JP5788734B2 - 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.
自動車などの車両や飛行機などの内装にはプラスチックが使用され、金属に比較して軽量化されている。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。例えば炭素繊維、アラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維、ポリエステル繊維などの比較的融点の高い繊維を強化繊維とし、マトリックス樹脂としてエマルジョン樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを含侵、塗布した後、押し出し一体成形、フィルム貼り合わせ成形などにより、高強力シートを得ていた。 Plastics are used for the interior of vehicles such as automobiles and airplanes, which are lighter than metals. Since plastic alone is insufficient in strength, fiber reinforced plastic in which reinforcing fiber is mixed with plastic is used. For example, carbon fibers, aramid fibers, polyphenylene sulfide (PPS) fibers, polyester fibers and other fibers with relatively high melting points are used as reinforcing fibers, and emulsion resins, thermosetting resins, thermoplastic resins, etc. are impregnated and applied as matrix resins. Later, a high-strength sheet was obtained by extrusion integral molding, film lamination molding, or the like.
また、繊維強化プラスチックでは、強度を高めるため、強化繊維を一方向に配置してステッチング糸により保形することが行われている。例えば、特許文献１には、炭素繊維などの強化繊維を多数本引き揃えた強化繊維糸シートを、引き揃え方向と垂直方向にステッチング糸により保形したものが開示されている。 In fiber reinforced plastics, reinforcing fibers are arranged in one direction and shape-retained with stitching yarns in order to increase strength. For example, Patent Document 1 discloses a reinforced fiber yarn sheet in which a large number of reinforcing fibers such as carbon fibers are aligned and retained by stitching yarns in a direction perpendicular to the alignment direction.
一方、軽量化の観点からは、ステッチング糸を省略してできるだけ重量を減少させる必要がある。 On the other hand, from the viewpoint of weight reduction, it is necessary to omit the stitching yarn and reduce the weight as much as possible.
本発明者らは、上記繊維強化樹脂成形体を検討したところ、強化繊維がステッチング糸により保形されていない繊維強化プラスチックを、樹脂発泡体シートと貼りあわせて所定の形状の繊維強化樹脂成形体に圧縮成形する際に、凹凸部で強化繊維が浮き上がるという問題があることを見出した。 The inventors of the present invention have studied the above-mentioned fiber reinforced resin molded product. As a result, the fiber reinforced plastic in which the reinforcing fiber is not retained by the stitching yarn is bonded to the resin foam sheet, and the fiber reinforced resin molded product having a predetermined shape is formed. It has been found that there is a problem that the reinforcing fibers are lifted at the uneven portions when compression-molding the body.
本発明は、上記問題を解決するため、優れた剛性を維持しつつ、軽量で、凹凸部での強化繊維の浮き上がりも防止し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-mentioned problems, the present invention provides a fiber-reinforced resin molded article that is lightweight and that prevents the reinforcing fibers from being lifted at the concavo-convex portion while maintaining excellent rigidity, and a vehicle interior material using the same. .
本発明の繊維強化樹脂成形体は、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あって、上記繊維強化樹脂用シートは、上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、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、上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、上記低融点ポリマー成分と上記高融点ポリマー成分は熱可塑性合成樹脂且つ同種のポリマーであり、上記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り、上記樹脂発泡体シートの一方の主面上に配置されている第一繊維強化樹脂用シートは、ステッチング糸により連結されている繊維強化樹脂用シートであり、上記樹脂発泡体シートの他方の主面上に配置されている第二繊維強化樹脂用シートは、ステッチング糸により連結されていない繊維強化樹脂用シートであり、上記第二繊維強化樹脂用シートの上記樹脂発泡体シートと接していない側の主面上に表皮材が設けられており、所定の形状に圧縮成形されている。 The fiber reinforced resin molded body of the present invention is a fiber reinforced resin molded body in which a fiber reinforced resin sheet and a resin foam sheet are bonded together, and the fiber reinforced resin sheet is formed on both sides of the resin foam sheet. Each of the fiber reinforced resin sheets is arranged on a main surface, and the fiber reinforced resin sheet is composed of a composite fiber including a low melting point polymer component and a high melting point polymer component, and the unidirectional sheet in which the composite fiber is arranged in one direction is 1 The low melting point polymer component and the high melting point polymer component are a thermoplastic synthetic resin and the same kind of polymer. In the fiber reinforced resin molded article, the low melting point polymer component becomes a matrix resin, and the high melting point polymer component becomes reinforcing fibers, the resin foam one first fiber-reinforced resin sheet that is disposed on the main surface of the sheet, the connecting of the stitching yarn The second fiber reinforced resin sheet disposed on the other main surface of the resin foam sheet is a fiber reinforced resin sheet that is not connected by stitching yarns. A skin material is provided on the main surface of the second fiber reinforced resin sheet that is not in contact with the resin foam sheet, and is compression-molded into a predetermined shape.
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上に配置されている第一繊維強化樹脂用シートとしてステッチング糸により連結されている繊維強化樹脂用シートを用い、上記樹脂発泡体シートの他方の主面上に配置されている第二繊維強化樹脂用シートとしてステッチングされていない繊維強化樹脂用シートを用いることにより、剛性を維持しつつ、軽量化を実現し、凹凸部での強化繊維の浮き上がりも防止した繊維強化樹脂成形体を提供できる。特に、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なものとなる。 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 disposed on one main surface of the resin foam sheet. As a first fiber reinforced resin sheet, a fiber reinforced resin sheet connected by stitching yarn is used as a second fiber reinforced resin sheet disposed on the other main surface of the resin foam sheet. By using a fiber reinforced resin sheet that is not stitched, it is possible to provide a fiber reinforced resin molded article that achieves weight reduction while maintaining rigidity and prevents the reinforcing fibers from being lifted at the uneven portions. In particular, 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.
以下、図面を参酌しながら、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 article 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、第一繊維強化樹脂用シート１はステッチング糸で連結されており、第二繊維強化樹脂用シート３はステッチング糸で連結されていない。また、第二繊維強化樹脂用シート３の樹脂発泡体シート２と接していない側の主面上には表皮材４が配置されている。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。 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 body 100 of the present invention, the fiber reinforced resin sheets 1 and 3 are respectively disposed on the main surfaces on both sides of the resin foam sheet 2, and the first fiber reinforced resin sheet 1 is a stitching yarn. The second fiber-reinforced resin sheet 3 is not connected by stitching yarns. Moreover, the skin material 4 is arrange | positioned on the main surface of the side which is not in contact with the resin foam sheet 2 of the sheet | seat 3 for 2nd fiber reinforced resin. 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.
＜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 composite fiber 10 is composed of a high-melting point polymer that is a core component 11 and a low-melting point polymer that is a surrounding sheath component 12. FIG. 2B is a cross-sectional view of a composite fiber having a sea-island structure. The composite fiber 13 is composed of a high-melting point polymer that is a plurality of island components 14 and a low-melting point polymer that is a sea component 15 therearound. FIG. 2C is also a cross-sectional view of a composite fiber having a sea-island structure. The composite fiber 16 is composed of a high-melting-point polymer that is a large number of island components 17 and a low-melting-point polymer that is a sea component 18 therearound.
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熱可塑性合成樹脂且つ同種のポリマーを選択する。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。 As the low melting point polymer component and the high melting point polymer component, a thermoplastic synthetic resin and the same kind of polymer are selected. 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 nylon 66, nylon 6,10, nylon 6, nylon 11, and nylon 12 are industrialized. Polyester is a general term for polymers having an ester bond in the main chain. Polycarbonate, unsaturated polyester resin, alkyd resin and the like are also polyester.
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。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。本発明において、第一繊維強化樹脂用シートは、ステッチング糸で連結されており、第二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ない。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、第二繊維強化樹脂用シートは、圧縮成形時の熱融着により連結されることになる。また、車両内装用に用いる場合、通常２層以上のシートを用いる。 The fiber-reinforced resin sheet includes at least one unidirectional sheet in which the composite fibers are arranged in one direction. 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. In the present invention, the first fiber-reinforced resin sheets are connected by stitching yarns, and the second fiber-reinforced resin sheets are not connected by stitching yarns. 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, the sheet | seat for 2nd fiber reinforced resin will be connected by the heat sealing | fusion at the time of compression molding. Moreover, when using for vehicle interior, a sheet | seat of two or more layers is used normally.
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、上記複合繊維におい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, in the above composite fiber, when the high melting point polymer component 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. . 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 interdigital sheet 20 includes composite fibers 21 arranged in one direction and stitching yarns 22 connecting the composite fibers 21. Since the composite fibers 21 are arranged in one direction, the strength in the arrangement direction of the fibers is higher than that of the woven fabric or the knitted fabric. The interdigital sheet 20 may be used in one layer or in multiple layers. When used in multiple layers, it is preferable to balance the strength by arranging the composite fibers 21 in different layers in different directions.
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。 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 base material 30, the composite fibers (yarns) 31a to 31f are arranged in different directions to form unidirectional sheets, and the unidirectional sheets are stitched by the knitting needle 36. The yarns 37 and 38 are stitched (bundled) in the thickness direction and integrated. When a multi-axis inserted warp knitted base material including a plurality of unidirectional sheets having different arrangement directions of the composite fibers is used, it becomes possible to obtain a fiber-reinforced resin molded article having an excellent reinforcing effect in multiple directions.
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、一方向シートを２層以上含む多軸繊維基材であることが好ましい。多軸繊維基材は繊維の配向性が高い。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が、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。また、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 multiaxial fiber base material including two or more unidirectional sheets from the viewpoint of obtaining an excellent reinforcing effect in multiple directions. A multiaxial fiber substrate 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 is not particularly limited, but is about 10 to 150 g / m 2 per layer, as a whole fiber reinforced resin sheet. About 10 to 600 g / m 2 . Moreover, thickness is about 0.1-0.5 mm per layer, and is about 0.2-2 mm as a whole fiber reinforced resin sheet.
＜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、特に耐熱性の観点から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できるためである。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 recyclable 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、室内側の面が表面であり、室外側の面が裏面となる。また、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及び繊維強化樹脂成形体についても同様に、いわゆる表面及び裏面が主面となる。本発明では、ステッチ糸により連結されていない繊維強化樹脂用シートの表面に表皮材が設けられることとなる。 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 vehicle ceiling material, the surface of an indoor side is a surface, and the surface of an outdoor side becomes a back surface. A material appearing on the indoor side is called a surface material or a skin material. Similarly, the so-called front surface and back surface are the main surfaces of the fiber reinforced resin sheet and the fiber reinforced resin molded body. In this invention, a skin material will be provided in the surface of the sheet | seat for fiber reinforced resin which is not connected by the stitch thread | yarn.
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.
＜表皮材＞
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るものを用いてもよい。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。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。
<Skin material>
It does not specifically limit as said skin material, What is normally used for a fiber reinforced resin molding can be used, You may use what is used for vehicle interior materials, such as a motor vehicle. For example, artificial leather, woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric and the like can be used. Although it does not specifically limit as said nonwoven fabric, For example, a polyester nonwoven fabric etc. 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.
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。本発明の繊維強化樹脂成形体は、剛性に優れており、曲げ弾性勾配が３０Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましく、５０Ｎ／ｃｍ以上であることがより好ましく、８０Ｎ／ｃｍ以上であることがさらに好ましい。本発明において、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、下記のように測定する。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点曲げ試験を実施する。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）を算出する。 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. The fiber-reinforced resin molded article of the present invention is excellent in rigidity and preferably has a bending elastic gradient of 30 N / cm or more, more preferably 50 N / cm or more, and further preferably 80 N / cm or more. preferable. In the present invention, the bending elastic gradient indicates resistance to a load applied in the thickness direction, and is 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 is 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 is drawn at a portion where the gradient of the curve is the largest, and an elastic gradient (N / cm) is calculated from the tangent line.
本発明の繊維強化樹脂成形体は、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、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 body of the present invention is formed by disposing fiber-reinforced resin sheets on the main surfaces on both sides of the resin foam sheet, respectively, and compression molding, preferably above the melting point of the low-melting polymer component and below the melting point of the high-melting polymer component It can obtain by heating to the temperature of and compressing. 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ステッチング糸で連結されている第一繊維強化樹脂用シートと、ステッチング糸で連結されていない第二繊維強化樹脂用シートをそれぞれ配置し、さらに第二繊維強化樹脂用シートの表面に表皮材を配置した後、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。）することが好ましい。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。上記一次成形により、樹脂発泡体シートと、樹脂発泡体シートの一方の主面上に配置されているステッチング糸で連結されている第一繊維強化樹脂用シートと、樹脂発泡体シートの他方の主面上に配置されているステッチング糸で連結されていない第二繊維強化樹脂用シート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、表皮材については、二次成形時に付与するようにしてもよい。 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, the first fiber reinforced resin sheet connected by stitching yarn and the second fiber reinforced resin sheet not connected by stitching yarn are respectively arranged on the main surfaces on both sides of the resin foam sheet. Furthermore, after arranging the skin material on the surface of the second fiber reinforced resin sheet, compression molding (hereinafter also referred to as primary molding), and then compression molding (hereinafter also referred to as secondary molding) into a predetermined shape. Preferably). 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. By the above primary molding, the resin foam sheet, the first fiber reinforced resin sheet connected by stitching yarns arranged on one main surface of the resin foam sheet, and the other of the resin foam sheet By integrating the second fiber reinforced resin sheet not connected by the stitching yarn arranged on the main surface to obtain a primary molded base material, by secondary molding the primary molded base material, a predetermined shape, For example, a fiber-reinforced resin molded body shaped into a ceiling or door shape can be obtained. The skin material may be applied at the time of 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、表皮材４４をこの順番に積層して積層体４０とし、その上に上金型５５を配置する。なお、表皮材４４と第二繊維強化樹脂用シート４３の間に接着フィルム又は接着剤を配置してもよい。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 resin sheet 41, a resin foam sheet 42, a second fiber reinforced resin sheet 43, and a skin material 44 are laminated in this order on a lower mold 51. A laminated body 40 is formed, and an upper mold 55 is disposed thereon. An adhesive film or an adhesive may be disposed between the skin material 44 and the second fiber reinforced resin sheet 43. Next, as shown in FIG. 5B, the laminated body 40 is pressed by a heating press machine, then moved to a cooling press machine, and further pressed, and the laminated body 40 is press-molded and integrated. Then, as shown to FIG. 5C, it removes and obtains the primary shaping | molding base material 50. FIG. The compression molding conditions are, for example, a temperature of 125 to 140 ° C., a molding pressure of 0.1 to 4 MPa, a molding time of 15 to 300 seconds as a heating press condition, and a temperature of 25 to 40 ° C. and a molding pressure of 0.1 as a cooling press condition. -4 MPa, molding time 15-300 seconds. The thickness of the primary molding substrate 50 can be adjusted by arranging a clearance spacer between the lower mold 51 and the upper mold 55.
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６０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 base material 50 cut to a predetermined size is supplied from the conveyor 63 to the heating furnace 61. The heating furnace 61 is heated to a predetermined temperature by an infrared heater 62 as a heating source, and the primary molding base material 50 is heated and softened. Next, as shown in FIG. 6B, the preheated primary molding substrate 50 is disposed between the upper mold 65 and the lower mold 66 of the compression molding apparatus 64. Both the upper mold 65 and the lower mold 66 are maintained at a predetermined temperature. The upper mold 65 is lowered, and the primary molding substrate 60 is compression-molded between the upper mold 65 and the lower mold 66, and is shaped into a predetermined shape to become a fiber-reinforced resin molded body 110. In the above, the preheating temperature should just be temperature more than melting | fusing point of a low melting-point polymer component and less than melting | fusing point of a high-melting-point polymer component. The preheating temperature is, for example, 110 to 150 ° C, preferably 130 to 140 ° C. The compression molding conditions may be, for example, a temperature of 125 to 140 ° C., a molding pressure of 0.1 to 4 MPa, and a molding time of 30 to 300 seconds.
上記繊維強化樹脂成形体を自動車などの車両用内装材として用いる場合は、ステッチングされていない第二繊維強化樹脂用シートの表面に表皮材を配置した側を室内側にし、ステッチング糸により連結されている第一繊維強化樹脂用シート側をそのまま室内と反対側（室外側）にすることで、軽量化を実現しつつ、室外側における配線や取り付け用の部品の接着も強固にすることができる。 When using the above fiber reinforced resin molded article as an interior material for vehicles such as automobiles, the side where the skin material is placed on the surface of the second fiber reinforced resin sheet that is not stitched is the interior side and connected by stitching threads. By making the first fiber-reinforced resin sheet side directly opposite the room (outside), it is possible to reduce the weight while strengthening the adhesion of wiring and mounting components on the outside it can.
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／鞘比：６５／３５）を複合繊維として用いた。この複合繊維１０を２４０本引き揃えて、トータル繊度１８５０ｄｔｅｘのマルチフィラメントとした。
Example 1
<Production Example 1 of Fiber Reinforced Resin Sheet>
Core-sheath fiber (elastic modulus: 7.8 GPa, core / sheath ratio: core component made of polypropylene (PP) having a melting point of 165 ° C. and a sheath component around the polypropylene (PP) having a melting point of 110 ° C. 65/35) was used as the composite fiber. 240 pieces of the composite fibers 10 were drawn to make a multifilament having a total fineness of 1850 dtex.
得られたマルチフィラメントを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。同様に、得られたマルチフィラメントを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。同様に、得られたマルチフィラメントを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Ａ１（３軸挿入たて編み基材）Ａ１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Ａ１の目付は約７１ｇ／ｍ2であり、厚さは約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Ａ２（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Ａ２の目付は約７１ｇ／ｍ2であり、厚さは約０．５ｍｍであった。 The obtained multifilaments are arranged in one direction so that the fiber angle is 3 ° / inch and the fiber angle is 90 ° with respect to the flow direction of the production apparatus, and a unidirectional sheet (hereinafter referred to as 90 ° sheet) is arranged. Obtained. Similarly, the obtained multifilaments are arranged in one direction in a single direction so that the obtained multifilament is 1.5 strands / inch and the fiber angle is 30 ° with respect to the flow direction of the manufacturing apparatus. ° called sheet). Similarly, the obtained multifilaments are arranged in one layer in one direction so that the obtained multifilament is 1.5 strands / inch and the fiber angle is −30 ° with respect to the flow direction of the production apparatus. -30 ° sheet). As shown in FIG. 7, the three unidirectional sheets thus obtained were in the order of 90 ° sheet 71, −30 ° sheet 72, and 30 ° sheet 73 so that the angle of the fibers between the layers was 60 °. The layers were laminated and stitched in the thickness direction with a stitching yarn (polypropylene yarn, fineness: 84 dtex) to be integrated to obtain a fiber reinforced resin sheet A1 (a three-axis inserted warp knitted base) A1. The basis weight of each unidirectional sheet was about 22 g / m 2 , the basis weight of the fiber-reinforced resin sheet A1 was about 71 g / m 2 , and the thickness was about 0.5 mm. In the same way, 90 ° sheet, 30 ° sheet and -30 ° sheet are laminated in this order so that the fiber angle between each layer is 60 °, and stitched in the thickness direction with stitching yarn To obtain a fiber-reinforced resin sheet A2 (a triaxially inserted warp base material). The obtained fiber-reinforced resin sheet A2 had a basis weight of about 71 g / m 2 and a thickness of about 0.5 mm.
＜繊維強化樹脂用シートの製造例２＞
繊維強化樹脂用シートの製造例１と同様にして、９０°シート、−３０°シート、３０°シートを作製した。得られた３枚の一方向シートを、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°シートの順番に積層した。当該積層品を熱ローラーにより３層を一体化させることにより繊維強化樹脂用シートＢ１（３軸基材）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Ｂ１の目付は約６６ｇ／ｍ2であり、厚さは約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、熱ローラーにより３層を一体化させることにより、繊維強化樹脂用シートＢ２（３軸基材）を得た。得られた繊維強化樹脂用シートＢ２の目付は約６６ｇ／ｍ2であり、厚さは約０．５ｍｍであった。
<Production Example 2 of Fiber Reinforced Resin Sheet>
A 90 ° sheet, a −30 ° sheet, and a 30 ° sheet were produced in the same manner as in Production Example 1 of the fiber-reinforced resin sheet. The obtained three unidirectional sheets were laminated in the order of 90 ° sheet, 30 ° sheet, and −30 ° sheet so that the angle of the fiber between each layer was 60 °. The laminated product was integrated into three layers with a heat roller to obtain a fiber reinforced resin sheet B1 (triaxial substrate). The basis weight of each unidirectional sheet was about 22 g / m 2 , the basis weight of the fiber reinforced resin sheet B1 was about 66 g / m 2 , and the thickness was about 0.5 mm. Further, in the same manner, 90 ° sheets, −30 ° sheets, and 30 ° sheets are laminated in this order so that the angle of the fiber between each layer becomes 60 °, and the three layers are integrated by a heat roller. Thus, a fiber reinforced resin sheet B2 (triaxial substrate) was obtained. The obtained fiber-reinforced resin sheet B2 had a basis weight of about 66 g / m 2 and a thickness of about 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、樹脂発泡体シートとしてＪＳＰ社製の「ピーブロック」、表皮材としてポリエステル製不織布、接着フィルムとして直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（ＬＬＤＰＥフィルム）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Ａ１、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Ｂ１、接着フィルム（ＬＬＤＰＥフィルム：厚み１５μｍ）、表皮材（ポリエステル製不織布、目付：１８０ｇ／ｍ2）を、この順番に積層した。なお、繊維強化樹脂用シートＢ１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Ｂ１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／接着層／表皮材」という構成となっている。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。
<Fiber-reinforced resin molding>
Fibers using the fiber reinforced resin sheet obtained above, "Peabloc" manufactured by JSP as the resin foam sheet, polyester nonwoven fabric as the skin material, and linear low density polyethylene film (LLDPE film) as the adhesive film A reinforced resin molded body was produced. First, a sheet A1 for fiber reinforced resin, a resin foam sheet (“Peablok”, expansion ratio: 45 times, thickness: 4 mm, density: 0.02 g / cm 3 ), fiber reinforced resin sheet B1, adhesive film ( LLDPE film: thickness 15 μm) and skin material (nonwoven fabric made of polyester, basis weight: 180 g / m 2 ) were laminated in this order. In the fiber reinforced resin sheet B1, the arrangement of the unidirectional sheet is 90 ° / 30 ° / −30 °. However, in the above laminate, the fiber reinforced resin sheet B1 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 / adhesive layer / skin material”. Yes. 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, 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）
繊維強化樹脂用シートＢ２、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Ｂ１、接着フィルム（ＬＬＤＰＥフィルム：厚み１５μｍ）、表皮材（ポリエステル製不織布、目付：１８０ｇ／ｍ2）を、この順番に積層した以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂成形体を得た。
(Comparative Example 1)
Sheet B2 for fiber reinforced resin, resin foam sheet ("P-block", expansion ratio: 45 times, thickness: 4 mm, density: 0.02 g / cm 3 ), fiber reinforced resin sheet B1, adhesive film (LLDPE film) : 15 μm thick) and a skin material (polyester nonwoven fabric, basis weight: 180 g / m 2 ) were laminated in this order to obtain a fiber-reinforced resin molded body in the same manner as in Example 1.
（比較例２）
繊維強化樹脂用シートＡ１、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Ａ２、接着フィルム（ＬＬＤＰＥフィルム：厚み１５μｍ）、表皮材（ポリエステル製不織布、目付：１８０ｇ／ｍ2）を、この順番に積層した以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂成形体を得た。
(Comparative Example 2)
Sheet A1 for fiber reinforced resin, resin foam sheet (“Peablok”, expansion ratio: 45 times, thickness: 4 mm, density: 0.02 g / cm 3 ), sheet A2 for fiber reinforced resin, adhesive film (LLDPE film) : 15 μm thick) and a skin material (polyester nonwoven fabric, basis weight: 180 g / m 2 ) were laminated in this order to obtain a fiber-reinforced resin molded body in the same manner as in Example 1.
実施例及び比較例の繊維強化樹脂成形体の目付を下記表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測定したところ３０（Ｎ／ｃｍ）以上の良好な数値を示した。 Table 1 shows the basis weight of the fiber-reinforced resin molded articles of Examples and Comparative Examples. In addition, when the bending elastic gradient was measured about the fiber reinforced resin molding of Example 1, the favorable numerical value of 30 (N / cm) or more was shown.
（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.
（目付）
ＪＩＳ Ｌ １９１３に準じて測定した。
(Weight)
It measured according to JIS L 1913.
実施例の繊維強化樹脂成形体は、曲げ弾性勾配が高く、剛性に優れていた。また、実施例の繊維強化樹脂成形体は、比較例２の繊維強化樹脂成形体に比べて、目付（単位面積あたりの質量）が低く、軽量であることが分かった。 The fiber-reinforced resin molded body of the example had a high bending elastic gradient and was excellent in rigidity. Moreover, it turned out that the fiber reinforced resin molding of an Example has a low fabric weight (mass per unit area) compared with the fiber reinforced resin molding of the comparative example 2, and is lightweight.
また、図８Ａ〜Ｂには、繊維強化樹脂用シートＡ１側からみた実施例１の繊維強化樹脂成形体の表面を観察した写真を示した。図９Ａ〜Ｂには、比較例１の繊維強化樹脂成形体の表面を観察した写真を示した。図８Ａ〜Ｂから分かるように、繊維強化シートがステッチング糸で連結されている場合は、所定の形状に圧縮成形時に複合繊維が剥がれず変形に追従しているため、凹凸部で複合繊維が浮き上がることがなかった。一方、図９Ａ〜Ｂから分かるように、繊維強化シートがステッチング糸で連結されていない場合は、凹凸部で複合繊維が剥がれ浮いていた。 Moreover, the photograph which observed the surface of the fiber reinforced resin molding of Example 1 seen from the sheet | seat A1 side for fiber reinforced resin in FIG. 9A and 9B show photographs in which the surface of the fiber-reinforced resin molded body of Comparative Example 1 was observed. As can be seen from FIGS. 8A and B, when the fiber reinforced sheets are connected with stitching yarns, the composite fibers follow the deformation without being peeled off during compression molding into a predetermined shape, so that the composite fibers are formed at the uneven portions. I didn't float up. On the other hand, as can be seen from FIGS. 9A and 9B, when the fiber reinforced sheet is not connected by the stitching yarn, the composite fiber is peeled off and floated at the uneven portion.
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、一方の繊維強化樹脂用シートとしてステッチング糸により連結されている繊維強化樹脂用シートを用い、他方の繊維強化樹脂用シートとして、ステッチングされていない繊維強化樹脂用シートを用いることにより、剛性を維持しつつ、軽量化を実現し、凹凸部での強化繊維の浮き上がりも防止した繊維強化樹脂成形体が得られている。本発明の繊維強化樹脂成形体を用いて自動車の成形天井を作製する際、ステッチングされていない第二繊維強化樹脂用シートの表面に表皮材を配置した側を室内側にし、ステッチング糸により連結されている第一繊維強化樹脂用シート側をそのまま室内と反対側（室外側）にすることで、軽量化を実現しつつ、室外側における配線や取り付け用の部品の接着も強固にすることができる。 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 fiber reinforced resin sheet is connected by stitching yarn as one of the fiber reinforced resin sheets. By using a non-stitched fiber reinforced resin sheet as the other fiber reinforced resin sheet, the weight is reduced while maintaining rigidity, so that A fiber-reinforced resin molded article in which the reinforcing fibers are prevented from lifting is obtained. When producing a molded ceiling of an automobile using the fiber-reinforced resin molded body of the present invention, the side where the skin material is arranged on the surface of the second fiber-reinforced resin sheet that is not stitched is the indoor side, and the stitching yarn is used. By connecting the first fiber reinforced resin sheet side directly to the opposite side (outside of the room), it is possible to reduce the weight while strengthening the adhesion of wiring and mounting components on the outside of the room. Can do.
本発明の繊維強化樹脂成形体は、自動車などの車両の内容材、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 vehicle materials such as automobiles, ship interior materials, house interior materials, 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
４、４４ 表皮材
１０、１３、１６ 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
２１ 複合繊維
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 resin sheet 2, 42 Resin foam sheet 4, 44 Skin material 10, 13, 16 Composite fiber 11 Core component 12 Sheath component 14, 17 Island component 15, 18 Sea component 20 Interdigital Sheet 21 Composite fiber 22 Stitching yarn 30 Multi-axis inserted warp base material 31a to 31f Composite fiber for fiber reinforced resin (yarn)
36 Knitting needles 37, 38 Stitching yarn 40 Laminate 50 Primary molding substrate 51, 66 Lower die 55, 65 Upper die 61 Heating furnace 62 Infrared heater 63 Conveyor 64 Compression molding device 71 90 ° sheet 72 -30 ° sheet 73 30 ° sheet 100, 110 Fiber reinforced resin molded body
Claims (6)
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、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、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熱可塑性合成樹脂且つ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上に配置されている第一繊維強化樹脂用シートは、ステッチング糸により連結されている繊維強化樹脂用シートであり、前記樹脂発泡体シートの他方の主面上に配置されている第二繊維強化樹脂用シートは、ステッチング糸により連結されていない繊維強化樹脂用シートであり、前記第二繊維強化樹脂用シートの前記樹脂発泡体シートと接していない側の主面上に表皮材が設けられており、所定の形状に圧縮成形されている繊維強化樹脂成形体。 A fiber reinforced resin molded article 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 and a high melting point polymer component, and includes one or more unidirectional sheets in which the composite fibers are arranged in one direction, and the low melting point polymer component and The high melting point polymer component is a thermoplastic synthetic resin and the same kind of polymer,
In the fiber reinforced resin molded article, the low melting point polymer component is a matrix resin, the high melting point polymer component is a reinforcing fiber,
The first fiber reinforced resin sheet disposed on one main surface of the resin foam sheet is a fiber reinforced resin sheet connected by stitching yarns, and the other main body of the resin foam sheet. The second fiber reinforced resin sheet disposed on the surface is a fiber reinforced resin sheet that is not connected by a stitching yarn, and is not in contact with the resin foam sheet of the second fiber reinforced resin sheet. A fiber reinforced resin molded article in which a skin material is provided on the main surface on the side and is compression-molded into a predetermined shape.
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