JPH11198260A - ハニカムサンドイッチパネル - Google Patents

ハニカムサンドイッチパネル

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JPH11198260A
JPH11198260A JP850698A JP850698A JPH11198260A JP H11198260 A JPH11198260 A JP H11198260A JP 850698 A JP850698 A JP 850698A JP 850698 A JP850698 A JP 850698A JP H11198260 A JPH11198260 A JP H11198260A
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JP
Japan
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panel
skin
honeycomb sandwich
carbon fiber
sandwich panel
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Pending
Application number
JP850698A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Yao
彰 矢尾
Hiroyuki Shigemasa
裕之 重政
Takeshi Ozaki
毅志 尾崎
Kazushi Haruna
一志 春名
Hiromi Seko
博巳 世古
Yasushi Odawara
靖 小田原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH11198260A publication Critical patent/JPH11198260A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハニカムサンドイッチパネルにおいて、パネ
ル表皮にて乱反射し、しかも赤外放射率を大きくするこ
とを課題としている。 【解決手段】 パネル表皮の最外面に多くのπ電子をも
つカーボンブラックを混入することにより、凹凸のある
層を積層させることにより、パネル表面は乱反射面とな
りしかも赤外放射が従来より5〜30%ほど高くなる。
さらに、多くのπ電子をもつカーボンブラックを使用し
ているため、2〜15%の少ない添加量でもパネル外表
面の体積抵抗率を1〜104 Ωcmレベルまで小さくす
ることが可能であり、しかも、添加量が少ないため、曲
面をもつパネル等の複雑な形状の成形も可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、宇宙機もしくは
人工衛星の機器を搭載するハニカムサンドイッチパネル
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は、人工衛星に使用されたハニカム
サンドイッチパネルに搭載された機器より発生した熱の
流れを示した図、図8(a)は、人工衛星に使用される
ハニカムサンドイッチパネルを示した図であり、図8
(b)はそのA部の拡大図である。図7において、16
は炭素繊維複合材料(CFRP)表皮をもつCFRP表
皮ハニカムサンドイッチパネル、17はCFRP表皮ハ
ニカムサンドイッチパネル16に搭載された機器、1は
機器17の熱を宇宙空間へ排熱する放熱パネル、19は
機器17からCFRP表皮ハニカムサンドイッチパネル
16への熱伝導による熱の流れ、20はCFRP表皮ハ
ニカムサンドイッチパネル16から放熱パネル18への
放射による熱の流れ、21は放熱パネル18から宇宙空
間への放射による熱の流れを示す。図8(a)において
18はパネルに強度と剛性を与えるパネル炭素繊維複合
材料(CFRP)表皮、2はパネルに剛性を与えるハニ
カムコア、15はパネル炭素繊維複合材料(CFRP)
表皮の中に埋め込まれている炭素繊維であり、5は炭素
繊維15を接合するためのマトリクス樹脂である。炭素
繊維15はパネルに強度及び剛性を与えるために線径数
ミクロン炭素繊維を約0.lmmの線径になるように束
ねたものである。マトリクス樹脂5は一般的にエポキシ
樹脂もしくはシアネート樹脂が使用される。
【0003】図7に示すように、CFRP表皮ハニカム
サンドイッチパネル16に搭載された機器17より発生
した熱は、熱伝導の形にてCFRP表皮ハニカムサンド
イッチパネル16の表皮に伝達され、温度の低い放熱パ
ネル18へ放射の形にて伝達され、最終的には宇宙空間
へ排熱される。このとき、ハニカムサンドイッチパネル
16と放熱パネル18の放射結合は、2枚のパネル間の
幾何学的な関係から決定される形態係数とパネルの赤外
放射率で決定されたため、赤外放射率を高くすると小さ
な温度差にて搭載機器からの熱を宇宙空間へ排熱できる
ことになる。CFRP表皮ハニカムサンドイッチパネル
16の表皮は、マトリクス樹脂5の面粗さが小さいため
赤外放射率約0.7と小さく、赤外の領域でも規則反射
をする。このため、排熱能力が小さくまた、衛星内に高
温になる機器が搭載されていると規則反射によりヒート
スポットができる可能性がある。表皮の面内の熱伝導は
600〜1200w/m/kの高熱伝導のピッチ系炭素
繊維を使用することにより数百w/m/kであり、面外
の熱伝導は面外方向にピッチ系炭素繊維がないため数w
/m/kである。また、炭素繊維の体積抵抗率が1E−
4〜1E−3Ωcmであるため、パネル表皮は体積抵抗
率が1〜1E−8Ωcmレベルの半導体である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の炭素繊維複合材
料(CFRP)表皮のハニカムサンドイッチパネルで
は、パネル表皮にて規則反射が起こしやすく、また赤外
放射率が小さい問題がある。
【0005】この発明は、上記のような問題を解決する
ためになされたもので、パネル表皮にて乱反射し、しか
も赤外放射率を大きくすることを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明によるハニカ
ムサンドイッチパネルは、パネル表皮の最外面に金属粉
末を混入し凹凸のある層を積層させている。
【0007】第2の発明によるハニカムサンドイッチパ
ネルは、パネル表皮の最外面に金属繊維片を混入し凹凸
のある層を積層させている。
【0008】第3の発明によるハニカムサンドイッチパ
ネルは、パネル表皮の最外面にカーボンブラックを混入
し凹凸のある層を積層させている。
【0009】第4の発明によるハニカムサンドイッチパ
ネルは、パネル表皮の最外面に炭素繊維片を混入し凹凸
のある層を積層させている。
【0010】第5の発明によるハニカムサンドイッチパ
ネルは、パネル表皮の最外面に多孔質樹脂膜を積層させ
ている。
【0011】第6の発明によるハニカムサンドイッチパ
ネルは、パネル表皮最外面に表皮に使用する樹脂を吹き
付け、凹凸をもたせている。
【0012】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1(a)はこの
発明の実施の形態1を示す図であり、図1(b)は図1
(a)のA部の拡大図を示す。図において1はパネルに
強度と剛性を与えるパネル炭素繊維複合材料(CFR
P)表皮、2はパネルに剛性を与えるハニカムコア、3
はパネル外表面を凹凸を与えるための金属粉末入パネル
表皮、4は金属粉末入パネル表皮3中の金属粉末、5は
金属粉末4を接合するためのマトリクス樹脂である。金
属粉末4としては、粒径0.1〜10ミクロンの銀粉
末、ニッケル粉末、銅粉末もしくは銀メッキ銅粉末等を
使用する。図1(b)に示すように、金属粉末4を混入
することによりマトリクス樹脂5の面粗さが大きくなる
ため、パネル表面は乱反射面となりしかも赤外放射が従
来より5〜30%ほど高くなる。さらに、金属粉末4
(体積抵抗率は10-7〜10-5Ωcm)は炭素繊維(体
積抵抗率は10-4〜10-2Ωcm)より電気抵抗値が小
さいため、パネル外表面を体積抵抗率10-7〜10-4Ω
cmの導電体とすることが可能となる。
【0013】実施の形態2.図2(a)はこの発明の実
施の形態2を示す図であり、図2(b)は図2(a)の
A部の拡大図を示す。図において1はパネルに強度と剛
性を与えるパネル炭素繊維複合材料(CFRP)表皮、
2はパネルに剛性を与えるハニカムコア、6はパネル外
表面を凹凸を与えるための金属繊維片入パネル表皮、7
は金属繊維片入パネル表皮6中の金属繊維片、5は金属
繊維片7を接合するためのマトリクス樹脂である。金属
繊維片7としては、線径0.1〜10ミクロンの銀繊維
片、ニッケル繊維片、銅繊維片、黄銅繊維片、アルミ繊
維片、ステンレス繊維片もしくは銀メッキ銅繊維片等を
使用する。図2(b)に示すように、金属繊維片7を混
入することによりマトリクス樹脂面の粗さが大きくなる
ため、パネル表面は乱反射面となりしかも赤外放射が高
くなる。さらに、金属繊維片7(体積抵抗率は10-7
10-5Ωcm)は炭素繊維(体積抵抗率は10-4〜10
-2Ωcm)より電気抵抗値が小さいため、パネル外表面
を体積抵抗率10-7〜10-4Ωcmの導電体とすること
が可能である。特に金属繊維片7同士が接触しているた
め、少ない添加量にてパネル外表面の電気抵抗値を小さ
くすることができる。
【0014】実施の形態3.図3(a)はこの発明の実
施の形態3を示す図であり、図3(b)は図3(a)の
A部の拡大図を示す。図において1はパネルに強度と剛
性を与えるパネル炭素繊維複合材料(CFRP)表皮、
2はパネルに剛性を与えるハニカムコア、8はパネル外
表面を凹凸を与えるためのブラックカーボン入パネル表
皮、9はブラックカーボン入パネル表皮8中のブラック
カーボン、5はブラックカーボン9を接合するためのマ
トリクス樹脂である。ブラックカーボン9とは、炭化水
素又は炭素を含む化合物を燃焼又は熱分解させてできる
結晶子の集合体であり、多くのπ電子をもつため絶縁体
中に添加することにより導電性を発現する。図3(b)
に示すように、ブラックカーボン9を混入することによ
りマトリクス樹脂面の粗さが大きくなるため、パネル表
面は乱反射面となりしかも赤外放射が従来より5〜30
%ほど高くなる。さらに、ブラックカーボン9は高分子
であるマトリクス樹脂中に鎖状に連なったカーボン粒子
鎖(ストラクチャー)を形成しπ電子により導電性を発
現するため、2〜15%と少ない添加量でもパネル外表
面の体積抵抗率を1〜104 Ωcmレベルまで小さくす
ることが可能である。また、ブラックカーボンの添加量
が少ないため、曲面をもつパネル等の複雑な形状の成形
も可能となる。
【0015】実施の形態4.図4(a)はこの発明の実
施の形態4を示す図であり、図4(b)は図4(a)の
A部の拡大図を示す。図において1はパネルに強度と剛
性を与えるパネル炭素繊維複合材料(CFRP)表皮、
2はパネルに剛性を与えるハニカムコア、10はパネル
外表面を凹凸を与えるための炭素繊維片入パネル表皮、
11は炭素繊維片入パネル表皮10中の炭素繊維片、5
は炭素繊維片11を接合するためのマトリクス樹脂であ
る。図4(b)に示すように、炭素繊維片11を混入す
ることによりマトリクス樹脂面の粗さが大きくなるた
め、パネル表面は乱反射面となりしかも赤外放射が従来
より5〜30%ほど高くなる。さらに、炭素繊維片とし
て熱伝導は600〜1200w/m/kの高熱伝導のピ
ッチ系炭素繊維を使用することにより、面外方向に高熱
伝導の炭素繊維が存在するため、炭素繊維片入パネル表
皮の面外熱伝導大きくできる。
【0016】実施の形態5.図5(a)はこの発明の実
施の形態5を示す図であり、図5(b)は図5(a)の
A部の拡大図を示す。図において1はパネルに強度と剛
性を与えるパネル炭素繊維複合材料(CFRP)表皮、
2はパネルに剛性を与えるハニカムコア、12はパネル
外表面を凹凸を与えるための多孔質樹脂膜である。多孔
質樹脂膜としてはポリエチレン、ポリエーテル、ポリテ
トラフロロエチレン(PTFE)等の高分子材である。
図5(b)に示すように、多孔質樹脂膜12を最外層に
することにより、パネル表面は乱反射面となりしかも赤
外放射が従来より5〜30%ほど高くなる。さらに、電
気抵抗値が大きい多孔質樹脂膜を使用することにより、
パネル外表面を体積抵抗率1012〜1016Ωcmの電気
的絶縁体とすることが可能である。
【0017】実施の形態6.図6(a)はこの発明の実
施の形態6を示す図であり、図6(b)は図6(a)の
A部の拡大図を示す。図において1はパネルに強度と剛
性を与えるパネル炭素繊維複合材料(CFRP)表皮、
2はパネルに剛性を与えるハニカムコア、13はパネル
表皮が硬化したのちにパネル外表面に霧状でマトリクス
樹脂を吹きかけた霧かけマトリクス樹脂である。霧かけ
マトリクス樹脂は、接着材でありしかも表皮材と同一材
料であるため密着強度が大きい。図6(b)に示すよう
に、マトリクス樹脂する霧かけすることにより、パネル
外表面に凹凸を与えることができるため、パネル表面は
乱反射面となりしかも赤外放射が従来より5〜30%ほ
ど高くなる。さらに、霧かけマトリクス樹脂は局所的に
パネル外表面に施すことができるため、放射率を大きく
したい領域を任意に選べる。
【0018】
【発明の効果】第1の発明によれば、ハニカムサンドイ
ッチパネル外表面を乱反射面にできしかも赤外放射が高
くできる。また、炭素繊維より電気抵抗値が小さい金属
粉末を最外面に混入しているため、パネル外表面を導電
体とすることができる。
【0019】第2の発明によれば、ハニカムサンドイッ
チパネル外表面を乱反射面にできしかも赤外放射が高く
できる。また、炭素繊維より電気抵抗値が小さく、しか
もお互いに接触している金属繊維片を最外面に混入して
いるため、パネル外表面を電気抵抗値が小さい導電体と
することができる。
【0020】第3の発明によれば、ハニカムサンドイッ
チパネル外表面を乱反射面にできしかも赤外放射が高く
できる。また、マトリクス樹脂中にカーボン粒子鎖(ス
トラクチャー)を形成するブラックカーボンを最外面に
混入しているため、複雑な形状のパネルでも外表面の電
気抵抗値を小さくできる。
【0021】第4の発明によれば、ハニカムサンドイッ
チパネル外表面を乱反射面にできしかも赤外放射が高く
できる。また、高熱伝導の炭素繊維片を最外面に混入し
ているため、パネル表皮の面外熱伝導大きくできる。
【0022】第5の発明によれば、ハニカムサンドイッ
チパネル外表面を乱反射面にできしかも赤外放射が高く
できる。また、電気抵抗値が大きい多孔質樹脂膜を最外
面に積層しているため、パネル外表面を電気的絶縁体と
することができる。
【0023】第6の発明によれば、ハニカムサンドイッ
チパネル外表面を乱反射面にできしかも赤外放射が高く
できる。また、マトリクス樹脂する霧かけできるため、
パネル外表面において放射率を大きくしたい領域を任意
に選べる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明によるハニカムサンドイッチパネル
の実施の形態1を示す図である。
【図2】 この発明によるハニカムサンドイッチパネル
の実施の形態2を示す図である。
【図3】 この発明によるハニカムサンドイッチパネル
の実施の形態3を示す図である。
【図4】 この発明によるハニカムサンドイッチパネル
の実施の形態4を示す図である。
【図5】 この発明によるハニカムサンドイッチパネル
の実施の形態5を示す図である。
【図6】 この発明によるハニカムサンドイッチパネル
の実施の形態6を示す図である。
【図7】 従来のハニカムサンドイッチパネルが人工衛
星に搭載されたところを示す図である。
【図8】 従来のハニカムサンドイッチパネルを示す図
である。
【符号の説明】
1 パネルCFRP表皮、2 ハニカムコア、3 金属
粉末入パネル表皮、4金属粉末、5 マトリクス樹脂、
6 金属繊維片入パネル表皮、7 金属繊維片、8 ブ
ラックカーボン入パネル表皮、9 ブラックカーボン、
10 炭素繊維片入パネル表皮、11 炭素繊維片、1
2 多孔質樹脂膜、13 ブラックカーボン、14 霧
かけマトリクス樹脂、15 炭素繊維、16 CFRP
表皮ハニカムサンドイッチパネル、17 機器、18
放熱パネル、19 熱伝導による熱の流れ、20 放熱
パネルヘの放射による熱の流れ、21 宇宙空間への放
射による熱の流れ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B64G 1/66 B64G 1/66 Z (72)発明者 春名 一志 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 世古 博巳 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小田原 靖 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パネル表皮に炭素繊維複合材を使用する
    ハニカムサンドイッチパネルにおいて、パネル表皮の最
    外面に金属粉末を混入し凹凸のある層を積層したことを
    特徴とするハニカムサンドイッチパネル。
  2. 【請求項2】 パネル表皮に炭素繊維複合材を使用する
    ハニカムサンドイッチパネルにおいて、パネル表皮の最
    外面に金属繊維片を混入し凹凸のある層を積層したこと
    を特徴とするハニカムサンドイッチパネル。
  3. 【請求項3】 パネル表皮に炭素繊維複合材を使用する
    ハニカムサンドイッチパネルにおいて、パネル表皮の最
    外面にカーボンブラックを混入し凹凸のある層を積層し
    たことを特徴とするハニカムサンドイッチパネル。
  4. 【請求項4】 パネル表皮に炭素繊維複合材を使用する
    ハニカムサンドイッチパネルにおいて、パネル表皮の最
    外面に炭素繊維片を混入し凹凸のある層を積層したこと
    を特徴とするハニカムサンドイッチパネル。
  5. 【請求項5】 パネル表皮に炭素繊維複合材を使用する
    ハニカムサンドイッチパネルにおいて、パネル表皮の最
    外面に多孔質樹脂膜を積層したことを特徴とするハニカ
    ムサンドイッチパネル。
  6. 【請求項6】 パネル表皮に炭素繊維複合材を使用する
    ハニカムサンドイッチパネルにおいて、パネル表皮最外
    面に表皮と同一のマトリクス樹脂を吹き付け、凹凸をも
    つことを特徴とするハニカムサンドイッチパネル。
JP850698A 1998-01-20 1998-01-20 ハニカムサンドイッチパネル Pending JPH11198260A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009537383A (ja) * 2006-05-17 2009-10-29 ザ・ボーイング・カンパニー 複合構造を有する軽量航空機乗客シート
JP2011519749A (ja) * 2008-03-28 2011-07-14 ヘクセル コンポジット、リミテッド 改良型複合材料
CN106019436A (zh) * 2016-07-28 2016-10-12 航天材料及工艺研究所 一种光学系统用全碳纤维复合材料反射镜及制造方法

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