JPS6384932A - 積層パネル - 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） 本発明は積層パネル、更に詳しくは航空機、建築物等の
壁画、床面、天井等を形成するために用いられる積層パ
ネルに関するものである。

（従来の技術） 積層パネルは、例えば−枚の表面材とコア材を積層する
か、又は二枚の平行な表面材の中間に軽量なコア（芯）
材を介装して面圧に対する板材としての曲げ強度、剛性
を増加させたものである０通常表面材としてはガラス繊
維、炭素繊維、アラミド繊維等のプリプレグ、アルミニ
ウムや鋼等の金属薄板が単独で、あるいは複合されて用
いられる。またコア材の代表的なものニハハニカムコア
やフオームがある。

繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）を表面材とする場合
、繊維としては性能面から長繊維が好んで用いられるが
、主に繊維を一方向にそろえた一方向性プリプレグ（Ｕ
Ｄ−プリプレグ）および織物プリプレグが単層あるいは
二層以上積層して用いられる。特に一方向性プリプレグ
（ＵＤ−プリプレグ）では、単層の場合は方向によって
その性質が大きく異るので０７９０″等の繊維の方向の
異なるものが二層以上積層して用いられるのが通例であ
る。また、マトリックス樹脂としては繊維層中に含浸し
やすい熱硬化性樹脂が好んで用いられる。　　゛ （発明が解決しようとする問題点） 表面材として二層以上積層し九ＦＲＰを用いる場合、特
ＫＵＤ−プリプレグを互いに異った角度で使用する場合
にはフェノール樹脂等接着性の悪いマトリックス樹脂で
は負荷によって層間剥離が生ずる場合がある。これを改
頁するために、マ）　ＩＪソックス脂全体に熱可塑性樹
脂等各種充填剤を分散させる試みが行われているが、こ
の方法では少量の添加では効果が不充分であり、反対に
多量の添加によってはマトリックス樹脂の他の物性を低
下させ、満足のいく結果は得られていない。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためのもので
あり、その目的はマトリックス樹脂、表面材、さらＫは
パネルの他の物性を低下させることなく、層間接着性を
向上させた高性能積層パネルを提供することにある。

（問題点を解決する為の手段） 本発明者は、上記従来技術の問題点を解決すべく鋭意研
究し、この結果繊維が斜交する一対の一方向性繊維プリ
プレグの間に、マットもしくは織物またはこれら双方を
介在させてパネル表面材の一部または表面体全体を形成
すると、その表面材を用いた積層パネルは、層間接着性
が非常に優れたパネルとなシしかも物性値の均一性も満
足な程に得られることを見い出し、本発明を完成するに
至りた。

すなわち、本発明の積層パネルは、コア材と表面材を積
層したパネルであって、該表面材は、繊維方向が相互に
斜交する一対具上の一方向性繊維プリプレグを含む繊維
強化樹脂よ構成シ、かつマットおよび／または織物を斜
交する一対の前記一方向性繊維プリプレグ間に介在させ
てなることを特徴とするものである。

本発明の積層パネルの表面材は、繊維方向が相互に斜交
する一対以上の一方向性繊維プリプレグ（ＵＤ−プリプ
レグ）を含む繊維強化樹脂、好ましくは繊維強化熱硬化
性樹脂よ構成る０表面材は、一方向性繊維プリプレグの
他に、織物プリプレグ、マットプリプレグ等の他の形態
のものをさらに含んでいてもよい、又、表面材を形成す
る繊維強化熱硬化性樹脂層は二層以上用いるのが好まし
く、各層の強化繊維や熱硬化性樹脂の種類や性状、及び
各層の厚さ等は同一でも異なりていてもよい。

本発明の表面材においては、斜交する一対の一方向性繊
維プリプレグがマットおよび／または織物の両側に位置
するようにかつプリプレグの繊維方向が互いに斜交する
ように積層成形される。一方向性繊維プリプレグは２層
（一対）でもまたはそれ以上の暦数であってもよい。上
記一対のプリプレグについて繊維方向の角度は任意であ
るが、例えば０°と９０＠の組合せ、０＠、＋４５’（
−４５°）、９０°の組合せ等が挙げられる。

ここで用いられる繊維については、その性能が樹脂強化
材として充分に満足しつるものであれば特に制限がなく
、例えば、ガラス繊維、スチールポロンなどの金属繊維
、シ１）　：ｆ　７　カーバイト、アルミナなどのセラ
ミックス繊維、炭素繊維、アラミド線維等の有機質繊維
などが用いられる。

これらの中でパネルとしての性能、および価格の両面か
ら、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維が好都合に用
いられる。

これら繊維に含浸させる熱硬化性樹脂としてはエポキシ
樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ジアリルフタレート
樹脂、フェノ−＆ｌＨＬ熱硬化型ポリイミド樹脂、メラ
ミン樹脂などが挙げられるが本発明の効果は層間接着性
の劣るフェノール樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、ジア
リルフタレート樹脂等で特に顕著である。

本発明に使用されるマットは、ランダムに繊維が集まっ
たフェルトまたはガラス繊維等である。マットの目付（
単位面積当シの重量）は、１０９／ｙｌないし１００９
／ｎｌ　　の範囲が好ましく、またマットの繊維は短繊
維、長繊維のいずれから構成されていてもよい、さらに
、マットは、予め樹脂が付着されたものを使用してよく
、また全く樹脂が付着されていないものを使用してもよ
い。

また、本発明に使用される織物として、例えばガラス織
物、合成樹脂織物（高強度樹脂糸より織製したもの）が
挙げられる。織物の目付は、１０　ｐ／ｙｌないし１０
０ｂ曾の範囲が好ましく、また織物の組織は、特に制限
されるものでなく、平織シ、綾織シ、朱子織り等のいず
れであってもよい、さらに、織物は、予め樹脂が付着さ
れたものを使用してよく、また全く樹脂が付着されてい
ないものを使用してもよい。

また、本発明のパネル表面材は、例えば一対の一方向性
繊維プリプレグと、マットおよび／または織物と、場合
により他のプリプレグを準備し、これらを一方の一方向
性繊維プリプレグ、マット（または織物）、および他方
の一方向性繊維プリプレグの順序でそして両プリプレグ
の繊維方向が斜交して重なるように積層し、その後圧着
成形して硬化せしめる簡便な方法により製造される０本
発明者は、この方法により製造された表面材の電子顕微
鏡観察を行ない、マット（または織物）が一対の斜交す
る一方向性繊維プリプレグ間に存在していることを確認
している。

本発明の積層パネルを構成する基材層又は中間層の軽量
コア材としては、特に制限はないが例えばハニカムコア
や各種のフオームなどが用いられる。軽量でかつ高物性
が得られる点でハニカムコアが優れている。

本発明の積層パネルはコア材の片面に表面材を貼付して
もよいし、又はコア材の両面に表面材を貼付して、いわ
ゆるサンドイッチパネルとしてもよい。

（作　用） 本発明では、マットまたは織物の介在により、その上下
両側の繊維強化樹脂層（プリプレグ）が、これらを中間
の介在層無く直接積層した場合と比較してより著しく強
固に結合されるようになり、シかも繊維方向が一部なが
らよりランダムになるため、表面材の物理特性に関して
均一化または等質化作用が働く。

（実施例） 以下に、本発明の詳細な説明する。なお、本発明は下記
実施例に限定されるものではない。

第１図に示す実施例の積層パネルは、サンドイッチパネ
ルであシ、表面材５．５をコア材４の両側に夫々、接着
剤層としてエポキシ樹脂フィルム３を介して積層して々
る０表面材５は、例えばアルカリレゾール系フェノール
樹脂が含浸されたマットまたは織物２を、ｎ１推方向が
０°、９０＠で斜交する一対の一方向性繊維プリプレグ
１．１の間に介在させてカリ、またコア材４はノーメッ
クスハニカムコアよ構成る。エポキシ樹脂フィルム３は
プリプレグ１のマトリックス樹脂がフェノール樹脂であ
る場合に使用する。

第２図に示す他の実施例の積層パネルは、表面材５をコ
ア材４０片面のみに樹脂フィルム３を介して積層してな
る。表面材５及びコア材４等は、上記と同一構成である
。

実施例の積層パネルはいずれも、従来の積層パネルと比
較して、層間接着性が格段に高くかつパネルの緒特性に
関して均−性及び等方性がより優れたものであった。こ
のことは、下記の試験例よりも明らかである。

試験例 積層パネルの試料は一辺が３０５１の正方形で、厚み１
１■のノーメックス製ハニカムコアの両面に％内側より
■エポキシ樹脂フィルム（プリプレグのマトリックス樹
脂が７エノール樹脂の場合のみ）、■ガラスＵＤ−プリ
プレグ（コアのリボンＫｉｋ直方向）、■長繊維のガラ
スマットあるいは平織組織のガラス織物、および■ガラ
スＵＤ−プリプレグ（コアのリボンに平行方向）を順次
積層した後、１３０℃で１時間、３にＭ−の圧力をかけ
て、第１図に示されるようなサンドイッチパネルを作成
した。プリプレグのマトリックス樹脂としては、２種の
フェノール樹脂とエポキシ樹脂の計３種を用い、実施例
１ないし７の積層パネルを下記の表１の如く作成した。

比較の丸め、従来のようにマットまたは織物を使用しな
いサンドイッチ各種を比較例８ないし１０の積層パネル
として下記の表１の如く製作した。

而して、層間接着性を調べる試験を行ない、その結果を
下記の表１に示す。

なお、表１中のサンドインチパネルの構成は片面部分の
みの構成を示した。

表１中の語句及び記号の註 （１）重量比ニ一方向性繊維プリプレグに含有される繊
維に対するマットまたは織物の 重量比 ＋２）　ＣＤ／Ｐ　：クライミングドラムビール試験値
ＭＩＬ−４０１Ｂ規格に基づく層間接着性把握の試験 単位（キログラム・７インチ７３インチ）（３）ＰＨの
ＰＰＧ　：アルカリレゾニル系フェノール樹脂をガラス
線維に含浸させ九一方 向性繊維プリプレグ （４１／ニブレス時における材料の区分を示し、かつ積
層の順を示す。

（５１ＭＴ：長繊維マット （６）ＥＰ：エポキシ樹脂フィルム （７１ＣＯＲＥ：ノーメックス（商品名：アメリカ合衆
国デュポン社製）ハニカムコ ア ＋８１ＰＨ■ＰＰＧ　：ベンジルエーテル型フェノール
樹脂をガラス繊維に含浸させた一方 向性繊維グリプレグ （９１ＥＰ−ＰＰＧ　：エポキシ樹脂をガラス繊維に含
浸させた一方向性繊維プリプレグ （ＩＩＧＷ：平織組織のガラス織物 ａＵＯ：非常に良好（ｓ　ｏ≦ｃＤ／Ｐ　）Ｏ：良好　
　　（２０≦ＣＤ／Ｐ＜ｊ　Ｑ　）Δ：やや良好　（１
５≦ＣＤ／Ｐ（２０）×：不良　　　（ＣＤ／Ｐ＜　１
５　）α３ＣＶ値：（分散／平均値）　ｘ　１００（％
） この表１よ〕明らかなように、実施例の各積層パネルは
、比較例の各パネルと比較して、層間接着性が格段に高
く、しかもその接着性の均一度がより優れていることが
わかる。この効果は、フェノール樹脂をマトリックスと
するプリプレグを使用した場合に特に顕著である。

（発明の効果） 上述のように本発明の積層パネルは、マットおよび／ま
たは織物が一対の斜交する一方向性プリプレグ間に介在
する構造を表面材内部にとり入れたことにより、表面材
の層間接着性が従来より格段に向上し、眉間剥離が極め
て生じ難くなり、また機械特性や耐久性等に関して均−
性及び等方性が大変良好なものとなシ、従ってパネルの
品質が大幅に向上する。その上、パネルの製造が簡便で
あシ、大変有利である。

したがって、かかる本発明の積層パネルは、各種の機械
材料および構造材料、例えば航空機材料、建築材料、ロ
ボット用材料々どに極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−の実施例の積層パネルを示す断面図
、 第２図は本発明の他の実施例の積層パネルを示す断面図
である。 図中、 １・・・一方向性繊維プリプレグ ２・・・樹脂含浸されたマットまたは織物３・・・エポ
キシ樹脂フィルム ４・・・ノーメックスハニカムコア ５・・・表面材 特許出願人　チバーガイギー　アクチェンゲゼルシャフ
ト同　　旭化成工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コア材と表面材を積層したパネルであって、該表面材は
   、繊維方向が相互に斜交する一対以上の一方向性繊維プ
   リプレグを含む繊維強化樹脂より成り、かつマットおよ
   び／または織物を斜交する一対の前記一方向性繊維プリ
   プレグ間に介在させてなることを特徴とする積層パネル
   。