４，４′−ジ
アミノジフェニルスルホン、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン、ジエチルトルエン
ジアニリン、又は、これらの組み合わせを含む。
【００２４】
他の態様によれば、前記複数のプリプレグ層を配向するステップの前、所定数のプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方に対して、マスキング材料を塗布することをさらに含む。
【００２５】
他の態様によれば、少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方にマスキング材料を塗布するステップにおいて、前記マスキング材料は、紙、ポリエチレンフィルム、ポリフッ化フィルム等、或いは、これらの組み合わせを含む。
【００２６】
さらなる態様によれば、プリプレグ層の前記前面及び前記背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒子を塗布するステップの後、前記プリプレグ層から塗布された前記マスキング材料を除去することをさらに含む。
【００２７】
他の態様によれば、前記複数のプリプレグ層を配向してプリプレグ層アセンブリを形成した後、前記プリプレグ層アセンブリを配向してツールに載置することをさらに含む。
【００２８】
他の態様によれば、前記複数のプリプレグ層を配向してプリプレグ層アセンブリを形成した後、前記プリプレグ層アセンブリをツール上で成形することをさらに含む。
【００２９】
他の態様によれば、前記プリプレグ層アセンブリを配向してツールに載置した後、前記プリプレグ層アセンブリを硬化することをさらに含む。
【００３０】
さらに他の態様によれば、プリプレグ層アセンブリを成形するために想定された方法は、前記複数のプリプレグ層を配向して、成形マンドレルを含むツールに載置することをさらに含む。
【００３１】
他の態様は、複数のプリプレグ層と、所定量の粒状材料とを含むプリプレグ層アセンブリに関する。前記複数のプリプレグ層は、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含み、前記所定量の粒状材料は、少なくとも所定数のプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方に塗布されており、少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方は、前記プリプレグ層アセンブリにおいて隣接するプリプレグ層間で所定量の滑り度を有するように構成されている。
【００３２】
他の態様は、複数のプリプレグ層と、所定量の粒状材料とを含むプリプレグ層アセンブリに関する。前記複数のプリプレグ層は、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含み、前記所定量の粒状材料は、少なくとも所定数のプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方に塗布されており、少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方は、前記プリプレグ層アセンブリにおいて隣接するプリプレグ層間で、所定量の滑り度及び／又は所定量のせん断力を有するように構成されている。
【００３３】
さらなる態様において、前記複数のプリプレグ層のうちの少なくとも１つにおける前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方は、前記プリプレグ層アセンブリにおける所定数のプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方における所定位置に塗布された前記所定量の粒状材料を含むように構成されている。
【００３４】
他の態様においては、前記粒状材料は、粉末材料を含む。
【００３５】
他の態様においては、前記粒状材料は、樹脂含有粉末材料を含む。
【００３６】
他の態様においては、前記粒状材料は、エポキシ樹脂含有材料を含む。
【００３７】
他の態様においては、前記粒状材料は、エポキシ樹脂含有粉末材料を含む。
【００３８】
他の態様においては、前記エポキシ樹脂粉末は、Ｂステージのエポキシ樹脂を含む。
【００３９】
他の態様においては、前記エポキシ樹脂粉末材料は、エポキシ樹脂含有材料を含み、前記エポキシ樹脂含有材料は、ビスフェノールＡ型ジグリシジル（digylcidyl）エーテル；ビスフェノールＦ型ジグリシジル（dicgycidyl）エーテル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラグリシジル（tetragylcidyl）−４，４′−ジアミノフェニルメタン；ｐ−アミノフェノールトリグリシジルエーテル；エポキシフェノールノボラック樹脂；エポキシクレゾールノボラック樹脂；１，３，５−トリグリシジルイソシアヌレート；トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（及びイソシアヌレート類）；グリセロールジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、又は、これらの組み合わせを含む。
【００４０】
さらなる態様において、前記粒状材料は、少なくとも１つの硬化性化合物（curative compound）をさらに含み、前記硬化性化合物は、限定するものではないが、４，４′−ジ
アミノジフェニルスルホン、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン、ジエチルトルエン
ジアニリン、又は、これらの組み合わせを含む。
【００４１】
本開示のさらなる態様においては、各々がプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含む複数のプリプレグ層を配向し、所定数のプリプレグ層の前記前面及び前記背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置に所定量の粒子を塗布し、少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方における少なくとも所定位置において、前記前面及び前記背面の少なくとも一方の滑り度を所定量変化させる、ことを含む方法に従って作製されたプリプレグアセンブリを含む複合材料が想定されている。
【００４２】
本開示のさらなる態様においては、各々がプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含む複数のプリプレグ層を配向し、所定数のプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置に所定量の粒子を塗布し、少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方における少なくとも所定位置において、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面の少なくとも一方の滑り度を所定量変化させる、ことを含む方法に従って作製されたプリプレグアセンブリを含む硬化複合材料が想定されている。
【００４３】
本開示の他の態様は、プリプレグ層アセンブリを含む複合積層材に関する。前記プリプレグ層アセンブリは、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を有する複数のプリプレグ層を含み、少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方は、隣接するプリプレグ層の前記プリプレグ層前面と前記プリプレグ層背面との間で空間的に可変なせん断力を有する。
【００４４】
本開示のさらなる態様は、プリプレグ層アセンブリを含む硬化複合積層材に関する。前記プリプレグ層アセンブリは、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を有する複数のプリプレグ層を含み、少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方は、隣接するプリプレグ層の前記プリプレグ層前面と前記プリプレグ層背面との間で空間的に可変なせん断力を有する。
【００４５】
本開示の他の態様は、硬化複合積層材を含む物体に関する。前記硬化複合積層材は、プリプレグ層アセンブリを含み、前記プリプレグ層アセンブリは、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を有する複数のプリプレグ層を含み、少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方は、隣接するプリプレグ層の前記プリプレグ層前面と前記プリプレグ層背面との間で空間的に可変なせん断力を有する。
【００４６】
他の態様において、前記物体は、静止物体である。
【００４７】
さらなる態様において、前記物体は、輸送体である。
【００４８】
他の態様において、前記物体は、有人航空機、無人航空機、有人宇宙船、無人宇宙船、有人回転翼機、無人回転翼機、有人衛星、無人衛星、ロケット、有人陸上車、無人陸上車、有人水上輸送体、無人水上輸送体、有人水中輸送体、無人水中輸送体、及び、これらの組み合わせからなる群から選択される輸送体である。
【００４９】
さらに他の態様によれば、複合積層材を成形するために想定された方法は、前記複数のプリプレグ層を配向して、成形マンドレルを含むツールに載置することをさらに含む。
【００５０】
他の態様においては、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の空間的に可変な粘着力は、約１Ｎ／ｍ2から約１００Ｎ／ｍ2の範囲である。
【００５１】
他の態様においては、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の粘着力は、空間的に可変であり、所定のタック値を実現するために約０％から約８６％の範囲で低減させることができる。
【００５２】
さらなる態様においては、層間せん断力（例えば、隣接して配置されたプリプレグ層間のせん断力）は、約１Ｎ／ｍ2から約１５００Ｎ／ｍ2の範囲で可変である。
【００５３】
さらなる態様においては、層間せん断力（例えば、隣接して配置されたプリプレグ層間のせん断力）は、可変であり、約０％から約９７％の範囲で低減させることができる。
【００５４】
他の態様においては、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方において空間的に可変なせん断力は、前記プリプレグ層アセンブリに形成される皺を軽減、低減、又は、排除するように作用し、前記複合積層材は、前記プリプレグ層アセンブリを含み、物体は、複合積層材を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
本開示の変形例を一般的な用語を用いて説明してきたが、以下では、添付図面について言及する。これらの図面は、必ずしも正確な縮尺率で描かれているものではない。
【００５６】
【図１】本開示の一態様による、一連の処理ステップを経るエポキシ含侵プリプレグの一部を示す斜視図である。
【図２】本開示の一態様による、成形マンドレルにレイアップされる直前のエポキシ含有プリプレグ層の処理部分の積層体を示す斜視図である。
【図３Ａ】本開示の一態様による、プリプレグアセンブリを形成するために、真空チャンバ内で成形マンドレルにレイアップされる直前のエポキシ含有プリプレグ層の処理部分の積層体を示す側方斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すエポキシ含有プリプレグアセンブリを示す側面図であり、本開示の一態様により、エポキシ含有プリプレグ層が、成形マンドレル上で所望の形状に成形されている。
【図４Ａ】本開示の態様の概要を示すフロー図である。
【図４Ｂ】本開示の態様の概要を示すフロー図である。
【図５Ａ】本開示の態様の概要を示すフロー図である。
【図５Ｂ】本開示の態様の概要を示すフロー図である。
【図６Ａ】本開示の態様の概要を示すフロー図である。
【図６Ｂ】本開示の態様の概要を示すフロー図である。
【図７Ａ】本開示の態様の概要を示すフロー図である。
【図７Ｂ】本開示の態様の概要を示すフロー図である。
【図７Ｃ】本開示の態様の概要を示すフロー図である。
【図８】本開示の態様により作製された構成部品を含む航空機を示す図である。
【図９】胴体部分（図８に示す）の内部を露出させて示すとともに、本開示の態様により作製された構成部品を示す図である。
【図１０】せん断試験の結果と参照サンプルとを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本開示の態様は、エポキシ含有プリプレグを含む複合プリプレグを用いた改良型複合材コンポーネントの作製に関する。この作製においては、プライ又はプリプレグプライとも呼ばれる個々の複合プリプレグ層を積層する前にこれらのプリプレグ層を処理して、所定数のプリプレグ層の前面及び／又は背面における滑り度及び／又は粘着力及び／又はせん断力を空間的に変化させる。この処理により、プリプレグの積層及び／又は複合材の成形中、特に、プリプレグ及びプリプレグアセンブリ、又はプリプレグ積層体を三次元複合材の最終用途の構造体に成形する際に通常生じうる皺を実質的に最小化、実質的に低減、実質的に改善、又は、実質的に排除することができる。本開示において、「せん断力」、「せん断力値」、及び「せん断」なる用語は、同義語として互換的に用いられる。表面の滑り度、粘着力、及び、せん断力に影響を与える特性は相互に関連するものではあるが、必ずしも相互に影響を受けるとは限らない。特定の理論に縛られるものではないが、本開示の態様は、プリプレグ層表面（例えば、プリプレグ層前面及び／又はプリプレグ層背面）の所定の位置及び／又は領域に所定量の粒状材料を塗布することを想定しており、これにより、滑り度を変化させたり、プリプレグ層表面のせん断力及び／又は粘着力を最小化、低減、又は、改善したりして、複合材の成形中、特に、プリプレグを用いて複合材料を作製する際、具体的には三次元複合材の最終用途の構造体に成形して複合材料を作製する際に通常生じうる皺、及び、プリプレグ層アセンブリで作製される部品又はコンポーネントに形成されうる皺を実質的に最小化、実質的に低減、実質的に改善、及び／又は、実質的に排除することができる。このため、所定数のプリプレグ層の所定数のプリプレグ層前面及び／又はプリプレグ層背面における所定の位置又は領域において、所定量の粒状材料で処理されたプリプレグ層前面及び／又はプリプレグ層背面は、プリプレグ層における少なくとも１つの表面、ひいてはプリプレグ層アセンブリにおいて、所定量だけ空間的に変化した滑り度、せん断力、及び／又は、粘着力を有するといえる。本開示において、「プリプレグ層アセンブリ」、「レイアッププリプレグ層」、「レイアッププリプレグ層積層体」、「プリプレグ層積層体」、「プリプレグ層スタック」、「スタックアセンブリ」、及び、「積層体」は、同義語であり、互換的に用いられうる。
【００５８】
他の態様において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の空間的に可変な粘着力の範囲は、約１Ｎ／ｍ2から約１００Ｎ／ｍ2であり、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の粘着力は、空間的に可変であり、約０％から約８６％の範囲で所定量低減させることができる。
【００５９】
これに加えて、層間せん断力（例えば、隣接して配置されたプリプレグ層間のせん断力）は、約１Ｎ／ｍ2から約１５００Ｎ／ｍ2の範囲で変化させることができる。層間せん断力（例えば、隣接して配置されたプリプレグ層間のせん断力）は可変であるため、約０％から約９７％の範囲内で所定量だけ層間せん断力を低減させるように調節することができる。
【００６０】
本開示によれば、「層間せん断力」なる用語は、隣接するプリプレグ層の表面（例えば、第１プリプレグ層の前面と、これに隣接する第２プリプレグ層の背面、又は、第１プリプレグ層の背面と、これに隣接する第２プリプレグ層の前面）の間において変化するせん断力のことをいう。
【００６１】
本開示のプリプレグ層は、繊維成分と樹脂含有成分とを含む複合プリプレグである。プリプレグ層用に想定された繊維には、限定するものではないが、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ホウ素繊維等や、これらの組み合わせが含まれる。
【００６２】
樹脂成分としてはエポキシ樹脂が好ましい。しかしながら、本開示の態様においては、複数の層を結合させて、プリプレグ層アセンブリを含む任意の複合材料を作製する処理を改善することが想定されており、繊維成分は、複合材料を作製するために使用される任意の適切な繊維成分であってもよいし、樹脂成分は、複合材料を作製するために使用される任意の適切な樹脂成分であってもよい。
【００６３】
想定されるエポキシ樹脂含有材料は、限定するものではないが、Ｂステージのエポキシ樹脂含有材料を含み、当該材料は、限定するものではないが、ビスフェノールＡ型ジグリシジル（digylcidyl）エーテル；ビスフェノールＦ型ジグリシジル（dicgycidyl）エーテル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラグリシジル（tetragylcidyl）−４，４′−ジアミノフェニルメタン；ｐ−アミノフェノールトリグリシジルエーテル；エポキシフェノールノボラック樹脂；エポキシクレゾールノボラック樹脂；１，３，５−トリグリシジルイソシアヌレート；トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（及びイソシアヌレート類）；グリセロールジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等や、これらの組み合わせを含み、少なくとも１つの硬化剤化合物として、限定するものではないが、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、３，３′−ジアミノジフェ
ニルスルホン、ジエチルトルエンジアニリン等を含む。また、限定するものではないが、追加的な硬化剤化合物として、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、３，３′−ジア
ミノジフェニルスルホン、ジエチルトルエンジアニリン等をさらに添加してもよい。
【００６４】
本開示の態様によれば、エポキシ樹脂含有プリプレグ材料は、部分硬化された状態に製造され、例えば、成形マンドレルなどの成形ツールにレイアップされるまで、ロール状又はシート状で部分的に硬化、すなわち「ステージ化（staged）」された状態で保存される。ステージ化されたエポキシ樹脂含有プリプレグ材料は、好ましくは、約６０，０００ポアズから約１０００ポアズの粘度を有する。
【００６５】
さらなる態様によれば、本開示においては、プリプレグ層及びプリプレグ層アセンブリを作製するための方法が想定されている。この方法においては、粒状材料（例えば、エポキシ樹脂含有粉末材料を含みうる樹脂粉末材料などの粉末材料）が作製され、その後、樹脂含有材料を含むプリプレグ層の少なくとも１つの表面（例えば、プリプレグ層前面又はプリプレグ層背面）における所定の部分、所定の領域、又は、所定の位置に対して、所定量の粒状材料が吐出される。所定数のプリプレグ層表面における所定位置に塗布される粒状材料は、プリプレグ層表面のせん断力及び／又は粘着力を所定量低減する役割を果たし、処理中、隣接するプリプレグ層において相対的に所定の滑り度を実現させることができる。所定の滑り度により、複合材を成形するためのプリプレグのレイアップ及びプリプレグ積層の処理中に生じた皺が、プリプレグアセンブリで作製される複合材製品に形成されるのを軽減及び／又は実質的に排除することができる。
【００６６】
本開示の一態様によれば、プリプレグの積層及び複合材の成形中に形成される皺を軽減及び／又は実質的に排除するために必要な所定量の粒状材料（例えば、樹脂含有粉末材料）は、プリプレグ層表面のタック値を、初期タック値から、約１Ｎ／ｍ2〜約１００Ｎ／ｍ2の範囲のタック値に低減するために必要な所定量の粒状材料である。本開示の態様により実現される「低減されたタック値」（約０％から約８６％の範囲で低減されたタック値）は、表面タック値が、約１７Ｎ／ｍ2から約２５Ｎ／ｍ2又はそれ以上の範囲である初期（未処理／粉末未塗布）プリプレグ層材料の典型的なタック値とは大きく異なる。したがって、本開示の方法の態様は、プリプレグ層間におけるプリプレグ表面粘着力及び層間せん断力を大幅に低減することができる。このため、複合材の成形中、互いに隣接して配置された個々のプリプレグ層の滑り度を増加させて容易に所定の滑り度を実現することができ、結果として、複合材の成形後の完成した複合材料に形成される皺を大幅に軽減及び／又は排除することができる。
【００６７】
本開示の他の態様によれば、プリプレグの積層中に形成される皺を軽減及び／又は実質的に排除するために必要な所定量の粒状材料（例えば、樹脂含有粉末材料）は、プリプレグ層の表面せん断力を、初期（すなわち、未処理）状態におけるせん断力値から、第２のせん断力値に低減するために必要な量であり、第２のせん断力値とは、隣接して配置されたプリプレグ層間において所定の滑り度を容易に実現し、複合積層材における皺の形成を大幅に低減又は実質的に排除することができる値である。本開示の態様により「低減されたせん断力値」は、初期（未処理／粉末未塗布）プリプレグ層材料の典型的なせん断力値とは大きく異なる。したがって、本開示の方法の態様は、プリプレグ表面のせん断力を大幅に低減することができ、これによって、複合材の成形中、互いに隣接して配向された個々のプリプレグ層の滑り度を増加させて容易に所定の滑り度を実現することができ、結果として、プリプレグ層アセンブリ、及び、複合材の成形及び形成後の完成した複合材料に形成されうる皺を大幅に低減及び／又は排除することができる。
【００６８】
なお、本明細書に記載のタック値及びせん断力値は、粘着力及びせん断力を測定するために用いられる特定の方法に関連し、且つ、当該方法に基づいた値である。粘着力及びせん断力を測定する方法の開発は、継続して行われている。また、粘着力についての記載、及び、粘着力を測定するための方法についての報告は、"Time-temperature Equivalence in the Tack and Dynamic Stiffness of Polymer Prepreg and its Application to Automated Composites Manufacturing", R.J. Crossley, P.J Schubel, D.S.A. De Focatiis, Composites, Part A52 (2013), pp.126-133;"The Experimental Characteristics of Prepreg Tack", R.J Crossley, P.J. Schubel, N.A. Warrior, University of Nottingham (2013);"Characteristics of Prepreg Tack on Different Surfaces to Aid Automated Material Placement", Andreas Endruweit, Davide S.A. De Focatiis, Sayata Ghose, Brice A. Johnson, Douglas R. Younkin, Nicholas A. Warrior,20th Int'l. Conf. on Composite Materials (July19-24th,2015)"などの学術論文にある。
【００６９】
さらなる態様によれば、プリプレグにおける樹脂含有材料、及び、樹脂含有粉末材料における樹脂含有材料は、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。しかしながら、材料が異なる場合、粉末材料、及び、プリプレグ層における樹脂含有材料は、樹脂含有粉末材料で処理された樹脂含有プリプレグ層の積層体に対して（例えば、プリプレグの積層及び硬化中に）圧力及び／又は熱が加えられたとき、親和性を有することが想定されている。この点について、非樹脂含有粒状材料は、例えば、タルク、シリカ（「Cab-o-sil（登録商標）」として商業的に入手可能）などのように、樹脂含有材料と親和性を有する材料を含む。タルクは、化学式がＨ2Ｍｇ3（ＳｉＯ3）4又はＭｇ3Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2である水和ケイ酸マグネシウムで構成される粘土鉱物であり、最大で約１０ミクロン又はそれ以上の有用な所望の粒径（例えば、平均直径）になるように精製することができる。Cab-o-sil（登録商標）は、流体用の増粘剤として一般に使用されている合成、非晶質、未処理のヒュームド二酸化ケイ素（fumed silicon dioxide）であり、当該物質は、不活性であり、約０．２ミクロンから約０．３ミクロンの非常に細かい平均粒径（例えば、平均直径）を有する。
【００７０】
さらに他の態様によれば、プリプレグ層の少なくとも１つの表面における所定位置又は所定領域における所定の部分に塗布又は吐出される所定量の粉末材料は、複合材料の製造プロセスにおいて干渉しない量が想定されている。すなわち、プリプレグ層の少なくとも１つの表面に供給される所定量の粉末樹脂は、プリプレグ層で複合材を作製する処理中にプリプレグ層に本質的且つ実質的に吸収されるか、或いは、プリプレグ層の積層及び複合材料の成形に干渉しない。このように、プリプレグ層の積層中に粉末材料を追加しても、結果として得られる複合材コンポーネントの品質及び完全性には大きな変化はなく、複合材コンポーネントの最終用途においてその特徴及び／又は性能に大きな変化がもたらされることはない。
【００７１】
Ｂステージ系（B-stage systems）として、エポキシなどの多くの高機能熱硬化性樹脂を作製することができる。Ｂステージ系とは、樹脂と硬化剤（curing agent/hardener）との間の反応が完了していない系である。したがって、上述した系は、部分的に硬化された段階にある。次にこの系に対して高温での再加熱、及び／又は、加圧を行うと、架橋（cross-linking）が完了し、系が完全に硬化する。
【００７２】
複合材の製造分野における熱硬化性Ｂステージ系（thermosetting B-stage system）の使用には多くの利点がある。この系は、一成分系（one part system）であるため、秤量及び調合が不要である。多くの場合、熱硬化性Ｂステージ系は、製品の性能を向上させ、全体的な製造費／生産費を削減するのに役立つ。また、熱硬化性Ｂステージ系は、二成分系（two part system）と比較して、多くの用途において、より使い勝手がよい。本明細書において、熱硬化性Ｂステージ系には、エポキシ樹脂の熱硬化性Ｂステージ系が含まれる。本願においては、エポキシ樹脂系に言及しているが、本願の態様は、特にエポキシ樹脂を組み込んだもの以外のＢステージ系にも及びうる。
【００７３】
本開示の態様は、プリプレグ層、及び、粉末材料又は粒状材料の両方に用いるエポキシとしてＢステージのエポキシを使用することに関する。想定されるエポキシ樹脂含有材料は、限定するものではないが、ビスフェノールＡ型ジグリシジル（digylcidyl）エーテル；ビスフェノールＦジグリシジル（dicgycidyl）エーテル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラグリシジル（tetragylcidyl）−４，４′−ジアミノフェニルメタン；ｐ−アミノフェノールトリグリシジルエーテル；エポキシフェノールノボラック樹脂；エポキシクレゾールノボラック樹脂；１，３，５−トリグリシジルイソシアヌレート；トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（及びイソシアヌレート類）；グリセロールジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等、又は、これらの組み合わせを含む。また、限定するものではないが、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、
３，３′−ジアミノジフェニルスルホン、ジエチルトルエンジアニリン等の硬化性化合物
が少なくとも１つ存在することが想定されている。
【００７４】
本開示の態様によると、粒状材料又は粉末材料として用いられる材料は、限定するものではないが、粉末状態になるように極低温粉砕されうる（cryomilled）Ｂステージエポキシを含む。極低温粉砕とは、エポキシなどの材料を、不活性雰囲気中で、液体窒素又は他の適切な冷却剤に曝露した後、所定の平均粒径又は平均粒径範囲に精密に粉砕する処理のことをいう。本開示の態様により想定される粒状材料（例えば、粉末エポキシ）の平均粒径（直径）は、約０．１ミクロンから約１００ミクロン、より好適には、約０．２ミクロンから約３０ミクロン、さらにより好適には、約０．２ミクロンから約１０ミクロンの範囲である。粒状材料（例えば、エポキシ樹脂含有粉末材料）の正確な粒径及び幾何学的寸法は、粒状材料がプリプレグ樹脂材料に吸収される能力によってのみ限定される。さらに、粒状材料がプリプレグ層に吸収されるか否か、粒状材料の平均粒径（例えば、平均粒径範囲）、及び、プリプレグ層の表面に塗布される粒状材料の量は、未硬化プリプレグ層アセンブリ、硬化プリプレグ層アセンブリ、及び／又は、これらで作製された完成複合材料の結果としての所望の特徴に影響を与えないように選択される。
【００７５】
本開示の態様によれば、粒状材料としての使用に適したエポキシ樹脂は、極低温粉砕（cryogenic grinding）のために調整されたエポキシ樹脂含有材料であることが想定されている。１つの想定された極低温粉砕処理によれば、粉砕処理の前及びその過程において、一体型冷却システムからの液体窒素により、粉砕ジャーが継続的に冷却される。この結果、サンプルが脆化して、揮発性成分が保存される。液体窒素は、上記システムを循環しており、約−１９６℃に温度を維持するのに必要な量が、自動充填システムから連続的に補給される。強力な衝撃力を有するボールミリング（ball milling）により、所望の粉砕効率を実現することができる。充填システムは、液体窒素と直接接触しないため、極低温粉砕を安全性の観点から望ましいものにしている。このような装置の一例としては、CryoMill（Retsch社、ドイツ、ハーン）が市販されており、室温で、極低温粉砕、湿式粉砕、及び乾式粉砕を行うことができる。
【００７６】
本開示の態様においては、さらに、任意の適切な方法により、所定量の粒状材料（例えば、樹脂含有粉末材料）を、プリプレグ層の少なくとも１つの表面（例えば、前面又は背面）における所定位置又は所定領域に塗布することが想定されている。このような方法は、手動又は自動の装置を含み、一例として、スプレーガンやノズルなどが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、プリプレグ層をチャンバに投入し、所定量の粒状材料がチャンバの雰囲気内に放出されるようにしてもよい。この場合、プリプレグ層は、当該プリプレグ層の前面及び／又は背面における所定領域に対して予め決められた所望量の粒状材料を塗布するのに必要な時間だけ、チャンバ内に保持される。選択される任意の塗布方法によれば、所定量の粒状材料、例えば、樹脂含有粉末材料が、所定数のプリプレグ層の少なくとも１つの表面における所定部分、又は、当該表面における所定の位置若しくは領域に供給される。
【００７７】
１つの想定される態様によれば、所定数のプリプレグ層の表面、又は、当該表面の所定の領域若しくは位置に対するエポキシ樹脂含有粉末材料の塗布には、静電スプレーガンが用いられる。静電ガンは、圧縮空気及び電圧を用いて、樹脂粉末材料を帯電させる。想定される態様によれば、樹脂粉末材料は、ホッパー（hopper）に保持されて流動化される。スプレーガンの引き金が操作されると、圧縮空気により、樹脂粉末材料が当該スプレーガンに吸引され、当該ガンから吐出される。さらに、電圧源は、上記ガンの先端に静電界を生成し、この静電界が粉末に正電荷などの電荷を与える。結果として、樹脂粉末材料が、アースされた部分に付着する。本開示によれば、「樹脂含有粒状材料」は、粒状樹脂材料を含む。
【００７８】
さらなる態様によれば、プリプレグ層表面のうちの少なくとも１つの表面（例えば、前面及び／又は背面）における所定部分、及び／又は、所定の位置、領域などをマスキング材料（同じ意味で「マスキング材（maskant）」とも呼ばれる）で覆うことにより、所定量の粒状材料を、少なくとも１つのプリプレグ層の表面における所定部分及び／又は所定の位置や領域などに供給し易くしてもよい。マスキング材は、除去が可能又は不可能なフィルム又はコーティング剤などの形態で、プリプレグ層の表面と密に接触しうる。これに代えて、テンプレート又はステンシルをマスキング材として用いることも可能である。この場合、当該テンプレート又はステンシルは、粒状材料を吐出するための装置に固定されてもよいし、塗布装置とプリプレグ層表面との間であって、且つ、プリプレグ層の表面に対して所定距離又は近接する所定位置に設けられてもよい。したがって、プリプレグ層表面の所定位置に塗布される所定量の粒状材料に影響を与えるあらゆる装置が、本開示の態様によって想定される。さらに、（適用されるフィルムの種類、又は、テンプレートやステンシルの種類等に関わらず）使用されるマスキング材の形状は、プリプレグ層アセンブリ又はスタックにおける各プリプレグ層と実質的に一致していてもよい。さらに、（適用されるフィルムの種類、又は、テンプレートやステンシルの種類等に関わらず）使用されるマスキング材の形状は、所望のプリプレグ層アセンブリ又はスタックにおけるプリプレグ層間で異なり、プリプレグの積層及び複合材の成形中において、スタックにおける所定の層が適切に充足することが要求される滑り度、層間せん断力、及び／又は、粘着力の程度について所望される空間的に変化によってのみ決定される。
【００７９】
本開示のさらなる態様においては、プリプレグ層アセンブリ又はスタックの各プリプレグ層において実質的に一致しうる所定の領域に対して所定量の粒状材料を供給することだけでなく、粒状材料の量を変化させること、及び／又は、各プリプレグ層の表面において所定量の粒状材料を受ける所定領域の位置を変化させることが想定されている。このように、本開示の態様においては、例えば、達成すべき所望の滑り度、及び、様々な所望のプリプレグアセンブリ処理要因、並びに、結果として得られる所望の複合材コンポーネントの構成に基づいて、プリプレグ層毎に、塗布される粒状材料（例えば、樹脂含有粉末材料）の量及び位置を調節できることが想定されている。このような要因には、限定するものではないが、プリプレグ層の形状、プリプレグアセンブリの積層体における層の位置、最終的な複合材部品の形状などが含まれる。
【００８０】
図１は、本開示の一態様による、少なくとも１つのプリプレグ層表面の滑り度、せん断力、及び／又は、粘着力を空間的に変化させるために、プリプレグ層処理プロセス１０が施されるプリプレグ層を示す。より具体的には、図１は、プリプレグ層１１の表面（例えば、前面）の処理を示す。最初のプリプレグ層１１の作製に用いられるプリプレグ材料は、繊維成分と樹脂成分とを含む。処理段階１０ａにおいて、プリプレグ層１１を配向する。処理段階１０ｂにおいては、プリプレグ層１１の前面１２の所定部分をマスキングフィルム１３でマスキングし、その際、プリプレグ層１１における前面１２ａの所定部分１２ａは露出させる。部分的にマスキングされたプリプレグ層１１は、次に、処理段階１０ｃ進み、この段階において、前面１２に対して、樹脂粉末吐出ヘッド１５から粒状材料（例えば、樹脂粉末）１４が吐出される。所定量の樹脂粉末１４が、プリプレグ層１１の少なくとも前面１２に対して吐出される。このとき、所定量の粒状材料１４が、プリプレグ層１１の前面１２において露出した所定部分１２ａに付着する。処理段階１０ｄにおいて、処理が済んだプリプレグ層１１の前面１２からマスキングフィルム１３を取り外す。このとき、プリプレグ層１１の前面１２は、所定量の粒状材料１４を含む所定部分１２ａと、前面１２の残りの部分である未処理部分１２ｂとを含む。
【００８１】
図２は、複合材成形処理２０を示す分解図である。同図においては、図１に示す処理により用意された複数のプリプレグ層１１が、成形ツール２２に積層された状態で配向されており、この成形ツールは、プリプレグ層１１が載置される非平面２４を有する。各プリプレグ層１１には、所定量の粒状材料１４がコーティングされた所定部分１２ａを有する前面１２が示されている。プリプレグ層２６は、処理が施されていない前面２７を有しており、プリプレグ積層体の最上部に位置する層又はプライとして示されている。なお、必要に応じて、この最上部に位置するプリプレグ層２６もまた、その前面の所定位置に所定量の粒状材料を含む場合がある。図１及び２には、プリプレグ層の前面が処理されて当該前面が粒状材料を含むことが示されているが、本開示の態様においては、プリプレグ層の背面のみに対する処理、プリプレグ層の前面のみに対する処理、又は、プリプレグ層の前面及び背面の両方に対する処理も想定されている。また、複合材の最終用途によっては、最上部プリプレグ層の前面、すなわち「頂」面を未処理の状態のまま維持しておくほうが望ましい場合もある。塗布された粒状材料の層は、レイアップ中及びプリプレグ積層体の処理中にプリプレグ樹脂に吸収されること、或いは、プリプレグアセンブリ及び当該プリプレグアセンブリで作製される複合材料の所望の特性に悪影響を及ぼさないことが想定されている。
【００８２】
図３Ａ及び３Ｂは、本開示においてさらに想定される態様による複合材製造プロセスを概略的に示しており、このプロセスにおいては、本開示の態様に従って複数のプリプレグ層３６が処理される。図３Ａは、複合材料を成形するための装置を示す。真空チャンバ３０は、基台３２と、当該基台３２に取り付けられた可撓性シュラウド３４とを含む。同図においては、成形ツール３８の表面３７に配向される複数のプリプレグ層３６を含む積層体又はアセンブリが、成形ツール３８のツール表面３７の上方且つ近傍に保持されている。しかしながら、図３Ａは、説明の目的のみで用いられており、プリプレグ層は、成形ツールに個々に順次積層されてもよい。成形ツール３８の表面３７に対するプリプレグ層アセンブリ３６の配向を決定した後、真空源（不図示）を介してチャンバ３０に負圧を加えることにより、チャンバ３０を脱気するとともに、矢印で示されるような下方内向きの所定量の圧力を付与することができる。所定温度で所定量の圧力を所定期間継続して付与することにより、チャンバ３０において成形複合材料が作製される。図３Ｂには、代表的な成形複合材料が概略的に示されている。図３Ｂにおいては、成形ツール３８上のプリプレグ層アセンブリ３６を成形するため、真空源（不図示）から加えられる負圧により、可撓性シュラウド３４を、図３Ａに示す成形ツール３８及びプリプレグ層アセンブリ３６に密着させる。結果として、プリプレグ層アセンブリ３６が成形されて複合材料３９が得られる。このようにして、複合材料３９は、成形ツール３８の表面３７の形状に成形される。本開示においては、さらに、プリプレグ層アセンブリの成形を、機械的に（例えば、真空を用いずに）実行すること、又は、機械的な成形処理と真空成形処理との想定される組み合わせにより実行すること、又は、成形マンドレル上で積層体を積層するための他の既知の処理により実行することも想定されている。
【００８３】
本開示の態様によれば、層の表面における所定部分を粒状材料（例えば、樹脂含有粉末材料）で処理することにより、レイアップ中及び複合材部品を形成するための複合材処理中において、所定の滑り度を実現し易くするとともに、プリプレグ層アセンブリの層に皺が形成されるのを最小限に抑えるか、或いは実質的に排除することができる。したがって、積層体３６において、ツール表面３７と接触するプリプレグ層の表面（例えば、「底部」のプリプレグ層の面）は、レイアップ中及び複合材処理中において、所定の滑り度を実現し易くするとともに、層に皺が形成されることを最小限に抑えるか、或いは排除するために粒状材料で処理された所定の部分を、有する場合と有さない場合とがあることが想定されている。これに加えて、さらなる態様においては、レイアップ中及び複合材処理中において、本質的に所定の滑り度を実現し易くするとともに、層に皺が形成されることを最小限に抑えるか、或いは実質的に排除する材料を含むツール表面３７を提供すること、或いは、レイアップ中及び複合材処理中において、所定の滑り度を実現し易くするとともに、層に皺が形成されることを最小限に抑えるか、或いは実質的に排除するために、ツール表面３７が、当該ツール表面の所定の部分に供給される所定量の粒状材料を受容することが想定されている。
【００８４】
図４Ａは、本開示の態様の概要を示すフロー図である。図４Ａによれば、プリプレグ層を作製するための方法４０Ａの概要が示されている。当該方法は、４２において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含むプリプレグ層を配向し、４４において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布し、４６において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させる、ことを含む。
【００８５】
図４Ｂは、本開示の態様の概要を示すフロー図である。図４Ｂによれば、プリプレグ層を作製するための方法４０Ｂの概要が示されている。当該方法は、４２において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含むプリプレグ層を配向し、４３において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの一方に対してマスキング材（maskant）を塗布し、４４において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布し、４６において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、４７において、プリプレグ層からマスキング材を除去する、ことを含む。
【００８６】
図５Ａは、本開示のさらなる態様の概略を示すフロー図である。図５Ａは、プリプレグ層アセンブリを作製するための方法５０Ａの概要を示す。当該方法は、５２において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含む複数のプリプレグ層を配向し、５３において、複数のプリプレグ層のうちの少なくとも１つにおけるプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対してある量の粒状材料を塗布し、４６において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、５４において、複数のプリプレグ層を配向してプリプレグ層アセンブリを形成する、ことを含む。
【００８７】
図５Ｂは、本開示のさらなる態様の概略を示すフロー図である。図５Ｂは、プリプレグ層アセンブリを作製するための方法５０Ｂの概要を示す。当該方法は、５２において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含む複数のプリプレグ層を配向し、５３において、複数のプリプレグ層のうちの少なくとも１つにおけるプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対してある量の粒状材料を塗布し、４６において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、５４において、複数のプリプレグ層を配向してプリプレグ層アセンブリを形成し、５６において、複数のプリプレグ層を配向してツールに載置し、５８において、プリプレグ層アセンブリにおける皺の形成を防止する、ことを含む。
【００８８】
図６Ａは、本開示のさらなる態様の概略を示すフロー図である。図６は、方法６０Ａの概要を示しており、当該方法は、５２において、各々が前面タック値（tack values）及び背面タック値を有する複数の個別のプリプレグ層を配向し、５３において、複数のプリプレグ層のうちの少なくとも１つにおけるプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対してある量の粒状材料を塗布し、４６において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、６２において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の粘着力を空間的に変化させる、ことを含む。
【００８９】
図６Ｂは、本開示のさらなる態様の概略を示すフロー図である。図６Ｂは、方法６０Ｂの概要を示しており、当該方法は、５２において、各々が前面タック値及び背面タック値を有する複数の個別のプリプレグ層を配向し、５３において、複数のプリプレグ層のうちの少なくとも１つにおけるプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対してある量の粒状材料を塗布し、４６において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、６４において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方のせん断力を空間的に変化させる、ことを含む。
【００９０】
図７Ａは、本開示のさらなる態様の概略を示すフロー図である。図７は、方法７０Ａの概要を示しており、当該方法は、５２において、各々が前面タック値及び背面タック値を有する複数の個別のプリプレグ層を配向し、５３において、複数のプリプレグ層のうちの少なくとも１つにおけるプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対してある量の粒状材料を塗布し、４６において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、６２において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の粘着力を空間的に変化させ、７２において、複数のプリプレグ層を配向してツールに載置し、７４において、プリプレグ層アセンブリにおける皺の形成を実質的に防止する、ことを含む。
【００９１】
図７Ｂは、本開示のさらなる態様の概略を示すフロー図であり、当該方法は、５２において、各々が前面タック値及び背面タック値を有する複数の個別のプリプレグ層を配向し、５３において、複数のプリプレグ層のうちの少なくとも１つにおけるプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対してある量の粒状材料を塗布し、４６において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、６４において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方のせん断力を空間的に変化させ、７２において、複数のプリプレグ層を配向してツールに載置し、７４において、プリプレグ層アセンブリにおける皺の形成を実質的に防止する、ことを含む。
【００９２】
図７Ｃは、本開示のさらなる態様の概略を示すフロー図であり、当該方法は、５２において、各々が前面タック値及び背面タック値を有する複数の個別のプリプレグ層を配向し、５３において、複数のプリプレグ層のうちの少なくとも１つにおけるプリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対してある量の粒状材料を塗布し、４６において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ、６４において、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面のうちの少なくとも一方のせん断力を空間的に変化させ、７２において、複数のプリプレグ層を配向してツールに載置し、７３において、プリプレグ層アセンブリをツール上で成形し、７４において、プリプレグ層アセンブリにおける皺の形成を実質的に防止し、７４ａにおいて、プリプレグ層アセンブリを硬化させる、ことを含む。
【００９３】
図８は、航空機８０、及び、その胴体の一部が丸で囲まれた胴体部分８２を示す。図９は、胴体部分８２の内観図であり、本開示の態様に従って処理された複合材コンポーネントで作製されたリブ９２、ストリンガ９４、及び、スキン９６を示す。なお、図示は省略するが、例えば、翼桁などの翼構造体を含む他の多くの航空機用部品及びコンポーネントが、本開示の態様に従って作製された改良型複合材積層体を含みうる。
【００９４】
本開示の方法、システム、及び装置は、複合材／積層体形成処理及び当該処理により作製された複合材部品／積層体部品に関して有用であるが、本開示の態様においては、さらに、複合材コンポーネントの形成中、プリプレグ層間に所定量の滑り度を付与することが有用と考えられる任意の複合材／積層体処理を改善すること（及び、この処理により形成された複合材／積層体を含むコンポーネントの質を改善すること）も想定されている。このような所定量の滑り度により、プリプレグ層で形成された硬化コンポーネント及び未硬化コンポーネントにおける皺の形成を改善、最小化、低減、又は、実質的若しくは完全に排除することができる。
【００９５】
本開示によれば、「滑り」なる用語は、隣接するプリプレグ層の相対的な動き（例えば、並進運動）をいい、具体的には、隣接する層が、これらの層のレイアップ時の第１配向から、複合材成形中のこれらの層の相対的な配向へと相対的に動くことをいう。このような複合材の成形には、限定するものではないが、上述したドレープ成形処理などのドレープ成形処理中に発生する複合材の成形、並びに、複合ハニカムアセンブリにおいて複合材布を成形する処理、湿式エポキシプリプレグを金属構造体に接合する処理、及び、他の複合材成形処理などが含まれる。
【００９６】
本開示のいくつかの態様においては、許容又は誘発される滑り度の所定の程度又は量は、例えば、最終的な複合材部品の所望の形状に応じて、開始位置から約０．１インチから約３．５インチの範囲のズレとして定量化されることが想定されている。本開示において、「滑り」なる用語は、プリプレグの積層、成形、及び／又は、硬化の任意の段階における、任意の所定の量又は程度のプリプレグ層の相対的な動きを指す。
【００９７】
したがって、本開示の態様においては、プリプレグ層の（１つ以上の）表面全体、又は、当該表面の所定部分全体において、プリプレグ層のせん断力及び粘着力を空間的に変化させることにより、これらのせん断力及び粘着力を示す値を、未処理のプリプレグ層表面のせん断力及び粘着力を示す値よりも低減させることができるので、層同士の相対的な滑りを発生又は誘発させることが可能であると想定されている。このように、本開示の態様においては、限定するものではないが、例えば複合材のドレープ成形処理などの複合材の成形中、隣接するプリプレグ層の動きの所定量の自由度が想定されている。せん断力又は粘着力の低減、及び、滑り度の所定量の増大により、上述したような所定量の相対的な動きが許容又は誘発され、結果として、プリプレグ層における皺の形成を実質的に排除又は軽減することができる。すなわち、レイアップ中の最初の内部プライ層のアライメントは、複数の層のうちの少なくとも１つの表面における局所的なプリプレグ層表面タック値を低減することにより、複合材部品の成形中（例えば、成形ツールの周囲で実行される、プリプレグ層の積層体を形態的に湾曲させる処理中）、所定の量又は程度で動くこと、又は「滑ること」が意図的に誘発又は許容されている。これにより、隣接して配置されたプリプレグ層間のせん断力が強くなって生じる「面外」変形（“out of plane” distortion）を低減することができる。
【００９８】
本開示において、「空間的に可変なせん断力値、及び／又は、タック値」なる用語は、プリプレグ層における少なくとも１つの表面において実現される状況であり、せん断力値、及び／又は、タック値は、本開示の態様による粒子で処理された少なくとも１つのプリプレグ層表面において所定の態様で変化する状況を指す。本開示の態様に従ってプリプレグ層の表面を処理した場合、処理面のせん断力値、及び／又は、タック値は、プリプレグ層の処理面における所定位置において所定の態様で空間的に変化する。
【００９９】
皺の形成を低減、又は、実質的に排除することができるため、複合材コンポーネントの質や完全性等を向上させることができ、複合材コンポーネントの生産過程で生じうる廃棄物やスクラップ材料の量を減らすことができる。皺の形成に対する「実質的に排除」なる用語は、完成した複合材部品における皺の形成をほぼ完全に排除することを指しており、完成した複合材のコンポーネント及び部品に通常用いられる検査技術では認識できない程度まで皺を低減することを想定している。したがって、皺の形成の「実質的な」排除は、本明細書に記載され、且つ、本開示の態様による所定量の滑り度を許容する層処理を行わなかった場合に生じうる皺の形成と比較して、皺の形成を大幅に低減し、ほぼ完全に排除することを意味する。ただし、皺は、完全には排除されない場合もあるし、全てが完全に排除される場合もある。
【実施例】
【０１００】
［せん断試験］
本開示の態様に従って樹脂粉末で処理されたプリプレグ層アセンブリの効果を判断するために試験が行われた。エポキシ樹脂を含む４つの炭素繊維プリプレグ層のサンプルに対して、室温で試験が行われた。参照サンプルとして、未処理の２つのサンプルが観察された。１つのサンプルには、ある量の極低温粉砕（すなわち、粉末化）エポキシ樹脂材料（Cycom970―Cytec Solvay Group社）が含まれていた。もう１つのサンプルには、エポキシ樹脂における充填材として通常用いられる材料である、ある量のCab-o-sil（登録商標）が含まれていた。せん断試験は、Bespoke社のせん断力／粘着力試験装置（shear/tack tester）、及び、Instron社の負荷フレーム（load frame）を用いて、０．５インチ／秒の変位速度で行われた。試験の結果を図１０にプロットして示す。図１０は、未処理の参照プリプレグ層サンプル（参照サンプル１及び２）を示しており、これらの参照サンプル１及び２は、伸長（ｍｍ）されたときに、それぞれ約２５０Ｎ／ｍ2及び３５０Ｎ／ｍ2のせん断力ピークを有する。これとは対照的に、本開示の態様に従って、Cab-o-sil（登録商標）、及び、粉砕化されたCycom970エポキシ樹脂粉末で処理されたプリプレグ層は、試験中に伸長（ｍｍ）されてもせん断力ピークを示さず、試験過程を通して観察及び測定されたせん断力が、実質的に低減した状態で維持され、結果的には、せん断応力が９７％減少した。
【０１０１】
この試験により、プリプレグ層表面に粒状材料を付加した場合の効果が示されるとともに、所定量の粒状材料をプリプレグ層表面の所定位置又は領域に付加することにより、レイアップ中及びプリプレグアセンブリの成形中に生じるせん断力を低減可能であることが示された。せん断力試験においてせん断力の低下が示されたので、このせん断力試験により、樹脂粉末又は非樹脂含有粒状材料で処理されたプリプレグ層は、これらのプリプレグ層が積層されてプリプレグ層アセンブリが形成されたとき、予め決定された所望量の相対的な滑り度を実現できることが確認された。さらに上記試験においては、本開示の態様に従って処理されたプリプレグ層が、（プリプレグアセンブリ、すなわち「スタック」において相互に）所望及び所定の滑り特性を有しており、当該処理を施していないプリプレグ層アセンブリとは大きく異なることが確認された。粒子で処理されたプリプレグ表面における滑り度の増大（これは、例えば、観察及び測定されたせん断力の低減により示される）により、プリプレグアセンブリ（例えば、積層体）で作製される部品及びコンポーネントの単純な平面的製造、又は、複雑な非平面的製造において、皺の形成を大幅に軽減又は実質的に排除可能であると考えられる。
【０１０２】
さらに、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。
【０１０３】
付記１．プリプレグ層（１１）を作製するための方法であって、プリプレグ層前面（１２）及びプリプレグ層背面を含む前記プリプレグ層を配向し（４２）、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布し（４４）、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置（１２ａ）において、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの一方の滑り度を所定量変化させる（４６）、ことを含む方法。
【０１０４】
付記２．滑り度を所定量変化させるステップにおいて、さらに、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置の粘着力を空間的に変化させる（６２）ことを含む、付記１に記載の方法。
【０１０５】
付記３．前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は樹脂含有材料を含む、付記１又は２に記載の方法。
【０１０６】
付記４．前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は、平均粒径が約０．２ミクロン〜約０．３ミクロンの粉末材料を含む、付記１、２、又は３に記載の方法。
【０１０７】
付記５．前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記樹脂含有材料は、ビスフェノールＡ型ジグリシジル（digylcidyl）エーテル；ビスフェノールＦ型ジグリシジル（dicgycidyl）エーテル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラグリシジル（tetragylcidyl）−４，４′−ジアミノフェニルメタン；ｐ−アミノフェノールトリグリシジルエーテル；エポキシフェノールノボラック樹脂；エポキシクレゾールノボラック樹脂；１，３，５−トリグリシジルイソシアヌレート；トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（及びイソシアヌレート類）；グリセロールジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、又は、これらの組み合わせを含む、上記付記のいずれかに記載の方法。
【０１０８】
付記６．プリプレグ層アセンブリ（３６）を作製するための方法（５０Ａ）（５０Ｂ）であって、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面を含む複数のプリプレグ層を配向し（５２）、少なくとも所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置に、一定量の粒状材料を塗布し（５３）、少なくとも所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の少なくとも所定位置において、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の滑り度を所定量変化させ（４６）、前記複数のプリプレグ層を配向してプリプレグ層アセンブリにする（５４）、方法。
【０１０９】
付記７．滑り度を所定量変化させるステップにおいて、さらに、少なくとも所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面の所定位置及び前記プリプレグ層背面の所定位置のうちの少なくとも一方の粘着力を空間的に変化させることを含む、付記６に記載の方法。
【０１１０】
付記８．滑り度を所定量変化させるステップにおいて、少なくとも所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面の所定位置及び前記プリプレグ層背面の所定位置のうちの少なくとも一方の粘着力を空間的に変化させることにより、前記プリプレグ層アセンブリにおいて隣接するプリプレグ層の表面間のせん断力を空間的に変化させることをさらに含む、付記６又は７に記載の方法。
【０１１１】
付記９．前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して一定量の粒状材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は樹脂含有粉末材料を含む、付記６、７、又は８に記載の方法。
【０１１２】
付記１０．前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して樹脂含有粉末材料を塗布するステップにおいて、前記粒状材料は、Ｂステージのエポキシ樹脂含有材料を含む、付記９に記載の方法。
【０１１３】
付記１１．前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して一定量の粒状材料を塗布する（４４）ステップにおいて、前記粒状材料は、ビスフェノールＡ型ジグリシジル（digylcidyl）エーテル；ビスフェノールＦ型ジグリシジル（dicgycidyl）エーテル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラグリシジル（tetragylcidyl）−４，４′−ジアミノフェニルメタン；ｐ−アミノフェノールトリグリシジルエーテル；エポキシフェノールノボラック樹脂；エポキシクレゾールノボラック樹脂；１，３，５−トリグリシジルイソシアヌレート；トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（及びイソシアヌレート類）；グリセロールジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、又は、これらの組み合わせを含む、付記６〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【０１１４】
付記１２．所定量の粒状材料を塗布するステップの前において、所定数のプリプレグ層における前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方に対して、マスキング材料を塗布する（４３）ことをさらに含む、付記６〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【０１１５】
付記１３．所定数のプリプレグ層における前記前面及び前記背面のうちの少なくとも一方にマスキング材料を塗布するステップにおいて、前記マスキング材料は、紙、ポリエチレンフィルム、ポリフッ化フィルム、又は、これらの組み合わせを含む、付記１１に記載の方法。
【０１１６】
付記１４．前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方の所定位置に対して所定量の粒状材料を塗布するステップの後、前記プリプレグ層から前記マスキング材料を除去する（４７）ことをさらに含む、付記１１に記載の方法。
【０１１７】
付記１５．前記プリプレグ層アセンブリをツール上で成形する（７３）ことをさらに含む、付記６〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【０１１８】
付記１６．前記プリプレグ層アセンブリを硬化させる（７３ａ）ステップをさらに含む、付記１５に記載の方法。
【０１１９】
付記１７．複数のプリプレグ層を含むプリプレグ層アセンブリであって、前記プリプレグ層は、プリプレグ層前面及びプリプレグ層背面と、前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方における所定量の粒状材料と、を含み、少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方は、隣接するプリプレグ層間において所定量の滑り度を有するように構成されている、プリプレグ層アセンブリ。
【０１２０】
付記１８．少なくとも１つのプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方は、所定数のプリプレグ層の前記プリプレグ層前面及び前記プリプレグ層背面のうちの少なくとも一方における所定位置に塗布された前記所定量の粒状材料を少なくとも含むように構成されている、付記１７に記載のプリプレグ層アセンブリ。
【０１２１】
付記１９．前記所定量の粒状材料は、樹脂粉末を含む、付記１７又は１８に記載のプリプレグ層アセンブリ。
【０１２２】
付記２０．前記所定量の粒状材料は、Ｂステージのエポキシ樹脂を含む、付記１７、１８、又は１９に記載のプリプレグ層アセンブリ。
【０１２３】
付記２１．前記樹脂粉末は、エポキシ樹脂粉末を含み、前記エポキシ樹脂粉末は、ビスフェノールＡ型ジグリシジル（digylcidyl）エーテル；ビスフェノールＦ型ジグリシジル（dicgycidyl）エーテル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラグリシジル（tetragylcidyl）−４，４′−ジアミノフェニルメタン；ｐ−アミノフェノールトリグリシジルエーテル；エポキシフェノールノボラック樹脂；エポキシクレゾールノボラック樹脂；１，３，５−トリグリシジルイソシアヌレート；トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（及びイソシアヌレート類）；グリセロールジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、又は、これらの組み合わせを含む、付記２０に記載のプリプレグ層アセンブリ。
【０１２４】
付記２２．付記１７〜２１のいずれか１つに記載のプリプレグ層アセンブリを含む複合材料。
【０１２５】
付記２３．付記１７〜２１のいずれか１つに記載のプリプレグ層アセンブリを含む硬化複合材料。
【０１２６】
付記２４．付記２３に記載の硬化複合材料を含む物体。
【０１２７】
付記２５．前記物体は、静止物体である、付記２４に記載の物体。
【０１２８】
付記２６．前記物体は、輸送体である、付記２４に記載の物体。
【０１２９】
付記２７．前記物体は、有人航空機、無人航空機、有人宇宙船、無人宇宙船、有人回転翼機、無人回転翼機、有人衛星、無人衛星、ロケット、有人陸上車、無人陸上車、有人水上輸送体、無人水上輸送体、有人水中輸送体、無人水中輸送体、及び、これらの組み合わせからなる群から選択される輸送体である、付記２６に記載の物体。
【０１３０】
本開示の変形例及び代替例は、例えば、任意の寸法を有する複合材部品などのコンポーネント及び部品の製造及び使用、並びに、より大型の部品及び構造体を組み立てる際のコンポーネント及び部品の製造及び使用に関する。このような装置は、限定するものではないが、橋トラス（bridge trusses）、支柱及び支持構造体、建物、一般建築物などの静止物体の外側又は内側に配置されるように設計されたコンポーネント及び部品を含む。さらに、構造体及び物体は、限定するものではないが、例えば、航空機、衛星、ロケット、ミサイルなどの輸送体を含む。したがって、これらの構造体及び物体は、さらに、有人及び無人の航空機、有人及び無人の宇宙船、有人及び無人の回転翼機、有人及び無人の陸上車、有人及び無人の非陸上車、有人及び無人の水上及び水中輸送体、物体、及び構造体を含む。特に想定されるコンポーネントには、航空機のストリンガ、翼桁、リブ、及び、航空機のコンポーネントや部品などの製造で用いられる他の平面状及び非平面状の形状が含まれる。
【０１３１】
また、本開示の好ましい変形例及び代替例を図示及び説明してきたが、これらの例において、本開示の思想及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び置換を行うことができる。したがって、本開示の範囲は、添付の請求の範囲及びその均等物によってのみ限定される。本開示、例示的な態様、又は、その実施形態における要素の記載において、「a」、「an」、「the」、及び「said」などの冠詞は、その要素が１つ以上あることを意味する。「備える」、「含む」、「有する」などの文言は包括的であり、列挙した要素以外の追加的な要素も存在しうることを意味する。本開示を特定の実施形態を用いて説明してきたが、これらの実施形態の詳細を限定として解釈すべきではない。また、本開示の好ましい変形例及び代替例を図示及び説明してきたが、これらの例において、本開示の思想及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び置換を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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