JP2001009942A - 繊維強化樹脂ハニカムコア、繊維強化樹脂ハニカムコア用プリフォームおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハニカムコアの問題点を解決し、優れた変形性
を有するとともに高強度、高弾性のため機械的特性が優
れ、航空機などの構造体のコアとして適したハニカムコ
アを提供する。 【解決手段】中空柱状のセルの平面的集合体からなるハ
ニカムコアが、強化繊維基材に樹脂を含浸させた繊維強
化樹脂で構成され、前記強化繊維基材が、扁平な強化繊
維糸条からなり、たて糸とよこ糸の交錯点数が２，００
０〜７０，０００個／ｍ²の範囲にあり、カバーファク
ターが９０％以上の強化繊維織物であることを特徴とす
るＦＲＰハニカムコア。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化樹脂（以
下、ＦＲＰと記す）製ハニカムコアに関し、なかでも航
空機、船舶などの構造体を構成するのに好適なハニカム
コア、ハニカムコア用プリフォームおよびその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハニカムコアを芯材として用いた
ハニカムサンドイッチ構造体は、軽量、高剛性などの優
れた機械的特性を有することから、航空機、船舶などの
構造体や建材など広く使用されている。これらのハニカ
ムコアとしては、アルミ箔からなるアルミハニカムコ
ア、強化繊維とマトリックス樹脂からなるＦＲＰハニカ
ムコアがあり、なかでも耐火性の面からアラミド繊維の
不織布にフェノール樹脂を含浸させたアラミドハニカム
コアが主として用いられている。

【０００３】上記アラミドハニカムコアを構造体として
用いる場合において、通常は、樹脂が硬化した状態のＦ
ＲＰハニカムコアを所定の曲面形状に変形させるないし
は所定の曲面に沿うように機械で切削するなどして使用
される。このため、ハニカムコアをそのまま変形させる
場合においては、その曲面の曲率半径は非常に大きなも
のとなることや機械加工を行う場合においては、コスト
がかかることや材料ロスが大きくなるという問題があ
る。

【０００４】一方、別の製造方法としては、上記の樹脂
が硬化した後のハニカムコア（ＦＲＰハニカムコア）の
状態での曲面に沿わすことの他に樹脂を硬化させる前の
プリプレグ状態のハニカムコアの段階で所定の曲面形状
に変形させた後、樹脂を硬化させてＦＲＰハニカムコア
を作製する方法もある。

【０００５】しかし、この方法をそのまま上記アラミド
ハニカムコアを作製する場合に適用しようとすると、基
材形態が、繊維がランダムに重なり配向した不織布から
構成されているために基材としての面内変形性が乏しい
ことから所定の曲面にプリプレグ状態のハニカムコアを
追従させることが困難である。つまり、補強繊維基材の
面方向の変形性は、プリプレグ状態のハニカムコアを変
形させる際には、セル軸方向の変形のしやすさ、すなわ
ち、基材としての曲面への沿い易さになるが、プリプレ
グ状態のハニカムコアを曲面に追従させようとするとプ
リプレグ状態のハニカムコアそのものの形状も変化する
ことでいくらかは追従するものの、より大きな変形を得
るためには基材そのものも面内方向で変形する必要があ
る。このため、不織布からなるプリプレグ状態のハニカ
ムコアは不織布が面内でほとんど変形しないことから曲
面への沿いにくいプリプレグ状態のハニカムコアとなっ
てしまう。

【０００６】また、繊維がランダムに配向していること
から不織布から構成されるハニカムコアはセル軸方向の
圧縮強さが低いという問題もある。このため構造体にお
いて必要な圧縮強さを得るためにはセルを構成するはく
材料の厚みを厚くしなければならないため不織布の積層
枚数を増やす必要があり重量が増加してしまう。

【０００７】さらに、アラミド繊維は吸湿しやすいこと
から機械的特性の経時変化の問題が懸念されるととも
に、切断しにくいことから機械加工が困難であるなどの
問題も有する。

【０００８】一方、特開平８−１８７８０２には、フィ
ラメント数が１，０００本で平組織からなる炭素繊維織
物にエポキシ樹脂プレポリマーを含浸したシートを積層
・展張し、フェノール樹脂プレポリマーを含浸し硬化さ
せた炭素繊維強化樹脂（以下ＣＦＲＰと記す）ハニカム
コアが記載されている。

【０００９】このハニカムコアは、炭素繊維からなるた
めに前記の吸湿の問題もなく、また、機械加工性も良好
である。このハニカムコアは、織物を面内で変形させよ
うとすると、たて糸やよこ糸はほとんど伸びないがバイ
アス方向に織物が剪断変形することで変形が可能とな
る。このバイアス方向の剪断変形は、もともとたて糸と
よこ糸の交錯角が９０°であったものが、織糸の糸幅が
狭くなることや織糸が重なる合うことで交錯角度が２０
〜６０°程度に小さくなることによるものである。

【００１０】しかし、このハニカムコアは、織物からな
るため不織布に比べ面内での変形性はいくらかは改善さ
れるものの必ずしも十分とは言えない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のハニ
カムコアの問題点を解決し、優れた変形性を有するとと
もに高強度、高弾性のため機械的特性が優れ、航空機な
どの構造体のコアとして適したハニカムコアを提供を目
的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
点を解決するために、鋭意検討を行い、以下の手法を用
いることにより優れた変形性を有するとともに高強度、
高弾性で機械的特性が優れるＦＲＰハニカムコアを見い
出すに至った。すなわち、本発明のハニカムコアは、強
化繊維基材に樹脂を含浸させた繊維強化樹脂で構成さ
れ、前記強化繊維基材が、扁平な強化繊維糸条からな
り、たて糸とよこ糸の交錯点数が２，０００〜７０，０
００個／ｍ²の範囲にあり、カバーファクターが９０％
以上の強化繊維織物からなる。

【００１３】また、強化繊維基材が強化繊維織物と不織
布との張り合わせ体であることを特徴とする。

【００１４】また、扁平な強化繊維糸条からなり、たて
糸とよこ糸の交錯点数が２，０００〜７０，０００個／
ｍ²の範囲にあり、カバーファクターが９０％以上の強
化繊維織物と不織布との張り合わせ体からなる強化繊維
基材から中空柱状のセルの平面的集合体が構成されてい
ることを特徴とする強化繊維基材からなるハニカムコア
用プリフォームからなる。

【００１５】また、扁平な強化繊維糸条からなり、たて
糸とよこ糸の交錯点数が２，０００〜７０，０００個／
ｍ²の範囲にあり、カバーファクターが９０％以上の強
化繊維織物からなる強化繊維基材に樹脂を含浸させたプ
リプレグを用い、このプリプレグを条線状に塗布された
接着剤で接着しながら積み重ね、展張することで中空柱
状のセルの平面的集合体であるプリプレグ状態のハニカ
ムコアを作製した後、このプリプレグ状態のハニカムコ
アの樹脂を硬化させＦＲＰハニカムコアとすることを特
徴とするＦＲＰハニカムコアの製造方法からなる。

【００１６】また、扁平な強化繊維糸条からなり、たて
糸とよこ糸の交錯点数が２，０００〜７０，０００個／
ｍ²の範囲にあり、カバーファクターが９０％以上の強
化繊維織物と不織布との張り合わせ体からなる強化繊維
基材に樹脂を含浸させたプリプレグを用い、このプリプ
レグを条線状に塗布された接着剤で接着しながら積み重
ね、展張することで中空柱状のセルの平面的集合体であ
るプリプレグ状態のハニカムコアを作製した後、このプ
リプレグ状態のハニカムコアの樹脂を硬化させＦＲＰハ
ニカムコアとすることを特徴とするＦＲＰハニカムコア
の製造方法からなる。

【００１７】また、ＦＲＰハニカムコアが、強化繊維基
材に樹脂を含浸させた繊維強化樹脂で構成され、前記強
化繊維基材が、３，０００〜２００００デニールである
扁平な強化繊維糸条をたて糸およびよこ糸とする強化繊
維織物からなることを特徴とする。

【００１８】また、ＦＲＰハニカムコアが、強化繊維基
材に樹脂を含浸させた繊維強化樹脂で構成され、前記強
化繊維基材が、３，０００〜２００００デニールである
扁平な強化繊維糸条をたて糸およびよこ糸とする強化繊
維織物と不織布の張り合わせ体からなることを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照しながら説明する。

【００２０】図１は、本発明に係る構造体の一実施例を
示している。

【００２１】ＦＲＰハニカムコア１は、ハニカムコア
が、強化繊維基材２に樹脂を含浸させた繊維強化樹脂で
構成され、前記強化繊維基材２が、扁平な強化繊維糸条
からなり、たて糸３とよこ糸４の交錯点数が２，０００
〜７０，０００個／ｍ²の範囲にあり、カバーファクタ
ーが９０％以上の強化繊維織物５からなる。

【００２２】ここで、ハニカムコアは中空柱状のセルの
平面的集合体から構成される。

【００２３】強化繊維織物を構成する強化繊維として
は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などの高強度
・高弾性率繊維である。なかでも、吸水性の問題がな
く、かつ、耐候性に優れた炭素繊維が好ましく、より好
ましくは、ＪＩＳＲ７６０１法による引張強さが４．５
ＧＰａ、引張弾性率が２００ＧＰａの炭素繊維であれば
高強度・高弾性率で耐衝撃性に優れたハニカムコアを得
ることができるのでよい。

【００２４】強化繊維糸条の太さとしては、３，０００
デニールから２０，０００デニールの範囲であることが
肝要であるが、６，０００デニールから２０，０００デ
ニールが好ましい。ここで、強化繊維織物における織糸
幅は、織物目付と使用する糸の太さが決まれば、おのず
とその最大糸幅は決まることになる。このため、前記範
囲の下限値に満たない、すなわち強化繊維糸条が細すぎ
ると織糸１本あたりの最大糸幅も小さくなることから、
織物の剪断変形における織糸幅の変化度合いが小さくな
り、変形しにくい織物になってしまう。一方、前記範囲
の上限値を越える、すなわち強化繊維糸条が太すぎると
織糸１本あたりの最大糸幅が大きくなり、剪断変形しや
すい織物となるが、逆に形態が不安定となり、取り扱い
にくい織物になってしまう。このため、３，０００デニ
ールから２０，０００デニールの範囲であれば、優れた
剪断変形性能を有するとともに適度の形態安定性を有す
ることになる。

【００２５】扁平な強化繊維糸条とは、特に限定されな
いが、糸幅／厚み比が２０以上である糸条が好ましく、
３０以上よりが好ましい。つまり、糸幅／厚み比が２０
以上の扁平状態であると、糸幅が短くなった分の繊維は
厚み方向に移動することにより補償されるので、織物の
剪断変形における糸幅の変化できる度合いが大きいこと
から、織物の変形性能を大きくすることができ、プリプ
レグ状態のハニカムコアやハニカムコア用プリフォーム
において曲面に沿いやすいものとなる。

【００２６】また、扁平状の強化繊維から強化繊維織物
が構成されているために織物における織糸の屈曲を小さ
くすることができ、たて糸ないしよこ糸をＦＲＰハニカ
ムのセル軸と平行に配向させるとＦＲＰハニカムコアの
圧縮強さの織糸の屈曲による低下を小さくすることがで
きる。

【００２７】強化繊維織物におけるたて糸とよこ糸の交
錯点数は強化繊維織物の変形性能の面から２，０００〜
７０，０００個／ｍ²の範囲が好ましく、３，０００〜
２０，０００がより好ましい。ここでいう交錯とは、た
て糸とよこ糸が絡んでいる状態のことであり、たて糸と
よこ糸が交絡してせずに単に重なり合う状態は含めな
い。

【００２８】たて糸とよこ糸の交錯点数が２，０００個
／ｍ²未満であれば、交錯点数が少ない、すなわちたて
糸とよこ糸の交錯点間の距離が大きくなり、たて糸とよ
こ糸の拘束力が小さくなるため、織物としては変形しや
すくなるが、逆に形態が不安定となり、取り扱いにくく
なる。また、形態が不安定であることから織物に樹脂を
含浸させる際に繊維蛇行が発生しやすいことや織糸と織
糸間に隙間ができやすく、ＦＲＰハニカムコアにした時
に機械的特性が不安定なものになってしまう。

【００２９】一方、７０，０００個／ｍ²を越えると交
錯点数が大きくなる、すなわちたて糸とよこ糸の交錯点
間の距離が小さくなり、たて糸とよこ糸の拘束力が大き
くなるため、織物が面内で変形しにくくなり、プリプレ
グ状態のハニカムコアないしハニカムコア用プリフォー
ムとしては曲面に沿いにくいものとなる。このため、無
理に沿わせようとすると織物に皺が入り、強化繊維が屈
曲することから機械的特性が低下してしまう。このため
２，０００〜７０，０００個／ｍ²の範囲が好ましい。

【００３０】また、強化繊維織物のカバーファクターが
９０％以上であることが好ましく、９５％以上がより好
ましい。強化繊維織物における空隙部は、樹脂を含浸さ
せてプリプレグ状態のハニカムコアにした場合に樹脂の
みの部分となる。ここで、カバーファクターが９０％未
満であれば、この面積が大きくなることから繊維部分と
樹脂のみの部分の機械的特性の差が大きくなり、機械的
特性が不安定なＦＲＰハニカムコアになってしまう。こ
のため、このＦＲＰハニカムコアに負荷が作用すると樹
脂のみの部分にひび割れが入りやすい。このため、強化
繊維織物のカバーファクターが９０％以上がよい。

【００３１】ここで、カバーファクターＣｆとは、織物
の織糸間に形成される空隙部または空隙部に樹脂のみが
充填され強化繊維が存在しない目空き部分に関係する要
素で、織物または織物プリプレグ上に、面積Ｓ₁の領域
を設定したときに、その面積Ｓ₁の内において織糸によ
って形成される空隙部の面積、または樹脂のみが充填さ
れて強化繊維が存在しない目空き部分の面積をＳ₂とす
ると、次式で定義される値をいう。 Ｃｆ（％）＝［（Ｓ₁−Ｓ₂）／Ｓ₁］×１００ 強化繊維織物の組織は、特に限定されないが、平組織、
綾組織、繻子組織のいずれであっても構わない。しか
し、織物の形態を安定させる面から平組織が好ましい。

【００３２】強化繊維織物の目付は、特に限定されない
が、５０〜５００ｇ／ｍ²の範囲がよい。

【００３３】強化繊維織物の織り組織形態については特
に限定されるものではなく、平組織、綾組織、繻子組織
などが挙げられる。これらの中でもたて糸とよこ糸が１
本交互に交絡した平組織が織物の形態を安定させるとい
う面から好ましい。

【００３４】繊維強化樹脂を構成するマトリックス樹脂
としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂
やポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹
脂、ＡＢＳ樹脂、アセタール樹脂のような熱可塑性樹脂
である。

【００３５】これらのマトリックス樹脂には、例えばリ
ン酸エステル、ハロゲン化炭化水素、酸化アンチモンや
ホウ酸亜鉛、含リンポリオール、含臭素ポリオール、四
塩化無水フタル酸、四臭化無水フタル酸のような公知の
難燃剤を配合して難燃性を付与してもよい。

【００３６】上記したマトリックス樹脂のうち、フェノ
ール樹脂は、難燃剤を配合しなくても優れた難燃性を備
えていることから好ましい。

【００３７】本発明のＦＲＰハニカムを構成するＦＲＰ
における強化繊維織物の体積割合は３０〜６５％である
ことが好ましく、より好ましくは４０〜６０％である。
前記範囲の下限値を下回ると樹脂量が多くなることから
プリプレグ状態のハニカムコアを硬化させる際の加熱時
に樹脂が流れ、樹脂が偏在するＦＲＰハニカムとなって
しまう。また、上限値を上回ると樹脂量が少なくなるこ
とからプリプレグ状態のハニカムコアを変形させる際に
織物の厚み方向に変形しやすいことから織物に皺が発生
することになる。

【００３８】ＦＲＰハニカムコアの高さは、適宜選択す
ればよく、特に限定されない。

【００３９】図２は、ＦＲＰハニカムコアの強化繊維基
材２が強化繊維織物５と不織布６を張り合わせて一体化
したものである。

【００４０】ここで、不織布の張り合わせについては、
強化繊維織物の少なくとも片面に張り合わせていればよ
く、両面であってもよい。

【００４１】不織布の目付は５〜３０ｇ／ｍ²の範囲が
好ましい。５ｇ／ｍ²未満であると強化繊維織物の形態
を安定させる効果が小さい。また、３０ｇ／ｍ²を越え
ると強化繊維織物と不織布の繊維の接着箇所が多くなる
とともに不織布そのものが面内で変形しにくいことから
強化繊維織物の変形性能を阻害してしまう。このため、
５〜３０ｇ／ｍ²の範囲が好ましい。

【００４２】強化繊維織物と不織布の張り合わせについ
ては、熱接着による貼り合わせや強化繊維織物と不織布
を重ねた状態でニードルパンチングや空気や水などの流
体によるパンチなどの機械的接合法によって強化繊維織
物に不織布の繊維を貫通させることにより一体化させる
とよい。

【００４３】不織布を構成するポリマーは、ポリアラミ
ド、ナイロン６、ナイロン６６、ビニロン、ビリデン、
ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリウレタン、アクリル、ポリアラミド、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリ
エーテルイミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサ
ドール、ポリベンゾビスオキサゾール、ポリグリルアミ
ド、ＰＢＴ、ＰＶＡ、ＰＢＩ、ＰＰＳなどのポリマーか
らなる。

【００４４】ここで、熱接着による貼り合わせに使用す
る不織布においては、繊維に低融点の熱可塑性ポリマー
からなる低融点成分が僅かに含まれていると、織物に接
着した状態では織物の変形性能が損なわれるが、樹脂が
未硬化状態のハニカムコアにおいて、低融点繊維の融点
以上に加熱することで接着がはずれるとともに樹脂の粘
度が下がることで強化繊維織物の変形性が復元され、プ
リプレグ状態のハニカムコアないしハニカムコア用プリ
フォームを所定の曲面形状に追従させることができる。

【００４５】なお、不織布を構成するポリマーと低融点
の熱可塑性ポリマーは、単にこれらが混合された状態で
あっても構わないが、好ましくは、不織布を構成するポ
リマーを芯とし、低融点の熱可塑性ポリマーを鞘とする
芯鞘構造が好ましい。そうすることにより、熱可塑性ポ
リマーの融点以上不織布を構成するポリマーの融点未満
に加熱することで補強繊維織物と不織布を一体化させる
ことができるとともに加熱により不織布が破れてしまう
ようなこともない。

【００４６】不織布における低融点繊維の割合があまり
多いと樹脂が未硬化状態のプリプレグ状態のハニカムを
加熱しても接着がはずれにくいことから強化繊維織物の
変形性が損なわれる。また、少ないと織物との接着が不
十分になることから５〜５０重量％であることが好まし
い。より好ましくは１０〜４０重量％、さらに好ましく
は２０〜３０重量％である。

【００４７】低融点繊維のポリマーとしては、共重合ナ
イロン、変性ポリエステルやビニロン繊維などであり、
融点が不織布を形成する他の繊維より低く、６０〜１６
０℃程度のものである。

【００４８】一方、パンチなどの機械的接合法において
も、強化繊維織物と不織布は接着固定されておらず、繊
維の絡み合いによって張り合わせされているのでプリプ
レグ状態のハニカムコアを変形させる際にこのプリプレ
グ状態のハニカムコアを加熱することで樹脂の粘度が下
がり、強化繊維織物と交絡した不織布の繊維が抜けたり
滑ったりすることで織物が変形することができ、織物の
持つ変形性能を阻害することがない。このような効果を
得るためには、織物への不織布繊維の貫通を１〜１，０
００パンチ／ｃｍ²であることが好ましく、２〜５００
パンチ／ｃｍ²であることがより好ましく、１０〜１０
０パンチ／ｃｍ²であることがさらに好ましい。

【００４９】また、不織布を構成する繊維は、不織布の
繊維が補強繊維織物を貫通させ一体化することから、繊
維は短繊維となっていることが好ましく、通常は２０〜
１２０ｍｍで、わずかな繊維量でより強化繊維織物と交
絡する数を多くするために繊維の端部数が多くなるよう
にするため２０〜７０ｍｍがより好ましい。同様に繊維
径もわずかな繊維量でより強化繊維織物を貫通する繊維
本数を多くするために繊維の端部数を多くなるようにす
るため０．００５〜０．０３ｍｍが好ましい。

【００５０】このように、織物と不織布を一体化させる
ことにより織物の目空き部に不織布の繊維が存在するこ
とになり、通常の強化繊維織物においてもプリプレグを
硬化させてＦＲＰにする際の織物の織糸収束や樹脂の移
動による織物目空き部の樹脂欠損が発生することを防ぐ
ことができるが、特に、本発明のハニカムコアを構成す
る扁平な強化繊維糸条からなる織物においては、糸幅が
大きく、たて糸とよこ糸の交錯点数が比較的少ないこと
から、プリプレグ状態のハニカムコアの樹脂を硬化さ
せ、ＦＲＰハニカムコアにする際の織物の織糸収束や樹
脂の移動による織物目空き部の樹脂欠損が発生しやすい
ため、不織布と一体化することでこれらを防止するのに
大きな効果が得られる。

【００５１】また、本発明は、扁平な強化繊維糸条から
なり、たて糸とよこ糸の交錯点数が２，０００〜７０，
０００個／ｍ²の範囲にあり、カバーファクターが９０
％以上の強化繊維織物と不織布との張り合わせ体からな
る強化繊維基材から中空柱状のセルの平面的集合体であ
るるハニカムコア用プリフォームからなる。

【００５２】強化繊維織物が不織布と一体化され、織物
の形態が安定していることから、樹脂が未含浸状態でも
強化繊維基材から中空柱状のセルの平面的集合体が構成
されるハニカムコア用プリフォームを得ることができ
る。そして、このハニカムコア用プリフォームの状態で
所定の曲面に変形させた後、樹脂を含浸させ、硬化する
ことでＦＲＰ製ハニカムコアを得ることができる。

【００５３】ＦＲＰハニカムコアの強化繊維基材におけ
る強化繊維織物の積層枚数が１枚であることが好まし
い。複数枚積層すると接し合う強化繊維織物同士の影響
でそれぞれの強化繊維織物の変形性能が拘束され、変形
性が小さくなる。１枚であると強化繊維織物の変形性能
が大きいためにプリプレグ状態のハニカムコアないしハ
ニカムコア用プリフォームとしての変形性が優れ、曲面
賦型性が優れるのでよい。このため強化繊維織物の積層
枚数は１枚がよい。

【００５４】ＦＲＰハニカムコアの強化繊維織物におけ
るたて糸ないしよこ糸の配向方向がＦＲＰハニカムコア
のセル軸に対して平行であるとよい。

【００５５】このようにすることにより、ＦＲＰハニカ
ムコアに圧縮の力が働いたときに強化繊維でその力を担
い、強化繊維織物の持つ優れた機械的特性を有効に利用
することができることから圧縮強度の優れたＦＲＰハニ
カムコアを得ることができる。

【００５６】ＦＲＰハニカムコアの製造方法としては、
まず、扁平な強化繊維糸条からなり、たて糸とよこ糸の
交錯点数が２，０００〜７０，０００個／ｍ²の範囲に
あり、カバーファクターが９０％以上の強化繊維織物か
らなる強化繊維基材を用い、強化繊維基材に溶媒で希釈
した樹脂を湿式法により含浸させ、乾燥させることによ
り粘着性をほとんど有しないプリプレグを作製する。

【００５７】そして、このプリプレグを条線状に塗布さ
れた接着剤で接着しながら積み重ねる。ここで、条線状
に塗布する接着剤は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、
ナイロン樹脂などであり、好ましくは、これらの常温硬
化型のものである。

【００５８】ついで、セル高さに合わせて所定の幅にカ
ットした後、所定のセルサイズになるまで展張し、中空
柱状のセルの平面的集合体を作製する。尚、展張時の温
度条件は、樹脂の種類や溶媒含量にもよるが、室温でも
良いし、樹脂が流れたりセル壁同士が粘着しない範囲で
加熱しても良い。さらにプリプレグ状態のハニカムコア
を加熱することでプリプレグ状態のハニカムコアを変形
しやすくし、所定の曲面形状に変形させた後、樹脂を硬
化させることでＦＲＰハニカムコアを作製することがで
きる。

【００５９】ここで、ＦＲＰハニカムコアのセル形状
は、四角形、六角形などの多角形であるが、好ましく
は、六角形である。

【００６０】また、中空柱状のセルの平面的集合体を作
製した後、樹脂を硬化させるまでの間に樹脂量が不足し
ているようであれば、プリプレグ状態のハニカムコアに
プリプレグ作製の際と同じように樹脂含浸行程を必要回
数繰り返し、樹脂量を増やすこともできる。

【００６１】また、上記については、ＦＲＰハニカムコ
アを作製するにあたり、あらかじめセル高さに裁断した
プリプレグを用いる方法について記載したが、いったん
セル高さよりも大きい高さを有するＦＲＰハニカムコア
を作製した後、所定のセル高さにスライス加工すること
も可能である。

【００６２】ＦＲＰハニカムコアの他の製造方法として
は、扁平な強化繊維糸条からなり、たて糸とよこ糸の交
錯点数が２，０００〜７０，０００個／ｍ²の範囲にあ
り、カバーファクターが９０％以上の強化繊維織物の片
面ないし両面に不織布を張り合わせた強化繊維基材を用
いることもできる。

【００６３】強化繊維織物と不織布の張り合わせ方法に
ついては、熱接着による貼り合わせであっても強化繊維
織物と不織布を重ねた状態でニードルパンチングや空気
や水などの流体によるパンチなどの機械的接合法によっ
て繊維を絡めた張り合わせ状態であってもよい。

【００６４】そして、この強化繊維基材に条線状に塗布
された接着剤で接着しながら積み重ねる。ここで、条線
状に塗布する接着剤は、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、ナイロン樹脂などであり、好ましくは、これらの常
温硬化型のものである。

【００６５】さらに、セル高さに合わせて所定の幅にカ
ットした後、所定のセルサイズになるまで展張し、中空
柱状のセルの平面的集合体を作製する。さらに曲面形状
などの所定の形状に変形させることでハニカムコア用プ
リフォームを得ることができる。 そして、このハニカ
ムコア用プリフォームに溶媒で希釈した樹脂を湿式法に
より含浸させ、乾燥させることでＦＲＰハニカムコアに
することができる。

【００６６】ここで、強化繊維織物の片面ないし両面に
不織布を張り合わせ一体化させておくことで樹脂が未硬
化状態のハニカムコア用プリフォーム乾燥時の溶媒の気
化による強化繊維織物の織糸の収束による目空きや織糸
の蛇行を防ぐことができ、カバーファクターが安定した
強化繊維織物からなるＦＲＰハニカムコアを得ることが
できる。

【００６７】ここで、ＦＲＰハニカムコアのセル形状
は、四角形、六角形などの多角形であるが、好ましく
は、六角形である。

【００６８】また、他のＦＲＰハニカムコアの製造方法
としては、前述した強化繊維織物の片面ないし両面に不
織布を張り合わせ一体化した強化繊維基材に、溶媒に希
釈した樹脂を湿式法により含浸させ、乾燥させることに
よりプリプレグを作製する。そして、このプリプレグを
条線状に塗布された接着剤で接着しながら積み重ね、セ
ル高さに合わせて所定の幅にカットした後、所定のセル
サイズになるまで展張し、中空柱状のセルの平面的集合
体からなるプリプレグ状態のハニカムコアを作製する。
さらにこのハニカムコアを加熱することでプリプレグ状
態のハニカムコアを変形しやすくし、所定の曲面形状に
変形させた後、樹脂を硬化させることでＦＲＰハニカム
コアを作製することもできる。

【００６９】ここで、強化繊維織物の片面ないし両面に
不織布を張り合わせ一体化させておくことでプリプレグ
乾燥時の溶媒の気化による織糸の収束による目空きや織
糸の蛇行を防ぐことができ、カバーファクターが安定し
た強化繊維織物プリプレグを得ることができる。

【００７０】また、条線状に塗布する接着剤は、エポキ
シ樹脂、フェノール樹脂、ナイロン樹脂などであり、好
ましくは、これらの常温硬化型のものである。

【００７１】さらに、セル高さに合わせて所定の幅にカ
ットした後、所定のセルサイズになるまで展張し、中空
柱状のセルの平面的集合体を作製する。さらにプリプレ
グ状態のハニカムコアを加熱することでプリプレグ状態
のハニカムコアを変形しやすくし、所定の曲面形状に変
形させた後、樹脂を硬化させることでＦＲＰハニカムコ
アを作製することができる。

【００７２】ここで、ＦＲＰハニカムコアのセル形状
は、四角形、六角形などの多角形であるが、好ましく
は、六角形である。

【００７３】また、中空柱状のセルの平面的集合体を作
製した後、樹脂を硬化させるまでの間に樹脂量が不足し
ているようであれば、プリプレグ作製の際と同じように
樹脂含浸行程を必要回数繰り返すこともできる。

【００７４】

【実施例】以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説
明する。 実施例１ たて糸およびよこ糸が、糸幅が８．０ｍｍ、糸幅／厚み
比が８０であるフィラメント数が１２，０００本の炭素
繊維（東レ（株）社製“トレカ”Ｔ７００Ｓ−１２Ｋ−
５０Ｃ）を用い、目付２００ｇ／ｍ²でカバーファクタ
ー９９％での織物を作製した。そして、メタノールで希
釈したフェノール樹脂を含浸させ、１００℃で１０分間
乾燥し、ほとんど粘着性を有しない強化繊維織物プリプ
レグを得た。このプリプレグにおけるたて糸とよこ糸の
交錯点数は１５，６２５個／ｍ²であった。次に、セル
高さが２０ｍｍになるように強化繊維織物プリプレグを
よこ糸に平行に幅２０ｍｍ×長さ２００ｍｍのテープ状
にカットした。そして、図３に示した展張図のような構
成となるように製作した。即ち、このプリプレグ（１層
目）に１２ｍｍピッチで幅４ｍｍの条線状に常温硬化タ
イプのエポキシ樹脂接着剤を塗布し、２層目のプリプレ
グをその上に重ねた。さらに、１層目のプリプレグと同
じように２層目のプリプレグの表面に１２ｍｍピッチで
幅４ｍｍの条線状に常温硬化タイプのエポキシ樹脂接着
剤を塗布した。ここで、条線状に塗布する接着剤の塗布
面は１層目と半ピッチ（６ｍｍ）ずらした。この作業を
２０回繰り返し、２０層のプリプレグを積層体を作製し
た。そして、接着剤が硬化した後、この積層体の厚み方
向に展張することにより、セルサイズが７ｍｍであり、
強化繊維織物のたて糸がハニカムコアのセル軸に対して
平行に配向したプリプレグ状態のハニカムコアを作製し
た。さらに、平板の間にこのプリプレグ状態のハニカム
コアを挿入し、さらに１２０℃で加熱して樹脂を硬化さ
せた後、平板を取り除くことでセルの形状が中空六角形
の平面的集合体からなる密度が０．０３ｇ／ｃｍ³の平
板状のＦＲＰハニカムコア１ａを得た。 実施例２ また、実施例１と同じ強化繊維織物を用いて、実施例１
と同様にプリプレグ状態のハニカムコアを作製した。そ
して、このプリプレグ状態のハニカムコアを曲率半径が
２００ｃｍの曲面を有する金属製型に８０℃に予熱した
後に賦型し、１２０℃で加熱して樹脂を硬化させ、曲面
形状のＦＲＰハニカムコア１ｂを得た。 比較例１ たて糸およびよこ糸が、糸幅が２．０ｍｍ、糸幅／厚み
比が１６であるフィラメント数が３，０００本の炭素繊
維（東レ（株）社製“トレカ”Ｔ３００−３Ｋ−５０
Ａ）からなるカバーファクター９３％で目付２００ｇ／
ｍ²の織物（たて糸とよこ糸の交錯点数は２５０，００
０個／ｍ²）を用いたほかは実施例１と同様にして、平
面状のＦＲＰハニカムコア２ａを得た。 比較例２ 比較例１と同じ織物を用い、織物のたて糸がハニカムコ
アのセル軸に対し４５°に傾斜しているほかは実施例１
と同様にし、平面状のＦＲＰハニカムコア３ａを得た。 比較例３ 比較例１と同じ織物を用いた他は実施例２と同じように
して曲面形状のＦＲＰハニカムコア２ｂを得た。 比較例４ 比較例１と同じ織物を用い、織物のたて糸がハニカムコ
アのセル軸に対し４５°に傾斜しているほかは実施例２
と同じようにして曲面形状のＦＲＰハニカムコア３ｂを
得た。そして、これらのＦＲＰハニカムコアの圧縮強さ
を調べるために５ｃｍ×５ｃｍの金属板２枚の間にＦＲ
Ｐハニカムコアを挟み込み、静的圧縮試験を行い、ＦＲ
Ｐハニカムコア１ａ〜３ａの圧縮強さを調べた。この結
果を表１にまとめた。

【００７５】さらに、ＦＲＰハニカムコア１ｂ〜３ｂに
ついても、曲率半径が２００ｃｍの５ｃｍ×５ｃｍの金
属板２枚の間にＦＲＰハニカムコアを挟み込み、静的圧
縮試験を行い、圧縮強さを調べた。また、ＦＲＰハニカ
ムコア１ｂ〜３ｂについては、プリプレグ状態のハニカ
ムコアを曲面に賦型させる際の強化繊維基材の変形性に
ついても同時に調査した。この結果を表２にまとめた。

【００７６】

【表１】

【００７７】

【表２】

【００７８】平板状のハニカムコアについては、実施例
１のＦＲＰハニカムコア１ａは強化繊維織物を構成する
たて糸およびよこ糸が扁平であることから織糸の屈曲が
小さくすることができ、ＦＲＰハニカムコアの圧縮強さ
が０．７８ＭＰａと、比較例１のＦＲＰハニカムコア１
ｂの０．６０ＭＰａ、比較例２のＦＲＰハニカムコア１
ｃの０．３５ＭＰａに比べ高かった。

【００７９】一方、曲面形状のＦＲＰハニカムコアにつ
いては、実施例２のＦＲＰハニカムコア１ｂにおいて
は、曲面形状に変形させる際に強化繊維織物に皺が発生
することもなく、曲率半径が２００ｃｍの曲面に追従さ
せることができ、圧縮強度も０．６２ＭＰａと高かっ
た。比較例３のＦＲＰハニカムコア２ｂは、曲面に追従
させる際に、強化繊維織物に皺が発生したことから圧縮
強さは０．２５ＭＰａと低かった。また、比較例４のハ
ニカムコアにおいては、強化繊維織物に若干の皺が発生
した程度で曲面に追従させることができたが、強化繊維
織物のたて糸の配向方向がセル軸に対して傾斜している
ことからＦＲＰハニカムコアの圧縮強さは０．３０ＭＰ
ａと低かった。

【００８０】

【発明の効果】本発明のＦＲＰハニカムコアは、中空柱
状のセルの平面的集合体からなるハニカムコアが、強化
繊維基材に樹脂を含浸させた繊維強化樹脂で構成され、
前記強化繊維基材が、扁平な強化繊維糸条からなり、た
て糸とよこ糸の交錯点数が２，０００〜７０，０００個
／ｍ²の範囲にあり、カバーファクターが９０％以上の
強化繊維織物からなるために優れた曲面追従性を有する
とともに強化繊維の持つ高強度、高弾性の機械的特性を
如何なく発揮させることができることから航空機や船舶
の構造体において好適なハニカムコアを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るハニカムコアの一例を示す断面
図である。

【図２】 本発明に係るハニカムコアの他の一例を示す
断面図である。

【図３】 本発明に係るハニカムコアをハニカムコアの
厚さ方向からみた概念図である。

【符号の説明】

１：ＦＲＰハニカムコア ２：強化繊維基材 ３：たて糸 ４：よこ糸 ５：強化繊維織物 ６：不織布 ７：第ｎ層目のプリプレグ ８：第ｎ＋１層目のプリプレグ ９：第ｎ＋２層目のプリプレグ １０：第ｎ層目と第ｎ＋１層目のプリプレグの接着部 １１：第ｎ＋１層目と第ｎ＋２層目のプリプレグの接着
部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AD11 AK01A AK33 AK53G BA01 DC02A DG01A DG04 DG12A DG15A DH01 DH02A EA062 EC18A EH012 EJ082 EJ262 EJ422 EJ82A EJ902 GB31 JK01 JK07 YY00A

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハニカムコアが、強化繊維基材に樹脂を
   含浸させた繊維強化樹脂で構成され、前記強化繊維基材
   が、扁平な強化繊維糸条からなり、たて糸とよこ糸の交
   錯点数が２，０００〜７０，０００個／ｍ²の範囲にあ
   り、カバーファクターが９０％以上の強化繊維織物であ
   ることを特徴とする繊維強化樹脂ハニカムコア。
2. 【請求項２】 強化繊維基材が強化繊維織物と不織布と
   の張り合わせ体であることを特徴とする請求項１記載の
   繊維強化樹脂ハニカムコア。
3. 【請求項３】 扁平な強化繊維糸条からなり、たて糸と
   よこ糸の交錯点数が２，０００〜７０，０００個／ｍ²
   の範囲にあり、カバーファクターが９０％以上の強化繊
   維織物と不織布との張り合わせ体からなる強化繊維基材
   から構成されていることを特徴とする繊維強化樹脂ハニ
   カムコア用プリフォーム。
4. 【請求項４】 扁平な強化繊維糸条からなり、たて糸と
   よこ糸の交錯点数が２，０００〜７０，０００個／ｍ²
   の範囲にあり、カバーファクターが９０％以上の強化繊
   維織物からなる強化繊維基材に樹脂を含浸させたプリプ
   レグを用い、このプリプレグを条線状に塗布された接着
   剤で接着しながら積み重ね、展張することでプリプレグ
   状態のハニカムコアを作製した後、このプリプレグ状態
   のハニカムコアの樹脂を硬化させ繊維強化樹脂ハニカム
   コアとすることを特徴とする繊維強化樹脂ハニカムコア
   の製造方法。
5. 【請求項５】 扁平な強化繊維糸条からなり、たて糸と
   よこ糸の交錯点数が２，０００〜７０，０００個／ｍ²
   の範囲にあり、カバーファクターが９０％以上の強化繊
   維織物と不織布との張り合わせ体からなる強化繊維基材
   に樹脂を含浸させたプリプレグを用い、このプリプレグ
   を条線状に塗布された接着剤で接着しながら積み重ね、
   展張することでプリプレグ状態のハニカムコアを作製し
   た後、このプリプレグ状態のハニカムコアの樹脂を硬化
   させ繊維強化樹脂ハニカムとすることを特徴とする繊維
   強化樹脂ハニカムコアの製造方法。
6. 【請求項６】 プリプレグ状態のハニカムコアを作製し
   た後、所定の曲面に変形させ、さらに、プリプレグ状態
   のハニカムコアの樹脂を硬化させ繊維強化樹脂ハニカム
   コアにすることを特徴とする請求項４ないし５記載の繊
   維強化樹脂ハニカムコアの製造方法。
7. 【請求項７】 ハニカムコアが、強化繊維基材に樹脂を
   含浸させた繊維強化樹脂で構成され、前記強化繊維基材
   が、３，０００〜２００００デニールである扁平な強化
   繊維糸条をたて糸およびよこ糸とする強化繊維織物から
   なることを特徴とする繊維強化樹脂ハニカムコア。
8. 【請求項８】 ハニカムコアが、強化繊維基材に樹脂を
   含浸させた繊維強化樹脂で構成され、前記強化繊維基材
   が、３，０００〜２００００デニールである扁平な強化
   繊維糸条をたて糸およびよこ糸とする強化繊維織物と不
   織布の張り合わせ体からなることを特徴とする繊維強化
   樹脂ハニカムコア。