JP7046988B2 - 接合表面を検査するための方法およびデバイス - Google Patents

Description

本発明は、基材の接合表面を検査するための方法およびデバイスに関し、その意図は、接着剤を使用して基材の接合表面に構造的エレメントを接着するということである。また、本発明は、検査方法を用いて、そのような構造的エレメントに基材を結合させるための方法に関する。

それらの重量特有の強度および剛性に起因して、今では、任意のコンポーネントの生産において繊維複合材料を考えないことは事実上不可能である。これらの繊維複合材料は、主に、２つの本質的な構成要素：繊維材料およびマトリックス材料から構成されている。繊維複合材料からの繊維複合材コンポーネントの生産において、繊維材料は、一般的に、後続のコンポーネントの対応する形態へと導かれ、次いで、繊維材料の中へ浸出されたマトリックス材料が硬化される。硬化は、大半のケースにおいて、温度および場合によっては圧力への暴露を通して、達成される。硬化は、荷重を受けている、繊維材料からなる繊維をそれらの所定の方向へと固定し、その場合に、硬化されるマトリックス材料とともに、それらは、荷重消散のための一体的なユニットを形成する。

繊維複合材コンポーネントは、残念なことには、生産の文脈において、等方性材料を上回る特定の不利益を有している。その理由は、繊維複合材コンポーネントのコンポーネント形状が、一般的に、後続のコンポーネント形状の一種のネガティブインプレッション（negative impression）を構成する対応する成形ツールによって形成されるからである。したがって、複雑な幾何学形状が作り出されることができるようにするために、繊維複合材料から作り出されるかまたは等方性材料から構成されているかのいずれかであるさまざまな構造的エレメントから一緒に結合されるということは、複雑な繊維複合材コンポーネントにとって一般的ではない。

また、繊維複合材コンポーネントは、局所的な損傷のケースでは、修理パッチの接着によって修理され得る。損傷を受けた部位は、最初に、損傷を受けた部位において繊維複合材料の繊維材料とマトリックス材料とを除去することによって準備され、その後に、修理パッチが、次いで、その中に結合され、それは、結果として生じるスペースの中へ結合され、したがって、再びそれを充填する。

この種類の接着剤結合（被着体のうちの少なくとも１つが、繊維複合材料から作製された繊維複合材コンポーネントである）は、認証および検証に関して全く重要でないとは限らない。したがって、とりわけ、航空宇宙部門において、安全要件を満たすために、高い標準が、任意のそのような接着剤結合に課されなければならない。これは、また、とりわけ、安全を最重視すべきコンポーネントに該当する。ここで、特定の課題は、結合または接着剤接続の非破壊試験のための可能性が限られているということである。現時点では、接着剤結合の結合強度が検証されることを可能にする非破壊試験方法は存在していない。

これに起因して、および、過去の損傷事象に起因して、認証機関は、航空機の中の構造的な結合のための特別の規制を義務付けている。したがって、ＥＡＳＡ ＡＭＣ ２０－２９またはＦＡＡ ＡＣ ２０－１０７ｂの下で、安全関連の結合は、現在では、以下のときにだけ許容可能である。

ａ） 結合の可能性のある故障が、構築手段によって（典型的に、代替的な荷重経路または構築の冗長性によって、たとえば、追加的なリベット打ちによって）、重大でない大きさまで制限されるとき、
ｂ） 結合の強度を有効にするために、それぞれの個々の結合された接続が、限界最大設計荷重によってローディングされるとき、または、
ｃ） それぞれの個々の接着剤結合の強度の確認を提供する反復可能で信頼性の高い非破壊試験方法が用いられるとき。

接着剤結合による繊維複合材コンポーネントの修理を実現するさらなる実質的な不利益は、修理のための構造体がすでに動作中になっており、そのケースにおいて、結合の間の接着の力の進展に悪影響を与える媒体と接触した状態になる可能性があるということである。結果的に、現時点において、修理の故障が航空機の安全に関して重大である場合には、（リベットの追加的な適用なしに）結合された修理は実施されない。それにもかかわらず、認可機関と調和して、結合された修理が実施されるようにするために、行われた修理の検証のための可能性への精力的な研究が存在している。

繊維複合材コンポーネントの修理における接着剤結合の非破壊検査の方法が、米国特許第７，７３６，４５２Ｂ２号明細書から公知であり、そこでは、接着剤結合が、間接的に検査される。繊維複合材コンポーネントの上の損傷を受けた部位は、第１のステップにおいて、対応するボンディッドイン（bonded-in）修理パッチを使用して修理される。その後に、修理された部位の付近において、修理パッチと同じ特性および同じ材料を有するテストパッチが接着され、接着剤結合が硬化した後に、対応する力によってローディングされる。テストパッチがそのように印加された力に耐える場合には、修理された部位は、耐久性があると仮定される。

繊維複合材コンポーネントおよび考えられる接着剤結合の品質制御のための方法が、米国特許第２００８／００１１０７５Ａ１号明細書から公知であり、このケースでは、金属製構造体が、繊維複合材コンポーネントの表面に接着されている。この金属製の構造体は、指定された破壊部位を有している。接着剤結合が硬化した後に、金属製の構造体は、次いで、力に暴露される。指定された破壊部位において破壊が起こる場合には、繊維複合材コンポーネントの表面に対する接着剤結合が効果的である。指定された破壊部位というよりもむしろ、接着剤結合が破壊する場合には、その結合は欠陥のないものではなかった。

しかし、繊維複合材コンポーネントによってだけでなく、基材と他の構造的エレメントとの間の接着を促進させる目的のための接合表面の非破壊検査を実施する関心が存在している。したがって、表面コーティングは、特定の技術的なまたは審美的な機能を充足するための広く普及した方法である。たとえば、民間航空機において、対応するアルミニウム構造体が使用されており、それらは、攻撃的な媒体に暴露されており、結果的に、腐食的な攻撃のとりわけ高いリスクにさらされている。したがって、これらのアルミニウム構造体は、電気化学的な処理を受け、その後に、表面コーティングによってシールされる。この下塗りコーティングは、一方では、腐食からの保護として作用し、他方では、後続の接着剤結合動作のための接着促進コーティングとして作用する。

しかし、現在では、基材の接合表面が、繊維複合材料から作り出されているかまたは別のエンジニアリング材料から作り出されているかにかかわらず、結合部位に関するその有効性に関して直接的に検査されることを可能にする方法は存在していない。したがって、本発明の目的は、基材の接合表面、特に、構造的エレメントが結合されることとなる基材としての繊維複合材コンポーネントの接合表面が、接着剤結合に関して直接的に検査されることを可能にする、および、そのような結合の有効性が事前に保証されることを可能にする、改善された方法を特定することである。

本目的は、請求項１による接合表面を検査するための方法、請求項１２による構造的エレメントを結合させるための方法、および、請求項１６によるデバイスによって、本発明にしたがって実現される。

請求項１にしたがって提案されるのは、基材の接合表面を検査するための方法であり、その意図は、接着剤材料または接着剤を使用して、１つまたは複数の構造的エレメントを基材接合表面に結合するということである。

基材は、繊維複合材料から作製された繊維複合材コンポーネントを備えることが可能であり、繊維複合材コンポーネントは、繊維複合材料から作り出され得る。この種類の繊維複合材料は、繊維材料とマトリックス材料とを備える一般的なタイプのものである。そのうえ、この種類の繊維複合材料は、本出願に特有のさらなるコンポーネントおよび／または材料を備えることが可能である。

しかし、基材は、また、異なる材料、とりわけ、等方性材料、たとえば、ポリマー材料、金属材料、有機材料、および／または無機材料などであることが可能である。使用されるポリマー材料は、たとえば、熱硬化性樹脂（エポキシド、不飽和ポリエステル、ビニールエステル、フェノール樹脂）、エラストマー（ゴム、ポリサルファイド、シリコーン、ポリウレタン）、熱可塑性樹脂（ポリエーテルケトンケトン、ポリアミド、ポリエステルなど）であることが可能である。企図されている金属材料および／または合金は、とりわけ、スチール、アルミニウム、チタン、マグネシウム、非鉄金属などを含む。適用され得る有機材料は、とりわけ、骨、木材、および歯を含む。考えられる無機材料は、とりわけ、ガラス、セメント、セラミック、石である。ここで、基材は、具体的には、繊維複合材料から作り出された繊維複合材コンポーネントでないことが可能である。

構造的エレメントは、基材と同じ材料から構成され得、または、そのような材料を備える。しかし、上述のように、構造的エレメントが異なる材料から構成されること、または、異なる材料を備えることも考えられる。１つの考えられる組み合わせ（それは、民間航空機の中で見られることが多い）は、繊維複合材料から作製された基材であり、その意図は、金属材料から作製された構造的エレメントを前記基材に接着するということである。構造的エレメントは、代替的に、たとえば、表面コーティング、シーラント、またはペイントなどのような、接着剤材料を本質的に備える材料を備えることが可能である。とりわけ、ここで考えられるのは、接着剤プライマーの上へのプリプレグ（繊維複合材料の事前含浸された繊維材料）の直接的な設置、および、その硬化であり、そのケースにおいて、プリプレグのマトリックス材料は、接着剤の特性を形成している。

接合表面が直接的におよびとりわけ非破壊的に検査されることを可能にするために、本発明は、最初に、繊維材料と接着剤プライマーとを備える少なくとも１つのシート状のテストテキスタイルを提供することを提案する。ここで、接着剤プライマーは、一般的に、接着剤結合が作り出されるための準備において、接合表面に適用される材料である。接着剤プライマーが硬化された後に、接着剤は、接着剤プライマーに適用されることとなり、接着剤プライマーが、一方ではコンポーネントの接合表面と他方では接着剤との間の接続エレメントを結果的に表した状態になっている。ここで、接着剤プライマーは、後続の接着剤結合のための接合表面の準備において役割を果たしている。

本発明の目的のために、この種類の接着剤プライマーは、ここで、マトリックス材料を備えることが可能であり、マトリックス材料は、繊維複合材料の一部である。１つの有利な実施形態では、基材が繊維複合材料から形成されており、接着剤プライマーは、繊維複合材コンポーネントがそれから作り出されるマトリックス材料であることが可能であるか、または、修理パッチがそれから作り出される繊維複合材料の一部であるマトリックス材料であることが可能である。しかし、追加的に、接着剤プライマーは、接着剤の後続の層を形成することが意図された任意の材料であることが可能である。後続の構造的エレメントを繊維複合材コンポーネントに接着することが意図された接着剤プライマーおよび接着剤は、同じ材料であることが可能である。

シート状のテストテキスタイルは、繊維材料をさらに備え、繊維材料は、好ましくは、テキスタイルまたは非テキスタイルの原材料から作り出されており、好ましくは、シート状のファブリックを形成するために、線形構築物（linear construct）から加工されている。シート状のテストテキスタイルの繊維材料は、接着剤プライマーの未硬化の状態において、屈曲して撓んだ条件を有することが可能である。ここで、問題の材料は、とりわけ、繊維材料であることが可能であり、繊維材料は、繊維複合材コンポーネントを作り出すためにも使用されており、したがって、繊維複合材料の一部である。しかし、繊維材料がたとえば金属材料であることも考えられ、金属材料は、基本的に、屈曲して撓んでいないが、引張荷重および／または圧縮荷重の下での変形を経験する。

ここで、シート状のテストテキスタイルは、シート状のテストテキスタイルの繊維材料がすでに接着剤プライマーによって含浸されており、したがって、後続のステップに即座に利用可能であるように提供される。しかし、繊維材料および接着剤プライマーの別個の提供も考えられ、繊維材料および接着剤プライマーは、次いで、まだ議論されていないさらなる方法ステップの過程において、一緒に接合される。

次のステップにおいて、次いで、シート状のテストテキスタイルは、基材の接合表面の少なくとも一部に適用され、シート状のテストテキスタイルの接着剤プライマーが、基材の接合表面と接触するようになっている。換言すれば、接合表面は、したがって、シート状のテストテキスタイルの接着剤プライマーによって占有されるかまたは濡らされている。テストテキスタイルの繊維材料が、ジョイントユニットとして接着剤プライマーをすでに備える場合に、接着剤プライマーおよび繊維材料は、１つのステップにおいて基材に適用される。２つのコンポーネントが別個に存在している場合に、最初に接着剤プライマーが適用され、次いでテストテキスタイルの繊維材料が適用されるか、または、最初にテストテキスタイルの繊維材料が適用され、次いで接着剤プライマーが繊維材料に適用されるかのいずれかである。第２のケースでは、接着剤プライマーは、テストテキスタイルの繊維材料の中へ浸出し、繊維材料と接合表面との間の境界層を形成するようになっている。

次のステップにおいて、シート状のテストテキスタイルが接合表面に適用された後に、接着剤プライマーを使用して、接合表面の領域において、シート状のテストテキスタイルを基材に物質対物質で（substance to substance）接続するために、シート状のテストテキスタイルの接着剤プライマーが硬化される。したがって、使用されるプライマーに応じて、接着剤プライマーは、圧力への暴露の有無にかかわらず、たとえば、室温において、または、対応する温度において硬化され得る。使用される接着剤プライマーに応じて、プライマーは、対応する特定のキャリアによって活性化され、それによって、硬化プロセスを開始させ、接着剤プライマーを部分的なまたは完全な硬化または固化にさらす。接着剤プライマーの硬化／ポリマー化の後に、シート状のテストテキスタイルは、接着剤プライマーを使用して、接合表面の領域の中の基材に固く接続または結合されている。

シート状のテストテキスタイルの接着剤プライマーが硬化されたときには、シート状のテストテキスタイルは、好ましくは、接合表面に実質的に直交して接合表面から離れる方向に、テストテキスタイルに力を働かせることによって、接合表面から除去される。次いで、接合表面は、破壊パターンの定性的な評価によって、および／または、シート状のテストテキスタイルの除去のときに見出される除去力の定量的な評価によって、その後に審査され得る。この除去力は、時間を介して、および／または、経路もしくはテスト経路を介して消散され得、それによって、時間にわたっておよび／または経路にわたって、除去力プロファイルを形成する。ここで、破壊パターンの評価は、コンポーネントの接合表面またはテストテキスタイルのいずれかが調査されるか、または、その両方が調査されることを意味している。

基材の接合表面の上への接着剤プライマーの不適切なまたは不十分な付着の場合に、プライマーは、基材から分離されており、したがって、接合表面の不完全な事前処理を示している。正しい表面事前処理のケースでは、プライマーの中に材料の凝集分離が存在しており、このケースでは、一般的に、接着剤プライマーの中の化学的連鎖が壊され、したがって、高い表面エネルギーを有するクリーンな表面が発生させられる。テキスタイルの幾何学的な明確性に起因して、均一なおよび所定の表面トポロジーが同時に形成され、後続の結合に関して最適なベースを表している。そのような表面は、汚染がないことが保証され、接合表面の準備および事前処理の観点から、「人間の要因」がないことが保証され、付着に適していることが保証される。したがって、プライマーへの接着剤の適用による後続の接合動作は、接合表面の条件が知られているので、最大限の動作信頼性を伴って起こる。

グレードを満たす傷のない接合表面のケースにおいて、接着剤プライマーは、均一に、および、概して基材の上の全体エリアにわたって付着しており、また、基材の上のプライマーの正しい付着を示している。シート状のテキスタイルが除去されるときに起こる破壊は、プライマーの中で凝集性があり、したがって、基材に対する境界面は、印加される荷重に耐える。このケースでは、接合表面が結合に課される品質要件を満たすということが仮定され得る。

しかし、プライマーがもはや部分的に接合表面の上に存在しない領域を破壊パターンが含有する場合に、プライマーは、接合表面の上の全面積にわたって付着しておらず、それは、接合表面の上のプライマーの不適切な付着に起因するか、または、下にある基材の中のさらなる損傷の存在に起因するかのいずれかである可能性があり、損傷は、テストテキスタイルが引き剥がされたときに同様に切り離されている。両方のケースにおいて、接合表面と除去されたテストテキスタイルの両方の上の破壊パターンから肉眼で明らかであるように、後続の結合のための接合表面の品質は不適切であった。このケースでは、破壊パターンの評価の中に必要とされる解釈または知的活動は存在していない。その理由は、破壊パターンの均一性の簡単な確認は、高品質の接合表面を仮定するのに十分であるからである。破壊面の中に損傷を示す不均一な破壊パターンのケースでは、とりわけ、接合表面は、後続の結合に関して不適切であるかまたは無傷ではないと仮定され得る。

代替的にまたは追加的に、接合表面は、また、シート状のテストテキスタイルの除去の間の除去力を見出すことによって、定量的に評価され得る。（たとえば、力／経路に関する）この除去力が、実質的に均一に、および／または、指定された範囲の中で、および／または、所定の閾値の上方で働く場合には、次いで、接合表面は、傷がなく許容可能であると仮定され得、また、傷のない機械的な特性が同時に仮定され得る。しかし、除去力が不規則性（それらは、別個の力ピークにおいて明らかにされる）を示す場合には、および／または、除去力が全体的にまたは部分的に所定の除去力の下方で働く場合には、次いで、接合表面の品質は不十分であると仮定され得る（接着剤プライマーに応じて、平均の３０％または２０％を下回るスイングは、正規のものであると考えられる）。除去力プロファイルの中の通常は局所的に限られたこれらの力ピークは、接着剤プライマーがプライマーの中で凝集的に破壊されていない領域であるが、その代わりに、接着剤プライマーが接合表面の上に付着しなかった領域、または、接合表面の基材の一部が引き剥がされた領域である。

ここで、起こり得る最大除去力は、テキスタイルアーキテクチャーによって画定され、また、指定された状態における接着剤プライマーの凝集破壊抵抗によって画定される。欠陥が起こる場合には、問題の部位における除去力は、純粋に凝集的に破壊している接着剤プライマーのケースにおいて起こることとなる最大除去力よりも常に低くなっている。これらの領域において、除去力は、所定の閾値よりも下方（たとえば、最大除去力マイナス公差の下方）に落ち、これは、即座に認識可能であり、不適切な接合表面を示唆している。除去力がテスト経路の全体にわたって閾値の下に存在する場合には、接着剤プライマーは、欠陥のあるものと仮定され得る。

したがって、破壊パターンの定性的な評価に基づいて、および／または、除去力の定量的な評価に基づいて、実際に構造的エレメントを接着する必要なしに、または、対応する一時的なテストエレメントを接合表面の付近に配設する必要なしに、信頼性の高い結合を保証するためのその容量に関して、下にある接合表面を検査することが可能になる。その代わりに、接合表面が直接的に検査され得、接合表面の肯定的な検査のケースでは、接合表面は、最適なベースを構成すること、および、後続の結合に関する対応する表面エネルギーを提供することを同時に見出される。したがって、後続の結合の品質が、また、この方法によって、所定の方式で基本的に影響を及ぼされ得、この結合の品質が保証され得る。

そのうえ、このように、全体的な結合の代表である間接的なプロセス制御を実施することも可能である。たとえば、テストエレメントとしてのテストテキスタイルは、たとえば、修理部位の隣にある、追加的な接着剤プライマーの上に配設され得、このテキスタイルは、次いで、使用後のより後の時点において除去される。

そのうえ、本発明によって、適用される接着剤プライマーの量から独立して、再生可能におよび精密に所定の下塗りコーティング（フィルム厚さ、トポロジー）を作り出すことが可能になる。その理由は、過剰なプライマー材料がテストファブリックと一緒に除去されるからである。そのうえ、本発明の方法は、フィルムの形態のおよび／またはシートの形態の接着剤プライマーを基材に適用することを可能にし、接着剤プライマーの粒子サイズまたは粘度などのような制限が、小さい役割しか果たさないということを意味している。基材への接着剤プライマーの付着は、全面積にわたって、そのうえ、活性化プロセスの一部として、機械的に検証され得る。そのうえ、本発明は、さらなる処理の前に基材の事実上限定されない貯蔵を可能にする。その理由は、接着剤プライマーの適用が、時間的な観点において、活性化から切り離されるからである。このケースでは、活性化は、テストテキスタイルの除去を通っている。

異なる硬化メカニズムが、接着剤プライマーにしたがって有効になることが可能である。たとえば、化学的な反応、たとえば、ポリマー化（重付加、重縮合、連鎖重合）など、物理的な反応（凝固、蒸発、ゾルゲルプロセス）、または、圧力への暴露による付着が考えられる。一般的に言えば、硬化は、所定の条件の下で起こることが可能であり、たとえば、温度または圧力／低減された圧力の下で、および／または、接着剤特有の条件（たとえば、ＵＶ放射）の下で起こることが可能である。接着剤プライマーの硬化は、追加的に、基材への固い付着を実現する。原理的には、テストテキスタイルの繊維材料は、接着剤プライマーの中へ埋め込まれ得、接着剤プライマーが繊維材料の下方および上方に位置付けされるようになっている。しかし、繊維材料が接着剤プライマーの上に横たわり、テストテキスタイルの繊維材料の上方に位置付けされた接着剤プライマーが存在しないようになっているということも考えられる。

テストテキスタイルの除去の後に発生する接合表面は、隆起した領域および窪みによって特徴付けられ得る。ここで、窪みは、繊維インプリントを表しており、一方、隆起した領域は、テストテキスタイルの繊維材料の開口面積を表している。この１つの効果は、接着剤フィルムの後続の適用に関する利点を表すことである。その理由は、接着剤のフィルムの下の領域が、低減される圧力によって、結果として脱気され得るからである。したがって、空気を含まないということが、接着剤の下方に作り出され、そうでない場合の現象は、接着剤シームの中のポアにつながることが可能である。この問題は、接着剤フィルムが滑らかな表面に適用されているときに頻繁に起こる。含まれている気泡は、低減された圧力の印加によって除去されない可能性がある。その理由は、気泡のための排出経路が、付着された接着剤によって遮断されるからである。しかし、接着剤のフィルムは、テストテキスタイルの繊維材料を発生させるチャネルを密封しない。その理由は、フィルムが、初期に、隆起した領域の上に横たわっているからである。

同時に、上昇は、スペーサーとしての役割を果たすことが可能である。コンポーネントの接合において、所定の接着剤フィルム厚さを順守することは、非常に重要である。これは、一般的に、接着剤の中のまたはコンポーネントの上のスペーサーによって達成される。これらのスペーサーは、コンポーネントが所定の程度にのみ接近されることを保証する。しかし、これらのスペーサーは、一般的に、結合の中の弱点を表している。その理由は、それらが、機械的な荷重の下で応力の集中を生じさせるからである。繊維材料インプリントを通して発生し得る隆起した領域は、スペーサーとして作用することができる。その理由は、接着剤が繊維インプリントの窪みから完全に押し出されることができないからである。しかし、それらは、異物ではなく、むしろ、基材の上に残っている接着剤プライマーの一部であり、したがって、それらは、応力集中を発生させない。

１つの有利な実施形態では、シート状のテストテキスタイルの繊維材料は、オープンポア（open-pore）繊維材料またはオープンファブリックであり、繊維材料の平行な繊維は、互いに直接的に接触していない。結果として、接着剤プライマーは、繊維材料の結果として生じる空間の中へ埋め込まれ、これは、繊維材料の個々の繊維同士の間に、プライマーの中の凝集破壊の効果を有することが可能である。テキスタイルアーキテクチャー（たとえば、ポアサイズ）の選択を通して、このケースでは、本出願に特有の様式で、破壊パターンに、ひいては、表面品質に影響を及ぼすことが可能である。

したがって、ポアサイズは、とりわけ、破壊パターンの観点から、除去力および方法の分解能に影響を有する。また、テキスタイルのポロシティーは、最終的に、どのような破壊表面の割合が凝集的に破壊されているか、および、どの割合が、繊維のインプリントまたはテキスタイルの材料のインプリントを示すかということの決定要因である。ポロシティーの適当な選択は、最終的に、ファブリックの自由スペースのパーセンテージを決定する。

１つの有利な実施形態では、硬化された接着剤プライマーとシート状のテストテキスタイルとの間の破壊パターンは、カメラによって記録され、均一なまたは不均一な破壊パターンは、次いで、イメージ分析ユニットを使用して、記録されたイメージデータから自動的に確認され得る。このケースでは、除去の後の接合表面もしくは、シート状のテストテキスタイルのいずれか、または、その両方が、一緒にカメラによって記録され、シート状のテストテキスタイルの除去の後の破壊パターンのイメージを取得する。イメージ分析ユニットを使用して、次いで、破壊パターンが均一であるかどうか、すなわち、接着剤プライマーがクリーンなおよび欠陥のない凝集破壊を経験したかどうか、または、破壊パターンが不均一になっており、接着剤プライマーが接合表面の上にクリーンに／適正に付着していない対応する欠陥を含有するかどうかを確認することが可能である。

そのうえ、イメージ分析ユニットがそれにしたがってセットアップされた状態で、接着剤プライマーが基材の接合表面の上の全面積にわたって付着しているかどうかを確認することが可能である。たとえば、欠陥のない接合表面のケースにおいて、全体的な接着剤プライマーの第１のパーツが、基材の接合表面の上で、全面積にわたって、換言すれば、ギャップまたはボイドなしに付着し、一方、全体的な接着剤プライマーの第２のパーツが、テストテキスタイルの上に残っているということが考えられる。イメージ分析ユニットの支援によって、そのケースにおいて、接着剤プライマーが基材および／またはテストテキスタイルの接合表面の上の全面積にわたって付着しているかまたは残っているかどうかを確認することが可能であり、そのケースでは、次いで、欠陥のない接合表面が結論付けられ得る。

この目的のために、たとえば、基材の色の関数として、および／または、基材の接合表面の色の関数として、色が、接着剤プライマーに関して選択され、基材接合表面の色と接着剤プライマーの色との間のコントラストを最大化するようになっている場合には、特に有利である。最大コントラストによって、したがって、破壊パターンの中の欠陥がより効果的に認識されること、および、より容易に識別されることが可能である。

そのうえ、テストテキスタイルの色の関数としての選択によって、または、シート状のテストテキスタイルの繊維材料の関数としての選択によって、色が選択され得、したがって、シート状のテストテキスタイルの上の破壊パターンの不規則性および／または欠陥のより良好な認識を可能にするようになっている。

そのうえ、シート状のテストテキスタイルの除去の間の除去力が力センサーを使用して見出される場合にも有利であり、そのケースでは、均一なまたは不均一な力プロファイルが、力分析ユニットを使用して、見出された除去力から確認され得る。同様にこの手段によって、破壊パターンを分析／評価する動作を自動化することが可能である。代替的にまたは追加的に、力分析ユニットは、見出される除去力から、除去力が全体的にまたは部分的に閾値の下方で働くかどうかを確認するために使用され得、したがって、定量的な評価として、欠陥のある接合表面を示す。

ここで、イメージ分析ユニット、および、また、力分析ユニットは、デジタルコンピューティングユニットの上のソフトウェアモジュールの形態で稼働することが可能であり、そのケースにおいて、コンピューティングユニットは、信号伝達の観点において、カメラまたは力センサーにそれぞれ接合されている。

さらに有利な実施形態では、シート状のテストテキスタイルは、接着剤プライマーの硬化の後に、追加的に調製され、接着剤プライマーを追加的に外部影響に暴露させるようになっている。この目的のために、テストテキスタイルは、所定の期間にわたって所定のテスト温度に暴露され、および／または、所定の期間にわたって媒体と関連付けられ、テストテキスタイルは、調製の後にのみ除去される。このケースでは、媒体は、短い期間に薄膜を通って境界層の中へ拡散することができ、接続のための重要なシナリオが発生させられて同様にテストされ得るということを意味している。これは、現実の動作における結合のローディングについて結論が導かれることを可能にし、したがって、結果的に、試験は、また、接合表面の単に純粋な検査よりも詳細であることが可能である。このケースでは、とりわけ、テストテキスタイルの（オープン）接着剤プライマーが、媒体と関連付けられた状態にされて調製される。

テストテキスタイルが除去されるときに、テストテキスタイルは、破壊されている接着剤プライマーの表面の中にインプレッションを残す。この効果のうちの１つは、表面積を増加させることであり、それは、その後の結合動作にとって有利である。この第２の効果は、接着剤プライマーと接着剤との間に機械的な定着（フォーム－フィッティング）を提供することであり、それは、強度に関して同様に有利である。

したがって、たとえば、接着剤プライマーの中に残っている繊維材料の繊維のインプレッションが除去に続いてアンダーカットを有するように、提供されるテストテキスタイルの繊維材料が構成されているということが考えられ、また、それが有利である。

さらに有利な実施形態では、提供されるテストテキスタイルの繊維材料は、等距離の格子を有しており、したがって、プライマーの表面の上に残っているインプレッションは、所定のグリッドを有している。これは、ある種類の測定グリッドが表面の中に印象付けられるので、任意の欠陥の視覚的な評価および定量化を促進させる。

さらなる実施形態では、接着剤プライマーの表面全体が完全な凝集破壊を経験したということが考えられる。このケースでは、テストテキスタイルの繊維材料とプライマーとの間の付着力は、プライマーの凝集破壊のために必要とされる力よりも大きくなっていなければならない。そのような場合には、テストテキスタイルは、完全に凝集的に破壊されている表面に残っている。したがって、テストテキスタイルの繊維材料は、それを粗くするために（接着力の進展に有利な表面条件を引き起こすために）、および、繊維材料に対するプライマーの付着力を増加させるために、たとえば、機械的に、物理的に、および／または化学的に事前処理され得る。機械的な事前処理の例は、ブラスト加工および研磨加工を含むこととなり、物理的な事前処理の例は、プラズマ処理、コロナ処理、および火炎処理を含むこととなる。化学的な事前処理の例は、エッチング、フッ素化、コーティング、または、酸もしくはアルカリもしくは表面を変更する他の物質による処理を含むこととなる。また、繊維材料を粗くすることは、プライマーの自由表面積を増加させ、それによって、接着剤フィルムのより良好な付着までも可能にする。

さらに有利な実施形態では、繊維材料の繊維は、また、接着促進剤としての役割を果たす特定のコーティングを提供され得る。テストテキスタイルの除去の後に、繊維インプリントの領域において、このコーティングは、プライマーの表面の上に残っていることが可能であり、また、後続の結合の過程において、機能的なタスクを引き受けることが可能であり、または、たとえば、接着剤への付着を改善することが可能であり、または、たとえば、その後の接着剤層のためのクラックストッパーとして機能することが可能である。

本発明によれば、接着剤プライマーは、最初に、シート状のテストテキスタイルが除去される前に完全に硬化され得る。この完全な硬化の結果として、テストテキスタイルは、基材のさらなるプロセスに係属している基材接合表面の上に残っていることが可能であり、したがって、汚染から接合表面を保護することができる。しかし、テストテキスタイルが除去される前の接着剤プライマーの部分的な硬化も考えられる。この手段によって、除去の後にクリーンに凝集的に破壊されている表面の可能性が改善され得、接着剤プライマーの残留反応性が、その後に適用される接着剤とのより良好な結合につながる可能性がある。

接着剤プライマーの凝集破壊は、高い表面エネルギーを有する反応性表面を発生させる。結果として、その後に接着されたコンポーネントは、より効果的に付着する。

残っている接着剤プライマーの所定のフィルム厚さを実現するために、スペーサーが使用され得る。最も簡単な形態では、繊維材料の繊維、または、繊維材料自身が、スペーサーを表している。しかし、基材の上に残っている接着剤プライマーの所定のフィルム厚さを実現するために、テストテキスタイルが追加的なスペーサーを備えることも考えられる。そのようなスペーサーは、繊維材料の中へ一体化され得、または、基材とテストテキスタイル繊維材料との間の接着剤プライマーの一部であることが可能である。そのようなスペーサーは、追加的なファブリック、たとえば、薄い不織マット、メッシュ、および／もしくは、結び付けられたファブリックなど、または、多数の均一に分配された本体部、たとえば、所定のサイズのビーズなどであることが可能である。接着剤プライマーの中に存在しているスペーサーは、基材の上に残っている接着剤プライマーの中に残っている。

また、本目的は、そのうえ、請求項１２による、エンジニアリング材料を基材に適用するための方法によって実現され、そこでは、接合表面が、最初に、上記に説明された方法を使用して検査される。接合表面の検査が肯定的である場合には、換言すれば、破壊パターンの中に不規則性が存在していないか、または、除去力の中に識別可能な不規則性が存在していない場合には、エンジニアリング材料が、シート状のテストテキスタイルの除去の後に残っている接着剤プライマーに適用される。

エンジニアリング材料は、接着剤、接合のための構造的エレメントを伴う接着剤、および／または、コーティング（たとえば、ペイントなど）であることが可能である。

１つの実施形態では、前記基材は、繊維材料とマトリックス材料とを備える繊維複合材料から作り出された繊維複合材コンポーネントである。

基材は、代替的に、異なる材料、より具体的には、等方性材料、たとえば、ポリマー材料、金属材料、有機材料、および／または無機材料などであることが可能である。使用されるポリマー材料は、たとえば、熱硬化性樹脂（エポキシド、不飽和ポリエステル、ビニールエステル、フェノール樹脂）、エラストマー（ゴム、ポリサルファイド、シリコーン、ポリウレタン）、熱可塑性樹脂（ポリエーテルケトンケトン、ポリアミド、ポリエステルなど）であることが可能である。企図されている金属材料は、とりわけ、スチール、アルミニウム、チタン、マグネシウム、非鉄金属などを含む。適用され得る有機材料は、とりわけ、骨、木材、および歯を含む。考えられる無機材料は、とりわけ、ガラス、セメント、セラミック、石、またはそれらの混合物である。ここで、基材は、具体的には、繊維複合材料から作り出された繊維複合材コンポーネントでないことが可能である。

別の有利な実施形態では、特に、基材としての繊維複合材コンポーネントに関連して、エンジニアリング材料は、接着剤材料であり、構造的エレメントは、シート状のテストテキスタイルの除去の後に残っている接着剤プライマーに適用された接着剤材料によって接合されている。この目的のために、接着剤は、接合表面の上に残っている接着剤プライマーに適用され得、次いで、この接着剤は、その後に、構造的エレメントと接触させられ、その後に、固い接着剤結合を引き起こすように硬化される。しかし、たとえば、構造的エレメントがプリプレグであるときに、接着剤および構造的エレメントが同時に適用および接合されることも考えられ、プリプレグにおいて、マトリックス材料は、繊維材料の中へすでに浸出されている。代替的に、構造的エレメントは、エンジニアリング材料であることが可能であり、エンジニアリング材料は、接着剤材料、たとえば、表面コーティング、シーラント、プリプレグ、またはペイントなどを本来的に備える。

また、接合表面を検査するための方法と同様に、この目的のために、たとえば、フライス加工または切削加工によって、損傷を受けた材料を繊維複合材コンポーネントから除去することによって、接合表面が接合表面の検査の前に結合のために事前処理されることが可能である。修理されることとなる損傷を受けた部位のクリーンな事前処理の後に、接合表面は、次いで、以前に説明された方法によって検査され、次いで、構造的エレメントが接着される。

接合のための構造的エレメントが修理パッチである場合には、修理されることとなる損傷を受けた部位の領域において、たとえば、繊維複合材コンポーネントの中へテーパーを導入することが考えられ、そのケースでは、テーパーの断面に基づいて、それに対応する修理パッチが作り出される。次いで、テーパーは、上記に説明された方法によって同様に検査され、そして、接合表面の検査が肯定的である場合には、次いで、修理パッチが、テーパーの中へ結合される。

そのうえ、本目的は、請求項１６による基材の（特に、繊維複合材コンポーネントの）接合表面を検査するためのデバイスによっても実現され、そこでは、デバイスは、カメラおよびイメージ分析ユニットを有しており、ならびに／または、力センサーおよび力分析ユニットを有しており、上記に説明されているような検査方法を実施するように構成されている。ここで、カメラおよびイメージ分析ユニットは、定性的な評価のための役割を果たし、一方、力センサーおよび力分析ユニットは、接合表面およびプライマー材料の定量的な評価のための役割を果たす。

接合表面の定性的な評価および／または定量的な評価に基づいて、次いで、接合表面が結合に関して十分に適切であるかどうか、または、さらなる準備の測定が実施されなければならないかどうかを導き出すことが可能である。

本発明のさらなる説明が、添付の図を使用して、例として与えられている。

検査のための重要な方法ステップの概略的な表現を示す図。 検査のための重要な方法ステップの概略的な表現を示す図。 検査のための重要な方法ステップの概略的な表現を示す図。 検査に基づく修理の概略的な表現を示す図。 検査の例示的な実施形態を示す図。 破壊パターンの概略的な巨視的表現を示す図。

図１ａ～図１ｃは、概略的な表現で検査方法の考えられる過程を示している。まず第一に、第１のステップ（ａ）において提供されるのは、繊維複合材コンポーネント１０の形態の基材であり、繊維複合材コンポーネント１０は、繊維材料１１の複数のプライから構成されている。繊維複合材コンポーネント１０（ここでは、断面で表されている）は、損傷１２を示しており、損傷１２は、修理されることとなる。この損傷１２は、ここでは、複数の繊維材料プライ１１にわたって延在している。

次のステップ（ｂ）において、繊維複合材コンポーネント１０の損傷を受けた領域１２が、大きい面積にわたる繊維複合材コンポーネント１０の中へのテーパー１３の導入によって除去される。

損傷を受けた領域１２を除去するためのこのテーパー１３は、手動でまたは機械的に作製され得、一般に、表面準備とも称される。その後に、表面事前処理が続き、表面事前処理は、たとえば、研磨加工、ブラスト加工、またはフライス加工によって達成され得る。また、この動作は、クリーニング動作または活性化動作（たとえば、プラズマによる）を含むことが可能である。次いで、第２のステップ（ｂ）の結果は、接合表面１４であり、接合表面１４は、後に修理パッチの中へ導入されることとなる。ステップ（ｂ）に続いて、この接合表面１４は、接着剤結合のステップが開始することができるような程度まで用意ができている。ここで、本発明によれば、結合の有効性を保証するために、接合表面１４が最初に検査される。

この目的のために、ステップ（ｃ）において、シート状のテストテキスタイル２０が、テーパー１３の接合表面１４の上に挿入されており、シート状のテストテキスタイル２０は、繊維材料２１を有しており、繊維材料２１は、接着剤プライマー２２によって含浸されている。

縁部領域において、シート状のテストテキスタイルが巻き付けられ得、その後の除去のためのタブ２３を発生させるようになっている。タブ２３がテストテキスタイル２０に張り付くことを防止するために、リリースフィルム２４が、タブ２３とテストテキスタイルとの間に提供され得る。また、縁部領域における繊維複合材コンポーネント１０の上に設置されているリリースフィルムのようなものによって発生させられることとなる付着を防止するタブも考えられる。

テストテキスタイル２０が接合表面１４に適用されたときに、次の後続のステップ（ｄ）は、テストテキスタイルが固化されること、すなわち、硬化されることを見る。この目的のために、テストテキスタイル２０は、熱および随意的に圧力に暴露される。適用されたシート状のテストテキスタイル２０の処理は、最終的に、テストテキスタイル２０の接着剤プライマーが硬化する様式に依存する。使用される接着剤プライマーが、繊維複合材コンポーネントのマトリックス材料に対応するマトリックス材料であるか、または、後の結合の接着剤に対応するマトリックス材料である場合には、一般的に、テストテキスタイルは、たとえば、繊維複合材技術に関して慣用的な真空システムに関わる上昇した温度および圧力に対応する温度および圧力に暴露される。

後続の随意的なステップにおいて、テストテキスタイルは、所望のテスト温度に、および、随意的に、媒体にそれを暴露させることによって、より詳細な試験に関して調製され得る。媒体は、たとえば、繊維複合材コンポーネントが定期的に接触する水または他の物質であることが可能である。媒体は、短い期間の中で、たとえば、薄膜を通って境界層の中へ拡散することができる。後続の試験が、媒体および温度の影響下において起こり、したがって、結合に関するあまりに重大なシナリオも発生させられ得る。

次いで、後続のステップ（ｅ）において、テストテキスタイル２０は、手動または機械的のいずれかで、タブ２３によって接合表面１４から除去される。また、テストエリアの全体、すなわち、接合表面１４の全体が、所定の幅の複数の平面的なテストテキスタイルによってカバーされ得、それらは、個別に除去される。結果として、テキスタイル幅に基づく比較可能な除去力が測定される。除去角度、除去レート、および、繊維配向に対する除去方向は、要件にしたがってここでは定義され得る。

１つの有利な構成では、テストテキスタイルのこれらのストリップの縁部は、裂け目がストリップの中へ延在することを防止するように構成されている。この目的のために、とりわけ、ストリップが縁部において熱的にシールされること、または、たとえば、織られたマージンを有することが考えられる。

通常のシナリオでは、テストテキスタイルの除去は、接着剤プライマーの中の凝集破壊を伴い、結果的に、接着剤プライマーのパーツが接合表面１４の上に残り、後続の結合の用意ができた所定のクリーンな表面が形成される。テストテキスタイル２０の除去の後に、プライマー全体が均一に、完全に、および、接合表面１４の上の欠陥なしに付着していることが確認された場合には、接着剤プライマーは、テストテキスタイルのエリア全体にわたって凝集的に破壊されており、繊維複合材コンポーネント１０に対する境界面が、印加されたローディングに耐えたということを示唆している。このケースでは、接着剤および修理材料は、下塗りされた接合表面１４に直接的に適用され得る。

しかし、破壊パターンが、不規則性、損傷、または欠陥を示す場合には、存在している準備された／事前処理された接合表面１４は不適切になっており、信頼性の高い結合は、そのような表面の上で実施されることができない。結果として生じるこの種類の欠陥は、破壊パターンから見られ得、ステップ（ｆ）において認識可能である。ここで概略的に示されているのは、除去されたテストテキスタイルであり、それは、第１の領域２５において、接着剤プライマー２２（それは、実際に接合表面１４の上に付着するべきである）の一部を含有しているだけではなく、繊維複合材コンポーネント１０の一部も含有しており、したがって、領域２５の中に破壊パターンで不規則性または欠陥部位を作り出す。この領域では、接合表面１４のベースは、十分な安定性を欠如しており、したがって、接合表面１４の上の接着剤プライマー２２の付着は、一般の繊維複合材コンポーネント１０の中の領域２５の中のものよりも大きい付着を結果として生じさせた。したがって、領域２５の中の表面事前処理は、十分ではなかった。

他方では、さらなる領域２６において、接着剤プライマー２２は、接合表面１４の上に十分に付着しておらず、再び、接合表面１４の不十分な表面事前処理を示唆している。領域２６においても同様に、破壊パターンは、繊維複合材コンポーネントとテストテキスタイルの両方のケースにおいて、不規則性または欠陥部位を示しており、それは、肉眼で見て即座に明らかである。

したがって、破壊パターンに基づいて、接合表面１４の上の破壊パターンが、たとえば、欠陥部位または不規則性を示しているかどうかを確認することによって、接合表面を検査する目的のための定性的な評価を実施することが可能であり、欠陥部位または不規則性は、接着剤プライマーを接合表面１４の上に付着させる一貫した付着の欠如の中に現れる。

代替的にまたは追加的に、テストテキスタイル２０の除去のときの除去力（Ｆ）がテスト経路にわたって見出されて次いで消散されることも可能であり、これは、ステップ（ｇ）に示されている。ここで、領域２５および２６は、ステップ（ｆ）における領域２５および２６に対応しており、そこでは、破壊パターンは、対応する欠陥部位を示している。これらの領域において、除去力は、突然に低下しており、それは、接着剤プライマーの不完全な付着、または、繊維複合材コンポーネントの繊維複合材料の不完全な付着から結果として生じている。ここで繰り返しになるが、均一な除去力からの逸脱が、対応する欠陥部位の存在を結論付けるために使用され得る。したがって、接着剤結合の目的のために、その性質に関して直接的に接合表面を検査するだけでなく、その代わりに、成功した検査のケースでは、同時に接合表面を検査することも可能になり、所定の接着剤エリア（それに関して、対応する結合が、所定の方式で保証され得る）が形成されるような程度に、後続の結合動作のために接合表面の用意をする。

図１ａ～図１ｃに示されている繊維複合材コンポーネント１０の修理が、図２に見られ得る。図１ａ～図１ｃの検査ステップが実施されたときには、接着剤プライマー２２の一部は、繊維複合材コンポーネント１０の接合表面１４の上に残っている。修理のための対応する接着剤２７が、次いで、この接着剤プライマーに適用され、その後に、修理パッチ２８が、テーパーの中へ導入される。修理パッチ２８は、同様に、たとえば、繊維複合材料であることが可能である。このケースでは、接着剤の層２７は、プリプレグの形態の修理パッチ２８とともに同時に導入され得る。

随意的に、２次的なテスト領域２９において、テストテキスタイル２０の端部、および／または、接着剤２７の端部は、テストファブリックとともに配設され得る。これらによって、プライマーに対する接着剤の付着を検査することが可能である。そのうえ、この領域は、繊維複合材コンポーネントに対するプライマーの付着の長期間テストに関して、また、プライマーに対する接着剤の付着の長期間テストに関して利用され得る。この目的のために、テストファブリックは、対応する材料（プライマーまたは接着剤）の中に残っており、より後の時点まで除去されない。その間に、２次的なテスト領域がその上にペイントされ得、それが視覚的におよび空気力学的に影響のないようになっている。

しかし、修理パッチ２８に対する接着剤２７の付着が、テストテキスタイルを使用して検査されることも考えられる。この目的のために、リリースフィルムが所望の領域の下に設置されており、接着剤はテストテキスタイルを提供され、修理パッチがその上に適用される。修理パッチの硬化の後に、その領域は、リリースフィルムによってコンポーネントから分離される。テストテキスタイルは、その後に、その分離された領域から除去され、接着剤とその上に横たわる修理プライとの間のインターフェースがローディングされ、したがって、テストされる。したがって、接続システムのインターフェースのすべて：コンポーネント／プライマー、プライマー／接着剤、および接着剤／修理パッチをテストすることが可能である。しかし、テストテキスタイルによる、修理パッチ２８の材料に対する接着剤２７の付着の検査も考えられる。その目的のために、パッチとともに、領域は、リリースフィルムによってカバーされ、接着剤はテストテキスタイルを提供され、修理パッチの材料がその上に適用される。修理パッチの硬化の後に、その追加的な領域は、リリースフィルムによってコンポーネントから分離される。

２次的なテスト領域２９の中のテストエレメントのすべてが、長期間テストの実装のために、修理の直後に（または、随意的な調製の後に）、または、より後の時点のいずれかにおいてテストされ得る。長期間テストが実施される前に、テストセクションが、同様に調製され得る。

２次的な領域２９の中のテストエレメントは、実際の結合部に直接的に接続され得るか、または、中断／ギャップによってそれから分離され得る。

コンポーネント製作および／または結合におけるプロセス制御に関して、コントロール付着を伴うタグ付きの試料が製作され得、プロセスを有効にし、コンポーネントに対する接着剤の正しい付着を有効にする役割を果たす。この目的のために、正規の接合パートナーに加えて、テスト接続が、図３に示されているように構築される。このテスト接続のケースでは、第１のテストエレメント３１および第２のテストエレメント３２が使用されており、第１のテストテキスタイル３３は、第１のテストエレメント３１の上に配設されており、第２のテストテキスタイル３４は、第２のテストエレメント３２の上に配設されている。第１および第２のテストエレメントは、次いで、それらの２つのテストテキスタイルによって互いに接合され、リリースフィルム３５が２つのテストテキスタイルの間に配設された状態になっている。次いで、次のステップにおいて、実際に生産中のコンポーネントとテスト接続３０の両方の正規の結合が実施され、コントロール結合が、１つの動作ステップにおいて、実際のコンポーネント結合と一緒に実施されるようになっている。

その後に、リリースフィルム３５によって、コントロール接続３０の２つの接合パートナー３１および３２が分離され、その後に、テストテキスタイル３３、３４が、上記に説明されているように、除去力の印加によって、２つのテストエレメント３１および３２のそれぞれから除去され得る。その後に、両方のテストエレメントが、それらの接合表面の定性的なおよび／または定量的な評価によって検査され得、この試験の結果は、製作されるコンポーネント接合の接合プロセスの代表である。

この文脈において、テスト接続３０がコントロール製作ではなく、むしろ、コンポーネント接続が作り出されるということも考えられることとなり、そのケースでは、第１のステップにおいて、２つの接合パートナーが、テスト接続と同様に、互いに接合され、次いで、その後に、テストテキスタイルが、接合パートナー３１と３２の両方から除去される。除去された接合表面およびテストテキスタイルの２つの破壊パターンが、それぞれ、何も発見されない場合には、次いで、次のステップにおいて、２つの接合パートナーが、接着剤の層を使用して互いに結合され得る。テストテキスタイルは、除去の間に、所定の高さの力を、接着剤プライマーにまたは接合表面にそれぞれ伝達することを要求され、したがって、薄いプライマー層を後に残すことを要求され、薄いプライマー層の表面は、クリーンであり、後続の結合動作のための付着に適している。テストテキスタイルが、それにもかかわらず、ほとんど力を印加せずに都合よく表面から除去されるために、除去は、上記に説明されているように、所定の幅の狭いストリップの中で起こることが可能である。テストテキスタイルに課せられる要件は、オープン構造を有する織られたファブリックを用いることによって実現される。

テストテキスタイルのアーキテクチャー（織り方のタイプ、断面構造、スレッド構成、単一の／複数のフィラメント、線形スレッド密度、自由断面積など）を介して、なかでも、テスト力またはテストテンション（問題のインターフェースがそれによってローディングされるテンション）の範囲、除去力（テキスタイルを除去するために必要とされる力）の範囲、任意の欠陥のための分解能、凝集破壊の面積占有率、後に残されたプライマーのフィルム厚さ、および、発生させられる下塗りコーティングの表面トポロジーなどのような、パラメーターを調節することが可能である。

テストテキスタイルは、原理的には、任意の材料から構成され得る。例は、プラスチック、天然材料、または金属である。特定の材料は、シート状の構造体に加工され、それは、従来の意味において、テキスタイルであることが可能であり、すなわち、たとえば、織られたまたは編まれたファブリックであることが可能である。しかし、シート状の構造体、たとえば、エキスパンドメタル、または格子、またはメッシュなども考えられる。

テストテキスタイルは、原理的には、前もってプライマーによって含浸され得、または、乾燥した形態になっていることが可能であり、また、テストテキスタイルへの接着剤またはプライマーの適用によって、現地での適用の間まで含浸されていなくてもよい。

図３に関して、以下のシナリオが考えられる。第１に、両方のテストエレメントは、コントロール結合の前に、未硬化の形態で存在していることが可能であり、また、テストテキスタイルとともに、この動作において硬化され得る。そのうえ、コントロール結合の前に、テストエレメントのうちの一方は、未硬化であることが可能であり、他方は、固化された形態になっていることが可能である。最後に、両方のテストエレメントが硬化され得る。

図４は、円形断面を有する単一フィラメントスレッドから作製されたオープンファブリックに関する除去のプロセスを概略的に示している。

除去動作において、繊維材料２１は、接着剤プライマー２２から外れ、繊維材料２１の個々の繊維同士の間の自由表面が、凝集破壊を経験する。

発生させられる表面の精密なトポグラフィーは、テストテキスタイルの特性を通して、および／または、繊維材料の形態を通して調節可能である。たとえば、比較的に均一な薄い下塗りコーティングを発生させるために、アンダーカットを有する繊維材料の角度のある断面も利用され得る。

テストテキスタイルの除去、および、接合表面の上への薄い下塗りコーティングの形成の結果として、とりわけ、接着剤表面が発生させられる。したがって、表面は、後続の接着剤接合動作に関して、非常に良好に準備される。

自動化された動作に関して、ここで、コンピューターユニット４０を提供することが可能であり、コンピューターユニット４０は、大いに簡単化された表現で図４に概略的に表されているように、カメラ４１および／または力センサー４２に接続されている。このケースでは、カメラ４１は、凝集的に破壊されているプライマーの破壊表面を記録し、コンポーネントの上の全面積にわたっていない、対応する不規則性、また、プライマー２２の付着が、コンピューターユニット４０のイメージ分析の支援によって認識され得る。テストテキスタイルが、デバイスを使用して自動化された方式で除去される場合には、力Ｆが、センサー４２によって検出され得る。次いで、力プロファイルの分析を通して、上記に説明されているように表面を検査することが可能である。

本発明の方法の支援によって、ここで、高度に湾曲した表面をテストすることも可能になる。これは、従来のアプローチの大半では可能なものではない。そのうえ、本発明の方法は、プライから独立して、および／または、位置から独立して、接合表面が検査されることを可能にする。欠陥に関する試験、および、欠陥のない表面の確認の後に、本発明の方法は、クリーンで所定の表面を作り出し、その後に、その表面への結合が直接的に実施され得る。しかし、従来の修理手順とは対照的に、表面品質は、人間の要因に依存していない。本発明の方法は、そのうえ、事前処理された接合表面の条件を修正することを可能にする。

したがって、接着剤の適用は、表面事前処理の終了の直後に起こる必要はない。したがって、修理プロセスは、時間の観点から、よりフレキシブルにされ得る。最後に、本発明は、また、たとえば、基材材料内部から表面への拡散によって、上昇した温度における結合動作の間だけ効力を生じる汚染の検出を可能にする。このリスクは、結合の前に、慣用的な表面分析方法によって認識されることができない。

接着剤プライマーは、たとえば、エポキシに基づいて、反応性物質を構成することが可能であり、それは、修理のために使用される接着剤と同様の特性のプロファイルを有しているが、その精密な特性は、特定のタスクに調整され得る（最も簡単なケースでは、接着剤プライマー＝接着剤）。これは、なかでも、基材への非常に強力な付着の実装、汚染の良好な裕度、および、下流ステップにおける接着剤へのとりわけ効果的な付着を可能にする能力を含む。接着剤プライマーの色は、テストテキスタイルを備えた基材から容易に区別可能となるように作製されており、欠陥が容易に視覚的に認識され得るようになっている。プライマーの形成は、その特性がその後の接着剤フィルムの硬化の間に変化するように、および、所望の最終的な特性を獲得するようになっていることが可能である。これは、上昇した温度での接着剤フィルムの硬化の間の加熱ステップに対応している。したがって、たとえば、プライマーが依然としてテストテキスタイルの硬化の後の残留反応性を処理することが可能であり、換言すれば、完全に反応させられないことが可能であり、結果として、後続の結合動作において接着剤とクロスリンクすること、したがって、とりわけ強力な化学的結合に進入することを可能にする。

このケースでは、テキスタイルは、とりわけ、剥離剤などのような追加的なコーティングを提供されておらず、剥離剤は、試験の後に、プライマーの表面の上の接着防止残留物として残る可能性がある。フィラメント密度または線形スレッド密度、および織り方、および／または面積分布の観点から、テキスタイルは、それが除去の後のプライマーの正規の表面および所定の厚い層に残るように構成されている。

除去テキスタイルは、正規の幅の間隔で破壊部位を指定することが可能であり、これらの部位は、テキスタイルをストリップへとセグメント化した状態になっている。これは、適用が１つのピースの上で起こることを可能にし、同時に、個々のセグメントは、所定の幅のストリップとして除去され得、力は、所定の幅に関して記録された状態になっている。

繊維材料と接着剤プライマーとを備えたテストテキスタイルは、正しい表面準備および表面事前処理のときに、基材とプライマーとの間の付着、また、基材の強度が、接着剤プライマーの中に凝集破壊を引き起こすために必要とされる力よりも高くなるように適合されている。これは、正しい実装のケースにおいて、除去テキスタイルとプライマーとの間のインターフェースは、常に弱点を表しているということ意味している。基材表面の中の関連の欠陥／汚染のケースでは、これらの領域は、弱点を表しており、換言すれば、除去テキスタイルとプライマーとの間において、これらの領域の強度はそれの下方にあり、これは、破壊パターンの変化の中に明らかにされる。その理由は、対応する欠陥が、次いで、前記破壊パターンの中に知覚可能であるからである。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ 基材の接合表面を検査するための方法であって、その意図は、接着剤材料を使用して前記基材の前記接合表面に構造的エレメントを接着するということである、方法において、前記方法は、
－ 繊維材料および接着剤プライマーを備える少なくとも１つのシート状のテストテキスタイルを提供するステップと、
－ 前記シート状のテストテキスタイルの前記接着剤プライマーが前記基材の接合表面と接触するように、前記構造的エレメントが接着されることとなる前記基材の接合表面の少なくとも一部に、前記シート状のテストテキスタイルを適用するステップと、
－ 前記接着剤プライマーを使用して、前記シート状のテストテキスタイルを前記基材に物質対物質で接続するために、前記シート状のテストテキスタイルの前記接着剤プライマーを少なくとも部分的に硬化させるステップと、
－ 前記接着剤プライマーの少なくとも部分的な硬化の後に、前記シート状のテストテキスタイルを除去するステップと、
－ 硬化された前記接着剤プライマーと前記シート状のテストテキスタイルとの間の破壊パターンの定性的な評価によって、および／または、前記シート状のテストテキスタイルの除去のときに見出される除去力の定性的な評価によって、前記接合表面を検査するステップと
を備えることを特徴とする、方法。
［２］ 前記基材は、繊維材料とマトリックス材料とを備える繊維複合材料から作り出された繊維複合材コンポーネントであることを特徴とする、［１］に記載の方法。
［３］ 前記基材は、ポリマー材料、金属材料、金属合金、有機材料、および／または無機材料から形成されていることを特徴とする、［１］に記載の方法。
［４］ 定性的な評価のために、前記シート状のテストテキスタイルの前記除去の後に、前記接着剤プライマーが前記基材の前記接合表面の全面積にわたって付着されているかどうかが確認され、前記接合表面は、前記接着剤プライマーの完全な付着のケースでは、欠陥のないものとしてみなされ、そうでなければ、欠陥のあるものとしてみなされることを特徴とする、［１］から［３］のいずれか一項に記載の方法。
［５］ 定性的な評価のために、前記シート状のテストテキスタイル（２０）の前記除去の後に、硬化された前記接着剤プライマー（２２）と前記シート状のテストテキスタイル（２０）との間の前記破壊パターンが均一であるかまたは不均一であるかが確認され、前記接合表面（１４）は、均一な破壊パターンのケースでは、欠陥のないものとしてみなされ、不均一な破壊パターンのケースでは、欠陥のあるものとしてみなされることを特徴とする、［１］から［４］のいずれか一項に記載の方法。
［６］ 定性的な評価のために、前記シート状のテストテキスタイル（２０）の除去の後に、前記シート状のテストテキスタイル（２０）の除去のときに見出される前記除去力が、所定の指定された範囲の外側に、および／または、所定の閾値の下方に、全体的にまたは部分的に延在しているかどうかが確認され、前記接合表面（１４）は、前記指定された範囲の中では、および／または、前記所定の閾値を下回らないケースでは、欠陥のないものとしてみなされ、そうでなければ、欠陥のあるものとしてみなされることを特徴とする、［１］から［５］のいずれか一項に記載の方法。
［７］ 定量的な評価のために、前記シート状のテストテキスタイル（２０）の除去のときに見出される前記除去力が均一な力プロファイルを有するかどうかが確認され、前記接合表面（１４）は、均一な力プロファイルのケースでは、欠陥のないものとしてみなされ、不均一な力プロファイルのケースでは、欠陥のあるものとしてみなされることを特徴とする、［１］から［６］のいずれか一項に記載の方法。
［８］ 提供される前記シート状のテストテキスタイルの前記繊維材料は、オープンポアファブリックであることを特徴とする、［１］から［７］のいずれか一項に記載の方法。
［９］ 硬化された前記接着剤プライマー（２２）と前記シート状のテストテキスタイル（２０）との間の前記破壊パターンは、カメラを使用して記録され、均一なまたは不均一な破壊パターンは、イメージ分析ユニットを使用して、記録されたイメージデータから確認され、および／または、前記シート状のテストテキスタイル（２０）の除去の間の前記除去力は、力センサーを使用して見出され、均一なまたは不均一な力プロファイルは、力分析ユニットを使用して、見出された前記除去力から確認されることを特徴とする、［１］から［８］のいずれか一項に記載の方法。
［１０］ 前記シート状のテストテキスタイル（２０）は、前記接着剤プライマー（２２）の硬化の間および／または後に、所定の期間にわたって前記テストテキスタイル（２０）を所定のテスト温度に暴露させることによって、および／または、所定の期間にわたって前記シート状のテストテキスタイル（２０）を媒体と関連付けることによって調製され、前記テストテキスタイル（２０）は、調製の後に除去されることを特徴とする、［１］から［９］のいずれか一項に記載の方法。
［１１］ 前記接着剤プライマーは、前記シート状のテストテキスタイルが除去される前に完全に硬化されるか、または、前記接着剤プライマーは、部分的にのみ硬化されることを特徴とする、［１］から［１０］のいずれか一項に記載の方法。
［１２］ 前記テストテキスタイルは、前記テストテキスタイルが１つまたは複数のスペーサーを備えるように提供され、前記１つまたは複数のスペーサーは、前記テストテキスタイルの前記繊維材料の上に配設されており、および／または、前記接着剤プライマーの中に含有されていることを特徴とする、［１］から［１１］のいずれか一項に記載の方法。
［１３］ エンジニアリング材料を基材に適用するための方法であって、前記方法は、
－ 前記［１］から［１２］のいずれか一項に記載の方法を使用して、前記基材の前記接合表面（１４）を検査するステップと、
前記接合表面の前記検査が肯定的である場合には、
－ 前記シート状のテストテキスタイルの除去の後に残っている前記接着剤プライマーに前記エンジニアリング材料を適用するステップと、
－ 前記シート状のテストテキスタイルの除去の後に残っている前記接着剤プライマーに適用された接着剤材料（２７）を使用して、前記構造的エレメントを接合するステップと
を備えることを特徴とする、方法。
［１４］ 前記基材は、繊維材料とマトリックス材料とを備える繊維複合材料から作り出された繊維複合材コンポーネントであることを特徴とする、［１３］に記載の方法。
［１５］ 前記エンジニアリング材料は、接着剤材料であり、構造的エレメントは、前記シート状のテストテキスタイルの前記除去の後に残っている前記接着剤プライマーに適用された前記接着剤材料を使用して接合されていることを特徴とする、［１３］または［１４］に記載の方法。
［１６］ 前記接着剤プライマー（２２）は、前記シート状のテストテキスタイルが除去される前に、部分的にのみ硬化され、前記接着剤材料（２７）は、残っているがまだ完全には硬化されていない前記接着剤プライマー（２２）に適用され、次いで、前記構造的エレメントは、適用された前記接着剤材料（２７）を使用して接合されることを特徴とする、［１５］に記載の方法。
［１７］ 基材の接合表面を検査するためのデバイスであって、その意図は、接着剤材料を使用して前記接合表面に構造的エレメントを接着するということであり、前記デバイスは、カメラおよびイメージ分析ユニット、ならびに／または、力センサーおよび力分析ユニットを有しており、［１］から［１２］のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されている、デバイス。

１０ 繊維複合材コンポーネント
１１ 繊維材料プライ
１２ 損傷
１３ テーパー
１４ 接合表面
２０ テストテキスタイル
２１ テストテキスタイルの繊維材料
２２ 接着剤プライマー
２３ タブ
２４ リリースフィルム
２５ 破壊パターンの中の第１の不規則性
２６ 破壊パターンの中の第２の不規則性
２７ 接着剤
２８ 修理パッチ
２９ ２次的なテスト領域
３０ テスト接続
３１ 第１のテストエレメント
３２ 第２のテストエレメント
３３ 第１のテストテキスタイル
３４ 第２のテストテキスタイル
３５ リリースフィルム

Claims (16)

1. 基材の接合表面を検査するための方法であって、その意図は、接着剤材料を使用して前記基材の前記接合表面に構造的エレメントを接着するということである、方法において、前記方法は、
   － 繊維材料および接着剤プライマーを備える少なくとも１つのシート状のテストテキスタイルを提供するステップと、
   － 前記シート状のテストテキスタイルの前記接着剤プライマーが前記基材の接合表面と接触するように、前記構造的エレメントが接着されることとなる前記基材の接合表面の少なくとも一部に、前記シート状のテストテキスタイルを適用するステップと、
   － 前記接着剤プライマーを使用して、前記シート状のテストテキスタイルを前記基材に物質対物質で接続するために、前記シート状のテストテキスタイルの前記接着剤プライマーを少なくとも部分的に硬化させるステップと、
   － 前記接着剤プライマーの少なくとも部分的な硬化の後に、前記シート状のテストテキスタイルを除去するステップと、
   － 硬化された前記接着剤プライマーと前記シート状のテストテキスタイルとの間の破壊パターンの定性的な評価によって、および／または、前記シート状のテストテキスタイルの除去のときに見出される除去力の定性的な評価によって、前記接合表面を検査するステップと
   を備えることを特徴とする、方法。
2. 前記基材は、繊維材料とマトリックス材料とを備える繊維複合材料から作り出された繊維複合材コンポーネントであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記基材は、ポリマー材料、金属材料、金属合金、有機材料、および／または無機材料から形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 定性的な評価のために、前記シート状のテストテキスタイルの除去の後に、前記接着剤プライマーが前記基材の前記接合表面の全面積にわたって付着されているかどうかが確認され、前記接合表面は、前記接着剤プライマーの完全な付着のケースでは、欠陥のないものとしてみなされ、そうでなければ、欠陥のあるものとしてみなされることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 定性的な評価のために、前記シート状のテストテキスタイル（２０）の除去の後に、硬化された前記接着剤プライマー（２２）と前記シート状のテストテキスタイル（２０）との間の前記破壊パターンが均一であるかまたは不均一であるかが確認され、前記接合表面（１４）は、均一な破壊パターンのケースでは、欠陥のないものとしてみなされ、不均一な破壊パターンのケースでは、欠陥のあるものとしてみなされることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 定性的な評価のために、前記シート状のテストテキスタイル（２０）の除去の後に、前記シート状のテストテキスタイル（２０）の除去のときに見出される前記除去力が、所定の指定された範囲の外側に、および／または、所定の閾値の下方に、全体的にまたは部分的に延在しているかどうかが確認され、前記接合表面（１４）は、前記指定された範囲の中では、および／または、前記所定の閾値を下回らないケースでは、欠陥のないものとしてみなされ、そうでなければ、欠陥のあるものとしてみなされることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 定量的な評価のために、前記シート状のテストテキスタイル（２０）の除去のときに見出される前記除去力が均一な力プロファイルを有するかどうかが確認され、前記接合表面（１４）は、均一な力プロファイルのケースでは、欠陥のないものとしてみなされ、不均一な力プロファイルのケースでは、欠陥のあるものとしてみなされることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 提供される前記シート状のテストテキスタイルの前記繊維材料は、オープンポアファブリックであることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 硬化された前記接着剤プライマー（２２）と前記シート状のテストテキスタイル（２０）との間の前記破壊パターンは、カメラを使用して記録され、均一なまたは不均一な破壊パターンは、イメージ分析ユニットを使用して、記録されたイメージデータから確認され、および／または、前記シート状のテストテキスタイル（２０）の除去の間の前記除去力は、力センサーを使用して見出され、均一なまたは不均一な力プロファイルは、力分析ユニットを使用して、見出された前記除去力から確認されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記シート状のテストテキスタイル（２０）は、前記接着剤プライマー（２２）の硬化の間および／または後に、所定の期間にわたって前記テストテキスタイル（２０）を所定のテスト温度に暴露させることによって、および／または、所定の期間にわたって前記シート状のテストテキスタイル（２０）を媒体と関連付けることによって調製され、前記テストテキスタイル（２０）は、調製の後に除去されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記接着剤プライマーは、前記シート状のテストテキスタイルが除去される前に完全に硬化されるか、または、前記接着剤プライマーは、部分的にのみ硬化されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記テストテキスタイルは、前記テストテキスタイルが１つまたは複数のスペーサーを備えるように提供され、前記１つまたは複数のスペーサーは、前記テストテキスタイルの前記繊維材料の上に配設されており、および／または、前記接着剤プライマーの中に含有されていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. エンジニアリング材料を基材に適用するための方法であって、前記方法は、
    － 前記請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を使用して、前記基材の前記接合表面（１４）を検査するステップと、
    前記接合表面の前記検査が肯定的である場合には、
    － 前記シート状のテストテキスタイルの除去の後に残っている前記接着剤プライマーに前記エンジニアリング材料を適用するステップと、
    － 前記シート状のテストテキスタイルの除去の後に残っている前記接着剤プライマーに適用された接着剤材料（２７）を使用して、前記構造的エレメントを接合するステップと
    を備えることを特徴とする、方法。
14. 前記基材は、繊維材料とマトリックス材料とを備える繊維複合材料から作り出された繊維複合材コンポーネントであることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 前記エンジニアリング材料は、接着剤材料であり、構造的エレメントは、前記シート状のテストテキスタイルの除去の後に残っている前記接着剤プライマーに適用された前記接着剤材料を使用して接合されていることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の方法。
16. 前記接着剤プライマー（２２）は、前記シート状のテストテキスタイルが除去される前に、部分的にのみ硬化され、前記接着剤材料（２７）は、前記シート状のテストテキスタイルの除去の後に残っているがまだ完全には硬化されていない前記接着剤プライマー（２２）に適用され、次いで、前記構造的エレメントは、適用された前記接着剤材料（２７）を使用して接合されることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。

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