JP3115471B2 - ハニカムコアおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハニカムコアおよびそ
の製造方法に関する。すなわち、主にポリイミド樹脂を
用いた繊維強化プラスチックのプリプレグシートを母材
としたハニカムコア、およびその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種のハニカムコアは、耐熱性に優れ
ることが知られているが、従来一般的に、次の工程を辿
って製造されていた。すなわち、母材たる主にポリイミ
ド樹脂を用いた繊維強化プラスチックのプリプレグシー
トを、まずギヤやラックにて加熱加圧することにより波
板に連続的に折曲加工し、次に、この波板を一定寸法毎
に切断すると共に、条線状に塗布した接着剤を介し上下
で谷部と頂部とを合わせつつ積層ブロック状に重積し、
それから、このように条線状に介裝された接着剤の融点
温度にて加熱加圧して波板間を接着することにより、ハ
ニカムコアが製造されていた。つまり、このような各工
程を辿ることにより、主にポリイミド樹脂を用いた繊維
強化プラスチックのプリプレグシートを母材とし、その
波板にてセル壁が形成され、セル壁により各々独立空間
に区画された中空柱状のセルの平面的集合体である、ハ
ニカムコアが製造されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来例にあっては、次の問題が指摘されていた。第１
に、重積された波板を介裝された接着剤の融点温度にて
加熱加圧して条線接着する工程において、プリプレグシ
ートを折曲加工して重積された波板は、接着のため上下
から挟み込まれて加圧されると、その圧により変形，変
位しやすかった。もって、波板にて形成された各セル壁
そしてセルが変形，変位し、それらの不揃い，並びの乱
れ，ずれ，潰れ，壊れ等が発生し、特に、接着剤による
条線接着位置が不正確で、いわゆる目ずれが生じる等、
ハニカムコアの精度，品質面に大きな問題が生じてい
た。

【０００４】第２に、なおハニカムコアの製造方法とし
ては、一般に、上述したいわゆるコルゲート方式のほか
に展張方式もあるが、展張方式は、母材を重積，条線接
着，展張するので、主にポリイミド樹脂を用いた繊維強
化プラスチックのプリプレグシートを母材とした場合に
は、次の問題が指摘されていた。すなわち、接着剤を溶
融硬化させて条線接着する工程において、加熱加圧によ
りプリプレグシートが硬化しやすい等、プリプレグシー
トのフレキシブル性の低下や剛性の高さにより、展張工
程に支障が生じることが多かった。又、このような問題
を解決するためには、専用の製造ライン・設備の開発を
要すると共に非常に手間がかかる等、従来の展張方式
は、プリプレグシートを母材とした場合、製造コスト面
にも難点があり問題が多かった。

【０００５】本発明は、このような実情に鑑み、上記従
来例の問題点を解決すべくなされたものであって、主に
ポリイミド樹脂を用いた繊維強化プラスチックのプリプ
レグシートを、重積，条線接着，展張する展張方式を採
用すると共に、低温硬化型接着剤を用いて条線接着する
ようにしたことにより、第１に、セル壁やセルの変形，
変位が防止されると共に、第２に、製造コスト面にも優
れた、主にポリイミド樹脂を用いた繊維強化プラスチッ
ク製のハニカムコア、およびその製造方法を提案するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明の技術的手段は、次のとおりである。まず請求項１に
ついては、次のとおり。すなわちこのハニカムコアは、
中空柱状のセルの平面的集合体であって、該セルを形成
するセル壁の母材として、主にポリイミド樹脂を用いた
繊維強化プラスチックのプリプレグシートが用いられる
と共に、該プリプレグシートを重積，条線接着，展張し
てなり、該セル壁間は、該プリプレグシートのポリイミ
ド樹脂よりは低温で硬化する低温硬化型接着剤にて条線
接着されている。

【０００７】次に請求項２については、次のとおり。す
なわち、このハニカムコアの製造方法では、まず、母材
たる主にポリイミド樹脂を用いた繊維強化プラスチック
のプリプレグシートの表面に、一定の方向，幅，ピッチ
で、該ポリイミド樹脂よりは低温で硬化する低温硬化型
接着剤を条線状に付設し、次に、該プリプレグシート
を、条線状の接着剤が半ピッチずつずれた位置関係で上
下に重積する。それから、該低温硬化型接着剤を低温加
熱，加圧により溶融硬化させて、該プリプレグシート間
を条線接着し、しかる後、重積方向に引張力を加えて展
張してから、高温加熱により該プリプレグシートを完全
硬化させ、もって中空柱状のセルの平面的集合体である
ハニカムコアを得る。

【０００８】

【作用】本発明は、このような手段よりなるので、次の
ように作用する。本発明において、主にポリイミド樹脂
を用いた繊維強化プラスチックのプリプレグシートは、
低温硬化型接着剤を条線状に付設して重積した後、低温
加熱，加圧により条線接着され、重積方向に展張され、
高温加熱により完全硬化される。

【０００９】そこで第１に、このプリプレグシートは、
まず、平坦なシート状態のまま重積され、低温加熱，加
圧により条線接着された後、展張により折曲加工されて
高温加熱される。このように、展張され折曲加工された
後は加圧されないので、セル壁やセルの変形，変位は防
止される。第２に、低温硬化型接着剤の低温加熱による
プリプレグシートの接着と、プリプレグシートの高温加
熱による完全硬化とを分けたことにより、展張がスムー
スに行え、又、プリプレグシートを母材とするものの、
他のアルミやアラミド系の母材を用いた製造ライン・設
備をそのまま使用でき、製造に手間取ることもない。こ
のように製造工程が簡略化され、この種のハニカムコア
が簡単容易に製造される。

【００１０】

【実施例】以下本発明を、図面に示すその実施例に基づ
いて、詳細に説明する。図面は本発明の実施例の説明に
供し、図１および図２は斜視図、図３および図４は正面
説明図である。そして図１の（１）図は、接着剤の塗布
工程を、図１の（２）図は、重積した後に低温加熱，加
圧して条線接着する工程を示し、図２の（１）図は切断
工程を、図２の（２）図は展張工程を示す。図３は完全
硬化工程を示し、図４の（１）図は含浸剤の浸漬工程
を、図４の（２）図は乾燥，硬化工程を示す。

【００１１】この製造方法では、まず、図１の（１）図
に示したように、主にポリイミド樹脂を用いた母材たる
繊維強化プラスチックのプリプレグシート１の表面に、
離型剤２と、ポリイミド樹脂よりは低温で硬化する低温
硬化型接着剤Ａとが、交互に、一定の方向，幅，ピッチ
で条線状に塗布される。

【００１２】これらについて詳述すると、繊維強化プラ
スチック（ＦＲＰ）としては、ガラス繊維，ケブラー繊
維，カーボン繊維，その他の基材繊維に、主にポリイミ
ド樹脂を付着，含浸等により組み合わせたものが用いら
れる。この主にポリイミド樹脂を用いた繊維強化プラス
チックのプリプレグシート１は、加熱されて軟化し粘性
を備え半硬化状態にあると共に、極薄で平坦な帯状のシ
ート状をなす。離型剤２としては、非粘性で離型性を備
えた例えばフッ素樹脂，ポリエステル樹脂，ポリエチレ
ン樹脂，その他の樹脂や金属等が用いられ、これらのシ
ート状，合成フィルム状等のものが適宜選択使用され
る。そして、このような離型剤２がプリプレグシート１
上に、図示例では短手方向に向け広い幅とピッチで、順
次配されると共に、このような各離型剤２間の細い間隔
に、それぞれ低温硬化型接着剤Ａが、例えばロール３に
て塗布され乾燥されることにより、細い幅とピッチで条
線状に付設される。このような低温硬化型接着剤Ａとし
ては、プリプレグシート１のポリイミド樹脂よりは低温
で溶融硬化する物質が用いられ、例えば、接着強度に特
に優れた２液エポキシ系接着剤や、耐熱性に特に優れた
低温硬化型のポリイミド系接着剤が使用される。

【００１３】この製造方法では次に、図１の（２）図に
示したように、このようなプリプレグシート１を、条線
状の接着剤Ａが半ピッチずつずれた位置関係で重積す
る。すなわち、上述により離型剤２を介し接着剤Ａが条
線状に塗布されたプリプレグシート１は、一定長さ毎に
切断された後、条線状の接着剤Ａが上下でそれぞれ半ピ
ッチずつずれた位置関係となるように、多数枚が、１枚
おきに左右にずらしながらブロック状に重積される。

【００１４】しかる後この製造方法では、同じく図１の
（２）図に示したように、低温硬化型接着剤Ａのみを低
温加熱，加圧して溶融硬化させ、もって重積されたプリ
プレグシート１間を条線接着する。すなわち、上述によ
り低温硬化型接着剤Ａや離型剤２を介裝しつつブロック
状に重積された各プリプレグシート１は、炉（図示せ
ず）内等で、そのポリイミド樹脂が完全硬化しないと共
に低温硬化型接着剤Ａは硬化する温度と時間で、加熱し
つつ加圧され、もって若干硬化が進行して粘性が低下
し、かなりフレキシブル性を有した状態となる。このよ
うにして、上下に重積されたこのプリプレグシート１間
は、低温硬化型接着剤Ａの溶融硬化により条線接着され
ると共に、低温硬化型接着剤Ａ以外の箇所では介裝され
た離型剤２にて分離され、次工程の展張に必要な程度に
条線接着されると共に、展張に必要なフレキシブル性を
有してなる。

【００１５】次にこの製造方法では、図２の（１）図に
示したように、上述により重積され条線接着された各プ
リプレグシート１は、必要に応じカッター４にて切断さ
れ、必要幅のブロック状とされる。しかる後この製造方
法では、図２の（２）図に示したように、重積方向に引
張力を加え展張が実施される。すなわち、上述により重
積，条線接着されブロック状をなすプリプレグシート１
は、常温環境下において、重積方向を展張方向として引
張力を加えることにより展張されるが、その際、どうし
ても剛性が高くフレキシブル性が不足して展張しにくい
場合は、短時間加熱してから展張を実施する。このよう
にして、中空柱状のセル５の平面的集合体であるハニカ
ムコア６が成形され、その形状に保持される。

【００１６】そして、この製造方法では図３に示したよ
うに、このように成形されたハニカムコア６は、高温加
熱により完全硬化される。すなわち、前述により展張成
形され形状保持されたハニカムコア６は、後工程とし
て、炉７中で熱源８にて前述した条線接着時より高い温
度で高温加熱され、もって主にポリイミド樹脂を用いた
繊維強化プラスチックのプリプレグシート１を母材とし
たセル壁９が、最終的に完全硬化されて、全体的に所定
の剛性・強度を備えるに至る。なお離型剤２は、適宜必
要に応じ除去される。

【００１７】さて、このような各工程を辿ることによ
り、ハニカムコア６が製造される。すなわち、この主に
ポリイミド樹脂を用いた繊維強化プラスチック製のハニ
カムコア６は、各々独立空間に区画された中空柱状のセ
ル５の平面的集合体であって、セル５を形成するセル壁
９の母材として、主にポリイミド樹脂を用いた繊維強化
プラスチックのプリプレグシート１が用いられると共
に、このプリプレグシート１を重積，条線接着，展張し
てなり、セル壁９間は、プリプレグシート１のポリイミ
ド樹脂よりは低温で硬化する低温硬化型接着剤Ａにて条
線接着されている。なお、セル５そしてセル壁９の断面
形状は、図示の六角形のもののほか、三角形，四角形，
台形，その他各種形状のものが可能である。そして、ハ
ニカムコア６は一般的に、重量比強度に優れ、軽量であ
ると共に高い剛性・強度を備え、又、整流効果，平面精
度，保温性，遮音性にも優れ、単位容積当りの表面積が
大である、等々の特性が知られている。又このハニカム
コア６は、主にポリイミド樹脂を用いた繊維強化プラス
チック製よりなるので、特に耐熱性に優れると共に重量
比強度に優れている。

【００１８】なお、製造されたハニカムコア６につい
て、より高い剛性・強度や重量が要求される場合には、
更に後処理として、次の工程が付加的に実施される。す
なわち、この場合にはハニカムコア６は、図４の（１）
図に示したように、フェノール樹脂等の重合体結合物質
よりなる、浴槽１１中の含浸剤１０溶液に浸漬され、上
述によりプリプレグシート１を母材としたセル壁９に、
補強用の含浸剤１０が付着，含浸される。それから、図
４の（２）図に示したように、このように含浸剤１０が
付着，含浸されたハニカムコア６は、浴槽１１から取り
出された後、処理室１２にて熱源１３にて加熱，乾燥さ
れ、もって含浸剤１０がセル壁９の表面をコートした状
態で硬化する。又、離型剤２がこのような含浸剤１０の
付着，含浸を阻害する場合には、適宜除去される。な
お、このような補強用の含浸剤１０の付着，含浸は、そ
のハニカムコア６について要求される剛性・強度や重量
に達するまで、繰り返して実施される場合もある。

【００１９】本発明は、以上のようになっている。そこ
で以下のようになる。本発明において、まず、主にポリ
イミド樹脂を用いた繊維強化プラスチックのプリプレグ
シート１は、図１の（１）図，（２）図に示したよう
に、低温硬化型接着剤Ａが条線状に塗布されると共に、
重積される。しかる後、図２の（１）図，（２）図に示
したように、適宜切断された後、低温加熱，加圧により
低温硬化型接着剤Ａの溶融硬化により条線接着され、重
積方向に引張力を加えて展張されると共に、図３に示し
たように、高温加熱により完全硬化されハニカムコア６
とされる。そこで、このハニカムコア６およびその製造
方法によると、次の第１，第２のようになる。

【００２０】第１に、主にポリイミド樹脂を用いた繊維
強化プラスチックのプリプレグシート１は、前述したコ
ルゲート方式のこの種従来例のように、まず波板に折曲
加工され、次に重積されて加熱加圧により接着されるの
ではなく、展張方式により、まずシート状態のまま重積
されて加熱加圧により条線接着され、次に展張により折
曲加工され高温加熱される。このように、まず平坦なシ
ート状態で重積されて加圧され、次に展張され折曲加工
され、展張による折曲加工後は加圧されないので、セル
壁９やセル５の変形，変位は確実に防止される。

【００２１】第２に、低温硬化型接着剤Ａの低温加熱に
よるプリプレグシート１の接着と、プリプレグシート１
の高温加熱による完全硬化とを分けたことにより、プリ
プレグシート１はフレキシブル性を有しつつスムースに
展張されるようになる。又、プリプレグシート１を母材
として用いるものの、他のアルミやアラミド系の母材を
用いた展張方式の製造ライン・設備を、加熱温度のみの
設定変更によりそのまま使用することができる。このよ
うに、前述した展張方式のこの種従来例に比し、専用の
製造ライン・設備を要しないと共に製造に手間取ること
もなく、製造工程が簡略化され、ハニカムコア６が簡単
容易に製造される。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係るハニカムコアおよびその製
造方法は、以上説明したように、主にポリイミド樹脂を
用いた繊維強化プラスチックのプリプレグシートを、重
積，条線接着，展張する展張方式を採用すると共に、低
温硬化型接着剤を用いて条線接着するようにしたことに
より、次の効果を発揮する。

【００２３】第１に、セル壁やセルの変形，変位が防止
される。すなわち、この主にポリイミド樹脂を用いた繊
維強化プラスチック製のハニカムコアにあっては、前述
したこの種従来例にて指摘されていた、セル壁やセルの
不揃い，並びの乱れ，ずれ，潰れ，壊れ等が解消され、
特に条線接着位置が正確で、いわゆる目ずれも生じな
い。このように、精度，品質面に優れたハニカムコアが
得られる。

【００２４】第２に、製造工程が簡略化され、製造コス
ト面にも優れている。すなわち、展張もスムースに行
え、プリプレグシートを母材とするものの、他のアルミ
やアラミド系の母材を用いた製造ライン・設備を、その
まま使用でき、特に製造に手間取ることもない等、ハニ
カムコアが簡単容易に製造でき、製造コスト面にも優れ
ている。このように、この種従来例に存した問題点が一
掃される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大な
るものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るハニカムコアおよびその製造方法
の実施例の説明に供する斜視図であり、（１）図は、接
着剤の塗布工程を、（２）図は、重積した後に低温加
熱，加圧して条線接着する工程を示す。

【図２】同実施例の説明に供する斜視図であり、（１）
図は切断工程を、（２）図は展張工程を示す。

【図３】同実施例の説明に供する正面説明図であり、完
全硬化工程を示す。

【図４】同実施例の説明に供する正面説明図であり、
（１）図は、含浸剤の浸漬工程を、（２）図は、乾燥，
硬化工程を示す。

【符号の説明】

１ プリプレグシート ２ 離型剤 ３ ロール ４ カッター ５ セル ６ ハニカムコア ７ 炉 ８ 熱源 ９ セル壁 １０ 含浸剤 １１ 浴槽 １２ 処理室 １３ 熱源 Ａ 低温硬化型接着剤

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空柱状のセルの平面的集合体であっ
   て、該セルを形成するセル壁の母材として、主にポリイ
   ミド樹脂を用いた繊維強化プラスチックのプリプレグシ
   ートが用いられると共に、該プリプレグシートを重積，
   条線接着，展張してなり、該セル壁間は、該プリプレグ
   シートのポリイミド樹脂よりは低温で硬化する低温硬化
   型接着剤にて条線接着されていること、を特徴とするハ
   ニカムコア。
2. 【請求項２】 まず、母材たる主にポリイミド樹脂を用
   いた繊維強化プラスチックのプリプレグシートの表面
   に、一定の方向，幅，ピッチで、該ポリイミド樹脂より
   は低温で硬化する低温硬化型接着剤を条線状に付設し、
   次に、該プリプレグシートを条線状の該接着剤が半ピッ
   チずつずれた位置関係で上下に重積してから、 該低温硬化型接着剤を低温加熱，加圧により溶融硬化さ
   せて、該プリプレグシート間を条線接着し、しかる後、
   重積方向に引張力を加えて展張してから、高温加熱によ
   り該プリプレグシートを完全硬化させ、もって中空柱状
   のセルの平面的集合体であるハニカムコアを得ること、
   を特徴とするハニカムコアの製造方法。