JP3683415B2

JP3683415B2 - Honeycomb core made of fiber reinforced plastic

Info

Publication number: JP3683415B2
Application number: JP23357098A
Authority: JP
Inventors: 孝也小峰
Original assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Current assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2018-08-05
Also published as: JP2000052459A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維強化プラスチック製のハニカムコアに関する。すなわち、繊維基材にポリアミドイミド樹脂が組み合わされた、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製のハニカムコアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハニカムコアは、セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなり、重量比強度に優れるという特性を備えているが、特に繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、軽量性に優れている。
そして、このような繊維強化プラスチック製のハニカムコアについて、更に、製品化時において、２５０℃から３５０℃程度の加熱による２次，３次曲面への加熱成形性が要求されると共に、製品としての使用時において、１２０℃から１５０℃程度の温度域での機械的強度が要求される場合には、このような両要求を満足すべく、繊維基材にポリアミドイミド樹脂が組み合わされた構成よりなる、繊維強化プラスチック製のハニカムコアが従来より用いられていた。そして、そのポリアミドイミド樹脂としては、ジフェニルメタン型のものが従来用いられていた。
【０００３】
例えば、ハニカムコアが航空機の略円筒形のエンジンカバーとして製品化される場合には、このような加熱成形性と機械的強度が共に要求され、もって、このような両要求に対応した特性を備えてなる、繊維基材にジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂が、付着，含浸，混入等により組み合わされた構成よりなる、繊維強化プラスチック製のハニカムコアが使用されていた。
そして、このような繊維強化プラスチック製のハニカムコアとしては、繊維基材にジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂が組み合わされた波板よりなるセル壁と、繊維基材にジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂が組み合わされた平板よりなるセル壁とが、順次交互に重積，接着されてなり、もって特に剛性・強度に優れたいわゆるバイセクトタイプのものが、多用されていた。
【０００４】
なお、次の化１は、上述したジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂の化学式を示し、化２はその要部を示す。
【０００５】
【化１】

【０００６】
【化２】

【０００７】
【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。まず第１に、加熱成形性に問題が指摘されていた。
例えば、航空機のエンジンは、航空機の大型化や飛行性能の向上に伴い、高出力低燃費が要求されており、新型エンジンの設計，開発，製造が最近急がれている。そして、この最近の新型エンジンは、従来のエンジンより高出力であると共に、形状が複雑で厳しい曲率半径のものが採用されつつある。
そこで、このような新型エンジンの略円筒形のエンジンカバーとして製品化されるハニカムコアについても、より肉厚が厚いものが要求されると同時に、製品化時において、より一層の厳しい加熱成形性が要求されるに至っている。そして、繊維基材にジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂を組み合わせた構成よりなる、従来より用いられている繊維強化プラスチック製のハニカムコアでは、このような要求に対応できず加熱成形性が不足する、という問題が指摘されていた。
【０００８】
すなわち、ジフェニルメタン型のポリイミド樹脂にあっては、前述した化１そして化２の化学式中に示されたように、官能基たる両ベンゼン環が、メタン基にて結合されている。このように、両ベンゼン環がメタン基にて結合されているので、この部分においてポリアミドイミド樹脂は、自体の屈曲性・自由回転性・柔軟性が、制限され限界が存している。
そこで、カーボン等の繊維基材にジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂を組み合わせた構成よりなる、この種従来例の繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、２５０℃から３５０℃程度の加熱による２次，３次曲面への加熱成形性が、十分でないという指摘があった。このように、この種従来例にあっては、成形性・賦形性に難点が生じていた。
【０００９】
第２に、これに関連して、加工コスト面にも問題が指摘されていた。すなわち、繊維基材にジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂を組み合わせた構成よりなる、この種従来例の繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、このように加熱成形性が不足し、成形性・賦形性に難点が生じていた。そこで、加熱による曲面成形に際しては、わざわざ肉厚を内外に半分に分割したものが準備され、これを用いた２段階成形方式が実施されることが多かった。
【００１０】
図５の（２）図は、このような２段階成形方式の説明に供する斜視図である。前述したように、最近の航空機のエンジンは、高出力化の傾向にあり、その略円筒形のエンジンカバーも、肉厚が例えば２０ｍｍから３０ｍｍ程度となっている。なお、このエンジンカバーはカウリングとも称され、例えばその長さが４ｍ程度、径が２ｍ程度の大きさよりなり、内部に航空機のエンジンを収納する。
これに対し、上述したこの種従来例の繊維強化プラスチック製のハニカムコア１を、このようなエンジンカバーとして製品化する場合、もしも最初から肉厚が２０ｍｍから３０ｍｍ程度のものを用いると、所定曲面への加熱成形が困難化する。そこで、肉厚Ａが半分の１０ｍｍから１５ｍｍ程度の内側のハニカムコア１と外側のハニカムコア１とに２分割したものが、まず準備されていた。
そして、このように１０ｍｍから１５ｍｍ程度の薄い肉厚Ａの両ハニカムコア１を、それぞれ所定曲面へと加熱成形した後に、重積，接合することにより、所期の２０ｍｍから３０ｍｍ程度の肉厚のエンジンカバーを得ていた。この種従来例では、曲面成形に際し、このように面倒な２段階成形方式が実施されることが多く、その分、加工コストが嵩むという問題が指摘されていた。
【００１１】
なお、図５の（２）図中、２は、この種従来例の繊維強化プラスチック製のハニカムコア１のセル壁であり、３は、このようなセル壁２にて形成されたセルである。
又、４は、そのセル壁２を構成する繊維基材であり、５は、繊維基材４に付着，含浸，混入等により組み合わされたジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂である。
【００１２】
さて第３に、更にこの種従来例にあっては、耐熱強度にも問題が指摘されていた。つまり、繊維基材４にジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂５を組み合わせた構成よりなる、この種従来例の繊維強化プラスチック製のハニカムコア１は、例えば製品化されたエンジンカバーの使用温度たる常温での機械的強度、そして特に１２０℃から１５０℃程度の温度域での機械的強度が、十分でないという指摘があった。
すなわち、ジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂５にあっては、前述した化１そして化２の化学式中に示されたように、官能基たる両ベンゼン環が、メタン基にて結合されている。そして、このような結合にあっては、ベンゼン環とメタン基間の共役性・２重結合性が一般的に低いことに起因して、ジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂５の機械的強度が十分とは言えず、結局、この種従来例のハニカムコア１自体の耐熱強度に、問題が生じることがあった。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものであって、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂を採用したことにより、第１に、加熱成形性に優れ、第２に、もって加工コスト面に優れ、第３に、機械的強度，耐熱強度も向上し、第４に、しかも簡単容易に製造可能な、繊維強化プラスチック製のハニカムコアを提案することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決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、この請求項１の繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、繊維強化プラスチック製のセル壁にて区画形成された、中空柱状の多数のセルの平面的集合体よりなる。
そして、該セル壁の該繊維強化プラスチックは、繊維基材に、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂が、付着，含浸，混入等により組み合わされた構成よりなること、を特徴とする。
次に、請求項２については次のとおり。すなわち、この請求項２の繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、請求項１に記載した繊維強化プラスチック製のハニカムコアにおいて、該セル壁は、該繊維強化プラスチック製の波板と該繊維強化プラスチック製の平板とが、重積されると共に、相互間が該ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂製の接着剤にて接着されていること、を特徴とする。
【００１５】
本発明は、このようになっているので、次のようになる。すなわち、この繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、セル壁が、繊維基材にジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂を組み合わせた構成の繊維強化プラスチック製よりなる。例えば、このような構成の繊維強化プラスチック製の波板と平板とを、重積すると共に、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂製の接着剤にて、接着してなる。
そして、このように用いられるジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂は、そのベンゼン環がエーテル結合されており、このエーテル結合部分において、屈曲性・自由回転性・柔軟性を備えてなると共に、共役性・２重結合性が高められている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明を、図面に示す発明の実施の形態に基づいて、詳細に説明する。図面は、本発明の実施の形態の説明に供する。
そして、図１は斜視図であり、（１）図は母材シートを、（２）図は切断された母材シートを、（３）図はギヤとラックにて成形される波板を、（４）図はラックとラックにて成形される波板を示す。図２は斜視図であり、（１）図は成形された波板を、（２）図は接着剤が塗布された波板を、（３）図は重積される波板および平板を示す。
図３の（１）図は、得られたハニカムコアの正面図、（２）図は、浴槽に浸漬中のハニカムコアの斜視図である。図４の（１）図は、ハニカムコアの斜視図、（２）図は、温度と引張り強度との関係を示すグラフである。
図５は、曲面への加熱成形方式を示す斜視図であり、（１）図は、本発明の実施の形態の説明に供するもの、（２）図は、この種従来例の説明に供するものである。図６の（１）図は、ハニカムコアの他の例の正面図、（２）図は同ハニカムコアの他の例の斜視図である。
【００１７】
まず、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６について、その製造方法を説明する。この製造方法では、まず図１の（１）図，（２）図に示したように、繊維基材７にジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が、付着，含浸，混入等により組み合わされた構成よりなり、プリプレグ状をなす繊維強化プラスチック製の母材シート９が、準備される。
【００１８】
このような母材シート９について、更に詳述する。まず繊維基材７としては、カーボン繊維，ガラス繊維，ケブラー繊維，セラミック繊維，金属繊維，その他の各種の繊維が考えられ、これらの内から適宜選択使用される。繊維基材７の織り方としては、平織，朱子織，綾織，その他各種の織り方が考えられる。
図示例では、繊維基材７として、太さ３Ｋ（７ミクロンの太さの細糸を３，０００本束ねた繊維）のカーボン繊維を、縦横それぞれ４９２本／ｍになるように平織されたものが、準備される。
ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８は、官能基たる両ベンゼン環が酸素にてエーテル結合されたもの、つまり、ジフェニルエーテル基を有するポリアミドイミド樹脂よりなる。
なお、次の化３は、このジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８の化学式を示す。化４は、この化学式の要部を示し、その屈曲性・自由回転性・柔軟性の説明に供する。化５も、この化学式の要部を示し、その共役性・２重結合性の説明に供する。
【００１９】
【化３】

【００２０】
【化４】

【００２１】
【化５】

【００２２】
そして繊維基材７に、このようなジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が、付着，含浸，混入等のいずれか又は併用により組み合わされ、もって繊維強化プラスチック製の母材シート９とされる。
図示例では、前述したカーボン繊維製の繊維基材７に対し、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が、重量比で４０％の割合で含浸せしめられた、肉厚（板厚）２ｍｍの母材シート９が準備される。
又、この繊維強化プラスチック製の母材シート９は、シート状をなすと共に、硬化前の半硬化状態、つまり柔軟性を備えたプリプレグ状にて準備される。図１の（１）図は、巻かれた状態を示し、図１の（２）図は、シート状にて所定寸法に切断された状態を示す。母材シート９は、このようになっている。
【００２３】
次に、この製造方法では、図１の（３）図，（４）図，図２の（１）図等に示したように、このような母材シート９をコルゲート成形装置１０に供給して、加熱，加圧することにより、波形の凹凸が連続的に折曲形成された波板１１が成形される。
【００２４】
このような波板１１の成形について、更に詳述する。すなわち、前述した工程で準備された半硬化したプリプレグ状をなす繊維強化プラスチック製の母材シート９は、コルゲート成形装置１０に供給される。コルゲート成形装置１０は、例えばギヤ１２やラック１３等の対をなすコルゲート治具を備えてなり、母材シート９を挟み込んで加熱，加圧することにより、繊維強化プラスチック製の波板１１を成形する。
図示例では、まず図１の（３）図に示したように、母材シート９が、コルゲート成形装置１０の下治具たるラック１３上に載せられた後、上治具たるギヤ１２にて加圧されることにより、ラック１３上に張り付けられる。
それから、図１の（４）図に示したように、このように下治具たるラック１３上に張りつけられた母材シート９を介し、同型のラック１３が上治具として載せられた後、加熱することにより波板１１が成形され、事後硬化される。
【００２５】
このように成形された繊維強化プラスチック製の波板１１は、母材シート９製よりなるので、繊維基材７にジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が付着，含浸，混入等により組み合わされた構成よりなり、波形の凹凸が、短手方向に直線的に平行、かつ長手方向に繰り返し連続的に、所定ピッチと高さで折曲形成されてなる。
又、波板１１のこのような波形の凹凸、つまり頂部と底部の断面形状は、図示の台形状（半六角形状）のものが代表的であるが、略三角形状，略四角形状，その他各種形状のものも可能である。
図示例では、肉厚（板厚）２ｍｍで、高さ２．７ｍｍのものが成形される。波板１１は、このように成形される。
【００２６】
さて、この製造方法では、このような波板１１の成形と共に、図２の（３）図中に示した、シート状で平坦な平板１４が成形，硬化，準備される。
この平板１４も、上述した繊維強化プラスチック製の波板１１そして母材シート９と同様、繊維基材７に、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が、付着，含浸，混入等により組み合わされた構成よりなる。勿論、この組み合わせは、付着，含浸，混入等のいずれか、又は併用により行われる。
図示例では、繊維基材７としては、太さ１Ｋ（７ミクロンの太さの細糸を１，０００本束ねた繊維）のカーボン繊維を、縦横それぞれ９０６本／ｍになるように、平織されたものが用いられる。そして、図示例の繊維強化プラスチック製の平板１４は、このようなカーボン繊維製の繊維基材７に対し、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が、重量比で４０％の割合で含浸せしめられてなり、その肉厚（板厚）は２ｍｍに設定される。平板１４は、このように準備される。
【００２７】
それから、この製造方法では、図２の（３）図等に示したように、前述により成形，硬化された繊維強化プラスチック製の波板１１の凹凸の頂部表面や底部裏面に、接着剤１５が塗布される。
すなわち、波板１１については、凹凸の各頂部表面（上面）および各底部裏面（下面）の双方、又はその一方に、接着剤１５が条線状に塗布される。この接着剤１５としては、前述した母材シート９，波板１１，平板１４等で用いられた、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が用いられるが、これによらず一般の接着剤を使用することも可能である。接着剤１５は、このように塗布される。
【００２８】
しかる後、この製造方法では、図２の（３）図，図３の（１）図等に示したように、複数枚の波板１１と平板１４とを、順次交互に積層ブロック状に重積すると共に、その際、各波板１１相互間については、波の半ピッチ分ずつずらせ、各平板１４を介しつつ底部と頂部とが、それぞれ対向する位置関係とする。
【００２９】
このような重積について、更に詳述する。すなわち、前述により成形，硬化され接着剤１５が塗布された繊維強化プラスチック製の波板１１と、成形，硬化された繊維強化プラスチック製の平板１４とは、同寸法に切断された後、複数枚例えば多数枚が、全体的に空間が存した積層ブロック状に、上下に順次交互に重積される。
そして、このような重積に際し、上下相互間の各波板１１については、それぞれ平板１４を介しつつ、波の半ピッチ分ずつ左右にずらされる。もって、上下の各波板１１は、接着剤１５が塗布された底部裏面と頂部表面とが、それぞれ平板１４を介しつつ対向する位置関係で重積される。重積は、このように行われる。
【００３０】
それから、この製造方法では、加熱，加圧することにより、このように重積された繊維強化プラスチック製の各波板１１と各平板１４とが、溶融，硬化した接着剤１５にて、それぞれ接着される。
【００３１】
この製造方法では、このような各工程を辿ることにより、図３の（１）図や図４の（１）図に示したように、順次交互に重積，接着された繊維強化プラスチック製の各波板１１および各平板１４を、セル壁１６とし、セル壁１６にて各々独立空間に区画形成された中空柱状の多数のセル１７の平面的集合体である、繊維強化プラスチック製のハニカムコア６が製造される。
そして、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６において、そのセル壁１６の繊維強化プラスチックは、繊維基材７に、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が、付着，含浸，混入等により組み合わされた構成よりなる。
更に、図３の（１）図や図４の（１）図に示した繊維強化プラスチック製のハニカムコア６において、そのセル壁１６は、このような繊維強化プラスチック製の波板１１と、このような繊維強化プラスチック製の平板１４とが、順次交互に重積されてなると共に、相互間がジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８製の接着剤１５にて、接着されてなる。
【００３２】
さて、このように製造された繊維強化プラスチック製のハニカムコア６については、多くの場合、図３の（２）図に示したように、後処理として、そのセル壁１６の外表面に補強用の樹脂、例えばジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が、付着，含浸される。
【００３３】
このような後処理については、更に詳述する。例えば、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が溶剤と共に溶液状態で貯溜された含浸槽たる浴槽１８中に、上述により製造された繊維強化プラスチック製のハニカムコア６が、浸漬される。もって、そのセル壁１６の外表面、つまり前述した波板１１と平板１４の外表面上に、補強材たるジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が、コーティングにより追加的に付着，含浸せしめられる。
それから、このように付着，含浸が施された繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、浴槽１８から取り出された後、熱風オーブンにて乾燥せしめられ、溶剤が除去される。そして、このような浸漬，乾燥が、必要に応じ複数回繰り返される。
図示例では、前述により製造された繊維強化プラスチック製のハニカムコア６に対し、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が、５０ kgf／ｍ³の割合で含浸される。後処理は、このように行われる。
【００３４】
このように製造されると共に後処理が施された繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、図４の（１）図に示した例では、次の規格よりなる。
すなわち、重さは２４０ kgf／ｍ³であり、セルサイズＢは５．７ｍｍよりなり、肉厚（高さ）Ｃは３０４ｍｍ、幅Ｄは１，２４０ｍｍ、長さＥは８２０ｍｍよりなる。
なお、このように得られた繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、事後の製品化に際し、必要な寸法に切断される。例えばその肉厚Ｃは、更に２０ｍｍから３０ｍｍ程度にスライスされる。図示例の規格は、このようになっている。
【００３５】
ところで、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６のセル壁１６そしてセル１７の断面形状は、図示の台形状のもの（いわゆるバイセクトタイプのもの）が代表的であるが、これによらず、六角形状，略四角形状，略三角形状，その他各種形状のものも可能である。
例えば図６に示したように、セル壁１６そしてセル１７の断面形状が、正六角形状をなすものも可能である。この図６に示した繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、図２，図３，図４の（１）図等に示した例とは異なり、平板１４を介装することなく波板１１のみを、重積，接着してなる。
すなわち、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、繊維基材７にジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８が組み合わされた構成よりなる波板１１が、波の半ピッチ分ずつずらせ、底部と頂部とが対向する位置関係で重積されると共に、相互間が、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８製の接着剤１５にて接着されることにより、製造される。勿論、事後必要に応じ補強のため、前述した後処理が施される。図６のハニカムコア６は、このようになっている。
【００３６】
さて、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、多くの場合、その両開口端面にそれぞれ表面板が接着された、ハニカムサンドイッチパネルとして、使用される。
そして、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６やハニカムサンドイッチパネルは、一般のものと同様に、重量比強度に優れ、軽量であると共に高い剛性・強度を備えてなり、更に、ハニカムコア６は整流効果に優れ、ハニカムサンドイッチパネルは平面精度に優れる、等々の特性が知られており、広く各種の構造材として使用される。
又このハニカムコア６、そしてこれを用いたハニカムサンドイッチパネルは、繊維強化プラスチック製よりなるので、特に軽量性に優れており、更に、図３の（１）図や図４の（１）図等に示したようにそのセル壁１６が波板１１と平板１４からなるバイセクトタイプのものは、特に剛性・強度面に優れている。
そして更に、上述したようにジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８を用いてなるので、製品化時において、２次，３次曲面への加熱成形性や、製品としての使用時において、特に１２０℃から１５０℃程度の温度域での機械的強度、等に優れている。この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６、このようになっている。
【００３７】
本発明は、以上説明したように構成されている。そこで以下のようになる。この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、そのセル壁１６が、繊維基材７にジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８を組み合わせた構成の繊維強化プラスチック製よりなる。例えば、このような構成の繊維強化プラスチック製の波板１１と平板１４とを、重積すると共に、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８製の接着剤１５にて、接着してなる。
そして、このように繊維強化プラスチック製のハニカムコア６のセル壁１６や接着剤１５を構成するジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８は、そのベンゼン環がエーテル結合されている。さてそこで、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６にあっては、次の第１，第２，第３，第４のようになる。
【００３８】
第１に、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、そのセル壁１６が、繊維基材７にジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８を、付着，含浸，混入等により組み合わされた構成よりなり、接着剤１５も、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８製よりなる。
そして、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８にあっては、官能基たる両ベンゼン環が、酸素にて安定的にエーテル結合されている（前述した化３の化学式を参照）。
そして、このように両ベンゼン環がエーテル結合されているので、このエーテル結合部分において、このジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８は、屈曲性・自由回転性・柔軟性を備えている（前述した化４の化学式の要部を参照、特に、前述したこの種従来例のジフェニルメタン型に関する化２と比較対照）。
そこで、このようなジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８を、繊維基材７と組み合わせると共に接着剤１５としても用いてなる、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、２５０℃から３５０℃程度の加熱による２次，３次曲面への加熱成形性に優れている。
【００３９】
第２に、このようにジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８を用いたことにより、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、加熱成形性に優れている。
そこで、例えば図５の（１）図に示したように、比較的厚い肉厚Ｆのものでも、そのまま、所定曲率に加熱成形することができるようになる。
すなわち、図５の（１）図に示した例では、肉厚Ｆが２０ｍｍから３０ｍｍ程度の繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、そのまま、２５０℃から３５０℃程度に加熱しつつ曲げ加工することにより、所定曲率の２次，３次曲面へとスムーズに成形される（前述したこの種従来例に関する図５の（２）図と、比較対照）。
【００４０】
第３に、この繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、そのセル壁１６が、繊維基材７にジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８を、付着，含浸，混入等により組み合わせた構成よりなり、接着剤１５も、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８製よりなる。
そして、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８にあっては、官能基たる両ベンゼン環が、酸素にて安定的にエーテル結合されている（前述した化３の化学式を参照）ので、このようなエーテル結合により、ベンゼン環との間に共役が多く存在している（前述した化５の化学式の要部を参照、特に、前述したこの種従来例のジフェニルメタン型に関する化２と、比較対照）。
このように共役性・２重結合性が高められているので、このジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８、そしてこれを用いてなるこの繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、機械的強度，耐熱強度に優れている。
特に、常温から１２０℃から１５０℃程度の温度域での機械的強度に優れている。
【００４１】
図４の（２）図は、本発明のようにジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８を用いた場合と、この種従来例のようにジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂５を用いた場合とについて、温度と引張り強度との関係を示したグラフである。
すなわち、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８とジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂５とを、それぞれ、カーボン繊維製の繊維基材７に含浸させたものについて、各温度にて徐々に荷重を加えて行くことにより、得られたデータである。
このグラフからも明らかなように、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８を用いた場合は、ジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂５を用いた場合に比し、各温度において切断限界荷重が高く、引張り強度に優れている。
【００４２】
第４に、そしてこの繊維強化プラスチック製のハニカムコア６は、従来より一般的に行われている製造方法、例えばコルゲート法により、簡単容易に製造可能である。
すなわち前述したように、繊維基材７にジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂８を、付着，含浸，混入等により組み合わせてなる、プリプレグ状の繊維強化プラスチック製の母材シート９を、ギヤ１２やラック１３等よりなるコルゲート成形装置１０に供給して、まず、波板１１を成形する。そして、成形された波板１１を、適宜、同繊維強化プラスチック製の平板１４を介装しつつ、順次交互に重積，接着することにより、簡単容易に製造可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、以上説明したように、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂を採用したことにより、次の効果を発揮する。
【００４４】
第１に、加熱成形性に優れている。すなわち、本発明の繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂を用いてなり、このジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂では、官能基たる両ベンゼン環がエーテル結合されている。
そこで、このエーテル結合部分において、ポリアミドイミド樹脂は屈曲性・自由回転性・柔軟性を備えている。つまり、前述したこの種従来例において用いられていたジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂に比べ、このジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂は、はるかに優れた屈曲性・自由回転性・柔軟性を備えている。
【００４５】
そこで、このようなジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂を採用した本発明の繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、前述したこの種従来例に比し、２５０℃から３５０℃程度の加熱による２次，３次曲面への加熱成形性に優れており、成形性・賦形性が向上してなる。
そこで、この繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、例えば、高出力化が進むと共に形状が複雑化し、厳しい曲率半径のものが採用される最近の新型エンジンについて、その略円筒形のエンジンカバーとして、製品化が容易に可能である。つまり、肉厚をより厚くすることが可能であると同時に、厳しい曲率半径の複雑な形状の要求に、十分対応可能である。
【００４６】
第２に、もって加工コスト面にも優れている。すなわち、本発明の繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、上述したように、加熱成形性に優れており、成形性・賦形性が向上してなる。
そこで、比較的厚い肉厚のものでも、そのまま、所定曲率に加熱成形することができるようになる。前述したこの種従来例の繊維強化プラスチック製のハニカムコアのように、内外に肉厚をわざわざ半分に分割したものを準備し、これをそれぞれ所定曲率に加熱成形して重積，接合する、面倒な２段階成形方式を実施する必要はない。
すなわち、本発明の繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、例えば、肉厚が２０ｍｍから３０ｍｍ程度の略円筒形のエンジンカバーとして製品化する場合、最初から肉厚が２０ｍｍから３０ｍｍのものを用い、これをそのまま直接、所定曲率に加熱成形することができる。
このように、この繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、その加工費が大幅に低減される等、加工コスト面に優れている。
【００４７】
第３に、機械的強度，耐熱強度も向上する。すなわち、本発明の繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂を用いてなり、このジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂では、官能基たる両ベンゼン環がエーテル結合されている。
そして、このようなエーテル結合により、共役性・２重結合性が高められており、もって、このジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂そしてハニカムコアは、機械的強度，耐熱強度に優れている。
そこで、この本発明に係る繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、例えば、エンジンカバーとして製品化した場合において、その使用温度たる常温、そして特に１２０℃から１５０℃程度の温度域での機械的強度，耐熱強度に優れている。
【００４８】
第４に、しかも簡単容易に製造可能である。すなわち、本発明の繊維強化プラスチック製のハニカムコアは、従来より一般的に行われている製造方法により、簡単容易に製造可能である。
すなわち、繊維基材にジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂を組み合わせてなる繊維強化プラスチック製の母材シートを、波板に成形し、適宜、同繊維強化プラスチック製の平板を介装しつつ、重積，接着することにより、簡単容易に、製造コスト面に優れつつ製造可能である。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、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】本発明に係る繊維強化プラスチック製のハニカムコアについて、発明の実施の形態の説明に供する斜視図であり、（１）図は、母材シートを、（２）図は、切断された母材シートを、（３）図は、ギヤとラックにて成形される波板を、（４）図は、ラックとラックにて成形される波板を示す。
【図２】本発明の実施の形態の説明に供する斜視図であり、（１）図は、成形された波板を、（２）図は、接着剤が塗布された波板を、（３）図は、重積される波板および平板を示す。
【図３】本発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、得られたハニカムコアの正面図、（２）図は、浴槽に浸漬中のハニカムコアの斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、ハニカムコアの斜視図、（２）図は、温度と引張り強度との関係を示すグラフである。
【図５】曲面への加熱成形方式を示す斜視図であり、（１）図は、本発明の実施の形態の説明に供するもの、（２）図は、この種従来例の説明に供するものである。
【図６】本発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、ハニカムコアの他の例の正面図、（２）図は、同ハニカムコアの他の例の斜視図である。
【符号の説明】
１ハニカムコア（従来例のもの）
２セル壁
３セル
４繊維基材
５ジフェニルメタン型のポリアミドイミド樹脂
６ハニカムコア（本発明のもの）
７繊維基材
８ジフェニルエーテル型のポリアミドイミド樹脂
９母材シート
１０コルゲート成形装置
１１波板
１２ギヤ
１３ラック
１４平板
１５接着剤
１６セル壁
１７セル
１８浴槽
Ａ肉厚
Ｂセルサイズ
Ｃ肉厚
Ｄ幅
Ｅ長さ
Ｆ肉厚[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a honeycomb core made of fiber reinforced plastic. That is, the present invention relates to a honeycomb core made of fiber reinforced plastic (FRP) in which a polyamideimide resin is combined with a fiber base material.
[0002]
[Prior art]
A honeycomb core is a flat aggregate of a large number of hollow columnar cells partitioned by cell walls, and has the characteristics of excellent weight ratio strength, but the honeycomb core made of fiber reinforced plastic is particularly lightweight. Excellent in properties.
And about such a honeycomb core made of fiber reinforced plastic, at the time of commercialization, heat formability to secondary and tertiary curved surfaces by heating at about 250 ° C. to 350 ° C. is required, and as a product When mechanical strength in a temperature range of about 120 ° C. to 150 ° C. is required during use, the fiber base material is composed of a polyamide imide resin combined to satisfy both of these requirements. Conventionally, a honeycomb core made of fiber reinforced plastic has been used. As the polyamideimide resin, a diphenylmethane type has been conventionally used.
[0003]
For example, when a honeycomb core is commercialized as a substantially cylindrical engine cover for an aircraft, both such heat formability and mechanical strength are required, and therefore, it has characteristics corresponding to both of these requirements. A honeycomb core made of fiber reinforced plastic having a structure in which diphenylmethane type polyamideimide resin is combined by adhesion, impregnation, mixing and the like is used on the fiber base.
Such a honeycomb core made of fiber reinforced plastic has a cell wall made of a corrugated plate in which a diphenylmethane type polyamideimide resin is combined with a fiber base material, and a diphenylmethane type polyamideimide resin in combination with a fiber base material. A so-called bisecting type cell wall, in which the cell walls made of a flat plate are alternately stacked and bonded one after another, and is particularly excellent in rigidity and strength, has been widely used.
[0004]
The following chemical formula 1 shows the chemical formula of the above-mentioned diphenylmethane type polyamideimide resin, and chemical formula 2 shows the main part thereof.
[0005]
[Chemical 1]

[0006]
[Chemical formula 2]

[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a conventional example, the following problems have been pointed out. First of all, problems have been pointed out in thermoformability.
For example, aircraft engines are required to have high output and low fuel consumption as the size of the aircraft increases and flight performance improves, and the design, development, and manufacture of new engines have recently been urgently required. The recent new engine has higher output than the conventional engine, and has a complicated shape and a severe curvature radius.
Therefore, a honeycomb core to be commercialized as a substantially cylindrical engine cover of such a new engine is required to have a thicker wall, and at the same time, more severe thermoformability is required at the time of commercialization. It has been requested. In addition, a honeycomb core made of a fiber reinforced plastic, which has been used in the past, is composed of a combination of a fiber base material and a diphenylmethane type polyamideimide resin. The problem was pointed out.
[0008]
That is, in the diphenylmethane type polyimide resin, as shown in the chemical formulas of Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2 described above, both benzene rings as functional groups are bonded with a methane group. Thus, since both benzene rings are bonded by a methane group, in this part, the polyamideimide resin is limited in its flexibility, free rotation and flexibility, and has a limit.
Therefore, a honeycomb core made of a fiber reinforced plastic of this type of conventional example composed of a combination of a fiber base material such as carbon and a diphenylmethane type polyamideimide resin has secondary and tertiary heating by heating at about 250 ° C. to 350 ° C. It was pointed out that the heat moldability to a curved surface was not sufficient. As described above, this type of conventional example has a difficulty in formability and formability.
[0009]
Secondly, a related problem has been pointed out in terms of processing cost. In other words, this type of conventional fiber reinforced plastic honeycomb core composed of a fiber base material combined with a diphenylmethane-type polyamide-imide resin has insufficient heat moldability and thus has good moldability and shapeability. There were difficulties. Therefore, in the case of curved surface formation by heating, a product that bothered the wall thickness in half was prepared, and a two-stage molding method using this was often implemented.
[0010]
FIG. 5B is a perspective view for explaining such a two-stage molding method. As described above, recent aircraft engines tend to have higher output, and the thickness of the substantially cylindrical engine cover is about 20 mm to 30 mm, for example. The engine cover is also referred to as a cowling. For example, the engine cover has a length of about 4 m and a diameter of about 2 m, and accommodates an aircraft engine therein.
On the other hand, when the above-described conventional honeycomb core 1 made of fiber reinforced plastic is commercialized as such an engine cover, if a wall having a thickness of about 20 mm to 30 mm is used from the beginning, a predetermined curved surface is used. This makes it difficult to heat-form. In view of this, firstly, a half-thickness A having a thickness of about 10 mm to 15 mm divided into an inner honeycomb core 1 and an outer honeycomb core 1 was prepared.
The two honeycomb cores 1 having a thin wall thickness A of about 10 mm to 15 mm are heat-formed into predetermined curved surfaces, and then stacked and joined to form a desired wall thickness of about 20 mm to 30 mm. I got an engine cover. In this type of conventional example, such a troublesome two-step molding method is often carried out when forming a curved surface, and there has been a problem that the processing cost increases accordingly.
[0011]
In FIG. 5 (2), reference numeral 2 denotes a cell wall of the honeycomb core 1 made of fiber reinforced plastic of this type of conventional example, and 3 denotes a cell formed by such a cell wall 2. .
Reference numeral 4 denotes a fiber base material constituting the cell wall 2, and reference numeral 5 denotes a diphenylmethane type polyamideimide resin combined with the fiber base material 4 by adhesion, impregnation, mixing, or the like.
[0012]
Now, thirdly, in this type of conventional example, a problem is also pointed out in the heat resistance strength. That is, a honeycomb core 1 made of a fiber reinforced plastic of this type of conventional example composed of a combination of a fiber base material 4 and a diphenylmethane type polyamideimide resin 5 is, for example, at room temperature, which is the operating temperature of a commercial engine cover. It was pointed out that the mechanical strength, and particularly the mechanical strength in the temperature range of about 120 ° C. to 150 ° C., is not sufficient.
That is, in the diphenylmethane-type polyamideimide resin 5, as shown in the chemical formulas of Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2 described above, both benzene rings as functional groups are bonded with a methane group. In such a bond, the mechanical strength of the diphenylmethane-type polyamideimide resin 5 is sufficient due to the generally low conjugation / double bond between the benzene ring and the methane group. In the end, there was a problem in the heat resistance strength of the honeycomb core 1 itself of this type of conventional example.
[0013]
In view of such circumstances, the present invention has been made to solve the problems of the above-described conventional examples. By adopting a diphenyl ether type polyamideimide resin, firstly, it has excellent heat moldability, Secondly, the purpose is to propose a honeycomb core made of fiber reinforced plastic, which is excellent in processing cost, thirdly, improved in mechanical strength and heat resistance strength, and fourth, which can be easily and easily manufactured. To do.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The technical means of the present invention for solving such a problem is as follows. First, claim 1 is as follows. That is, the honeycomb core made of fiber reinforced plastic according to claim 1 is composed of a planar aggregate of a large number of hollow columnar cells, which are partitioned by cell walls made of fiber reinforced plastic.
The fiber reinforced plastic of the cell wall is characterized by comprising a structure in which a diphenyl ether type polyamideimide resin is combined with a fiber base material by adhesion, impregnation, mixing, or the like.
Next, claim 2 is as follows. That is, the honeycomb core made of fiber reinforced plastic according to claim 2 is the honeycomb core made of fiber reinforced plastic according to claim 1, wherein the cell wall includes the corrugated plate made of fiber reinforced plastic and the fiber reinforced plastic. The flat plates are stacked and bonded to each other with an adhesive made of the diphenyl ether type polyamideimide resin.
[0015]
Since the present invention is configured as described above, it is as follows. In other words, the honeycomb core made of fiber reinforced plastic is made of fiber reinforced plastic having a structure in which a cell wall is combined with a diphenyl ether type polyamideimide resin on a fiber base material. For example, the fiber reinforced plastic corrugated plate and the flat plate having such a structure are stacked and bonded with an adhesive made of a diphenyl ether type polyamide imide resin.
The diphenyl ether type polyamideimide resin used in this way has its benzene ring ether-bonded, and the ether-bonded portion is provided with flexibility, free rotation and flexibility, and conjugate / Heavy bondability is enhanced.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments of the invention shown in the drawings. The drawings serve to explain the embodiments of the present invention.
FIG. 1 is a perspective view, (1) a base material sheet, (2) a cut base material sheet, (3) a corrugated sheet formed by a gear and a rack, (4) The figure shows a rack and a corrugated sheet formed by the rack. 2 is a perspective view, (1) the figure shows the molded corrugated sheet, (2) the figure shows the corrugated sheet coated with adhesive, and (3) the figure shows the corrugated sheet and flat plate that are stacked. .
FIG. 3A is a front view of the obtained honeycomb core, and FIG. 3B is a perspective view of the honeycomb core being immersed in a bathtub. 4A is a perspective view of the honeycomb core, and FIG. 4B is a graph showing a relationship between temperature and tensile strength.
FIG. 5 is a perspective view showing a method of heat-forming a curved surface, (1) FIG. 5 is used for explaining the embodiment of the present invention, and (2) FIG. 5 is used for explaining this type of conventional example. It is. FIG. 6A is a front view of another example of the honeycomb core, and FIG. 6B is a perspective view of another example of the honeycomb core.
[0017]
First, a method for manufacturing the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic will be described. In this manufacturing method, first, as shown in FIGS. 1 (1) and (2), a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 is combined with a fiber base material 7 by adhesion, impregnation, mixing, etc. Thus, a base material sheet 9 made of fiber reinforced plastic having a prepreg shape is prepared.
[0018]
Such a base material sheet 9 will be further described in detail. First, as the fiber base material 7, carbon fiber, glass fiber, Kevlar fiber, ceramic fiber, metal fiber, and other various fibers can be considered, and these are appropriately selected and used. As the weaving method of the fiber base material 7, plain weaving, satin weaving, twill weaving, and other various weaving methods are conceivable.
In the illustrated example, carbon fiber having a thickness of 3K (a fiber in which 3,000 fine yarns having a thickness of 7 microns are bundled) is plain-woven so as to be 492 / m in both the vertical and horizontal directions. Will be prepared.
The diphenyl ether type polyamide-imide resin 8 is composed of a functional group in which both benzene rings are ether-bonded with oxygen, that is, a polyamide-imide resin having a diphenyl ether group.
The following chemical formula 3 shows the chemical formula of the diphenyl ether type polyamideimide resin 8. Chemical formula 4 shows the main part of this chemical formula and is used to explain its flexibility, free rotation and flexibility. Chemical formula 5 also shows the main part of this chemical formula and is used to explain its conjugation and double bonding properties.
[0019]
[Chemical 3]

[0020]
[Formula 4]

[0021]
[Chemical formula 5]

[0022]
Then, such a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 is combined with the fiber base material 7 by any one of adhesion, impregnation, mixing, or the like, or a combination thereof, thereby forming a base material sheet 9 made of fiber reinforced plastic.
In the illustrated example, a base material sheet having a thickness (plate thickness) of 2 mm, in which the above-described carbon fiber fiber base material 7 is impregnated with a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 at a ratio of 40% by weight. 9 is prepared.
The base material sheet 9 made of fiber reinforced plastic has a sheet shape and is prepared in a semi-cured state before curing, that is, in a prepreg shape having flexibility. FIG. 1 (1) shows a rolled state, and FIG. 1 (2) shows a sheet cut into a predetermined size. The base material sheet 9 is as described above.
[0023]
Next, in this manufacturing method, such a base material sheet 9 is supplied to a corrugating apparatus 10 as shown in FIGS. 1 (3), 4 (4), 2 (1), and the like. Then, by heating and pressurizing, the corrugated sheet 11 in which the corrugated irregularities are continuously bent is formed.
[0024]
The forming of the corrugated sheet 11 will be described in further detail. That is, the base material sheet 9 made of fiber-reinforced plastic having a semi-cured prepreg shape prepared in the above-described process is supplied to the corrugated molding apparatus 10. The corrugating apparatus 10 includes a corrugating jig that forms a pair such as a gear 12 and a rack 13. The corrugating apparatus 10 forms a corrugated sheet 11 made of fiber reinforced plastic by sandwiching a base material sheet 9 and heating and pressing it. .
In the illustrated example, first, as shown in FIG. 1 (3), after the base material sheet 9 is placed on the rack 13 which is the lower jig of the corrugating apparatus 10, the gear 12 which is the upper jig is used. By being pressurized, it is stuck on the rack 13.
Then, as shown in FIG. 1 (4), after the rack 13 of the same type is placed as the upper jig through the base material sheet 9 stuck on the rack 13 as the lower jig as described above, By heating, the corrugated sheet 11 is formed and post-cured.
[0025]
Since the corrugated sheet 11 made of fiber-reinforced plastic is made of the base material sheet 9, the fiber base material 7 is combined with the diphenyl ether type polyamideimide resin 8 by adhering, impregnating, mixing, or the like. Thus, the corrugated irregularities are formed to be bent at a predetermined pitch and height in a straight line parallel to the short side direction and repeatedly continuously in the long side direction.
The corrugated plate 11 has such a corrugated unevenness, that is, the cross-sectional shape of the top and bottom is typically the trapezoidal shape (semi-hexagonal shape) shown in FIG. Shapes are also possible.
In the example of illustration, a thing with a thickness (plate thickness) of 2 mm and a height of 2.7 mm is formed. The corrugated plate 11 is formed in this way.
[0026]
Now, in this manufacturing method, the sheet-like flat plate 14 shown in FIG. 2 (3) is formed, cured, and prepared together with the formation of the corrugated sheet 11.
This flat plate 14 also has a structure in which a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 is combined with a fiber base material 7 by adhesion, impregnation, mixing, etc., in the same manner as the above-described corrugated plate 11 and base material sheet 9 made of fiber reinforced plastic. Become. Of course, this combination is performed by any one of adhesion, impregnation, mixing, or the like.
In the illustrated example, the fiber base material 7 is plain-woven with carbon fibers having a thickness of 1K (fibers obtained by bundling 1,000 fine yarns having a thickness of 7 microns) so that the length and width are 906 / m. Is used. The flat plate 14 made of fiber reinforced plastic in the illustrated example is made by impregnating the carbon fiber fiber base material 7 with a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 at a ratio of 40% by weight. The thickness (plate thickness) is set to 2 mm. The flat plate 14 is prepared in this way.
[0027]
Then, in this manufacturing method, as shown in FIG. 2 (3) and the like, the adhesive 15 is applied to the top and bottom surfaces of the concave and convex portions of the corrugated sheet 11 made of fiber reinforced plastic that has been molded and cured as described above. Applied.
That is, about the corrugated sheet 11, the adhesive agent 15 is apply | coated to the both sides of each top part surface (upper surface) and each bottom part back surface (lower surface) of an unevenness | corrugation in the shape of a line. As this adhesive 15, diphenyl ether type polyamide-imide resin 8 used in the base material sheet 9, corrugated plate 11, flat plate 14 and the like is used, but a general adhesive is used regardless of this. Is also possible. The adhesive 15 is applied in this way.
[0028]
Thereafter, in this manufacturing method, as shown in FIG. 2 (3), FIG. 3 (1), and the like, a plurality of corrugated plates 11 and flat plates 14 are stacked one after another in a stacked block shape. At the same time, the corrugated plates 11 are shifted by a half pitch of the wave so that the bottom portion and the top portion face each other through the flat plates 14.
[0029]
Such an accumulation will be described in further detail. That is, the corrugated plate 11 made of fiber reinforced plastic formed and cured as described above and coated with the adhesive 15 and the flat plate 14 made of fiber reinforced plastic molded and cured are cut into the same size and then a plurality of sheets. For example, a large number of sheets are stacked one after the other in a stacked block shape having a space as a whole.
In such an accumulation, the corrugated plates 11 between the upper and lower sides are shifted to the left and right by a half pitch of the wave through the flat plate 14, respectively. Accordingly, the upper and lower corrugated plates 11 are stacked in such a positional relationship that the bottom surface and the top surface to which the adhesive 15 is applied are opposed to each other with the flat plate 14 interposed therebetween. Stacking is performed in this way.
[0030]
Then, in this manufacturing method, each corrugated sheet 11 made of fiber-reinforced plastic and each flat sheet 14 stacked in this manner are bonded to each other by a melted and cured adhesive 15 by heating and pressing. The
[0031]
In this manufacturing method, by following each of these steps, as shown in FIG. 3 (1) and FIG. 4 (1), a fiber-reinforced plastic made by stacking and bonding alternately and sequentially. Each corrugated plate 11 and each flat plate 14 are cell walls 16, and a honeycomb core made of fiber reinforced plastic, which is a planar assembly of a large number of hollow columnar cells 17 partitioned into independent spaces by the cell walls 16. 6 is manufactured.
In the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic, the fiber reinforced plastic of the cell wall 16 has a structure in which a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 is combined with the fiber base material 7 by adhesion, impregnation, mixing, or the like. Become.
Furthermore, in the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic shown in FIG. 3 (1) and FIG. 4 (1), the cell wall 16 includes the corrugated plate 11 made of fiber reinforced plastic, Such flat plates 14 made of fiber reinforced plastic are alternately stacked one on top of the other and are bonded together with an adhesive 15 made of diphenyl ether type polyamideimide resin 8.
[0032]
Now, in many cases, the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic manufactured in this way is used for reinforcement on the outer surface of the cell wall 16 as a post-treatment as shown in FIG. A resin such as diphenyl ether type polyamideimide resin 8 is adhered and impregnated.
[0033]
Such post-processing will be further described in detail. For example, the honeycomb core 6 made of the fiber reinforced plastic manufactured as described above is immersed in a bath 18 which is an impregnation tank in which diphenyl ether type polyamideimide resin 8 is stored in a solution state together with a solvent. Accordingly, a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 as a reinforcing material is additionally adhered and impregnated on the outer surface of the cell wall 16, that is, the outer surfaces of the corrugated plate 11 and the flat plate 14 described above.
Then, the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic thus attached and impregnated is taken out of the bathtub 18 and then dried in a hot air oven to remove the solvent. And such immersion and drying are repeated several times as needed.
In the illustrated example, a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 is 50 kgf / m on the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic manufactured as described above. ^Three Impregnated at a ratio of Post-processing is performed in this way.
[0034]
The honeycomb core 6 made of fiber-reinforced plastic that has been manufactured in this way and subjected to post-processing has the following standard in the example shown in FIG. 4 (1).
That is, the weight is 240 kgf / m ^Three The cell size B is 5.7 mm, the wall thickness (height) C is 304 mm, the width D is 1,240 mm, and the length E is 820 mm.
Note that the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic thus obtained is cut into a required dimension when the product is subsequently manufactured. For example, the thickness C is further sliced to about 20 mm to 30 mm. The standard in the illustrated example is as follows.
[0035]
By the way, the cross-sectional shape of the cell wall 16 and the cell 17 of the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic is typically the trapezoidal shape shown in the figure (so-called bisecting type). A shape, a substantially square shape, a substantially triangular shape, and other various shapes are also possible.
For example, as shown in FIG. 6, the cell wall 16 and the cell 17 may have a regular hexagonal cross section. The honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic shown in FIG. 6 is different from the example shown in FIGS. 2, 3, 4 (1) and the like only in the corrugated plate 11 without interposing a flat plate 14. Are stacked and bonded.
That is, in the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic, a corrugated plate 11 having a structure in which a fiber base material 7 is combined with a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 is shifted by a half pitch of the wave so that the bottom and the top are separated. While being stacked in the opposing positional relationship, they are manufactured by being bonded together with an adhesive 15 made of diphenyl ether type polyamideimide resin 8. Of course, the post-treatment described above is applied for reinforcement as required after the fact. The honeycomb core 6 in FIG. 6 is as described above.
[0036]
The honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic is often used as a honeycomb sandwich panel in which surface plates are bonded to both opening end faces.
The honeycomb core 6 and the honeycomb sandwich panel made of fiber reinforced plastic are excellent in weight ratio strength, light weight and high rigidity / strength, as in general, and the honeycomb core 6 is rectified. The honeycomb sandwich panel is known for its excellent effects, such as excellent planar accuracy, and is widely used as various structural materials.
Further, the honeycomb core 6 and the honeycomb sandwich panel using the honeycomb core 6 are made of fiber reinforced plastic, and thus are particularly excellent in light weight. Further, FIG. 3 (1), FIG. 4 (1), etc. As shown in FIG. 5, the bisecting type in which the cell wall 16 is composed of the corrugated plate 11 and the flat plate 14 is particularly excellent in rigidity and strength.
Further, as described above, since the diphenyl ether type polyamideimide resin 8 is used, the heat formability to the second and third curved surfaces at the time of commercialization and the use from 120 ° C. to 150 ° C. at the time of use as a product. Excellent mechanical strength in the temperature range of about ℃. This honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic is like this.
[0037]
The present invention is configured as described above. Then, it becomes as follows. The honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic has a cell wall 16 made of fiber reinforced plastic having a structure in which a fiber substrate 7 is combined with a diphenyl ether type polyamideimide resin 8. For example, the corrugated plate 11 and the flat plate 14 made of fiber reinforced plastic having such a structure are stacked and bonded together with an adhesive 15 made of a diphenyl ether type polyamideimide resin 8.
The diphenyl ether-type polyamideimide resin 8 constituting the cell wall 16 and the adhesive 15 of the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic has ether bonds to the benzene rings. Now, in the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic, the following first, second, third and fourth are obtained.
[0038]
First, the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic has a structure in which the cell wall 16 is formed by combining a fiber base material 7 with diphenyl ether type polyamideimide resin 8 by adhesion, impregnation, mixing, etc. The agent 15 is also made of a diphenyl ether type polyamideimide resin 8.
In the diphenyl ether-type polyamideimide resin 8, both benzene rings as functional groups are stably ether-bonded with oxygen (see the chemical formula of Chemical Formula 3 described above).
Since both benzene rings are ether-bonded in this way, the diphenyl ether-type polyamideimide resin 8 has flexibility, free rotation, and flexibility in the ether-bonded portion (the above-mentioned chemical formula 4). In particular, the chemical formula of ## STR2 ## is compared with the chemical formula 2 relating to the diphenylmethane type of the conventional example of this type as described above.
Therefore, the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic, which is obtained by combining such a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 with the fiber base material 7 and also as the adhesive 15, is heated by about 250 ° C. to 350 ° C. Excellent heat formability to secondary and tertiary curved surfaces.
[0039]
Secondly, by using the diphenyl ether type polyamideimide resin 8 in this way, the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic is excellent in heat moldability.
Therefore, for example, as shown in FIG. 5 (1), even a relatively thick wall F can be directly heat-formed to a predetermined curvature.
That is, in the example shown in FIG. 5 (1), the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic having a wall thickness F of about 20 mm to 30 mm is bent as it is while being heated at about 250 ° C. to about 350 ° C. Thus, it is smoothly formed into secondary and tertiary curved surfaces with a predetermined curvature (comparative contrast with FIG. 5 (2) regarding this type of conventional example).
[0040]
Thirdly, the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic has a structure in which the cell wall 16 is formed by combining the fiber base material 7 with diphenyl ether type polyamideimide resin 8 by adhesion, impregnation, mixing, etc. 15 is also made of a diphenyl ether type polyamideimide resin 8.
In the diphenyl ether type polyamideimide resin 8, both benzene rings as functional groups are stably ether-bonded with oxygen (see the chemical formula of Chemical Formula 3 described above). Thus, there is a lot of conjugation with the benzene ring (see the main part of the chemical formula of the chemical formula 5 described above, in particular, the chemical formula 2 relating to the diphenylmethane type of this kind of conventional example and the comparison).
Since the conjugation property and the double bond property are enhanced as described above, the diphenyl ether type polyamideimide resin 8 and the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic using the same have high mechanical strength and heat resistance. Are better.
In particular, it has excellent mechanical strength in a temperature range from room temperature to about 120 ° C to 150 ° C.
[0041]
FIG. 4 (2) shows the temperature and the temperature for the case of using the diphenyl ether type polyamideimide resin 8 as in the present invention and the case of using the diphenylmethane type polyamideimide resin 5 as in this conventional example. It is the graph which showed the relationship with tensile strength.
That is, by gradually applying a load at each temperature for the carbon fiber fiber base material 7 impregnated with the diphenyl ether type polyamideimide resin 8 and the diphenylmethane type polyamideimide resin 5 respectively. This is the data obtained.
As is apparent from this graph, when the diphenyl ether type polyamideimide resin 8 is used, the cutting limit load is higher at each temperature and the tensile strength is excellent compared to when the diphenylmethane type polyamideimide resin 5 is used. ing.
[0042]
Fourthly, the honeycomb core 6 made of fiber reinforced plastic can be easily and easily manufactured by a manufacturing method generally used conventionally, for example, a corrugated method.
That is, as described above, a base material sheet 9 made of prepreg-like fiber reinforced plastic, which is formed by combining a fiber base material 7 with a diphenyl ether type polyamideimide resin 8 by adhesion, impregnation, mixing, etc., a gear 12 or a rack 13. First, the corrugated sheet 11 is formed. The molded corrugated sheet 11 can be easily and easily manufactured by stacking and adhering one after another while interposing the flat plate 14 made of the same fiber reinforced plastic as appropriate.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the honeycomb core made of fiber reinforced plastic according to the present invention employs the diphenyl ether type polyamide imide resin, and thus exhibits the following effects.
[0044]
First, it is excellent in heat moldability. That is, the fiber-reinforced plastic honeycomb core of the present invention uses a diphenyl ether type polyamideimide resin, and both dibenzene ether type polyamideimide resins are ether-bonded to both benzene rings as functional groups.
Therefore, in this ether bond portion, the polyamideimide resin has flexibility, free rotation and flexibility. That is, compared with the diphenylmethane type polyamideimide resin used in the above-described conventional example, this diphenyl ether type polyamideimide resin has far superior flexibility, free rotation and flexibility.
[0045]
Therefore, the honeycomb core made of the fiber reinforced plastic of the present invention using such a diphenyl ether type polyamideimide resin is secondary and tertiary by heating at about 250 to 350 ° C. as compared with the above-described conventional example. It is excellent in heat moldability to a curved surface and is improved in moldability and shapeability.
Therefore, this honeycomb core made of fiber reinforced plastic, for example, as a substantially cylindrical engine cover for a recent new engine in which the shape becomes complicated as the output increases and the strict curvature radius is adopted is a product. Can be easily realized. That is, it is possible to make the wall thickness thicker, and at the same time, it can sufficiently meet the demand for a complicated shape having a severe curvature radius.
[0046]
Secondly, it is excellent in processing cost. That is, as described above, the honeycomb core made of fiber reinforced plastic according to the present invention is excellent in heat moldability and has improved moldability and formability.
Therefore, even a relatively thick wall can be directly heat-formed to a predetermined curvature. Like the honeycomb core made of fiber reinforced plastic of this kind of conventional example described above, it is prepared to divide the wall thickness into half inside and outside, and heat-mold them to a predetermined curvature, and stack and join them. It is not necessary to implement a two-stage molding method.
That is, the honeycomb core made of the fiber reinforced plastic according to the present invention has a wall thickness of 20 mm to 30 mm from the beginning when being manufactured as a substantially cylindrical engine cover having a wall thickness of about 20 mm to 30 mm. Can be directly heat-formed to a predetermined curvature.
As described above, the honeycomb core made of fiber reinforced plastic is excellent in processing cost, such as a significant reduction in processing cost.
[0047]
Third, mechanical strength and heat resistance strength are also improved. That is, the honeycomb core made of the fiber reinforced plastic of the present invention uses a diphenyl ether type polyamide imide resin, and both diene ether type polyamide imide resins are ether-bonded to both benzene rings as functional groups.
Such ether bond enhances the conjugation property and double bond property, and thus the diphenyl ether type polyamideimide resin and the honeycomb core are excellent in mechanical strength and heat resistance strength.
Accordingly, the honeycomb core made of fiber reinforced plastic according to the present invention, for example, when commercialized as an engine cover, has a mechanical strength at a normal temperature as its use temperature, and particularly in a temperature range of about 120 ° C. to 150 ° C., Excellent heat resistance.
[0048]
Fourth, it can be easily and easily manufactured. That is, the honeycomb core made of the fiber reinforced plastic according to the present invention can be easily and easily manufactured by a manufacturing method generally performed conventionally.
That is, a fiber reinforced plastic base material sheet formed by combining a fiber base material with a diphenyl ether type polyamide-imide resin is formed into a corrugated sheet, and, while appropriately interposing the fiber reinforced plastic plate, By bonding, it can be manufactured easily and easily while being excellent in manufacturing cost.
As described above, the effects exerted by the present invention are remarkably large, such as all the problems existing in this type of conventional example are solved.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view for explaining the embodiment of the invention about a honeycomb core made of fiber reinforced plastic according to the present invention, (1) FIG. 1 shows a base material sheet, (2) FIG. (3) FIG. 4 shows a corrugated sheet formed by a gear and a rack, and FIG. 4 (4) shows a corrugated sheet formed by the rack and the rack.
FIG. 2 is a perspective view for explaining an embodiment of the present invention. (1) FIG. 2 shows a molded corrugated sheet, (2) FIG. 2 shows a corrugated sheet coated with an adhesive (3 The figure shows the corrugated and flat plates that are stacked.
3A and 3B are explanatory views of an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a front view of the obtained honeycomb core, and FIG. 2B is a perspective view of the honeycomb core being immersed in a bathtub.
4 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention, in which (1) is a perspective view of a honeycomb core, and (2) is a graph showing a relationship between temperature and tensile strength. FIG.
FIGS. 5A and 5B are perspective views showing a heat molding method for a curved surface. FIG. 5A is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a diagram for explaining a conventional example of this type. It is.
6A and 6B are explanatory views of an embodiment of the present invention. FIG. 6A is a front view of another example of the honeycomb core, and FIG. 6B is a perspective view of the other example of the honeycomb core.
[Explanation of symbols]
1 Honeycomb core (conventional example)
2 cell walls
3 cells
4 Fiber substrate
5 Polyphenylimide resin of diphenylmethane type
6 Honeycomb core (invention)
7 Fiber substrate
8 Polyphenylimide resin of diphenyl ether type
9 Base material sheet
10 Corrugated molding equipment
11 Corrugated sheet
12 Gear
13 racks
14 flat plate
15 Adhesive
16 cell wall
17 cells
18 Bathtub
A thickness
B cell size
C thickness
D width
E length
F thickness

Claims

A honeycomb core made of a fiber reinforced plastic made of a planar assembly of a large number of hollow columnar cells partitioned by cell walls made of fiber reinforced plastic,
A honeycomb core made of fiber reinforced plastic, characterized in that the fiber reinforced plastic of the cell wall has a structure in which a diphenyl ether type polyamideimide resin is combined with a fiber base material by adhesion, impregnation, mixing and the like.

In the honeycomb core made of fiber reinforced plastic according to claim 1,
The cell wall is formed by stacking the fiber reinforced plastic corrugated plate and the fiber reinforced plastic flat plate, and the diphenyl ether type polyamide-imide resin adhesive is bonded to each other. A honeycomb core made of fiber reinforced plastic.