JPH0358591B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は耐蝕性，耐水性，耐湿性，軽量性に優
れたハニカムコア用基材に関する。本発明のハニ
カムコア用基材は耐水性，耐湿性はいうまでもな
く機械的強度，耐熱性，接着剤等の樹脂裏抜防止
性に優れておりかつ軽量であるため航空機部材，
車輌部材，建材，船舶部材，製図板部材，スキー
部材あるいはオープンシヨーケースの整流板，紡
糸筒の整流板，照明用ルーハー材，プレス機械の
緩衝材などに用いるハニカムコア用基材として利
用することができる。 ＜従来技術＞ 従来のハニカムコアとしてはアルミニウム箔，
クラフトペーパー等を基材とするものが使用され
てきた。例えばアルミニウム箔から成るハニカム
コアは強度的に高い水準にあり航空機部材などに
使用されている。しかしながらこのような航空機
等の部材においては、更に高度の軽量化ならびに
強度的信頼性が要請され、さらに軽くて強いハニ
カムコアの開発が望まれてきた。 一方、クラフトペーパーを基材とするハニカム
コアも一般に使用されており、これは軽量ではあ
るが、機械的強度の不足していること、湿潤時の
寸法変化が大きいこと、耐蝕性が低いことなどの
欠点を持つている。また軽量かつ熱的安定性の高
い基材として、いわゆるノーメツクスペーパー
（商標名）を基材として、用いたハニカムコアが
使用されている。即ち、ポリメタフエニレンイソ
フタルアミド繊維とポリメタフエニレンイソフタ
ルアミドバルブとを混抄してシート状とした合成
紙を基材とするものであるが素材自体が高価であ
るため航空機等の特殊分野に限つて用いられてい
るにとどまり、更に広範囲な分野での使用には至
つていない。 ＜発明の目的＞ 本発明の目的はこのような欠点を克服すること
にある。即ち、軽量、高強力であり、更に耐熱
性，耐湿性，耐水性，耐蝕性に優れかつ安価なハ
ニカムコア用基材を提供することにある。 ＜発明の構成＞ 即ち本発明は「偏平度が2.5〜30.0の延伸ポリ
エステル短繊維80〜20重量％，未延伸ポリエステ
ル短繊維０〜80重量％，低融点ポリエステル短繊
維０〜80重量％からなり、空隙率が60％以下でか
つ透気度が200sec／100ml以上のポリエステル紙
からなるハニカムコア用基材」であり、「80〜20
重量％の延伸ポリエステル偏平短繊維０〜80重量
％の未延伸ポリエステル短繊維０〜80重量％の低
融点ポリエステル短繊維を混合し湿式抄紙したの
ち熱圧加工することを特徴とするハニカムコア用
基材の製造方法」である。 本発明において空隙率とは、JISP−8118に基
づきポリエステル紙の厚み（cm）をピーコツク厚
み計で測定し次式より算出した値である。 空隙率（％）＝｛１−坪量（ｇ／m²）／10⁴×厚み（c
m）×ポリエステル紙の真密度（ｇ／cm³）｝×100 又、透気度とはJIS Ｐ−8117に基づきポリエス
テル紙の78.54mm²の面積部分を空気100mlが通過す
るのに要する平均秒数である。 一般にハニカムコア用基材（合成紙）からハニ
カムコアを製造するには合成紙を積層後展張す
る。 たとえばポリエステル紙の上に所定のセルサイ
ズになるようにストライブ状に接着剤を塗工し
（特公昭39−7640号公報、特開昭53−134075号公
報等）、その塗工したシートを半ピツチずつずら
せながら重ね合わせたのち熱プレスを行つて未展
張物を得る。ついで所定のコア厚みにカツトし展
張して（例えば特開昭53−129267号公報）、ハニ
カム状に至つたところで熱硬化性樹脂を塗工また
は含浸せしめたのち加熱処理を施すことにより固
定化したハニカムコアを得る。本発明のハニカム
コア用基材（ポリエステル合成紙）は空隙率が60
％以下、好ましくは50％以下であり、かつ透気度
は200sec／100ml以上、好ましくは600sec／100ml
以上のものである。 空隙率が60％を越えかつ透気度が200sec／100
ml未満のときは、紙構造としては孔部が多数存在
し、かつそれらの孔の多くが紙面の表裏を連通す
る構造となる。かかる合成紙を用いてハニカムコ
アを製造すると塗工する接着剤が紙の裏側に滲み
出し（樹脂の裏抜け）、熱プレス接着する際に接
着されてはならない部分まで接着することにな
る。ハニカムコアを製造する際に塗工する接着剤
としてはエポキシ系，フエノール系，ポリイミド
系，ポリアミドイミド系等の樹脂を用いることが
できる。またハニカムコアを固定するために用い
る硬化性樹脂としてはエポキシ系，フエノール
系，ポリイミド系，ポリアミドイミド系などの樹
脂を用いることができる。なお本発明の目的を損
わない範囲でこの樹脂に各種の安定剤，難燃剤等
の第３成分を基材に対し15重量％以下添加しても
よい。 空隙率が60％以下でありかつ透気度が200sec／
100ml未満であると紙構造としては孔部がそれ程
多くの存在しないがそれらの孔が紙面の表裏を連
通する確率が高い構造となる。従つてハニカムコ
アを製造する際に塗工する接着剤が紙の裏側へ滲
み出すことが多くこれを熱プレス接着する際に接
着されてはならない部位まで接着される。更にハ
ニカムコアを固定する熱硬化性樹脂がやはり紙の
内部、更には裏面まで浸透するので得られたハニ
カムコアが硬化し、その結果、ハニカムコアの衝
撃エネルギー吸収作用が損なわれ易い。 空隙率が60％を越えかつ透気度が200sec／100
ml以上であると、紙構造としては、孔部が多く存
在するものの、それらの孔の多くが紙面の表裏を
連通せず紙内部あるいは紙表面あるいは紙裏面に
弧立して存在する構造となる。従つてハニカムコ
アを製造する際に塗工する接着剤が紙の裏側へ滲
み出すことはなくなりハニカムコアを固定する熱
硬化性樹脂が紙の内部まで浸透することもない。
しかし空隙率が高いため基材強度が低下しハニカ
ムコアとしての圧縮強度も不十分となる。 本発明においてポリエステルとは例えば、イソ
フタル酸，テレフタル酸，ジフエニルジカルボン
酸，ナフタリンジカルボン酸などの芳香族ジカル
ボン酸，アジピン酸，セバシン酸，デカンジカル
ボン酸などの脂肪族ジカルボン，またはヘキサヒ
ドロテレフタル酸の如き脂肪族ジカルボン酸を二
塩基酸成分としエチレングリコール，プロピレン
グリコール，トリメチレングリコール，テトラメ
チレングリコール，デカメチレングリコール，ジ
エチレングリコール，２，２−ジメチルプロパン
ジオール，ヘキサヒドロキシリレングリコール，
キシリレングリコールなどの脂肪族，脂環族また
は芳香族グリコールあるいはポリエチレングリコ
ールの如きポリオキシアルキレングリコルをグリ
コール成分とするポリエステルなどである。これ
ら二塩基酸成分またはグリコール成分をそれぞれ
１種或いは２種以上組合せた共重合ポリエステル
であつてもよい。特に好ましい例としてはポリエ
チレンテレフタレート，ポリテトラメチレンテレ
フタレート，ポリトリメチレンテレフタレートあ
るいは米国特許第3763109号公報，同3023192号公
報，同3651014号公報あるいは同3766146号公報等
に記載されているポリエステルエラストマー等を
用いてもよい。 さらに可塑性や溶融粘度を増大させるために重
合体に可塑性，増粘剤などを添加してもよい。ま
た繊維の添加剤として一般に使用される光安定
剤，顔料，熱安定剤，難燃剤，滑剤，艶消剤等を
添加してもよい。 本発明におけるハニカムコア用基材に含まれる
延伸ポリエステル偏平短繊維は偏平度が2.5〜
30.0の範囲である。好ましくは3.5〜30.0の範囲で
ある。ここで偏平度とは繊維断面の長軸の長さと
短軸の長さとの比である。偏平度が2.5未満であ
ると、基材内部の孔構造が不適当な構造となり接
着剤やハニカムコアを固定する熱硬化性樹脂など
を基材内部へ浸透させてしまう。 また偏平度が低いと短繊維同士の接触確率が低
下するので基材の強度、モジユラスが向上せず、
ハニカムコアの圧縮強度や衝撃吸収能力などが十
分に発現されない。 一方、偏平度が極めて大きいと繊維を分散せし
める際短繊維同士が絡まつたり繊維集合体のよじ
れが発生し易くなり更に水性が低下し、良好な
る抄紙性が得られなくなるとともに地合が低下す
る。従つて偏平度は2.5〜30.0好ましくは3.5〜
30.0の範囲内にあることが必要である。 偏平短繊維は構成全繊維の80〜20重量％を占め
ることが必要である。80重量％を越える場合、バ
インダー成分である未延伸ポリエステル短繊維お
よび／または低融点ポリエステル短繊維の占める
比率が低下し基材の強度、モジユラスあるいはハ
ニカムコアの圧縮強度が低下する。一方20重量％
未満の場合は偏平短繊維を混抄した効果の発現が
不充分である。即ち接着剤あるいは樹脂などの裏
板防止性の向上が不充分となる。また延伸短繊維
成分が低下するので紙の強度、モジユラス耐熱寸
法安定性が低下する。延伸ポリエステル偏平短繊
維は、偏平効果による短繊維同士の接触確率を高
めるので、これは空隙率の低下と透気度の増大と
で示される接着剤および樹脂の裏抜を効果的に防
止するだけでなく、基材の強度，モジユラスも向
上させる。 本発明において未延伸ポリエステル短繊維とは
複屈折が0.03以下のものを指し、紡糸工程を経た
だけで延伸工程を経ていない繊維を指す。複屈折
が0.03以下であれば高速紡糸によつて得られる未
延伸配向糸を用いてよい。ここで複屈折はナトリ
ウム光源を用い、偏平顕微鏡の光路にベレツク
（Berek）のコンペンセーターを挿入しα−ブロ
ムナフタリン中で測定して求める。 本発明において低融点ポリエステル短繊維とは
未延伸ポリエステル短繊維の溶融温度より少なく
とも20℃以上低い温度で延伸ポリエステル短繊
維、あるいは延伸ポリエステル偏平短繊維および
未延伸ポリエステル短繊維を熱融着せしめる繊維
である。このような低融点ポリエステル繊維とし
ては前述の二塩基酸成分またはグリコール成分を
それぞれ１種或いは２種以上組合せた共重合ポリ
エステルなどを用いることができる。またその形
態は、全溶融型，芯鞘型，サイドバイサイド型な
どのいずれでもよい。 バインダー成分である未延伸ポリエステル短繊
維および低融点ポリエステル短繊維の重量比は延
伸ポリエステル偏平短繊維の重量比に左右される
が、この場合バインダー成分としては未延伸ポリ
エステル短繊維単独あるいは低融点ポリエステル
短繊維単独あるいは未延伸ポリエステル短繊維お
よび低融点ポリエステル短繊維の共存のいずれで
もよい。共存の場合の重量比はいかなる比率でも
よい。即ち未延伸ポリエステル短繊維または低融
点ポリエステル短繊維は各々０〜80重量％の範囲
が良好である。 本発明に用いられる延伸ポリエステル偏平短繊
維および／または未延伸ポリエステル短繊維およ
び／または低融点ポリエステル短繊維は繊度が
0.01ないし15デニール、繊維長が１ないし25mmの
範囲内とするのが好ましい。繊度が15デニールを
越えると得られる紙強度が低下する。 該繊度が0.01デニール未満では得られる紙の引
裂強度が低下する。一方、繊維長が25mmを越える
と得られる紙の地合が不良となりまた繊維の抄紙
機方向への配向が高くなりすぎるため寸法安定性
が低下する。繊維長が１mm未満のとき、得られる
紙の強度、および引裂強度は極めて低くなる。本
発明のポリエステル紙は延伸ポリエステル偏平短
繊維および／または未延伸ポリエステル短繊維お
よび／または低融点ポリエステル短繊維を通常の
湿式抄紙法、即ち円網式，長網式，短網式抄紙機
等を用いて抄紙後、熱圧加工を施すことによつて
得られる。抄紙に際しては原料繊維の分散性を向
上させ、得られる紙の地合を向上させるため増粘
剤、特に、アニオン系の増粘剤を用いるのが望ま
しい。 熱圧加工は従来公知の方法を用いてよいが、た
とえば熱圧ロールを用いる場合、ロール表面温度
は190〜240℃、望ましくは200〜230℃、加工速度
は0.5m／分以上、望ましくは3m／分以上、線圧
は10Kg／cm以上、望ましくは50Kg／cm以上であ
る。 本発明において延伸ポリエステル偏平短繊維お
よび未延伸ポリエステル短繊維および低融点ポリ
エステル短繊維を混合して湿式抄紙する際に、必
要に応じて木材バルブや他の重合体のバルブ状物
質あるいは雲母，カオリン，タルク，ガラスフレ
ークス等の無機質粒子などを内添することもでき
る。これらの添加物は、ハニカムコア用基材とし
ての紙構造をより強固にするための含浸剤，充填
剤として効果的である。本発明のハニカムコア用
基材は、これらの添加物を添加後、抄紙し熱圧加
工しても良く、あるいは添加物を添加後、抄紙し
熱圧加工して更に樹脂加工しても良い。 この場合、樹脂としてはポリエチレン，ポリス
チレン，ポリブテン等の如きポリオレフイン系，
ポリアクリル酸エステル，ポリメタクリル酸エス
テルなどのアクリル系，ポリエステル系，ニトロ
セルロース系，酢酸セルロース系，ロジン系，ロ
ジンエステル系，ケトン系，アルキツド系，尿素
系，フエノール系，メラミン系，ユリア系，エポ
キシ系，テルペン系等の樹脂を用いることができ
る。一般的には同種あるいは接着性良好な樹脂の
組合せを選択する方が望ましい。 繊維に樹脂を含有せしめる方法としては含浸
法，スプレー法，コーテイング法などを用いるこ
とができるがいずれも乾燥，硬化工程が必要であ
る。 ＜発明の効果＞ 本発明の基材を用いたハニカムコアは従来から
のアルミニウム箔を基材とするハニカムコアに比
べ軽量でありまた圧縮弾性回復性が高いため、整
流板として用いた場合など外部からの衝撃に対し
て変形が少ないという利点がある。又クラフトペ
ーパーを基材とするハニカムコアに比べ、機械的
強度が高くとりわけ耐湿性及び耐水寸法安定性，
耐蝕性が高いという利点がある。又ノーメツクス
ペーパー（商標名）を基材とするハニカムコアに
比べて樹脂の裏抜防止性が高い。 本発明のハニカムコア用基材はポリエステル紙
であるため軽量であり耐熱性，耐湿性，耐水性，
耐蝕性に優れる。 更に偏平短繊維を含有しているので緻密で透気
度の高い紙構造を有し、その結果本発明の基材は
高強度，高モジユラスであり更には接着剤の滲み
出しによるトラブルやハニカムコアを固定する際
の樹脂が内部へ浸透することによるコアの脆化現
象などが全くない。 ＜実施例＞ 以下に実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例および比較例において各特性は下記の方
法によつて測定した。 空隙率：JIS Ｐ−8118に基づきポリエステル紙
の厚み（cm）をピーコツク厚み計で測定し
次式より算出した。 空隙率＝｛１−坪量（ｇ／m²）／10⁴×厚み（cm）×
ポリエステル紙の真密度（ｇ／cm³）｝×100 この場合ポリエステル紙の真の比重として1.38
を用いた。 透気度：JIS Ｐ−8117に基づきポリエステル紙
の78.54mm²の面積部分を空気100mlが通過す
るのに要する平均秒数で表した。 強 度：JIS Ｐ−8113に基づき定速伸長型万能
引張試験機で試料長50mm，試料幅15mm，引
張速度100％／mmで測定した。 モジユラス：上記強度試験における初期荷重−
伸び曲線における最大勾配より算出した。 樹脂裏抜率：フエノール樹脂（群栄化学(株)製
PL−2215）の10重量％メタノール溶液1.6
ｇを脱脂綿に滴下しその上に紙サンプル，
紙（東洋(株)製No.２紙）２枚、離型紙を
逐次重ね、最上部より８ボンドの荷重を30
秒間かけた。このとき、紙サンプルを通り
抜けて紙へ滲み出したフエノール樹脂溶
液の重量を紙の重量変化より次式で算出
した。 樹脂裏抜率（％）＝w₂−w₁／1.6×100 （但しw₁：測定前の紙２枚の重量（ｇ） w₂：測定後の紙２枚の重量（ｇ）） 実施例１〜13 比較例１〜12 単糸繊度1.5デニール，繊維長５mmの延伸ポリ
エチレンテレフタレート短繊維（偏平度1.0〜
32.0），単糸繊度1.1デニール，繊維長５mmの未延
伸ポリエチレンテレフタレート短繊維，単糸繊度
4.0デニール，繊維長５mmの低融点ポリエチレン
テレフタレート短繊維（融点220℃）を第１表に
示す種々の重量比で混綿し角型抄紙機を用いて抄
紙し120℃のロータリードライヤーを用いて乾燥
し坪量65ｇ／m²のポリエステル紙を得た。得られ
た紙を表面温度220℃，綿圧100Kg／cmの金属／ペ
ーパーロールから成るニツプ型カレンダーロール
で熱圧加圧た。 詳細な条件および性能を第１表に示す。 第１表より明らかな様に、偏平度1.0（丸断面）
の場合は未延伸ポリエステル短繊維の重量比にか
かわらず樹脂は裏抜けする。この場合は一般に空
隙率が高く透気度が低い構造であり更に強度、モ
ジユラスも低い（比較例１〜５）。一方、偏平度
4.0（偏平断面）の場合は空隙率はいずれも60％以
下となり透気度は200sec／100ml以上となる。そ
れに伴い樹脂裏抜率が低下し、かつ強度、モジユ
ラスは大きくなる。但し、未延伸ポリエステル短
繊維が90重量％では強度、モジユラスが小さく10
重量％では強度、モジユラスが更に小さく樹脂裏
抜率が大きい（比較例６〜７）。 更に偏平度の大きい場合（偏平度15）も同様で
あるが、偏平度が大きい程、強度、モジユラスは
向上する傾向がある（実施例４〜７，比較例８〜
９）。しかし偏平度が30を越えると、徐々に強度、
モジユラスが低下する。 更に未延伸ポリエステル短繊維と低融点ポリエ
ステル短繊維の混抄系および未延伸ポリエステル
短繊維の代りに低融点ポリエステル短繊維を用い
た場合も同様の傾向を示す。偏平度4.0であつて
も延伸ポリエステル短繊維が10重量％以下あるい
は90重量％以上では性能が不良であり（比較例11
〜12）、20〜80重量％であれば良好である（実施
例８〜13）。 【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 偏平度が2.5〜30.0の延伸ポリエステル短繊
   維80〜20重量％と未延伸ポリエステル短繊維およ
   び低融点ポリエステル短繊維からなる群から選ば
   れた１以上の短繊維20〜80重量％とからなり、か
   つ空隙率が60％以下、透気度が200sec／100ml以
   上であるポリエステル紙からなることを特徴とす
   るハニカムコア用基材。 ２ すべての構成短繊維が繊度0.01〜15デニー
   ル、繊維長１〜25mmである特許請求の範囲第１項
   に記載のハニカムコア用基材。 ３ 偏平度が2.5〜30.0の延伸ポリエステル偏平
   短繊維80〜20重量％と未延伸ポリエステル短繊維
   および低融点ポリエステル短繊維からなる群から
   選ばれた１以上の短繊維20〜80重量％とを混合
   し、湿式抄紙したのち熱圧加工することを特徴と
   するハニカムコア用基材の製造方法。 ４ すべての構成短繊維が繊度0.01〜15デニー
   ル、繊維長１〜25mmである特許請求の範囲第３項
   に記載のハニカムコア用基材の製造方法。