JPH09272171A - イオン化重合を使用した高い寸法精度の複合素材の製法及びこの製法により得られた素材 - Google Patents
イオン化重合を使用した高い寸法精度の複合素材の製法及びこの製法により得られた素材Info
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 イオン化重合を活用して高い寸法精度の複合
素材を提供する。 【解決手段】 ・埋設される素材の形状と寸法を備える
モールド1に、イオン化重合性樹脂の少くとも1つを予
備含浸させた繊維のラップを敷設して第1もしくは唯一
の表皮層3を埋設させる工程と;前記第1の表皮層にイ
オン化重合性接着剤樹脂の被膜をコーティングする工程
と;パネル2の前記被膜を1つもしくはいくつかの接着
部分に適当な厚さをコーティングする工程と;前記第1
の表皮層/被膜/パネルユニットを圧縮する工程と;少
くとも1つの予備含浸繊維のラップを備える第2の表皮
層4をできるかぎり成形し、その後圧縮し、イオン化重
合性接着剤樹脂の被膜を前記表皮層4と前記パネル2の
間に挿入する工程と;最後に、前記第1の表皮層/被膜
/パネルユニットの圧縮中にイオン化重合を実施する工
程と;からなることを特徴とする。
素材を提供する。 【解決手段】 ・埋設される素材の形状と寸法を備える
モールド1に、イオン化重合性樹脂の少くとも1つを予
備含浸させた繊維のラップを敷設して第1もしくは唯一
の表皮層3を埋設させる工程と;前記第1の表皮層にイ
オン化重合性接着剤樹脂の被膜をコーティングする工程
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合性接着剤樹脂の被膜を前記表皮層4と前記パネル2の
間に挿入する工程と;最後に、前記第1の表皮層/被膜
/パネルユニットの圧縮中にイオン化重合を実施する工
程と;からなることを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高い寸法精度を必要
とする大型複合素材の生産に関するものである。
とする大型複合素材の生産に関するものである。
【0002】
【従来の技術】詳述すれば、本発明の意図するところ
は、接着により取付けられた炭素表皮層の片側もしくは
両側面に接する支持パネルで形成された素材の製造であ
り、その目的は高い寸法精度と最高の剛性を適度の価格
で加工する大型軽量素材の達成である。
は、接着により取付けられた炭素表皮層の片側もしくは
両側面に接する支持パネルで形成された素材の製造であ
り、その目的は高い寸法精度と最高の剛性を適度の価格
で加工する大型軽量素材の達成である。
【0003】本発明の適用範囲は当然、地球の回りの軌
道に乗せるか、あるいは宇宙への打上げを意図した機械
類もしくは構造物だけでなく、航空学一般ならびに海事
上の用途(ポート構造部材もしくは素材、例えば艇体)
に関する。
道に乗せるか、あるいは宇宙への打上げを意図した機械
類もしくは構造物だけでなく、航空学一般ならびに海事
上の用途(ポート構造部材もしくは素材、例えば艇体)
に関する。
【0004】上述の種類、すなわち熱硬化性樹脂を予備
含浸させた1つもしくは数個の繊維ラップで形成した表
皮層の片面もしくは両側面に接するパネルで、各々の表
皮層を前記支持パネルに接着剤樹脂により固定させた構
造上の素材を次の2つの工程で一般に製造する:すなわ
ち前記表皮層の層化と前記二次加工用接着剤の硬化とで
ある。これらの2つの工程各々は重合工程を必要とし、
この2つの重合工程を伝統的焼付技術により連続的にあ
るいは同時に、前記繊維の予備含浸樹脂と接着樹脂の重
合化を同時焼付により行うかのいずれかで実施する。こ
の後者の場合、前記支持パネルと表皮層を適切に形成し
たモールドに入れ、また上述のどれをもオートクレーブ
に入れて前記樹脂を高圧と高温で重合させる。
含浸させた1つもしくは数個の繊維ラップで形成した表
皮層の片面もしくは両側面に接するパネルで、各々の表
皮層を前記支持パネルに接着剤樹脂により固定させた構
造上の素材を次の2つの工程で一般に製造する:すなわ
ち前記表皮層の層化と前記二次加工用接着剤の硬化とで
ある。これらの2つの工程各々は重合工程を必要とし、
この2つの重合工程を伝統的焼付技術により連続的にあ
るいは同時に、前記繊維の予備含浸樹脂と接着樹脂の重
合化を同時焼付により行うかのいずれかで実施する。こ
の後者の場合、前記支持パネルと表皮層を適切に形成し
たモールドに入れ、また上述のどれをもオートクレーブ
に入れて前記樹脂を高圧と高温で重合させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】まず、標準サイズのオ
ートクレーブでは前者に導入できるモールドのサイズ、
従って導入できる素材のサイズも、もちろん特別のオー
トクレーブを製造しない限り、限定することになり、こ
れは高価につくことがはっきりしている。第2に、この
熱重合で必要条件を満たした温度は約160乃至180
℃であったが、結果として内部応力、微小亀裂の事故
を、また前記素材のサイズが原因となった膨脹による変
形の事故も同様にもたらしたが、その対策を必要とする
これらの事故は、極めて低い熱膨脹率をもつ材料、例え
ば高価ではあるがインバール(Invar)もしくは黒
鉛製のモールドを用いて解決できる。
ートクレーブでは前者に導入できるモールドのサイズ、
従って導入できる素材のサイズも、もちろん特別のオー
トクレーブを製造しない限り、限定することになり、こ
れは高価につくことがはっきりしている。第2に、この
熱重合で必要条件を満たした温度は約160乃至180
℃であったが、結果として内部応力、微小亀裂の事故
を、また前記素材のサイズが原因となった膨脹による変
形の事故も同様にもたらしたが、その対策を必要とする
これらの事故は、極めて低い熱膨脹率をもつ材料、例え
ば高価ではあるがインバール(Invar)もしくは黒
鉛製のモールドを用いて解決できる。
【0006】さらに、素材にある重量と不均質のため、
問題が重合されるユニットの内部の熱流の進行に関し起
こり、重合工程の熱等方性の制御を極めて困難にする。
最後に、これらの熱抑制は結果として、明らかに操作費
用に悪影響を及ぼす緩慢な温度上昇を伴う作業をもたら
す。
問題が重合されるユニットの内部の熱流の進行に関し起
こり、重合工程の熱等方性の制御を極めて困難にする。
最後に、これらの熱抑制は結果として、明らかに操作費
用に悪影響を及ぼす緩慢な温度上昇を伴う作業をもたら
す。
【0007】その高い費用とは別に、熱同時焼付もこの
ように、結果として、特にRMS(平方二乗平均)とし
て通常周知のパラメーターを特徴とする形状の精度に関
し効率の劣る性能となる。
ように、結果として、特にRMS(平方二乗平均)とし
て通常周知のパラメーターを特徴とする形状の精度に関
し効率の劣る性能となる。
【0008】熱同時焼付もしくは「高温」重合の替わり
にその原理は周知であって、誘導された温度上昇を約8
0℃に限定するため、低温重合として知られているイオ
ン化重合を行うことが可能である。この重合には、その
実施の速度、その有効性ならびに前記材料に負わされる
弱い熱応力に関し特定の利点がある。それは全く自然的
におそらく大寸法をもつ素材もしくは目的物に適応させ
ることができ、また照射素材の寸法的変化には繋がらな
い。しかしながら、この技法の周知の適用は、本出願人
の名前で許可されたヨーロッパ特許第0,165,11
8号にあるように、前記素材の組成の一部を形成する樹
脂を硬化させる既に埋設された完全複合素材の単純照射
に主として関するものである。この照射は前記素材をそ
の所望の形状とサイズに合うように製造する方法を通じ
て使用しないが、その後標準もしくは周囲圧力と温度条
件ではこの限りでない。そのうえ、イオン化による重合
は樹脂の挙動に関し特定の問題を提起する。
にその原理は周知であって、誘導された温度上昇を約8
0℃に限定するため、低温重合として知られているイオ
ン化重合を行うことが可能である。この重合には、その
実施の速度、その有効性ならびに前記材料に負わされる
弱い熱応力に関し特定の利点がある。それは全く自然的
におそらく大寸法をもつ素材もしくは目的物に適応させ
ることができ、また照射素材の寸法的変化には繋がらな
い。しかしながら、この技法の周知の適用は、本出願人
の名前で許可されたヨーロッパ特許第0,165,11
8号にあるように、前記素材の組成の一部を形成する樹
脂を硬化させる既に埋設された完全複合素材の単純照射
に主として関するものである。この照射は前記素材をそ
の所望の形状とサイズに合うように製造する方法を通じ
て使用しないが、その後標準もしくは周囲圧力と温度条
件ではこの限りでない。そのうえ、イオン化による重合
は樹脂の挙動に関し特定の問題を提起する。
【0009】実際には、この重合の開始から、樹脂は剛
化し、それが従来の熱重合で達する事実上流動性状態を
通過しないで、特に繊維のインターサイトスペース(i
ntersite space)への良好な拡散に悪影
響を与える。
化し、それが従来の熱重合で達する事実上流動性状態を
通過しないで、特に繊維のインターサイトスペース(i
ntersite space)への良好な拡散に悪影
響を与える。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は複合材料製の高
い寸法精度をもつ素材の製法に関するもので、イオン化
による重合を利用し、さらに詳しくは、接着剤樹脂によ
り固定させ、また少くとも1つの鉱物もしくは有機繊維
と、有機結合マトリックスのラップを備える表皮層の片
側もしくは両側面に接した支持パネルで形成された素材
の製法で、次の工程: ・埋設される素材の形状と寸法を備えるモールドに、イ
オン化重合の可能な樹脂の少くとも1つの予備含浸させ
た繊維のラップを敷設して、第1もしくは唯一の表皮層
を埋設させる工程と; ・前記第1の表皮層にイオン化重合性接着剤樹脂の被膜
をコーティングする工程と; ・パネルの前記被膜を1つもしくはいくつかの接着部分
に適当な厚さをもってコーティングする工程と; ・前記第1の表皮層/被膜/パネルユニットを圧縮する
工程と; ・少くとも1つの予備含浸繊維のラップを備える第2の
表皮層をできる限り形成し、その後圧縮し、イオン化重
合性接着剤樹脂の被膜を前記表皮層と前記パネルの間に
挿入する工程と; ・最後に、前記第1の表皮層/被膜/パネルユニット
の、もしくは第1の表皮層/被膜/パネル/第2の表皮
層ユニットの圧縮中にイオン化重合を実施する工程と;
からなることを特徴とする。
い寸法精度をもつ素材の製法に関するもので、イオン化
による重合を利用し、さらに詳しくは、接着剤樹脂によ
り固定させ、また少くとも1つの鉱物もしくは有機繊維
と、有機結合マトリックスのラップを備える表皮層の片
側もしくは両側面に接した支持パネルで形成された素材
の製法で、次の工程: ・埋設される素材の形状と寸法を備えるモールドに、イ
オン化重合の可能な樹脂の少くとも1つの予備含浸させ
た繊維のラップを敷設して、第1もしくは唯一の表皮層
を埋設させる工程と; ・前記第1の表皮層にイオン化重合性接着剤樹脂の被膜
をコーティングする工程と; ・パネルの前記被膜を1つもしくはいくつかの接着部分
に適当な厚さをもってコーティングする工程と; ・前記第1の表皮層/被膜/パネルユニットを圧縮する
工程と; ・少くとも1つの予備含浸繊維のラップを備える第2の
表皮層をできる限り形成し、その後圧縮し、イオン化重
合性接着剤樹脂の被膜を前記表皮層と前記パネルの間に
挿入する工程と; ・最後に、前記第1の表皮層/被膜/パネルユニット
の、もしくは第1の表皮層/被膜/パネル/第2の表皮
層ユニットの圧縮中にイオン化重合を実施する工程と;
からなることを特徴とする。
【0011】この方法は、パネル、隔壁、船体、平面も
しくは曲面のケーソンタイプ構造部材などを、できる限
り大寸法にし、またその機械的動作、その剛性、寸法精
度、軽量、ならびに詳述すれば生産時間の短縮と、イン
バールもしくは黒鉛より安価な材料、例えば軟鉄もしく
はアルミニウム合金製の大型部材を、重合中に観察され
るわずかな温度上昇のため使用する可能性に起因する相
対的な低価格の点ですぐれた特質を備えて埋設できる。
しくは曲面のケーソンタイプ構造部材などを、できる限
り大寸法にし、またその機械的動作、その剛性、寸法精
度、軽量、ならびに詳述すれば生産時間の短縮と、イン
バールもしくは黒鉛より安価な材料、例えば軟鉄もしく
はアルミニウム合金製の大型部材を、重合中に観察され
るわずかな温度上昇のため使用する可能性に起因する相
対的な低価格の点ですぐれた特質を備えて埋設できる。
【0012】詳述すれば、イオン化重合と圧縮との併用
は気孔率の低い前記表皮層の繊維と、前記支持パネルと
前記表皮層の間の極めて良好な接着特性とを結合させる
極めて良好な均質性をもつマトリックスの達成を可能に
するので、この方法は特に、マトリックスを結合する繊
維の形成と、異なる性質を有する構造の部分の接着によ
る固定との双方を必要とする複合ユニットの埋設に特に
極めて適している。
は気孔率の低い前記表皮層の繊維と、前記支持パネルと
前記表皮層の間の極めて良好な接着特性とを結合させる
極めて良好な均質性をもつマトリックスの達成を可能に
するので、この方法は特に、マトリックスを結合する繊
維の形成と、異なる性質を有する構造の部分の接着によ
る固定との双方を必要とする複合ユニットの埋設に特に
極めて適している。
【0013】本発明の方法の実施の仕方によれば、前記
繊維は高い弾性率をもつ炭素繊維もしくはガラス繊維、
シリカ繊維、炭化珪素繊維またはアラミド(Arami
d)繊維、例えばケルバー(Kelvar)であって差
支えなく、また各々のラップも予備含浸させた単方向性
繊維の幅の並んだ配置にして形成できる。各々の表皮層
は、1つのラップの繊維を隣接するラップの繊維に関し
て直交させたいくつかのラップを重ね合せることができ
る。前記モールドに接して配置された表皮層の表面特性
と機械抵抗を強化することが好ましい場合、この表皮層
の第1のラップもしくは全ラップのいずれかを圧縮する
ことができる。特に大型素材の圧縮は真空にして実施す
ることが好ましい。繊維の含浸樹脂および接着樹脂が同
一のもので、イオン化により重合できるアクリル系もし
くはポリシラン系樹脂の群から選ばれる。
繊維は高い弾性率をもつ炭素繊維もしくはガラス繊維、
シリカ繊維、炭化珪素繊維またはアラミド(Arami
d)繊維、例えばケルバー(Kelvar)であって差
支えなく、また各々のラップも予備含浸させた単方向性
繊維の幅の並んだ配置にして形成できる。各々の表皮層
は、1つのラップの繊維を隣接するラップの繊維に関し
て直交させたいくつかのラップを重ね合せることができ
る。前記モールドに接して配置された表皮層の表面特性
と機械抵抗を強化することが好ましい場合、この表皮層
の第1のラップもしくは全ラップのいずれかを圧縮する
ことができる。特に大型素材の圧縮は真空にして実施す
ることが好ましい。繊維の含浸樹脂および接着樹脂が同
一のもので、イオン化により重合できるアクリル系もし
くはポリシラン系樹脂の群から選ばれる。
【0014】前記表皮層パネルをアルミニウム製のハニ
カム状の深い窪みのある構造あるいは、気泡質材料、例
えば炭素もしくはフェノール樹脂フォーム製の他の軽量
耐圧縮性構造に形成できる。
カム状の深い窪みのある構造あるいは、気泡質材料、例
えば炭素もしくはフェノール樹脂フォーム製の他の軽量
耐圧縮性構造に形成できる。
【0015】本発明はさらに、先に規定した方法に従っ
て達成された上述のタイプのいずれかの支持パネル/表
皮層に関するものである。本発明の他の特徴と利点は前
記方法の実施例の次の記述の解釈からさらに容易にわか
ることであるが、前記説明は添付図面を参照して、単に
例証として示しているに過ぎない。
て達成された上述のタイプのいずれかの支持パネル/表
皮層に関するものである。本発明の他の特徴と利点は前
記方法の実施例の次の記述の解釈からさらに容易にわか
ることであるが、前記説明は添付図面を参照して、単に
例証として示しているに過ぎない。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は表皮層の両側面に接する中
心コアーで形成されたサンドイッチ構造が配置されたモ
ールドの一部を略図で示すもので、前記構造を真空下に
置かれたブラダー(bladder)で蔽う。
心コアーで形成されたサンドイッチ構造が配置されたモ
ールドの一部を略図で示すもので、前記構造を真空下に
置かれたブラダー(bladder)で蔽う。
【0017】詳述すれば、前記モールドはプレート1を
備え、前記サンドイッチ構造を収容するその上面を埋設
される素材により正しい寸法をとり、また構成してい
る。
備え、前記サンドイッチ構造を収容するその上面を埋設
される素材により正しい寸法をとり、また構成してい
る。
【0018】概して言えば、この素材はパネル、艇体、
隔壁、ケーソンもしくは同様タイプのものでできる限
り、例えば適切な厚さをもつハニカム状の深い窪みのあ
る構造に形成された均一厚さの中心コアー2を備え、前
記構造を複合材料製の表皮層3、4の両側面で接触させ
る。
隔壁、ケーソンもしくは同様タイプのものでできる限
り、例えば適切な厚さをもつハニカム状の深い窪みのあ
る構造に形成された均一厚さの中心コアー2を備え、前
記構造を複合材料製の表皮層3、4の両側面で接触させ
る。
【0019】前記中心コアー2は厚さが約25mmのア
ルミニウム製のハニカム形状を有し、その隔室の軸が前
記表皮層3、4の面に垂直である。
ルミニウム製のハニカム形状を有し、その隔室の軸が前
記表皮層3、4の面に垂直である。
【0020】前記表皮層3、4各々をいくつかのラップ
の予備含浸させた一方向繊維で形成する。説明ならびに
図示された実施例で、モールド取付板1は平坦である
が、内側に弯曲させても、凹でも凸でも、また埋設され
た素材の形態学の関数としてどのような弯曲にすること
もできる。前記モールド1の上面も平坦もしくは内側に
弯曲したファセット(facets)で形成できる。
の予備含浸させた一方向繊維で形成する。説明ならびに
図示された実施例で、モールド取付板1は平坦である
が、内側に弯曲させても、凹でも凸でも、また埋設され
た素材の形態学の関数としてどのような弯曲にすること
もできる。前記モールド1の上面も平坦もしくは内側に
弯曲したファセット(facets)で形成できる。
【0021】通常の技術によりモールドを合成した後、
最初のラップの繊維を、前記モールドの上面に敷設する
が、前記ラップはイオン化で重合できるアクリル樹脂で
予備含浸された高弾性炭素繊維製である。東レ社(TO
RAY)の販売する「M55J」タイプの繊維が特に適
している。
最初のラップの繊維を、前記モールドの上面に敷設する
が、前記ラップはイオン化で重合できるアクリル樹脂で
予備含浸された高弾性炭素繊維製である。東レ社(TO
RAY)の販売する「M55J」タイプの繊維が特に適
している。
【0022】レイダウン(lay down)は数セン
チメートルに幅を並列に置くことで実証すると、繊維は
前記幅に対し長手方向に配向する。いくつかの同一のラ
ップを重ね合わせて第1の表皮層を形成させ、前記幅を
1つのラップを隣のラップに対し直角に交差させること
が好ましい。
チメートルに幅を並列に置くことで実証すると、繊維は
前記幅に対し長手方向に配向する。いくつかの同一のラ
ップを重ね合わせて第1の表皮層を形成させ、前記幅を
1つのラップを隣のラップに対し直角に交差させること
が好ましい。
【0023】高品質の表面仕上げを表皮層の可視面に配
設することが好ましい場合、配置の後、前記表皮層3の
第1のラップは通常の技術により真空下で圧縮できる。
この趣旨で、前記ラップに通常の保護被膜を覆い、ブラ
ダー、例えば図1のモールド取付板1に固定されて、そ
の周囲をマスチック6と図1の定規7と同様の縁部定規
で封止されたブラダーを配置した後、真空を前記ラップ
3と前記ブラダー5の間の空隙に、適当な真空源(図示
せず)に接続されたパイプ8によりつくる。約0.2M
Pa以下の絶対圧力に相当する真空を約12時間の間、
周囲温度で加える。
設することが好ましい場合、配置の後、前記表皮層3の
第1のラップは通常の技術により真空下で圧縮できる。
この趣旨で、前記ラップに通常の保護被膜を覆い、ブラ
ダー、例えば図1のモールド取付板1に固定されて、そ
の周囲をマスチック6と図1の定規7と同様の縁部定規
で封止されたブラダーを配置した後、真空を前記ラップ
3と前記ブラダー5の間の空隙に、適当な真空源(図示
せず)に接続されたパイプ8によりつくる。約0.2M
Pa以下の絶対圧力に相当する真空を約12時間の間、
周囲温度で加える。
【0024】前記表皮層3の連続ラップをその後、圧縮
されることなく敷設することにより配置する。しかしな
がら、全数のラップを一旦敷設すると、埋設された表皮
層の機械的特性を強化することが好ましい場合、後者を
第1のラップに対するのと同じ条件により真空下で圧縮
にかける。
されることなく敷設することにより配置する。しかしな
がら、全数のラップを一旦敷設すると、埋設された表皮
層の機械的特性を強化することが好ましい場合、後者を
第1のラップに対するのと同じ条件により真空下で圧縮
にかける。
【0025】前記表皮層3、4の繊維の含浸用樹脂と同
一の性質のものであることが好ましい接着剤樹脂をその
後、接合ストリップで形成されたラップの形態にして第
1の表皮層に蒸着することが好ましい。
一の性質のものであることが好ましい接着剤樹脂をその
後、接合ストリップで形成されたラップの形態にして第
1の表皮層に蒸着することが好ましい。
【0026】単一片のパネルで形成され、あるいは図1
に示された数個接合部分2a、2b、2cで形成された
ハニカム構造体をその後、埋設された接着剤被膜(図示
せず)上に配置する。
に示された数個接合部分2a、2b、2cで形成された
ハニカム構造体をその後、埋設された接着剤被膜(図示
せず)上に配置する。
【0027】第1の表皮層/被膜/ハニカムユニットを
その後、先に示された同一条件により真空下で圧縮す
る。この圧縮の目的は、ラップ繊維含浸樹脂と接着剤樹
脂を強化して繊維のインターサイトスペースに流込み、
後出のイオン化重合効果を考慮に入れさせるためであ
る。
その後、先に示された同一条件により真空下で圧縮す
る。この圧縮の目的は、ラップ繊維含浸樹脂と接着剤樹
脂を強化して繊維のインターサイトスペースに流込み、
後出のイオン化重合効果を考慮に入れさせるためであ
る。
【0028】次に、接着剤被膜を前記ハニカム2と前記
上部表皮層4の間に挿入する。この趣旨で、前記ハニカ
ムの上面は前記接着剤被膜の支持には適さないので、前
記ハニカムに接して配置させることを考えて、後者を前
記表皮層4の第1のラップの面上に配置する。この第2
の接着剤被膜の特徴は第1の被膜の特徴と同様である。
上部表皮層4の間に挿入する。この趣旨で、前記ハニカ
ムの上面は前記接着剤被膜の支持には適さないので、前
記ハニカムに接して配置させることを考えて、後者を前
記表皮層4の第1のラップの面上に配置する。この第2
の接着剤被膜の特徴は第1の被膜の特徴と同様である。
【0029】詳述すれば前記第1のラップの各々の幅を
被膜ストリップで被覆し、その後前記ハニカムの上に敷
設して前記第1のラップを構成させる。前記表皮層4の
ラップは前記表皮層3のラップと同一で、第1のラップ
を圧縮しないことを除き、同一の敷設により配置され
る。注目すべきことは前記表皮層の配置を鏡構造により
行い、前記表皮層3と4の中心コアーからの同じ列のラ
ップを同一方法で敷設することが好ましい。
被膜ストリップで被覆し、その後前記ハニカムの上に敷
設して前記第1のラップを構成させる。前記表皮層4の
ラップは前記表皮層3のラップと同一で、第1のラップ
を圧縮しないことを除き、同一の敷設により配置され
る。注目すべきことは前記表皮層の配置を鏡構造により
行い、前記表皮層3と4の中心コアーからの同じ列のラ
ップを同一方法で敷設することが好ましい。
【0030】図1に示すように、前記表皮層4を一旦埋
設すると、前記はし定規7、コーティングもしくは通常
の保護被膜9(剥離布、樹脂遮断層、圧力ディストリビ
ュータ、気体のドレン)と最後に前記ブラダー5を配置
する。
設すると、前記はし定規7、コーティングもしくは通常
の保護被膜9(剥離布、樹脂遮断層、圧力ディストリビ
ュータ、気体のドレン)と最後に前記ブラダー5を配置
する。
【0031】前記サンドイッチ2、3、4をその後、約
0.4MPa以下の絶対圧力に相当する真空で数時間、
例えば5時間の間かけて圧縮してから、前記ユニットを
また真空下において、X線もしくは電気衝撃によりイオ
ン化重合にかける。この趣旨で、全サンドイッチ2、
3、4を、X線使用時に、フランス国特許出願第FR−
A−2,564,029号で述べられているように、換
算目標を用い、20Kwの電力で10MeV電力加速器
の前面にある1つあるいは、好ましくはいくつかの通路
の下に置く。
0.4MPa以下の絶対圧力に相当する真空で数時間、
例えば5時間の間かけて圧縮してから、前記ユニットを
また真空下において、X線もしくは電気衝撃によりイオ
ン化重合にかける。この趣旨で、全サンドイッチ2、
3、4を、X線使用時に、フランス国特許出願第FR−
A−2,564,029号で述べられているように、換
算目標を用い、20Kwの電力で10MeV電力加速器
の前面にある1つあるいは、好ましくはいくつかの通路
の下に置く。
【0032】衝撃もしくは照射条件、通過の数、加速器
銃の前の流出速度ならびに各々の通路上の照射線量を測
定して、前記繊維と接着剤被膜の樹脂のどれもが100
KGyほどの衝撃もしくは照射の照射線量を受けさせ
る。この照射線量は好ましくは、時間間隔で分けたいく
つかの最小照射量を通過させて照射し、前記複合材料の
内側とモールド1の加熱を制限する。一般に、また示度
として、衝撃もしくは照射の照射線量は5乃至300K
Gyの範囲になることがある。照射と衝撃の制御は様々
な要素、例えば樹脂の種類、埋設される素材の形態学と
寸法などに左右される。わずか数分間しか続かないが重
合時間を通して、真空をモールド1内に維持する。一旦
照射と衝撃が終り、複合材料の温度が、約25℃である
周囲温度に戻ると、真空を止めて、前記モールドを解放
して、完成素材を取出す。
銃の前の流出速度ならびに各々の通路上の照射線量を測
定して、前記繊維と接着剤被膜の樹脂のどれもが100
KGyほどの衝撃もしくは照射の照射線量を受けさせ
る。この照射線量は好ましくは、時間間隔で分けたいく
つかの最小照射量を通過させて照射し、前記複合材料の
内側とモールド1の加熱を制限する。一般に、また示度
として、衝撃もしくは照射の照射線量は5乃至300K
Gyの範囲になることがある。照射と衝撃の制御は様々
な要素、例えば樹脂の種類、埋設される素材の形態学と
寸法などに左右される。わずか数分間しか続かないが重
合時間を通して、真空をモールド1内に維持する。一旦
照射と衝撃が終り、複合材料の温度が、約25℃である
周囲温度に戻ると、真空を止めて、前記モールドを解放
して、完成素材を取出す。
【0033】圧縮は、照射もしくは衝撃中だけでなくこ
の作業の準備中も、第1の表皮層/接着剤被膜/ハニカ
ムユニットの圧縮に対してと同様、イオン化重合の樹脂
に及ぼす特定の影響の補正に必要である。
の作業の準備中も、第1の表皮層/接着剤被膜/ハニカ
ムユニットの圧縮に対してと同様、イオン化重合の樹脂
に及ぼす特定の影響の補正に必要である。
【0034】実際に、この重合工程の開始から、樹脂は
剛化し、通常の熱重合で達する事実上の流体流動性状態
には達しない。この理由で、本発明によれば、前記圧縮
を示された条件で行うのである。概して言えば、様々な
圧縮を共存する材料の種類と一致する最も強力な真空で
行う。
剛化し、通常の熱重合で達する事実上の流体流動性状態
には達しない。この理由で、本発明によれば、前記圧縮
を示された条件で行うのである。概して言えば、様々な
圧縮を共存する材料の種類と一致する最も強力な真空で
行う。
【0035】しかしながら、注目すべきことは、最終の
圧縮時に供給される真空は先行圧縮のそれよりも少くし
て前記ハニカム2の深い窪みの内側の上部表皮層4の
「テレグラフィング(telegraphing)」現
象を制限させる。
圧縮時に供給される真空は先行圧縮のそれよりも少くし
て前記ハニカム2の深い窪みの内側の上部表皮層4の
「テレグラフィング(telegraphing)」現
象を制限させる。
【0036】イオン化重合と圧縮との併用はこのように
して、前記表皮層繊維の極めて良好な均質性を達成し
て、マトリックスを前記ハニカムと表皮層の間の低い気
孔率と極めて良好な品質の接着層に結合させる。
して、前記表皮層繊維の極めて良好な均質性を達成し
て、マトリックスを前記ハニカムと表皮層の間の低い気
孔率と極めて良好な品質の接着層に結合させる。
【0037】前記素材の前記ハニカム2と表皮層3、4
の間の結合体の顕微鏡検査は図2の顕微鏡写真部分によ
り示されているように、後者と前記表皮層4の第1のラ
ップの間のハニカム2の隔室基部の高さに良好な接着層
10を示し、それが結果として最適の高さhのメニスカ
ス(meniscus)を備え、前記表皮層とハニカム
の間のより良好な力伝達と、前記隔室の基部の高さで前
記表皮層4の良好な圧縮aと、前記隔室11の軸にある
表皮層4のラップの繊維の適当な体積膨脹a′と、修正
「テレグラフィング」a″(真空下の配置に続く隔室の
軸に置ける表皮層4の不整合の幅)を確実にする。これ
らのパラメーターは前記ハニカムと表皮層の間の特に有
効な結合の指標となる。
の間の結合体の顕微鏡検査は図2の顕微鏡写真部分によ
り示されているように、後者と前記表皮層4の第1のラ
ップの間のハニカム2の隔室基部の高さに良好な接着層
10を示し、それが結果として最適の高さhのメニスカ
ス(meniscus)を備え、前記表皮層とハニカム
の間のより良好な力伝達と、前記隔室の基部の高さで前
記表皮層4の良好な圧縮aと、前記隔室11の軸にある
表皮層4のラップの繊維の適当な体積膨脹a′と、修正
「テレグラフィング」a″(真空下の配置に続く隔室の
軸に置ける表皮層4の不整合の幅)を確実にする。これ
らのパラメーターは前記ハニカムと表皮層の間の特に有
効な結合の指標となる。
【0038】
【発明の効果】本発明の方法は前記モールド1の材料と
して金属もしくは合金、例えばインバールあるいは黒鉛
よりずっと安価な軟鋼の使用を可能にするので経済的見
地から一層有利である。イオン化重合中に観察されるわ
ずかな温度上昇は実際に、達成される最終素材の寸法精
度に悪影響を与えることなく、高い体膨脹率をもつ材料
の使用ができることを示している。このようにして、大
型の素材の経済的にも工業的にも納得のいく条件での構
想が可能となる。前記素材の形態学と寸法により、後者
を適当な方法により加速器銃の前方に配置することがよ
いが、前記素材を適切に適応させた構造により支えて、
宇宙に移動させ、また所望の条件で照射と衝撃を行うこ
とができる。上述の実施の仕方は表皮層の各側面に接す
る中心コアーを備えるサンドイッチ構造の実施例に関す
るものである。
して金属もしくは合金、例えばインバールあるいは黒鉛
よりずっと安価な軟鋼の使用を可能にするので経済的見
地から一層有利である。イオン化重合中に観察されるわ
ずかな温度上昇は実際に、達成される最終素材の寸法精
度に悪影響を与えることなく、高い体膨脹率をもつ材料
の使用ができることを示している。このようにして、大
型の素材の経済的にも工業的にも納得のいく条件での構
想が可能となる。前記素材の形態学と寸法により、後者
を適当な方法により加速器銃の前方に配置することがよ
いが、前記素材を適切に適応させた構造により支えて、
宇宙に移動させ、また所望の条件で照射と衝撃を行うこ
とができる。上述の実施の仕方は表皮層の各側面に接す
る中心コアーを備えるサンドイッチ構造の実施例に関す
るものである。
【0039】言うまでもなく、本発明の方法は支持パネ
ルの面に取付けられた単一表皮層に減らした構造部材の
製造を可能にする。前記製造方法は、第2の接着剤被膜
と第2の表皮層4を前記支持パネル2の上に配置しない
ことと、前記表皮層3/接着剤被膜/パネル2のアセン
ブリーの圧縮を約5時間の間単独に用いて保持し、その
後先に前記ユニット2−3−4に関して述べた前記イオ
ン化重合が続く点を除き、先に述べたものと同様であ
る。この圧縮は高度の真空、例えば0.2MPa以下の
絶対圧力以下の真空で行うことができるが、それは「テ
レグラフィング」の危険がその後、ないからであって、
真空ブラダーは前記パネル2に直接押圧される。
ルの面に取付けられた単一表皮層に減らした構造部材の
製造を可能にする。前記製造方法は、第2の接着剤被膜
と第2の表皮層4を前記支持パネル2の上に配置しない
ことと、前記表皮層3/接着剤被膜/パネル2のアセン
ブリーの圧縮を約5時間の間単独に用いて保持し、その
後先に前記ユニット2−3−4に関して述べた前記イオ
ン化重合が続く点を除き、先に述べたものと同様であ
る。この圧縮は高度の真空、例えば0.2MPa以下の
絶対圧力以下の真空で行うことができるが、それは「テ
レグラフィング」の危険がその後、ないからであって、
真空ブラダーは前記パネル2に直接押圧される。
【0040】最後に、本発明は明らかに上述の実施例に
限定されないで、あらゆる可能性のある変形に亘る。こ
のことが前記表皮層の繊維を、炭素、ガラス、シリカ、
炭化珪素繊維と、さらにアラミド繊維、例えばケブラー
を含む群より選ぶことができる理由である。前記繊維
は、一方向長繊維もしくは混合、例えば炭化珪素ハイブ
リッドもしくはメッシュでもあるいは無差別分布の相対
的短繊維のものである。前記繊維ラップも織布もしくは
マットで、片方のラップから他のラップへの敷設角度は
どのようにも、また変動もできる。表皮層を片面もしく
は両面に固定した支持パネルは概ね良好な耐圧縮性を備
える軽量材料製である。それはハニカムあるいは炭素も
しくはフェノール樹脂フォームであって差支えない。
限定されないで、あらゆる可能性のある変形に亘る。こ
のことが前記表皮層の繊維を、炭素、ガラス、シリカ、
炭化珪素繊維と、さらにアラミド繊維、例えばケブラー
を含む群より選ぶことができる理由である。前記繊維
は、一方向長繊維もしくは混合、例えば炭化珪素ハイブ
リッドもしくはメッシュでもあるいは無差別分布の相対
的短繊維のものである。前記繊維ラップも織布もしくは
マットで、片方のラップから他のラップへの敷設角度は
どのようにも、また変動もできる。表皮層を片面もしく
は両面に固定した支持パネルは概ね良好な耐圧縮性を備
える軽量材料製である。それはハニカムあるいは炭素も
しくはフェノール樹脂フォームであって差支えない。
【0041】前記繊維と、前記表皮層と支持パネルの間
の結合体の含浸に用いることができる樹脂がどのような
イオン化重合性樹脂、特に特定のアクリル系もしくはポ
リシラン系樹脂であり得る。適当な樹脂はフランス国特
許出願第FR−2,693,465号と同第2,69
8,636号に述べられている。前記モールド1は非金
属材料、例えばレジンコンクリート複合材料、木材もし
くは石膏製にしてもよい。
の結合体の含浸に用いることができる樹脂がどのような
イオン化重合性樹脂、特に特定のアクリル系もしくはポ
リシラン系樹脂であり得る。適当な樹脂はフランス国特
許出願第FR−2,693,465号と同第2,69
8,636号に述べられている。前記モールド1は非金
属材料、例えばレジンコンクリート複合材料、木材もし
くは石膏製にしてもよい。
【0042】前記圧縮真空と圧縮期間の数値は埋設され
る素材の種類とその成分によりもちろん変えることがで
きる。最後に、圧縮は加圧により実施でき、もはや真空
の必要がないことを注目すべきである。
る素材の種類とその成分によりもちろん変えることがで
きる。最後に、圧縮は加圧により実施でき、もはや真空
の必要がないことを注目すべきである。
【図1】本発明によるサンドイッチ式の溝で、ブラダー
の下に位置するモールドに入れたものの断面線図であ
る。
の下に位置するモールドに入れたものの断面線図であ
る。
【図2】本発明による構造部材の中心コアーと表皮層の
間の結合体の高さでの部分切欠き図である。
間の結合体の高さでの部分切欠き図である。
1 モールド(モールド取付板) 2 中心コアー(ハニカム) 2a 接合部 2b 接合部 2c 接合部 3 表皮層 4 表皮層 5 ブラダー 6 マスティック 7 定規 8 管 9 保護被膜 10 接着層 11 隔室 a 良好な圧縮 a′ 適当な体積膨脹 a″ 修正「テレグラフィング」 h メニスカスの高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シルビー.ヒス フランス国.エフ−33520.ブルゲス.リ ュ.ポール.ヴェルライネ.34 (72)発明者 フランソワ.ラウト フランス国.エフ−33200.ボルドー.リ ュ.プジョー.33.レジデンス.レ.ジャ ルダン.ド.レタング (72)発明者 クリスチャン.デサグリエール フランス国.エフ−78700.コンフラン ス・ステ・オノリース.リュ.ド.スタリ ングラッド.2 (72)発明者 ナタリー.チェウス フランス国.エフ−78410.リュ.ドゥ. ブロッシェール.18
Claims (17)
- 【請求項1】 イオン化重合を使用した高い寸法精度の
複合素材、特に接着剤樹脂により固定され、また少くと
も1つの有機もしくは鉱物繊維と、有機結合マトリック
スのラップを備える表皮層(3、4)の片側もしくは両
側面に接した支持パネル(2)で形成された素材の製造
方法において、 ・埋設される素材の形状と寸法を備えるモールド(1)
に、イオン化重合の可能な樹脂の少くとも1つの予備含
浸させた繊維のラップを敷設して第1もしくは唯一の表
皮層(3)を埋設させる工程と; ・前記第1の表皮層にイオン化重合性接着剤樹脂の被膜
をコーティングする工程と; ・パネル(2)の前記被膜を1つもしくはいくつかの接
着部分に適当な厚さをもってコーティングする工程と; ・前記第1の表皮層/被膜/パネルユニットを圧縮する
工程と; ・少くとも1つの予備含浸繊維のラップを備える第2の
表皮層(4)をできる限り形成し、その後圧縮し、イオ
ン化重合性接着剤樹脂の被膜を前記表皮層(4)と前記
パネル(2)の間に挿入する工程と; ・最後に、前記第1の表皮層/被膜/パネルユニット
の、もしくは前記第1の表皮層/被膜/パネル/第2の
表皮層ユニットの圧縮中にイオン化重合を実施する工程
と;からなることを特徴とする生産方法。 - 【請求項2】 前記予備含浸繊維を高弾性炭素、ガラ
ス、シリカ、炭化珪素繊維とアラミド繊維の群より選択
することを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記予備含浸繊維は長もしくは短繊維で
あるか、同一種類か混合したものであるか、あるいはメ
ッシュであって一方向性繊維か、織布かもしくはマット
繊維のラップの形態になっていることを特徴とする請求
項1もしくは2記載の方法。 - 【請求項4】 前記各々の表皮層をいくつかの重ね合わ
せたラップで形成し、各ラップが同一配向の繊維からな
り、前記2つの連続ラップの繊維を直交させるか、ある
いは角度をもっていることを特徴とする請求項1乃至3
のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】 前記含浸樹脂と接着剤樹脂をアクリル樹
脂もしくはイオン化により重合できるポリシラン系樹脂
の群より選択することを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれか1項記載の方法。 - 【請求項6】 前記支持パネル(2)をハニカム状の深
い窪みのある構造部材と、フェノール系もしくは炭素フ
ォームを含む群より選択することを特徴とする請求項1
乃至5のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】 前記支持パネル(2)が、単一素材で仕
上げるか、もしくはいくつかの接合部分(2a、2b、
2c)で構成したアルミニウム製ハニカム形状を有する
ことを特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項8】 前記支持パネルが部分的あるいは全体的
に平坦もしくは形状寸法によって内側に弯曲させること
を特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の方
法。 - 【請求項9】 前記モールド(1)を軟鋼、アルミニウ
ム合金、石膏、木材およびレジンコンクリートを含む群
より選択することを特徴とする請求項1乃至8のいずれ
か1項記載の方法。 - 【請求項10】 前記モールド(1)の壁体と接触する
前記表皮層(3)もしくはこの表皮層の第1のタップを
圧縮することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1
項記載の方法。 - 【請求項11】 前記表皮層(3)のラップどれもを前
記モールド(1)と接触させて配置した後、前記表皮層
を圧縮することを特徴とする請求項1乃至10のいずれ
か1項記載の方法。 - 【請求項12】 前記第2の接着剤被膜を、前記支持パ
ネル(2)に接して当てがうために、前記第2の表皮層
の第1のラップの面に接して先ず配置することを特徴と
する請求項1乃至11のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項13】 前記圧縮を真空を当てがうことで実施
することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項
記載の方法。 - 【請求項14】 前記第1の表皮層(3)の圧縮と、前
記第1の表皮層(3)/第1の接着剤被膜/支持パネル
(2)ユニットの圧縮を約0.2MPa以下の絶対圧力
に相当する真空で約12時間の間かけて実施することを
特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項記載の方
法。 - 【請求項15】 前記イオン化重合をその間に実施する
圧縮を約0.4MPa以下の絶対圧力に相当する真空に
かけて前記重合作業に先立って約5時間の間行うことを
特徴とする請求項1乃至12と請求項13項のいずれか
1項記載の方法、特に中心コアー(2)に表皮層(3、
4)をその両側面に設けて備える素材の製造に適応させ
た方法。 - 【請求項16】 前記イオン化重合時の照射もしくは衝
撃の線量を、減量させた線量で連続通過させることで加
えることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項
記載の方法。 - 【請求項17】 請求項1乃至16のいずれか1項記載
の方法により得られた素材。
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| FR9601315 | 1996-01-29 | ||
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