JP5783842B2 - Fiber-reinforced resin molded body and vehicle interior material using the same - Google Patents
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Description
本発明は、繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材に関し、具体的には繊維強化樹脂用シートと樹脂発泡体シートとを貼り合わせた繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fiber reinforced resin molded article and a vehicle interior material using the same, and specifically, a fiber reinforced resin molded article obtained by bonding a fiber reinforced resin sheet and a resin foam sheet, and a vehicle using the same. For interior materials.
自動車や飛行機などの内装材にはプラスチックを基本とする複合材料が使用されている。しかし、プラスチックだけでは強度が不足するため、プラスチックにガラス繊維などの強化繊維を混入した繊維強化プラスチックが用いられている。例えば、特許文献1には、ポリプロピレン樹脂にガラス繊維を分散させたものを用いた自動車用内装材が開示されている。特許文献2には、硬質ウレタンをガラス繊維からなるマットでサンドイッチした材料を用いた自動車用内装材が開示されている。
Composite materials based on plastic are used for interior materials such as automobiles and airplanes. However, since the strength is insufficient only with plastic, fiber reinforced plastic in which reinforced fibers such as glass fiber are mixed with plastic is used. For example,
一方、軽量のため、繊維強化プラスチックにおけるガラス繊維の含有量を少なくすることが望まれている。しかし、繊維強化プラスチックにおけるガラス繊維の含有量が少ないと、プラスチックの影響が大きく、繊維強化プラスチックの全体としての線膨張係数はプラスとなり、加熱すると膨張し、冷却によって収縮する。よって、夏場など車内が高温になると、繊維強化プラスチックを含む天井材料が垂れ下がるという問題がある。 On the other hand, it is desired to reduce the glass fiber content in the fiber reinforced plastic because of its light weight. However, if the glass fiber content in the fiber reinforced plastic is small, the influence of the plastic is large, and the linear expansion coefficient of the fiber reinforced plastic as a whole is positive, and expands when heated and contracts when cooled. Therefore, when the interior of the vehicle becomes hot, such as in summer, there is a problem that the ceiling material including fiber reinforced plastic hangs down.
本発明は、上記従来の問題を解決するため、高温での垂れ下がりが軽減された繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材を提供する。 In order to solve the above-described conventional problems, the present invention provides a fiber-reinforced resin molded body in which drooping at a high temperature is reduced and a vehicle interior material using the same.
本発明の車両用天井材は、繊維強化樹脂用シートと樹脂発泡体シートとを貼りあわせた繊維強化樹脂成形体で構成されている車両用天井材であって、前記繊維強化樹脂用シートは、前記樹脂発泡体シートの両側の主面上にそれぞれ配置されており、前記繊維強化樹脂用シートは、熱可塑性合成樹脂の低融点ポリマー成分と熱可塑性合成樹脂の高融点ポリマー成分を含む複合繊維で構成され、前記複合繊維が一方向に配列された一方向シートを1層以上含み、前記低融点ポリマー成分と前記高融点ポリマー成分は同種のポリマーであり、前記繊維強化樹脂成形体において、前記低融点ポリマー成分はマトリックス樹脂となり、前記高融点ポリマー成分は強化繊維となり、前記樹脂発泡体シートの一方の主面に接している第一繊維強化樹脂用シートの目付が、前記樹脂発泡体シートの他方の主面と接している第二繊維強化樹脂用シートの目付より大きく、第一繊維強化樹脂用シートの表面側に表皮材が配置されている。 The vehicle ceiling material of the present invention is a vehicle ceiling material composed of a fiber reinforced resin molded body obtained by bonding a fiber reinforced resin sheet and a resin foam sheet, and the fiber reinforced resin sheet includes: Each of the resin foam sheets is disposed on a main surface on both sides, and the fiber-reinforced resin sheet is a composite fiber including a low-melting polymer component of a thermoplastic synthetic resin and a high-melting polymer component of a thermoplastic synthetic resin. The composite fiber includes one or more unidirectional sheets in which the composite fibers are arranged in one direction, and the low-melting polymer component and the high-melting polymer component are the same type of polymer. melting polymer component becomes the matrix resin, the high melting polymer component becomes reinforcing fibers, the resin foam sheet Sea for the first fiber-reinforced resin in contact with one main surface of The basis weight of the resin foam sheet of the other rather greater than the second fiber-reinforced resin sheet having a basis weight which is the main surface and contact with the skin material is disposed on the surface side for the first fiber-reinforced resin sheet.
本発明の車両用内装材は、上記繊維強化樹脂成形体で構成されている。 The vehicle interior material of the present invention is composed of the fiber reinforced resin molded body.
本発明は、樹脂発泡体シートと、上記樹脂発泡体シートの両側に配置された繊維強化樹脂用シートとを含む繊維強化樹脂成形体において、上記樹脂発泡体シートの一方の主面に接している第一繊維強化樹脂用シートの目付が、上記樹脂発泡体シートの他方の主面と接している第二繊維強化樹脂用シートの目付より大きいことにより、高温時の垂れ下がりを軽減させることができる。また、本発明の繊維強化樹脂成形体を、車両用内装材、例えば自動車天井材に適用した場合、車室内側に位置する方に、目付の大きい繊維強化樹脂シートを用いることで、高温になっても水平方向を維持し、中央部分が自重により下方に垂れ下がるのを抑制する効果を発揮する。 The present invention is a fiber reinforced resin molded article including a resin foam sheet and a fiber reinforced resin sheet disposed on both sides of the resin foam sheet, and is in contact with one main surface of the resin foam sheet. When the basis weight of the first fiber reinforced resin sheet is larger than the basis weight of the second fiber reinforced resin sheet in contact with the other main surface of the resin foam sheet, it is possible to reduce sagging at high temperatures. In addition, when the fiber reinforced resin molded body of the present invention is applied to a vehicle interior material, for example, an automobile ceiling material, a fiber reinforced resin sheet having a large basis weight is used on the side located in the vehicle interior, resulting in a high temperature. However, the horizontal direction is maintained, and the effect of suppressing the central portion from hanging down due to its own weight is exhibited.
本発明は、樹脂発泡体シートと、上記樹脂発泡体シートの両側に配置された繊維強化樹脂用シートとを含む繊維強化樹脂成形体において、上記樹脂発泡体シートの一方の主面に接している第一繊維強化樹脂用シートの目付(単位面積当たりの質量)を、上記樹脂発泡体シートの他方の主面と接している第二繊維強化樹脂用シートの目付より大きくすることにより、高温において目付が大きい方がより収縮することで、上方へのベクトル(上に反る力)が発生し、高温での繊維強化樹脂成形体の垂れ下がりが低減する。本発明において、「接する」又は「接している」とは、直接接している場合と、接着層などの他の層を介して接している場合とを含む。 The present invention is a fiber reinforced resin molded article including a resin foam sheet and a fiber reinforced resin sheet disposed on both sides of the resin foam sheet, and is in contact with one main surface of the resin foam sheet. By making the basis weight (mass per unit area) of the first fiber reinforced resin sheet larger than the basis weight of the second fiber reinforced resin sheet in contact with the other main surface of the resin foam sheet, the basis weight at a high temperature is increased. By shrinking the larger one, an upward vector (upward warping force) is generated, and the sag of the fiber-reinforced resin molded body at high temperature is reduced. In the present invention, “in contact” or “in contact” includes a case of direct contact and a case of contact through another layer such as an adhesive layer.
以下、図面などを参酌しながら、本発明の繊維強化樹脂成形体について詳細に説明する。 Hereinafter, the fiber-reinforced resin molded product of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の繊維強化樹脂成形体の模式的断面図である。本発明の繊維強化樹脂成形体100において、樹脂発泡体シート2の両側の主面上に繊維強化樹脂用シート1、3がそれぞれ配置されており、樹脂発泡体シート2の一方の主面に接している第一繊維強化樹脂用シート1の目付が、樹脂発泡体シート2の他方の主面と接している第二繊維強化樹脂用シート3の目付より大きい
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a fiber-reinforced resin molded product of the present invention. In the fiber reinforced resin molded
<繊維強化樹脂用シート>
上記繊維強化樹脂用シートは、低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分を含む複合繊維で構成されることが好ましい。本発明において、複合(コンジュゲート)繊維とは、例えば複数のポリマー成分を個別に紡糸口金まで導き、紡糸口金で一体化して押し出し、延伸して繊維としたものをいう。複合繊維の構造としては、例えば芯鞘構造、海島構造、サイドバイサイド構造などがあり、いかなる構造であっても良い。複合繊維はフィラメントヤーンでも良いし、高融点ポリマー成分からなる繊維と低融点成分からなる繊維を紡績した糸のようなものであっても良い。
<Fiber-reinforced resin sheet>
The fiber-reinforced resin sheet is preferably composed of a composite fiber including a low melting point polymer component and a high melting point polymer component. In the present invention, the composite (conjugate) fiber refers to, for example, a fiber in which a plurality of polymer components are individually guided to a spinneret, integrated and extruded by the spinneret, and drawn into a fiber. Examples of the structure of the composite fiber include a core-sheath structure, a sea-island structure, a side-by-side structure, and the like, and any structure may be used. The composite fiber may be a filament yarn, or may be a yarn obtained by spinning a fiber composed of a high melting point polymer component and a fiber composed of a low melting point component.
図2A〜図2Cは、それぞれ上記複合繊維の一例の模式的断面図である。図2Aは芯鞘構造の複合繊維の断面図であり、複合繊維10は、芯成分11である高融点ポリマーと、その周りの鞘成分12である低融点ポリマーで構成されている。図2Bは海島構造の複合繊維の断面図であり、複合繊維13は、複数本の島成分14である高融点ポリマーと、その周りの海成分15である低融点ポリマーで構成されている。図2Cも海島構造の複合繊維の断面図であり、複合繊維16は、多数本の島成分17である高融点ポリマーと、その周りの海成分18である低融点ポリマーで構成されている。
2A to 2C are schematic cross-sectional views of examples of the composite fibers. FIG. 2A is a cross-sectional view of a composite fiber having a core-sheath structure, and the
本発明の繊維強化樹脂成形体において、上記低融点ポリマー成分はマトリックス樹脂となり、上記高融点ポリマー成分は強化繊維となる。上記マトリックス樹脂とは、母材樹脂ともいう。マトリックス樹脂と強化繊維とで繊維強化プラスチック(FRP: fiber reinforced plastics)となる。 In the fiber reinforced resin molded article of the present invention, the low melting point polymer component is a matrix resin, and the high melting point polymer component is a reinforcing fiber. The matrix resin is also referred to as a base material resin. The matrix resin and the reinforced fiber form fiber reinforced plastics (FRP).
上記低融点ポリマー成分と上記高融点ポリマー成分は、ともに熱可塑性合成樹脂且つ同種のポリマーである。同種のポリマーとは、ポリオレフィン同士、ポリエステル同士、ポリアミド同士などのように、ポリマーを構成する成分が同種のものであることを意味する。ホモポリマー同士だけではなく、共重合ポリマー(二元共重合、三元共重合など多成分共重合ポリマーを含む)から選択しても良い。本発明において、ポリオレフィンとは、エチレン系炭化水素化合物の重合体又は共重合体であり、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン、またはそれらの共重合体を含む。ポリアミドは、アミド結合をもつ線状の合成高分子であり、一般的にはナイロンと称され、ナイロン66、ナイロン6,10、ナイロン6,ナイロン11、ナイロン12が工業化されている。ポリエステルは、主鎖にエステル結合を持つ高分子の総称である。ポリカーボネート、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などもポリエステルである。
The low melting point polymer component and the high melting point polymer component are both a thermoplastic synthetic resin and the same kind of polymer. The same type of polymer means that the components constituting the polymer are the same type, such as polyolefins, polyesters, polyamides, and the like. You may select from not only homopolymers but copolymer polymers (including multi-component copolymer polymers such as binary copolymerization and ternary copolymerization). In the present invention, the polyolefin is a polymer or copolymer of an ethylene-based hydrocarbon compound, and includes, for example, polyethylene, polypropylene, polybutene, or a copolymer thereof. Polyamide is a linear synthetic polymer having an amide bond, generally called nylon, and
上記複合繊維において、上記高融点ポリマー成分の含有量は50〜90質量%の範囲であり、上記低融点ポリマー成分の含有量は10〜50質量%の範囲であることが好ましい。上記の範囲であれば強化繊維の割合を高くすることができ、強度を高くすることができるうえ、FRPとしたときにマトリックス樹脂と強化繊維のバランスをとりやすい。 In the composite fiber, the content of the high melting point polymer component is preferably in the range of 50 to 90% by mass, and the content of the low melting point polymer component is preferably in the range of 10 to 50% by mass. If it is said range, the ratio of a reinforced fiber can be made high, an intensity | strength can be made high, and when it is set as FRP, it is easy to balance matrix resin and a reinforced fiber.
上記複合繊維において、低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分の融点差が20℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましい。融点差が20℃以上であれば、圧縮成形して繊維強化樹脂成形体にしたとき、高融点ポリマーは強化繊維として機能し、低融点ポリマー成分はマトリックス樹脂として機能しやすい。 In the composite fiber, the difference in melting point between the low melting point polymer component and the high melting point polymer component is preferably 20 ° C. or more, and more preferably 30 ° C. or more. When the melting point difference is 20 ° C. or more, when compression molding is performed to obtain a fiber-reinforced resin molded product, the high-melting polymer functions as reinforcing fibers and the low-melting polymer component easily functions as a matrix resin.
上記複合繊維の低融点ポリマー成分及び高融点ポリマー成分は、ともにポリオレフィンであることが好ましい。ポリオレフィン(オレフィン系ポリマー)は軽量で強度も高く、耐久性も良好であり、不要品のリサイクルも廃棄も容易である。一例として、高融点ポリマー成分はポリプロピレンであり、低融点ポリマー成分はポリエチレンであることが好ましい。ポリプロピレンの比重は製法によって異なるが通常0.902〜0.910であり、ポリエチレンの比重も製法によって異なるが通常0.910〜0.970である。したがって、高融点ポリマー成分としてポリプロピレン、低融点ポリマー成分としてポリエチレンを使用した場合の複合繊維の比重は約0.9〜0.95の範囲となる。これに対してガラス繊維の比重は約2.5、炭素繊維の比重は約1.7であるから、高融点ポリマー成分としてポリプロピレン、低融点ポリマー成分としてポリエチレンを使用した場合の複合繊維の比重はかなり低いものとなる。 Both the low melting point polymer component and the high melting point polymer component of the composite fiber are preferably polyolefin. Polyolefins (olefin polymers) are lightweight, have high strength, have good durability, and can be easily recycled and discarded. As an example, the high melting point polymer component is preferably polypropylene and the low melting point polymer component is preferably polyethylene. The specific gravity of polypropylene varies depending on the production method, but is usually 0.902 to 0.910, and the specific gravity of polyethylene also varies depending on the production method, and is usually 0.910 to 0.970. Therefore, the specific gravity of the composite fiber is in the range of about 0.9 to 0.95 when polypropylene is used as the high melting point polymer component and polyethylene is used as the low melting point polymer component. On the other hand, since the specific gravity of glass fiber is about 2.5 and the specific gravity of carbon fiber is about 1.7, the specific gravity of the composite fiber when using polypropylene as the high melting point polymer component and polyethylene as the low melting point polymer component is It will be quite low.
上記繊維強化樹脂用シートは、上記複合繊維が一方向に配列された一方向シートを少なくとも1層含む。上記繊維強化樹脂用シートにおいて、各々の一方向シートにおける複合繊維の配列方向は異なる。1層の場合は1軸繊維基材となり、2層以上の場合は、多軸繊維基材となる。また、強度の観点から、上記繊維強化樹脂用シートは、ステッチング糸で連結されていることが好ましい。1軸繊維基材がステッチング糸で連結されている場合は、すだれ状シートとなり、多軸繊維基材がステッチング糸で連結されている場合は、多軸挿入たて編み基材となる。本発明において、連結とは、1層の場合は複合繊維を複数本引き揃えてシート状とするが、その複数本をバラバラにならないように保形することをいう。また、2層以上の場合は、上記1層の場合に加えて、層間をバラバラにならないように保形するという意味も有する。なお、ステッチング糸を用いず、熱融着により保形した(連結した)ものを用いることも可能である。 The fiber-reinforced resin sheet includes at least one unidirectional sheet in which the composite fibers are arranged in one direction. In the fiber-reinforced resin sheet, the arrangement direction of the composite fibers in each unidirectional sheet is different. In the case of one layer, it becomes a uniaxial fiber substrate, and in the case of two or more layers, it becomes a multiaxial fiber substrate. Moreover, it is preferable that the said fiber reinforced resin sheet | seat is connected with the stitching thread | yarn from a viewpoint of intensity | strength. When the uniaxial fiber base material is connected with the stitching yarn, it becomes an interdigital sheet, and when the multiaxial fiber base material is connected with the stitching yarn, it becomes a multiaxial insertion warp base material. In the present invention, in the case of a single layer, the connection means that a plurality of composite fibers are aligned to form a sheet, but the plurality of the fibers are held so as not to fall apart. In addition, in the case of two or more layers, in addition to the case of the one layer, it also means that the shape is retained so that the layers do not fall apart. In addition, it is also possible to use what was shape-retained (connected) by heat fusion without using the stitching yarn.
上記ステッチング糸としては、例えばポリプロピレン糸、ポリエチレン糸、ポリエステル糸などが使用可能であるが、上記複合繊維の低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分と同種のポリマーからなる繊維で構成されることが好ましい。例えば、上記複合繊維の高融点ポリマー成分はポリプロピレンであり、低融点ポリマー成分はポリエチレンである場合、ステッチング糸はポリプロピレン糸又は芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンの複合糸を使用するのが好ましい。なお、ステッチング糸が無い場合や低融点ポリマー成分のみからなる糸の場合、圧縮成形において、加熱時に強化繊維部分の配列が乱れてしまうことがあり、結果として成形体の強度が均一にならない恐れがある。これは、特に凹凸の大きな成形体を製造するとき、すなわち深絞り成形時によく見られる現象であり、このような不均一性を防ぐには、高融点ポリマー成分と同程度の融点又は低融点ポリマー成分より20℃程度高い融点を有するステッチング糸が好ましく使用される。なお、ステッチ法としては、単環縫い(チェーンステッチ)やトリコット編みなどが用いられる。 As the stitching yarn, for example, polypropylene yarn, polyethylene yarn, polyester yarn and the like can be used, and the stitching yarn may be composed of fibers composed of the same kind of polymer as the low melting point polymer component and high melting point polymer component of the composite fiber. preferable. For example, when the high melting point polymer component of the composite fiber is polypropylene and the low melting point polymer component is polyethylene, the stitching yarn is preferably a polypropylene yarn or a composite yarn in which the core component is polypropylene and the sheath component is polyethylene. . In the case where there is no stitching yarn or a yarn consisting only of a low-melting polymer component, the compression fiber molding may disturb the arrangement of the reinforcing fiber portion during heating, and as a result, the strength of the molded product may not be uniform. There is. This is a phenomenon that is often seen when a molded product with particularly large irregularities is produced, that is, during deep drawing, and in order to prevent such inhomogeneity, a melting point or low melting point polymer comparable to the high melting point polymer component is used. A stitching yarn having a melting point about 20 ° C. higher than the components is preferably used. As the stitching method, single ring stitching (chain stitch), tricot knitting, or the like is used.
図3は繊維強化樹脂用シートの一例であるすだれ状シートの概念斜視図である。すだれ状シート20は、一方向に配列された複合繊維21と、複合繊維21を連結するステッチング糸22で構成されている。複合繊維21は一方向に配列されているので、織物や編み物に比較して、繊維の配列方向の強度は高い。すだれ状シート20は、1層で使用しても良いし、多層で使用しても良い。多層で使用する場合は、異なる層における複合繊維21の方向を異なるように配列させ、強度のバランスをとるのが好ましい。
FIG. 3 is a conceptual perspective view of an interdigital sheet which is an example of a fiber-reinforced resin sheet. The
図4は繊維強化樹脂用シートの一例である多軸挿入たて編み基材の概念斜視図である。多軸挿入たて編み基材30において、複合繊維(糸)31a〜31fは、それぞれ異なる方向に配列され各々の一方向シートを構成し、それらの一方向シートは編針36に掛けられたステッチング糸37、38によって厚さ方向にステッチング(結束)され、一体化されている。複合繊維の配列方向が異なる複数の一方向シートを含む多軸挿入たて編み基材を用いると、多方向に強化効果の優れた繊維強化樹脂成形体を得ることが可能となる。ステッチング糸37、38の替わりに、又は併用して熱融着糸、ホットメルトフィルムなどのバインダーを用いて複数の一方向シートを一体化しても良い。
FIG. 4 is a conceptual perspective view of a multi-axis inserted warp knitted base material which is an example of a fiber reinforced resin sheet. In the multi-axis inserted warp knitted
上記繊維強化樹脂用シートは、多方向に優れた強化効果を得る観点から、多軸挿入たて編み基材であることが好ましい。多軸挿入たて編み基材は繊維の配向性が高いからである。本発明で使用する繊維強化樹脂用シートの好ましい目付(単位面積当たりの質量)及び厚みは特に限定されるものではない。上記繊維強化樹脂用シートの目付けは、1層あたり約10〜150g/m2、繊維強化樹脂用シート全体として約10〜600g/m2であることが好ましく、1層あたり約15〜30
g/m2、繊維強化樹脂用シート全体として約45〜90g/m2であることがより好ましい。また、上記繊維強化樹脂用シートの厚さは1層あたり約0.1〜0.5mm、繊維強化樹脂用シート全体として約0.2〜2mmである。
The fiber-reinforced resin sheet is preferably a multi-axis inserted warp base material from the viewpoint of obtaining an excellent reinforcing effect in multiple directions. This is because a multi-axis inserted warp knitted base material has high fiber orientation. The preferred basis weight (mass per unit area) and thickness of the fiber-reinforced resin sheet used in the present invention are not particularly limited. The fiber-reinforced basis weight of the resin sheet is preferably about 10 to 150 g / m 2 per layer, as a whole sheet for a fiber reinforced resin is about 10~600g / m 2, about per layer 15-30
g / m 2, more preferably about 45~90g / m 2 as a whole sheet fiber reinforced resin. Moreover, the thickness of the said fiber reinforced resin sheet | seat is about 0.1-0.5 mm per layer, and is about 0.2-2 mm as the whole fiber reinforced resin sheet | seat.
上記第一繊維強化樹脂用シートの目付は、上記第二繊維強化樹脂用シートの目付より大きければよく特に限定されない。より優れた垂れ下がり効果を得る観点から、上記第一繊維強化樹脂用シートの目付は、上記第二繊維強化樹脂用シートの目付より3g/m2以上大きいことが好ましく、垂れ下がり防止性の観点から、4〜15g/m2程度大きいことがより好ましい。 The basis weight of the first fiber reinforced resin sheet is not particularly limited as long as it is larger than the basis weight of the second fiber reinforced resin sheet. From the viewpoint of obtaining a more excellent sagging effect, the basis weight of the first fiber-reinforced resin sheet is preferably 3 g / m 2 or more larger than the basis weight of the second fiber-reinforced resin sheet, from the viewpoint of preventing sagging, More preferably, it is about 4 to 15 g / m 2 larger.
<樹脂発泡体シート>
上記樹脂発泡体シートとしては、例えばポリウレタン発泡体、ポリオレフィン発泡体、ポリスチレン発泡体、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)発泡体などの樹脂発泡体で構成されている樹脂発泡体シートなどを用いることができる。上記ポリオレフィン発泡体シートとしては、リサイクル性及び耐熱性の観点から、ポリプロピレン発泡体シート、ポリエチレン発泡体シートなどを用いることが好ましく、耐熱性の観点で、特にポリプロピレン発泡体シートが好ましい。上記ポリプロピレン発泡体シートとしては、市販のもの、例えばJSP社製の「ピーブロック」などを用いることができる。上記ポリスチレン発泡体シートとしては、市販のもの、例えばJSP社製の「スチロダイア」などを用いることができる。また、上記樹脂発泡体シートは繊維強化樹脂用シートにおける樹脂と同種のポリマーからなるものが好ましい。圧縮成形する際にかける熱により、繊維強化樹脂用シートの低融点成分が接着剤的な機能をはたし、別途接着剤を付与することなく繊維強化樹脂用シートと樹脂発泡体シートとを貼り合わせて一体化することが出来るためである。なお、ポリウレタン発泡体シートのような異種の発泡体との一体成形の場合やより強固な接着性を必要とする場合は、上記樹脂発泡体シートと上記繊維強化樹脂用シートとの間に、別途接着剤やホットメルトフィルムのような接着層を設けるのが良い。特にホットメルトフィルムであれば、圧縮成形時に同時に貼り合わせが可能となる。繊維強化樹脂用シートと樹脂発泡体シートと貼り合わせて一体成形する方法としては、例えば熱圧縮成形法(熱プレス成形法)が挙げられる。
<Resin foam sheet>
As the resin foam sheet, for example, a resin foam sheet made of a resin foam such as polyurethane foam, polyolefin foam, polystyrene foam, EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) foam, or the like is used. be able to. As said polyolefin foam sheet, it is preferable to use a polypropylene foam sheet, a polyethylene foam sheet, etc. from a recyclability and a heat resistant viewpoint, and a polypropylene foam sheet is especially preferable from a heat resistant viewpoint. As the polypropylene foam sheet, commercially available ones such as “Peabloc” manufactured by JSP Corporation can be used. As the polystyrene foam sheet, commercially available ones such as “Styrodia” manufactured by JSP Corporation can be used. The resin foam sheet is preferably made of the same type of polymer as the resin in the fiber reinforced resin sheet. The low melting point component of the fiber reinforced resin sheet functions as an adhesive due to the heat applied during compression molding, and the fiber reinforced resin sheet and the resin foam sheet are attached without any additional adhesive. This is because they can be integrated together. In addition, in the case of integral molding with different types of foams such as polyurethane foam sheets or when stronger adhesiveness is required, it is separately provided between the resin foam sheet and the fiber reinforced resin sheet. An adhesive layer such as an adhesive or a hot melt film is preferably provided. In particular, in the case of a hot melt film, it becomes possible to bond at the same time during compression molding. Examples of the method for integrally forming the fiber reinforced resin sheet and the resin foam sheet by bonding together include a heat compression molding method (hot press molding method).
本発明の繊維強化樹脂成形体では、樹脂発泡体シートの両側の主面上には、繊維強化樹脂用シートがそれぞれ配置されており、いわゆるサンドイッチ構造となっている。本発明において、主面とは、いわゆる面積の大きな面のことをいう。具体的には、樹脂発泡体シートの両側の主面とは、シートのいわゆる表面及び裏面となる。すなわち、本発明では、樹脂発泡体シートの表面及び裏面に繊維強化樹脂用シートをそれぞれ配置した構成となっている。なお、上記繊維強化樹脂成形体を車両用天井材として用いる場合は、車室内側の面が表面であり、室外側の面が裏面となる。また、車室内側に現れる材料を表面材又は表皮材という。繊維強化樹脂用シートについても同様に、シートのいわゆる表面及び裏面が主面となる。 In the fiber reinforced resin molded article of the present invention, the fiber reinforced resin sheets are respectively arranged on the main surfaces on both sides of the resin foam sheet, and have a so-called sandwich structure. In the present invention, the main surface means a surface having a large area. Specifically, the main surfaces on both sides of the resin foam sheet are the so-called front surface and back surface of the sheet. That is, in this invention, it has the structure which has arrange | positioned the sheet | seat for fiber reinforced resin to the surface and the back surface of a resin foam sheet, respectively. In addition, when using the said fiber reinforced resin molding as a ceiling material for vehicles, the surface of a vehicle interior side is a surface, and the surface of an outdoor side becomes a back surface. A material appearing on the vehicle interior side is called a surface material or a skin material. Similarly, for the fiber-reinforced resin sheet, the so-called front and back surfaces of the sheet are the main surfaces.
上記樹脂発泡体シートの発泡倍率は繊維強化樹脂成形体の使用目的によって任意の倍率を選択できるが、車両用内装材の場合は10〜100倍であることが好ましい。特にポリオレフィン発泡体シートの場合は15〜60倍程度が好ましい。また、上記樹脂発泡体シートの厚みは、例えば1〜300mm程度であり、車両用内装材として用いる場合は、軽量性や賦形性を考慮して好ましくは2〜15mm程度、より好ましくは2〜10mmである。また、軽量性の観点から、上記樹脂発泡体シートの密度は、0.009〜0.09g/cm3であることが好ましく、より好ましくは0.015〜0.06g/cm3である。 The expansion ratio of the resin foam sheet can be selected arbitrarily depending on the purpose of use of the fiber-reinforced resin molded body, but in the case of a vehicle interior material, it is preferably 10 to 100 times. In particular, in the case of a polyolefin foam sheet, about 15 to 60 times is preferable. The thickness of the resin foam sheet is, for example, about 1 to 300 mm. When used as a vehicle interior material, the thickness is preferably about 2 to 15 mm, more preferably 2 to 2 in consideration of lightness and formability. 10 mm. From the viewpoint of light weight, the density of the resin foam sheet is preferably 0.009~0.09g / cm 3, more preferably 0.015~0.06g / cm 3.
上記繊維強化樹脂成形体は、表面及び裏面の少なくとも一方の主面上に表皮材が配置されていることが好ましい。上記表皮材としては、特に限定されず、通常繊維強化樹脂成形体に用いるものを用いることができ、自動車などの車両用内装材に用いてもよい。例えば、人工皮革、織布、編布、不織布などを用いることができる。また、上記不織布としては、特に限定されないが、例えばポリエステル不織布などを用いることができる。なお、表皮材と繊維強化樹脂シートの間には、接着性を確実なものとするため、通常ホットメルトフィルムなどの接着フィルムや接着剤を介在させる。なお、車両用天井材として用いる場合は、車室内側に位置する方、すなわち樹脂発泡体シートの表面側に目付の大きい繊維強化樹脂シートを用い、樹脂発泡体シートの裏面側に目付の小さな繊維強化樹脂シートを用いることで天井材の垂れ下がりが低減される。したがって、表皮材は、目付の大きい繊維強化樹脂シートのさらに表面側に配置される。 In the fiber reinforced resin molded body, a skin material is preferably disposed on at least one main surface of the front surface and the back surface. The skin material is not particularly limited, and those usually used for fiber-reinforced resin molded products can be used, and may be used for interior materials for vehicles such as automobiles. For example, artificial leather, woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric and the like can be used. The nonwoven fabric is not particularly limited, and for example, a polyester nonwoven fabric can be used. In addition, in order to ensure adhesiveness between the skin material and the fiber reinforced resin sheet, an adhesive film such as a hot melt film or an adhesive is usually interposed. When used as a vehicle ceiling material, a fiber reinforced resin sheet having a large basis weight is used on the side of the vehicle interior side, that is, the surface side of the resin foam sheet, and a fiber having a small basis weight on the back side of the resin foam sheet. The use of the reinforced resin sheet reduces the hanging of the ceiling material. Therefore, the skin material is disposed further on the surface side of the fiber-reinforced resin sheet having a large basis weight.
本発明の繊維強化樹脂成形体は、軽量の観点から、目付が1kg/m2以下であることが好ましく、0.5kg/m2以下であることがより好ましく、0.3kg/m2以下であることがさらに好ましい。 Fiber-reinforced resin molded article of the present invention, from the viewpoint of weight, preferably the basis weight is 1 kg / m 2 or less, more preferably 0.5 kg / m 2 or less, 0.3 kg / m 2 or less More preferably it is.
本発明の繊維強化樹脂成形体は、上記樹脂発泡体シートの両側の主面上に繊維強化樹脂用シートをそれぞれ配置した後、所定の形状に圧縮成形、好ましくは低融点ポリマー成分の融点以上高融点ポリマー成分の融点未満の温度に加熱して圧縮成形することにより得ることができる。上記圧縮成形(compression molding)は、熱ロールの間を通過させるような熱ロールプレス成形でも良いが、通常はカム、トグル、圧空又は油圧などを使用して金型又は加熱板を上下させる機構により、シートを目的の形に圧縮成形する方法が用いられる。圧縮成形の場合は、成形天井やドアトリムのような深絞り成形が必要とされる用途にも使用可能である。圧縮成形する際には真空成形又は減圧成形と組み合わせることもできる。なお、圧縮成形はプレス成形ともいわれる。 The fiber reinforced resin molded article of the present invention is formed by placing fiber reinforced resin sheets on the principal surfaces on both sides of the resin foam sheet, and then compression molding into a predetermined shape, preferably higher than the melting point of the low melting polymer component. It can be obtained by compression molding by heating to a temperature below the melting point of the melting point polymer component. The compression molding (compression molding) may be hot roll press molding that passes between hot rolls, but usually by a mechanism that raises or lowers the mold or heating plate using cams, toggles, compressed air or hydraulic pressure. A method is used in which the sheet is compression molded into a desired shape. In the case of compression molding, it can also be used for applications that require deep drawing, such as molded ceilings and door trims. In compression molding, it can be combined with vacuum molding or reduced pressure molding. Note that compression molding is also called press molding.
また、繊維強化樹脂成形体の一体性を高め、強度を向上させるという観点から、所定の形状に圧縮成形する前に、予備成形することが好ましい。すなわち、上記樹脂発泡体シートの両側の主面上に繊維強化樹脂用シートをそれぞれ配置した後、圧縮成形(以下において、一次成形とも記す。)し、その後所定の形状に圧縮成形(以下において、二次成形とも記す。)することで得ることが好ましい。一次成形により、樹脂発泡体シートと、樹脂発泡体シートの両側の主面上に配置された繊維強化樹脂用シートとを一体化して一次成形基材を得、一次成形基材を二次成形することにより、所定の形状、例えば天井やドア形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得ることができる。なお、繊維強化樹脂成形体が表皮材を含む場合、上記一次成形又は二次成形時に同時に貼り合わせることもできる。 In addition, from the viewpoint of improving the integrity of the fiber-reinforced resin molded body and improving the strength, it is preferable to perform preforming before compression molding into a predetermined shape. That is, after arranging the fiber reinforced resin sheets on the main surfaces on both sides of the resin foam sheet, respectively, compression molding (hereinafter also referred to as primary molding), and then compression molding into a predetermined shape (in the following, It is also referred to as secondary molding). By primary molding, the resin foam sheet and the fiber reinforced resin sheets disposed on the main surfaces on both sides of the resin foam sheet are integrated to obtain a primary molding base material, and the primary molding base material is secondary molded. Thus, a fiber reinforced resin molded body shaped into a predetermined shape, for example, a ceiling or door shape can be obtained. In addition, when a fiber reinforced resin molding contains a skin material, it can also bond together at the time of the said primary molding or secondary molding.
図5A〜図5Cは、繊維強化樹脂成形体を製造する際の一次成形工程を示す概念斜視図である。まず、図5Aに示すように、下金型51上に、第一繊維強化樹脂用シート41、樹脂発泡体シート42、第二繊維強化樹脂用シート43をこの順番に積層して積層体40にし、その上に上金型55を配置する。次に、図5Bに示すように、積層体40を、加熱プレス機に掛けてプレスし、その後冷却プレス機に移動し、さらにプレスして、積層体40をプレス成形して一体化する。その後、図5Cに示すように、脱型して、一次成形基材50を得る。圧縮成形の条件は、例えば、加熱プレス条件として温度125〜140℃、成形圧力0.1〜4MPa、成形時間15〜300秒とし、冷却プレス条件として、温度25〜40℃、成形圧力0.1〜4MPa、成形時間15〜300秒とすることができる。なお、一次成形基材50の厚みは、下金型51と上金型55の間にクリアランススペーサを配置することで調整することができる。
FIG. 5A to FIG. 5C are conceptual perspective views illustrating a primary molding process when manufacturing a fiber-reinforced resin molded body. First, as shown in FIG. 5A, a first fiber reinforced
図6A〜図6Bは、繊維強化樹脂成形体を製造する際の二次成形工程を示す概念斜視図である。まず、図6Aに示すように、所定の寸法に切断した一次成形基材50を、コンベア63から加熱炉61に供給する。加熱炉61は加熱源の赤外線加熱器62により、所定の温度に加熱されており、一次成形基材50は加熱軟化される。次に図6Bに示すように、予熱された一次成形基材50は、圧縮成形装置64の上金型65と下金型66の間に配置される。上金型65も下金型66も所定の温度に保持されている。上金型65が下降し、上金型65と下金型66の間で一次成形基材50は圧縮成形され、所定の形状に賦形されて繊維強化樹脂成形体110となる。上記において、予熱温度は、低融点ポリマー成分の融点以上高融点ポリマー成分の融点未満の温度であれば良い。予熱温度は、例えば、110〜150℃であり、好ましくは130〜140℃である。また、圧縮成形の条件は、例えば、温度125〜140℃、成形圧力0.1〜4MPa、成形時間30〜300秒とすることができる。
6A to 6B are conceptual perspective views showing a secondary molding step when manufacturing a fiber-reinforced resin molded body. First, as shown in FIG. 6A, the primary molded
上記繊維強化樹脂成形体は、車両用内装材として用いることができる。車両用内装材として、自動車の成形天井などの車両用天井材、車両用ドア材などが挙げられる。また、車両用天井材として用いる場合は、樹脂発泡体シートの表面(車室内側)に目付量の大きな繊維強化樹脂シートを配置し、樹脂発泡体シートの裏面側(車室外側)に目付量の小さな繊維強化樹脂シートを配置する。さらに目付量の大きな繊維強化樹脂シートの表面側(車室内表面)に表皮材が配置されている。 The fiber-reinforced resin molded body can be used as a vehicle interior material. Examples of the vehicle interior material include vehicle ceiling materials such as molded ceilings of automobiles, vehicle door materials, and the like. When used as a ceiling material for vehicles, a fiber-reinforced resin sheet with a large basis weight is arranged on the surface of the resin foam sheet (inside the vehicle compartment), and the basis weight is on the back side of the resin foam sheet (outside the vehicle compartment). Place a small fiber-reinforced resin sheet. Further, a skin material is disposed on the surface side (vehicle interior surface) of the fiber reinforced resin sheet having a large basis weight.
上記繊維強化樹脂成形体を成形天井などの車両用天井材として用いると、高温においても垂れ下がりが少ないため、天井の垂れ下がりによって生じ得る車両内の居住空間の減少や見た目の不具合もない。 When the fiber reinforced resin molded body is used as a ceiling material for a vehicle such as a molded ceiling, there is little drooping even at a high temperature, so there is no reduction in the living space in the vehicle that can be caused by drooping of the ceiling and no visual defects.
以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.
(実施例1)
<繊維強化樹脂用シートの製造例1>
芯成分の融点が165℃のポリプロピレン(PP)と、その周りの鞘成分が融点110℃のポリエチレン(PE)で構成されている芯鞘型繊維(弾性率:7.8GPa、芯成分/鞘成分質量比:65/35)を240本引き揃えて得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーンを複合繊維として用いた。
Example 1
<Production Example 1 of Fiber Reinforced Resin Sheet>
A core-sheath fiber (elastic modulus: 7.8 GPa, core component / sheath component) composed of polypropylene (PP) having a melting point of 165 ° C. and a sheath component around the polyethylene (PE) having a melting point of 110 ° C. A multifilament yarn having a total fineness of 1850 dtex obtained by arranging 240 mass ratios: 65/35) was used as a composite fiber.
上記で得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーン(複合繊維)を3本/インチで、繊維角度が製造装置の流れ方向に対して90°になるように一方向に1層配列し、一方向シート(以下において、90°シートという)を得た。また、上記で得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーン(複合繊維)を1.5本/インチで、繊維角度が製造装置の流れ方向に対して30°になるように一方向に1層配列し、一方向シート(以下において、30°シートという。)を得た。また、上記で得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーン(複合繊維)を1.5本/インチで、繊維角度が製造装置の流れ方向に対して−30°になるように一方向に1層配列し、一方向シート(以下において、−30°シートという。)を得た。得られた3枚の一方向シートを、図7に示すように、各層間の繊維の角度が60°となるように、90°シート71、−30°シート72、30°シート73をこの順番に積層し、ステッチング糸(ポリプロピレン製糸、繊度:84dtex)で厚さ方向にステッチングして一体化し、繊維強化樹脂用シートI(3軸挿入たて編み基材)を得た。各一方向シートの目付は約22g/m2であり、繊維強化樹脂用シートIの目付は約71g/m2であり、厚さは0.5mmであった。また、同様の方法にて、各層間の繊維の角度が60°となるように、90°シート、30°シート、−30°シートをこの順番に積層し、ステッチング糸で厚さ方向にステッチングして一体化し、繊維強化樹脂用シートII(3軸挿入たて編み基材)を得た。得られた繊維強化樹脂用シートIIの目付は約71g/m2であり、厚さは0.5mmであった。
The multifilament yarn (composite fiber) having a total fineness of 1850 dtex obtained above is arranged in 3 layers / inch and one layer in one direction so that the fiber angle is 90 ° with respect to the flow direction of the production apparatus. A sheet (hereinafter referred to as a 90 ° sheet) was obtained. In addition, the multifilament yarn (composite fiber) having a total fineness of 1850 dtex obtained as described above is arranged in one direction so that the fiber angle is 30 ° with respect to the flow direction of the production apparatus at 1.5 strands / inch. Thus, a unidirectional sheet (hereinafter referred to as a 30 ° sheet) was obtained. In addition, the multifilament yarn (composite fiber) having a total fineness of 1850 dtex obtained above is 1.5 layers / inch, and one layer in one direction so that the fiber angle is −30 ° with respect to the flow direction of the manufacturing apparatus. They were arranged to obtain a unidirectional sheet (hereinafter referred to as -30 ° sheet). As shown in FIG. 7, the three unidirectional sheets thus obtained were arranged in the order of 90 °
<繊維強化樹脂用シートの製造例2>
製造例1と同様にして得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーン(複合繊維)を3.2本/インチで、繊維角度が製造装置の流れ方向に対して90°になるように一方向に1層配列し、一方向シート(以下において、90°シートという)を得た。また、上記で得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーン(複合繊維)を1.6本/インチで、繊維角度が製造装置の流れ方向に対して30°になるように一方向に1層配列し、一方向シート(以下において、30°シートという。)を得た。また、上記で得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーン(複合繊維)を1.6本/インチで、繊維角度が製造装置の流れ方向に対して−30°になるように一方向に1層配列し、一方向シート(以下において、−30°シートという。)を得た。得られた3枚の一方向シートを、製造例1と同様に、各層間の繊維の角度が60°となるように、90°シート、30°シート、−30°シートをこの順番に積層し、ステッチング糸(ポリプロピレン製糸、繊度:84dtex)で厚さ方向にステッチングして一体化し、繊維強化樹脂用シートIII(3軸挿入たて編み基材)を得た。各一方向シートの目付は約23g/m2であり、繊維強化樹脂用シートIIIの目付は約75g/m2であり、厚さは0.5mmであった。
<Production Example 2 of Fiber Reinforced Resin Sheet>
A multifilament yarn (composite fiber) having a total fineness of 1850 dtex obtained in the same manner as in Production Example 1 is 3.2 strands / inch, and the fiber angle is 90 ° with respect to the flow direction of the production apparatus in one direction. One layer was arranged to obtain a unidirectional sheet (hereinafter referred to as a 90 ° sheet). In addition, the multifilament yarn (composite fiber) having a total fineness of 1850 dtex obtained as described above is 1.6 strands / inch, and one layer is arranged in one direction so that the fiber angle is 30 ° with respect to the flow direction of the manufacturing apparatus. Thus, a unidirectional sheet (hereinafter referred to as a 30 ° sheet) was obtained. Further, the multifilament yarn (composite fiber) having a total fineness of 1850 dtex obtained above is 1.6 strands / inch, and one layer in one direction so that the fiber angle is −30 ° with respect to the flow direction of the manufacturing apparatus. They were arranged to obtain a unidirectional sheet (hereinafter referred to as -30 ° sheet). As in Production Example 1, the obtained three unidirectional sheets were laminated in this order with a 90 ° sheet, a 30 ° sheet, and a −30 ° sheet so that the angle of the fibers between the layers was 60 °. Stitching yarn (polypropylene yarn, fineness: 84 dtex) was stitched in the thickness direction and integrated to obtain a sheet III for fiber-reinforced resin (a three-axis inserted warp knitted base material). The basis weight of each unidirectional sheet was about 23 g / m 2 , the basis weight of the sheet III for fiber reinforced resin was about 75 g / m 2 , and the thickness was 0.5 mm.
<繊維強化樹脂成形体>
上記で得られた繊維強化樹脂用シートI、III及び樹脂発泡体シートとしてJSP社製の「ピーブロック」を用いて繊維強化樹脂成形体を作製した。まず、繊維強化樹脂用シートI(目付:約71g/m2)、樹脂発泡体シート(「ピーブロック」、発泡倍率:45倍、厚さ:4mm、密度:0.02g/cm3)、繊維強化樹脂用シートIII(目付:約75g/m2)をこの順番に配置して積層体を得た。なお、繊維強化樹脂用シートIIIにおいて、一方向シートの配置は90°/30°/−30°であるが、上記積層体において、繊維強化樹脂用シートIIIは裏返して用いるため製造装置の流れ方向に対する繊維角度の+と−とが反転して一方向シートの配置が30°/−30°/90°となっていた。即ち、上記積層体は、「90°シート/−30°シート/30°シート/樹脂発泡体シート/30°シート/−30°シート/90°シート」という構成となっている。次に、積層体を金型内に挿入し、130℃で、30秒間、1MPaの圧力で熱プレスした後、20℃で120秒間冷却プレスすることで、積層体を一体化し、一次成形基材を得た。得られた一次成形基材を、130℃で60秒間加熱処理した後、所定の形状の金型に配置し、圧縮成形装置にて40℃で60秒間処理することで、所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。
<Fiber-reinforced resin molding>
A fiber reinforced resin molded product was prepared using “Peabloc” manufactured by JSP as the fiber reinforced resin sheets I and III and the resin foam sheet obtained above. First, a fiber reinforced resin sheet I (weight per unit: about 71 g / m 2 ), a resin foam sheet (“Pea Block”, expansion ratio: 45 times, thickness: 4 mm, density: 0.02 g / cm 3 ), fiber Sheets III for reinforced resin (weight per unit: about 75 g / m 2 ) were arranged in this order to obtain a laminate. In the fiber reinforced resin sheet III, the arrangement of the unidirectional sheet is 90 ° / 30 ° / −30 °. However, in the above laminate, the fiber reinforced resin sheet III is used upside down, and thus the flow direction of the manufacturing apparatus. The fiber angles + and-were reversed, and the arrangement of the unidirectional sheet was 30 ° / −30 ° / 90 °. That is, the laminate is configured as “90 ° sheet / −30 ° sheet / 30 ° sheet / resin foam sheet / 30 ° sheet / −30 ° sheet / 90 ° sheet”. Next, the laminate is inserted into a mold, hot-pressed at 130 ° C. for 30 seconds at a pressure of 1 MPa, and then cold-pressed at 20 ° C. for 120 seconds to integrate the laminate, thereby forming a primary molding substrate. Got. The obtained primary molding substrate is heat-treated at 130 ° C. for 60 seconds, then placed in a mold having a predetermined shape, and processed into a predetermined shape by processing at 40 ° C. for 60 seconds with a compression molding apparatus. A fiber-reinforced resin molded product was obtained.
(比較例1)
<繊維強化樹脂成形体>
上記で得られた繊維強化樹脂用シートI、II及び樹脂発泡体シートとしてJSP社製の「ピーブロック」を用いて繊維強化樹脂成形体を作製した。まず、繊維強化樹脂用シートI(目付:約71g/m2)、樹脂発泡体シート(「ピーブロック」、発泡倍率:45倍、厚さ:4mm、密度:0.02g/cm3)、繊維強化樹脂用シートII(目付:約71g/m2)をこの順番に配置して積層体を得た。なお、繊維強化樹脂用シートIIにおいて、一方向シートの配置は90°/30°/−30°であるが、上記積層体において、繊維強化樹脂用シートIIは裏返して用いるため製造装置の流れ方向に対する繊維角度の+と−とが反転して一方向シートの配置が30°/−30°/90°となっていた。即ち、上記積層体は、「90°シート/−30°シート/30°シート/樹脂発泡体シート/30°シート/−30°シート/90°シート」という構成となっている。次に、積層体を金型内に挿入し、130℃で、30秒間、1MPaの圧力で熱プレスした後、20℃で120秒間冷却プレスすることで、積層体を一体化し、一次成形基材を得た。得られた一次成形基材を、130℃で60秒間加熱処理した後、所定の形状の金型に配置し、圧縮成形装置にて40℃で60秒間処理することで、所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。
(Comparative Example 1)
<Fiber-reinforced resin molding>
A fiber reinforced resin molded product was prepared using “Peabloc” manufactured by JSP as the fiber reinforced resin sheets I and II and the resin foam sheet obtained above. First, a fiber reinforced resin sheet I (weight per unit: about 71 g / m 2 ), a resin foam sheet (“Peablok”, expansion ratio: 45 times, thickness: 4 mm, density: 0.02 g / cm 3 ), fiber Sheets II for reinforcing resin (weight per unit: about 71 g / m 2 ) were arranged in this order to obtain a laminate. In the fiber reinforced resin sheet II, the arrangement of the unidirectional sheet is 90 ° / 30 ° / −30 °. However, in the above laminate, the fiber reinforced resin sheet II is used upside down, and thus the flow direction of the manufacturing apparatus. The fiber angles + and-were reversed, and the arrangement of the unidirectional sheet was 30 ° / −30 ° / 90 °. That is, the laminate is configured as “90 ° sheet / −30 ° sheet / 30 ° sheet / resin foam sheet / 30 ° sheet / −30 ° sheet / 90 ° sheet”. Next, the laminate is inserted into a mold, hot-pressed at 130 ° C. for 30 seconds at a pressure of 1 MPa, and then cold-pressed at 20 ° C. for 120 seconds to integrate the laminate, thereby forming a primary molding substrate. Got. The obtained primary molding substrate is heat-treated at 130 ° C. for 60 seconds, then placed in a mold having a predetermined shape, and processed into a predetermined shape by processing at 40 ° C. for 60 seconds with a compression molding apparatus. A fiber-reinforced resin molded product was obtained.
実施例1及び比較例1の繊維強化樹脂成形体の高温における垂れ下がりを以下のように評価し、その結果を下記表1に示した。なお、実施例1の繊維強化樹脂成形体について曲げ弾性勾配を以下の方法により測定したところ、30(N/cm)以上の良好な数値を示した。 The sagging at high temperatures of the fiber reinforced resin molded bodies of Example 1 and Comparative Example 1 was evaluated as follows, and the results are shown in Table 1 below. In addition, when the bending elastic gradient was measured with the following method about the fiber reinforced resin molding of Example 1, the favorable numerical value of 30 (N / cm) or more was shown.
(垂れ下がりの評価方法)
繊維強化樹脂成形体から、長さ400mm、幅130mmに切り出してサンプルとした。先ず、サンプルを厚さが3mm、枠の幅が30mm、横及び縦の長さが400mmのステンレス鋼枠で挟んで固定する。次に、レーザ距離計(キーエンス社製のCMOS レーザアプリセンサ IL−100型)を用い、サンプルの中央部の高さ(加熱前の高さ)を測定する。なお、ステンレス鋼枠の高さをゼロ点として、そこからの高さを測定する。次に、ステンレス鋼枠で固定したサンプルを90℃で、24時間放置し、その後常温(20℃±5℃)で1時間放置する。その後、レーザ距離計(キーエンス社製のCMOS レーザアプリセンサ IL−100型)を用い、サンプルの中央部の高さ(加熱後の高さ)を測定する。レーザ距離計の測定条件は赤色半導体レーザの波長:655nm、測定距離:75〜100mm、繰り返し精度:10μmである。サンプルの加熱後の高さと加熱前の高さの差(加熱後の高さ−加熱前の高さ)が、+であれば繊維強化樹脂成形体が上に反ることを意味し、−であれば、繊維強化樹脂成形体が垂れ上下がることを意味する。
(Evaluation method of sagging)
A sample was cut from the fiber-reinforced resin molded body into a length of 400 mm and a width of 130 mm. First, the sample is fixed by being sandwiched between stainless steel frames having a thickness of 3 mm, a frame width of 30 mm, and a horizontal and vertical length of 400 mm. Next, the height of the central portion of the sample (height before heating) is measured using a laser distance meter (CMOS laser application sensor IL-100 manufactured by Keyence Corporation). The height of the stainless steel frame is taken as the zero point, and the height from there is measured. Next, the sample fixed with the stainless steel frame is left at 90 ° C. for 24 hours, and then left at room temperature (20 ° C. ± 5 ° C.) for 1 hour. Then, the height (height after heating) of the center part of a sample is measured using a laser distance meter (Keyence Co., Ltd. CMOS laser application sensor IL-100 type). The measurement conditions of the laser distance meter are a red semiconductor laser wavelength: 655 nm, measurement distance: 75 to 100 mm, and repetition accuracy: 10 μm. If the difference between the height of the sample after heating and the height before heating (height after heating−height before heating) is +, it means that the fiber-reinforced resin molded product warps upward, and − If present, it means that the fiber-reinforced resin molded body hangs up and down.
(曲げ弾性勾配)
曲げ弾性勾配は、厚み方向に加わる荷重に対する抵抗を示すもので、下記のように測定した。まず、幅50mm、長さ150mmの試験片を用い、試験速度50mm/min、支点間距離100mmにて、JIS K 7221−2に準じて3点曲げ試験を実施した。次に、得られる荷重(N)−たわみ(cm)曲線を用い、曲線の勾配が最も大きい部分で接線を引き、当該接線から弾性勾配(N/cm)を算出した。
(Bending elastic gradient)
The bending elastic gradient indicates resistance to a load applied in the thickness direction, and was measured as follows. First, using a test piece having a width of 50 mm and a length of 150 mm, a three-point bending test was performed according to JIS K 7221-2 at a test speed of 50 mm / min and a fulcrum distance of 100 mm. Next, using the obtained load (N) -deflection (cm) curve, a tangent line was drawn at a portion where the gradient of the curve was the largest, and an elastic gradient (N / cm) was calculated from the tangent line.
上記表1から、実施例の繊維強化樹脂成形体は、比較例の繊維強化樹脂成形体に比べて、高温における垂れ下がりの程度が低く、高温での垂れ下がりが低減されていることが分かった。 From Table 1 above, it was found that the fiber-reinforced resin molded bodies of the examples had a lower degree of sag at high temperatures and reduced sag at high temperatures compared to the fiber-reinforced resin molded bodies of the comparative examples.
(実施例2)
実施例1と同様の繊維強化樹脂用シートI、III及び樹脂発泡体シートとしてJSP社製の「ピーブロック」を用いて繊維強化樹脂成形体を作製した。まず、繊維強化樹脂用シートI(目付:約71g/m2)、樹脂発泡体シート(「ピーブロック」、発泡倍率:45倍、厚さ:4mm、密度:0.02g/cm3)、繊維強化樹脂用シートIII(目付:約75g/m2)をこの順番に配置して積層し、さらに、繊維強化樹脂用シートIIIの表面上に、接着剤として用いる直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(LLDPEフィルム:厚み15μm)を介して表皮材として用いるポリエステル製不織布(目付:180g/m2)を積層した。次に、得られた積層体を金型内に挿入し、130℃で、30秒間、1MPaの圧力で熱プレスした後、20℃で120秒間冷却プレスすることで、積層体を一体化し、一次成形基材を得た。得られた一次成形基材を、130℃で60秒間加熱処理した後、所定の形状の金型に配置し、圧縮成形装置にて40℃で60秒間処理することで、所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。
(Example 2)
A fiber reinforced resin molded product was produced using “Peabloc” manufactured by JSP as a fiber reinforced resin sheet I, III similar to Example 1 and a resin foam sheet. First, a fiber reinforced resin sheet I (weight per unit: about 71 g / m 2 ), a resin foam sheet (“Peablok”, expansion ratio: 45 times, thickness: 4 mm, density: 0.02 g / cm 3 ), fiber Sheet III for reinforced resin (weight per unit: about 75 g / m 2 ) is arranged and laminated in this order, and further, a linear low density polyethylene film (LLDPE) used as an adhesive on the surface of sheet III for fiber reinforced resin. A polyester nonwoven fabric (weight per unit area: 180 g / m 2 ) used as a skin material was laminated through a film (thickness: 15 μm). Next, the obtained laminate is inserted into a mold, hot-pressed at 130 ° C. for 30 seconds at a pressure of 1 MPa, and then cold-pressed at 20 ° C. for 120 seconds to integrate the laminate, A molded substrate was obtained. The obtained primary molding substrate is heat-treated at 130 ° C. for 60 seconds, then placed in a mold having a predetermined shape, and processed into a predetermined shape by processing at 40 ° C. for 60 seconds with a compression molding apparatus. A fiber-reinforced resin molded product was obtained.
得られた実施例2の表皮材を含む繊維強化樹脂成形体について、実施例1と同様に垂れ下がりを評価したところ、自重が重くなっている分、実施例1より若干の垂れ下がり性の低下は見られたが、目付の大きい繊維強化樹脂シートを表皮材側に配置しているため、車両天井材における垂れ下がり方向とは逆の方向の反り力が働き、実用上十分な性能のものであった。 About the fiber reinforced resin molding containing the skin material of Example 2 obtained, when sagging was evaluated in the same manner as in Example 1, the amount of sagging was slightly lower than that in Example 1 due to the increased weight. However, since the fiber reinforced resin sheet having a large basis weight is arranged on the skin material side, the warp force in the direction opposite to the sag direction in the vehicle ceiling material works and has a practically sufficient performance.
本発明では、樹脂発泡体シートと、上記樹脂発泡体シートの両側に配置された繊維強化樹脂用シートとを含む繊維強化樹脂成形体において、上記樹脂発泡体シートの一方の主面に接している第一繊維強化樹脂用シートの目付が、上記樹脂発泡体シートの他方の主面と接している第二繊維強化樹脂用シートの目付より大きいことにより、高温時の垂れ下がりを軽減させることができる。 In the present invention, in a fiber reinforced resin molded article including a resin foam sheet and a fiber reinforced resin sheet disposed on both sides of the resin foam sheet, the resin foam sheet is in contact with one main surface of the resin foam sheet. When the basis weight of the first fiber reinforced resin sheet is larger than the basis weight of the second fiber reinforced resin sheet in contact with the other main surface of the resin foam sheet, it is possible to reduce sagging at high temperatures.
本発明の繊維強化樹脂成形体は、自動車などの車両用内装材、船舶の内装材、家屋の内装材などに好適である。 The fiber-reinforced resin molded article of the present invention is suitable for interior materials for vehicles such as automobiles, interior materials for ships, interior materials for houses, and the like.
1、3、41、43 繊維強化樹脂用シート
2、42 樹脂発泡体シート
10、13、16、21 複合繊維
11 芯成分
12 鞘成分
14、17 島成分
15、18 海成分
20 すだれ状シート
22 ステッチング糸
30 多軸挿入たて編み基材
31a〜31f 繊維強化樹脂用複合繊維(糸)
36 編針
37、38 ステッチング糸
40 積層体
50 一次成形基材
51、66 下金型
55、65 上金型
61 加熱炉
62 赤外線加熱器
63 コンベア
64 圧縮成形装置
71 90°シート
72 −30°シート
73 30°シート
100、110 繊維強化樹脂成形体
1, 3, 41, 43 Fiber reinforced
36
Claims (4)
前記繊維強化樹脂用シートは、前記樹脂発泡体シートの両側の主面上にそれぞれ配置されており、
前記繊維強化樹脂用シートは、熱可塑性合成樹脂の低融点ポリマー成分と熱可塑性合成樹脂の高融点ポリマー成分を含む複合繊維で構成され、前記複合繊維が一方向に配列された一方向シートを1層以上含み、前記低融点ポリマー成分と前記高融点ポリマー成分は同種のポリマーであり、前記繊維強化樹脂成形体において、前記低融点ポリマー成分はマトリックス樹脂となり、前記高融点ポリマー成分は強化繊維となり、
前記樹脂発泡体シートの一方の主面に接している第一繊維強化樹脂用シートの目付が、前記樹脂発泡体シートの他方の主面と接している第二繊維強化樹脂用シートの目付より大きく、第一繊維強化樹脂用シートの表面側に表皮材が配置されている車両用天井材。 A vehicle ceiling material composed of a fiber reinforced resin molded body obtained by bonding a fiber reinforced resin sheet and a resin foam sheet,
The fiber-reinforced resin sheets are respectively disposed on the main surfaces on both sides of the resin foam sheet,
The fiber-reinforced resin sheet is composed of a composite fiber including a low-melting-point polymer component of a thermoplastic synthetic resin and a high-melting-point polymer component of a thermoplastic synthetic resin, and is a unidirectional sheet in which the composite fibers are arranged in one direction. The low melting point polymer component and the high melting point polymer component are the same type of polymer, and in the fiber reinforced resin molded article, the low melting point polymer component is a matrix resin, and the high melting point polymer component is a reinforcing fiber,
The basis weight of the first fiber reinforced resin sheet in contact with one main surface of the resin foam sheet is larger than the basis weight of the second fiber reinforced resin sheet in contact with the other main surface of the resin foam sheet. And a vehicle ceiling material in which a skin material is disposed on the surface side of the first fiber-reinforced resin sheet .
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