JPH05269896A - 不燃ハニカム構造材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属箔を使用したハニカム構造材に、不燃性
を付与し、高温使用下においても所定の形状を保持せし
め、しかも、安価に製造する。 【構成】 アルミニウム箔２と不燃性シート３とをシー
ト形成用無機接着剤４を介して接合してなる複数のラミ
ネートシート１を、層間にハニカム形成用無機接着剤５
を使用してハニカム状に積層し、ハニカムコア２４とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性と不燃性を有し、
軽量かつ高強度であって、航空機等の構造材、鉄道車両
の内装パネル、ビル用内外壁などの建材等に使用される
不燃ハニカム構造材及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、軽量である程度の強度を有
し、取扱いが容易な構造材として厚紙をハニカムに形成
したペーパーハニカムが広く使用されている。

【０００３】しかし、このペーパーハニカムは紙質のた
め、燃え易く、また、高い剛性強度を要する場所には不
適である。

【０００４】また、実開平２−８７６４６号公報には、
紙と金属箔を積層してハニカムとした技術が掲載されて
いるが、構成要素の一部が紙であるため、やはり不燃性
を要する場所への適用は不可能である。

【０００５】したがって、軽量であってしかも不燃性を
有し、高剛性を必要とする場所には、通常、アルミニウ
ム、ステンレス等の金属箔を積層したハニカムコアを構
造材として使用している。

【０００６】これらの金属箔を用いたハニカム構造材は
軽量にもかかわらずその形状特性からくる高い剛性強度
によって航空機、鉄道車両、建材等の各種構造材に使用
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の金属
箔より構成されたハニカム構造材は、例えば、一般に使
用されているアルミハニカム構造材の場合には、約４０
０℃の雰囲気温度で軟化を始めるため、これ以上の高温
下においては所定の形状を維持できず、使用場所が制約
されていた。

【０００８】また、ペーパーハニカムと比較して非常に
高価であった。

【０００９】そこで、本発明は、金属箔を使用したハニ
カム構造材において、不燃性を有し、高温使用下におい
ても所定の形状を保持でき、しかも、安価に製造できる
不燃ハニカム構造材及びその製造方法の提供を課題とす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる不燃ハニ
カム構造材は、金属箔と不燃性シートとを接着剤を介し
て接合してなる複数のラミネートシートを、層間に接着
剤を使用してハニカム状に積層したものである。

【００１１】また、他の発明にかかる不燃ハニカム構造
材の製造方法は、金属箔と不燃性シートとを接着剤を介
して接合するラミネート工程と、前記ラミネート工程で
接合されたラミネートシートに接着剤を一定間隔かつ一
定巾で線状に塗布する塗布工程と、前記接着剤を線状に
塗布された複数のラミネートシートを、その塗布位置を
相互に半ピッチずつ相違させた状態で積層して圧着する
積層圧着工程と、前記積層圧着工程で形成された積層体
を一定巾に截断する截断工程と、一定巾に截断された前
記截断積層体を両方向に展張し、ハニカムコアを形成す
る展張工程とからなるものである。

【００１２】

【作用】本発明においては、不燃性シートは高温下にお
いても形状を維持できるので、金属箔が高温により軟化
しても、それを補強し、ハニカムコアは全体としてその
形状を保持する。

【００１３】また、ハニカムコアを構成している金属
箔、不燃性シートはいずれも無機質であって不燃性を有
するので、可燃性場所での使用が可能である。

【００１４】更に、安価な不燃性シートを使用している
ことにより、全てを金属箔で構成した同一強度のハニカ
ムコアと比較して安価となる。

【００１５】そして、ラミネート工程、塗布工程、積層
圧着工程、截断工程、展張工程とによる簡単な連続工程
によって、ラミネートシートを安価にかつ高品質で製造
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。

【００１７】図１は本発明の一実施例による不燃ハニカ
ム構造材を示す斜視図である。

【００１８】図において、１は膜厚が２０〜１００μｍ
程度のアルミニウム箔２と紙厚が０．１〜１．０ｍｍ程
度の不燃性シート３とをシート形成用無機接着剤４によ
り積層接合してなるラミネートシートである。前記不燃
性シート３は後述の製法により形成される天然の繊維状
の水酸化マグネシウム（鉱物名ＢＲＵＣＩＴＥ）を主成
分とした不燃性を有する抄造紙であり、一方、シート形
成用無機接着剤４は水溶性または水分散タイプを使用し
ており、例えば、ケイ酸カリウムと５酸化アンチモンを
合成したもの等、耐熱性を有する各種の無機剤を使用で
きる。

【００１９】２４は無機剤からなるハニカム形成用無機
接着剤５を使用して前記ラミネートシート１を複数積層
し、展張形成してなる一定巾のハニカムコアである。ハ
ニカム形成用無機接着剤５は、無機質の接着剤であり、
ラミネートシート１の表面にスクリーン転写により線状
に塗布される。そして、ハニカム形成用無機接着剤５は
前記シート形成用無機接着剤４と同様に、耐熱温度、塗
布作業性、乾燥速度、接着強度等を勘案して最適な材質
が選定される。

【００２０】次に、上記構成のラミネートシート１の製
造方法を図２に示す。

【００２１】図２は本発明の一実施例によるラミネート
シートの製造方法を示す概要工程図である。

【００２２】図はウェットラミネーションと言われる加
工方法を示し、１１はアルミニウム箔２を圧着接合部に
送給するアルミニウム箔送給ボビン、１２はアルミニウ
ム箔送給ボビン１１から繰出されてきたアルミニウム箔
２の片面に接着剤槽１３のシート形成用無機接着剤４を
塗布する塗布ローラ、１４は不燃性シート３を圧着接合
部に送給する不燃性シート送給ボビンである。１５はア
ルミニウム箔送給ローラ１１から繰出されてきたアルミ
ニウム箔２及び不燃性シート送給ボビン１４から繰出さ
れてきた不燃性シート３を圧着接合する上下一対の圧着
ローラ、１６は乾燥炉、１７は乾燥炉１６で乾燥固化さ
れたラミネートシート１を巻取る巻取ボビン１７であ
る。

【００２３】上記装置によりラミネートシート１を製造
するには、まず、アルミニウム箔送給ボビン１１から所
定の速度でアルミニウム箔２を繰出し、次に、塗布ロー
ラ１２を通過する間に接着剤槽１３のシート形成用無機
接着剤４をアルミニウム箔２の片面全体に均一の膜厚で
塗布する。シート形成用無機接着剤４を塗布されたアル
ミニウム箔２はシート形成用無機接着剤４が水溶性また
は水分散タイプであるためウェット状態を維持したまま
圧着ローラ１５に送給される。同時に、不燃性シート送
給ボビン１４からは不燃性シート３をアルミニウム箔送
給ボビン１１から繰出されるアルミニウム箔２の送給速
度と同調させて送給する。

【００２４】次に、アルミニウム箔送給ボビン１１及び
不燃性シート送給ボビン１４からそれぞれ送給されてき
たアルミニウム箔２及び不燃性シート３を上下一対の圧
着ローラ１５の間に挿入してこれらを上下から一体に挾
圧し、積層状態とする。次いで、積層状態に形成された
アルミニウム箔２及び不燃性シート３を乾燥炉１６内に
導き、所定温度で所定時間加熱することによって、内部
の水分を不燃性シート３の粒子間から飛散し、乾燥固化
させる。そして、乾燥炉１６からを出た後、冷却し、一
定巾に截断して、巻取ボビン１７に巻取る。

【００２５】以上により構成されたラミネート工程によ
ってシート形成用無機接着剤４を使用してアルミニウム
箔２及び不燃性シート３を積層したラミネートシート１
が完成する。

【００２６】なお、この段階でラミネートシート１を折
り曲げても、アルミニウム箔２は粘弾性を有する不燃性
シート３に保持されて、アルミニウム箔２を単独で折り
曲げ加工する場合のような断裂が発生することがない。

【００２７】次に、上記のラミネート工程で形成された
ラミネートシート１からハニカムコア２４を製造する工
程を説明する。

【００２８】図３は本発明の一実施例による不燃ハニカ
ム構造材の製造工程を示す説明図である。

【００２９】まず、（ａ）の巻取ボビン１７に巻回され
たラミネートシート１を一定巾に切断して（ｂ）の切断
シート２１とする。次いで、塗布工程に進み、この切断
シート２１の表面にスクリーン転写或いはローラー塗布
により一定間隔で一定の巾にハニカム形成用無機接着剤
５を線状に塗布する。このとき、ハニカム形成用無機接
着剤５はその塗布量が多いと、横に流れて線が乱れ、逆
に少ないと、接着不良が発生するので増粘剤、スクリー
ンのメッシュ等を適宜選択する必要がある。このハニカ
ム形成用無機接着剤５の塗布を他のラミネートシート１
についても同様に行なう。ここで、ハニカム形成用無機
接着剤５を線状に塗布する位置は、複数のラミネートシ
ート１を積層したときに隣接するラミネートシート１の
間で交互に半ピッチずつずらした位置となる。なお、線
状に塗布するハニカム形成用無機接着剤５の巾寸法は完
成後のハニカムコア２４のセルの重合面の長さ寸法とな
り、このハニカム形成用無機接着剤５の巾寸法が変化す
ることによってハニカムコア２４のセルサイズは変わっ
てくる。

【００３０】ハニカム形成用無機接着剤５を一定間隔で
塗布した後、（ｃ）の積層圧着工程で、塗布済の複数の
ラミネートシート１を積層し、上下方向から圧着して接
合し、線状のハニカム形成用無機接着剤５が交互に半ピ
ッチずつずらして塗布されたシートブロック２２を形成
する。

【００３１】この後、（ｄ）の截断工程で、シートブロ
ック２２を完成品の巾寸法に截断して截断シートブロッ
ク２３を形成する。

【００３２】そして、（ｅ）の展張工程で、前記截断シ
ートブロック２３を両側から展張することによって、ハ
ニカムコア２４が完成する。

【００３３】次に、ハニカムコア２４を構成する不燃性
シート３の製造の一例を図４に基づいて説明する。

【００３４】本実施例においては、不燃性シート３は、
繊維状の水酸化マグネシウムを主材とし、これに高分子
バインダー及びガラス繊維を加えてスラリー化し、抄造
することによって製造した。

【００３５】以下、本実施例における不燃性シート３の
製造工程について説明する。

【００３６】図４は本発明の一実施例の不燃ラミネート
シートを構成する不燃性シートの製造工程の概略を示す
説明図である。

【００３７】図において、解繊工程Ａでは主原料である
繊維状の水酸化マグネシウムと、補強材としてのガラス
繊維と木材パルプと合成繊維とを解繊機に入れて、撹拌
によって解繊し、繊維の分散を良くする。なお、補強材
としては、他に、例えば、セピオライトなどを加えても
よい。

【００３８】次に、原料混合工程Ｂでは解繊された紙
料、高分子バインダー、軟化剤、安定剤等を混合タンク
に入れて混合してスラリーを作製する。ここで使用する
高分子バインダーは、構造強度、耐水性の要求を満たす
ために、熱硬化性樹脂を使用し、更に、熱可塑性樹脂を
使用した。

【００３９】原料混合工程Ｂで混合されたスラリーは、
抄紙に適した凝集処理を行なうため、処理工程Ｃで集束
化反応装置により集束化を行なう。処理工程Ｃで調製さ
れたスラリーはストックタンクに送出され、沈降分離ま
たは調製シートの崩壊等が生じないように、混合状態が
常に均一化されるように維持する蓄積工程Ｄに入る。そ
して、蓄積工程Ｄのスラリーは定量ホッパーに定量ポン
プでポンプアップし、抄造工程Ｅに導かれる。

【００４０】本実施例の抄造工程Ｅでは、丸網式抄紙機
を用いて抄造した。このとき、スラリー濃度は０．０５
〜０．５％であり、抄紙機は６０〜８０メッシュの抄網
を使用した。

【００４１】抄造工程Ｅでスラリーを脱水してなる湿シ
ートは、乾燥工程Ｆで、乾燥炉内に搬送され、所要温度
で所定時間乾燥されることにより、内部の水分が蒸発
し、バインダーの反応が促進して乾燥固化する。

【００４２】以上により、紙厚が０．１〜１．０ｍｍの
不燃性シート３が完成する。この不燃性シート３は高い
耐熱性を有し、火を接近させても僅かな発煙と黒色化す
るだけで、所定の形状を維持できる。

【００４３】このように、上記実施例の不燃ハニカム構
造材は、アルミニウム箔２と不燃性シート３とをシート
形成用無機接着剤４を介して接合してなる複数のラミネ
ートシート１を、層間にハニカム形成用機接着剤５を使
用してハニカム状に積層し、ハニカムコア２４としたも
のである。

【００４４】したがって、上記実施例によれば、不燃性
シート４は高温下においても形状を維持できるので、ア
ルミニウム箔２が約６００℃の雰囲気中で溶解して流出
するのを不燃性シート３の高温強度によって阻止し、ハ
ニカムコア２４の全体としての形状を保持できる。この
ため、アルミニウム箔２を単独で構成した従来のアルミ
ハニカムでは比較的低温度での使用にしか供することが
できなかったのに対して使用温度を高く設定できる。

【００４５】また、アルミニウム箔２、不燃性シート
３、シート形成用無機接着剤４、ハニカム形成用機接着
剤５はいずれも無機質であって不燃性を有するので、可
燃性場所での使用が可能である。

【００４６】更に、安価な不燃性シート３を使用してい
ることにより、その分アルミニウム箔２を節減でき、全
てをアルミニウム箔２で構成した同一強度のアルミハニ
カムコアと比較して安価となる。

【００４７】加えて、ハニカムコア２４は高温特性を有
するシート形成用無機接着剤４及びハニカム形成用無機
接着剤５を使用していることによって、高温下に暴露さ
れたとき、アルミニウム箔２と不燃性シート３との間及
びラミネートシート１の相互間で剥離することがない。

【００４８】また、上記実施例のラミネートシートの製
造方法は、アルミニウム箔２と不燃性シート３とをシー
ト形成用無機接着剤４を介して接合するラミネート工程
と、前記ラミネート工程で接合されたラミネートシート
１にハニカム形成用機接着剤５を一定間隔かつ一定巾で
線状に塗布する塗布工程と、前記無機接着剤を線状に塗
布された複数の切断シート２１を、その塗布位置を相互
に半ピッチずつ相違させた状態で積層して圧着する積層
圧着工程と、前記積層圧着工程で形成されたシートブロ
ック２２を一定巾に截断する截断工程と、一定巾に截断
された截断シートブロック２３を両方向に展張し、ハニ
カムコア２４を形成する展張工程とからなるものであ
る。

【００４９】したがって、上記の簡単な連続工程によっ
て、ハニカムコア２４を安価にかつ高品質で製造でき
る。

【００５０】上記ハニカムコア２４は、軽量、高強度で
あり、耐熱性、不燃性に優れた特性を有することによ
り、航空機等の構造材、鉄道車両の内装パネル、ビル用
内外壁などの建材等に巾広く使用することが可能であ
る。

【００５１】次に、本発明の他の実施例による不燃ハニ
カム構造材を図５に基づいて説明する。

【００５２】図５は本発明の他の実施例による不燃ハニ
カム構造材を示す斜視図である。図中、図１乃至図３と
同一符号は前記実施例の構成部分と同一または相当する
部分である。

【００５３】図において、２４は前記実施例と同様にハ
ニカム形成用無機接着剤５を使用してラミネートシート
１を複数積層し、展張形成してなる一定巾のハニカムコ
アである。６は前記ハニカムコア２４の空隙に充填され
た断熱材等からなる充填材である。

【００５４】この充填材６を空隙に充填したハニカムコ
ア２４は、充填材６を、グラスウール、ロックウールか
らなる、或いは、発泡剤を混合してなる断熱材とした場
合には、上記の軽量、高強度、耐熱性、不燃性の特性に
加えて断熱効果を高めることができ、また、吸音特性を
付与することも可能である。

【００５５】ところで、上記実施例では、金属箔として
アルミニウム箔２を使用しているが、本発明を実施する
場合には、これに限定されるものではなく、例えば、ス
テンレス箔、銅箔等各種の金属箔でも同様に使用するこ
とができる。

【００５６】また、上記実施例では、不燃性シート３と
して天然の繊維状の水酸化マグネシウムを主成分とした
スラリーを抄造してなるものを使用しているが、本発明
を実施する場合には、これに限定されるものではなく、
合成の天然の繊維状の水酸化マグネシウムであってもよ
い。

【００５７】更に、上記実施例のシート形成用無機接着
剤４或いはハニカム形成用無機接着剤５も使用温度に適
する各種の無機剤を選定して使用することができる。加
えて、上記実施例では、接着剤として、いずれも無機接
着剤を使用しているが、用途によっては、有機接着剤を
使用しても差支えない。有機接着剤を使用した場合に
は、塗布作業性が向上する。

【００５８】そして、上記実施例のラミネートシート１
の製造においては、ウェットラミネーション加工法を使
用した例を示しているが、本発明を実施する場合には、
その他、サーマルラミネーション、ホットメルトラミネ
ーション、ノンソルベントラミネーション、ドライラミ
ネーション等各種の加工法を用いることも可能である。

【００５９】加えて、上記実施例のラミネートシート１
はアルミニウム箔２と不燃性シート３の２層構造を示し
ているが、金属箔、不燃性シート３を適宜組合わせて３
層以上とすることも可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明の不燃ハニカム構
造材は、金属箔と不燃性シートとを接着剤を介して接合
してなる複数のラミネートシートを、層間に接着剤を使
用してハニカム状に積層したものである。したがって、
不燃性シートが高温下においても形状を維持できるの
で、ハニカムコアの全体としての形状を保持でき、金属
箔を単独で構成したものと比較して使用温度を高く設定
できるとともに、金属箔、不燃性シート、各接着剤はい
ずれも無機質であって不燃性を有するので、可燃性場所
での使用が可能である。更に、安価な不燃性シートを使
用していることにより、全てを金属箔で構成した同一強
度のハニカムコアと比較して安価となる。

【００６１】また、本発明の不燃ハニカム構造材の製造
方法は、金属箔と不燃性シートとを接着剤を介して接合
するラミネート工程と、前記ラミネート工程で接合され
たラミネートシートに接着剤を一定間隔かつ一定巾で線
状に塗布する塗布工程と、前記接着剤を線状に塗布され
た複数のラミネートシートを、その塗布位置を相互に半
ピッチずつ相違させた状態で積層して圧着する積層圧着
工程と、前記積層圧着工程で形成された積層体を一定巾
に截断する截断工程と、一定巾に截断された截断積層体
を両方向に展張し、ハニカムコアを形成する展張工程と
からなるものである。したがって、上記の簡単な連続工
程によって、不燃ハニカム構造材を安価にかつ高品質で
製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例による不燃ハニカム構
造材を示す斜視図である。

【図２】図２は本発明の一実施例によるラミネートシー
トの製造方法を示す概要工程図である。

【図３】図３は本発明の一実施例による不燃ハニカム構
造材の製造工程を示す説明図である。

【図４】図４は本発明の一実施例の不燃ラミネートシー
トを構成する不燃性シートの製造工程の概略を示す説明
図である。

【図５】図５は本発明の他の実施例による不燃ハニカム
構造材を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ラミネートシート ２ アルミニウム箔 ３ 不燃性シート ４ シート形成用無機接着剤 ５ ハニカム形成用無機接着剤 ６ 充填材

フロントページの続き (72)発明者 藤本 恭一 岐阜県各務原市金属団地65番地 株式会社 常盤電機内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属箔と不燃性シートとを接着剤を介し
   て接合した複数のラミネートシートを、層間に接着剤を
   使用してハニカム状に積層してなることを特徴とする不
   燃ハニカム構造材。
2. 【請求項２】 金属箔と不燃性シートとを接着剤を介し
   て接合してなる複数のラミネートシートを、層間に接着
   剤を使用してハニカム状に積層したハニカムコアと、 前記ハニカムコアの空隙に充填された充填材とを具備す
   ることを特徴とする不燃ハニカム構造材。
3. 【請求項３】 前記不燃性シートは、繊維状の水酸化マ
   グネシウムを主成分としたスラリーを抄造してなること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の不燃ハニ
   カム構造材。
4. 【請求項４】 前記不燃性シートは、繊維状の水酸化マ
   グネシウム及びセピオライトを主成分としたスラリーを
   抄造してなることを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の不燃ハニカム構造材。
5. 【請求項５】 金属箔と不燃性シートとを接着剤を介し
   て接合するラミネート工程と、 前記ラミネート工程で接合されたラミネートシートに接
   着剤を一定間隔かつ一定巾で線状に塗布する塗布工程
   と、 前記接着剤を線状に塗布された複数のラミネートシート
   を、その塗布位置を相互に半ピッチずつ相違させた状態
   で積層して圧着する積層圧着工程と、 前記積層圧着工程で形成された積層体を一定巾に截断す
   る截断工程と、 一定巾に截断された前記截断積層体を両方向に展張し、
   ハニカムコアを形成する展張工程とを具備することを特
   徴とする不燃ハニカム構造材の製造方法。
6. 【請求項６】 金属箔と不燃性シートとを接着剤を介し
   て接合するラミネート工程と、 前記ラミネート工程で接合されたラミネートシートに接
   着剤を一定間隔かつ一定巾で線状に塗布する塗布工程
   と、 前記接着剤を線状に塗布された複数のラミネートシート
   を、その塗布位置を相互に半ピッチずつ相違させた状態
   で積層して圧着する積層圧着工程と、 前記積層圧着工程で形成された積層体を一定巾に截断す
   る截断工程と、 一定巾に截断された前記截断積層体を両方向に展張し、
   ハニカムコアを形成する展張工程と、 前記ハニカムの空隙に充填材を充填する充填工程とを具
   備することを特徴とする不燃ハニカム構造材の製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記不燃性シートは、繊維状の水酸化マ
   グネシウムを主成分としたスラリーを抄造してなること
   を特徴とする請求項４または請求項５に記載の不燃ハニ
   カム構造材の製造方法。
8. 【請求項８】 前記不燃性シートは、繊維状の水酸化マ
   グネシウム及びセピオライトを主成分としたスラリーを
   抄造してなることを特徴とする請求項４または請求項５
   に記載の不燃ハニカム構造材の製造方法。