JPH09500840A

JPH09500840A - 積層セル壁を有する高熱伝導率非金属ハニカム

Info

Publication number: JPH09500840A
Application number: JP7511915A
Authority: JP
Inventors: ダーフラー，スティーヴン・シー
Original assignee: ヘクセル・コーポレーション
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 1997-01-28
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: TW267976B; RU2118933C1; LU88739A1; US5466507A; AU7969594A; JP2821952B2; WO1995010411A1

Abstract

(57)【要約】非金属樹脂マトリックス中に高熱伝導率ピッチ系炭素繊維（20）を混入することによって、構造体（10）の熱伝導率を増加させた非金属ハニカム構造体。熱伝導率の増加の他に、ピッチ系炭素繊維（20）を用いて、ハニカム構造体（10）を通る方向性熱伝導率を制御することができる。好ましい代表的実施態様では、セル壁（80）が複数の非金属単方向布層（82、84、86）から形成され、これらの層の少なくとも１つは本質的に単方向配向高熱伝導率繊維から成る。

Description

【発明の詳細な説明】積層セル壁を有する高熱伝導率非金属ハニカム発明の背景１．発明の分野本発明は一般に、構造体を通しての高い熱伝導率が必要である状態に用いるための非金属ハニカム構造体に関する。さらに詳しくは、本発明はハニカム構造体中に高伝導性ピッチ系炭素繊維を含めることによる、複合材料製の非金属ハニカムの熱伝導率の改良に関する。２．関連技術の説明ハニカム構造体は周知であり、高強度の軽量物質が必要である多くの用途に広く用いられている。ハニカム構造体に見られる軽量と強度との特徴の組合せはハニカム構造体を航空機への使用に特に良好に適したものにする。ハニカム構造体は例えばアルミニウムのような金属を含めた、広範囲な材料から製造されている。樹脂を含浸させた繊維及び紙から製造された複合材料もハニカム構造体に広く用いられている。これらの物質はそれらの軽量、高強度及び剛性のために航空機への使用に特に良好に適している。軽量と高強度との他に、非金属ハニカム構造体は航空機構造体に用いられる良好な絶縁体であり、それらの絶縁性が航空機構造体に有益である。非金属ハニカムの絶縁性が多くの場合に望ましいが、高い熱伝導率を有する高強度の軽量材料が望ましい状況が存在する。例えば、ジェット航空機エンジンは、構造体の温度負荷を許容できるレベルに維持するために、エンジン構造体を通しての高い熱伝導率を必要とする。従って、高温コアから外部エンジン室までのエンジン構造体は、極度に高強度で軽量であると同時に、高い熱伝導率を有さなければならない。アルミニウム製のハニカム構造体は強力であり、必要な熱負荷を高温コアから外部エンジン室まで伝達するために充分な熱伝導率を有する。しかし、アルミニウムコアは、黒鉛繊維強化複合体の表皮を伴うとき、腐食問題を受けやすい。種々なガラス繊維強化複合体ハニカム構造体及びポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維強化複合材料がジェット航空機エンジンにおけるアルミニウムハニカム構造体の有力な代用品として提案されている。しかし、このような非金属ハニカム構造体はそれらの不良な熱伝導率のために適切ではない。上記を考慮すると、高い熱伝達速度を必要とする用途にこのような構造体が使用可能であるように、大きい熱伝導率を有する非金属ハニカム構造体が望ましい。さらに、構造強度と軽量との望ましい特徴を維持する、このような、高い熱伝導率の非金属ハニカム構造体を提供することが望ましい。特定のコア負荷シナリオに適するように調節された熱的機械的性質を有する、このような高い熱伝導率の非金属ハニカム構造を提供することが好ましい。発明の概要本発明によると、軽量、高強度であり、かつ高度の熱伝導率を示す非金属ハニカム構造体を提供する。本発明は、非金属複合材料中に高伝導性ピッチ系炭素繊維を混入すると、ハニカム構造体に高レベルの伝導率を与えることができるという発見に基づく。本発明によると、複数の連続壁を含み、この壁に対して横断方向に伸びる長さ方向と、この壁に対して平行に伸びる厚さ方向とを有する複数の連続ハニカムセルが画定される高熱伝導率非金属ハニカム構造体が提供される。ハニカム壁は低い熱伝導率を有する複数の非金属繊維を高い熱伝導率を有する複数の非金属繊維と組合せて含む。これらの繊維を樹脂マトリックス中に含浸させる。本発明の１態様として、高熱伝導率繊維をハニカム構造体の実質的に長さ方向に伸びるように配向させて、ハニカムを横切る方向の熱伝達を生じさせることができる。本発明の他の態様として、高熱伝導率繊維をハニカムの実質的に厚さ方向に伸びるように配向させて、厚さ方向に、すなわちハニカムの長さ方向に対して垂直に、熱伝達又は伝導性を生じさせることができる。本発明の他の態様として、高熱伝導率繊維をハニカム構造体の長さ方向に対してある角度をなして伸びるように配向させて、厚さと長さの両方向における熱伝達の制御の他に、構造体に追加の構造強度を与えることができる。本発明のさらに他の１態様として、典型的なハニカム構造体のセル壁を複数の非金属繊維強化層から形成し、これらの層の少なくとも１つは単方向に配向した高熱伝導性繊維から本質的に成る。非金属ハニカム構造体の伝導率を高めるためのピッチ系炭素繊維の使用は、高度の伝導率を有する、高強度、軽量のハニカム構造体を形成し、これらの３種類の性質を必要とする多様な用途にハニカム構造体を良好に適するものとする。本発明の上記のおよびその他の多くの態様及び付随する利益は、下記の詳細な説明を添付図面に関連づけて参照することによって、さらに良く理解されるであろう。図面の簡単な説明図１は、高熱伝導率を有するピッチ系炭素繊維をハニカム構造体の厚さ方向に配向させて、厚さ方向におけるハニカムを通る大きい熱伝達を生じさせる、本発明による好ましい、具体的な非金属ハニカム構造体を示す。図２は、図１に示したハニカム構造体の一部の詳細図である。図３は、高熱伝導率を有するピッチ系炭素繊維をハニカム構造体の長さ方向に配向させて、長さ方向におけるハニカム構造体を通る大きい熱伝達を生じさせる、本発明による好ましい、具体的な第２実施態様を示す。図４は、図３に示したハニカムの一部の詳細図である。図５は、高熱伝導率を有するピッチ系炭素繊維を長さ方向に対して＋４５°又は−４５°の角度に配置させて、高い構造強度と、ハニカム構造体を通る大きい多方向性熱伝達を生じさせる、本発明による好ましい、具体的な第３実施態様を示す。図６は、図５に示したハニカムの一部の詳細図である。図７は、ハニカム波形の間に強化用フラットシートを挿入すること以外は、図１に示したハニカム構造体と同じである、好ましい、具体的な第４実施態様を示す。図８は、セル壁が樹脂マトリックス中に含浸された、複数の単方向非金属布層から形成される、本発明による、好ましい、具体的な第５実施態様のセル壁の分解組立て図を示す。図９は、図８に示すような、非金属セル壁から形成される、好ましい、例示的な波形層状ハニカムリボンを示す。図１０は、図８に示す種類の複数の層状ハニカムリボンから形成される、好ましい代表的ハニカム構造体を示す。図１１は、それに積層した外側の非多孔質布層を有する、図８の好ましい代表的非金属セル壁を示す。好ましい実施態様の説明本発明は、非金属ハニカム構造体中にピッチ系炭素繊維を混入すると、このようなハニカム構造体に熱伝導率を高めることができるという発見に関係する。さらに、ピッチ系炭素繊維を特定方向に配向させることによってハニカム構造体を通る熱伝導性又は熱伝達を制御し、方向づけることができることが判明した。本発明は、多くの種々な用途に用いられる非金属ハニカム構造体の熱伝導率を高めるために広範囲に用いられる。本発明は、高温コアから外部エンジン室までの熱伝達が望ましく、高強度で軽量の構造体が望ましいジェット航空機エンジンに用いるために特に良好に適する。本発明はこのような航空機タイプの用途に特に良好に適するが、本発明によって提供される熱伝導率の増加は強度、軽量及び大きい熱伝達が要求される多くの状況に用いられる非金属ハニカム構造体の熱伝導率の上昇と制御とに有効に用いられることは、当業者によって理解されるであろう。本発明は樹脂含浸ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維から製造されるハニカム構造体の熱伝導率を高めるために特に良好に適する。本発明はまた、例えば樹脂含浸ガラス繊維、樹脂含浸ポリアミド繊維及び樹脂含浸セラミック繊維のような、他の非金属ハニカム構造体の熱伝導率を高め、制御するためにも用いられる。これらの種類の複合材料に用いられる樹脂は典型的には熱硬化性又は熱可塑性ポリマーである。適当なポリマーの例はフェノール樹脂、ポリイミド樹脂及びエポキシ樹脂を含む。ＰＡＮ、ガラス繊維及びセラミック繊維の熱伝導率は典型的に１００ワット／ｍ°Ｋ未満である。この範囲内の熱伝導率を有する非金属繊維は低い熱伝導率を有すると考えられる。これらの繊維を含浸させてハニカム構造体を製造する樹脂も、得られるハニカム構造体がこの比較的低い範囲内に入る総熱伝導率を有するような、低い熱伝導率を有する。本発明によると、上記低熱伝導率ハニカム構造体をピッチ系炭素繊維を用いて高熱伝導率ハニカム構造体に転化させる。ピッチ系炭素繊維は典型的に２００ワット／ｍ°Ｋ〜約１２００ワット／ｍ°Ｋの程度である高い熱伝導率を有する。以下で詳述するように、熱伝達方向を必要に応じて制御することができる高熱伝導率ハニカムを形成するために、ピッチ系炭素繊維を約１重量％〜約９０重量％の範囲内の量でハニカム構造体中に混入することができる。図１は、好ましい例としてのハニカム構造体の小部分を１０に一般的に示す。ハニカム構造体１０は３個の連続したハニカムセル１２、１４、１６を含む。周知のように、ハニカム構造体は典型的に数百、数千のこのような連続ハニカムセルを含む。説明のために、３個のセルのみを示すが、ハニカム構造体を典型的に構成する連続ハニカムセルの残部を図示しないことは理解されるであろう。ハニカムセル１２、１４、１６は複数の連続壁１８によって形成される。ハニカムセルはハニカム壁１８に対して横断方向に伸び、図１にＬによって示す長さ方向を有する。ハニカムセルはまた、壁１８に対して平行に伸び、図１にＴによって示す厚さ方向を有する。本発明によると、複数のピッチ系炭素繊維を、それらが実質的に厚さ方向Ｔに伸びるように、樹脂マトリックス中に含浸させる。ハニカム構造体１０中のピッチ系炭素繊維の配向はＴ方向に伸びる垂直線２０によって示す。厚さ方向に実質的に平行な方向に伸びるピッチ系炭素繊維２０の配向は、ハニカム構造体を通る熱伝導性を高め、Ｔ方向に方向づけられた熱伝達を生じさせる。セル壁１８の一部を図２に詳細に示す。セル壁１８は繊維層と硬化樹脂とから構成される。繊維層は通常の平織りパターンで示される非金属繊維２２を含む。繊維２２は既述の低伝導率繊維のいずれでもよい。ＰＡＮ系炭素繊維が好ましい。ＰＡＮ系炭素繊維は通常の織り目（weave pattern）のいずれでも織ることができるが、トウあたり約５００〜３０００フィラメントが好ましい。各トウに用いる個々のフィラメントは好ましくは約５〜９ミクロンの範囲内の直径を有する。特定の織り目、フィラメントサイズ及びトウサイズはハニカム構造体に必要な構造強度と重量とに依存して広範囲に変化させることができる。樹脂含浸ＰＡＮ系炭素繊維からのハニカム構造体の形成は技術上周知である。この好ましい第１実施態様では、ピッチ系炭素繊維２０を低熱伝導率繊維２２に織り合わせて、高熱伝導率ピッチ系炭素繊維の一方向パターンを形成する。ピッチ系炭素繊維は商業的に入手可能なピッチ系炭素繊維のいずれでもよい。このような繊維は例えばアモコ（ＡＭＯＣＯ）社から商品名トーネル炭素繊維（ＴＨＯＲＮＥＬＣＡＲＢＯＮＦＩＢＥＲ）で入手可能である。ピッチ系炭素繊維は２００ワット／ｍ°Ｋ〜約１２００ワット／ｍ°Ｋの程度の熱伝導率を有するべきである。個々のピッチ系炭素繊維は典型的に約１０ミクロン〜約１１ミクロンの範囲内の直径を有し、布に織られたトウはそれぞれ５００〜２０００フィラメントを有する。Ｐ１２０として識別されるピッチ系繊維が好ましいが、Ｐ７５繊維も受容される。ＰＡＮ系炭素繊維の布に織られるピッチ系炭素繊維量は必要な熱伝導性の度合いに依存して変動する。典型的に約１重量％〜約９０重量％のピッチ系炭素繊維（硬化した複合材料の総重量を基準とする）が、複合材料の高強度と軽量の特徴をなおも維持しながら、熱伝導率を実質的に増加させる。第２の好ましいハニカム構造体を図３において３０で示す。この場合にも、非常に大きいハニカム構造体の中の３個のセル３２、３４、３６のみを示す。このハニカム構造体は、ピッチ系炭素繊維がハニカム構造体３０の長さ方向に配向することを除いて、図１と図２に示す非金属ハニカム構造体と基本的に同じである。ピッチ系炭素繊維の配向はライン３８によって示される。この実施態様では、ハニカム構造体３０を通る熱伝達はＬ−方向において最大になる。図１と図３に示す構造体から明らかであるように、本発明はハニカム構造体を通る熱伝導性を厚さ方向又は長さ方向のいずれかで制御する性能を提供する。図３のハニカムセル壁４０の１つの詳細図を図４に示す。このセル壁４０は、既述したセル壁１８と同様に、ポリエステル樹脂中に埋封されたＰＡＮ系炭素繊維４２の織布を含む。高熱伝導率ピッチ系炭素繊維３８は、ハニカム製造中に繊維３８がハニカム構造体の長さ方向に均一に伸びるように、配向する。必要な場合には、高伝導率ピッチ系炭素繊維を含む、同じ織物材料を図１又は図３のハニカム構造体の製造に用いることができる。第１実施態様では、含浸布層が製造プロセス中に、最終硬化ハニカム構造体中でピッチ系炭素繊維２０が厚さ方向に伸びるように、配向する。同じピッチ系繊維が図３と図４に示すように長さ方向に伸びるように、同じ布を製造プロセス中に９０°回転させることができる。本発明による第３の好ましい代表的なハニカム構造体を図５において５０で一般的に示す。既述した実施態様と同様に、３個のハニカムセル５２、５４、５６は数百、数千個のセルを含む総ハニカム構造体を表す小部分にすぎない。ハニカム構造体５０は第１及び第２実施態様のハニカムの製造に用いた、同じ通常の製造方法によって製造される。この第３のハニカムの実施態様と上述の実施態様との間の主要な差は、セル壁５８の形成に用いた布が長さ方向Ｌと厚さ方向Ｔに対して＋４５°又は−４５° の角度に配向するピッチ系炭素繊維を含むことである。ピッチ系繊維の配向はライン６０によって表す。樹脂含浸ハニカム壁の織り目の詳細図を図６に示す。ポリアクリロニトリル系炭素繊維の織り目は上述の実施態様と同じである。しかし、既述したように、種々な非金属低熱伝導率繊維を用いた多様な織り目が使用可能である。この実施態様では、ピッチ系炭素繊維は２方向性織り目に配向して、ハニカム構造体の長さ方向と厚さ方向の両方における熱伝達を生じさせる。図５に示したピッチ繊維の＋／−４５°配向が好ましい配向である。本発明によると、他の＋／−繊維配向角度が可能である。ハニカム構造体に構造強度と熱伝達性との種々な異なる組合せを与えるために、例えば、０°〜９０°の範囲内の＋／−角度が可能である。また、ピッチ系繊維の全てを０°〜９０°範囲内の＋角度に配向させることができる、又はこの繊維の全てを０°〜９０°範囲内の −角度に配向させることができる。種々な量の＋角度の繊維と−角度の繊維との混合物を用いて、ハニカム構造体を通る熱伝達方向をさらに制御することができる。第４の好ましい代表的なハニカム構造体を図７において７０で示す。ハニカム７０は、ハニカム構造体を形成する波形シートの間にフラットシート７２を挿入すること以外は、図１に示したハニカム構造体と同じである。フラットシート７２はセルの中央を通って伸び、必要な場合に、付加的な強化と熱伝達を与える。フラットシート７０の形成に用いる布は、ハニカムの壁の形成に用いる非金属複合材料から選択される。第５の好ましい代表的なハニカム構造体を図８において８０で示す。図１〜６の既述したセル壁とは異なり、セル壁８０は複数の非金属単方向性布層８２、８４及び８６から形成される。層８２と８６は単方向に配向したＰＡＮ系低熱伝導率炭素繊維から本質的に成る。層８４は単方向に配向したピッチ系高熱伝導率炭素繊維から本質的に成る。布層８２、８４及び８６は不織単方向性テープから形成されることが好ましい。布層８２と８６では、ＰＡＮ系炭素繊維が長さ方向Ｌと厚さ方向Ｔとに対して、それぞれ、約＋４５°と−４５°の角度をなして配向する。布層８４では、ピッチ系炭素繊維が厚さ方向Ｔに配向する。ピッチ系炭素繊維の配向はライン８８によって示す。層８２と８６のＰＡＮ系炭素繊維の配向はライン９０によって示す。各布層８２、８４及び８６の単方向に配向した炭素繊維は、通常の結合手段又はステッチング手段（図示せず）を用いて、同じ層の他の炭素繊維に対して適所で固定されることが好ましい。図９と１０に最も良く示すように、布層８２、８４及び８６はハニカムセル９６、９８及び１００のセル壁８０を構成する波形ハニカムリボン９４に形成される。ハニカムリボンの形成では、樹脂マトリックスを用いて、隣接布層の対応する側を一緒に結合させる。その後に、ハニカムリボンを好ましい形状に成形して、硬化させる。好ましくは、布層８２、８４及び８６に適当な樹脂を予め含浸させてから、積層し成形し硬化させる。波形リボン９４がひと度形成されたならば、隣接波形リボン９４の対応側を好ましい樹脂によって結合させて、ハニカム構造を形成する。図１と２に示す実施態様と同様に、この第５の好ましい実施態様は“Ｔ”方向においてハニカム構造を通る熱伝達を最大にする。しかし、長さ方向Ｌと厚さ方向Ｔとに対して対角線に配向したＰＡＮ系炭素繊維によって、この実施態様は図１と２に示した実施態様に比べて改良された剪断強度を含めた、種々な機械的性質を実証する。布層８２と８４のＰＡＮ系繊維の＋及び−４５°配向が剪断応力に対して耐性がより大きいハニカム構造を与えるが、異なる繊維配向を有する、他のＰＡＮ系炭素布も本発明によって可能である。例えば、０°〜９０°の範囲の＋及び／又は −角度が可能であり、多様な、異なる構造強度組合せを与える。図８〜１０に示す実施態様の熱伝達特性は、他の方向に単方向配向したピッチ系炭素繊維による単方向布を用いて、変えることができる。例えば、図４に示したように配向したピッチ系繊維によって布を形成することによって、ハニカムを通る熱伝達は“Ｌ”方向において最大化する。ＰＡＮ系炭素繊維を含む布層ではピッチ系炭素繊維が一体形成されないので、ＰＡＮ系繊維に対してピッチ系繊維の幾つかの異なる配向が可能になる。したがって、特定のコア負荷シナリオに適するように調節された熱−機械的性質を有するように、ハニカム構造体を形成することができ、各用途が層の数、各層の成分と配向及び他の層に対する各層の位置を決定する。ハニカム構造が実質的に非多孔質であることが好ましい用途では、非多孔質非金属層１０２を各ハニカムリボンの外面に積層してから、図１１に最も良く示すように、硬化及び成形を実施する。好ましい外部ラミネートはランダム配向低熱伝導率ＰＡＮ系炭素繊維を含むマット材料から成る。このマット材料を樹脂マトリックス中に含浸させ、硬化させると、炭素繊維マット材料は実質的に非多孔質であり、それによって、実質的な非多孔質ハニカム構造体を形成する。本発明によって使用可能である、他の非金属非多孔質外部ラミネートは技術上周知であり、ポリマーフィルムと乾燥繊維マットとを含む。実施例を以下に述べる：実施例１図１に示す織り目を含む壁を有するハニカム構造体を製造した。布は表１に示す仕様を有した。Ｔ３００ＰＡＮ繊維はトレイ（Toray）から入手した。布に３５重量％ポリアミド樹脂（polyamic acid resin）を含浸させ、通常の製造方法によって図１に示すハニカム構造体に形成した。得られたハニカム構造体は３６重量％のピッチ系炭素繊維（Ｐ１２０）を含み、Ｐ１２０繊維なしで製造した同じハニカム構造体よりも“Ｔ”方向において有意に大きい熱伝導率を有した。Ｐ１２０繊維を用いて製造したハニカムの構造強度はＰ１２０繊維なしで製造した同じハニカム構造体の構造強度に等しかった。実施例２図５に示す織り目を含む壁を有するハニカム構造体を、実施例１に用いた同じ布と樹脂とを用いて製造した。得られたハニカム構造体は、＋及び−４５°に走るピッチ系炭素繊維を混入せずに製造した同じハニカム構造体よりもＴ及びＬ方向において実質的に大きい熱伝導率を有した。ピッチ系繊維を用いて製造したハニカムの構造強度はピッチ系繊維なしで製造した同じハニカム構造体の構造強度に等しかった。実施例３図７に示す形状を有するハニカム構造体を、実施例１で用いたのと同じ方法に従って製造した。フラット強化層の形成に用いた布層（図７における７２）は表２に示す仕様を有した。ハニカム壁の形成に用いた布は１０重量％のＰ１２０ピッチ炭素繊維を有するＴ３００−３Ｋ、型式２８２ＰＡＮを含有した。得られたハニカム構造体はピッチ系炭素繊維を混入せずに製造した同じハニカム構造体よりも有意に大きい熱伝導率を有した。このように本発明の代表的な実施態様を説明したが、開示の範囲内でこれらの実施態様が例示に過ぎず、種々な他の代替、調整及び変更が本発明の範囲内でなされうることは、当業者によって認められるであろう。従って、本発明は本明細書に説明した特定の実施態様に制限されず、下記の請求の範囲によってのみ限定される。

【手続補正書】【提出日】１９９６年７月４日【補正内容】（１）明細書の第３頁下から第５行の記載を下記の通りに訂正する。『図８は、セル壁が、樹脂マトリックス中に含浸された複数の単方向非金属布層』（２）同書第４頁第３行において「それに」とあるのを『さらに』に訂正する。（３）同書第８頁第１行において「ハニカム構造体」とあるのを『ハニカム構造体のセル壁』に訂正する。（４）同書第８頁下から第３行において「８４」とあるのを『８６』に訂正する。（５）同書第９頁第１１〜１３行の記載を下記の通りに訂正する。『ハニカム構造が実質的に非多孔質であることが好ましい用途では、図１１に最も良く示すように、非多孔質非金属層１０２を各ハニカムリボンの外面に積層してから、硬化及び成形を実施する。好ましい外部ラミネートはランダム配向低熱』（６）同書第１０頁第８行において「縦糸（１インチあたり）」とあるのを『縦糸（２.５４cm（１in.）当たり）』に訂正する。（７）同書第１０頁第９行において「横糸（１インチあたり）」とあるのを『横糸（２.５４cm（１in.）当たり）』に訂正する。（８）同書第１０頁第９行において「ｐ１２０」とあるのを『Ｐ１２０』に訂正する。（９）同書第１０頁第１０行において「見かけの重量」とあるのを『面積重量』に訂正する。（10）同書第１１頁第１０行において「縦糸（１インチあたり）」とあるのを『縦糸（２．５４cm（１in.）当たり）』に訂正する。（11）同書第１０頁第１１行において「横糸（１インチあたり）」とあるのを『横糸（２.５４cm（１in.）当たり）』に訂正する。（12）同書第１１頁第１２行において「面積重量（areal weight）」とあるのを『面積重量』に訂正する。（13）請求の範囲を別紙の通りに訂正する（請求項２２のみ訂正）。請求の範囲１．壁に対して横断方向に伸びる長さ方向と、この壁に対して平行に伸びる厚さ方向とを有する複数の連続ハニカムセルを画定する複数の連続壁を含み、前記連続セル壁が、高熱伝導率を有する非金属繊維から本質的になる第１布層と；低熱伝導率を有する非金属繊維から本質的になる第２布層と；前記第１布層と前記第２布層とに含浸させて、ハニカム構造体を形成するための樹脂マトリックスとを含み、前記高熱伝導率繊維がハニカム構造体を通して方向的に制御された熱伝導率を与えるように配向している、高熱伝導率非金属ハニカム構造体。２．低熱伝導率を有する非金属繊維から本質的に成り、前記低熱伝導率繊維が前記樹脂マトリックス中に含浸される第３布層をさらに含む、請求項１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。３．前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対してある角度をなして伸びる前記第２布層を含み、前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対してある角度をなして伸びる前記第３布層を含む、請求項２に記載の熱伝導性ハニカム構造体。４．前記高熱伝導率繊維が実質的に前記厚さ方向に伸びる、請求項３に記載の熱伝導性ハニカム構造体。５．前記第２布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対して＋４５°の角度をなして伸び、前記第３布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対して−４５°の角度をなして伸びる、請求項４に記載の熱伝導性ハニカム構造体。６．前記高熱伝導率繊維が本質的にピッチ系炭素から成る、請求項１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。７．前記低熱伝導率繊維がポリアクリロニトリル系炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維及びセラミック繊維から成る群から選択される、請求項１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。８．前記低熱伝導率繊維が本質的にポリアクリロニトリル系炭素から成る、請求項７に記載の熱伝導性ハニカム構造体。９．前記ハニカム構造体の多孔度を制御する手段をさらに含む、請求項１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１０．前記多孔度制御手段が、前記セル壁上に設けられた実質的に非多孔質の非金属層を含む、請求項９に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１１．前記の実質的に非多孔質の非金属層が、前記樹脂マトリックス中で含浸された、多方向に配向する複数の低熱伝導率非金属繊維を含む、請求項１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１２．前記の実質的に非多孔質の非金属層が、ランダムに配向した複数の低熱伝導率非金属繊維を含む、請求項１１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１３．壁に対して横断方向に伸びる長さ方向と、前記壁に対して平行に伸びる厚さ方向とを有する複数の連続ハニカムセルを画定する複数の連続壁を含み、前記セル壁が、高熱伝導率を有する単方向配向非金属繊維から本質的になる第１単方向布層と；低熱伝導率を有する単方向配向非金属繊維から本質的になる第２単方向布層と；前記第１布層と前記第２布層とに含浸させてハニカム構造体を形成するための樹脂マトリックスとを含む、高熱伝導率非金属ハニカム構造体。１４．低熱伝導率を有する単方向配向非金属繊維から本質的に成る第３単方向布層をさらに含み、前記第３単方向布層が前記樹脂マトリックス中に含浸されている、請求項１３に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１５．前記第２単方向布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記厚さ方向に対して第１角度をなして伸び、前記第３単方向布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記厚さ方向に対して第２角度をなして伸びる、請求項１４に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１６．前記第１布層を構成する前記高熱伝導率繊維が実質的に前記厚さ方向に伸びる、請求項１５に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１７．前記第２単方向布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対して＋４５°の角度をなして伸び、前記第３単方向布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対して−４５°の角度をなして伸びる、請求項１６に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１８．前記ハニカム構造体の多孔度を制御する手段をさらに含む、請求項１３に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１９．前記多孔度制御手段が、前記セル壁上に設けられた実質的に非多孔質の非金属層を含む、請求項１８に記載の熱伝導性ハニカム構造体。２０．前記の実質的に非多孔質の非金属層が、前記樹脂マトリックス中で含浸された、多方向に配向する複数の低熱伝導率非金属繊維を含む、請求項１９に記載の熱伝導性ハニカム構造体。２１．前記の実質的に非多孔質の非金属層が、ランダムに配向した複数の低熱伝導率非金属繊維を含む、請求項２０に記載の熱伝導性ハニカム構造体。２２．壁に対して横断方向に伸びる長さ方向と、前記壁に対して平行に伸びる厚さ方向とを有する複数の連続ハニカムセルを画定する複数の連続壁を含み、前記セル壁が、樹脂マトリックス中で含浸された低熱伝導率を有する複数の非金属繊維を含む非金属ハニカム構造体において、低熱伝導率を有する単方向配向非金属繊維から本質的になる第１単方向布層と、高熱伝導率を有する単方向配向非金属繊維から本質的になる第２単方向布層とを含む改良を施した非金属ハニカム構造体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．壁に対して横断方向に伸びる長さ方向と、この壁に対して平行に伸びる厚さ方向とを有する複数の連続ハニカムセルを画定する複数の連続壁を含み、前記連続セル壁が、高熱伝導率を有する非金属繊維から本質的になる第１布層と；低熱伝導率を有する非金属繊維から本質的になる第２布層と；前記第１布層と前記第２布層とに含浸させて、ハニカム構造体を形成するための樹脂マトリックスとを含み、前記高熱伝導率繊維がハニカム構造体を通して方向的に制御された熱伝導率を与えるように配向している、高熱伝導率非金属ハニカム構造体。２．低熱伝導率を有する非金属繊維から本質的に成り、前記低熱伝導率繊維が前記樹脂マトリックス中に含浸される第３布層をさらに含む、請求項１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。３．前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対してある角度をなして伸びる前記第２布層を含み、前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対してある角度をなして伸びる前記第３布層を含む、請求項２に記載の熱伝導性ハニカム構造体。４．前記高熱伝導率繊維が実質的に前記厚さ方向に伸びる、請求項３に記載の熱伝導性ハニカム構造体。５．前記第２布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対して＋４５°の角度をなして伸び、前記第３布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対して−４５°の角度をなして伸びる、請求項４に記載の熱伝導性ハニカム構造体。６．前記高熱伝導率繊維が本質的にピッチ系炭素から成る、請求項１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。７．前記低熱伝導率繊維がポリアクリロニトリル系炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維及びセラミック繊維から成る群から選択される、請求項１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。８．前記低熱伝導率繊維が本質的にポリアクリロニトリル系炭素から成る、請求項７に記載の熱伝導性ハニカム構造体。９．前記ハニカム構造体の多孔度を制御する手段をさらに含む、請求項１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１０．前記多孔度制御手段が、前記セル壁上に設けられた実質的に非多孔質の非金属層を含む、請求項９に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１１．前記の実質的に非多孔質の非金属層が、前記樹脂マトリックス中で含浸された、多方向に配向する複数の低熱伝導率非金属繊維を含む、請求項１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１２．前記の実質的に非多孔質の非金属層が、ランダムに配向した複数の低熱伝導率非金属繊維を含む、請求項１１に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１３．壁に対して横断方向に伸びる長さ方向と、前記壁に対して平行に伸びる厚さ方向とを有する複数の連続ハニカムセルを画定する複数の連続壁を含み、前記セル壁が、高熱伝導率を有する単方向配向非金属繊維から本質的になる第１単方向布層と；低熱伝導率を有する単方向配向非金属繊維から本質的になる第２単方向布層と；前記第１布層と前記第２布層とに含浸させてハニカム構造体を形成するための樹脂マトリックスとを含む、高熱伝導率非金属ハニカム構造体。１４．低熱伝導率を有する単方向配向非金属繊維から本質的に成る第３単方向布層をさらに含み、前記第３単方向布層が前記樹脂マトリックス中に含浸されている、請求項１３に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１５．前記第２単方向布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記厚さ方向に対して第１角度をなして伸び、前記第３単方向布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記厚さ方向に対して第２角度をなして伸びる、請求項１４に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１６．前記第１布層を構成する前記高熱伝導率繊維が実質的に前記厚さ方向に伸びる、請求項１５に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１７．前記第２単方向布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対して＋４５°の角度をなして伸び、前記第３単方向布層を構成する前記低熱伝導率繊維が前記長さ方向と厚さ方向とに対して−４５°の角度をなして伸びる、請求項１６に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１８．前記ハニカム構造体の多孔度を制御する手段をさらに含む、請求項１３に記載の熱伝導性ハニカム構造体。１９．前記多孔度制御手段が、前記セル壁上に設けられた実質的に非多孔質の非金属層を含む、請求項１８に記載の熱伝導性ハニカム構造体。２０．前記の実質的に非多孔質の非金属層が、前記樹脂マトリックス中で含浸された、多方向に配向する複数の低熱伝導率非金属繊維を含む、請求項１９に記載の熱伝導性ハニカム構造体。２１．前記の実質的に非多孔質の非金属層が、ランダムに配向した複数の低熱伝導率非金属繊維を含む、請求項２０に記載の熱伝導性ハニカム構造体。２２．壁に対して横断方向に伸びる長さ方向と、前記壁に対して平行に伸びる厚さ方向とを有する複数の連続ハニカムセルを画定する複数の連続壁を含み、前記セル壁が、樹脂マトリックス中で含浸された低熱伝導率を有する複数の非金属繊維を含む非金属ハニカム構造体において、低熱伝導率を有する単方向配向非金属繊維から本質的になる第１単方向布層と、高熱伝導率を有する無方向配向非金属繊維から本質的になる第２単方向布層とを含む改良を施した非金属ハニカム構造体。