JPH0647275B2 - 電流の印加により加熱され得る導電性構造複合物 - Google Patents
電流の印加により加熱され得る導電性構造複合物Info
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- JPH0647275B2 JPH0647275B2 JP1256899A JP25689989A JPH0647275B2 JP H0647275 B2 JPH0647275 B2 JP H0647275B2 JP 1256899 A JP1256899 A JP 1256899A JP 25689989 A JP25689989 A JP 25689989A JP H0647275 B2 JPH0647275 B2 JP H0647275B2
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 この発明は構造材料の加熱、特に導電性であり、かつ電
気的に加熱され得る構造複合物に関する。
気的に加熱され得る構造複合物に関する。
関連技術の説明 航空機が過冷された水の小滴、すなわち３２゜F（０℃）
未満の温度を有する小滴の雲を通って飛ぶとき、氷が航
空機の前方に面する表面上にできる。これらの小滴は、
大変小さい（雨の小滴について１０００ミクロンと比べ
て、典型的に直径２０ミクロン）が、航空機との衝突で
ほとんど即座に氷結し、氷の形成の結果となる。
未満の温度を有する小滴の雲を通って飛ぶとき、氷が航
空機の前方に面する表面上にできる。これらの小滴は、
大変小さい（雨の小滴について１０００ミクロンと比べ
て、典型的に直径２０ミクロン）が、航空機との衝突で
ほとんど即座に氷結し、氷の形成の結果となる。
氷の蓄積が受入れることができないと決められるとき、
それなら全く氷の蓄積が起こらない、または氷の蓄積が
受け入れることができる限度以内に少なくとも保たれる
ことを確実にするために測定がなされなければならな
い。「能動の」氷からの保護（たとえ空気力学の加熱が
氷の付着する表面を氷結より高く保つようなスピードま
で航空機を加速するというような、受動の手段と対照し
たものとして、航空機上に搭載されるシステムにより提
供される氷からの保護）を提供するための２つの手段が
本質的にあり、すなわち除氷および防氷である。
それなら全く氷の蓄積が起こらない、または氷の蓄積が
受け入れることができる限度以内に少なくとも保たれる
ことを確実にするために測定がなされなければならな
い。「能動の」氷からの保護（たとえ空気力学の加熱が
氷の付着する表面を氷結より高く保つようなスピードま
で航空機を加速するというような、受動の手段と対照し
たものとして、航空機上に搭載されるシステムにより提
供される氷からの保護）を提供するための２つの手段が
本質的にあり、すなわち除氷および防氷である。
除氷において、氷は保護された表面上に蓄積するのが可
能であるが、その後その寸法／厚さが受け入れられなく
なる前に、周期的に落とされる。除氷に使われる典型的
なシステムは電熱のシステムおよび機械的なシステムを
含む。電熱のシステムは構成要素の電気抵抗加熱を利用
する。実例は電線、エッチングされた金属の薄片または
吹付け塗装を含む。機械的なシステムは空気作用による
「ブーツ(boots)」を含む。
能であるが、その後その寸法／厚さが受け入れられなく
なる前に、周期的に落とされる。除氷に使われる典型的
なシステムは電熱のシステムおよび機械的なシステムを
含む。電熱のシステムは構成要素の電気抵抗加熱を利用
する。実例は電線、エッチングされた金属の薄片または
吹付け塗装を含む。機械的なシステムは空気作用による
「ブーツ(boots)」を含む。
防氷では、氷は保護された表面上に最初に付着すること
が可能であってもよいし可能でなくてもよいが、しかし
ながら、一度氷が落とされると、表面は氷の衝突の残余
のための防氷システムにより氷結しないように維持され
る。電気抵抗加熱を用いる電熱システムはそれらが防氷
に用いられるのと同様の態様で除氷に用いられるが、し
かし、表面の温度を氷結より高く維持するように電力が
絶え間なく印加される。他の典型的に用いられる防氷シ
ステムは熱ガスシステムおよび化学的流体システムを含
む。熱ガスシステムは通常、航空機の構造の中に直接設
計され、熱源としてエンジンからの熱い空気の流れを利
用する。化学的流体防氷は、表面の小さい孔を通して、
氷で覆われる表面の上に流体を分配することによって遂
げられる。これらの流体は表面上の水の氷結温度を３２
゜F（０℃）の下にかなり下げ、それで衝突する水の小滴
は氷を形成しない。
が可能であってもよいし可能でなくてもよいが、しかし
ながら、一度氷が落とされると、表面は氷の衝突の残余
のための防氷システムにより氷結しないように維持され
る。電気抵抗加熱を用いる電熱システムはそれらが防氷
に用いられるのと同様の態様で除氷に用いられるが、し
かし、表面の温度を氷結より高く維持するように電力が
絶え間なく印加される。他の典型的に用いられる防氷シ
ステムは熱ガスシステムおよび化学的流体システムを含
む。熱ガスシステムは通常、航空機の構造の中に直接設
計され、熱源としてエンジンからの熱い空気の流れを利
用する。化学的流体防氷は、表面の小さい孔を通して、
氷で覆われる表面の上に流体を分配することによって遂
げられる。これらの流体は表面上の水の氷結温度を３２
゜F（０℃）の下にかなり下げ、それで衝突する水の小滴
は氷を形成しない。
航空機に関連した除氷および防氷問題は翼を含み、それ
に関して非対称的な氷の落下は横転問題を起こすかもし
れない。さらに、翼前縁の氷は抗力の増加、揚力の低下
および失速スピードの増加を起こす。エンジン注入口の
前縁上の氷は落ちる間にエンジンを損傷するかもしれな
い。テイルフラッタを妨げるために、氷の形成は水平安
定板および垂直安定板の前縁で制御されなければならな
い。氷の形成は補助翼およびフラップで制御されなけれ
ばならない。氷の形成はまたピトー管ドレンおよびバラ
ンスホーンで制御されなければならない。
に関して非対称的な氷の落下は横転問題を起こすかもし
れない。さらに、翼前縁の氷は抗力の増加、揚力の低下
および失速スピードの増加を起こす。エンジン注入口の
前縁上の氷は落ちる間にエンジンを損傷するかもしれな
い。テイルフラッタを妨げるために、氷の形成は水平安
定板および垂直安定板の前縁で制御されなければならな
い。氷の形成は補助翼およびフラップで制御されなけれ
ばならない。氷の形成はまたピトー管ドレンおよびバラ
ンスホーンで制御されなければならない。
熱の温度の高いガスシステムの不便なことはそれらが高
いエネルギを必要とするという事実を含む。さらに、将
来のおよびかなりの現在のエンジンは十分な流れの空気
を供給することができない。化学的な流体システムはそ
れらが時間の限界がある、重量がある、費用がかかると
いう点で不十分である。機械的な空気作用によるブーツ
は雨／砂エロージョンで傷が付く。さらに、それらは高
度の整備を必要とし、寿命が限られ、抗力の増加に帰着
し、残余の氷を集めるかもしれない。現在の電熱システ
ムは高エネルギを必要とし、重く、費用がかかる。特
に、複合物構造を加熱するためにそれを通って電流が流
れる埋込まれた電線を利用する複合物構造材料は、電線
が通常、構造の機械的特性に有害な影響を持つので不十
分である。航空機に関する導電性複合物の使用は前に文
献で記述された。しかしながら、そのような使用は除氷
または防氷の目的ではなかった。Ｊ．Ｍ．アングリン(A
nglin)氏らに発行された、「導電性表面を有する複合物
構造(Composite Structures Having Conductive Surfac
es)」と題された米国特許第4,599,255号は、Ｐ−静的導
電率、雷撃保護、電気的遮蔽特性、およびアンテナグラ
ウンドプレーン用法のための導電性を提供するための航
空機構造で使われる導電性複合物構造部材を開示する。
項 発明の目的および概要 この発明の根本の目的は、したがって、その構造の完全
性を維持すると同時に、複合物構造を加熱することであ
る。
いエネルギを必要とするという事実を含む。さらに、将
来のおよびかなりの現在のエンジンは十分な流れの空気
を供給することができない。化学的な流体システムはそ
れらが時間の限界がある、重量がある、費用がかかると
いう点で不十分である。機械的な空気作用によるブーツ
は雨／砂エロージョンで傷が付く。さらに、それらは高
度の整備を必要とし、寿命が限られ、抗力の増加に帰着
し、残余の氷を集めるかもしれない。現在の電熱システ
ムは高エネルギを必要とし、重く、費用がかかる。特
に、複合物構造を加熱するためにそれを通って電流が流
れる埋込まれた電線を利用する複合物構造材料は、電線
が通常、構造の機械的特性に有害な影響を持つので不十
分である。航空機に関する導電性複合物の使用は前に文
献で記述された。しかしながら、そのような使用は除氷
または防氷の目的ではなかった。Ｊ．Ｍ．アングリン(A
nglin)氏らに発行された、「導電性表面を有する複合物
構造(Composite Structures Having Conductive Surfac
es)」と題された米国特許第4,599,255号は、Ｐ−静的導
電率、雷撃保護、電気的遮蔽特性、およびアンテナグラ
ウンドプレーン用法のための導電性を提供するための航
空機構造で使われる導電性複合物構造部材を開示する。
項 発明の目的および概要 この発明の根本の目的は、したがって、その構造の完全
性を維持すると同時に、複合物構造を加熱することであ
る。
この発明のもう１つの目的は、導電性でありかつ電気的
に加熱され得る導電性複合物を提供することである。
に加熱され得る導電性複合物を提供することである。
この発明のさらにもう１つの目的は、構造の完全性の減
損なしに除氷および／または防氷の性能を有する航空機
のための構造の部材を提供することである。
損なしに除氷および／または防氷の性能を有する航空機
のための構造の部材を提供することである。
この発明のまたもう１つの目的は、電流の印加により加
熱され得る導電性構造複合物を製造する方法を提供する
ことである。
熱され得る導電性構造複合物を製造する方法を提供する
ことである。
この発明の他の目的、利点および新しい特色は、添付の
図面と関連して考察されると、この発明の次の詳細な説
明から明らかとなるであろう。
図面と関連して考察されると、この発明の次の詳細な説
明から明らかとなるであろう。
これらの目的は電流の印加により加熱され得る導電性構
造複合物であるこの発明により達せられる。その広範囲
の見地において、構造複合物は積層する樹脂で処理さ
れ、プレプレッグされ、積層板構造に硬化された複数個
の構造組織の層を含む。組織の層の少なくとも１つは、
電気的に絶縁している多孔性の構造組織を液体のピロー
ルと接触するステップ、電気的に絶縁している多孔性の
構造組織を、ピロールをピロールポリマーに酸化させる
ことが可能な強い酸化剤の溶液と接触するステップ、お
よび実質上非求核陰イオンの存在下で強い酸化剤により
ピロールを酸化しかつ導電性ピロールポリマーを構造組
織の細穴に沈澱させるステップにより生産される導電性
ポリマーのサイジングで処理されることによって導電性
になる。導電性層と電気的接触する導電手段は、構造複
合物のジュール加熱のための電流の通路を提供するのに
利用される。構造複合物は防氷およ除氷が可能である航
空機の表面として特に有用であるとわかってきた。しか
しながら、それは構造のおよび熱の加熱特性の組合わせ
が望まれる技術の他の分野で有用である。たとえば、そ
れはコールドサービスエレクトロニクスの、または通路
またははしごまたは船の除氷の温度の制御の手段として
使用されてもよい。
造複合物であるこの発明により達せられる。その広範囲
の見地において、構造複合物は積層する樹脂で処理さ
れ、プレプレッグされ、積層板構造に硬化された複数個
の構造組織の層を含む。組織の層の少なくとも１つは、
電気的に絶縁している多孔性の構造組織を液体のピロー
ルと接触するステップ、電気的に絶縁している多孔性の
構造組織を、ピロールをピロールポリマーに酸化させる
ことが可能な強い酸化剤の溶液と接触するステップ、お
よび実質上非求核陰イオンの存在下で強い酸化剤により
ピロールを酸化しかつ導電性ピロールポリマーを構造組
織の細穴に沈澱させるステップにより生産される導電性
ポリマーのサイジングで処理されることによって導電性
になる。導電性層と電気的接触する導電手段は、構造複
合物のジュール加熱のための電流の通路を提供するのに
利用される。構造複合物は防氷およ除氷が可能である航
空機の表面として特に有用であるとわかってきた。しか
しながら、それは構造のおよび熱の加熱特性の組合わせ
が望まれる技術の他の分野で有用である。たとえば、そ
れはコールドサービスエレクトロニクスの、または通路
またははしごまたは船の除氷の温度の制御の手段として
使用されてもよい。
共同出願人Ｐ．Ｒ．ニューマン(Newman)は、同一譲受人
に譲渡された、「導電性複合物を生産するための方法お
よびその中で生産される複合物」（“Process For Prod
ucing Electrically Conductive Composite and Compos
ites Produced Therein”）と題された米国特許第4,61
7,228号の共同発明者である。その特許はこの発明によ
り利用される導電性ポリマーの導電性層を開示しかつそ
の権利を主張する。米国特許第4,617,288号はこれによ
って引用により援用される。複合物の最初の意図された
出願はＥＭＩ干渉を避ける電磁吸収および電磁遮蔽のた
めのものであった。それはその出願に特に有用であると
いうことがわかったが、その理由はそれが構造複合物エ
レメントに制御された電磁応答特性にの組入れを可能に
するからである。
に譲渡された、「導電性複合物を生産するための方法お
よびその中で生産される複合物」（“Process For Prod
ucing Electrically Conductive Composite and Compos
ites Produced Therein”）と題された米国特許第4,61
7,228号の共同発明者である。その特許はこの発明によ
り利用される導電性ポリマーの導電性層を開示しかつそ
の権利を主張する。米国特許第4,617,288号はこれによ
って引用により援用される。複合物の最初の意図された
出願はＥＭＩ干渉を避ける電磁吸収および電磁遮蔽のた
めのものであった。それはその出願に特に有用であると
いうことがわかったが、その理由はそれが構造複合物エ
レメントに制御された電磁応答特性にの組入れを可能に
するからである。
特許第'228号に開示された導電性複合物の上記の使用は
既知であるが、そのような合成は積層板構造に統合され
かつ電流の印加により加熱されるときに有用であるかと
いうことは明らかでない。この出願人は積層板構造にお
けるこの導電性複合物の使用がジュール加熱の目的に類
なく適し、それが積層板に組入れられるとき、あまり費
用がかからずかつ優れた加熱性能をもたらすということ
を思いがけなく発見した。
既知であるが、そのような合成は積層板構造に統合され
かつ電流の印加により加熱されるときに有用であるかと
いうことは明らかでない。この出願人は積層板構造にお
けるこの導電性複合物の使用がジュール加熱の目的に類
なく適し、それが積層板に組入れられるとき、あまり費
用がかからずかつ優れた加熱性能をもたらすということ
を思いがけなく発見した。
図面の図全体を通して同じエレメントまたは部分は同じ
参照記号で示される。
参照記号で示される。
好ましい実施例の詳細な説明 図面およびその上に印を付けられた参照の記号を参照す
ること、この発明の導電性構造複合物が第１図で１０と
概して示されている。複合物１０は、下文に十分に記述
されるように、積層する樹脂で処理され、プレプレッグ
され、積層板構造に硬化された、複数個の構造組織の層
から形成される。層の少なくとも１つは、共同出願人
Ｐ．Ｒ．ニューマンに発行されかつ同一譲受人に譲渡さ
れた、「導電性複合物を生産するための方法およびその
中で生産される複合物」と題された米国特許第4,617,22
8号に十分に記述されかつ権利を請求される方法により
生産される、導電性ポリマーで処理された構造組織の導
電性層１２である。（上に特に言及されたように、この
発明の概要において、米国特許第4,617,228号が引用に
より援用される。）導電性層１２と電気的接触をする導
電手段１４は、エネルギ源１６の起動の間、構造複合物
１０のジュール加熱のための電流の通路を提供する。構
造複合物１０は除氷およ防氷のための航空機構造として
の使用のために特に適合される。加熱メカニズムは材料
の固有の特性として構造の中に組入れられるので、それ
は製造における複雑さおよび費用の一因となり得る付加
的な加熱エレメント製作を必要としない。
ること、この発明の導電性構造複合物が第１図で１０と
概して示されている。複合物１０は、下文に十分に記述
されるように、積層する樹脂で処理され、プレプレッグ
され、積層板構造に硬化された、複数個の構造組織の層
から形成される。層の少なくとも１つは、共同出願人
Ｐ．Ｒ．ニューマンに発行されかつ同一譲受人に譲渡さ
れた、「導電性複合物を生産するための方法およびその
中で生産される複合物」と題された米国特許第4,617,22
8号に十分に記述されかつ権利を請求される方法により
生産される、導電性ポリマーで処理された構造組織の導
電性層１２である。（上に特に言及されたように、この
発明の概要において、米国特許第4,617,228号が引用に
より援用される。）導電性層１２と電気的接触をする導
電手段１４は、エネルギ源１６の起動の間、構造複合物
１０のジュール加熱のための電流の通路を提供する。構
造複合物１０は除氷およ防氷のための航空機構造として
の使用のために特に適合される。加熱メカニズムは材料
の固有の特性として構造の中に組入れられるので、それ
は製造における複雑さおよび費用の一因となり得る付加
的な加熱エレメント製作を必要としない。
第２図に図解される導電性層の好ましい実施例に示され
るように、導電手段１４は導電性層の１つの端縁部分に
沿って与えられる導電性塗料の層１８および導電性層の
対向する端縁部分に沿って与えられる導電性塗料の第２
の層２０を含む。これらの対向する端縁に沿ってこれら
の塗料の層を使用することは電流の導入で熱の一様な印
加を提供する。電気リード２２、２４は層１８、２０か
らＡＣまたはＤＣソースであってよい電源１６まで電気
を伝導する。２つの外部の層２６、２８は構造組織の非
伝導層であり、したがっていかなる電気的短絡も防ぐと
いうことが好まれる。
るように、導電手段１４は導電性層の１つの端縁部分に
沿って与えられる導電性塗料の層１８および導電性層の
対向する端縁部分に沿って与えられる導電性塗料の第２
の層２０を含む。これらの対向する端縁に沿ってこれら
の塗料の層を使用することは電流の導入で熱の一様な印
加を提供する。電気リード２２、２４は層１８、２０か
らＡＣまたはＤＣソースであってよい電源１６まで電気
を伝導する。２つの外部の層２６、２８は構造組織の非
伝導層であり、したがっていかなる電気的短絡も防ぐと
いうことが好まれる。
この発明の導電性構造複合物は、たとえば、多孔性セラ
ミック、多孔性ガラス、たとえばフリット、多孔性また
は統合された有機泡沫、たとえばポリウレタン、織られ
た状態であり得るまたは織られない状態であり得る組
織、たとえば繊維ガラス組織、たとえばアルミナ／シリ
カ／ボーリア(boria)組織のような混合酸化物組織、た
とえばネクステル(Nextel)、または芳香族ポリアミド繊
維に対するデュポン・カンパニーの商標であるケブラー
のような合成有機繊維、たとえばダクロン(Dacron)クロ
スのようなポリエステルなどの電気的に絶縁する構造組
織の別々のシートで始めることにより製造される。
ミック、多孔性ガラス、たとえばフリット、多孔性また
は統合された有機泡沫、たとえばポリウレタン、織られ
た状態であり得るまたは織られない状態であり得る組
織、たとえば繊維ガラス組織、たとえばアルミナ／シリ
カ／ボーリア(boria)組織のような混合酸化物組織、た
とえばネクステル(Nextel)、または芳香族ポリアミド繊
維に対するデュポン・カンパニーの商標であるケブラー
のような合成有機繊維、たとえばダクロン(Dacron)クロ
スのようなポリエステルなどの電気的に絶縁する構造組
織の別々のシートで始めることにより製造される。
前に特に言及されたように、電気的に絶縁する構造材料
の少なくとも１つのシートは米国特許第4,617,228号で
記述される方法により導電性ポリマーで含浸される。手
短に言えば、その方法において、電気的に絶縁する多孔
性組織は液体のピロールで接触される。ピロールをピロ
ールポリマーに酸化させることが可能な強い酸化剤は電
気的に絶縁する多孔性構造組織で接触される。ピロール
はその後実質上非求核陰イオンに存在下で強い酸化剤に
より酸化され、導電性ピロールポリマーは構造の組織の
細穴の中に沈澱する。
の少なくとも１つのシートは米国特許第4,617,228号で
記述される方法により導電性ポリマーで含浸される。手
短に言えば、その方法において、電気的に絶縁する多孔
性組織は液体のピロールで接触される。ピロールをピロ
ールポリマーに酸化させることが可能な強い酸化剤は電
気的に絶縁する多孔性構造組織で接触される。ピロール
はその後実質上非求核陰イオンに存在下で強い酸化剤に
より酸化され、導電性ピロールポリマーは構造の組織の
細穴の中に沈澱する。
電気的に絶縁する構造組織（電気的に絶縁する構造材料
を含む）のシートの各々は、たとえばエポキシまたはポ
リイミド、ビスマレイミド、またはポリウレタンのよう
な、部分的に硬化された熱硬化性樹脂を用いる標準の積
層板技術に従ってプレプレッグされる。シートはその後
層にされ、非導電層が、電気的絶縁を提供し、それによ
って短絡を防ぐために構造の上面および底面上に好まし
くは位置される。「積上げる」ステップにおいて、導電
性および非導電性シートは特定のシステムの抵抗率、重
量および厚さの要求に従って築かれる。真空のバッグ硬
化を含む、標準の積層板技術が層を完成した積層板に硬
化するのに利用されてもよい。
を含む）のシートの各々は、たとえばエポキシまたはポ
リイミド、ビスマレイミド、またはポリウレタンのよう
な、部分的に硬化された熱硬化性樹脂を用いる標準の積
層板技術に従ってプレプレッグされる。シートはその後
層にされ、非導電層が、電気的絶縁を提供し、それによ
って短絡を防ぐために構造の上面および底面上に好まし
くは位置される。「積上げる」ステップにおいて、導電
性および非導電性シートは特定のシステムの抵抗率、重
量および厚さの要求に従って築かれる。真空のバッグ硬
化を含む、標準の積層板技術が層を完成した積層板に硬
化するのに利用されてもよい。
たとえば電線および／または銀の塗料の導電手段が含浸
および積層の前に好ましくは埋められるが、しかしなが
ら、そのような導電手段は積層板が形成された後で導電
性層に接続されてもよい。
および積層の前に好ましくは埋められるが、しかしなが
ら、そのような導電手段は積層板が形成された後で導電
性層に接続されてもよい。
下記のものはこの発明の実施化の例であり、例は単に実
例となるものであり、決してこの発明の限定となるもの
ではないということが理解される。
例となるものであり、決してこの発明の限定となるもの
ではないということが理解される。
例 カリフォルニア州ロサンゼルスのユニグラス・インダス
トリ−ズ(Uniglass Industries)により売られる１片の
７７８１繊維ガラス組織材料が酸化剤、塩化第二鉄をか
けられた。酸化剤は乾かされた。純粋のピロールが組織
の上にかけられ、乾かされた。塩化第二鉄は導電性状態
までポリマーを重合し、ドープした。シートはその後メ
タノールの中で洗われ乾かされた。銀の塗料が４インチ
の端縁（４″×４1/2″）に塗られた。導電性および非
導電性シートの両方を含む、各シートが、含浸のために
エポキシ樹脂を塗られた（利用された硬化剤はShell EP
ON,9102,9150であった）。エポキシ混合物がその後シー
トの上に塗られた。シートは１５分間１８０゜Fで真空の
炉の中で乾かされ、その後正確な位置に積上げられた。
シートを積上げるとき、６つの層が置かれ、４つの電
線、各４″端縁上に２つ、が据えられた。その後７つの
層が上面上に層にされた。一緒に位置された後、層にさ
れた構造が樹脂の中で泡が立つのを防ぐために真空のバ
ツグの中に置かれた（４時間）。適当な硬化周期が樹脂
に使われた。積層板はその後２つの等しい半分のものに
割かれ、各々は個々の積層板の対向する側の上に２つの
リードを有する。完成した積層板上の温度の変化を測定
するために使用された熱電対電線（銅／コンスタンタ
ン）がＧＥワニスを用いて所定場所に保たれた。１つの
熱電対が構造の一番上の層上の中心に置かれ、１つは角
に置かれ、第３が端縁上の中心に置かれた。電源からの
電流は完成した積層板の中に埋められた２つの電線に接
続された。
トリ−ズ(Uniglass Industries)により売られる１片の
７７８１繊維ガラス組織材料が酸化剤、塩化第二鉄をか
けられた。酸化剤は乾かされた。純粋のピロールが組織
の上にかけられ、乾かされた。塩化第二鉄は導電性状態
までポリマーを重合し、ドープした。シートはその後メ
タノールの中で洗われ乾かされた。銀の塗料が４インチ
の端縁（４″×４1/2″）に塗られた。導電性および非
導電性シートの両方を含む、各シートが、含浸のために
エポキシ樹脂を塗られた（利用された硬化剤はShell EP
ON,9102,9150であった）。エポキシ混合物がその後シー
トの上に塗られた。シートは１５分間１８０゜Fで真空の
炉の中で乾かされ、その後正確な位置に積上げられた。
シートを積上げるとき、６つの層が置かれ、４つの電
線、各４″端縁上に２つ、が据えられた。その後７つの
層が上面上に層にされた。一緒に位置された後、層にさ
れた構造が樹脂の中で泡が立つのを防ぐために真空のバ
ツグの中に置かれた（４時間）。適当な硬化周期が樹脂
に使われた。積層板はその後２つの等しい半分のものに
割かれ、各々は個々の積層板の対向する側の上に２つの
リードを有する。完成した積層板上の温度の変化を測定
するために使用された熱電対電線（銅／コンスタンタ
ン）がＧＥワニスを用いて所定場所に保たれた。１つの
熱電対が構造の一番上の層上の中心に置かれ、１つは角
に置かれ、第３が端縁上の中心に置かれた。電源からの
電流は完成した積層板の中に埋められた２つの電線に接
続された。
第３図は動作の全体の範囲にわたるパネルの直線（定）
抵抗性質を示すＩ−Ｖプロットである。第４図は２つの
リードに印加される電力の関数としてプロットされた室
温に対する温度の上昇を示す。上の方の曲線はパネル中
央に位置する熱電対の反応を表わす。下の方の曲線はパ
ネル端縁に位置する熱電対の反応を表わす。示された温
度は定常平衡温度を表わす。
抵抗性質を示すＩ−Ｖプロットである。第４図は２つの
リードに印加される電力の関数としてプロットされた室
温に対する温度の上昇を示す。上の方の曲線はパネル中
央に位置する熱電対の反応を表わす。下の方の曲線はパ
ネル端縁に位置する熱電対の反応を表わす。示された温
度は定常平衡温度を表わす。
明らかに、この発明の多くの修正および変形が上記の教
示の観点から可能である。たとえば、プレプレッグ技術
が積層板を形成するのに使用されるということが言及さ
れたが、積層板構造を形成するためのいかなる標準の技
術、たとえばホットメルトまたは混合しその後塗るため
の溶媒の使用のようなものが利用されてもよい。したが
って、前掲のクレームの範囲内で、この発明は特定的に
記述されたようなものと異なって実施されてもよいとい
うことが理解されるはずである。
示の観点から可能である。たとえば、プレプレッグ技術
が積層板を形成するのに使用されるということが言及さ
れたが、積層板構造を形成するためのいかなる標準の技
術、たとえばホットメルトまたは混合しその後塗るため
の溶媒の使用のようなものが利用されてもよい。したが
って、前掲のクレームの範囲内で、この発明は特定的に
記述されたようなものと異なって実施されてもよいとい
うことが理解されるはずである。
第１図はこの発明の構造複合物積層板の斜視図である。 第２図は第１図のライン２−２に沿ってとられた構造複
合物の導電性層の図である。 第３図は、動作の全体の範囲にわたってパネルの直線抵
抗性質を示す、この発明の実施化からの、電流対電圧の
プロットである。 第４図は、同じ実施化のための、温度対電力の変化のプ
ロットである。 図において１０は導電性構造複合物であり、１２は構造
の組織の導電性層であり、１４は導電手段であり、１６
はエネルギ源であり、１８および２０は導電性塗料であ
り、２２および２４は電気的リードであり、２６および
２８は外部の層である。
合物の導電性層の図である。 第３図は、動作の全体の範囲にわたってパネルの直線抵
抗性質を示す、この発明の実施化からの、電流対電圧の
プロットである。 第４図は、同じ実施化のための、温度対電力の変化のプ
ロットである。 図において１０は導電性構造複合物であり、１２は構造
の組織の導電性層であり、１４は導電手段であり、１６
はエネルギ源であり、１８および２０は導電性塗料であ
り、２２および２４は電気的リードであり、２６および
２８は外部の層である。
Claims (8)
- 【請求項１】電流の印加により加熱され得る導電性構造
複合物であって、 ａ）積層する樹脂で処理されかつプレプレッグされ、積
層板構造に硬化された複数個の構造の組織の層を含み、
前記層の少なくとも１つは、 ｉ）電気的に絶縁する多孔性構造組織を液体のピロール
と接触するステップと、 ii)前記電気的に絶縁する多孔性構造組織をピロールを
ピロールポリマーに酸化させることができる強い酸化剤
の溶液と接触するステップと、 iii)実質上非求核陰イオンの存在下で前記ピロールを前
記強い酸化剤により酸化し、導電性ピロールポリマーを
前記構造組織の細穴の中に沈澱するステップとにより生
産される導電性ポリマーで処理された組織の導電性層で
あり、さらに ｂ）前記導電性層と電気的接触をし前記構造複合物のジ
ュール加熱のための電流の通路を提供するための導電手
段を含む導電性構造複合物。 - 【請求項２】前記導電手段が前記導電性層の第１の端縁
部分に第１の電気的導体、および前記導電性層の第２の
端縁部分に第２の電気的導体を含む、請求項１に記載の
導電性構造複合物。 - 【請求項３】前記第１のおよび第２の端縁部分が前記導
電性層の対向する端部に位置する、請求項２に記載の導
電性構造複合物。 - 【請求項４】前記導電手段が電流の導入で熱の一様な印
加を提供するための、前記導電性層の第１の端縁部分に
沿って与えられる導電性塗料の第１の層、および前記導
電性層の第２の端縁部分に沿って与えられる導電性塗料
の第２の層を含む、請求項１に記載の導電性構造複合
物。 - 【請求項５】導電性ポリマーで処理された複数個の導電
性組織層を含む、請求項１に記載の導電性構造複合物。 - 【請求項６】２つの外部の層を含み、前記外部の層は積
層する樹脂で処理されプレプレッグされた前記構造組織
の非導電層である、請求項１に記載の導電性構造複合
物。 - 【請求項７】前記構造組織が多孔性セラミックス、多孔
性ガラス、多孔性有機泡沫、織られたおよび織られない
組織からなる群から選ばれ、前記積層する樹脂はエポキ
シ、ポリイミドおよびビスマレイミド(bismaleimide)樹
脂からなる群から選ばれる、請求項１に記載の導電性構
造複合物。 - 【請求項８】前記構造組織が繊維ガラス組織でありかつ
前記積層する樹脂がエポキシ樹脂である、請求項１に記
載の導電性構造複合物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/252,210 US4942078A (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Electrically heated structural composite and method of its manufacture |
| US252,210 | 1988-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02136232A JPH02136232A (ja) | 1990-05-24 |
| JPH0647275B2 true JPH0647275B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=22955066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1256899A Expired - Lifetime JPH0647275B2 (ja) | 1988-09-30 | 1989-09-29 | 電流の印加により加熱され得る導電性構造複合物 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4942078A (ja) |
| EP (1) | EP0362662B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0647275B2 (ja) |
| DE (1) | DE68915919T2 (ja) |
Families Citing this family (56)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991011891A1 (en) * | 1990-01-24 | 1991-08-08 | Hastings Otis | Electrically conductive laminate for temperature control of surfaces |
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