JP6467850B2 - ハニカムコア材の製造方法 - Google Patents
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また、熱可塑性樹脂フィルムを使用して材料を接着するため、液体接着剤を使用する必要がない。その結果、作業ハンドリング性、作業環境を大幅に改良することができる。
本実施形態は、2枚の面板2,2の間に、一方向に長尺な壁部4,4・・が該一方向と直交する方向に適宜間隔をおいて配設され、当該2枚の面板2,2の間に複数の長尺セル5,5・・を備えた中空体1(図1参照)を、図2に示すように、前記一方向に適宜間隔をおいて切断して、多数のセル5A,5A・・が並んだ構成を備えた複数のセル列中空体1A、1A・・に分断し(分断工程)、
次に、図3(A)(B)に示すように、前記分断工程で得られたセル列中空体1A、1A同士を、互いの面板部2A、2Aが向かい合うように並べると共に、前記面板部2A、2A間に熱可塑性樹脂フィルム6を介在させて、該熱可塑性樹脂フィルム6を加熱して前記面板部2A、2A間を接着してセル列結合中空体1Bを形成し(セル列中空体接着工程)、
次に、前記セル列中空体接着工程で接着して得られたセル列結合中空体1B、1B同士を、前記セル列中空体接着工程と同様に熱可塑性樹脂フィルム6を用いて接着してセル列結合中空体1Cを形成し、さらに次に、前記工程で接着して得られたセル列結合中空体1C、1C同士を、前記セル列中空体接着工程と同様に熱可塑性樹脂フィルム6を用いて接着し、必要に応じてセル列結合中空体の接着工程を繰り返してハニカムコア材10を製造することができる(ハニカムコア材形成工程)。
本実施形態で製造するハニカムコア材10は、同一方向に開口してなるセルの列が複数並設されてなる構成を備えた部材である。
セルは、ハニカムコア材の厚み方向に貫通した空間を備え、厚み方向両端面を開口し、周囲を壁部で囲われてなる構成を備えた部屋である。
中でも、熱可塑性樹脂フィルムで接着し易いという観点から、ハニカムコア材10の材質としては、紙或いは樹脂、その中でも、熱可塑性樹脂からなるものが特に好ましい。
ハニカムコア材10の寸法は、用途によって適宜調整するのが好ましい。例えば、厚み(高さ)が1mm〜100mm、壁部の厚みが0.2mm〜30mm、セル空間のピッチが2mm〜40mmのものを形成することができる。
本実施形態で原料とする中空体1は、熱可塑性樹脂からなる面板2,2の間に、一方向に長尺な壁部4,4・・が該一方向と直交する方向に適宜間隔をおいて配設され、当該面板2,2の間に複数の長尺なセル5、5・・を備えたものであればよい。
中空体1は、自ら製造しても、購入してもよい。
中空体1の開口サイズや厚さを適宜選択することにより、ハニカムコア材10の力学特性を適宜設計することができる。
他方、中空体1において、面板2,2の間に設けられた壁部4の材質は、上記面板2,2と同じ材質でもよいし、異なる材質でもよい。
分断工程では、図2に示すように、前記中空体1を、長尺なセルの長さ方向に適宜間隔をおいて切断して、多数のセルが列として並んだ構成を備えた複数のセル列中空体1A,1A・・に分断すればよい。
この際、図6に示すように、面板2を3段以上備えた中空体1の場合には、セル列が2列並んだセル列中空体1A,1A・・に分断することができる。
セル列中空体接着工程では、図3に示すように、前記分断工程で分断されたセル列中空体1A,1A同士を、互いの面板部2A,2Aが向かい合うように並べて、前記面板部2A,2A間に熱可塑性樹脂フィルム6を介在させ、該熱可塑性樹脂フィルム6を加熱して前記面板部間2A,2Aを接着して、セル列中空体1A,1Aを接合してセル列結合中空体1Bを形成する。
熱可塑性樹脂フィルム6は、加熱によって溶融するものであって、ガラス転移温度(Tg)が少なくとも中空体1の面板部2,2のガラス転移温度(Tg)よりも低く、かつ面板部2,2を構成する材料との相溶性が良い樹脂からなるフィルムであればよい。例えばグリコール変性ポリエステル(PETG)などの非晶性ポリエステルや、ポリメチルメタクリレートなどのポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどの樹脂を用いたフィルムを、好ましい例として挙げることができる。
熱可塑性樹脂フィルム6は、強度の点から、フィラーや繊維を含むものであってもよい。
かかる観点から、熱可塑性樹脂フィルム6のガラス転移温度(Tg)は30℃〜130℃であるのが好ましく、中でも40℃以上或いは110℃以下、その中でも50℃以上或いは90℃以下であるのが好ましい。
このような観点から、例えば、中空体1の面板部2がポリカーボネートであれば、熱可塑性樹脂フィルム6の材質は、ポリメチルメタクリレートなどのポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステルや、α−オレフィンと(メタ)アクリル酸アルキルエステルの共重合体、グリコール変性ポリエステル(PETG)などの非晶性ポリエステル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などが好ましい。
また、中空体1の面板部2がポリエチレンテレフタレートなどの結晶性ポリエステルであれば、熱可塑性樹脂フィルム6の材質はグリコール変性ポリエステル(PETG)などの非晶性ポリエステルや、ポリエステル系の熱可塑性エラストマーなどが好ましい。
また、中空体1の面板部2がポリメチルメタクリレートの場合には、熱可塑性樹脂フィルム6の材質はポリ塩化ビニルや、グリコール変性ポリエステル(PETG)などの非晶性ポリエステルが好ましい。
熱可塑性樹脂フィルム6の厚さは、接着性、ハンドリング性、経済性などを考慮すると、20μm〜150μm、中でも30μm以上或いは100μm以下、その中でも40μm以上或いは80μm以下であるのが好ましい。
この際、セル列中空体1A,1Aの面板部2A,2A間に熱可塑性樹脂フィルム6を介在させて、前記面板部2A,2A間で熱可塑性樹脂フィルム6を押圧する方法としては、例えば、図7(A)(B)に示すように、セル列中空体1A,1Aの面板部2A,2A間に熱可塑性樹脂フィルム6を介在させて、各面板部2の外側面、すなわちフィルム6とは反対側の面に押圧部材7を当接し、該押圧部材7によって各面板部2Aを内側、すなわちフィルム側に押圧するようにすればよい。
例えば、図8に示すように、櫛状を呈する、すなわち水平軸部から複数の棒状押圧部が垂下されてなる形状の押圧部材7Aの棒状押圧部をセル5A内に挿入して各面板部2Aの外側面を押圧するようにすればよい。
熱可塑性樹脂フィルム6を加熱する手段としては、例えば、セル列中空体1A、1A同士を、互いの面板部2A、2Aが向かい合うように並べて、前記面板部2A、2A間に熱可塑性樹脂フィルム6を介在させた状態のまま、加熱炉内に入れて、該熱可塑性樹脂フィルム6を加熱するようにしてもよいし、また、セル列中空体1A、1A同士を、互いの面板部2A、2Aが向かい合うように並べて、前記面板部2A、2A間に熱可塑性樹脂フィルム6を介在させて、2枚の面板部2A、2Aの該フィルム6とは接していない面にそれぞれ押圧部材7を当接し、該押圧部材7によって面板部2を両側から該フィルム側に押圧すると共に、該押圧部材7の伝熱によって該熱可塑性樹脂フィルム6を加熱するようにしてもよい。
本工程では、前記セル列中空体接着工程で接合して得られたセル列結合中空体1B、1B同士を、前記セル列中空体接着工程と同様に熱可塑性樹脂フィルム6を用いて接着して結合して、セル列結合中空体1Cを形成する。
次に、前記工程で接着して得られたセル列結合中空体1C、1C同士を、フタタ旅前記セル列中空体接着工程と同様に熱可塑性樹脂フィルム6を用いて接着し、必要に応じてこのような接着工程を繰り返してハニカムコア材10を形成すればよい。
なお、3個以上のセル列中空体1A、1A・・を、隣の面板部2A、2Aが向かい合うように並べると共に、各面板部2A、2A間に熱可塑性樹脂フィルム6を介在させて、一度に3個以上のセル列中空体1A、1A・・を接着して、所望の大きさのハニカムコア材10を製造することもできる。
このように作製したハニカムコア材10は、そのまま各種用途に用いることもできるし、又、上下にスキン層を貼り合せることで、ハニカムサンドイッチ構造体を作製することができ、この状態で各種用途に用いることもできる。
本明細書において「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)或いは「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」或いは「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
ポリカーボネート(Tg153℃)からなる厚さ0.6mmの2枚の面板間(8.8mm)に、ポリカーボネートからなる厚さ0.5mmの長尺な壁部が該一方向と直交する方向に9.5mm間隔をおいて配設され、当該2枚の面板間に複数の長尺セルを備えた中空体1(厚さ10.0mm、幅1000mm、長さ2000mm)を用意した。
この中空体Aを、図2に示すように、8mm間隔をおいて自動型ハンドカット機を用いて切断し、多数のセル5Aが並んだ構成を備えた複数のセル列中空体に分断した。
次に、図3(A)(B)に示すように、前記分断工程で得られたセル列中空体1Aの向きを90度変えて、互いの面板部2A、2Aが向かい合うように並べると共に、前記面板部2A、2A間に、ポリメチルメタクリレート(Tg89℃)からなる厚さ50μm、幅8mm、長さ1000mmの熱可塑性樹脂フィルム6を介在させて、図8に示すように、クリップ型の押圧部材7Aを使用して、クリップの棒状部を面板部2の外側面に当接し、機械的に押圧部材7によって各面板部2Aを内側に押圧して前記面板部2A、2A間に熱可塑性樹脂フィルム6を挟止させた。この状態で、炉内温度128℃に調整した加熱炉に入れて、熱可塑性樹脂フィルム6を加熱して溶融させて前記面板部2A、2A間を接着して、セル列結合中空体1Bを作製した。
次に、同様に作製した2つのセル列結合中空体1B間に、上記同様に熱可塑性樹脂フィルム6を挟止させて、加熱炉に入れて熱可塑性樹脂フィルム6を加熱して前記面板部2A、2A間を接着して、セル列結合中空体1Cを作製した。そして、これを繰り返してハニカムコア材10を製造した。
ポリカーボネート(Tg153℃)からなる厚さ0.7mmの2枚の面板間(23.6mm)に、ポリカーボネートからなる厚さ0.5mmの長尺な壁部が該一方向と直交する方向に24.5mm間隔をおいて配設され、当該2枚の面板間に複数の長尺セルを備えた中空体1(厚さ25mm、幅500mm、長さ1000mm)を用意した。
この中空体Aを、図2に示すように、28mm間隔をおいて自動型ハンドカット機を用いて切断し、多数のセル5Aが並んだ構成を備えた複数のセル列中空体に分断した。
ポリウレタン(Tg50℃)からなる厚さ70μm、幅28mm、長さ500mmの熱可塑性樹脂フィルム6を用い、炉内温度を100℃に調整した以外は、その後の工程は実施例1と同様にして、ハニカムコア材10を製造した。
1A セル列中空体
2 面板
2A 面板部
4 壁部
5 長尺セル
5A セル
6 熱可塑性樹脂フィルム
10 ハニカムコア材
Claims (4)
- 2枚の面板の間に、一方向に長尺な壁部が該一方向と直交する方向に適宜間隔をおいて配設され、当該2枚の面板の間に複数の長尺なセルを備えた中空体を、前記一方向に適宜間隔をおいて切断して、多数のセルが並んだ構成を備えた複数のセル列中空体に分断する分断工程と、
前記分断工程で得られたセル列中空体同士を、互いの面板部が向かい合うように並べると共に、前記面板部間に熱可塑性樹脂フィルムを介在させて、セル内に押圧部材を挿入して、面板部の外側面に該押圧部材を当接し、該押圧部材によって面板部を該熱可塑性樹脂フィルム側に押圧し、該熱可塑性樹脂フィルムを加熱して前記面板部間を接着するセル列中空体接着工程と、を備えたハニカムコア材の製造方法。 - 前記分断工程で得られたセル列中空体同士を、互いの面板部が向かい合うように並べると共に、前記面板部間に熱可塑性樹脂フィルムを介在させて、セル内に押圧部材を挿入して、面板部の外側面に該押圧部材を当接し、該押圧部材によって面板部を該熱可塑性樹脂フィルム側に押圧した状態で加熱炉内に入れて、該熱可塑性樹脂フィルムを加熱して前記面板部間を接着することを特徴とする、請求項1に記載のハニカムコア材の製造方法。
- 前記セル列中空体接着工程では、前記分断工程で得られたセル列中空体同士を、互いの面板部が向かい合うように並べると共に、前記面板部間に熱可塑性樹脂フィルムを介在させて、セル内に押圧部材を挿入して、面板部の外側面に該押圧部材を当接し、該押圧部材によって面板部を該熱可塑性樹脂フィルム側に押圧し、該押圧部材の伝熱によって該熱可塑性樹脂フィルムを加熱して前記面板部間を接着することを特徴とする、請求項1に記載のハニカムコア材の製造方法。
- 前記押圧部材は、水平軸部から複数の棒状押圧部が垂下してなる形状を有するものである、請求項1〜3の何れかに記載のハニカムコア材の製造方法。
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