KR20100094543A - 높은 기계적 강도를 갖는 허니콤 및 이로부터 제조된 물품 - Google Patents

높은 기계적 강도를 갖는 허니콤 및 이로부터 제조된 물품 Download PDF

Info

Publication number
KR20100094543A
KR20100094543A KR1020107014393A KR20107014393A KR20100094543A KR 20100094543 A KR20100094543 A KR 20100094543A KR 1020107014393 A KR1020107014393 A KR 1020107014393A KR 20107014393 A KR20107014393 A KR 20107014393A KR 20100094543 A KR20100094543 A KR 20100094543A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
paper
honeycomb
honeycomb structure
polymeric
resin
Prior art date
Application number
KR1020107014393A
Other languages
English (en)
Inventor
미카일 알. 레빗
Original Assignee
이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40227667&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20100094543(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 filed Critical 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Publication of KR20100094543A publication Critical patent/KR20100094543A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/12—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/12—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/02—Layered products comprising a layer of paper or cardboard next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/06—Layered products comprising a layer of paper or cardboard specially treated, e.g. surfaced, parchmentised
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B32B7/14—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties applied in spaced arrangements, e.g. in stripes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/10—Organic non-cellulose fibres
    • D21H13/20—Organic non-cellulose fibres from macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H13/26—Polyamides; Polyimides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/12—Coating on the layer surface on paper layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/028—Paper layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0261—Polyamide fibres
    • B32B2262/0269—Aromatic polyamide fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306—Resistant to heat
    • B32B2307/3065—Flame resistant or retardant, fire resistant or retardant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/54—Yield strength; Tensile strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/542—Shear strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242—Non-permeable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B32B2307/734—Dimensional stability
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H15/00—Pulp or paper, comprising fibres or web-forming material characterised by features other than their chemical constitution
    • D21H15/02—Pulp or paper, comprising fibres or web-forming material characterised by features other than their chemical constitution characterised by configuration
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/47—Condensation polymers of aldehydes or ketones
    • D21H17/48—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/54—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
    • D21H17/56—Polyamines; Polyimines; Polyester-imides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24149—Honeycomb-like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249962—Void-containing component has a continuous matrix of fibers only [e.g., porous paper, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/254—Polymeric or resinous material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

5 내지 35 부피부의 고형 재료 및 65 내지 95 부피부의 공극을 포함하고 0.33 mgf/(g/m2)^3 이상의 정규화된 피크 굴곡 하중 및 50초/100 ㎖ 이상의 걸리 공기 저항을 갖는 중합체 종이로부터 높은 기계적 강도의 허니콤이 제조된다.

Description

높은 기계적 강도를 갖는 허니콤 및 이로부터 제조된 물품{HONEYCOMB HAVING A HIGH MECHANICAL STRENGTH AND ARTICLES MADE FROM SAME}
본 발명은 경량의 중합체성 종이로부터 제조된 높은 기계적 강도(strength)의 허니콤(honeycomb)에 관한 것이다.
아라미드 종이를 기재로 하는 허니콤은 강도 대 중량, 강성(stiffness) 대 중량, 및 몇몇 다른 정규화된 것 대 중량 특성들이 성능에 있어서 중요한 다양한 응용을 위해 사용되고 있다. 수많은 예들을 항공 우주 응용에서 볼 수 있다. 전통적으로, 그러한 허니콤은 메타-아리미드 섬유 및 메타-아라미드 피브리드(fibrid) 결합제 또는 고 모듈러스(modulus) 파라-아라미드 섬유 및 메타-아라미드 피브리드 결합제로 만들어진 종이로부터 제조되었다. 일반적으로, 강하고 질긴 캘린더링(calendering)된 아라미드 종이가 해당 허니콤을 제조하는 데 사용되고 있다. 그러한 종이 및 허니콤은 허니콤의 전단(shear), 압축 및 다른 특성들의 양호한 세트를 제공하도록 최적화되었다. 그러나, 압축 강도의 향상이 전단과 같은 다른 기계적 특성보다 더 크게 중요한 일부 응용들이 있다. 이는 항공기, 기차 등의 바닥재에 사용되는 샌드위치 패널의 경우 특히 그러하다. 잠재적으로는, 압축 강도에 대해 최적화된 허니콤은 추가 중량 및 비용 절감을 제공할 수 있다. 따라서, 필요로 하는 것은 주어진 허니콤 셀 크기 및 밀도에 대해 허니콤의 최대 압축 강도를 제공하도록 종이 및 허니콤 제조 공정이 함께 최적화되는 방식으로 제조된 허니콤이다.
본 발명은 복수의 허니콤 셀을 형성하는 표면들을 갖는 복수의 상호연결된 벽을 포함하는 허니콤 구조물로서, 상기 셀 벽은
a) 5 내지 35 부피부의 고형 중합체성 재료, 및
b) 65 내지 95 부피부의 공극(void)
을 포함하는 종이로부터 형성되며,
종이는 정규화된 피크 굴곡 하중(normalized peak load at bend)이 0.33 mgf/(g/m2)^3 이상이고, 걸리(Gurley) 공기 저항이 50초/100 ㎖ 이상인 허니콤 구조물에 관한 것이다.
(Mgf는 밀리그램 힘을 의미하고, g/m2는 제곱미터당 그램을 의미한다).
본 발명은 또한 종이가 수지 코팅을 갖는 허니콤과, 이러한 허니콤으로부터 형성된 패널과 같은 물품에 관한 것이다.
본 발명은 중합체성 종이로부터 제조되고 우수한 압축 강도를 갖는 허니콤에 관한 것이다. 압축 하의 허니콤은 셀 벽의 좌굴(buckling)에 의해 망가진다. 좌굴에 대한 셀 벽의 내성은 허니콤의 압축 강도의 아주 좋은 지표(indication)이다. 따라서, 종이 시트의 시험은 동일한 종이를 포함하는 허니콤이 압축 하중 하에서 어떻게 작동하는지에 대한 상대적 지표를 제공한다.
허니콤의 압축 강도 대 허니콤의 셀 벽에 사용되는 종이 사이에 존재하는 그러한 상관 관계를 가지고, 종이 시험 절차가 본 발명에 채용된다. 그러한 종이 시험 절차는 이하에서 상세히 설명될 정규화된 피크 굴곡 하중에 기초한다. 정규화된 피크 굴곡 하중의 수치가 클수록 종이로부터 형성된 셀 벽을 갖는 허니콤의 압축 강도가 더 큰 것으로 해석된다.
육각형 셀들이 기재되었지만, 다른 기하학적인 배열이 가능한데, 이때 정사각형 셀, 과확장된 셀 및 굴곡성-코어(flex-core) 셀이 가장 통상적인 가능한 배열들 중에 속한다. 그러한 셀 유형들은 당업계에 잘 알려져 있으며, 가능한 기하학적 셀 유형에 대한 추가적인 정보를 위해 문헌[Honeycomb Technology by T. Bitzer (Chapman & Hall, publishers, 1997)]을 참조할 수 있다.
허니콤은 셀 벽을 갖는데, 셀 벽은 셀 벽의 평면들이 바람직하게는 허니콤의 Z-치수에 평행한 상태로 중합체성 종이에 의해 제공된다. 허니콤 셀 벽을 위한 중합체성 종이는 5 내지 35 부피부의 고형 재료 및 65 내지 95 부피부의 공극을 포함하며, 이때 종이는 정규화된 피크 굴곡 하중이 0.33 mgf/(g/m2)^3 이상이고, 걸리 공기 저항이 50초/100 ㎖ 이상이다.
중합체성 종이에서의 공극 체적은 공극을 갖는 종이와 비교되는 공극을 갖지 않는 종이의 공지된 밀도에 기초하여 또는 공극을 갖는 종이의 이미지 분석에 의해 결정될 수 있다.
바람직한 종이는 섬유 및 피브리드 둘 모두를 포함한다. 바람직한 범위는 20 내지 70 중량 퍼센트의 섬유 및 이에 대응하여 30 내지 80 중량 퍼센트의 피브리드이다. 섬유 및 피브리드 둘 모두를 위한 바람직한 중합체성 재료는 m-아라미드이다.
그러나, 섬유 및 피브리드 둘 모두의 조성이 변할 수 있음이 이해된다. 예시적으로, 항공 우주 응용에 대해, 바람직한 유형의 섬유에는 아라미드, 액정 폴리에스테르, 폴리벤즈아졸, 폴리피리다졸, 탄소, 유리 및 다른 무기 섬유 또는 이들의 혼합물이 포함되며, 바람직한 유형의 피브리드에는 폴리 (m-페닐렌 아이소프탈아미드), 폴리 (p-페닐렌 테레프탈아미드), 폴리설폰아미드(PSA), 폴리-페닐린 설파이드(PPS) 및 폴리이미드가 포함된다.
중합체성 종이는 허니콤의 형성 전 또는 후에 수지로 코팅될 수 있다. 강성 및 강도와 같은 최종 특성을 최적화하기 위해 허니콤에서 종이에 도포된 후에 가교결합되는 수지가 채용될 수 있다. 수지의 예는 에폭시, 페놀계, 아크릴계, 폴리이미드 및 이들의 혼합물을 포함한다.
앞서 기재된 바와 같이, 중합체성 종이는 걸리 공기 저항이 50초/100 ㎖ 이상인데, 이는 종이의 낮은 투과성으로 인한 높은 공기 저항인 것으로 여겨진다. 종이의 이러한 낮은 투과성은 침지에 의한 것과 같은 후속의 수지 코팅 공정 동안에 종이의 공극들 내로의 불완전한 수지 침투만을 촉진한다. 코팅은 허니콤 형성 전 또는 후에 종이에 적용될 수 있지만, 많은 경우에 허니콤 형성 후의 코팅이 바람직하다. 불완전한 수지 침투는 저 중량의 수지로 우수한 압축 강도를 갖는 허니콤을 얻는 것을 도울 수 있다.
최대 압축 강도 대 중량 비에 대해 최적화된 허니콤 구조물은 바닥재 또는 다른 응용에 있어서 중량 절감을 위해 중요하다. 그러한 경우에 종종, 허니콤의 압축 강도는 허니콤의 다른 기계적 특성에 비해 더 높은 우선 순위를 갖는다.
종이의 두께 및 중량은 허니콤의 최종 용도 또는 요구되는 특성에 따른다. 예시의 목적을 위해, 적합한 두께는 75 내지 250 마이크로미터 (3 내지 10 밀(mil))이고, 적합한 중량은 제곱미터당 15 내지 200 그램 (제곱야드당 0.5 내지 6 온스)이다.
본 명세서에 채용되는 바와 같이, "아라미드"라는 용어는 아미드(-CONH-) 결합의 적어도 85%가 2개의 방향족 고리에 직접 부착되는 폴리아미드를 의미한다. 첨가제가 아라미드와 함께 사용될 수 있다. 사실상, 최대 10 중량%만큼의 다른 중합체 재료가 아라미드와 함께 블렌딩될 수 있거나, 또는 아라미드의 다이아민 대신에 10%만큼의 다른 다이아민 또는 아라미드의 이산 클로라이드 대신에 10%만큼의 다른 이산 클로라이드를 갖는 공중합체가 사용될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 방향족 폴리아미드 섬유 및 이들 섬유의 다양한 형태들은 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. du Pont de Nemours and Company)로부터 상표명 노멕스(NOMEX)(등록상표) 및 케블라(Kevlar)(등록상표)로 입수가능하며, 테이진, 리미티드(Teijin, Ltd.)로부터 상표명 테이진코넥스(TeijinConex)(등록상표) 및 트와론(Twaron)(등록상표)으로 입수가능하다. 구매가능한 폴리벤즈아졸 섬유에는, 둘 모두 일본 오사까 소재의 토요보 컴퍼니. 인크.(Toyobo Co. Inc.)로부터 입수가능한, 자일론(Zylon)(등록상표) PBO-AS (폴리(p-페닐린-2,6-벤조비스옥사졸)) 섬유, 자일론(등록상표) PBO-HM (폴리-(p-페닐린-2,6-벤조비스옥사졸)) 섬유가 포함된다. 구매가능한 탄소 섬유에는 미국 테네시주 락우드 소재의 토호 테낙스 아메리카, 인크(Toho Tenax America, Inc)로부터 입수가능한 테낙스(Tenax)(등록상표) 섬유가 포함된다. 구매가능한 액정 폴리에스테르 섬유에는 미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 쿠라레이 아메리카 인크.(Kuraray America Inc.)로부터 입수가능한 벡트란(Vectran)(등록상표) HS 섬유가 포함된다.
종이는 또한 무기 입자를 포함할 수 있고, 대표적인 입자에는 운모, 질석 등이 포함되며, 이들 성능 향상 첨가제의 첨가는 개선된 내화성, 열전도성, 치수 안정성 등과 같은 특성을 종이 및 최종 허니콤에 부여할 수 있다.
종이는 당업계에 공지된 종래의 공정을 채용하는 푸어드리니어(Fourdrinier) 또는 경사 와이어 제지기(inclined wire paper machine)와 같은 통상적으로 사용되는 기계를 포함한, 실험실용 스크린으로부터 상용 크기의 제지 기계까지의 임의의 규모의 장비에서 형성될 수 있다. 다양한 유형의 섬유 및 피브리드로부터 종이를 형성하는 예시적인 공정에 대한, 그로스(Gross)의 미국 특허 제3,756,908호; 토카르스키(Tokarsky)의 미국 특허 제4,698,267호 및 미국 특허 제4,729,921호; 헤슬러(Hesler) 등의 제5,026,456호; 키라요글루(Kirayoglu) 등의 미국 특허 제5,223,094호; 키라요글루 등의 미국 특허 제5,314,742호를 참조한다.
일단 종이가 형성되면, 이는 바람직하게는 캘린더링되지 않는다. 공극 함량이 65% 미만으로 감소되지 않는다면, 종이의 캘린더링을 통한 약간의 치밀화가 수행될 수 있다. 또한, 종이의 열처리가 수행되어, 예를 들어 피크 굴곡 하중 또는 하나 이상의 다른 기계적 특성을 증가시킬 수 있다. 그러한 처리는 허니콤의 형성 전 또는 후에 종이 상에 수행될 수 있다.
종이 중의 섬유는 절단 섬유(플록(floc)), 펄프 또는 이들의 혼합물의 형태일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "펄프"라는 용어는 스토크(stalk) 및 일반적으로 그로부터 연장되는 피브릴(fibril)을 갖는 섬유질 재료의 입자를 의미하는데, 여기서 스토크는 대체로 원주형(columnar)이고 직경이 약 10 내지 50 마이크로미터이며, 피브릴은 일반적으로 스토크에 부착되는 미세한 모발형 부재로서 단지 1 마이크로미터의 몇 분의 1 또는 수 마이크로미터의 직경과 약 10 내지 100 마이크로미터의 길이를 갖는다. 아라미드 펄프를 제조하기 위한 예시적인 공정이 미국 특허 제5,084,136호에 대체로 개시되어 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "피브리드"라는 용어는 100 내지 1000 마이크로미터의 길이 및 폭과 0.1 내지 1 마이크로미터의 두께를 갖는 작은 박막형의, 본질적으로 2차원인 입자의 미세하게 분할된 중합체 생성물을 의미한다. 피브리드는 전형적으로 용액의 용매와는 불혼화성인 액체의 응고욕(coagulating bath) 내로 중합체 용액을 흐르게 함으로써 제조된다. 중합체 용액의 스트림은 중합체가 응고됨에 따라 격렬한 난류(turbulence) 및 전단력을 받게 된다.
종이를 허니콤으로 변환하기 위한 공정은 당업자에게 잘 알려져 있으며 확장 및 주름 형성을 포함한다. 확장 공정은 바닥재 등급 코어를 제조하는 데 특히 매우 적합하다. 그러한 공정들은 문헌[Engineered Materials Handbook, Volume 1 - Composites, ASM International, 1988]의 제721면에 더 상세히 기재되어 있다.
바닥 패널 코어의 최종 기계적 강도는 수 개의 인자들의 조합의 결과이다. 주요한 공지의 기여 인자는 종이 조성 및 두께, 셀 크기, 및 수지로 코팅된 후와 같은 최종 코어 밀도이다. 셀 크기는 허니콤 코어의 셀 내부의 내접원의 직경이다. 바닥 코어의 경우, 전형적인 셀 크기는 3.2 ㎜ 내지 9.6 ㎜ (1/8" 내지 3/8") 범위이지만, 다른 크기가 가능하다.
압축 하중 하에서 허니콤 코어가 망가지는 주요 메커니즘이 그의 셀 벽의 좌굴이라는 것이 또한 알려져 있다. 그러한 좌굴은 피크 굴곡 하중을 넘어서는 것과 매우 유사하다. 따라서, 제시된 데이터에 대해, 피크 굴곡 하중은 종이의 특징으로서 그리고 이에 따라 좌굴에 대한 셀 벽의 내성으로서 사용되어 왔다. 종이의 피크 하중이 높을수록, 코어의 압축 값이 더 높을 것이다.
하나의 벽에 대한 굴곡 모멘트(M)는 다음과 같이 계산될 수 있다(문헌[Mechanical Engineers' Handbook, Ed. By Myer Kutz, A Wiley-Interscience Publication, 1986]):
M = r(E*b*h^3)/12
여기에서 r = 곡률 반경, E = 탄성률, b = 셀 벽의 폭, 및 h = 종이의 두께. 종이가 시험되고 허니콤은 시험되지 않는 실시예들에서, b는 종이의 폭이다.
동일한 밀도이지만 상이한 두께를 갖는 종이를 사용하여 허니콤을 제조하는 것이 통상적인 관례인데, 예를 들어 상이한 두께를 갖는 표준 노멕스(등록상표) 유형 T412 종이가 구매가능하다. 허니콤을 제조하는 데 사용되는 동일한 밀도의 종이의 경우, 수지 코팅 전의 종이 두께는 재료의 평량에 비례한다. 일정한 밀도를 갖는 동일한 유형의 종이의 경우, 굴곡 모멘트 및 피크 굴곡 하중이 종이 평량의 대응하는 변화와 동일한 방식으로 변화된다는 광범위한 상관 관계가 있다. 따라서, 종이 밀도 및 추가의 특수 처리의 영향을 구별하기 위해, 피크 굴곡 하중은 셀 벽 재료의 평량의 세제곱에 대하여 정규화되었다. 이는 피크 굴곡 하중에 그리고 이에 따라 압축 강도에 영향을 끼침에 있어서 종이 평량으로부터의 기여를 제거한다.
따라서, 본 명세서에 채용된 바와 같이, "정규화된 피크 굴곡 하중"은 종이 또는 코팅된 종이의 평량(단위: g/m2)의 세제곱으로 나눈 밀리그램(㎎) 힘 단위의 최대 굴곡 하중을 의미한다.
하기 실시예들에서, 달리 나타내지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다.
시험 방법
종이 밀도는 ASTM D374-99에 의해 측정된 종이 두께와 ASTM D646-96에 의해 측정된 평량을 사용하여 계산되었다. 섬유 데니어는 ASTM D1907-07을 사용하여 측정되었다.
종이 및 수지 코팅된/함침된 종이의 피크 굴곡 하중은 2.54 ㎝ (1 인치) 길이, 10.16 ㎝ (4 인치) 폭을 갖는 샘플을 사용하여 1.27 ㎝ (0.5 인치)의 지지 스팬(span), 3 ㎜ (0.125 인치)의 로딩 노즈 반경(loading nose radius) 및 2.54 ㎜/분 (0.1 인치/분)의 로딩 속도로 ASTM D5934-02에 기술된 3점 방법에 기초하여 결정되었다. 정규화된 피크 굴곡 하중은 종이 또는 코팅된 종이의 평량(단위: g/m2)의 세제곱으로 나눈 밀리그램(㎎) 힘 단위의 최대 굴곡 하중으로서 결정되었다.
종이의 걸리 다공도(Porosity)는 TAPPI T460에 따라 1.22 ㎪의 압력차를 사용하여 종이의 대략 6.4 제곱센티미터의 원형 면적에 대한 실린더 배기량 100 밀리리터당 초 단위로 공기 저항을 측정함으로써 결정되었다. 허니콤 슬라이스의 안정화된 압축은 ASTM C365에 따라 시험된 반면, 전단 하중 및 모듈러스는 ASTM C273에 의해 평가되었다.
실시예
실시예 1 및 실시예 2
약 50 중량%의 폴리 (메타페닐린 아이소프탈아미드) 피브리드와 약 50 중량%의 m-아라미드 플록을 사용하여 그로스의 미국 특허 제3,756,908호에 기술된 바와 같이 m-아라미드 종이를 형성하였다. m-아라미드 플록은 상표명 노멕스(등록상표)로 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(듀폰)에 의해 판매되는 섬유로부터 절단된, 약 2.0 데니어 (0.22 텍스)의 선밀도와 약 6.4 ㎜의 길이를 갖는 플록이었다.
형성 후에, 종이를 약 325℃의 표면 온도를 갖는 2개의 고온 금속 롤 둘레로 통과시킴으로써 추가적으로 열처리하였다.
종이의 특성이 표 1에 나타나 있다.
실시예 1 및 실시예 2는 각각 42 gsm과 62 gsm인 상이한 2개의 평량을 채용하였다.
비교예 1 및 비교예 2
종이를 실시예 1 및 실시예 2에서처럼 형성하였지만, 추가적인 열처리를 수행하지 않았다. 종이의 특성이 표 1에 나타나 있다.
비교예 1 및 비교예 2의 평량은 각각 40 gsm과 60 gsm이었다.
비교예 3 및 비교예 4
종이를 실시예 1에서처럼 형성하였다. 형성 후에, 종이를 약 3000 N/㎝의 선형 압력으로 350℃로 가열된 2개의 금속 롤들 사이에서 캘린더링하였다. 종이의 특성이 표 1에 나타나 있다.
비교예 3과 비교예 4의 평량은 각각 42 gsm과 61 gsm이었다.
비교예 5 및 비교예 6
종이를 실시예 1에서처럼 형성하고 열처리하였지만, 금속 롤의 표면 온도가 260℃였다. 종이의 특성이 표 1에 나타나 있다.
비교예 5 및 비교예 6의 평량은 각각 40 gsm과 61 gsm이었다.
실시예 3 및 실시예 4
실시예 1과 실시예 2로부터의 25.4 ㎝ x 20.3 ㎝ (10" x 8") 종이 샘플들을 미국 미시간주 노비 소재의 듀레즈 코포레이션(Durez Corporation)에 의해 공급되는 플라이오펜(Plyophen)(등록상표) 23900 페놀계 수지의 용액에 침지시켰다. 침지 후에, 잉여의 수지를 압지(blotting paper)에 의해 제거하였으며, 함침된 종이를 경화 사이클, 즉 82℃에서 15분, 121℃에서 15분, 그리고 182℃에서 60분을 사용하여 수지를 경화시키도록 열처리하였다. 최종 시트 구조물의 특성이 표 2에 나타나 있다.
비교예 7 및 비교예 8
비교예 3과 비교예 4의 25.4 ㎝ x 20.3 ㎝ (10" x 8") 종이 샘플들을 플라이오펜(등록상표) 23900 페놀계 수지의 용액에 침지시켰다. 침지 후에, 잉여의 수지를 압지에 의해 제거하였으며, 함침된 종이를 실시예 3과 실시예 4에서와 같은 동일한 경화 사이클을 사용하여 수지를 경화시키도록 열처리하였다. 최종 시트 구조물의 특성이 표 2에 나타나 있다.
실시예 5
허니콤 블록을 하기 단계들에 따라 제조할 수 있다.
허니콤 블록을 실시예 1의 종이로부터 형성한다. 그러한 공정은 당업자에게 잘 알려져 있지만, 하기 방식으로 요약된다.
접착제 수지의 노드 라인(node line)을 접착제의 라인의 폭이 1.78 ㎜가 되는 상태로 종이 표면에 도포한다. 피치, 또는 하나의 라인의 시작 부분과 다음 라인의 시작 부분 사이의 직선 거리는 5.3 ㎜이다. 노드 라인 접착성 수지는 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 헥시온 스페셜티 케미칼스(Hexion Specialty Chemicals)로부터 입수가능한 에폭시 수지인 에폰(Epon)(등록상표) 826 70 중량부; 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 윌밍톤 케미칼 코포레이션(Wilmington Chemical Corp)에 의해 판매되는 헬록시(Heloxy) WC 8006으로 식별되는 탄성중합체-개질된 에폭시 수지 30 중량부; 유니온 카바이드 코포레이션(Union Carbide Corp.)에 의해 판매되는 유카(UCAR) BRWE 5400으로 식별되는 비스페놀 A - 포름알데히드 수지 경화제 54 중량부; 미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 컴퍼니(The Dow Chemical Company)에 의해 판매되는 다우아놀(Dowanol)(등록상표) PM으로 식별되는 글리콜 에테르 용매 중 경화 촉매로서의 2-메틸이미다졸 0.6 중량부; 미국 코네티컷주 댄버리 소재의 밀러-스티븐슨 케미칼 컴퍼니(Miller-Stephenson Chemical Co.)에 의해 판매되는 에포놀(Eponol) 55-B-40으로 식별되는 폴리에테르 수지 7 중량부; 및 미국 매사추세츠주 빌레리카 소재의 캐보트 코포레이션(Cabot Corp.)에 의해 판매되는 캡-O-실(Cab-O-Sil)(등록상표)로 식별되는 건식 실리카 1.5 중량부를 포함하는 50% 고형물 용액이다. 접착제를 130℃에서 6.5분 동안 오븐 내에서 종이 상에서 부분적으로 건조시켰다.
접착제 노드 라인을 갖는 시트를 노드 라인에 평행하게 절단하여 50개의 보다 작은 시트들을 형성한다. 절단된 시트를, 각각의 시트가 피치의 절반만큼 또는 도포된 접착제 노드 라인의 간격의 절반만큼 다른 시트에 대해 변위되도록, 상하방향으로 적층한다. 이러한 변위는 일측 또는 타측으로 교대로 발생하여, 최종 적층체가 균일하게 수직이도록 한다. 그리고 나서, 시트 적층체를 140℃ 의 제1 온도에서 30분 동안 그리고 이어서 177℃에서 40분 동안 345 ㎪로 고온-가압하여, 노드 라인 접착제를 경화시키고 따라서 인접한 시트들을 접합시켰다.
그리고 나서, 확장 프레임을 사용하여, 접합된 아라미드 시트들을 적층 방향의 반대 방향으로 확장시켜 등변 단면을 갖는 셀을 형성한다. 각각의 시트를, 시트들이 접합된 노드 라인의 에지를 따라 접히고 접합되지 않은 부분이 인장력의 방향으로 연장되어 시트들을 서로 분리시키도록, 서로의 사이에서 연장시킨다. 확장 후에, 특수 프레임 내에 있는 허니콤 블록을 270℃로 상승된 온도를 갖는 오븐 내에서 열처리하고 30분 동안 유지하여 블록을 확장된 형상으로 고정 또는 설정하였다.
그리고 나서, 허니콤 블록을 듀레즈 코포레이션으로부터의 플라이오펜(등록상표) 23900 페놀계 수지의 용액을 수용하는 함침욕 또는 침지 탱크 내에 둔다. 수지로 함침시킨 후에, 허니콤을 함침욕으로부터 꺼내어 고온 공기를 사용하여 건조로 내에서 건조시킨다. 허니콤을 이러한 방식으로 실온으로부터 82℃까지 가열하고 나서, 이 온도를 15분 동안 유지한다. 그리고 나서, 온도를 121℃로 증가시키고 이 온도를 다른 15분 동안 유지하며, 이어서 온도를 182℃로 증가시키고 이 온도를 60분 동안 유지한다. 침지 및 경화 단계를 8회 반복한다. 개선된 압축 강도를 갖는 최종적인 침지 및 경화된 허니콤은 약 112 ㎏/㎥의 벌크 밀도를 갖는다.
실시예 6
허니콤 블록을 하기 방식으로 제조할 수 있다. 비교예 2에 따라 제조된 종이를 블록을 제조하기 위한 원재료로서 사용하였다. 확장된 블록을 약 320℃의 온도의 오븐에서 20분 동안 열처리한 것을 제외하고는 허니콤 블록을 실시예 5에서처럼 제조한다. 침지 및 경화된 허니콤의 최종 벌크 밀도 특성은 실시예 5의 허니콤과 유사하다.
표 1의 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 캘린더링된 종이 대신에 형성된 종이를 단지 사용하는 것은 정규화된 피크 굴곡 하중의 최저한의 증가만을 제공한다(각각 비교예 3 및 비교예 4와, 비교예 1 및 비교예 2). 또한, 형성된 종이를 최적 온도 미만의 온도에서 열처리하는 것은 정규화된 피크 굴곡 하중을 변화시키지 않는다(비교예 5 및 비교예 6). 캘린더링된 종이를 캘린더링 동안에 매우 높은 온도에 노출시켰지만, 그의 정규화된 피크 굴곡 하중은 형성된 종이보다 심지어 약간 더 낮다(비교예 3 및 비교예 4). 따라서, 낮은 밀도/높은 공극 함량을 갖고 필요한 고온에 노출된 종이(실시예 1 및 실시예 2)만이 허니콤 셀 벽을 위해 상당히 증가된 정규화된 피크 굴곡 하중을 제공한다. 동일한 표로부터, 51 ㎛ (2 밀) 두께의 상용의 캘린더링된 노멕스(등록상표) 종이 유형 T412가 비교예 3으로부터의 캘린더링된 종이와 대략 동일한 특성을 제공함을 알 수 있다. 실시예 1 및 실시예 2와, 비교예 1 내지 비교예 6으로부터의 종이와 같은, 상이한 평량을 갖는 종이들에 대한 정규화된 피크 굴곡 하중의 매우 근사한 값들은 피크 굴곡 하중의 정규화 방법이 올바르게 선택되었음을 확인시킨다.
실시예 3 및 실시예 4는 수지에 의한 코팅이 어떻게 본 발명의 허니콤의 셀 벽의 피크 굴곡 하중을 추가로 증가시키는지를 보여준다. 그러나, 정규화된 박리 하중은 내려가고 있다. 이는 종이 밀도에 비해서 경화된 페놀계 수지의 보다 높은 밀도(약 1.1 g/㎤)에 의해 설명될 수 있어서, 두께의 상대적 증가는 중량의 상대적 증가보다 작다.
비교예 7 및 비교예 8은 캘린더링된 높은 밀도/낮은 공극 함량의 종이의 일부 수지 코팅 후에, 그의 피크 굴곡 하중 및 정규화된 피크 굴곡 하중이 본 발명의 셀 벽의 종이와 비교해서 훨씬 낮음을 보여준다.
모든 경우에, 피크 굴곡 하중을 종이의 횡단 방향으로 측정하였는데, 그 이유는 그것이 전술된 종래의 방법에 의해 제조된 허니콤 셀 벽의 Z-방향과 일치하기 때문이다.
Figure pct00001
Figure pct00002
실시예 7
듀폰에 의해 판매되는 1.5T412 노멕스(등록상표) 종이로 형성된(캘린더링되지 않은) 전구체를 약 325℃의 표면 온도를 갖는 2개의 금속 롤 둘레로 통과시킴으로써 열처리하였다. 최종 열처리된 종이는 31.5 g/㎡의 평량, 0.10 ㎜의 두께, 및 0.31 g/㎤의 밀도를 가졌다. 고형물이 종이 부피의 약 23%를 나타낸 반면, 부피의 나머지 77%는 공극이었다.
용매계 에폭시 접착제 수지의 노드 라인을 종이 표면에 도포하였고 용매를 제거하였다. 접착제 라인의 폭은 1.78 ㎜였으며, 피치, 또는 하나의 라인의 시작 부분과 다음 라인의 시작 부분 사이의 직선 거리는 6.7 ㎜였다.
접착제 노드 라인을 갖는 시트를 노드 라인에 평행하게 절단하여 보다 작은 시트들을 형성하였다. 절단된 시트들을, 인접한 시트들의 노드 라인들이 서로에 대해 절반의 피치가 엇갈리도록, 상하방향으로 적층한다. 이러한 변위는 일측 또는 타측으로 교대로 발생하여, 최종 적층체가 균일하게 수직이도록 하였다. 그리고 나서, 시트 적층체를 고온 가압하여, 노드 라인 접착제를 경화시키고 따라서 인접한 시트들을 접합시켜 블록을 형성하였다.
확장 프레임을 사용하여, 블록을 균일한 육각형 셀 형상으로 확장시켰다. 셀 크기는 3.3 ㎜였다. 확장 후에, 여전히 확장 프레임 내에 있는 허니콤 블록은 노멕스(등록상표) 허니콤을 위한 표준 절차에 따라 오븐 내에서 열처리하여 블록을 확장된 형상으로 고정 또는 설정하였다.
그리고 나서, 허니콤 블록을 에탄올 용매 중 페놀계 레졸(resole) 수지를 수용하는 함침욕 또는 침지 탱크 내에 두었다. 수지에 담근 후, 블록을 탱크로부터 꺼내어 잉여의 수지를 배출시킨다. 그리고 나서, 블록을 고온 공기 건조 오븐 내에 두었고, 용매를 제거하였으며, 수지를 수 개의 단계로 실온으로부터 약 180℃까지 가열함으로써 경화시켰다. 침지 및 경화 사이클을 요구되는 블록 밀도가 달성될 때까지 반복하였다. 블록을 노드 라인에 대하여 직각으로 절단함으로써 허니콤의 슬라이스 또는 시트를 얻었다. 그리고 나서, 이들 허니콤 슬라이스를 약 180℃에서 열처리하여 후경화시켰다.
3.3 ㎜ 셀 크기의 허니콤 슬라이스의 기계적 특성들을 3개의 상이한 코어 밀도에 대하여 측정하였다. 안정화된 압축, L 및 W 전단, 그리고 L 및 W 모듈러스 각각에 대하여 ASTM 프로토콜에 따라 시험을 수행하였다. 결과가 표 3에 나타나 있다.
실시예 7로부터의 코어의 기계적 특성들을 유사한 셀 크기(3 ㎜), 슬라이스 두께(12.5 ㎜) 및 밀도(48 및 64 ㎏/㎥)를 갖는 구매가능한 코어로부터 전형적으로 얻어지는 것들과 비교하였다. 선택된 제품들은 미국 애리조나주 카사 그란데 소재의 헥셀 코포레이션(Hexcel Corporation)으로부터 입수가능한 HRH10 등급 재료였다. 이들 코어를 실시예 7에 사용된 종이보다 약 30% 더 무거운 약 40.7 g/㎡의 공칭 평량을 갖는 2 밀의 캘린더링된 노멕스(등록상표) 종이 유형 2T412로부터 제조한다. HRH10 코어에 대한 추가적인 상세 사항은 헥셀 브로셔 "헥스웨브(등록상표) 허니콤 속성 및 특성(HexWeb® Honeycomb Attributes and Properties)"에 수록되어 있다. 이러한 비교 데이터가 표 4에 나타나 있다. 실시예 7에 따라 캘린더링되지 않은 종이로부터 제조된 허니콤은 훨씬 더 무거운 캘린더링된 종이로부터 제조된 비길만한 허니콤과 실제로 동일한 범위의 압축 강도를 나타내었다. 본 발명의 코어의 전단 강도는 전단 모듈러스가 상당히 더 높은 비교예보다 약간 더 양호하다.
Figure pct00003
Figure pct00004

Claims (9)

  1. 복수의 허니콤 셀(honeycomb cell)을 형성하는 표면들을 갖는 복수의 상호연결된 벽을 포함하는 허니콤 구조물로서,
    상기 셀 벽은
    a) 5 내지 35 부피부의 고형 중합체성 재료, 및
    b) 65 내지 95 부피부의 공극(void)
    을 포함하는 종이로부터 형성되며,
    종이는 정규화된 피크 굴곡 하중(normalized peak load at bend)이 0.33 mgf/(g/m2)^3 이상이고, 걸리(Gurley) 공기 저항이 50초/100 ㎖ 이상인 허니콤 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 종이는 중합체성 섬유 및 중합체성 피브리드(fibrid)를 함유하는 허니콤 구조물.
  3. 제1항에 있어서, 종이는 20 내지 70 중량 퍼센트의 중합체성 섬유 및 30 내지 80 중량 퍼센트의 중합체성 피브리드를 포함하는 허니콤 구조물.
  4. 제2항에 있어서, 중합체성 섬유는 m-아라미드 섬유인 허니콤 구조물.
  5. 제2항에 있어서, 중합체성 피브리드는 m-아라미드 피브리드인 허니콤 구조물.
  6. 제1항에 있어서, 종이는 수지로 코팅된 허니콤 구조물.
  7. 제6항에 있어서, 수지는 페놀계, 폴리이미드, 에폭시 및 이들의 조합으로부터 선택되는 허니콤 구조물.
  8. 복수의 허니콤 셀을 형성하는 표면들을 갖는 복수의 상호연결된 벽을 포함하는 허니콤 구조물을 구비하는 구조용 패널로서,
    상기 셀 벽은
    a) 5 내지 35 부피부의 고형 중합체성 재료, 및
    b) 65 내지 95 부피부의 공극
    을 포함하는 종이로부터 형성되며,
    종이는 정규화된 피크 굴곡 하중이 0.33 mgf/(g/m2)^3 이상이고, 걸리 공기 저항이 50초/100 ㎖ 이상이며, 적어도 하나의 면시트(facesheet)가 상기 허니콤 구조물의 외부 부분에 부착된 구조용 패널.
  9. 제7항에 있어서, 상기 면시트는 수지 함침된 섬유 또는 금속으로부터 제조되는 구조용 패널.
KR1020107014393A 2007-11-30 2008-11-24 높은 기계적 강도를 갖는 허니콤 및 이로부터 제조된 물품 KR20100094543A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US507107P 2007-11-30 2007-11-30
US61/005,071 2007-11-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100094543A true KR20100094543A (ko) 2010-08-26

Family

ID=40227667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107014393A KR20100094543A (ko) 2007-11-30 2008-11-24 높은 기계적 강도를 갖는 허니콤 및 이로부터 제조된 물품

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8268434B2 (ko)
EP (1) EP2214900B1 (ko)
JP (1) JP5368468B2 (ko)
KR (1) KR20100094543A (ko)
CN (1) CN101878108B (ko)
BR (1) BRPI0819004B1 (ko)
WO (1) WO2009070531A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160139541A (ko) 2015-05-28 2016-12-07 코오롱인더스트리 주식회사 허니콤용 아라미드 페이퍼 및 그의 제조방법
KR20160141882A (ko) 2015-05-28 2016-12-12 코오롱인더스트리 주식회사 적층 아라미드 종이 및 그 제조방법
US10407829B2 (en) 2015-05-28 2019-09-10 Kolon Industries, Inc. Aramid paper, manufacturing method therefor, and use thereof

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8298647B2 (en) * 2007-08-20 2012-10-30 California Institute Of Technology Multilayered cellular metallic glass structures and methods of preparing the same
EP2037039A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-18 Teijin Aramid B.V. Paper comprising polybenzazole or precursor thereof
US20100047515A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Honeycomb Core Having a High Compression Strength and Articles Made from the Same
US8156710B1 (en) * 2010-11-19 2012-04-17 Advance Vinyl Floor Manufacturing Corp. Method and apparatus for floor tiles and planks
CN108086041B (zh) 2011-01-04 2021-06-01 帝人芳纶有限公司 包含微丝的纸
DE102012022713B3 (de) * 2012-11-21 2014-02-13 Diehl Aircabin Gmbh Paneel und Verfahren zur Herstellung eines Paneels
SG10201405027SA (en) * 2014-08-19 2016-01-28 Perfect Sourcing Company Ltd Composite Panel For Green Building System
US9976258B2 (en) * 2014-10-03 2018-05-22 E I Du Pont De Nemours And Company Honeycomb core having a high compression strength
CN104894923B (zh) * 2015-06-02 2017-05-03 无锡统力电工股份有限公司 一种涂胶菱格环氧胶芳纶纸及其制作方法
CN109955565B (zh) * 2017-12-14 2020-09-04 广州金发碳纤维新材料发展有限公司 一种耐高温热塑性蜂窝板材
KR102629653B1 (ko) * 2018-05-28 2024-01-29 데이진 아라미드 비.브이. 개선된 성질들을 갖는 아라미드-기반 페이퍼
CN110181897B (zh) * 2019-07-02 2021-08-06 中车长春轨道客车股份有限公司 一种芳纶纸蜂窝复合制件及其制备方法、应用
CN112726283B (zh) * 2020-12-25 2022-09-06 烟台民士达特种纸业股份有限公司 一种耐高温蜂窝芯材用聚对苯撑苯并二噁唑纤维纸基材料及其制备方法
WO2023015069A1 (en) * 2021-08-03 2023-02-09 Dupont Safety & Construction, Inc. Low-shedding aramid paper containing mica

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3756908A (en) * 1971-02-26 1973-09-04 Du Pont Synthetic paper structures of aromatic polyamides
US3937989A (en) * 1974-12-06 1976-02-10 Multi-State Devices Ltd. Temperature discrimination apparatus
US4729921A (en) * 1984-10-19 1988-03-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company High density para-aramid papers
US4698267A (en) * 1985-09-17 1987-10-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company High density para-aramid papers
US5084136A (en) * 1990-02-28 1992-01-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dispersible aramid pulp
US5026456A (en) * 1990-06-14 1991-06-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aramid papers containing aramid paper pulp
US5223094A (en) * 1992-05-13 1993-06-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing strong aromatic polyamide papers of high porosity
JPH0751636B2 (ja) 1992-06-25 1995-06-05 帝人株式会社 薄葉構造材料
US5314742A (en) * 1993-03-31 1994-05-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Resin impregnated laminate for wiring board applications
TW274068B (ko) * 1993-05-13 1996-04-11 Ciba Geigy Ag
JPH07184774A (ja) 1993-07-06 1995-07-25 Teijin Ltd アラミドトレイ及びその製造方法
JPH07156318A (ja) * 1993-12-03 1995-06-20 Showa Aircraft Ind Co Ltd ハニカムコア
UA37254C2 (uk) * 1993-12-21 2001-05-15 Є.І.Дюпон Де Немур Енд Компані Багатошаровий папір
EP0739707B1 (en) 1995-04-28 2000-06-14 Showa Aircraft Industry Co., Ltd. Honeycomb core
JP3349062B2 (ja) * 1997-04-08 2002-11-20 昭和飛行機工業株式会社 アラミドハニカム
US5833807A (en) * 1997-04-17 1998-11-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aramid dispersions and aramid sheets of increased uniformity
DE60041847D1 (de) 1999-04-27 2009-05-07 Hexcel Corp Thermoformbare Wabenstruktur und Verfahren zur deren Herstellung
EP1149691B1 (en) * 1999-11-26 2004-02-25 SANYO CHEMICAL INDUSTRIES, Ltd. Honeycomb core material for sandwich structure and method for manufacturing the same
JP3321141B2 (ja) * 2000-04-03 2002-09-03 昭和飛行機工業株式会社 アラミドハニカムおよびその製造方法
US20050230072A1 (en) 2004-04-16 2005-10-20 Levit Mikhail R Aramid paper blend
JP2006274490A (ja) 2005-03-29 2006-10-12 Toray Ind Inc 高強力高弾性繊維構造体

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160139541A (ko) 2015-05-28 2016-12-07 코오롱인더스트리 주식회사 허니콤용 아라미드 페이퍼 및 그의 제조방법
KR20160141882A (ko) 2015-05-28 2016-12-12 코오롱인더스트리 주식회사 적층 아라미드 종이 및 그 제조방법
US10407829B2 (en) 2015-05-28 2019-09-10 Kolon Industries, Inc. Aramid paper, manufacturing method therefor, and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP2214900B1 (en) 2013-07-24
WO2009070531A1 (en) 2009-06-04
BRPI0819004A2 (pt) 2017-05-16
US8268434B2 (en) 2012-09-18
EP2214900A1 (en) 2010-08-11
US20090155526A1 (en) 2009-06-18
JP5368468B2 (ja) 2013-12-18
CN101878108B (zh) 2013-11-13
JP2011505277A (ja) 2011-02-24
CN101878108A (zh) 2010-11-03
BRPI0819004B1 (pt) 2019-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100094543A (ko) 높은 기계적 강도를 갖는 허니콤 및 이로부터 제조된 물품
CA2781109C (en) Honeycomb core based on carbon fiber paper and articles made from same
EP2247787B1 (en) Core having a high shear strength and articles made from same
EP2099969B1 (en) Honeycomb having a low coefficient of thermal expansion and articles made from same
CA2669980C (en) Honeycomb from paper comprising film-like particles of thermoplastic material
CA2669968C (en) Honeycomb from paper having a high melt point thermoplastic fiber
EP2318204B1 (en) Folded core having a high compression modulus and articles made from the same
EP2315658B1 (en) Honeycomb core having a high compression strength and articles made from the same
CA2780201A1 (en) Folded core based on carbon fiber paper and articles made from same
US20110244175A1 (en) Honeycomb Core Having a High Compression Strength and Articles Made from the Same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application