JPH02261638A - 複合材料の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、液体及び／又はペースト状の接着剤によって
表材にコアを接着することによってコア及び表材から複
合材料を製造するための改良された方法に関する。

（従来の技術） 軽量建築材料の使用は、多くの工学的構造物において常
になされている挑戦である。重量の低減及び材料の節約
に加えて、同時に安定性及び強度を維持しつつ複合材料
の機能を改良する。こも望ましい。軽量建築材料は、“
ヘキストハイ　ケミカルマガジン（［１ｏｅｃｂｓｔ■
ｉｇｈ　Ｃｈｅｗ　ＭＡｇｉｘｉｏｅ）　Ｎｏ。

３”１９８７年から公知であり、これは固体材料を最大
限低減することを可能にすると同時に高い安定性を有す
る。このサントイ２ツチ構造の独特の特徴は、連続ウェ
ブと集合点とコア内の多数の開口気孔とを有する微細網
状構造である。該構造は、合成樹脂によって硬化せしめ
られた織物ウェブを成形することによって得られる。

構造用ハニカムは、サンドイッチ構造におけるコアとし
て使用するための織物原材料の特殊な形状である。合成
樹脂を含浸させたメツンユ構造の編織物は、予め乾燥さ
れてプリペグ（ｐｒｅｐｅｔ）として知られる接着剤の
影響を受けない半完成品とされ、熱の作用下において深
絞り成形によって成形される。型の設計により、円形若
しくは六角形断面、ウェブ又は他の幾何学形状のステッ
プを有する構造用ハニカムが得られる。

荷重担持用の２つの薄い表材が軽量コアに接着されてサ
ンドイッチ構造が形成される場合には、鋼の値の何倍も
の耐荷重強度が得られる。公知のコア材料は、フオーム
及びハニカムと称されるハニカム構造の材料である。

サンドイッチ構造物の強度、荷重担持容量及び耐ねじり
力は、表材とコアとの間の接着の強さに本質的に依存す
る。

ハニカムがコアとして使用される場合には、表材に対し
て垂直なハニカムの壁の薄いウェブのみが接着面として
働くので強度及び荷重担持容量について問題が生じる。

従って、高強度の接着を形成するためには高価な接着フ
ィルムによる費用のかかる接着方法を用いる必要がある
。これらのコアの強度及び剛性は一般的にその密度と共
に増加する。

サンドイッチコアは広く種々のフィルムタイプの液体及
び／又はペースト状の接着剤を用いて表材に接着される
。使用される接着剤の量は、通常接着面画たり１５０〜
約３００１／＋”である。

コアが表材に接着されると、その圧縮強さ及び圧縮剛性
は、通常、接着しない状態よりも増加する。例えば、ア
ラミド繊維によって強化されたフェノール樹脂で作られ
たハニカムの圧縮強度は、表材に接着されると１．２倍
に増加する。フェノール樹脂を含浸させたポリエステル
繊維で作られた構造用ハニカムの場合には、圧縮強度は
約１．１〜１．４倍に増加する。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、当技術の現状に比して接着剤の量が増
えることなく改良された接着方法によってサンドイッチ
コア特に構造用ハニカムの強度パラメータを改良するこ
とである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的は、液体及び／又はペースト状の接着剤でコ
アを表材に接着することによってコアと表材とから複合
材料を製造する方法であって、その際、接着剤のための
溶媒及び／又は湿潤剤として働く液体によってコアが湿
潤される方法によって達成される。

４（作用） 当技術の現状における場合と同様に本発明の構成におい
ても、好ましくは構造用ハニカムの接着のためにエポキ
シ樹脂がエポキシ硬化剤と組み合わせて使用される。使
用される接着剤の量が、ハニカムの頂部において３００
（７ｍ”であり構造用ハニカムの基部において２００（
／ｍ！であるとき、圧縮強度は、非接着状態に比して１
．４倍に増加する。

驚くべきことは、コアが接着前の数分間に亙り接着剤の
だめの溶媒及び／又は湿潤剤としても働く液体によって
湿潤されると、本発明に従って使用されるコアの圧縮及
び剪断係数と同様に圧縮及び剪断強度が実質的に１．４
倍以上改善されることが確立されたことである。

湿潤液の添加によってコアの加湿を行うことができるこ
とを確立することが可能となった。特に、構造用ハニカ
ムの場合には、接着剤がハニカムの側部を上昇し硬化後
にハニカムを更に強化するということを確立することが
可能となった。湿潤なしでは、接着剤は側部を上昇する
ことはできない。

当業者にとってなじみのある特定の親水性硬化剤を用い
ることによって軽量建築部材の圧縮強度及び剪断強度を
増加させることもできる。ある種のエポキシ樹脂硬化剤
、例えばベコボックス（Ｂｅｃｋ。

ｐＯＸＲ−登録商標）特殊硬化剤ＶＥＨ１４を無溶剤の
エポキシ樹脂と組み合わせて使用することによって比較
的耐光性があり且つ比較的耐薬品性のコーティングを作
ることができることは公知である。この特定の硬化剤は
改質低活性ポリアミンであり、これを添加することは、
湿った無機質基材に対するエポキシ樹脂の接着力を改良
するためであり且つエポキシ樹脂を水中でのコーティン
グに適するようにするためでもあることが知られている
。

従って、本発明は、コアと接着剤との両方を十分に湿ら
せ、その結果、接着剤によるコアの湿潤を促進する液体
で、接着前にコアを湿潤させることによってコアを実質
的に増強することを全ての液体及び／又はペースト状接
着剤を用いて可能にする。接着剤のための溶剤として働
く液体による湿潤は、粘性の高い若しくはチキントロー
プの接着剤の場合に特にこの効果を促進する。

本発明の好ましい実施態様においては、通気性材料が複
合材料のコアとして使用される。この材料は、好ましく
は、樹脂を含浸させ且つ三次元に成形されたメツシュ構
造の編織物からなる材料である。

編織物若しくはたて編生地の特定の強度は、連続ウェブ
、集合点及び多数の空気充満孔を有する微細網状構造に
よって得られる。この構造は、織物ウェブを成形しそれ
を合成樹脂によって硬化することによって得られる。型
の設計により、円形若しくは六角形断面の、ウェブの又
はその他の幾何学形状のステップを有する構造用ノ）ニ
カムが得られる。該材料は圧延すること及び三次元に成
形するができるので、このようにして作られた構造用ハ
ニカムは、最小約１０ｋ（７ｍ３までの低密度、高い特
定の剪断強度、高湿潤強度、耐食性、通気性及び可視性
等のたくさんの特有の特徴によって特徴づけられる。

本発明の特定の実施態様においては、編織物若しくは！
こて編生地のための含浸剤としてメラミン樹脂及び／又
はフェノール樹脂が使用される。かかる材料は当業者に
とって公知である。かがる網状構造を作るために、例え
ば、ポリエステル繊維トレビーラ（Ｔｒｅｖｉｅｒｘ”
・登録商標）をフェノール樹脂フェノジュール（Ｐｈｅ
ｎｏｄｕｒ”・登録商標）と組み合わせることは極めて
有利である。このように、バインダーとして使用される
フェノール樹脂は熱安定性のための高い要求を満たす。

基本的には、全ての公知の接着剤がコアと表材との接着
をするために使用できるが、本発明の好ましい実施態様
に従って、接着剤としてのエポキ、１シ樹脂を硬化剤と
しての改質ポリアミンと組み合わせて使用することが好
ましい。

この場合には、特に強い接着が達成される。

本発明の好ましい実施態様においては、水、アセトン、
特殊石油エーテル１００／目ｏ１キシレン、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルグリコール
アセテート、エチルグリコールアセテート、メチルグリ
コール、エチルグリコール、エタノール、ブタノール及
び／又はｉ−プロパノールが溶媒及び／又は湿潤剤とし
て使用される。溶媒及び／又は湿潤剤の選択における決
定的７アクタは、一方ではコア及びコアに塗布される樹
脂との適合性であり、他方においては表材との適合性で
ある。

コアは広く種々の方法によって溶媒及び／又は湿潤剤と
接触せしめることができる。例えば、コアを接着曲数分
間に亘って溶媒及び／又は湿潤剤で湿潤させることが有
利であることが判明した。

溶媒及び／又は湿潤剤をコアと接触せしめるもう一つの
可能な方法は、溶液及び／又は接着剤のエマルジョンを
コアと直に接触させることである。

上記の溶媒及び／又は湿潤剤の中から特にアセトン及び
水をえり抜くことができ、水の使用は本発明に関して特
に好ましい。

水を使用する場合、界面活性化合物が添加される。かか
る界面活性剤は最も広い意味において当業者によく知ら
れており、例えばウルマン（ＵｌｎｍｓＩＩｌｌ）の工
業化学百科事典、第４版、第２２巻、４５５〜５１５頁
に見つけることができる。

作業中における安全性及び衛生状態に関して言えば、コ
アを湿潤剤溶液によって湿潤させることは、環境的理由
のだめの特に有利な実施態様である。

本発明の特に好ましい実施態様は、水中において０．１
〜５重量％の界面活性化合物を使用することからなり、
より好ましい実施態様は１〜３重量％の界面活性化合物
を使用することからなる。

構造用ハニカムを使用することは好ましいけれども、こ
れらが強度特性を増すことができる唯一のサンドイッチ
コアではない。従って、例えば本発明を最大１５ｍｍま
での厚さを有する孔あき紙からなるハニカムコアに応用
する場合に、／Ｓニカムの表面状態によって接着剤がハ
ニカムの側部を覆つてうまく広がることができ且つ孔に
よってコアが接着後完全に乾燥せしめられるならば、強
度を増すことができる。

更に、少なくともサンドイッチ表材が通気性であって溶
媒及び／又は湿潤剤を透過させるのに適しているならば
、強度の増加は、例えば孔なしのハニカムコアのような
通気性サンドイッチコアの場合にも強度の増加が観察さ
れる。

（実施例） 実施例１ １２０！／１１’の重量のポリエステルのメリアス生地
に市販のメラミン樹脂を含浸させ且つ円形断面のステッ
プを有する構造用ハニカムを形成する８、４の厚みの網
状構造に成形した。この構造用建築材料の密度は３６ｋ
ｇ／ｍ”であった。

上記の構造用ハニカムを無可塑耐衝撃性硬質塩ビ（ホス
タリットＺ　（ＨｏｓｔＡＩｉ＋　２））によって作ら
れた表材に接着した。使用した接着剤は、エポキシ樹脂
ベコボックスＥＰ１２８、すなわちＤＩＮ　５３０１５
による動的粘度が２３８０で約１０００謳Ｐ！であり、
ＤＩＮ５３１８ｇによるエポキシ当量が１９０〜ＮＯで
あり、エポキンナンバー（ｅｐｏｘｉｄｅ　ｎｕｍｂｅ
ｒ）が０．４！ｌ　〜０．５３であり、２５°Ｃにおけ
る密度が１．１２である未改質の中粘度〜低粘度エポギ
ン樹脂である。

接着前に、該構造用ハニカムを市販の陰イオン界面活性
剤を２重量％含有する湿潤剤の水溶液中に０．５分間浸
漬した。

乾燥後、該複合材料の圧縮強度は０．７７Ｎ／ｍａｌ”
であり、圧縮係数は３５．４Ｎ／ａｍ”であった。

比較例１ 実施例１に記載したメリアス生地を用いたが、構造用ハ
ニカムを濡らさないで同じ複合材料を作っｔこ　。

得られた複合材料の圧縮強度は０，３１であり、圧縮係
数は１８．７であった。

実施例２ ７０ｇ／ｍ２の重量のポリエステルのメリアス生地にフ
ェノール樹脂を含浸させ実施例１に従って７．５７１Ｌ
ｒＩＬの厚さになるように成形した。該構造用ハニカム
の密度は２４ｋｇ／ｍ’であった。市販の陰イオン界面
活性剤を２重量％含有する湿潤剤の水溶液中にｅ、ｓ分
間浸漬した後、実施例１に従って複合材料を作った。

実施例１と同じ接着剤を用いて、０．５３Ｎ／ｍｍ”の
圧縮強度及び１１．９Ｎ／ｍｕ’の圧縮係数が得られた
。

比較例２ 実施例２によるポリエステルのメリアス生地を用い、同
じ方法ではあるが湿潤させないで複合材料を作った。

この結果、圧縮強度は０．１２Ｎ／ｍ＋ａ’であり、圧
縮係数は７．６Ｎ／＋ａｍ”であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体及び／又はペースト状の接着剤によってコアを
   表材に接着することによってコアと表材とから複合材料
   を製造する方法であり、接着剤のための溶媒及び／又は
   湿潤剤としても働く液体によってコアが湿潤される方法
   。 ２、前記複合材料のコアとして通気性材料を使用する、
   第１請求項記載の方法。 ３、前記通気性材料として、メッシュ構造を有し三次元
   に成形された含浸編織物を使用する、第２請求項記載の
   方法。 ４、連続ウェブ、集合点及び多数の開口気孔を有する編
   織物を使用する、第３請求項記載の方法。 ５、編織物又はたて編生地のための含浸剤として、メラ
   ミン樹脂及び／又はフェノール樹脂を使用する、第４請
   求項記載の方法。 ６、使用される接着剤が硬化剤としての改質ポリアミン
   と組み合わせたエポキシ樹脂である、第１〜５請求項の
   うちのいずれか一に記載の方法。 ７、使用される溶媒及び／又は湿潤剤が、水、アセトン
   、特殊石油エーテル１００／１４０、キシレン、メチル
   エチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルグリコ
   ールアセテート、エチルグリコールアセテート、メチル
   グリコール、エチルグリコール、エタノール、ブタノー
   ル、ｉ−プロパノール及び／又はそれらの混合物である
   、第１〜６請求項のうちのいずれか一に記載の方法。 ８、水が使用される場合には、界面活性化合物が添加さ
   れる、第７請求項記載の方法。 ９．０．１〜５重量％の界面活性化合物含有水溶液を使
   用する、第８請求項記載の方法。 １０、１〜３重量％の界面活性化合物含有水溶液を使用
   する、第８請求項記載の方法。