(57)【要約】      （修正有）【課題】耐腐食性および耐火性の高いフェノール樹脂等のＦＲＰを用いつつ、製造が容易であり且つ強度を増強し易いハニカム構造等の格子状のＦＲＰ板部材を製造する方法を提供する。【解決手段】離型用フィルム表面に樹脂溶融液を含むＦＲＰ材料を塗布した各樹脂層を複数積層する積層工程と、該積層された樹脂層を板圧方向に加熱しながら押圧することで１枚の矩形波形の板部材を作成するプレス成形工程と、プレス成形工程で作成された複数の矩形波形の板部材の各凸部分同士又は凹部分同士が対向するように順次接着することで格子状の中空部材を作成する格子部材形成工程と、該格子状の中空部材を板厚方向に所望厚さ分切断する切断工程ことを備えている方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
離型用フィルム表面に樹脂溶融液を含むＦＲＰ材料を塗布した各樹脂層を複数積層する積層工程と、
該積層された樹脂層を板圧方向に加熱しながら押圧することで１枚の矩形波形の板部材を作成するプレス成形工程と、
プレス成形工程で作成された複数の矩形波形の板部材の各凸部分同士又は凹部分同士が対向するように順次接着することで格子状の中空部材を作成する格子部材形成工程と、
該格子状の中空部材を板厚方向に所望厚さ分切断する切断工程と、により格子状のＦＲＰ板部材を製造する方法。
【請求項２】
前記格子部材形成工程において、前記プレス成形工程で作成された板部材の間にＦＲＰ平板を挟み込んで板部材の各凸部分をＦＡＰ平板に順次接着することで格子状の中空部材を作成する格子部材形成工程と、を有する請求項１に記載の格子状のＦＲＰ板部材を製造する方法。
【請求項３】
前記樹脂溶融液は、フェノール溶融液である、請求項１又は２に記載の格子状のＦＲＰ板部材を製造する方法。
【請求項４】
前記プレス成型工程で作成される矩形波形の板部材の各矩形は台形形状であり、該矩形波形の板部材の各凸部分同士又は凹部分同士が対向するように配置するとハニカム形状の中空部材を形成する、請求項１〜３の」いずれか１項に記載の格子状のＦＲＰ板部材を製造する方法。
【請求項５】
樹脂溶融液を含むＦＰＲを乾燥し固化させた複数の矩形波形の部材で構成され、
該複数の矩形波形の部材の各凸部分が当接するように配列され、各当接部分に接着層を有する格子状のＦＲＰ製板部材。
【請求項６】
前記複数の矩形波形の部材の各凸部分が対向するように配列され、該矩形波形の部材の各凸部分と凹部分との間にＦＲＰ製の仕切り部材が挟み込まれ、各凸部材は該仕切り部材との間に接着層を有する、請求項５に記載の格子状のＦＲＰ製板部材。
【請求項７】
前記樹脂溶融液とは、フェノール樹脂溶融液である、請求項５又は６に記載の格子状のＦＲＰ製板部材。
【請求項８】
前記矩形波形の板部材の各矩形は台形であり、該矩形波形の板部材の各凸部分同士又は凹部分同士が対向させたときの格子形状はハニカム形状である、請求項５〜７のいずれかに記載の格子状のＦＲＰ製板部材
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造容易な構造であり構造変更の自由度が高いフェノール樹脂等を用いた格子状のＦＲＰ部材およびＦＲＰ製板部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、材料の難燃化要求によりフェノール樹脂を使用したＦＲＰが注目されている。従来、フェノール樹脂を含むＦＲＰの格子構造やハニカム構造を形成する方法として引張法がある。この引張法では例えば、特許文献１に示すように、まず、母材たる主にポリイミド樹脂を用いたＦＲＰのプリプレグシート（以下、「ＦＲＰシート」）の表面に、一定の方向、幅、ピッチで、該ポリイミド樹脂よりは低温で硬化する低温硬化型接着剤を条線状に付設し、次にＦＲＰシートシートを、条線状の接着剤が半ピッチずつずれた位置関係で上下に重積する。それから、該低温硬化型接着剤を低温加熱，加圧により溶融硬化させて、ＦＲＰシート間を条線接着し、しかる後、重積方向に引張力を加えて展張してから、フェノール樹脂等を含浸させた後に高温加熱によりＦＲＰシートを完全硬化させ、もって中空柱状のセルの平面的集合体であるハニカム等の格子構造板部材を得ていた。
【０００３】
このような引張法の場合、薄いＦＲＰシートを使用してハニカム構造体を製造するため、一般に２枚のＦＲＰ平板でサンドイッチ状に挟み込むことで強度を上げる場合が多い。また、中空六角柱状等のハニカムコアを作成し、複数のハニカムコアの各側壁同士を接着した後に板状に切り出して製造するハニカム構造体も考えられるが、製造が煩雑であり、またハニカム構造の接着部分が多く強度の問題が解決されていない。
【０００４】
また、難燃化材料のハニカム構造体としてエキスパンドメタルなどの金属製のものも存在する。エキスパンドメタルは、金属平板の表面に一定の方向、幅、ピッチで条線状の切り目を設け、金属平板を板表面上に引張力を加えて展張することでハニカム構造を製造する。このエキスパンドメタルの場合も、展張する金属平板が薄く、さらに展張後の各ハニカム線はねじれて形成されているため強度を確保することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７―２１４７１０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の事情に鑑みて創作されたものであり耐腐食性および耐火性の高いフェノール製のＦＲＰを用いつつ、製造が容易であり且つ強度を増強し得るハニカム構造等のＦＲＰ板部材を製造する方法およびＦＲＰ製板部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために第一の本発明では、
離型用フィルム表面に樹脂溶融液を含むＦＲＰ材料を塗布した各樹脂層を複数積層する積層工程と、
該積層された樹脂層を板圧方向に加熱しながら押圧することで１枚の矩形波形の板部材を作成するプレス成形工程と、
プレス成形工程で作成された複数の矩形波形の板部材の各凸部分同士又は凹部分同士が対向するように順次接着することで格子状の中空部材を作成する格子部材形成工程と、
該格子状の中空部材を板厚方向に所望厚さ分切断する切断工程と、により格子状のＦＲＰ板部材を製造する方法が提供される。
【０００８】
本発明のＦＲＰ板部材の製造方法によれば、まず、離型用フィルム表面にフェノール樹脂熔融液等を含んだＦＲＰ材料を塗布し、これを何層も重ねることで樹脂層を作成する（乾いていない）。次に、この樹脂層をトタン板形状（矩形）のＦＲＰ製の板部材にプレス成形することで基本的な板部材を作成する。このプレス成形の際に樹脂層を加熱しながら押圧（プレス）するのは１つの特徴である。フェノール樹脂溶液は、フェノール結合反応が進むにつれて水分が出てくるものでありフェノール樹脂溶液を型に入れて作成すると水分が浮いてきて、なかなか乾き難く（固まり難く）、乾いた後には水分跡に複数の孔が存在してしまうこととなり強度も低下する。
【０００９】
これに対して、本発明ではプレス成形時に加熱するため乾くのが速いだけでなく成形時に水分が蒸発するため乾燥後の孔の発生をなくすることができ、結果、高強度の部材製造が可能となる。次にプレス成形された板部材の矩形の各凸部分同士を接着剤で接着する。これにより基本的なピースとなる一体にプレス成形された板部材の各凸部同士を単に接着するだけで複数の格子状の中空部材の集合体を作成することができ、これを単に板厚分程度の厚みに切断すれば格子状のＦＲＰ板部材を容易に製造し得る。また、プレス成形する板部材は、そもそも複数の樹脂層で形成されているため、層の数（板厚）の増減が容易であり、使用状況に応じて強度と製造コストとのバランスを自由に調整し得る点も有利である。
【００１０】
ここで格子状の板部材の代表例としてのハニカム形状を考える。
具体的には、
前記プレス成型工程で作成される矩形波形の板部材の各矩形は台形形状であり、該矩形波形の板部材の各凸部分同士又は凹部分同士が対向するように配置するとハニカム形状の中空部材を形成する。
【００１１】
この場合、順次、プレス成形された各板部材の台形頂辺同士を接着していくとハニカム構造の孔を有する柱の集合体が作成される。これを柱の長手方向垂直に切断するとハニカム構造のＦＲＰ板部材を容易に作成し得る。
【００１２】
また、本発明では、格子状の真ん中に強度保障のための板部材を介挿させることもあり得る。具体的な製造方法は、前記格子部材形成工程において、前記プレス成形工程で作成された板部材の間にＦＲＰ平板を挟み込んで板部材の各凸部分をＦＡＰ平板に順次接着することで格子状の中空部材を作成する格子部材形成工程と、を有している。
【００１３】
この場合、プレス成形した板部材を基本的な板部材とすることは同様であるが、各凸部分を接着する前に間に１枚板部材を挟み込んで、その上で接着する構成を採用する。この製造方法により強度の増強を自由に行うことができる。
【００１４】
ここで本発明の格子状のＦＲＰ板部材の実際の具体的な構成について説明する。
本発明の格子状のＦＲＰ板部材は、フェノール樹脂等の樹脂材料とＦＲＰとで構成されており、結果として複数の矩形波形の部材の各凸部分が当接するように配列され、各当接部分に接着層を有することとなり、この構成の特徴が上記製造方法に由来することとなる。
【００１５】
また、上述したように仕切り板を入れた場合の本ＦＲＰ板部材は、
前記複数の矩形波形の部材の各凸部分が対向するように配列され、該矩形波形の部材の各凸部分と凹部分との間にＦＲＰ製の仕切り部材が挟み込まれ、各凸部材は該仕切り部材との間に接着層を有する構成となる。
【００１６】
さらに、前記樹脂溶融液とは、フェノール樹脂溶融液が望ましく、前記矩形波形の板部材の各矩形は台形であり、該矩形波形の板部材の各凸部分同士又は凹部分同士が対向させたときの格子形状はハニカム形状が好ましいことも上述した通りにである。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明の格子状のＦＲＰ板部材およびその製造方法によれば、耐腐食性および耐火性の高いフェノール樹脂等製のＦＲＰを用いつつ、製造が容易であり且つ強度を増強し得るハニカム構造等のＦＲＰ格子構造板部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）〜（ｄ）に順に複数の樹脂層の製造工程（積層工程）を示している。
【図２】図１の作成した複数の樹脂層から矩形波形の板部材をプレス成形する工程が示されている。
【図３】図２でプレス成形された板部材同士を接着してハニカム構造を形成する様子を模式化したものであり、（ａ）は板部材同士の接着方法、（ｂ）は多数の板部材を順次接着した状態を示す立体図である。
【図４】図３に示す格子部材の形成工程の変形例を示している。
【図５】図４に示す板部材同士の結合体と、この集合体である本発明の格子状のＦＲＰ板部材との実例の写真図である。
【図６】本発明の他の板部材１２やその集合体である格子状のＦＲＰ板部材が示されており、（ａ）は四角波形の板部材’同士で結合した格子状のＦＲＰ板部材、（ｂ）は四角波形の板部材の間にＦＲＰ平板が介挿されて結合した格子状のＦＲＰ板部材が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のＦＲＰ板部材の製造方法およびそのＦＲＰ板部材の構造についての実施形態について説明する。
【００２０】
図１に本ＦＲＰ板部材の基本的な素材となる複数の樹脂層２の製造する積層工程が示されており、（ａ）〜（ｄ）に順に各樹脂層２の製造工程が示されている。まず、最初に平面上等に樹脂フィルム２ａ１を設置する（図１（ａ）参照）。
【００２１】
次に、樹脂フィルム２ａ１の表面にＦＲＰ材料２ｂ１を塗布する（図１（ｂ）参照）。ここで塗布するＦＲＰ材料は固形のＦＲＰにフェノール樹脂溶液が混合されたものである。これで樹脂層が１層分となる。通常、樹脂層２は複数積層され、前述のＦＲＰ材料２ｂ１上にさらに樹脂フィルム２ａ２を貼り付け（図１（ｃ）参照）、この上にＦＲＰ材料２ｂ２を塗布する（図１（ｄ）参照）。これで２層分の樹脂層２が作成された。このように所望する層の数だけ（ａ）〜（ｂ）（又は（ｃ）〜（ｄ））の工程を反復すれば樹脂層２が完成する。
【００２２】
次に、基本ピースとなる矩形波形の板部材２をプレス成形する工程を説明する。図２には、図１の積層工程で作成された複数の樹脂層２から１枚の矩形波形の板部材をプレス成形する工程が示されている。ここでは矩形波形の一例として矩形が台形形状の場合を示しており、後述するようにハニカム形状の半分に相当する矩形波形となっている。
【００２３】
まず、図１で作成された複数の樹脂層２（複数層であることは省略して図示）は、図２（ａ）の矢印Ｘに示すように表面上下方向から押圧することでプレス成形される。この押圧時に同時に加熱する（矢印＋α）参照）。そもそも押圧時に樹脂層２は未乾燥状態のままであり、ＦＲＰと混合されたフェノール樹脂溶液は液状である。フェノール樹脂は、フェノールとホルムアルデヒドを原料とした熱硬化性樹脂であり、通常、フェノール溶液は所定時間経過すると分子間結合により水分が分離して浮いてくる特性を有している。したがって、通常、図２（ａ）の工程に入るときには各樹脂層ごとに水分が浮いた状態になっている。例えば、図１のＦＲＰ材料２ｂ１と離型用フィルム２ａ２の間の一部に水分が浮いた状態になっている。この水分を放置したまま自然乾燥させると乾燥時にＦＲＰ材料２ｂ１等に複数の水分跡の孔が発生することは上述した通りである。
【００２４】
この水分跡の孔の発生を防止するために、図２（ａ）のときに加熱する（矢印＋α）。加熱するとフェノール樹脂の熱硬化性と相俟ってＦＲＰ材料２ｂ１，２ｂ２等の水分を蒸発させながら急速固化する。また、図示しないがプレス成形は所定の型が必要であり、この型に応じて所望形状の板部材が形成される。図２（ｂ）は、プレス成形後のＦＲＰ製の板部材２の形状が示されている。具体的には開口側に拡がる台形形状を繰り返す矩形波形形状であり（符号２Ｃ１，２Ｃ２参照）、所謂トタン形状を有している。この図２（ｂ）の板部材２が本発明の格子状（ハニカム形状等）のＦＲＰ板部材を構成する基本ピースとなる。
【００２５】
次に、板部材２同士を結合して格子部材を形成する工程を説明する。図３は図２でプレス成形された板部材２同士を接着して格子部材の一例としてのハニカム構造を形成する様子を模式化している。（ａ）は板部材２、２’の接着方法、（ｂ）は多数の板部材２を順次接着した状態を示す立体図である。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、同一の板部材２と板部材２’とが互いに表裏逆に台形形状の開口部が対向するように配置される。このとき互いに対向する板部材２の凸部分と板部材２’の凸部分とを当接し、この当接部分３に接着剤を塗布することで板部材２、２’を結合する。この結合により各台形形状２Ｃ１、２Ｃ２等が結合して、ハニカム形状４を構成する。また、板部材２と板部材２’の当接部分３は、平面的であり、また図２のプレス成形工程でも説明したように板部材２、２’は水分跡などない滑らかな面であるため、板部材２、２’はその当接部分３では大きな接着強度を有する。
【００２７】
このような板部材２、２’の結合（接合）を順次、繰り返していく。例えば、点線で示す板部材２’’を板部材２’に接着するがごときである。そして、これを多数繰り返すことで図３（ｂ）に示すようにハニカム形状等の中空部材の集合体５を形成する。集合体５は中空の六角柱部材の複合体であるが、これを集合体５の長手方向（Ｚ方向）に所望厚さＺ１分後退した切断面ＡでＹ方向に切断する。この切断工程により図４に示すようなハニカム形状のＦＲＰ板部材１が製造される。
【００２８】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図４は図３に示すハニカム形状等の格子部材の形成工程の変形例である。プレス成形工程までは図１〜図２と同様であり、台形形状の波形形状の板部材２を作成する。但し、ここでは格子部材形成工程において板部材２、２’同士を結合する際に仕切り板を介挿させて接着する点が異なる。
【００２９】
具体的には図４に示すように、同一の板部材２と板部材２’とを互いに表裏逆に台形形状の開口部が対向するように配置する点では、図３（ａ）と同様であるが、板部材２と板部材２’との間にＦＲＰ平板６を挟み込んでいることがわかる。この例では、互いに対向する板部材２の凸部分と板部材２’の凸部分との間にＦＰＲ平板６を挟んでいる。ＦＲＰ平板６はＦＲＰと樹脂との混合物を固化した平板であるが、板部材２、２’と同様にフェノール樹脂とＦＲＰ体との混合であることが好ましい。
【００３０】
（１）板部分２と凸部分はＦＲＰ平板６に当接し、この当接部分１３に接着剤を塗布することで板部材２とＦＲＰ平板６’を結合する。また、板部分２’と凸部分もＦＲＰ平板６に当接し、この当接部分１３に接着剤を塗布することで板部材２’とＦＲＰ平板６を結合する。したがって、板部分２と板部分２’とはＦＲＰ平板６を介してその凸部分同士が当接部分１３で結合する。
【００３１】
次に、図３と同様に板部材の結合を順次、繰り返していくが、板部材２’と板部材２”の結合は、上記板部材２と板部材２’との結合と異なり、（２）間にＦＲＰ平板６を挟み込まず板部材２’の凸部分と板部材２”の凸部分とを直接接着剤で接合する（当接部分１３’参照）。図示しないがその後は上記（１）のようにＦＲＰ平板を挟み込む場合と、上記（２）のようにＦＲＰ平板を挟み込まない場合と、を繰り返して集合する。その後、ハニカム形状等の中空部材の集合体の板厚方向に所望厚さ分切断する工程は図３と同様である。
【００３２】
また、図４（ａ）と異なり、（ｂ）ではＦＲＰ平板１３を常に板部材２、２’、２”の間に介挿されている。具体的には、板部分２の凸部分はＦＲＰ平板６に当接し、この当接部分１３に接着剤を塗布することで板部材２とＦＲＰ平板６’を結合しており、板部分２’の凸部分もＦＲＰ平板６に当接し、この当接部分１０３に接着剤を塗布することで板部材２’とＦＲＰ平板６を結合する。そして、板部分２’の凸部分はＦＲＰ平板６’に当接し、この当接部分１０３’に接着剤を塗布することで板部材２’とＦＲＰ平板６’’を結合している。また、板部分２’’の凸部分もＦＲＰ平板６’に当接し、この当接部分１０３’に接着剤を塗布することで板部材２’’とＦＲＰ平板６’を結合する。これを図３、図４（ａ）と同様に板部材の結合を順次、繰り返して集合する。その後、ハニカム形状等の中空部材の集合体の板厚方向に所望厚さ分切断する工程も同様である。
【００３３】
図５には、図４に示す板部材２及び板部材２’の結合体と、この集合体である本発明の格子状のＦＲＰ板部材と、の実例の写真図が示されている。
【００３４】
また、図１〜図４の例では、台形波形の板部材２、２’、２”や集合体としてのハニカム形状のＦＲＰ板部材５，１５が示されてきたが、本発明の格子状のＦＲＰ板部材は、他に図６に示すような四角波形の板部材１２や文字通り格子状のＦＲＰ板部材も存在する。図６（ａ）には、四角波形の板部材１２、１２’同士で結合した格子状のＦＲＰ板部材、図６（ｂ）には、四角波形の板部材１２、１２’の間にＦＲＰ平板１６が介挿されて結合した格子状のＦＲＰ板部材が示されている。
【００３５】
図６（ａ）（ｂ）ともに基本ピースとしての板部材１２、１２’は四角形状の開口部が上下交互に繰り返す波形形状であり、図３と同様に同一の板部材１２と板部材１２’とを互いに表裏逆に開口部が対向するように配置しているが、図６（ａ）では板部材１２と板部材１２’とを直接接着しているのに対して、図６（ｂ）では板部材１２と板部材１２’との間にＦＲＰ平板１３を挟み込んでいる。
【００３６】
具体的には図３〜図４の場合と同様に、図６（ａ）では互いに対向する板部材１２の凸部分と板部材１２’の凸部分とを当接し、この当接部分１３に接着剤を塗布することで板部材１２、１２’を結合する。また図６（ｂ）では板部分１２の凸部分はＦＲＰ平板１６に当接し、この当接部分１３’に接着剤を塗布することで板部材１２とＦＲＰ平板１６を結合する。また、板部分１２’の凸部分もＦＲＰ平板１６に当接し、この当接部分１３’に接着剤を塗布することで板部材１２’とＦＲＰ平板１６を結合する。したがって、板部分１２と板部分１２’とはＦＲＰ平板１６を介してその凸部分同士が当接部分１３’で結合する。そして、板部材１２、１２’の結合を順次、繰り返していく点も図３〜図４と同様である。
【００３７】
以上、本発明における格子状のＦＲＰ板部材を製造する方法およびＦＲＰ製板部材についての実施形態およびその概念及び周辺技術について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではなく特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。
【符号の説明】
【００３８】
１、１'    床材
２、２'、２”    板部材
３、１３、１０３  当接部分
４    ハニカム形状
５    集合体
６、１６    ＦＲＰ平板
【図１】
2014117880.tif 000002
【図２】
2014117880.tif 000003
【図３】
2014117880.tif 000004
【図４】
2014117880.tif 000005
【図５】
2014117880.tif 000006
【図６】
2014117880.tif 000007