JPH09295362A - 樹脂トランスファー成形法によって製造した軽量かつ耐水性のハニカムサンドイッチパネル - Google Patents
樹脂トランスファー成形法によって製造した軽量かつ耐水性のハニカムサンドイッチパネルInfo
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- JPH09295362A JPH09295362A JP9008036A JP803697A JPH09295362A JP H09295362 A JPH09295362 A JP H09295362A JP 9008036 A JP9008036 A JP 9008036A JP 803697 A JP803697 A JP 803697A JP H09295362 A JPH09295362 A JP H09295362A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハニカムのような開放セル心材から樹脂トラ
ンスファー成形(RTM)法を使用して軽量かつ耐水性
の複合パネルを製造すること。 【解決手段】 RTM工程において繊維質補強材(4)
の中に液体樹脂を注入する前に、開放セル心材(1)
を、フィルム接着剤(2)によって、特定のポリマーフ
ィルムから成る樹脂/水分遮断フィルム(3)に結合さ
せることにより、少なくとも95%の度合まで封止す
る。また、100%までも封止する。これによって、開
放セル心材はRTM工程中の樹脂充填を防止され、かつ
パネルを使用に供した後での水の移行から隔絶される。
こうして製造した複合パネルは航空機用に適する。
ンスファー成形(RTM)法を使用して軽量かつ耐水性
の複合パネルを製造すること。 【解決手段】 RTM工程において繊維質補強材(4)
の中に液体樹脂を注入する前に、開放セル心材(1)
を、フィルム接着剤(2)によって、特定のポリマーフ
ィルムから成る樹脂/水分遮断フィルム(3)に結合さ
せることにより、少なくとも95%の度合まで封止す
る。また、100%までも封止する。これによって、開
放セル心材はRTM工程中の樹脂充填を防止され、かつ
パネルを使用に供した後での水の移行から隔絶される。
こうして製造した複合パネルは航空機用に適する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハニカムのような
開放セル心材(open cell core)から、
該開放セル心材の充填を防ぐばかりでなくパネルを使用
に供した後の心材への水の移行を防ぐための樹脂/水分
遮断層(resin/moisturebarrie
r)の助けをもって、樹脂トランスファー成形(res
in transfer molding)(RTM)
法を使用して製造された、軽量かつ耐水性の複合パネル
に関する。
開放セル心材(open cell core)から、
該開放セル心材の充填を防ぐばかりでなくパネルを使用
に供した後の心材への水の移行を防ぐための樹脂/水分
遮断層(resin/moisturebarrie
r)の助けをもって、樹脂トランスファー成形(res
in transfer molding)(RTM)
法を使用して製造された、軽量かつ耐水性の複合パネル
に関する。
【0002】
【従来の技術】建築工業に使用する現在のサンドイッチ
構造物は、密閉セル心材(closed cell c
ore)(密閉セルフォーム、シンタクチックフォーム
よびバルサ木材が挙げられる)から、樹脂トランスファ
ー成形(RTM)法を使用して製造される。RTM法は
ポリマー複合構造物を製造するための方法であることが
一般に理解されており、そこでは、乾燥繊維質補強材
を、心材と共に又は心材無しで、型の中に入れ、型を密
閉し、そして繊維質補強材の中に液体樹脂を注入した後
に、樹脂を高温で硬化する。それから、この得られたパ
ネル構造物を型から取り出す。RTM法は、例えば、ジ
ョージ ルビン(George Lubin)編「複合
物ハンドブック(Handbook of Compo
sites)」第446頁(1982年)、および製造
技術者協会(Society ofManufactu
ring Engineers)による総会刊行物、す
なわち、「宇宙産業のための樹脂トランスファー成形
(Resin Transfer Molding f
or the Aerospace Industr
y)」1991年3月5〜6日、に記載されている。こ
れら資料は両方とも、本願明細書中に組み入れられる。
構造物は、密閉セル心材(closed cell c
ore)(密閉セルフォーム、シンタクチックフォーム
よびバルサ木材が挙げられる)から、樹脂トランスファ
ー成形(RTM)法を使用して製造される。RTM法は
ポリマー複合構造物を製造するための方法であることが
一般に理解されており、そこでは、乾燥繊維質補強材
を、心材と共に又は心材無しで、型の中に入れ、型を密
閉し、そして繊維質補強材の中に液体樹脂を注入した後
に、樹脂を高温で硬化する。それから、この得られたパ
ネル構造物を型から取り出す。RTM法は、例えば、ジ
ョージ ルビン(George Lubin)編「複合
物ハンドブック(Handbook of Compo
sites)」第446頁(1982年)、および製造
技術者協会(Society ofManufactu
ring Engineers)による総会刊行物、す
なわち、「宇宙産業のための樹脂トランスファー成形
(Resin Transfer Molding f
or the Aerospace Industr
y)」1991年3月5〜6日、に記載されている。こ
れら資料は両方とも、本願明細書中に組み入れられる。
【0003】密閉セル心材は実質的に、パネルの重量を
増加させ、かつ、耐久性、強度および耐高温性を失わせ
る。それらはいずれも、圧縮力に対する高い抵抗性と最
少重量が最も有益であるとされている航空機構造物にと
っては望ましくない特徴である。密閉セル心材の例は米
国特許第5,569,508号に与えられている。
増加させ、かつ、耐久性、強度および耐高温性を失わせ
る。それらはいずれも、圧縮力に対する高い抵抗性と最
少重量が最も有益であるとされている航空機構造物にと
っては望ましくない特徴である。密閉セル心材の例は米
国特許第5,569,508号に与えられている。
【0004】上記の問題を解決するために多くの試みが
なされた。例えば、(ハニカムのような)開放セル心材
をRTM法において使用することがこの分野で知られて
いる。しかしながら、開放セル心材は液体樹脂を乾燥繊
維質補強材の中に注入するときに液体樹脂を充填する。
この開放セル心材の充填は結果として、重量に対する強
度を基準にすると、許容できないほど重くかつより弱い
パネルを生じさせる。さらに、これら既知パネルの開放
セル心材は水分の滲出に起因する水を充填する傾向を有
する。特に、パネルの通常使用時に複合物の表皮が損傷
した場合には、より充填する傾向を有する。水が充填さ
れると、パネル重量が実質的にかつ許容できないほど増
加するばかりでなく、パネルの交換に多大な費用がかか
りまたパネルの交換は面倒なものとなる。
なされた。例えば、(ハニカムのような)開放セル心材
をRTM法において使用することがこの分野で知られて
いる。しかしながら、開放セル心材は液体樹脂を乾燥繊
維質補強材の中に注入するときに液体樹脂を充填する。
この開放セル心材の充填は結果として、重量に対する強
度を基準にすると、許容できないほど重くかつより弱い
パネルを生じさせる。さらに、これら既知パネルの開放
セル心材は水分の滲出に起因する水を充填する傾向を有
する。特に、パネルの通常使用時に複合物の表皮が損傷
した場合には、より充填する傾向を有する。水が充填さ
れると、パネル重量が実質的にかつ許容できないほど増
加するばかりでなく、パネルの交換に多大な費用がかか
りまたパネルの交換は面倒なものとなる。
【0005】欧州特許第557,612号には、雨侵食
から防護されているものであって、かつ熱可塑性の雨侵
食表面被覆を持つ熱硬化性樹脂の基材を有するものであ
るレドーム(radome)の製造方法が開示されてい
る。この方法は、基材構造物(好ましくは未硬化プレプ
レグ)と表面層(例えば、プラズマまたは電子線によっ
て表面活性化された)を型に入れ、樹脂と硬化剤の混合
物を型に浸入させ、そして得られた集成体を硬化させる
ことを必要とする。
から防護されているものであって、かつ熱可塑性の雨侵
食表面被覆を持つ熱硬化性樹脂の基材を有するものであ
るレドーム(radome)の製造方法が開示されてい
る。この方法は、基材構造物(好ましくは未硬化プレプ
レグ)と表面層(例えば、プラズマまたは電子線によっ
て表面活性化された)を型に入れ、樹脂と硬化剤の混合
物を型に浸入させ、そして得られた集成体を硬化させる
ことを必要とする。
【0006】高性能複合物(High Perform
ance Composites)(1995年9/1
0月号)からの、カレン フィッシャー(Karen
Fisher)による記事「RTMと心材による製品改
良(RTM and Core Materials
Offer Product Advances)」に
は、RTM工程中の開放ハニカム心材への樹脂押込を防
ぐためにハニカム心材を気泡フィルム膜前駆物質で包む
ことを使用してもよいことが開示されている。この目的
のためには、例えば、デキサー アエロスペース マテ
リアルズ部門(Dexer Aerospace Ma
terials Div)から入手可能なシンスパンド
(SynSpand)(登録商標)が使用されている。
シンスパンド(登録商標)はハニカムの中へ膨張するこ
とができる密閉セルの膨張可能なシンタクチック(sy
ntactic)フィルムである。この記事には、さら
に、フェノール被覆を有するクラフト紙から製造したポ
リウレタン発泡体充填ハニカム製品が開示されている。
この発泡体はハニカムの中の空間を充填して、樹脂押込
を阻止する。これら膨張可能なフォーム技術は注入樹脂
に代わってハニカム心材を充填し、そして封止または水
分遮断層としては作用しない。さらに、これらフォーム
は最終製品に不要な重量を付加する。
ance Composites)(1995年9/1
0月号)からの、カレン フィッシャー(Karen
Fisher)による記事「RTMと心材による製品改
良(RTM and Core Materials
Offer Product Advances)」に
は、RTM工程中の開放ハニカム心材への樹脂押込を防
ぐためにハニカム心材を気泡フィルム膜前駆物質で包む
ことを使用してもよいことが開示されている。この目的
のためには、例えば、デキサー アエロスペース マテ
リアルズ部門(Dexer Aerospace Ma
terials Div)から入手可能なシンスパンド
(SynSpand)(登録商標)が使用されている。
シンスパンド(登録商標)はハニカムの中へ膨張するこ
とができる密閉セルの膨張可能なシンタクチック(sy
ntactic)フィルムである。この記事には、さら
に、フェノール被覆を有するクラフト紙から製造したポ
リウレタン発泡体充填ハニカム製品が開示されている。
この発泡体はハニカムの中の空間を充填して、樹脂押込
を阻止する。これら膨張可能なフォーム技術は注入樹脂
に代わってハニカム心材を充填し、そして封止または水
分遮断層としては作用しない。さらに、これらフォーム
は最終製品に不要な重量を付加する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記技術は樹脂充填の
問題を解決するのに或る程度成功しているが、それでも
尚かなりの量の樹脂押込に遭遇するので、これら技術に
おける改良の必要性は依然として存在している。先に説
明した通り、この樹脂充填は特に航空機工業においては
欠点を有する。
問題を解決するのに或る程度成功しているが、それでも
尚かなりの量の樹脂押込に遭遇するので、これら技術に
おける改良の必要性は依然として存在している。先に説
明した通り、この樹脂充填は特に航空機工業においては
欠点を有する。
【0008】米国特許第5,567,499号には、セ
ルが空であるハニカム心材を有する積層製品の製造方法
が開示されている。その方法は、最初の数工程としてハ
ニカム心材の上側と下側に未硬化接着剤フィルムの層を
適用すること、その後に、未硬化プレプレグ材料の層を
適用すること、それから、前記の接着剤およびプレプレ
グの材料を硬化するために加熱することを有する。この
方法は幾つかの欠点または制約を伴う。すなわち、この
方法は多分、製造されるパーツの大きさを制限し、プレ
プレグ層の存在により厚さを増加させ、接着剤およびプ
レプレグ材料の多シートの添え継ぎを複雑にし、使用さ
れる接着剤およびプレプレグ材料が同じ硬化温度を有す
ることを要求し、そして追加の硬化工程を要求するであ
ろう。しかも、プレプレグ材料は樹脂/水分遮断フィル
ムとしては作用しない。従って、RTM工程中に或る種
の樹脂充填がやはり起こるであろうし、そしてプロセス
の随意性(すなわち、RTM樹脂選択、プレプレグ組
織、プロセス温度および圧力)が厳しく制約されるであ
ろうことを意味する。上記欠点および制約は本発明に従
って製造したハニカムパネルによって克服される。
ルが空であるハニカム心材を有する積層製品の製造方法
が開示されている。その方法は、最初の数工程としてハ
ニカム心材の上側と下側に未硬化接着剤フィルムの層を
適用すること、その後に、未硬化プレプレグ材料の層を
適用すること、それから、前記の接着剤およびプレプレ
グの材料を硬化するために加熱することを有する。この
方法は幾つかの欠点または制約を伴う。すなわち、この
方法は多分、製造されるパーツの大きさを制限し、プレ
プレグ層の存在により厚さを増加させ、接着剤およびプ
レプレグ材料の多シートの添え継ぎを複雑にし、使用さ
れる接着剤およびプレプレグ材料が同じ硬化温度を有す
ることを要求し、そして追加の硬化工程を要求するであ
ろう。しかも、プレプレグ材料は樹脂/水分遮断フィル
ムとしては作用しない。従って、RTM工程中に或る種
の樹脂充填がやはり起こるであろうし、そしてプロセス
の随意性(すなわち、RTM樹脂選択、プレプレグ組
織、プロセス温度および圧力)が厳しく制約されるであ
ろうことを意味する。上記欠点および制約は本発明に従
って製造したハニカムパネルによって克服される。
【0009】驚くべきことに、開放セル心材の樹脂充填
は本発明に従って解消または実質的に解消できることが
新たに判明した。本発明においては、RTM工程中に繊
維質補強材の中に液体樹脂を注入する前に、開放セル心
材は樹脂質遮断層の使用によって一貫して95%より大
きい度合まで封止され、そして100%までさえ封止さ
れる。それによって、液体樹脂は開放セル心材の中に入
ることを阻止され、その結果、より軽量で且つより強い
パネルが得られる。さらに、この封止はパネル内の一体
化した水分遮断層として作用する目的を果たし、それに
よって開放セル心材を通常使用中の水による充填から防
護する。従って、本発明によって製造したパネルは結果
として、パネル交換の必要性を実質的に軽減するので、
より長い使用寿命をもたらす。
は本発明に従って解消または実質的に解消できることが
新たに判明した。本発明においては、RTM工程中に繊
維質補強材の中に液体樹脂を注入する前に、開放セル心
材は樹脂質遮断層の使用によって一貫して95%より大
きい度合まで封止され、そして100%までさえ封止さ
れる。それによって、液体樹脂は開放セル心材の中に入
ることを阻止され、その結果、より軽量で且つより強い
パネルが得られる。さらに、この封止はパネル内の一体
化した水分遮断層として作用する目的を果たし、それに
よって開放セル心材を通常使用中の水による充填から防
護する。従って、本発明によって製造したパネルは結果
として、パネル交換の必要性を実質的に軽減するので、
より長い使用寿命をもたらす。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明はハニカムのよう
な開放セル心材から樹脂トランスファー成形(RTM)
法を使用して製造した軽量かつ耐水性の複合パネルに関
する。開放セル心材は、繊維質補強材の中に液体樹脂を
注入する前に、樹脂/水分遮断層によって樹脂充填が封
止される。本発明による心材封止は開放セル心材の液体
樹脂による充填を95%より以上阻止し、好ましくは9
9.5%、そして更には99.9%または100%阻止
する。
な開放セル心材から樹脂トランスファー成形(RTM)
法を使用して製造した軽量かつ耐水性の複合パネルに関
する。開放セル心材は、繊維質補強材の中に液体樹脂を
注入する前に、樹脂/水分遮断層によって樹脂充填が封
止される。本発明による心材封止は開放セル心材の液体
樹脂による充填を95%より以上阻止し、好ましくは9
9.5%、そして更には99.9%または100%阻止
する。
【0011】より詳しくは、本発明は、樹脂トランスフ
ァー成形(RTM)法によって製造した、開放セル心材
サンドイッチ構造物であって、10psi〜800ps
iの貫層方向引張強さを与え且つ25°F〜800°F
の溶融温度を有するポリマーフィルムから構成された樹
脂/水分遮断フィルムによってRTM工程中の樹脂充填
に対して95%より大きい度合まで封止されている開放
セル心材を含み、前記の開放セル心材が、フィルム接着
剤によって前記の樹脂/水分遮断フィルムに結合されて
いる、ことを特徴とする前記の開放セル心材サンドイッ
チ構造物に関する。
ァー成形(RTM)法によって製造した、開放セル心材
サンドイッチ構造物であって、10psi〜800ps
iの貫層方向引張強さを与え且つ25°F〜800°F
の溶融温度を有するポリマーフィルムから構成された樹
脂/水分遮断フィルムによってRTM工程中の樹脂充填
に対して95%より大きい度合まで封止されている開放
セル心材を含み、前記の開放セル心材が、フィルム接着
剤によって前記の樹脂/水分遮断フィルムに結合されて
いる、ことを特徴とする前記の開放セル心材サンドイッ
チ構造物に関する。
【0012】また、本発明は、樹脂トランスファー成形
(RTM)を使用して、開放セル心材サンドイッチ構造
物を製造する方法であって、 (a)10psi〜800psiの貫層方向引張強さを
与え且つ25°F〜800°Fの溶融温度を有するポリ
マーフィルムから構成された樹脂/水分遮断フィルム
に、接着剤フィルムの層を適用し; (b)開放セル心材を、前記の樹脂/水分遮断フィルム
と接着剤フィルムの集成体によって、前記接着剤フィル
ム側が前記開放セル材に面するように、包囲し; そして (c)(i)型の中に、前記のフィルムで覆われた開放
セル心材を配置し、そして乾燥繊維質補強材によって、
前記のフィルムで覆われた開放セル心材を包囲し、そし
て(ii)前記の乾燥繊維質補強材の中に液体樹脂を注入
する、そこにおいて、前記の開放セル心材にはRTM工
程中の樹脂充填に対して95%より大きい封止が形成さ
れるように前記遮断フィルムが密封されている; ことに
よって樹脂トランスファー成形を遂行する;ことを含む
ことを特徴とする前記方法に関する。
(RTM)を使用して、開放セル心材サンドイッチ構造
物を製造する方法であって、 (a)10psi〜800psiの貫層方向引張強さを
与え且つ25°F〜800°Fの溶融温度を有するポリ
マーフィルムから構成された樹脂/水分遮断フィルム
に、接着剤フィルムの層を適用し; (b)開放セル心材を、前記の樹脂/水分遮断フィルム
と接着剤フィルムの集成体によって、前記接着剤フィル
ム側が前記開放セル材に面するように、包囲し; そして (c)(i)型の中に、前記のフィルムで覆われた開放
セル心材を配置し、そして乾燥繊維質補強材によって、
前記のフィルムで覆われた開放セル心材を包囲し、そし
て(ii)前記の乾燥繊維質補強材の中に液体樹脂を注入
する、そこにおいて、前記の開放セル心材にはRTM工
程中の樹脂充填に対して95%より大きい封止が形成さ
れるように前記遮断フィルムが密封されている; ことに
よって樹脂トランスファー成形を遂行する;ことを含む
ことを特徴とする前記方法に関する。
【0013】代表的には、樹脂/水分遮断フィルムと接
着剤フィルムの2重層は、特に接着剤が熱硬化性樹脂か
ら成る場合には、接着剤の硬化を達成するように集成体
を加熱することによって、開放セル心材に結合され密封
される。正確な温度はフィルム接着剤樹脂自体の性質お
よび必要とされる硬化量に依存する。熱硬化性および熱
可塑性どちらのフィルム接着剤も使用できる。代表的に
は、熱可塑性フィルム接着剤は樹脂/水分遮断フィルム
に直接に圧延することができ、それから、アイロンまた
はヒートシールバーのような加熱装置を使用してハニカ
ムに接着することができる。
着剤フィルムの2重層は、特に接着剤が熱硬化性樹脂か
ら成る場合には、接着剤の硬化を達成するように集成体
を加熱することによって、開放セル心材に結合され密封
される。正確な温度はフィルム接着剤樹脂自体の性質お
よび必要とされる硬化量に依存する。熱硬化性および熱
可塑性どちらのフィルム接着剤も使用できる。代表的に
は、熱可塑性フィルム接着剤は樹脂/水分遮断フィルム
に直接に圧延することができ、それから、アイロンまた
はヒートシールバーのような加熱装置を使用してハニカ
ムに接着することができる。
【0014】本発明の好ましい態様は以下の詳細な記述
から明らかになるであろう。本発明の詳細およびその好
ましい態様は図面を参照にすると更に理解されるであろ
う。
から明らかになるであろう。本発明の詳細およびその好
ましい態様は図面を参照にすると更に理解されるであろ
う。
【0015】本発明は図1に示されているようなハニカ
ムサンドイッチ構造物に関する。開放セル心層1は、2
つの樹脂/水分遮断フィルム層3の間に、および2つの
繊維質補強材層4の間に挟まれている。好ましくは、開
放セル層1はハニカム構造からなり、それは好ましく
は、アルミニウムから造られているか又はノメックス
(NOMEX)(登録商標)(DE州ウィルミントンの
E.I.デュポン ドヌムール社製の、アラミド繊維)
のような熱可塑性繊維からなる紙から造られている。そ
の他の適する開放セル心材としては、ポリイミドフォー
ム、フェノールフォーム、およびポリイソシアヌレート
が挙げられる。開放セル心層1の、セル寸法、セル壁厚
および重量密度は、押込抵抗に必要な機械的要求を満足
させるように選ばれる。
ムサンドイッチ構造物に関する。開放セル心層1は、2
つの樹脂/水分遮断フィルム層3の間に、および2つの
繊維質補強材層4の間に挟まれている。好ましくは、開
放セル層1はハニカム構造からなり、それは好ましく
は、アルミニウムから造られているか又はノメックス
(NOMEX)(登録商標)(DE州ウィルミントンの
E.I.デュポン ドヌムール社製の、アラミド繊維)
のような熱可塑性繊維からなる紙から造られている。そ
の他の適する開放セル心材としては、ポリイミドフォー
ム、フェノールフォーム、およびポリイソシアヌレート
が挙げられる。開放セル心層1の、セル寸法、セル壁厚
および重量密度は、押込抵抗に必要な機械的要求を満足
させるように選ばれる。
【0016】樹脂/水分遮断フィルム層3は好ましく
は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂からなるフィルム
接着剤層2によって開放セル心材1に結合されている。
適する熱硬化性樹脂としては、RTM樹脂の注入および
硬化の温度では又はそれ未満の温度では崩壊しないもの
が包含される。適する熱可塑性樹脂としては、RTM樹
脂の注入温度およびその硬化温度より高い溶融温度を有
するものが包含される。高い溶融温度を有する或る種の
熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド‐イミド、ポリ
エーテルイミド、ポリスルホン、ポリブタジエン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ酢酸ビニルが挙げられる。好ましくは、フィ
ルム接着剤は、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビ
ニルエステル樹脂、またはシアネートエステル樹脂、ま
たはそれらの混合物からなる群から有利に選ばれた熱硬
化性樹脂から成る。
は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂からなるフィルム
接着剤層2によって開放セル心材1に結合されている。
適する熱硬化性樹脂としては、RTM樹脂の注入および
硬化の温度では又はそれ未満の温度では崩壊しないもの
が包含される。適する熱可塑性樹脂としては、RTM樹
脂の注入温度およびその硬化温度より高い溶融温度を有
するものが包含される。高い溶融温度を有する或る種の
熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド‐イミド、ポリ
エーテルイミド、ポリスルホン、ポリブタジエン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ酢酸ビニルが挙げられる。好ましくは、フィ
ルム接着剤は、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビ
ニルエステル樹脂、またはシアネートエステル樹脂、ま
たはそれらの混合物からなる群から有利に選ばれた熱硬
化性樹脂から成る。
【0017】樹脂/水分遮断フィルム層3は代表的に
は、0.001〜0.003インチの厚さを有し、そし
て10psi〜800psiの貫層方向引張強さを与え
且つ25°F〜800°Fの溶融温度を有するポリマー
フィルムから成り、好ましくは、約600psiの貫層
方向引張強さおよび150°〜800°F(最も好まし
くは、約350°〜800°F)のフィルム溶融温度を
有するポリマーフィルムからなる。樹脂/水分遮断層を
つくるのに適するポリマー物質としては、RTM樹脂の
注入および硬化の温度より高いで溶融温度を有し且つそ
の温度以上で安定であるものが包含されると理解され
る。好ましくは、樹脂/水分遮断フィルムは、フッ素化
ポリマー、ポリイミド、ポリエーテル、ポリエステル、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポ
リエーテルスルホン、ポリアミドおよびポリオレフィ
ン、またはそれらの混合物、から成る群から選ばれたポ
リマーフィルムからなる。これら部類のポリマーの中で
も、フッ素化ポリマー、ポリイミド、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリエーテルイミド、またはそれらの混合
物が好ましい。フッ素化ポリマーの代表例としては、ポ
リテトラフルオロエチレン(テフロン(Teflon)
(登録商標))およびポリフッ化ビニル(テドラー(T
edlar)(登録商標)、DE州ウィルミントンの
E.I.デュポン ドヌムール社製)が挙げられ; ポリ
エーテルイミドの代表例としては、ポリ[(5,7‐ジヒ
ドロ‐1,3,5,7‐テトラオキソベンゾ‐ [1,2
‐c:4,5‐c’] ジピロール‐2,6(1H,3
H)‐ジイル)1,4‐フェニレンオキシ‐1,4‐フ
ェニレン] (カプトン(Kapton)(登録商標)、
DE州ウィルミントンのE.I.デュポン ドヌムール
社製)が挙げられ; ポリエーテルの代表例としては、イ
ンペリアル ケミカル インダストリーズ社から入手可
能なPEEKのようなポリエーテル‐エーテルケトンが
挙げられ; そしてポリエステルの代表例としては、ポリ
(オキシ‐1,2‐エタンジイルオキシカルボニル‐
1,4‐フェニレン‐カルボニル)(マイラー(Myl
ar)(登録商標)、DE州ウィルミントンのE.I.
デュポン ドヌムール社製)が挙げられる。これらの中
で最も有効なのは、フッ素化ポリマー(特に、テドラー
(登録商標))およびポリイミド(特に、カプトン(登
録商標))であり、そして前者が最も好ましい。前記の
層2および3は、開放セル心層1をRTM工程中の樹脂
充填に対して95%より大きい度合まで、好ましくは9
9.5%、そして100%までさえ封止するとともに、
水分充填をも阻止するように選択される。
は、0.001〜0.003インチの厚さを有し、そし
て10psi〜800psiの貫層方向引張強さを与え
且つ25°F〜800°Fの溶融温度を有するポリマー
フィルムから成り、好ましくは、約600psiの貫層
方向引張強さおよび150°〜800°F(最も好まし
くは、約350°〜800°F)のフィルム溶融温度を
有するポリマーフィルムからなる。樹脂/水分遮断層を
つくるのに適するポリマー物質としては、RTM樹脂の
注入および硬化の温度より高いで溶融温度を有し且つそ
の温度以上で安定であるものが包含されると理解され
る。好ましくは、樹脂/水分遮断フィルムは、フッ素化
ポリマー、ポリイミド、ポリエーテル、ポリエステル、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポ
リエーテルスルホン、ポリアミドおよびポリオレフィ
ン、またはそれらの混合物、から成る群から選ばれたポ
リマーフィルムからなる。これら部類のポリマーの中で
も、フッ素化ポリマー、ポリイミド、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリエーテルイミド、またはそれらの混合
物が好ましい。フッ素化ポリマーの代表例としては、ポ
リテトラフルオロエチレン(テフロン(Teflon)
(登録商標))およびポリフッ化ビニル(テドラー(T
edlar)(登録商標)、DE州ウィルミントンの
E.I.デュポン ドヌムール社製)が挙げられ; ポリ
エーテルイミドの代表例としては、ポリ[(5,7‐ジヒ
ドロ‐1,3,5,7‐テトラオキソベンゾ‐ [1,2
‐c:4,5‐c’] ジピロール‐2,6(1H,3
H)‐ジイル)1,4‐フェニレンオキシ‐1,4‐フ
ェニレン] (カプトン(Kapton)(登録商標)、
DE州ウィルミントンのE.I.デュポン ドヌムール
社製)が挙げられ; ポリエーテルの代表例としては、イ
ンペリアル ケミカル インダストリーズ社から入手可
能なPEEKのようなポリエーテル‐エーテルケトンが
挙げられ; そしてポリエステルの代表例としては、ポリ
(オキシ‐1,2‐エタンジイルオキシカルボニル‐
1,4‐フェニレン‐カルボニル)(マイラー(Myl
ar)(登録商標)、DE州ウィルミントンのE.I.
デュポン ドヌムール社製)が挙げられる。これらの中
で最も有効なのは、フッ素化ポリマー(特に、テドラー
(登録商標))およびポリイミド(特に、カプトン(登
録商標))であり、そして前者が最も好ましい。前記の
層2および3は、開放セル心層1をRTM工程中の樹脂
充填に対して95%より大きい度合まで、好ましくは9
9.5%、そして100%までさえ封止するとともに、
水分充填をも阻止するように選択される。
【0018】繊維質補強材層4は好ましくは、炭素繊
維、ガラス繊維、ケブラー(Kevlar)(登録商
標)繊維、ポリエステル繊維、またはスペクトル繊維か
ら成り、そしてRTM工程中に樹脂で充填される。代表
的な充填樹脂としては、限定されるものではないが、エ
ポキシ、ビスマレイミド、ポリイミド、シアネートエス
テル、ビニルエステル、ポリエステルおよびフェノール
樹脂、またはそれらの混合物が挙げられる。層4および
充填樹脂は、それらの、複合構造物の靱性を増加させ、
および応力集中を最少にするように選択される。
維、ガラス繊維、ケブラー(Kevlar)(登録商
標)繊維、ポリエステル繊維、またはスペクトル繊維か
ら成り、そしてRTM工程中に樹脂で充填される。代表
的な充填樹脂としては、限定されるものではないが、エ
ポキシ、ビスマレイミド、ポリイミド、シアネートエス
テル、ビニルエステル、ポリエステルおよびフェノール
樹脂、またはそれらの混合物が挙げられる。層4および
充填樹脂は、それらの、複合構造物の靱性を増加させ、
および応力集中を最少にするように選択される。
【0019】図3は、ハニカムにフィルム接着剤および
樹脂/水分遮断フィルムを適用/巻付するのに好ましい
手法が例示されている。本発明の一つの特に有利な態様
においては、まず、接着剤フィルムと樹脂/水分遮断層
からなる副集成体または2重層を造る。熱したアイロン
を使用して粘着性を達成し、この2重層(2、3)を使
用して、接着剤側がハニカム心材1に面するように、ハ
ニカム心材を覆う。角部および湾曲部のハニカム心材を
完全に覆う又は包むのに必要ならば、切断、ひだ取り、
重ね継ぎを行う。心材の縁端を越えて延びた2枚の2重
層を合わせてアイロンをかけた後に、余分な部分をトリ
ミングしてタブ5を残すことによって、それら2枚の2
重層の接合部にタブをつくる。繊維質補強材層4は通常
の仕方で適用される。
樹脂/水分遮断フィルムを適用/巻付するのに好ましい
手法が例示されている。本発明の一つの特に有利な態様
においては、まず、接着剤フィルムと樹脂/水分遮断層
からなる副集成体または2重層を造る。熱したアイロン
を使用して粘着性を達成し、この2重層(2、3)を使
用して、接着剤側がハニカム心材1に面するように、ハ
ニカム心材を覆う。角部および湾曲部のハニカム心材を
完全に覆う又は包むのに必要ならば、切断、ひだ取り、
重ね継ぎを行う。心材の縁端を越えて延びた2枚の2重
層を合わせてアイロンをかけた後に、余分な部分をトリ
ミングしてタブ5を残すことによって、それら2枚の2
重層の接合部にタブをつくる。繊維質補強材層4は通常
の仕方で適用される。
【0020】次の実施例は説明のために提示されている
のであって、本発明の本質または範囲をどのようにも制
限するものとして解されるべきではない。
のであって、本発明の本質または範囲をどのようにも制
限するものとして解されるべきではない。
【0021】
【発明の実施の形態】実施例1〜3 これら実施例は本発明に従って集成された代表的なパネ
ルを例証する。改質エポキシフィルム接着剤(サイテッ
ク(Cytec)インダストリーズからの、FM300
K接着剤フィルム0.05重量)を、樹脂/水分遮断フ
ィルムに適用した。熱したアイロンを使用して粘着性を
達成させて、この得られたフィルム集成体を使用して、
予め切断されたノメックス(登録商標)のハニカム心材
(9ポンド/立方フィート)を、接着剤側がハニカム心
材に面するように、覆った。ハニカム心材を完全に覆う
又は包むのに必要な場合には、切断、ひだ取りおよび重
ね継ぎを行った。
ルを例証する。改質エポキシフィルム接着剤(サイテッ
ク(Cytec)インダストリーズからの、FM300
K接着剤フィルム0.05重量)を、樹脂/水分遮断フ
ィルムに適用した。熱したアイロンを使用して粘着性を
達成させて、この得られたフィルム集成体を使用して、
予め切断されたノメックス(登録商標)のハニカム心材
(9ポンド/立方フィート)を、接着剤側がハニカム心
材に面するように、覆った。ハニカム心材を完全に覆う
又は包むのに必要な場合には、切断、ひだ取りおよび重
ね継ぎを行った。
【0022】それから、この包まれたハニカムを使用し
てRTM法を実施した。RTMの型の中に繊維質補強材
を入れた後に、前記の接着剤と樹脂/水分遮断フィルム
の集成体に包まれたハニカム心材、および第二の繊維質
補強材を入れた。RTMの型を閉じ、密封し、そしてR
TM用樹脂の注入温度(265゜F)に十分な時間加熱
してフィルム接着剤を心材に結合させた。繊維質補強材
を真空(3mmHg)に引いた後に、RTM用樹脂(ヘキ
セル(Hexcel)コンポジットからのRTM6エポ
キシ)を注入した。型を加熱して樹脂を硬化させ、その
後に、冷却し、そして開封して、得られたパネルを取り
出した。
てRTM法を実施した。RTMの型の中に繊維質補強材
を入れた後に、前記の接着剤と樹脂/水分遮断フィルム
の集成体に包まれたハニカム心材、および第二の繊維質
補強材を入れた。RTMの型を閉じ、密封し、そしてR
TM用樹脂の注入温度(265゜F)に十分な時間加熱
してフィルム接着剤を心材に結合させた。繊維質補強材
を真空(3mmHg)に引いた後に、RTM用樹脂(ヘキ
セル(Hexcel)コンポジットからのRTM6エポ
キシ)を注入した。型を加熱して樹脂を硬化させ、その
後に、冷却し、そして開封して、得られたパネルを取り
出した。
【0023】 使用材料 実施例 遮断フィルム/厚さ(インチ) 1 テドラー(登録商標)TMB20BE31 /0.002 2 テドラー(登録商標)TGY20BE31 /0.002 3 カプトン(登録商標)200HN2 /0.002
【0024】1 テドラー(登録商標)製品はDE州ウィ
ルミントンのE.I.デュポン ドヌムール社から入手
可能なポリフッ化ビニル重合体である。2 カプトン(登録商標)製品はDE州ウィルミントンの
E.I.デュポン ドヌムール社から入手可能なポリイ
ミド重合体である。
ルミントンのE.I.デュポン ドヌムール社から入手
可能なポリフッ化ビニル重合体である。2 カプトン(登録商標)製品はDE州ウィルミントンの
E.I.デュポン ドヌムール社から入手可能なポリイ
ミド重合体である。
【0025】実施例4 実施例1〜3に従って集成したハニカムパネルの貫層引
張強さ(flatwise tensile stre
ngth)を、規格ASTM C297(欧州試験仕様
ABP6−218)に従って試験した。結果を第1表に
まとめた。貫層引張強さの値が高い方が、より強く、か
つ圧縮に対してより抵抗性であることを意味する。
張強さ(flatwise tensile stre
ngth)を、規格ASTM C297(欧州試験仕様
ABP6−218)に従って試験した。結果を第1表に
まとめた。貫層引張強さの値が高い方が、より強く、か
つ圧縮に対してより抵抗性であることを意味する。
【0026】
【0027】実施例5 開放セル心材の、RTM工程中の樹脂充填に対する封止
は、実施例1〜3に従って集成したハニカムサンドイッ
チパネルのX線写真の目視検査によって測定した。結果
を第2表に示した。
は、実施例1〜3に従って集成したハニカムサンドイッ
チパネルのX線写真の目視検査によって測定した。結果
を第2表に示した。
【0028】
【図1】本発明のパネルの垂直分解略図である。
【図2】本発明の混成サンドイッチパネルの部分切取斜
視図である。
視図である。
【図3】各材料の配置を、心材の傾斜面の安定化および
縁端密封の細部と共に示す、サンドイッチ構造物の断面
図である。
縁端密封の細部と共に示す、サンドイッチ構造物の断面
図である。
1 開放セル心材 2 フィルム接着剤 3 樹脂/水分遮断フィルム 4 繊維質補強材 5 心材を覆った2重層(フィルム接着剤と樹脂/水分
遮断フィルム)同士の接合部のタブ
遮断フィルム)同士の接合部のタブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29K 105:08 B29L 31:10 (72)発明者 ジェフリー アラン スチュワート アメリカ合衆国ワシントン州ケント,ワン ハンドレッド アンド フィフティーシッ クシィス プレイス エス.イー.26427 (72)発明者 デビッド ウェイン ジョンストン アメリカ合衆国ワシントン州シアトル,サ ーティーファースト アベニュー エス. ダブリュ.7149
Claims (26)
- 【請求項1】 樹脂トランスファー成形(RTM)法に
よって製造した複合サンドイッチ構造物であって、10
psi〜800psiの貫層方向引張強さを与え且つ2
5°F〜800°Fの溶融温度を有するポリマーフィル
ムから構成された樹脂/水分遮断フィルムによってRT
M工程中の樹脂充填に対して95%より大きい度合まで
封止されている開放セル心材を含み、前記開放セル心材
がフィルム接着剤によって前記の樹脂/水分遮断フィル
ムに結合されている、ことを特徴とする前記の複合サン
ドイッチ構造物。 - 【請求項2】 開放セル心材がハニカムである、請求項
1に記載の複合サンドイッチ構造物。 - 【請求項3】 樹脂/水分遮断フィルムを構成するポリ
マーフィルムが、フッ素化ポリマー、ポリイミド、ポリ
エーテルエーテルケトンおよびポリエーテルイミド、ま
たはそれらの混合物から成る群から選ばれる、請求項1
に記載の複合サンドイッチ構造物。 - 【請求項4】 樹脂/水分遮断フィルムを構成するポリ
マーフィルムがフッ素化ポリマー、ポリエーテルイミド
またはそれらの混合物である、請求項3に記載の複合サ
ンドイッチ構造物。 - 【請求項5】 ポリマーフィルムがポリフッ化ビニルま
たはポリ[(5,7‐ジヒドロ‐1,3,5,7‐テトラ
オキソベンゾ‐ [1,2‐c:4,5‐c’] ジピロー
ル‐2,6(1H,3H)‐ジイル)1,4‐フェニレ
ンオキシ‐1,4‐フェニレン] である、請求項4に記
載の複合サンドイッチ構造物。 - 【請求項6】 ポリマーフィルムがポリフッ化ビニルで
ある、請求項5に記載の複合サンドイッチ構造物。 - 【請求項7】 フィルム接着剤が熱硬化性または熱可塑
性の樹脂から成る、請求項1に記載の複合サンドイッチ
構造物。 - 【請求項8】 フィルム接着剤が熱硬化性樹脂から成
る、請求項7に記載の複合サンドイッチ構造物。 - 【請求項9】 接着剤フィルムの熱硬化性樹脂が、エポ
キシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ
エステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、
またはシアネートエステル樹脂、またはそれらの混合物
からなる群から選ばれる、請求項8に記載の複合サンド
イッチ構造物。 - 【請求項10】 熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である、
請求項9に記載の複合サンドイッチ構造物。 - 【請求項11】 開放セル心材がRTM中の樹脂充填に
対して95.5%より大きい度合まで封止されている、
請求項1に記載の複合サンドイッチ構造物。 - 【請求項12】 開放セル心材がRTM中の樹脂充填に
対して100%の度合まで封止されている、請求項1に
記載の複合サンドイッチ構造物。 - 【請求項13】 樹脂トランスファー成形(RTM)を
使用して複合サンドイッチ構造物を製造する方法であっ
て、 (a)10psi〜800psiの貫層方向引張強さを
与え且つ25°F〜800°Fの溶融温度を有するポリ
マーフィルムから構成された樹脂/水分遮断フィルム
に、接着剤フィルムの層を適用し; (b)開放セル心材を、前記の樹脂/水分遮断フィルム
と接着剤フィルムの集成体によって、前記接着剤フィル
ム側が前記開放セル材に面するように包囲し;そして (c)(i)型の中に、前記のフィルムで覆われた開放
セル心材を配置し、そして乾燥繊維質補強材によって、
前記のフィルムで覆われた開放セル心材を包囲し; そし
て(ii)前記の乾燥繊維質補強材の中に液体樹脂を注入
し、そこにおいて、前記の開放セル心材にはRTM工程
中の樹脂充填に対して95%より大きい封止が形成され
るように前記遮断フィルムが密封されている; ことによ
って樹脂トランスファー成形を遂行する;ことを含むこ
とを特徴とする前記方法。 - 【請求項14】 開放セル心材がハニカム心材である、
請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 樹脂/水分遮断フィルムを構成するポ
リマーフィルムが、フッ素化ポリマー、ポリイミド、ポ
リエーテルエーテルケトンおよびポリエーテルイミド、
またはそれらの混合物、から成る群から選ばれる、請求
項13に記載の方法。 - 【請求項16】 樹脂/水分遮断フィルムを構成するポ
リマーフィルムがフッ素化ポリマー、ポリエーテルイミ
ドまたはそれらの混合物である、請求項15に記載の方
法。 - 【請求項17】 樹脂/水分遮断フィルムを構成するポ
リマーフィルムがポリフッ化ビニルまたはポリ[(5,7
‐ジヒドロ‐1,3,5,7‐テトラオキソベンゾ‐
[1,2‐c:4,5‐c’] ジピロール‐2,6(1
H,3H)‐ジイル)1,4‐フェニレンオキシ‐1,
4‐フェニレン] である、請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 ポリマーフィルムがポリフッ化ビニル
である、請求項17に記載の方法。 - 【請求項19】 密封を達成するのに十分な温度に型を
加熱することによって遮断フィルムが開放セル心材に密
封される、請求項13に記載の方法。 - 【請求項20】 接着剤フィルムが熱硬化性または熱可
塑性の樹脂から成る、請求項13に記載の方法。 - 【請求項21】 接着剤フィルムが熱硬化性樹脂から成
る、請求項20に記載の方法。 - 【請求項22】 接着剤フィルムを構成する熱硬化性樹
脂が、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエス
テル樹脂、またはシアネートエステル樹脂、またはそれ
らの混合物からなる群から選ばれる、請求項21に記載
の方法。 - 【請求項23】 熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である、
請求項22に記載の方法。 - 【請求項24】 開放セル心材がRTM工程中の樹脂充
填に対して99.5%より大きい度合まで封止される、
請求項13に記載の方法。 - 【請求項25】 封止の度合が100%である、請求項
13に記載の方法。 - 【請求項26】 乾燥繊維質補強材の中に液体樹脂を注
入した後に更に硬化工程を含む、請求項13に記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1078396P | 1996-01-29 | 1996-01-29 | |
| US010783 | 1996-01-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09295362A true JPH09295362A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=21747410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9008036A Pending JPH09295362A (ja) | 1996-01-29 | 1997-01-20 | 樹脂トランスファー成形法によって製造した軽量かつ耐水性のハニカムサンドイッチパネル |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0786330A3 (ja) |
| JP (1) | JPH09295362A (ja) |
| AU (1) | AU1234797A (ja) |
| CA (1) | CA2195050A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003039579A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | ハニカムサンドイッチ構造複合材の成形方法 |
| JP2004322369A (ja) * | 2003-04-22 | 2004-11-18 | Nissan Motor Co Ltd | ハニカム構造体およびその製造方法ならびにハニカム構造体を用いた樹脂トランスファ成形方法 |
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| JP2006175867A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-07-06 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | サンドイッチ構造体の製造方法およびそれに用いる接着フィルム |
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| EP0786330A3 (en) | 1998-07-08 |
| EP0786330A2 (en) | 1997-07-30 |
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