JPH04189535A - 熱可塑性サンドイッチ材製品の製造法 - 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】 技　　術　　分　　野 本発明は熱可塑性サンドイツチ材からの製品で、該材料
の少なくとも２つの表面がある角度をなし、サンドイツ
チ材は熱可塑性フオームのフオームコアーと熱可塑性合
成材料のトップ層群を有し、これらトップ層が織布、ニ
ット布、ウェブあるいは一方向にならべられたファイバ
ーで補強されているものの製造法に関する。

従来技術 サンドイッチ構造物のようなシート材は軽量で強度ある
いは剛性をあわせ有する材料の必要な各種分野で広く用
いられている。例えば飛行機、宇宙船、輸送機関例えば
海運、自動車などに用いられている。

サンドイツチ材は一般に軽量なコアー材と通常は補強さ
れている、コアー材上に適用されたトップ層とからなる
。トップ層とコアー材とを適当に接着することにより適
切な剛性が得られる。この材料の他の特性は使用される
材料の種類により決定せられる。

既知のサンドイッチ構造物はハニカム構造のコアー材に
よるものである。別種のサンドイツチ材は欧州特許出願
第２６４．４９５号および２６８．１４８号に記載され
ている。その材料は全て熱可塑性物質で、熱可塑性フオ
ームを含むコアー材と繊維で補強された合成物質例えば
ポリカーボネートあるいはポリエーテルイミドからなる
２つのトップ層からなるものである。

欧州特許第８８２０２３４５．０号には熱可塑性の難燃
性シート材が記載されている。

かかる材料を例えば飛行機、ヘリコプタ−等の内装部材
の様な製品に使用する際、加熱で変形しうる材料なら有
利である。上述の欧州特許出願第２６８．１４８号には
フオームコアーと補強トップ層からなる熱可塑性シート
材の２元あるいは３元変形を何ら機械的特性を失うこと
なくなしうる方法が記載されている。しかしながら、機
械的特性を維持したまま、複合材除去操作を行う必要な
しに、このようなシート材をある角度に折りまげる方法
の必要性もある。

発明が解決しようとする問題点 そこで、簡単な操作により熱可塑性サンドイツチ材をあ
る角度に折りまげうる方法が要望されており、かかる課
題にこたえることが発明目的である。

問題点を解決するための手段 本発明に従えば、上記発明目的が熱可塑性サンドイツチ
材の片面の一部をダイを用いて、少なくとも２つの表面
が作る角度の折りまげ線の長さに相当する距離にわたり
軟化させてダイの圧痕がトップ層に少なくとも一部分つ
けられるようにする工程と、熱可塑性材料の２つの表面
を折りまげて軟化された面か前記角度の内側になるよう
にする工程からなる、熱可塑性サントイ・ソチ材の少な
くとも２つの表面の法線か互にある角度をなし、該サン
トイ・ソチ材は熱可塑性フオームの芯と熱可塑性合成材
料のトップ層からなり且つト・ツブ層が織布、ニット布
、ウェブあるいは一方向にならへられたファイバー群で
補強されている製品を製造する方法により達成せられる
。

本発明方法により角の内側に存するトップ層の過剰の材
料がコアーのフオーム中に溶融して入りこむ形で折りま
げられな製品が得られる。加熱することによりこの材料
はコアーと融着せしめられる。その結果、元の材料と同
じ強度の折りまげ品が得られる。

通常の折りまげ法では過剰の材料はもりあがるので適切
な折りまげは得られない。また、本発明方法では折りま
げの際、フオームの逆圧とヒンジ作用によりトップ層の
相互結合が生じる。これが理由の全てではないが、この
ためトップ層は強固に折かり角に固定され、その部分で
のフオーム強度か引裂き強さとなっている事実により明
らかである。

折りまげられるべきシート状材ｆ４（サンドイッチ構造
）は好ましくは熱可塑性フオーム様コアー材と、織布、
ニット布、ウェブあるいは一方向にならべられたファイ
バーにより補強されている熱可塑性合成物質からなる２
つのトップ層から構成せられる。かかるシート材は前述
の欧州特許出願明細書中に詳述されている。

シート状材料の作られる原料も同欧州特許出願明細書に
記載されている。具体的には、熱可塑性フオーム様コア
材はポリエーテルイミドフオーム、ポリカーボネートフ
オーム、ポリメタアクリルアミドフオーム、ポリエーテ
ルスルホンフオーム、ポリエーテルケトンフオーム、ポ
リエーテル・エーテルケトンフオームあるいはポリフェ
ニレンサルファイドフオームである。

トップ層は好ましくは繊維補強された合成材料、詳しく
は織布、ニット布、ウェブあるいは一方向に適用された
ファイバーにより補強された熱可塑性合成物質からなる
ものである。

トップ層のマトリックスである熱可塑性合成物質は一般
に軟化点の高い、例えはポリカーボネート、ポリエーテ
ルイミド、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルス
ルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテル　エーテル
ケトンあるいはポリフェニレンサルファイドである。

熱可塑性フオーム様コアー材料は好ましくはポリエーテ
ルイミドフオーム、ボリカーボオ・−トフォーム、ポリ
メタクリルアミドフオーム、ポリエーテルスルホンフオ
ーム、ポリエーテルケトンフオーム、ポリエーテル・エ
ーテルケトンフオームポリエーテルケトン・ゲトンフォ
ーム、ポリフェニレンサルファイドフオーム、あるいは
これら合成物質の混合物に基づいたフオームである。

任意的にこのフオーム材料中にファイバーを加えること
ができる。かかるファイバーはガラス繊維、ポリアミド
繊維例えばアルアミドファイバー、ポリエチレン繊維、
ポリエステル繊維、カーボン繊維からなる群より選ばれ
る。

かかるフオーム材をトップ層および補強のための後述せ
る熱可塑性合成物質と組合せて用いるとにより、最適の
補強構造ならびに全体および補強点での最大の強度が得
られる。

好ましくは下記熱可塑性合成物質が用いられる：ポリエ
ーテルイミド、ポリカーボネート、アクリレートポリマ
ー、スチレンポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリエ
ーテルケトン、ポリエーテル・エーテルゲトン、ポリエ
ーテルケトン・ケトン、ポリフェニレオキサイド、ポリ
フェニレンサルファイドおよびこれら合成物質の２種以
上の混合物。

トップ層でこれら合成物質は好ましくはガラス繊維、ポ
リアミド繊維例えばアルアミド繊維、ポリエチレン繊維
、ポリエステル繊維およびカーボン繊維で補強せられる
。

使用さるべきサンドイッチは加熱加圧により各層を接着
せしめるのが好ましい。

驚くべきことに本発明方法ではシート状材料の予備処理
で完全に予想可能の角度の構造物で基礎材料と同じ強度
のものを得ることができる利点を有している。片側での
軟化により折りまげの一種のプログラミングがおこり従
って予想可能で再現可能な折りまげ角度が得られる。薄
い材料の場合、底が丸いあるいは一部楕円断面のダイあ
るいはある角度をもったダイを用いれば充分である。

厚い材料を用いる場合、非常に多くの材料を溶がして除
かねばならぬのでこれでは不充分である。

その場合には少なくとも２つの角度断面をもつダイか好
ましい。

角度の大きさは折りまけ構造体の性質および使用さるべ
き材料によりことなる。比較的鋭角が再現性が良いので
有利である。従ってその角度は約１５°〜１７５°と極
めて広範囲に変えられる。

本発明方法を実施する場合、ダイの円周即ちサンドイツ
チ材のトップ層中に押し入れられる部分が実質的にφＴ
（φは２つの表面の法線が互に作るラジアン角でＴはサ
ンドイツチ材の厚み）に相当するようになしうる。この
場合、サンドイツチ材の不当な変形をともなうことなく
最適の曲げ構造物か得られる。

断面に２以上の角のあるタイを用いる場合好ましくはタ
イの横面は円錐形でサンドイツチ材がらのダイのリリー
スを容易ならしめる。ダイの下側には少なくとも２つの
面が存在しこれらの面か相互に、また横面とである角度
をなしている。

本発明方法においてはサンドイツチ材の一方の表面の少
なくとも一部分が軟化される。これは通常加熱で実施せ
られる。軟化が迅速に生じるようホットダイを用いるの
が好適である。勿論他の方法も可能であるが、好ましさ
が劣る。表面加熱と、トップ層のマトリックス用の溶媒
あるいは軟化材を用いての軟化とを組合せることもでき
る。

該目的に好適なものはジクロロメタンである。

サンドイツチ材トップ層の一部の軟化と、全シートある
いはその大部分の加熱とを組合せることも可能である。

特にサンドイツチ材をあとで局部的にあるいは形成さる
べき角の対応する外側を加熱するのが好ましい。従って
このためにはサンドイツチ材をダイと反対側で加熱する
ことになる。

かかる加熱は軟化する程であるゼ・要はない。タイと同
じ側を加熱してもよいが、それによる格別な利点はない
。一般に加熱の程度は軟化さるべき区域以外での軟化が
生じないよう注意する必要がある。さもないと折り曲げ
／角の再現性が失なわれる危険性がある。

既に述べた如く表面の軟化は任意的な軟化剤の使用と組
合せ、該表面の加熱により行われる。使用せられる温度
はトップ層のマトリックス材が軟化する温度である。し
かしながら加熱温度と時間はフオームコアーの大過剰の
ものが溶融することのないように選択されねばならない
。従って、選択さるべき温度は使用せる材料によりこと
なり、通常の実験により決定される。

サンドイツチ材の厚みはダイの形に影響する。

この厚みは広範囲に変更せられるが、実際上は約２．５
ｍｍが下限で、上限はｌ０Ｃ１１、好ましくは２．５Ｃ
Ｉ１１である。

一般にサンドイツチ材は軟化中およびダイを押し当てた
時、引張りカがダイの押し当てによりファイバー上に生
じるため既に幾分変形し、折り曲げか始まっている。加
熱と同時にあるいは加熱後、サンドイツチ材の２つの表
面を各々の対面の方にまげて角のある構造体にする。こ
れは手で行うこともできるが、適当な折り曲げベンチあ
るいは装！で実施するのが好ましい。

以下実施例により本発明を図面を参照しつつ説明する。

添付第１図において、ダイ（ａ）は最も簡単な具体例で
あり、（ｂ）は円錐側面を有し引きはがしの問題がある
サンドイツチ材に使用するのに適している。ダイ（ｃ）
は簡単な薄い材料に適し、（ｄ）と（ｅ）は折りまげが
より困難で折りまげ部により多くの材料が存在する厚い
材料に適している。ダイ（ｆ）は加工の容易な極めて薄
い材料に使用するのに適している。

第２図はサンドイツチ材の軟化部にダイが押しこまれ、
その後２つの面を互に折りまけ角にした状態を示す。図
から判るようにサンドイツチ材の折りまげはダイの角度
により予めプログラムされ、従って正確に規定された角
の構造体か得られる。

実施例 ポリエーテルイミドの１０１厚みのコアーとガラス繊維
で補強されたポリエーテルイミドの２つのトップ層から
なる１０Ｘ　１０ＣＱＩのサントイ・・／子材パネルを
添付第１図（ｄ）のダイで３２０°Ｃに局部的に加熱し
た。３つの角度は１７５°で、タイ圧痕の周線は１８．
２ｍｍであった。０．７５０ｋｇ／Ｃｌ１ｆの力でダイ
をパネル中に押しこみ、次いで２つの面を折りまば１　
ｋｇ　／　ＣＭパネル巾の力で１１０°の角を作った。

パネルを冷却し、２５ｋｇの引張り強度で２つの面をは
なすように力を加えテストした。この角構造体は丈夫で
あったが、最后にはこわれた。折りまげ部分のパネルの
強度はサンドイツチ材の元の強さと同じで、理想的なも
のであった。

【図面の簡単な説明】

添付図の第１図は本発明方法で使用せられる各種のタイ
の側面図、第２図はサンドイツチ材にダイを押し入れた
状態およびサントイ・・ノチ材を折りまげた状態を示す
断面図。 手続補正書（方式） 平成３年す月６日

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性サンドイッチ材の少なくとも２つの表面
   の法線が互いある角度をなし、サンドイッチ材は熱可塑
   性フォームの芯と熱可塑性合成材料のトップ層群からな
   り、トップ層群は織布、ニット布、ウェブあるいは一方
   向にならべられたファイバー群で補強されている製品を
   、熱可塑性サンドイッチ材の一方の表面の一部をダイに
   より、少なくとも２つの表面が作る角度の折りまげ線の
   長さに相当する距離にわたり軟化させ、該ダイの圧痕が
   トップ層に少なくとも一部分つけられるようにする工程
   、および該熱可塑性材料の２つの表面を折りまげ軟化さ
   れた面が前記角度の内側になるようにする工程からなる
   方法で製造する方法。
2. （２）前記ダイ断面に少なくとも１つ、好ましくは２つ
   の角度がもうけられている請求項第１項記載の方法。
3. （３）前記ダイの円周かφΥに等しいか実質的に等しく
   、φは２つの表面で作られるラジアン角度で、Υはサン
   ドイッチ材の厚みである請求項第１項または第２項記載
   の方法。
4. （４）サンドイッチ材がポリエーテルイミドフォーム、
   ポリカーボネートフォーム、ポリメタクリルアミドフォ
   ーム、ポリエーテルスルホンフォーム、ポリエーテルケ
   トンフォーム、ポリエーテル・エーテルケトンフォーム
   、ポリエーテルケトン、ケトンフォーム、ポリフェニレ
   ンサルファイドフォームまたはこれら合成材料の混合物
   フォームのコアーを含む請求項第１〜第３項のいづれか
   に記載の方法。
5. （５）トップ層がガラス繊維、ポリアミドファイバー例
   えばアルアミドファイバー、ポリエチレンファイバー、
   ポリエステルファイバー、カーボンファイバーの織布、
   ニット布、ウェブまたは一方向にならべられたファイバ
   ーで補強されている請求項第１〜４項のいづれかに記載
   の方法。
6. （６）トップ層が布で補強されている請求項第５項記載
   の方法。
7. （７）布のファイバー長が実質的にサンドイッチ材の長
   さに相当する請求項第６項記載の方法。
8. （８）熱可塑性フォーム様コアーもファイバーを含む請
   求項第１〜７項のいづれかに記載の方法。
9. （９）ファイバーがガラス繊維、ポリアミド繊維例えば
   アルアミドフアイバー、ポリエチレン繊維、ポリエステ
   ル繊維、カーボン繊維のいづれかである請求項第８項記
   載の方法。
10. （１０）フォームコアーも液状結晶性物質を含む請求項
    第１〜９項のいづれかに記載の方法。
11. （１１）トップ層の熱可塑性合成材料がポリエーテルイ
    ミド、ポリカーボネート、アクリレートポリマー、スチ
    レンポリマー、ポリエーテルスルホン、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、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニ
    レンサルファイドおよびこれら合成材の２種以上の混合
    物からなる群より選ばれる請求項第１〜１０項のいづれ
    かに記載の方法。
12. （１２）ダイの横面が円錐形で、底に少なくとも２つの
    面がありそれらが互にまた横面とである角度を作ってい
    る請求項第１〜１０項のいづれかに記載の方法。
13. （１３）（ａ）サンドイッチ材のトップ層を製品表面を
    軟化させるに充分な温度に保たれたダイと接触させ、 （ｂ）該接触で熱可塑性サンドイッチ材の表面の少なく
    とも一部を軟化させ、該軟化部分の長さは、表面の少な
    くとも一部にダイ圧痕がもうけられる角付き構造物を作
    る角度の折り曲げ線の長さに少なくとも相当するもので
    あり、 （ｃ）サンドイッチ材を表面の軟化部にそって折りまげ
    て角付き構造物となし、この場合軟化部が角の内側にな
    るようにし、過剰のトップ層材料の少なくとも一部が軟
    化部で該折りまげの為フォームコアー中に入りこむよう
    にせられる 各工程からなる、熱可塑性フォームコアーと該フォーム
    コアーの少なくとも一部の上に適用された少なくとも１
    つの熱可塑性トップ層からなり、該トップ層は表面を構
    成し織布、ニット布、ウェブあるいは一方向に配された
    ファイバーで補強され、ある角度を有する製品の製造方
    法。
14. （１４）請求項第１〜１２項のいづれかに記載の方法で
    得られた、少なくとも２つの面が角度を有する熱可塑性
    サンドイッチ材から作られた製品