JP6326738B2 - ハニカムサンドイッチ構造体及びハニカムサンドイッチ構造体の製造方法 - Google Patents
ハニカムサンドイッチ構造体及びハニカムサンドイッチ構造体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6326738B2 JP6326738B2 JP2013175796A JP2013175796A JP6326738B2 JP 6326738 B2 JP6326738 B2 JP 6326738B2 JP 2013175796 A JP2013175796 A JP 2013175796A JP 2013175796 A JP2013175796 A JP 2013175796A JP 6326738 B2 JP6326738 B2 JP 6326738B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- sheet
- reinforced plastic
- sandwich structure
- super engineering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
[2]前記強化繊維シートは、無機繊維を含み、前記不織布シートに含まれる熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は40μm以下であり、かつ前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は前記無機繊維の繊維径の5倍以下であることを特徴とする[1]に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[3]前記繊維強化プラスチック成形体用シートのJAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法No.5−2に規定される透気度が250秒以下であることを特徴とする[1]又は[2]に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[4]前記繊維強化プラスチック板は、前記強化繊維シートの両面に前記不織布シートを貼合した繊維強化プラスチック成形体用シートを加熱加圧成形することにより形成されたものであることを特徴とする[1]〜[3]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[5]前記繊維強化プラスチック板は、前記ハニカムコアの上面及び下面の両面に設けられていることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[6]前記バインダー成分は前記繊維強化プラスチック板の全質量に対して0.1〜10質量%となるように含有されていることを特徴とする[1]〜[5]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[7]前記バインダー成分は前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維と加熱溶融状態で相溶することを特徴とする[1]〜[6]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[8]前記バインダー成分は、メチル(メタ)アクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位及びエチル(メタ)アクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位のうち少なくとも1つを含む共重合体を含有することを特徴とする[1]〜[7]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[9]前記バインダー成分は、前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維のガラス転移温度よりも低い融点を有するバインダー繊維を含有することを特徴とする[1]〜[8]に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[10]前記バインダー繊維は、ポリエチレンテレフタレート又は変性ポリエチレンテレフタレートを含むことを特徴とする[9]に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[11]前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維及び前記バインダー繊維は、チョップドストランドであることを特徴とする[9]又は[10]に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[12]前記不織布シートは表層領域と前記表層領域に挟まれた中間領域を有し、前記表層領域に含有されているバインダー成分は、前記中間領域に含有されているバインダー成分より多いことを特徴とする[1]〜[11]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[13]前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維はポリエーテルイミド繊維又はポリカーボネート繊維から選ばれる少なくとも1種以上であることを特徴とする[1]〜[12]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[14]前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維はポリエーテルイミド繊維であることを特徴とする[1]〜[13]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[15]前記繊維強化プラスチック板は、貼合手段を介して前記ハニカムコアに積層されていることを特徴とする[1]〜[14]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
[16]ハニカムコアと、前記ハニカムコアの上面及び下面の少なくともいずれかに繊維強化プラスチック板を有するハニカムサンドイッチ構造体の製造方法であって、強化繊維シートと不織布シートを少なくとも1枚ずつ貼合した繊維強化プラスチック成形体用シートを加熱加圧成形し繊維強化プラスチック板を形成する工程と、前記繊維強化プラスチック板をハニカムコアの上面及び下面の少なくともいずれかにを貼合する工程とを含み、前記不織布シートは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維とバインダー成分を含み、前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数は24以上であることを特徴とするハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
[17]前記繊維強化プラスチック板を形成する工程の前に、さらに不織布シートを形成する工程を含み、前記不織布シートを形成する工程は、乾式不織布法又は湿式不織布法のいずれかの方法で不織布シートを形成する工程と、前記バインダー成分を含む溶液又は前記バインダー成分を含むエマルジョンを前記不織布シートに内添、塗布又は含浸させ、加熱乾燥させる工程を含むことを特徴とする[16]に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
[18]前記繊維強化プラスチック板を形成する工程では、前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維のガラス転移温度以上の温度で加熱加圧成形されることを特徴とする[16]又は[17]に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
[19]前記繊維強化プラスチック板を形成する工程では、前記繊維強化プラスチック成形体用シートを150〜600℃で加熱加圧することを特徴とする[16]〜[18]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
[20]前記繊維強化プラスチック板をハニカムコアの上面及び下面の少なくともいずれかに貼合する工程は、前記繊維強化プラスチック板と前記ハニカムコアの間に接着用熱可塑性スーパーエンプラ樹脂を含むシートを配して積層加圧し、前記接着用熱可塑性スーパーエンプラ繊維が溶融する温度に加熱し、その後冷却する工程を含むことを特徴とする[16]〜[19]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
[21]前記接着用熱可塑性スーパーエンプラ樹脂を含むシートの軟化温度が、前記繊維強化プラスチック板のマトリックス樹脂成分よりも低いことを特徴とする[20]に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
[22]前記接着用熱可塑性スーパーエンプラ樹脂を含むシートは、繊維強化プラスチック板のマトリックス樹脂成分と相溶する成分を含むことを特徴とする[20]又は[21]に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
[23]前記接着用熱可塑性スーパーエンプラ樹脂を含むシートは、繊維強化プラスチック板のマトリックス樹脂成分と同一であることを特徴とする[20]に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
[24]前記接着用熱可塑性スーパーエンプラ樹脂を含むシートは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含む不織布であることを特徴とする[20]〜[23]のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
このように、本発明のハニカムサンドイッチ構造体は、難燃性が高く、軽量で高強度であるため、スポーツ用品やレジャー用品、航空機用材料、内装材等の様々な分野で好ましく用いられる。
本発明は、ハニカムコアと、ハニカムコアの上面及び下面の少なくともいずれかに繊維強化プラスチック板を有するハニカムサンドイッチ構造体に関する。ここで、繊維強化プラスチック板は、強化繊維シートと不織布シートを少なくとも1枚ずつ貼合した繊維強化プラスチック成形体用シートを加熱加圧成形したプラスチック板であり、不織布シートは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維とバインダー成分を含む。さらに、熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数は24以上である。本発明では、ハニカムサンドイッチ構造体の繊維強化プラスチック板を上記のような構成とすることにより、軽量であり、かつ高強度のハニカムサンドイッチ構造体を得ることに成功した。さらに、本発明のハニカムサンドイッチ構造体は、難燃性が高く、発煙性が低いという利点を有している。
接着層として用いる熱可塑性スーパーエンプラを含むシートは、不織布であってもよく、後述する繊維強化プラスチック板に用いる不織布シートと同一ものを用いてもよく、異なるものを用いてもよい。
また、図4(b)に示すように、複数のハニカムコア2を連結して、ハニカムサンドイッチ構造体を形成してもよい。図4(b)では、2つのハニカムコア2の間では、繊維強化プラスチック板4がボルト6とナット8により嵌合されており、2つのハニカムコア2が繊維強化プラスチック板4の間で接触したり、移動したりしないように固定されている。
図5(b)の右側図面には、ハニカムコアのセル2(a)を拡大し、ハニカムコアのセル骨格を点線で表した図を示している。このように、中空補強部材9は、ハニカムコアの1つのセル2(a)に1つずつ設けられることが好ましい。図5(b)に示されるように、ハニカムコアのセルと同様の高さを有する中空補強部材9を設けることにより、より効果的に、ハニカムサンドイッチ構造体の強度を高めることができる。
本発明の繊維強化プラスチック板は、強化繊維シートと不織布シートを少なくとも1枚ずつ貼合した繊維強化プラスチック成形体用シートを加熱加圧成形して形成したプラスチック板である。強化繊維シートと不織布シートは1枚ずつ貼合され加熱加圧成形されてもよいし、所望の厚さとなるように積層して加熱加圧成形されてもよい。
加熱加圧工程では、強化繊維シートと不織布シートを少なくとも1枚ずつ貼合した繊維強化プラスチック成形体用シートの表面温度がTg〜Tg+100℃となるように加熱することが好ましい。ここで、Tgは、熱可塑性樹脂のガラス転移温度を表す。なお、加熱温度は、熱可塑性樹脂繊維が流動する温度であって強化繊維は溶融しない温度帯であることが好ましい。
繊維強化プラスチック成形体用シートは、強化繊維シートと不織布シートを少なくとも1枚ずつ貼合したものである。強化繊維シートと不織布シートは1枚ずつ貼合してもよいが、所望の厚さとなるように複数枚を貼合してもよい。強化繊維シートと不織布シートを各々複数枚ずつ貼合する方法としては、強化繊維シートと不織布シートを交互に重ね合わせ、加熱加圧ロール等によって、不織布シート中の熱可塑性樹脂繊維が僅かに溶融する温度・圧力で圧着する方法が挙げられる。なお、貼合方法は、この方法に限定されるものではない。
強化繊維シートを複数枚重ね合わせ、その上下面に不織布シートを配することもできるが、強化繊維シートの層は薄いほうが加熱加圧成形の際に熱可塑性樹脂を短時間で強化繊維シート内に溶融浸透させることができる。このため、強化繊維シートを複数枚積層する場合は、不織布シートと交互に積層することが好ましい。なお、強化繊維シートと不織布シートの積層枚数は特に限定されない。
本発明で用いる繊維強化プラスチック板は、不織布シートと強化繊維シートを貼合した繊維強化プラスチック成形体用シートを加熱加圧工程で熱プレスすることにより成形することができる。本発明では、繊維強化プラスチック成形体用シートの透気度を上記範囲内とすることにより、加熱加圧工程における成形速度を高めることができ、生産効率を高めることができる。
本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートに使用される強化繊維シートとしては、一般的な繊維強化プラスチックに使用される連続繊維を一方向に引き揃えたシート、或いはクロス状に織った織布を使用することができる。強化繊維シートの繊維の配向方向に沿って、繊維の強度は強くなる傾向があるため、強化繊維の配向方向を調節することによって、繊維強化プラスチック板の強度を調節することができる。なお、クロス状の繊維を織った強化繊維シートでは、クロス模様の縦横方向に強度を高めることができる。
強化繊維シートに使用する強化繊維として、炭素繊維等の無機繊維を使用した場合、不織布シートに含まれる熱可塑性スーパーエンプラ繊維の溶融温度で加熱加圧処理することにより曲げ強度・引張強度・弾性率が高い繊維強化プラスチック板を得ることができる。
強化繊維シートに使用する強化繊維として、アラミド繊維等の高耐熱性・高強度の有機繊維を使用した場合は、高度な平滑性の要求される精密な研磨用の機器に適する繊維強化プラスチック板を得ることができる。アラミド等の有機繊維を強化繊維として含有する繊維強化プラスチック成形体用シートから形成される繊維強化プラスチック板は、一般的に強化繊維として無機繊維を使用した繊維強化プラスチック成形体用シートから形成される繊維強化プラスチック体よりも耐摩耗性に優れる。また擦過等によって繊維強化プラスチック体の一部が削り取られたとしても、その削り粕が無機繊維よりも柔らかいので、被研磨物を傷つけるおそれが少ない。
本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートに使用される不織布シートは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維とバインダー成分を含有する不織布よりなる。熱可塑性スーパーエンプラ繊維は熱成形により溶融してマトリックス樹脂となる。
熱可塑性スーパーエンプラ繊維は、スーパーエンプラ(スーパーエンジニアリングプラスチック)と称される熱可塑性樹脂の繊維であり、耐熱性で難燃性の熱可塑性樹脂を繊維化したものである。熱可塑性スーパーエンプラ繊維としては、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)等を例示することができる。ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂は耐薬品性が高く、耐熱性が高いため、耐薬品性と高温時の強度に優れる繊維強化プラスチックを得ることができる。ポリエーテルケトンケトン(PEKK)樹脂を用いた場合は、他のスーパーエンプラよりも耐薬品性と高温時の強度に特に優れる繊維強化プラスチックを得ることができる。また、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂は炭素繊維やガラス繊維との密着性が優れ、また限界酸素指数が樹脂ブロックの状態で47と非常に高いため、強度と難燃性に優れる繊維強化プラスチックを得ることができる。
尚、通常スーパーエンプラ繊維には分類されないが、ポリカーボネート(PC)も難燃性に優れているため、本発明には含むものとする。本発明の熱可塑性スーパーエンプラ繊維は、2種類以上用いることもできる。また、本発明の効果を損ねない範囲で、また、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、エポキシ樹脂等の熱可塑性スーパーエンプラ繊維以外も添加することができる。
本発明では、熱可塑性スーパーエンプラ繊維が加熱加圧成形前には、繊維形態を維持しているため、繊維強化プラスチック板を形成する前は、シート自体がしなやかでドレープ性がある。このため、繊維強化プラスチック成形体用シートを巻き取りの形態で保管・輸送することが可能であり、ハンドリング性に優れるという特徴を有する。
本発明において、不織布シートに使用するバインダーとしては、一般的に不織布製造に使用されるアクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、熱可塑性樹脂、ウレタン樹脂、PVA樹脂等が使用できる。
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方を含むことを意味し、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の両方を含むことを意味する。
共重合ポリエチレンテレフタレートは、融点が140℃以下のものが好ましく、120℃以下ものがより好ましい。また、特公平1−30926号公報に記載のような変性ポリエステル樹脂を使用してもよい。変性ポリエステル樹脂の具体例として、特に、ユニチカ製商品名「メルティ4000」(繊維全てが共重合ポリエチレンテレフタレートである繊維)が好ましく挙げられる。また、上記芯鞘構造のバインダー繊維としては、ユニチカ社製商品名「メルティ4080」や、クラレ社製商品名「N−720」等が好適に使用できる。
ここで、不織布シートの表層領域は、不織布シートを厚さ方向(Z軸方向)に略3分割した際に、外側に位置する2つの領域である。なお、中間領域はこれらの2つの領域に挟まれた間の領域をいう。表層領域に含有されているバインダー成分は、中間領域に含有されているバインダー成分より多いことが好ましく、表層領域に含有されているバインダー成分は、中間領域に含有されているバインダー成分の1.1〜1.5倍であることがより好ましい。
このような方法を採用する場合、湿式不織布法でウエットウエブを形成後、バインダーの水溶液、若しくはエマルジョンをウエブにディッピング若しくはスプレー等の方法で付与し、乾燥する方法が好ましい。この場合、ウエブ水分はバインダーの水溶液、若しくはエマルジョンのバインダー液濃度や、湿式不織布製造工程におけるウエットサクション、ドライサクションによる水分の吸引力の調整で行うことが可能である。
一方、あまりに強度縦横比が強いと横強度が弱くなり、ハンドリング性に劣る。この点を考慮すると、好ましい強度縦横比は15以下、より好ましくは10以下である。
本発明では、熱可塑性スーパーエンプラ繊維とバインダー繊維は、一定の長さにカットされたチョップドストランドであることが好ましい。このように、熱可塑性スーパーエンプラ繊維とバインダー繊維のチョップドストランドを含有する不織布シートとする場合、不織布シート中で熱可塑性スーパーエンプラ繊維とバインダー繊維のチョップドストランドが均一に混合している状態であることが望ましい。
ハニカムコアは六角形セルの集合体をいう。ハニカムコアはその大部分が空気を含む構造となっているため、非常に軽量である。さらにハニカムコアは、その構造から軽量でありながら高い剛性を有し、主に航空機や車両等の構造材として用いられている。また、ハニカムパネルは剛性が高いことから平面度も高く維持することができる。ハニカムコアの素材としては、アルミニウムのほか、CFRP(炭素繊維強化プラスチック板)やアラミド繊維を素材としたAFRP、紙等を挙げることができる。
本発明のハニカムサンドイッチ構造体の製造工程は、強化繊維シートと不織布シートを少なくとも1枚ずつ貼合した繊維強化プラスチック成形体用シートを加熱加圧成形し繊維強化プラスチック板を形成する工程を含む。さらに、ハニカムサンドイッチ構造体の製造工程は、繊維強化プラスチック板をハニカムコアの上面及び下面の少なくともいずれかにを貼合する工程を含む。なお、不織布シートは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維とバインダー成分を含み、熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数は25以上である。
この場合、加熱する方法は特に限定されず、繊維強化プラスチック板と接着用熱可塑性スーパーエンプラシートとハニカムコアを積み重ねたものをホットプレスで加熱する方法、電気炉等に入れて加熱する方法、熱風乾燥機等に入れて加熱する方法等を採用することができる。
表1に示した繊維径のPPS繊維(Fiber Innovation Technology社製、繊維長13mm、限界酸素指数41)を、水中に投入した。投入した水の量は、PPS繊維に対し200倍となるとした(繊維スラリー濃度として0.5%)。このスラリーに、分散剤として花王社製:商品名「エマノーン3199」をPPS繊維100質量部に対し1質量部となるよう添加して攪拌し、繊維を水中に均一に分散させた繊維スラリーを調製した。
次に、粒状ポリビニルアルコール(PVA)(ユニチカ社製、商品名「OV−N」)を、濃度が10%となるように水に添加し、攪拌してバインダースラリーを調製した。
この粒状PVAのスラリーを上記繊維スラリーに投入して湿式抄紙法でウエットウエブを形成し、180℃で加熱乾燥することにより表1に示すバインダー量で目付けが120g/m2である不織布シートを作製した。
この不織布シートを、目付けが200g/m2である強化繊維シート(炭素繊維クロス)(NEWS−COMPANY製 炭素繊維クロス(3K 平織り コーティング無し))の上下にそれぞれ1枚ずつ配し、220℃の熱プレスにて加熱処理した。表1に記載の透気度となる、目付け440g/m2の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
実施例1と同様に作製した目付けが120g/m2の不織布シートを、目付けが200g/m2である強化繊維シート(炭素繊維クロス)(NEWS−COMPANY社製 炭素繊維クロス(3K 平織り コーティング無し))の上下にそれぞれ1枚ずつ配し、220℃の熱プレスにて、実施例1における熱プレス時間より短い時間で加熱処理することで、表1に記載の透気度となる、目付け440g/m2の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例1と同様にして調製したPPS繊維スラリーに、実施例1と同様のバインダーを使用して調製したバインダースラリーを投入して湿式抄紙法でウエットウエブを形成し、180℃で加熱乾燥することにより、目付けが123g/m2である不織布シートを作製した。
この不織布シートを、目付けが200g/m2である強化繊維シート(炭素繊維クロス)(NEWS−COMPANY社製 炭素繊維クロス(3K 平織り コーティング無し))の上下にそれぞれ1枚ずつ配し、220℃の熱プレスにて、加熱加圧処理することで表1に記載の透気度となる、目付け446g/m2の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例1と同様に作製した目付けが120g/m2の不織布を、目付けが200g/m2である強化繊維シート(炭素繊維クロス)(NEWS−COMPANY社製 炭素繊維クロス(3K 平織り コーティング無し))の上下にそれぞれ1枚ずつ配し、220℃の熱プレスにて、実施例1における熱プレス時間より長時間加熱処理することで、表1に記載の透気度となる、目付け440g/m2の繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
PPS繊維を、表1に示した繊維径のPPS繊維(KBセーレン社製、繊維長13mm、限界酸素指数41)に変更した以外は、実施例1と同様にして、目付け440g/m2の繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
繊維径のPPS繊維(Fiber Innovation Technology社製、限界酸素指数41)を、表2に示した繊維径のポリエーテルイミド(PEI)繊維(Fiber Innovation Technology社製、ガラス転移温度220℃、繊維長13mm、限界酸素指数47)に変更した以外は、実施例1と同様にして目付けが120g/m2である不織布シートを作製した。
この不織布を、目付けが200g/m2である強化繊維シート(炭素繊維クロス)(NEWS−COMPANY製 炭素繊維クロス(3K 平織り コーティング無し))の上下にそれぞれ1枚ずつ配し、220℃の熱プレスにて加熱加圧処理することで、表2に記載の透気度となる、目付け440g/m2の繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例6と同様に作製した目付けが120g/m2の不織布シートを、目付けが200g/m2である強化繊維シート(炭素繊維クロス)(NEWS−COMPANY社製 炭素繊維クロス(3K 平織り コーティング無し))の上下にそれぞれ1枚ずつ配し、2820℃の熱プレスにて、実施例6における熱プレス時間より短い時間で加熱加圧処理することで、表2に記載の透気度となる、目付け440g/m2の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例6において、粒状PVA(ユニチカ社製、商品名「OV−N」)を、強化繊維シート(PET/coPET変性芯鞘バインダー繊維)(ユニチカ社製、商品名「メルティ4080」)に変更して不織布を形成し、使用した以外は、実施例6と同様にして実施例8の繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例6と同様にして調製したPEI繊維スラリーに、実施例6と同様のバインダーを使用して調製したバインダースラリーを投入して湿式抄紙法でウエットウエブを形成し、180℃で加熱乾燥することにより、表2に示すバインダー添加量で、目付けが123g/m2である不織布シートを作製した。
この不織布シートを、目付けが200g/m2である強化繊維シート(炭素繊維クロス)(NEWS−COMPANY社製 炭素繊維クロス(3K 平織り コーティング無し))の上下にそれぞれ1枚ずつ配し、220℃の熱プレスにて、加熱加圧処理することで、表2に記載の透気度となる、目付け446g/m2の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例1における繊維径27μmのPPS繊維(Fiber Innovation Technology社製、繊維長13mm、限界酸素指数41)を、繊維径16μmのPPS繊維(Fiber Innovation Technology社製、繊維長13mm、限界酸素指数41)に代えた以外は、実施例1と同様にしてPPS繊維のウエットウエブを形成し、そのウエットウエブの片面に表3に示す種類のバインダー含有液を、表3に示す全バインダー添加量となるようにスプレー法で添加し、加熱乾燥させて形成した目付け120g/m2のPPS繊維不織布を不織布シートとした。この不織布シートを目付けが200g/m2である強化繊維シート(炭素繊維クロス)(NEWS−COMPANY社製 炭素繊維クロス(3K 平織り コーティング無し))の上下に、バインダー供給面を外側としてそれぞれ1枚ずつ配し、220℃の熱プレスにて加熱加圧処理することで、表3に実施例10〜実施例15として記載されている目付け440g/m2の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例1における繊維径27μmのPPS繊維(Fiber Innovation Technology社製、繊維長13mm、限界酸素指数41)を繊維径15μmのPEI繊維(Fiber Innovation Technology社製、繊維長13mm、限界酸素指数47)に代えた以外は、実施例1と同様にしてPEI繊維のウエットウエブを形成し、そのウエットウエブの片面に表4に示す種類のバインダー含有液を、表4に示す全バインダー添加量となるようにスプレー法で添加し、加熱乾燥させて形成した
目付け120g/m2のPEI繊維不織布を不織布シートとして使用し、この不織布シートを目付けが200g/m2である強化繊維シート(炭素繊維クロス)(NEWS−COMPANY社製 炭素繊維クロス(3K 平織り コーティング無し))の上下に、バインダー供給面を外側としてそれぞれ1枚ずつ配し、220℃の熱プレスにて加熱加圧処理することで、表4に実施例16〜実施例21として記載されている目付け440g/m2の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
繊維径が9mmであり、繊維長が18mmのガラス繊維と、表5に示したポリエーテルイミド(PEI)繊維(Fiber Innovation Technology社製、ガラス転移温度220℃、繊維長13mm、限界酸素指数47)を、質量比がガラス繊維25に対して繊維径26μmのポリエーテルイミド(PEI)繊維75となるように計量し、水中に投入した。投入した水の量は、ガラス繊維とPEI繊維の合計質量に対し200倍となる量とした(繊維スラリー濃度として0.5%)。
このスラリーに分散剤として花王社製:商品名「エマノーン3199」を、ガラス繊維とPEI繊維の合計100質量部に対し1質量部となるよう添加して攪拌し、繊維を水中に均一に分散させた繊維スラリーを作製した。
この不織布シートを、目付けが200g/m2である炭素繊維クロス(NEWS−COMPANY社製 炭素繊維クロス(3K 平織り コーティング無し))の上下にそれぞれ1枚ずつ配し、220℃の熱プレスにて、加熱加圧処理することで目付けが480g/m2となる、実施例22の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
上記実施例22における220℃の熱プレスによる加熱加圧処理の時間を、実施例22の場合よりも短縮して行って繊維強化プラスチック成形体用シートの密度を低くすることにより、実施例23の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
また、実施例22における不織布に使用している粒状ポリビニルアルコール(PVA)(ユニチカ社製、商品名「OV−N」)を、PET/coPET変性芯鞘バインダー繊維(ユニチカ社製、商品名「メルティ4080」)に変更した以外は、実施例22と同様にして実施例24の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
また、実施例22におけるガラス繊維を、繊維径が6μmであり、繊維長が18mmのガラス繊維に変更して、実施例22と同様にして実施例25の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例17において使用したものと同一配合の、幅280mmのPEI繊維シートの巻取りを2本準備し、また幅250mmの炭素繊維クロスの巻取りを1本準備し、上からPEI繊維シート、炭素繊維クロス、PEI繊維シートの順に重ねて220℃の熱カレンダーにて加熱加圧処理し、得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを3インチ紙管に巻き取った。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例26の繊維強化プラスチック成形体用シートにおいて、PEI繊維不織布に、鞘部に変性PET(融点110℃)、芯部にPET繊維を使用した芯鞘バインダー繊維(クラレ社製商品名「N-720」)を表6に記載の添加量となるよう添加し、そのウエットウエブの片面にスチレン−アクリル樹脂エマルジョン液を、表6に示す添加量となるようにスプレー法で添加し、加熱乾燥させて形成した目付け120g/m2のPEI繊維不織布を不織布として使用した以外は実施例26と同様に繊維強化プラスチック成形体用シートを製造した。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例29における繊維強化プラスチック成形体用シートにおいて、PET−変性PET芯鞘バインダー繊維を、クラレ社製商品名「N-710」(鞘部融点 130℃)に変更した以外は実施例29と同様に繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いて、実施例1と同様の方法にて、繊維強化プラスチック板を作製した後、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
実施例1のPPS樹脂繊維の代わりにポリアミド6樹脂繊維(東レ社製、商品名「アラミンCM1021」、融点210℃、限界酸素指数20、繊維径20μm)に変更し、更に、粒状ポリビニルアルコールスラリーを添加しなかった以外は実施例1と同様にして、繊維強化プラスチック板、更にハニカムサンドイッチ構造体を得た。
(強度評価)
強度については、得られた繊維強化プラスチック板について、JIS K7074に準拠した方法で炭素繊維クロスの繊維方向と、繊維と45度の角度をなす方向で曲げ強度を測定した。これらの繊維強化プラスチック体の強度特性は、このままこれらを使用したハニカムサンドイッチ構造体に反映されていることはいうまでもない。
外観については、得られたハニカムサンドイッチ構造体の繊維強化プラスチック板の外観を目視により以下のように評価した。
◎:ボイド等がなく良好
○:わずかにボイドが確認できるだけである
△:ボイドの発生があるが実用上差し支えがない
×:ボイドに起因して明らかに外観が悪く、製品として使用できない
得られたハニカムサンドイッチ構造体の有炎法による発煙濃度(ASTM E−662に準拠、20分加熱後)及び限界酸素指数(ASTM D2863)を評価した。
上記の評価結果を表1〜6に示す。
表6の実施例26〜32の繊維強化プラスチック成形体用シートの巻取りについては、下記の基準で評価を行った。
A:層間剥離が発生しなかったもの。
B:若干層間強度が弱くなったが実用上差し支えがなくハンドリングできるもの。
C:層間剥離が一部に発生し実用上やや問題を生じるが、取り扱いは可能であるもの。
D:層間剥離が全面に発生し、ハンドリングに問題を生じるものとして評価を行った。
また、実施例26〜32の繊維強化プラスチック成形体用シートにつき、加熱加圧操作の際の繊維強化プラスチック成形体用シートの表面繊維の脱落・飛散及び取り扱いやすさ(ハンドリング性)を、下記の基準で評価を行った。
A:非常に良好なもの。
B:良好であり実用上問題なく取り扱えるもの。
C:実用上やや問題を生じるが、製造は可能であるもの。
D:表面繊維の脱落が非常に多く量産では明らかに問題を発生するもの。
E:シートが破れやすくハンドリング性に劣るもの。
一方、比較例1で得られたハニカムサンドイッチ構造体は、難燃性が低く、発煙濃度が高いものであった。
2(a)ハニカムコアのセル
4 繊維強化プラスチック板
6 ボルト
8 ナット
9 中空補強部材
10 ハニカムサンドイッチ構造体
Claims (9)
- ハニカムコアと、前記ハニカムコアの上面及び下面の少なくともいずれかに繊維強化プラスチック板を有するハニカムサンドイッチ構造体の製造方法であって、
強化繊維シートと不織布シートを少なくとも1枚ずつ貼合した繊維強化プラスチック成形体用シートを加熱加圧成形し繊維強化プラスチック板を形成する工程と、
前記繊維強化プラスチック板をハニカムコアの上面及び下面の少なくともいずれかに貼合する工程とを含み、
前記不織布シートは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維とバインダー成分を含み、前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数は24以上であることを特徴とするハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。 - 前記繊維強化プラスチック板を形成する工程の前に、さらに不織布シートを形成する工程を含み、
前記不織布シートを形成する工程は、乾式不織布法又は湿式不織布法のいずれかの方法で不織布シートを形成する工程と、
前記バインダー成分を含む溶液又は前記バインダー成分を含むエマルジョンを前記不織布シートに内添、塗布又は含浸させ、加熱乾燥させる工程を含むことを特徴とする請求項1に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。 - 前記繊維強化プラスチック板を形成する工程では、前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維のガラス転移温度以上の温度で加熱加圧成形されることを特徴とする請求項1又は2に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
- 前記繊維強化プラスチック板を形成する工程では、前記繊維強化プラスチック成形体用シートを150〜600℃で加熱加圧することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
- 前記繊維強化プラスチック板をハニカムコアの上面及び下面の少なくともいずれかに貼合する工程は、前記繊維強化プラスチック板と前記ハニカムコアの間に接着用熱可塑性スーパーエンプラ樹脂を含むシートを配して積層加圧し、前記接着用熱可塑性スーパーエンプラ繊維が溶融する温度に加熱し、その後冷却する工程を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
- 前記接着用熱可塑性スーパーエンプラ樹脂を含むシートの軟化温度が、前記繊維強化プラスチック板に含まれる前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の軟化温度よりも低いことを特徴とする請求項5に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
- 前記接着用熱可塑性スーパーエンプラ樹脂を含むシートは、繊維強化プラスチック板に含まれる前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維と相溶する成分を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
- 前記接着用熱可塑性スーパーエンプラ樹脂を含むシートは、繊維強化プラスチック板に含まれる前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維と同一であることを特徴とする請求項5に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
- 前記接着用熱可塑性スーパーエンプラ樹脂を含むシートは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含む不織布であることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013175796A JP6326738B2 (ja) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | ハニカムサンドイッチ構造体及びハニカムサンドイッチ構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013175796A JP6326738B2 (ja) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | ハニカムサンドイッチ構造体及びハニカムサンドイッチ構造体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015044316A JP2015044316A (ja) | 2015-03-12 |
JP6326738B2 true JP6326738B2 (ja) | 2018-05-23 |
Family
ID=52670294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013175796A Expired - Fee Related JP6326738B2 (ja) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | ハニカムサンドイッチ構造体及びハニカムサンドイッチ構造体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6326738B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101952485B1 (ko) * | 2016-12-29 | 2019-05-10 | 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사 | 자동차의 러기지 보드용 샌드위치 판넬 |
EP3385069A1 (de) * | 2017-04-03 | 2018-10-10 | Quadrant Plastic Composites AG | Verfahren zur herstellung eines flächigen verbundbauteils und damit hergestelltes verbundbauteil |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2017661A1 (en) * | 1989-05-30 | 1990-11-30 | James E. O'connor | Composite cellular sandwich structure |
JP2004009740A (ja) * | 1994-04-13 | 2004-01-15 | Nikkiso Co Ltd | ハニカム積層構造体 |
US7601654B2 (en) * | 2006-03-30 | 2009-10-13 | Honeywell International Inc. | Molded ballistic panel with enhanced structural performance |
EP2393856B1 (en) * | 2009-02-05 | 2016-04-06 | Arkema Inc. | Fibers sized with polyetherketoneketones |
DE102010005456A1 (de) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | Daimler AG, 70327 | Sandwichbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung |
-
2013
- 2013-08-27 JP JP2013175796A patent/JP6326738B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015044316A (ja) | 2015-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6432615B2 (ja) | 繊維強化プラスチック成形用複合材及び繊維強化プラスチック成形体 | |
KR102585552B1 (ko) | 가변 로프팅 용량을 갖는 열가소성 시트 및 물품 | |
CN1950199B (zh) | 具有表面覆盖层的纤维增强的热塑性片材 | |
US20170225429A1 (en) | Prepregs, cores and composite articles including synergistic and compounded flame retardant materials | |
JP6163971B2 (ja) | 加飾成形品及び加飾成形品の製造方法 | |
JP2008137204A (ja) | サンドイッチパネル | |
JP2012255065A (ja) | 繊維強化材を有する構造体、およびその製造方法 | |
TW201843218A (zh) | 含有纖維強化樹脂之積層體、纖維強化複合樹脂材及該等之製造方法 | |
JP6163970B2 (ja) | 加飾成形品及び加飾成形品の製造方法 | |
JP6142737B2 (ja) | 熱可塑性プリプレグ及び熱可塑性プリプレグの製造方法 | |
JP6326739B2 (ja) | ハニカムサンドイッチ構造体及びハニカムサンドイッチ構造体の製造方法 | |
JP6326738B2 (ja) | ハニカムサンドイッチ構造体及びハニカムサンドイッチ構造体の製造方法 | |
JP6131779B2 (ja) | 熱可塑性プリプレグ及び熱可塑性プリプレグの製造方法 | |
JP6746636B2 (ja) | 長ファイバーsmc及びその製造方法 | |
JP5426458B2 (ja) | 畳芯材構成用ガラス長繊維クロス樹脂含浸シート、及び畳芯材構成用多層ガラス長繊維クロス樹脂含浸シート、並びに畳芯材、及び畳 | |
JP6256012B2 (ja) | 多層成形品 | |
JP6179326B2 (ja) | 繊維強化プラスチック補強用不織布 | |
JP6128029B2 (ja) | 繊維強化複合材、繊維強化複合材の製造方法および繊維強化複合材の固定方法 | |
JP6762503B2 (ja) | 一方向性強化繊維シート | |
JP6225557B2 (ja) | 繊維強化プラスチック成形体用シート及び繊維強化プラスチック成形体 | |
KR102340130B1 (ko) | 연속섬유 강화 복합재를 표면층으로 포함하는 샌드위치 패널 | |
JP2003291235A (ja) | 建材パネルおよびその製造方法 | |
JP6394732B2 (ja) | 熱可塑性プリプレグ及び熱可塑性プリプレグの製造方法 | |
KR20190074732A (ko) | 연속섬유 강화 복합재를 표면층으로 포함하는 샌드위치 패널 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160615 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170228 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20170419 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170629 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20171205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180223 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20180305 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180320 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180402 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6326738 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |