(57)【要約】      （修正有）【課題】複合積層体の硬化等の製造プロセスに使用される真空バッグの漏れ口を検出する技術及び機器に関し、さらに具体的には、目視観察による漏れ口の検出を可能にする方法及びデバイスに関するものである。【解決手段】複合部品を処理するのに使用される真空バッグの空気漏れ口の位置を表示するデバイスである。本デバイスは、バッグの漏れによって発生する、層の酸素に触れた領域における酸化還元反応の結果、外観が変化するバッグの内表面上の材料層を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合部品を圧縮するのに使用される真空バッグの空気漏れ口の位置を示すデバイスであって：
バッグの漏れ口によって発生する、層の酸素に触れた領域における酸化還元反応の結果、外観が変化するバッグの内表面上の材料層
を含むデバイス。
【請求項２】
材料層が、酸化還元反応の結果、層の酸素に触れた領域を実質的に無色の状態から色の付いた状態へ変化させるインクである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
材料層が：
酸素透過ポリマーバインダ、
バインダ中に分散された半導体ナノ粒子、
電子供与材料、及び
酸化還元指示器材料
を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
半導体ナノ粒子がＴｉＯ２、ＳｉＣ、ＺＮＳ、ＧａＮ及びＴａ２Ｏ５のうちの一つであり、
電子供与材料がグリセロールであり、
還元酸化指示器材料がインディゴ−テトラスルホン酸塩である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
材料層が印刷されたインクである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
材料がバッグに組み込まれている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
材料層がバッグとは別のフィルムである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
部品を処理するのに使用される透明な真空バッグの漏れ口を検出する方法であって：
バッグの空気漏れ口の領域の外観を変化させる材料層をバッグの内表面に塗布し、
バッグから空気を抜き、
バッグを通して見える材料層の外観の変化を目視観察する
ことを含む方法。
【請求項９】
漏れ口を通してバッグに進入する空気の酸素に反応するように、材料層を活性化することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
材料層を活性化することを、バッグの空気が実質的に抜かれた後に行う、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、例えば複合積層体の硬化等の製造プロセスに使用される真空バッグの漏れ口を検出する技術及び機器に関し、さらに具体的には、目視観察による漏れ口の検出を可能にする方法及びデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
硬化中に複合部品積層体を圧縮し、固めるのに、柔軟な真空バッグがしばしば使用される。これらのバッグは、例えばナイロン等の酸素非透過フィルムを含み、酸素非透過フィルムには硬化サイクル中に時々漏れ口ができる。バッグの漏れ口は検出するのが難しく、すぐに修理しないと、部品の所望の機械特性が発揮されなくなる。
【０００３】
真空バッグの漏れ口を検出するために、様々な技術及び機器がこれまで考案されてきたが、それぞれ不利点を有し得る。例えば、周知の漏れ口検出技術は、特殊な機器及び／又はオペレータを必要とする場合があり、時間がかかる場合があり、比較的大きな部品に使用するのに十分な信頼性がない及び／又は実用的でない可能性がある。
【０００４】
バッグの漏れ口を検出するある周知の技術は、部品の表面の上で超音波盗聴器を動かすことによって行われる。漏れている空気はしばしば甲高い音を出すため、盗聴器で検出して漏れ口の位置を特定することができる。別の周知の漏れ口検出技術では、ヘリウム供給源及びヘリウム検出器を含むヘリウム漏れ口検出機器を使用する。ヘリウム供給源をバッグの表面の上でゆっくりと動かす間に、ヘリウム検出器を使用して、供給源からバッグの漏れ口を介して移動するヘリウムを検出することにより、漏れ口の位置が指し示される。
【０００５】
食品業界では、食品パッケージの空気漏れ口を検出して、パッケージ化された食品が腐敗する可能性があることを表示するために、比色染料が用いられてきた。これらの比色染料は食品パッケージ内部に塗布されるインクの形態のものであり、酸素に触れると色が変わるため、パッケージに漏れ口があることの可視表示となる。
【０００６】
したがって、例えば複合積層体等の複合部品を処理するのに使用される、特殊化された検出機器を必要とせず、バッグの漏れ口の位置を迅速に可視表示する、真空バッグの漏れ口を検出する方法及びデバイスが必要である。
【発明の概要】
【０００７】
開示の実施形態は、硬化中に複合積層体を圧縮し固める、又は部品同士を接着するのに用いられる真空バッグ処理等の工業用途において部品を処理するのに使用される柔軟なフィルムバッグの漏れ口を検出する方法及び装置を提供する。本方法はまた、例えばツール及び他の部品等の基板の漏れ口を検出するのにも使用可能である。この方法は、裸眼で容易に検出できるバッグ内の色の変化に基づくため、検出機器を必要としない。インク又は染料の形態の比色材料が真空バッグフィルムの内表面に塗布される。インクは活性化される前は実質的に均一な色を呈する。部品が硬化ツール上に配置され真空バッグでカバーされた後で、バッグがツールに密封される。次にバッグ内が真空化され、これによりバッグ内部の気圧が低下して、気圧によりバッグが積層体に押し付けられて積層体の圧縮が可能になる。比色材料は、透明なバッグを通してＵＶ（紫外線）光線をインクに当てることによって活性化される。紫外線の入射によりインクが活性化され、色が変わり、酸素に対して反応するようになる。活性化の後、漏れが原因でこの材料が酸素に触れたときに色が局所的に変わる。
【０００８】
ある開示の実施形態によれば、複合部品を圧縮するのに使用される真空バッグの空気漏れ口の位置を表示するデバイスが提供されている。このデバイスは、バッグの漏れが原因で酸素に触れた層の領域の酸化還元反応により外観が変化するバッグの内表面の材料層を含む。材料層は、半導体ナノ粒子が分散された酸素透過バインダを含む比色インクを含むことができる。この材料はさらに、電子供与材料と、酸化還元指示器材料を含むことができる。
【０００９】
別の実施形態によれば、複合部品を圧縮する装置が提供され、この装置は、複合部品が配置されるように構成されているツールと、実質的に透明であり、部品の上に配置されツールに密封されるように構成されたバッグを形成する気体非透過フィルムを含む。本装置はさらに、フィルムの全ての空気漏れ口の位置の可視表示を提供する、フィルムの内表面上の選択的に活性化可能な比色インクを含む。本装置はまた、バッグ内部を真空化するための真空源と、バッグ内が真空化された後でインクを活性化するために、フィルムを通して比色インクに放射線を当てる放射線源も含む。放射線源は通常、紫外線波長バンド内の放射線を放射する。
【００１０】
さらなる実施形態によれば、部品を処理するために使用される透明の真空バッグの漏れ口を検出する方法が提供されている。この方法は、バッグの内表面上に、バッグ内の空気漏れ口の領域で外観が変化する材料層を塗布し、バッグを通して見える材料層の外観の変化を目視観察することを含む。本方法はさらに、漏れ口を通してバッグに侵入する空気の酸素に反応するように、材料層を活性化することを含む。
【００１１】
ある開示の実施形態によれば、基板の漏れ口を検出する方法が提供されている。この方法は、実質的に透明なバッグの内表面に材料層を塗布し、バッグを基板の上に密封することを含む。この材料は酸素に反応しやすい状態に活性化することができ、材料の色は材料が酸素に触れたことに応答して変化する。本方法はさらに、バッグ内部を真空化し、材料層を酸素に反応しやすい状態に活性化した後で、材料の色の局所的な変化を目視観察することによって、基板の漏れ口を検出することができることを含む。材料層は、所定の長さの時間、層に紫外線を当てることによって活性化することができる。
【００１２】
別の実施形態によると、部品を処理する方法が提供され、この方法は、材料が第１の色を呈する第１の状態から、材料が酸素に触れた時に色が実質的に前の状態に戻る第２の色を呈する第２の状態に活性化することができる材料を提供することを含む。本方法はさらに、酸素非透過フィルムの内表面に第１の状態にある材料層を塗布し、フィルムを、フィルムの内表面が部品に対向するように部品の上に配置することを含む。本方法はまた、フィルムを部品周囲に密封して真空チャンバを形成し、チャンバ内を真空化した後に、材料を第１の状態から第２の状態へ活性化することができることを含む。フィルムの空気漏れ口は、材料層の色の局所的な変化を目視観察することによって検出することができる。材料の活性化は真空化した後に行われる。材料の活性化は、フィルムを通して材料層にＵＶ光線を当てることによって行うことができる。
【００１３】
本発明はまた、複合部品を圧縮する装置にも関し、この装置は：
複合部品が配置されるように構成されたツール、
実質的に透明な、部品の上に配置されツールに密封されるように構成されたバッグを形成する気体非透過フィルム、
選択的に活性化できる、フィルムのすべての空気漏れ口の位置の可視表示を提供するための、フィルムの内側の面の比色インク、
バッグ内部を真空化するための真空源、
バッグが真空化された後に、インクを酸素に反応しやすい状態に活性化するために、比色インクにフィルムを通して放射線を当てるための放射線源
を含む。
【００１４】
上述した装置は、放射線源が通常、紫外線波長バンド内の放射線を放射するようになっていてよい。
【００１５】
上述した装置は、比色インクが：
酸素透過バインダ、
バインダに分散された半導体ナノ粒子、
電子供給材料、及び
酸化還元指示器材料
を含むものであってよい。
【００１６】
本発明はまた、基板の漏れ口を検出する方法にも関し、この方法は：
実質的に透明なバッグの内表面に材料層を塗布し、この材料は、材料が酸素に触れたことに応答して材料の色が変化する、酸素に反応しやすい状態に材料を活性化することができ、
基板の上にバッグを密封し、
密封されたバッグ内部を真空化し、
材料層を酸素に反応しやすい状態に活性化し、
材料の色の局所的な変化を目視観察することによって、基板の漏れ口を検出する
ことを含む。
【００１７】
上述した方法は、
バッグの内表面に材料を印刷すること、
バッグの内表面に材料を回転成形すること、
バッグの内表面に材料を噴霧すること、及び
材料層をバッグと共に同時に押出加工すること
のうちの一つを行うことによって層の塗布が行われるものであってよい。
【００１８】
上述した方法は、材料層の活性化がバッグ内部が真空化された後に行われるものであってよい。
【００１９】
上述した方法は、材料層の活性化が、層にＵＶ（紫外線）光線を当てることによって行われるものであってよい。
【００２０】
上述した方法は、材料層に紫外線を当てることが、光線に透明な真空バッグを通過させることを含むものであってよい。
【００２１】
上述した方法は、層がバッグの面に塗布されたときに材料層が第１の色を呈し、
材料層が活性化された後は、材料層が第１の色とは異なる第２の色を呈するものであってよい。
【００２２】
本発明はまた、部品を処理する方法にも関し、この方法は：
材料が色を呈する第１の状態から材料が実質的に無色であるが、酸素に触れたときにある色に実質的に戻る第２の状態に活性化することができる材料を提供し、
第１の状態にある材料層を酸素非透過フィルムの内表面に塗布し、
フィルムの内表面が部品に対向するように、部品の上にフィルムを配置し、
部品周囲にフィルムを密封して真空チャンバを形成し、
真空チャンバ内部を真空化し、
材料を第１の状態から第２の状態へ活性化し、
材料層に局所的な色が存在するかを目視観察することによって、フィルムの空気漏れ口を検出する
ことを含む。
【００２３】
上述した方法は、材料層の塗布が、
フィルムの内表面に材料を印刷すること、
フィルムの内表面に材料を回転成形すること、
フィルムの内表面に材料を噴霧すること、及び
材料層をフィルムと共に同時押出処理すること
のうちの一つによって行われるものであってよい。
【００２４】
上述した方法は、真空化された後に材料の活性化が行われるものであってよい。
【００２５】
上述した方法は、材料の活性化が、材料が実質的に無色になるまで、フィルムを通して材料層にＵＶ（紫外線）光線を当てることによって行うことができるものであってよい。
【００２６】
本発明はまた、複合積層体を圧縮する装置にも関し、この装置は：
複合積層体がその上に配置されるように構成されたツール、
実質的に透明であり、部品の上に配置され、ツールに密封されるように構成された真空バッグを形成している気体非透過フィルム、
選択的に活性化できる、バッグの全ての空気漏れ口の位置の可視表示を提供するためのフィルム内表面の比色インクであって、インクが色を呈する第１の酸素に対して無反応の状態から、インクが無色であるが、酸素に触れたときに色が変化する第２の酸素に反応しやすい状態に活性化することができる比色インクであり、この比色インクは、
酸素透過ポリマーバインダ、
ポリマーバインダに分散されたＴｉＯ２ナノ粒子、
電子供給材料として機能するグリセロール、及び
酸素還元指示器として機能するインディゴ−テトラスルホン酸塩
を含み、
バッグ内部を真空化するための真空源、及び
バッグが真空化された後に、インクを第１の状態から第２の状態へ活性化するために、フィルムを通して放射線を比色インクに当てるためのＵＶ（紫外線）光線源
を含む。
【００２７】
本発明はまた、複合積層体を圧縮する方法にも関し、この方法は：
複合積層体をツール上に配置し、
実質的に透明な、気体非透過フィルムを使用して真空バッグを形成し、
ヒドロキシエチルセルロース、ＴｉＯ２のナノ粒子、グリセロール、及びインディゴ−テトラスルホン酸塩を混合することによって、比色材料を調合し、
フィルムの内表面に比色材料層を塗布し、比色材料は、材料が色を呈する第１の酸素に無反応の状態から、インクは無色だが、酸素に触れた時に色が元に戻る第２の酸素に反応しやすい状態に活性化することができ、
積層体の上にバッグを配置し、
バッグをツールに密封して、積層体の上に実質的な気密ケースを形成し、
密封したバッグ内部を真空化し、
バッグを通して比色材料層にＵＶ（紫外線）光線を当てることによって、比色材料層を第１の状態から第２の状態に活性化し、
比色材料の色の局所的な変化を目視観察することによってバッグの漏れ口を検出する
ことを含む。
【００２８】
開示の実施形態は、比較的迅速で信頼性が高く、漏れ口の位置を特定するために高機能の機器にそれほど依存しない、真空バッグの漏れ口を検出する方法及び装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は複合部品積層体を圧縮するのに使用する真空バッグアセンブリの一部の断面図である。
【図２】図２は図１に同様の図であるが、アセンブリの構成部品をより良く示すための分解組立図である。
【図３】図３は図２の「Ａ」で指定する領域の図であり、バッグの内表面に塗布されている比色インク層を示す図である。
【図４】図４は図３と同様の図であるが、バッグを通して比色インク層に紫外線を放射するＵＶ光源を示す図である。
【図５】図５は図３と同様の図であるが、酸素に反応しやすい状態に活性化されている比色インク層を示す図である。
【図６】図６は図５と同様の図であるが、バッグの漏れ口を示す図である。
【図７】図７は図６と同様の図であるが、漏れ口の領域で可視色を呈している比色インク層を示す図である。
【図８】図８は図７において「Ｂ」と指定された方向から見たバッグの外面の図である。
【図９】図９は図１と同様の図であるが、真空チャンバに空気の侵入が可能になるツールの漏れ口を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは図９と同様の図であるが、比色材料を有する真空バッグを使用して、ツール基板の空気の漏れ口についてテストしているところを示す図である。
【図１０】図１０は酸化還元反応を含む比色材料の活性化を説明するのに有用な図である。
【図１１】図１１は比色インク層が紫外線を吸収することによって、酸化還元反応を促進する電子正孔ペアがどのように発生するかを説明するのに有用な図である。
【図１２】図１２は真空バッグの漏れ口を検出する方法のすべてのステップを示すフロー図である。
【図１３】図１３は航空機の製造及び就航方法を示すフロー図である。
【図１４】図１４は航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
まず図１及び２を参照すると、真空バッグアセンブリ２０は、例えばツール２４に支持される複合部品積層体２２等の部品をカバーするように構成された気体非透過の実質的に透明な真空バッグ３０を含む。バッグ３０は、部品積層体２２の周囲に延在する周囲密封材３２を用いて、その周囲がツール２４に密封される。アセンブリ２０はさらに、例えば非限定的に、取外しフィルム２６及び通気孔２８等の、部品積層体２２の上又は下にさまざまな任意の追加材料層を含むことができる。真空バッグ３０は例えば非限定的に、バッグ３０内部を真空化するために好適な真空源３４に連結されたナイロン等の柔軟性フィルムを含むことができる。バッグ３０内部が真空化されることによりバッグ３０内部の気圧が低下し、次に気圧によりバッグ３０が通気孔２８と積層体２２に押し付けられることが可能になる。バッグ３０を押し付けている気圧により、積層体２２に圧縮圧力が印加され、この圧縮圧力が硬化プロセス中に積層体２２を固めて圧縮するのを助ける。図１及び２には特に示さないが、バッグ３０には一又は複数の漏れ口が起こる可能性があり、これは部品積層体２２が完全に硬化される及び／又は圧縮される前にバッグ３０を修理できる又は交換できるように、望ましくは硬化プロセス及び／又は圧縮プロセス中にできるだけ早く検出すべきである。開示の実施形態によれば、上記漏れ口は機器の助けによらず、裸眼での目視観察によって検出可能である。
【００３１】
ここで図３を参照すると、本明細書で比色材料層ともしばしば呼ばれる漏れ口検出材料層３６、比色インク又は比色染料は、バッグ３０の内表面３０ａと部品積層体２２の間に配置されている。図３に示す実施形態では、比色材料層３６はバッグ３０の内表面３０ａに付着されるが、他の実施形態では、比色材料３６はフィルムと共に同時押出し処理することができ、このフィルムからバッグ３０が作製され、これにより比色材料３６がバッグ３０の一体部品を形成することになる。さらに別の実施形態では、比色材料３６をバッグ３０とは別の押出し処理したフィルム（図示せず）に塗布する又は一体化することができる。
【００３２】
比色材料３６は、バインダとして機能する酸素透過ポリマーの混合物と、バインダに含まれる分散された光活性半導体ナノ粒子と、電子供与体として機能する材料、及び酸化還元（以下「レドックス」）指示器として機能する材料を含む。ポリマーバインダは、例えば非限定的に、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）を含むことができ、半導体ナノ粒子は、例えば非限定的に、及びＴｉＯ２（二酸化チタン）等の光活性金属酸化物を含むことができる。電子供与材料は、例えば非限定的に、グリセロール、アスコルビン酸、又はヒドラジンを含むことができ、レドックス指示器（還元剤）は非限定的に、インディゴ−テトラスルホン酸塩（ＩＴＳ）、メチレンブルー、又はジメチルメチレンブルーを含むことができる。
【００３３】
光活性金属酸化物は、ＩＴＳの酸化に際して電子の輸送を行うため、比色材料３６に組み込まれている。ＩＴＳは酸化した形態ではほぼ無色である。本用途に好適な金属酸化物のエネルギーレベルはバンドギャップの形態で構成されていて良い。バンドギャップとは、ほとんどの電子が存在する値電子帯と、部分的に含む又は全く何も含まないエネルギーレベルのバンドである伝導帯の間のエネルギーの差である。バンドギャップ材料が光活性化するには、材料の値電子帯と伝導帯との間のエネルギーのギャップが光電子のエネルギーと等しくなければならない。例えば、ＴｉＯ２は約３．１８電子ボルトのバンドギャップエネルギーを有する。このエネルギーの差は３８７ｎｍの光電子に相当する。したがって、ＴｉＯ２を３８７ｎｍの光で照らすことにより、伝導帯が電子で満たされる。
【００３４】
バンドギャップ材料の別の特徴は、個々の原子の外側の電子の軌道が互いに重なりあって、結果的に電子が非局在化することである。この結果、電子が部分的に占めていた軌道の間である程度の可動性を持つ。金属酸化物の電子の可動性又は伝導性は、ＩＴＳレドックス指示器の酸化に影響する。ＴｉＯ２に加えて、値電子帯から伝導帯へのＵＶ光線による励起の要件を満たすバンドギャップを有する他の金属酸化物をインク３６に用いることができる。これらの材料は非限定的に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、硫化亜鉛（ＺＮＳ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）及びタンタル酸化物（Ｔａ２Ｏ５）を含む。
【００３５】
ある通常の用途においては、比色材料３６は下記のプロセスによって調合することができるインクを含む。５％ＨＥＣ溶液（すなわち、１００グラムの水に対して５グラムのＨＥＣ）を調合し、これに０．２グラムのグリセロールを加える。ＩＴＳの酸化に要する電子輸送を提供するために、０．０２グラムのＰ２５光活性金属酸化物の混合物をバッグのフィルムに加える。ＴｉＯ２及び０．００５グラムのＩＴＳをＨＥＣとグリセロールの溶液に加える。この混合物を約１５分間超音波分解する、又はロータ固定子取付け具を有する高速ミキサーを使用してかき混ぜる。
【００３６】
すぐ前に説明した比色インク製剤を、非限定的に印刷、回転成形、又は噴霧を含む任意の様々な技術によって、真空バッグ３０の内表面３０ａに塗布することができる。あるいは、比色材料３６は、前述したように、真空バッグフィルムと共に、材料３６を同時押出し処理することによって真空バッグ３０を形成するフィルムに加えることができる。好適な比色材料と比色材料の調合技術のさらなる詳細は、参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる下記の文献：アンドリュー・ミルズ、Ｃ．トモンズ、Ｒ．バイリー、Ｍ．テッドフォード及びＰ．クリリーによる、「ＵＶ活性化発光／比色０１指示器」（光エネルギーの国際学術誌、２００８年版、２〜６ページ）；及びＳ．Ｋ．リー、Ｍ．シェリダン及びＡ．ミルズによる「新規ＵＶ活性化比色酸素指示器」（材料化学、１７巻、１０番、２７４４〜２７５１ページ、２００５年）に説明されている。
【００３７】
上述したようにバッグ３０に最初に塗布した時は、比色材料層３６は、レドックス指示器として選択された材料によって主に決まる可視色を呈する。図示した実施例では、レドックス指示器は比較的紺青色をしているＩＴＳを含む。他の色も、レドックス指示器として選択された材料によっては可能であり得る。本明細書に使用されるように、「色」という用語は、白黒を含む、可視スペクトル領域内のすべての色を含むものである。「無色」という用語は、実質的に色がない、又は実質的に透明であることを意味する。実施例で最初に適用されたように、ＩＴＳをレドックス指示器として用いる比色材料３６は比較的紺青色をしており、この色は透明な真空バッグ３０を通して目視観察することが可能である。
【００３８】
後にさらに詳しく説明するように、真空バッグ３０が取り付けられ、空気が抜かれた後に、比色材料３６は予め選択された期間、好適な波長の放射エネルギーで材料３６を照射することによって「活性化」される。放射線は非限定的に、ＵＶ光源４０から発生するＵＶ（紫外線）光線３８を含むことができる。ＵＶ光線は、おおむね約１０〜４００ｎｍの範囲の波長と、約３〜１２４ｅｖのエネルギーを有する電磁放射線を含む。ある実施例では、約３９０ｎｍの波長を有するＵＶ光線の使用により、満足な結果が得られた。比色材料層３６は、材料３６が実質的に無色になるのに十分な長さの時間、ＵＶ光線で照射され、ある実施例では、３９０ｎｍの波長を有するＵＶ光線を約３０秒照射する必要がある。
【００３９】
活性化の前に、比色材料３６はレドックス指示器の初期の色を呈し、実質的に酸素に反応しない。しかし一旦ＵＶ光線３８によって活性化されると、材料３６は異なる色に、又は酸素に反応しやすい実質的に無色の状態のいずれかに外観が変化する。図５はＵＶ光線３８による活性化後の比色材料層３６を示し、ここで材料３６は実質的に無色又は透明である。バッグ３０は、部品積層体２２の硬化中は空気が抜かれたままであり、したがって酸素に触れていないため、比色材料３６は、バッグ３０の漏れが原因で酸素に触れない限り、また触れるまでは、「活性化された」色又は無色の状態のままである。図６〜８に関連して後に説明するように、漏れが原因で材料３６の酸素に触れた領域は、局所的な色の変化を呈した。この色の変化は、実質的に無色の状態から材料３６が（活性化前の材料３６の色であってもよく、なくてもよい）色を呈する状態への変化、又は材料が活性化された時の色から別の色への変化を含んでいてよい。例えば、ＵＶ光線によって活性化された後に、初期は青色であるが、ＵＶ光線によって活性化されると無色の状態に変わるＩＴＳは、酸素に触れると無色から緑色に変わることができる。酸素に触れた後に材料が変化する実際の色に関わらず、オペレータが特殊な機器の助けなしに色の変化を容易に見ることができる。
【００４０】
ここで図６〜８を参照すると、バッグ３０の漏れ口４２により、矢印４４で示すように、漏れ口４２を介して酸素を含む空気が流れることが可能になる。漏れ口４２の底部４５のバッグの内表面３０ａの近辺において、進入してくる空気により、バッグの漏れ口４２のすぐ周囲の内部気圧が上がり、少なくとも部分的に、バッグ３０によって基板２２に印加されている圧力の大きさによって決まる間隔だけ、矢印４４ａで示すように、空気が横方向に方向転換することが可能になる。
【００４１】
図７に示すように、漏れ口４２周囲の比色材料３６の一部４６は、漏れ口４２を介してバッグ３０に引き込まれた空気中の酸素に触れると、無色の状態から色のついた状態に戻る。漏れ口４２周囲の領域４６の材料の「色が付くこと」又は色の変化は、透明なバッグ３０を通して裸眼４８で可視であるため、漏れ口４２の特定位置の目視観察によりオペレータがすばやく確認することができる。バッグ３０によって部品積層体２２に印加される圧力の大きさによって、比色材料層３６に達している酸素濃度は、漏れ口４２からの横方向の間隔が広がるにつれて若干上がる。このため、図８に示すように、材料３６の酸素に触れた領域４６に現れる色の強度が上がり、漏れ口４２直近の領域４６ａの色がその範囲外の領域４６ｂよりも濃くなる。
【００４２】
比色材料は、バッグ３０内部の望ましくない気圧の上昇の原因となる、真空バッグアセンブリ２０の他の部分での空気漏れ口を検出するのにもまた効果的である。例えば、図９に示すように、空気４４が積層体２２の上に形成された真空チャンバに進入することが可能であるツール２４で空気漏れ４２が起こる可能性がある。開示の実施形態によれば、漏れ口４２を通って流れる酸素を含む空気は、バッグ３０の内表面３０ａ（図７）の比色材料層３６によって感知される。前述したように、比色材料３６は、色表示を変化させることによって漏れ口４２を通して取り込まれた酸素に反応し、この局所的な色表示の変化は、オペレータによって特殊な機器の助けを要さずに、透明なバッグ３０を通して目視確認することができる。この実施例で示すように、比色材料３６を使用して、例えば非限定的に複合部品を処理するのに使用されるツールを含む様々な下部の基板における空気漏れ口を検出することができる。このため、図９Ａに示すように、バッグ３０内部での比色材料３６を実施形態にしたがって使用して、例えば積層体２２等の部品を処理するためにツール２４を使用する前に、可能性のある漏れ口についてツール２４又は他の部品又は基板を検査することができる。上記のような検査を実施するためには、比色材料層３６を塗布したバッグ２０はツール２４に密封されるが、ツール２６には積層体２２又は他の部品は配置されない。バッグ３０は次に真空化され、これによりバッグ３０内部の気圧が下がり、その後気圧によりバッグ３０をツール表面２８に押し付けることが可能になる。比色材料３６がＵＶ光線３８で活性化された後に、オペレータが透明なバッグ５０を通して確認される材料３６に起こり得るすべての色の変化を目視観察することによって、ツール２４の漏れ口４２を検出することができる。
【００４３】
ここで、空気漏れ口を検出するために比色材料３６を使用することは複合積層体を硬化させる真空バッグに関連して説明してきたが、比色材料３６は真空バッグが工業プロセスにおいて用いられる他の用途に使用することも可能であることを注記すべきである。例えば、比色材料３６を使用して、接着剤で互いに張り合わせられた２つ以上の部品（図示せず）に圧縮圧力を印加するのに使用される真空バッグの漏れ口を検出することができる。
【００４４】
ここで、比色材料３６の活性化に関連する物理的及び化学的反応と、活性化及びそれに続くバッグの漏れによる酸素と接触後の関連するレドックス指示器の色の変化を図式的に示す図１０及び１１を注目する。前述したように、活性化前は材料３６は通常濃い色であってよい。インク３６をＵＶ光線３８（図９）で照射することにより、ＴｉＯ２半導体５０が励起されて電子ホールペアｅ-、ｈ＋が生成される。
【００４５】
半導体５０がＵＶ光線３８を吸収することによって、半導体５０の価電子帯６６（図１０）から半導体５０の伝導帯６８への電子ｅ-の移動が促進される。電子ｅ-が伝導帯６８に移動促進されると、部分正電荷を含む正孔ｈ＋も生成される。正孔ｈ＋により電子供与体、図示した実施例では不可逆的に酸化してグリセルアルデヒド５４となるグリセロール５２の酸化が促進される。ステップ５６において示す光生成された半導体５０の電子ｅ-は、図示した実施例において番号５８で指定し、「ＩＴＳ（還元）」で示すレドックス指示器も還元する。ＩＴＳレドックス指示器は、還元された又はロイコ型５８の状態では実質的に無色であり、酸素が存在しなければ無色のままである。しかしながら、酸素に触れると、レドックス指示器は酸化して「ＩＴＳ（酸化）」６０で示す色の付いた形態に戻る。このレドックスの反応により、Ｏ２がＨ２Ｏに変換される。ここで、ＵＶ光線３８を繰り返し照射することによりインク３６を再使用することができ、多様な異なる色の変化及び感度が可能であることを注記すべきである。
【００４６】
ここで、人間の目視観察を利用した真空バッグの漏れ口を検出する方法の全てのステップを示す図１２に注目する。ステップ７０で開始し、比色材料３６を、前述した塗布プロセスのうちの任意の方法を使用して、実質的に透明な柔軟性バッグ３０の内表面３０ａに塗布する。次に、ステップ７２において、取外しフィルム２６、部品積層体２２、通気孔２８及びバッグ３０（図１及び２）等の真空化材料の組み立てを含むことができるバッグアセンブリ２０を準備する。ステップ７４において、バッグ３０をツール２４に密封して部品積層体２２の上に実質的に気密な真空チャンバを作製してから、次にステップ７８においてバッグから空気を抜く、ステップ７６のバッグの真空化を行う。
【００４７】
ステップ７８において、透明なバッグを通過して比色インク３８に達するＵＶ光線でバッグを照射する。比色インク３８は、インク３６の色が変わるまで、又は実質的に無色又は透明になるまでＵＶ光線で照射して、材料３６を酸素センサとして活性化する。ステップ８０において、オペレータが起こり得る漏れを示す局所的な色の現れ、又は色の変化がないか、バッグを目視監視する。ステップ８２においては、オペレータによってバッグの空気漏れ口の存在を示す、バッグにおける局所的な色の現れ、又は色の変化が検出される。空気漏れ口が検出された場合、オペレータはステップ８４で示すようにバッグを修理する又は交換することができる。
【００４８】
本発明の実施形態は、様々な可能性のある用途、特に例えば航空宇宙、海洋、及び自動車用途を含む運送業において使用することができる。したがって、ここで図１３及び１４を参照すると、本発明の実施形態は図１２に示すような航空機の製造及び就航方法８６及び図１４に示すような航空機８８において使用可能である。開示の実施形態の航空機への応用は、例えば多様な複合構造部品、アセンブリ及びサブアセンブリを含むことができる。試作段階においては、例示の方法８６は航空機８８の仕様及び設計９０と、材料調達９２を含むことができる。製造段階においては、航空機８８の部品及びサブアセンブリの製造９４と、システム統合９６がおこなわれる。そのあとに、航空機８８は、認可及び納品９８を経て就航１００される。顧客によって就航されている間、航空機８８には所定の整備及び保守１０２（変更、再構成、改装も含むことができる）が予定される。開示の実施形態は、整備及び保守１０２の間に部品の接着を必要とする修理を行うのに採用することができる。
【００４９】
本方法１１０の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客等）によって行う又は実施することができる。この説明のために、システムインテグレータは限定しないが、任意の数の航空機メーカー、及び主要システムの下請け業者を含むことができ、第三者は限定しないが、任意の数の供給メーカー、下請け業者、及びサプライヤを含むことができ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍部、サービス組織等であってよい。
【００５０】
図１４に示すように、例示の方法８６で製造された航空機８８は、複数のシステム１０６と内装１０８を有する機体１０４を備えることができる。高レベルシステム１０６の例は、一又は複数の推進システム１１０、電気システム１１２、油圧システム１１４、及び環境システム１１６が挙げられる。任意の数の他のシステムを含むことができる。開示の方法及びデバイスは、機体１０４に使用される構造部品と、内装１０８に使用されるアセンブリ及びサブアセンブリを加工するのに採用することができる。実施形態はまた、内装１０８又は機体１０４の部品を形成する構成部品を接着するのにも使用可能である。航空宇宙での実施例を示したが、本発明の原理は例えば海洋及び自動車産業等の他の産業分野に応用することが可能である。
【００５１】
本明細書に具現化されたシステム及び方法は、製造及び就航方法８６の任意の一又は複数の段階において採用することができる。例えば、製造プロセス９４に対応するアセンブリ又はサブアセンブリは、航空機８８が就航している間に製造される部品又はサブアセンブリと同じ方法で加工又は製造することができる。また、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、例えば、航空機８８を実質的に組立てしやすくする、又は航空機８８にかかる費用を削減することによって、製造段階９５及び９６において用いることが可能である。同様に、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、航空機８８が就航している間に、例えば限定しないが、整備及び保守１０２に用いることができる。
【００５２】
本発明の実施形態を特定の実例となる実施形態に関連させて説明してきたが、当然ながら特定の実施形態は説明のためであり、限定するものではなく、当業者が他の変形例を発想することが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
２０    真空バッグアセンブリ
２２    複合部品積層体
２４    ツール
２６    取外しフィルム
２８    通気孔
３０    真空バッグ
３０ａ  バッグの内表面
３２    周辺密封材
３４    真空源
３６    漏れ口検出材料層
３８    ＵＶ光線
４０    ＵＶ光源
４２    バッグの漏れ口
４４    空気の流れ
４４ａ  空気の流れ
４５    漏れ口の底部
４６    比色材料の一部
４６ａ  漏れ口直近の領域
４６ｂ  範囲外の領域
４８    裸眼
５０    透明なバッグ
５２    グリセロール
５４    グリセルアルデヒド
５８    ＩＴＳレドックス指示器
６０    ＩＴＳレドックス指示器
６６    価電子帯
６８    伝導帯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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2011227079000002.pdf
2011227079000003.pdf
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