JP2007301888A - Lightweight composite board material, method for manufacturing the same, and speaker using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軽量複合板材、及びその製造方法、並びにそれを用いたスピーカーに関する。 The present invention relates to a lightweight composite plate, a manufacturing method thereof, and a speaker using the same.
従来、ハニカム構造材料は、その軽量性、高剛性などの特徴を活かして、航空機、新幹線などの移動装置の他に、平面スピーカーなどへも応用されている。 Conventionally, honeycomb structural materials have been applied to plane speakers and the like in addition to moving devices such as airplanes and bullet trains, taking advantage of their light weight and high rigidity.
現在、このようなハニカム構造材料は、複雑かつ多くの工程を経て製造されている。代表的には、最初に、ハニカム隔壁を構成するアラミド不織布や用紙の表裏に一定間隔で、縦方向に熱硬化性のエポキシ接着剤を線状に塗布しておき、この接着剤を塗布された前記アラミド不織布や前記用紙をハニカム構造が形成できるようにしてずらし、重ね合わせた後に、加熱することによって前記接着剤を硬化させる。次いで、最下層のアラミド不織布又は用紙を固定し、最上層のアラミド不織布又は用紙を均一に引き上げることによって、六角形状の横に寝たハニカム構造を形成する。 Currently, such a honeycomb structure material is manufactured through complicated and many processes. Typically, first, a thermosetting epoxy adhesive was applied linearly in the longitudinal direction at regular intervals on the front and back of the aramid nonwoven fabric and paper constituting the honeycomb partition walls, and this adhesive was applied. The aramid nonwoven fabric and the paper are shifted so that a honeycomb structure can be formed, and after overlapping, the adhesive is cured by heating. Next, the lowermost aramid non-woven fabric or paper is fixed, and the uppermost aramid non-woven fabric or paper is pulled up uniformly to form a hexagonal lying honeycomb structure.
次いで、上記ハニカム構造を構成する中間部材にフェノール樹脂を含浸し、さらに加熱硬化させ、ハニカム構造体を得る。次いで、前記ハニカム構造体に対してスライスカットを行い、平面状のハニカム材を得る。次いで、前記ハニカム材の両端に薄いガラスエポキシ積層板やガラスフェノール積層板をエポキシ樹脂などで貼り付けて、目的とする上記ハニカム構造材料を得る。 Next, the intermediate member constituting the honeycomb structure is impregnated with a phenol resin and further heated and cured to obtain a honeycomb structure. Next, slice cutting is performed on the honeycomb structure to obtain a planar honeycomb material. Next, a thin glass epoxy laminate or glass phenol laminate is attached to both ends of the honeycomb material with an epoxy resin or the like to obtain the desired honeycomb structure material.
しかしながら、上述したような従来のハニカム構造材料は製造過程が複雑でコスト高になるとともに、剛性などについても十分と言えない場合がある。 However, the conventional honeycomb structure material as described above has a complicated manufacturing process and is expensive, and the rigidity and the like may not be sufficient.
本発明は、上述した問題に鑑み、従来のハニカム構造材料に代わる新規な、軽量かつ高剛性の板材を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a novel lightweight, high-rigidity plate material that replaces a conventional honeycomb structure material.
上記目的を達成すべく、本発明は、
内部が空洞である複数のチューブ材と、
前記複数のチューブ材の両端において、前記複数のチューブ材それぞれの前記空洞部分を密閉するようにして設けられた一対の表面材と、
を具えることを特徴とする、軽量複合板材に関する。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A plurality of tube materials that are hollow inside;
At both ends of the plurality of tube materials, a pair of surface materials provided so as to seal the hollow portions of the plurality of tube materials,
It is related with the lightweight composite board | plate material characterized by comprising.
本発明の軽量複合板材は、中心部を構成する複数のチューブ材と、これらのチューブ材の空洞部分を密閉するようにしてそれぞれが両端部に設けられた一対の表面材とから構成されるという、極めて簡易な構成を呈する。したがって、以下に詳述するように、前記軽量複合板材の製造方法は極めて簡略化することができ、製造コストを大幅に低減することができる。 The lightweight composite plate material of the present invention is composed of a plurality of tube materials constituting the central portion and a pair of surface materials each provided at both ends so as to seal the hollow portion of these tube materials. It exhibits an extremely simple configuration. Therefore, as described in detail below, the method for manufacturing the lightweight composite plate material can be greatly simplified, and the manufacturing cost can be greatly reduced.
また、前記チューブ材の配置数、及び配置密度、さらにはその材料成分などを適宜制御することにより、また、前記表面材の材料成分や厚さなどを適宜制御することによって、前記チューブ材の内部が空洞であることに起因して、軽量性を担保した状態でその機械的特性、特に剛性などを任意に制御することができる。結果として、軽量かつ高剛性の板材を簡易に提供することができるようになる。 Further, by appropriately controlling the number and arrangement density of the tube materials and further the material components thereof, and by appropriately controlling the material components and thicknesses of the surface material, the inside of the tube material Due to the fact that it is hollow, its mechanical properties, in particular its rigidity, etc. can be controlled arbitrarily while ensuring lightness. As a result, a lightweight and highly rigid plate material can be easily provided.
以上説明したように、本発明によれば、従来のハニカム構造材料に代わる新規な、軽量かつ高剛性の板材を簡易に提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to simply provide a new, lightweight and highly rigid plate material that replaces the conventional honeycomb structure material.
以下、本発明のその他の特徴及び利点について、発明を実施するための最良の形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, other features and advantages of the present invention will be described in detail based on the best mode for carrying out the invention.
(チューブ材)
本発明の軽量複合板材は、内部が空洞である複数のチューブ材を具える。このチューブ材は両端部を表面材で挟まれるようにして存在し、前記軽量複合板材の中心部を構成する。また、前記チューブ材は内部が空洞であるために、前記軽量複合板材の軽量性を担保する。
(Tube material)
The lightweight composite plate material of the present invention includes a plurality of tube materials having a hollow inside. This tube material exists so that both end portions are sandwiched between surface materials, and constitutes the central portion of the lightweight composite plate material. Moreover, since the inside of the said tube material is a cavity, the lightweight property of the said lightweight composite board | plate material is ensured.
上述のように、前記チューブ材は前記軽量複合板材の中心部を構成するので、その配置数、配置密度、及び材料成分などは、前記軽量複合板材に対して所望する特性、特に高剛性を付与できるように適宜選択して制御する。 As described above, since the tube material constitutes the central portion of the lightweight composite plate material, the number of arrangement, the arrangement density, the material component, and the like impart desired characteristics, particularly high rigidity, to the lightweight composite plate material. Select and control as appropriate.
例えば、繊維織布又は繊維不織布からなるスリーブと、このスリーブ内に含浸させてなる樹脂組成物とを含むように構成した含浸部材から前記チューブ材を構成することによって、前記軽量複合板材に対して高剛性を簡易に付与することができるようになる。この際、前記樹脂組成物を特にフェノール樹脂から構成することによって、前記チューブ材、すなわち前記軽量複合板材に対して高剛性を簡易に付与することができるとともに、難燃性を付与することができる。 For example, by constructing the tube material from an impregnated member configured to include a sleeve made of fiber woven fabric or fiber non-woven fabric and a resin composition impregnated in the sleeve, the lightweight composite plate material High rigidity can be easily provided. Under the present circumstances, by comprising the said resin composition especially from a phenol resin, while being able to provide high rigidity easily with respect to the said tube material, ie, the said lightweight composite board | plate material, a flame retardance can be provided. .
また、前記繊維織布としては、ナイロン、アラミド、カーボン及びポリエステルなどの高結晶性の有機繊維の他、ガラスクロスを用いることができる。特に、前記有機繊維を用いた場合に、前記チューブ材、すなわち前記軽量複合板材の軽量性をより確実に担保することができるとともに、剛性の向上を図ることができる。 As the fiber woven fabric, glass cloth can be used in addition to highly crystalline organic fibers such as nylon, aramid, carbon, and polyester. In particular, when the organic fiber is used, the lightness of the tube material, that is, the lightweight composite plate material can be more reliably ensured, and the rigidity can be improved.
なお、前記繊維不織布としては、汎用のもの、例えばカーボン、アラミド、ナイロン及びフェノール織紙ベースの不織布を用いることができる。 In addition, as said fiber nonwoven fabric, a general purpose thing, for example, a nonwoven fabric based on carbon, aramid, nylon, and a phenol woven paper, can be used.
(表面材)
本発明の軽量複合板材は、中心部を構成する前記チューブ材の両端部において一対の表面材を具える。前記一対の表面材は、前記軽量複合板材を構成するために、前記チューブ材の内部空洞を密閉するようにして配置する。
(Surface material)
The lightweight composite board | plate material of this invention comprises a pair of surface material in the both ends of the said tube material which comprises a center part. The pair of surface materials are arranged so as to seal the internal cavity of the tube material in order to constitute the lightweight composite plate material.
前記表面材の材料成分や厚さなどは、前記軽量複合板材に対して所望する特性、特に高剛性を付与できるように適宜選択して制御する。例えば、繊維織布又は繊維不織布からなるボードと、このボード内に含浸させてなる樹脂組成物とを含むようにした含浸部材から前記表面材を構成することによって、前記軽量複合板材に対して高剛性を簡易に付与するこことができるようになる。この際、前記樹脂組成物を特にフェノール樹脂から構成することによって、前記表面材、すなわち前記軽量複合板材に対して高剛性を簡易に付与することができるとともに、難燃性を付与することができる。 The material component, thickness, and the like of the surface material are appropriately selected and controlled so that desired characteristics, particularly high rigidity, can be imparted to the lightweight composite plate material. For example, by forming the surface material from an impregnated member including a board made of fiber woven fabric or fiber non-woven fabric and a resin composition impregnated in the board, the surface material is made higher than the lightweight composite plate material. Rigidity can be easily provided. Under the present circumstances, by comprising especially the said resin composition from a phenol resin, while being able to easily provide high rigidity with respect to the said surface material, ie, the said lightweight composite board | plate material, a flame retardance can be provided. .
また、繊維織布及び繊維不織布は、上記チューブ材と同様のものを用いることができる。 Moreover, the same thing as the said tube material can be used for a fiber woven fabric and a fiber nonwoven fabric.
(軽量複合板材)
上述したように、本発明の軽量複合板材は、上記複数のチューブ材とその両端部において、前記チューブ材の内部空洞を密閉するようにして設けられた表面材とを具える。前記軽量複合板材は、前記チューブ材の配置構成や配置密度、さらには前記表面材の形態を適宜に制御することによって、用途に応じた任意の形態とすることができる。
(Lightweight composite board)
As described above, the lightweight composite plate material of the present invention includes the plurality of tube materials and a surface material provided so as to seal the internal cavity of the tube material at both ends thereof. The lightweight composite plate material can be in any form depending on the application by appropriately controlling the arrangement configuration and arrangement density of the tube material, and further the form of the surface material.
図1は、本発明の軽量複合板材の一例を示す構成図である。図1(a)は軽量複合板材の側断面図であり、図1(b)は軽量複合板材の表面図である。なお、この表面図のおいては、チューブ材の配置構成を明確に示すべく、表面材については省略している。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of a lightweight composite plate material of the present invention. FIG. 1A is a side sectional view of a lightweight composite plate, and FIG. 1B is a surface view of the lightweight composite plate. In this surface view, the surface material is omitted in order to clearly show the arrangement configuration of the tube material.
図1に示す軽量複合板材10においては、複数のチューブ材11が互いに接触するようにして密にハニカム状に配置しており、その両端部において互いに略平行な一対の表面材12が設けられており、板材10が平板状を呈するように構成されている。図1に示すように、チューブ材11が互いに密に接触するようにして配置することにより、軽量複合板材10の剛性をより向上させることができる。なお、チューブ材11の配置密度を低減することにより、軽量複合板材10の剛性は当然に低下させることができる。
In the lightweight
また、チューブ材11内に形成された空洞13によって、チューブ材11、すなわち軽量複合板材10の軽量性が担保される。
In addition, the cavity 13 formed in the
図2は、本発明の軽量複合板材の他の例を示す構成図である。図2(a)は軽量複合板材の側断面図であり、図2(b)は軽量複合板材の表面図である。なお、この表面図のおいても、チューブ材の配置構成を明確に示すべく、表面材については省略している。 FIG. 2 is a block diagram showing another example of the lightweight composite plate material of the present invention. FIG. 2A is a side sectional view of the lightweight composite plate, and FIG. 2B is a surface view of the lightweight composite plate. In this surface view, the surface material is omitted in order to clearly show the arrangement configuration of the tube material.
図2に示す軽量複合板材20においては、互いに略平行な湾曲部材からなる表面材22の内部において、複数のチューブ材21が互いに接触するようにして密にハニカム状に配置しており、板材20が湾曲状の異型を呈するように構成されている。この場合においても、図2に示すように、チューブ材21が互いに密に接触するようにして配置することにより、軽量複合板材20の剛性をより向上させることができる。なお、チューブ材21の配置密度を低減することにより、軽量複合板材20の剛性は当然に低下させることができる。
In the lightweight
また、表面材22の表面形状は略楕円形状を呈している。したがって、図2に示す軽量複合板材20はレドームなどの用途に用いることができる。なお、略楕円形状に代えて、適宜円形状とすることもできる。
Further, the surface shape of the
図3は、図1及び図2に示す軽量複合板材10及び20の、チューブ材11及び21の配置構成を拡大して示した図である。図3(a)に示す例では、チューブ材の断面形状が円形状を呈しているのに対し、図3(b)に示す例では、チューブ材の断面形状が発泡剤による内在の力により六角形状を呈している。一般に、チューブ材を密に配列した場合は、以下に示す製造方法などに起因して、図3(b)に示すようにチューブ材は六角形状を呈するようになり、チューブ材の配置密度が減少するにつれて、図3(a)に示すようにチューブ材は円形状を呈するようになる。
FIG. 3 is an enlarged view of the arrangement configuration of the
(軽量複合板材の製造方法)
本発明の軽量複合板材の製造方法は、特に限定されるものではないが、好ましくは以下に示すような方法で製造する。
(Lightweight composite plate manufacturing method)
Although the manufacturing method of the lightweight composite board | plate material of this invention is not specifically limited, Preferably it manufactures with the method as shown below.
最初に、上述した複数のチューブ材に対する複数のプリプレグチューブを準備する。このプリプレグチューブは、例えば上述した繊維織布又は繊維不織布からなるスリーブと、このスリーブ内に含浸させてなる樹脂組成物とを含むように構成した含浸部材から構成することができる。なお、前記プリプレグチューブの長さなどの大きさについては、目的とする前記チューブ材が得られるように予め設定しておく。 First, a plurality of prepreg tubes for the plurality of tube materials described above are prepared. This prepreg tube can be comprised from the impregnation member comprised, for example including the sleeve which consists of the fiber woven fabric or fiber nonwoven fabric mentioned above, and the resin composition impregnated in this sleeve. In addition, about the magnitude | sizes, such as the length of the said prepreg tube, it sets beforehand so that the said target tube material may be obtained.
次いで、前記プリプレグチューブの内壁部にガス発生剤を付着させる。このガス発生剤は、以下に説明する加熱過程において所定のガスを発生させ、前記プリプレグチューブ内に空洞を形成し、目的とするチューブ材を形成するようにする。前記ガス発生剤としては、重炭酸ソーダなどを例示することができる。 Next, a gas generating agent is adhered to the inner wall portion of the prepreg tube. The gas generating agent generates a predetermined gas in the heating process described below, forms a cavity in the prepreg tube, and forms a target tube material. Examples of the gas generating agent include sodium bicarbonate.
次いで、前記複数のプリプレグチューブの両端に密着するようにして前記一対の表面材に対する一対のプリプレグボードを設ける。このプリプレグボードも、例えば上述した繊維織布又は繊維不織布からなるボードと、このボード内に含浸させてなる樹脂組成物とを含むようにした含浸部材から構成することができる。 Next, a pair of prepreg boards for the pair of surface materials is provided so as to be in close contact with both ends of the plurality of prepreg tubes. This prepreg board can also be comprised from the impregnation member made to contain the board which consists of a fiber woven fabric or fiber nonwoven fabric mentioned above, for example, and the resin composition impregnated in this board.
この際、前記プリプレグボードは単層とすることもできるが、複数を積層させて用いることもできる。例えば、3層のプリプレグボードを準備し、これらを積層させて用いることができる。 At this time, the prepreg board may be a single layer, or a plurality of the prepreg boards may be laminated. For example, a three-layer prepreg board can be prepared and used by laminating them.
次いで、前記プリプレグチューブ及び前記一対のプリプレグボードを加圧下で加熱して互いに接着させる。この際、上述したように、前記ガス発生剤から発生したガスによって、前記プリプレグチューブが硬化・緊張し、前記加熱による硬化過程と相伴って、チューブ材の両端部を表面材で挟むようにして構成した本発明の軽量複合板材を得ることができる。 Next, the prepreg tube and the pair of prepreg boards are heated under pressure to adhere to each other. At this time, as described above, the prepreg tube is cured and tensioned by the gas generated from the gas generating agent, and the both ends of the tube material are sandwiched between the surface materials in association with the curing process by the heating. The lightweight composite board | plate material of this invention can be obtained.
なお、前記軽量複合板材において、前記チューブ材を例えばハニカム状に配列する場合、相当する前記プリプレグチューブも同様の形態に配置する必要がある。このような配置は、所定の型を準備し、この型内に前記プリプレグチューブを充填するように配置することによって実施する。前記型としては、木型や金型などを用いることができる。 In the lightweight composite plate material, when the tube materials are arranged in a honeycomb shape, for example, the corresponding prepreg tubes need to be arranged in the same form. Such an arrangement is carried out by preparing a predetermined mold and arranging the mold so as to fill the prepreg tube. As the mold, a wooden mold or a mold can be used.
また、図1に示すような構成の軽量複合部材を製造するに際しては、前記型として四角形状のものを用いる。また、図2に示すような構成の軽量複合部材を製造するに際しては、リング状の型枠を用いる。なお、型内には適宜離型用の、カルナバワックスなどのワックスを塗布しておくことができる。 Moreover, when manufacturing the lightweight composite member of a structure as shown in FIG. 1, a square thing is used as said type | mold. Moreover, when manufacturing the lightweight composite member of a structure as shown in FIG. 2, a ring-shaped formwork is used. In the mold, a wax such as carnauba wax can be appropriately applied for release.
なお、上記加熱操作において、前記接着が十分でない場合は、適宜接着剤を用いて接着度合いを調整することができる。 In addition, in the said heating operation, when the said adhesion | attachment is not enough, the adhesion degree can be adjusted suitably using an adhesive agent.
さらに、図2に示すような湾曲形状の異型の軽量複合板材を製造するに際しては、図4に示すように、ベースとなる型枠31に加えて、形成すべき軽量複合板材の湾曲形状に嵌合した湾曲形状の追加の型32及び33を組み合わせて用いる。
Furthermore, when manufacturing an odd-shaped lightweight composite plate material having a curved shape as shown in FIG. 2, in addition to the
図5は、本発明の軽量複合板材を連続的に製造する装置の一例を示す構成図である。図5に示す軽量複合部材製造装置40は、プリプレグチューブ11A、22Aを保持して供給するためのホッパー41と、適宜プリプレグボードを供給するためのローラー42及び43とを具える。ローラー42は、チューブ材の空洞を下方から密閉するためのプリプレグボードを供給し、ローラー43は、チューブ材の空洞を上方から密閉するためのプリプレグボードを供給する。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of an apparatus for continuously producing the lightweight composite plate material of the present invention. A lightweight composite
また、装置40は、プリプレグチューブ及びプリプレグボードを搬送するためのベルト44を含み、支持ロール45及びガイドロール46で搬送駆動するように構成されている。また、装置40は、ベルト44の搬送方向先端部において、加熱加圧用プレス機47を含んでいる。
The
図5に示す装置40においては、ホッパー44から図示しない型内にプリプレグチューブ11A、22Aが連続して供給されるとともに、型ごとベルト44で加熱加圧用プレス機47に向けて搬送される。一方、ローラー42及び43からプリプレグボードが適宜搬送され、型内に収納配置されたプリプレグチューブ11A、22Aの上下面に前記プリプレグボードを位置させる。次いで、このようにして得られた積層体はベルト44で搬送され、加熱加圧用プレス機47で加圧下加熱されることによって、上述したような目的とする軽量複合板材10,20を得る。
In the
このような装置40を用いれば、目的とする軽量複合板材を連続して効率的に製造することができる。
If such an
(スピーカー)
次に、本発明の軽量複合板材を用いた具体的な応用例としてスピーカーについて説明する。スピーカーにおいて前記軽量複合板材を用いる場合、この軽量複合板材は振動板として用いる。
(speaker)
Next, a speaker will be described as a specific application example using the lightweight composite plate material of the present invention. When the lightweight composite plate material is used in a speaker, the lightweight composite plate material is used as a diaphragm.
図6は、本発明の軽量複合板材をスピーカーに対して適用した場合の構成図である。図6に示すように、軽量複合板材10上に音響発生用励振機50を設けることによって、軽量複合板材10を振動板として機能させ、スピーカーを構成する。図6に示すような構成によれば、高剛性かつ軽量のスピーカーを安価に提供することができる。
FIG. 6 is a configuration diagram when the lightweight composite plate material of the present invention is applied to a speaker. As shown in FIG. 6, by providing the
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。 The present invention has been described in detail based on the above specific examples. However, the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明の軽量複合板材は、上述したスピーカーの他、建築、家具、各種筐体、遊戯用ボード、航空機、船舶、車両、自動車などのあらゆる分野で使用することができる。 The lightweight composite plate material of the present invention can be used in various fields such as architecture, furniture, various housings, game boards, aircrafts, ships, vehicles, automobiles, etc. in addition to the above-described speaker.
10、20 軽量複合板材
11,21 チューブ材
12,22 表面材
13,23 チューブ材内の空洞
31〜33 型
40 軽量複合部材製造装置
41 ホッパー
42,43 プリプレグボードを供給するためのローラー
44 ベルト
45 支持ロール
46 ガイドロール
47 加熱加圧用プレス機
50 音響発生用励振機
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記複数のチューブ材の両端において、前記複数のチューブ材それぞれの前記空洞部分を密閉するようにして設けられた一対の表面材と、
を具えることを特徴とする、軽量複合板材。 A plurality of tube materials that are hollow inside;
At both ends of the plurality of tube materials, a pair of surface materials provided so as to seal the hollow portions of the plurality of tube materials,
A lightweight composite board characterized by comprising:
前記複数のチューブ材に対する複数のプリプレグチューブを準備する工程と、
前記複数のプリプレグチューブの内壁部にガス発生剤を付着させる工程と、
前記複数のプリプレグチューブの両端に密着するようにして前記一対の表面材に対する一対のプリプレグボードを設ける工程と、
前記プリプレグチューブ及び前記一対のプリプレグボードを加圧下で加熱して互いに接着させるとともに、前記ガス発生剤から発生したガスによって、前記プリプレグチューブを硬化・緊張させる工程と、
を具えることを特徴とする、軽量複合板材の製造方法。 It is a manufacturing method of the lightweight compound board material as described in any one of Claims 1-9,
Preparing a plurality of prepreg tubes for the plurality of tube materials;
Attaching a gas generating agent to the inner walls of the plurality of prepreg tubes;
Providing a pair of prepreg boards for the pair of surface materials so as to be in close contact with both ends of the plurality of prepreg tubes;
Heating and bonding the prepreg tube and the pair of prepreg boards together under pressure, and curing and tensioning the prepreg tube with a gas generated from the gas generating agent;
A method for producing a lightweight composite plate material, comprising:
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090804 |