JP2004034044A - ハニカムパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】平坦度が極めて良く、またハニカムコアと面板とがパネル全面で接着した接着強度が高いハニカムパネルを簡単な操作で製造する方法を提供する。
【解決手段】ハニカムコア１の側面を枠体２で囲み、その両面にハニカムコア１及び枠体２の全面にわたる面板４、５を位置させ、次いで枠体内部を減圧して面板４、５をハニカムコア１及び枠体２に密着させ、この密着状態で予め施した接着剤の接着能を発揮させ、ハニカムコア１と面板４、５とを接着させるハニカムパネルの製造方法である。枠体２の面板との接触面に凹状の溝１０を設け、この溝に接着剤１１を充填して、枠体と面板の密着性を良くしてもよい。また、枠体２の外周部に開口する切欠きとつば１２を設け、この切欠とつば１２と面板４、５との間にオーリング１４を装着して、減圧時の密封性を良くしてもよい。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶、車両、建築等の構造材や断熱材として使用されているハニカムパネル、すなわち芯材の金属ハニカムの両面に面板が接着されているパネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハニカムパネルは、アルミニウム箔などの金属箔からなるハニカムコアの表裏両面にアルミニウム合金板などの面板からなる面板を接着剤で接着して一体化したものである。ハニカムパネルは、軽量で高剛性で吸音生などに優れた性能を有するため、建物の内外装、ドアなどの建築分野において使用されている。
【０００３】
従来、ハニカムコアに面板を接着してハニカムパネルを製造する場合、一般に、ハニカムコアの両面に接着剤を介して面板を配置し、面板をハニカムコアに密着させた状態で加熱し接着剤の接着能を発揮させ、面板をハニカムコアに接着させて製造している。この製造方法においては、接着時には、面板とハニカムコアとが全面にわたって密着することが要求される。例えば、面板をハニカムコアに密着させ接着するとき、面板とハニカムコアとが接触していない部分が存在すると、その部分は未接着状態となり、品質のよいハニカムパネルが得られないからである。そこで、面板とハニカムコアの両面に接着剤を介して面板を配置し、これを熱板の間に挟んで加圧、加熱して接着剤の接着能を発揮させ、ハニカムパネルと面板とを接着する方法が行われている。
【０００４】
しかし、上記の如きプレスを用いて加圧してハニカムコアに面板を密着させる方法は、外側から荷重を加えてハニカムコアと面板を圧着するため、面板を挟む下架台と上プレートとの表面精度によってハニカムパネルの平坦度が左右され、またハニカムパネル全面が均一に接着されているか否かの接着性が左右される。特に、長尺のハニカムパネルを製造する場合には、面板を挟む下架台と上プレートを大きくしなければならないため、その表面精度を上げるのが益々困難になりハニカムパネルの平坦度が悪くなり、全面にわたり均質なハニカムパネルを得るのが難しいという問題点がある。
【０００５】
また、上記の方法は、ハニカムコアと面板を重ねたパネル一枚毎にホットプレスで行わなければならないため作業効率が劣るが、この問題点を解消するため、面板とハニカムコアの両面に接着剤を介して面板を配置したユニットを多数積層し、全体をターンバックル方式、コールドプレスの手段などで圧締して、加熱室内で加熱して接着剤の接着能を発揮させ、ハニカムパネルと面板とを接着する方法が提案されている。しかしながら、この方法においても、上記と同様に面板を挟む下架台と上プレートの表面精度や均一な面圧が得られず、ハニカムパネルの平坦度がわるくなるという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ハニカムコアの両面に面板（面板）を接着剤で接着してハニカムパネルを製造する方法において、平坦度が極めて良く、またハニカムコアと面板とがパネル全面で接着し接着強度が高いハニカムパネルを簡単な操作で製造する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハニカムコアの両面に面板を接着剤で接着してハニカムパネルを製造する方法において、ハニカムコアの側面を枠体で囲み、その両面にハニカムコア及び枠体の全面にわたる面板を位置させ、次いで枠体内部を減圧して面板をハニカムコア及び枠体に密着させ、この密着状態で予め施した接着剤の接着能を発揮させ、ハニカムコアと面板とを接着させることを特徴とするハニカムパネルの製造方法である。
【０００８】
上記の製造方法において、枠体の面板との接触面に凹状の溝を設け、この溝に接着剤を充填して、枠体と面板の密着性を良くしてもよい。また、枠体の外周部に開口する切欠きとつばを設け、この切欠とつばと面板との間にオーリングを装着して、減圧時の密封性を良くしてもよい。また、枠体の外周面にＴ溝型ボスを設け、枠体内の減圧時に枠体に掛かる荷重をＴ溝型ボスで受けるようにしてもよい。
【０００９】
更に上記の製造方法において、枠体内部を減圧して面板をハニカムコア及び枠体に密着させ、接着させた状態で、断熱材−面状ヒータ−〔ハニカムパネル−面状ヒータ−ハニカムパネル〕−面状ヒータ−断熱材の順序で多段積みして、加温状態でハニカムコアと面板を接着する接着剤の硬化処理を行うにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法は、先ず、ハニカムコアの側面を枠体で囲み、その両面にハニカムコア及び枠体の全面にわたる面板を位置させ、次いで枠体内部を排気して減圧し、大気圧荷重で面板をハニカムコア及び枠体に密着させ、この密着状態で予め施した接着剤の接着能を発揮させ、ハニカムコアと面板とを接着してハニカムパネルを製造する方法である。図を用いて本発明方法を説明する。図１は、ハニカムコア１の側面を枠体２で囲んだ状態を示す斜視図である。ハニカムコア１には、通常は、アルミニウム箔などの金属箔で作られたものが用いられる。枠体２は、アルミニウムなどの金属製が好ましい。枠体の断面形状は任意であるが、四角柱で中空部を有するものが好ましい。３は枠体内部を減圧するときの吸引口で、減圧時には真空ポンプに繋ながれる。
【００１１】
図２は、図１の枠体２で囲んだハニカムコア１の両面に、面板を位置させたときの断面図の一部を示した図である。４、５は面板である。３は真空ポンプに繋がる吸引口であり、９はバルブであり、６は接着剤である。７は枠体２の中空部、８は枠体２に穿たれた孔であり、ハニカムコア１内の空間と枠体２の中空部７、更には吸引口３との間に空気が流通できるようにするため設けられている。ハニカム１と面板４、５とが接する部分には接着剤６を存在させる。接着剤は、面板に施しても、ハニカムコアに施しても、その両方に施してもよい。接着剤としては、エポキシ系、フェノール系、ポリウレタン系などの熱硬化性接着剤が好ましく用いられる。
【００１２】
ハニカムコア１及び枠体２の両面に面板４、５を位置させた状態で、吸引口３に繋いだ真空ポンプを作動させる。ハニカムコアの空間部が減圧されるため、大気圧荷重が面板に作用し、ハニカムコアと面板を均一な荷重で圧着する。そのため、ハニカムコアと面板の平坦度がえられる。この平坦度を維持した状態で、全体を加熱する。予め面板のハニカムコア圧着面に塗布しておいた接着剤とハニカムコアが作用してフィレト（接着剤のコア側面への立ち上がり）が形成され、両面の面板４、５がハニカムコア１及び枠体２に良好に密着する。この密着状態で全体の加熱を続けて接着剤６の硬化及び養生を行って、ハニカムコア１と面板４及び面板５とがそれぞれ強固に接着したハニカムパネルを得る。
【００１３】
図３は本発明の他の態様を示した断面図である。枠体２で囲んだハニカムコア１の両面に、面板４及び面板５を位置させるが、この枠体２の面板４及び面板５と接する面に凹状の溝１０が設けられている。そして、その溝１０の中には接着剤１１が充填されている。このように、枠体２に溝１０を設け、この溝１０に接着剤１１を充填しておくことによって、接着剤１１がシール材の作用をするため、枠体で囲まれた枠体内部を減圧するとき、枠体２と面板４、５との隙間から空気が侵入するのが防げるので、減圧操作、ひいては枠体２と面板４、５との密着が円滑にできる。
【００１４】
図３において、１２、１３は枠体の外周部に開口する切欠きとつばであり、上縁部及び下縁部に設けられている。この切欠とつば１２と面板４との間隙、及び切欠とつば１３と面板５との間隙の間にオーリング１４を装着する。このオーリングの装着によって、枠体で囲まれた枠体内部を減圧するとき、枠体２と面板４、５との隙間から空気が侵入するのが防げるので、減圧操作、ひいては枠体２と面板４、５との密着が円滑にできる。上記の溝１０に接着剤１１を充填する手段とオーリングを装着する手段とは、共に施してもよいし、どちらか一方のみを施してもよい。
【００１５】
また、ハニカムコア１の側面を囲んだ枠体２の所望の箇所に、面板締め付け用クランプを設け、枠体２で囲んだハニカムコア１の両面に面板４、５を位置させたときに、面板４、５を面板締め付け用クランプでハニカムコア及び枠体に圧着してもよい。図４はその一例を示す断面図である。図４において、１５は面板締め付け用クランプで、１６は締め付け用のハンドルである。締め付け用のハンドル１６を螺回することで、面板４及び面板５を枠体２に圧着する。そして、この圧着した状態で上記の減圧操作を行なう。面板４、５を枠体２に圧着しているので、減圧操作による枠体２及びハニカムコア１と面板４及び面板５との密着を円滑に行うことができる。上記のクランプとしては、従来既知の種々のタイプのものが用いられる。
【００１６】
更に、上記の減圧操作して枠体内を減圧すると、面板４、５がハニカムコア１及び枠体２と密着するが、それと共に枠体２に内側に引き込まれる荷重が掛かる。この荷重が強くなると、枠体２に歪み生じることがある。これを防ぐため、枠体２の外周面の所望の箇所にＴ溝型ボスを設け、枠体内の減圧時に枠体に掛かる荷重をＴ溝型ボスで受けるようにするのが好ましい。図５は、その一例を示す断面図である。１７は枠体の外周面に設けたＴ溝型ボスである。１８は架台で、１９は架台に固定した支柱である。２０は支持棒であり、支柱１９に螺合され、その先端は枠体の外周面に設けたＴ溝型ボスに嵌合している。減圧操作時に支持棒２０が、枠体２の内側への荷重を受けるので、枠体２の歪みを防ぐことができる。
【００１７】
本発明の製造方法においては、枠体内部を減圧して面板４及び面板５をそれぞれハニカムコア１及び枠体２に密着させ、この密着状態で予め施した接着剤６の接着能を発揮させ、ハニカムコア１と面板４及び面板５とを接着する。この接着剤の接着能を発揮させるには、通常、密着させた状態で全体を加熱することにより行う。密着させた状態で加熱することによって、ハニカムコア１と面板４及び面板５とが接着する。そして、この接着状態で接着剤を硬化させることによって強固な接着が行える。
【００１８】
枠体内部を減圧して面板４及び面板５をそれぞれハニカムコア１及び枠体２に密着させ、この密着状態で全体を加熱するには、面状ヒーターを用いるのが好ましい。図６はその一例を示す断面図である。図６において、１８は架台である。２１、２２は面状ヒーター、２３、２４は断熱材である。先ず、架台１８の上に断熱材２４を置き、その上に面状ヒーター２２を置く。面状ヒーター２２の上に、面板４及び面板５をそれぞれハニカムコア１及び枠体２に密着させ状態で載置する。次いで、面板４の上に面状ヒーター２１を置き、更にその上に断熱材２３を置く。そして、面状ヒーターに通電することで、接着剤を加熱して接着させ、更に加熱を続けることで接着剤を硬化させ、養生させ、接着を強固にして作業を完了する。
【００１９】
上記の方法では、枠体内部を減圧して面板４及び面板５をそれぞれハニカムコア１及び枠体２に密着させ、この密着状態で全体を加熱して接着剤の接着能を発揮させているが、全体を加熱しながら、枠体内部を減圧して面板４及び面板５をそれぞれハニカムコア１及び枠体２に密着させて接着させてもよい。
【００２０】
本発明方法では、接着剤として熱硬化性接着剤を用いるのが好ましいが、熱硬化性接着剤の硬化、養生には長時間を要す。そのため、硬化及び養生時間の長い接着剤を使用するときは、上記の図６の方法は作業能率が良くない。これを改善するには次の方法を採用するのが好ましい。すなわち、図６の方法によって、面板４及び面板５をそれぞれハニカムコア１及び枠体２に接着させた状態にする（この状態のものを、ここでは一応ハニカムパネルと称する）。このハニカムパネルを複数作成する。これらの各ハニカムパネルは、吸引口３のバルブ９を閉じて枠体内、すなわちハニカムコアの空間部を減圧状態に維持しておく。したがって、各ハニカムパネルの各面板とハニカムコアとの接着部は圧着状態にある。架台の上に断熱材、面状ヒーター、ハニカムパネル、面状ヒーター、ハニカムパネル、面状ヒーター、断熱材の順に重ねる（中間の、ハニカムパネル、面状ヒーター、ハニカムパネルの組合せ層は任意に増やせる）。
【００２１】
図７はその一例を示す斜視図である。架台（図示せず）の上に断熱材２４、面状ヒーター２１、ハニカムパネル２５、面状ヒーター２１、ハニカムパネル２５、面状ヒーター２１、ハニカムパネル２５、面状ヒーター２１、断熱材２３の順に重ね合わせる。この状態で、面状ヒーター２１に通電する。各ハニカムパネル２５は各面板４、５とハニカムコア１との接着部が圧着され、密着した状態で加熱される。そして、この密着状態で接着剤が硬化され、養生されるので強固な接着が行える。この方法によると、何枚ものハニカムパネルについて、その接着剤を一度に硬化、養生処理できるので、能率がよい。また、消費電力も少なくてすむ。加熱温度及び時間は、例えば、２液熱硬化型エポキシ接着剤を用いた場合、６０〜８０℃で３〜５時間である。所定時間経過後に、すなわち完全に接着させた後に、吸引口３のバルブ９を開け、減圧状態を解除する。そして、最後に吸引口３を取外し、この部分を防水処理する。
【００２２】
実施例１
架台の上に断熱材及び面状ヒーターをセットした。この面状ヒーターの上に、縦３０１０ｍｍ、横２０１０ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミニウムプレート板（面板）を置いた。このプレートの上に、高さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍ、肉厚２．５ｍｍのアルミニウム製中空四角柱（枠体）を用いて、縦３０００ｍｍ、横２０００ｍｍの矩形を作った。枠体には、その両方の幅面に溝深さ０．３ｍｍ、溝幅１０ｍｍの溝を２本設けた。また枠体に切欠きとつばを設け、直径４ｍｍのオーリングを取り付けた。枠体の溝部、及びアルミニウムプレート板（面板）のハニカムコアと接する面に、２液熱硬化型エポキシ系接着剤を３５０ｇ／ｍ^２の塗布量で塗布した。枠体形成した矩形内（枠体内）に、セルサイズ３／４、箔厚７５μｍのハニカムコアを載置した。このハニカムコアの上に、上記と同じ大きさで且つハニカムコアと接する面に上記接着剤を３５０ｇ／ｍ^２の塗布量で塗布したアルミニウムプレート板（面板）を載置した。
【００２３】
架台に設けられた圧締治具で、プレート板の端部を５００ｍｍ間隔で圧締し、枠体に取り付けた真空排気用バルブから排気して枠体内を減圧しながら、ハニカムコアとアルミニウムプレート板との接着部の圧着状況を打音検査（ハニカムコア空間部の真空度１０Ｋｐａ）で確認してから、上部プレート板に面状ヒーターと断熱材を乗せて加温（設定温度６０℃）した。接着剤は３０分程度の時間で硬化した。その後、圧締治具をプレート板からはずし、真空排気用バルブを閉じて減圧状態を保持し、その状態で５時間加温して養生し、目的のハニカムプレートを得た。
【００２４】
【発明の効果】
ハニカムコアと面板との接着部を加圧しながら接着剤で接着させてハニカムパネルを製造する場合、本発明方法では、ハニカムコアの側面を枠体で囲み、枠体内を減圧させることによって、ハニカムコアと枠体及び両面の面板と密着させたので、従来方法に比べて、ハニカムコアと面板との接着部が均一に加圧できるので、接着強度と平面度に優れたハニカムパネルが製造できる。また、枠体に溝を形成し、この溝に接着剤を充填して使用したり、枠体にオーリングを付けることによって、枠体と面板との接触面の空気の漏れをシールすることができ、枠体内の減圧維持ができる。
また、従来のパネルの製造設備に比して、ハニカムコアと面板を挟んで固定するプレート板や強固な固定金具が不要になり、同時にプレート板などを加温していた熱量も不要なることから、設備費やランニングコストが少ない。また、生産効率的にも、接着剤が硬化した後に、排気用バルブを閉じ、パネルを加温場所に移動して、パネル間に面状ヒーターを挟んで積層して接着剤の加温・養生ができ、作業効率が向上する。また、設備的にも従来と比較して、組立式作業架台、面状ヒーター、真空ポンプをそろえれば、パネルの使用現場での製造ができ、輸送費などのコスト削減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造過程を示す斜視図
【図２】本発明の製造過程を示す断面図。
【図３】本発明の製造過程の他の態様を示す断面図。
【図４】本発明の製造過程の他の態様を示す断面図。
【図５】本発明の製造過程の他の態様を示す断面図。
【図６】本発明の製造過程を示す断面図。
【図７】本発明の製造過程を示す斜視図。
【符号の説明】
１　ハニカムコア、２　枠体、３　吸引口、４，５　面板、６　接着剤、
７　枠体の中空部、１０　溝、１１　接着剤、１４　オーリング、
１５　クランプ、１７　Ｔ溝型ボス、１８　架台、２１，２２　面状ヒーター、２３，２４　断熱材、２５　ハニカムパネル

Claims (5)

1. ハニカムコアの両面に面板を接着剤で接着してハニカムパネルを製造する方法において、ハニカムコアの側面を枠体で囲み、その両面にハニカムコア及び枠体の全面にわたる面板を位置させ、次いで枠体内部を減圧して面板をハニカムコア及び枠体に密着させ、この密着状態で予め施した接着剤の接着能を発揮させ、ハニカムコアと面板とを接着させることを特徴とするハニカムパネルの製造方法。
2. 枠体の面板との接触面に凹状の溝を設け、この溝に接着剤を充填することを特徴とする請求項１記載のハニカムパネルの製造方法。
3. 枠体の外周部に開口する切欠きとつばを設け、この切欠とつばと面板との間にオーリングを装着することを特徴とする請求項１又は２記載のハニカムパネルの製造方法。
4. 枠体の外周面にＴ溝型ボスを設け、枠体内の減圧時に枠体に掛かる荷重をＴ溝型ボスで受けることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のハニカムパネルの製造方法。
5. 枠体内部を減圧して面板をハニカムコア及び枠体に密着させ、接着させた状態で、断熱材−面状ヒータ−〔ハニカムパネル−面状ヒータ−ハニカムパネル〕−面状ヒータ−断熱材の順序で多段積みして、加温状態でハニカムコアと面板を接着する接着剤を硬化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハニカムパネルの製造方法。

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