JP2013532095A - 帯電防止燃料タンクコーティングおよび方法 - Google Patents

Abstract

燃料容器内の静電放電を軽減するための方法を提供する。該方法は、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有し、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率を有し、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧を有し、かつ、６０秒以下の電荷減衰を有する帯電防止コーティングを提供する。該方法は、被覆表面を形成するために燃料容器の表面に帯電防止コーティングを塗布することをさらに提供する。
【選択図】図１

Description

本開示は、概して、コーティングおよびコーティングを塗布するための方法に関し、特に、帯電防止コーティングおよび帯電防止コーティングを燃料タンク構成部品に塗布するための方法に関する。

帯電防止（静電気を逃がす性質の）コーティングの導電材料上への塗布は、航空宇宙産業を含むさまざまな産業において知られている。そのような帯電防止コーティングは、接地箇所への電気路といった放電点を備えていると、そのような導電材料の表面に蓄積する静電荷を逃がすために塗布可能である。絶縁コーティングは、静電荷を十分に放電しないことがあり、電気的に接地された導電材料または基板上での絶縁コーティングの組み合わせは、コーティング表面上で静電荷が蓄積するため、静電容量を生じる可能性がある。静電荷が接地まで弱まることができないとき、静電容量は結果として、自発的な自ら始めた電気表面放電となることがある。これらの自発的な自ら始めた電気表面放電はまた、伝搬ブラシ放電（ＰＢＤ）としても一般に知られている。伝搬ブラシ放電は、概して望ましくない。

既知の帯電防止コーティングは、航空機上のガラス繊維強化プラスチック構成部品に対する使用のために存在している。しかしながら、そのような既知の帯電防止コーティングは、アルミニウムの電食を引き起こしかねないカーボンブラックを含んでいる可能性がある。

これに加えて、ある既知の方法は、航空機の複合燃料タンク表面上に絶縁性の下塗りを塗布するために存在している。しかしながら、伝搬ブラシ放電（ＰＢＤ）を防ぐためには、そのような既知の方法は、絶縁性下塗りの塗布に先立って表面または基板の広範囲にわたるマスキングを要し、さらに、絶縁性下塗りの塗布時に特定の縞幅の縞模様の下塗り構造を要する。したがって、この既知の方法は、完成に追加の労力および時間を要する可能性があり、これにより、労力および製造コストが増大する結果となりかねない。そのうえ、この既知の方法では、燃料タンクにガラス繊維強化プラスチックを用いることができないことがあり、その結果、エポキシ予備含浸炭素繊維テープの穴あけにより引き起こされるブレークアウト（break-out）のような広範な複合材ドリルブレークアウトが生じかねない。

したがって、当該技術分野において、既知のコーティングおよび方法に対して利点をもたらす帯電防止燃料タンクコーティングおよび方法が必要である。

帯電防止燃料タンクコーティングおよび方法に対する要望が満たされる。以下の詳細な説明において取り上げるように、帯電防止燃料タンクコーティングおよび帯電防止燃料タンクコーティングを塗布する方法の実施形態は、既存のコーティングおよび方法に対する著しい利点を提供することができる。

本開示のある実施形態において、燃料容器内の静電放電を軽減するための方法が提供される。該方法は、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有し、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率を有し、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧を有し、かつ、６０秒以下の電荷減衰を有する帯電防止コーティングを設けることを含む。該方法は、連続した被覆表面を形成するために燃料容器の表面に帯電防止コーティングを塗布することをさらに含む。該方法は、燃料容器の表面に帯電防止コーティングを塗布する前に、表面を洗浄し、かつ、表面に対する帯電防止コーティングの付着を強めるために燃料容器の表面を処理することをさらに含んでもよい。該方法は、燃料容器の表面に帯電防止コーティングを塗布した後に、被覆表面を硬化させることをさらに含んでもよい。

本開示の別の実施形態において、航空機の燃料タンク内の静電放電を軽減するための方法が提供される。該方法は、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有し、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率を有し、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧を有し、かつ、６０秒以下の電荷減衰を有する帯電防止コーティングを設けることを含む。該方法は、１つ以上の導電性および誘電性複合構成部品を含み、かつ、１つ以上の金属構成部品をさらに含む航空機の燃料タンクを設けることをさらに含む。該方法は、表面を洗浄し、かつ、表面に対する帯電防止コーティングの付着を強めるために航空機の燃料タンクの複合構成部品の表面を処理することをさらに含んでもよい。該方法は、連続した被覆表面を形成するために、航空機の燃料タンクの複合構成部品の表面に帯電防止コーティングを塗布することをさらに含む。該方法は、被覆表面を硬化させることをさらに含む。

本開示の別の実施形態において、燃料容器内の静電放電を軽減するための帯電防止コーティングが提供される。該コーティングは、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有し、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率を有し、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧を有し、かつ、６０秒以下の電荷減衰を有する。

本開示の別の実施形態において、胴体と、胴体に動作可能に結合されている翼と、胴体および翼のうちの少なくとも一方の内側に配置されている燃料タンクとを含む航空機が提供される。該燃料タンクは、１つ以上の導電性および誘電性複合構成部品を含み、かつ、アルミニウム構成部品、チタン構成部品および耐食性鋼鉄構成部品を含む１つ以上の金属構成部品をさらに含む。燃料タンクの１つ以上の複合構成部品の表面上に帯電防止コーティングが塗布されていることが好ましい。該帯電防止コーティングは、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有し、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率を有し、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧を有し、かつ、６０秒以下の電荷減衰を有する。

取り上げた特徴、機能および利点は、本開示のさまざまな実施形態において独立して達成可能であり、または、以下の説明および図面を参照してさらなる詳細が理解可能であるさらに他の実施形態において組み合わせてもよい。

好適かつ例示的な実施形態を示しているが、必ずしも一定の縮尺にしたがってはいない添付の図面とともに考慮される以下の詳細な説明を参照して、本開示をよりよく理解することができる。

図１は、本開示の帯電防止コーティングのある実施形態により被覆された少なくとも１つの燃料容器を有する航空機の一例の斜視図を示している。 図２は、本開示の帯電防止コーティングのある実施形態により被覆された燃料容器の一部の斜視図を示している。 図３は、燃料容器の表面への本開示の帯電防止コーティングのある実施形態の塗布を規定するための方法の一例を示しているフロー図である。 図４は、航空機の燃料タンクの表面への本開示の帯電防止コーティングのある実施形態の塗布を規定するための方法の別の一例を示しているフロー図である。

以下に、添付の図面を参照しつつ、開示する実施形態をより完全に説明する。ここで、開示する実施形態のすべてではないがいくつかを示す。実際、いくつかの種々の実施形態が提供されるかもしれず、ここに記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべできはない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が綿密かつ完全となり、当業者に本開示の範囲を完全に伝えるものとなるように提供される。

ここで、図を参照すると、図１は、本開示の帯電防止コーティング３６（図２参照）の実施形態により被覆された、好ましくは燃料タンク３０（図２参照）の形態の少なくとも１つの燃料容器２６を有する航空機１０の一例の斜視図を示している。航空機１０は、胴体１２、機首１４、操縦室１６、胴体１２に動作可能に結合されている翼１８、１つ以上の推進ユニット２０、尾翼垂直安定板２２、１つ以上の尾翼水平安定板２４、および、少なくとも１つの燃料容器２６を含む。図１に示している航空機１０は、一般的に民間旅客機を表しているが、ここに開示するコーティングおよび方法は、事実上あらゆるその他の種類の航空機の組立てに使用してもよい。具体的には、開示される実施形態の教示は、他の旅客機、貨物航空機、回転翼航空機およびその他あらゆる種類の航空機の製造ならびに組立てに適用してもよい。また、本開示に係るコーティングおよび方法の代替の実施形態は、その他の空中輸送手段において利用可能であることが理解されてもよい。

本開示のある実施形態において、好ましくは航空機燃料タンク３０（図２参照）の形態の燃料容器２６における静電放電を軽減するための帯電防止コーティング３６（図２参照）を提供する。帯電防止コーティング３６は、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有する。体積抵抗率の測定値は、４０Ｖ（ボルト）を超える電圧で測定しないことが好ましい。帯電防止コーティング３６は、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率をさらに有する。表面低効率の測定値は、１００Ｖ（ボルト）を超える電圧で測定しないことが好ましい。体積抵抗率および表面抵抗率を測定する際、信頼性の高い体積抵抗率および表面抵抗率の測定値が得られる前に容認できないほど高い電圧によりコーティングが破壊される可能性がある。帯電防止コーティング３６は、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧をさらに有する。帯電防止コーティング３６は、６０秒以下の電荷減衰をさらに有する。一実施形態において、帯電防止エポキシコーティング３６は、４２０ｇ／Ｌ（グラムパーリットル）以下のカドミウム、クロムおよび鉛含有率を有していてもよい。一実施形態において、帯電防止コーティング３６は、６７０ｇ／Ｌ以下の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）含有率、好ましくは、４２０ｇ／Ｌ以下のＶＯＣ含有率を有していてもよい。好ましくは、帯電防止コーティング３６は、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^８Ωｍ（オームメートル）以下の抵抗率を有する。好ましくは、帯電防止コーティング３６は、静電荷用のブリード経路を提供するために接地されている。接地は、不要な静電気の安全な放電点を提供し、かつ、ゼロ電位を表す。好ましくは、帯電防止コーティング３６は、伝搬ブラシ放電（ＰＢＤ）の生成を防ぐために、航空機１０の燃料補給中に静電荷の蓄積を逃がすことを可能とする。好ましくは、帯電防止コーティング３６は、落雷による直接の作用から保護するための設計に影響を及ぼさない。好ましくは、帯電防止コーティング３６は、水、油圧油およびジェット燃料に対して化学的耐性を有する。油圧油の例としては、鉱油、アルキルおよびアリールリン酸塩エステルを主成分とする油、石油を主成分とする流体およびその他の適切な油圧油を挙げることができる。好適な油圧油は、ミズーリ州セントルイスのソルチア社から入手される耐火性リン酸エステル油圧油であるスカイドロール（SKYDROL）ＬＤ‐４（スカイドロールは、ミズーリ州セントルイスのソルチア社の登録商標である）およびテキサス州アービングのエクソンモービル社から入手される耐火性リン酸エステル油圧油であるハイジェットＶ（ハイジェットは、テキサス州アービングのエクソンモービル社の登録商標である）を含む。ジェット燃料の例としては、金属イオンを有するまたは有さない液体炭化水素およびその他の適切なジェット燃料を挙げることができる。好ましくは、帯電防止コーティングは、多硫化シーラント、低密度合成ゴムシーラント、エポキシシーラント、ポリウレタンシーラントまたは別の適切なシーラントといった１つ以上のシーラントと化学的相溶性がある。好ましくは、帯電防止コーティングは、燃料容器の１つ以上の構成部品に対する１つ以上のシーラントの付着を可能とし、例えば、シーラントは、シヤタイと燃料タンク外板との間の密着表面封止のために用いてもよい。好ましくは、帯電防止コーティングは、製造作業中に生じる可能性のあるあらゆる紫外線放射、例えば、製造作業中に照明から発せられる紫外線放射による損傷と、被覆されている燃料容器表面との間の障壁を提供する。好ましくは、帯電防止コーティング３６は、導電性および誘電性または非導電性複合材表面または基板、ならびに、チタンおよび非めっき耐食性鋼鉄（ＣＲＥＳ）表面または基板上での使用のための帯電防止性の非クロメート一体型燃料タンクコーティングである。

図２は、１つ以上の複合構成部品３２および１つ以上の金属構成部品４０を有する航空機燃料タンク３０の一例の一部の斜視図を示しており、ここで、複合構成部品３２は、本開示の帯電防止コーティング３６の実施形態により被覆されている。図２に示すように、帯電防止エポキシコーティング３６は、燃料タンク３０の金属構成部品４０の上方には塗布されていない。ただし、代替の実施形態では、帯電防止コーティング３６は、チタンおよび非めっき耐食性鋼鉄（ＣＲＥＳ）などの非アルミニウム導電性表面または基板に塗布されてもよい。好ましくは、燃料タンク３０の形態の燃料容器２６は、１つ以上の複合構成部品３２を含み、より好ましくは、１つ以上の導電性および誘電性複合構成部品を含む。導電性複合構成部品の例としては、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）または別の適切な導電性複合材料を挙げることができる。誘電性または非導電性複合構成部品の例としては、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、表面仕上げ膜、繊維強化ポリアミドのような繊維強化ポリマー、アラミド強化材料、繊維ガラス、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂およびエポキシ樹脂のような樹脂、または、別の適切な誘電性複合材料をあげることができる。好ましくは、燃料タンク３０の形態の燃料容器２６は、アルミニウム構成部品、チタン構成部品、耐食性鋼鉄構成部品、または、別の適切な金属構成部品を含む１つ以上の金属構成部品４０（図２参照）をさらに含む。帯電防止コーティング３６は、燃料タンク３０内にアルミニウム構成部品が存在した場合、これら構成部品に対する電食を引き起こさない。帯電防止コーティング３６の化学組成は、アルミニウム／炭素繊維強化プラスチック混成燃料タンク内のアルミニウム構成部品に対する電食を引き起こすであろういかなる要素をも含まない。帯電防止コーティングは、静電荷を接地へ逃がすことを可能とすることにより静電蓄積の可能性を低減してもよい。したがって、静電蓄積および望ましくない電気的表面放電が低減されるか、または、解消される可能性がある。

図３は、燃料容器２６（図１参照）の表面３４への本開示の帯電防止コーティング３６の実施形態の塗布を規定するための方法１００の一例を示すフロー図である。本開示のある実施形態において、燃料容器２６（図１参照）内の静電放電を軽減するための方法１００が提供される。燃料容器２６は、航空機の燃料タンク３０（図２参照）を含むことが好ましい。該方法１００は、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有する帯電防止コーティング３６（図２参照）を提供する工程１０２を含む。帯電防止コーティング３６は、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率をさらに有する。帯電防止コーティング３６は、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧をさらに有する。帯電防止コーティング３６は、６０秒以下の電荷減衰をさらに有する。好ましくは、帯電防止コーティング３６は、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^８Ωｍ（オームメートル）以下の抵抗率を有する。好ましくは、帯電防止コーティング３６は、静電荷用のブリード経路を提供するために接地されており、かつ、好ましくは、帯電防止コーティングは、伝搬ブラシ放電（ＰＢＤ）の生成を防ぐために、燃料補給中に静電荷の蓄積を逃がすことを可能とする。好ましくは、帯電防止コーティングは、水、油圧油およびジェット燃料に対して化学的耐性がある。好ましくは、帯電防止コーティングは、１つ以上のシーラントと化学的相溶性があり、燃料容器の１つ以上の構成部品に対する１つ以上のシーラントの付着を可能とし、かつ、あらゆる紫外線放射と燃料容器の表面との間の障壁を提供する。

該方法１００は、燃料容器２６の表面３４を処理する工程１０４をさらに含んでもよい。表面を処理することは、好ましくは、表面を洗浄し、表面３４への帯電防止コーティング３６の付着を強めることを含む。表面３４の種類および状態によって、表面３４の処理または下処理の仕方が決まる。例えば、複合材表面については、まず、メチルエチルケトンまたは別の適切な溶剤といった洗浄溶剤を用いて、複合材表面を拭き、次いで、１５０または１８０番の酸化アルミニウム研磨紙または別の適切な磨き要素により複合材表面のバッグ側を磨き、次いで、空気圧式サンダーにより複合材表面を研磨し、次いで、油の含まれない圧縮空気により磨き残渣を除去し、次いで、洗浄溶剤により再度拭くことにより複合材表面を処理してもよい。好ましくは、複合材表面は、複合材表面への帯電防止コーティング３６の付着を強めるように混入物質を含まないべきである。金属表面については、例えば、金属表面にサンドブラスト、脱脂、化学洗浄および／または機械加工を行うことにより金属表面を処理してもよい。チタンおよび耐食性合金の表面を処理する実施形態の一例は、まず、メチルエチルケトンまたは別の適切な溶剤といった洗浄溶剤を用いて、金属表面を拭き、次いで、洗浄した表面を研磨剤ブラスト、機械的研磨または化学エッチングにより処理して、水が抜け出せない（water break-free）表面を得ることを含んでもよい。次いで、チタンおよび耐食性合金の処理済み表面にゾルゲル変換コーティングを塗布してもよい。方法１００は、好ましくは燃料タンク３０の形態の燃料容器２６の表面３４に帯電防止コーティング３６を塗布して、被覆表面３８（図２参照）を形成する工程１０６をさらに含む。被覆表面３８を形成する帯電防止コーティング３６は、約０．３ミルから約２．０ミルまでの範囲の厚みを有することが好ましい。帯電防止コーティング３６は、既知のプロセスにより燃料容器２６の表面３４に塗布されてもよい。そのような既知のプロセスは、ＨＶＬＰ（大容量低圧）システムのような噴霧システムプロセス、ブラシ塗布プロセス、ローラ塗布プロセスまたは別の適切なプロセスを含んでもよい。好ましくは、燃料タンク３０の形態の燃料容器２６は、上で取り上げたように１つ以上の複合構成部品３２、より好ましくは、１つ以上の導電性および／または誘電性または非導電性複合構成部品を含む。好ましくは、導電性複合構成部品は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）または別の適切な導電性複合材料を含む。好ましくは、誘電性または非導電性複合構成部品は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、表面仕上げ膜、繊維強化ポリアミドのような繊維強化ポリマー、アラミド強化材料、繊維ガラス、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂およびエポキシ樹脂のような樹脂、または、別の適切な誘電性複合材料を含む。好ましくは燃料タンク３０（図２参照）の形態の燃料容器２６は、アルミニウム構成部品、チタン構成部品、耐食性鋼鉄（ＣＲＥＳ）構成部品またはその他適切な金属構成部品を含む１つ以上の金属構成部品４０（図２参照）をさらに含んでもよい。帯電防止コーティング３６は、燃料タンク３０の形態の燃料容器２６内にアルミニウム構成部品が存在した場合、これら構成部品に対する電食を引き起こさない。方法１００は、被覆表面３８を硬化させる工程１０８をさらに含んでもよい。被覆表面３８は、約３０分から約７日までの範囲の実効期間にわたり華氏約５５度から華氏約２１０度までの範囲の実効温度で硬化させることが好ましい。

図４は、航空機の燃料タンク３０の複合構成部品の表面への本開示の帯電防止コーティング３６の実施形態の塗布を規定するための別の方法１２０の一例を示すフロー図である。本開示の別の実施形態において、航空機の燃料タンク内の静電放電を軽減するための方法１２０が提供される。該方法１２０は、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有する帯電防止コーティング３６を提供する工程１２２を含む。帯電防止コーティング３６は、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率をさらに有する。帯電防止コーティング３６は、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧をさらに有する。帯電防止コーティング３６は、６０秒以下の電荷減衰をさらに有する。方法１２０は、燃料タンク３０が導電性かつ／または誘電性または非導電性の１つ以上の複合構成部品３２を含む、航空機の燃料タンク３０を提供する工程１２４をさらに含む。好ましくは、導電性複合構成部品は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）または別の適切な導電性複合材料を含む。好ましくは、誘電性または非導電性複合構成部品は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、表面仕上げ膜、繊維強化ポリアミドのような繊維強化ポリマー、アラミド強化材料、繊維ガラス、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂およびエポキシ樹脂のような樹脂、または、別の適切な誘電性複合材料を含む。好ましくは、燃料タンク３０は、アルミニウム構成部品、チタン構成部品、耐食性鋼鉄構成部品または別の適切な金属構成部品を含む１つ以上の金属構成部品４０をさらに含む。

該方法１２０は、表面を洗浄し、かつ、表面３４への帯電防止コーティング３６の付着を強めるために航空機の燃料タンク３０の複合構成部品３２の表面３４を処理する工程１２６をさらに含んでもよい。表面３４の種類および状態によって、表面３４の処理または下処理の仕方が決まる。例えば、複合材表面については、まず、メチルエチルケトンまたは別の適切な溶剤といった洗浄溶剤を用いて、複合材表面を拭き、次いで、１５０または１８０番の酸化アルミニウム研磨紙または別の適切な磨き要素により複合材表面のバッグ側を磨き、次いで、空気圧式サンダーにより複合材表面を研磨し、次いで、油の含まれない圧縮空気により磨き残渣を除去し、次いで、洗浄溶剤により再度拭くことにより複合材表面を処理してもよい。好ましくは、複合材表面は、複合材表面への帯電防止コーティング３６の付着を強めるように混入物質を含まないべきである。金属表面については、例えば、金属表面にサンドブラスト、脱脂、化学洗浄および／または機械加工を行うことにより金属表面を処理してもよい。チタンおよび耐食性合金の表面を処理する実施形態の一例は、まず、メチルエチルケトンまたは別の適切な溶剤といった洗浄溶剤を用いて、金属表面を拭き、次いで、洗浄した表面を研磨剤ブラスト、機械的研磨または化学エッチングにより処理して、水が抜け出せない表面を得ることを含んでもよい。次いで、チタンおよび耐食性合金の処理済み表面にゾルゲル変換コーティングを塗布してもよい。方法１２０は、航空機の燃料タンク３０の複合構成部品３２の表面３４に帯電防止コーティング３６を塗布して、好ましくは連続した被覆表面３８を形成する工程１２８をさらに含む。帯電防止コーティング３６は、約０．３ミルから約２．０ミルまでの範囲の厚みを有することが好ましい。帯電防止コーティング３６は、既知のプロセスにより燃料タンク３０の複合構成部品３２の表面３４に塗布されてもよい。そのような既知のプロセスは、ＨＶＬＰ（大容量低圧）システムのような噴霧システムプロセス、ブラシ塗布プロセス、ローラ塗布プロセスまたは別の適切なプロセスを含んでもよい。方法１２０は、約３０分から約７日までの範囲の実効期間にわたり華氏約５５度から華氏約２１０度までの範囲の実効温度で被覆表面３８を硬化させる工程１３０をさらに含む。

本開示の別の実施形態において、胴体１２と、胴体１２に動作可能に結合されている翼１８と、好ましくは燃料タンク３０の形態の、胴体１２および翼１８のうちの少なくとも一方の内側に配置されている燃料容器２６とを含む航空機１０（図１参照）が提供される。燃料タンク３０は、１つ以上の導電性および誘電性複合構成部品を含む。好ましくは、導電性複合構成部品は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）または別の適切な導電性複合材料を含む。好ましくは、誘電性または非導電性複合構成部品は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、表面仕上げ膜、繊維強化ポリアミドのような繊維強化ポリマー、アラミド強化材料、繊維ガラス、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂およびエポキシ樹脂のような樹脂、または、別の適切な誘電性複合材料を含んでいてもよい。燃料タンク３０は、アルミニウム構成部品、チタン構成部品、耐食性鋼鉄（ＣＲＥＳ）構成部品または別の適切な金属構成部品を含む１つ以上の金属構成部品をさらに含む。帯電防止コーティング３６は、燃料タンク３０の複合構成部品３２の表面３４上に塗布される。上で取り上げたように、帯電防止コーティング３６は、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有し、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率を有し、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧を有し、かつ、６０秒以下の電荷減衰を有する。

帯電防止コーティング３６および航空機の複合燃料タンク上に帯電防止コーティング３６を塗布する方法の実施形態は、既存のコーティングおよび方法に対して著しい利点を提供することができる。開示されているコーティングおよびコーティングを塗布する方法は、例えば航空機の燃料補給中に静電荷の蓄積を軽減、予防または解消することができ、このことが今度は、航空機の燃料タンクにおける炭素繊維強化プラスチックおよびガラス繊維強化プラスチック表面または基板といった航空機の燃料タンクにおける表面または基板上の伝搬ブラシ放電（ＰＢＤ）の生成を軽減、予防または解消することができる。したがって、静電気の蓄積および望ましくない電気表面放電が軽減、予防または解消される可能性がある。

これに加えて、開示されているコーティングおよびコーティングを塗布する方法は、コーティングの塗布に先立って基板を下処理する時間、労力およびコストを大幅に削減する。というのも、開示されている方法は、表面積の限定がなく、伝搬ブラシ放電（ＰＢＤ）を予防するための基板の広範なマスキングおよび縞状のコーティング構造の必要性がないからである。そのうえ、開示されているコーティングおよびコーティングを塗布する方法は、航空機翼および中央燃料タンクなどのある航空機燃料タンクの塗装作業に要する反復労働およびフロー時間を削減する。さらに、開示されているコーティングおよびコーティングを塗布する方法は、落雷による直接の作用から保護するための設計に影響を及ぼすことなく帯電防止を提供する。これに加えて、開示されているコーティングおよび方法は、シーラントの付着を可能とし、かつ、紫外線放射と複合材表面または基板との間の中間障壁を提供する。

これに加えて、開示されているコーティングおよびコーティングを塗布する方法は、燃料タンクにおけるシーラントの付着を強める。したがって、コーティングおよびコーティングを塗布する方法は、燃料漏れの危険性を低減する。さらに、コーティングは、製造作業中の紫外線放射による損傷から下に存在する複合材または金属の露出表面または基板を保護する障壁を提供する。そのうえ、開示されているコーティングは、化学的耐性を有するよう設計されているので、コーティングにより、燃料タンク内に存在する可能性のある水、油圧油およびジェット燃料といった化学物質に対する耐久性が得られる。

開示されているコーティングおよびコーティングを塗布する方法は、航空機の燃料タンク内にアルミニウム構成部品が存在した場合、これら構成部品に対する電食を引き起こさない。とりわけ、開示されているコーティングは、アルミニウムの電食を引き起こす可能性のあるカーボンブラックを含まない。したがって、開示されているコーティングの化学組成は、アルミニウム／炭素繊維強化プラスチック混成燃料タンクにおけるアルミニウム構成部品に対する電食を引き起こすであろういかなる要素をも含まない。そのうえ、開示されているコーティングは、カーボンブラックやその他いかなる濃い色素を含まないので、黒色でないことから、開示されているコーティングの色は、航空機の燃料タンクの黒色の複合構成部品に対する色の対比をもたらし、このことにより今度は、封止作業中および燃料タンク洗浄中のより良好な視認性が得られる。

最後に、開示されているコーティングおよびコーティングを塗布する方法は、エポキシ予備含浸炭素繊維テープまたは布地の代わりのガラス繊維強化プラスチックの使用を可能とし、かつ、エポキシ予備含浸炭素繊維テープまたは布地の穴あけにより引き起こされるブレークアウトを大幅に低減することにより、航空機一機当たりの重量を低減することができる。航空機重量の低減により、今度は、航空機による燃料燃焼が低減できる。

開示されている帯電防止コーティングの一例の実験室バッチを用いて開発試験データを生成して、体積抵抗率、表面抵抗率、破壊電圧および電荷減衰を含む開示されている帯電防止電気要件に対する適合性を例示した。これに加えて、開示されている帯電防止コーティングの一例の生産規模設備上で生産されたバッチを用いて、認定試験データを生成した。開示されている帯電防止コーティングの開示されている帯電防止電気要件の測定を行い、米国標準試験材料（ＡＳＴＭ）と呼ばれる国際的業界標準にしたがって測定値を求めた。

複合試験パネルの表面処理 各複合試験パネルのバッグ側表面および工具側表面を処理または下処理した。メチルエチルケトン（ＭＥＫ）洗浄溶剤を清潔な吸収性ワイパー上に小分けして出し、溶剤を浸したワイパーで複合試験パネルのバッグ側表面をこすって、あらゆる残留剥離剤を除去した。洗浄されたバッグ側表面を１８０番の酸化アルミニウム研磨紙を用いてイリノイ州ロックフォードのナショナルデトロイト社製環状動作サンダー（Orbital Action Sander）により磨き、光沢を除去した。バッグ側表面をスコッチ・ブライトパッド（スコッチ・ブライトは、ミネソタ州セントポールのスリーエムカンパニーの登録商標である）を用いて空気圧式サンダーにより研磨した。油の含まれない圧縮空気により磨き残渣を除去し、次いで、バッグ側表面を溶剤で再度洗浄した。工具側表面についてスコッチ・ブライトパッド研磨によりプロセスを繰り返した。排気フードを有する領域において磨き作業および洗浄作業を完了して、複合材の塵汚染の分布を解消した。

チタン試験パネルおよびＣＲＥＳ試験パネルの表面処理 チタン試験パネルおよびＣＲＥＳ試験パネルの表面を溶剤で洗浄し、スコッチ・ブライトパッドを用いて研磨した。チタン試験パネルおよびＣＲＥＳ試験パネルの処理された表面にゾルゲル変換コーティングを塗布した。

性能要件 ここに開示されている帯電防止燃料タンクコーティングの一例の性能要件は、以下を含む：（１）体積抵抗率：４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率であり、かつ、ジェット基準流体中の４２日間の環境暴露後に安定である、（２）表面抵抗率：１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率である、（３）破壊電圧：４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧である、（４）電荷減衰：６０秒以下の電荷減衰である、（５）クロスハッチ付着および鉛筆硬度：華氏７５度および華氏１６０度（水）、華氏７５度および華氏１６０度（ジェット基準流体）、華氏７５度（油圧油）、華氏１２０度（凝縮湿度）、高温、低温における浸漬後に良好な付着および耐久性を有する、（６）シーラントと相溶性を有する、（７）７日間の塩水噴霧後も電食の兆候がない。ジェット燃料のような炭化水素流体を表すために、標準試験流体としてジェット基準流体を用いる。

塗布要件：（１）（ＨＶＬＰからのような）噴霧器、静電気、ブラシ、ローラまたはその他の機器により均一に塗布可能である、（２）バッグ側表面上への連続被覆のためにおよそ１．０ミルの乾燥膜厚を有する、（３）加速された硬化能力を有する（華氏１６０度以下の硬化温度が好ましい）、（４）十分な可使時間（典型的には、最低３時間）を有する、（５）（周囲の硬化能力のような）修理および修正が容易である、（６）明色である（複合材表面との色の対比をもたらす）、（７）微量汚染物質とともに基板上に塗布可能である、かつ、（８）露出表面または基板のＵＶ（紫外線）保護。

基板：基板は、（１）テープ積層体の工具およびバッグ側、（２）繊維ガラスの工具およびバッグ側、（３）ゾルゲルを有する露出チタン、（４）ゾルゲルを有する３０４ＣＲＥＳ、ならびに、（５）ゾルゲルを有する１５‐５ＰＨ（析出硬化した）ステンレス鋼（１５‐５ＰＨは、オハイオ州ミドルタウンのＡＫスチール社の登録商標である）を含んでもよい。

実施例１
コーティング供給業者の指示にしたがって、コーティング成分を混合した。混合後、試験パネルにコーティングを塗布する前に、３０分の誘導時間をおいた。試験パネルの複合材のバッグ側表面に最大乾燥膜厚が１．５ミルとなるように均一なクロスコートで（in a uniform crosscoat）コーティングを塗布した。アルミニウム水準パネル（witness panel）を用いて、コーティングの厚みを測定した。連続性および欠陥の有無についてコーティングを観察した。試験パネルの複合材の工具側のチタン表面およびＣＲＥＳ表面に最大乾燥膜厚が１．２ミルとなるように均一なクロスコートでコーティングを塗布した。アルミニウム水準パネルを用いて、コーティングの厚みを測定した。連続性および欠陥の有無についてコーティングを観察した。被覆された試験パネルをはじめに華氏７５度で３０分間硬化させ、次いで華氏１６０度で６０分間強制硬化させた。

実施例２
コーティングの硬化溶液成分との混合に先立って、コーティングの基本成分を塗料シェーカー上で１５分間攪拌した。コーティング供給業者の指示にしたがった混合比を用いて、基本成分を清潔な耐溶剤性かつ耐水性の容器内へ注入した。コーティング供給業者の指示にしたがった混合比を用いて、コーティングの硬化溶液成分を基本成分とともに容器内へ注入し、当該二成分をかき混ぜた。コーティング供給業者の指示にしたがった混合比を用いて、コーティングのより薄い方の成分を基本成分および硬化溶液成分とともに容器内へ注入し、当該三成分をかき混ぜた。混合後、コーティングを塗布する前に、３０分の誘導時間をおいた。液体コーティングを塗布する前に、マサチューセッツ州ミドルバラのゲルソン社製の中間粗さの塗料ろ過器に液体コーティングを通過させた。表面に乾燥膜厚が０．８ミルから１．２ミルとなるようにコーティングを噴霧塗布した。アルミニウム水準パネルを用いて、複合材上のコーティングの厚みを測定した。連続性および欠陥の有無についてコーティングを観察した。被覆された試験パネルをはじめに華氏７５度で３０分間硬化させ、次いで華氏１６０度で６０分間強制硬化させた。

実施例３
コーティングの硬化剤成分との混合に先立って、コーティングの基本成分を塗料シェーカー上で１５分間攪拌した。硬化剤成分を基本成分とともに容器内へ注入し、当該二成分をかき混ぜた。基本成分および硬化剤成分を収容する容器にチャイムの底まで蒸留水または脱イオン水を充填し、当該三成分をかき混ぜた。混合に用いた蒸留水または脱イオン水は、ＡＳＴＭ Ｄ １１２５（米国試験および材料学会による水の導電性および抵抗率のための標準試験方法）にしたがって測定したとき摂氏２５度で２５Ｓ／ｃｍを超えない導電性を有していた。混合後、コーティングを塗布する前に、誘導時間は必要なかった。液体コーティングを塗布する前に、マサチューセッツ州ミドルバラのゲルソン社製の中間粗さの塗料ろ過器に液体コーティングを通過させた。表面に乾燥膜厚が０．６ミルから１．０ミルとなるようにコーティングを噴霧塗布した。二種のコーティング塗布の場合は、表面に乾燥膜厚が１．２ミルから２．０ミルとなるようにコーティングを噴霧塗布した。アルミニウム水準パネルを用いて、複合材上のコーティングの厚みを測定した。連続性および欠陥の有無についてコーティングを観察した。被覆された試験パネルをはじめに華氏７５度で３０分間硬化させ、次いで華氏１６０度で８時間強制硬化させた。

実施例４
コーティングの硬化剤成分との混合に先立って、コーティングの基本成分を塗料シェーカー上で１５分間攪拌した。コーティング供給業者の指示にしたがった混合比を用いて、基本成分を清潔な耐溶剤性かつ耐水性の容器内へ注入した。コーティング供給業者の指示にしたがった混合比を用いて、硬化剤成分を基本成分とともに容器内へ注入し、当該二成分をかき混ぜた。混合後、コーティングを塗布する前に、３０分の誘導時間をおいた。液体コーティングを塗布する前に、マサチューセッツ州ミドルバラのゲルソン社製の中間粗さの塗料ろ過器に液体コーティングを通過させた。表面に乾燥膜厚が１．０ミルから１．５ミルとなるようにコーティングを噴霧塗布した。アルミニウム水準パネルを用いて、複合材上のコーティングの厚みを測定した。連続性および欠陥の有無についてコーティングを観察した。被覆された試験パネルをはじめに華氏７５度で３０分間硬化させ、次いで華氏１５０度で１時間強制硬化させた。

前述の説明および関連図面に提示された教示の恩恵を受けて、本開示が属する技術分野における当業者は、本開示の多くの修正およびその他の実施形態に想到するだろう。ここに説明した実施形態は、例示のためのものであり、限定的または網羅的であることを意図していない。ここで特定の用語が使用されているが、それらは、包括的かつ記述的な意味においてのみ用いられており、限定を目的とはしていない。

Claims (20)

1. 燃料容器内の静電放電を軽減するための方法であって、
   ４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有し、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率を有し、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧を有し、かつ、６０秒以下の電荷減衰を有する帯電防止コーティングを設け、
   被覆表面を形成するために燃料容器の表面に帯電防止コーティングを塗布する
   ことを含む、方法。
2. 表面に帯電防止コーティングを塗布する前に、表面を洗浄し、かつ、表面に対する帯電防止コーティングの付着を強めるために燃料容器の表面を処理することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 表面に帯電防止コーティングを塗布した後に、約３０分から約７日までの範囲の実効期間にわたり華氏約５５度から華氏約２１０度までの範囲の実効温度で燃料容器の被覆表面を硬化させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 帯電防止コーティングが、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^８Ωｍ（オームメートル）以下の抵抗率を有する、請求項１に記載の方法。
5. 帯電防止コーティングが、静電荷用のブリード経路を提供するために接地されており、かつ、伝搬ブラシ放電（ＰＢＤ）の生成を予防するために燃料補給中に静電荷の蓄積を逃がすことを可能とする、請求項１に記載の方法。
6. 帯電防止コーティングが、水、油圧油およびジェット燃料に対して化学的耐性を有する、請求項１に記載の方法。
7. 帯電防止コーティングが、１つ以上のシーラントと化学的相溶性があり、燃料容器内の１つ以上の構成部品に対する１つ以上のシーラントの付着を可能とし、かつ、紫外線放射と燃料容器の表面との間の障壁を提供する、請求項１に記載の方法。
8. 燃料容器が、航空機の燃料タンクを含む、請求項１に記載の方法。
9. 燃料容器が、１つ以上の導電性および誘電性複合構成部品を含み、かつ、アルミニウム構成部品、チタン構成部品および耐食性鋼鉄（ＣＲＥＳ）構成部品を含む１つ以上の金属構成部品をさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 帯電防止コーティングが、アルミニウム構成部品に対する電食を引き起こさない、請求項９に記載の方法。
11. 航空機の燃料タンク内の静電放電を軽減するための方法であって、
    ４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有し、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率を有し、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧を有し、かつ、６０秒以下の電荷減衰を有する帯電防止コーティングを設け、
    １つ以上の導電性および誘電性複合構成部品を含み、かつ、１つ以上の金属構成部品をさらに含む航空機の燃料タンクを設け、
    連続した被覆表面を形成するために、航空機の燃料タンクの複合構成部品の表面に帯電防止コーティングを塗布し、
    被覆表面を硬化させる
    ことを含む、方法。
12. 複合構成部品の表面に帯電防止コーティングを塗布する前に、表面を洗浄し、かつ、表面に対する帯電防止コーティングの付着を強めるために航空機の燃料タンクの複合構成部品の表面を処理することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 燃料容器内の静電放電を軽減するための帯電防止コーティングであって、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有し、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率を有し、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧を有し、かつ、６０秒以下の電荷減衰を有する、コーティング。
14. コーティングが、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^８Ωｍ（オームメートル）以下の抵抗率を有する、請求項１３に記載のコーティング。
15. コーティングが、静電荷用のブリード経路を提供するために接地されており、かつ、伝搬ブラシ放電（ＰＢＤ）の生成を予防するために燃料補給中に静電荷の蓄積を逃がすことを可能とする、請求項１３に記載のコーティング。
16. 燃料容器が、１つ以上の導電性および誘電性複合構成部品を含み、かつ、アルミニウム構成部品、チタン構成部品および耐食性鋼鉄構成部品を含む１つ以上の金属構成部品をさらに含み、かつ、コーティングが、複合構成部品の１つ以上の表面または金属構成部品の１つ以上の表面に塗布されている、請求項１３に記載のコーティング。
17. コーティングが、アルミニウム構成部品に対する電食を引き起こさない、請求項１６に記載のコーティング。
18. 燃料容器が、航空機の燃料タンクを含む、請求項１３に記載のコーティング。
19. コーティングが、落雷による直接の作用から保護するための設計に影響を及ぼさない、請求項１３に記載のコーティング。
20. 胴体と、
    胴体に動作可能に結合されている翼と、
    胴体および翼のうちの少なくとも一方の内側に配置されている燃料タンクであって、１つ以上の導電性および誘電性複合構成部品を含み、かつ、アルミニウム構成部品、チタン構成部品および耐食性鋼鉄構成部品を含む１つ以上の金属構成部品をさらに含む燃料タンクと、
    燃料タンクの１つ以上の複合構成部品の表面上に塗布されている帯電防止コーティングであって、４０Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^９Ωｍ（オームメートル）以下の体積抵抗率を有し、１００Ｖ（ボルト）以下で測定したとき１．０×１０^１１Ω／ｓｑ（オームパースクエア）以下の表面抵抗率を有し、４０００Ｖ（ボルト）以下の破壊電圧を有し、かつ、６０秒以下の電荷減衰を有する帯電防止コーティングと、
    を含む航空機。

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