JPH02220837A - ハニカム床 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ハニカム床の構造に関するものである。

（従来の技術） 周知のようにハニカムは、多孔性で極めて軽口であり、
しかも、厚さ方向の剛性に富むので、金属板ＦＲＰ　（
繊維強化プラスチック）板と組み合わせて接着し、構造
部材として活用されている。

ハニカム／平板の積層構成の応用のひとつに床構造があ
る。

ハニカム構造の床は、極めて軽口であるため、例えば、
エレベータかご至に用いると据付作業の簡素化、モータ
ーの小形化、かご枠ヤ支持材の薄肉軽口化等に大ぎな効
果をもたらす。

第９図は、一般的なハニカム床の構造の一例を示したも
のである。同図に示すようにハニカム床は、人または荷
物が直接載る表面にはメラミン樹脂製化粧タイル板１が
あり、その下に適度な剛性と柔らかさを持つベニヤ板２
がある。このベニヤ板２の下には前述のハニカム材３が
配置されており、ざらにその下には剛性の高い金属板４
が敷かれている。そして、各層間は、エポキシ系、クロ
ロプレン系等の接着剤５で接合されている。

また、ハニカム材３は、アルミニウム、プラスチック等
を素材として成形し、トラス構造としたものであり、厚
さ方向の圧縮強度２弾性率は高いが、長さ方向の曲げ弾
性率は低い。この厚さ方向に剛性の高い金属板４．ベニ
ヤ板２を配置することにより断面二次モーメントを大き
くして、曲げ荷重に対する剛性を高め、たわみを抑える
ことができる。

このようにハニカム材３は、剛性の高い材料と組み合わ
せ、接合して初めて効果を発揮するものであり、部材の
それぞれが重要な役割を有している。このことは、ハニ
カム材３にプラスチックハニカム材（同図に符号３ａで
示す）を用いたプラスチックハニカム床の場合にも同様
である。

ハニカム床またはプラスチックハニカム床は、軽量であ
ることが最大の特徴であるから、重量のある金属板の使
用は最小限とし、これを使用する場合でも床構造の下側
一方であるのが普通であり、一般にはＦＲＰ板を用いる
ことも多い。

（発明が解決しようとする課題） 前述のように、ハニカム構造の機械的特性は、接着剤が
重要な要素となっている。しかしながら、一般に通常の
床製作工程では、作業性の良い低粘度の接着剤を、へケ
塗り、ローラー塗り、スプレー塗り等で層間に塗布した
後、所定時間加圧して硬化さける。しかしながら、粘度
の低い接着剤は、加圧時に流れヤす°いという大きな欠
点がある。

例として、同図に示すハニカム構造において、クロロプ
レン系接着剤をスプレー塗りで塗布した場合のハニカム
材３と金属板４の接合部は、拡大して示すと第１０図の
ようになる。ハニカム材３と金属板４の隙間に侵入した
接着剤５は、吹き付は時にボイド６を巻き込みやすく、
加圧時にこれがつぶれて広がったり、接着剤が押し出さ
れて薄い部分ができる。低粘度の接着剤を用いた場合に
は、このように塗りムラを残しやすく、ボイドや隙間。

接着不良等の部分が生じるのは必至であり、ハニカム構
造の信頼性を低いものにしている。特に剛性が低く、接
着面積の大きいプラスチックハニカム材では床の特性に
与える接着層の影響が極めて大きい。例えば、接着層の
厚さが薄くなると、床全体の曲げ剛性は大きくなるが、
急激な温度変化に対して強度が低く、剥離しやすくなる
。反対に、接着層が薄くなると、急激な温度変化に対し
ては強いが、床全体の曲げ剛性が小さくなり、床に人や
物を載せた時のたわみが大きくなる。構造物としては荷
重に対するたわみを最小限に抑える必要があり、また、
長期的には温度変化にも十分耐える接着強度を有してい
なければならない。この両者のバランスを取ることが床
の信頼性を高める唯一の方法でおり、このためには接着
層の厚さを均一にムラなく塗り、ボイド等の不良部分を
残さないことである。ところが、接着層の管理は、硬化
前の樹脂粘度が低く、流れやすいので、現実的には極め
て困難となっている。製品の特性のバラツキがかなり発
生するので、全数の特性を検証する必要があり、歩留ま
りが良好でない。

一方、高粘度の接着剤は、作業性が著しく劣るため、こ
うした接合には用いられることはない。

以上のようにハニカム床構造は、軽量化に効果を発揮す
るが、接着の善し悪しがハニカム構造全体の特性を決定
するといっても過言ではなく、信頼性に乏しく、生産性
に劣るためなかなか一般産業に普及していないのが環状
である。

また、プラスチックハニカム材を使用する場合、プラス
チックハニカム材としては、成形性、経済性から熱可塑
性樹脂が用いられることが多い。しかしながら、熱可塑
性樹脂は、一般に化学的安定性に乏しく、耐薬品性、耐
溶剤性に問題かある。

例えば、プラスデックハニカム材の代表であるポリスチ
レンは、アセトン、キシレン等の溶剤によく溶ける。プ
ラスチックハニカム材が溶けた場合にはトラス構造が崩
れ、構造部材としての役割を果すことは全く不可能とな
る。すなわち、床の曲げ剛性は著しく低下し、たわみか
非常に大きくなる。また、圧縮荷重に対する“′へこみ
″も人となり、その結果、床としての機能を失う。安全
面においても大きな問題となる。

このような状況は、製作工程上のみならず実用上におい
ても十分考えられる。有機溶剤（例えば、灯油）を運搬
中にこれを誤ってこぼせば、この溶剤はメラミン樹脂性
化粧タイル板１の貼り合Ｖの隙間から容易に内部に浸入
する。ざらにベニヤ板２は、木材で液体がしみこみやす
い上、多孔質であるから溶剤はベニヤ板２内部を浸透し
てプラスチックハニカム材３ａに達することになる。ま
た、金属板の代わりにＦＲＰ板を使用する場合、このＦ
ＲＰ板を構成する樹脂も溶剤に溶けたり、これを浸透さ
せるものも多い。溶剤がプラスチックハニカム材３ａに
達すれば、これが溶解して前述したようにたわみが大き
くなり、強度も低下して危険な状態になる。

以上のようにプラスチックハニカム材は、床の軽量化に
大きな効果を有するが、化学的安定性に劣るため、信頼
性に欠けるのが現状である。

そこで、本発明の目的は、プラスチックハニカム材に対
する障害を除去し、ハニカム材の特性を発揮した軽量で
かつ機械的特性、耐久性に優れたハニカム床を提供する
ことにおる。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、プラスチックハニカム材を複数の部材の中間
に配置し、層間を接着して構成するハニカム床において
、層間を半硬化状態のシート状接着剤で接着するか、ま
たは、層間に腐食性液体に対する不浸透性シートを挿入
したものである。

（作　用） 層間を半硬化状態のシート状接着剤で接着する場合、半
硬化状態のシート状接着剤を層間の所定位置にセットし
、加圧、加熱することにより、容易に硬化するから作業
性が極めて優れている。また、接着剤の塗布時に粘度が
低くなって流れ出すこともないので、設定した接着厚さ
を確保でき、他の部品との組立が容易となる。接着層は
均一で、ボイド等も形成されず、床全体の機械的特性、
耐久性に優れ、特性のバラツキも少ない。

また、層間に腐食性液体に対する不浸透性シートを挿入
する場合、表面に灯油、アセトン等の有機溶剤が接触し
た場合、床の層間に挿入した不浸透性シートが溶剤の浸
透を阻止し、内部の材料を腐食から保護する。不浸透性
シート自身は、腐食性液体に対して十分な耐食性を有し
、かつ薄いので、溶剤の浸透を完全に遮断することがで
きるので、これを床構造内に挿入しても床全体の構造物
としての機械的特性、例えば、荷重に対するたわみ量等
は何ら変化することはない。また、不浸透性シートは、
接着により容易に床構造内に挿入することができ、剥離
、ヒートサイクル等に対する強度も十分に確保できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は、本発明の一実施例を示す断面図でおる。

第１図に示ず実施例は、プラスチックハニカム材を使用
したエレベータかご室の床構造であり、基本的な積層構
成は従来のものと同じである。

第１図において、１はメラミン樹脂性化粧タイル板、２
はベニヤ板、３ａはプラスデックハニカム材、４は金属
板を示し、メラミン樹脂性化粧タイル板１とベニヤ板２
、ベニヤ板２とプラスチックハニカム材３ａ、プラスチ
ックハニカム材３ａと金属板４はそれぞれシート状接着
剤１０．１０．１０で接合する。

次にこのシート状接着剤１０について説明する。

第２図は半硬化状態のシート状接着剤１０を適用した場
合のプラスチックハニカム材３ａと金属板４の接合部の
拡大図を示す。接着剤は、硬化反応が進行するにつれて
粘度が増加する。加熱硬化形の接着剤は、加熱したとき
に初めて硬化反応が進行し、常温では反応が停止する。

これを利用して、あらかじめ加熱により接着剤を半硬化
状態にしておき、所定の厚さのシートを作成する。床の
接着工程で再ｈ！ｌ熱した場合、粘度は再び低下するが
、半硬化状態の接着剤の粘度はあるレベル以上を保持し
ており、プラスチックハニカム材３ａと金属板４の間に
挿入したシート状接着剤１０は、流れ出したり、空気を
巻き込んでボイドを生成したりすることがない。また、
固さもある程度あるので、加圧しても最初のシートの厚
さをある程度保つことになり、任意の接着厚さを付与す
ることができる。ざらに、この層は、均一に接着してお
り、実用的な接着強度も十分であり、これらについては
、試作品の特性試験により実証することができた。

すなわち、厚さ２ｍのメラミン樹脂製化粧タイル厚さ３
履のベニヤ板、市販の厚さ２５Ｍのポリスチレン製プラ
スチックハニカム材、市販の厚さ０．６ａｍの軟鋼板を
半硬化状態のシート状接着剤で接着し、総厚さが３１．
５＃ＩＩＭとなるエレベータかご室用床を作成した。こ
の積層構造からなる幅ｉｏｏ、、長さ３５０−の試験片
を用いて、第３図のようにメラミン樹脂製化粧タイル板
１側に圧縮、軟鋼板１１側に引張負荷が加わるようにス
パン３００ｍで荷重Ｗを加え、三点曲げ特性を求めた、
１０個の試験片を用いた場合の曲げ弾性率を従来構造の
試験片と比較した。従来品は、市販のクロロプレン系接
着剤をスプレー塗りで塗布した。その結果を第４図に示
す。試作品の曲げ弾性率は平均１２９ｋｇｆ／ｍｍ２で
あり、従来品の平均１２５ｋｇｆ／ｍ１ｌ１２と全く同
じレベルとなった。しかしながら、試作品の曲げ弾性率
のバラツキは非常に小さく、信頼性に富むことが判明し
た。標準偏差の比較では、試作品が１．８ｋｇｆ／ｍｍ
２　、従来品が７．４ｇｋｆ／ｍｍ２とその差が歴然と
していることも判明した。

このように従来品のバラツキが大きいのは、接着層の厚
さのバラツキを反映しており、試作品は、接着層が均一
で安定していることが分かる。エレベータのかご室の床
を例に取れば、大または貨物等を積載した場合に床がど
のくらいたわむかを把握しておくことは極めて重要であ
り、床の曲げ弾性率が大きいことは勿論であるが、その
バラツキを最小に抑えることが不可欠となる。このよう
な観点から、試作品は、信頼性に冨み、構造物の軽量化
に寄与することが証明される。長期信頼性評価として三
点曲げの疲労試験を行なうと、さらに、この差が顕著と
なる。

次に、これらの試験片を一２０℃で１時間、６０℃で１
時間の気相冷熱サイクル試験を１０回行ない、接着強度
の確認を行なった。その結果、試作品は、剥離、ふくれ
、き裂等の異常は認められず、また、曲げ弾性率の低下
も見られなかった。一方、従来品にはわずかながら接着
部の剥離が見られた。

以上の結果から明らかなように、プラスチックハニカム
材を使用する床構造において、接着剤として半硬化状態
のシート状接着剤を用いた床構造は、接着層の厚さが均
一で、接着不良もなく、機械的特性に優れ、信頼性に富
むものである。

したがって、以上の構成による実施例は、プラスチック
ハニカム床構造において、層間の接着に半硬化状態のシ
ート状接着剤を用いたものであり、機械的特性のバラツ
キか極めて小さく、信頼性に富み、作業性に優れたもの
であり、設計上、安全上においても有益なものである。

また、接着強度も十分てあり、急激な温度変化等によっ
ても、剥離、ふくれ、き裂等を起こすことがない。

なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されるもの
ではなく、第５図に示すように構成してもよい。

同図に示した実施例は、プラスチックハニカム材を使用
しゴこエレベータかご室の床構造で、１はメラミン樹脂
製化粧タイル板、２はベニヤ板、３ａはプラスチックハ
ニカム材、４は金属板を示し、表面のメラミン樹脂製化
粧タイル板１とベニヤ板２の間には、アルミニウムシー
ト等の不浸透性シート１１を挿入し、各層間はエポキシ
系、クロロプレン系等の接着剤５で接合されている。

次に、以上のようにして作成した床構造の表面にアセト
ン腐食性有機溶剤を接触させた場合を第６図を参照して
説明する。有機溶剤１２は、表面のメラミン樹脂製化粧
タイル板１の貼り合せの隙間から内部に侵入する。クロ
ロプレン系等の接着剤５は、有機溶剤１２に対し、十分
な耐食性を有しており、これ自身が侵されることはない
。しかしながら、一般に通常の床製作工程で作成した接
着層に塗りムラからボイドや隙間、接着不良等の部分が
生じるのは必至であり、こうした空孔１３を通じて有機
溶剤１２がさらに内部に侵入する。また、有機溶剤１２
が接着剤５の主成分である樹脂の内部に浸透し、これが
拡散して床構造内部に進んでいく場合もある。通常の床
構造では、次にベニヤ板２、プラスチックハニカム材３
ａが接着されているのでこれが溶剤に侵される。または
、単なる水分であっても長期的にはベニヤ板２を腐らせ
ることも考えられる。

そこで、ベニヤ板２の手前に不浸透性のアルミニウムシ
ート１１を挿入しておくと、有機溶剤、水分が内部へ侵
入するのを完全に阻止することができ、内部の弱い部分
を保護することが可能となる。

これらの有機溶剤、水分は時間の経過とともに表面から
大気中に蒸発し、消滅する。

この実施例についても、試作品の特性試験により効果を
検証した。すなわち、前述の実施例の場合と同様の方法
で、厚さ２１ｒＩＩｎのメラミン樹脂製化粧タイル板、
厚さ０．１＃のアルミニウムシート、厚さ３ｍのベニヤ
板、厚さ２５ｍのポリスチレン製プラスチックハニカム
材、厚さ０．６闇の軟鋼板をクロロプレン系接着剤で接
着し、総厚さが３２．５簡となるエレベータかご室床を
作成した。この積層構造からなる幅１００簡、長さ３５
０＃Ｗの試験片を用いて、第７図のようにメラミン樹脂
製化粧タイル板１側に圧縮、軟鋼板４側に引張負荷が加
わるようにスパン３００ｍで荷ｆｆ１Ｗを加え、三点曲
げ特性を求めた。メラミン樹脂製化粧タイル板１に有機
溶剤であるアセトンを接触させた場合の曲げ弾性率の経
時変化を、アルミニウムシートを有しない従来構造の試
験片と比較した。その結果を第８図に示す。試作品の曲
げ弾性率は、初期値が平均１３５ｋｇｆ／ｍｍ２であり
、従来品の平均１３０ｋｇｆ／ｍｍ２と全く同レベルと
なった。このように挿入したアルミニウムシートが薄い
ため、試作品の寸法１機械的特性は、従来品のそれとほ
とんど同一のものとなる。

表面をアセトンに接触させた場合、接触時間の増加とと
もに従来品の曲げ弾性率は、著しく低下し、使用に耐え
ないことが分かる。一方、試作品では、当初接着層に拡
散したアセトンのため、若干の低下を生じているがその
後に変化はなく、１０００時間後であっても十分な剛性
を有している。

この遮断特性は、厚さ１００庫以上のシートで十分であ
る。ハニカム床構造の最大の特徴は軽量性にあるので、
比重の大きい金属の使用は最小限に抑えることが望まし
い。また、シートが厚いと、床全体の剛性も変化するの
で、できるかぎり薄いものを適用する。重量と剛性の観
点からアルミニウムでは０．５ｍｍ以下にするのがよい
。

次に、これらの試験片を一２０℃で１時間、６０’Ｃで
１時間の気相冷熱サイクル試験を１０回行ない、接着強
度の確認を行なった。その結果、剥離、ふくれ、き裂等
の異常は認められず、また、曲げ弾性率の低下も見られ
なかった。

以上の結果から明らかなように、プラスチックハニカム
材を使用する床構造において、床構造の層間、に不浸透
性シートを挿入したものは、有機溶剤に対する抵抗性を
有し、また、機械酌特性、耐久性に優れたものである。

したがって、以上の構成による実施例は、プラスチック
ハニカム床構造において、層間に不浸透性シートを挿入
したものであり、床表面に腐食性液体、水分等が飛散し
ても、これが内部に浸透することなく、内側の腐食され
やすい構造部材を保護し、機械的特性を変化させること
なく、安全を確保する。

また、使用する不浸透性シートは極めて薄いので、床全
体の寸法性、軽量性１機械的特性を損なうことはなく、
接着強度も十分であり、急激な温度変化等によっても、
剥離、ふくれ、き裂等を起こすことがない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ハニカム材を中間
に挿入した積層構造において、接着剤の塗布に伴なう不
具合または接着剤に対する外部からの障害を除去し、ハ
ニカム材の特性を発揮した軽量でかつ機械的特性、耐久
性に優れたハニカム床を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のＡ部拡大図、第３図は本発明の一実施例に関連する
試作品の機械的特性を求める三点曲げ試験方法を示す説
明図、第４図は第３図に示す三点曲げ試験から得られた
曲げ弾性率のバラツキを示す説明図、第５図は本発明の
他の実施例を、示す断面図、第６図は本発明の他の実施
例の表面に有機溶剤を接触させた場合の有機溶剤の浸入
状態を示す説明図、第７図は本発明の他の実施例に関連
する試作品の機械的特性を求める三点曲げ試編方法を示
す説明図、第８図は第７図に示す三点曲げ試験から得ら
れた曲げ弾性率の経時変化を示す線図、第９図は従来の
プラスチックハニカム材を使用したハニカム床の構造を
示す断面図、第１０図は従来のハニカム床構造における
ハニカム材と金属板の接合部の断面拡大図である。 １・・・メラミン樹脂性化粧ライル ２・・・ベニヤ板 ３ａ・・・プラスチックハニカム板 ４・・・金属板 １０・・・シート状接着剤 １１・・・アルミニュムシート （８７３３）代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラスチックハニカム材を複数の部材の中間に配置し、
   層間を接着して構成するハニカム床において、前記層間
   を半硬化状態のシート状接着剤で接着するか、または、
   前記層間に腐食性液体に対する不浸透性シートを挿入し
   たことを特徴とするハニカム床。