(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合構造体の炭素繊維強化プラスチック部品の露出した繊維表面（３０３）におけるエッジグローの強度をなくすための方法であって、前記露出した繊維表面の上に導電性コーティング材（３０８）を塗布するステップを備え、
前記導電性コーティング材（３０８）が少なくとも１０４ジーメンス／メートルの導電率を有し、
前記導電性コーティング材（３０８）が、０．００１インチ（０．００２５４ｃｍ）から０．００３インチ（０．００７６２ｃｍ）の全厚さを有する一つ以上の層として塗布される、方法。
【請求項２】
前記導電性コーティング材（３０８）が、０．００２インチ（０．００５０８ｃｍ）の厚さを有する一層として塗布される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電性コーティング材（３０８）が導電性ドーピング材（３１０）及びキャリア媒体（３１２）を備える、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記導電性ドーピング材（３１０）が、インジウム錫酸化物溶液、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、半導体ナノワイヤ、カーボンブラック、グラフェン、及び導電性ポリマーから成る群から選択された材料である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記キャリア媒体（３１２）を選択するステップと、
前記導電性ドーピング材（３１０）を選択するステップと、
前記キャリア媒体及び前記導電性ドーピング材を混合して、前記導電性コーティング材（３０８）を形成するステップと、を更に備えた請求項３に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも一つの露出した繊維表面（３０３）を有する炭素繊維強化プラスチック部品と、前記少なくとも一つの露出した繊維表面の上に塗布された導電性コーティング材（３０８）と、を備え、
前記導電性コーティング材（３０８）が少なくとも１０４ジーメンス／メートルの導電率を有し、
前記導電性コーティング材（３０８）が、０．００１インチ（０．００２５４ｃｍ）から０．００３インチ（０．００７６２ｃｍ）の全厚さを有する、複合構造体。
【請求項７】
前記導電性コーティング材（３０８）が導電性ドーピング材（３１０）及びキャリア媒体（３１２）を備え、前記導電性ドーピング材が、インジウム錫酸化物溶液、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、半導体ナノワイヤ、カーボンブラック、グラフェン、及び導電性ポリマーから成る群から選択されている、請求項６に記載の複合構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に複合材製の構造に対する落雷保護に係り、特に炭素繊維強化プラスチック製の構造における炭素繊維の露出した端部において一般的に観測される雷に起因した現象であるエッジグロー（ｅｄｇｅ  ｇｌｏｗ）を軽減するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
優れた強度対重量比及び強度対剛性比を必要とする構造における複合材の使用が増えてきている。例えば、航空宇宙産業において、航空機のリブ、スパー、パネル、胴体、翼、主翼ボックス、燃料タンクやテイルアセンブリ等の航空宇宙構造を製造するのに複合材が広く使用されるようになってきているが、これは、複合材が軽量で頑丈であり、燃費及び他の利点を提供するからである。
【０００３】
航空宇宙産業において一般的に使用される複合材の一つのタイプは、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ，ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｐｌａｓｔｉｃ）である。ＣＦＲＰは、一般的に、シート、ラミネート又はレイアップ（ｌａｙｕｐ，積層材）を形成するように互いに積層された一以上の複合層を備える。各複合層は強化材及び母材を備える。母材は強化材を取り囲み、固め、支持する。強化材は、母材、そしてＣＦＲＰに構造強度を与える。母材は、一般的にエポキシ樹脂等の非導電性ポリマーである。強化材は、一般的に導電性である炭素繊維のストランドから成る。
【０００４】
本願において、“複合構造体”との用語は、ＣＦＲＰ製の一以上の部品（つまり、ＣＦＲＰ部品）から全体が又は一部が製造、生産、又は組み立てられた構造を意味し、航空機のリブ、スパー、パネル、胴体、翼、主翼ボックス、燃料タンクやテイルアセンブリ等の航空宇宙構造が挙げられるが、これらに限定されるものではない。複合構造体を製造、組み立て、形成又は生産するため、複合層を重ねて、積層して、硬化させてＣＦＲＰ部品を形成した後で、ＣＦＲＰのシート、ラミネート又は積層材を所望の形状又はサイズに切断することができる。
【０００５】
典型的なＣＦＲＰシート、ラミネート及び積層材の切断によって、各複合層における強化材の先端又は端部、つまりは導電性の炭素繊維が、切断されたエッジ（縁部）において環境に露出される。また、強化材の先端又は端部は、ＣＦＲＰ部品の外側傾斜部又は傾斜した上側表面においても環境に露出され得る。例えば、ＣＦＲＰ部品は、第一の厚さを有する第一の端部と、第一の厚さよりも薄い第二の厚さを有する第二の端部と、第一の端部と第二の端部との間の傾斜した上側表面を備えた移行領域とを有して形成され得る。このように変化する厚さは、徐々に長さが短くなっていくように複合層を重ねていく積層プロセス中に形成され得て、徐々に長さが短くなっていく複合層の端部が、下向きの傾斜を有する傾斜した上側表面を形成する。このような傾斜部は、ＣＦＲＰ部品の長さ方向に沿ったあらゆる箇所に位置し得る。傾斜部を形成する複合層の端部は母材で覆われず、強化材、つまり導電性炭素繊維の先端又は端部が環境に露出されたままとなり得る。本願では、母材によって覆われていない切断されたエッジ及び傾斜部をまとめて“露出した繊維表面”と称する。
【０００６】
炭素繊維は、アルミニウム等の航空宇宙産業において従来使用されている構造材よりも大きな電気抵抗を有する。従って、ＣＦＲＰは落雷によって発生する２００ｋＡの範囲の電流を容易に流して放散しないので、ＣＲＦＰ部品製の複合構造体は、従来使用されている材料製の構造よりも落雷からの損傷を受け易い。落雷により観測される物理現象の中には、“エッジグロー”として知られている現象があり、これは、光のグローが、粒子又はプラズマの放出と組み合わさって、複合構造体のＣＲＦＰ部品の露出した繊維表面において炭素繊維の先端又は端部に現れるという状態である。エッジグローは、ＣＦＲＰの導電性複合層間の電位差によって生じ、典型的には、落雷に起因した高電流密度領域（露出した繊維表面等の電圧が最大の箇所）において生じる。エッジグローは、それが燃料タンクや燃料ライン付近等の燃料又は燃料蒸気を含む領域（本願ではまとめて、“燃料環境”と称する）において生じると、燃料発火源となる可能性がある。
【０００７】
エッジグローが燃料環境における燃料又は燃料蒸気を発火させることを防止するための航空宇宙産業における一般的な設計手法は、燃料環境に晒される全ての露出した繊維表面をマスキング又はシーリングして、露出した繊維表面におけるエッジグローをマスキングすることである。一つの方法は、光のグローの伝達を抑制するポリ硫化物シーラント等の非導電性材料又は絶縁体で露出した繊維表面をシーリングすること及び／又はエッジグローに由来する放出粒子を燃料環境から離れて物理的に含有するようにすることである。つまり、絶縁体は、エッジグローが絶縁体を貫通して燃料環境に達することを防止する。このような絶縁体は、典型的には、略０．１３０から０．２５０インチの全厚さとなるように手作業で二層として塗布される。低粘度のポリ硫化物シーラントの第一の層が略０．００２インチの厚さで塗布されて硬化される。その後、第一の層のシーラント同様の化学的性質を有するシーラントの第二の層が、略０．１３０から０．２５０インチの厚さで第一の層の上に塗布される。これら二つの層が組み合わさってエッジグローをマスキングする。複合構造体の固定された接続部及び切断されたＣＦＲＰ部品のエッジ付近におけるエッジグロー、スパーク及びプラズマ放電に対する他の既知の防護方法は、切断されたエッジ又は固定された接続部の上に絶縁キャップを配置することである。
【０００８】
上記方法は、露出した繊維表面におけるエッジグローをマスキング又は遮断するだけであり、エッジグローを防止、低減又はなくすものではない。また、こうした方法は、露出した繊維表面に上手くシーラントを接着することの労力やシーラントに付随する長い硬化時間のため、大きな労力を要し、または過度の製造フロー時間を要する。また、こうした方法は、シーラントに必要な厚さ及び／又は多重層のため、複合構造体に顕著な重量を追加し、これは航空宇宙産業においては、航空機の燃料消費を増やし、最大積載量を減らす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、大きな労力を必要とせず、時間がかからず、また重量を節約するエッジグローの軽減方法が望まれている。本願において、“エッジグローの軽減”との用語は、エッジグローの強度を低減すること、又はエッジグロー強度をなくすことを意味する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的及び他の自明な目的は、複合構造体の炭素繊維強化プラスチック部品の露出した繊維表面（切断されたエッジ又は傾斜部）の上に導電性コーティング材の一つ以上の薄層を塗布して、落雷時に炭素繊維強化プラスチックの複合層と複合層との間に存在し得る層間電圧を低減することによって一般的には達成される。導電性コーティング材の一つ以上の層は、略０．００１インチから０．００３インチの全厚さで塗布されて、平滑ではないことの多い切断されたエッジ及び傾斜部に対する連続的な被覆性を提供する。導電性コーティング材は、エッジグローの強度を略二分の一に低減するように少なくとも略１０ジーメンス／メートルの導電率を有し、エッジグローの強度をなくすために少なくとも略１０４ジーメンス／メートルの導電率を有する。導電性コーティング材は、キャリア媒体中に分散した導電性ドーピング材を備えた混合物である。導電性ドーピング材は、固体、液体中に懸濁した固体、又は液体であり得る。本開示の他の課題、特徴及び利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を考慮することによって明らかになる。
【００１１】
以下、本開示の上述の態様及び他の態様を例示する目的で添付図面を参照して、多様な実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】複合構造体を製造するための方法のステップを示すフローチャートである。
【図２】エッジグローを軽減するための方法のステップを示すフローチャートである。
【図３】導電性コーティング材の層によって覆われた切断されたエッジを有する炭素繊維強化プラスチック部品の断面図である。
【図４】導電性コーティング材の層によって覆われた傾斜部を有する炭素繊維強化プラスチック部品の断面図である。
【図５】複合構造体の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明において、露出した繊維表面、つまり切断されたエッジ又は傾斜部を有する炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）部品を備えた複合構造体におけるエッジグローを軽減するための方法の多様な実施形態が、本開示の一般的な原理を例示するために説明される。当業者は、本開示が、例示的な実施形態の他の類似の応用や環境において及び／又は他の類似若しくは等価な変形例を用いても実施可能であることを理解されたい。例えば、エッジグローの危険性のあるあらゆる種類の複合材に対して本方法が使用可能であり、あらゆる種類の導電性コーティング材を用いて、その導電性コーティング材が対象としている応用に望まれる導電率及び他の特性を満たす限りにおいて、複合材の複合層と複合層との間の所望の導電率を提供することができる。また、当業者に良く知られている方法、手順、部品、機能については本願で詳細に説明しない点にも留意されたい。
【００１４】
本方法では、導電性コーティング材の一つ以上の層（好ましくは単一の薄層）が、ＣＦＲＰ部品の露出した繊維表面の上に塗布される。導電性コーティング材の一つ以上の層は、略０．００１インチから０．００３インチ、好ましくは０．００２インチの全厚さで塗布されて、平滑ではないことの多い露出した繊維表面に対する連続的な被覆性を提供する。導電性コーティング材の一つ以上の層は、エッジグロー強度を略二分の一に減らすように少なくとも略１０ジーメンス／メートルの導電率を有し、そしてエッジグロー強度をなくすように少なくとも略１０４ジーメンス／メートルの導電率を有する。
【００１５】
導電性コーティング材は、露出した繊維表面におけるブリッジを形成し、ＣＦＲＰ部品の各複合層の炭素繊維の先端同士又は端部同士を電気的に接続する。このブリッジは、複合層と複合層との間の電流の流れを促進することによって、エッジグローを軽減する。例えば、厚さ略０．００２インチで導電率１０ジーメンス／メートルの導電性コーティング材の層は、複合層の露出した繊維表面における炭素繊維の端部間又は先端間に存在する層間電圧を低減することによって、露出した繊維表面におけるエッジグローの強度を二分の一以下に低減する。導電性コーティング材の導電率を上げることによって、エッジグローの強度を更に低減することができる。例えば、１０４ジーメンス／メートルの導電率を有する導電性コーティング材は、ＣＦＲＰ部品の炭素繊維の導電率レベルにほぼ達して、エッジグローの強度を実質的になくすレベルにまで複合層間の層間電圧を低減する。１０４ジーメンス／メートルよりも大きな導電率を有するコーティング材を用いて、複合層間の層間電圧を更に低減することもできる。従って、エッジグローを物理的にマスキングする現状の二層非導電性シーリング法の代わりに、本方法は、製造効率、コスト効率、重量の減少を有利に達成しながら、エッジグローを軽減して、燃料環境における燃料又は燃料蒸気の発火の可能性を実質的に低減し又は無くすことによって、改善された設計性能を実現する。
【００１６】
導電性コーティング材は、キャリア媒体中に分散した導電性ドーピング材から成る混合物である。キャリア媒体は、液体、例えば、燃料環境に晒されるＣＦＲＰ部品への塗布に適した樹脂系であり得る。特に、キャリア媒体は燃料環境において劣化したり分解したりせず、また、ＣＦＲＰにとって有害な方法で燃料又は燃料蒸気と相互作用しないことが望ましい。航空宇宙産業において用いられる場合、キャリア媒体は、“航空宇宙グレード”でなければならず、つまり、航空宇宙構造における使用に対する航空宇宙産業の要求に合致しなければならない。例えば、航空宇宙グレードのシーラントが使用され得る。キャリア媒体は、略６０から９０センチポアズの粘度を有することが望ましい。これは、導電性コーティング材が優れた処理可能性、つまり、露出した繊維表面の十分な厚さ、接着性及び被覆性を保証しながら、ブラッシング、スプレー、ディッピング等の従来の産業的なコーティング塗布法を用いて露出した繊維表面に塗布可能な性能を有することを可能にする。また、キャリア媒体は、高品質の機械的硬度及び耐衝撃性、また、航空宇宙応用においては、ジェット流体及び液圧流体に対する耐性、腐食性要素、熱、湿度及び高高度サイクルへ晒されることを含む航空宇宙動作環境における耐久性を有することが望ましい。
【００１７】
適切なキャリア媒体の例は、切断されたエッジや傾斜部をシーリング又はマスキングするために航空宇宙産業において一般的に使用されているポリ硫化物シーラント、例えば、ペンシルバニア州ピッツバーグのＰＰＧインダストリーズ社製のＰＲ‐１７７６やＰＲＯ‐ＳＥＡＬ８７０及び８９０である。代わりに、キャリア媒体は、航空宇宙産業において一般的に使用されているタイプのエポキシコーティング材又は接着材であり得て、例えば、ビスフェノール‐Ａジグリシジルエーテル、トリグリシジル‐ｐ‐アミノフェノル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ‐テトラグリシジル‐４，４‐メチレンビスベンジルアミノ系や、ポリイソシアネートで硬化させたポリエステルポリオール等のポリウレタンコーティング系であり得る。
【００１８】
導電性ドーピング材は、燃料環境における使用に適した、必要であれば航空宇宙グレードの導電性固体物質、液体物質中に懸濁した固体物質、又は液体物質である。導電性ドーピング材は、キャリア媒体中に安定な分散体を形成することができることが望ましい。また、導電性ドーピング材は、機械的強度、耐溶剤性、耐久性、処理可能性等のキャリア媒体の所望の特性に対する干渉、劣化、中性化を生じさせないことが望ましい。また、導電性ドーピング材は、好ましくは１５０よりも大きな高アスペクト（長さ対直径）比を有することが望ましく、所望の導電率を低いパーコレーション閾値で得ることができるようにし、また、キャリア媒体の性能に干渉しないようにする。パーコレーション閾値は、ポリマー母材中の臨界充填材含有量の限界を表し、この限界を超えると、数桁の大きさでの導電率の上昇を可能にする導体ネットワークを形成することができるというものである。
【００１９】
適切な導電性ドーピング材の例は、インジウム錫酸化物溶液、カーボンナノチューブ、金属（例えば、銀、ニッケル、銅）ナノワイヤ、半導体（例えば、シリコン、窒化ガリウム）ナノワイヤ、カーボンブラック、グラフェン、本質的導電性ポリマー（ＩＣＰ，ｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）（例えば、ポリアニリン、ポリスチレンスルホン酸）である。カーボンブラックは、不十分な空気中で炭化水素を焼成することによって作製される微細炭素粉末である。グラフェンは、非常に薄く、ほぼ透明なシートで、一原子層の厚さの純粋な炭素である。適切な本質的導電性ポリマーの一例は、独国レバークーゼンのヘレウス貴金属社製のＣＬＥＶＩＯＳ（登録商標）導電性ポリマーである。
【００２０】
導電性コーティング材は、適切なキャリア媒体及び適切な導電性ドーピング材を選択し、必要な量のキャリア媒体及び導電性コーティング材を制御して添加し、それらを混合して又は組み合わせて、導電性コーティング材を生成することによって作製され得る。キャリア媒体に添加される導電性ドーピング材の量は、キャリア媒体の重量の略１％から２％未満であることが望ましく、混合物が略１．６５以下の比重を有することが望ましい。導電性ドーピング材及びキャリア媒体は、コーティング材を作製するために産業界で一般的に使用されている方法を用いて、共に混合される。所望の導電率、強度、耐溶剤性、耐久性及び処理可能性を実質的に低下させたりそれらに干渉したりしないことを前提として、所望の最終用途及び応用に応じて他の物質を導電性コーティング材に添加し得る。
【００２１】
適切な導電性コーティング材が作製又は選択されると、産業界で既知の方法を用いて導電性コーティング材を塗布するように、ＣＦＲＰ部品の露出した繊維表面を準備する。典型的には、露出した繊維表面を磨いて溶剤で拭く。露出した繊維表面が準備できると、ブラシ又はローラーを用いて手作業で、略０．００１から０．００３インチの全厚さで、導電性コーティング材の一つ以上の薄層を塗布し得る。付随する労力を最小にするため、一層が好ましい。代わりに、スプレーやディッピング等の産業界において既知の自動化法によって導電性コーティング材を塗布することができる。
【００２２】
傾斜部型の露出した繊維表面の場合、複合層を積層して、傾斜部を有するＣＦＲＰ部品を形成した後に、導電性コーティング材を傾斜部に塗布する。切断されたエッジ型の露出した繊維表面については、ＣＦＲＰシート、ラミネート又は積層材を形成して、所望のサイズ、形状に切断して、ＣＦＲＰ部品を形成した後に、導電性コーティング材を切断されたエッジに塗布することができる。露出した繊維表面に塗布された導電性コーティング材が硬化すると、そのＣＦＲＰ部品は、試験、複合構造体の組み立てや製造等の後続の処理ステップの準備ができているものになる。例えば、一つ以上のＣＦＲＰ部品を組み立てて、航空機の燃料タンクや燃料ラインを含む主翼ボックス等の燃料環境を画定する複合構造体を形成することができる。
【００２３】
代わりに、複合構造体を組み立て又は製造した後に、導電性コーティング材を露出した繊維表面に塗布することができる。例えば、複合構造体を製造するための方法の一実施形態では（図１参照）、ステップ１００において、少なくとも一つのＣＦＲＰシート、ラミネート又は積層材を切断して、少なくとも一つの切断されたエッジを備えたＣＦＲＰ部品を形成する。ステップ１０２において、少なくとも一つのＣＦＲＰ部品から、複合構造体を形成して、ステップ１０４において、切断されたエッジに導電性コーティング材を塗布する。
【００２４】
他の実施形態として、図２に、露出した繊維表面を有する少なくとも一つのＣＦＲＰ部品から作製された複合構造体におけるエッジグローを軽減するための方法を示す。ステップ２００において、キャリア媒体を選択し、ステップ２０２において、導電性ドーピング材を選択する。ステップ２０４において、キャリア媒体及び導電性ドーピング材を混合して、導電性コーティング材を形成し、ステップ２０６において、露出した繊維表面の上に塗布する。上述のように、複合構造体（例えば、翼や燃料タンク）を組み立て又は製造する前に、導電性コーティング材を露出した繊維表面に塗布することができ、又は、複合構造体を組み立て又は製造した後に、導電性コーティング材を露出した繊維表面に塗布することができる。
【００２５】
図３は、切断されたエッジ３０２型の露出した繊維表面３０３及び対向面３０４、３０６を有するＣＦＲＰ部品３００の一例を示す。キャリア媒体３１２中の導電性ドーピング材３１０を備えた導電性コーティング材３０８を、切断されたエッジ３０２と、切断されたエッジ３０２に隣接する対向面３０４、３０６の各々の少なくとも一部とに塗布して、導電性コーティング材３０８が切断されたエッジ３０２を覆い、切断されたエッジ３０２に隣接する対向面３０４、３０６の各々の少なくとも一部に重畳するようにする。特に、導電性コーティング材３０８は、重畳部３０８ａ及び３０８ｂを含む。重畳部３０８ａ及び３０８ｂの幅Ｘ、Ｘ’は、具体的な応用に依存するが、切断されたエッジ３０２の寸法は、導電性コーティング材３０８により切断されたエッジ３０２の接着性及び被覆性を保証するのに十分なものであることが望ましい。導電性コーティング材３０８並びに導電性コーティング材の重畳部３０８ａ及び３０８ｂは、略０．００１インチから０．００３インチ、好ましくは０．００２インチの厚さを有する。その最小厚さは十分な被覆性を保証し、最大厚さは、応力を生じさせ重量の問題を課し得る厚過ぎるコーティング材を防止するものである。
【００２６】
図４は、上側表面４０６と下側表面４０８との間の傾斜表面４０４を備えた傾斜部４０２型の露出した繊維表面３０３を有するＣＦＲＰ部品４００を示す。キャリア媒体３１２中に導電性ドーピング材３１０を備えた導電性コーティング材３０８を、傾斜表面４０４と、上側表面４０６の少なくとも一部と、下側表面４０８の少なくとも一部とに塗布して、導電性コーティング材３０８が傾斜表面４０４を覆い、傾斜表面４０４に隣接する上側表面４０６及び下側表面４０８の少なくとも一部に重畳するようにする。図３の導電性コーティング材３０８と同様に、図４の導電性コーティング材３０８は、上側表面４０６及び下側表面４０８のそれぞれの上に重畳部３０８ｃ及び３０８ｄを含む。重畳部３０８ｃの上側表面は丸い形状を有するものとして示されているが、その上側表面は、具体的な応用及び傾斜部の寸法に応じて平坦にも他の形状にもなり得る。好ましくは、上側表面の形状は、先端部や鋭い移行部を有さない。重畳部３０８ｃ及び３０８ｄの幅Ｙ、Ｙ’は、具体的な応用及び傾斜部４０２の寸法に依存するが、導電性コーティング材３０８による傾斜部の接着性及び被覆性を保証するのに十分なものであることが望ましい。導電性コーティング材３０８並びに重畳部３０８ｃ及び３０８ｄは、略０．００１から０．００３インチ、好ましくは０．００２インチの厚さを有する。
【００２７】
図５は、切断されたエッジ５０４型及び傾斜部５０６型の露出した繊維表面を備えたＣＦＲＰ部品５０２から作製した複合構造体５００の一例を示す。導電性コーティング材が露出した繊維表面の上に塗布されている。
【００２８】
エッジグローによる危険性から複合構造体を保護するための既存の方法とは異なり、本方法は、既存の方法が要する厚い多重層とは対照的に、導電性コーティング材の薄い、好ましくは単一の層の塗布のみを要し、複合構造体に追加される重量を減らすので、本方法は時間がかからず、労力も少ない。少ない重量は少ない燃料消費及び大きな最大積載量を意味するので、これは、航空宇宙産業において特に有利である。本方法は航空宇宙産業において特に有用であるが、エッジグローによる危険性に対して保護しなければならない複合構造体を使用する他の産業においても有用となり得る。
【００２９】
更に、本開示は、以下の節に係る実施形態を有する。
【００３０】
第１節
複合構造体の炭素繊維強化プラスチック部品の露出した繊維表面におけるエッジグローを軽減するための方法であって、露出した繊維表面の上に導電性コーティング材を塗布するステップを備えた方法。
【００３１】
第２節
前記導電性コーティング材が、少なくとも略１０ジーメンス／メートルの導電率を有する、第１節に記載の方法。
【００３２】
第３節
前記導電性コーティング材が、少なくとも略１０４ジーメンス／メートルの導電率を有する、第１節に記載の方法。
【００３３】
第４節
前記導電性コーティング材が、略０．００１から０．００３インチの全厚さを有する一つ以上の層として塗布される、第１節に記載の方法。
【００３４】
第５節
前記導電性コーティング材が、略０．００２インチの厚さを有する一層として塗布される、第１節に記載の方法。
【００３５】
第６節
前記導電性コーティング材が導電性ドーピング材及びキャリア媒体を備える、第１節に記載の方法。
【００３６】
第７節
前記導電性ドーピング材が、インジウム錫酸化物溶液、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、半導体ナノワイヤ、カーボンブラック、グラフェン、及び導電性ポリマー（ＩＣＰ）から成る群から選択された材料である、第６節に記載の方法。
【００３７】
第８節
前記キャリア媒体を選択するステップと、
前記導電性ドーピング材を選択するステップと、
前記キャリア媒体及びドーピング材を混合して、前記導電性コーティング材を形成するステップと、を更に備えた第６節に記載の方法。
【００３８】
第９節
複合構造体を製造する方法であって、
少なくとも一つの露出した繊維表面を備えた少なくとも一つの炭素繊維強化プラスチック部品を形成するステップと、
前記少なくとも一つの炭素繊維強化プラスチック部品から前記複合構造体を形成するステップと、
前記露出した繊維表面の上に導電性コーティング材を塗布するステップと、を備えた方法。
【００３９】
第１０節
前記導電性コーティング材が、少なくとも略１０ジーメンス／メートルの導電率を有する、第９節に記載の方法。
【００４０】
第１１節
前記導電性コーティング材が、少なくとも略１０４ジーメンス／メートルの導電率を有する、第９節に記載の方法。
【００４１】
第１２節
前記導電性コーティング材が、略０．００１から０．００３インチの全厚さを有する一つ以上の層として塗布される、第９節に記載の方法。
【００４２】
第１３節
前記導電性コーティング材がキャリア媒体及び導電性ドーピング材を備える、第９節に記載の方法。
【００４３】
第１４節
前記導電性ドーピング材が、インジウム錫酸化物溶液、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、半導体ナノワイヤ、カーボンブラック、グラフェン、及び導電性ポリマー（ＩＣＰ）から成る群から選択された材料である、第１３節に記載の方法。
【００４４】
第１５節
前記複合構造体が燃料環境を画定する、第９節に記載の方法。
【００４５】
第１６節
少なくとも一つの露出した繊維表面有する炭素繊維強化プラスチック部品と、前記少なくとも一つの露出した繊維表面の上に塗布された導電性コーティング材と、を備えた複合構造体。
【００４６】
第１７節
前記導電性コーティング材が、少なくとも略１０ジーメンス／メートルの導電率を有する、第１６節に記載の複合構造体。
【００４７】
第１８節
前記導電性コーティング材が、少なくとも略１０４ジーメンス／メートルの導電率を有する、第１６節に記載の複合構造体。
【００４８】
第１９節
前記導電性コーティング材が、略０．００１から０．００３インチの全厚さを有する、第１６節に記載の複合構造体。
【００４９】
第２０節
前記導電性コーティング材が導電性ドーピング材及びキャリア媒体を備え、前記導電性ドーピング材が、インジウム錫酸化物溶液、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、半導体ナノワイヤ、カーボンブラック、グラフェン、及び導電性ポリマー（ＩＣＰ）から成る群から選択されている、第１６節に記載の複合構造体。
【００５０】
特定の例示的な実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、こうした実施形態は、例示目的のものであり限定的なものではない。当業者は、本発明の精神から逸脱せずに、多様な変更が可能であり、等価物で置換可能であることを理解されたい。また、本開示の本質的な範囲から逸脱せずに、本開示に対して、特定の状況に適合するように多様な修正を行うことができる。従って、特許請求の範囲は、開示される特定の実施形態に限定されるものではない。添付の方法クレームは、記載されているステップがアルファベット順や記載されている順で行われることを要するものであると解釈されるものではなく、二つ以上のステップが、それらステップのうち一つの期間の少なくとも一部において同時に行われることを除外するものでもない。
【符号の説明】
【００５１】
３０３  露出した繊維表面
３０８  導電性コーティング材
３１０  導電性ドーピング材
３１２  キャリア媒体
【図１】
0006722985.tif 000002
【図２】
0006722985.tif 000003
【図３】
0006722985.tif 000004
【図４】
0006722985.tif 000005
【図５】
0006722985.tif 000006