本發(fā)明涉及皮-芯結(jié)構(gòu)體中使用的芯材。

背景技術(shù)：

1、使用了具有由通過(guò)單元壁劃分形成的中空柱狀單元的集合體形成的結(jié)構(gòu)的芯材作為芯材的皮-芯結(jié)構(gòu)體具備輕量、高剛性等優(yōu)異的機(jī)械特性，因此被廣泛用于航空器、船舶等的結(jié)構(gòu)部件、建材等。作為這些芯材，有由鋁箔形成的鋁蜂巢芯材、由增強(qiáng)纖維和基體樹(shù)脂形成的frp蜂巢芯材等，其中，在輕量化要求強(qiáng)烈的航空器等飛行器中，主要使用了在芳族聚酰胺纖維的無(wú)紡布中含浸酚醛樹(shù)脂而得到的芳族聚酰胺蜂巢芯材。

2、芯材大多除了輕量性和力學(xué)特性之外還要求透氣性。例如，在將皮材粘接而制成夾層結(jié)構(gòu)體時(shí)，從材料中產(chǎn)生揮發(fā)成分、吸濕水分等氣體，有時(shí)由于氣體壓力而導(dǎo)致成型不良，因此需要將氣體從各單元空間排出至外部。另外，在用于人造衛(wèi)星等航天用設(shè)備用途的情況下，內(nèi)部的各單元空間的內(nèi)部壓力與外部壓力(0壓的宇宙空間)必須一致。此外，在用于飛機(jī)等飛行器的情況下，有時(shí)由于反復(fù)飛行、氣壓變化而使空氣所含有的水分侵入并局部結(jié)露。該芯材中的水分在高度飛行時(shí)結(jié)冰，有時(shí)由于其結(jié)冰時(shí)的體積膨脹而使芯材與皮材的粘接部剝離。

3、為了向芯材賦予透氣性，此前嘗試了利用鉆頭等在單元壁上穿孔加工出大量的孔的方法(專利文獻(xiàn)1)、在單元壁的開(kāi)口端部引入切口結(jié)構(gòu)的方法(專利文獻(xiàn)2)。

4、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)1：日本專利第6804340號(hào)公報(bào)

7、專利文獻(xiàn)2：日本專利第6549982號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、根據(jù)專利文獻(xiàn)1、2中記載的方法，雖然可得到具備透氣性的芯材，但由于在單元壁上的穿孔而使芯材的強(qiáng)度降低，或者由于開(kāi)口端部的切口結(jié)構(gòu)而與皮材之間的粘接降低等，擔(dān)心作為結(jié)構(gòu)體的可靠性降低。另外，在將纖維增強(qiáng)塑料作為母材的情況下，由于組合了硬度不同的增強(qiáng)纖維基材和樹(shù)脂，因此穿孔加工本身不穩(wěn)定，尤其是難以對(duì)內(nèi)部的單元壁進(jìn)行穿孔加工等，在加工作業(yè)方面也存在問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種具備透氣性并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)了輕量性和力學(xué)特性的芯材。

3、用于解決課題的手段

4、用于解決上述課題的本發(fā)明為一種芯材，其具有由通過(guò)單元壁劃分形成的中空柱狀單元的集合體(陣列，array)形成的結(jié)構(gòu)，所述單元壁由包含纖維(cf)和樹(shù)脂(cr)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料形成，并且所述單元壁的至少一部分為由纖維(cf)的集合體(組裝體，assembly)構(gòu)成的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)部，且所述纖維(cf)是被樹(shù)脂(cr)包覆的纖維。

5、另外，本發(fā)明的其他方面為一種皮-芯結(jié)構(gòu)體，其是將上文中記載的芯材與皮材粘接而得到的。

6、發(fā)明效果

7、通過(guò)本發(fā)明，能夠得到一種具備透氣性并且以高水平同時(shí)實(shí)現(xiàn)了輕量性和力學(xué)特性的芯材及皮-芯結(jié)構(gòu)體。

技術(shù)特征：

1.一種芯材，其具有由通過(guò)單元壁劃分形成的中空柱狀單元的集合體形成的結(jié)構(gòu)，所述單元壁由包含纖維(cf)和樹(shù)脂(cr)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料形成，并且所述單元壁的至少一部分為由纖維(cf)的集合體構(gòu)成的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)部，且所述纖維(cf)是被樹(shù)脂(cr)包覆的纖維。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯材，所述多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)部具有至少在所述單元壁的厚度方向上連續(xù)的孔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯材，在所述單元開(kāi)口的端面的面積中所述單元壁所占的每單位芯材密度的面積比率為0.075％·m3/kg以上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的芯材，通過(guò)壓汞法測(cè)定的所述多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)部的平均細(xì)孔直徑為1μm以上且200μm以下。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的芯材，所述單元壁的密度為0.1～1.3g/cm3。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的芯材，所述單元壁中所述纖維(cf)的面外方向的平均纖維取向角度為0～10度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的芯材，所述纖維(cf)的拉伸彈性模量為100gpa以上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的芯材，由所述單元的集合體形成的結(jié)構(gòu)為蜂巢結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的芯材，所述單元的集合體由具有多種多邊形的單元形狀的單元構(gòu)成。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的芯材，所述中空柱狀單元的開(kāi)口面具有曲面形狀。

11.一種皮-芯結(jié)構(gòu)體，其是在權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的芯材的所述單元開(kāi)口的端面的至少一面粘接皮材而得到的。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的皮-芯結(jié)構(gòu)體，其具有所述芯材所含有的纖維(cf)的一部分進(jìn)入到所述皮材中的結(jié)構(gòu)。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的皮-芯結(jié)構(gòu)體，所述皮材由包含纖維(sf)和樹(shù)脂(sr)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料形成。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的皮-芯結(jié)構(gòu)體，所述纖維(sf)為碳纖維。

15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的皮-芯結(jié)構(gòu)體，所述中空柱狀單元的開(kāi)口端部附近具有所述多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)部，并且在該多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)部與所述皮材粘接。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的皮-芯結(jié)構(gòu)體，構(gòu)成所述皮材的樹(shù)脂(sr)和/或粘接劑中所含的樹(shù)脂(ar)的一部分流入到所述芯材的所述多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)部中。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的皮-芯結(jié)構(gòu)體，所述單元壁的開(kāi)口端部附近的厚度比所述單元壁的中央部厚。

18.一種航天用設(shè)備，其具有權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的芯材作為透氣性結(jié)構(gòu)部件。

19.一種飛行器，其具有權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的芯材作為沖擊吸收部件。

20.一種皮-芯結(jié)構(gòu)體的制造方法，以權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的芯材的開(kāi)口面與皮材接觸的方式進(jìn)行層疊，并進(jìn)行加熱加壓從而粘接在一起。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種具備透氣性并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)了輕量性和力學(xué)特性的芯材及使用其的皮?芯結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明涉及的芯材具有由通過(guò)單元壁劃分形成的中空柱狀單元的集合體形成的結(jié)構(gòu)，所述單元壁由包含纖維(Cf)和樹(shù)脂(Cr)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料形成，并且所述單元壁的至少一部分為由包含樹(shù)脂(Cr)和纖維(Cf)的集合體構(gòu)成的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)部。

技術(shù)研發(fā)人員：新井厚仁,本間雅登,藤岡圣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東麗株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21