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JP2000167951A - ハニカム構造体及びその製造法 - Google Patents

ハニカム構造体及びその製造法

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JP2000167951A
JP2000167951A JP10351509A JP35150998A JP2000167951A JP 2000167951 A JP2000167951 A JP 2000167951A JP 10351509 A JP10351509 A JP 10351509A JP 35150998 A JP35150998 A JP 35150998A JP 2000167951 A JP2000167951 A JP 2000167951A
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Japan
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honeycomb structure
fiber base
polyamide
base fabric
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Hajime Noguchi
元 野口
Takaya Komine
孝也 小峰
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Showa Aircraft Industry Co Ltd
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Showa Aircraft Industry Co Ltd
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  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波障害がなく、高温度域での機械的強度に
優れ、曲面への加熱成形性に優れたハニカム構造体を、
安価に製造する方法を提供すること。 【解決手段】 ポリアミドイミド樹脂を含浸したガラス
繊維基布で構成されているハニカム構造体。ポリアミド
イミド樹脂プレポリマーを含浸したガラス繊維基布をコ
ルゲート成形し、成形と同時又は成形後、架橋硬化させ
た波板シートと、ポリアミドイミド樹脂プレポリマーを
含浸したガラス繊維基布からなる平板シートとを、交互
に多数枚積層し、加圧加熱して樹脂を架橋硬化させて積
層体を形成し、この積層体にポリアミドイミド樹脂プレ
ポリマーを含浸し、架橋硬化させることを特徴とするガ
ラスハニカム構造体の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハニカム構造体及びそ
の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】ハニカム構造体は、中空柱状のセルの平
面的集合体よりなり、耐熱性のハニカム構造体は、航空
機用のエンジン周り等、高温部位のサンドイッチパネ
ル、航空機・宇宙機器等の圧力加熱を受ける構造部材、
その他において用いられ、260℃程度の環境・常用温
度において経時的な耐熱強度を有するものである。従
来、軽量で高い機械的強度を有する重量比強度に優れた
ハニカム構造体の基材としては、アルミニウム箔、クラ
フト紙等が使用されているが、耐熱性を有するものとし
ては、ステンレス、チタン等の金属箔をハニカム状と
し、ロウ付け加工を施したもの、ガラス繊維、炭素繊維
等を基材とし、これにレゾールフェノール樹脂等の耐熱
性樹脂を付着せしめたもの(繊維強化樹脂ハニカム構造
体)、耐熱性芳香族ポリアミド合成紙を基材とし、これ
にレゾールフェノール樹脂等の耐熱性樹脂を付着せしめ
たもの、等が開発されている。
【0003】このうち繊維強化樹脂ハニカム構造体は、
比強度、比剛性に優れているため、従来、航空機部品と
して使用されてきている。これをさらに航空機エンジン
用部品として使用する場合は、高温度域(120〜15
0℃)での機械的強度に優れ、且つ2次及び3次曲面へ
の加熱成形性に優れていることが要求される。従来は高
温度域での機械的強度と、加熱成形性という2つの要求
を満足させるために、250℃以上のガラス転移点を有
し(従って、250℃以上で樹脂が柔らかくなり容易に
成形ができる)、且つガラス転移点より100℃低い温
度では、加熱による機械的性能の劣化がないという特性
を持つ熱可塑性樹脂が使用されてきた。しかし、この熱
可塑性樹脂は通常は固体であり、適当な溶媒がないた
め、これを使用してハニカム構造体を製造する際には、
樹脂を350℃以上の温度まで加熱して液状にすること
が必要となる。このため、特殊な製造設備が必要とな
り、効率も悪く、コスト高となる。また、熱可塑性樹脂
そのものも高価である。また、炭素繊維等を基材とする
ハニカム構造体は、電波障害があり、用途が限定される
という問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、電波障害がなく、高温度域(120〜150℃)で
の機械的強度に優れ、且つ曲面への加熱成形性に優れた
ハニカム構造体、及びそれを、安価に製造する方法を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリアミドイ
ミド樹脂を含浸したガラス繊維基布で構成されているハ
ニカム構造体を提供するものである。本発明はまた、ポ
リアミドイミド樹脂プレポリマーを含浸したガラス繊維
基布をコルゲート成形し、成形と同時又は成形後、架橋
硬化させた波板シートと、ポリアミドイミド樹脂プレポ
リマーを含浸したガラス繊維基布からなる平板シートと
を、接着剤を介して交互に多数枚積層し、加圧加熱して
樹脂を架橋硬化させて積層体を形成し、この積層体にポ
リアミドイミド樹脂プレポリマーを含浸し、架橋硬化さ
せることを特徴とするカーボンハニカム構造体の製造法
を提供するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のハニカム構造体に使用するガラス繊維基布は、
横方向の引張強度が、縦方向の引張強度の105〜15
0%であるものが好ましい。ガラス繊維基布を構成する
ガラス繊維の太さは、好ましくは30〜210テック
ス、さらに好ましくは60〜150テックスである。本
発明において使用されるガラス繊維基布は、織布、編
布、不織布等であり、例えば、120〜380g/m2、好
ましくは145〜220 g/m2 の平織、朱子織等のガラ
ス繊維織布が挙げられる。厚みは通常、0.15〜0.
25mm程度、幅は250〜350mm程度が適当である。
ガラス繊維基布の、横方向(ハニカム構造体の剪断方向
に平行な方向)の引張強度を、縦方向の引張強度の10
5〜150%にするには、横方向の繊維の本数を5〜5
0%、好ましくは10〜30%増やす、横方向の繊維の
太さ(断面積)を5〜50%、好ましくは10〜30%
大きくする、これらを組み合わせる等、種々の方法があ
る。このガラス繊維基布にポリアミドイミド樹脂プレポ
リマーを含浸する。含浸量は固形分で20〜80重量%、好
ましくは50重量%が適当である。ポリアミドイミド樹脂
プレポリマーは、例えば、下記式(1) で表されるものが
好ましい。
【0007】
【化3】
【0008】式中、nは10〜100の数である。
【0009】式(1) のポリアミドイミド樹脂プレポリマ
ーは、加熱により硬化して下記の式(2) で表される構造
を有するポリアミドイミド樹脂になる。
【0010】
【化4】
【0011】式(1) のポリアミドイミド樹脂プレポリマ
ーは、市販されており容易に入手できる。また、Die An
gewandte Makromolekulare Chemie 40/41 (1974) 139-1
58記載の方法で容易に製造できる。このポリアミドイミ
ド樹脂プレポリマーを含浸したガラス繊維基布を、波形
ロールを用いてコルゲート成形する。波形の波の高さ及
び幅は2〜3mm、波のピッチは8〜9mmが適当である。
ポリアミドイミド樹脂プレポリマーを含浸したガラス繊
維基布(平板)を、0.1 〜10kgf/cm2 、好ましくは5.0k
gf/cm2の圧力をかけながら、樹脂の粘着性を利用して、
コルゲートラックに張り付かせる。次いで同型のラック
を、基布の上面にかぶせ、温度 150〜450 ℃、好ましく
は 250〜300℃、圧力 0.1〜20kgf/cm2 、好ましくは6.0
kgf/cm2で、 0.5〜24時間、好ましくは 6時間、加熱加
圧して樹脂を架橋硬化させ、コルゲートシートを製造す
る。このコルゲートシート(波板)に、同様のポリアミ
ドイミド樹脂プレポリマーからなる接着剤を10〜300g/m
2 塗布し、ポリアミドイミド樹脂プレポリマーを含浸し
たガラス繊維基布(平板)を重ね合わせ、波板と平板を
接着剤を介して多数枚(例えば、それぞれ 150〜400 枚
程度)重ね合わせ、温度 150〜450 ℃、好ましくは 250
℃、圧力 0.1〜10kgf/cm2 、好ましくは1.0kgf/cm2で、
0.5〜24時間、好ましくは 6時間、加熱加圧してプレポ
リマー樹脂を架橋硬化させ、ハニカム構造体を得る。さ
らにこれに、ポリアミドイミド樹脂プレポリマーを含浸
し、同様の条件で加熱加圧して架橋し、ハニカム構造体
を補強してもよい。
【0012】ポリアミドイミド樹脂プレポリマーは、プ
レポリマーのみからなるものでもよいし、これを適当な
溶媒、例えば、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムア
ミド等に溶解し、固形分濃度5〜25重量%にしたもの
を使用してもよい。特に、ポリアミドイミド樹脂プレポ
リマーを含浸して、ハニカム構造体を補強する場合に
は、プレポリマーの溶液を使用することが好ましい。こ
の場合、プレポリマーの含浸・蒸発・硬化処理はプレポ
リマーの含浸量が固形分として1〜100kg/m3、望ま
しくは50kg/m3 程度になるまで繰り返す。そして、そ
の後所望の厚み、例えば 0.3〜3 インチ(7.6 〜76mm)
の厚みに裁断して、本発明のハニカム構造体を得る。
【0013】
【発明の効果】本発明ではポリアミドイミド樹脂プレポ
リマーを使用しているため、比較的低温で架橋させるこ
とができる。また、プレポリマー自体が優れた粘着力を
持っているため、一般的なハニカム構造体の製造法であ
るラック&ギア法を利用して容易にハニカム構造体の製
造ができる。本発明のハニカム構造体は、ガラス繊維基
布を使用しているため、電波透過性に優れ、電波障害を
起こさない。また、横方向の引張強度を縦方向の引張強
度より大きくした場合には、剪断強度の低下を防止でき
る。
【0014】
【実施例1】幅1m、長さ100mのガラス繊維織布
(平織135テックス(打ち込み本数)縦20本/m 、
横18本/m 、厚み0.21mm)に式(1) で表されるポ
リアミドイミド樹脂プレポリマー(液状)を40重量%と
なるように含浸した。このポリアミドイミド樹脂プレポ
リマーを含浸したガラス繊維基布を、波形ロールを用い
てコルゲート成形した。波形の波の高さ及び幅は2.7 m
m、波のピッチは8.3 mmとした。ポリアミドイミド樹脂
プレポリマーを含浸したガラス繊維基布(平板)を、5.
0 kgf/cm2 の圧力をかけながら、樹脂の粘着性を利用し
て、コルゲートラックに張り付かせた。次いで同型のラ
ックを、基布の上面にかぶせ、温度250 ℃、圧力6.0 kg
f/cm2 で、6時間、加熱加圧して樹脂を架橋硬化させ、
コルゲートシートを製造した。
【0015】このコルゲートシート(波板)に、同様の
ポリアミドイミド樹脂プレポリマーからなる接着剤を50
g/m2塗布し、ポリアミドイミド樹脂プレポリマーを含浸
したガラス繊維基布(平板)を重ね合わせ、波板と平板
を接着剤を介して300 枚重ね合わせ、温度250 ℃、圧力
1.0 kgf/cm2 で、6時間、加熱加圧してプレポリマー樹
脂を架橋硬化させ、ハニカム構造体を得た。さらにこれ
に、ポリアミドイミド樹脂プレポリマーをN-メチルピロ
リドンに溶解した10重量%溶液を含浸し、205 ℃で1時
間加熱して溶媒を蒸発させ、同様の条件で加熱加圧して
架橋し、ハニカム構造体を補強した。この含浸・蒸発・
硬化処理を4回繰り返し、プレポリマーの含浸量を固形
分として32kg/m3 とした。これを厚み12.7mmに裁断し、
本発明のハニカム構造体を得た。
【0016】
【比較例1】実施例1において、幅1m、長さ100m
のガラス繊維織布(平織135テックス(打ち込み本
数)縦20本/m 、横18本/m 、厚み0.21mm)の
代わりに、幅1m、長さ100mのガラス繊維織布(平
織135テックス(打ち込み本数)縦19本/m 、横1
9本/m 、厚み0.21mm)を使用した他は同様にし
て、実施例1と同一密度のハニカム構造体を得た。実施
例1と比較例1で製造したハニカム構造体の横方向の圧
縮強度と、横方向と縦方向の剪断強度を測定した。比較
例1で製造したハニカム構造体の強度に対する実施例1
で製造したハニカム構造体の強度の比を以下に示す。
【0017】 圧縮強度比 剪断強度比 横方向 横方向 縦方向 実施例1 0.94 1.07 1.02比較例1 1.00 1.00 1.00 ガラス繊維基布の横方向の引張強度を、縦方向の引張強
度より大きくすることによって、剪断強度を向上させる
ことができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08G 73/10 C08G 73/10 4J002 C08J 3/24 CFG C08J 3/24 CFGZ 4J043 5/04 CFG 5/04 CFG C08K 7/14 C08K 7/14 C08L 79/08 C08L 79/08 Z // B29K 79:00 105:08 B29L 31:60 Fターム(参考) 4F070 AA55 AC28 AD02 AE01 GB07 GB10 GC02 GC08 4F072 AB09 AB28 AD45 AG03 AG12 AH02 AH04 AJ04 AK05 AK14 AK20 AL09 4F100 AG00A AK50A BA01 DC01A DD12A DG11A DG12A EC182 EG002 EJ052 EJ082 EJ172 EJ402 EJ422 EJ82A EJ822 JD08 JK01 JK02A JL01 JL02 YY00A 4F203 AA30 AD04 AD16 AG18 DA12 DB02 DC01 DD01 DF01 DF24 DJ01 DJ26 DK02 4F204 AA30 AD04 AD16 AG18 FA07 FB02 FB11 FE16 FF01 FF50 FG05 FG09 FH06 FH18 FJ30 FN07 FN11 FN15 FN17 4J002 CM041 CM042 DL006 FA046 FD202 GF00 GN00 4J043 PA02 PA19 QB15 QB26 QB32 RA05 RA34 SA06 SB01 TA11 TA13 TA21 TB01 UB011 VA021 VA041 YA06 ZA12 ZA60 ZB58

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリアミドイミド樹脂を含浸したガラス
    繊維基布で構成されているハニカム構造体。
  2. 【請求項2】 ガラス繊維基布の横方向の引張強度が、
    縦方向の引張強度の105〜150%である、請求項1
    記載のハニカム構造体。
  3. 【請求項3】 ガラス繊維基布が織布である請求項1又
    は2記載の製造法。
  4. 【請求項4】 ポリアミドイミド樹脂プレポリマーが下
    記式 (1)で表される繰り返し単位を有する請求項1又は
    2又は3記載の製造法。 【化1】 式中、nは10〜100の数である。
  5. 【請求項5】 ポリアミドイミド樹脂プレポリマーを含
    浸したガラス繊維基布をコルゲート成形し、成形と同時
    又は成形後、架橋硬化させた波板シートと、ポリアミド
    イミド樹脂プレポリマーを含浸したガラス繊維基布から
    なる平板シートとを、接着剤を介して交互に多数枚積層
    し、加圧加熱して樹脂を架橋硬化させて積層体を形成
    し、この積層体にポリアミドイミド樹脂プレポリマーを
    含浸し、架橋硬化させることを特徴とするハニカム構造
    体の製造法。
  6. 【請求項6】 ガラス繊維基布の横方向の引張強度が、
    縦方向の引張強度の105〜150%である、請求項5
    記載の製造法。
  7. 【請求項7】 ガラス繊維基布が織布である請求項5又
    は6記載の製造法。
  8. 【請求項8】 ポリアミドイミド樹脂プレポリマーが下
    記式 (1)で表される繰り返し単位を有する請求項5又は
    6又は7記載の製造法。 【化2】 式中、nは10〜100の数である。
JP10351509A 1998-12-10 1998-12-10 ハニカム構造体及びその製造法 Pending JP2000167951A (ja)

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