JPH0567415B2 - - Google Patents

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エノール樹脂中に、強化
材としてガラス繊維を混在させて成形したプラス
チツクを素材に用い、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、かつこの方法によつて製造した中芯材を包含
する。

［従来の技術とその問題点］ プラスチツ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
塑性プラスチツ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、中芯材としての所定の形状を成型、
保持させることが容易でなく、したがつて、実験
室的には製造することは可能であつても、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、かゝる
FRP製の平板や波板が性能の点でも優れた特性
を発揮することは広く認識されている。したがつ
てFRPを中芯に用いたサンドイツチパネルを製
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つた
が、実際問題として仲々実現しなかつた。

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加工することは、実験室では
可能であつ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、サンドイツチパネルの中芯
は、アルミ箔や紙、塩ビフイルム等のように最初
からシート状になつ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、工程上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）に加工するにしても、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、可撓性を備えたキヤリ
ヤフイルムを連続して繰り出させると共に、この
フイ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ヤ
リヤフイ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ヤリヤ
フイ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イルムを剥
離するようになし、これによつて前記した従来法
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FRP中芯材
とするのは勿論である。なおまた、本発明にあつ
ては、前記キヤリヤフイ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、前記基材としてのガラス繊維は、
これを短寸にカツトしたものでも、或いはガラス
クロスの何れでもよく、さらにまた、薄くかつ目
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、それによつ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、基材としてガラスチヨツプを用
い、ると共に、そのガラスチヨツプの散布量とキ
ヤリヤフイ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、それによつても成型後
の樹脂シー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つて、しかも、一挙に連続Ｓ
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1/5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0.2〜0.4Kg／m²、ガラス繊
維量で0.1〜0.2Kg／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はキヤリヤフイ
ルムであつて、無機質または有機質を問わず、耐
熱性を有する可撓性のフイルムであれば、すべて
用いることができ、紙、金属、熱可塑性、熱硬化
性樹脂フイルムのいずれでもよい。しかして、前
記キヤリヤフイルムの巻取１ａより繰り出させた
帯状のフイルム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、走行するフイルム１の
表面に、一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、一例として短寸に
カツトしたガラス繊維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ツトするための截
断装置、同８はホツパである。ガラス繊維５が散
布または配設された樹脂液４は、キヤリヤフイル
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ヤリヤ
フイルム９が、巻取９ａを介して繰り出されて、
前記樹脂液の上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
上下両面からキヤリヤフイルム１および９に挟み
こまれた状態（この状態を符号１０で示す）とな
る。この状態のまま、ニツプロール１１，１１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エン２０，２
１を上下対称に懸張し、かつこれらチエンに対
し、多数の丸棒２２，２３を回転自在に装着す
る。しかして前記チエン２０，２１が図示を省略
したチエンホイルの駆動に伴つて案内板２４，２
５の間に導かれて走行すると、それに随伴して上
下の各チエンに取り付けられた丸棒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
あつた状態で運行する。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を取り付けて、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
の硬化温度によつても異なるが、好ましくは、
100℃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ヤリヤフイ
ルムをあてがつた状態で、キヤリヤフイルム毎
（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とが係合しあつ
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
おりであつて、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、キヤリヤフイル
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
け出す際には、第２図に示すように、フイルムお
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
トら抜け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、ほぼ元の形状に戻り連続Ｓ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
キヤリヤフイルム上において、層状に塗布形成さ
せてから、これを一例として概ね100℃前後の温
度下に加熱硬化させるものであつて、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イ
ルムとの接触圧によつて、フイルムの両縁部から
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が難しくなるので、こ
の点についても配慮する必要がある。

これを要するに、樹脂液がキヤリヤフイルムの
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上で、概ね100℃
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字形に組合わさつ
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、もとに戻つ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
つても、未だその時点では100℃の温度になつて
いるので多少軟化状態にあり、したがつて、引き
抜きに支障を生ずることはない。なお、加熱した
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〓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の弾性によつて、第４図のように完全に元
に復する。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１４を介して後段に送ら
れ、該コンベヤの末端部に取り付けられた剥離治
具１５により、不要となつたキヤリヤフイルムの
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イルムは、
それぞれ巻取り１ａ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、両面にキヤリヤフイルム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、このフイルムを
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、したがつて、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゜近くなるまで剥離はしない。また、剥
離した両面のフイルムを一定速度で巻取つても、
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１
５を用いるのを可とする。

ところで、上記実施例においては、前記のよう
にしてキヤリヤフイルムを剥離した後の成型シー
ト１３をヒータ１６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つて成型時の、
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１７によつて必要な長さＬ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。

上記のようにして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が
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中芯材が完成する。

実施例 １ キヤリヤフイルムとしてフイルム幅が500mmの
ポリエステルフイルム（30μ厚）を、10ｍ／min
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にカツト
したものを0.1Kg／m²になるように散布した。そ
の上に、さらに前述と同じフイルムを供給した前
記したガラス繊維の散布面を上下両面からキヤリ
ヤフイルムで挟みつけて走行させ、かつローラで
圧着し、脱泡する。それを温度100℃に加熱した
直径8.5mm、長さ520mm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、２
ｍであり、キヤリヤフイルムを剥離した後の
FRPシートのＳ字部分の開きは、約３mmであつ
た。これを100℃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２ｍ／minであ
つた。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であつた。このブロツクを、20mm厚さに切断し
て、圧縮強度を測定すると、80Kg／cm²であつた。

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、0.3Kg／m²、ガラス
繊維量は、0.15Kg／m²であつた。また、製品の見
かけ密度は120Kg／m³であつた。このときの圧縮
強度は100Kg／cm²であつた。

実施例 ３ 上記と同じ方法にて、丸棒の径を23mmとした。
樹脂量は0.4Kg／m²、ガラス繊維量は0.2Kg／m²と
したときの製品の見かけ密度は、80Kg／m³であつ
た。このときの圧縮強度は60Kg／cm²であつた。

実施例 ４ 実施例２と同じ方法で、ガラス繊維のみ144
ｇ／m²の平織ガラスクロスとした。なお、このク
ロスは25mm幅で、タテ糸およびヨコ糸がそれぞれ
19本であつた。また、見かけ密度は120Kg／m³、
圧縮強度は、105Kg／cm²であつた。この製品には、
0.1mmφ程度のピンホールが、成型シート面全域
に均一に生じていた。

以上に詳述したように、本発明によると、
FRPシートの厚さは、これをキヤリヤフイルム
上に塗布形成する樹脂液の塗布量によつて制御し
得る。したがつて、かなり薄いものを製造し得る
ばかりでなく、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
け薄いシートをつくるには、樹脂量で0.2〜0.4
Kg／m²、ガラス繊維量で0.1〜0.2Kg／m²の範囲と
するのがよい。

サンドイツチパネルの中芯材として、用途によ
つては、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ばよく、この場合、基材とし
て目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つて、交差した繊維と繊維の
間には樹脂の欠落部ができ、それによつて非常に
均一なピンホールを全面に形成させることができ
る。なお、前記ガラスクロスに代えてガラスチヨ
ツプを用いても、それを製作することができる。
大きなピンホ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すればよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、従来、困難視されていいた
FRP中芯材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
中芯材を平板から加工の上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ヤリヤフイルムを剥離す
る状態を示した説明図、第４図は、本方法によつ
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、本発明によつて得られる製
品の外観を示す斜視図である。 １，９：キヤリヤフイルム、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：截断装置、１１：ニツプロー
ル、１２：成型装置、１３：成型後の樹脂シー
ト、１４：コンベヤ、１５：剥離治具、１６：再
加熱装置、１７：カツタ、２２，２３：成型用丸
棒、２４，２５：案内板、２６：筐体、２７：加
熱ランプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可撓性を備えたキヤリヤフイルムを連続して
   繰り出させ、かつ、このフイ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ヤリヤフ
   イ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ヤリヤフイル
   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イルムを剥離して
   成る中芯用素材の製造法。 ２ 連続して流れるキヤリヤフイルムの上に、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ツ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、さらにこの上にキヤリヤフイルムを重ねて走
   行させ、さらに前記樹脂液を圧着脱泡することに
   よつ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ヤリヤ
   フイルムごと連続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
   キヤリヤフイ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
   樹脂の量を0.2〜0.4Kg／m²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／m²
   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／m²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 フイルムの剥離は、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 フイルムの剥離後、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、それによつ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ヨツプを用い、かつそ
   のガラスチヨツプの散布量とキヤリヤフイルムの
   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
   とによつ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 可撓性を備えたキヤリヤフイルムを連続し
   て繰り出させ、かつ、このフイルムの表面に熱硬
   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ヤリヤ
   フイ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ヤリヤフイ
   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イルムを剥離し
   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FRP中芯材。