JP6604396B2 - 複合材料シート、サンドイッチパネル、湾曲状のパネル部材、複合材料シートの製造方法、およびサンドイッチパネルの製造方法 - Google Patents
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Description
また、従来のサンドイッチパネルの製造方法においては、サンドイッチパネルの生産性について改善の余地を有していた。
また、従来の平織状の炭素繊維が積層されたプリプレグは、加工性の点で改善の余地を有していることが判明した。
織物状の繊維クロスと、
前記繊維クロスの厚み方向に積層した編物状の繊維ニットと、
前記繊維クロスと前記繊維ニットとに含浸された熱硬化性樹脂組成物と、を含む、Bステージ状態のプリプレグからなる、複合材料シートであって、
前記繊維クロスおよび前記繊維ニットが、ガラス繊維で構成される、複合材料シートが提供される。
また本発明によれば、上記のサンドイッチパネルを備える、湾曲状のパネル部材であって、
湾曲構造を備え、前記湾曲構造中の凸側の湾曲面に対して、前記繊維クロスよりも前記繊維ニットが凸側の湾曲面側に配置されてなる、湾曲状のパネル部材が提供される。
前記積層体に対して、熱硬化性樹脂組成物を含浸させる工程と、を含む、
Bステージ状態のプリプレグからなる、複合材料シートの製造方法が提供される。
また本発明によれば、
上記複合材料シートの製造方法で得られた複合材料シートを、ハニカム構造を有するシート状のコア層の上面側と下面側の少なくとも一方の開口面上に、配置する工程と、
前記コア層と前記複合材料シートを加熱加圧することにより、サンドイッチパネルを得る工程と、を含む、サンドイッチパネルの製造方法が提供される。
以下、第1実施形態のサンドイッチパネルの製造方法について説明する。
図1は、第1実施形態のサンドイッチパネル100の製造方法の一例を示す工程断面図である。図2は、当該サンドイッチパネル100の製造方法により得られた、第1実施形態のサンドイッチパネル100の概略図を示す。
また、上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度(Tg)の上限値としては、例えば、250℃以下であり、好ましくは220℃以下であり、さらに好ましくは200℃以下である。これにより、低温条件にて加熱加圧処理を実施することが可能である。一方で、上記ガラス転移温度(Tg)の下限値としては、例えば、110℃以上でもよく、120℃以上でもよい。これにより、熱時特性を向上させることができる。
これに対して、本実施形態によれば、このような樹脂板40,42の表面において、凹凸、穴または欠け等の発生を抑制することができる。また、本実施形態によれば、表面に発生した凹凸、穴または欠けを樹脂で埋める工程が不要になるため、生産性を向上させることができる。
図3は、第2実施形態のサンドイッチパネル100の製造方法の一例を示す工程断面図である。図4は、当該サンドイッチパネル100の製造方法により得られた、第2実施形態のサンドイッチパネル100の概略図を示す。
なお、図3(b)に示すように、上面側と下面側の金属板30,32のそれぞれに、クッション層70,72を配置してもよいが、いずれか一方面側のみに配置してもよい。
また、第2実施形態のサンドイッチパネル100は、第1実施形態と同様の効果も得ることができる。
第3実施形態のサンドイッチパネルの製造方法について説明する。
図5は、第3実施形態のサンドイッチパネル100の製造方法の一例を示す工程断面図である。図6は、当該サンドイッチパネル100の製造方法により得られた、第3実施形態のサンドイッチパネル100の概略図を示す。
具体的には、上記加熱加圧を実施する工程は、押し当て板として金属板30,32の面を、熱可塑性樹脂シート50やプリプレグ22に当接しながら、コア層10、プリプレグ20,22および熱可塑性樹脂シート50を加熱加圧できる。その後、金属板30,32を熱可塑性樹脂シート50やプリプレグ22の硬化物からなる樹脂板42から分離することにより、サンドイッチパネル100を得ることができる。
以上により、製造安定性に優れたサンドイッチパネル100の製造方法を実現することができる。
なお、第3実施形態のサンドイッチパネル100の製造方法は、熱可塑性樹脂シート50を使用する点を除いて、第1実施形態または第2実施形態のサンドイッチパネル100の製造方法における製造手順や製造条件や材料等を適用することができる。
具体的な一例としては、上記フッ素樹脂は、例えば、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる群から選択される一種以上を含むことができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、密着性の観点から、ポリフッ化ビニルまたはポリフッ化ビニリデンを用いることができ、好ましくはポリフッ化ビニリデンを用いることができる。
また、第3実施形態の変形例として、プリプレグ20の上面側とともに、プリプレグ22の下面側の両方、それぞれ熱可塑性樹脂シート50を配置してもよい。
また第3実施形態のサンドイッチパネル100の製造方法は、第1実施形態または第2実施形態と同様の効果も得ることができる。
また、第3実施形態のサンドイッチパネル100の変形例としては、図7に示すように、ハニカム構造を有するコア層10と、コア層10の両面に設けられた樹脂板40,42と、樹脂板40,42の上面側または下面側の少なくとも一方の表面に設けられた熱可塑性樹脂シート50と、熱可塑性樹脂シート50の表面に設けられた熱可塑性の化粧シート60と、を備えることができる。また、樹脂板42の表面に、熱可塑性樹脂シート50および化粧シート60が形成されていてもよい。
また第3実施形態のサンドイッチパネル100は、第1実施形態または第2実施形態と同様の効果も得ることができる。
第4実施形態の複合材料シートの概要を説明する。
図8は、第4実施形態の複合材料シート200の概略断面図である。
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ビスマレイミド樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、上記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂および不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選択される一種以上を含んでもよく、好ましくはフェノール樹脂を含んでもよい。
第4実施形態の複合材料シート200の製造方法は、繊維クロス110および繊維ニット120に対して、上記熱硬化性樹脂組成物を含浸させる含浸工程と、当該熱硬化性樹脂組成物が半硬化状態(Bステージ状態)となるまで加熱乾燥させる乾燥工程と、を含むことができる。
図9は、サンドイッチパネル100の製造工程を示す工程断面図である。図10は、サンドイッチパネル100の概要を示す概略図である。
なお、第3実施形態のサンドイッチパネル100の製造方法は、複合材料シート200を使用する点や、湾曲成型を使用する点を除いて、第1実施形態から第3実施形態のサンドイッチパネル100の製造方法における製造手順や製造条件や材料等を適用することができる。
なお、プリプレグ22として、Bステージ状態の複合材料シート200を用い、プリプレグ20として、熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に含浸してなるBステージ状態の上述の他のシート部材を用いることができる。
また第4実施形態のサンドイッチパネル100の製造方法は、第1実施形態から第3実施形態と同様の効果も得ることができる。
1. ハニカム構造を有するシート状のコア層と、シート状のプリプレグと、を準備する準備工程と、
前記コア層の上面側と下面側のそれぞれの開口面上に、前記プリプレグを配置する配置工程と、
押し当て板である金属板の平滑面を前記プリプレグに当接しながら、前記コア層と前記プリプレグを加熱加圧した後、前記金属板を前記プリプレグの硬化物からなる樹脂板から分離することにより、サンドイッチパネルを得る工程と、を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
2. 1.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記金属板の、前記プリプレグに当接する当接面の表面粗さRzが、0.5μm以上5.0μm以下である、サンドイッチパネルの製造方法。
3. 1.または2.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記金属板が、SUS板である、サンドイッチパネルの製造方法。
4. 1.から3.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記金属板による加圧力が、0.35MPa以上2.0MPa以下である、サンドイッチパネルの製造方法。
5. 1.から4.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記プリプレグを加熱加圧時に、前記金属板に押しつけられた前記プリプレグを構成する樹脂が、前記コア層の前記ハニカム構造の内壁面上に移動する、サンドイッチパネルの製造方法。
6. 1.から5.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記プリプレグは、熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に含浸してなる、Bステージ状態のシート部材である、サンドイッチパネルの製造方法。
7. 6.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂組成物が、フェノール樹脂を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
8. 1.から7.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記コア層と前記プリプレグとの間に、接着層を配置しない、サンドイッチパネルの製造方法。
9. 1.から8.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記プリプレグと前記金属板との間に、離型層を配置しない、サンドイッチパネルの製造方法。
10. 1.から9.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記コア層の構成材料は、アラミド繊維を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
11. 1.から10.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
得られた前記サンドイッチパネルを切断する工程を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
12. 1.から11.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記サンドイッチパネルが航空機用パネルに用いられるものである、サンドイッチパネルの製造方法。
13. ハニカム構造を有するコア層と、前記コア層の両面に設けられた樹脂板と、を備えるサンドイッチパネルであって、
前記樹脂板の表面粗さRzが、0.5μm以上30.0μm以下である、サンドイッチパネル。
14. 13.に記載のサンドイッチパネルであって、
前記樹脂板が繊維基材を含有する、サンドイッチパネル。
15. 13.または14.に記載のサンドイッチパネルであって、
前記ハニカム構造の内壁面上に前記樹脂板を構成する樹脂が形成されている、サンドイッチパネル。
16. 13.から15.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルであって、
航空機用パネルに用いられる、サンドイッチパネル。
1. ハニカム構造を有するシート状のコア層と、シート状のプリプレグと、を準備する準備工程と、
前記コア層の上面側と下面側のそれぞれの開口面上に、前記プリプレグを配置する配置工程と、
押し当て板である金属板の平滑面を前記プリプレグに当接しながら、前記コア層と前記プリプレグを加熱加圧した後、前記金属板を前記プリプレグの硬化物からなる樹脂板から分離することにより、サンドイッチパネルを得る工程と、を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
2. 1.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記金属板の、前記プリプレグに当接する当接面の表面粗さRzが、0.5μm以上5.0μm以下である、サンドイッチパネルの製造方法。
3. 1.または2.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記金属板が、SUS板である、サンドイッチパネルの製造方法。
4. 1.から3.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記金属板による加圧力が、0.35MPa以上2.0MPa以下である、サンドイッチパネルの製造方法。
5. 1.から4.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記プリプレグを加熱加圧時に、前記金属板に押しつけられた前記プリプレグを構成する樹脂が、前記コア層の前記ハニカム構造の内壁面上に移動する、サンドイッチパネルの製造方法。
6. 1.から5.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記プリプレグは、熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に含浸してなる、Bステージ状態のシート部材である、サンドイッチパネルの製造方法。
7. 6.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂組成物が、フェノール樹脂を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
8. 1.から7.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記コア層と前記プリプレグとの間に、接着層を配置しない、サンドイッチパネルの製造方法。
9. 1.から8.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記プリプレグと前記金属板との間に、離型層を配置しない、サンドイッチパネルの製造方法。
10. 1.から9.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記コア層の構成材料は、アラミド繊維を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
11. 1.から10.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
得られた前記サンドイッチパネルを切断する工程を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
12. 1.から11.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記サンドイッチパネルが航空機用パネルに用いられるものである、サンドイッチパネルの製造方法。
13. ハニカム構造を有するコア層と、前記コア層の両面に設けられた樹脂板と、を備えるサンドイッチパネルであって、
前記樹脂板の表面粗さRzが、0.5μm以上30.0μm以下である、サンドイッチパネル。
14. 13.に記載のサンドイッチパネルであって、
前記樹脂板が繊維基材を含有する、サンドイッチパネル。
15. 13.または14.に記載のサンドイッチパネルであって、
前記ハニカム構造の内壁面上に前記樹脂板を構成する樹脂が形成されている、サンドイッチパネル。
16. 13.から15.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルであって、
航空機用パネルに用いられる、サンドイッチパネル。
1. ハニカム構造を有するシート状のコア層と、シート状のプリプレグと、熱可塑性樹脂シートと、を準備する準備工程と、
前記コア層の上面側と下面側のそれぞれの開口面上に前記プリプレグを配置するとともに、上面側または下面側の少なくとも一方の前記プリプレグの表面に前記熱可塑性樹脂シートを配置する工程と、
前記コア層、前記プリプレグ、および前記熱可塑性樹脂シートを、加熱加圧処理により一括して積層化することにより、前記熱可塑性樹脂シート付きサンドイッチパネルを得る工程と、を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
2. 1.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記準備工程は、前記プリプレグと対向する前記熱可塑性樹脂シートの表面に対して、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、プライマー処理からなる群から選択される一種以上を含む表面処理を施す工程を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
3. 2.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂シートを配置する工程は、前記プリプレグと前記熱可塑性樹脂シートとの間に接着剤を形成する工程を含み、
前記接着剤は、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ゴム系接着剤、フェノール系接着剤からなる群から選択される一種以上を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
4. 1.から3.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂シートは、ハロゲン含有熱可塑性樹脂を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
5. 4.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記ハロゲン含有熱可塑性樹脂が、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる群から選択される一種以上を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
6. 1.から5.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂シート付きサンドイッチパネルを得る工程は、前記コア層、前記プリプレグ、および前記熱可塑性樹脂シートを、金属板で挟み込むことにより加熱加圧を実施する工程と、前記金属板を分離する工程と、を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
7. 6.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記金属板が、SUS板である、サンドイッチパネルの製造方法。
8. 1.から7.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記プリプレグは、熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に含浸してなる、Bステージ状態のシート部材である、サンドイッチパネルの製造方法。
9. 8.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂組成物が、フェノール樹脂を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
10. 1.から9.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記コア層の構成材料は、アラミド繊維を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
11. 1.から10.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
得られた前記サンドイッチパネルを切断する工程を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
12. 1.から11.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂シート付きサンドイッチパネルの前記熱可塑性樹脂シートの表面に、熱可塑性の化粧シートをさらにラミネートする工程を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
13. 1.から12.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記サンドイッチパネルが航空機用パネルに用いられるものである、サンドイッチパネルの製造方法。
14. ハニカム構造を有するコア層と、前記コア層の両面に設けられた樹脂板と、を備えるサンドイッチパネルであって、
前記樹脂板の上面側または下面側の少なくとも一方の表面に設けられた熱可塑性樹脂シートと、
前記熱可塑性樹脂シートの表面に設けられた熱可塑性の化粧シートと、を備える、サンドイッチパネル。
1. ハニカム構造を有するシート状のコア層と、シート状のプリプレグと、熱可塑性樹脂シートと、を準備する準備工程と、
前記コア層の上面側と下面側のそれぞれの開口面上に前記プリプレグを配置するとともに、上面側または下面側の少なくとも一方の前記プリプレグの表面に前記熱可塑性樹脂シートを配置する工程と、
前記コア層、前記プリプレグ、および前記熱可塑性樹脂シートを、加熱加圧処理により一括して積層化することにより、前記熱可塑性樹脂シート付きサンドイッチパネルを得る工程と、を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
2. 1.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記準備工程は、前記プリプレグと対向する前記熱可塑性樹脂シートの表面に対して、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、プライマー処理からなる群から選択される一種以上を含む表面処理を施す工程を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
3. 2.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂シートを配置する工程は、前記プリプレグと前記熱可塑性樹脂シートとの間に接着剤を形成する工程を含み、
前記接着剤は、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ゴム系接着剤、フェノール系接着剤からなる群から選択される一種以上を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
4. 1.から3.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂シートは、ハロゲン含有熱可塑性樹脂を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
5. 4.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記ハロゲン含有熱可塑性樹脂が、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる群から選択される一種以上を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
6. 1.から5.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂シート付きサンドイッチパネルを得る工程は、前記コア層、前記プリプレグ、および前記熱可塑性樹脂シートを、金属板で挟み込むことにより加熱加圧を実施する工程と、前記金属板を分離する工程と、を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
7. 6.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記金属板が、SUS板である、サンドイッチパネルの製造方法。
8. 1.から7.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記プリプレグは、熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に含浸してなる、Bステージ状態のシート部材である、サンドイッチパネルの製造方法。
9. 8.に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂組成物が、フェノール樹脂を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
10. 1.から9.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記コア層の構成材料は、アラミド繊維を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
11. 1.から10.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
得られた前記サンドイッチパネルを切断する工程を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
12. 1.から11.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂シート付きサンドイッチパネルの前記熱可塑性樹脂シートの表面に、熱可塑性の化粧シートをさらにラミネートする工程を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
13. 1.から12.のいずれか1つに記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記サンドイッチパネルが航空機用パネルに用いられるものである、サンドイッチパネルの製造方法。
14. ハニカム構造を有するコア層と、前記コア層の両面に設けられた樹脂板と、を備えるサンドイッチパネルであって、
前記樹脂板の上面側または下面側の少なくとも一方の表面に設けられた熱可塑性樹脂シートと、
前記熱可塑性樹脂シートの表面に設けられた熱可塑性の化粧シートと、を備える、サンドイッチパネル。
[実施例1]
(プリプレグの製造)
フェノール樹脂を配合し、ガラス繊維(#7781、HEXCEL社製)に含浸させて、シート状のプリプレグを得た。当該プリプレグはBステージ状態であった。
得られたプリプレグを、ハニカムコア(アラミド繊維、厚み:10mm、HRH−10−1/8−3.0(HEXCEL社製)、面積:1m×3m)の両面に配置して積層体を得た。続いて、得られた積層体の両面にSUS板(厚み:1.5mm、Rz:1.0μm)を押し当て、機械プレスを用い、0.7MPa、127℃、60分で加熱加圧して、当該プリプレグを硬化させて樹脂板を形成した。その後、樹脂板から、SUS板を分離して、樹脂板、ハニカムコア、樹脂板からなるサンドイッチパネル1を得た。
なお、実施例1において、SUS板とプリプレグとの間に離型フィルムは配置しなかった。なお、当該プリプレグの硬化物のガラス転移温度(Tg)は130℃だった。
実施例2は、SUS板とプリプレグとの間に離型フィルム(トレファン(パナック社製))を配置した状態で、加熱加圧した以外は、実施例1と同様にして、サンドイッチパネル2を得た。
実施例3は、SUS板に代えて、ブリキ板(厚み:1.0mm、Rz:2.0μm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、サンドイッチパネル3を得た。
実施例4は、SUS板に代えて、アルミ板(厚み:2.0mm、Rz:2.5μm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、サンドイッチパネル4を得た。
比較例1は、SUS板に代えて、紙フェノール板(厚み:5.0mm、Rz:9.0μm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、サンドイッチパネル5を得た。
得られたプリプレグを、離型フィルム(トレファン(パナック社製))を介して、ハニカムコア(アラミド繊維、厚み:10mm、HRH−10−1/8−3.0(HEXCEL社製)、面積:1m×3m)の両面に配置して積層体を得た。得られた積層体を真空バッグに入れ、これをオートクレーブ内で、20N、127℃、60分の条件で加熱硬化してサンドイッチパネル6を得た。
上記のサンドイッチパネル1〜6について、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
得られたサンドイッチパネルの表面側となる面を目視にて観察し、へこみや光沢の有無を下記の基準で評価した。
◎:全くへこみがなく、艶があり、極めて優れた美観を有する。
○:ほとんどへこみがなく、比較的艶がないが、実質上問題はない。
△:膨れやへこみがあり、艶がまったくなく、外観品質の重要視される用途には使用できない。
×:膨れやへこみが目立ち、不良品である。
得られたサンドイッチパネルの表面側となる面を目視にて観察し、凹凸、穴または一部欠損の有無を評価した。
○:凹凸、穴または一部欠損のいずれも無い
×:凹凸、穴または一部欠損のいずれかが有る
Rz:JIS B0601に準じて測定した。
[実施例5]
(プリプレグの製造)
フェノール樹脂を配合し、ガラス繊維(#7781、HEXCEL社製)に含浸させて、シート状のプリプレグを得た。当該プリプレグはBステージ状態であった。
得られたプリプレグを、ハニカムコア(アラミド繊維、厚み:10mm、HRH−10−1/8−3.0(HEXCEL社製)、面積:1m×3m)の両面に配置して積層体を得た。続いて、得られた積層体の両面にSUS板(厚み:1.5mm、Rz:1.0μm)を押し当て、機械プレスを用い、上側のSUS板と機械プレスのプレス板の間、下側のSUS板と機械プレスのプレス板の間、のそれぞれ両側にクッション層(坪量200g/m2のクラフト紙を10枚重ねた積層紙)を介して、0.7MPa、127℃、60分で加熱加圧して、当該プリプレグを硬化させて樹脂板を形成した。その後、樹脂板から、SUS板を分離して、樹脂板、ハニカムコア、樹脂板からなるサンドイッチパネル7を得た。
なお、実施例1において、SUS板とプリプレグとの間に離型フィルム(離型層)は配置しなかった。なお、当該プリプレグの硬化物のガラス転移温度(Tg)は130℃だった。
実施例6は、SUS板とプリプレグとの間に離型フィルム(トレファン(パナック社製))を配置した状態で、加熱加圧した以外は、実施例5と同様にして、サンドイッチパネル8を得た。
実施例7は、SUS板に代えて、ブリキ板(厚み:1.0mm、Rz:2.0μm)を使用した以外は、実施例5と同様にして、サンドイッチパネル9を得た。
実施例8は、SUS板に代えて、アルミ板(厚み:2.0mm、Rz:2.5μm)を使用した以外は、実施例5と同様にして、サンドイッチパネル10を得た。
比較例3は、SUS板に代えて、紙フェノール板(厚み:5.0mm、Rz:9.0μm)を使用し、上側のSUS板および下側のSUS板の両側にクッション層を配置しない以外は、実施例5と同様にして、サンドイッチパネル11を得た。
実施例5で得られたプリプレグを、離型フィルム(トレファン(パナック社製))を介して、ハニカムコア(アラミド繊維、厚み:10mm、HRH−10−1/8−3.0(HEXCEL社製)、面積:1m×3m)の両面に配置して積層体を得た。得られた積層体を真空バッグに入れ、これをオートクレーブ内で、20N、127℃、60分の条件で加熱硬化してサンドイッチパネル12を得た。
参考例1は、上側のSUS板および下側のSUS板の両側にクッション層を配置しない以外は、実施例5と同様にして、サンドイッチパネル13を得た。
上記のサンドイッチパネル7〜13について、以下の評価を行った。評価結果を表2に示す。
得られたサンドイッチパネルの表面側となる面を目視にて観察し、へこみや光沢の有無を下記の基準で評価した。
◎:全くへこみがなく、艶があり、極めて優れた美観を有する。
○:ほとんどへこみがなく、比較的艶がないが、実質上問題はない。
△:膨れやへこみがあり、艶がまったくなく、外観品質の重要視される用途には使用できない。
×:膨れやへこみが目立ち、不良品である。
得られたサンドイッチパネルの表面側となる面を目視にて観察し、凹凸、穴または一部欠損の有無を評価した。
○:凹凸、穴または一部欠損のいずれも無い。
×:凹凸、穴または一部欠損のいずれかが有る。
得られたサンドイッチパネルについて、成形不良を評価した。
◎:樹脂が圧着されていない部分がなく、成形性が良好である。
○:樹脂が圧着されていない部分はほとんどなく、実用上問題ない。
×:樹脂が圧着されていない部分が多々ある。
Rz:JIS B0601に準じて測定した。
[参考例2]
(プリプレグの製造)
フェノール樹脂を配合し、ガラス繊維(#7781、HEXCEL社製)に含浸させて、シート状のプリプレグを得た。当該プリプレグはBステージ状態であった。
得られたプリプレグを、ハニカムコア(アラミド繊維、厚み:10mm、HRH−10−1/8−3.0(HEXCEL社製)、面積:1m×3m)の両面に配置し、当該プリプレグの上面側の方面に熱可塑性樹脂シート(ポリフッ化ビニリデン(PVDF))を積層して積層体を得た。続いて、得られた積層体の両面にSUS板(厚み:1.5mm、Rz:1.0μm)を押し当て、機械プレスを用い、0.7MPa、127℃、60分で加熱加圧して、当該プリプレグを硬化させて樹脂板を形成した。その後、樹脂板および熱可塑性樹脂シートから、SUS板を分離して、樹脂板、ハニカムコア、樹脂板、熱可塑性樹脂シートからなるサンドイッチパネル14を得た。
なお、参考例2において、SUS板とプリプレグとの間に離型フィルムは配置しなかった。なお、当該プリプレグの硬化物のガラス転移温度(Tg)は130℃だった。
実施例9は、熱可塑性樹脂シート(PVDF)のプリプレグと対向する表面にコロナ処理(コロナ処理後の表面濡れ性が60ダイン)を行った以外は、参考例2と同様にして、サンドイッチパネル15を得た。
実施例10は、熱可塑性樹脂シート(PVDF)のプリプレグと対向する表面にコロナ処理(コロナ処理後の表面濡れ性が60ダイン)を行い、さらに、コロナ処理面に対して接着剤(アクリル系接着剤、デュポン製、68080)を塗布した以外は、実施例9と同様にして、サンドイッチパネル16を得た。
実施例11は、熱可塑性樹脂シートとして、PVDFに代えて、ポリフッ化ビニル(PVF)を使用した以外は、実施例9と同様にして、サンドイッチパネル17を得た。
参考例2で得られたプリプレグを、離型フィルム(トレファン(パナック社製))を介して、ハニカムコア(アラミド繊維、厚み:10mm、HRH−10−1/8−3.0(HEXCEL社製)、面積:1m×3m)の両面に配置して積層体を得た。得られた積層体を真空バッグに入れ、これをオートクレーブ内で、20N、127℃、60分の条件で加熱硬化してサンドイッチパネル18を得た。得られたサンドイッチパネル18に対して、熱可塑性樹脂シート(ポリフッ化ビニリデン(PVDF)をラミネート成形した。
上記のサンドイッチパネル14〜18について、以下の評価を行った。評価結果を表3に示す。
得られたサンドイッチパネルの表面側となる面を目視にて観察し、へこみや光沢の有無を下記の基準で評価した。
◎:全くへこみがなく、艶があり、極めて優れた美観を有する。
○:ほとんどへこみがなく、比較的艶がないが、実質上問題はない。
△:膨れやへこみがあり、艶がまったくなく、外観品質の重要視される用途には使用できない。
×:膨れやへこみが目立ち、不良品である。
得られたサンドイッチパネルの表面側となる面を目視にて観察し、凹凸、穴または一部欠損の有無を評価した。
○:凹凸、穴または一部欠損のいずれも無い。
×:凹凸、穴または一部欠損のいずれかが有る。
得られたサンドイッチパネル1から5の熱可塑性樹脂シートの表面粗さRzを、JIS B0601に準じて測定した。
引張試験機を用いて、JISZ0237に準拠して、室温25℃、引張速度300mm/分の条件で、90度の方向に熱可塑性樹脂シートを引っ張ったときの剥離強度を測定した。単位はN/mmである。
[実施例12]
(プリプレグの製造)
繊維クロス(ガラスクロス、#120、HEXCEL社製)の面内方向に一定のテンション(張力)を付与した状態で、かかる繊維クロスの表面上に、テンションを付与しない状態の繊維ニット(ガラスニット、経編:ダブルラッセル構造、サカイ産業社製)を互いに接するように積層した積層体を準備し、当該積層体に対して、フェノール樹脂を含浸させて、シート状のプリプレグ1(複合材料シート)を得た。当該プリプレグ1はBステージ状態であった。
また、フェノール樹脂を配合し、繊維クロス(ガラスクロス、#120、HEXCEL社製)に含浸させて、シート状のプリプレグ2を得た。当該プリプレグ2はBステージ状態であった。
得られたプリプレグ1(繊維ニットが繊維クロスよりも外側)、ハニカムコア(アラミド繊維、厚み:10mm、HRH−10−1/8−3.0(HEXCEL社製)、面積:1m×3m)、得られたプリプレグ2の順で積層して、積層体を得た。続いて、図2に示すように、金型32の凹面(面36)に、プリプレグ1の繊維ニットが対向するように配置し、金型30の押し当て部材の凸面(面34)で、積層体のプリプレグ2側を押圧し、0.7MPa、143℃、16分で加熱加圧して、当該プリプレグ1,2を硬化させて樹脂板を形成した。その後、樹脂板から金型30,32を分離して、樹脂板、ハニカムコア、樹脂板からなる、湾曲状のサンドイッチパネル19を得た。なお、当該プリプレグ1、2の硬化物のガラス転移温度(Tg)は130℃だった。
(プリプレグの製造)
繊維ニット(ガラスニット、経編:ダブルラッセル構造、サカイ産業社製)に対して、フェノール樹脂を含浸させて、シート状のプリプレグ3を得た。
Claims (12)
- 織物状の繊維クロスと、
前記繊維クロスの厚み方向に積層した編物状の繊維ニットと、
前記繊維クロスと前記繊維ニットとに含浸された熱硬化性樹脂組成物と、を含む、Bステージ状態のプリプレグからなる、複合材料シートであって、
前記繊維クロスおよび前記繊維ニットが、ガラス繊維で構成される、複合材料シート。 - 請求項1に記載の複合材料シートであって、
コア層とその両側に設けられた樹脂板とを有するサンドイッチパネルにおいて、前記樹脂板を形成するために用いる、サンドイッチパネル用の複合材料シートであって、
前記コア層に対して硬化処理によって接着する前記プリプレグである、複合材料シート。 - 請求項1または2に記載の複合材料シートであって、
前記繊維ニットが、ループ構造を有する、複合材料シート。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の複合材料シートであって、
前記繊維ニットの経編が、ダブルラッセル構造を有する、複合材料シート。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の複合材料シートであって、
前記繊維クロスと前記繊維ニットが接するように構成される、複合材料シート。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の複合材料シートであって、
当該複合材料シートの硬化物を備える湾曲状のパネル部材において、前記湾曲状のパネル部材の湾曲面に対して、前記繊維クロスよりも前記繊維ニットが湾曲面側に配置される、前記湾曲状のパネル部材の形成に用いられる、複合材料シート。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の複合材料シートであって、
航空機用パネル部材に用いられる、複合材料シート。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の複合材料シートの硬化物を備える、サンドイッチパネル。
- 請求項8のサンドイッチパネルを備える、湾曲状のパネル部材であって、
湾曲構造を備え、前記湾曲構造中の凸側の湾曲面に対して、前記繊維クロスよりも前記繊維ニットが凸側の湾曲面側に配置されてなる、湾曲状のパネル部材。 - 繊維クロスの面内方向に一定のテンションを付与した状態で、前記繊維クロスの表面上に、テンションを付与しない状態の繊維ニットを互いに接するように積層した積層体を準備する工程と、
前記積層体に対して、熱硬化性樹脂組成物を含浸させる工程と、を含む、
Bステージ状態のプリプレグからなる複合材料シートを得る、複合材料シートの製造方法。 - 請求項10の複合材料シートの製造方法で得られた複合材料シートを、ハニカム構造を有するシート状のコア層の上面側と下面側の少なくとも一方の開口面上に、配置する工程と、
前記コア層と前記複合材料シートを加熱加圧することにより、サンドイッチパネルを得る工程と、を含む、サンドイッチパネルの製造方法。 - 請求項11に記載のサンドイッチパネルの製造方法であって、
前記サンドイッチパネルを得る工程は、
凸部状の湾曲面を有する凸部状金型と、凹部状の湾曲面を有する凹部状金型とを準備し、
前記少なくとも一方の前記複合材料シートについて、繊維クロスよりも繊維ニットを前記凹部状の湾曲面側に配置し、
前記凸部状の湾曲面を有する前記凸部状金型からなる押し当て部材で押圧しながら、前記コア層と前記複合材料シートを加熱加圧する工程を含む、サンドイッチパネルの製造方法。
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