JP2759633B2 - ハニカムコアの接着前脱脂洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハニカムサンドイ
ッチ構造材の芯材であるハニカムコアの接着前の脱脂洗
浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハニカムサンドイッチ構造材は、基本的
には２枚の面板材に、芯材としてハニカムコアを挟んで
接着したもので、航空，宇宙機用として使用される材料
は、面板材質としてアルミニウム合金，チタン合金の金
属材料、ＧＦＲＰ，ＣＦＲＰ，ＡＦＲＰ，ＢＦＲＰ等の
各種樹脂、及び繊維強化複合材料等の樹脂系複合材料が
あり、ハニカムコア材質としてアルミニウム合金の金属
ハニカム、ガラス，アラミド繊維等の非金属ハニカムが
ある。

【０００３】面板材とハニカムコアとの接合は、２５０
°Ｆ又は３５０°Ｆ硬化エポキシ系フィルム接着剤を使
用し、接着することで行う。この為、面板材及びハニカ
ムコアは予め接着前処理を実施し、清浄度を確保し、接
着品の接着性能及び接着耐久性を確保することが必要と
なる。なぜなら、この接着は、航空機用材料において、
一次或いは二次構造接着に類し、接着性能及び接着耐久
性が、構造強度や耐久性に著しい影響を与えるからであ
る。

【０００４】前記面板材の接着前処理は、蒸気脱脂、エ
ッチング又はアノダイズ又はブラスト、必要により接着
プライマー塗布及び硬化を行うものであり、ハニカムコ
アの接着前処理は、非金属ハニカムコアの場合、溶剤ク
リーニング、金属コアの場合、蒸気脱脂を行うものであ
る。そして、ハニカムコアと面板材の接着組立は、フィ
ルム接着剤の適用と加圧・昇温硬化により行われる。

【０００５】ところで、金属コアは、アルミニウムハニ
カムコアが主たるもので、このアルミニウムハニカムコ
アは、アルミニウムの箔を部分的に接着し、これを展張
することにより製作され、接着部分（ノードボンドと称
する）を有することが特徴で、現状では主として六角セ
ル型として使用され、まれに四角セル型やオーバーエク
スパンド型、又はオープンセル型（波形のリボンを重ね
合わせて接着した形態）のものが使用されることがあ
る。

【０００６】このアルミニウムハニカムコアの接着前処
理は、従来、塩素系溶剤で大気開放又は密閉型の蒸気脱
脂を用いた洗浄を行っていた。使用される塩素系溶剤と
しては、トリクロロエタンが用いられてきたが、トリク
ロロエタンはオゾン層破壊物質であることからオゾン層
保護の為、１９９５年末で生産及び使用が禁止される。
関連する先行技術文献として、特開平５−１２１３８９
号公報，特開平６−２４８２９４号公報，特開平７−７
４１３６号公報がある。

【０００７】アルミニウムハニカムコアの脱脂は、表面
張力等で洗浄剤・水が残留し易く、トリクロロエタン代
替としての水系脱脂洗浄剤の使用は不適当であり、使用
されていない。現在のところトリクロルエチレン又はテ
トラクロルエチレンでの蒸気脱脂のみが使用されている
が、トリクロルエチレンでの蒸気脱脂は、作業者の健康
障害及び土壌汚染の危険性があり、日本では種々の法律
によりさまざまな規制がかけられている。また、テトラ
クロルエチレンは新たに工業洗浄用途として国内入手す
るのは極めて困難である。

【０００８】アルミニウムハニカムコアの接着前処理の
性能がサンドイッチパネル性能に影響を与える点は、 コアへの接着プライマー塗布 コアと面板の接着（接着剤のフィレット形成） コアのスプライス接着（コア対コアの端面における接
合） コアへの樹脂充填 であり、アルミニウムハニカムコアに汚染があれば、所
要強度が得られなかったり、界面剥離を生じる。従っ
て、アルミニウムハニカムコアの接着前処理の性能を向
上させることが必要である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、アル
ミニウムハニカムコアの清浄度，接着強度及び接着耐久
性を確保でき、また作業者及び環境に対し安全なハニカ
ムコアの接着前脱脂洗浄方法を提供しようとするもので
ある。この課題を解決するために、本発明者らは、水系
脱脂法と有機溶剤による洗浄について検討した。

【００１０】水系脱脂法は、アルカリ塩類や界面活性剤
を主成分とする水溶液を用い、洗浄材の曇点以上で浸
漬、又はスプレー等により洗浄を行う方法であるが、ア
ルミニウムハニカムコアに対して適用することはできな
かった。その理由は、アルミニウム箔の接着部分（ノー
ドボンド）の強度が接着剤吸湿により低下したこと、及
びアルカリ塩類，水分がコア内部に滞留することによる
製造期間中或いは運用期間中において腐食損傷が発生し
たことである。

【００１１】他方、有機溶剤によるアルミニウムハニカ
ムコアの洗浄は、炭化水素系の溶剤（ＮＭＰ，ノルマル
パラフィン系，イソパラフィン系，ナフテン系）、準水
系（アルコールを主体とし、水及び界面活性剤を含有し
た溶液）、ハロゲン化物、アルコール類、ケトン類を選
出し、表１の試験評価結果基準で試験した評価試験結果
の概要を表２に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】前記の表２の結果から添加剤を含有しない
正（ノルマル）パラフィン系洗浄剤（商品名ＮＳクリー
ン２００）がハニカムコアの接着前脱脂洗浄に応用でき
ることを見い出した。本発明は、この点に着目して炭化
水素系のノルマルパラフィン洗浄剤を用い、真空減圧ス
プレイ・蒸気洗浄を採用して、在来のトリクロロエタン
又はトリクロルエチレンで蒸気脱脂よりも優れたハニカ
ムコアの接着前脱脂洗浄方法を得ようとするものであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のハニカムコアの接着前脱脂洗浄方法は、ハニ
カムコアを脱脂洗浄室内に装入し、脱脂洗浄室内を密閉
の上真空吸引して５０〜１００Torrとし、炭化水素系の
ノルマルパラフィン洗浄剤を６０〜１２０℃でハニカム
コアの上下両面に向って噴霧してシャワーリンスを行
い、引き続き仕上げシャワーリンスを行い、次に脱脂洗
浄室内を３０〜４０Torrとし、１１０〜１２０℃の前記
と同じノルマルパラフィン洗浄剤の蒸気を脱脂洗浄室内
に供給してハニカムコアを蒸気脱脂し、然る後０．１〜
１０Torrの減圧下で７０〜１２０℃で乾燥を行うことを
特徴とするものである。

【００１６】本発明のハニカムコアの接着前脱脂洗浄方
法に於いて、ハニカムコアを装入した脱脂洗浄室内を真
空吸引して５０〜１００Torrとする理由は、温度分布の
不均一がある場合沸点に近づくのを避けるためと、ハニ
カムの隙間に洗浄剤が浸透することを促進するためであ
る。

【００１７】また、最終工程の乾燥を０．１〜１０Tor
r，７０〜１２０℃で行う理由は、圧力が高い程、また
温度が低い程、乾燥時間が長くなるので、実際上問題の
無い乾燥時間から条件の許容範囲を決めたところ、上記
の範囲となったもので、乾燥温度の上限１２０℃は、ハ
ニカムコアのノードボンド部等の耐熱性を考慮したもの
である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明のハニカムコアの接着前脱
脂洗浄方法は、密閉の脱脂洗浄室内で行うので、火災の
危険がない。即ち、炭化水素系のノルマパラフィン洗浄
剤は７０℃の引火点を有するため、大気開放下でのシャ
ワー洗浄や乾燥は、溶剤ミストの存在し易い条件であ
り、火災の危険が高いが、密閉の脱脂洗浄室内でのシャ
ワー洗浄や乾燥ではそのおそれはない。

【００１９】また、本発明のハニカムコアの接着前脱脂
洗浄方法は、密閉の脱脂洗浄室内を５０〜１００Torrに
減圧の上、ハニカムコアの上下両面に対し６０〜１２０
℃のシャワーリンス及び仕上げリンスを行うので、内部
の汚染除去を完全にできる。即ち、ハニカムコアは箔で
形成されている為、熱容量が小さく、在来のトリクロル
エチレンによる１回の蒸気脱脂では、鉱物油汚染を十分
に除去し、紫外線照射検査（残留油分を検出する方法）
にて残渣を検出しないレベルに至らしめることができな
いが、本発明のハニカムコアの接着前脱洗浄方法では、
炭化水素系のノルマルパラフィン洗浄剤による洗浄温度
を、鉱物油の除去性（汚染の溶解速度）を高めるのに最
適な６０〜１２０℃に設定し、また洗浄剤の脱脂洗浄室
内への供給量を適切に確保することのできる５０〜１０
０Torrに減圧しているので、ハニカムコア内部の汚染除
去を完全にできる。又片側に面板接着されているハニカ
ムコアの脱脂洗浄も可能である。

【００２０】さらに、本発明のハニカムコアの接着前脱
脂洗浄方法は、シャワーリンス及び仕上げシャワーリン
スを行った後、脱脂洗浄室内を３０〜４０Torrとし、１
１０℃〜１２０℃の炭化水素系のノルマルパラフィン洗
浄剤の蒸気を脱脂洗浄室内に供給してハニカムコアを蒸
気脱脂するので、仕上げ洗浄と乾燥促進に効果がある。
即ち、炭化水素系のノルマルパラフィン洗浄剤は常圧で
は沸点と発火点が極めて接近していて、蒸気脱脂を行う
ことができないが、減圧下では沸点が低下するため、こ
れが可能となり、他方、ハニカムコアの耐熱性を考慮
し、洗浄温度を面板対コア接着温度である１２０℃に設
定すると、図５のノルマルパラフィン蒸気圧曲線から３
０〜４０Torrに減圧することにより、ハニカムコアを適
切に蒸気脱脂でき、残渣を確実に除去できることとなっ
て、仕上げ洗浄され、且つその後の乾燥が促進されるこ
とになる。

【００２１】さらにまた、本発明のハニカムコアの接着
前脱脂洗浄方法は、最後工程の乾燥を０．１〜１０Torr
の減圧下において７０〜１２０℃で行うので、溶剤残留
のない適切が乾燥ができる。かくして、ハニカムコアの
清浄度，接着強度及び接着耐久性を確保でき、また作業
者及び環境に対し安全を確保できる。

【００２２】

【実施例】本発明のハニカムコアの接着前脱脂洗浄方法
の実施例を説明する。先ず、本法を実施するための脱脂
洗浄装置の概要を図１によって説明すると、１は脱脂洗
浄室で、左側に開閉扉２を有し、内部上側にハニカムコ
アの上面に洗浄剤を噴霧する上面シャワーノズル３が設
けられ、内部下側にハニカムコアの下面に洗浄剤を噴霧
する下面シャワーノズル４が設けられ、内部中央にハニ
カムコアを保持する保持具５が設けられている。上面シ
ャワーノズル３，下面シャワーノズル４はハニカムコア
の厚み方向を中心方向としたフルコーンノズルとし、３
７００mmＬ×１７００mmＷの洗浄範囲はほぼ同等の流量
密度を持つようにノズル配置されている。脱脂洗浄室１
内の右側下部には脱脂洗浄室を加熱する熱交換器６が設
けられいる。前記の上面シャワーノズル３，下面シャワ
ーノズル４は脱脂洗浄室１外の洗浄剤の入ったリザーバ
ータンク７及び後述のリターンタンク１６からの洗浄剤
供給管８に取り付けられている。リザーバータンク７に
は温度制御する熱交換器６が設けられている。９は脱脂
洗浄室１内を真空吸引する真空ポンプで、その吸引管１
０の途中に凝縮器１１が設けられている。１２は蒸気供
給管１３を通して脱脂洗浄室１内に洗浄剤の蒸気を供給
する蒸留器で、オイルヒータ１４に通ずる熱交換器６が
備えられている。１５は蒸留器１２のドレンタンクであ
る。１６は脱脂洗浄室１における使用済み洗浄剤のリタ
ーンタンクで、再生蒸留配管１７にて前記蒸留器１２に
接続され、また戻し管１８にて前記洗浄剤供給管８の途
中に接続され、さらに温度制御する熱交換器６が設けら
れている。前記オイルヒータ１４で加熱されたオイル
は、配管を通じて脱脂洗浄室１，リターンタンク１６，
リザーバータンク７に設けられた熱交換器６に供給さ
れ、この熱交換器により脱脂洗浄室１，リターンタンク
１６，リザーバータンク７の温度制御が行われる。前記
凝縮器１１には凝縮された洗浄剤をリザーバタンク７に
戻す配管１９が設けられている。

【００１８】尚本実施例ではトリクロルエチレンでの蒸
気脱脂にも対応可能にするため前記脱脂洗浄室１の開閉
扉２の上方に排気フード２０が設けられ、この排気フー
ド２０がダクト２１にて排気装置２２に接続されてい
る。前記真空ポンプ９にはダクト２３が設けられ、この
ダクト２３がダクト２１を介して排気装置２２に接続さ
れている。

【００１９】次に上記構成の脱脂洗浄装置を用いて本発
明のハニカムコアの接着前脱脂洗浄方法の一実施例につ
いて説明する。図２に示す六角セル型の３５００mmＬ×
１６００mmｗ×１００mmｔ，セル寸法６mmのアルミニウ
ム製ハニカムコア２５を、図３に示す３７００mmＬ×１
７００mmｗ×１５０mmｔステンレス製のバスケット２６
に収容の上、図１の脱脂洗浄室１の開閉扉２を開き、台
車にて搬入して脱脂洗浄室１内の中央の保持具５に保持
した。開閉扉２を開いた時排出されるガスは、排気フー
ド２０よりダクト２１を通って排気装置２２から排出さ
れる。次に開閉扉２を閉じ、脱脂洗浄室１内を真空ポン
プ９にて吸引管１０を通して真空吸引し、１００Torrと
した。次に熱交換器６で脱脂洗浄室１内を７０℃に加熱
した後、炭素数１１〜１２を主体とするノルマルパラフ
ィン洗浄剤（商品名ＮＳクリーン２００）２７の入った
リターンタンク１６から洗浄剤供給管１８及び８を通し
て上面シャワーノズル３及び下面シャワーノズル４から
ハニカムコア２５の上下両面に向ってノルマルパラフィ
ン洗浄剤２７を７分間噴霧してシャワーリンスを行っ
た。引き続きリザーバータンク７から洗浄剤供給管８を
通して清浄な洗浄剤を供給し、同じ条件で２０秒間仕上
げシャワーリンスを行った。次に脱脂洗浄室１内を４０
Torrとし、蒸留器１１内のノルマルパラフィン洗浄剤を
オイルヒータ１４にて１２０℃の蒸気となし、この蒸気
を蒸気供給管１３を通して脱脂洗浄室１内に供給して、
ハニカムコア２５の残存付着油分を完全に除去した。然
る後、脱脂洗浄室１内を１Torrとなし、１００℃で４分
間ハニカムコア２５の乾燥を行った。

【００２０】脱脂洗浄室１内の底に落下した使用済みの
ノルマルパラフィン洗浄剤２７はリターンタンク１６に
排出され、ここでフィルターにかけられた後再生蒸留配
管１７にて蒸留器１２に送られ、また一部は戻し管１８
にて洗浄供給管８の途中に送り込まれて、シャワーリン
スに再利用される。また、脱脂洗浄室１内の真空度を変
更するために真空ポンプ９にて真空吸引される気体は凝
縮器１１でノルマルパラフィン洗浄剤の蒸気が凝結され
てリザーバータンク７に戻される。

【００２１】上記のように脱脂洗浄したハニカムコア２
５は、シャワーリンスにより内部の鉱物油汚染が完全に
除去され、さらに蒸気脱脂により鉱物油汚染の残渣が確
実に除去され、紫外線照射検査（残留油分を検出する方
法）を行っても残渣を検出することはなかった。その上
減圧下で１００℃，４分間乾燥するので、全く溶剤残留
のない乾燥ができた。

【００２２】このように清浄度の確保されたハニカムコ
ア２５に接着剤として２５０°Ｆ硬化エポキシ系フィル
ム接着剤を上下両面に適用し、図４に示すようにアルミ
ニウム面板２８を接着して加圧・昇温によりサンドイッ
チパネル２９を組立てたところ、十分な接着強度及び接
着耐久性が確保され、構造強度の高いものが得られた。

【００２３】尚、上記実施例の接着前脱脂洗浄方法が対
象とするハニカムコア２５は、アルミニウム製である
が、ステンレス製，チタン製のハニカムコアも利用でき
るものである。また、上記ハニカムコア２５は、六角セ
ル型であるが、四角セル型，オープンセル型，オーバー
エキスパンド型のハニカムコアでもよいものである。さ
らに、ハニカムコア２５のセルサイズは、種々変っても
上面シャワーノズル３及び下面シャワーノズル４から噴
霧される洗浄剤がセル内部に入り得れば特に限定される
ものではない。また、上面シャワーノズル３及び下面シ
ャワーノズル４はフルコーンノズルが適切であるが、ハ
ニカムコア２５全体に液化した洗浄剤が付着して流れれ
ば、噴射力そのものはあまり強くないノズルでもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明で判るように本発明のハニカ
ムコアの接着前脱脂洗浄方法は、炭化水素系のノルマル
パラフィン洗浄剤を用い、真空減圧スプレイ・蒸気洗浄
を採用しているので、ハニカムコアの脱脂洗浄が十分に
行われて、清浄度が確保される。従って、面板と接着し
てサンドイッチパネルを組立てた際、十分な接着強度及
び接着耐久性が確保され、構造強度の高いサンドイッチ
パネルが得られる。また、本発明のハニカムコアの接着
前脱脂洗浄方法は、密閉した脱脂洗浄室で行われるの
で、作業者及び環境に対し安全を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハニカムコアの接着前脱脂洗浄方法を
実施するための脱脂洗浄装置の概要を示す図である。

【図２】脱脂洗浄する六角セルのアルミニウム製ハニカ
ムコアを示す図である。

【図３】脱脂洗浄時にハニカムコアを収容するバスケッ
トを示す図である。

【図４】脱脂洗浄した六角セルのアルミニウム製ハニカ
ムコアの両面に、アルミニウム製面板を接着してサンド
イッチパネルを組立てた一部破断斜視図である。

【図５】ノルマルパラフィン蒸気圧曲線を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１ 脱脂洗浄室 ２ 開閉扉 ３ 上面シャワーノズル ４ 下面シャワーノズル ５ 保持具 ６ 熱交換器 ７ リザーバータンク ８ 洗浄剤供給管 ９ 真空ポンプ １０ 吸引管 １１ 凝縮器 １２ 蒸留器 １３ 蒸気供給管 １４ オイルヒータ １５ ドレンタンク １６ リターンタンク １７ 再生蒸留配管 １８ 戻し管 １９ 戻し配管 ２０ 排気フード ２１ ダクト ２２ 排気装置 ２３ ダクト ２５ ハニカムコア ２６ バスケット ２７ ノルマルパラフィン洗浄剤 ２８ アルミニウム面板 ２９ サンドイッチパネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C23G 5/00 - 5/06 B08B 3/00 - 3/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハニカムコアを脱脂洗浄室内に装入し、
   脱脂洗浄室内を密閉の上真空吸引して５０〜１００Torr
   とし、炭化水素系のノルマルパラフィン洗浄剤を６０〜
   １２０℃でハニカムコアの上下両面に向って噴霧してシ
   ャワーリンスを行い、引き続き仕上げシャワーリンスを
   行い、次に脱脂洗浄室内を３０〜４０Torrとし、１１０
   〜１２０℃の前記と同じノルマルパラフィン洗浄剤の蒸
   気を脱脂洗浄室内に供給してハニカムコアを蒸気脱脂
   し、然る後０．１〜１０Torrの減圧下で７０〜１２０℃
   で乾燥を行うことを特徴とするハニカムコアの接着前脱
   脂洗浄方法。