JP2020097225A

JP2020097225A - ポリシラザン及び炭素繊維強化ポリマーの積層板

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Publication number: JP2020097225A
Application number: JP2019194221A
Authority: JP
Inventors: パトリックジェー．キンレン，; J Kinlen Patrick; ランディージェー．グローヴ，; J Grove Randy
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Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-06-25
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Abstract

【課題】金属構成要素がＣＦＲＰと電気的又はガルバニック連通する装置において、金属構成要素がガルバニック腐食することを防ぐ、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシートを含む積層板の提供。【解決手段】第１の側面１１０と、第１の側面１１０の反対側の第２の側面１２０とを有する炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシート１０２、及びＣＦＲＰのシート１０２の第１の側面１１０と第２の側面１２０のうちの一方又は両方を覆うポリシラザンの層１３０を備えた積層板１００。【選択図】図１

Description

［０００１］本発明は、炭素繊維強化ポリマーのシートとポリシラザン層とを備えた積層板に関する。

［０００２］繊維強化ポリマー（ＦＲＰ）は、とりわけ、航空宇宙、自動車、船舶、スポーツ用品、及び土木／構造工学の用途に使用される構造要素及び部品を製造するために広く使用されている。ＦＲＰは、高い比強度を有する強固で軽量の材料である。ＦＲＰは、典型的には、繊維と未硬化の結合ポリマーとを混合し、次いで結合ポリマーを硬化させることによって形成される。特定の種類のＦＲＰは炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）である。ＣＦＲＰは、ますます一般的となっており、多数の異なる用途を有している。

［０００３］ＣＦＲＰは、金属構成要素と組み合わせた様々な装置において使用される。例えば、航空機エンジンのスラストリバーサの内壁には、典型的にはハニカム構成に、セル状コアと、このコアに接続された外板とが用いられることが多い。スラストリバーサ壁部のＣＦＲＰ外板には通常、スラストリバーサ壁部に隣接する空洞を通る気流により生成されるノイズを低減するために穴が開けられている。

［０００４］ＣＦＲＰはまた、様々なスポーツ用品を作製するために、セル状コアと組み合わせて使用される。そのような用品の例には、自転車のディスクホイール、スキー、及びスノーボードが含まれる。

［０００５］ＣＦＲＰと金属構成要素とが互いから完全に電気的に単離されない限り、ＣＦＲＰと金属構成要素の組み合わせは、適切な条件（ガルバニック結合が可能な条件）下で、金属からＣＦＲＰへの電子の流れ、即ち、ガルバニック腐食、又は換言すれば金属の酸化を生じさせるであろう。

［０００６］結果として、金属構成要素、例えば、航空機エンジンのスラストリバーサに使用されるアルミニウム製ハニカムコア材料が、ＣＦＲＰに電気接続されるか又はガルバニック結合される装置を、水分により引き起こされる酸化から保護する必要がある。

［０００７］本発明は、金属構成要素がＣＦＲＰと電気的又はガルバニック連通する装置における金属構成要素のガルバニック腐食の問題に解決法を提供する。この解決法は、ポリシラザン又はその混合物を、ＣＦＲＰ及び／又は金属構成要素と、装置を取り巻く環境内の酸素又は水分との間のバリヤ材料として用いることを含む。

［０００８］したがって、本発明は、水及び酸素がＣＦＲＰ内部の炭素繊維と接触することを防ぐために、ポリシラザンのコーティングをＣＦＲＰ上に適用することを含む。結果として、酸化／還元反応が、ＣＦＲＰの中又は表面において酸素を遮断すること又は酸素の還元を実質的に低減することにより防止又は抑制され、即ち、ＣＦＲＰはカソードとして働かず、金属構成要素はアノードとして働かない。したがって、金属構成要素は、アノードとして機能せず、電子を失わない。要するに、金属構成要素は酸化されず、腐食しない。

［０００９］代替的に、ポリシラザン又はその混合物が金属構成要素に適用され、水及び電解質が金属構成要素とＣＦＲＰとの間に電気的又はガルバニック接続を生成することを抑制されることにより、ＣＦＲＰとのガルバニック連通が防止される。

［００１０］一態様において、本発明は、ポリシラザンの層でコーティングした炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシートを含む積層板を提供する。

［００１１］別の態様では、本発明は、第１の側面と、第１の側面の反対側の第２の側面とを有する炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシートを備え、ポリシラザンの層がＣＦＲＰのシートの第１の側面を覆う積層板を提供する。

［００１２］別の態様では、本発明は、第１の側面と、第１の側面の反対側の第２の側面とを有する炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシートに隣接して金属のセル状コアを含み、金属のセル状コアがポリシラザンの層でコーティングされている装置を提供する。

［００１３］別の態様では、本発明は、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシートに電気的に接続された金属構造の酸化を抑制するための方法を提供し、この方法は、液体ポリシラザン組成物をＣＦＲＰのシートに適用すること、及び組成物を硬化させることを含む。

［００１４］一態様において、本発明は、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシートに隣接する金属構造の酸化を抑制するための方法を提供し、この方法は、液体ポリシラザン組成物を金属構造に適用すること、及び組成物を硬化させることを含む。

［００１５］本発明の積層板の側断面図である。［００１６］本発明の積層板の側断面図である。［００１７］ａ、ｂ、及びｃは、金属構造に隣接する積層板の側断面図である。［００１８］孔を有する積層板の斜視図である。［００１９］本発明の積層板の孔を通る、図４のＡ−Ａにおける側断面図である。［００２０］金属構造に隣接する、孔を有する積層板の斜視図である。［００２１］民間航空機のジェット発電装置の断面図である。［００２２］スラストリバーサの内壁の等角断面図である。［００２３］炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシートに電気的に接続された金属構造の酸化を抑制するための例示的方法を示すフロー図である。［００２４］炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシートに隣接する金属構造の酸化を抑制するための例示的方法を示すフロー図である。

［００２５］ここで使用される「ポリシラザン」は、化合物中に複数のＳｉ−−Ｎ反復単位を有するオリゴマー、環式、多環式、線状ポリマー、又は樹脂質ポリマーを意味する。

［００２６］「電気的連通」及び「ガルバニック連通」は、ここでは互換可能に使用され、材料間の電子の伝達又は移動を可能にする材料間の十分な接続を指す。

［００２７］本発明は、金属構成要素がＣＦＲＰと電気的又はガルバニック連通する装置における金属構成要素のガルバニック腐食に対処する。金属及び金属合金という用語は、ここでは互換可能に使用される。本発明は、ポリシラザン又はその混合物を、ＣＦＲＰ及び／又は金属構成要素と、装置を取り巻く環境内の酸素又は水分との間のバリヤ材料として用いることを含む。

［００２８］ＣＦＲＰに接続された金属構成要素を含む装置が、それら部品を互いから完全に単離する方法で製造されることはほとんどない。したがって、このような装置の金属構成要素は酸化及び腐食し易い。例えば、スラストリバーサ壁部の外板といったいくつかのＣＦＲＰシート内の孔は炭素繊維に露出しており、それにより酸素が外板内部の酸素と接触し得る。したがって、例えばスラストリバーサ壁部のセル状コアが、金属、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金から形作られて、ＣＦＲＰと接触するとき、アルミニウムは酸化及び腐食し易い。

［００２９］更に、酸化及び腐食は、水及び電解質がＣＦＲＰと金属構成要素とをつなぐ橋となるために、湿った環境、即ち湿潤環境において増大する。ガルバニック腐食のプロセスは、アルミニウムの腐食率を、アルミニウムがＣＦＲＰにガルバニック結合されていないときに通常起こる率の１００倍以上に上昇させる。

［００３０］したがって、本発明は、ポリシラザン又はポリシラザンの混合物のコーティングを、典型的には溶媒中のポリシラザンの溶液又は懸濁液としてＣＦＲＰ上に適用すること、及びこのコーティングを硬化させることを含み、それにより、ウォータープルーフで良好な撥水特性を有するポリシラザンの層をＣＦＲＰ上に有する積層板が得られる。ポリシラザン層は、水及び酸素がＣＦＲＰ内部の露出した炭素繊維と接触することを防ぐ。このことにより、次に、ＣＦＲＰと金属構成要素との間の酸化／還元反応が、ＣＦＲＰの中又は表面において酸素を遮断すること又は酸素の還元を実質的に低減することにより防止又は抑制され、即ち、ＣＦＲＰはカソードとして働かず、金属構成要素はアノードとして働かない。したがって、金属構成要素は電子を失わず、要するに、金属構成要素は酸化せず、腐食しない。

［００３１］ＣＦＲＰのコーティングに替えて又は加えて、ポリシラザン又はその混合物が金属構成要素に適用され、水及び電解質が金属構成要素とＣＦＲＰとの間に電気的又はガルバニック接続が生成されることを抑制することにより、ＣＦＲＰとのガルバニック連通が防止される。

［００３２］本発明は、一種又は複数種のポリシラザンでコーティングされた炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシートを含む積層板を提供する。ポリシラザンのコーティングは、複数の層の単層とすることができる。ポリシラザンは、典型的には液体ポリシラザン組成物として適用される。このような組成物は、液体担体中のポリシラザン又はポリシラザンの混合物の配合物であり、即ち、溶媒系中のポリシラザン（複数種可）の溶液又は懸濁液である。

［００３３］図１及び図２に示されるように、本発明は、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシート１０２及びポリシラザンコーティングを備えた積層板１００を提供する。ＣＦＲＰシート１０２は、第１の側面１１０と、第１の側面の反対側の第２の側面１２０とを有する。コーティングは、シート１０２の一方の側面の少なくとも一部を覆う。

［００３４］ポリシラザン組成物は、硬化後、シート１０２の一方の側面又は両方の側面にポリシラザンコーティングが存在するように、シートの一方の側面又は両方の側面に適用することができる。したがって、図１に示されるように、積層板１００は、第１の側面１１０と、第１の側面の反対側の第２の側面１２０とを有するＣＦＲＰシート１０２、及びシート１０２の第１の側面１１０の少なくとも一部を覆うポリシラザンの層１３０を備えることができる。これにより、水の蓄積と酸化／還元反応とが防止される。ポリシラザンをシート１０２の両方の側面に適用することにより、さらに腐食からの保護を得ることができる。この代替例が図２に示されている。図２では、ＣＦＲＰシート１０２は、第１の側面１１０と、第１の側面１１０の反対側の第２の側面１２０とを有し、シート１０２の第１の側面１１０をポリシラザンの層１３０が、第２の側面１２０をポリシラザンの層１４０が、それぞれ覆っている。いずれの構成においても、ポリシラザンは、ＣＦＲＰシート１０２の一側面の一部を覆うか、又は、好ましくは、ＣＦＲＰシート１０２の側面全体を覆うことができる。最大の耐食性は、ＣＦＲＰシート１０２の側面全体をコーティングすることにより達成される。

［００３５］本発明の積層板は、一又は複数のＣＦＲＰシートが金属構造又は金属合金構造に隣接する装置において利用することができる。その結果得られる装置は、ポリシラザンコーティングを持たない同様の装置と比較して、向上した耐食性を有する。

［００３６］図３のａ−ｃは、金属構造１６０に隣接する単一の積層板１００を示している。本発明は、二つ以上の積層板１００に対し、金属構造１６０、例えば金属構造１６０の両側が隣接する装置も包含する。加えて、本発明は、単一の積層板１００が二つ以上の金属構造１６０、例えば、第１の側面１１０に隣接する第１の金属構造及び第２の側面１２０に隣接する第２の金属構造に隣接している装置を包含する。

［００３７］図３のａ−ｃは、シート１０２上に異なる構成のポリシラザンを有する単一の積層板１００を示している。図３ａでは、積層板１００はポリシラザン層１３０を第１の側面１１０上に有し、金属構造１６０が第２の側面１２０に隣接している。図３ｂでは、積層板１００はポリシラザン層１４０を第２の側面１２０上に有し、金属構造１６０が第２の側面１２０に隣接している。図３ｃでは、積層板１００は、ポリシラザン層１３０及び１４０を、それぞれ第１の側面１１０及び第２の側面１２０上に有し、金属構造１６０は第２の側面１２０に隣接している。

［００３８］上記構成のいずれにおいても、積層板１００は、金属構造１６０と電気的に接触していても、又は金属構造１６０から電気的に絶縁されていてもよい。多くの装置において、電気的絶縁は達成が困難であり、上記のように、少なくともいくらかの微小な電気的接触が存在し、それは金属の酸化及び腐食を招き得る。ポリシラザン層又はコーティングはウォータープルーフであり、良好な撥水特性を有する。したがって、積層板１００は、水が金属構造１６０及びＣＦＲＰシート１０２と同時と接触することを防ぐこと、及び／又は酸素がシート１０２内部の炭素繊維に到達することを防ぐことにより、金属構造１６０の腐食を最小化することができ、それは次に、ＣＦＲＰシート１０２がカソードとして機能し且つ金属構造１６０がアノードとして機能する酸化−還元反応を防止又は最小化する。

［００３９］図３のａ−ｃは第２の側面１２０に隣接する金属構造１６０を示しているが、金属構造１６０は、積層板１００の第１の側面１１０及び／又は第２の側面１２０に隣接してもよい。

［００４０］積層板１００の一部の使用においては、少なくとも部分的にシート１０２を通って延びる一又は複数の穴又は孔をシート１０２が有することが必要である。複数の孔１７０を有する積層板の一実施例が図４に示されている。以下に更に詳細に説明するように、このような積層板は、航空機エンジンの部品を作製するために有用である。

［００４１］孔１７０は、装置の最終的な用途に応じた形状及びサイズにされる。孔は、多面を有しても、不規則な形状であっても、又はほぼ円形でもよい。例えば、孔１７０は、約０．７５（０．０３インチ）から約１．５ｍｍ（０．０６インチ）、又は約１ｍｍ（０．０４インチ）から約１．２５ｍｍ（０．０５インチ）の直径を有することができる。

［００４２］図４ａに示されるように、孔１７０は、孔の側壁１７２を含む。積層板１００は、孔１７０の側壁１７２上にポリシラザン側壁コーティング１７４が結果として得られるような方法で製造することができる。側壁１７２のポリシラザン側壁コーティング１７４は、更なるウォータープルーフ及び撥水をＣＦＲＰに提供し、ＣＦＲＰと接触する金属構造の腐食を更に低減する。

［００４３］ポリシラザン側壁コーティング１７４は、約１−１０μｍ、約１−５μｍ、又は約２−３μｍの厚さを有することができる。このような厚さは、積層板の腐食低減特性を達成するために十分であり、孔の直径を最小限に変化させるにすぎない。

［００４４］金属構造１６０は、金属のセル状コア、好ましくはハニカムコア、例えばアルミニウムハニカムコアとすることができる。ハニカムコアは、航空機、並びに自転車のディスクホイール、スキー及びスノーボード等のスポーツ用品を含む様々な用途に使用される。一部の実施例では、金属のセル状コアは、航空機エンジンのスラストリバーサの金属のハニカムコアである。金属のハニカムコアは、アルミニウム又はアルミニウム合金とすることができる。

［００４５］図５は、金属構造１６０がハニカムコア１６２であり、ハニカムコアが積層板１００に隣接している装置を示している。一部の装置では、積層板１００及びハニカムコア１６２は、互いに物理的に接続されている。いくつかの装置では、積層板１００及びハニカムコア１６２は、物理的に接続されているが、電気的には互いから絶縁されている。代替的に、積層板１００は、ハニカムコア１６２と電気的に接触している。上述のように、積層板１００がハニカムコア１６２等の金属構造と電気的に接触しているとき、積層板のポリシラザン層は、金属構造に増強された腐食保護を提供する。

［００４６］図５に示される積層板１００のシート１０２は穿孔されている。代替的には、シート１０２は孔を有さない。

［００４７］本発明の積層板は、航空機エンジンのスラストリバーサの構成要素を製造するために特に有用である。スラストリバーサ壁部は、典型的にはエポキシ含浸穿孔炭素繊維ファブリックの、最上層と、ハニカムコアと、エポキシ含浸炭素繊維ファブリックとすることができる材料の最下層とを有するサンドイッチ構造である。

［００４８］ＣＦＲＰ上のポリシラザンのコーティング又は層は、水をはじき、酸素の還元を防ぐ。ＣＦＲＰシート及び金属構造がスラストリバーサ壁部の構成要素であり、ＣＦＲＰシートが穿孔されている場合、ポリシラザンコーティングと孔の組み合わせにより、スラストリバーサを通って空気が流れるにつれて金属が急速に乾燥する。これはスラストリバーサ壁部上及びリバーサコア内部における水の蓄積を防ぎ、結果として、コアの腐食が低減するであろう。

［００４９］図６に示されるように、典型的な民間航空機ジェット発電装置２０１は、エンジン２０２、付属のカウリング２０３、ファン２０４、及びスラストリバーサカウリング２０５を備える。ファン２０４は、ファンの気流の矢印２０７により示されるように、発電装置２０１に空気を取り込む。ファンの気流は、カウリング２０３に入り、スラストリバーサ内壁２１０とスラストリバーサ外壁２１２との間の環状のファン空気バイパスダクト２０８を通過する。スラストリバーサ内壁２１０は、内表面２１４及び外表面２１６を有する。

［００５０］図７に示されるように、スラストリバーサ内壁２１０は、穿孔された炭素繊維、典型的には炭素繊維強化樹脂の最上層３２０を有するサンドイッチ構造である。孔３２２は、例えば層が特に穿孔レイアップツール（図示しない）上で硬化されるとき、いずれかの従来の方法で最上層３２０に製造される。孔３２２は、スラストリバーサ内壁２１０の適切な音響的特性を維持するように設計される。発電装置２０１に取り付けられるとき、穿孔炭素繊維の最上層３２０の最上面３２４は、ファンの気流２０７と直接相互作用する。

［００５１］孔３２２は、実質的に円形で、スラストリバーサ壁部に隣接する空洞を通過する空気が生じさせるノイズを低減する大きさである。好ましい孔３２２は、約０．７５（０．０３インチ）から約１．５ｍｍ（０．０６インチ）の直径を有する。更に好ましくは、孔は、約１ｍｍ（０．０４インチ）から約１．２５ｍｍ（０．０５インチ）の直径を有する。

［００５２］最適なノイズ低減は、壁部２１０の面積の約１−２０％、約５−１８％、又は約７−１４％を覆う孔により得られる。

［００５３］接着剤２３６の層は、典型的には、穿孔炭素繊維の最上層３２０を金属、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金のハニカムコア３３０に接着するために使用される。接着剤は、音響的特性のために、穿孔された穴を結合後維持し、シートと金属構成要素との間に最大の接着を与えるために網状とすることができる。適切な接着剤には、ポリイミド及びビスマレイミドの接着剤材が含まれる。

［００５４］一部の実施例では、ハニカムコア３３０は、特定のハニカムセル３３５を形成するために波形を付け、次いで接着性樹脂３３３を用いて結合させ、同じ又は異なる樹脂（図示しない）でコーティングしたアルミニウム又はアルミニウム合金強化シート３３２を含む。

［００５５］最上層３２０は、スラストリバーサの内壁２１０上にウォータープルーフ及び撥水層３３４を生成するためにポリシラザンでコーティングされる。したがって、壁部２１０は、ＣＦＲＰのシート及びポリシラザンの層を含む積層板である。ポリシラザン層３３４は、約１−１０μｍ、約１−５μｍ、又は約２−３μｍの厚さを有する。このような厚さは、孔の減音特性が維持されるように、孔の直径を最小限に変化させる。

［００５６］ポリシラザン層は、極めて撥水性であり、ＣＦＲＰ積層板壁部２１０が迅速に水を流すことを可能にする。水を迅速に流すことで、空気が構造を通って流れるとコア３３０は迅速に乾燥する。これはスラストリバーサ壁部及びリバーサコア内部における水の蓄積を防ぎ、結果として、コアの腐食が低減するであろう。

［００５７］水によって媒介されるコアの腐食を低減するため、層３３４は、最上層３２０とハニカムコア３３０との間の電気的絶縁層に対する必要性を排除又は低減する。しかしながら、一部の実施例では、電気的絶縁材料の任意選択的層（図示しない）がＣＦＲＰシートとハニカムコアとの間に位置してＣＦＲＰ層からコアを電気的絶縁してもよい。適切な電気的絶縁材料は、繊維ガラスの層である。

［００５８］スラストリバーサ外壁２１２は、内壁２１０について記載したように、積層板を含むように製造することもできる。

［００５９］基層３３８は、ハニカムコア３３０の底面３４０に対して、例えば接着剤の層３４２により付着させる。基層は、ＣＦＲＰでも、アルミニウム又はアルミニウム合金といった金属でもよい。

［００６０］一部の実施例では、スラストリバーサ内壁２１０は、基層３３８の底部に付着した絶縁層３４５を有し、この絶縁層は、発電装置に取り付けたときエンジン２０２に隣接及び近接する層である。

［００６１］本発明の積層板の製造は、液体ポリシラザン組成物をＣＦＲＰのシートに適用すること、及び組成物を硬化させることを含む。ポリシラザンの硬化は、簡便には、周囲温度及び圧力で実行される。硬化は熱で加速させることもできる。

［００６２］液体ポリシラザン組成物における使用のための適切な溶媒は、ポリシラザンに対して不活性である。即ち、ポリシラザンの担体として機能するのであって、ポリシラザンと反応しない。このような溶媒には、炭化水素、Ｃ_２−Ｃ_６カルボン酸のＣ_１−Ｃ_６アルキルエステル、及びこれらの混合物が含まれる。代表的な炭化水素には、直鎖又は分岐鎖Ｃ_７−Ｃ_１０炭化水素（例えば、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタン）、環式Ｃ_５−Ｃ_１０飽和炭化水素、例えばシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等、及び芳香族炭化水素、例えばトルエン及びキシレンが含まれる。代表的なアルキルエステルには、酢酸ｔ−ブチルが含まれる。液体ポリシラザン組成物は、３−アミノプロピルトリエトキシシランといったシランも含み得る。

［００６３］一部の実施例では、ポリシラザンは、液体ポリシラザン組成物中に組成物の約１０−５０重量％の濃度で存在する。他の実施例では、ポリシラザンは、液体ポリシラザン組成物中に組成物の約１０−２０重量％の濃度で存在する。他の実施例では、ポリシラザンは、液体ポリシラザン組成物中に組成物の約１２−１５重量％、又は１３−１４重量％の濃度で存在する。

［００６４］適切な液体ポリシラザン組成物には、Ｄｕｒａｚａｎｅ（登録商標）（例えば、Ｄｕｒａｚａｎｅ（登録商標）１５００ＲＣ及び１５００ＳＣ、ＡＧＳＴｕｔｏＰｒｏｍ（登録商標）、及びＨｕｎｔｉｎｇｔｏｎＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓからＨＳ−９２２として市販されているポリシラザン樹脂／溶媒ブレンドが含まれる。

［００６５］ポリシラザンは、シリコン原子と窒素原子が交互に基礎的バックボーンを形成するポリマーである。各シリコン原子は二つの別個の窒素原子に結合し、各窒素原子は二（２）つのシリコン原子に結合する。結果的に、式［Ｒ_１Ｒ_２Ｓｉ−ＮＲ_３］_ｎの鎖及び環の両方が生じる。Ｒ_１−Ｒ_３はそれぞれ、水素原子又は有機置換基を表す。典型的な有機置換基は、１−６の炭素原子と、アリル及びビニルといった不飽和基とを有するアルキル基である。

［００６６］すべてのＲ基が水素原子であるとき、ポリマーは、ペルヒドロポリシラザンとして設計される。ペルヒドロポリシラザンは、無機ポリシラザンとしても知られ、式［Ｈ_２Ｓｉ-ＮＨ］_ｎで表すことができる。

［００６７］炭化水素置換基がシリコン原子に結合しているとき、ポリマーは、オルガノポリシラザンと命名される。オルガノポリシラザンは、有機ポリシラザンとしても知られ、式［Ｒ_１Ｒ_２Ｓｉ−ＮＨ］_ｎ（Ｒ_１及びＲ_２はそれぞれ水素又は炭化水素基であり、ここでＲ_１及びＲ_２のうちの少なくとも一つは水素でない）により表すことができる。好ましいＲ_１及びＲ_２基は、１−６の炭素原子を有するアルキル基、ビニル、及びアリルである。

［００６８］ここでの使用のために適切なポリシラザンは、米国特許第４３９５４６０号及び同第６３２９４８７に開示されている。

［００６９］米国特許第４３９５４６０号に開示されるポリシラザンは、不活性で、本質的に無水の、２５℃から３７０℃の範囲の温度の雰囲気内において、
（Ａ）アンモニアと、
（Ｂ）
（ｉ）一般式［Ｃｌ_ａＲ_ｂＳｉ］_２を有する塩素含有ジシラン
及び
（ｉｉ）一般式［Ｃｌ_ｃＲ_ｄＳｉ］_２を有する塩素含有ジシランの混合物
からなる群より選択される塩素含有ジシランと
を接触させて反応させることにより調製することができ、
上式中、
ａは１．５−２．０の値を有し、
ｂは１．０−１．５の値を有し、
ｃとｄの比は１：１から２：１の範囲内であり；
ａ＋ｂの和は３に等しく；
ｃ＋ｄの和は３に等しく；且つ
いずれの場合のＲも、ビニル基、１−３の炭素原子のアルキルラジカル及びフェニル基からなる群より選択される。

［００７０］米国特許第６３２９４８７号に開示されるポリシラザンは、
［００７１］ａ）少なくとも一つのＳｉ−−Ｈ接合を有する少なくとも一つのハロシランを液体無水アンモニア中に導入することであって、液体無水アンモニアの量がハロシラン上のシリコン−ハライド接合の化学量論量の少なくとも二倍であり、ハロシランが無水液体アンモニアと反応して前駆アンモノリシス生成物及びハロゲン化アンモニウム塩又はその酸が形成され、ハロゲン化アンモニウム塩又はその酸が無水液体アンモニアに可溶化されイオン化されることにより、酸性環境が提供される、導入すること；及び
［００７２］ｂ）ステップ（ａ）のハロシランからの新規シラザン及び／又はポリシラザン中に取り込まれるＳｉ−−Ｈ接合の量に対してＳｉ−−Ｈ接合の数を減らすために十分な時間にわたり、前駆アンモノリシス生成物を酸性環境に維持すること
により調製することができる。

［００７３］ＣＦＲＰシート上にポリシラザン層を形成するために使用されるポリシラザンは、無機ポリシラザン、有機ポリシラザン、又はこれらの混合物とすることができる。いくつかの実施例では、ポリシラザンは、無機ポリシラザン又はその混合物である。

［００７４］他の実施例では、ポリシラザンは、有機ポリシラザン又はその混合物である。

［００７５］ここに開示される積層板の製造の間に、液体ポリシラザン組成物は、ポリシラザンの硬化時に、任意の所望の厚さを有するポリシラザンの層を生成する厚さでＣＦＲＰシートに適用することができる。ポリシラザン層の好ましい厚さは、約１−１０μｍ、約１−５μｍ、又は約２−３μｍである。そのような厚さは、ＣＦＲＰシート中に存在する孔のいずれかを閉塞させることも、又はそのような孔のいずれの直径を変更することもなく、適当な水及び酸素のバリヤを形成するために十分である。そのような層の厚さを与えるための適切な適用レートは約５−１５ｍＬ／ｍ^２である。

［００７６］特定の実装態様を開示したが、本発明が関連する技術分野の当業者には、本発明にはその精神及び範囲から逸脱せずに多くの修正例及び変形例が可能であることが明らかであろう。

［００７７］したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲の要素の精神及び範囲、又はその妥当な等価物によってのみ制限されると考慮するべきである。

［００７８］条項１．第１の側面と、第１の側面の反対側の第２の側面とを有する炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシート、及びＣＦＲＰのシートの第１の側面と第２の側面のうちの一方又は両方を覆うポリシラザンの層を備えた積層板。
［００７９］条項２．ＣＦＲＰのシートの第１の側面が孔を含む、条項１による積層板。
［００８０］条項３．ＣＦＲＰのシートの第１の側面と第２の側面のうちの少なくとも一方が金属と電気的に連通している、条項１又は条項２による積層板。
［００８１］条項４．シートの第１の側面と第２の側面のうちの少なくとも一方が、金属のセル状コア又は金属合金のセル状コアと電気的に連通している、条項２による積層板。
［００８２］条項５．孔が、約０．７５（０．０３インチ）から約１．５ｍｍ（０．０６インチ）の直径を有する、条項２−４のいずれか一つによる積層板。
［００８３］条項６．孔の側壁がポリシラザンでコーティングされている、条項２−５のいずれか一つによる積層板。
［００８４］条項７．ポリシラザンの層が約１−１０μｍの厚さを有する、条項１−６のいずれか一つによる積層板。
［００８５］条項８．孔がシートの第１の側面の約５−２０％を覆う、条項２−７のいずれか一つによる積層板。
［００８６］条項９．ポリシラザンが無機ポリシラザン、有機ポリシラザン、又はこれらの混合物である、条項１−８のいずれか一つによる積層板。
［００８７］条項１０．ＣＦＲＰのシートが露出した炭素繊維を含む、条項１−９のいずれか一つによる積層板。
［００８８］条項１１．金属のセル状コアがアルミニウムを含む、条項１−１０のいずれか一つによる積層板。
［００８９］条項１２．条項１−１１のいずれか一つによる積層板を備えた航空機エンジンのスラストリバーサ。
［００９０］条項１３．炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシートに電気的に接続された金属構造の酸化を抑制するための方法であって、ＣＦＲＰのシートが第１の側面と、金属構造と電気的に連通する第２の側面とを有し、本方法が、液体ポリシラザン組成物を少なくともＣＦＲＰのシートの第１の側面に適用すること、及び組成物を硬化させることを含む、方法。
［００９１］条項１４．液体ポリシラザン組成物が、無機ポリシラザン、有機ポリシラザン、又はこれらの混合物を含む、条項１３による方法。
［００９２］条項１５．液体ポリシラザン組成物が、ポリシラザンと、ポリシラザンに対して不活性の溶媒との溶液を含む、条項１３又は条項１４による方法。
［００９３］条項１６．溶媒が、炭化水素、Ｃ_２−Ｃ_６カルボン酸のＣ_１−Ｃ_６アルキルエステル、及びこれらの混合物より選択される、条項１５による方法。
［００９４］条項１７．ポリシラザンが、液体ポリシラザン組成物中に組成物の約１０−５０重量％の濃度で存在する、条項１３−１６のいずれか一つによる方法。
［００９５］条項１８．ポリシラザンが、液体ポリシラザン組成物中に組成物の約１０−２０重量％の濃度で存在する、条項１３−１６のいずれか一つによる方法。
［００９６］条項１９．液体ポリシラザンが、第１の側面に、ポリシラザンの硬化時に約１−１０μｍの厚さを有するポリシラザンの層を生成する厚さで適用される、条項１３−１８のいずれか一つによる方法。
［００９７］条項２０．液体ポリシラザンが、第１の側面に、約５−１５ｍＬ／ｍ^２のレートで適用される、条項１３−１９のいずれか一つによる方法。

［００９８］本明細書では、詳細に且つその特定の実施例を参照して記載したが、当業者には、特許請求の範囲に規定される範囲から逸脱せずに修正例及び変形例が可能であることが明らかであろう。更に詳細には、いくつかの態様が特に有利であるとしてここに特定されているが、本開示内容は必ずしもそのような特定の態様に限定されるものではない。

Claims

第１の側面（１１０）と、前記第１の側面の反対側の第２の側面（１２０）とを有する炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシート（１０２）、及び前記ＣＦＲＰのシート（１０２）の前記第１の側面（１１０）と前記第２の側面（１２０）のうちの一方又は両方を覆うポリシラザンの層（１３０）を備えた積層板（１００）。
前記ＣＦＲＰのシート（１０２）の前記第１の側面（１１０）が孔（１７０）を含む、請求項１に記載の積層板（１００）。
前記ＣＦＲＰのシート（１０２）の前記第１の側面（１１０）と前記第２の側面（１２０）のうちの少なくとも一方が金属と電気的に連通する、請求項２に記載の積層板。
前記シート（１０２）の前記第１の側面（１１０）と前記第２の側面（１２０）のうちの少なくとも一方が、金属のセル状コア（１６０）又は金属合金のセル状コア（１６０）と電気的に連通する、請求項２に記載の積層板（１００）。
前記孔（１７０）が、約０．７５（０．０３インチ）から約１．５ｍｍ（０．０６インチ）の直径を有する、請求項４に記載の積層板（１００）。
前記孔の側壁（１７２）が、ポリシラザン（１７４）でコーティングされている、請求項５に記載の積層板（１００）。
前記ポリシラザンの層（１７４）が約１−１０μｍの厚さを有する、請求項６に記載の積層板（１００）。
前記孔（１７０）が、前記シート（１０２）の前記第１の側面（１１０）の約５−２０％を覆う、請求項７に記載の積層板（１００）。
前記ポリシラザンが、無機ポリシラザン、有機ポリシラザン、又はこれらの混合物である、請求項８に記載の積層板（１００）。
前記ＣＦＲＰのシート（１０２）が露出した炭素繊維を含む、請求項９に記載の積層板（１００）。
前記金属のセル状コア（１６０）がアルミニウムを含む、請求項１０に記載の積層板（１００）。
請求項１に記載の積層板（１００）を備えた航空機エンジンのスラストリバーサ（２０５）。
炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のシート（１０２）に電気的に接続された金属構造の酸化を抑制するための方法であって、前記ＣＦＲＰのシート（１０２）が第１の側面（１００）と、前記金属構造に電気的に連通する第２の側面（１２０）とを有し、本方法が、液体ポリシラザン組成物を前記ＣＦＲＰのシート（１０２）の少なくとも前記第１の側面（１１０）に適用すること、及び前記組成物を硬化させることを含む、方法。
前記液体ポリシラザン組成物が、無機ポリシラザン、有機ポリシラザン、又はこれらの混合物を含む、請求項１３に記載の方法。
前記液体ポリシラザン組成物が、ポリシラザンと、前記ポリシラザンに対して不活性な溶媒との溶液を含む、請求項１３に記載の方法。
前記溶媒が、炭化水素、Ｃ_２−Ｃ_６カルボン酸のＣ_１−Ｃ_６アルキルエステル、及びこれらの混合物から選択される、請求項１５に記載の方法。
前記ポリシラザンが、前記液体ポリシラザン組成物中に前記組成物の約１０−５０重量％の濃度で存在する、請求項１６に記載の方法。
前記ポリシラザンが、前記液体ポリシラザン組成物中に前記組成物の約１０−２０重量％の濃度で存在する、請求項１６に記載の方法。
前記液体ポリシラザンが、前記第１の側面（１１０）に、前記ポリシラザンの硬化時に約１−１０μｍの厚さを有するポリシラザンの層（１３０）を生成する厚さで適用される、請求項１７に記載の方法。
前記液体ポリシラザンが、前記第１の側面（１１０）に、約５−１５ｍＬ／ｍ^２のレートで適用される、請求項１９に記載の方法。