JPH06503520A - 異なった物理特性領域を有する一体型の熱可塑性ハニカムの連続製造方法 - 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】 異なった物理特性領域を有する一体型の熱可塑性ハニカムの連続製造方法 本発明は熱可塑性構造材料の分野に属する。より特別には、本発明は、繊維強化 され又は繊維強化されない熱可塑性ウェブより構成されたハニカムであって、ハ ニカムの部分の密度及びその他の物理特性がハニカムの製造中に変えられるハニ カムに関する。本発明は、更にかかるハニカム材料の製造方法に関する。

２、関連技術の説明 繊維強化熱可塑性ハニカム材料及び繊維強化されない熱可塑性ハニカム材料は、 双方とも運輸及び宇宙工業における重要な構造材料となっている。かかる材料は 、その優れた強度重量比に加えて、広帯域に亙って変化する電磁放射、特にマイ クロウェーブ又はレーダー領域に対するその透過性と反射性を許す電磁特性も持 つ。

しかし、かかるハニカム材料の荷重支持能力をハニカム自体内で調整しなければ ならないことがしばしばある。過去においては、このために、ハニカムに凹所を 注意深く機械加工して、この凹所を異なった構造特性、即ちより大きな壁厚、繊 維含有率、又は異なった繊維強化物を有するハニカム挿入体で埋めることが要求 された。この機械加工作業においては、一般に、ハニカムコアをポリエチレング リコールワックスのようなセル支持物質で充填しなければならなず、これに続い て、単純な形状の場合はハニカムを鋭利なナイフ又は鋸により、或いは複雑な形 状の場合は工作機械工業において一般に見られるようなコンピューター制御の３ 次元切削機械により切り取られる。この機械加工作業に続いて、ポリエチレング リコールワックスが溶かされ、この部分はワックスの跡をすっかり取るように繰 り返し洗浄される。

次いで、これらの２個の雌雄の部品は、これらを接着剤で注意深くかつ労力をか けて一緒に接合しなければならない。これらの作業の時間と費用とは、不完全接 合の可能性と共に、かかる構造の使用を限定している。

ジャクソンの米国特許第３３５６５５５号は、ハニカムコアのバッチ式製作方法 であって、六角バーを有するかご形ローラーが固定台上の多数の主六角バーと関 連して作動し、前進するかご形パーと固定台バーとの間における高温の熱可塑性 ウェブへの圧縮作用により波型ウェブを形成する方法を明らかにする。次いで、 こうして作られた波型ウェブは、台の主バー上に第１の波型ウェブを置きこれに 続いて副バーをウェブの上方の結節点に置（ことによりハニカム構造に組み立て られる。次いで、第２の波型シートがその接続点を第１のウェブの腹部に隣接す るようにして置かれる。副バーの別の層が頂部に置かれ、この手順が希望のハニ カム厚さに達するまで繰り返される。このとき、組立体はカール板とプラテンと の間に置かれ加熱されて最終のハニカム製品を形成する。

ＧＢ　Ａ　２１８８８６６においては、熱可塑性ハニカム製作のバッチ風の方法 が明らかにされ、この方法においては、米国特許第３３５６５５５号においてジ ャクソンにより明らかにされたような形成されたフォーマ−が隣接した波型熱可 塑性シート間に配置され、熱可塑物を溶着するように組立体は加圧され、加熱さ れる。かかるバッチ風の作業による１個の複セルハニカム部分の製作に続いて、 この部分は、別の部分と積み重ねられ溶着されるように進められる。この説明さ れた方法は、新たに形成されたハニカム構造の全体を加圧しかつ加熱することが 必要である。

この関連した技術の方法は、ハニカムを処理するために長手方向での加熱・冷却 サイクルを必要とするバッチ方式、又は限られたハニカム寸法しかできずかつハ ニカムが最適の特性を持たない拡張方法によりハニカムコアを作る。ジャクソン の゛　５５５及び英国の°　８６６の方法は、高価な金属フォーマ−の多くの層 の使用を必要とする。例えば、４セルの高さしかないセル幅３．２ｃｍ　（０， １２５）で長さ１．２１９ｇ＋　（４フイート）のハニカムは、１４００以上の 金属フォーマ−を必要とするであろう。更に、かかるバッチ式の処理は時間がか かり、かつ熱可塑物の溶融と接合のためにハニカム構造全体の加圧が必要である 。

更に、ウェブ材料の接続点と腹部の面との接合部は非接合面の倍の厚さであるた め、この厚さが金属フォーマ−を使用したハニカムの組み立ての際の変位誤差を 生ずる。この誤差は連続したセル層の各により増幅されるので、積重ね中及び圧 力下の固化中にこのコアを整列して保つことは事実上不可能である。もしフォー マ−が非対称的に、即ち平たい六角形に作られたならば、そのときは積重ねが有 利であるが、それでも接している２倍厚の層が溶着中にその最初の厚さの約８０ ％に圧縮されるので統合中に歪みが生ずる。

ハニカム製造技術の熟練者の用語においては、ハニカムの厚さは波型と平行な寸 法として考えられ、長さは波型と同じ面に沿うがこれに直角な方向であり、更に 幅は波型の面（厚さと長さの方向）に垂直にセルを横切る方向である。

発明の目的 迅速かつ費用的に有効な方法で、ハニカムの最初の構成中に、密度及び／又は物 理特性及び／又は電磁気的特性の変化するハニカムを製作しうることが見いださ れた。従って、機械加工及び接着剤接合の必要性を無くすことができる。

図面の簡単な説明 図１　主フォーマ−が挿入され副フォーマ−が部分的に挿入された状態のハニカ ム形成用ベッドの図面図２Ａ−２Ｃ繊維強化波型層の最上の層及び２番目の層が 結節部と腹部とで接触しハニカムの半セル層を形成している状態の主フォーマ− 及び副フォーマ−の端部を示すベッドの側面図。

図２Ｄ　種々のデームにおいて第１の層の上に接合された第２の層を示す側面図 。

図３　選択的加熱に使用される高温シューを示すベッドの側面図。

図４　高温空気の吹き付けにより繊維ウェブの完成波型を有する状態の腹部域へ の接続点の加圧溶融を達成するための歯車の使用を示す側面図。

図５　ハニカムの作成に使用しうる種々の幾何学的形状の波型。

図６　高温シュー又は選択的加熱手段の１形状の等角図。

図７　高温気体吹き付は加熱手段の１形状の等角図。

図８Ａ−８Ｂ　４枚歯及び５枚歯の波型及び／又は統合用ローラーの別の形状。

図９　ウェブを更に統合する第２のローラーを示す２個の歯付きローラーの実施 例。

図１０Ａ　ベッド端部において重なり双方向式の波型／統合ができる２個のロー ラーの実施例。

図１０Ｂ　ローラー組立体の回転を示す図１１の２本ローラー方法。

図１０Ｃ戻り移動の開始における図１１の２本ローラー方法。

図１１Ａ−１１Ｂ　頂部ハニカム層におけるウェブとウェブとの関係及び非統合 ウェブと統合ウェブとの厚さの差を示す拡大図。

図１２　高温気体式加熱手段の別の形状。

図１３Ａ−１３Ｂ　異なった物理特性を有する領域を含んだハニカムを形成する ために使用しうる熱可塑性ウェブの分解図及びかかる構造の上方からの「Ｘ線１ 図。

図１４Ａ−１４Ｂ　コアの面から見た正常なコア及び単一層構成を通して示す面 に直角な断面。

図１５Ａ−１５Ｂ　コアの面から見た強化コア及び１層、２層及び２層と３層の 双方の強化層の付加を示す断面図。

本発明の可変密度ノじカムコアは以下詳細に説明される方法により連続的又は半 連続的方法によりに製造される。この方法においては、繊維強化され又は繊維強 化されない熱可塑物の予め波型にされ又は波型にされないウェブが重ねられ、層 と層とがハニカム層に統合され、各層は仕」二がりハニカムのセルの半分の高さ を与える。

以下説明される工程においては、これまでは、１層当たりの厚さが一定の熱可塑 性ウェブだけが使用されてきた。しかし、同−材料又は異種−材料の第２或いは 第３又は第４の層でさえも前の層に連続的に統合できて、より高密度の半セル層 が得られ、更にこれらの後続層は第１の層と同じ寸法のものとしなければならな いわけでなく、より小さくかつ不規則な形状として用途に適した局部的に密度の 高い領域を作りうろことが予期せずに見いだされた。驚くことに、各層への次の ウェブの接合は、極端な場合、特に製造されたハニカムが非対称の場合には、歪 みが有り得るがハニカム自体の大きな歪みなしに全く接合により容易に達成され た。

密度、従ってハニカムの構造的特性の変更に加えて、この方法は電磁的特性の変 更にも使用できる。例えば、異なった電磁的特性、即ち電磁スペクトラムの特定 領域に対してより大きな透磁性、吸収性、又は反射性を有する第２のウェブを適 用することができる。異なった電磁的特性の連続ウェブに加えて、不規則に又は 幾何学的に間隔をあけた穴を有するウェブを適用することができる。かかるハニ カムは、いわゆる「ステルス」用に使用することができる。

ここで用いられる用語「熱可塑性ウェブ」は、限定するものではないが繊維強化 熱可塑物、紡糸接合熱可塑物、及び非強化熱可塑物を含む。

更に、かかる熱可塑物は、金属の粒子又はホイスカー、金属酸化物、金属被覆さ れた薄片、粒子、又は繊維及び類似物のような種々の充填物を含むことができる 。用語「熱可塑性ウェブ」は、最終硬化より前に熱可塑性の挙動を示し従って溶 融接合が可能な熱硬化性材料も含み、更に熱可塑物には少量の、即ち全ポリマー 含量の５０重量％までの通常の熱硬化性樹脂、即ちエポキシ樹脂、ビスマレイミ ド樹脂、シアナート樹脂、イソシアナート樹脂、及び類似物も含む。

本発明の方法は、まず、好ましくは例４に説明される方法で図１．４．８．６及 び１２に示されたような機械を使用して、熱可塑性ウェブの最初の層を置（こと により行われる。第２の層及び続く層は予め波型にされ、高温アイロンで定位置 に留められ又は適切な把持用手段により把持され、これに続いて、この層は、先 の層の上に統合され、又は連続ウェブが図１３Ａ及びＢのように使用される場合 は第２又は第３の波型／統合ローラーにより供給することができる。

用語「一体型ハニカム構造」は、２種の異なったハニカムより作られ接着剤で接 合され又は−緒に溶融接合されたハニカムとは対照的に、一体のユニットとして 作られたハニカムを意味する。用語「主熱可塑性ウェブ」は、ここに説明される ように置かれた最初の熱可塑性ウェブであって、その接続点が先に形成された最 上のハニカム層の腹部に溶融接合される熱可塑性ウェブを意味する。用語「２次 熱可塑性ウェブ」は、第２層又は後続層の熱可塑性ウェブであって、主熱可塑性 ウェブの上に接合され、その接続点及び腹部が主ウェブの接続点及び腹部と対応 し、更にその長さ及び厚さの寸法が主ウェブのそれらと同じか又は異なる熱可塑 性ウェブを意味する。１個以上の２次ウェブが使われるときは、１個の２次ウェ ブの寸法を他の２次ウェブに関して同じとし、又は同じでないとすることができ る、主ウェブはその寸法とは無関係に最初に置かれるウェブである。

請求項のハニカムコアに適用される用語「異なった物理特性」は、異なった機械 特性、即ち引張り強さ、圧縮強さ、密度、弾性係数、等：又は異なった電磁特性 、電気抵抗、誘電率、損失率、反射率、吸収率、又は電磁放射特性に対する分散 を有するハニカムの一部又は体積部分を意味する。熱可塑性ウェブに適用される 用語「異なった特性」は、熱可塑性ウェブが、限定するものではないが以下の項 目の一つ又はそれ以上において、ハニカムの作成に使用されるその他の熱可塑性 ウェブの少なくも一部分と異なることを意味する。その項目は、繊維の形式及び ／又は含量、繊維の織り方及び／又は方向；ウェブ内のパイル数；充填物、或い は金属、金属酸化物、セラミック、天然又は合成のポリマー、及び／又は無機材 料の被覆され又は被覆されない粒子、薄片、ホイスカー、短繊維、マイクロバル ーン等のようなその他の要素である。

異なった物理特性を有するハニカムの「領域」という用語は、少な（も半分のセ ル高さ、或いはハニカムの少なくも長さ方向と厚さ方向（即ちコアの開口セル面 に垂直の面内の方向）において測定されたときの領域、又はハニカム内の適宜の 確定可能な体積であって、コアの少なくも１カ所の別の領域又は体積とは物理特 性が異なっている領域を意味する。

用語「領域寸法」は、上述のようにセルの半分の高さに沿って同一面内で測定さ れた寸法を意味する。

用語「接続点対腹部の相互関係」又は「腹部対接続点の相互関係」は、結果とし てハニカムセルの完全な１列が形成されるように半セル分の高さのハニカム層を 加えるために、今あるハニカムの最上の層の隆起部又は山に次の層の溝又は谷を 位置決めし又は接合することを意味する。

「接続点対接続点」又は「腹部対腹部の相互関係及び／又は溶着又は接合」は、 最後に加えられる層の山と谷とが直前に置かれた層の山と谷とに対応し、従って ハニカムの新しい半層又はハニカムセルの完全な列を形成することなくこの層の 厚さ及びその他の物理特性を増強させるように、波型ウェブの少なくも１層の付 加ウェブを直前に置かれ接合されたウェブの上に位置決めし続いて接合すること を意味する。

かかる付加層（２次ウェブ）が加えられたときは、これらは先に層にされた（主 ）ウェブに、少なくもある面に沿って接合される。好ましくは、この接合は２次 ウェブの接続点（谷）と主ウェブの接続点（谷）に沿った溶着により行われる。

しかし、腹部（山）、側壁、又はこれらの総てを接合することも可能である。

異なった物理特性を有する領域を含んだ麺体形ハニカムの製作は連続工程で達成 され、この工程により（ａ）適切な形状の金属フォーマ−の第１の組は、少なく も１セルの厚さのハニカム構造の最上層の各セル内に１個のフォーマ−が置かれ るように配置され、（ｂ）セルの空間波長の半分だけ第１の組から横方向に変位 された金属フォーマ−の第２の組がハニカムの頂面に置かれた腹部の凹所内に設 置され、（Ｃ）熱可塑性の波型ウェブの腹部の底面がハニカムの接続点の頂面に 接するように、波形ウェブが金属フォーマ−の最上方の組の上に置かれ、（ｄ） 接続点−腹部の面、又はデームがこれらの表面を選択的に加熱する手段により溶 着され、（ｅ）フォーマ−の最下の組がコアから引き抜かれ、新たに形成された ハニカムセルの溶着された接続点対腹部の面の厚さを通過するに充分な量だけ持 ち上げられ、そしてハニカムの頂面に沿った接続点の凹所内に配置され、この変 位によってフォーマ−の最上の組となり：（［）ハニカムの接続点の頂面に別の 波型ウェブの腹部の底面が接するように別の波型熱可塑性ウェブが最上の金属フ ォーマ−の上に置かれ、（ｇ）接している接続点−腹部の面がこれらの面を選択 的に加熱することにより溶着され、そして（ｈ）本質的には無限となしうる所望 のハニカム厚さが得られるまで段階（ｅ）−（ｇ）を繰り返す。この工程中に、 段階Ｃは、寸法又は組成が第１に置かれた（主ウェブ）と同じか又は異なったも のとなしうる付加層（２次ウェブ）によって繰り返され、これに続いて２次ウェ ブの接続点及び／又は腹部が主ウェブの接続点及び／又は腹部にそれぞれ接合さ れる。

本発明の手段により、バッチ式作業と組み合わせられた欠点、例えば多数のバー 又はフォーマ−の使用及びハニカムコア組立体の全体又はその一部分の加圧によ り達成しなければならない時間のかかるバッチ式溶着段階なしに、連続式の費用 効果のある方法で適宜寸法のハニカムが得られる。

波型シート及び最終的に最後のハニカム製品を作るに有用な熱可塑性７トリック スシートは、熱可塑物、好ましくはエンジニャリング熱可塑物、及び繊維状補強 材を含む。

有用な熱可塑物には、種々のポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレ−ト 及びポリブチレンテレフタレート：脂肪族ポリアミド、例えば中でもナイロン６ 、ナイロン６６、ナイロン４、ナイロン１２及びす・イロン６１２：総ての芳香 族ポリアミド又はアラミド、例えば商品名ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）の下のこれ らの製品：脂肪族／芳香族のポリアミド混合物：ポリアルキレンポリマー、例え ばポリプロピレン及びポリエチレン、ポリオキンアルキレン、例えばポリオキシ メチレンポリマー：ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、 −０−。

ただし、Ｒはｃ、ＣＩＯアルキル又はアリル群又は水素；−ｃ−、−ｏ−ｃ−； 　−ｏ−ｃ−ｏ：及び類似物のようなグループを含んだアリレングループ間に散 在する種々のポリアリレンポリマー、特にポリスルフォン、ポリエーテルスルフ ォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン ケトン及びその他の異形体：並びに最初は熱可塑性であるが高温で架橋構造を形 成するように硬化するポリイミドを含んだ熱可塑性ポリイミドがある。

前述の熱可塑物の表は、説明のためのものであり限定するものではない。これに 関連して、熱可塑物の混合物、並びに少量、即ち約２０−３０重量％より多くな い量の１種又はそれ以上の熱硬化性モノマー、例えばビスマレイミド、エポキシ 樹脂、及びシアネートエステル樹脂と熱可塑物との混合物も有用である。熱可塑 性樹脂と熱硬化性樹脂との混合物が使用される場合は、ハニカムの最終熱処理を 行うことが必要であり、これはコンベヤーベルト上の加熱区域をハニカムが通過 するようにさせる手段によるなどで連続的に行える。熱硬化性樹脂を硬化させる に必要な温度は、一般に、熱可塑性物の溶着温度よりかなり低く、ハニカムの歪 みが生ずる可能性はない。

本発明のハニカムの製作に有用な強化用繊維は、熱可塑物の溶着に要する温度に おいて充分な機械特性を留める適宜の繊維から選定できる。

従って、ポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレートのような低融点の熱可 塑物が使用される場合は、高温熱可塑物、例えばアラミド、ポリスルフォン、又 はポリチルケトンの繊維を使用できる。しかし、好ましい強化用繊維はガラス、 石英、カーボン、シリコンカーボン、及び類似物の繊維である。

強化用繊維は多（の異なった形式で使用できる。例えば、渦巻状の連続繊維のマ ットのような選択的にニードル織機又はフェルト織機で織ることのできるステー プルファイバーのランダムマットを使うことができる。しかし、一方向テープ又 は織物の形式の強化用繊維を使用することが好ましい。更に、同じ熱可塑物含浸 の波型シート内で２層又はそれ以上の層の異なった繊維形態を使用することも可 能である。例えば、一方向テープを２枚の織物の間に挟んで、テープの繊維方向 において、より大きな強度を与えることができ：あるいは２枚の織物を互いに４ ５°の角度に方向付けし、近似的な等方性を与えることができる。これらの処置 によって、引張り及び圧縮の強さを特定の用途に適したものとすることができる 。同様に、異質の繊維材料層、例えばガラス繊維層及びカーボンの繊維及び／又 は粉末の層の使用により耐衝撃性及び電磁気的特性を変えることができる。

本発明のハニカム材料を作るために使用される繊維強化熱可塑性シートは、熱可 塑物、又は熱可塑物と熱硬化性樹脂との混合物による１層又は複数層の繊維強化 層の含浸により作られる。適切な含浸方法は熟練技術者によく知られている。例 えば、溶融含浸が高融点の熱可塑物によく使用されているが、この技術は溶着温 度又はガラス遷移温度の低い熱可塑物に特に有用である。溶融含浸は、溶融時に 低粘度の熱可塑物に特に好結果であり、溶解度の限定された熱可塑物には殆ど必 須である。熱可塑物が溶解可能である場合は溶液含浸も利用できる。いずれの場 合も、熱可塑物／繊維の含量は、これを大幅に変更することができる。好ましく は繊維含量が２０から８０重量％、より好ましくは３０から７０重量％、最も好 ましくは６０から７０重量％である。しかし、本発明の選択的加熱のために、例 外的に繊維含量の低いシート、熱可塑性繊維１００％のシート、或いは繊維含量 がないシートでも使用できる。繊維強化された熱可塑性シート又はウェブの厚さ は、一般に０．０２５■−（０，００１インチ）と０．２５４−一（０，０１０ インチ）との間にある。同様に主題の方法に使用し得る非強化熱可塑性シートは 同じ厚さを持つことができる。

１００％熱可塑性ウェブ材料からもハニカムを作ることができる。これらの材料 は、方向性のある又は方向性のない連続し又は細かく切られれた熱可塑性繊維、 例えばポリエチレン、ポリプロピレン又はポリエステルの繊維より構成できる。

かかるウェブの例は、タイバー（Ｔｙｐａｒ。

商品名）及びチクトン（Ｔｅｋｔｏｎ、商品名）ポリプロピレン紡糸接合ウェブ 及びテネシー州オールドヒッコリーのリーメイ・インコーポレッテッドより入手 可能なリーメイ（Ｒｅｅ■ａＳＳ商品名）紡糸接合ポリエステルウェブ；及びデ ュポンより入手可能なタイヴエツク（Ｔｙｖｅｋ１商品名）紡糸接合オレフィン 高密度ポリエチレンウェブである。これらの材料は、統合の際に、溶融して固体 熱可塑性ウェブを完全に形成し、又は幾分かの繊維のみが溶融して熱可塑性繊維 を含んだ熱可塑性マトリックスを形成する。後者の状態は、総ての熱可塑性紡糸 接合材料が２種の異なった熱可塑物、例えばポリエチレンとポリプロピレン、又 は異なった融点をもった単−属の熱可塑物が使用されるときに実現することがで きる。

１００％紡糸接合のカレンダー掛けされたウェブのようなウェブは１００％繊維 状の中間物として説明でき（この場合、総ての繊維は通常は同じ形式の樹脂より 作られる）、これが極めて細い繊維直径で作られ、カレンダー掛けされ、更に液 体又は気体の流れに対して本質的に浸透性となる。従って、この方法においては 、これらは、統合された繊維／マトリックス組成物又は１００％樹脂のフィルム ウェブより作られたかのように作用し、従って本特願の他の場所で説明された１ 要素又は２要素のウェブと同様な方法で処理することができる。これらはその接 合面に沿って溶融し一緒に連結されるが、接合の隣接領域の外側ではそれらの高 密度繊維の性質を保持するであろう。

本発明のハニカムの製造においては、繊維強化熱可塑性シートは最終ハニカムの 半セルを与える形状の波型にしなければならない。図５は、３種の異なった半セ ル波型形状を示す。図５Ａにおいては、セル形状は波型の深さに依存して正方形 又は長方形となるであろう。図５Ｂにおいては、波型は正弦波であり、底部と底 部とを突き合わせたベルと同様なセル形状を形成する。図５Ｃにおいては、半セ ル波型は台形であり、最も好ましい六角形セル構造を形成する。本明細書では、 これ以降、本方法及び本方法に使用される装置の説明は、六角形セル構造による ハニカムの形成に向けられるであろう。しかし、その他のセル形状のハニカムを 形成するに要する変更は、熟練技術者には容易で明らかであろう。

繊維強化シート及び繊維強化されないシートは、通常の方法、例えば米国特許第 ３３５６５５５号及び同時係属の原特許に説明されたような噛み合っている歯付 きのホイール間で高温シートを圧縮することにより波型にされる。熟練技術者に 良く知られたその他の方法もまた使用できる。波型シートは、幅がハニカムコア の厚さに等しい連続リボンから形成することができ、又は長さと幅とがそれぞれ ハニカムの長さと厚さとに対応する個々のシートとして作ることができる。勿論 、シートはハニカムの寸法より大きな寸法で供給し形状に切断できるが、これは 時間及び材料双方の無駄である。

波型シートは、いかなる形状のものでも使用前に波型にされ、又は一体式製造方 法においてハニカムに重ねる直前に波型にされる。高温熱可塑物又はガラスのよ うな低弾性係数の繊維を含んだ波型繊維強化熱可塑性シートは、ロール形式に製 造され連続的に使用できる。しかし、カーボン繊維及びシリコンカーボン繊維の ため、弾性係数は実質的な曲げが不可能なほど高く、従ってこれらの材料はシー ト形式になる前に作らねばならず、或いはハニカム構造に積み上げる直前又はこ れと同時の波型形成により工程内に取り入れられる。

図１を参照すれば、六角形セルのハニカム用として六角形断面を有し、かつ固定 用ブロック（２）により固定された最下方のフォーマ−（１）は、予備成型され たハニカムのスターターセル層を通してベッドレール（３）上に差し込まれる。

挿入手段は、電気式サーボモーターにより、空気圧式又は水圧式のモーター又は ラム、或いはその他の相当手段によることができる。次いで、最上のフォーマ− （４）がハニカムの頂部に挿入され、フォーマ−はハニカムコアの頂部の腹部の 凹所を占拠する。

ロッド（フォーマ−）を動かしかつこれらを昇降させる手段は、機械技術者にこ れら自身を容易に示唆するであろう。適切な方法の別な説明が、例えばここに参 考図書として組み入れられた米国特許第３２８３１１８号に見いだすことができ る。波型シート（明瞭には示されない）は、第２のシートの腹部がハニカムの最 上層の接続点と接触するように、最上のロンドの頂部に置かれる。第１及び第２ のシートの少なくも接続点対腹部の面（デーム）が加熱され、圧力を加えられ、 接続点対腹部の面を溶着する。次いで、フォーマ−の最下方の組が引き出され、 持ち上げられ、そしてハニカムセルの新たに形成された最上の列の腹部の凹所内 に差し込まれ、工程におけるフォーマ−の最上の組となる。その結果、ハニカム は寸法が半セルの高さ、又は完成セル１列分だけ増加する。

更に図１を参照すれば、金属フォーマ−（１及び４）の両組の高さはベッドフレ ーム（５）を昇降させることにより調整可能である。かかる昇降を行うために種 々の手段、例えば水圧式又は空気圧式のピストン（６）のような手段を使用し得 る。フォーマ−固定用ブロックは自由浮動し、ヒンジ止めされるが、ピラーブロ ック（８）に取り付けられた直線軸受（７）の使用によりそれらの運動を調整で きることが好ましい。

フす−マー昇降用のその他の相当手段は、熟練技術者に対してそれら自体を容易 に示唆させるであろう。

最上方の波型が存在しているハニカムに溶着された後に、先に説明されたように 最下方のバー（１）が引き抜かれ、このバーは最後に溶着された接続点−腹部の 面の厚さを過ぎるようにピストン（６）によって持ち上げられ、そしてこの工程 の最」二部のフォーマ−となる。次いで、ベッドフレームが半セル分の高さだけ 下げられ、新しい最上バーは少し下げられて２組のフォーマ−とこれらの間に置 かれたハニカム材料との間の圧力を確立する。昇降の順序は最終結果が同じか又 はそれに相当する限り変更可能である。図１においては、統合は歯付きローラー （９）及び熱風式加熱手段（図示せず）により行われる。

ハニカム形成手順が図２Ａ−２Ｃにより示され、これらの図面は、ハニカム材料 が定位置にあるときに図１を通って得られる断面図である。

図２Ａにおいては、ハニカム（２）の最上セル層内に置かれた最下方のバー又は フォーマ−の列は（１）にある。フォーマ−（４）の最上列は腹部の凹所内に挿 入され掴まれて下降し、下方フォーマ−（１）と最上フォーマ−（４）との間に ハニカム（２）を捕捉する。波型の繊維強化熱可塑性ウェブ又は非強化ウェブ（ ３）の層は、最上のバー（４）の上に置かれ、腹部の凹んだデーム（５）に統合 される。次いで最下フォーマ−（１）が引き抜かれ、統合された接続点−腹部の デームの厚さに等しいか又はそれより大きな量だけ持ち上げられ、再挿入されて 図２Ｂが得られる。

図２Ｂにおいては、図２Ａの番号が保たれる。図２Ａの最下方のフォーマ−（１ ）が図２Ｂの最上のフォーマ−（１）となり、同時に図２Ａの最上のフォーマ− （４）が図２Ｂの最下のフォーマ−（４）となり、更にハニカム（２）は半セル 分だけ幅が増加することに注意されたい。

波型ウェブの別の層が置かれ、加熱と圧力とによって統合され、最下方のフォー マ−（４）が抜かれ、持ち上げられそして再び挿入され、（図２Ａにおけると同 様に）再び図２０において最上のフォーマ−（４）となるが、図２０のハニカム 構造（２）は全セル付だけ幅が増加することに注意されたい。所望幅のハニカム が得られるまで、この工程が繰り返される。

図２Ｄにおいては、２次ウェブ（５）が最後の（主）ウェブ（３）上に置かれ、 腹部−腹部のデーム（６）において溶着される。フォーマ−の位置は図２０から 変化せず、従ってセルの新しい列は形成されずセル壁が厚くなっただけである。

（７）において接続点−接続点デームは溶着されず、一方（８）においてこれら は溶着される。この工程によって、最上層の部分の厚さ及び強度が増強される。

以上の説明による本発明の実施の際に、種々の接触面を溶融させ互いに拡散させ 強力な接合を形成するために、これらの面を加熱すること及び圧力を加えること が必要である。この工程は、ある場合には、接続点と腹部との対向面に適切な薄 いフィルム接着剤を置くことにより支援することができる：しかじ、この方法は 付加的な段階と材料とを要するため一般には望ましくない。接続点対腹部の接触 面を加熱し溶着させる多くの相当手段を容易に想像できるが、同時に１個以上の デームを溶着することが好ましい。かかる手段の一つ、高温シューが図３及び６ に示される。図３を参照すれば、高温シュー（４）は、高温シューの底部の突起 （２）が頂部の繊維強化熱可塑性又は非強化熱可塑性の波型シー１−の腹部の空 洞（１）に一致するように位置決めされる。高温シューは波型と平行の方向、即 ち厚さ方向を横切ってハニカムを拭う。金属、セラミック、グラファイト、又は その他の材料より作り得る高温シューの底面は底の突起（２）を有し、その形状 及び空間的波長は、セルの形状及びハニカムの幅と一致する。高温シューの幅は 、好ましくは製造すべきハニカトの長さと一致し、かかる寸法のため、高温シュ ーの１回の通過でハニカムの長さを横切るハニカムの半セル深さ全部の溶着がで きる。しかし、幅が例えばハニカム幅の一部分であって高温シューが複数回の通 過を行うことを指定する高温シューの使用もまた可能である。或いは、複数個の 高温シューを使用することができ、このときは、その各がハニカムの長さの一部 に沿った腹部を溶着する。

高温シューは、高温シューの底面温度を熱可塑物の溶着温度に、又はそれ以上に 維持するに充分な一体型の加熱手段も備える。この加熱手段は、巻線抵抗ヒータ ー、カートリッジヒーター、又は可撓性金属管により供給される高温空気とする ことができる。カートリッジヒーターは図３において端部から（３）で示される 。図６は空気マニホールドのある高温シューを示す。加熱用の熱風、又は冷却用 の冷風がマニホールド入り口（１）に供給され、加熱及び冷却用の通路（２）に 供給される。圧力下でハニカムを横切って高温シュー又はプラテンを移動させる ために使用される溶着用の組立体（図示せず）にプラテンを取り付けるために取 り付は穴（３）が使用される。好ましくは、長手方向に伸びている突起（４）が ハニカムの幅の方向に沿って面（５）を横切る丸みが付けられ、接続点−腹部の 接触領域をより効果的に移動加圧しかっシュー表面における樹脂のビルドアップ を防止する。ンユー又は熱可塑性シートの表面に剥離剤を塗布する必要は証明さ れていないが、ある場合にはかかる被覆が望ましい。樹脂のビルドアップ防止を 支援するために突起（４）の表面に滑剤又は接着防止塗膜を塗布することも可能 である。この技術は溶着温度の低い熱可塑物について特に有用であるが、被膜の 耐久性並びに高温における高温シュー表面へのその接着が不可能であるため、高 融点の熱可塑物については問題がある。高温シュー接合法の利点は、高温シュー は摺動運動を使って溶着領域から外されるので、この領域から離れる前にこれを 冷却しなくてもよいことである。

波型の繊維強化熱可塑性ノートの接続点と腹部とが組み合っている面を溶着する 別の手段は、加熱プラテンを利用することである。かかるプラテンも図６に示さ れる。このプラテンの表面からの隆起又は突起（４）はハニカムセルの形状及び 空間的波長と一致する。通常はセルの非組合い面（セル壁）を加熱する必要はな いので、セル形状が六角形１であるとしても平坦な接続点−腹部の面を有するセ ル形状に対しては、摺動高温ンユーによる場合のように断面を正方形にすること ができる。加熱されたプラテンは、波型熱可塑性シートの接続点対腹部の面にお いて溶着が生ずるに充分な圧力で露出されたハニカム面上に、ある時間だけ押し 例けられる。所要圧力は、接続点−腹部の面において０．３４ＭＰａ　（５０ｐ ｓｉ）又はそれ以上であることが多く、これは換算すれば３０．５ｃｇｘ　１１ ２ｃ■（１２インチ×４８インチ）上の４５トンの圧力である。この大きな圧力 は、プラテン並びに機械と機械のベッドの双方が頑丈な構造のものであることを 要するという、かかるプラテンの使用に対する欠点を生ずる。高温シューとプラ テンとの間の本質的な相違は、プラテンは一般に昇降運動だけで統合するように ハニカム上に置かれ、一方、高温シューは摺動運動によりハニカムを横切って拭 うことである。また、高温ンユーは一般に図６の断面（５）を横切る丸みが付け られ中低の歯となり、これが樹脂のピックアップを減らし、更にこれは転勤又は 摺動のいずれにおいても統合すべき表面に適用できる。

プラテン溶着の別の欠点は、ブラシノは普通は摺動により外せないので、接合面 から取り去る以前に熱可塑物の溶着温度を下げるためにプラテンを冷却しなけれ ばならぬことである。温度が高すぎると、樹脂の離昇が生ずることがある。低温 においても、樹脂の移動が問題となることがあり、従って剥離剤の使用が必要と なる。フレコード（Ｆｒｅｋｏｔｅ、商品名）剥離剤のような標準の剥離剤を、 例えばローラー又はその他の相当手段により、プラテンの突起と接触している接 続点−腹部の面の腹部−トに、計量して提供し又は塗ることができ、或いはプラ テン突起の頂面に塗布することができる。剥離剤が波型熱可塑性シートの最上層 の接続点の面に接触しないように注意しなければならない。この面は、まだ位置 決めされていない次のシートの腹部に次に接合される面である。

プラテンに加えられる圧力のために、組立体内にあるフォーマ−は、特にベッド の縁から最も遠い中央部分に沿って下向きに曲げられる。ハニカムの全幅に沿っ て適切かつ均一な圧力を確保するために、プラテンの表面は、ロンドの変位を考 慮に入れて前述のように僅かに中高に機械加工される。

プラテンは冷熱サイクルを経過しなければならないので、製造の観点から、この サイクルの行われる速度が重要である。この理由で、モノリノックグラファイト で作られたプラテンの使用が有利である。かかるプラテンは、ここに参考図書と して組み入れられた同時係属の１９９０年４月２４日付け、米国特願第０７１５ １３６３４号［繊維強化構造用材料の統合におけるモノリシックグラファイトプ レスプラテン及びその使用」に説明される。柔らかいグラファイト表面を保護す るために、グラファイトプラテンは、同様に参考図書としてここに組み入れられ た同時係属の米国出願第０７／４８８９３２号に説明されたように、薄い金属被 覆で被覆することができる。グラファイトプラテンは、しばしば鋼プラテンの２ 倍という早い移動速度、及びプラテン表面に亙る温度の均一性が大きいことの二 重の利点を持つ。

熱処理されたフォーマ−を利用することもできるが、この方法には、問題防止の ためにロッド上方のプラテンを使用しうるとはいいながら、均一な加圧に関連し た問題がある。別の溶着方法は、適切な手段、例えば集束赤外線放射、超音波エ ネルギー、レーザーエネルギー又は熱風により接続点−腹部の面に熱を加え、か つ前述の装置、即ちシュー、プラテン、ロッド、又はその他の加圧するだけの手 段の一つを使用することである。これらの装置は、加圧溶着中に必然的に生ずる であろう熱移動を補うために多少の加熱を必要とする。しかし、この場合は、シ ュー、プラテン又はロッドだけから加熱されるのではなく、かなりの熱量が腹部 の面自体に加えられるので、加熱冷却のサイクル及び加熱の程度がかなり小さく なる。最も速い処理は、熱容量の小さい繊維強化され又は繊維強化なしのウェブ 自体が加熱されるときに得られる。

熱可塑性ハニカムの別の製造方法が図４、及び９−１１の装置により説明される 。この方法は前述の方法と同様であるが、溶着手段が改良され更に波型にする段 階が工程中に組み込まれる。この好ましい方法においては、最下方のフォーマ− （７）が前と同じく最上のハニカムセルを通ってベッドフレーム内に挿入され、 最上のロッド（６）が挿入され、そして波型の繊維強化熱可塑性シートが最上の ロッドの上に置かれる。

波型のシート又はウェブは予め波型にされ、又はこれが置かれたときに波型にさ れる。次いで、誘導加熱、集束赤外線放射、熱風又はその他の相当手段より腹部 の組合い面が選択的に加熱され、更に（ハニカムの長さに沿った）波型の方向を 横切って動く歯付き円筒により溶着に要する圧力が供給される。ウェブが既に定 位置にあって第３のフォーマ一手段によりここに保持されるならば、この組み合 わせはセル方向と平行にも使用することができる。ある場合は、接続点−腹部の 周期と位置とに相当する空間的波長の長手方向スリットを有する適切なバッフル により、頂部の熱可塑性シートの非接触領域を熱源から遮蔽することが望ましい 。

この方法、サンスバッフルが図４により説明される。図４において、歯付きの円 筒又はホイール（１）は、これ力いニカムの頂部面を横切って転勤するとき、接 続点−腹部の接触領域（２）に圧力を与える。歯付きホイールは、ハニカムの厚 さ、又はそのがなりの部分、即ち厚さ寸法の１７３以上、好ましくは厚さ寸法の １７２以上に等しい幅を有することが好ましい。ここでは熱風のジェットである 加熱手段（３）が円筒の経路を先行する。円筒の歯は、転勤運動により圧力が円 滑に加えられるように中高の面を有することが有利である。案内（５）を通って 波型でないウェブ材料（４）が供給される。これにより、波型付けと統合とが製 造工程内に纏められる。図１及び２Ａ−２Ｃを参照し先に説明されたように、最 上のフォーマ−（６）と最下のフォーマ−（７）とが引き抜かれ、再挿入される 。

歯付き円筒の代わりに、適切な配列のバーを有する電型円筒を使用することがで きる。しかし、この方法には、特にセル幅の狭いハニカムに対してロッドが捩れ ること、及びバーが円筒と同じ熱容量を持たないことの二つの欠点がある。円筒 又は籠は加熱されず、むしろ樹脂移動が避けられるように充分な低温に維持され ることが望ましい。歯付きローラーの方法により、ハニカムの統合は３８　ｃｍ ／ｓｅｅ　（１５インチ／５ｅｅ）の速度で行うことができる。４枚歯及び５枚 歯のローラーの別の形状が図８Ａ及び８Ｂに示される。適切な配列を有する細長 いプランジャー及びその他の相当手段も使用することができる。

この最も好ましい実施例においては、熱可塑性ウェブは、まとめられた一つの段 階で波型にされかつ溶着される。この方法により、予め波型にされたウェブの取 り扱いに伴う問題は避けられる。これは、波型材料を正確な寸法に作ることは困 難なことが多いため重要である。更に、ウェブを引き伸ばしたり捩ったすせずに 接続点対腹部の空間的相互関係を得るようにかかる材料を頂部ハニカム面上に供 給することは困難なことが多い。この好ましい方法においては、熱可塑性ウェブ は波型になっていない状態でロールから供給される。ウェブはハニカムの最上層 の上に置かれ、ハニカムとウェブの両者は同時に加熱される。ウェブは、前述の 転勤歯付きホイールにより同時に波型にされかつ溶着される。

図１１Ａ及びＩＩＢは統合工程の拡大図であり、この事例においては、この工程 は歯付きローラーを使用し、好ましい方法は熱風、マイクロウェーブ又は放射加 熱（加熱手段は図示せず）による。図１１Ａにおいて、繊維強化ウェブの上方ウ ェブ（６）は、そのロッド（１）が図面で最も左の部材であるロッドの最上方の 組の上にある。底部ウェブ（５）は、そのロッド（２）が図面に完全に示された ロッドの最下方の組の上にあり、かつ最上の組と最下の組との間にある。波型で ない１個のウェブ厚がＢ−Ｂで示される。図１１八に統合されたウェブが（３） で示され、部分Ａ−Ａを横切るウェブは一般に厚さＢ−Ｂの２倍の約８０％であ る。

波型／統合の作業中に、ウェブは加熱され、波型／統合用ローラー（図１１Ｂの ９）は（図１１Ａの４）においてウェブ上に降ろされこれを統合する。図１．　 Ｉ　Ｂは、総ての熱可塑性ウェブのほぼ１００％から７０−５０％まで、又は繊 維強化材料の当初の２ブライ分の厚さ以下に変化する圧縮の程度を示す。熱可塑 物の含浸の程度が太き（なると、期待圧縮度が大きくなる。

再び図１１Ｂを参照すれば、未統合の２プライ分の厚さは部分Ｂ−Ｂであり、一 方Ａ−Ａにおける統合された厚さは厚さＢ−Ｈのほぼ８０％である。ハニカムの 側壁が（８）で示され、これは未統合ウェブと実質的に同じ厚さであり、又は特 に熱可塑物含量の高いウェブにおいてはこれはこの厚さよりも幾らか小さい。ロ ーラーの形状は、側壁に加える圧力の大小、又は有無に応じて調整することがで きる。

再び図１１Ａを参照すれば、完全に統合された接続点−腹部のデームが（３）で 示され、波型でないウェブ（７）はローラー（図示せず）により及び加熱手段（ 図示せず）の加熱により、波型にされると同時に統合されローラー（４）とバー （フォーマ−）の最上の組との間で圧迫される。

図９は２次接合統合の実施例を示す。統合／波型用ホイール（１）の経路を選択 的な２次溶着熱源（２）が移動し、これはより完全な接合を達成するために第２ の溶着／統合のために既に溶着されている接続点対腹部の面（３）を加熱する。

接合圧力は第２のローラー（４）により与えられ、一方、熱は２次空気ジェット （２）により供給される。ローラーはカートリッジ（５）に取り付けられ、この カートリッジは、フォーマ−のベッドの端部に達すると持ち上げられ、ウェブ端 部を切断した後で出発位置に戻される。２次接合技術は、図１０Ａ−１０Ｃに示 された連続式の２重波型／統合用ローラーシステムと共に使用できる。この場合 は、２組の２次接合ホイールと２次ジェットが、回転可能な中央波型／統合ホイ ールの前方側に１組及び後方側に１組で使用される。

図１．０Ａ−１０Ｃはハニカムの１形成方法を示し、この方法は、次を置く前の 歯付きローラーの移動及び選択的加熱手段のその最初の出発位置への戻りを無く す。この実施例では、２個の熱風加熱手段が使用される。統合及び波型用のロー ラー（１）及び（２）の組が左から右に通過するとき熱可塑性ウェブが降ろされ る。最下方のローラー（１）が波型付けと統合とを行う。波型でないウェブ（７ ）が案内（８）を通って供給される。ウェブの波型化及び溶着用の熱風は、図７ 及び１２に示されたものと同様な熱風ジェット（３）により作られる。進行して いるウェブがベッドの端部において最後のフォーマ−（４）に達すると、加熱手 段（３）へのガスの流れが遮断され、フォーマ−の最下方の列が引き抜かれ、統 合された接続点−腹部の厚さの高さより僅かに大きい量だけ持ち上げられ、モし てハニカム上に降ろされ、ハニカムの最上層とフォーマ−の下方の組との間に圧 力を発生することが好ましい。。次いで、ロッドが交換されるときは、２個の波 型／統合用ローラーを備えたキャリッジ（５）が図１．ＯＢに示されたように時 計方向に回転し、端部の最上フォーマ−（図１００の４）の周りにウェブを巻き 付ける。次に、ローラーは右から左に移動し、最左方の空気加熱手段（６）がウ ェブを統合温度に加熱するように作動を始める。その移動の終わりに、最も左方 の鴫風ジェット（６）の作動が停止され、最下方のフォーマ−は前と同様に後退 され、持ち−Ｌげられ、挿入されそして把持され、更に統合用ホイールキャリッ ジは最初の位置に反時計方向に回転させられる。所望のハニカム幅に達するまで 、この工程が繰り返される。

図１０Ｂは部分的に時計方向に回転したときの図１０Ａの装置を示し、この場合 は、ベッドは終端部にはなく途中まで降りている。適宜の特定フ寸−マーを１最 後」のフォーマ−とすることができる。図１０Ｃは右から左に移動している装置 を示し、この場合は熱風ジェット（６）が熱を供給し、一方、ジェット（３）は 遮断されている。波型でないウェブ（７）が、案内（８）を通って２個のローラ ー（１）と（２）に供給される。

図１２はガス衝撃用ジェット（２）の形状を示し、これは４枚歯又は５枚歯の統 合用ローラーと共に使用されたときの接続点−腹部のデームの全体統合の欠如を 無くすことが見いだされた。図１２を参照すれば、管（１）を通って送られる主 高温ガスはスリット（３）を通ってジェットを出す。流出穴（５）が高温ガスの ジェット４を作り、これが取り付けられている波型でないウェブの下面に当たる 。伸長ノズルは、噴出流から主ガス流を分離する内部バッフルを備える。伸長ノ ズルの使用により、腹部の凹所の陰の領域は無くされ完全な統合が得られる。

以下の例は多（の繊維強化、例えば１０８．１１２．１２０と７７８１織物状の ガラス繊維ウェブ及び２８．３から８５．０ｇ（１から３オンス）の不織ウェブ ：平行１方向テープのカーボン繊維ウェブ、２８２織物、及び１４．２から１１ ３゜４ｇ　（０，５から４オンス）不織ウェブ；及びケンドール（Ｋｅｎｄａｌ ｌ）スタイル１２０９不織ウエブのノメックス（Ｎｏｍｅｘ、商品名）繊維で行 われた。タイヴエック（Ｔｙｖｅｋ、商品名）スタイル１０８５Ａ紡糸接合１０ ０％ポリエチレンウェブ、タイバー（Ｔｙｐａｒ、商品名）スタイル３３５３　 １００％ポリプロピレンウェブ、及びリーメイ（Ｒｅｅ鵬ａＣｔ商品名）スタイ ルＴ−５５０１００％ポリエステルウェブもまた使用された。使用された樹脂は ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルイミド、 ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ウルトラソン（ＵＬ ＴＲＡＳＯＮ、商品名）２０００液晶ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン 、ポリエチレンテレフタレート及びナイロンである。例１−７は均一なハニカム の形成に関連し、一方、例８は本発明において請求されるような異なった特性を 有する領域を含んだハニカムの製造に該当する。

図１４Ａにおいて、強化されていないがここの基本的工程により製造された通常 のハニカムがハニカムの面の図面により示される。この図面はセル壁厚が比較的 均一であることを示す。図１４Ｂにおいて、Ａ−Ａにおけるハニカム面に直交す る断面は、ハニカムが熱可塑性ウェブの一体波型の連続接合により作られること を示す。かかるハニカムの物理的性質は、構造を通じて比較的一様であることが 期待される。

図１５Ａにおいては、請求された方法（１）のハニカム面は、ハニカムのその他 の部分とは異なった物理特性を有する強化物（２）の領域を示す。Ａ−Ａに沿っ た面と直交する断面が図１５Ｂ（高密度領域において１層付加のウェブ（３）） ；図１５Ｃ（高密度領域において２層付加（４））；及び図１５Ｄ（高密度領域 における２付加層（５）及び３付加層（６））により説明される。

図１３Ａは、ハニカム構造内の異なった物理特性のある領域を有するハニカムの 製造に有用な波型材料の列を示す。層（１）は、層（２）と同様な通常の、又は 第１の層である。これらのウェブは、他のものの上に直接置かれたとき、ハニカ ムセルの列を作るように一緒に接合するために、それぞれ互いに隣接する腹部の 面及び接続点の面を有するであろう。層（３）は２次層であり、その腹部と接続 点とは第１層（２）の腹部と接続点と一致する。接続点対接続点及び／又は腹部 対腹部の面が接合されるときは、セルの新しい列は作られないであろう。そうで はなくて、不規則な形状一層（３）の形状−の強化領域が作られるであろう。

層（４）は通常のウェブでありかつ新しいセル層を作るであろう。層（５）は２ 次ウェブであり、新しいセル列を加えることなく層（４）を強化するであろう。

層（６）は別の１次層であり、これは新しいセル列を作るであろう。図１３Ｂは 完成ハニカムの頂部から見た「Ｘ線」図である。太線及び陰影は、図１３Ａの層 より作られたハニカムにおける大きな強化物の埋設領域の範囲を示す。

実施例１ 種々の熱可塑性繊維強化のハニカムが、歯付きホイールの統合用ローラーはない が転勤及び摺動式の高温シューのある図１に示された装置を使用し、セル寸法３ ．１８から６．３５＋■（１／８から１／４インチ）で作られた。転勤式高温シ ューは、ワットロー２０００ワツトカートリツジヒーターにより加熱される１７ ７．８ｍ５（ツイフチ）の丸みの付けられた表面を有し、このヒーターは５３８ ℃（１０００°Ｆ）に加熱され接触面温度を３７１−４８２℃（７００−９００ ’Ｆ）　ｊ、：する。接続点−腹部の面の圧力は５．６３−９．８５ｋｇ／ｃ■ ”　（８０−１４０ｐｓｉ）の間で変動する。波型を横切る（波型の長さに沿っ た）方向における接合速度は５−１５ｃｍ／ｓｅｅ　（２−６インチ／５ｅｅ） である。

使用されたプラテンは接続点方向において２．５ｃｍ（１インチ）から１５ｃｍ （６インチ）まで様々である。単−接続点幅の摺動高温シュー（摺動プラテン） 並びに全ハニカム幅に相当するものが使用された。横断方向の速度は前述の転勤 プラテンと同様に変動させられる。使用されたプラテン材料は、ステンレス鋼、 アルミニウム、及びモノリシックグラファイトを含む。加熱は、プラテン表面に 一定に接触しているストリノブヒーター（ワットローの１０００−３０００ワツ ト）によった。単一接続点摺動プラテンは５０．８μ■（２ミル）厚のステンレ ス鋼箔で包まれた直径３．１８ｍ１（１７８インチ）のカートリッジヒーターを 使用した。

この加熱装置はプラテンの最低面を含んでいる。ヒータ一温度は、４２７−６４ ９℃（８００−１２００°Ｆ）の間を変動し、３４３−４５４℃（６５０−８５ ０°Ｆ）のウェブ表面温度が得られた。ウェブ表面における代表的な圧力は５． ６３と１１．２５ｋｇ／ｃｍ”　（８０と１６０ｐｓｉ）の間であった。

実施例２ 例１の手順に従ったが、図６におけるような固定プラテン（転勤又は摺動なし） が使用された。プラテンは溶着された接続点−腹部のデームから離れる前に冷却 しなければならないので、グラファイト及びセラミックプラテンが選ばれた材料 のプラテンである。急速な熱サイクルが熱容量の小さなプラテンを指定した。プ ラテン表面の頂部と接触しているストリップヒーターが温度上昇を遅くした（７ −１０　ｓｉｎ／ｃｙｃｌｅ）。典型的なヒータ一温度は６４９−８１６℃（１ ２００−１５００°Ｆ）の範囲であった。好ましい熱源は、プラテンの頂部上を 熱風が打つエッチ・ティー・ティー・モエン・システムであった。空気ジェット のオリフィスの寸法は０．０５ｃｍ（０，０２０インチ）から０．２５ｃｍ（０ ，１００インチ）の範囲であり、プラテン面までの距離／オリフィス寸法の比率 は２と８との間であった。６４９−８７１℃（１２００−１６００°Ｆ）の圧縮 空気が背圧０．７−１．４ｋｇ／ｃｍ２（１０−２０ｐｓｉｇ）で供給された。

この方法の使用により、ポリエーテルエーテルケトン又はポリエーテルスルフォ ンのような２０４℃（４００°Ｆ）範囲においてＴｇ’　ｓを掘りかつ３４３か ら４２７℃（６５０がら８０００Ｆ）の間の溶融点の熱可塑性材料により、１− ４分のサイクル時間が観察された。

実施例３ この例により作られたハニカムにおいては、予め波型にされたシートが例１にお けるように置かれ、熱可塑性ウェブを加熱するために熱風又は赤外線の熱が使用 された。統合は、転勤、摺動又は図１及び２におけるような固定のプラテンによ り行われた。この方法の欠点は、加熱、及び腹部のデームが動かされる際に波型 ウェブが歪むことのないように把持機構を使わなければならない点である。

実施例４ 図４に示されたような１０枚歯の波型／統合用ローラーのある図１のフォーマ− ベッドが使用された。ローラーの歯のピッチと形状とは、ウェブの厚さを考慮に 入れた所望のハニカムの形状（フォーマ−形状）に基づく。各試験に適切な形状 を決定するために通常の設計技術が使用される。この例に使用された歯付きホイ ールの形状は図４に描かれる。

波型でない熱可塑性ウェブを図４において２で示されたように波型／統合する以 前にこのウェブに熱風を供給するために、図７に示された形状の熱風ジェットが 使用された。背圧が３．５２から７．０３ｋｇ／ｃｍ”（５０から１００　ｐｓ ｉｇ）の間でかつ流量が５０から１１００５ＣＦにおいて窒素を流しているニー ・デー・シー高温ガストーチが、典型的には温度５９３−７６０℃（１１００− １４００°Ｆ）、ウェブ表面において４２７−４８２℃（８００−９００°Ｆ） の排出ガスを作った。圧縮空気を使用するエッチ・チー・チー・モエンユニット もまた使用された。

ノズルの形式と寸法とは材料の組成及び幅に依存するが、代表的なノズルのウェ ブまでの距離／オリフィス寸法の比率は２と８との間である。

波型でない材料がハニカムの頂面上に供給され、これに熱風ジェット及び速度２ ．５から５１　ｃｍ／ｓｅｃ　（１から２０インチ／５ｅｃ）、典型的には１５ から３０ｃｍ／ｓｅｃ　（６から１２インチ／５ｅｃ）　、圧力３．５２から２ １゜１０ｋｇ／ｃｍ”　（５０から３０　Ｑｐｓｉ）　、典型的には５．６３か ら１１．２５ｋｇ／ｃｍ２（８０から１６０ｐｓｉ）で走行するローラーをかけ た。達成され測定された統合速度の例は、７７８１織物ガラス繊維／ポリフエニ レンスルフアイドで２５．４ｃｍ／ｓｅｃ　（１０インチ／５ｅｅ）　：　１１ ２織物ガラス／ポリエステルスルフオンで１５　、２　ｃＩＩ／ｓｅｃ　（６イ ンチ／５ｅｃ）　：更にタイヴエック（Ｔｙｖｅｋ、商品名）、タイバー及びリ ーメイ不織布で３８．ＩＣ■／ｓｅｅ　（１５インチ／５ｅｃ）であった。この 例に使用されたローラーの幅は２９．２ｃ回（１１，５インチ）であった。

ローラーとウェブとがフォーマ−の列の終端に達したとき、ガス流が遮断され、 ウェブはレーザーナイフで切断され、そしてローラーと波型でないウェブとが出 発位置に輸送される。この位置において、最下方のロンドが引き抜かれ、統合さ れた形式接続点−腹部の面の厚さより大きな距離だけ持ち上げられ、再挿入され 、把持され降ろされる。次いで、所望のハニカム幅に達するまで波型／統合の工 捏が繰り返される。

この工程によりより完全なセル形状を持ったより均一なウェブが得られた。幾つ かのウェブ材料については、前進する歯付きローラーから最も遠い領域における 接続点／腹部のデームの不完全な屈曲が注意された。

ノズルデザインの変化、例えば図１２の変更されたガス衝突ヒーターと共に図８ Ａ及び８Ｂの４枚歯又は５枚歯の統合用ローラーの使用により、この問題を軽減 した。図９に示されたような第２の溶着段階の優れた統合をもたらすであろう。

３５重量％のポリエーテルスルフォンを含浸しセル方向に±４５°バイアス方向 の１０８スタイルガラス織物より本発明の方法に従って作られた５　２．９ｋｇ ／ｍ３（３，３１ｂ／ｆｔ”）　、６．３５ｍｍ　（１／４インチ）セルのハニ カムが製造され、試験され、次の結果が得られた。

平面圧縮強さ　１１．１１　ｋｇ／ｃｍ”　（１５８ｐｓｉ）曲げ強さ　２４． ６１　ｋｇ／ｃ＋＊２（３５０ｐｓｉ）平面剪断強さ　６９．４８　ｋｇ／ｃｍ ２（９８８ｐｓｉ）これらの値は熱硬化性ハニカムの値と比較して有利である。

しかし、熱可塑性ハニカムは上下のパネルを含んだハニカム構造２８．３ｄｍ” 　（１ｆｔ３）を作るために僅か１分間しか必要でなかったのに対して、同様な 熱硬化性ハニカム又は接着剤接合の熱可塑性ハニカムは同じ大きさの構造を作る ために２４時間以上を必要とする。

実施例５−７ 誘導接合、超音波接合、並びに繊維の抵抗加熱及び超音波が試みられた。これら の企画の総てが材料を一緒に接合するには成功したが適切な処理速度及び加熱の 精度を達成することは困難であった。

誘導接合の試験は、家庭用マイクロウェーブオーブン（７００ワツトまでの出力 を有し２．５　Ｇ１１ｚで作動すると考えられる）からの高周波源、及び一方の 端部が高周波源に接続され他方の端部が圧力面／エネルギーウィンドウとして高 周波透過エポキシに嵌め込まれた長方形の導波管を使用して行われた。出力レベ ルは、樹脂の形式、ウェブの厚さ及び繊維形式の関数として変えられた。エポキ シウィンドウの温度限界のためにポリエチレン及びナイロンのような低融点樹脂 のみが使用された。樹脂自体はそれらと組み合わせられた項目が全くないか又は 少ししかないので、高周波放射に対する材料の感受性を強化するために、カーボ ンブラック又は銖カルボニル粉末のような損失媒体を少量添加することが一般に 必要である。ガラス強化システムは１接合当たり２秒以下で接合できるが、放射 に対する繊維の高反射率のため、樹脂中のカーボン繊維の存在が通常は充分な加 熱を妨げる。

この技術分野における超音波の実験は、１０００ワットのソエックス・アンド・ マテリアルズの工業用超音波溶接機を使用した。この溶接器は、振動している電 気信号をクリスタル変換器により機械的なものに変換するという原理で作動する 。次いで、機械的な振動は適切な形状の同調ホーンを通過させられる。振動して いるホーンが２個のウェブ面を互いに振動させ、発生した摩擦熱が２個の材料を 共に溶融するに充分になると熱可塑性材料の溶着が生ずる。数個のホーン（直径 が３．８１１１論（０，１５０インチ）のフェースホーン及び１０１．６ｍ腸Ｘ 　３．６０＋謬（４インチＸ０．１４４インチ）のフェースホーン）が作成され 、１：１から１：２５の範囲の増幅器と共に試験に使用された。充分な接合強度 を示す試験が１接続点当たり２秒以下で達成できた。試験は、織物及び不織布の 両方に対応するガラス／ポリエーテルスルホブオン樹脂、ポリフェニレンサルフ ァイド及びポリエーテルエーテルケト・ンで行われた。非強化樹脂のウェブは、 平均して強化樹脂より２倍の速さで接合された。ガラス強化システムはグラファ イトシステムよりも多分２５−５０％早かった。全接続点接合領域の一様な接合 を達成するためには、ホーン面は絶対的に正確な位置（一方の端部から他方にロ ッド表面と平行）になければならない。これがなされていないと、貧弱で不規則 な接合となるであろう。ホーンの形状のため、これは容易に達成でき、不可避な ウェブ及びロッドの不規則性を補償するであろう自己整列式の取付は装置を必要 とする。多面ホーンは多数の接続点領域に亙り一様なウェブ厚又はロッド面を保 証することが困難であるので、多面ホーンについてはこの難点はかなりの困難を 与える。これは、克服するために個々のプラテン圧力要素を必要とする前述の固 体プラテン方法が当面した問題と本質的に同じ問題である。しかし、ホーンはブ ースターの対向面並びに最適のエネルギー転移の生ずる材料の両者と緊密に接触 しなければならないので、この固定は超音波とはうま（働かないであろう。従っ て、実行可能であることが明らかなただ一つの方法は、各が自分自身用の変換器 で駆動される一連の単一面ホーンを使うことである。しかし、多数プラテン方法 と同様に、これは実行するためにかなり高度な機械的複雑さを必要とする。

繊維（この場合はカーボン又はグラファイト）自身の抵抗加熱が試みられた。囲 んでいる繊維を加熱するようにカーボン繊維を通る種々の大きさの交流及び直流 を与えるために交流／直流の溶接機が使用された。

温度上昇時間は極めて迅速であるが、加熱の際のカーボン繊維との一定レベルの 接触を維持することが困難であり、従って加熱の程度を調整することが困難であ った。サイクル時間は１接続点あたり２秒以下であったが、接続点による加熱の 相異は極めて出鱈目であった。ロッド心棒の加熱にもこの技術の延長が適用され た。本来の鋼のロッドはその寸法の安定性を失うことなく急速に温度を上下させ ることが困難であるので、これら金属ロッドは、スタックポール社から供給され るモノリシックカーボンロッドに置換された。（既に波型にされた）頂部のウェ ブは転動作用を受けるので、大電流／低電圧エネルギー源はロッドに接続された 。

この工程は、ロッドを充分な温度に加熱し次いて材料の両方の層に熱を伝達しな ければならないので本質的に緩慢であるが実施した。最上層のウェブが適用され たときに、ロッドに順に電流を供給するために、銅の導電体ストリップが使用さ れた。この方法を使って１接続点当たりほぼ１０秒の接合時間が達成された。ロ ッドを加熱する別の方法は、熱源としてカーボンロッドに小さな（直径３．１８ ｙａ■（１７８インチ）のカートリッジヒーターを挿入することである。この技 術の欠点はカートリッジ熱源の遅いサイクル時間であった。この方法の接合時間 は、１接合当たり平均２０秒以」−であった 寒亀町剣 主コア材料として紡糸接合タイヴエック１０８５Ｄ織物を使用してハニカムコア が作られた。ハニカムの数セル層の製造に続いて、工程は変更され、タイヴエソ クの１層（主層）の波型化と統合に続いて、厚さ及び長さに沿って（図１に示さ れた機械のべ・ｙド面におけるＸ及びｙの方向）異なった寸法を有する１層、２ 層又は３層の付加層（２次層）が波型にされ主層に統合された。次いで、タイヴ エツクの次の主層が、そのときのハニカムに付加的な半セル分の高さを加えて、 波型／統合され、先のように加えられたタイヴエツクの付加された「２次」層と なる。多くの反復の後で、工程は再び変更され、タイヴエツクの１層だけが使用 される。得られた一体式のハニカム構造は、その内部に図１５に示されたものと 同様な周囲のハニカムよりも強度及び弾性係数の大きな領域を含む。

補正音の写しく翻訳文）提出書　（特許法第１８４条の８）平成５年６月１日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．ハニカムのその他の部分とは異なった物理特性を有する一つ又はそれ以上の 領域を有する一体型熱可塑性ハニカム構造であって、前記異なった特性を有する 領域がハニカムの最初の連続製造中に作られるハニカム構造。
2. ２．請求の範囲１の一体型熱可塑性ハニカムであって、熱可塑性ウェブハニカム 材料の最後に付加された半セルの高さの腹部を熱可塑性ハニカムの先に加えられ た半セルの高さの接続点に熔融接合する連続工程によりハニカムが作られ、更に 異なった物理特性を有する前記領域がハニカムの製造に使用されたその他の熱可 塑性ウェブとは異なった特性を有する少なくも一つの熱可塑性ウェブの使用によ り作られるハニカム。
3. ３．請求の範囲１の一体型熱可塑性ハニカムであって、熱可塑性ウェブハニカム 材料の最後に付加された半セルの高さの腹部を熱可塑性ハニカムの先に加えられ た半セルの高さの接続点に熔融接合する連続工程によりハニカムが作られ、更に 異なった物理特性を有する前記領域は、最後で置かれた主ウェブに対して接続点 と接続点及び腹部と腹部という関係で同じ又は異なったウェブ材料の１個又はそ れ以上の２次ウェブを順次に適用しかつ接合することにより作られるハニカム。
4. ４．ハニカムの少なくも１個の半分のセル高さにおいて前記主ウェブ及び２次ウ ェブが異なった領域寸法を有する請求の範囲３のハニカム。
5. ５．一体型熱可塑性ハニカムの連続製造方法であって前記ハニカムの少なくも一 部分がその他の部分とは異なる物理特性を有し、ａ）少なくも１列のセルを有す るハニカム構造の最上方セル内に金属フォーマーの第１の組を配置し； ｂ）最上方のハニカム面の腹部の凹所内にセルの空間的波長の半分だけ変位して 金層フォーマーの第２の組を配置し；ｃ）前記波型ウェブの腹部が前記ハニカム 構造の最上層の露出された接続点と一致するように金属フォーマーの最上列の上 に繊維強化熱可塑物の波型ウェブを供給し；ｄ）接続点−腹部の面を溶着させる に充分な大きさで少なくも接続点−腹部のゲームを加熱しかつ加圧し；ｅ）フォ ーマーの最下の組を引き抜き、前記フォーマーを溶着された接続点−腹部の面の 厚さと少なくも等しい量だけ持ち上げ、そしてかかる運動により最上のフォーマ ーとなった最上ハニカム面の腹部の凹所内にロッドを再配置し、更にｆ）所望深 さのハニカムが得られるまで段階ａ）一ｅ）を繰り返す 諸段階を含み、前記連続製造の少なくも一部分中に、工程のその他の部分におい て用いられる熱可塑性ウェブとは異なった特性を有する熱可塑性ウェブが段階ｃ において使用される方法。
6. ６．一体型熱可塑性ハニカムの連続製造方法であって前記ハニカムの少なくも一 部分がその他の部分とは異なる物理特性を有し、ａ）少なくも１列のセルを有す るハニカム構造の最上方セル内に金属フォーマーの第１の組を配置し； ｂ）最上方のハニカム面の腹部の凹所内にセルの空間的波長の半分だけ変位して 金属フォーマーの第２の組を配置し；ｃ）前記波型ウェブの腹部が前記ハニカム 構造の最上層の露出された接続点と一致するように金属フォーマーの最上列の上 に繊維強化熱可塑物の波型ウェブを供給し；ｄ）接続点−腹部の面を溶着させる に充分な大きさで少なくも接続点−腹部のデームを加熱しかつ加圧し；ｅ）フォ ーマーの最下の組を引き抜き、前記フォーマーを溶着された接続点−腹部の面の 厚さと少なくも等しい量だけ持ち上げ、そしてかかる運動により最上のフォーマ ーとなった最上ハニカム面の腹部の凹所内にロッドを再配置し、更にｆ）所望深 さのハニカムが得られるまで段階ａ）−ｅ）を繰り返す 諸段階を含み、前記連続製造の少なくも一部分中において、段階ｃ及びｄが段階 ｅを繰り返すことなしに繰り返されように変更され、１層以上のハニカムを形成 し、ハニカム層は連続適用された熱可塑性ウェブの２層以上の層を備え、前記熱 可塑性ウェブ層がそれらの接触面の少なくも一部分に沿って互いに接合される方 法。