JPH02297425A - Ｆｒｐ中芯用素材と中芯材及びそれらを連続的に製造する方法 - 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、ＦＲＰ、すなわちポリエステル樹脂、エポキ
シ樹脂あるいはフェノール樹脂中に、強化相としてガラ
ス繊１１［を混在させて成形したプラスチックを素材に
用い、このものからハニカムコアの中芯用素材ならびに
中芯材を製造する方法に関し、かつこの方法によって製
造した中芯祠を包含する。

［従来の技術とその問題点］ プラスチック製のハニカムコアを製造するについては、
例えば特開昭５６−９８１５９号公報または米国特許第
２６７４２９５号明細書等に開示されているように、従
来から種々の方法が知られているが、いずれも主として
素材シートが柔軟性に富んだ熱可塑性プラスチックを対
象としたものであり、ＦＲＰのような熱硬化性樹脂を対
象とする方法は、殆んど知られていない。現実の製品も
、中芯にＦＲＰを用いたものは、本発明者が開発したも
のを除いては、航空機産業でのみ若干使用されているの
みである。それは、素材樹脂が熱硬化性である場合には
、中芯制としての所定の形状を成型、保持さぜることが
容易てなく、したがって、実験室的には製造することは
可能であっても、未だ量産に適した方法は知られていな
いからである。

周知のように、ＦＲＰ製の平板や波板については、技術
的にも既に長い歴史があり、か＼るＦＲＰ製の平板や波
板が性能の点ても優れた特性を発揮することは広く認識
されている。したがってＦＲＰを中芯に用いたサンドイ
ッチパネルを製造することができれば、非常に高い利用
価値を発揮するもので、それ自体異論のない所であった
が、実際問題として仲々実現しなかった。

ところで、非常に薄いＦＲＰのシートをつくり、それを
ハニカム状にに加工することは、実験室では可能であっ
ても経済的な工業規模で製造するとなると、未解決の問
題が多すぎたというのが現状である。

すなわち、一般に、サンドイッチパネルの中芯は、アル
ミ箔や紙、塩ビフィルム等のように最初からシート状に
なっているもので製造される。ＦＲＰも薄いシート状の
ものを、あらかじめ製作して、それを中芯に加工する事
も不可能ではない。

しかし、工程−１−これは二度手間になり、次のような
問題が生じる。つまり、加熱硬化工程は平板で走行させ
ることになるので、非常に長い距離を必要とし、また硬
化した平らなシートを折曲げて蜂の巣状に加工したり、
本発明の場合のような円形（ロールコア状）に加工する
に１７ても、再度加熱が必要となるばかりでなく、そも
そもその加工自体が容易ではないのである。

［問題点を解決するための手段］ ここにおいて本発明は、可撓性を備えたキャリヤフィル
ムを連続して繰り出させると共に、このフィルムの表面
に不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂の未硬化樹
脂溶液を均一に塗布してから、該塗布液の表面に暴利と
してのガラス繊維を散布または載置した後、その上に別
の可撓性キャリヤフィルムを重ねて走行させると共に、
前記暴利と塗布液とを」二下から圧着脱泡して薄い樹脂
シ一トとなし、さらに、このシートを前記キャリヤフィ
ルムと共に加熱した多数の丸棒に巻き付けて全体が連続
Ｓ字形になるように屈曲させた」二で、その形状で成型
硬化させてから、丸棒を離脱した後、前記シートの両面
に配設されたフィルｊ、をヱ１１離するようになし１．
これによって前記した従来法の問題点を解決し得るよう
にしたものである。ちなみに、前記のようにして連続Ｓ
字状に成型硬化させた中芯用素材は、これを適宜の長さ
に切断した上で、積層接着させて所要寸法のＦ　ＲＰ中
芯＋４とするのは勿論である。なおまた、本発明にあっ
ては、前記キャリヤフィルムを剥離した後の成型シート
を成型時に近い温度に再加熱して、連続８字の形状が互
に接触するようにして成型物の修正を連続的に行なうよ
うにした方法をも包含するものである。

さらにまた、前記基オＡとしてのガラス繊維は、これを
短寸にカットしたものでも、或いはガラスクロスの何れ
でもよく、さらにまた、薄くかっｌ」の粗いガラスクロ
スを用いたときには、交差した繊維と繊維の間に樹脂の
欠落部を形成させることができるので、それによって成
型後の樹脂シートの全面に対し均一にピンホールを形成
させることができる。なお、暴利としてガラスチョップ
を用い、ると共に、そのガラスチョップの散布量とキャ
リヤフィルムの表面に塗布する樹脂量との間において、
塗布する樹脂量よりもガラス繊維の散布比率を高くした
場合には、それによっても成型後の樹脂シフト全域に均
一なピンホールを形成させることができる。

前述のように、本発明によれば、不定形の液状樹脂とガ
ラス繊維とを硬化前に必要な形状に成型してしまう方法
を提供するものであるから、極めて能率的な方法であっ
て、しかも、−挙に連続８字の成型シートが得られるか
ら、これを平板から加工してゆく場合に比較して、約１
１５の距離スペースで足りるという利点を発揮する。ま
た、樹脂を硬化させるには加熱を必要とするが、その加
熱に用いる炉の長さも平板をつくる場合に較べ短くて済
むので、大幅に能率を挙げることができる。

ちなみに、成型後の樹脂シートに対し積極的にピンホー
ルを形成させる場合は別にして、ピンホールを作らずに
、出来るだけ薄いシートを形成させる場合には、樹脂量
で０．２〜０．４　ｋｇ／ｒ＋ｆ、ガラス繊維量で０．
１〜０．２　Ｋｇ／ｍ２’の範囲とするのを可とする。

［実施態様］ 以下、本発明を図示の装置に基づき具体的に説明する。

第１図において、符号１はギヤリヤフィルムであって、
無機質または何機質を問わず、耐熱性を有する可撓性の
フィルムであれは、すべて用いることができ、紙、金属
、熱可塑性、熱硬化性樹脂フィルムのいずれでもよい。

しかして、前記キャリヤフィルムの巻取１．ａより繰り
出させた帯状のフィルム１を、未硬化状態にある熱硬化
性樹脂の溶液を満たした貯槽２内に浸漬回転する塗布ロ
ール３に接触させて、走行するフィルム１の表面に、−
例として不飽和ポリエステルの樹脂溶液４を、所定の塗
布量となるように均一に塗布する。

次いで、該樹脂液の上に、−例として短（」°にカソト
したガラス繊維５を均一に散布するか、もしくは平織り
としたガラス繊維を連続的に載置してゆく。第１図中、
符号６はガラス長繊維の巻取、７は前記長繊維を短寸に
カットするための裁断装置、同８はホッパである。ガラ
ス繊維５が散布または配設された樹脂液４は、キャリヤ
フィルム１と共に同図に示すように右方に走行し、つい
でさらに、その上に前記と同様な構成のキャリヤフィル
ム９が、巻取９ａを介して繰り出されて、前記樹脂液の
」二面にかぶさるようにラミネートさせる。かくして当
該樹脂液は、ガラス繊維と共に上下側面からキャリヤフ
ィルム１および９に挟みこまれた状態（この状態を符号
］０で示す）となる。この状態のまま、ニップロール１
１．１１の間に導いて前記樹脂液を圧着、脱泡した上で
、次段の成形装置１２に導入する。以下、前記成型装置
の一例を、第１図に基いて具体的に説明する。同図にお
いて、上下一対の無端状チェノ２０．２１を」１下対称
に懸張し、かつこれらチェノに対し、多数の丸棒２２，
２３を回転自在に装着する。しかして前記チェノ２０，
２１が図示を省略したチェンポイルの駆動に伴って案内
板２４．２５の間に導かれて走行すると、それに随伴し
て上下の各チェノに取りイ」けられた丸棒２２と２３と
が上下から噛み合うようにして互い違いに係合しあった
状態で運行する。なお、図に符号２６で示すように、前
記各装置の全体を一つの筐体内に収納するようになし、
かつ該筐体２６の内部には一例として赤外線ランプ２７
を取りト１けて、前記丸棒２２，２３を加熱し得るよう
にしておく。

ところで、前記成型装置１２における成型用丸棒２３．
２４の加熱温度は、使用する熱硬化樹脂の硬化温度によ
っても異なるが、好ましくは、１００°Ｃ程度に加熱し
ておき、この加熱丸棒に前記した樹脂液の層状物をその
両面からキャリヤフィルムをあてがった状態で、キャリ
ヤフィルム毎（符号１０参照）丸棒に巻きつけて接触さ
せ、連続Ｓ字形に成型する。符号１０で示される樹脂液
の層状物は、前記丸棒２２と２３とが係合しあったまま
移行する間に硬化し、ＦＲＰの非常に薄い成型シートと
なる。

その状態は、第２図に示すとおりであって、丸棒を抱え
込んだ状態で硬化した連続Ｓ字形の成型シート１３は、
キャリヤフィルム１および９をラミネートしたままＳ字
形に成型されるが、この状態から丸棒２２または２３が
抜は出す際には、第２図に示すように、フィルムおよび
シートの全体がＵ字形に開くように変形する。すなわち
、丸棒２２．２４は、成型後のシートら抜は出すように
外されて、成型装置から排出される。ちなみに、上記の
ようにして丸棒が外された成型物シート１３は、弾性が
あるので完全ではないが、はぼ元の形状に戻り連続８字
の形を維持する。

上記のように本発明においては、前記樹脂液をキャリヤ
フィルム上において、層状に塗布形成させてから、これ
を−例として概ね１００℃前後の温度下に加熱硬化させ
るものであって、この場合の温度設定については次の点
を考慮する必要がある。

すなわち、比較的薄いＦＲＰシートを高温の丸棒に直接
接触させると、温度の伝達が早くポエステル樹脂は急激
な温度上昇により極端な粘度低下をきたすと共に、丸棒
に巻きつけたときのフィルムとの接触圧によって、フィ
ルムの両縁部から樹脂やガラス繊維が、はみ出してしま
う虞れがある。

そこで、実施に際しては、この粘度低下を防ぐために、
エロジールなどの充填剤を添加するとよい。

なお、常温での粘度が高くなりすぎると、ガラス繊維へ
の含浸や脱泡力哨１゜しくなるので、この点についても
配慮する必要がある。

これを要するに、樹脂液がキャリヤフィルムの縁部より
流出するのを防ぎ、同時に硬化速度を早め得るように充
填剤を配合した」二で、概ね１００°Ｃ前後の硬化温度
で装置を運用するようにするのが最も適当である。また
、連続Ｓ字形に組合わさった丸棒を、ＦＲＰシートと共
に進行させて加熱状態を保つと、それら丸棒に咬え込ま
れたポリエステル樹脂は、添加された硬化剤の種類、配
合量にもよるが、約２分程で硬化する。硬化が終了した
後、前述のように丸棒は成型シートからはずされ、もと
に戻って再び新しいシートが巻きつけられて硬化が行わ
れるもので、前記のようにして繰返しの作業が連続的に
遂行される。前述のように、本発明においては樹脂シー
トを成型硬化した後に、成型の用に供した丸棒を該シー
トから取り外すのであるが、成型樹脂シートは、硬化後
にあっても、未だその時点では１００℃の温度になって
いるので多少軟化状態にあり、したがって、引き抜きに
支障を生ずることはない。なお、加温した状態で丸棒を
引き抜いた後のシートの形状は、完全なＳ字形に戻らず
、第２図に符号Ａで示すような隙間が生ずる。これに反
し、前記シートと丸棒を完全に冷却した後、常温下で丸
棒をはずすと、ＦＲＰの弾性によって、第４図のように
完全に元（ミ復する。

しかし、加温下に丸棒を外した場合において、若干形が
歪んだとしても、それについては、後記のようにして修
正を行えばよい。

上記のようにして成型されたシートは、第１図に示すよ
うに、コンベヤ１．４を介して後段に送られ、該コンベ
ヤの末端部に取りイ」けられた剥離治具１５により、不
要となったキャリヤフィルムのみが該成型シートの両面
から引き剥がされる（第３図参照）。なお、引き剥がさ
れた各フィルムは、それぞれ巻取り１．ａならびに９ｂ
として巻取られてゆく。

すなわち、丸棒２２，２３から脱型された後は、両面に
キャリヤフィルム１および９が被覆された状態のＦＲＰ
シート１３が進行していくので、前記成型装置の後段に
は、このフィルムを剥離する工程を設ける。この場合、
該シート１３は、未だ高い温度にあり、この状態では非
常に剥離しにくい。それは、ＦＲＰのシートが薄く、軟
化しているため僅かの力で変形してしまうからであり、
したがって、ある程度、冷却してから剥離するのがよい
。また、比較的薄い連続Ｓ字形の成型シートを対象とし
て剥離させる場合、第３図のＸ個所は１８０°剥離で剥
がし易いが、ｙの個所は成型シートとほとんど平行であ
るため、成型品が変形して９０°近くになるまで剥離は
しない。また、剥離した両面のフィルムを一定速度で巻
取っても、剥離力の強弱が間欠的に起こり、それが両側
で生じるので、激しい振動が起こる虞れがある。かかる
不具合を防ぐために、図示のような剥離治具１５を用い
るのを可とする。

ところで、」１記実施例においては、前記のようにして
キャリヤフィルムを剥離した後の成型シート１３をヒー
タＪ６に導き、ここで成型時に近い温度で再加熱するよ
うな工程を付加したものである。

この様な操作を加えると、成型された樹脂シートは、一
種の形状記憶作用によって成型時の、すなわち隣り合う
Ｓ字形が互いに接触した状態での歪みのない連続Ｓ字形
状に修正されるから、好ましくは、この加熱工程を付加
するのがよい。かくして得られた連続Ｓ字形の成型シー
ト１３は、切断装置Ｊ７によって必要な長さしに切断さ
れて（第４図参照）、いわゆる中芯用の素材とするもの
である。

」１記のようにしてＦＲＰだけで構成された中芯素材た
る成型シート１３を、一定長さに切断して第４図に示す
ような製品とし、さらにこのものに接着剤を塗布して積
層、圧締、加熱硬化して接着を完了させると、第５図に
示すようにな積層品かえられる。そこで、これを例えば
バンドソーなどで適当な高さＨを保持するように切断す
れば、第６図に示すようなＦＲＰ中芯利が完成する。

実施例１ キャリヤフィルムとしてフィルム幅が５００　ｍｍのポ
リエステルフィルム（３０μ厚）を、１０ｍ／ｍＪｎの
速度で走行させ、それに不飽和ポリエステル樹脂液を０
．２０ｋｇ／ｍ２になるように塗布し、その塗布面にガ
ラス繊維のストランドを長さ３０ｍｍにカットしたもの
を０．１．　ｋｇ／ｒｙｌ’になるよう散布した。その
上に、さらに前述と同じフィルムを供給した前記したガ
ラス繊維の散布面を上下両面からキャリヤフィルムで挾
みつけて走行させ、かつローラで圧着し、脱泡する。そ
れを温度１００°Ｃに加熱した直径８．５　ｍｍ、長さ
５２０　ｍｍの丸棒に連続Ｓ字形に巻きつけて成型、硬
化させた。丸棒の連結長さは、２ｍであり、キャリヤフ
ィルムを剥離した後のＦＲＰシートの８字部分の開きは
、約３ｍｍであった。

これを１００°Ｃに加熱、冷却して成型後の形状を修正
し、このときの成型速度は２　ｍ　／　ｍ　］、ｎであ
った。

また、このようにして得られたＦＲＰシートを積層接着
したときの見かけ密度は、１００ｋｇ／ｍ３であった。

このブロックを、２０ｍｍ厚さに切断して、圧縮強度を
測定すると、８０ｋｇ／ｃｍ２であった。

実施例２ 丸棒の径を１４ｍｍとした以外は、上記と同じ方法で中
芯材を得た。樹脂量は、０．３　ｋｇ／ｒｄ、ガラス繊
維量は、０．１５ｋｇ／ｍ２であった。また、製品の見
かけ密度は１２０　ｋｇ／ｍ”であった。このときの圧
縮強度は１００ｋｇ／ｃｍ２であった。

実施例３ 」１記と同じ方法にて、丸棒の径を２３１とじた。

樹脂量は０．４ｋｇ／ｍ２’、ガラス繊維量は０．２ｋ
ｇ／ｎ−ｒとしたときの製品の見かけ密度は、８０ｋｇ
／ｙ１１”であった。このときの圧縮強度は８０　ｋｇ
／ｃｍ２であった。

実施例４ 実施例２と同じ方法で、ガラス繊維のみ１４４ｇ／ｒｄ
の平織ガラスクロスとした。なお、このクロスは２５ｍ
ｍ幅で、タテ糸およびヨコ糸がそれぞれ１９本であった
。また、見かけ密度は１．２０　ｋｇ／ｍ”、圧縮強度
は、１０５ｋｇ／ｃｍ２であった。この製品には、０．
１　ｍｍφ程度のピンポールが、成型シート面全域に均
一に生じていた。

以」二に詳述したように、本発明によると、ＦＲＰシー
トの厚さは、これをキャリヤフィルム−七に塗布形成す
る樹脂液の塗布量によって制御し得る。

したかって、かなり薄いものを製造し得るはがりでなく
、成型シート面全域に積極的にピンホールを生じさせる
ことも可能である。

ちなみに、ピンホールをつくらずに、できるだけ薄いシ
ートをっくるには、樹脂量で０．２〜０．４ｋｇ／イ、
ガラス繊維量で０．１〜０．２ｋｇ／ｍ２の範囲とする
のがよい。

サンドイッチパネルの中芯利として、用途によっては、
通気性を備えているのがよい場合もある。

この場合には、前記実施例４で示すようにガラスクロス
を用いれはよく、この場合、暴利としてｌ」の粗いガラ
スクロスを使用すると、繊維の部分だけに樹脂が固まっ
て、交差した繊維と繊維の間には樹脂の欠落部ができ、
それによって非常に均一なピンポールを全面に形成させ
ることができる。

なお、前記カラスクロスに代えてガラスチョップを用い
ても、それを製作することかできる。太きなピンポール
を形成させるには、できるだけ薄いシートにすることと
、塗布する樹脂量よりもガラス繊維の散布比率を高くず
れはよい。

［発明の効果］ 本発明によれは、従来、困難視されていたＦＲＰ中芯祠
を極めて安価に製造することができ、しかも、断面ロー
ルコア状のＦＲＰシートを連続的に製造することが出来
る点で、新規なる工業的効果を有する。また、本発明に
よれば、屈曲した中芯祠を平板から加工の」二で製造す
るのでなしに、最初からＳ字形に成型、硬化させて製造
するようにしたから製造に要する機械装置が占める床面
積も、炉の長さを含め、平板のそれに較べて格段に少な
くすることができる。

このように、本発明は、連続Ｓ字形のＦＲＰシートを実
験室規模から工業生産にまで高め、安価なＦＲＰ中芯の
提供を可能ならしめた点において極めて有意義なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本方法を実施する場合の一例を示す工程全体
の説明図、第２図は、成型後のシートから成型用丸棒を
引き抜く状態を示した断面図、第３図は成型シートから
キャリヤフィルムを剥離する状態を示した説明図、第４
図は、本方法によって製造された中芯用素材の外観を示
す斜視図、第５図および第６図は、本発明によって得ら
れる製品の外観を示す斜視図である。 １．９：キャリヤフィルム、　２：樹脂溶液、３：塗布
ロール、　４：樹脂液の塗布層、５：短寸のガラス繊維
、　７：裁断装置、１１：ニップロール、　１２：成型
装置、１３：成型後の樹脂シート、　１４：コンベヤ、 １５：剥離冶具、１６：再加熱装置、１７：カッタ、２
２．２３　：成型用丸棒、２４．２５　：案内板、２６
：筐体、２７：加熱ランプ、 第２図 第４図 第３図 第６図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　可撓性を備えたキャリヤフィルムを連続して繰り出
   させ、かつ、このフィルムの表面に熱硬化性樹脂の未硬
   化樹脂溶液を均一に塗布してから該塗布液の表面に基材
   としてのガラス繊維を散布または載置した後、その上に
   別の可撓性キャリヤフィルムを重ねて走行させると共に
   、前記基材と塗布液とを上下から圧着脱泡して薄い樹脂
   シートとなし、さらに、このシートを前記キャリヤフィ
   ルムと共に加熱した多数の丸棒に巻き付けて全体が連続
   Ｓ字形になるように屈曲させた上で、その形状で成型硬
   化させてから、丸棒を離脱した後、前記シートの両面に
   配設されたフィルムを剥離して成る中芯用素材の製造法
   。 ２　連続して流れるキャリヤフィルムの上に、不飽和ポ
   リエステル樹脂液を均一に塗布した後、該樹脂液の表面
   に短寸にカットしたガラス繊維を均一に散布するか、ま
   たはガラスクロスを配設した後、さらにこの上にキャリ
   ヤフィルムを重ねて走行させ、さらに前記樹脂液を圧着
   脱泡することによって比較的薄い樹脂シート層を形成す
   る第一工程と、このシート層を、加熱した多数の丸棒が
   互い違いに係合したまま進行する成型装置に導き、前記
   丸棒に対して前記の樹脂シート層をキャリヤフィルムご
   と連続Ｓ字形になるように巻きつけた状態で成型硬化さ
   せてから、丸棒を離脱させる第二工程と、前記樹脂シー
   ト層の両面に配設されたキャリヤフィルムを該シート層
   から引き剥がす第三工程と、さらに前記のようにして成
   型硬化した樹脂シート層を所要長さに切断した上で、そ
   れらを積層接着してなる第四工程とを組み合わせたこと
   を特徴とするＦＲＰ中芯材の製造法。 ３　未硬化樹脂溶液としての不飽和ポリエステル樹樹脂
   の量を０．２〜０．４ｋｇ／ｍ＾２とした請求第１〜２
   項のいずれかに記載の方法。 ４　基材としてのガラス繊維量を０．１〜０．２ｋｇ／
   ｍ＾２とした請求第１〜３項のいずれかに記載の方法。 ５　ガラス繊維が０．１〜０．２ｋｇ／ｍ＾２の平織と
   したガラスクロスである請求第１〜４項のいずれかに記
   載の方法。 ６　成型用丸棒の温度を８０〜１２０℃でほぼ一定温度
   に保ち、それを循環使用する請求第１〜５項のいずれか
   に記載の方法。 ７　フィルムの剥離は、成型シートの温度を５０℃以下
   に保持し、かつ剥離治具を使用して行なう請求第１〜６
   項のいずれかに記載の方法。 ８　フィルムの剥離後、成型シートを成型時に近い温度
   に再加熱して、連続Ｓ字の形状が互に接触するようにし
   て成型物の修正を連続して行なう請求第１〜７項のいず
   れかに記載の方法。 ９　基材として目の粗いガラスクロスを使用して交差し
   た繊維と繊維の間に樹脂の欠落部を形成させ、それによ
   って均一なピンホールを全面に形成させるようにした請
   求第１〜８項記載の方法。 １０　基材としてガラスチョップを用い、かつそのガラ
   スチョップの散布量とキャリヤフィルムの表面に塗布す
   る樹脂量との間において、塗布する樹脂量よりもガラス
   繊維の散布比率を高くすることによって成型後の樹脂シ
   ートの全域に均一なピンホールを形成させるようにした
   請求第１〜８項記載の方法。 １１　可撓性を備えたキャリヤフィルムを連続して繰り
   出させ、かつ、このフィルムの表面に熱硬化性樹脂の未
   硬化樹脂溶液を均一に塗布してから該塗布液の表面に基
   材としてのガラス繊維を散布または載置した後、その上
   に別の可撓性キャリヤフィルムを重ねて走行させると共
   に、前記基材と塗布液とを上下から圧着脱泡して薄い樹
   脂シートとなし、さらに、このシートを前記キャリヤフ
   ィルムと共に加熱した多数の丸棒に巻き付けて全体が連
   続Ｓ字形になるように屈曲させた上で、その形状で成型
   硬化させてから、丸棒を離脱した後、前記シートの両面
   に配設されたフィルムを剥離して製造した樹脂シートを
   所要長さに切断した上で、それらを積層接着してなるＦ
   ＲＰ中芯材。