JPH01127327A - 表面補強物品 - Google Patents

表面補強物品

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JPH01127327A
JPH01127327A JP63245843A JP24584388A JPH01127327A JP H01127327 A JPH01127327 A JP H01127327A JP 63245843 A JP63245843 A JP 63245843A JP 24584388 A JP24584388 A JP 24584388A JP H01127327 A JPH01127327 A JP H01127327A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背最 フオーム物品の表面は、ガラス繊維６ｉによって裏打ち
れたティッシュベーパ等の繊維状材料を物品の表面に使
用し、繊維状材料に物品のコアに用いられたのと同じフ
オームを浸透させることによって強化されｉする。発明
者の以前の米国特許第４゜５１０．１０５号および第４
．６６４．９７４号はこのタイプの物品およびその製造
方法を説明するものである。これらの特許において説明
された物品は比較的高い強度を表面に、剛直性を物品全
体に提供し、良い表面仕上げを施すのを可能にするが、
サーフボード、飛行機の翼、および風エネルギマシーン
用プロペラ等のように表面および物品全体の剛直性なら
びに強度を一層増加させることが必要な応用が多い。表
面近くに、おそらく１層４インチ（１インチは２．５４
ｃｍ）の厚さまでガラス繊維層を多数積重ね、フオーム
を浸み込ませることもｌ−１ｌ能であろうが、これでは
完成品、ことにわずか数インチの厚さで、物品の相対す
る内表面が共に補強された物品は重量が相当に増加する
であろう。物品の表面および全体の剛直性ならびに強度
を増加させるために、物品の重量増加を最少限に留めな
がら、表面近くの、フオームを浸み込まされた繊維層に
よって、−層補強されたフオーム物品は相当の価値があ
ろう。
発明の概要 この発明の一実施例に従って、軽重量で特別に高い剛直
性および強度をＨするフオーム物品を産する方法および
装置が提１」（される。この物品はフオームを浸み込ま
された多セルはちの原型材料によって裏打ちされた、フ
オームを浸み込まされた層を表面近くに含む。物品仝休
は、多孔性ではあるが耐流過性を自°する材料によって
多セルはちの巣型祠料から分離されたフオームからなる
コアを含み得るが、多セルＨ料内のフオームはコア内の
フオームより密度が高い。
この）ｊ法は、乾質繊維状第３層の鋳型空洞壁への据付
け、および多セルはちの県型第２層の第３層への据付け
を含み得る。多孔性ではあるが耐流過性をｆｉする第１
層は多セル第２層へ据付けられ得る。発泡可能な液体が
鋳型に浸み込まされ、鋳型は閉じられる。発泡可能なｉ
ｆｋ体は泡立つと膨張して、それらの層をプレスして隙
間のないサンドイッチ状にし、それらの層にゆっくりと
浸透する。
多セル第２層内のフオームは第１層および第３層の間に
捕獲され得、フオームコアより高い密度を獲得して多セ
ルはちの原型材料の側壁をしっかりと支え得る。第１層
は繊維状で、表面近くでは微細繊維を、そして表面から
遠ざかるほどよりきめの粗い繊維を含み得る。多セルは
ちの巣型＋４料の側壁は概して物品の表面に向けて垂直
に延びる甲らな側壁を含み、高い剛直性を提供する。セ
ル内で膨張したフオームは側壁が崩れるのを防ぎ、また
、繊維に浸み込まされたフオーム領域と、おそらく補強
されていないフオームコアとの間に連続性を提供し、表
面および多セル材料の壁間領域近くの繊維に浸み込まさ
れたフオームを支える。
この発明の新規な特徴は前掲の特許請求の範囲において
詳細に述べられた。この発明は添付された図面とともに
次の説明をみると最もよく理解されるであろう。
好ましい実施例の説明 第１図は、サーフボード、飛行機の翼等の特定の物品の
形を規定する鋳型空洞１６を形成する２つの部分１２お
よび１４からなる鋳型１０を示す。
物品を形成するには、完成品の表面領域を強化するであ
ろう、第２図の１８に示される、多孔性乾質祠料からな
る一層の層が各々の鋳型部分に置かれる。次に、発泡可
能な材料の混合された構成要素が１２のような一方の鋳
型部分の空洞部分に注入され、鋳型が閉じられる。フオ
ーム材料は膨張して、実質的に空ａ・・Ｊ１６を満たし
、それら層の厚みの大部分のみならずその表面層１！＄
　１８内にある体積１６　ａをも満たす。フオームが固
まった後、鋳型が開かれ、成型された物品２０が取除か
れ、次に物品上に仕上げ作業が施される。
第３図は鋳型から取除かれた後の物品２０の一部を示す
。物品は相対する両側面２４．２６を白゛する厚いフオ
ームコア２２を含み、この物品はコアの相対する両側面
にある表面領域３０，３２をＨする。３２のような各々
の表面領域はフオーム表面部分３４を浸み込まされた一
１１Ｔの層１８を含む。−８１の層１８はフオームコア
の一方の側面２６にある薄い多孔性第１層３６、第１層
３６のＡ側倒面上にある多セルはちの巣型層、すなわち
はちの巣型シート構造４０、およびはちの染型シート構
造４０の外側側面上にある繊維状第３層４２を含み、３
層すべてにフオームが浸み込まされる。
はちの染型シート構造は、各々がその厚さＴよりも護数
倍長い長さＬ’　（第５図）を（ｉする、相互連結して
いる側壁を伴なう構造で、側壁の厚さより広いスペース
、すなわちセル５４を残す。
第５図は第３図の５−５領域の詳細を示す。多孔性でか
つ好ましくは繊維状の第３７ｔ４４２は未完成物品の表
面４６において、織物状のガラス繊維５０によって裏打
ちされたティッシュベーパ４４の多数のシートから形成
されてもよい。さらに、そのガラス繊維の後には、耐流
過性ではあるが多孔性を有するティッシュのシート５１
があり、成型中にガラス繊維を鋳型壁にプレスするのを
助ける。はちの巣４０は物品の表面４６に垂直に柱のよ
うに延び、各々の側壁の厚さＴより複数倍長い柱の長さ
しを有する多数の側壁５２を含む。はちの巣は、各々が
側壁５２の高さに等しい厚さを有する庚数のセル５４を
形成する。第１層３６は自由な流過には抵抗しながらフ
オームの流過に対しては多孔性を（−ｉする材料から形
成され、かつ４４や５１におけると同様に、ティッシュ
ベーパから）じ成されてもよい。３層、３６．４０．４
２のすべてにはコア２２のフオームと同じタイプのフオ
ームが浸み込まされ、フオームはそこで一体となってい
る。しかしながら、フオーム表面部分３４は、はちの巣
セル５４内のフオーム部分を含めて、コア２２内のフオ
ーム部分５６より密度が高い。
物品は、鋳型壁土にティッシュシート４４のような多数
の微細繊維状（４料を、次に、ティッシュシート５１の
ような微細繊維状手］料からなる１枚のシートによって
裏打ちされた、ガラス繊維５０のような、より繊維の太
い材料を置くことによって形成され得る。次に、はちの
巣シート４０が第１層４２の上に置かれ、多孔性第１層
３６がガラス繊維の内側表面に置かれる。はちの巣材料
は他の層よりも厚い一方、それは大変可撓性があり鋳型
の広い領域にわたって置かれ得るが、第３層と鋳型壁と
の間の様々な層の間には当用空隙が存（【：し得る。そ
れらの層が据付けられた後、発泡１■能なフオームが浸
み込まされ、鋳型は閉じられ、発泡可能な材料は空洞内
で膨張する。発泡可能な材料が膨張すると、それは幾分
多孔性を白°する第１層３６を押し上げ、第１層３６は
はちの集屑４０を、はちの集屑４０は多孔性の第３層４
２をプレスし、すべての層をすき間のないサンドイッチ
状にし、そのサンドイッチを空洞の壁にしっかりとプレ
スする。フオームは第１層に浸透し、はちの集屑のセル
５４を満たし、ティッシュシート５１を変形さげて浸透
し、第３層のガラス繊維５０のストランド間のスペース
に浸透し、第３層の微細！＆１維状ティッシュベーパ４
４にゆっくりと浸透する。フオームはティッシュベーパ
４４のシートのすべてには浸透しない量であり、そのた
め、物品を鋳型から取除くのが容易となる。第３層を据
付ける方法、およびそれを鋳型壁にプレスし、それに浸
透させる作用は発明者の以前の米国特許第４゜５１０．
１０５号に説明されたものと概して同様である。
フオーム材料から形成された物品は、表面補強をしなけ
れば表面かあるいは全断面を通して損傷を受けやすいが
、大変軽量であるという利点をＨするこりとがよく知ら
れている。発明者の以前の米国特許第４，５１０，１０
５号および第４．６６４．９７４号においては、物品の
コアと同じフオームを浸み込まされた繊維状（イ料によ
る、フオーム物品の表面強化について説明しており、そ
の繊維状材料は、第５図の第３層４２と同様に、すぐド
をより粗い繊維によって裏打ちされた微細繊維を表面に
含む。そのようなフオームを浸み込まされた繊維状表面
構造は物品の強度を大いに増加させるが、繊維状材料は
ｊνさが約１／６４インチといった具合に薄いので、そ
の増加は限られたものである。最も外側の層に多数のガ
ラス繊維層を、１層４インチといった厚さにまで重ねる
のは可能であろうし、それにはフオームが浸み込まされ
るであろうが、これにはいくつかの不［りな点がある。
不利な点の１つは、多数のガラス繊維層のコス！・であ
り、もう１つの不利な点は、そのような厚さのガラスｍ
維が相当な重さになることである。はちの集屑を利用す
れば、大変軽量な構造のまま鐵維状層を補強することが
できる。
はちの集屑は第４図に示されるような形状をＧし、そこ
では樹脂を浸み込まされたペーパからなる多数のストリ
ップ６０が、様々な他の形が使用され得るが概して６角
形でもよい多数のセルへつながれる。側壁は耐張力部材
として働き、６２に示されるような張力に抗する。セル
内のフオームはセルの伸長に抵抗するのを助け、そのよ
うな張力に抗する。セルの壁のみならず、セル内のフォ
ー！、ちまた矢印６２の方向の圧縮力に抗する。第５図
に示されるように、はちの巣型構造の各々の側壁５２の
長さしは側壁の厚さＴの段数倍大きい。
このためセルの壁は、丈は長いが細い梁のように曲げ力
に抗することができ、圧縮力にもまた柱のように抗する
ことができる。はちの巣構造の側壁５２をプレスする、
セル内の圧縮されたフオーム３４の存在は側壁５２を崩
れないよう支える結果となり、この構造を大いに強化す
る。物品内のはちの巣構造の体積の大部分はフオームで
占められるので、フオームで満たされたはちの巣構造の
重量は軽い。
上述のフオーム物品製造方法によると、表面部分のフオ
ームの密度がコア内のフオームの密度より、３倍という
ように、高くなることを出願人は見出した。これは、セ
ル内のフオームの密度がより高く、結果として強度がよ
り大きいと、フオームがはちのｇｔ型構造の側壁をより
よく支えることができるため、ｒイ利である。
出願人が構成した、第゛３図および第５図に示されるタ
イプの成る物品では、物品全体の厚さＡは２−１／２イ
ンチであった。コア２２内のフオームは１立方フイート
につき約２ポンドの密度をｆｌ。
するポリウレタンフォームであり、そのフオームのコア
中での密度は約その３倍であった。多孔性第１層３６は
、幅が０．（１１インチより小さい穴のあいたティッシ
ュから形成されたか、それはコストが低く、フオームの
流過に対し耐性を提１ｊ（シた。第３層４２はティッシ
ュベーパ４４からなる約６層と、１平方ヤードにつき４
オンスの市さの織物状ガラス繊維層５０、およびティッ
シュ層５１を含んでいた。ガラス繊維５０は厚さ約７／
１゜０００インチであった。はちの集屑４０は厚さ１／
４・「ンチで、重さは１下方フイートにつき２０ダラム
であった。はちの集屑と同じ約１／４インチの厚さを形
成するにはおよそ３０層のガラス繊維が必要となろうし
、するとガラス繊維層は約１３倍の重さとなるであろう
ということがわかる。
また、はちの集屑４０は１平方フィートにつき約２０セ
ントかかるが、ガラス繊維層５０は１平方フィート約３
３セントであり、結合された厚さが約１／４インチの多
数の層には１平方フイートに約１０ドルかかる。このよ
うに、表面近くの謀維状材料を支えるためにはちの県型
シートを、雨音にコアのフオームと一体となったフオー
ムを浸み込ませ、ことにはちの巣セル内の〕４−−ムが
コア内のフオームより密度が高いように、用いると、高
い強度を有する軽量の物品を産することになり、しかも
それは低コストで構成され得る。
第３図に示されるように、第１層３６は、はちの巣シー
ト構造４０の側壁間７０におけるように、カテナリ湾曲
をＨすることが注し１されるかもしれない。これはフオ
ーム材料が第１層３６上に置か。
れたときの重さのためであると思われろ。これほど著し
くはないが、幾分似通った、７０に示される上向き湾曲
が鋳型の最上部にある上ｈ゛表面領域にも見出される。
第６図は単一のはちの県シート構造８２が物品の厚さの
大部分に沿って延びるもう１つの物品８０を示す。これ
は、２０（第２図）のように平行でない両表面をＨする
物品ははちの集屑の厚さが物品の厚さに１＋−、なって
変化することを必要とするであろうから、概して平行に
川χ・ｌする両表面を白゛する物品についてのみ実用的
である。物品８（１は第５図の４２に示されるタイプで
あるかもしれない、多孔性を有する層８４．８６を有し
、それらは物品の相対する両表面にある。物品は最上部
の繊維状層８６を鋳型の上部部分上に置き、その上には
ちの巣シーｌ、　＋１４造８２を置き、はちの巣のセル
の各々を発泡可能な混合物で満たし、最上部層８４をは
ちの巣構造の上部に置き、そして最上部鋳型部分あるい
はプレスをそのサンドイッチ上部に置くことによって成
Ｊ（すされ得る。
このように、この発明は主に、高度に補強された表面を
Ｈするフオーム物品およびその製造方法を提０（する。
多孔性（好ましくは繊維状）材料が表面近くにあり、は
ちの巣によって支えられ、多孔性材料およびはちの巣材
料は共にフオームを浸み込まされる。これは、各々多孔
性（好ましくは滋維状）層とはちの集屑とを備えた相対
する両表面領域を有する物品において完成されるが、各
々のはちの集屑の内側表面が、フオームを、そのような
流過に抵抗しながらも、流過させる多孔性の層に裏打ち
されることにより、それらの層が鋳型表面にしっかりと
プレスされることを保証する。
表面領域内の、ことにはちの巣Ｊ４！２構造のセル内の
フオームの密度はコア内のフオームの密度より高いのが
好ましい。
この発明の実施例の詳細がここに説明され、例証されて
きたが、当業省にあっては修正や変更が容易に起こり得
ることが認められ、結果として、特シ′１゛請求の範囲
はそのような修正および均等物を包含するものとして解
釈されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明にａ効な、開いた鋳型の斜視図であ
る。 第２図は、第１図の２−２の線で切取られた図であり、
閉じられた鋳型と鋳型中の成型された製品が示される。 第３図は第２図の成型された製品の一部の拡大図である
。 第４図は第３図の４−４の線で切取られた部分図である
。 第５図は第′３図の５−５の領域の拡大図である。 第６図はこの発明の他の実施例によって構成された物品
の部分ｔｔｌｉ面図である。 図において、１０は鋳型、１６は鋳型空洞、２２はコア
、３６は多孔性第１層、４０ははちの巣型シート構造、
４２は繊維状第３層、５２は側壁、５４ははちの巣セル
、５０はガラスｍｉｄ、５１゜４４はティッシュシート
を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１および第２の相対する外側側面を有するフォ
    ームコアと、 前記コアの前記第１および第２外側側面上にある第１お
    よび第２表面領域とを備え、 前記第１表面領域は、多セルはちの巣型シート構造と、
    前記コアから最も離れた前記はちの巣型シート構造の表
    面にある繊維状層と、前記コアと前記はちの巣型シート
    構造との間にある、多孔性であるが耐流過性を有する材
    料からなる内側層とを含み、 前記はちの巣型シート構造とその前記繊維状層とを含む
    前記第１表面は、フォーム材料を浸み込まされ、前記コ
    アは実質的に、前記第１表面領域に浸透する前記フォー
    ム材料と同じフォーム材料からのみ形成され、前記コア
    の、かつ前記第１表面領域内のフォーム材料は一体であ
    る、表面補強物品。
  2. （２）前記はちの巣型シート構造の前記セル内の前記フ
    ォームの密度が前記コア内のフォームの密度より高い、
    請求項１記載の物品。
  3. （３）前記コアが前記表面領域より厚く、前記コアは第
    ２側面を有し、かつ、 前記コアの前記第２側面にある、前記第１の表面領域と
    実質的に同一の第２表面領域を含む、請求項１記載の物
    品。
JP63245843A 1987-09-30 1988-09-29 表面補強物品 Pending JPH01127327A (ja)

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