JP7017885B2 - 硬化前の複合構造体の内部に導電体を敷設する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、概して、硬化前の複合構造体の内部に導電体を敷設する方法に関する。
航空機には、避雷（lightning protection）システム、電磁的影響（ＥＭＥ：electromagnetic effects）管理システム及び接地（grounding）システムが用いられており、航空機の燃料タンク付近でのアーク放電（arcing）やスパーク放電（sparking）を防止するとともに、その他の部品への電気的な損傷を防止している。これらのシステムは、落雷放電するだけでなく、電気の遮蔽、接地及びサージ抑制を行う。
以前は、ほとんどの航空機が、導電性が非常に高い材料であるアルミニウムで構成されていた。これに対し、現代の航空機では、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）などの高度な複合材料が用いられており、その導電性はかなり低い。したがって、このような材料を用いる場合には、電流を流すための導電路を設計する必要がある。
複合材料を用いる場合、既存の方法で従来の配線を施すと、導電体及び導電システムの設置、利用、維持に相当の材料、重量及び労力が必要になる。例えば、避雷のためにエキスパンド銅箔（ＥＣＦ:expanded copper foil）をロール状にして設置する場合、個々の箔ストリップ内での導電はよいが、隣接する箔ストリップへの導電は限定的となる。
複合材料に関わる問題について、低コストで、重量に与える影響の小さい何らかの解決策の提案が望まれる。また、複合材料の積層プロセスにおいて作製可能な材料を用いることが望ましい。
導電性塗料を利用して複合材料の外表面の導電性を高める方法も以前に提案された。しかしながら、粒子を含んだ塗料を利用する過去の試みは、塗料の導電性が低いこと及び塗布が難しいことにより、成功にいたっていない。
別の解決策として、液体金属（即ち、室温又は室温に近い温度で液状）を利用して複合材料における間隙を埋めることが提案されている。しかしながら、液体金属は、複合構造体とともに用いられるチタンやその他の金属構造体と反応して、脆弱な金属間化合物を形成する傾向があり、金属構造体の機械的特性を著しく損う可能性がある。
よって、複合材料内で導電性を向上させる解決策が必要とされている。
上述した従来技術の制約を克服すべく、また、本明細書を読み、理解すれば明らかになるその他の制約を克服すべく、本発明は、複合構造体の内部に、硬化に先立って、導電体を敷設するための方法、装置及び製品を開示している。１つ又は複数の複合層を積層することにより積層体を形成する。前記複合層には、予め樹脂が含侵されている。前記積層体を硬化させる前に、前記複合層のうちの少なくとも１つの上に、１つ又は複数の導電体を敷設する。前記積層体を硬化させる前に、任意の要素としての１つ又は複数の電気絶縁体を、前記複合層のうちの少なくとも１つにおける前記導電体のうちの少なくとも１つの近傍に敷設する。次いで、前記複合構造層と前記導電体と前記電気絶縁体とを含む前記導電体を硬化して、前記複合構造体を形成する。
以下に添付図面について記載する。これらの図面を通じて、同様の参照符号は同様の要素を示している。
下記の好適な実施形態の説明において添付図面を参照する。これら図面は、説明の一部を構成し、本発明を実施可能な特定の実施形態を例示する。本発明の範囲から逸脱することなく、その他の実施形態も利用可能であり、また、構造の変更も可能であることは理解されよう。
＜概要＞
＜概要＞
一実施形態における方法は、導電体及び任意の要素としての絶縁体を、硬化前の複合構造体の内部に敷設する方法であって、複合構造体の内部又はその上に回路配線パターン（circuit trace pattern）を形成することができる。
導電体及び絶縁体は、複合構造体のレイアップ処理の際に、層として付着される。各導電体及び絶縁体は、樹脂を予め含侵させた１つ又は複数の未硬化の複合層の表面に、所定の態様で付着される。これは、複合構造体の積層中に、好ましくは、自動化された方法を用いて、複合構造体を硬化させる前に行われる。
導電体は、導電層であって、複合構造体の異なる複合層に敷設することができる。また、導電体は、層間に導電路を形成するように敷設することができる。加えて、ある層を別の層と電気的に接合させたり、絶縁させたりできる。
絶縁体は、絶縁層であって、複合構造体の異なる複合層において、導電層に隣接させて敷設することができる。また、絶縁体は、層間に絶縁路を形成するように敷設することができる。加えて、ある層を選択的に別の層と電気的に絶縁させることも可能である。
導電体は、必要に応じて敷設して、電流が特定の方向に流れるようにできる。加えて、導電体は、異なる厚みに形成して、異なる電流密度を得ることができる。このように導電体を敷設することで、避雷システム、ＥＭＥ管理システム又は接地システムの代わりとして、あるいは、これらシステムの損傷を修理するのに利用可能である。
複合構造体の硬化プロセスにおいて、導電体の最終的な電気的特性が確立される。導電体には、電気絶縁材料や被覆が導電体に付着されているものも、されていないものもある。
本方法によれば、導電体、絶縁体、配線、配線支持体、フィードスルー（feedthrough）、及び、関連する材料やプロセスを別途必要とすることなく、複合構造体に沿って、あるいは、これを通って電流や電気信号が流れるようにできる。また、本方法によれば導電体を直接に塗布することができるので、これを既存の避雷システム、ＥＭＥ管理システム又は接地システムの代わりとしたり、あるいは、そのようなシステムを向上させたりできる。
本方法によれば、重量や労力を大幅に低減することができる。また、本方法によれば、既存の配線設置方法を変形して、ロボットを用いた方法など、より高度に自動化された、より低コストの作製方法にすることができる。
＜構造の説明＞
＜構造の説明＞
図１は、一実施形態による複合構造体１０を示す断面図であり、これは例えば、ＣＦＲＰなどの複合材料で構成されている。複合構造体１０は、レイアップ法を用いて作製される。この方法は、通常、１つ又は複数の複合層１４を積層して積層体１２を形成することを含む。複合層１４には、予め樹脂が含侵されている。この方法は、さらに、熱、光及び／又は圧力を利用して積層体１２を硬化させて、複合構造体１０を構成することを含む。
一実施形態では、積層中かつ硬化の前に、複合層１４のうちの少なくとも１つの上に、１つ又は複数の導電体１６が選択的に敷設される。次に、導電体１６のうちの少なくとも１つの上に、１つ又は複数の追加の複合層１４が敷設される。この敷設も、積層中かつ硬化の前に行われる。積層体１２の硬化の前に、任意の部材としての１つ又は複数の電気絶縁体１８が、複合層１４のうちの少なくとも１つにおける１つ又は複数の導電体１６の近傍に敷設される。別の実施形態では、導電体１６又は電気絶縁体１８のうちの少なくとも１つは、積層中かつ硬化の前に、表面層２０である複合層１４の少なくとも一部分に付着される。
いずれの実施形態でも、導電体１６及び電気絶縁体１８は、未硬化の複合層１４に付着される。その後、複合層１４、導電体１６及び電気絶縁体１８を含む積層体１２が硬化されて、複合構造体１０が形成される。この結果、導電体１６及び電気絶縁体１８は、複合構造体１０の内部に敷設され、及び／又は、導電体１６又は電気絶縁体１８のうちの少なくとも１つは、複合構造体１０の表面層２０の少なくとも一部分に敷設される。
各導電体１６は、例えば、複数の導電性粒子を含ませたインクや塗料などの導電性材料の１つ又は複数の層を含む。導電性粒子は、通常、銅（Ｃｕ）又は銀（Ａｇ）などのナノ粒子又はミクロ粒子であり、グリース、エポキシ、樹脂、溶媒又はその他の材料などの担体に内包されているか、あるいは、担体とともに溶液に含まれている。担体は、低温焼結助剤（low temperature sintering agent）をさらに含んでもよい。粒子は、積層体１２の硬化に用いられる温度での焼結が可能な粒径であり、また、複合層１４間にインクが浸透することが可能な粒径である。
各電気絶縁体１８は、例えば、プラスチック、セラミック、エポキシなどの電気的絶縁性材料の１つ又は複数の層を含む。電気絶縁層は、導電体１６の近傍にプリントされて、望ましくない電流の流れを防止する。加えて、電気絶縁体１８がないと、インクが他の層まで到達して、意図しない電気接続が形成される可能性がある。図示では、電気絶縁体１８は、導電体１６の上又は上方に位置しているが、導電体１６の下に敷設してもよいし、導電体１６と同一平面上に敷設してもよい。
導電体１６として利用可能な組成物には、商業的に入手可能な、電子部品のプリント用インク又は塗料があり、これらは、インクジェット法を含むいくつかの手法により塗布することができる。銀ミクロ粒子６０％／樹脂を含む塗料であるＧＣ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社のＳｉｌｖｅｒ Ｐｒｉｎｔ ＩＩ（登録商標）、及び、銀ナノ粒子９０％のインクであるＮｏｖａｃｅｎｔｒｉｘ社のＭｅｔａｌｏｎ ＨＰＳ－ＤＥＶ（登録商標）を用いて実験を行った。両者を比較すると、付着、及び焼結又は硬化された状態において、銀ミクロ粒子／樹脂の塗料の抵抗率は、通常、１０ｅ－３Ωｃｍであるのに対し、銀ナノ粒子のインクの抵抗率は、通常、概ね１０ｅ－５Ωｃｍ以下である。実験の結果は、銀ナノ粒子のインクの方が、銀マイクロ粒子／樹脂の塗料よりも好ましいものであった。
マイクロ粒子の塗料は、塗布後、時間の経過とともに硬化するので、通常、硬化のためのステップを必要としない。ただし、ナノ粒子のインクについては、通常、乾燥ステップ及び硬化ステップの両方が必要であり、インクの塗布直後から積層体１２の硬化前までの間、インクを乾燥させて、例えば、安定剤、担体剤（carrier agent）又は表面酸化物など、銀以外の成分を飛散させる。
硬化処理には、積層体１２の硬化には十分である温度及び時間条件が採用されるが、その条件では、導電体１６の金属成分の焼結には、十分な場合も、十分でない場合もありうる。硬化ステップにおいて、導電体１６の金属粒子は、互いに結合するとともに、複合層１４と接合する。硬化ステップは、焼成、誘導加熱、レーザ加熱、フラッシュ放射加熱（flash radiant heating)、又は、これに類する方法のうちの少なくとも１つを、加圧状態あるいは非加圧状態で実行することを含みうる。
導電性材料を硬化するステップのほとんどは、複合構造体１０に含まれる炭素／エポキシに損傷を与えるような温度を要件とするが、本実施形態の導電体１６は、約１００℃から約２００℃の間の低い温度で処理できるので、複合構造体１０に損傷を与えることなく導電性の高い材料を生成することが可能である。（一般的に用いられている多くのＣＦＲＰ系に含まれているエポキシ樹脂マトリックスは、硬化温度である１７７℃よりも大幅に高い温度では安定ではない。）
したがって、レイアップ処理において未硬化の複合層１４に塗布された導電体１６及び電気絶縁体１８は、積層体１２と同時に同じ温度で硬化される。よって、導電体１６を、複合構造体１０の内部であって、電力や電気信号の伝達、あるいは、避雷システム、ＥＭＥ管理システム及び接地システムに適した位置に敷設することが可能になる。これに対し、硬化した後の複合構造体１０に導電体を付着させる場合には、通常、複合構造体１０における露出外表面にしか塗布することができない。
加えて、電気絶縁体１８を選択的に塗布することで、導電体１６から複合層１４への電気的接続、また、導電体１６におけるその他の層、積層体１２内やその上に位置するその他の特異部や部材へに電気的接続を妨げないようにできる。
この結果、複合構造体１０に損傷を与えることなく、導電率の高い導電体１６を実現することができる。一実施形態では、複合構造体１０は、航空機やその他の輸送体における構造体であり、導電体１６は、複合構造体１０の表面層２０、例えば、外表面の下側に敷設される、メッシュやその他の導電性構造体である。尚、複合構造体１０の反対側の表面、例えば、内表面は、燃料タンク（図示せず）の表面又はこれに隣接する表面である。
＜塗膜の説明＞
＜塗膜の説明＞
図２は、一実施形態において、複合層１４に導電体１６が塗布される様子を示す断面図である。本実施形態では、インクジェットプリンタなどのアプリケータ２２を用いて、導電体１６を複合層１４に付着しているが、その他のアプリケータを利用することもできる。一実施形態では、アプリケータ２２のリザーバ（reservoir）に銀ナノ粒子のインク組成物が入れられる。アプリケータは、次いで、樹脂が予め含侵された未硬化の複合層１４の表面に、導電体１６を所定の態様で導電体配線パターンとして塗布する。この塗布は、好ましくは、自動積層中において行う。アプリケータ２２は、同様の態様で電気絶縁体１８（図示せず）を塗布する際にも、また、導電体１６又は電気絶縁体１８を表面層２０（図示せず）に塗布する際にも利用可能である。
尚、導電体１６及び電気絶縁体１８のパターン、形状、サイズ又は厚みは、具体的な用途での電気的要件に依存する。ただし、導電体１６及び電気絶縁体１８は、例えば、直線状（電力又はアース用）やパッチ（穴用）など、必要に応じたあらゆるパターン、形状、サイズ、厚みのものを包含する。例えば、パッチは、複合構造体１０において留め具穴が穿孔される位置に敷設してもよい。これにより、穿孔の完了後の孔には、導電物質及び／又は絶縁物質の層が含まれることになる。また、一実施形態では、導電体１６及び電気絶縁体１８の厚みは、約０．５ミル～１ミルであり、通常、この厚みは、通常７ミルである複合層１４の厚みよりも小さい。
＜硬化の説明＞
＜硬化の説明＞
図３は、一実施形態において、複合層１４、導電体１６及び電気絶縁体１８を含む積層体１２が硬化されて、複合構造体１０が形成される様子を示す断面図である。この実施形態では、オートクレーブなど、熱及び圧力供給源である硬化装置２４を用いて、複合層１４、導電体１６及び電気絶縁体１８を含む積層体１２を硬化しているが、その他の硬化装置を用いることもできる。硬化装置２４は、表面層２０上の導電体１６又は電気絶縁体１８を硬化する際にも用いることができる。積層体１２の硬化時間は、積層体１２に塗布された特定のインクに依存して、樹脂又はインクを基準に決定することができる。
＜作製プロセスの説明＞
＜作製プロセスの説明＞
図４は、一実施形態における作製プロセスを示すフローチャートである。
ブロック２６は、１つ又は複数の複合層１４を積層することにより積層体１２を形成するステップを表し、複合層１４には、樹脂が予め含侵されている。本ステップにおいて、あるいは、本ステップに先立って、種々のステップを実行することもできる。
ブロック２８は、複合層１４のうちの少なくとも１つに、導電体１６及び電気絶縁体１８の１つ又は複数を敷設又は塗布するステップを示す。このステップは、導電体１６及び電気絶縁体１８を複合層１４に選択的に付着させることにより、あるいは、導電体１６又は電気絶縁体１８のうちの少なくとも１つを表面層２０の少なくとも一部分に付着させることにより行われる。このステップでは、任意の適当な材料移着方法（material transfer method）を用いることができ、例としては、インクジェット印刷、スクリーン印刷、凹版印刷、乾燥フィルムによる転写（dry film transfer）、金属被覆法、メッキ、その他の方法が含まれる。
ブロック３０は、積層体１２の積層を完了させる任意のステップを示しており、ブロック２８において積層体１２が部分的にしか形成されていなければ、このステップで、積層体１２を完成させる。具体的には、このブロックは、硬化の前に、導電体１６及び電気絶縁体１８の上に、１つ又は複数の追加の複合層１４を選択的に敷設することを含む。加えて、ブロック２８及び３０は、積層体１２の積層を完了するのに必要なだけ繰り返し実行することができる。
ブロック３２は、複合層１４、導電体１６及び電気絶縁体１８を含む積層体１２をその場で硬化させて、複合構造体１０を形成するステップを表す。この硬化ステップを実行する温度及び圧力は、複合層１４、導電体１６及び電気絶縁体１８の組成、並びに、複合層１４、導電体１６及び電気絶縁体１８の相互作用により決定される。例えば、硬化処理において、熱、光及び／又は圧力を利用して、導電体１６の金属ナノ粒子を圧縮し、また、複合層１４、導電体１６及び電気絶縁体１８を固化（solidifying）及び硬化（hardening）する。
ブロック３４は、追加のステップがある場合には、これを示す。例えば、複合構造体１０について、硬化後のさらに作製処理が必要であれば、必要に応じて適当なツールが利用される。
ブロック３６は、作製された複合構造体１０を示しており、複合層１４、導電体１６及び電気絶縁体１８が含まれる。導電体１６及び電気絶縁体１８は、複合構造体１０の内部、及び／又は、複合構造体１０の表面２０に敷設されている。
上述の処理ステップは、任意の数の異なる用途や処理について利用可能である。例えば、そのような用途や処理には、下記のものが含まれる。
・ 例えば、避雷システム、ＥＭＥ管理システム及び接地システムなど、導電又は絶縁の電気的な目的で、複合構造体１０の孔、ビア又はその他の構造的要素に、導電体１６又は電気絶縁体１８を付着させること。
・ 構造上の目的（電気的な目的と組み合わせることも可能）で、複合構造体１０の孔、ビア、又はその他の構造的要素に、導電体１６又は電気絶縁体１８を付着させること。
・ 例えば、避雷システム、ＥＭＥ管理システム及び接地システムなど、導電又は絶縁の電気的な目的で、複合構造体１０の孔、ビア又はその他の構造的要素に、導電体１６又は電気絶縁体１８を付着させること。
・ 構造上の目的（電気的な目的と組み合わせることも可能）で、複合構造体１０の孔、ビア、又はその他の構造的要素に、導電体１６又は電気絶縁体１８を付着させること。
修理用途や処理には、上述の用途又は処理箇所の取替又は修理が含まれ、また、導電体１６により構成された避雷メッシュを電気的に修理することが含まれる。
＜航空機及び作製方法の例＞
＜航空機及び作製方法の例＞
説明したシステム及び技術の実施についての種々の側面の理解を高めることを目的として、航空機及び航空機の翼について簡単に説明する。図５は、いくつかの実施形態による航空機３８の概念図である。図５に示すように、航空機３８は、長手方向軸（Ｘ軸）、横方向軸（Ｙ軸）及び垂直軸（Ｚ軸）で定義される。種々の実施形態において、航空機３８は、内装４２を有する機体４０を含む。航空機３８は、機体４０に連結された翼４４を含む。航空機３８は、翼に支持されたエンジン４６をさらに含む。いくつかの実施形態では、航空機３８は、電気系４８及び環境系５０などの複数の高水準システムをさらに含む。他の実施形態においては、その他の系をいくつ含んでいてもよい。
また、航空機の例を示したが、本開示の主旨は、自動車産業などの他の産業にも適用することができる。したがって、本開示の主旨は、航空機３８に加えて、例えば、陸上車両、船舶、宇宙船などのその他の輸送体にも適用することができる。
本開示の例を、図６に示す航空機の製造及び使用方法５２及び図５に示す航空機３８に関連させて説明する。例示的な方法５２は、生産開始前の工程として、航空機４６の仕様決定及び設計（ブロック５４）及び材料調達（ブロック５６）を含む。生産中の工程として、航空機３８の部品／小組立品の製造（ブロック５８）、及び、システム統合（ブロック６０）が行われる。いくつかの実施形態では、部品及び小組立品の製造（ブロック５８）及びシステム統合（ブロック６０）を同時に実行してもよい。例えば、ブロック５８において製造が完了した種々の部品及び／又は小組立品を、ブロック６０において航空機３８に統合し、この間に、ブロック５８において、その他の部品及び／又は小組立品を製造してよい。説明したシステム、方法、及びこれらの方法により形成された組立品は、航空機３８の仕様決定及び設計（ブロック５４）、材料調達（ブロック５６）、部品及び小組立品の製造（ブロック５８）及び／又はシステム統合（ブロック６０）のうちの任意の工程において利用可能である。
その後、航空機３８は、認可及び納品（ブロック６２）の工程を経て、使用の工程（ブロック６４）に入る。使用（ブロック６４）の期間中は、航空機３８は、定例の整備及び保守（ブロック６６）のスケジュールに組み込まれる。定例の整備及び保守（ブロック６６）には、航空機３８の１つ又は複数の検査システムの調整、変更、改修などが含まれうる。説明したシステム、方法、及びこれらの方法により形成された組立品は、認可及び納品（ブロック６２）、使用（ブロック６４）及び／又は整備及び保守（ブロック６６）のうちの任意の工程において利用可能である。
例示した方法５２の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者及び／又はオペレーター（例えば顧客）によって実行又は実施することができる説明のために言及すると、システムインテグレーターは、航空機メーカー及び主要システム下請業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。第三者は、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。オペレーターは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織等であってもよい。
本明細書に図示あるいは説明した装置及び方法は、製造及び保守方法（例示した方法５２）における１つ又は複数の工程のうちのいずれで採用してもよい。例えば、部品及び小組立品の製造（ブロック５８）に対応する部品又は小組立品は、航空機３８の使用期間中（ブロック６４）に製造される部品又は小組立品と同様の方法で製造されてもよい。また、装置、方法、又はそれらの組み合わせの１つ又は複数の実施例を、製造工程（ブロック５８）及びシステム統合（ブロック６０）で用いることによって、例えば、航空機３８の組み立て速度を大幅に速めたり、コストを大幅に削減したりすることができる。同様に、装置又は方法の１つ又は複数の実施例又はそれらの組み合わせを、航空機３８の使用期間中（ブロック６４）及び／又は整備及び保守中（ブロック６６）に用いてもよいが、これに限定されない。
＜代替例＞
＜代替例＞
上述の実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提示されたものであり、全てを網羅することや、開示した形態での実施に限定することを意図するものではない。上述した特定の要素に代えて、多くの代替例、改変例、変形例が利用可能である。
導電体１６及び電気絶縁体１８は、複合構造体１０の導電性及び電気絶縁性を向上させることを主な目的とする。ただし、導電体１６及び電気絶縁体１８並びに複合構造体１０の性質によっては、導電体１６及び電気絶縁体１８を構造的な補強にも利用することが可能である。
導電体１６においては、Ｃｕ又はＡｇとＴｉとの組み合わせ以外の金属粒子や合金も利用可能であり、適当な非金属の補助剤（例えば、緩衝剤、安定剤、キャッピング剤など）を利用することも可能である。加えて、複数種類の金属粒子合金を組み合わせ、又は、積層することで、導電体１６の最終的な性質に特定の向上をもたらすこともできる。ただし、導電体１６に含まれる粒子は、通常、複合構造体１０を損なわない十分に低い温度で、また、その金属粒子の融点よりも低い温度で、硬化、焼結、結合、凝集可能であることが求められる。
導電体１６は、小比率のチタン（Ｔｉ）を銀に加えて含有する組成物を含んでもよい。チタンは、炭素の薄い表面層を炭化チタン（ＴｉＣ）に変化させて、炭素繊維への接合を促進する。導電体１６に含まれる高導電性の銀は、炭素に対する親和性が低くなるので、厚みは増すものの接着性の高い層をＴｉＣ上に形成する。
最後に、上述の説明は、航空機及び航空宇宙輸送体、その構造体及び用途に関連するが、本発明は、その他の輸送体、その構造体及び用途にも適用可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明によって限定されるのではなく、添付の請求の範囲によって限定されるべきである。
また、本開示は以下の付記に基づく実施形態を包含する。
１． 導電性を向上させた複合構造体を作製するための方法であって、
樹脂を予め含侵させた１つ又は複数の複合層を積層することにより積層体を形成することと、
前記積層体を硬化させる前に、前記複合層のうちの少なくとも１つの上に、１つ又は複数の導電体を敷設することと、
前記複合層と前記導電体とを含む前記積層体を硬化させて、前記複合構造体を作製することと、を含み、
前記導電体は、導電性インク又は導電性塗料のうちの少なくとも１つを含む、方法。
樹脂を予め含侵させた１つ又は複数の複合層を積層することにより積層体を形成することと、
前記積層体を硬化させる前に、前記複合層のうちの少なくとも１つの上に、１つ又は複数の導電体を敷設することと、
前記複合層と前記導電体とを含む前記積層体を硬化させて、前記複合構造体を作製することと、を含み、
前記導電体は、導電性インク又は導電性塗料のうちの少なくとも１つを含む、方法。
２． 前記複合層は、前記積層体が形成された時点では未硬化の複合層である、付記１に記載の方法。
３． 前記積層体を硬化させる前に、前記導電体のうちの少なくとも１つの上に、１つ又は複数の追加の複合層を敷設することをさらに含む、付記１に記載の方法。
４． 前記導電体は、前記複合構造体の内部にある、付記３に記載の方法。
５． 前記導電体のうちの少なくとも１つは、前記積層体の表面層の少なくとも一部分の上に敷設される、付記１に記載の方法。
６． 前記導電体は、前記複合層の上に１つ又は複数の導電層を付着させることによって、前記複合層の上に敷設される、付記１に記載の方法。
７． 前記導電体は、回路配線パターンを前記複合構造体の内部又は上に含む、付記１に記載の方法。
８． 前記導電体は、前記複合層のうちの異なる層の上にそれぞれ敷設される、付記１に記載の方法。
９． 前記導電体は、前記複合層間に少なくとも１つの導電路を形成する、付記１に記載の方法。
１０． 前記導電体はそれぞれ異なる厚みを有する、付記１に記載の方法。
１１． 前記導電体のうちの少なくとも１つは、前記積層体を硬化させる前に乾燥される、付記１に記載の方法。
１２． 前記導電性インク又は導電性塗料は、低温焼結助剤を含有する組成物中にある、銅又は銀の少なくとも一方を含有する複数の粒子を含む、付記１に記載の方法。
１３． 前記粒子は、前記積層体の硬化に用いる温度での焼結が可能な粒径である、付記１２に記載の方法。
１４． 前記積層体を硬化させる前に、前記複合層のうちの少なくとも１つにおける前記導電体のうちの少なくとも１つの近傍に、１つ又は複数の電気絶縁体を敷設することをさらに含む、付記１に記載の方法。
１５． 前記積層体は、約１００℃から約２００℃の間の温度で硬化される、付記１に記載の方法。
１６． 導電性を向上させた複合構造体であって、
（ａ） 積層体を含み、当該積層体は、
（１） 樹脂を予め含侵させた１つ又は複数の複合層と、
（２） 前記複合層のうちの少なくとも１つの上に敷設された１つ又は複数の導電体と、を含み、前記少なくとも１つ複合層は、未硬化の複合層であり、
（ｂ） 前記複合層と前記導電体とを含む前記積層体は、硬化された積層体である、複合構造体。
（ａ） 積層体を含み、当該積層体は、
（１） 樹脂を予め含侵させた１つ又は複数の複合層と、
（２） 前記複合層のうちの少なくとも１つの上に敷設された１つ又は複数の導電体と、を含み、前記少なくとも１つ複合層は、未硬化の複合層であり、
（ｂ） 前記複合層と前記導電体とを含む前記積層体は、硬化された積層体である、複合構造体。
１７． 前記導電体のうちの少なくとも１つの上に敷設された１つ又は複数の追加の複合層をさらに含む、付記１６に記載の複合構造体。
１８． 前記導電体は前記複合構造体の内部にある、付記１６に記載の複合構造体。
１９． 前記導電体のうちの少なくとも１つは、前記積層体の表面層の少なくとも一部分の上に敷設されている、付記１６に記載の複合構造体。
２０． 前記導電体は、前記複合層の上に付着された１つ又は複数の導電層を含む、付記１６に記載の複合構造体。
２１． 前記導電体は、回路配線パターンを前記複合構造体の内部又は上に含む、付記１６に記載の複合構造体。
２２． 前記導電体は、前記複合層のうちの異なる層の上にそれぞれ敷設されている、付記１６に記載の複合構造体。
２３． 前記導電体は、前記複合層間に少なくとも１つの導電路を形成する、付記１６に記載の複合構造体。
２４． 前記導電体はそれぞれ異なる厚みを有する、付記１６に記載の複合構造体。
２５． 前記導電性インク又は導電性塗料は、低温焼結助剤を含有する組成物中にある、銅又は銀の少なくとも一方を含有する複数の粒子を含む、付記１６に記載の複合構造体。
２６． 前記粒子は、前記積層体の硬化に用いる温度での焼結が可能な粒径である、付記２５に記載の複合構造体。
２７． 前記複合層のうちの少なくとも１つにおける前記導電体のうちの少なくとも１つの近傍に敷設された１つ又は複数の電気絶縁体をさらに含む、付記１６に記載の複合構造体。
２８． 導電性を向上させた航空機であって、
複合構造体を含み、当該複合構造体は、
（ａ） 積層体を含み、当該積層体は、
（１） 樹脂を予め含侵させた１つ又は複数の複合層と、
（２） 前記複合層のうちの少なくとも１つの上に敷設された１つ又は複数の導電体と、を含み、前記１つ又は複数の導電体は、樹脂を予め含侵させた未硬化の複合層であり、
（ｂ） 前記複合層と前記導電体とを含む前記積層体は、硬化された積層体である、航空機。
複合構造体を含み、当該複合構造体は、
（ａ） 積層体を含み、当該積層体は、
（１） 樹脂を予め含侵させた１つ又は複数の複合層と、
（２） 前記複合層のうちの少なくとも１つの上に敷設された１つ又は複数の導電体と、を含み、前記１つ又は複数の導電体は、樹脂を予め含侵させた未硬化の複合層であり、
（ｂ） 前記複合層と前記導電体とを含む前記積層体は、硬化された積層体である、航空機。
２９． 前記複合構造体は、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）で形成される複合材料を含み、前記導電体は、避雷システム、電磁的影響（ＥＭＥ）管理システム又は接地システムの一部を構成する、付記２８に記載の航空機構造体。
３０． 前記導電体のうちの少なくとも１つの上に敷設された１つ又は複数の追加の複合層をさらに含む、付記２８に記載の航空機構造体。
３１． 前記導電体は、前記複合構造体の内部にある、付記３０に記載の航空機構造体。
３２． 前記導電体のうちの少なくとも１つは、前記積層体の表面層の少なくとも一部分の上に敷設されている、付記２８に記載の航空機構造体。
３３． 前記導電体は、前記複合層の上に付着された１つ又は複数の導電層を含む、付記２８に記載の航空機構造体。
３４． 前記導電体は、前記複合構造体の内部又は上に回路配線パターンを含む、付記２８に記載の航空機構造体。
３５． 前記導電体は、前記複合層のうちの異なる層の上にそれぞれ敷設されている、付記２８に記載の航空機構造体。
３６． 前記導電体は、前記複合層間に少なくとも１つの導電路を形成する、付記２８に記載の航空機構造体。
３７． 前記導電体のそれぞれ異なる厚みを有する、付記２８に記載の航空機構造体。
３８． 前記導電性インク又は導電性塗料は、低温焼結助剤を含有する組成物中にある、銅又は銀の少なくとも一方を含有する複数の粒子を含む、付記２８に記載の航空機構造体。
３９． 前記粒子は、前記積層体の硬化に用いる温度での焼結が可能な粒径である、付記３８に記載の航空機構造体。
４０． 前記複合層のうちの少なくとも１つにおける前記導電体のうちの少なくとも１つの近傍に敷設された１つ又は複数の電気絶縁体をさらに含む、付記２８に記載の航空機構造体。
Claims (11)
- 導電性を向上させた複合構造体を作製するための方法であって、
樹脂を予め含侵させた１つ又は複数の複合層を積層することにより積層体を形成することと、
前記積層体を硬化させる前に、前記複合層のうちの少なくとも１つの上に、１つ又は複数の導電体を敷設することと、
前記複合層と前記導電体とを含む前記積層体を硬化させて、前記複合構造体を作製することと、を含み、
前記導電体は、導電性インク又は導電性塗料のうちの少なくとも１つを含み、
前記導電性インク又は導電性塗料は、低温焼結助剤を含有する組成物中にある、銅又は銀の少なくとも一方を含有する複数の粒子を含み、
前記粒子は、前記積層体の硬化に用いる温度での焼結が可能な粒径とすることにより、当該硬化によって焼結される、方法。 - 前記複合層は、前記積層体が形成された時点では未硬化の複合層である、請求項１に記載の方法。
- 前記積層体を硬化させる前に、前記導電体のうちの少なくとも１つの上に、１つ又は複数の追加の複合層を敷設することをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
- 前記導電体は、前記複合構造体の内部にある、請求項３に記載の方法。
- 前記導電体のうちの少なくとも１つは、前記積層体の表面層の少なくとも一部分の上に敷設される、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
- 前記導電体は、前記複合層の上に１つ又は複数の導電層を付着させることによって、前記複合層の上に敷設される、請求項１～５のいずれかに記載の方法。
- 前記導電体は、１）回路配線パターンを前記複合構造体の内部又は上に含む、２）前記複合層間に少なくとも１つの導電路を形成する、又は、３）それぞれ異なる厚みを有する、のうちの少なくとも１つを充足する、請求項１～６のいずれかに記載の方法。
- 前記導電体のうちの少なくとも１つは、前記積層体を硬化させる前に乾燥される、請求項１～７のいずれかに記載の方法。
- 前記複合層は、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）で形成される複合材料を含み、
前記導電性インク又は導電性塗料は、チタン（Ｔｉ）をさらに含有することにより、前記複合材料に含まれる炭素繊維の表面層を炭化チタン（ＴｉＣ）に変化させて、前記導電体と当該炭素繊維との接合を促進させる、請求項１～８のいずれかに記載の方法。 - 前記積層体を硬化させる前に、前記複合層のうちの少なくとも１つにおける前記導電体のうちの少なくとも１つの近傍に、１つ又は複数の電気絶縁体を敷設することをさらに含む、請求項１～９のいずれかに記載の方法。
- 前記積層体は、１００℃から２００℃の間の温度で硬化される、請求項１～１０のいずれかに記載の方法。
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