JPH05214652A - 三次元形状生地材料の製造及びその使用 - Google Patents
三次元形状生地材料の製造及びその使用Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リサイクル可能で、且つ均一性を有する寸法
安定性の三次元形状シート状生地材料を提供する。 【構成】 寸法安定性の三次元形状シート状生地材料の
製造方法であって、糸から成り、且つ強化用繊維及び該
強化用繊維よりも低い温度で溶融する繊維型の熱可塑性
マトリックス材料を含む深絞り可能な生地材料を互いの
上部に、一層以上積層すること;該繊維状熱可塑性マト
リックス材料が溶融する温度で、例えば深絞り成形等の
面積拡張賦形プロセスによって該積層物をコア材料とし
て望ましい形状にすること;次いで温度を該熱可塑性マ
トリックス材料の融点より低い温度に戻し、該熱可塑性
マトリックス材料が十分に硬化するまで成形した材料を
金型内に保つこと;及び得られた成形生地材料を然る後
に金型から取り出すこと;を含むもの。
安定性の三次元形状シート状生地材料を提供する。 【構成】 寸法安定性の三次元形状シート状生地材料の
製造方法であって、糸から成り、且つ強化用繊維及び該
強化用繊維よりも低い温度で溶融する繊維型の熱可塑性
マトリックス材料を含む深絞り可能な生地材料を互いの
上部に、一層以上積層すること;該繊維状熱可塑性マト
リックス材料が溶融する温度で、例えば深絞り成形等の
面積拡張賦形プロセスによって該積層物をコア材料とし
て望ましい形状にすること;次いで温度を該熱可塑性マ
トリックス材料の融点より低い温度に戻し、該熱可塑性
マトリックス材料が十分に硬化するまで成形した材料を
金型内に保つこと;及び得られた成形生地材料を然る後
に金型から取り出すこと;を含むもの。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、寸法安定性の三次元形
状シート状生地材料の製造方法、該方法により得られる
成形構造物、及び該構造物をシート状サンドイッチ構造
物の製造にコア材料として使用することに関する。
状シート状生地材料の製造方法、該方法により得られる
成形構造物、及び該構造物をシート状サンドイッチ構造
物の製造にコア材料として使用することに関する。
【0002】
【従来の技術】コア及び二被覆層を含み、該コアが寸法
安定性の三次元形状生地材料を含むシート状サンドイッ
チ構造物は、例えばFR−A−23 25 503及び
EP−A−158 234により周知である。これらの
参考文献に述べられているサンドイッチ材料は、ベース
表面上に均一の高さと平らな上部を有する非常に多くの
隆起が規則的に配置された三次元形状シート状生地材料
を含むコアを持つ。FR−A−23 25 503及び
EP−A−158 234より知られるコア材料の間に
は、それらの構造に関してはっきりした相違点が存在す
る。FR−A−23 25 503より知られる材料は
本質的に完全に閉じた構造を取り、生地ベース面のみな
らず該ベース面上に分布する隆起の壁部も中実で無孔性
の繊維に浸透された樹脂材を形成し、一方EP−A−1
58 234より知られるコア材料は開放ループを持つ
樹脂含浸糸の網状構造を形成する。
安定性の三次元形状生地材料を含むシート状サンドイッ
チ構造物は、例えばFR−A−23 25 503及び
EP−A−158 234により周知である。これらの
参考文献に述べられているサンドイッチ材料は、ベース
表面上に均一の高さと平らな上部を有する非常に多くの
隆起が規則的に配置された三次元形状シート状生地材料
を含むコアを持つ。FR−A−23 25 503及び
EP−A−158 234より知られるコア材料の間に
は、それらの構造に関してはっきりした相違点が存在す
る。FR−A−23 25 503より知られる材料は
本質的に完全に閉じた構造を取り、生地ベース面のみな
らず該ベース面上に分布する隆起の壁部も中実で無孔性
の繊維に浸透された樹脂材を形成し、一方EP−A−1
58 234より知られるコア材料は開放ループを持つ
樹脂含浸糸の網状構造を形成する。
【0003】FR−A−23 25 503より知られ
る閉鎖構造コア材料は、樹脂含浸して広げたステープル
ファイバー生地を圧縮成形機で望ましい幾何学形状にプ
レスすることにより製造される。この方法では、プレス
作業の結果として本質的に繊維強化された樹脂構造が得
られるように、繊維重量に応じて相対的に大量の樹脂が
使用される。
る閉鎖構造コア材料は、樹脂含浸して広げたステープル
ファイバー生地を圧縮成形機で望ましい幾何学形状にプ
レスすることにより製造される。この方法では、プレス
作業の結果として本質的に繊維強化された樹脂構造が得
られるように、繊維重量に応じて相対的に大量の樹脂が
使用される。
【0004】このようにして得られたコア材料は相対的
に高重量を有する。それはガス交換を全く許さず、柔軟
性がほとんどない。
に高重量を有する。それはガス交換を全く許さず、柔軟
性がほとんどない。
【0005】EP−A−158 234より知られる網
状構造(以下、フィリグリー(filigree)構造
ともいう)のコア材料は、樹脂含浸編物生地等の樹脂含
浸した深絞り成形可能な生地材料を深絞りすることによ
り製造される。EP−A−158 234より知られる
このコア材料は、良好な機械的安定性と低密度を併せ持
つ。それはシート両面間のガス交換が自由であり、高い
柔軟性を有する。
状構造(以下、フィリグリー(filigree)構造
ともいう)のコア材料は、樹脂含浸編物生地等の樹脂含
浸した深絞り成形可能な生地材料を深絞りすることによ
り製造される。EP−A−158 234より知られる
このコア材料は、良好な機械的安定性と低密度を併せ持
つ。それはシート両面間のガス交換が自由であり、高い
柔軟性を有する。
【0006】先に述べられているように、 EP-A-158 23
4 より知られるコア材料は、シート状生地材料を熱硬化
性樹脂に含浸し、含浸された該材料を乾燥させてプレプ
レグを形成させ、その後に深絞り法によって該プレプレ
グを該コア材料として望ましい形状に形成することによ
って製造される。
4 より知られるコア材料は、シート状生地材料を熱硬化
性樹脂に含浸し、含浸された該材料を乾燥させてプレプ
レグを形成させ、その後に深絞り法によって該プレプレ
グを該コア材料として望ましい形状に形成することによ
って製造される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この製造方法の重大な
欠点は、材料を完全又は部分的に予備延伸しないと、深
絞り可能なシート状生地材料を樹脂で均一に含浸するこ
とが難しいことにある。生地シート材料に不均一なゆが
みの可能性があると、深絞りが不可能になったり、完成
製品の繊維強度が一部又は完全に失われたりする。同様
に、まだ初期縮合していない樹脂含浸した深絞り成形可
能な生地材料を処理すると、特別に用心しない限り、こ
の材料が部分的に予備延伸されて、最終製品の品質の均
一性に上記の欠点を伴うことになりがちである。この周
知のコア材料の別の欠点は、それがリサイクルしにくい
ことにある。製造及びリサイクル上の問題は、他の点で
は完全に望ましいこれらのコア材料の、より幅広い使用
をかなり妨げることになる。本発明は、この周知のコア
材料及びその製造の欠点を克服するものである。
欠点は、材料を完全又は部分的に予備延伸しないと、深
絞り可能なシート状生地材料を樹脂で均一に含浸するこ
とが難しいことにある。生地シート材料に不均一なゆが
みの可能性があると、深絞りが不可能になったり、完成
製品の繊維強度が一部又は完全に失われたりする。同様
に、まだ初期縮合していない樹脂含浸した深絞り成形可
能な生地材料を処理すると、特別に用心しない限り、こ
の材料が部分的に予備延伸されて、最終製品の品質の均
一性に上記の欠点を伴うことになりがちである。この周
知のコア材料の別の欠点は、それがリサイクルしにくい
ことにある。製造及びリサイクル上の問題は、他の点で
は完全に望ましいこれらのコア材料の、より幅広い使用
をかなり妨げることになる。本発明は、この周知のコア
材料及びその製造の欠点を克服するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は寸法安定性の三
次元形状シート状生地材料の製造方法を提供するもので
あり、該方法は、糸から成り、且つ強化用繊維及び該強
化用繊維よりも低い温度で溶融する繊維型の熱可塑性マ
トリックス材料を含む深絞り可能な生地材料を互いの上
部に、一層以上積層すること;該繊維状熱可塑性マトリ
ックス材料が溶融する温度で、例えば深絞り成形等の面
積拡張賦形プロセスによって該積層物をコア材料として
望ましい形状にすること;次いで温度を該熱可塑性マト
リックス材料の融点より低い温度に戻し、該熱可塑性マ
トリックス材料が十分に硬化するまで成形した材料を金
型内に保つこと;及び得られた成形生地材料を然る後に
金型から取り出すこと;を含む。
次元形状シート状生地材料の製造方法を提供するもので
あり、該方法は、糸から成り、且つ強化用繊維及び該強
化用繊維よりも低い温度で溶融する繊維型の熱可塑性マ
トリックス材料を含む深絞り可能な生地材料を互いの上
部に、一層以上積層すること;該繊維状熱可塑性マトリ
ックス材料が溶融する温度で、例えば深絞り成形等の面
積拡張賦形プロセスによって該積層物をコア材料として
望ましい形状にすること;次いで温度を該熱可塑性マト
リックス材料の融点より低い温度に戻し、該熱可塑性マ
トリックス材料が十分に硬化するまで成形した材料を金
型内に保つこと;及び得られた成形生地材料を然る後に
金型から取り出すこと;を含む。
【0009】「十分に硬化した」という表現は、該マト
リックス材料が、深絞り用金型が開けられた後に望まし
い形状の成形シート状構造を安定化させた状態を保つこ
とができるということを意味すると理解すべきである。
リックス材料が、深絞り用金型が開けられた後に望まし
い形状の成形シート状構造を安定化させた状態を保つこ
とができるということを意味すると理解すべきである。
【0010】こうして製造された成形生地材料は、繊維
複合材を含む多孔性網状構造でできている。該多孔性網
状構造は、魚網のように、その間にオープンスペースを
残した多数の交差連続(crossingly int
erconnected)繊維組成物要素から成る。該
繊維複合材は該マトリックス材料中に埋め込まれた強化
用糸から成る。
複合材を含む多孔性網状構造でできている。該多孔性網
状構造は、魚網のように、その間にオープンスペースを
残した多数の交差連続(crossingly int
erconnected)繊維組成物要素から成る。該
繊維複合材は該マトリックス材料中に埋め込まれた強化
用糸から成る。
【0011】図1は本発明により製造される寸法安定性
の三次元形状樹脂処理シート状生地材料1を図示してお
り、その中でベース面2には多数の隆起3が盛り上がっ
ている。該図は特に隆起中に、ベース材の伸長によって
得られる網状のフィリグリーを示している。
の三次元形状樹脂処理シート状生地材料1を図示してお
り、その中でベース面2には多数の隆起3が盛り上がっ
ている。該図は特に隆起中に、ベース材の伸長によって
得られる網状のフィリグリーを示している。
【0012】本発明によるコア材料の製造に使用できる
器械に応じて、特に温度調節装置の精度に応じて、強化
用繊維及びマトリックス繊維に用いられる材料は、強化
用繊維材料の融点が最低10℃、好ましくは最低30
℃、マトリックス材料の融点よりも高くなるように選択
される。
器械に応じて、特に温度調節装置の精度に応じて、強化
用繊維及びマトリックス繊維に用いられる材料は、強化
用繊維材料の融点が最低10℃、好ましくは最低30
℃、マトリックス材料の融点よりも高くなるように選択
される。
【0013】強化用繊維対マトリックス繊維の重量比
は、20:80ないし80:20の範囲内、好ましくは
40:60ないし60:40の範囲内である。個々の例
ではいずれも、生地材料を形成する際に糸間のスペース
が望ましい多孔性網状構造をもたらすのに十分なだけ開
かれるように重量費を決定する。
は、20:80ないし80:20の範囲内、好ましくは
40:60ないし60:40の範囲内である。個々の例
ではいずれも、生地材料を形成する際に糸間のスペース
が望ましい多孔性網状構造をもたらすのに十分なだけ開
かれるように重量費を決定する。
【0014】強化用繊維対マトリックス繊維の重量比を
決定する際の他の規定は、該三次元形状生地材料の強度
要件に由来する。サンドイッチ構造物用のコア材料とし
て用いる場合、それは一定の最小圧縮強さを持たねばな
らない。
決定する際の他の規定は、該三次元形状生地材料の強度
要件に由来する。サンドイッチ構造物用のコア材料とし
て用いる場合、それは一定の最小圧縮強さを持たねばな
らない。
【0015】深絞り可能な該生地シート材料は延伸性の
糸、例えば捲縮糸又は低延伸比の糸でできた織布でもよ
い。
糸、例えば捲縮糸又は低延伸比の糸でできた織布でもよ
い。
【0016】好ましくは、しかしながら、該生地シート
材料は、その糸配置から特に高い伸長性を有する編物材
料である。
材料は、その糸配置から特に高い伸長性を有する編物材
料である。
【0017】コア材料よりも 1.5ないし3倍、好ま
しくは 1.8ないし 2.2倍長い鞘糸を巻き付けたフ
ィラメント状コア材料から成る巻き糸(wrapped
yarn)から、深絞り可能な生地シート材料を製造
することが既に提唱されている。そのような巻き糸から
形成されるシート状生地材料は、織布又は編糸の形態を
とってもよい。このような材料の深絞りにおいては、変
形される領域の芯糸はランダムに分散されたポイントで
切断され、相応する長さの鞘糸を開放する。このメカニ
ズムが、深絞り法の過程で全体としての生地が破壊する
ことなく適当な面積の拡張が行われることを可能にして
いる。ここで特に好ましいのは、芯糸の安定性が鞘フィ
ラメントよりも低い巻き糸の使用、すなわち、鞘糸が伸
長されて該シート状構造物における耐荷作用を引き継ぐ
一方で、芯糸は深絞りメカニズム、さらにおそらくは熱
応力により、且つ/又は化学物質の作用により破壊され
ることである。
しくは 1.8ないし 2.2倍長い鞘糸を巻き付けたフ
ィラメント状コア材料から成る巻き糸(wrapped
yarn)から、深絞り可能な生地シート材料を製造
することが既に提唱されている。そのような巻き糸から
形成されるシート状生地材料は、織布又は編糸の形態を
とってもよい。このような材料の深絞りにおいては、変
形される領域の芯糸はランダムに分散されたポイントで
切断され、相応する長さの鞘糸を開放する。このメカニ
ズムが、深絞り法の過程で全体としての生地が破壊する
ことなく適当な面積の拡張が行われることを可能にして
いる。ここで特に好ましいのは、芯糸の安定性が鞘フィ
ラメントよりも低い巻き糸の使用、すなわち、鞘糸が伸
長されて該シート状構造物における耐荷作用を引き継ぐ
一方で、芯糸は深絞りメカニズム、さらにおそらくは熱
応力により、且つ/又は化学物質の作用により破壊され
ることである。
【0018】深絞り可能な生地材料として適当なものに
は、例えばGB−A−2 176511及び日本特許公
開61−282452と61−296152に対するダ
ーウェントアブストラクト87−025859/04と
87−040235/06より知られているような高い
非弾性二次成形適性を有するものが含まれる。これらの
周知の二次成形用立体生地材料は、合成繊維でできた対
応するシート状生地材料を熱収縮処理にかけてそれらに
非弾性伸長性を付与するか、又はこれらの生地材料を最
初から非弾性伸長性を本来的に付与する糸から製造する
ことにより、製造する。非弾性伸長性糸は、例えばDE
−A−28 21 243及びDE−C−35 21
469に述べられている。
は、例えばGB−A−2 176511及び日本特許公
開61−282452と61−296152に対するダ
ーウェントアブストラクト87−025859/04と
87−040235/06より知られているような高い
非弾性二次成形適性を有するものが含まれる。これらの
周知の二次成形用立体生地材料は、合成繊維でできた対
応するシート状生地材料を熱収縮処理にかけてそれらに
非弾性伸長性を付与するか、又はこれらの生地材料を最
初から非弾性伸長性を本来的に付与する糸から製造する
ことにより、製造する。非弾性伸長性糸は、例えばDE
−A−28 21 243及びDE−C−35 21
469に述べられている。
【0019】深絞り可能な該生地材料中に含まれる糸
は、強化用繊維としてステープルファイバー又は捲縮嵩
高若しくは非捲縮嵩高連続フィラメント繊維を含んでも
よい。
は、強化用繊維としてステープルファイバー又は捲縮嵩
高若しくは非捲縮嵩高連続フィラメント繊維を含んでも
よい。
【0020】ステープルファイバー糸は、天然繊維又は
合成ステープルファイバー中に存在する比較的短いフィ
ラメント断片から二次紡糸により製造される。連続フィ
ラメント繊維糸は、連続人造合成ポリマー(例えばポリ
エステル)フィラメント又は天然ポリマー(例えば再生
セルロース)フィラメントから成る。糸は捲縮嵩高加工
されていてもよい。すなわち、それらは明白な捲縮を多
少有してもよいし、撚りがあってもなくてもよい。
合成ステープルファイバー中に存在する比較的短いフィ
ラメント断片から二次紡糸により製造される。連続フィ
ラメント繊維糸は、連続人造合成ポリマー(例えばポリ
エステル)フィラメント又は天然ポリマー(例えば再生
セルロース)フィラメントから成る。糸は捲縮嵩高加工
されていてもよい。すなわち、それらは明白な捲縮を多
少有してもよいし、撚りがあってもなくてもよい。
【0021】該強化用繊維は、例えばガラス繊維類、鉱
物繊維類、セラミック繊維類若しくは炭素繊維類等の無
機材料、又は有機可紡性材料でもよい。
物繊維類、セラミック繊維類若しくは炭素繊維類等の無
機材料、又は有機可紡性材料でもよい。
【0022】有機材料から成る強化用繊維は、例えば
綿、ジュート、亜麻若しくは大麻繊維等のセルロース繊
維類、又は例えば羊毛若しくは絹等の蛋白質繊維類等の
天然繊維から成ってもよい。しかしながら、好ましい有
機繊維は、意図される使用についてその性質が通常の様
式で非常にたやすく適応されることから、合成ポリマー
又は天然ポリマー人造繊維である。
綿、ジュート、亜麻若しくは大麻繊維等のセルロース繊
維類、又は例えば羊毛若しくは絹等の蛋白質繊維類等の
天然繊維から成ってもよい。しかしながら、好ましい有
機繊維は、意図される使用についてその性質が通常の様
式で非常にたやすく適応されることから、合成ポリマー
又は天然ポリマー人造繊維である。
【0023】該強化用繊維として好ましい材料にはそれ
ゆえに、無機材料の他にガラス又は、ポリオレフィン
類、特にポリエチレン及びポリプロピレン、部分若しく
は完芳香族性ポリエステル類、脂肪族若しくは芳香族ポ
リアミド類、ポリエーテルケトン類、ポリエーテルエー
テルケトン類、ポリエーテルスルホン類、ポリスルホン
類、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルフィド
又はポリエーテルイミド類等の炭素合成ポリマー類があ
る。他の多数の参考文献の概要は、ウルマンの工業化学
百科辞典、第5版、 A13巻、第1頁(高性能繊維)
に掲げられている。
ゆえに、無機材料の他にガラス又は、ポリオレフィン
類、特にポリエチレン及びポリプロピレン、部分若しく
は完芳香族性ポリエステル類、脂肪族若しくは芳香族ポ
リアミド類、ポリエーテルケトン類、ポリエーテルエー
テルケトン類、ポリエーテルスルホン類、ポリスルホン
類、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルフィド
又はポリエーテルイミド類等の炭素合成ポリマー類があ
る。他の多数の参考文献の概要は、ウルマンの工業化学
百科辞典、第5版、 A13巻、第1頁(高性能繊維)
に掲げられている。
【0024】費用便益上の理由から、現時点で特に好ま
しい強化用繊維はポリアクリロニトリル又は、特にテレ
フタル酸及びエチレングリコールに基づくポリエステル
類から成る。これらのポリエステル類は、上記の基本的
構成単位の他にさらに、れらの性質を改良するジカルボ
ン及び/又はジオール構成単位、例えばイソフタル酸
基、平均6−10個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボ
ン酸基類、スルホイソフタル酸基、平均3−8個の炭素
原子を有する長鎖ジオール基類、例えば、グリコール基
若しくはトリグリコール基等のエーテルジオール基類、
又は他の少量のポリグリコール基類を含んでもよい。こ
れらの改良用成分は一般に、ポリエステル中に共縮合単
位として15モル%以下で存在する。特に好ましいのは、
5モル%未満の改良用成分を含むポリエチレンテレフタ
レートから成る、特に純粋な非変性ポリエチレンテレフ
タレート又はポリブチレンテレフタレートから成る強化
用糸である。
しい強化用繊維はポリアクリロニトリル又は、特にテレ
フタル酸及びエチレングリコールに基づくポリエステル
類から成る。これらのポリエステル類は、上記の基本的
構成単位の他にさらに、れらの性質を改良するジカルボ
ン及び/又はジオール構成単位、例えばイソフタル酸
基、平均6−10個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボ
ン酸基類、スルホイソフタル酸基、平均3−8個の炭素
原子を有する長鎖ジオール基類、例えば、グリコール基
若しくはトリグリコール基等のエーテルジオール基類、
又は他の少量のポリグリコール基類を含んでもよい。こ
れらの改良用成分は一般に、ポリエステル中に共縮合単
位として15モル%以下で存在する。特に好ましいのは、
5モル%未満の改良用成分を含むポリエチレンテレフタ
レートから成る、特に純粋な非変性ポリエチレンテレフ
タレート又はポリブチレンテレフタレートから成る強化
用糸である。
【0025】ここで特に適当なのは、勿論、ヘキストA
Gから入手できるDOLANIT(登録商標)又はTR
EVIRA HOCHFEST(登録商標)製品等の強
化工業用ポリアクリロニトリル及びポリエチレンテレフ
タレート繊維類である。
Gから入手できるDOLANIT(登録商標)又はTR
EVIRA HOCHFEST(登録商標)製品等の強
化工業用ポリアクリロニトリル及びポリエチレンテレフ
タレート繊維類である。
【0026】深絞り可能な生地シート材料は、先に述べ
たように、同様に上記の量の繊維状マトリックス材料を
含む。このマトリックス材料は、強化用繊維と同様に、
ステープルファイバー又は連続フィラメント繊維の形態
でもよい。該マトリックス繊維は深絞り可能な生地材料
中に多様な方法で組み込まれていてもよい。
たように、同様に上記の量の繊維状マトリックス材料を
含む。このマトリックス材料は、強化用繊維と同様に、
ステープルファイバー又は連続フィラメント繊維の形態
でもよい。該マトリックス繊維は深絞り可能な生地材料
中に多様な方法で組み込まれていてもよい。
【0027】該生地シート材料はマトリックス繊維及び
強化用繊維から成る混合糸から製造してもよく、あるい
は熱可塑性繊維から成る糸及び非溶融性又は高融点性強
化用繊維から成る糸を通常の様式で共織り又は共編みし
て該シート材料を製造してもよい。繊維型(ここで「繊
維」という用語はステープルファイバーと同様に連続フ
ィラメント繊維も含む)の熱可塑性マトリックス材料を
含む生地シート材料を製造する別の方法は、高融点性及
び低融点性ポリマー材料から成る二成分系繊維から全体
的又は部分的に成る糸の使用を含む。これらの二成分系
繊維では、該ポリマー成分はサイド・バイ・サイド配置
又は同心状コア・シース配置でもよい。
強化用繊維から成る混合糸から製造してもよく、あるい
は熱可塑性繊維から成る糸及び非溶融性又は高融点性強
化用繊維から成る糸を通常の様式で共織り又は共編みし
て該シート材料を製造してもよい。繊維型(ここで「繊
維」という用語はステープルファイバーと同様に連続フ
ィラメント繊維も含む)の熱可塑性マトリックス材料を
含む生地シート材料を製造する別の方法は、高融点性及
び低融点性ポリマー材料から成る二成分系繊維から全体
的又は部分的に成る糸の使用を含む。これらの二成分系
繊維では、該ポリマー成分はサイド・バイ・サイド配置
又は同心状コア・シース配置でもよい。
【0028】本発明の目的のための熱可塑性マトリック
ス材料は全て可紡性高分子物質、特に、分解することな
く溶融し、その機械的安定性がそれらに寸法安定性を付
与するに十分であるような付加又は縮合有機ポリマーで
ある。
ス材料は全て可紡性高分子物質、特に、分解することな
く溶融し、その機械的安定性がそれらに寸法安定性を付
与するに十分であるような付加又は縮合有機ポリマーで
ある。
【0029】使用する強化用糸の融点及び意図する目的
に応じて、適当な融点又は軟化点を持つ熱可塑性樹脂
を、多数の利用可能な熱可塑性樹脂から選択する。熱可
塑性マトリックスの有機ポリマーは都合の良いことに1
00ないし350℃の融点を有する。熱可塑性マトリッ
クスに適当な基本材料は、好ましくはその強化された態
様にある、例えばポリエチレン、ポリプロピレン又は塩
化ポリビニル等の置換又は非置換ポリアルキレン等のポ
リマー類である。特に適当なマトリックス樹脂は、それ
らを含む組成物の多様な改質可能性及び性質から、縮合
ポリマー類、特に部分若しくは全芳香族性ポリエステル
類、脂肪族若しくは芳香族ポリアミド類、ポリエーテル
ケトン類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリエーテ
ルスルホン類、ポリスルホン類、ポリフェニレンスルフ
ィド又はポリエーテルイミドである。
に応じて、適当な融点又は軟化点を持つ熱可塑性樹脂
を、多数の利用可能な熱可塑性樹脂から選択する。熱可
塑性マトリックスの有機ポリマーは都合の良いことに1
00ないし350℃の融点を有する。熱可塑性マトリッ
クスに適当な基本材料は、好ましくはその強化された態
様にある、例えばポリエチレン、ポリプロピレン又は塩
化ポリビニル等の置換又は非置換ポリアルキレン等のポ
リマー類である。特に適当なマトリックス樹脂は、それ
らを含む組成物の多様な改質可能性及び性質から、縮合
ポリマー類、特に部分若しくは全芳香族性ポリエステル
類、脂肪族若しくは芳香族ポリアミド類、ポリエーテル
ケトン類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリエーテ
ルスルホン類、ポリスルホン類、ポリフェニレンスルフ
ィド又はポリエーテルイミドである。
【0030】これらの熱可塑性マトリックス樹脂の製
造、加工及び性質は当業者に周知である。それらは関連
の文献に述べられており、広い範囲の仕様をカバーする
数多くのグレードが市販されている。他の数多くの参考
文献の概要は、ウルマンの工業化学百科辞典、第5版、
A7巻、369頁(複合材料)、及び同じく A13
巻、第1頁(高性能繊維)に掲げられている。
造、加工及び性質は当業者に周知である。それらは関連
の文献に述べられており、広い範囲の仕様をカバーする
数多くのグレードが市販されている。他の数多くの参考
文献の概要は、ウルマンの工業化学百科辞典、第5版、
A7巻、369頁(複合材料)、及び同じく A13
巻、第1頁(高性能繊維)に掲げられている。
【0031】本発明によるコア材料に含まれる繊維複合
材料として適当な組合せの例としては(繊維/マトリッ
クスの順に):ポリエチレンテレフタレート/ポリブチ
レンテレフタレート、ガラス/ポリエチレン又はポリプ
ロピレン、ガラス/ポリエーテルイミド、炭素繊維/ポ
リエーテルケトン、芳香族ポリアミド(アラミド)/ポ
リエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル/ポ
リエチレンテレフタレート、がある。
材料として適当な組合せの例としては(繊維/マトリッ
クスの順に):ポリエチレンテレフタレート/ポリブチ
レンテレフタレート、ガラス/ポリエチレン又はポリプ
ロピレン、ガラス/ポリエーテルイミド、炭素繊維/ポ
リエーテルケトン、芳香族ポリアミド(アラミド)/ポ
リエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル/ポ
リエチレンテレフタレート、がある。
【0032】特に好ましい生地材料は、好ましくは高靭
性ポリアクリロニトリル又はポリエステル繊維から成る
混合糸及び、改質ポリエステル又はポリブチレンテレフ
タレートから成るマトリックス繊維類から編まれる。
性ポリアクリロニトリル又はポリエステル繊維から成る
混合糸及び、改質ポリエステル又はポリブチレンテレフ
タレートから成るマトリックス繊維類から編まれる。
【0033】本発明により成形される生地材料中のマト
リックス繊維類の比率は、伸長した際に該生地材料がフ
ィリグリー状網状構造を形成するように決定される。先
に述べたように、この要件は通常、強化用繊維及びマト
リックス繊維の重量比が20:80ないし80:20の
範囲内、好ましくは40:60ないし60:40の範囲
内にある時に満たされる。
リックス繊維類の比率は、伸長した際に該生地材料がフ
ィリグリー状網状構造を形成するように決定される。先
に述べたように、この要件は通常、強化用繊維及びマト
リックス繊維の重量比が20:80ないし80:20の
範囲内、好ましくは40:60ないし60:40の範囲
内にある時に満たされる。
【0034】しかしながら、サンドイッチ構造の製造に
特殊な技法を用いるならば、生地材料に基づいて、マト
リクッスが繊維材料全体を封じ込めなくても、該マトリ
ックスが成形された該生地材料の寸法安定性を確立する
ので、樹脂の使用量がより少なくても全く十分である。
そのような低マトリックス製品は、該製品が液状又はペ
ースト状接着剤を用いて接着され、該接着剤用の溶媒及
び/又は湿潤剤としても作用する液体であらかじめ湿潤
されているならば、カバー層に接着することにより強化
サンドイッチ構造に製作することができる。ここでは該
接着剤が網状構造製品のグリッド構造内で隆起し、硬化
してさらにそれを強化すると思われることに注意すべき
である。湿潤されていなければ、該接着剤が壁面に沿っ
て隆起することはない。当業者に周知の特殊な親水性硬
化剤でも該サンドイッチ構造の圧縮及び剪断強さをこの
様式で増大させるであろう。
特殊な技法を用いるならば、生地材料に基づいて、マト
リクッスが繊維材料全体を封じ込めなくても、該マトリ
ックスが成形された該生地材料の寸法安定性を確立する
ので、樹脂の使用量がより少なくても全く十分である。
そのような低マトリックス製品は、該製品が液状又はペ
ースト状接着剤を用いて接着され、該接着剤用の溶媒及
び/又は湿潤剤としても作用する液体であらかじめ湿潤
されているならば、カバー層に接着することにより強化
サンドイッチ構造に製作することができる。ここでは該
接着剤が網状構造製品のグリッド構造内で隆起し、硬化
してさらにそれを強化すると思われることに注意すべき
である。湿潤されていなければ、該接着剤が壁面に沿っ
て隆起することはない。当業者に周知の特殊な親水性硬
化剤でも該サンドイッチ構造の圧縮及び剪断強さをこの
様式で増大させるであろう。
【0035】特殊な目的には、複数層の深絞り可能な生
地材料、又は異なる生地材料の層を積み重ねて使用する
こともできる。例えば、バットを最低二層の上記の深絞
り可能な生地材料の間に置くことができる。また、例え
ば有機繊維とガラスファイバー等の無機繊維から成る生
地材料の長さを併せることによって、該生地シート材料
の強化用繊維材料を変えることもできる。該積層物は深
絞り用金型中で、該マトリックス材料が流動性になる温
度にまで加熱した後、望ましい三次元形状に成形して、
該マトリックス材料が硬化しうる温度に、硬化過程が完
了するか、又は少なくとも深絞りされた該材料が寸法安
定性を保つのに十分な程度に進行するまで、この形状に
保たれる。流動相において、該液化マトリックス材料は
該生地シート材料の強化用繊維を被覆している。
地材料、又は異なる生地材料の層を積み重ねて使用する
こともできる。例えば、バットを最低二層の上記の深絞
り可能な生地材料の間に置くことができる。また、例え
ば有機繊維とガラスファイバー等の無機繊維から成る生
地材料の長さを併せることによって、該生地シート材料
の強化用繊維材料を変えることもできる。該積層物は深
絞り用金型中で、該マトリックス材料が流動性になる温
度にまで加熱した後、望ましい三次元形状に成形して、
該マトリックス材料が硬化しうる温度に、硬化過程が完
了するか、又は少なくとも深絞りされた該材料が寸法安
定性を保つのに十分な程度に進行するまで、この形状に
保たれる。流動相において、該液化マトリックス材料は
該生地シート材料の強化用繊維を被覆している。
【0036】本発明の方法の特に好ましい態様は、複数
の上記の好ましい性質を実現しているものである。
の上記の好ましい性質を実現しているものである。
【0037】本発明により製造される三次元形状の生地
材料は、例えば欧州特許第158234号に詳しく述べ
られているような通常の様式でサンドイッチ構造物の製
造に使用することができる。この目的には、一層以上の
該三次元形状材料をサンドイッチ構造物のコアとして、
該コア層を重ね合わせるか又は、引用文献中に述べられ
ているような、かみ合いの配置で使用することができ
る。該サンドイッチ構造物を製造するには、該コア材料
の両面に通常の様式で相対的に薄く且つ堅いカバー層を
供給する。該カバー層は通例、適当な周知の接着剤によ
り、特に架橋性ポリマー接着剤により、該コア材料に接
着される。図2は、このようなサンドイッチ構造物4を
例示している。それは、下部カバー層5、部分的に除去
された上部カバー層6及び、本発明により製造され該カ
バー層間にコアとして接着された寸法安定性三次元形状
生地材料1を有するこのような材料を斜め展望図で示し
ている。
材料は、例えば欧州特許第158234号に詳しく述べ
られているような通常の様式でサンドイッチ構造物の製
造に使用することができる。この目的には、一層以上の
該三次元形状材料をサンドイッチ構造物のコアとして、
該コア層を重ね合わせるか又は、引用文献中に述べられ
ているような、かみ合いの配置で使用することができ
る。該サンドイッチ構造物を製造するには、該コア材料
の両面に通常の様式で相対的に薄く且つ堅いカバー層を
供給する。該カバー層は通例、適当な周知の接着剤によ
り、特に架橋性ポリマー接着剤により、該コア材料に接
着される。図2は、このようなサンドイッチ構造物4を
例示している。それは、下部カバー層5、部分的に除去
された上部カバー層6及び、本発明により製造され該カ
バー層間にコアとして接着された寸法安定性三次元形状
生地材料1を有するこのような材料を斜め展望図で示し
ている。
【0038】製造可能な該サンドイッチ構造物用のカバ
ー層として、既に以前からサンドイッチ組織用に使用さ
れている外部シート、例えばアルミニウムシート又はス
チールシート等のいずれかを使用してもよいが、特に例
えば炭素糸又はガラス糸の織布等の、インレイを持つ合
成樹脂ラミネートを使用してもよい。より単純なケース
では、もっとも、カバー層として例えば合板又はハード
ファイバー板等を使用することもできる。該製造方法に
おいては、本発明により製造されるコア材料は、内側の
表面に接着材料が付着している二層のカバー層の間に配
置され、できたサンドイッチは軽度の圧力下で、必要な
らば温度を上げて、接着される。
ー層として、既に以前からサンドイッチ組織用に使用さ
れている外部シート、例えばアルミニウムシート又はス
チールシート等のいずれかを使用してもよいが、特に例
えば炭素糸又はガラス糸の織布等の、インレイを持つ合
成樹脂ラミネートを使用してもよい。より単純なケース
では、もっとも、カバー層として例えば合板又はハード
ファイバー板等を使用することもできる。該製造方法に
おいては、本発明により製造されるコア材料は、内側の
表面に接着材料が付着している二層のカバー層の間に配
置され、できたサンドイッチは軽度の圧力下で、必要な
らば温度を上げて、接着される。
【0039】以下の態様例は本発明による方法を例示す
るものである:
るものである:
【0040】
【実施例】それぞれ1本の糸が340dtexのマルチ
フィラメントであるRガラス糸と380dtexの48
フィラメントであるポリエーテルイミド糸とを、空気交
絡させて720dtexの混成糸を形成する。ガラス約
30%及びポリエーテルイミド約70%の容積含有率を
有する、この混成糸を、200g/m2の目付を有す
る、密であるが伸長性の編布を作るのに用いる。
フィラメントであるRガラス糸と380dtexの48
フィラメントであるポリエーテルイミド糸とを、空気交
絡させて720dtexの混成糸を形成する。ガラス約
30%及びポリエーテルイミド約70%の容積含有率を
有する、この混成糸を、200g/m2の目付を有す
る、密であるが伸長性の編布を作るのに用いる。
【0041】この生地シート材料を、あらかじめ320
℃に加熱した成形用セット中に導入する。該成形用セッ
トの絞りプレートは、中心点の間隔が2.2cmで直径
が1.5cmの円形孔である正方形のパターン及び、中
心点の間隔が2.2cmで直径1cm、高さ2cmであ
る正方形のパターンの円形絞りパンチを有しており、該
パンチは該孔に関して中心に位置する。
℃に加熱した成形用セット中に導入する。該成形用セッ
トの絞りプレートは、中心点の間隔が2.2cmで直径
が1.5cmの円形孔である正方形のパターン及び、中
心点の間隔が2.2cmで直径1cm、高さ2cmであ
る正方形のパターンの円形絞りパンチを有しており、該
パンチは該孔に関して中心に位置する。
【0042】深絞り用金型は320℃の作業温度で閉じ
られ、3分間その温度に維持される。
られ、3分間その温度に維持される。
【0043】閉じられた該金型をその後室温まで冷却
し、できた三次元形状材料を取り外す。
し、できた三次元形状材料を取り外す。
【0044】こうして作られた深絞り生地材料は、ベー
ス面から隆起した、高さが約2cmで平らな頂上表面を
持ち2.2cm間隔の規則的な配置の非常に多数の筒状
隆起を有し、且つその全体に開放フィリグリー構造を示
す。これは、シート状サンドイッチ構造物の製造用のコ
ア材料として使用するのに非常に適している。この成形
生地材料をコアとして、さらに厚みが1.5mmの二枚
の合板シートをカバー層として用いて製造したサンドイ
ッチ板は、0.4N/mm2の圧縮強さを持つ。
ス面から隆起した、高さが約2cmで平らな頂上表面を
持ち2.2cm間隔の規則的な配置の非常に多数の筒状
隆起を有し、且つその全体に開放フィリグリー構造を示
す。これは、シート状サンドイッチ構造物の製造用のコ
ア材料として使用するのに非常に適している。この成形
生地材料をコアとして、さらに厚みが1.5mmの二枚
の合板シートをカバー層として用いて製造したサンドイ
ッチ板は、0.4N/mm2の圧縮強さを持つ。
【図1】本発明により製造される寸法安定性の三次元形
状樹脂処理シート状生地材料を示す図面である。
状樹脂処理シート状生地材料を示す図面である。
【図2】本発明により製造される三次元形状の生地材料
を用いたサンドイッチ構造物を示す図面である。
を用いたサンドイッチ構造物を示す図面である。
1 本発明により製造される寸法安定性の三次元形状樹
脂処理シート状生地材料 2 ベース面 3 隆起 4 本発明により製造される三次元形状の生地材料を用
いたサンドイッチ構造物 5 下部カバー層 6 上部カバー層
脂処理シート状生地材料 2 ベース面 3 隆起 4 本発明により製造される三次元形状の生地材料を用
いたサンドイッチ構造物 5 下部カバー層 6 上部カバー層
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D03D 11/00 Z 7199−3B 15/08 7199−3B 25/00 7199−3B D04H 1/54 A 7199−3B
Claims (10)
- 【請求項1】 寸法安定性の三次元形状シート状生地材
料の製造方法であって、 糸から成り、且つ強化用繊維及び該強化用繊維よりも低
い温度で溶融する繊維型の熱可塑性マトリックス材料を
含む深絞り可能な生地材料を互いの上部に、一層以上積
層すること;該繊維状熱可塑性マトリックス材料が溶融
する温度で、例えば深絞り成形等の面積拡張賦形プロセ
スによって該積層物をコア材料として望ましい形状にす
ること;次いで温度を該熱可塑性マトリックス材料の融
点より低い温度に戻し、該熱可塑性マトリックス材料が
十分に硬化するまで成形した材料を金型内に保つこと;
及び得られた成形生地材料を然る後に金型から取り出す
こと;を含む方法。 - 【請求項2】 深絞り可能な生地材料が高い弾性伸長性
を有する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 深絞り可能な生地材料が編物材料であ
る、請求項1又は2のいずれかに記載の方法。 - 【請求項4】 深絞り可能な生地材料がマトリックス繊
維及び強化用繊維から成る混合糸から製造されている、
請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 深絞り可能な生地材料が高融点性及び低
融点性ポリマー材料から成る二成分系繊維を含み、該ポ
リマー成分がサイド・バイ・サイド配置又は同心状コア
・シース配置を取る、請求項1〜4のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項6】 深絞り可能な生地材料が、通常の様式で
共織り又は共編みされている、熱可塑性繊維から成る糸
及び非溶融性又は高融点性強化用繊維から成る糸を含
む、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 強化用繊維及びマトリックス繊維の間の
融点差が最低10℃、好ましくは最低30℃ある、請求項1
〜6のいずれかに記載の方法。 - 【請求項8】 強化用繊維及びマトリックス繊維が異な
る融点を持つポリエステル類から成る、請求項1〜7の
いずれかに記載の方法。 - 【請求項9】 請求項1記載の方法によって製造され
る、寸法安定性の三次元形状シート状生地材料。 - 【請求項10】 シート状サンドイッチ構造物を製造す
るための、請求項1記載の方法によって製造される、寸
法安定性の三次元形状シート状生地材料の使用。
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| DE4114571:2 | 1991-05-04 | ||
| DE4114571 | 1991-05-04 |
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