(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの繊維層を含むサブストレートと、前記少なくとも一つの繊維層に続く、該少なくとも一つの繊維層に隣接する、金属繊維及び／又は金属フィラメントを少なくとも含む、被覆層を備え、前記サブストレートの少なくとも一つの繊維層と前記被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントには結合剤が含浸され、それによって前記サブストレートと被覆層が形成されて結合されており、該被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）の領域に該粒子（１６）が沈着され、該結合されたサブストレートと被覆層のうちの実質的に前記被覆層（１３）にのみ粒子（１６）が含まれるようにし、該粒子（１６）によって耐摩性が改良されることを特徴とする積層体。
【請求項２】
前記サブストレート（８）が、複数の繊維層（９）を含み、及び／又は繊維強化合成樹脂であり、及び／又はサブストレート（８）の少なくとも一つの繊維層（９）が全体的に又は部分的に非金属繊維（１０）を含むことを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
被覆層（１３）は、少なくとも、本質的に、沈着された粒子（１６）を有する金属繊維層及び／又は金属フィラメント（１７）及び結合剤（１１）によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層体。
【請求項４】
サブストレート（８）の繊維層（９）及び被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）には同じ結合剤（１１）が含浸され、前記繊維層（９）及び前記金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）は結合されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の積層体。
【請求項５】
結合剤（１１）が樹脂、特に合成樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の積層体。
【請求項６】
被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）がフェルト（１４，１４ａ，１４ｂ）、網状物及び／又は織物（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ）を形成することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の積層体。
【請求項７】
粒子（１６）が金属粒子、セラミック粒子、及び／又はガラス粒子を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の積層体。
【請求項８】
粒子（１６）がTiC， TiN， TiAl， Fe, 鋼鉄，Ni，Si， 合金，ダイヤモンド，ガラス及びそれらの化合物並びにそれらの混合物を含むことを特徴とする請求項７に記載の積層体。
【請求項９】
粒子（１６）が中空でないものであり、多孔性のものであり、又は中空のものであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の積層体。
【請求項１０】
粒子（１６）が、被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）を少なくとも部分的に且つ直接に取り囲む保持媒体内に含まれることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の積層体。
【請求項１１】
保持媒体が、蝋、接着剤、又は熱可塑性物質であることを特徴とする請求項１０に記載の積層体。
【請求項１２】
粒子（１６）が、全体的に又は部分的に、結合剤（１１）により、場合により、保持媒体により、被覆層（１３）の金属繊維及び又は金属フィラメント（１７）による機械的固定により、又は、焼結又は熱間アイソスタチックプレスにより、被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）に結合されることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の積層体。
【請求項１３】
被覆層（１３）が、サブストレート（８）と比べて高い耐摩性、高い耐火性及び／又は高い導電率を有することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の積層体。
【請求項１４】
被覆層（１３）がサブストレート（８）の複数の側に形成されており、特に被覆層（１３）がサブストレート（８）を、少なくとも本質的に完全に囲むことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の積層体。
【請求項１５】
少なくとも一つの繊維層を含むサブストレートと、前記少なくとも一つの繊維層に続き、該少なくとも一つの繊維層に隣接する金属繊維及び／又は金属フィラメントを少なくとも含む、被覆層を備え、前記サブストレートの少なくとも一つの繊維層と前記被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントには結合剤が含浸され、それによって前記サブストレートと被覆層が形成されて結合される積層体の製造方法であって、サブストレート（８）の少なくとも一つの繊維層（９）及び被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）の領域に結合剤（１１）を含浸させる前に、被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）の領域に粒子（１６）を沈着させることを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項１６】
粒子（１６）をペースト状又は液状の保持媒体に供給すること、及び被覆層（１３）の、少なくとも金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）の領域を、該領域に粒子（１６）を沈着させるように、前記保持媒体に浸すこと又は該領域を通して保持媒体を流すことを特徴とする請求項１５に記載の積層体の製造方法。
【請求項１７】
保持媒体として液状の溶媒を利用すること、及びサブストレート（８）の少なくとも一つの繊維層（９）及び被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）の領域に結合剤（１１）を含浸させる前に、保持媒体を、被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）にある粒子（１６）をそのままにした状態で除くことを特徴とする請求項１６に記載の積層体の製造方法。
【請求項１８】
保持媒体として蝋、接着剤、又は熱可塑性物質のようなものを利用すること、及びサブストレート（８）の少なくとも一つの繊維層（９）及び被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）の領域に結合剤（１１）を含浸させる間、保持媒体が粒子（１６）と一緒に被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）に残ることを特徴とする請求項１６に記載の積層体の製造方法。
【請求項１９】
保持媒体を被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）に接触させる前に、粒子（１６）を、保持媒体内に押し込むか又は保持媒体内に焼結することによって、保持媒体内に入れることを特徴とする請求項１８に記載の積層体の製造方法。
【請求項２０】
粒子（１６）を粉末の形態で供給すること、及び被覆層（１３）の少なくとも金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）の領域を、該領域に粒子を沈着させるように、粒子粉末内に浸すこと、又は該領域を通して粒子粉末を流すことを特徴とする請求項１５に記載の積層体の製造方法。
【請求項２１】
粒子（１６）を、全体的に又は部分的に、結合剤（１１）により、場合により、保持媒体により、被覆層（１３）の金属繊維及び又は金属フィラメント（１７）による機械的固定により、又は、焼結又は熱間アイソスタチックプレスによって、被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）に結合させることを特徴とする請求項１５乃至請求項２０の何れか一項に記載の積層体の製造方法。
【請求項２２】
粒子（１６）を金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）に沈着させる前に、被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）でフェルト（１４，１４ａ，１４ｂ）、網状物及び／又は織物（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ）を形成することを特徴とする請求項１５乃至請求項２１の何れか一項に記載の積層体の製造方法。
【請求項２３】
サブストレート（８）の少なくとも一つの繊維層（９）及び被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）の領域に帯状に結合剤（１１）を含浸させることを特徴とする請求項１５乃至請求項２２の何れか一項に記載の積層体の製造方法。
【請求項２４】
サブストレート（８）及び被覆層（１３）を形成するために並びにそれらを結合するために同一の結合剤（１１）を利用することを特徴とする請求項１５乃至請求項２３の何れか一項に記載の積層体の製造方法。
【請求項２５】
型内又は型の空所内で、サブストレート（８）の少なくとも一つの繊維層（９）及び被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）の領域に結合剤（１１）を含浸させることを行うことを特徴とする請求項１５乃至請求項２４の何れか一項に記載の積層体の製造方法。
【請求項２６】
サブストレート（８）の少なくとも一つの繊維層（９）及び被覆層（１３）の金属繊維及び／又は金属フィラメント（１７）の領域に結合剤（１１）を含浸させた後、被覆層（１３）のサブストレート（８）と対面しない側に表面処理を施すことを特徴とする請求項１５乃至請求項２５の何れか一項に記載の積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも一つの繊維層を含むサブストレートと、前記少なくとも一つの繊維層に続く、該少なくとも一つの繊維層に隣接する金属繊維及び／又は金属フィラメントを少なくとも含む、被覆層を備え、前記サブストレートの少なくとも一つの繊維層と被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントには結合剤が含浸され、それによって前記サブストレートと被覆層が形成され、結合されて積層体に関する。更に本発明は、少なくとも一つの繊維層を含むサブストレートと、前記少なくとも一つの繊維層に続き、該少なくとも一つの繊維層に隣接する金属繊維及び／又は金属フィラメントを少なくとも含む、被覆層を備え、前記サブストレートの少なくとも一つの繊維層と被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントには結合剤が含浸され、それによって前記サブストレートと被覆層が形成されていることを特徴とする被覆層の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沢山の製品及び製品の部品が今日、積層体で形成されている。しばしば努力目標とされたより少ない重量で、これらの製品又はその部品の十分な強度及び負荷容量(Belastbarkeit)を達成するために、繊維強化構造物が利用される。しかし、通常の繊維強化部品は、高い機械的負荷を受ける状態下では耐摩性は低い。この結果部品の耐用年数は限られてしまう。
【０００３】
ジェットエンジンの流体の流れに曝される、繊維強化複合材料製の部材、特に羽根は、流体の流れの中にある研摩性粒子によって、また熱負荷によって腐食の危険に曝される。推進装置の部材を保護するために、DE-OS 43 43 904 に、この部材に耐腐食性の無機ラッカー層を塗布することが提案されている。この方法で部材を確かに修理することができるが、しかし部材上のラッカー層の固着の持続が問題であり、しばしば、特に部材の使用期間中にラッカー層を繰り返し塗布することが必要である。
【０００４】
また、これに関して、DE-PS 42 08 842 に、繊維強化合成樹脂製のヘリコプターのロータブレード用耐腐食保護層が公表されている。これは、ロータブレードの危険な箇所を、金属化合物製粒子がコーティングされた薄板を張りつけて覆うことによって達成される。これについても、薄板の下に位置する繊維強化構造物への張りつけた薄板の固着性の問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人の自己の開発は、少なくとも一つの流れに曝される羽根板が繊維強化合成樹脂製の、少なくとも一つの、耐腐食保護層としての、一部の面又は全面にわたる表面に塗布された金属被覆層を備える積層体として形成された、ジェットエンジン用の羽根に関する。前記被覆層は隣接する層の繊維強化された合成樹脂と同じ合成樹脂−結合剤によって結合された、金属繊維又は金属フィラメントを有する。さらに前記羽根板にはその一部の面又は全面に耐腐食保護層、例えば耐熱性ラッカー又は熱可塑性箔のようなものが被着されている。
【０００６】
その場合被覆層内の金属繊維又は金属フィラメントにより達成可能な耐腐食性のほかに、別の利点として多数の互いに結合された繊維又はフィラメントにより誤差の許容範囲が得られる。その結果例えば被覆層の局部的な損傷がある場合、例えば被覆層として張りつけられた薄膜において問題となるような、被覆層の損傷又は剥離の独自の広まりは阻止される。被覆層の下にあるサブストレートへの被覆層の有利に高い固着性は、繊維強化合成樹脂層及び被覆層を積層して互いに結合する共通の合成樹脂−結合剤によって補償される。さらに金属繊維又は金属フィラメントの導電性に基づいて、例えばロータブレードまたはプロペラに対して有利なような、電光保護が得られる。しかし、極度に負荷される部材における利用のために相応に作られた積層体の特に耐摩性及び耐腐食性をさらに改良することが望ましい。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、上記の目的を達成するために、請求項１に記載の積層体及びその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層体は、少なくとも一つの繊維層を含むサブストレートと、前記少なくとも一つの繊維層に続く、該少なくとも一つの繊維層に隣接する金属繊維及び／又は金属フィラメントを少なくとも含む。前記サブストレートの少なくとも一つの繊維層と被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントには結合剤が含浸され、それによって前記サブストレートと被覆層が形成され、結合されている。このように形成された積層体の耐摩性を改良することは、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に粒子が沈着されることによって達成される。
【０００９】
本発明によって、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に粒子を沈着させることによって被覆層の耐摩性が改良される。さらに付加された粒子によって例えば別の利点として、利用条件に応じて前記積層体と関連してより少ない又はより高い摩擦係数に調節することができる。被覆層の導電性は前記被覆層内の金属繊維及び／又は金属フィラメントによって有利なように保持される。さらにこの被覆層の研摩特性は以前に開発された構造物の型に比べて良くなる。
【００１０】
別の好ましい本発明の形成において、前記サブストレートが、複数の繊維層を含み、及び／又は繊維強化合成樹脂であり、及び／又はサブストレートの少なくとも一つの繊維層が全体的に又は部分的に非金属繊維を含む。
【００１１】
被覆層は、基本的に一つ又は複数の、金属繊維及び／又は金属フィラメントを有する領域、金属繊維及び／又は金属フィラメント製の領域のほかに別の構成要素或いは部分を有するが、被覆層は、有利に、少なくとも、本質的に、沈着された粒子を有する金属繊維層及び／又は金属フィラメント及び結合剤によって形成されている。
【００１２】
本発明の積層体の別の好ましい形態において、繊維層及び被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントには同じ結合剤が含浸され、前記結合剤によって繊維層及び／又は被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントは結合されている。しかし、積層体の使用条件に依存して基本的に特に層を成した種々の結合剤も利用することができる。結合剤として、例えば、樹脂、特に合成樹脂が適している。
【００１３】
積層体の被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントは、本発明によって、網状物及び／又は織物を形成する。しかし、金属繊維及び／又は金属フィラメントがフェルトの形態をとるのが特に好ましい。
【００１４】
被覆層の所望の特性に応じて、金属粒子、セラミック粒子、及び／又はガラス粒子を利用することができる。特に粒子は、TiC, TiN, TiAl, Fe, 鋼鉄，Ni, Si, 合金，ダイヤモンド，ガラス及びそれらの化合物並びにそれらの混合物を含む。それらの構造形状及び幾何学に関しては、粒子は、中空でないもの、多孔性のもの、又は中空のものの何れでもよい。
【００１５】
被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に粒子を入れることを容易にするために、また最大限に能率化するために、粒子が、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントを少なくとも部分的に且つ直接に取り囲む保持媒体の構成要素であると有利である。このような保持媒体は、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域における粒子の分配能力及び固着性をさらに促進する。保持媒体の好ましい形態は、蝋、特にグルテンのような接着剤、又は熱可塑性物質のようなものである。
【００１６】
被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に粒子を極力一様に分配し、確実に固着させるために、粒子は、全体的に又は部分的に結合剤により、場合により、保持媒体により、被覆層の金属繊維及び又は金属フィラメントによる機械的固定により、焼結又は熱間アイソスタチックプレス(Hippen)によって、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントに結合されるのがさらに有利である。しかし、本発明の領域において基本的に総ての適当な方法を自由に使える。
【００１７】
本発明の積層体の別の形成は、被覆層が、サブストレートと比べて高い耐摩性、高い耐火性及び／又は高い導電率を有することを特徴とする。それによって物理的及び化学的な必要条件によって最善の被覆層を利用することができる。
【００１８】
被覆層の保護を、保護が必要な至る所で行うために、且つ特別に利用できる、耐摩耗性の積層体を造り出すために、さらに被覆層がサブストレートの複数の側に形成される。特にこの発明の形成は、被覆層がサブストレートを、少なくとも本質的に完全に囲むときに特に有利である。
【００１９】
本発明によって、高度に負荷のかかる部材に利用するため、積層体の耐摩性及び耐腐食性を特に改良するために請求項１５の積層体の製造方法を提供する。
【００２０】
この方法は、少なくとも一つの繊維層を含むサブストレートと、前記少なくとも一つの繊維層に続き、該少なくとも一つの繊維層に隣接する金属繊維及び／又は金属フィラメントを含む、被覆層を備え、前記サブストレートの少なくとも一つの繊維層と被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントには結合剤を含浸させ、それによって前記サブストレートと被覆層を形成し、結合する積層体の製造方法に関する。
【００２１】
この方法に関して、制限されることなく、この方法によって、特に、前記の特徴及び、相応する積層体に関する請求項によって示された特徴を備えた積層体を製造することができる。
【００２２】
本発明の方法に従って、サブストレートの少なくとも一つの繊維層及び被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に結合剤を含浸させる前に、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に粒子を沈着させる。
【００２３】
以前の出願人自身の開発と相違して、本方法においては、ともかく既製の積層体上の別個の保護層の付加的なデザイン又は層の厚みを考慮する必要はなく、これは製造工程を簡単にし、そのため費用を低くする。
【００２４】
有利に、粒子がペースト状の又は液状の保持媒体に供給され、及び被覆層の少なくとも金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域は、該領域に粒子を沈着させるように、保持媒体に浸され、又は該領域を通して保持媒体が流される。
【００２５】
本発明の積層体の製造方法の実施の形態に従って、保持媒体として液状の溶媒、特にアルコール溶媒又はアルコールに似た溶媒、特にエタノールが利用される。このような保持媒体は、サブストレートの少なくとも一つの繊維層及び被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に結合剤を含浸させる前に、被覆層をそのまま放置した状態の下に、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントにある粒子から除かれる。この除去は揮発又は蒸発によって達成される。
【００２６】
本発明の範囲内で、粒子を被覆層の金属繊維及び／又はフィラメントの領域に沈着させる別の基本的な可能性は、保持媒体として蝋、特にグルテンのような接着剤、又は熱可塑性物質のようなものを利用することからなる。この場合、サブストレートの少なくとも一つの繊維層及び被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に結合剤を含浸させる間、保持媒体が粒子と一緒に被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントに残り、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントを介して少なくとも部分的な被覆を形成する。優先的にこのような保持媒体は、相応に処理された被覆層が可塑性であるか或いは形状適応性のものであることを許容する。
【００２７】
上記の実施の可能性の別の形成において、さらに粒子は、保持媒体を被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントに接触させる前に、保持媒体内に押し込むか又は保持媒体内に焼結することによって、保持媒体内に入れられる。
【００２８】
保持媒体は、一般に被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域の上に或いは中に、流し込みにより、散布又は吹き付け(Berieseln oder Bespruehen) により、取り入れることができる。
【００２９】
本発明には、さらに粒子を粉末の形態で供給する方法の変形が含まれる。この場合、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントへの粒子の取り入れは、被覆層の少なくとも金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域を、該領域に粒子を沈着させるように、粒子の粉末内に浸すこと又は該領域を通して粒子粉末を通すことによって行われる。そのようにする代わりに、粒子粉末は例えば簡単に流し込み又は散布によって被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に塗布される。また、例えば粒子の輸送媒体として圧縮空気が利用されるならば、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に粒子の粉末を吹き付けることも可能である。
【００３０】
幾つかの粒子は、前記の可能性があるときに、金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に機械的に又は例えば静電学的に保持される。本発明の範囲内で、例えば粒子又はその表面の接着特性のような、粒子を金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に接着する、その他の可能性も検討することができる。
【００３１】
全体的に又は部分的に結合剤により、場合により、保持媒体により、被覆層の金属繊維及び又は金属フィラメントによる機械的固定により、焼結又は熱間アイソスタチックプレスにより、粒子を、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントに結合させることができる可能性が、本発明の範囲内で制約されることなく存在する。
【００３２】
積層体の特に好ましい変形によって、フェルトは、そこに粒子が挿入される前に、被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントで作られる。そのようにする代わりに又は付加的に、金属繊維及び／又は金属フィラメントを有する被覆層をフェルトで形成するのに代えて又はそれに付加して、網状物及び／又は織物でも形成することができる。
【００３３】
本発明の積層体の製造方法における好ましい方法は、サブストレートの少なくとも一つの繊維層及び被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に帯状に結合剤を含浸させることにある。
【００３４】
さらに好ましい本発明の方法において、サブストレート及び被覆層を形成するために並びにそれらを結合するために標準の結合剤が利用される。基本的に、しかし、利用される繊維材料及び／又は積層体及び特にその被覆層の、要求される利用を限定した(anwendungsbedingten)特性に出来る限り最適に適合するように、特に層状に種々の結合剤を利用することができる。
【００３５】
成形後の加工を十分に避けるために、好ましくは、型内又は型の空所内で、サブストレートの少なくとも一つの繊維層及び被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に結合剤を含浸させることを行う。意図する積層体の使用が表面処理を必要とするとき、特に被覆層には、サブストレートの少なくとも一つの繊維層及び被覆層の金属繊維及び／又は金属フィラメントの領域に結合剤を含浸させた後、特に結合剤を硬化させた後、被覆層に相応しいようにまたは基本的に概して被覆層のサブストレートと対面しない側に、別の方法の変形によって行われるようにして、表面処理を施すことができる。
【００３６】
別の有利な、好ましい本発明の実施の形態は従属項及びその組み合わせから明らかである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明について詳細に示す図面を参照して実施形態によって明瞭に説明する。図面において、
図１は、積層体で作られたジェットエンジンの羽根の略部分断面図であり、
図２は、粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製のフェルトの第１の実施の形態の被覆層の略拡大図であり、
図３は、粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製のフェルトの第１の実施の形態の被覆層の略拡大図であり、
図４は、粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製の網状物及び／又は織物の第１の実施の形態の被覆層の略拡大図であり、
図５は、粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製の網状物及び／又は織物の第２の実施の形態の被覆層の略拡大図であり、
図６は、粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製の網状物及び／又は織物の第３の実施の形態の被覆層の略拡大図であり、
図７は、粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製の網状物及び／又は織物の第３の実施の形態の被覆層の略拡大図である。
【００３８】
図面において同一又は類似の作用をする部分には同じ符号が付けられている。詳細にその要約を図面に図示することによって、各図が具体的に引き合いに出されなくても、本発明の形態は当業者にとって十分に明瞭であり、理解できる。
【００３９】
図１には、例えばジェットエンジンにおいて利用されるような、図示しない圧縮機の積層体１で構成された案内羽根２が略部分断面に図示されている。積層体１として作られた、連続した羽根２は、１つの羽根板３と２つの、前記羽根板に対置された前面縁部４の長手方向延長部に位置する軸受ジャーナル５，６を有する。図面の上部に示す軸受ジャーナル５にさらに、同様に羽根構造に形成された調整レバー７が設けられている。
【００４０】
積層体１は一般にサブストレート８を含み、このサブストレート８は基本的に且つ本質的に、案内羽根２の外形と大きさを、総ての仕上げ形状(Ausformungen)と取付け部(Anbauteilen)に関して決定する。前記サブストレート８は繊維強化合成樹脂からなり、即ちそれは、強化繊維１０と結合剤１１とからなる層９を含む。結合剤１１は樹脂又は合成樹脂であり、該樹脂又は合成樹脂は強化繊維１０からなる編状物の中に流し込まれ、或いは前記編状物に塗布された後に、硬化される。結合剤１１として、製造する部材の得ようとする特性に依存してその他の強化可能な材料も利用することができる。
【００４１】
サブストレート８の表面１２に全面に被覆層１３が被着される。この被覆層１３は、図１に示す実施形態においては、約９５％の空隙率のニッケル繊維製フェルト１４からなる。フェルト１４内に、サブストレート８に対して利用される前記結合剤と同様な結合剤１１を被覆層１３の孔１５に充填する前に、粒子１６が沈着される。詳細に述べると、サブストレート８と被覆層１３には一工程で同時に又は直接連続して結合剤１１が含浸され、その結果、固化後に結合剤１１によってサブストレート８の強化繊維１０とニッケル繊維の形態の被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の間の結合が作られる。
【００４２】
サブストレート８はただ一つの繊維層９を有するだけでなく、複数の繊維層を含んでもよい。各繊維層９はフェルト状に、網状に及び／又は織物状に構成される。例えば、繊維１０は炭素繊維でよい。外側の繊維層９に直接続く被覆層１３は絶対的に、完全にフェルト１４からなる必要はない。フェルト１４に代えて又はそれに付加して例えば、図２及び図３に拡大略図示する、他のフェルト状物１４ａ，１４ｂ又は図４乃至７に原理的に拡大平面図で示す、網状物又は織物１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを利用することができる。サブストレート８並びに被覆層１３はその他の構成要素（図示せず）を含むこともできる。
【００４３】
粒子１６を被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域に沈着させることによって被覆層１３の耐摩性が改良される。さらに付加された粒子１６によって例えば別の利点として利用条件次第で積層体１との関連で摩擦係数をより低く又はより高く調節できる。金属繊維及び／又は金属フィラメント１７によって被覆層１３は導電率を有し、この導電率は金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の選択及び形成によって影響される。さらにこの積層体１の摩擦係数は積層体の被覆層１３の構成によって積極的に影響を受ける。特に被覆層はサブストレートに比較してより高い耐摩性、より高い耐火性及び／又はより高い導電率を有する。
【００４４】
積層体１の使用の要求に依存して、積層体１に関して計画された使用の要求及び／又はサブストレート８の強化繊維１０の材料及び被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の材料にただ依存して、特に層状に種々の結合剤を利用することができる。
【００４５】
所望の被覆層１３の特性に応じて金属、セラミック及び／又はガラス状粒子１６を利用することができる。特に粒子１６はTiC, TiN, TiAl, Fe, 鋼鉄, Ni, Si, 合金, ダイヤモンド, ガラス, 及びそれらの化合物並びにそれらの混合物を含む。それらの構造形状及び気化学に関しては、粒子１６は中空でないもの、多孔性のもの、及び中空のものとすることができる。
【００４６】
被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域への粒子１６の取り入れを容易にし、最善の状態にするために、粒子１６が図示しない保持媒体の構成要素であると有利である。このような保持媒体は蝋、特にグルテンのような接着剤、又は熱可塑性物質のようなものとするでよい。
【００４７】
粒子１６を被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７に結合することは、例えば個々に或いは組み合わせで、結合剤１１によって、場合により、保持媒体により、被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７による機械的固定により、粒子１６を金属繊維及び／又は金属フィラメント１７と共に焼結又は熱間アイソスタチックプレスすることによって行われる。
【００４８】
次に積層体１の製造の可能性について説明する。
【００４９】
金属フェルト１４に粒子１６を沈着する。これは、模範的に、例えばエタノール等の流動性溶媒から粒子１６を分離することによって行われる。
【００５０】
それと共に粒子１６は、フェルト１４，１４ａ，１４ｂ内に又は網状物又は織物１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ内に良く分配され、場合により、固定され、粒子はペースト状又は液状保持媒体内に概ね供給される。
【００５１】
前記のような保持媒体は、流動性溶液、特に所謂エタノールのような、アルコール又はアルコール様溶媒であり、サブストレート８の少なくとも一つの繊維層９及び被覆層１３の金属繊維又は金属フィラメント１７の領域に結合剤１１を含浸させる前に、被覆層１３をそのまま放置した状態の下に、被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７にある粒子１６から除く。これは蒸発又は気化によって達成される。
【００５２】
粒子１６の沈着は、例えば、保持媒体としての、その中に粒子１６が押し込まれた、又はその内部で粒子１６が焼結された、蝋または熱可塑性プラスチックをフェルト１４に帯状にたっぷりしみこませることによって促進される。また特にグルテンのような接着剤も前記のような保持媒体として利用することができる。この保持媒体は、サブストレート８の少なくとも一層の繊維層９及び被覆層１３の金属繊維又は金属フィラメント１７の領域に結合剤１１を含浸させる間、被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７に粒子１６と共に残り、被覆層１３の金属繊維又は金属フィラメント１７を少なくとも一部覆う被覆を形成する。その後の形態付与工程のために、場合により、保持媒体が、相応に処理した被覆層１３を尚成形可能に或いは形状を適応させることができるようにとどめることが必要である。
【００５３】
その後、例えば金属粒子１６は金属フェルト１４の金属繊維１７に焼結させることによって結合せしめられる。フェルト１４と粒子１６は、組み合わせが尚も多くの小孔を含むように選択される。これらの多くの小孔には、例えば案内羽根２の形態に繊維複合部材を積層成形するときに、結合剤１１が充填される。その充填と同時に、サブストレート８と被覆層１３が結合される。この保護層として働く被覆層１３は、硬化したサブストレート８で形成された部材の上に、特に部材の補修のために後で被着することもできる。
【００５４】
粒子１６を被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域に取り込むための別の方法の変形において、粉末状粒子１６が供給される。またこの場合、被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域への粒子１６の取り込みは、被覆層の少なくとも金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域が、粒子１６を金属繊維及び／又は金属フィラメント１７に沈着させるために、粒子粉末内に漬けられるか又は前記領域を通して粒子粉末が流される。代案として粒子粉末は、例えば、さらに簡単に流し込み又は散布により被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域に被着される。また、例えば粒子１６の輸送媒体として圧縮空気を利用するとき、被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域への粒子粉末の吹き付けも可能である。幾つかの粒子１６は、金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域において機械的に又は例えば靜電学的に又は粒子１６又はその表面の接着特性によって保持される。
【００５５】
被覆層１３は、既に述べたように、複数又は単数の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域に粒子１６を取り入れ、沈着させるために、特に保持媒体又は粒子粉末に漬けられるか又は前記領域を通って保持媒体又は粒子粉末が流される。粒子媒体は、被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域上に又は前記領域内に、流し込み、散布又は吹き付けによって、塗布され又は取り入れられる。
【００５６】
好ましくは、粒子１６は、サブストレート８の少なくとも一つの繊維層９と被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域に結合剤１１が含浸される前に、被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の領域に沈着される。しかし、粒子を結合剤１１と共に被覆層１３に取り入れることも概ね可能である。また、粒子１６は、全体的に又は部分的に、結合剤１１により、場合により、保持媒体により、被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７による機械的固定により、焼結又は熱間アイソスタチックプレスにより、被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７に結合させることも可能である。
【００５７】
積層体１の形成は型内で行われる。一つ又は複数の結合剤１１の硬化後に、特に、表面処理を行うことができる。
【００５８】
上記の説明に従って形成された又は作られた積層体１は、その被覆層１３が粒子１６、フェルト１４，１４ａ，１４ｂ、金属繊維及び／又は金属フィラメント１７製網状物又は織物１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを備えるので、繊維強化サブストレート８では得られない表面特性、特に、材料及び構造によって被覆層１３に与えることができる耐摩性、選択可能なより低い又はより高い摩擦係数及び一定に生じる研摩特性を有する。
【００５９】
被覆層１３の金属繊維及び／又は金属フィラメント１７への粒子１６の結合は、結合剤１１によって形成されるマトリックス樹脂によるだけでなく、場合により、例えば、金属繊維及び／又は金属フィラメント１７の間に粒子１６を機械的に固定又は締結することにより、適当な金属粒子粉末を用いる場合、金属繊維及び／又は金属フィラメント１７との焼結により又は熱間アイソスタチックプレスにより、金属蝋による結合により、及び／又は熱可塑性接着剤による結合により行われる。
【００６０】
積層体１の他の利点は、その一つ又は複数の被覆層１３故に、積層体１が工具に対する有りとあらゆる耐性を持っているので、積層体１を他の積層体１の構成の場合よりも容易に加工することができる。
【００６１】
次に、実例として、積層体を有益に利用する、ジェットエンジンの調整羽根の利用例を幾つか示す。
−  駆動装置を含めてジェットエンジンの調整羽根の軸受け部位、
−  羽根とそれを支えるデイスクの間の鳩尾型部分において生じるような、摩擦面及び
−  羽根先端におけるケーシングと羽根の間の、羽根先端に対向するケーシング面に設けた接触面コーティング(Anstreifbelaege) 。
【００６２】
さらに決定的ではない積層体１の利用可能性の例は次の通りである。
−  ピストンリングを含む密封リングのこすり面(Anreibflaechen)、
−  積層体１の耐燃特性をその被覆層１３によって変えたことによる、バイパスダクト(Bypassduct)内の又は圧縮機のケーシング内の防火部、例えばチタン防火部として、
−  積層体１の被覆層１３による導電性による、避雷器としての積層体として、
−  ねじ及びリベット接合部の接触面（ここにおいて、金属繊維強化複合体は腐食の危険にさらされるので、プラスチックの変形加工能と耐腐食性は重要な役目を果たす。）、
−  ピストンスカート、連接棒軸受け、
−  デイスクブレーキ（ここにおいて、現在少なくとも約２５０℃以下の温度が前提として必要とされる。しかし前記温度は、絶対的な上限としてではなく、相応する積層体１における検査をすべき材料の組み合わせに依存して解釈されるべきものである。）、
−  自転車の板車輪、
−  例えば鉱業におけるボーリング洗浄液、原油等の研摩性溶媒を輸送するパイプラインの内側、及び
−  例えばエンジンの吸い込み口の、霜取りのために加熱可能な縁
【００６３】
上記した、本発明の範囲内の積層体の実施形態及び積層体の製造方法の実施形態に関する説明は幾つかの装置及び方法の特徴を明らかにするにすぎない。しかし、本発明は、特に図面と関連させて説明した具体的な実施の形態に限られるものではない。本発明の全範囲は、特に請求項によって決定されるものであり、また本発明の導入部分における請求項に関する詳細な説明によって決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層体で作られたジェットエンジンの羽根の略部分断面図である。
【図２】粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製のフェルトの第１の実施の形態の被覆層の略拡大図である。
【図３】粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製のフェルトの第１の実施の形態の被覆層の略拡大図である。
【図４】粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製の網状物及び／又は織物の第１の実施の形態の被覆層の略拡大図である。
【図５】粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製の網状物及び／又は織物の第２の実施の形態の被覆層の略拡大図である。
【図６】粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製の網状物及び／又は織物の第３の実施の形態の被覆層の略拡大図である。
【図７】粒子が沈着された金属繊維及び／又は金属フィラメント製の網状物及び／又は織物の第３の実施の形態の被覆層の略拡大図である。
【符号の説明】
１  積層体
２  案内羽根
３  羽根板
４  前面縁部
５，６  軸受ジャーナル
７  調整レバー
８  サブストレート
９  強化繊維１０と結合剤１１とからなる層（繊維層）
１０  強化繊維
１１  結合剤
１２  サブストレート８の表面
１３  被覆層
１４  フェルト
１４ａ，１４ｂ  フェルト状物
１５  被覆層１３の孔
１６  粒子
１７  金属繊維及び／又は金属フィラメント
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  網状物又は織物
【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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