軽量コンポジット工法 (主翼外皮・塗装） [自作飛行機資材・機材（検討、調達）]
ウエブ検索で素晴らしいアイディアを見つけました。
「新世代の木造艇に最適のコーティングレジンを選んでみました。 エポキシレジンによる下塗りをサンディングシーラーとし、２液型ポリウレタンレジンで仕上げる。 これが、筆者が最適と考える塗装です。」（エポキシ談義から抜粋）
http://www.lares.dti.ne.jp/~doi-a-md/EPOXYinfo/EPOXY.html
記事は「KAZI」誌1993年10月号の「アマコンジャーナル」欄に連載された 「木造艇製作の周辺技術」シリーズにて掲載された内容のリメーク版のようです。
古い記事ではありますが目からうろこです。
ULP自作を計画して以来、軽量化と強度の確保は２律立背反で、常に課題となって引きずってきましたが、その解の一つが解けそうです。
FRPによるフォーム・サンドイッチ工法はもともとボートビルダーが開発した工法ですが、航空機に対する応用は、バート・ルタンがコンポジット製、先尾翼自作機V-easyを発表したことにより一躍有名になりました。
さらに、自作木製機KR2にも巧みに取り入れられ、その後の自作航空機の、製作工法としてポピュラーなものとなってきました。
しかし、重量制限と翼面積規格の厳しいULP製作の工法として定着するには、いくつかの問題を抱えています。
１．主翼面積１０平米以上と規定するULPの主翼をフォーム・サンドイッチ工法で製作すると、単座の重量制限１８０Kg以下に抑えるのが難しい。
（仮に高価軽量のカーボン繊維を使用したとしても、CFRPの総重量中、積層に必要なエポキシレジンの占める割合が多いことから、軽量化の効果は限定的）
エポキシレジンには溶剤が入っていないので、完全に乾燥させても当初のウエット時と重量は変わらないのです。
２．大きな翼面積をエポキシを使ってハンドレイアップしてFRPをラップすると、硬化したエポキシの表面が非常に硬くて、製作過程で発生するしわやでこぼこを均すためのパテ付け作業、サンディング作業に膨大な時間を必要とする。
（だからといって、サンディング作業を省いて、FRPの上に直接塗装すると、塗料との密着性がないので剥げ落ちてしまう。）
以上の理由からULPにFRP,GFRPを使用する場合は、翼桁の製作などに限定して、大面積の外皮には使用しないほうがよいと考えてきました。
実例として、軽量自作機（キット）のスターライトは木製翼桁、スタイロ・リブの上に１mm厚の航空用合板を張り、その上に直接ポリウレタンを塗装して、軽量で美しい翼を実現している。
まるで、FRPキット製のような美しい翼面の仕上がりです！
それで、計画中のULPは、スターライトやPIK-26のように、合板外皮に直接ポリウレタンを塗装して仕上げることを予定していたのだが、前述のエポキシ談義にヒントを得て、主翼外皮の作成方法を次のとおり変更することにします。
＜変更点＞
浸透性エポキシをシーラーとして使用して翼合板を強化しつつ、 最近国内でも入手可能になったピールプライクロスを併用して、乾燥後のエポキシ表面のサンディング作業を省き、弾性ポリウレタン塗料との密着・追従性を高める。
１． 外皮（１mm翼合板）に浸透性エポキシ（E206)を浸透させて、１mm合板を目止め（シーラー）する。
（ やってみなければ分からないが、もし、エポキシを深く浸透させることができれば、１mm合板自体が擬似コンポジットシートになって、FRPシート並みの強度をもたせる事ができるかもしれない！）
２． シーラーのエポキシが生渇きのうちに、その上からピールプライシートを貼ってスクウィーザーで十分にしごいて余分なエポキシを取り除き、バキュームバックで圧着する。
ファイバークロスのレイアップは行わないので、翼表面は、合板の２次カーブによる平滑な仕上がりをそのまま維持できます。
３． シーラーのエポキシが乾燥したら、表面からピールプライをは剥がして、オービタルサンダーで軽く均す。
（ピールプライシートはエポキシとは接着しない繊維を使用しているので、エポキシが乾燥した後でも引き剥がすことができる。 ピールプライを剥がした跡の翼表面は、自然に足付けされているので、オービタルサンダー仕上げは短時間で済ませることができるはずです。）
４．塗装用ローラーを使用して、翼合板の表面を，弾力性のある２液ポリウレタンで塗装する。
（自前の0.75HP程度の非力な塗装機では粘着性のあるウレタン塗料は塗装困難と判明した）
弾力性２液ポリウレタンは、下地追従性が高く、合板下地でもひび割れがないとの評価です。（スターライト）
ローラー塗装では、鏡面仕上げと言うわけには行かないが、
完全な鏡面の翼面より、疎面の翼面のほうが、空力上の翼性能が高いとの研究結果もあるので（ゴルフボール理論）、塗装後の多少のでこぼこは無視することにします。^^
使用する資材は、いずれも高価なものはなく、研磨作業量を最小にして、軽量で平滑な翼面を手に入れるための有効な方法ではないかと、期待します。
ビニロックウレタン
http://www.paint-works.net/tatemono/catalog/108.pd
ダイナロックⅢ
http://www.paint-works.net/tatemono/topcoat/018/index.htm
2液ウレタン
http://www.paint-works.net/tatemono/catalog/114.pdf
http://www.paint-works.net/tatemono/topcoat/114/index.htm
木部用2液ウレタン
http://www.paint-works.net/tatemono/wood/114d/index.htm
同ウレタン下地
http://www.paint-works.net/tatemono/under/sealer/1530/index.htm
ピールプライ
https://www.frp-zone.com/products/detail.php?product_id=1013
アマゾン号に乗りたい（ピールプライ）
http://kayak9.matrix.jp/index.php/portfolio-2/3-1
代用品でVerTam
http://www.geocities.jp/crazy_shift/inf.html
ナイロンシャー４５０エン
https://store.shopping.yahoo.co.jp/yuzawaya/114-10-003.html?sc_i=shp_pc_search_itemlist_shsr_title
ものたろうファインウレタン硬化剤キットU100
https://www.monotaro.com/g/02653109/
ローラーでカーペイント
http://brush-carpaint.com/
http://brush-carpaint.com/?mode=f1
ピールプライを作る（代用品）
https://www.crazy-shift.com/inf.html
https://sorarist.com/memo/carbon-infusion/
「新世代の木造艇に最適のコーティングレジンを選んでみました。 エポキシレジンによる下塗りをサンディングシーラーとし、２液型ポリウレタンレジンで仕上げる。 これが、筆者が最適と考える塗装です。」（エポキシ談義から抜粋）
http://www.lares.dti.ne.jp/~doi-a-md/EPOXYinfo/EPOXY.html
記事は「KAZI」誌1993年10月号の「アマコンジャーナル」欄に連載された 「木造艇製作の周辺技術」シリーズにて掲載された内容のリメーク版のようです。
古い記事ではありますが目からうろこです。
ULP自作を計画して以来、軽量化と強度の確保は２律立背反で、常に課題となって引きずってきましたが、その解の一つが解けそうです。
FRPによるフォーム・サンドイッチ工法はもともとボートビルダーが開発した工法ですが、航空機に対する応用は、バート・ルタンがコンポジット製、先尾翼自作機V-easyを発表したことにより一躍有名になりました。
さらに、自作木製機KR2にも巧みに取り入れられ、その後の自作航空機の、製作工法としてポピュラーなものとなってきました。
しかし、重量制限と翼面積規格の厳しいULP製作の工法として定着するには、いくつかの問題を抱えています。
１．主翼面積１０平米以上と規定するULPの主翼をフォーム・サンドイッチ工法で製作すると、単座の重量制限１８０Kg以下に抑えるのが難しい。
（仮に高価軽量のカーボン繊維を使用したとしても、CFRPの総重量中、積層に必要なエポキシレジンの占める割合が多いことから、軽量化の効果は限定的）
エポキシレジンには溶剤が入っていないので、完全に乾燥させても当初のウエット時と重量は変わらないのです。
２．大きな翼面積をエポキシを使ってハンドレイアップしてFRPをラップすると、硬化したエポキシの表面が非常に硬くて、製作過程で発生するしわやでこぼこを均すためのパテ付け作業、サンディング作業に膨大な時間を必要とする。
（だからといって、サンディング作業を省いて、FRPの上に直接塗装すると、塗料との密着性がないので剥げ落ちてしまう。）
以上の理由からULPにFRP,GFRPを使用する場合は、翼桁の製作などに限定して、大面積の外皮には使用しないほうがよいと考えてきました。
実例として、軽量自作機（キット）のスターライトは木製翼桁、スタイロ・リブの上に１mm厚の航空用合板を張り、その上に直接ポリウレタンを塗装して、軽量で美しい翼を実現している。
まるで、FRPキット製のような美しい翼面の仕上がりです！
それで、計画中のULPは、スターライトやPIK-26のように、合板外皮に直接ポリウレタンを塗装して仕上げることを予定していたのだが、前述のエポキシ談義にヒントを得て、主翼外皮の作成方法を次のとおり変更することにします。
＜変更点＞
浸透性エポキシをシーラーとして使用して翼合板を強化しつつ、 最近国内でも入手可能になったピールプライクロスを併用して、乾燥後のエポキシ表面のサンディング作業を省き、弾性ポリウレタン塗料との密着・追従性を高める。
１． 外皮（１mm翼合板）に浸透性エポキシ（E206)を浸透させて、１mm合板を目止め（シーラー）する。
（ やってみなければ分からないが、もし、エポキシを深く浸透させることができれば、１mm合板自体が擬似コンポジットシートになって、FRPシート並みの強度をもたせる事ができるかもしれない！）
２． シーラーのエポキシが生渇きのうちに、その上からピールプライシートを貼ってスクウィーザーで十分にしごいて余分なエポキシを取り除き、バキュームバックで圧着する。
ファイバークロスのレイアップは行わないので、翼表面は、合板の２次カーブによる平滑な仕上がりをそのまま維持できます。
３． シーラーのエポキシが乾燥したら、表面からピールプライをは剥がして、オービタルサンダーで軽く均す。
（ピールプライシートはエポキシとは接着しない繊維を使用しているので、エポキシが乾燥した後でも引き剥がすことができる。 ピールプライを剥がした跡の翼表面は、自然に足付けされているので、オービタルサンダー仕上げは短時間で済ませることができるはずです。）
４．塗装用ローラーを使用して、翼合板の表面を，弾力性のある２液ポリウレタンで塗装する。
（自前の0.75HP程度の非力な塗装機では粘着性のあるウレタン塗料は塗装困難と判明した）
弾力性２液ポリウレタンは、下地追従性が高く、合板下地でもひび割れがないとの評価です。（スターライト）
ローラー塗装では、鏡面仕上げと言うわけには行かないが、
完全な鏡面の翼面より、疎面の翼面のほうが、空力上の翼性能が高いとの研究結果もあるので（ゴルフボール理論）、塗装後の多少のでこぼこは無視することにします。^^
使用する資材は、いずれも高価なものはなく、研磨作業量を最小にして、軽量で平滑な翼面を手に入れるための有効な方法ではないかと、期待します。
ビニロックウレタン
http://www.paint-works.net/tatemono/catalog/108.pd
ダイナロックⅢ
http://www.paint-works.net/tatemono/topcoat/018/index.htm
2液ウレタン
http://www.paint-works.net/tatemono/catalog/114.pdf
http://www.paint-works.net/tatemono/topcoat/114/index.htm
木部用2液ウレタン
http://www.paint-works.net/tatemono/wood/114d/index.htm
同ウレタン下地
http://www.paint-works.net/tatemono/under/sealer/1530/index.htm
ピールプライ
https://www.frp-zone.com/products/detail.php?product_id=1013
アマゾン号に乗りたい（ピールプライ）
http://kayak9.matrix.jp/index.php/portfolio-2/3-1
代用品でVerTam
http://www.geocities.jp/crazy_shift/inf.html
ナイロンシャー４５０エン
https://store.shopping.yahoo.co.jp/yuzawaya/114-10-003.html?sc_i=shp_pc_search_itemlist_shsr_title
ものたろうファインウレタン硬化剤キットU100
https://www.monotaro.com/g/02653109/
ローラーでカーペイント
http://brush-carpaint.com/
http://brush-carpaint.com/?mode=f1
ピールプライを作る（代用品）
https://www.crazy-shift.com/inf.html
https://sorarist.com/memo/carbon-infusion/
パッと目の前が明るくなった感じでしょうか。
でも私には、さっぱり理解できません（汗）
by tsun (2018-06-15 11:12)
明日は双発機操縦してきます(^ ^)
by ma2ma2 (2018-06-15 14:51)
tsunさん
自分の頭の中では何度も反芻していたことなので、言葉足らずで申し訳ありませんでした。
画期的な発見というわけでもないのに喜びすぎたかも（汗）
by ロートレー (2018-06-15 15:06)
ma2ma2さん
今度は双発機ですか～！
ということは、明日はハワイですね
いいな～^^
by ロートレー (2018-06-15 15:09)
命を預けるものだから本当に詳しくリサーチされていますよね。
命を預けても命を賭けてはだめですよ～
実機が完成して北海道の大空を飛ぶときはぜひ見学したいものです。
ナウシカのメーヴェ？の実機飛行も北海道でしたっけ？(本を読んだのですが・・・）
by 青い森のヨッチン (2018-06-15 19:09)
上手く行くと良いですね、でも安全は削ることなく計画を。
by kinkin (2018-06-15 19:11)
青い森のヨッチンさん
メーべは旭川航空公園で初飛行を成功させましたね
空想のメーべを特製ジェットエンジンで飛ばしたのですから、操縦技術も相当なものでしょうね
それに比べたら自作ULPは楽なはずなんですが（笑）
by ロートレー (2018-06-15 19:47)
kinkinさん
誠実で緻密なエンジニアのkinkinさんの視点から見ると、安易な励ましは控えたいところですよね（笑）
これからも、試行錯誤が続きますので、厳しく突っ込みをお願いします^^
by ロートレー (2018-06-15 20:07)
こんばんは、お祝いのコメントありがとうございます。
すごい企画が進行していますね(^^)
木材に樹脂を染み込ませて強度を上げるというのは
ソ連がWWⅡで得意としていたところですが、ドイツでは上手くいかなかったと記憶しています。
発想の転換は大事ですよね。成功をお祈りしております。
by ワンモア (2018-06-15 23:10)
ワンモアさん
最近は、ULPの自作方法をあれこれ空想している時が一番楽しいひと時です。
空想で終わる公算大なのですが、
完成までの膨大な作業量と自分の歳をあえて考えないようにしています^^
by ロートレー (2018-06-16 07:15)
うわ～、すごいですね(^_0)ノ
by cheese999 (2018-06-18 06:01)
cheese999さん お早うございます。
やってみないと分かりませんが、今は期待でウキウキしています^^
また、遊びにお立ち寄りください^^
by ロートレー (2018-06-18 06:32)
軽量化と強度、頭痛の種だと思います。
変更された方法、上手く行くと良いですね。
確実に一歩ずつ.... 頑張ってください。
by MINERVA (2018-06-20 15:02)
MINERVAさん応援ありがとうございます。
最近は、健忘症なので、思いついたことは、メモ代わりにブログの記事にしておくことにしています。
このままでは不完全なので、新たな発見があれば、記事を更新していくつもりです。^^
by ロートレー (2018-06-20 21:32)