JP2022053263A - 接合構造体 - Google Patents

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JP2022053263A
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rib
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真里 宮崎
Mari Miyazaki
健一 畑中
Kenichi Hatanaka
悠司 藤森
Yuji Fujimori
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Abstract

【課題】繊維強化部材において、繊維強化部材同士を接合したときに、接合部分の接合力を高めることができる、接合構造体を提供する。【解決手段】接合構造体は、第1の基材部11と、前記第1の基材部11の第1の表面11aから突出した第1のリブ部12とを備える第1の繊維強化部材1と、第2の基材部21と、前記第2の基材部21の第1の表面21aから突出した第2のリブ部22とを備える第2の繊維強化部材2と、前記第1の繊維強化部材1と前記第2の繊維強化部材2とを接合する接合層3とを備え、前記第1のリブ部12及び前記第2のリブ部22がそれぞれ、繊維を含まない樹脂部13,23と、前記樹脂部13,23の外側に、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14,24とを有し、前記接合層3が、前記第1のリブ部12における端面と前記第2のリブ部22における端面との間の少なくとも一部に配置されている。【選択図】図1

Description

本発明は、リブ部を備える繊維強化部材同士が接合された接合構造体に関する。
一般に、繊維強化部材では、繊維中に樹脂を含浸させ、樹脂と繊維とを一体化させることで、高い性能を発現している。
下記の特許文献1には、樹脂と、繊維束とを含み、樹脂を含浸していない表面を有する樹脂未含浸繊維束部又は樹脂を含浸していない表面を有する樹脂部分含浸繊維束部を含み、第1の表面と、上記第1の表面とは反対に第2の表面とを有する繊維強化シートが開示されている。この繊維強化シートは、シート本体部と、上記第1の表面側にて上記シート本体部から突出している少なくとも1つの突条部とを備え、上記第1の表面と上記第2の表面との内の少なくとも一方に、上記樹脂未含浸繊維束部又は上記樹脂部分含浸繊維束部を含む。
WO2017/056683A1
特許文献1に記載のような従来の繊維強化部材では、繊維強化部材同士を接合したときに、得られる接合構造体において、接合部分の接合力を高めることは困難である。
本発明の目的は、接合力を高めることができる接合構造体を提供することである。
本発明の広い局面によれば、第1の基材部と、前記第1の基材部の第1の表面から突出した第1のリブ部とを備える第1の繊維強化部材と、第2の基材部と、前記第2の基材部の第1の表面から突出した第2のリブ部とを備える第2の繊維強化部材と、前記第1の繊維強化部材と前記第2の繊維強化部材とを接合する接合層と、を備え、前記第1のリブ部及び前記第2のリブ部がそれぞれ、繊維を含まない樹脂部と、前記樹脂部の外側に、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層とを有し、前記接合層が、前記第1のリブ部における端面と前記第2のリブ部における端面との間の少なくとも一部に配置されている、接合構造体が提供される。
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記第1のリブ部及び前記第2のリブ部における前記炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層に含まれる前記熱可塑性樹脂がそれぞれ、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又はポリスチレン樹脂である。
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記接合層が、前記第1のリブ部における端面と前記第2のリブ部における端面との間の全体に配置されている。
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記接合層の平均厚みが、0.1mm以上である。
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記接合層の平均厚みが、1.0mm以下である。
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記第1の基材部及び前記第2の基材部がそれぞれ、樹脂と繊維とを含む。
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記第1の基材部及び前記第2の基材部がそれぞれ、樹脂を含浸していない樹脂未含浸繊維部を有するか、又は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部を有する。
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記接合構造体は、接合部材をさらに備え、前記接合部材が、前記第1のリブ部の表面上と、前記第2のリブ部の表面上との双方の表面上に至るように配置されている。
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記接合部材が、前記第1のリブ部の表面上と、前記第2のリブ部の表面上と、前記第1の基材部の前記第1の表面上と、前記第2の基材部の前記第1の表面上とのこれら4つの表面上に至るように配置されている。
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記接合部材が、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部を有するか、又は、樹脂を全体に含浸している樹脂全体含浸繊維部を有する。
本発明に係る接合構造体は、第1の基材部と、上記第1の基材部の第1の表面から突出した第1のリブ部とを備える第1の繊維強化部材と、第2の基材部と、上記第2の基材部の第1の表面から突出した第2のリブ部とを備える第2の繊維強化部材と、上記第1の繊維強化部材と上記第2の繊維強化部材とを接合する接合層とを備える。本発明に係る接合構造体では、上記第1のリブ部及び上記第2のリブ部がそれぞれ、繊維を含まない樹脂部と、上記樹脂部の外側に、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層とを有する。本発明に係る接合構造体では、上記接合層が、上記第1のリブ部における端面と上記第2のリブ部における端面との間の少なくとも一部に配置されている。本発明に係る接合構造体では、上記の構成が備えられているので、接合力を高めることができる。
図1(a)、(b)及び(c)は、本発明の第1の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す断面図及び平面図である。 図2(a)、(b)及び(c)は、本発明の第2の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す断面図及び平面図である。
本発明に係る接合構造体は、第1の基材部と、上記第1の基材部の第1の表面から突出した第1のリブ部とを備える第1の繊維強化部材と、第2の基材部と、上記第2の基材部の第1の表面から突出した第2のリブ部とを備える第2の繊維強化部材と、上記第1の繊維強化部材と上記第2の繊維強化部材とを接合する接合層とを備える。
本発明に係る接合構造体では、上記第1のリブ部及び上記第2のリブ部がそれぞれ、繊維を含まない樹脂部と、上記樹脂部の外側に、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層とを有する。
本発明に係る接合構造体では、上記接合層が、上記第1のリブ部における端面と上記第2のリブ部における端面との間の少なくとも一部に配置されている。
本発明に係る接合構造体では、上記の構成が備えられているので、接合力を高めることができる。本発明に係る接合構造体では、上記の構成が備えられているので、第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力を高めることができる。このため、本発明では、接合構造体の強度を高めることができる。
本発明では、例えば、接着剤等により上記接合層を形成させることができるので、実際に現場で用いられる接合構造体のサイズよりも小さい繊維強化部材のサイズで輸送することができ、輸送コストを抑えることができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。なお、以下の図面において、大きさ、厚み及び形状等は、図示の便宜上、実際の大きさ、厚み及び形状等と異なる場合がある。
図1(a)、(b)及び(c)は、本発明の第1の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す断面図及び平面図である。図1(a)は、図1(c)のI-I線に沿う断面図である。図1(b)は、図1(c)のII-II線に沿う断面図である。図1(c)は、平面図である。
図1に示す接合構造体10は、第1の繊維強化部材1と、第2の繊維強化部材2と、接合層3とを備える。
第1の繊維強化部材1は、第1の基材部11と、複数の第1のリブ部12とを備える。第1のリブ部12は、第1の基材部11の第1の表面11aから突出している。第1のリブ部12は、線状凸部であり、突条部である。第1のリブ部12は、繊維を含まない樹脂部13と、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14とを有する。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14は、樹脂部13の外側に配置されている。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14は、樹脂部13の外表面上に配置されている。第1の繊維強化部材1は、シート状である。
樹脂部13は、第1のリブ部12におけるコア部である。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14は、第1のリブ部12における外層であり、具体的には表面層であり、最外層である。
第1のリブ部12は、長さ方向Lと、高さ方向Hと、幅方向Wとを有する。長さ方向Lと、高さ方向Hと、幅方向Wとは互いに直交する方向である。第1のリブ部12は、長さ方向Lに沿って延びている。第1のリブ部12の延びる方向に沿って、樹脂部13と炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14とはそれぞれ延びている。
第1のリブ部12の高さ方向H及び幅方向Wに沿う断面(図1(a))において、第1のリブ部12の形状は、半楕円形状である。第1のリブ部12は、第1の表面11aとの接触面において、最大幅を有する。第1のリブ部12の高さは、第1の表面11aから、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14の先端までの距離である。
第2の繊維強化部材2は、第2の基材部21と、複数の第2のリブ部22とを備える。第2のリブ部22は、第2の基材部21の第1の表面21aから突出している。第2のリブ部22は、線状凸部であり、突条部である。第2のリブ部22は、繊維を含まない樹脂部23と、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24とを有する。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24は、樹脂部23の外側に配置されている。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24は、樹脂部23の外表面上に配置されている。第2の繊維強化部材2は、シート状である。
樹脂部23は、第2のリブ部22におけるコア部である。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24は、第2のリブ部22における外層であり、具体的には表面層であり、最外層である。
第2のリブ部22は、長さ方向Lと、高さ方向Hと、幅方向Wとを有する。長さ方向Lと、高さ方向Hと、幅方向Wとは互いに直交する方向である。第2のリブ部22は、長さ方向Lに沿って延びている。第2のリブ部22の延びる方向に沿って、樹脂部23と炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24とはそれぞれ延びている。
第2のリブ部22の高さ方向H及び幅方向Wに沿う断面において、第2のリブ部22の形状は、半楕円形状である。第2のリブ部22は、第1の表面21aとの接触面において、最大幅を有する。第2のリブ部22の高さは、第1の表面21aから、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24の先端までの距離である。
接合層3は、第1の繊維強化部材1と、第2の繊維強化部材2とを接合している。接合層3は、第1の繊維強化部材1における端面と、第2の繊維強化部材2における端面とを接合している。接合層3は、第1のリブ部12における端面と、第2のリブ部22における端面との間に配置されている。接合層3は、第1のリブ部12における端面と、第2のリブ部22における端面との間の全体に配置されている。また、接合層3は、第1の基材部11における端面と、第2の基材部21における端面との間に配置されている。接合層3は、第1の基材部11における端面と、第2の基材部21における端面との間の全体に配置されている。
図2(a)、(b)及び(c)は、本発明の第2の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す断面図及び平面図である。図2(a)は、図2(c)のI-I線に沿う断面図である。図2(b)は、図2(c)のII-II線に沿う断面図である。図2(c)は、平面図である。
図2に示す接合構造体10Aは、第1の繊維強化部材1Aと、第2の繊維強化部材2Aと、接合層3Aと、接合部材4を備える。
図2に示す接合構造体10Aと、図1に示す接合構造体10とでは、接合部材の有無が異なる。
第1の繊維強化部材1Aは、第1の基材部11Aと、複数の第1のリブ部12Aとを備える。第1のリブ部12Aは、第1の基材部11Aの第1の表面11Aaから突出している。第1のリブ部12Aは、線状凸部であり、突条部である。第1のリブ部12Aは、繊維を含まない樹脂部13Aと、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14Aとを有する。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14Aは、樹脂部13Aの外側に配置されている。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14Aは、樹脂部13Aの外表面上に配置されている。第1の繊維強化部材1Aは、シート状である。
樹脂部13Aは、第1のリブ部12Aにおけるコア部である。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14Aは、第1のリブ部12Aにおける外層であり、具体的には表面層であり、最外層である。
第1のリブ部12Aは、長さ方向Lと、高さ方向Hと、幅方向Wとを有する。長さ方向Lと、高さ方向Hと、幅方向Wとは互いに直交する方向である。第1のリブ部12Aは、長さ方向Lに沿って延びている。第1のリブ部12Aの延びる方向に沿って、樹脂部13Aと炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14Aとはそれぞれ延びている。
第1のリブ部12Aの高さ方向H及び幅方向Wに沿う断面(図2(a))において、第1のリブ部12Aの形状は、半楕円形状である。第1のリブ部12Aは、第1の表面11Aaとの接触面において、最大幅を有する。第1のリブ部12Aの高さは、第1の表面11Aaから、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14Aの先端までの距離である。
第2の繊維強化部材2Aは、第2の基材部21Aと、複数の第2のリブ部22Aとを備える。第2のリブ部22Aは、第2の基材部21Aの第1の表面21Aaから突出している。第2のリブ部22Aは、線状凸部であり、突条部である。第2のリブ部22Aは、繊維を含まない樹脂部23Aと、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24Aとを有する。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24Aは、樹脂部23Aの外側に配置されている。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24Aは、樹脂部23Aの外表面上に配置されている。第2の繊維強化部材2Aは、シート状である。
樹脂部23Aは、第2のリブ部22Aにおけるコア部である。炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24Aは、第2のリブ部22Aにおける外層であり、具体的には表面層であり、最外層である。
第2のリブ部22Aは、長さ方向Lと、高さ方向Hと、幅方向Wとを有する。長さ方向Lと、高さ方向Hと、幅方向Wとは互いに直交する方向である。第2のリブ部22Aは、長さ方向Lに沿って延びている。第2のリブ部22Aの延びる方向に沿って、樹脂部23Aと炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24Aとはそれぞれ延びている。
第2のリブ部22Aの高さ方向H及び幅方向Wに沿う断面において、第2のリブ部22Aの形状は、半楕円形状である。第2のリブ部22Aは、第1の表面21Aaとの接触面において、最大幅を有する。第2のリブ部22Aの高さは、第1の表面21Aaから、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24Aの先端までの距離である。
接合層3Aは、第1の繊維強化部材1Aと、第2の繊維強化部材2Aとを接合している。接合層3Aは、第1の繊維強化部材1Aにおける端面と、第2の繊維強化部材2Aにおける端面とを接合している。接合層3Aは、第1のリブ部12Aにおける端面と、第2のリブ部22Aにおける端面との間に配置されている。接合層3Aは、第1のリブ部12Aにおける端面と、第2のリブ部22Aにおける端面との間の全体に配置されている。また、接合層3Aは、第1の基材部11Aにおける端面と、第2の基材部21Aにおける端面との間に配置されている。接合層3Aは、第1の基材部11Aにおける端面と、第2の基材部21Aにおける端面との間の全体に配置されている。
接合部材4は、第1のリブ部12Aの表面上と、第2のリブ部22Aの表面上と、第1の基材部11Aの第1の表面11Aa上と、第2の基材部21Aの第1の表面21Aa上とに至るように配置されている。したがって、接合部材4は、接合層3Aの表面(上面)上にも配置されている。
接合部材4は、第1の繊維強化部材1Aの炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14Aの表面上に配置されており、かつ、第2の繊維強化部材2Aの炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24Aの表面上に配置されている。接合部材4は、第1の繊維強化部材1Aの炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層14Aの表面上と、第2の繊維強化部材2Aの炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層24Aの表面上との双方の表面上に至るように配置されている。接合部材4は、第1の繊維強化部材1Aの第1のリブ部12Aの先端面及び側面と、第2の繊維強化部材2Aの第2のリブ部22Aの先端面及び側面とに至るように配置されている。接合部材4は、第1の繊維強化部材1Aの第1の基材部11Aと、第2の繊維強化部材2Aの第2の基材部21Aとに至るように配置されている。
接合部材4を備える接合構造体10A(図2)では、接合部材4を備えない接合構造体10(図1)と比べて、第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力を高めることができる。
以下、接合構造体の詳細を更に説明する。
[繊維強化部材(第1,第2の繊維強化部材)]
以下、第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材とをまとめて、「繊維強化部材」と記載することがあり、第1の基材部と第2の基材部とをまとめて、「基材部」と記載することがあり、第1のリブ部と第2のリブ部とをまとめて、「リブ部」と記載することがある。また、以下、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層を「層X」と記載することがある。
(基材部)
上記第1の繊維強化部材及び上記第2の繊維強化部材はそれぞれ、基材部を備える。上記第1の基材部及び上記第2の基材部はそれぞれ、樹脂を含むことが好ましく、樹脂と繊維とを含むことがより好ましい。上記第1の基材部に含まれる樹脂と上記第2の基材部に含まれる樹脂とは同一であってもよく、異なっていてもよい。上記第1の基材部に含まれる繊維と上記第2の基材部に含まれる繊維とは同一であってもよく、異なっていてもよい。
<樹脂>
上記基材部に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂の硬化物であってもよい。上記基材部に含まれる樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリエステル樹脂等が挙げられる。
上記熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、及びフェノール系樹脂等が挙げられる。
基材部の強度を高める観点からは、上記第1の基材部及び上記第2の基材部に含まれる樹脂はそれぞれ、熱硬化性樹脂の硬化物であることが好ましい。基材部の強度をより一層高める観点からは、上記熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、又はフェノール系樹脂であることが好ましく、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又はエポキシ系樹脂であることがより好ましい。
<繊維>
上記基材部に含まれる繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維等が挙げられる。
製造コストを抑える観点から、上記第1の基材部及び上記第2の基材部に含まれる繊維はそれぞれ、繊維束であることが好ましい。上記繊維束は、複数の繊維の束である。上記繊維束は、例えば、強化繊維束である。繊維束の弾性率、特に強化繊維束の弾性率は比較的高い。上記繊維束の形態は特に限定されない。上記繊維束は、ステッチ等により形成された繊維シートであってもよい。
上記基材部が樹脂と繊維とを含む場合に、上記基材部は、樹脂を含浸していない樹脂未含浸繊維部を有するか、又は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部を有することが好ましい。すなわち、上記第1の基材部及び上記第2の基材部はそれぞれ、樹脂を含浸していない樹脂未含浸繊維部を有するか、又は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部を有することが好ましい。上記樹脂未含浸繊維部は、上記基材部の厚み方向にて、樹脂を含浸していない部分を有することが好ましい。上記樹脂部分含浸繊維部は、上記基材部の厚み方向にて、樹脂を部分的に含浸している部分を有することが好ましい。
上記繊維束における繊維の本数は特に限定されない。基材部の強度を高める観点からは、上記繊維束における繊維の本数は、好ましくは1000本以上、好ましくは50000本以下である。
上記第1の基材部及び上記第2の基材部に含まれる繊維はそれぞれ、ガラス繊維であることが好ましい。上記基材部に含まれる繊維束の材料は、ガラス繊維であることが好ましい。
基材部の強度を高める観点からは、上記ガラス繊維は、ガラスロービングクロス、又はガラスロービングマットであることが好ましい。すなわち、上記基材部は、ガラスロービングクロス、又はガラスロービングマットを含むことが好ましい。この場合に、上記基材部は、ガラスロービングクロスとガラスロービングマットとを含んでいてもよい。
上記第1の基材部が上記繊維を含む場合に、上記第1の基材部100体積%中、上記第1の基材部に含まれる上記繊維の含有量は、好ましくは10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、好ましくは65体積%以下、より好ましくは60体積%以下である。上記繊維の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、基材部の強度をより一層高めることができる。
上記第2の基材部が上記繊維を含む場合に、上記第2の基材部100体積%中、上記第2の基材部に含まれる上記繊維の含有量は、好ましくは10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、好ましくは65体積%以下、より好ましくは60体積%以下である。上記繊維の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、基材部の強度をより一層高めることができる。
上記第1の基材部及び上記第2の基材部の平均厚みはそれぞれ、好ましくは1mm以上、より好ましくは3mm以上、好ましくは10mm以下、より好ましくは6mm以下である。
上記基材部は、平面状であってもよく、湾曲していてもよく、湾曲している部分を有していてもよい。上記基材部は、他の形状を有していてもよい。
(リブ部)
上記第1の繊維強化部材及び上記第2の繊維強化部材はそれぞれ、リブ部を備える。上記リブ部は、内側から外側に向かって、上記樹脂部と、上記炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層(層X)とをこの順に備える。
上記樹脂部は、繊維を含まず、かつ樹脂を含む。
上記層Xは、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む。上記層Xは、該層Xの厚み方向にて、熱可塑性樹脂を含浸している部分と、熱可塑性樹脂を含浸していない部分とを有していてもよく、有していなくてもよい。上記層Xは、炭素繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグであることが好ましい。
<樹脂>
上記樹脂部は、樹脂を含む。上記層Xは、熱可塑性樹脂を含む。上記樹脂部に含まれる樹脂と、上記層Xに含まれる熱可塑性樹脂とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。また、上記基材部に含まれる樹脂と、上記樹脂部に含まれる樹脂と、上記層Xに含まれる熱可塑性樹脂とは、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。上記樹脂部に含まれる樹脂及び上記層Xに含まれる熱可塑性樹脂はそれぞれ、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記第1のリブ部及び上記第2のリブ部において、上記樹脂部に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂の硬化物であってもよい。
上記熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリエステル樹脂等が挙げられる。上記ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂等が挙げられる。上記ポリアミド樹脂としては、脂肪族ポリアミド樹脂が挙げられ、具体的にはポリアミド66、ポリアミド6、及びポリアミド12等が挙げられる。上記ポリスチレン樹脂としては、スチレン重合体樹脂、AS樹脂及びABS樹脂等が挙げられる。上記ポリエステル樹脂としては、脂肪族ポリエステル樹脂が挙げられ、具体的にはポリ乳酸樹脂等が挙げられる。
上記熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、及びフェノール系樹脂等が挙げられる。
接合力をより一層高める観点からは、上記第1のリブ部及び上記第2のリブ部において、上記樹脂部に含まれる樹脂はそれぞれ、熱可塑性樹脂であることが好ましく、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又はポリスチレン樹脂であることが好ましい。
二次加工性を高める観点からは、上記第1のリブ部及び上記第2のリブ部において、上記樹脂部に含まれる樹脂はそれぞれ、熱可塑性樹脂であることが好ましく、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、又はポリエチレン樹脂であることが好ましい。
諸物性を高める観点、並びに樹脂の含浸性などを良好にする観点からは、上記第1のリブ部及び上記第2のリブ部において、上記層Xに含まれる熱可塑性樹脂はそれぞれ、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、又はポリエチレン樹脂であることが好ましい。
<炭素繊維>
上記樹脂部は、繊維を含まない。上記層Xは、炭素繊維を含む。上記第1のリブ部における上記層Xに含まれる炭素繊維と、上記第2のリブ部における上記層Xに含まれる炭素繊維とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。上記層Xに含まれる炭素繊維は、炭素繊維束であってもよく、炭素繊維束でなくてもよい。上記炭素繊維束は、複数の炭素繊維の束である。上記炭素繊維束の形態は特に限定されない。
上記炭素繊維としては、PAN系炭素繊維、PITCH系炭素繊維等が挙げられる。
上記炭素繊維の平均繊維径は、好ましくは4μm以上、より好ましくは6μm以上、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下である。上記平均繊維径は、任意の10箇所以上の繊維径(最大径)を平均することにより求められる。
上記層Xに含まれる炭素繊維が炭素繊維束である場合、炭素繊維束を構成する各炭素繊維には張力が付与される。炭素繊維に張力が付与されると、炭素繊維間距離が狭くなる傾向がある。このため、炭素繊維束は、炭素繊維間距離を広げる処理がされていることが好ましい。上記炭素繊維束は、炭素繊維間距離を広げているスペーサ粒子を含むことが好ましい。このように炭素繊維間距離を広げておくことで、炭素繊維に高い張力が付与されても、炭素繊維間の距離が予め広くされているので、樹脂の含浸が容易になる。また、炭素繊維に張力が付与されても、炭素繊維間距離が狭くなりにくい。
上記スペーサ粒子の材料は特に限定されない。上記スペーサ粒子の材料は、含浸時の温度や圧力でスペーサ粒子が過度に変形しない材料であることが好ましい。
上記スペーサ粒子の材料としては、ナフトキサジン樹脂が好ましい。ナフトキサジン樹脂は炭化しやすく、高い温度や圧力が付与された場合においても、過度に軟化しにくい。このため、繊維間距離が十分に確保され、樹脂の含浸性がより一層高くなる。
上記スペーサ粒子は、ナフトキサジン樹脂粒子又は無機粒子であることが好ましい。上記スペーサ粒子は、無機粒子であることが好ましく、金属粒子を除く無機粒子であることがより好ましい。上記無機粒子に関しては、コロイド状態の無機粒子分散液に、塩析などの処理を施し、粒子を凝集させ、スペーサとして適する大きさの粒子に調整してもよい。
<リブ部の他の詳細>
繊維強化部材の軽量化の観点からは、上記第1のリブ部及び上記第2のリブ部において、上記樹脂部はそれぞれ、空隙部を有することが好ましく、中空構造を有するアクリル粒子を含むことがより好ましい。比剛性(単位重量あたりの剛性)を高める観点からは、上記第1のリブ部及び上記第2のリブ部において、上記樹脂部はそれぞれ、空隙部を有さないことが好ましい。
上記中空構造を有するアクリル粒子の平均粒子径は、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下である。上記平均粒子径が上記下限以上であると、軽量性を高めることができる。上記平均粒子径が上記上限以下であると、強度を高めることができる。上記平均粒子径は、体積平均径を意味する。
上記中空構造を有するアクリル粒子の市販品としては、積水化学工業社製「アドバンセルEM P501E1」、及び日本フィライト社製「エクスパンセル980-120」等が挙げられる。
上記第1のリブ部における上記層X100体積%中、上記炭素繊維の含有量は、好ましくは30体積%以上、より好ましくは40体積%以上、好ましくは70体積%以下、より好ましくは60体積%以下である。上記炭素繊維の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、リブ部の強度をより一層高めることができる。
上記第2のリブ部における上記層X100体積%中、上記炭素繊維の含有量は、好ましくは30体積%以上、より好ましくは40体積%以上、好ましくは70体積%以下、より好ましくは60体積%以下である。上記炭素繊維の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、リブ部の強度をより一層高めることができる。
上記第1のリブ部及び上記第2のリブ部において、上記層Xの平均厚みはそれぞれ、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上、更に好ましくは0.3mm以上、特に好ましくは0.45mm以上、好ましくは1.0mm以下、より好ましくは0.9mm以下、更に好ましくは0.8mm以下である。上記層Xの厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、リブ部の強度をより一層高めることができ、また、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。
上記リブ部は、長さ方向と、高さ方向と、幅方向とを有する。上記長さ方向と、上記高さ方向と、上記幅方向とは互いに直交する方向である。上記長さ方向は、上記リブ部の延びる方向である。
上記リブ部の高さ方向及び幅方向に沿う断面において、上記リブ部の形状は、多角形状であってもよく、半円形状であってもよく、半楕円形状であってもよい。上記多角形状としては、三角形状及び四角形状等が挙げられる。
リブ部の剛性を高める観点からは、上記第1のリブ部及び第2のリブ部の最大幅はそれぞれ、好ましくは0.3cm以上、より好ましくは0.5cm以上、好ましくは2cm以下、より好ましくは1.8cm以下である。
リブ部の剛性を高める観点からは、上記第1のリブ部及び第2のリブ部の高さはそれぞれ、好ましくは0.3cm以上、より好ましくは1cm以上、好ましくは7cm以下、より好ましくは6cm以下である。
上記リブ部の高さは、上記基材部の第1の表面から、上記リブ部の先端までの距離である。
リブ部の強度を高める観点からは、上記第1のリブ部及び第2のリブ部の長さはそれぞれ、好ましくは10cm以上、より好ましくは50cm以上、更に好ましくは1m以上、特に好ましくは3m以上、最も好ましくは10m以上である。繊維強化部材の変形を容易にする観点からは、上記第1のリブ部及び第2のリブ部の長さはそれぞれ、好ましくは100m以下、より好ましくは10m以下、更に好ましくは5m以下、特に好ましくは1m以下である。
上記第1のリブ部は、第1のリブ部の長さ方向において、上記第1の基材部の末端に至っていてもよく、至っていなくてもよい。上記第1のリブ部は、第1のリブ部の長さ方向において、上記第1の基材の末端に至っていることが好ましい。上記第2のリブ部は、第2のリブ部の長さ方向において、上記第2の基材部の末端に至っていてもよく、至っていなくてもよい。上記第2のリブ部は、第2のリブ部の長さ方向において、上記第2の基材の末端に至っていることが好ましい。
上記第1のリブ部の幅方向において、隣り合う複数の上記第1のリブ部の間の距離(第1の基材部の第1の表面が露出している距離)は、好ましくは1cm以上、より好ましくは2cm以上、好ましくは10cm以下、より好ましくは6cm以下である。
上記第2のリブ部の幅方向において、隣り合う複数の上記第2のリブ部の間の距離(第2の基材部の第1の表面が露出している距離)は、好ましくは1cm以上、より好ましくは2cm以上、好ましくは10cm以下、より好ましくは6cm以下である。
上記リブ部は、直線状に延びていてもよく、曲線状に延びていてもよい。上記リブ部は、直線状に延びている部分と曲線状に延びている部分とを有していてもよい。また、上記リブ部は、上記基材部の一端から他端にかけて、全体に亘って設けられていてもよく、全体に亘って設けられていなくてもよい。
強度のばらつきを抑える観点からは、隣り合う複数の上記第1のリブ部の長さ方向が、平行であるか、又は、10°以下でずれた方向であることが好ましい。隣り合う複数の上記第1のリブ部の長さ方向がずれている場合に、5°以下でずれていることがより好ましい。
強度のばらつきを抑える観点からは、隣り合う複数の上記第2のリブ部の長さ方向が、平行であるか、又は、10°以下でずれた方向であることが好ましい。隣り合う複数の上記第2のリブ部の長さ方向がずれている場合に、5°以下でずれていることがより好ましい。
(繊維強化部材の他の詳細)
上記繊維強化部材は、上記基材部の第1の表面から突出した上記リブ部を備える。上記繊維強化部材は、上記基材部の上記第1の表面と反対側の第2の表面から突出したリブ部を備えていてもよい。
上記繊維強化部材は、シート状であることが好ましい。
上記繊維強化部材は、湾曲していてもよく、湾曲していなくてもよく、湾曲している部分を有していてもよい。上記繊維強化部材は、他の形状を有していてもよい。
[接合層]
上記接合層は、上記第1のリブ部における端面と上記第2のリブ部における端面との間の少なくとも一部に配置されている。上記接合層は、上記第1のリブ部における端面と上記第2のリブ部における端面との間の一部に配置されていてもよく、上記第1のリブ部における端面と上記第2のリブ部における端面との間の全体に配置されていてもよい。
第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力をより一層高める観点からは、上記接合層は、上記第1のリブ部の樹脂部における端面と上記第2のリブ部の樹脂部における端面との間の少なくとも一部に配置されていることが好ましい。第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力をより一層高める観点からは、上記接合層は、上記第1のリブ部の樹脂部における端面と上記第2のリブ部の樹脂部における端面との間の全体に配置されていることがより好ましい。
第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力をより一層高める観点からは、上記接合層は、上記第1のリブ部における端面と上記第2のリブ部における端面との間の全体に配置されていることが好ましい。
第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力を更により一層高める観点からは、上記接合層は、上記第1の基材部における端面と上記第2の基材部における端面との間の少なくとも一部に配置されていることが好ましく、上記第1の基材部における端面と上記第2の基材部における端面との間の全体に配置されていることが好ましい。
第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力を更により一層高める観点からは、上記接合層は、上記第1の繊維強化部材における端面と上記第2の繊維強化部材における端面との間の全体に配置されていることが好ましい。
上記接合層の材料としては、樹脂及び有機溶剤等が挙げられる。上記樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びエポキシ系樹脂等が挙げられる。上記有機溶剤としては、ケトン化合物、及び塩素化合物等が挙げられる。上記接合層の材料は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記接合層の平均厚みは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上、更に好ましくは0.5mm以上、好ましくは5.0mm以下、より好ましくは3.0mm以下、更に好ましくは1.0mm以下である。上記接合層の平均厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力を高めることができる。
上記接合層の平均厚みは、上記接合層が存在する部分における、第1の繊維強化部材における端面と第2の繊維強化部材における端面との間の距離の平均値である。
樹脂部間の上記接合層の平均厚みは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上、更に好ましくは0.5mm以上、好ましくは5.0mm以下、より好ましくは3.0mm以下、更に好ましくは1.0mm以下である。上記接合層の平均厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力を高めることができる。
上記樹脂部間の上記接合層の平均厚みは、上記接合層が存在する部分における、第1のリブ部における樹脂部の端面と第2のリブ部における樹脂部の端面との間の距離の平均値である。
[接合部材]
上記接合構造体は、接合部材を備えていてもよく、備えていなくてもよい。第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力をより一層高める観点からは、上記接合構造体は、接合部材を備えることが好ましい。
上記接合部材は、樹脂を含むことが好ましく、繊維を含むことも好ましく、樹脂と繊維とを含むことがより好ましい。繊維強化部材同士をより一層強固に接合する観点からは、上記接合部材は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部を有するか、又は、樹脂を全体に含浸している樹脂全体含浸繊維部を有する接合部材であることが好ましい。
上記接合部材に含まれる樹脂と、上記層Xに含まれる樹脂とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。上記接合部材の材料は、上記層Xの材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。
上記接合部材は、接合シートであることが好ましい。
第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力をより一層高める観点からは、上記接合部材は、上記第1のリブ部の表面上と、上記第2のリブ部の表面上との双方の表面上に至るように配置されていることが好ましい。
第1の繊維強化部材と第2の繊維強化部材との接合力をより一層高める観点からは、上記接合部材は、上記第1のリブ部の表面上と、上記第2のリブ部の表面上と、上記第1の基材部の上記第1の表面上と、上記第2の基材部の上記第1の表面上とのこれら4つの表面上に至るように配置されていることがより好ましい。
上記樹脂部分含浸繊維部は、樹脂部分含浸繊維束部であってもよい。上記樹脂全体含浸繊維部は、樹脂全体含浸繊維束部であってもよい。
上記接合部材が上記樹脂部分含浸繊維部を有する場合に、上記接合部材は、該接合部材の厚み方向にて、樹脂を部分的に含浸している部分を有することが好ましい。上記接合部材は、該接合部材の厚み方向にて、樹脂を含浸している部分と、樹脂を含浸していない部分とを有することが好ましい。
上記接合部材に含まれていてもよい樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂の硬化物であってもよい。上記接合部材に含まれていてもよい樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリエステル樹脂等が挙げられる。上記ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂等が挙げられる。上記ポリアミド樹脂としては、脂肪族ポリアミド樹脂が挙げられ、具体的にはポリアミド66、ポリアミド6、及びポリアミド12等が挙げられる。上記ポリスチレン樹脂としては、スチレン重合体樹脂、AS樹脂及びABS樹脂等が挙げられる。上記ポリエステル樹脂としては、脂肪族ポリエステル樹脂が挙げられ、具体的にはポリ乳酸樹脂等が挙げられる。
上記熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ系樹脂及びフェノール系樹脂等が挙げられる。
接合構造体の強度を高める観点からは、上記接合部材に含まれる樹脂は、熱硬化性樹脂の硬化物であることが好ましい。含浸性を良好にする観点からは、上記熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又はエポキシ系樹脂であることが好ましい。すなわち、上記繊維強化シートに含まれる樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂の硬化物、ビニルエステル樹脂の硬化物、又はエポキシ系樹脂の硬化物であることが好ましい。
上記接合部材に含まれていてもよい繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維等が挙げられる。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点から、上記接合部材に含まれる繊維は、炭素繊維であることが好ましい。
上記接合部材に含まれる繊維の平均繊維径は、好ましくは4μm以上、より好ましくは6μm以上、好ましくは110μm以下、より好ましくは100μm以下である。上記平均繊維径は、任意の10箇所以上の繊維径(最大径)を平均することにより求められる。
上記接合部材に含まれる繊維の形態は、織布又はUD(Uni-Direction)であることが好ましい。上記織布又は上記UDは、炭素繊維により構成されていることが好ましい。すなわち、上記接合部材は、炭素繊維により構成された織布又は炭素繊維により構成されたUDを含むことが好ましい。この場合には、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。
上記接合部材に含まれる上記織布又は上記UDの目付量は、好ましくは30g/m以上、好ましくは400g/m以下である。上記目付量が上記下限以上であると、接合構造体の強度がより一層高くなる。上記目付量が上記上限以下であると、樹脂の含浸性がより一層高くなる。
上記接合部材の厚みは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上、好ましくは2mm以下、より好ましくは1mm以下である。上記厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、接合構造体の強度をより一層高めることができる。
[接合構造体のその他の詳細]
本発明に係る接合構造体は、第3の繊維強化部材を備えていてもよい。上記接合層(及び接合部材)により、上記第2の繊維強化部材と上記第3の繊維強化部材とが、接合されており、上記第3の繊維強化部材が、上述した繊維強化部材により形成されていてもよい。
さらに、本発明に係る接合構造体は、第nの繊維強化部材と第n+1の繊維強化部材とを備えていてもよい。上記接合層(及び接合部材)により、上記第nの繊維強化部材と上記第n+1の繊維強化部材とが、接合されており、上記第nの繊維強化部材と上記第n+1の繊維強化部材とが、上述した繊維強化部材により形成されていてもよい。nは、3以上の整数を表す。nは、4以上の整数であってもよく、5以上の整数であってもよく、10以上の整数であってもよい。nは10000以下の整数であってもよく、1000以下の整数であってもよく、100以下の整数であってもよい。
<接合構造体の製造方法>
上記接合構造体は、以下のようにして製造することができる。
繊維強化部材の製造方法:
上記樹脂部に含まれる樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合の上記繊維強化部材の成形方法としては、(1)加熱により樹脂を軟化させた状態でロールフォーミング成形を行う方法、(2)押出成形を行う方法、及び(3)成形後に曲げ加工を行う方法等が挙げられる。
長さ方向寸法の大きい繊維強化部材を好適に製造することができることから、上記繊維強化部材は、押出成形により製造されることが好ましい。
接合構造体の製造方法:
リブ部を端面に有する繊維強化部材(第1の繊維強化部材及び第2の繊維強化部材)を用意する。第1のリブ部の端面及び第2のリブ部の端面の内の少なくとも一方の端面に、接合層の材料を塗布する。上記接合層の材料は、上記第1のリブ部又は上記第2のリブ部の上記樹脂部に少なくとも塗布されることが好ましい。なお、上記接合層の材料は、上記リブ部の内部に含浸してもよく、上記層Xの内部に含浸してもよい。
次いで、上記第1の繊維強化部材の端面と、上記第2の繊維強化部材の端面とを接触させる。このとき、上記第1の繊維強化部材の上記リブ部の端面と、上記第2の繊維強化部材の上記リブ部の端面とを接触させる。
次いで、接合層の材料を硬化させる。例えば、接合層の材料を加熱した後、乾燥させることで、接合層を形成させることができる。リブ部の形状変化を抑える観点からは、上記接合層の材料の加熱温度は、好ましくは120℃以下である。接合層の材料を良好に硬化させて、接合層を良好に得る観点からは、加熱後の上記接合層の材料の乾燥時間は、好ましくは60分以上である。
なお、接合部材を備える接合構造体を得る場合には、接合部材の表面に接合層の材料を塗布することにより、接合部材と、第1の繊維強化部材と、第2の繊維強化部材とを接合することができる。この場合に、上記接合層の材料は、上記第1の繊維強化部材の上記第1のリブ部における外表面、又は、上記第2の繊維強化部材の上記第2のリブ部における外表面にも接合層の材料を塗布されていてもよい。
<接合構造体の用途>
上記接合構造体を用いることで、各種の構造体の表面に所定方向にリブ構造を付与することができる。特に、リブ部の延びる方向に対して、強度を著しく向上させることができる。リブ部の延びる方向とずれた方向の強度を高めたい場合には、例えば、板材をはめ込むことができる。上記繊維強化部材により付与されるリブ部の構造を基礎にして、自由な補強が可能である。
また、本発明では、複数のリブ部を平行(略平行を含む)にすることで、その方向での強度を向上させることができる。場合によっては、1つのリブ部の形態で、筋として応用展開することができる。この場合に、複数のリブ部を有する繊維強化部材を切断して、1つのリブ部を有する繊維強化部材を得てもよい。1つのリブ部を有する繊維強化部材であっても、得られる上記接合構造体を他の筋(金属筋、繊維強化プラスチック筋等)と強固に取り付けて、使用することができる。
上記接合構造体は、様々な用途において、取り付け対象部に取り付けて用いることができる。上記接合構造体の用途としては、風車翼、航空機、船舶、車両、土木建築用の床板、屋根材、及びパイプ等が挙げられる。上記接合構造体は、風車翼に好適に用いられ、具体的には風車翼の補強部材として好適に用いられる。また、上記接合構造体は、天然ガス用のパイプラインの補強部材として用いることもできる。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明は以下の実施例のみに限定されない。
なお、以下の実施例では、リブ部における樹脂部及び層X、並びに接合部材の材料を用いて成形した樹脂シート同士の接合力を評価した。
以下を用意した。
(繊維強化部材の材料)
<リブ部における樹脂部の材料>
塩化ビニル樹脂(積水化学工業社製)と、中空構造を有するアクリル粒子(積水化学工業社製「アドバンセルEM P501E1」)との混合物を、樹脂部の材料として用いた。
<リブ部における層X>
炭素繊維(UD)(台湾プラスチックス社製「TC-35 24K」、PAN系炭素繊維束、フィラメント数:24000本)に塩化ビニル樹脂(積水化学工業社製)を含浸させて得られたCFプリプレグを層Xとして用いた。
(接合層の材料)
プライマー(アサヒペン社製「プラスチック用プライマー」)を下塗り剤として、エスロン接着剤(積水化学社製「No.73S」)を接合層の材料として用いた。
(接合部材)
炭素繊維(UD)(台湾プラスチックス社製「TC-35 24K」、PAN系炭素繊維束、フィラメント数:24000本)に塩化ビニル樹脂(積水化学工業社製)を含浸させて得られたCFプリプレグを接合部材として用いた。
(実施例1)
(1)樹脂部-樹脂部間の接合力を測定するための評価サンプル(1)の作製
リブ部における樹脂部の材料をシート状に成形し、樹脂シート(長さ100mm×幅25mm×厚み0.3mm)を2枚作製した。樹脂シートの表面に、接合層の材料を塗布した。2枚の樹脂シートを重ね合わせて、2枚の樹脂シートが、長さ10mm×幅25mmのサイズを有する接合層を介して接合された評価サンプル(1)を得た。
(2)層X-接合部材間の接合力を測定するための評価サンプル(2)の作製
シート状のリブ部における層X(CFプリプレグ、長さ100mm×幅25mm×厚み0.3mm)を用意した。また、シート状の接合部材(CFプリプレグ、長さ100mm×幅25mm×厚み0.3mm)を用意した。層Xの表面に、接合層の材料を塗布した。層Xと接合部材とを重ね合わせて、層Xと接合部材とが、長さ10mm×幅25mmの領域にて接合された評価サンプル(2)を得た。
(参考例A)
リブ部における樹脂部の材料をシート状に成形して、内部に空隙を有する塩化ビニル樹脂シート(長さ190mm×幅25mm×厚み0.3mm)を作製した。この塩化ビニル樹脂シートを以下の評価に用いた。
(評価)
(1)引張強度及び最大点荷重
精密万能試験機(島津製作所社製「オートグラフAG-X」)を用いて、得られた評価サンプル(長さ190mm×幅25mm)の長さ方向の両端を、つかみ間隔140mmでセットした。次いで、試験速度1mm/分で評価サンプルが破断するまで荷重を加えた。評価サンプルの破断時の荷重を最大点荷重とし、最大点荷重が得られるときの応力値を引張強度とした。同様にして、参考例Aで作製した塩化ビニル樹脂シートについても、塩化ビニル樹脂シートの破断時の荷重を最大点荷重とし、最大点荷重が得られるときの応力値を引張強度とした。また、参考例Aの引張強度を100%としたときの、各評価サンプルの引張強度の割合を求めた。また、参考例Aの最大点荷重を100%としたときの、各評価サンプルの最大点荷重の割合を求めた。
構成及び結果を表1に示す。
Figure 2022053263000002
1,1A…第1の繊維強化部材
2,2A…第2の繊維強化部材
3,3A…接合層
4…接合部材
10,10A…接合構造体
11,11A…第1の基材部
11a,11Aa…第1の表面
12,12A…第1のリブ部
13,13A…樹脂部
14,14A…炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層
21,21A…第2の基材部
21a,21Aa…第1の表面
22,22A…第2のリブ部
23,23A…樹脂部
24,24A…炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層

Claims (10)

  1. 第1の基材部と、前記第1の基材部の第1の表面から突出した第1のリブ部とを備える第1の繊維強化部材と、
    第2の基材部と、前記第2の基材部の第1の表面から突出した第2のリブ部とを備える第2の繊維強化部材と、
    前記第1の繊維強化部材と前記第2の繊維強化部材とを接合する接合層と、
    を備え、
    前記第1のリブ部及び前記第2のリブ部がそれぞれ、繊維を含まない樹脂部と、前記樹脂部の外側に、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層とを有し、
    前記接合層が、前記第1のリブ部における端面と前記第2のリブ部における端面との間の少なくとも一部に配置されている、接合構造体。
  2. 前記第1のリブ部及び前記第2のリブ部における前記炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む層に含まれる前記熱可塑性樹脂がそれぞれ、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又はポリスチレン樹脂である、請求項1に記載の接合構造体。
  3. 前記接合層が、前記第1のリブ部における端面と前記第2のリブ部における端面との間の全体に配置されている、請求項1又は2に記載の接合構造体。
  4. 前記接合層の平均厚みが、0.1mm以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の接合構造体。
  5. 前記接合層の平均厚みが、1.0mm以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の接合構造体。
  6. 前記第1の基材部及び前記第2の基材部がそれぞれ、樹脂と繊維とを含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の接合構造体。
  7. 前記第1の基材部及び前記第2の基材部がそれぞれ、樹脂を含浸していない樹脂未含浸繊維部を有するか、又は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部を有する、請求項1~6のいずれか1項に記載の接合構造体。
  8. 接合部材をさらに備え、
    前記接合部材が、前記第1のリブ部の表面上と、前記第2のリブ部の表面上との双方の表面上に至るように配置されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の接合構造体。
  9. 前記接合部材が、前記第1のリブ部の表面上と、前記第2のリブ部の表面上と、前記第1の基材部の前記第1の表面上と、前記第2の基材部の前記第1の表面上とのこれら4つの表面上に至るように配置されている、請求項8に記載の接合構造体。
  10. 前記接合部材が、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部を有するか、又は、樹脂を全体に含浸している樹脂全体含浸繊維部を有する、請求項8又は9に記載の接合構造体。
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