JP5565565B2 - Carbon fiber reinforced plastic molding - Google Patents

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Description

本発明は、炭素繊維強化プラスチック成形体に関する。   The present invention relates to a carbon fiber reinforced plastic molded body.

炭素繊維強化プラスチック成形体は、アルミニウムや鉄等の金属に比べて軽量且つ高剛性であるため、金属に代わる新素材として、近年注目を集めている。一方で、炭素繊維強化プラスチック成形体においては、制振性の向上が望まれている。そこで、互いに積層された炭素繊維強化プラスチック層の間に、ポリイミド等の粘弾性材料からなる制振弾性層が配置された炭素繊維強化プラスチック成形体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。   Carbon fiber reinforced plastic moldings are lighter and more rigid than metals such as aluminum and iron, and have recently attracted attention as new materials that can replace metals. On the other hand, in the carbon fiber reinforced plastic molded body, improvement in vibration damping is desired. Therefore, a carbon fiber reinforced plastic molded body is proposed in which a damping elastic layer made of a viscoelastic material such as polyimide is disposed between carbon fiber reinforced plastic layers laminated to each other (see, for example, Patent Document 1). .

特開２００４−２９１４０８号公報JP 2004-291408 A

ところで、上述したような炭素繊維強化プラスチック成形体は、例えば支持部材の一部として産業用部品に適用される場合がある。このため、炭素繊維強化プラスチック成形体においては、制振性の向上に加えて、一定の曲げ剛性を確保することが要求されている。   By the way, the carbon fiber reinforced plastic molding as described above may be applied to industrial parts as a part of a support member, for example. For this reason, in the carbon fiber reinforced plastic molded body, in addition to improving the vibration damping property, it is required to ensure a certain bending rigidity.

そこで、本発明は、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる炭素繊維強化プラスチック成形体を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the carbon fiber reinforced plastic molding which can improve damping property, ensuring bending rigidity.

上記課題を解決するため、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体は、互いに積層された長尺状の第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と、第１の炭素繊維強化プラスチック層と第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に配置された制振弾性層と、を備え、制振弾性層は、粘弾性樹脂からなる複数の粘弾性樹脂領域を有し、粘弾性樹脂領域は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿って互いに離間するように配列されており、隣り合う粘弾性樹脂領域の間には、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域が設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a carbon fiber reinforced plastic molded body according to the present invention includes a long first and second carbon fiber reinforced plastic layers laminated together, a first carbon fiber reinforced plastic layer, and a first carbon fiber reinforced plastic layer. A damping elastic layer disposed between the two carbon fiber reinforced plastic layers, and the damping elastic layer has a plurality of viscoelastic resin regions made of viscoelastic resin, The first and second carbon fiber reinforced plastic layers are arranged so as to be separated from each other along the longitudinal direction of the first and second carbon fiber reinforced plastic layers. A high-rigidity resin region made of a rigid resin is provided.

この炭素繊維強化プラスチック成形体では、第１の炭素繊維強化プラスチック層と第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に、粘弾性樹脂領域を有する制振弾性層が配置されているので制振性が向上される。また、この炭素繊維強化プラスチック成形体では、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿って互いに離間して複数の粘弾性樹脂領域が配列されており、これらの粘弾性樹脂領域の間に剛性が比較的高い高剛性樹脂領域が設けられているので、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿っての曲げ剛性が確保される。   In this carbon fiber reinforced plastic molded body, since the vibration damping elastic layer having the viscoelastic resin region is disposed between the first carbon fiber reinforced plastic layer and the second carbon fiber reinforced plastic layer, the vibration damping property is improved. Is improved. Further, in this carbon fiber reinforced plastic molded body, a plurality of viscoelastic resin regions are arranged apart from each other along the longitudinal direction of the first and second carbon fiber reinforced plastic layers, and these viscoelastic resin regions are arranged. Since a high-rigidity resin region having a relatively high rigidity is provided between the first and second carbon fiber reinforced plastic layers, bending rigidity along the longitudinal direction of the first and second carbon fiber reinforced plastic layers is ensured.

本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体においては、隣り合う粘弾性樹脂領域において、高剛性樹脂領域を挟んで対向する面同士は、略平行となっていることが好ましい。この構成によれば、高剛性樹脂領域を挟んで対向する面の延びる方向に沿って、制振性及び曲げ剛性の分布が概ね均一となる。   In the carbon fiber reinforced plastic molded body according to the present invention, in the adjacent viscoelastic resin regions, it is preferable that the faces facing each other across the high-rigidity resin region are substantially parallel. According to this configuration, the vibration damping property and the bending stiffness distribution are substantially uniform along the direction in which the opposing surfaces extend across the high-rigidity resin region.

本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体においては、高剛性樹脂は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂と同一であり、高剛性樹脂領域は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と一体的に形成されている。この構成によれば、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と制振弾性層とを一体的に成形する際に、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂によって、容易に高剛性樹脂領域を形成することができる。 In the carbon fiber reinforced plastic molded body according to the present invention, the high-rigidity resin is the same as the resin constituting the first and second carbon fiber-reinforced plastic layers, and the high-rigidity resin region is the first and second It is integrally formed with the carbon fiber reinforced plastic layer . According to this configuration, when the first and second carbon fiber reinforced plastic layers and the vibration-damping elastic layer are integrally formed, the resin constituting the first and second carbon fiber reinforced plastic layers can be easily formed. A highly rigid resin region can be formed.

本発明によれば、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる炭素繊維強化プラスチック成形体を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the carbon fiber reinforced plastic molding which can improve damping property, ensuring bending rigidity.

本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の第１の実施形態の斜視図である。1 is a perspective view of a first embodiment of a carbon fiber reinforced plastic molded body according to the present invention. 図１のII−II線に沿っての部分断面図である。It is a fragmentary sectional view along the II-II line of FIG. 図１のIII−III線に沿っての部分断面図である。It is a fragmentary sectional view along the III-III line of FIG. 本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の第２の実施形態の斜視図である。It is a perspective view of 2nd Embodiment of the carbon fiber reinforced plastic molding which concerns on this invention. 図４のV−V線に沿っての部分断面図である。It is a fragmentary sectional view along the VV line of FIG. 比較例に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の斜視図である。It is a perspective view of the carbon fiber reinforced plastic molding which concerns on a comparative example. 実施例及び比較例に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の曲げ剛性及び制振性の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the bending rigidity and the damping property of the carbon fiber reinforced plastic molding which concerns on an Example and a comparative example.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１の実施形態］ DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[First Embodiment]

図１〜３に示されるように、炭素繊維強化プラスチック（以下、「ＣＦＰＲ：Carbon Fiber Reinforced Plastics」という）成形体１０は、直交座標系Ｓのｚ軸方向に沿って互いに積層されたＣＦＲＰ層（第１の炭素繊維強化プラスチック層）１及びＣＦＲＰ層（第２の炭素繊維強化プラスチック層）２と、ＣＦＲＰ層１とＣＦＲＰ層２との間に配置された制振弾性層３と、を備えている。このようなＣＦＲＰ成形体１０は、例えばロボットハンド等の産業用部品に用いることができる。   As shown in FIGS. 1 to 3, a carbon fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as “CFPR: Carbon Fiber Reinforced Plastics”) molded body 10 is a CFRP layer (stacked together) along the z-axis direction of the orthogonal coordinate system S ( A first carbon fiber reinforced plastic layer) 1 and a CFRP layer (second carbon fiber reinforced plastic layer) 2, and a damping elastic layer 3 disposed between the CFRP layer 1 and the CFRP layer 2. Yes. Such a CFRP molded body 10 can be used for industrial parts such as a robot hand.

ＣＦＲＰ層１，２は、直交座標系Ｓのｘ軸方向に沿って延びる長尺板状をなしており、炭素繊維からなる複数層の炭素繊維層と、これらの炭素繊維層に含浸・硬化されたマトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）と、からなる。   The CFRP layers 1 and 2 have a long plate shape extending along the x-axis direction of the orthogonal coordinate system S, and are impregnated and cured in a plurality of carbon fiber layers made of carbon fibers and these carbon fiber layers. And a matrix resin (for example, epoxy resin).

ＣＦＲＰ層１は、ｚ軸方向に沿って順に積層された外側層１ａ及び内側層１ｂからなる。外側層１ａは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を５層含むものとすることができる。また、内側層１ｂは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。なお、ここでの角度は、ｘ軸方向に対する角度である。   The CFRP layer 1 includes an outer layer 1a and an inner layer 1b that are sequentially stacked along the z-axis direction. The outer layer 1a can include, for example, five carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree. Moreover, the inner layer 1b can include, for example, one carbon fiber layer arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees. The angle here is an angle with respect to the x-axis direction.

ＣＦＲＰ層２は、ｚ軸方向に沿って順に積層された内側層２ａ及び外側層２ｂからなる。内側層２ａは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。また、外側層２ｂは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を５層含むものとすることができる。   The CFRP layer 2 includes an inner layer 2a and an outer layer 2b that are sequentially stacked along the z-axis direction. The inner layer 2a can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees. In addition, the outer layer 2b can include, for example, five carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.

制振弾性層３は、ＣＦＲＰ層１，２の長手方向（ｘ軸方向）に沿って互いに離間するように配列された粘弾性樹脂領域３ａ及び粘弾性樹脂領域３ｂを有する。粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂは、粘弾性樹脂からなる。粘弾性樹脂は、ＣＦＲＰ層１，２を構成するマトリックス樹脂の剛性よりも低い剛性を有する樹脂であって、例えばゴムやエラストマー等の粘弾性材料（柔軟性樹脂材料）とすることができる。粘弾性材料は、２５℃における貯蔵弾性率が、０．１ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下の範囲であることが好ましく、０．１ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下の範囲であることがさらに好ましく、０．１ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下の範囲であることが一層好ましい。粘弾性材料の貯蔵弾性率が、２５００ＭＰａ以下であれば、十分な制振性能を得ることができ、０．１ＭＰａ以上であれば、ＣＦＲＰ成形体１０の剛性の低下が少なく、ロボットハンドやロボットアーム等の産業用部品として要求される性能を満たすことができる。また、粘弾性材料は、炭素繊維プリプレグからＣＦＲＰへの転換を熱硬化により行うことから、その際に発生する熱に対して安定であることが好ましい。さらに、粘弾性材料は、ＣＦＲＰ層１，２のマトリックス樹脂との接着性に優れた材料であることが好ましい。   The vibration-damping elastic layer 3 has a viscoelastic resin region 3a and a viscoelastic resin region 3b arranged so as to be separated from each other along the longitudinal direction (x-axis direction) of the CFRP layers 1 and 2. The viscoelastic resin regions 3a and 3b are made of viscoelastic resin. The viscoelastic resin is a resin having rigidity lower than that of the matrix resin constituting the CFRP layers 1 and 2, and can be a viscoelastic material (flexible resin material) such as rubber or elastomer. The viscoelastic material preferably has a storage elastic modulus at 25 ° C. in the range of 0.1 MPa to 2500 MPa, more preferably in the range of 0.1 MPa to 250 MPa, and in the range of 0.1 MPa to 25 MPa. It is more preferable that When the storage elastic modulus of the viscoelastic material is 2500 MPa or less, sufficient vibration damping performance can be obtained. The performance required for industrial parts such as the above can be satisfied. In addition, since the viscoelastic material is converted from the carbon fiber prepreg to CFRP by thermosetting, it is preferable that the viscoelastic material is stable against the heat generated at that time. Furthermore, the viscoelastic material is preferably a material having excellent adhesion to the matrix resin of the CFRP layers 1 and 2.

以上の観点から、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂを構成する粘弾性材料は、例えば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、及び、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）等のゴム、並びに、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、及び、柔軟鎖を持つポリマーであるゴムやエラストマー等を添加することによって弾性率を低くしたエポキシ樹脂等の、ＣＦＲＰに比べて柔軟な材料とすることができる。   From the above viewpoint, the viscoelastic materials constituting the viscoelastic resin regions 3a and 3b are, for example, styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), and ethylene. Propylene rubber (EPM, EPDM) and other rubber, as well as polyester resin, vinyl ester resin, polyurethane resin, and epoxy resin whose elastic modulus is lowered by adding rubber or elastomer that is a polymer having a flexible chain The material can be made more flexible than CFRP.

粘弾性樹脂領域３ａと粘弾性樹脂領域３ｂとの間には、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂（例えばエポキシ樹脂）からなる高剛性樹脂領域４が設けられている。高剛性樹脂領域４は、粘弾性樹脂領域３ａと粘弾性樹脂領域３ｂとの間の領域に、隙間なく配置されている。なお、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂにおいて、高剛性樹脂領域４を挟んで対向する面３ｃ，３ｄは、それぞれ直交座標系Ｓのｙ軸方向に沿って延びると共に、互いに略平行となっている。   Between the viscoelastic resin region 3a and the viscoelastic resin region 3b, a high-rigidity resin region 4 made of a high-rigidity resin (for example, epoxy resin) having higher rigidity than that of the viscoelastic resin is provided. The high-rigidity resin region 4 is disposed without a gap in a region between the viscoelastic resin region 3a and the viscoelastic resin region 3b. In the viscoelastic resin regions 3a and 3b, the surfaces 3c and 3d facing each other with the high-rigidity resin region 4 interposed therebetween extend along the y-axis direction of the orthogonal coordinate system S and are substantially parallel to each other.

このような制振弾性層３は、例えば、粘弾性樹脂の溶液をシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器により加熱・圧縮して成形した後に、その長手方向における中心部分を切り取ることにより作製することができる。   Such a vibration-damping elastic layer 3 is formed, for example, by pouring a solution of a viscoelastic resin into a sheet-shaped mold, drying it, heating and compressing it with a hot press machine, and then cutting the central part in the longitudinal direction. Can be produced.

また、ＣＦＲＰ成形体１０は、例えば、ＣＦＲＰ層１のためのプリプレグ積層体と、ＣＦＲＰ層２のためのプリプレグ積層体との間に、上記のようにして作製された制振弾性層３を配置し加熱・圧縮して、ＣＦＲＰ層１、制振弾性層３及びＣＦＲＰ層２を一体的に成形して作製される。このとき、ＣＦＲＰ層１，２を構成するマトリックス樹脂により、高剛性樹脂領域４を形成することができる。この場合、高剛性樹脂領域４は、ＣＦＲＰ層１，２と一体的に形成されることとなる。   The CFRP molded body 10 includes, for example, the damping elastic layer 3 produced as described above between the prepreg laminate for the CFRP layer 1 and the prepreg laminate for the CFRP layer 2. Then, the CFRP layer 1, the damping elastic layer 3, and the CFRP layer 2 are integrally formed by heating and compression. At this time, the high-rigidity resin region 4 can be formed by the matrix resin constituting the CFRP layers 1 and 2. In this case, the high-rigidity resin region 4 is formed integrally with the CFRP layers 1 and 2.

以上説明したように、ＣＦＲＰ成形体１０では、ＣＦＲＰ層１とＣＦＲＰ層２との間に、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂを有する制振弾性層３が配置されているので制振性が向上される。また、ＣＦＲＰ成形体１０では、ｘ軸方向に沿って互いに離間して粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂが配列されており、これらの粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂの間に剛性が比較的高い高剛性樹脂領域４が設けられているので、ｘ軸方向に沿っての曲げ剛性が確保される。   As described above, in the CFRP molded body 10, since the damping elastic layer 3 having the viscoelastic resin regions 3a and 3b is disposed between the CFRP layer 1 and the CFRP layer 2, the damping performance is improved. The In the CFRP molded body 10, viscoelastic resin regions 3a and 3b are arranged apart from each other along the x-axis direction, and the rigidity is relatively high between the viscoelastic resin regions 3a and 3b. Since the resin region 4 is provided, bending rigidity along the x-axis direction is ensured.

また、ＣＦＲＰ成形体１０においては、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂにおいて、高剛性樹脂領域４を挟んで対向する面３ｃ，３ｄが、互いに略平行となっているので、これらの面３ｃ，３ｄの延在方向（ｙ軸方向）に沿って、制振性及び曲げ剛性の分布が概ね均一となる。
［第２の実施形態］ Further, in the CFRP molded body 10, in the viscoelastic resin regions 3a and 3b, the surfaces 3c and 3d facing each other with the high-rigidity resin region 4 interposed therebetween are substantially parallel to each other. Along the extending direction (y-axis direction), the distribution of vibration damping properties and bending stiffness is substantially uniform.
[Second Embodiment]

図４，５に示されるように、ＣＦＲＰ成形体１００は、第１の実施形態に係るＣＦＲＰ成形体１０に対して、ＣＦＲＰ層１に換えてＣＦＲＰ層（第１の炭素繊維強化プラスチック層）１１を備える点、及び、ＣＦＲＰ層２に換えてＣＦＲＰ層（第２の炭素繊維強化プラスチック層）２２を備える点で異なっている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the CFRP molded body 100 is different from the CFRP molded body 10 according to the first embodiment in place of the CFRP layer 1 and a CFRP layer (first carbon fiber reinforced plastic layer) 11. And a point that a CFRP layer (second carbon fiber reinforced plastic layer) 22 is provided instead of the CFRP layer 2.

ＣＦＲＰ層１１，２２は、ｘ軸方向に沿って延びる長尺板状をなしており、炭素繊維からなる複数層の炭素繊維層と、これらの炭素繊維層に含浸・硬化されたマトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）と、からなる。   The CFRP layers 11 and 22 have a long plate shape extending along the x-axis direction, and a plurality of carbon fiber layers made of carbon fibers and a matrix resin impregnated and cured in these carbon fiber layers (for example, Epoxy resin).

ＣＦＲＰ層１１は、ｚ軸方向に沿って順に積層された外側層１１ａ、中間層１１ｂ及び内側層１１ｃからなる。外側層１１ａは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を４層含むものとすることができる。また、中間層１１ｂは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。さらに、内側層１１ｃは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。なお、ここでの角度は、ｘ軸方向に対する角度である。   The CFRP layer 11 includes an outer layer 11a, an intermediate layer 11b, and an inner layer 11c that are sequentially stacked along the z-axis direction. The outer layer 11a can include, for example, four carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree. In addition, the intermediate layer 11b can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees. Furthermore, the inner layer 11c can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree. The angle here is an angle with respect to the x-axis direction.

ＣＦＲＰ層２２は、ｚ軸方向に沿って順に積層された内側層２２ａ、中間層２２ｂ及び外側層２２ｃからなる。内側層２２ａは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。また、中間層２２ｂは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。さらに、外側層２２ｃは、例えば、炭素繊維の配向方向が０となるように配置された炭素繊維層を４層含むものとすることができる。   The CFRP layer 22 includes an inner layer 22a, an intermediate layer 22b, and an outer layer 22c that are sequentially stacked along the z-axis direction. The inner layer 22a can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree. In addition, the intermediate layer 22b can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees. Further, the outer layer 22c can include, for example, four carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers becomes zero.

以上説明したように、ＣＦＲＰ成形体１００においても、ＣＦＲＰ層１１とＣＦＲＰ層２２との間に、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂを有する制振弾性層３が配置されているので、制振性が向上される。また、ｘ軸方向に沿って互いに離間して粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂが配列されており、これらの粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂの間に剛性の比較的高い高剛性樹脂領域４が設けられているので、ｘ軸方向に沿っての曲げ剛性が確保される。   As described above, also in the CFRP molded body 100, since the vibration damping elastic layer 3 having the viscoelastic resin regions 3a and 3b is disposed between the CFRP layer 11 and the CFRP layer 22, vibration damping performance is improved. Be improved. In addition, viscoelastic resin regions 3a and 3b are arranged apart from each other along the x-axis direction, and a high rigidity resin region 4 having relatively high rigidity is provided between these viscoelastic resin regions 3a and 3b. Therefore, bending rigidity along the x-axis direction is ensured.

なお、上記の第１及び第２の実施形態に係るＣＦＲＰ成形体１０及びＣＦＲＰ成形体１００において、制振弾性層３は、２つの粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂを有するものとしたが、これに限らず、ｘ軸方向に沿って互いに離間するように配列された３つ以上の粘弾性樹脂領域を有するものとすることもできる。   In the CFRP molded body 10 and the CFRP molded body 100 according to the first and second embodiments, the vibration damping elastic layer 3 has two viscoelastic resin regions 3a and 3b. The present invention is not limited to this, and it may have three or more viscoelastic resin regions arranged so as to be separated from each other along the x-axis direction.

（１）試験片
本発明に係るＣＦＲＰ成形体の実施例として、ＣＦＲＰ成形体１０に対応する試験片Ａ１と、ＣＦＲＰ成形体１００に対応する試験片Ａ２とを、以下のように構成した。
（１−１）試験片Ａ１ (1) Test piece As an example of the CFRP compact according to the present invention, a test specimen A1 corresponding to the CFRP compact 10 and a test specimen A2 corresponding to the CFRP compact 100 were configured as follows.
(1-1) Test piece A1

炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグ（日本グラファイトファイバー（株）製グラノックＸＮ−６０（引張弾性率；６２０ＧＰａ、炭素繊維目付け：１２５ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３２重量％、１層の厚さ：０．１１ｍｍ）、以下同様）を５層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が９０度となるようにグラノックプリプレグを１層積層して、第１のプリプレグ積層体を得た。また、炭素繊維の配向方向が９０度となるようグラノックプリプレグ１層を配置し、その上に、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグを５層積層して、第２のプリプレグ積層体を得た。その一方で、ポリウレタン樹脂（ディアプレックス（株）製ダイアリィ（ＭＳ４５１０）、以下同様）溶液をシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器により、１５０℃で１時間、加熱・圧縮して成形した後に、その長手方向における中心部分を切り取ることにより、厚さ０．１５ｍｍの制振弾性層３を得た。このとき、切り取る部分の幅を１０ｍｍとした。そして、第１のプリプレグ積層体、制振弾性層３、第２のプリプレグ積層体を順に積層し、１３０℃で１時間３０分、加熱・圧縮して、これらを一体的に成形し、ＣＦＲＰ層１、制振弾性層３及びＣＦＲＰ層２からなる試験片Ａ１を得た。なお、高剛性樹脂領域４の材料をエポキシ樹脂とした。
（１−２）試験片Ａ２ Granock prepreg (Granock XN-60 manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd. (tensile elastic modulus: 620 GPa, carbon fiber basis weight: 125 g / m 2) , matrix resin content: 32 weight so that the orientation direction of the carbon fiber becomes 0 degree %, Thickness of one layer: 0.11 mm), the same applies hereinafter), and one layer of granock prepreg is laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees. A prepreg laminate was obtained. Also, one layer of granock prepreg is arranged so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees, and five layers of granock prepreg are laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 0 degree. A prepreg laminate was obtained. On the other hand, a polyurethane resin (Diaplex Co., Ltd. Diary (MS4510), the same applies hereinafter) solution was poured into a sheet mold and dried, and then heated and compressed at 150 ° C. for 1 hour using a hot press machine. Later, the damping elastic layer 3 having a thickness of 0.15 mm was obtained by cutting off the central portion in the longitudinal direction. At this time, the width of the part to be cut was 10 mm. Then, the first prepreg laminate, the vibration-damping elastic layer 3, and the second prepreg laminate are laminated in order, and heated and compressed at 130 ° C. for 1 hour 30 minutes, and these are integrally molded, and the CFRP layer 1. A test piece A1 composed of the damping elastic layer 3 and the CFRP layer 2 was obtained. The material of the high-rigidity resin region 4 was an epoxy resin.
(1-2) Test piece A2

炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグを４層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が９０度となるようにグラノックプリプレグを１層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグをさらに１層積層して、第３のプリプレグ積層体を得た。また、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグを１層配置し、その上に、炭素繊維の配向方向が９０度となるようにグラノックプリプレグを１層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグをさらに４層積層して、第４のプリプレグ積層体を得た。その一方で、ポリウレタン樹脂溶液をシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器により、１５０℃で１時間、加熱・圧縮して成形した後に、その長手方向における中心部分を切り取ることにより、厚さ０．１ｍｍの制振弾性層３を得た。このとき、切り取る部分の幅を１０ｍｍとした。そして、第３のプリプレグ積層体、制振弾性層３、第４のプリプレグ積層体を順に積層し、１３０℃で１時間３０分、加熱・圧縮して、これらを一体的に成形して、ＣＦＲＰ層１１、制振弾性層３及びＣＦＲＰ層２２からなる試験片Ａ２を得た。なお、高剛性樹脂領域４の材料をエポキシ樹脂とした。
（２）比較例 Four layers of granock prepreg are laminated so that the orientation direction of the carbon fiber is 0 degree, and one layer of granock prepreg is laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees. One more layer of granock prepreg was laminated so that the orientation direction of the carbon fiber was 0 degree to obtain a third prepreg laminate. Also, one layer of granock prepreg is disposed so that the orientation direction of the carbon fiber is 0 degree, and one layer of granock prepreg is laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees. Further, four layers of granock prepregs were laminated so that the orientation direction of the carbon fibers was 0 degree to obtain a fourth prepreg laminate. On the other hand, the polyurethane resin solution is poured into a sheet-shaped mold, dried, heated and compressed at 150 ° C. for 1 hour by a hot press machine, and then the central part in the longitudinal direction is cut off to obtain a thickness. A vibration-damping elastic layer 3 of 0.1 mm was obtained. At this time, the width of the part to be cut was 10 mm. Then, the third prepreg laminate, the damping elastic layer 3 and the fourth prepreg laminate are laminated in order, heated and compressed at 130 ° C. for 1 hour 30 minutes, and these are integrally molded, and CFRP A test piece A2 composed of the layer 11, the damping elastic layer 3, and the CFRP layer 22 was obtained. The material of the high-rigidity resin region 4 was an epoxy resin.
(2) Comparative example

試験片Ａ１，Ａ２に対する比較例として、以下のような比較試験片Ｂ１及び比較試験片Ｂ２を用意した。
（２−１）比較試験片Ｂ１ As comparative examples for the test pieces A1 and A2, the following comparative test pieces B1 and B2 were prepared.
(2-1) Comparative test piece B1

比較試験片Ｂ１は、図６（ａ）に示されるように、試験片Ａ１に対して、制振弾性層３に換えて制振弾性層７を備える点で異なっている。制振弾性層７は、厚さ０．１ｍｍの単一の領域からなり、その材料はポリウレタン樹脂である。
（２−２）比較試験片Ｂ２ As shown in FIG. 6A, the comparative test piece B1 is different from the test piece A1 in that a damping elastic layer 7 is provided instead of the damping elastic layer 3. The vibration-damping elastic layer 7 is composed of a single region having a thickness of 0.1 mm, and the material thereof is a polyurethane resin.
(2-2) Comparative test piece B2

比較試験片Ｂ２は、図６（ｂ）に示されるように、試験片Ａ２に対して、制振弾性層３に換えて上記の制振弾性層７を備える点で異なっている。   As shown in FIG. 6B, the comparative test piece B2 differs from the test piece A2 in that the vibration damping elastic layer 7 is provided instead of the vibration damping elastic layer 3.

以上の試験片Ａ１，Ａ２及び比較試験片Ｂ１，Ｂ２は、何れも、長さ４５ｍｍ程度、幅５ｍｍ程度、厚さ１．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下程度とした。
（３）測定 The above test pieces A1 and A2 and comparative test pieces B1 and B2 were all about 45 mm long, about 5 mm wide, and about 1.4 mm to 1.5 mm thick.
(3) Measurement

アイティー計測制御（株）製ＤＭＡ（Dynamics Mechanical Analysis）測定装置（ＩＴＫ−ＤＶＡ２２５）を使用して、長手方向についての３点曲げ加振動モードによって、試験片Ａ１，Ａ２及び比較試験片Ｂ１，Ｂ２の、貯蔵弾性率（弾性成分）＝Ｅ’、損失貯蔵弾性率（粘性成分）＝Ｅ’’及び損失正接＝Ｅ’’／Ｅ’＝ｔａｎδを測定した。ここで、３点曲げ加振モードとは、各試験片において、長手方向の両端部をクランプして中央部に振動を加えることにより、粘弾性挙動を測定する測定方式である。
（４）測定結果 Using the DMA (Dynamics Mechanical Analysis) measuring device (ITK-DVA225) manufactured by IT Measurement & Control Co., Ltd., the test pieces A1 and A2 and the comparative test pieces B1 and B2 by the three-point bending vibration mode in the longitudinal direction. Storage modulus (elastic component) = E ′, loss storage modulus (viscous component) = E ″ and loss tangent = E ″ / E ′ = tan δ were measured. Here, the three-point bending vibration mode is a measurement method for measuring viscoelastic behavior by clamping both end portions in the longitudinal direction and applying vibration to the central portion in each test piece.
(4) Measurement results

測定結果を図７に示す。図７（ａ）は、各試験片の２５℃における曲げ弾性率保持率（Ｅ’／Ｅ’ＣＦＲＰ）を示している。なお、Ｅ’ＣＦＲＰは、制振弾性層を有さない（ＣＦＲＰ層１及ＣＦＲＰ層２のみかなる）ＣＦＲＰ成形体の貯蔵弾性率である。図７（ｂ）は、各試験片の２５℃におけるｔａｎδを示している。図７（ａ），（ｂ）において、Ａ１は試験片Ａ１の測定値を示しており、Ａ２は試験片Ａ２の測定値を示しており、Ｂ１は比較試験片Ｂ１の測定値を示しており、Ｂ２は比較試験片Ｂ２の測定値を示している。なお、同図において、Ｂａｓｅｌｉｎｅは、制振弾性層を有さないＣＦＲＰ成形体の測定値を示している。ここで、弾性率保持率（Ｅ’／Ｅ’ＣＦＲＰ）は、曲げ剛性の指標となる値であり、この値が大きいほど曲げ剛性が高い。ｔａｎδは、制振性の指標となる値であり、この値が大きいほど制振性が高い。 The measurement results are shown in FIG. FIG. 7A shows the bending elastic modulus retention rate (E ′ / E ′ CFRP ) at 25 ° C. of each test piece. Note that E ′ CFRP is a storage elastic modulus of a CFRP molded body having no vibration damping elastic layer (consisting only of the CFRP layer 1 and the CFRP layer 2). FIG. 7B shows tan δ at 25 ° C. of each test piece. 7A and 7B, A1 shows the measured value of the test piece A1, A2 shows the measured value of the test piece A2, and B1 shows the measured value of the comparative test piece B1. , B2 indicates the measured value of the comparative test piece B2. In the figure, Baseline indicates a measured value of a CFRP molded body having no vibration damping elastic layer. Here, the elastic modulus retention ratio (E ′ / E ′ CFRP ) is a value serving as an index of bending stiffness, and the larger this value, the higher the bending stiffness. tan δ is a value that serves as an index of damping performance, and the larger this value, the higher the damping performance.

図７（ｂ）に示されるように、試験片Ａ１のｔａｎδは０．１０２であり、比較試験片Ｂ１のｔａｎδは０．０７であった。また、試験片Ａ２のｔａｎδは０．０７４であり、比較試験片Ｂ２のｔａｎδは０．０４４であった。このことから、試験片Ａ１及び試験片Ａ２によれば、比較試験片Ｂ１及び比試験片Ｂ２に比べて、それぞれ制振性が向上されることが分かった。   As shown in FIG. 7B, tan δ of the test piece A1 was 0.102, and tan δ of the comparative test piece B1 was 0.07. Further, tan δ of the test piece A2 was 0.074, and tan δ of the comparative test piece B2 was 0.044. From this, it was found that according to the test piece A1 and the test piece A2, the vibration damping properties are improved as compared with the comparative test piece B1 and the specific test piece B2.

また、図７（ａ）に示されるように、試験片Ａ１のＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰと比較試験片Ｂ１のＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰとは概ね同程度であった。また、試験片Ａ２のＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰと、比較試験片Ｂ２のＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰとは概ね同程度であった。このことから、試験片Ａ１及び試験片Ａ２は、その長手方向について、比較試験片Ｂ１及び比較試験片Ｂ２に遜色ない程度の曲げ剛性がそれぞれ確保されることが分かった。 Further, as shown in FIG. 7 (a), it was generally comparable to the E '/ E' CFRP of Comparative specimens B1 and E '/ E' CFRP specimens A1. Moreover, the E '/ E' CFRP specimens A2, was generally comparable to the E '/ E' CFRP of Comparative test piece B2. From this, it was found that the test piece A1 and the test piece A2 each have a bending rigidity that is comparable to the comparative test piece B1 and the comparative test piece B2 in the longitudinal direction.

１０，１００…ＣＦＲＰ成形体、１，２，１１，２２…ＣＦＲＰ層、３…制振弾性層、３ａ，３ｂ…粘弾性樹脂領域、３ｃ，３ｄ…面、４…高剛性樹脂領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 ... CFRP molded object, 1, 2, 11, 22 ... CFRP layer, 3 ... Damping elastic layer, 3a, 3b ... Viscoelastic resin area | region, 3c, 3d ... surface, 4 ... High-rigidity resin area | region.

Claims (2)

互いに積層された長尺状の第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と、
前記第１の炭素繊維強化プラスチック層と前記第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に配置された制振弾性層と、を備え、
前記制振弾性層は、粘弾性樹脂からなる複数の粘弾性樹脂領域を有し、
前記粘弾性樹脂領域は、前記第１及び前記第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿って互いに離間するように配列されており、
隣り合う前記粘弾性樹脂領域の間には、前記粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域が設けられており、
前記粘弾性樹脂は、ゴムまたはエラストマーであり、
前記高剛性樹脂は、前記第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂と同一であり、
前記高剛性樹脂領域は、前記第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と一体的に形成されていることを特徴とする炭素繊維強化プラスチック成形体。 An elongated first and second carbon fiber reinforced plastic layer laminated together;
A damping elastic layer disposed between the first carbon fiber reinforced plastic layer and the second carbon fiber reinforced plastic layer,
The damping elastic layer has a plurality of viscoelastic resin regions made of viscoelastic resin,
The viscoelastic resin regions are arranged so as to be separated from each other along the longitudinal direction of the first and second carbon fiber reinforced plastic layers,
Between the adjacent viscoelastic resin regions, a high-rigidity resin region made of a high-rigidity resin having higher rigidity than the rigidity of the viscoelastic resin is provided ,
The viscoelastic resin is rubber or elastomer,
The high-rigidity resin is the same as the resin constituting the first and second carbon fiber reinforced plastic layers,
The high-rigidity resin region is formed integrally with the first and second carbon fiber-reinforced plastic layers, and is a carbon fiber-reinforced plastic molded body. 隣り合う前記粘弾性樹脂領域において、前記高剛性樹脂領域を挟んで対向する面同士は、略平行となっていることを特徴とする請求項１記載の炭素繊維強化プラスチック成形体。   2. The carbon fiber reinforced plastic molded body according to claim 1, wherein, in the adjacent viscoelastic resin regions, faces opposed to each other across the high-rigidity resin region are substantially parallel to each other.
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