JP2019531512A - 構造物とその形成方法 - Google Patents

Abstract

振動低減構造物が、ハニカムと当該ハニカムのセルの少なくとも一部分の内表面の少なくとも一部分における振動減衰コーティングとを含む。振動減衰コーティングは、アクリル系ポリマー又はコポリマーのエマルジョン及び振動減衰フィラーを含むコーティング組成物を硬化することによって形成される。構造物は、ハニカムの上側表面及び下側表面の双方に結合された接着剤を含み得る。接着剤には２片のシースが結合され、一つがハニカムの上側表面に、一つが下側表面に結合される。

Description

航空宇宙の分野において、航空機を通り抜ける振動及び音の伝達を低減する必要性が存在する。振動及びバックグラウンドノイズは乗客にとって不快であり、振動はコンポーネントに機械的応力を引き起こし得る。

重量を航空機に加えることは、重量増加に関連して燃料消費が増えることになるので望ましくない。また、重量を航空機に加えることにより、離陸及び着陸に必要な距離が増え、対気速度が低減し得る。

したがって、減衰コンポーネントにより加わる重量を最小限にする航空機用の改善された振動減衰構造物が必要とされている。

米国特許出願公開第２００８／１８２０６７（Ａ１）号明細書 米国特許第５，３６８，９１６号明細書

この必要性は本発明により満たされる。本発明は、改善された振動減衰構造物を含むシステム、及びこれを作製する方法に関する。構造物は、対向表面と、それぞれが内表面を有する複数の開放セルとを有するハニカムを含む。構造物は、当該セルのいくつかの内表面の少なくともいくつかに、好ましくは当該セルの実質的にすべての内表面の実質的に全体に、振動減衰コーティングを含む。

コーティングは、アクリル系ポリマー又はコポリマーのエマルジョンを含むコーティング組成物を硬化することによって形成される。当該エマルジョンはポリマー粒子及び振動減衰フィラーを含む。振動減衰フィラー対ポリマー粒子の重量比は典型的に２：１〜８：１である。振動減衰フィラーは、組成物の少なくとも１５重量％である。構造物は、振動伝達が、以下の一以上により測定されるように低減されるのに十分な減衰コーティングを含む。
ａ．ＡＳＴＭ Ｅ７５６により測定された振動減衰損失係数が、振動減衰コーティングなしの構造物よりも少なくとも０．０５高く、又は
ｂ．ＡＳＴＭ Ｅ９０により測定された音響透過損失が、振動減衰コーティングなしの構造物よりも少なくとも約５デシベル高く、典型的には約２０デシベルまで高い。

振動減衰フィラーは、マイカを含み、随意的には本質的にマイカからなる。マイカは複数の粒子を含み得る。ここで、粒子の３重量％以下が、３００ミクロンの直径よりも大きい。

構造物は通常、航空機アプリケーションに対し、ハニカムの両表面に結合された接着剤と、当該接着剤によりハニカムに結合されたハニカムの両表面に対する一片のシースとを含む。接着剤は、熱硬化性ポリマー接着膜を含み得る。

シースは、アルミニウム又は繊維強化ポリマーから形成することができる。各シース片は、厚さが約０．００５インチ（０．１２７ミリメートル）〜約０．１インチ（２．５４ミリメートル）に形成され得る。

航空機のコンポーネントは極低温にさらされ得る。好ましくは、アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーは、約−４０℃〜約０℃のガラス遷移温度を有する。

好ましくは、アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンは、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄスピンドル＃３により華氏７３度（２２．７８℃）及び毎分１０回転のもとで測定された８００センチポアズ（８００ミリパスカル秒）未満の粘度を有する。

振動減衰コーティングは、厚さが約０．００２インチ（０．０５１ミリメートル）〜約０．０１５インチ（０．３８１ミリメートル）となり得る。

構造物は、いずれかのサイズとしてよいが典型的には、航空機床部分の寸法にまで加工される前において、幅４フィート（１．２２メートル）×長さ８又は１２フィート（２．４４又は３．６６メートル）に作られる。

本発明のこれら及び他の特徴、側面及び利点が、以下の説明、添付の特許請求の範囲、及び添付図面を参照することにより良好に理解される。

本発明の特徴を有する構造物の斜視図であり、層が部分的に除去されている。 図１に例示される構造物の、図１の２−２線に沿った断面図である。

ここに使用されるように、次の用語及びそのバリエーションは、当該用語が使用される文脈により異なる意味が明確に意図されない限り、以下に与えられる意味を有する。

本明細書全体を通して使用される化学用語及び一般用語の定義は、ここで詳細に記載されるが、そうでないことが示されない限り、化学元素は、元素周期表ＣＡＳ版、化学物理ハンドブック第７５版内表紙に従って特定され、ここに特に記載されない場合の特定の官能基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐｓ）は、有機化学の一般原則、及び有機化学第４版、Ｌ．Ｇ．Ｗａｄｅ，Ｊｒ．著、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ社、Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ、１９９９に記載される特定の官能基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｉｅｔｉｅｓ）及び反応性により記載される。

用語「溶液」は、溶媒及び溶質を含む組成物を称し、真の溶液及び懸濁液を含む。溶液の例には、液体に溶解した固体、液体又は気体、及び液体に懸濁した粒子又はミセルを含む。

用語「エマルジョン」は、（洗剤のような）界面活性剤の援助により水中の分散されている微小液滴（アクリル系コポリマー）の微細分散液を称し、溶液又はブレンドとは区別される用語である。

用語「ＡＳＴＭ Ｅ７５６」は、次のパラメータを使用した本願の有効出願日現在の数のＡＳＴＭ試験を称する。すなわち、ＡＳＴＭ試験の図２ａの形状の、減衰構造物及び非減衰構造物に対する高さ０．４インチ（約１．０２センチメートル）の試料が、周囲室温及び周囲湿度において周波数１，８００Ｈｚで試験される。材料は、周囲室温及び周囲室湿度において、試験前にパネルとして使用するのに十分となるようにエージングされる。その試験の結果が「ピーク損失係数」である。

用語「ＡＳＴＭ Ｅ９０」は、次のパラメータを使用した本願の有効出願日現在の数のＡＳＴＭ試験を称する。すなわち、減衰構造物及び非減衰構造物に対する厚さ又は高さ０．４インチ（１．０２センチメートル）の試料が、周囲室温及び周囲室湿度において、ノイズ周波数１，０００Ｈｚで試験される。材料は、周囲室温及び周囲室湿度において、試験前にパネルとして使用するのに十分となるようにエージングされる。その試験の結果が「音響透過損失（ＳＴＬ）」である。

図１及び２を参照すると、本発明は、構造物１００を含むシステムに関する。構造物１００は、対向表面を有するハニカム１０２と、上側表面１０４と、下側表面１０６とを含む。構造物１００は複数の開放セル１０８を含む。各セル１０８は内表面１１０を有する。セル１０８の少なくとも一部分の内表面１１０の少なくとも一部分には、振動減衰コーティング１１２が存在する。随意的に、セル１０８の実質的にすべての内表面１１０の実質的にすべては、その上に振動減衰コーティング１１２がされている。

ハニカム１０２は、可撓性又は剛性の構造材料であり、これは、一緒になって高い比剛性、高い比強度、及び特異エネルギー吸収特性を有する軽量ハニカム形状構造物を形成する複数の稠密充填幾何学セル１０８を含む。かかるハニカム形状構造物は業界周知である。図１及び２に例示されるように、ハニカム１０２を形成するセル１０８の幾何学形状は、蜂により構築される天然のハニカム１０２の構造物に類似した六角形としてよい。代替的に、充填されたセル１０８の幾何学形状は、非六角形でもよい。例えば、セル１０８は、円形、楕円形、三角形、正方形、矩形、五角形、並びに八角形又は他の適切な形状としてよく、様々な幾何学形状の過度に拡張された構造物を含んでよい。また、強化ハニカム及び他の規則的又は不規則的セル骨格構造も適切である。典型的には、各セル１０８の断面が、約０．１２５インチ（３．１８ミリメートル）〜約１インチ（２５．４ミリメートル）の最大エッジ間距離を有するエリアを画定する。

ハニカム１０２は典型的に、アルミニウム箔又は紙のような軽量材料から作られる。ハニカム１０２には、フェノール樹脂が含浸されたアラミド紙が一般に使用される。好ましくはハニカム１０２は、メタアラミド繊維又はパラアラミド繊維から作られる。これらはそれぞれＮｏｍｅｘ（登録商標）又はＫｅｖｌａｒ（登録商標）の商標名で、双方ともＤｕＰｏｎｔにより販売されるアラミド紙には、耐熱性フェノール樹脂が含浸される。

典型的にハニカム１０２は、ハニカム１０２が使用される構造物１００のアプリケーションに応じて、厚さが約０．１２５インチ（３．１８ミリメートル）〜約４インチ（１０．２センチメートル）である。またも典型的なことだが、ハニカム１０２は、密度が約２４ｋｇ／ｍ３〜約２００ｋｇ／ｍ３である。

振動減衰コーティング１１２は、ポリマー粒子及び振動減衰フィラーを含むアクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンを含むコーティング組成物を硬化させることによって形成される。振動減衰コーティング１１２は任意の厚さとしてよいが、好ましくは、振動減衰コーティング１１２の厚さは、約０．００２インチ（０．０５１ミリメートル）〜約０．０１５インチ（０．３８１ミリメートル）である。

アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーは、一種又は多種いずれかのモノマーからなるアクリル酸のエステル（例えばブチルアクリレート、エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート等）に基づくモノマーの重合生成物である。アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーは、室温で可撓性であり、約−４０℃〜約０℃のガラス遷移温度を有し得る。アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンの粘度は、好ましくは、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄスピンドル＃３により華氏７３度（２２．７８℃）及び毎分１０回転で測定された８００センチポアズ（８００ミリパスカル秒）未満となる。好ましくは、アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンはｐＨ７を超える。例えば、アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンは、フロリダ州のＶｉｎａｖｉｌ Ａｍｅｒｉｃａｓ、１１４４ Ｅａｓｔ Ｎｅｗｐｏｒｔ Ｃｅｎｔｅｒ Ｄｒｉｖｅ、Ｄｅｅｒｆｉｅｌｄ Ｂｅａｃｈ、Ｆｌｏｒｉｄａ ３３４４２に事業所を有するＶｉｎａｖｉｌにより販売されるＶｉｎａｖｉｌ（登録商標）４８１１である。アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンは、コーティング組成物の任意重量パーセントを含み得るが、好ましくは、アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーは約１５〜約４０％の重量パーセントを含む。

振動減衰フィラーは、マイカ、セラミック中空球、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸塩、カオリンのような粘土、及びタルクを含む群から選択することができる。好ましくは振動減衰フィラーは、本質的にマイカからなる。随意的にマイカは、ジョージア州の１００ Ｍａｎｓｅｌｌ Ｃｏｕｒｔ Ｅａｓｔ、Ｓｕｉｔｅ ３００、Ｒｏｓｗｅｌｌ、Ｇｅｏｒｇｉａ ３００７６に事業所を有するＩｍｅｒｙｓ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＭｉｎｅｒａｌｓによりＳｕｚｏｒｉｔｅ（登録商標）２００−ＨＫの商標名で販売される金雲母マイカを含む。好ましくは振動減衰フィラーは、コーティング組成物の、当該コーティング組成物の硬化前に測定される約２０〜約４０％という重量パーセントを含む。

一般にマイカ粒子は、実質的にすべてが３００ミクロン未満のサイズである。随意的に、マイカ粒子の３重量％以下が３００ミクロンを超えるサイズである。マイカ粒子は不規則的な形状なので、用語「サイズ」とは、粒子が通過する最小のふるいの、ふるいサイズを意味する。

コーティング組成物における振動減衰フィラー対ポリマー粒子の重量比は典型的に２：１〜８：１であり、振動減衰フィラーは典型的に、当該コーティング組成物の少なくとも約１５重量％を含む。

構造物１００は、振動を有効に低減するのに十分な振動減衰コーティング１１２を含む。本発明により達成される低減は、次の一つ又は２つのように表現することができる。
ａ．ＡＳＴＭ Ｅ７５６により測定された振動減衰損失係数が、振動減衰コーティング１１２なしの構造物１００よりも少なくとも約０．０５高く、及び／又は
ｂ．ＡＳＴＭ Ｅ９０により測定された音響透過損失が、振動減衰コーティング１１２なしの構造物１００よりも少なくとも約５デシベル高い。

コーティング組成物は、希釈剤に加え、難燃剤、消泡剤、増粘剤、及び液体混合成分のような付加的コンポーネントを含み得る。

許容可能な難燃剤の例は、臭素化有機物、ホスフェート又はポリホスフェート、ホウ酸亜鉛、水酸化アルミニウム又はマグネシウム、三酸化又は五酸化アンチモン等のファミリーに由来する。好ましくは組成物は、イスラエル国のＭｉｌｌｅｎｎｉｕｍ Ｔｏｗｅｒ、２３ Ａｒａｎｈａ Ｓｔｒｅｅｔ、Ｔｅｌ Ａｖｉｖ ６１０７０に事業所を有するＩＣＬにより、Ｆｙｒｏｌ（登録商標）ＦＲ−２の商標名で販売されるトリス（１，３−ジクロロイソプロピル）ホスフェート、コネチカット州の１９９ Ｂｅｎｓｏｎ Ｒｏａｄ、Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ、ＣＴ ０６７４９に事業所を有するＧｒｅａｔ Ｌａｋｅｓ 溶液ｓにより、Ｆｉｒｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）２１００Ｒの商標名で販売されるデカブロモジフェニルエタン、及び／又はコネチカット州１９９ Ｂｅｎｓｏｎ Ｒｏａｄ、Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ、ＣＴ０６７４９に事業所を有するＣｈｅｍｔｕｒａ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによりＡｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｒｉｏｘｉｄｅ Ｍｉｃｒｏｆｉｎｅ（登録商標）ＡＯ３の商標名で販売される酸化アンチモンを含む。好ましくは、難燃剤の総量は、コーティング組成物の約２〜約７重量％としてよい。

一般に消泡剤は、組成物に不溶性であり、界面活性特性を有する。消泡剤製品の本質的な特徴は、低粘度と、発泡表面上に急速に広がる容易性とにある。好ましくは組成物は、水性消泡剤を含む。これは、長鎖脂肪アルコール、脂肪酸石けん又はエステルである鉱物油又は植物油及びワックスを含む。随意的に、ペンシルべニア州の７２０１ Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ｂｌｖｄ． Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ、ＰＡ １８１９５−１５０１に事業所を有するＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＳｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）ＤＦ−３７の商標名で販売されるアセチレン系添加剤が使用される。典型的に消泡剤は、硬化前にコーティング組成物の約０．１〜約１％という重量パーセントを含む。

増粘剤又は濃厚剤は、液体の粘度を、その他の特性を実質的に変えることなく増加させる物質である。増粘剤はまた、他の成分又はエマルジョンの、製品の安定性を増加させる懸濁剤を改善し得る。許容可能な増粘剤は、化学的に置換されたセルロース、ひまし油誘導体、有機ケイ素、ヒュームシリカ、並びに／又は、ベントナイト及びアタパルジャイトのような粘土から選択することができる。随意的に組成物は、英国のＭｏｏｒｆｉｅｌｄ Ｒｏａｄ、Ｗｉｄｎｅｓ、Ｃｈｅｓｈｉｒｅ、Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ、ＷＡ８ ３ＡＡに事業所を有するＲｏｃｋｗｏｏｄ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ＬｉｍｉｔｅｄによりＬａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＲＤＳの商標名で販売される無機ポリリン酸塩解こう剤を組み込んだ合成層状ケイ酸塩を含む。好ましくは増粘剤は、コーティング組成物の約０．１〜約２％という重量パーセントを含む。

成分間の相性を増加させるべく、液体混合コンポーネントが添加されるが、これは、膜形成を援助するとともに、水蒸発速度を調節することもできる。組成物においては、中程度の沸点を有するグリコールエーテル又はアルコールが好ましい。随意的には、オハイオ州の５２００ Ｂｌａｚｅｒ Ｐａｒｋｗａｙ、Ｄｕｂｌｉｎ、ＯＨ ４３０１７に事業所を有するＡｓｈｌａｎｄ社によりグリコールエーテルＥＢの商標名で販売されるエチレングリコールモノブチルエーテルである。好ましくは液体混合コンポーネントは、約１〜約５％という重量パーセントを含む。

コーティング組成物はまた、エマルジョンの一部として希釈剤も含み得る。希釈剤とは、コーティング組成物の硬化中に他の揮発性液体とともに最終的には蒸発する液体であるが、希釈剤を添加することにより、組成物における固形分全体を急速に調整することが可能となる。好ましくは、希釈剤は脱イオン水である。好ましくは、希釈剤は、約１０〜約６５％の重量パーセントを含む。これにより、コーティング組成物の固形分を、硬化前に約３０〜約７０％に調整可能とすることができる。

構造物１００は、ハニカム１０２の上側表面１０４及び下側表面１０６双方に結合された接着剤１１４を含み得る。典型的に接着剤１１４は、エポキシ、フェノール、ポリウレタン及びビスマレイン酸イミドのような熱硬化性タイプ、並びにポリイミド、ポリエステル及びポリイミドのような熱可塑性タイプを含む熱溶解膜接着剤の群から選択される。好ましくは接着剤１１４は、エポキシ系熱硬化性接着膜を含む。接着剤１１４は、ハニカム１０２の上側表面１０４に結合された第１片のシース１１６と、ハニカム１０２の下側表面１０６に結合された第２片のシース１１８とを定位置に保持するべく使用される。

第１片及び第２片のシース１１６、１１８は、モノリシックシート又は繊維強化複合材料から選択される。モノリシックシートは、アルミニウム又は鋼のような金属シート、積層木板、押出プラスチックシート、及び／又はセラミックとしてよい。繊維強化複合材料は典型的に、炭素繊維強化ポリマー、繊維ガラス強化プラスチック、アラミド繊維強化ポリマー、及び天然繊維強化プラスチックを含む。好ましくはシース１１６、１１８は、アルミニウムシート又は繊維強化ポリマー複合材料である。第１片及び第２片のシース１１６、１１８は好ましくは、使用される構造物１００のアプリケーションに応じて約０．００５インチ（０．１２７ミリメートル）厚〜約０．１インチ（２．５４ミリメートル）厚である。

構造物１００がハニカム１０２、振動減衰コーティング１１２、接着剤層１１４、並びに第１片及び第２片のシース１１６、１１８を含む場合、構造物１００は、約０．１２５インチ（３．１８ミリメートル）厚〜約４インチ（１０．２センチメートル）厚となり得る。

構造物１００は、約幅４フィート（１．２２メートル）及び長さ１２フィート（３．６６メートル）までの任意寸法で作ることができる。構造物１００の一つの典型的なアプリケーションは、切断及び加工して航空機床用パネルにすることである。

構造物１００は、良好な振動減衰体となる。ピーク損失係数は、ＡＳＴＭ Ｅ７５６により測定される構造物の振動減衰特性の測定基準である。ハニカムの密度を少なくとも４ポンド毎立方フィート（６４．０７キログラム毎立方メートル）だけ増加させるのに十分な振動減衰コーティング１１２を有する本発明の構造物１００は、ＡＳＴＭ Ｅ７５６により試験されると、周囲室温及び周囲室湿度において少なくとも０．０５、好ましくは少なくとも０．１、及び最も好ましくは少なくとも０．１５との、非減衰構造物と比較した減衰構造物１００の損失係数の変化を与える。これにより、例えば、減衰／コーティングされた構造物１００から作られた床用パネルが装着された航空機において、乗客の快適さのレベルを有意に増加させることができる。

構造物１００はまた、良好なノイズ絶縁体にもなる。音響透過損失（ＳＴＬ）は、ＡＳＴＭ Ｅ９０により測定される構造物のノイズ絶縁特性の測定基準である。ハニカムの密度を少なくとも４ポンド毎立方フィート（６４．０７キログラム毎立方メートル）だけ増加させるのに十分な振動減衰コーティング１１２を有する本発明の構造物１００は、未コーティングのベースパネルよりも少なくとも５デシベル（ｄＢ）、好ましくは少なくとも１０ｄＢ、及び最も好ましくは少なくとも２５ｄＢ高いＳＴＬ値を与える。

振動減衰コーティングの量は典型的に、構造物の密度を、少なくとも４ポンド毎立方フィート（６４．０７キログラム毎立方メートル）だけ、好ましくは少なくとも１０ポンド毎立方フィート（１６０．１９キログラム毎立方メートル）だけ、最も好ましくは少なくとも２０ポンド毎立方フィート（３２０．３７キログラム毎立方メートル）だけ増加させる。使用される振動減衰コーティングの総量は、ハニカムセルにおいて利用可能な体積と航空機重量の悪影響とによって制限される。これらの好ましい量において、減衰／コーティングされた構造物１００から作られた床用パネルが装着された乗客室のノイズレベルは、過度の重量の不利益なしに有意に低減される。再びであるが、静かな客室により、航空機の乗客の快適さ及び満足さのレベルが増加する。

セル１０８のハニカム１０２及び内表面１１０に振動減衰コーティングをコーティングする一つの方法は、ハニカム１０２を、下方に流れる滝を通るように動かすステップを含む。この滝は振動減衰コーティングを含む。下方に流れる滝を通るようにハニカム１０２を動かすことは、一対の対向レール上に配置された車輪付きカートにハニカム１０２を配置することによって達成することができる。振動減衰コーティング１１２の滝が、レールの上方に配置されたスロット付き終端を有する入来前駆体ヘッダによって与えられる。余分な振動減衰コーティングが、キャッチトレイに捕捉される。典型的に、余分な振動減衰コーティングは、圧縮空気のような圧縮ガスによって下方に吹き飛ばされてセル１０８の外に出た後、入来振動減衰コーティングヘッダの下流に位置決めされた圧縮ガスヘッダの終端における下方に配置されたノズルを吹き抜ける。

セル１０８のハニカム１０２及び内表面に振動減衰コーティング１１２をコーティングする代替方法では、ハニカム１０２が静止したまま保持される一方、下方に流れる滝が、オーバーヘッドクレーンによってハニカム１０２に対して側方に動かされる。クレーンにはまた、下方に配置されたノズルも取り付けられる。このノズルは、余分な振動減衰コーティング１１２をセル１０８から吹き飛ばすべく、圧縮ガスを下方に、ハニカム１０２の中へと吹き付ける。随意的に、余分な振動減衰コーティング１１２は、ハニカム１０２の下方に配置されたキャッチトレイに捕捉された後、リサイクルライン及びリサイクルポンプを介して入来振動減衰コーティングへと再利用される。

セル１０８のハニカム１０２及び内表面に振動減衰コーティング１１２をコーティングするさらなる代替方法では、ハニカム１０２は最初に、振動減衰コーティング材料１１２のプールの中に完全に浸漬される。その後、ハニカム１０２は、制御された速度でプールの外へと引き上げられる。ハニカム１０２は、ひとたびプールから完全に出ると、実質的に多孔質の表面を有する支持体に載置され、上述したクレーンに取り付けられたものに類似する空気吹き付けノズルが、余分な振動減衰コーティング１１２をセル１０８の外へと吹き飛ばすべく、ハニカム１０２を覆うように適用される。随意的に、余分な振動減衰コーティング１１２は、ハニカム１０２の下方に配置されたキャッチトレイに捕捉されてリサイクルされる。

随意的に、振動減衰コーティング１１２は、ハニカム１０２に噴霧されてもよい。

セル１０８の内表面１１０が振動減衰コーティング１１２によりコーティングされた後、ハニカム１０２は乾燥フードへと持ち込まれる。乾燥フードでは、強力な空気流が各ハニカムセル１０８を通るように強制される。この乾燥ステップにおいて、振動減衰コーティング１１２におけるキャリア液体の大部分（水、任意の他の揮発性液体等）が蒸発により除去され、振動減衰コーティング１１２の残り部分が、セル１０８の内表面１１０に薄層の固体残留物として粘着する。この残留物は、引き続いてハニカム１０２を取り扱うときに変位することがないように、セル１０８の内表面１１０に十分に接着する必要がある。好ましくはハニカム１０２はさらに、約華氏２５０度（１２１．１１℃）の熱風にさらされる。その結果、セル１０８の内表面１１０上の振動減衰コーティング１１２の残留物が完全に乾燥かつ硬化される。

典型的に、セル１０８の内表面１１０上に保持される振動減衰コーティング１１２の量は、振動減衰コーティング１１２の配合を調整することによって制御することができる。代替的に、さらに多くの量の振動減衰コーティング１１２が所望される場合、上述したコーティング・乾燥サイクルを、同じハニカム１０２について繰り返すことができる。

第１片及び第２片のシース１１６、１１８が繊維強化プラスチックを含む場合、半硬化熱硬化性樹脂が含浸された繊維強化物（「プリプレグ」）が使用されるのが典型的である。第１片及び第２片のシース１１６、１１８のハニカム１０２への接着は、プリプレグにおいて樹脂を硬化させることにより、又はポリイミド若しくはエポキシの接着剤を使用することにより、達成することができる。第１片及び第２片のシース１１６、１１８がアルミニウムシート及び／又は完全に硬化された積層から作られる場合、第１片及び第２片のシース１１６、１１８をハニカム１０２に接合するべく接着剤層１１４が使用されるのが典型的である。この接合ステップは典型的に、構造物１００を、少なくとも華氏２５０度（１２１．１１℃）の温度及び少なくとも３０ｐｓｉ（２０６．８４ｋＰａ）の圧力に少なくとも３０分間さらすことを含む。

約４５％の脱イオン水と、約１％のＬａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）（英国Ｒｏｃｋｗｏｏｄ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）と、約２０％のＶｉｎａｖｉｌ（登録商標）４８１１（フロリダ州Ｖｉｎａｖｉｌ Ａｍｅｒｉｃａｓ）と、約０．１％のＳｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）ＤＦ−３７（ペンシルベニア州Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）と、約４％のグリコールエーテルＥＢ（オハイオ州Ａｓｈｌａｎｄ社）と、約２％のＦｙｒｏｌ（登録商標）ＦＲ−２（イスラエル国ＩＣＬ）と、約２％のＦｉｒｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）２１００Ｒ（コネチカット州Ｇｒｅａｔ Ｌａｋｅｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）と、約０．３％の ＢｕｒｎＥｘＴＭ（マサチューセッツ州Ｎｙａｃｏｌ Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）と、約２７％のＳｕｚｏｒｉｔｅ（登録商標）２００−ＨＫ（ジョージア州Ｉｍｅｒｙｓ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ）とを組み合わせることにより、水性振動減衰組成物１１２が調製された。この組成物は、約４５％の固形分を有し、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度は約８００ｃＰ（スピンドル＃３、１０ＲＰＭ、華氏７３度（２２．７８℃））であった。

約４５％脱イオン水と、約１％のＬａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）と、約２０％のＶｉｎａｖｉｌ（登録商標）４８１１と、約０．１％のＳｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）ＤＦ−３７と、約４％のグリコールエーテルＥＢと、約４％のＦｉｒｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）２１００Ｒ（コネチカット州Ｇｒｅａｔ Ｌａｋｅｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）と、約０．８％の三酸化アンチモン（コネチカット州Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）と、約２７％のＳｕｚｏｒｉｔｅ（登録商標）２００−ＨＫ（ジョージア州Ｉｍｅｒｙｓ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ）とを組み合わせることにより、水性振動減衰組成物１１２が調製された。この組成物は、約４５％の固形分を有し、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度は約９００ｃＰ（スピンドル＃３、１０ＲＰＭ、華氏７３度（２２．７８℃））であった。

構造物１００が、最初に、下方に流れる振動減衰コーティング１１２の滝をハニカム１０２に対して動かすことにより実施例１の振動減衰コーティング１１２をハニカム１０２にコーティングすることによって形成された。次に、下方に配置されたノズルが、圧縮ガスを下方にハニカム１０２の中へと吹き付け、余分な振動減衰コーティング１１２をセル１０８から吹き飛ばした。コーティングされたハニカム１０２はその後、強い空気流が各ハニカムセル１０８を通るように強制される乾燥フードの下に配置されることにより、乾燥かつ硬化された。次に、コーティングされたハニカム１０２はさらに、約華氏２５０度（１２１．１１℃）の熱風にさらされた。その結果、セル１０８の内表面１１０上の振動減衰コーティング１１２残留物が完全に乾燥かつ硬化された。

その後、接着剤１１４が、ハニカム１０２の上側表面及び下側表面１０４、１０６に適用され、その後、第１片及び第２片のシース１１６、１１８が接着剤１１４に適用された。組み付けられた構造物１００がその後、少なくとも華氏２５０度（１２１．１１℃）の温度、及び少なくとも３０ｐｓｉ（２０６．８４ｋＰａ）の圧力に少なくとも３０分間さらされた。

所定の好ましい実施形態を参照して本発明がかなり詳細に説明されたが、他の実施形態も可能である。例えば、本システムは航空機での使用を目的として説明されたが、ボート、船舶及び陸上車両のような他のアプリケーションも可能である。したがって、添付の特許請求の範囲は、本開示に包含される好ましい実施形態の記載に限られるべきではない。

Claims (22)

1. 構造物であって、
   ａ）対向表面とそれぞれのセルが内表面を有する複数の開放セルとを有するハニカムと、
   ｂ）前記セルの実質的にすべての内表面の実質的にすべてにおける振動減衰コーティングと
   を含み、
   前記コーティングは、（ｉ）ポリマー粒子を含むアクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンと（ｉｉ）振動減衰フィラーとを含むコーティング組成物を硬化させることにより形成され、
   振動減衰フィラー対ポリマー粒子の重量比は２：１〜８：１であり、
   前記構造物は、
   ａ）ＡＳＴＭ Ｅ９０により測定された音響透過損失が、前記振動減衰コーティングなしの構造物と比較して少なくとも約５デシベルであること、又は
   ｂ）ＡＳＴＭ Ｅ７５６により測定された振動減衰損失係数が、前記振動減衰コーティングなしの構造物と比較して少なくとも約０．０５であること、
   ｃ）前記ハニカムの双方表面に接着剤が結合されること、
   ｄ）前記ハニカムの双方表面の一方に結合された接着剤に第１片のシースが結合されること、及び
   ｅ）前記ハニカムの他方表面に結合された接着剤に第２片のシースが結合されること
   との基準の少なくとも一つを満たすのに十分な振動減衰コーティングを含む構造物。
2. 前記アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンは約−４０℃〜約０℃のガラス遷移温度を有する請求項１の構造物。
3. 前記アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンは、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄスピンドル＃３により華氏７３度（２２．７８℃）及び毎分１０回転のもとで測定された８００センチポアズ（８００ミリパスカル秒）未満の粘度を有する請求項１の構造物。
4. 前記振動減衰フィラーはマイカを含む請求項１の構造物。
5. 前記振動減衰フィラーは本質的にマイカからなる請求項４の構造物。
6. 構造物であって、
   ａ）対向表面とそれぞれのセルが内表面を有する複数の開放セルとを有するハニカムと、
   ｂ）前記セルの少なくとも一部分の内表面の少なくとも一部分における振動減衰コーティングと
   を含み、
   前記コーティングは、（ｉ）ポリマー粒子を含むアクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンと、（ｉｉ）振動減衰フィラーとを含むコーティング組成物を硬化させることにより形成され、
   振動減衰フィラー対ポリマー粒子の重量比は２：１〜８：１であり、
   前記構造物は、ＡＳＴＭ Ｅ９０により測定された音響透過損失が、前記振動減衰コーティングなしの構造物と比較して少なくとも約５デシベルとなるのに十分な振動減衰コーティングを含む構造物。
7. 構造物であって、
   ａ）対向表面とそれぞれのセルが内表面を有する複数の開放セルとを有するハニカムと、
   ｂ）前記セルの少なくとも一部分の内表面の少なくとも一部分における振動減衰コーティングと
   を含み、
   前記コーティングは、（ｉ）ポリマー粒子を含むアクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンと（ｉｉ）振動減衰フィラーとを含むコーティング組成物を硬化させることにより形成され、
   振動減衰フィラー対ポリマー粒子の重量比は２：１〜８：１であり、
   前記構造物は、ＡＳＴＭ Ｅ７５６により測定された振動減衰損失係数が、前記振動減衰コーティングなしの構造物と比較して少なくとも約０．０５となるのに十分な振動減衰コーティングを含む構造物。
8. 前記セルの実質的にすべての内表面の実質的にすべては、前記振動減衰コーティングがされている請求項６の構造物。
9. 前記アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンは約−４０℃〜約０℃のガラス遷移温度を有する請求項６の構造物。
10. 前記アクリル系ポリマー又はアクリル系コポリマーのエマルジョンは、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄスピンドル＃３により華氏７３度（２２．７８℃）及び毎分１０回転のもとで測定された８００センチポアズ（８００ミリパスカル秒）未満の粘度を有する請求項６の構造物。
11. 前記振動減衰フィラーは本質的にマイカからなる請求項６の構造物。
12. 前記振動減衰フィラーはマイカを含む請求項６の構造物。
13. 前記マイカは複数の粒子を含み、
    前記粒子の３重量％以下が３００ミクロンのサイズよりも大きい請求項１２の構造物。
14. 前記振動減衰コーティングは約０．００２インチ（０．０５１ミリメートル）〜約０．０１５インチ（０．３８１ミリメートル）厚である請求項６の構造物。
15. 前記構造物は航空機の床を目的としたサイズにされる請求項６の構造物。
16. ａ）前記ハニカムの対向表面に結合された接着剤と、
    ｂ）アルミニウム及び繊維強化ポリマーを含む群から選択された少なくとも２片のシースと
    をさらに含み、
    第１片のシースは前記ハニカムの一方表面に結合された接着剤に結合され、
    第２片のシースは前記ハニカムの他方表面に結合された接着剤に結合される請求項６の構造物。
17. 前記少なくとも２片のシースはそれぞれが約０．００５インチ（０．１２７ミリメートル）〜約０．１インチ（２．５４ミリメートル）の厚さを含む請求項１６の構造物。
18. 前記構造物は航空機の床を目的としたサイズにされる請求項１６の構造物。
19. 請求項６の構造物を形成する方法であって、
    ａ）振動減衰コーティングの下方に流れる滝を前記ハニカムに対して動かすステップと、
    ｂ）余分な振動減衰コーティングを、圧縮ガスによって下方に吹き飛ばして前記セルから出すステップと
    を含む方法。
20. 請求項７の構造物を形成する方法であって、
    ａ）振動減衰コーティングの下方に流れる滝を前記ハニカムに対して動かすステップと、
    ｂ）余分な振動減衰コーティングを、圧縮ガスによって下方に吹き飛ばして前記セルから出すステップと
    を含む方法。
21. 前記構造物の密度を、前記振動減衰コーティングなしの構造物と比較して少なくとも４ポンド毎立方フィート（６４．０７キログラム毎立方メートル）だけ増加させるのに十分な振動減衰コーティングを含む請求項６の構造物。
22. 前記構造物の密度を、前記振動減衰コーティングなしの構造物と比較して少なくとも４ポンド毎立方フィート（６４．０７キログラム毎立方メートル）だけ増加させるのに十分な振動減衰コーティングを含む請求項７の構造物。
    

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