【手続補正書】
【提出日】平成31年4月22日(2019.4.22)
【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】
熱保護層を有する複合材構成要素を製造する方法であって、
・一次繊維材料と、代替的な繊維材料のプライマ層とを有する複合材構成要素を提供するステップを含み、前記プライマ層は、前記複合材構成要素に一体化されるとともに、
高熱露出が意図される前記複合材構成要素のエリアにおいて前記一次繊維材料に重畳しており、前記エリアは熱露出エリアを規定しており、前記方法はさらに、
・前記熱露出エリアにおいて結合面を作り出すために前記熱露出エリアの前記プライマ層に金属結合層を適用するステップと、
・前記熱露出エリアを断熱し、および／または、外部熱エネルギーを反射するために、セラミック熱保護層を前記結合面に適用するステップとを含み、前記熱保護層は前記金属結合層より高い融点を有する、方法。
【請求項２】
前記金属結合層の適用に先立って、前記プライマ層の少なくとも部分を露出するよう、表面処理により前記熱露出エリアの表面を準備するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表面処理は、前記熱露出エリアをグリットブラストすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記表面処理は、アルミナグリットにより前記熱露出エリアをグリットブラストすることを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
代替的な繊維材料の前記プライマ層はセラミック繊維材料を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記プライマ層は、織られた繊維から形成される繊維材料を含む、または、ランダムに方向付けされる繊維から形成される繊維材料を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記金属結合層は、ツインワイヤーアーク溶射、火炎溶射またはプラズマ溶射を使用して、前記プライマ層に溶射される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記熱保護層は、プラズマ溶射を使用して、前記金属結合層に溶射される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記複合材構成要素の特定の用途の要求に基づいて特定の表面放射率または反射率を提供するよう、前記熱保護層に金属またはセラミックトップ層を適用する付加的なステップを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法に従って製造される複合材構成要素。
【請求項１１】
熱露出エリアを有する複合材構成要素であって、
・一次繊維材料の層と、
・前記熱露出エリアにおいて前記複合材構成要素に一体化されるとともに前記一次繊維材料に重畳するプライマ層とを含み、前記プライマ層は、前記一次繊維材料に対して代替的な繊維材料から形成されており、前記複合材構成要素はさらに、
・前記プライマ層に重畳する熱保護層を含み、
前記熱保護層は、前記熱露出エリアを断熱し、および／または、外部熱エネルギーを反射する、複合材構成要素。
【請求項１２】
前記プライマ層と前記熱保護層との間に金属結合層を含む、請求項１１に記載の複合材構成要素。
【請求項１３】
前記熱保護層はセラミックである、請求項１１または１２に記載の複合材構成要素。
【請求項１４】
前記熱保護層は、前記金属結合層の金属材料以外の金属材料を含む、請求項１２に記載の複合材構成要素。
【請求項１５】
ハブと、リムと、前記ハブと前記リムとの間を延在する複数のスポークとを含む複合材ホイールを含む、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の複合材構成要素。
【請求項１６】
前記熱露出エリアは前記複数のスポーク上に位置し、前記複数のスポークの各々は、使用時に車両ロータに面する内方向き表面を含み、前記熱露出エリアは、前記内方向き表面の少なくとも部分を含む、請求項１５に記載の複合材構成要素。
【請求項１７】
熱保護層を有する複合材構成要素を製造する方法であって、
・一次繊維材料と、代替的な繊維材料のプライマ層とを有する複合材構成要素を提供するステップを含み、前記プライマ層は、前記複合材構成要素に一体化されるとともに、高熱露出が意図される前記複合材構成要素のエリアにおいて前記一次繊維材料に重畳しており、前記エリアは熱露出エリアを規定しており、前記方法はさらに、
・前記熱露出エリアを断熱するために、および／または、外部熱エネルギーを反射するために、前記熱露出エリアに金属熱保護層を適用するステップを含む、方法。
【請求項１８】
前記金属熱保護層の適用に先立って、前記熱露出エリアにおいて前記金属熱保護層が適用される結合面を作り出すために、前記熱露出エリアにおいて前記プライマ層に金属結合層を適用するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記金属結合層はアルミニウム材料を含む、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記金属熱保護層はモリブデンまたはタングステンを含む、請求項１８または１９に記載の方法。
【手続補正２】
【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】
プライマ層の特定の構成は、１１０ｇ／ｍ２の平織ガラスマットを含み得る。ガラスマットを形成するために使用される繊維は、詳細には、７ミクロンの直径を有し２２（１０００ｍ当たり２２グラム）の糸を有する連続フィラメントのＥガラス繊維であり得る。当業者によって認識されるであろうように、Ｅガラス繊維は典型的に、５２％〜５６％の二酸化珪素と、１６％〜２５％の酸化カルシウムと、１２％〜１６％の酸化アルミニウムと、８％〜１３％の酸化硼素と、０％〜１％の酸化ナトリウムおよび酸化カリウムと、０％〜６％の酸化マグネシウムとを含む。もちろん、さまざまな複合材料がプライマ層において使用されてもよいということが認識されるであろう。例として、代替的なプライマ層は、１０７ｇ／ｍ２の平織Ｅガラスマットを含み得るか、または代替的には、６５ｇ／ｍ２のガラス材料から形成される２層ガラスマットを含み得る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
複合材構成要素はさらに、熱保護層がセラミックでない場合、プライマ層と熱保護層との間に金属結合層を含み得る。たとえば、本発明の特定の形態に従うと、金属結合層は金属熱保護層に先立って適用される。特定の例に従うと、アルミニウム結合層は、たとえばモリブデンまたはタングステンといった代替的な金属材料の適用に先立って適用される。この点に関して、アルミニウム結合層によって、モリブデンまたはタングステンよりも、プライマ層への接着が大きくなるので、アルミニウム結合層は熱保護層とプライマ層との間の中間層として機能することにより接着を改善するという利点が存在する。さらに、モリブデンまたはタングステンコーティングは典型的に、アルミニウムコーティングよりはるかに高い温度で適用される。この点に関して、熱保護層の適用に先立ってアルミニウム結合層を適用することは、モリブデンまたはタングステンコーティングプロセスに関連付けられる高温から複合材構成要素を保護するという利点が存在する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に従った方法を表わすプロセス図である。
【図２】セラミックプライマ層を含む、本発明の実施形態に従った複合材構成要素の複合材の側面図を示す図である。
【図３】プライマ層上に結合コートが適用される図２の複合材構成要素を示す図である。
【図４】結合コート上に熱保護コートが適用される図３の複合材構成要素を示す図である。
【図５】熱保護コート上に随意のトップコートが適用され、高い熱エネルギー源に晒される図４の複合材構成要素を示す図である。
【図６】本発明の代替的な実施形態に従った複合材構成要素の側面図を示す図である。
【図７】本発明に従った方法において使用されるプライマ層を示す図である。
【図８】本発明に従った、熱保護層が適用された複合材ホイールの斜視図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
図３および図５に示される複合材構成要素１０を製造するために、図２に示される複合材構成要素１０は、図１のステップ２、３および４において示されるとともに上記の記載において議論されたようなプロセスステップを経る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
第３に、ここで図３を参照して、結合コート２２を含む金属結合層が、プラズマ溶射器を使用して、６４〜１１１ミクロンの間の厚さまで、プライマーマット１６の摩食された外面２０上に溶射される。上で論じたように、これにより、プライマーマット１６は、下に存在する一次繊維層１２と、重畳する結合コート２２との間に中間層を形成する。図３における例示は、図１のプロセス図の方法ステップ４の終わりに対応するということが認識されるであろう。図１のステップ５において示されるように、かつ、図４に示されるように、その後、セラミック熱保護コート２４を含むセラミック熱保護層が、プラズマ溶射を使用して結合コート２２に適用される。好ましい実施形態において、熱保護コート２４の厚さは１００〜１５０ミクロンの間である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
図６は、複合材構成要素１０が、上で論じたステップ１〜３に従って提供される、すなわち、炭素繊維層１２と、熱露出エリア７０において重畳するガラスプライマ層１６とを有する複合材構成要素１０が提供される本発明の第２の局面を示す。炭素層１２およびガラス層１６にはポリマーマトリクス１４が含浸される。本発明の第１および第３の局面に関して上で議論されたのと同じ態様で、プライマ層１６は、プライマ層の表面を摩食するようにグリットブラストされる。その後、複合材構成要素１０は、金属熱保護層６０が４０〜３００ミクロンの間の厚さ、好ましくは６４〜１１１ミクロンの間の厚さまでプライマ層１６上に溶射される前に、約８０度まであらかじめ加熱される。しかしながら、本発明の特定の実施形態に従うと、金属熱保護層６０はさまざまな金属材料を含んでもよく、金属熱保護層６０はアルミニウム材料から構成される。プライマ層１６のガラス繊維には、複合材構成要素１０から離れた熱エネルギー源２８（たとえば車両ブレーキアセンブリ）から発せられる放射熱エネルギー３０を反射するように作用する熱保護層６０のアルミニウム材料との接着を促進するという利点が存在する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
これにより、本発明の第２の局面には、アルミニウム熱保護層６０と複合材構成要素１０との間の接着を改善するためにプライマ層１６を利用するという利点が存在する。このように、図５および図６に示される熱保護された複合材構成要素１０は各々、プライマ層１６を利用することが認識されるであろう。さらに、図３および図６は一般に、各々がプライマ層１６に適用される金属層を示す限りにおいて均等であるということが認識されるであろう。上で論じられたように、いくつかの適用例では、熱保護層が高い反射率を提供する傾向がある金属層を構成するのに十分（かつ望ましい）であり、複合材構成要素に吸収される放射熱の量を低減する。他の適用例において、熱保護層がより低いレベルの熱伝導度を有することが望ましくあり得、その場合には、金属結合層およびその後のセラミックス層２４を構成するより薄い（すなわち６４〜１１１ミクロンの）金属層が（図４に示されるように）適用されるので、この場合において熱保護層を構成する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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