【手続補正書】
【提出日】平成28年8月24日(2016.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合構造体の空隙率を低減するための方法であって、
添加物／樹脂混合物を形成するために樹脂材料に添加物を追加することであって、前記添加物は前記樹脂材料の樹脂硬化温度より高い添加物相転移温度を有する相転移材料を含んでいる、前記追加すること、
複合プリプレグ材料を形成するために前記添加物／樹脂混合物を複数の強化繊維と結合すること、
前記複合プリプレグ材料を複合構造体に形成すること、
前記樹脂材料の粘性を低下させるために十分な前記樹脂硬化温度で、有効な時間にわたり、有効な真空圧力の真空デバイス下において、加熱装置内で前記複合構造体を熱硬化すること、
前記複合構造体を加熱して、前記添加物相転移温度および前記樹脂硬化温度を超える温度まで温度を上昇させて、前記添加物が相転移を経て前記複合構造体からの１つ以上の気体に実質的に置き換わる添加ガスを形成するために十分な時間にわたり、前記上昇させた温度を維持すること、
前記添加ガスが相転移を経て凝縮相となる結果、前記複合構造体内の真空圧力が実質的に低下して前記複合構造体の空隙率が低減するよう、前記上昇させた温度を元の前記樹脂硬化温度まで下げること、ならびに
前記複合構造体を冷却すること
を含む方法。
【請求項２】
前記樹脂材料に前記添加物を前記追加することがさらに、１気圧で１２１°Ｃ（２５０°Ｆ）から５１０°Ｃ（９５０°Ｆ）の範囲の温度の沸点を有する９つ以上の炭素原子を有するアルカン、１気圧で２００°Ｃ（３９２°Ｆ）から２６０°Ｃ（５００°Ｆ）の範囲の温度の沸点を有するフェニルプロペン、および１気圧で２１７°Ｃ（４２２°Ｆ）から５２７°Ｃ（９８０°Ｆ）の範囲の温度の沸点を有する多環式芳香族炭化水素、ならびにトリアシルグリセリドからなる群から選択される添加物を追加することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記樹脂材料に前記添加物を前記追加することがさらに、前記添加物を前記添加物／樹脂混合物の容積全体に基づき、０．０１容積パーセントから１．５容積パーセントの分量で追加することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記樹脂材料に前記添加物を前記追加することがさらに、前記添加物を、エポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される樹脂材料に追加することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複合プリプレグ材料を前記複合構造体に前記形成することがさらに、手動積層または積層マシンを使用する自動積層を含む形成プロセスを介して前記複合プリプレグ材料を積層することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複合構造体を前記熱硬化することがさらに、オートクレーブまたはオーブンを含む加熱装置内で前記複合構造体を熱硬化することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複合構造体を前記熱硬化することがさらに、密封された可撓性の真空バッグを含む真空デバイス下で前記複合構造体を熱硬化することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複合構造体を加熱して温度を上昇させることがさらに、前記複合構造体を加熱して、前記樹脂硬化温度および前記添加物相転移温度を２．８°Ｃ（５°Ｆ）から１１°Ｃ（２０°Ｆ）の範囲だけ上回る温度まで温度を上昇させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記複合構造体を加熱して前記添加物相転移温度を上回る温度まで温度を上昇させることがさらに、１分から１５分の範囲の時間にわたり、前記上昇させた温度を維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複合構造体を加熱して前記添加物相転移温度を上回る温度まで温度を上昇させることがさらに、１つ以上の気体に実質的に置き換わる前記添加ガスを形成することを含み、前記１つ以上の気体は封じ込められた空気と、吸収された水分、溶存水、および樹脂アウトガスを含む揮発性物質とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記上昇させた温度を元の前記樹脂硬化温度まで前記下げることにより、前記複合構造体の空隙率を８０％〜９９％の範囲で低減させる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記複合構造体は航空機の複合材部品である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
複合構造体の空隙率を低減するためのシステムであって、
添加物／樹脂混合物を予め含侵させた複数の強化繊維を含む複合プリプレグ材料であって、前記添加物が、前記樹脂材料の樹脂硬化温度より高い添加物相転移温度を有する相転移材料を含んでいる、複合プリプレグ材料、
前記複合プリプレグ材料を複合構造体内へ積層するよう適合された積層マシンを含む形成装置、
真空バッグを含む真空デバイスであって、有効な真空圧力の真空下で前記複合構造体を囲むよう適合されている真空デバイス、ならびに
オートクレーブおよびオーブンを含む加熱装置であって、
前記真空デバイスで囲まれた前記複合構造体を、有効な樹脂硬化温度まで熱硬化し、かつ前記樹脂材料の粘性を低下させるために十分な有効時間にわたり、前記樹脂硬化温度を維持するよう適合されており、
さらに、前記複合構造体を加熱して、前記添加物相転移温度および前記樹脂硬化温度を超える温度まで温度を上昇させ、かつ前記添加物が液体から気体へ相移転して前記複合構造体からの１つ以上の気体に実質的に置き換わる添加ガスを形成するために十分な時間にわたって前記上昇させた温度を維持するよう適合されており、
さらに、前記添加ガスが相転移を経て凝縮相となる結果、前記複合構造体内の真空圧力が実質的に低下して前記複合構造体の空隙率が低減するよう、前記上昇させた温度を元の前記樹脂硬化温度まで下げるよう適合されている前記加熱装置
を含むシステム。
【請求項１４】
前記樹脂材料に前記添加物を追加することがさらに、１気圧で１２１°Ｃ（２５０°Ｆ）から５１０°Ｃ（９５０°Ｆ）の範囲の温度の沸点を有する９つ以上の炭素原子を有するアルカン、１気圧で２００°Ｃ（３９２°Ｆ）から２６０°Ｃ（５００°Ｆ）の範囲の温度の沸点を有するフェニルプロペン、１気圧で２１７°Ｃ（４２２°Ｆ）から５２７°Ｃ（９８０°Ｆ）の範囲の温度の沸点を有する多環式芳香族炭化水素、ならびにトリアシルグリセリドからなる群から選択される添加物を追加することを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記樹脂材料はさらに、エポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１３に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
前記樹脂材料に前記添加物を追加することがさらに、１気圧で約２５０°Ｆ（華氏）から約９５０°Ｆの範囲の温度の沸点を有する９つ以上の炭素原子を有するアルカン、１気圧で約３９２°Ｆから約５００°Ｆの範囲の温度の沸点を有するフェニルプロペン、および１気圧で約４２２°Ｆから約９８０°Ｆの範囲の温度の沸点を有する多環式芳香族炭化水素、およびトリアシルグリセリドからなる群から選択される添加物を追加することを含むと有利である。前記樹脂材料に前記添加物を追加することがさらに、前記添加物を前記添加物／樹脂混合物の容積全体に基づき、０．０１容積パーセントから約１．５容積パーセントの分量で追加することを含むことが有利である。また、前記樹脂材料に前記添加物を追加することがさらに、前記添加物をエポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される樹脂材料に追加することを含むことが有利である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
前記樹脂材料に前記添加物を追加することがさらに、１気圧で約２５０°Ｆ（華氏）から約９５０°Ｆの範囲の温度の沸点を有する９つ以上の炭素原子を有するアルカン、１気圧で約３９２°Ｆから約５００°Ｆの範囲の温度の沸点を有するフェニルプロペン、および１気圧で約４２２°Ｆから約９８０°Ｆの範囲の温度の沸点を有する多環式芳香族炭化水素、およびトリアシルグリセリドからなる群から選択される添加物を追加することを含むと有利である。また、前記樹脂材料に前記添加物を追加することがさらに、前記添加物をエポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される樹脂材料に追加することを含むことが有利である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
前記樹脂材料はさらに、エポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されることが有利である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
方法３０に係る前記添加物５４（図２Ａ参照）を前記樹脂材料５６（図２Ａ参照）に追加するステップ３２はさらに、１つ以上のエポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、ビスマレイミド樹脂もしくは他の適切なポリイミド樹脂等のポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、これらの組み合わせ、または他の適切な樹脂材料を含む樹脂材料５６に前記添加物５４を追加することを含む。前記樹脂材料５６は熱硬化性材料であることが好ましい。前記樹脂材料５６は、約２１２°Ｆ〜９５０°Ｆ／３７３Ｋ〜７８３Ｋ／１００℃〜５１０℃の範囲の温度での樹脂硬化温度を有することが好ましい。前記樹脂材料は、約２４８°Ｆ〜４１０°Ｆ／３９３Ｋ〜４８３Ｋ／１２０℃〜２１０℃の範囲の温度での樹脂硬化温度を有することがより好ましい。前記樹脂材料は、約２４８°Ｆ〜３５６°Ｆ／３９３Ｋ〜４５３Ｋ／１２０℃〜１８０℃の範囲での温度での樹脂硬化温度を有することが最も好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
本発明の別の実施形態において、前記方法３０（図１参照）は、航空機の複合材部品２８（図２Ａ参照）における空隙率１３４（図２Ｂ参照）を低減する。前記方法３０は、添加物／樹脂混合物５８（図２Ａ参照）を形成するため、添加物５４（図２Ａ参照）を樹脂材料５６（図２Ａ参照）に追加するステップ３２を含む。前記添加物５４は、前記樹脂材料５６の樹脂硬化温度６６（図２Ａ参照）より高い添加物相転移温度６４（図２Ａ参照）を有する相転移材料６０（図２Ａ参照）を含む。前記添加物５４は、１気圧で約２５０°Ｆ（華氏）から約９５０°Ｆの範囲の温度の沸点を有する９つ以上の炭素原子を有するアルカン、１気圧で約３９２°Ｆから約５００°Ｆの範囲の温度の沸点を有するフェニルプロペン、１気圧で約４２２°Ｆから約９８０°Ｆの範囲の温度の沸点を有する多環式芳香族炭化水素、および前述のトリアシルグリセリドまたは他の適切な添加物を含む相転移材料６０であることが好ましい。前記樹脂材料５６は、エポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、およびこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
本発明の別の実施形態では、前述のとおり、複合構造材２６（図２Ａ参照）の空隙率１３４（図２Ｂ参照）を低減するためのシステム５０（図２Ａ〜２Ｃ参照）がもたらされる。前記システム５０は複合プリプレグ材料７０（図２Ａ参照）を含む。前記複合プリプレグ材料７０は、複数の強化繊維６８（図２Ａ参照）、好ましくは添加物／樹脂混合物５８（図２Ａ参照）を予め含侵させた複数の強化炭素繊維を含む。前記添加物／樹脂混合物５８の前記添加物５４（図２Ａ参照）は、前記樹脂材料５８の樹脂硬化温度６６（図２Ａ参照）より高い添加物相転移温度６４（図２Ａ参照）を有する相転移材料６０（図２Ａ参照）を含む。前記添加物５４は、前記方法３０に照らし詳述したコンポーネントと構成物を含む相転移材料６０を含むことが好ましい。前記樹脂材料５６は、エポキシ樹脂、エポキシアミン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、およびこれらの組み合わせ、または別の適切な樹脂を含むことが好ましい。