JP2574133B2 - 落雷防護方法および改良導電性複合マルチプライ構造物 - Google Patents
落雷防護方法および改良導電性複合マルチプライ構造物Info
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- JP2574133B2 JP2574133B2 JP6126350A JP12635094A JP2574133B2 JP 2574133 B2 JP2574133 B2 JP 2574133B2 JP 6126350 A JP6126350 A JP 6126350A JP 12635094 A JP12635094 A JP 12635094A JP 2574133 B2 JP2574133 B2 JP 2574133B2
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- C09D5/24—Electrically-conducting paints
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、落雷防護に関
し、より詳細には、落雷から招ずる大惨事から航空機お
よびエアロスペース部品を防護するための導電性組成物
に関する。
し、より詳細には、落雷から招ずる大惨事から航空機お
よびエアロスペース部品を防護するための導電性組成物
に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維複合体は、航空機およびエアロ
スペース部品として広く使用されているが、これはアル
ミニウムと比較して非常に好都合な強度対重量の比率、
即ち、約０．７５〜０．１８Gpa ／密度のためである。
裸のアルミニウム構造物の場合には、落雷は、主要な問
題ではなかったが、アルミニウムを塗装した時には、落
雷は、一点に集中する傾向があり、また金属の若干の冶
金学的損傷が生ずる。この損傷は再塗装するならば、目
視的に顕著ではないようなものである。しかしながら、
比較的非導電性である炭素、ホウ素、ガラス、およびア
ラミド繊維複合体を航空機に大幅に応用すると、重大な
問題が雷に関して生じるのである。
スペース部品として広く使用されているが、これはアル
ミニウムと比較して非常に好都合な強度対重量の比率、
即ち、約０．７５〜０．１８Gpa ／密度のためである。
裸のアルミニウム構造物の場合には、落雷は、主要な問
題ではなかったが、アルミニウムを塗装した時には、落
雷は、一点に集中する傾向があり、また金属の若干の冶
金学的損傷が生ずる。この損傷は再塗装するならば、目
視的に顕著ではないようなものである。しかしながら、
比較的非導電性である炭素、ホウ素、ガラス、およびア
ラミド繊維複合体を航空機に大幅に応用すると、重大な
問題が雷に関して生じるのである。
【０００３】複合体を弱らせる吸湿からシールするため
に、複合構造物は、一般に、ポリウレタンベース航空機
等級ペイントで塗装されている。不幸なことに、塗装さ
れた複合材料に落雷した時の影響は、大惨事である。通
常、約１５cm平方の穴が、複合体パネルに開けられる。
穴の大きさは、パネルの厚さおよび構造によって勿論、
異なる。
に、複合構造物は、一般に、ポリウレタンベース航空機
等級ペイントで塗装されている。不幸なことに、塗装さ
れた複合材料に落雷した時の影響は、大惨事である。通
常、約１５cm平方の穴が、複合体パネルに開けられる。
穴の大きさは、パネルの厚さおよび構造によって勿論、
異なる。
【０００４】この厳しい損傷を克服するためには、複合
部品は、落雷に対して防護されなければならない。現
在、この防護は、銅またはアルミニウムメッシュを繊維
エポキシ複合体上に置き、余分のエポキシを加え、複合
体を常法で同時硬化することによって達成されている。
或いは、金属メッシュは、予め硬化されたエポキシ繊維
構造物に接着的に結合したり、またはエポキシのフィル
イン層とエポキシの表面層は、メッシュ上に塗装し、硬
化している。
部品は、落雷に対して防護されなければならない。現
在、この防護は、銅またはアルミニウムメッシュを繊維
エポキシ複合体上に置き、余分のエポキシを加え、複合
体を常法で同時硬化することによって達成されている。
或いは、金属メッシュは、予め硬化されたエポキシ繊維
構造物に接着的に結合したり、またはエポキシのフィル
イン層とエポキシの表面層は、メッシュ上に塗装し、硬
化している。
【０００５】アルミニウムは、炭素繊維と厳しい腐食カ
ップルを形成しており、またガラス繊維の数層は、通
常、炭素繊維上に置かれている。しかしながら、このこ
とは、７００ｇ／ m2 を超える厳しい重量ペナルティー
をもたらすので、このシステムはめったに使用されな
い。
ップルを形成しており、またガラス繊維の数層は、通
常、炭素繊維上に置かれている。しかしながら、このこ
とは、７００ｇ／ m2 を超える厳しい重量ペナルティー
をもたらすので、このシステムはめったに使用されな
い。
【０００６】銅メッシュ材料は、エポシキ−繊維ベース
によく結合しなければならない。その理由は、銅の熱膨
張係数がエポキシ複合体の場合の約１ppm ／℃と比較し
て１９ppm ／℃と高いからである。充分に結合していな
ければ、膨張係数のこの差は、エポキシの表面の微小割
れを生じさせ、また銅メッシュの腐食が続いて起こる。
銅メッシュは、通常、これらの中に多数の穴を有してい
て重量増加を低下させ、また穴を通しての結合を可能に
する。銅メッシュは、構造物に良好な導電度を与える。
しかしながら、銅メッシュ落雷防護を有する塗装エポキ
シ繊維構造物にゾーン１Ａ模擬落雷がある時、複合体の
上部プライの若干の損傷（２×５０cm）が依然として生
ずる。
によく結合しなければならない。その理由は、銅の熱膨
張係数がエポキシ複合体の場合の約１ppm ／℃と比較し
て１９ppm ／℃と高いからである。充分に結合していな
ければ、膨張係数のこの差は、エポキシの表面の微小割
れを生じさせ、また銅メッシュの腐食が続いて起こる。
銅メッシュは、通常、これらの中に多数の穴を有してい
て重量増加を低下させ、また穴を通しての結合を可能に
する。銅メッシュは、構造物に良好な導電度を与える。
しかしながら、銅メッシュ落雷防護を有する塗装エポキ
シ繊維構造物にゾーン１Ａ模擬落雷がある時、複合体の
上部プライの若干の損傷（２×５０cm）が依然として生
ずる。
【０００７】最近の落雷防護法は、炭素繊維またはラミ
ド繊維をニッケルで被覆し、それらを布に織り、布を複
合体の上層として使用する方法である。炭素がニッケル
コーティングによって影響されないままであるので、そ
れは、複合体に構造耐力特性を保持する。唯一の重量ペ
ナルティーは、表１に示すようにニッケル自体の重量で
ある。ニッケルは、２００ｇ／ m2 を織成構造物に加え
る。表１は、各種の落雷防護システム間の比較を示した
ものであり、最後の２つの欄は本発明に相当する。ニッ
ケルは、炭素と電気化学的に相容性であり、また可視の
腐食生成物を有していない。炭素繊維と併用されている
通常の樹脂および硬化サイクルは、ニッケル被覆炭素繊
維とも併用できる。各種の構造複合体は、本出願に更に
開示するであろうように可能である。ニッケルは、適切
な導電率を構造物に付与し、また落雷後に金属メッシュ
をベースとする基体と大体同じ損傷度を与える。
ド繊維をニッケルで被覆し、それらを布に織り、布を複
合体の上層として使用する方法である。炭素がニッケル
コーティングによって影響されないままであるので、そ
れは、複合体に構造耐力特性を保持する。唯一の重量ペ
ナルティーは、表１に示すようにニッケル自体の重量で
ある。ニッケルは、２００ｇ／ m2 を織成構造物に加え
る。表１は、各種の落雷防護システム間の比較を示した
ものであり、最後の２つの欄は本発明に相当する。ニッ
ケルは、炭素と電気化学的に相容性であり、また可視の
腐食生成物を有していない。炭素繊維と併用されている
通常の樹脂および硬化サイクルは、ニッケル被覆炭素繊
維とも併用できる。各種の構造複合体は、本出願に更に
開示するであろうように可能である。ニッケルは、適切
な導電率を構造物に付与し、また落雷後に金属メッシュ
をベースとする基体と大体同じ損傷度を与える。
【０００８】 表１ 被覆一方 Ｃｕ Ａｌ 布 向繊維 紙 メッシュ メッシュ Ｎｉ50wt% Ｎｉ50wt% Ｎｉ84wt% 重量ペナルティー ｇ／ m2 金属 150 211 200 96 50 エポキシ 176 416 0 0 0 ペイント 76 76 76 76 138 合計 402 703 276 172 198 抵抗Ω／sq 0.008 0.00035 0.0084 0.006 0.058
【０００９】本発明は、上述したものとは別の落雷防護
に関する。落雷の基本的問題は、ポリウレタンペイント
の非導電性である。通常の炭素繊維複合体は、十分に厚
ければ、ペイントなしでも許容可能な損傷で落雷に耐え
るであろう。その理由は、炭素繊維複合体が若干導電性
であるからである。しかしながら、前述のように、塗装
していないならば水分蓄積(moisture pick-up)をこうむ
るであろう。環境保護を与えながら、ペイントは、良好
な誘電体であり且つ厳しい損傷をこうむる単一点に落雷
を集中する。各種の導電性ペイントが試みられてきた
が、実用的または経済的であることが証明されたものは
今日まで何もない。
に関する。落雷の基本的問題は、ポリウレタンペイント
の非導電性である。通常の炭素繊維複合体は、十分に厚
ければ、ペイントなしでも許容可能な損傷で落雷に耐え
るであろう。その理由は、炭素繊維複合体が若干導電性
であるからである。しかしながら、前述のように、塗装
していないならば水分蓄積(moisture pick-up)をこうむ
るであろう。環境保護を与えながら、ペイントは、良好
な誘電体であり且つ厳しい損傷をこうむる単一点に落雷
を集中する。各種の導電性ペイントが試みられてきた
が、実用的または経済的であることが証明されたものは
今日まで何もない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、落雷した時
に複合基体の損傷を減少させる導電性ペイントの製造方
法を提供することを目的としている。
に複合基体の損傷を減少させる導電性ペイントの製造方
法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、落雷損傷を著
しく減少するように作用するニッケル被覆炭素〔または
ケブラー（KevlarR ）アラミド繊維〕紙の薄いベールを
ペイント担体に配合することからなる。ペイント中の炭
素上のニッケルは、基体からペイントの表面まで且つペ
イント全体にわたって横方向に多くの導電性通路を形成
する。この複数の導電性通路は、落雷損傷を広げる傾向
がある。更に、損傷の大部分は、下に設けられた構造複
合体よりもむしろペイントに制限される。ペイントは、
容易に修理できる。
しく減少するように作用するニッケル被覆炭素〔または
ケブラー（KevlarR ）アラミド繊維〕紙の薄いベールを
ペイント担体に配合することからなる。ペイント中の炭
素上のニッケルは、基体からペイントの表面まで且つペ
イント全体にわたって横方向に多くの導電性通路を形成
する。この複数の導電性通路は、落雷損傷を広げる傾向
がある。更に、損傷の大部分は、下に設けられた構造複
合体よりもむしろペイントに制限される。ペイントは、
容易に修理できる。
【００１２】以下に、本発明を詳細の説明する。多年、
ペイントをより導電性にさせるために、金属粒子をペイ
ントに配合しようとする試みがなされてきた。落雷防護
の応用のために、非腐食金属が望まれる。銅粉末とアル
ミニウム粉末との両方とも腐食または酸化するので、ニ
ッケルが最良の代用品である。
ペイントをより導電性にさせるために、金属粒子をペイ
ントに配合しようとする試みがなされてきた。落雷防護
の応用のために、非腐食金属が望まれる。銅粉末とアル
ミニウム粉末との両方とも腐食または酸化するので、ニ
ッケルが最良の代用品である。
【００１３】アクリルペイント中の各種のニッケル粉末
の電気抵抗を、図１および図２に示す。ペイントの電気
抵抗（オーム／平方）は、Ｅ／Ｍコーポレーションから
のＸコート２１０プレミックス（PremixTM）と混合し、
ペイントを湿潤厚さ０．３８mmに圧伸し、一晩中固化さ
せることによって調製されたペイントについて測定す
る。前記Ｘコート２１０プレミックスは、メチルエチル
ケトンとアセテートとメタクリレートとの混合物であ
る。抵抗（Ω／平方）は、図１に示し、また抵抗の自然
対数は、ニッケルの重量／ m2 の関数として、図２に示
す。
の電気抵抗を、図１および図２に示す。ペイントの電気
抵抗（オーム／平方）は、Ｅ／Ｍコーポレーションから
のＸコート２１０プレミックス（PremixTM）と混合し、
ペイントを湿潤厚さ０．３８mmに圧伸し、一晩中固化さ
せることによって調製されたペイントについて測定す
る。前記Ｘコート２１０プレミックスは、メチルエチル
ケトンとアセテートとメタクリレートとの混合物であ
る。抵抗（Ω／平方）は、図１に示し、また抵抗の自然
対数は、ニッケルの重量／ m2 の関数として、図２に示
す。
【００１４】図１および図２中のペイントを調製するた
めに使用した金属粉末は、ニュージャージー州サドル・
ブルックのインコ・スペシャルティー・パウダー・プロ
ダクツ・コーポレーションから入手できる。また、これ
をペイント添加剤として使用してもよい。ニッケル粉末
２５５（＋と示す）は、直径が約２．５μｍの分枝フィ
ラメントを有するフィラメント状ニッケル粉末である。
４ＳＰ粉末（□と示す）は、直径が８〜１０μｍの球状
ニッケル粉末である。Ａｇ／４ＳＰ（◇と示す）は、銀
１５重量％で被覆された４ＳＰ粉末である。△および○
は、ニッケル被覆カーボン紙を使用した本発明である。
めに使用した金属粉末は、ニュージャージー州サドル・
ブルックのインコ・スペシャルティー・パウダー・プロ
ダクツ・コーポレーションから入手できる。また、これ
をペイント添加剤として使用してもよい。ニッケル粉末
２５５（＋と示す）は、直径が約２．５μｍの分枝フィ
ラメントを有するフィラメント状ニッケル粉末である。
４ＳＰ粉末（□と示す）は、直径が８〜１０μｍの球状
ニッケル粉末である。Ａｇ／４ＳＰ（◇と示す）は、銀
１５重量％で被覆された４ＳＰ粉末である。△および○
は、ニッケル被覆カーボン紙を使用した本発明である。
【００１５】本発明は、加熱された紙をニッケルカルボ
ニルガスを含有する反応器に通過させ、９．５ｇ／ m2
の不織カーボン紙を各種の重量のニッケルで被覆するこ
とによって作った。この方法によって作られたニッケル
被覆製品は、１９９１年１０月の第２３回国際ＳＡＭＰ
Ｅ技術会議で提示されたＪ．Ａ．Ｅ．ベルおよびＧ．
Ｃ．ハンセンによる論文「ニッケルカルボニルの分解に
よって製造されたニッケル被覆炭素繊維およびケブラー
繊維の性質」に記載されている。
ニルガスを含有する反応器に通過させ、９．５ｇ／ m2
の不織カーボン紙を各種の重量のニッケルで被覆するこ
とによって作った。この方法によって作られたニッケル
被覆製品は、１９９１年１０月の第２３回国際ＳＡＭＰ
Ｅ技術会議で提示されたＪ．Ａ．Ｅ．ベルおよびＧ．
Ｃ．ハンセンによる論文「ニッケルカルボニルの分解に
よって製造されたニッケル被覆炭素繊維およびケブラー
繊維の性質」に記載されている。
【００１６】本発明の目的のために、紙をペイントに埋
設する前のニッケル被覆紙材料の電気抵抗（オーム／平
方）を測定することがより容易である。ペイント試料の
乾燥厚さおよびペイントに埋設されたニッケル被覆紙の
乾燥厚さは、０．２７９mmで大体同じ厚さであることに
留意されたい。市販のカーボン紙は、当業者に既知の常
法によって製造される。それは、ニューヨーク州スレー
トヒルのテクニカル・ファイバー・プロダクツ・リミテ
ッド、ニューヨーク州パーチャスのインターナショナル
・ペーパー・カンパニー、および他社から入手できる。
設する前のニッケル被覆紙材料の電気抵抗（オーム／平
方）を測定することがより容易である。ペイント試料の
乾燥厚さおよびペイントに埋設されたニッケル被覆紙の
乾燥厚さは、０．２７９mmで大体同じ厚さであることに
留意されたい。市販のカーボン紙は、当業者に既知の常
法によって製造される。それは、ニューヨーク州スレー
トヒルのテクニカル・ファイバー・プロダクツ・リミテ
ッド、ニューヨーク州パーチャスのインターナショナル
・ペーパー・カンパニー、および他社から入手できる。
【００１７】結果は、単位重量当たりの最も導電性のペ
イントがニッケル被覆カーボン紙の層をペイントに埋設
することによって調製できることを明示する。落雷から
の損傷を防止する際に導電性紙ペイントを複合航空機部
品上に作るこの方法の有用性は、以下の試験で実証す
る。異なる構造およびペイント構成の６０cm×６０cmの
一連のパネルを、表２に示すように製造し、マサチュー
セッツ州ピッツフィールドのライトニング・テクノロジ
ーズでのゾーン１Ａおよびゾーン２Ａ模擬落雷に付し
た。
イントがニッケル被覆カーボン紙の層をペイントに埋設
することによって調製できることを明示する。落雷から
の損傷を防止する際に導電性紙ペイントを複合航空機部
品上に作るこの方法の有用性は、以下の試験で実証す
る。異なる構造およびペイント構成の６０cm×６０cmの
一連のパネルを、表２に示すように製造し、マサチュー
セッツ州ピッツフィールドのライトニング・テクノロジ
ーズでのゾーン１Ａおよびゾーン２Ａ模擬落雷に付し
た。
【００１８】
【表１】
【実施例】以下に、本発明を実施例によりさらに説明す
る。まず、３種の下記の異なる種類の構造の試料パネル
を製造した。第１は、ハーキュレス（HerculesTM）３５
０２樹脂系を使用したものであって、ハーキュレスＡＳ
４−Ｃ等級炭素繊維を使用して一方向（ユニ）プレプレ
グを作った。一方向非被覆炭素繊維プレプレグまたは一
方向プレプレグに作られた５０wt% ニッケル被覆ハーキ
ュレスＡＳ４−Ｃ等級繊維を使用して作られた同じプレ
プレグのいずれかのトップ層を有する一方向テープの５
つのレギュラー黒色プライを使用して、一方向プレプレ
グから作られたパネルのすべてを同じ方法で作った。次
いで、各種の複合パネルを通常の航空機等級ポリウレタ
ンペイントで塗装した。若干を塗装しないままにし、若
干をペイント中のニッケル被覆導電性紙で被覆した。
る。まず、３種の下記の異なる種類の構造の試料パネル
を製造した。第１は、ハーキュレス（HerculesTM）３５
０２樹脂系を使用したものであって、ハーキュレスＡＳ
４−Ｃ等級炭素繊維を使用して一方向（ユニ）プレプレ
グを作った。一方向非被覆炭素繊維プレプレグまたは一
方向プレプレグに作られた５０wt% ニッケル被覆ハーキ
ュレスＡＳ４−Ｃ等級繊維を使用して作られた同じプレ
プレグのいずれかのトップ層を有する一方向テープの５
つのレギュラー黒色プライを使用して、一方向プレプレ
グから作られたパネルのすべてを同じ方法で作った。次
いで、各種の複合パネルを通常の航空機等級ポリウレタ
ンペイントで塗装した。若干を塗装しないままにし、若
干をペイント中のニッケル被覆導電性紙で被覆した。
【００１９】第二の一連の試験を、１２トウ(tow) ／in
９０°織パターンで織られた３ＫＡＳ４等級ハーキュレ
ス炭素繊維から作られた織布製パネルについて行って、
２００ｇ／ m2 の炭素繊維を製造した。ハーキュレス３
８０２樹脂系を使用して、８プライをレイアップした。
上層は、若干が５０wt% ニッケルで被覆された３Ｋハー
キュレスＡＳ４繊維から織る以外は、同じ９０°織黒色
布であった。表面を再度通常のウレタンペイントで塗装
するか、塗装しないか、又はペイントに埋設された導電
性紙で被覆した。
９０°織パターンで織られた３ＫＡＳ４等級ハーキュレ
ス炭素繊維から作られた織布製パネルについて行って、
２００ｇ／ m2 の炭素繊維を製造した。ハーキュレス３
８０２樹脂系を使用して、８プライをレイアップした。
上層は、若干が５０wt% ニッケルで被覆された３Ｋハー
キュレスＡＳ４繊維から織る以外は、同じ９０°織黒色
布であった。表面を再度通常のウレタンペイントで塗装
するか、塗装しないか、又はペイントに埋設された導電
性紙で被覆した。
【００２０】第三の一連の試験は、炭素繊維布と対比す
るものとして全部織ケブラー布（１６２０デニール）か
ら作られたパネルである。一例として、トップ層は、５
０wt% ニッケルで被覆されたケブラートウから織られた
ケブラー布であった。両方の場合の表面をウレタンペイ
ントに埋設されたニッケル被覆カーボン紙で被覆した。
るものとして全部織ケブラー布（１６２０デニール）か
ら作られたパネルである。一例として、トップ層は、５
０wt% ニッケルで被覆されたケブラートウから織られた
ケブラー布であった。両方の場合の表面をウレタンペイ
ントに埋設されたニッケル被覆カーボン紙で被覆した。
【００２１】塗装前のこれらパネルのすべてを、樹脂系
用の製造業者の推奨法に従って袋に入れ、オートクレー
ブに入れた。硬化後、パネルのすべてを下記の方法に従
って、ＰＰＧTMＤＰ４０１およびＤＰ４８エポキシプラ
イマーで塗装し、次いで、デルトロン(DeltronTM）ＤＡ
Ｖ８８２およびＤＡＶ２ペイントで塗装するか、塗装し
ないか、またはニッケルカーボン紙導電性ペイントで被
覆した： １． 硬化パネルを１００グリットの炭化ケイ素紙で研
磨した。 ２． アセトンで拭き、乾式拭き取りを行う。 ３． エポキシプライマーＰＰＧ ＤＰ４０１およびＤ
Ｐ４８のフルコートを適用する。 ４． ニッケル被覆カーボン紙を湿潤プライマーに埋設
する。 ５． ２４時間乾燥させる。 ６． ３００グリットの炭化ケイ素紙で少しばかり研磨
する。 ７． ポリウレタンエナメルデルトロンＤＡＶ８２およ
びＤＡＶ２の第一コートを適用する。 ８． ３００グリットの炭化ケイ素紙で湿式研磨する。 ９． ポリウレタンエナメルの最終コートを厚さ０．０
４mmまで適用し、乾燥させる。
用の製造業者の推奨法に従って袋に入れ、オートクレー
ブに入れた。硬化後、パネルのすべてを下記の方法に従
って、ＰＰＧTMＤＰ４０１およびＤＰ４８エポキシプラ
イマーで塗装し、次いで、デルトロン(DeltronTM）ＤＡ
Ｖ８８２およびＤＡＶ２ペイントで塗装するか、塗装し
ないか、またはニッケルカーボン紙導電性ペイントで被
覆した： １． 硬化パネルを１００グリットの炭化ケイ素紙で研
磨した。 ２． アセトンで拭き、乾式拭き取りを行う。 ３． エポキシプライマーＰＰＧ ＤＰ４０１およびＤ
Ｐ４８のフルコートを適用する。 ４． ニッケル被覆カーボン紙を湿潤プライマーに埋設
する。 ５． ２４時間乾燥させる。 ６． ３００グリットの炭化ケイ素紙で少しばかり研磨
する。 ７． ポリウレタンエナメルデルトロンＤＡＶ８２およ
びＤＡＶ２の第一コートを適用する。 ８． ３００グリットの炭化ケイ素紙で湿式研磨する。 ９． ポリウレタンエナメルの最終コートを厚さ０．０
４mmまで適用し、乾燥させる。
【００２２】模擬落雷試験をライトニング・テクノロジ
ーズによって行った。ゾーン１Ａ試験の結果のみをここ
に記載する。損傷試験の場合には、パネルをパネルの表
面から２．５４cm離間された絶縁先端電極の下に配置し
た。ＡＷＧTM＃３０銅始動ワイヤーをギャップで使用し
て落雷を所望のスポットに向けた。パネルをエッジに締
められたアルミニウム棒によって支持して注入電流を集
めた。加えて、パネルを棒に直角に配置させ、また各末
端からパネルの長さの約１／４離間された木製の５．１
×１０．１cmのボードによって支持した。
ーズによって行った。ゾーン１Ａ試験の結果のみをここ
に記載する。損傷試験の場合には、パネルをパネルの表
面から２．５４cm離間された絶縁先端電極の下に配置し
た。ＡＷＧTM＃３０銅始動ワイヤーをギャップで使用し
て落雷を所望のスポットに向けた。パネルをエッジに締
められたアルミニウム棒によって支持して注入電流を集
めた。加えて、パネルを棒に直角に配置させ、また各末
端からパネルの長さの約１／４離間された木製の５．１
×１０．１cmのボードによって支持した。
【００２３】適用された電流をパルス電流変圧器および
抵抗分路によって監視した。センサからの電圧信号を表
示し、またディジタル記憶オシロスコープ（ＤＳＯ）で
記録した。試験をＳＡＥ委員会ＡＥ４Ｌレポート「エア
ロスペースビークルおよびハードウェア用落雷試験波形
および技術」１９７８年６月、para. ４．１．２、落雷
ゾーン１Ａおよび２Ａの要件に従って行った。これらの
要件は、Mil-Std −１７５７ＡおよびＦＡＡ ＡＣ２０
−５３Ｂと本質上同一である。
抵抗分路によって監視した。センサからの電圧信号を表
示し、またディジタル記憶オシロスコープ（ＤＳＯ）で
記録した。試験をＳＡＥ委員会ＡＥ４Ｌレポート「エア
ロスペースビークルおよびハードウェア用落雷試験波形
および技術」１９７８年６月、para. ４．１．２、落雷
ゾーン１Ａおよび２Ａの要件に従って行った。これらの
要件は、Mil-Std −１７５７ＡおよびＦＡＡ ＡＣ２０
−５３Ｂと本質上同一である。
【００２４】ＤＣ抵抗測定を行って発電機回路部品の選
択を助長した。針点プローブを有するケルビン型ブリッ
ジを使用して、測定を行った。プローブをパネルの中心
付近のエッジで複合体にプレスした。インパルス抵抗測
定は、小さい穴を穿孔し、シート金属ネジを複合パネル
に設置することによって行った。穴をパネルの中心線上
に置き、４０．６cmだけ分離した。３×７０μｓ（txt
u）の波形を供給するような形状にされた高電流発電機
からの電流をパネルに締められたアルミニウム棒を通し
てパネルのエッジで注入した。パネル上での電圧は、結
果に包含される誘導電圧を最小限にするためにリードを
できるだけパネルの中心に近く設定しつつネジにおいて
監視した。
択を助長した。針点プローブを有するケルビン型ブリッ
ジを使用して、測定を行った。プローブをパネルの中心
付近のエッジで複合体にプレスした。インパルス抵抗測
定は、小さい穴を穿孔し、シート金属ネジを複合パネル
に設置することによって行った。穴をパネルの中心線上
に置き、４０．６cmだけ分離した。３×７０μｓ（txt
u）の波形を供給するような形状にされた高電流発電機
からの電流をパネルに締められたアルミニウム棒を通し
てパネルのエッジで注入した。パネル上での電圧は、結
果に包含される誘導電圧を最小限にするためにリードを
できるだけパネルの中心に近く設定しつつネジにおいて
監視した。
【００２５】試験データを検討した結果、下記のことが
分った。 １）一方向炭素プレプレグからのパネル ゾーン１Ａ落雷に耐えることができたパネルは、Ｎｉ
５０％のトップ層を有する非塗装パネルとＮｉ ５０％
のトップ層および新しい導電性紙ペイント表面を有する
パネルの２つだけであった。これらのパネルは比較的薄
く、また落雷によって容易に損傷されることに留意すべ
きである。
分った。 １）一方向炭素プレプレグからのパネル ゾーン１Ａ落雷に耐えることができたパネルは、Ｎｉ
５０％のトップ層を有する非塗装パネルとＮｉ ５０％
のトップ層および新しい導電性紙ペイント表面を有する
パネルの２つだけであった。これらのパネルは比較的薄
く、また落雷によって容易に損傷されることに留意すべ
きである。
【００２６】２）織炭素布からのパネル 比較的厚いこれらのパネルは、一般に、落雷に耐えた。
新しい導電性紙ペイント表面は、最小の損傷しか有せ
ず、またニッケル５０％の布のトップ表面との組み合わ
せで容易に修理できる表面、即ち、導電性紙やペイント
のみを取り替えればよい。これらのより重いパネルにお
いては、若干の修理が必要とされるが、新しい導電性ペ
イントは、単独で、適切な防護を与えるであろう。
新しい導電性紙ペイント表面は、最小の損傷しか有せ
ず、またニッケル５０％の布のトップ表面との組み合わ
せで容易に修理できる表面、即ち、導電性紙やペイント
のみを取り替えればよい。これらのより重いパネルにお
いては、若干の修理が必要とされるが、新しい導電性ペ
イントは、単独で、適切な防護を与えるであろう。
【００２７】３）織ケブラーからのパネル 新しい導電性ニッケルカーボン紙ペイントの価値を示す
どちらのパネルも、穴が開かなかった。ニッケル被覆ケ
ブラーをトップ表面コートに使用すると、余りに高い温
度に達し、そしてケブラーは溶融する。表面上に導電性
紙のみを有する場合には、損傷は小さく、驚くほど良好
であった。
どちらのパネルも、穴が開かなかった。ニッケル被覆ケ
ブラーをトップ表面コートに使用すると、余りに高い温
度に達し、そしてケブラーは溶融する。表面上に導電性
紙のみを有する場合には、損傷は小さく、驚くほど良好
であった。
【００２８】当業者によって認識されるように、導電性
ペイントを適用する他の方法も、可能であり、また本出
願の範囲の一部分とみなされる。例えば、細断ニッケル
被覆炭素繊維と希釈シンナーとの混合物は、複合構造物
上にスプレーし、次いで、ペイントをオーバースプレー
し、研磨してもよい。
ペイントを適用する他の方法も、可能であり、また本出
願の範囲の一部分とみなされる。例えば、細断ニッケル
被覆炭素繊維と希釈シンナーとの混合物は、複合構造物
上にスプレーし、次いで、ペイントをオーバースプレー
し、研磨してもよい。
【００２９】ニッケル自体が可視の腐食生成物なしに塩
スプレー試験に耐えるので、ペイントの最後のオーバー
コートは、適用する必要がないことに留意すべきであ
る。ガラス繊維、ホウ素繊維および他の強化用繊維は、
複合パネルに使用してもよい。
スプレー試験に耐えるので、ペイントの最後のオーバー
コートは、適用する必要がないことに留意すべきであ
る。ガラス繊維、ホウ素繊維および他の強化用繊維は、
複合パネルに使用してもよい。
【００３０】本発明は、他の応用、例えば、導電性ペイ
ントが必要とされる部品および他の状況の電磁誘導
（「ＥＭＩ」）遮蔽に有用であることが更に認識される
であろう。
ントが必要とされる部品および他の状況の電磁誘導
（「ＥＭＩ」）遮蔽に有用であることが更に認識される
であろう。
【００３１】法令の条項に従って、本発明の特定の態様
を説明し、また記載したが、当業者は、特許請求の範囲
によってカバーされる本発明の形態が変更を施すことが
できること、および本発明の或る特徴が他の特徴の対応
の使用なしに有利に使用できることを理解するであろ
う。
を説明し、また記載したが、当業者は、特許請求の範囲
によってカバーされる本発明の形態が変更を施すことが
できること、および本発明の或る特徴が他の特徴の対応
の使用なしに有利に使用できることを理解するであろ
う。
【図１】各種のニッケル含有ペイントおよび本発明の電
気抵抗を比較する図である。
気抵抗を比較する図である。
【図２】各種のニッケル含有ペイントおよび本発明の電
気抵抗の自然対数を比較する図である。
気抵抗の自然対数を比較する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ、ベネット、ラーセン アメリカ合衆国ユタ州、スミスフィール ド、サウス、830、イースト、332 (72)発明者 デイビッド、ポール、ウィダウフ アメリカ合衆国ユタ州、ローガン、ノー ス、1779、イースト、1665 (56)参考文献 特開 昭60−65179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−169532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−215862（ＪＰ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】導電性を高めることによって複合マルチプ
ライ構造物に落雷防護を与える方法であって、 ａ）不織ニッケル被覆繊維状層を前記構造物上に置き、
次いで ｂ）コーティングを前記繊維状層上に付着する、 ことを特徴とする落雷防護方法。 - 【請求項２】ニッケル被覆紙を複合マルチプライ構造物
の上に置くことを包含することを特徴とする請求項１に
記載の方法。 - 【請求項３】ニッケル被覆紙が、炭素繊維、アラミド繊
維、ガラス繊維およびホウ素繊維からなる群から選ばれ
ることを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】複合マルチプライ構造物が、ニッケル被覆
繊維の上部プライを包含することを特徴とする請求項１
に記載の方法。 - 【請求項５】ウレタンを不織ニッケル被覆繊維状層上に
適用することを包含することを特徴とする請求項１に記
載の方法。 - 【請求項６】高められた導電性を示す構造物であって、 複合基体、この基体上に付着されたペイント、このペイ
ントに埋設されたニッケル被覆繊維の不織層、および前
記基体と電気接触状態にある前記ニッケル被覆繊維を具
備することを特徴とする複合マルチプライ構造物。 - 【請求項７】ニッケル被覆繊維が、ペイントに埋設され
た紙からなることを特徴とする請求項６に記載の構造
物。 - 【請求項８】ペイントに埋設された紙が、ガラス、ホウ
素、炭素およびアラミドからなる群から選ばれるニッケ
ル被覆繊維から作られていることを特徴とする請求項７
に記載の構造物。 - 【請求項９】不織層と連通している複合基体のプライ
が、ニッケル被覆繊維を包含することを特徴とする請求
項６に記載の構造物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US7433293A | 1993-06-09 | 1993-06-09 | |
| US74332 | 1998-05-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0796579A JPH0796579A (ja) | 1995-04-11 |
| JP2574133B2 true JP2574133B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=22118994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6126350A Expired - Lifetime JP2574133B2 (ja) | 1993-06-09 | 1994-06-08 | 落雷防護方法および改良導電性複合マルチプライ構造物 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2574133B2 (ja) |
| CA (1) | CA2125378A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7935415B1 (en) | 2002-04-17 | 2011-05-03 | Conductive Composites Company, L.L.C. | Electrically conductive composite material |
| US6995295B2 (en) | 2002-09-23 | 2006-02-07 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Alkylaromatics production |
| US7093787B2 (en) * | 2003-04-28 | 2006-08-22 | United Technologies Corporation | Lightning strike mitigation system |
| US7670651B2 (en) * | 2004-06-04 | 2010-03-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Waterborn coating containing microcylindrical conductors |
| CA2603048C (en) | 2005-03-31 | 2011-06-07 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Alkylaromatics production using dilute alkene |
| WO2006107470A1 (en) | 2005-03-31 | 2006-10-12 | Exxonmobil Chemical Patents, Inc. | Multiphase alkylaromatics production |
| US7425659B2 (en) | 2006-01-31 | 2008-09-16 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Alkylaromatics production |
| US7501547B2 (en) | 2006-05-10 | 2009-03-10 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Alkylaromatics production |
| JP5604101B2 (ja) | 2006-05-24 | 2014-10-08 | エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク | モノアルキル化された芳香族化合物の製造 |
| GB0619539D0 (en) | 2006-10-04 | 2006-11-15 | Hexcel Composites Ltd | Curable resin films |
| US7645913B2 (en) | 2007-01-19 | 2010-01-12 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Liquid phase alkylation with multiple catalysts |
| WO2008097737A1 (en) | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. A Corporation Of The State Of Delaware | Improved alkylaromatic production process |
| US7745676B2 (en) | 2007-07-30 | 2010-06-29 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Alkylaromatics production |
| EP2217374B1 (en) | 2007-11-02 | 2022-03-09 | Badger Licensing, LLC | A process for rejuvenating a catalyst composition |
| GB0805640D0 (en) * | 2008-03-28 | 2008-04-30 | Hexcel Composites Ltd | Improved composite materials |
| EP2349955B1 (en) | 2008-10-10 | 2016-03-30 | Badger Licensing, LLC | Process for producing alkylaromatic compounds |
| BRPI1006590B1 (pt) | 2009-04-17 | 2020-04-14 | 3M Innovative Properties Co | revestimento de proteção contra raios |
| ES2568778T3 (es) * | 2009-04-17 | 2016-05-04 | 3M Innovative Properties Company | Lámina de protección contra rayos con conductor estampado |
| DE102011112518B4 (de) * | 2011-05-27 | 2020-01-09 | Airbus Defence and Space GmbH | Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenstruktur mit Blitzschutz sowie Fahrzeugbauteilherstellverfahren |
| RU2581104C1 (ru) | 2012-03-26 | 2016-04-10 | Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. | Топливный бак, основное крыло, фюзеляж летательного аппарата, летательный аппарат и подвижное тело |
| RU2605716C2 (ru) * | 2012-10-09 | 2016-12-27 | Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. | Конструкционный материал для изготовления элементов конструкции, топливного бака, основного крыла и летательного аппарата |
| JP6071686B2 (ja) | 2013-03-26 | 2017-02-01 | 三菱重工業株式会社 | 燃料タンク、主翼、航空機胴体、航空機及び移動体 |
| US20160196891A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-07-07 | The Boeing Company | Method for mitigating edge glow |
| US9963599B2 (en) | 2015-05-22 | 2018-05-08 | General Atomics | Material compositions for lightning strike protection |
| US10758936B2 (en) | 2015-12-08 | 2020-09-01 | The Boeing Company | Carbon nanomaterial composite sheet and method for making the same |
| US10457411B2 (en) * | 2016-06-17 | 2019-10-29 | Goodrich Corporation | Lightning strike dispersion for composite aircraft structures |
| JP7328703B2 (ja) | 2017-07-21 | 2023-08-17 | ジェネラル ナノ エルエルシー | 落雷保護を提供する導電性広幅物 |
| US20210131026A1 (en) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | General Nano Llc | Electrically-conductive broad good |
| US11969963B2 (en) | 2020-01-28 | 2024-04-30 | General Nano Llc | Light-weight, highly-conductive repair material |
| CN113212812B (zh) * | 2021-04-30 | 2023-04-14 | 北京宇航系统工程研究所 | 固体火箭自脱落式雷电防护导流条 |
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|---|---|---|---|---|
| EP0088884B1 (en) * | 1982-03-16 | 1986-09-10 | Electro Metalloid Corporation | Yarns and tows comprising high strength metal coated fibers, process for their production, and uses thereof |
| US4752415A (en) * | 1982-03-16 | 1988-06-21 | American Cyanamid Co. | Compositions convertible to reinforced conductive components and articles incorporating same |
| JPS59215862A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-05 | ユニチカ株式会社 | 導電性シ−トおよびその製造方法 |
| JPS6065179A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-13 | 凸版印刷株式会社 | 金属被覆繊維 |
| US4965296A (en) * | 1989-03-15 | 1990-10-23 | No Fire Engineering, Inc. | Intumescent fire-retardant and electrically-conductive coating material |
| WO1991011891A1 (en) * | 1990-01-24 | 1991-08-08 | Hastings Otis | Electrically conductive laminate for temperature control of surfaces |
-
1994
- 1994-06-07 CA CA 2125378 patent/CA2125378A1/en not_active Abandoned
- 1994-06-07 EP EP94304081A patent/EP0629549A3/en not_active Withdrawn
- 1994-06-08 JP JP6126350A patent/JP2574133B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2125378A1 (en) | 1994-12-10 |
| EP0629549A2 (en) | 1994-12-21 |
| EP0629549A3 (en) | 1995-03-08 |
| JPH0796579A (ja) | 1995-04-11 |
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