JP5810201B2 - 繊維強化複合体、輸送機器構成用部材及び繊維強化複合体の製造方法 - Google Patents

繊維強化複合体、輸送機器構成用部材及び繊維強化複合体の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5810201B2
JP5810201B2 JP2014168705A JP2014168705A JP5810201B2 JP 5810201 B2 JP5810201 B2 JP 5810201B2 JP 2014168705 A JP2014168705 A JP 2014168705A JP 2014168705 A JP2014168705 A JP 2014168705A JP 5810201 B2 JP5810201 B2 JP 5810201B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber reinforced
fiber
reinforced composite
resin
core material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014168705A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015085678A5 (ja
JP2015085678A (ja
Inventor
一迅 人見
一迅 人見
佑輔 桑原
佑輔 桑原
洋一郎 福永
洋一郎 福永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Kasei Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2014168705A priority Critical patent/JP5810201B2/ja
Application filed by Sekisui Kasei Co Ltd filed Critical Sekisui Kasei Co Ltd
Priority to US14/771,664 priority patent/US10052845B2/en
Priority to KR1020157032670A priority patent/KR101901623B1/ko
Priority to EP15756539.1A priority patent/EP3002119B1/en
Priority to CN201580000859.5A priority patent/CN105531112B/zh
Priority to PCT/JP2015/057048 priority patent/WO2016027488A1/ja
Priority to TW104107869A priority patent/TWI577549B/zh
Publication of JP2015085678A publication Critical patent/JP2015085678A/ja
Publication of JP2015085678A5 publication Critical patent/JP2015085678A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5810201B2 publication Critical patent/JP5810201B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/20Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C43/203Making multilayered articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/12Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
    • B29C44/1228Joining preformed parts by the expanding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/35Component parts; Details or accessories
    • B29C44/353Means for guiding the foaming in, e.g. a particular direction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0022Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/86Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/065Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/38Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising epoxy resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2793/00Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/0036Slitting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2793/00Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/009Shaping techniques involving a cutting or machining operation after shaping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • B29C33/68Release sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/12Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
    • B29C44/14Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements the preformed part being a lining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/15Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. extrusion moulding around inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/14Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor using multilayered preforms or sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2025/00Use of polymers of vinyl-aromatic compounds or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2025/04Polymers of styrene
    • B29K2025/06PS, i.e. polystyrene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/003PET, i.e. poylethylene terephthalate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/04Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids
    • B29K2067/046PLA, i.e. polylactic acid or polylactide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2069/00Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872Prepregs
    • B29K2105/089Prepregs fabric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2703/00Use of resin-bonded materials for preformed parts, e.g. inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037Other properties
    • B29K2995/004Semi-crystalline
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037Other properties
    • B29K2995/0063Density
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037Other properties
    • B29K2995/0094Geometrical properties
    • B29K2995/0097Thickness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/30Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/44Furniture or parts thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00Layered products having a non-planar shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00Layers arrangement
    • B32B2250/033 layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00Layers arrangement
    • B32B2250/40Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021Fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046Synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0261Polyamide fibres
    • B32B2262/0269Aromatic polyamide fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10Inorganic fibres
    • B32B2262/101Glass fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10Inorganic fibres
    • B32B2262/106Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/02Synthetic macromolecular particles
    • B32B2264/0214Particles made of materials belonging to B32B27/00
    • B32B2264/0257Polyolefin particles, e.g. polyethylene or polypropylene homopolymers or ethylene-propylene copolymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10Inorganic particles
    • B32B2264/102Oxide or hydroxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00Composition of foam
    • B32B2266/02Organic
    • B32B2266/0214Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/0221Vinyl resin
    • B32B2266/0228Aromatic vinyl resin, e.g. styrenic (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00Composition of foam
    • B32B2266/02Organic
    • B32B2266/0214Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/0242Acrylic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00Composition of foam
    • B32B2266/02Organic
    • B32B2266/0214Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/0264Polyester
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306Resistant to heat
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/54Yield strength; Tensile strength
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/542Shear strength
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/558Impact strength, toughness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/714Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/72Density
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/732Dimensional properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/738Thermoformability
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00Vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00Vehicles
    • B32B2605/08Cars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B32B27/322Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising halogenated polyolefins, e.g. PTFE
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/02Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions
    • B32B3/06Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions for securing layers together; for attaching the product to another member, e.g. to a support, or to another product, e.g. groove/tongue, interlocking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022Non-woven fabric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024Woven fabric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/026Knitted fabric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/14Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by a layer differing constitutionally or physically in different parts, e.g. denser near its faces
    • B32B5/142Variation across the area of the layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/16Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer formed of particles, e.g. chips, powder or granules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/245Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it being a foam layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/30Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being formed of particles, e.g. chips, granules, powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Description

本発明は、繊維強化複合体、輸送機器構成用部材及び繊維強化複合体の製造方法に関する。
近年、繊維で強化された繊維強化合成樹脂は軽量で且つ高い機械的強度を有していることから、自動車分野、船舶分野、航空機分野などの高い機械的強度及び軽量性が求められる分野において重要が拡大している。
この自動車、船舶、航空機などの輸送機器の中でも特に自動車分野においては、その構成用部材が軽量で、高い強度を有することが強く求められている。
上述の要求を満たすものとして、芯材に発泡シートやビーズ発泡成形体などの樹脂発泡体を用い、芯材の表面に繊維強化樹脂材を積層一体化させてなる繊維強化複合体が提案されている。
この繊維強化複合体は、繊維強化樹脂材によって表層部に強度に優れた繊維強化樹脂層が形成されているとともに前記芯材によって優れた軽量性が発揮されることから自動車のルーフ、ボンネット、フェンダー、アンダーカバーなどの部材に用いられることが考えられる。
このような繊維強化複合体に関し、下記特許文献1には、シート状の繊維強化樹脂材(繊維強化樹脂シート)と熱可塑性樹脂発泡体とが積層一体化されたものが開示されている。
特開平9−314713号公報
繊維強化複合体は、芯材が単なる板状などではなく3次元的な立体形状を有するものである場合、加えられた応力が特定箇所に集中され易い。
例えば、底面部と、該底面部の外縁から外広がりに立ち上がる側壁部とを備えたトレー形状を有する繊維強化複合体では、底面部と側壁部との境界部分において応力集中を生じ易く、特に内側のコーナー部分に応力集中を生じさせ易い。
そのため、繊維強化複合体や該繊維強化複合体が用いられてなる輸送機器構成用部材を強度に優れたものとする上において、このような部分への応力集中に対して予め対策を施しておくことが有効となる。
しかしながら、従来、繊維強化複合体に加わった応力が局所集中することに関しては、着目がされておらず、この応力集中に対する対策についても殆ど行われていない状況である。
そこで、本発明は、上記のような対策が施された繊維強化複合体を提供し、ひいては、優れた強度を有する輸送機器構成用部材を提供することを課題としている。
上記課題を解決すべく本発明者が鋭意検討を行ったところ立体形状を有する芯材において表面が180度未満の内角で隣り合わせになっているコーナー部が応力集中を生じ易い部位であること、及び、この部位の気泡形状を所定の状態に調整することで応力集中への有効な対策となることを見出して本発明を完成させるに至ったものである。
即ち、上記課題を解決すべく、本発明は、樹脂発泡体からなる芯材と、樹脂及び繊維を含む繊維強化樹脂材とを備え、前記芯材の表面に前記繊維強化樹脂材が被覆されて繊維強化樹脂層が形成されている繊維強化複合体であって、前記芯材は、立体形状を有し、繊維強化樹脂材によって被覆されている表面が180度未満の内角で隣り合わせになっているコーナー部を有しており、該コーナー部の表面から2.5mm深さまでの気泡の扁平率が20%以上である繊維強化複合体を提供する。
また、本発明は、上記のような繊維強化複合体が用いられてなる輸送機器構成用部材を提供する。
さらに、本発明は、樹脂発泡体からなる芯材と、樹脂及び繊維を含む繊維強化樹脂材とを備え、前記芯材の表面に前記繊維強化樹脂材が被覆されて繊維強化樹脂層が形成されている繊維強化複合体を作製するための繊維強化複合体の製造方法であって、前記芯材の表面に前記繊維強化樹脂材を積層して予備成形体を作製する第1工程、及び、加熱状態にした前記予備成形体を成形型で加圧し、前記芯材と前記繊維強化樹脂材とを熱接着させる第2工程を実施して、前記芯材が立体形状を有する繊維強化複合体を作製し、且つ、繊維強化樹脂材によって被覆されている表面が180度未満の内角で隣り合わせになっているコーナー部を有する芯材を備えた繊維強化複合体を作製し、少なくとも前記コーナー部となる部位に発泡剤が含有されている芯材を前記第2工程で用いることにより、該第2工程では、芯材の前記部位における気泡を成長させて前記コーナー部の表面から2.5mm深さまでの気泡の扁平率が20%以上の繊維強化複合体を形成させる繊維強化複合体の製造方法を提供する。
本発明の繊維強化複合体は、上述の如き構成を有していることから、優れた機械的強度を有している。そして、本発明の繊維強化複合体の製造方法によれば、優れた機械的強度を有する繊維強化複合体を製造することができる。
第1の実施形態に係る繊維強化複合体を示した概略斜視図(a)及び概略断面図(b)、並びに、その変形例を示した概略斜視図(c)である。 第1の実施形態に係る繊維強化複合体の芯材の厚みの測定要領を示した模式図である。 第1の実施形態に係る繊維強化複合体の高度賦形部を定める要領を示した模式図である。 気泡扁平率の算出要領を示した模式図である。 積層体を雌雄金型間に配設した状態を示した模式図である。 積層体の発泡シートが二次発泡する前の状態を示した模式図である。 積層体の発泡シートが二次発泡した後の状態を示した模式図である。 雌雄金型を型開きして繊維強化複合体を取り出して発泡シートの両端部を切除した状態を示した模式図である。 第2の実施形態に係る繊維強化複合体を示した平面図(上面図)である。 第2の実施形態に係る繊維強化複合体を示した平面図(底面図)である。 第2の実施形態に係る繊維強化複合体を示した断面図(図9のX−X線矢視断面図)である。
以下に本発明の実施の形態について説明する。
本発明の繊維強化複合体は、樹脂発泡体からなる芯材と、樹脂及び繊維を含む繊維強化樹脂材とを備え、前記芯材の表面に前記繊維強化樹脂材が被覆されて繊維強化樹脂層が形成されている。
ここで前記芯材としては、例えば、樹脂発泡シートを熱成形した成形体や樹脂発泡ビーズを型内成形したビーズ発泡成形体が挙げられる。
まず、芯材が発泡シート製である場合を例にして、本発明の第1の実施形態について説明する。
(第1実施形態)
図1は、この第1実施形態に係る繊維強化複合体を示した概略斜視図(a)、及び、概略断面図(b)、並びに、その変形例を示した概略斜視図(c)であり、該断面図(b)は、前記斜視図(a)におけるX−X線矢視断面の様子を示したものである。
図に示されているように、繊維強化複合体Aの芯材A1は、発泡シート1によって構成されたものである。
本実施形態に係る繊維強化複合体Aは、平面視における輪郭形状が略正方形で、4つの角部に丸みをもった正方形状の輪郭形状を有している。
そして、繊維強化複合体Aは、平面視における外周縁を周回するような形で側壁部が設けられており、前記輪郭形状よりも一回り小さな正方形状の底面部の外周縁から外広がりに立ち上がるような形で前記側壁部を有している。
従って、本実施形態に係る繊維強化複合体Aは、言い換えると、深さの浅い角盆形状を有している。
なお、以下においては、図1(a)における奥行き方向を長さ方向と称し、図1(a)における横方向を幅方向と称する。
前記芯材A1は、繊維強化複合体Aと略同形状を有し、繊維強化複合体Aの厚みを僅かに薄くした形状を有している。
即ち、前記芯材Aは、繊維強化複合体Aを平置き状態にした場合に略水平となる底面部Aaと、該底面部Aaの外周縁より所定の仰角にて外広がりに立ち上がる側壁部Abとを有している。
従って、前記芯材A1は、底面部Aaの表面と側壁部Abの表面とが180度未満の内角で隣り合わせになっており、コーナー部Acが備えられている。
即ち、本実施形態の前記芯材A1は、底面部Aaを形成している部位と側壁部Abを形成している部位との2つの部位がコーナー部Acを介して隣合っている。
また、本実施形態の繊維強化複合体Aは、芯材A1が、前記側壁部Abの上端縁から外向きに短く延びる鍔部Adを備えている。
なお、図1では、芯材A1の両面に繊維強化樹脂層A2、A2が積層されており、前記鍔部Adの外側端面以外において、芯材のA1の略全面が繊維強化樹脂材で覆われている繊維強化複合体Aを示しているが、本実施形態の繊維強化複合体Aは、芯材A1の片面にのみ繊維強化樹脂層A2が備えられていてもよい。
また、本実施形態に係る繊維強化複合体Aは、その変更例において、平面視における輪郭形状が正方形ではなく、その他の多角形、円形、楕円形、半円形、三日月形、不定形などの種々の形態とすることができる。
図1(c)に示した変更例に係る繊維強化複合体Aは、平面視における輪郭形状が長方形で、該長方形の長辺に沿って形成された側壁部を有するトレー形状を有している。
ただし、この変更例に係る繊維強化複合体Aは、図1(a)に例示のものとは異なり平面視における外周縁を周回するような形で前記側壁部が設けられてはおらず、短辺に沿った部位においては側壁部が形成されてはいない。
従って、この変更例に係る繊維強化複合体Aは、言い換えると、深さの浅い樋形状を有している。
なお、以下においては、前記長方形の長辺に沿った方向(図1(c)における奥行き方向)を長さ方向と称し、短辺に沿った方向(図1(c)における横方向)を幅方向と称する。
そして、この変更例に係る繊維強化複合体Aは、その幅方向に沿って切断した際の断面形状(図1(c)Y−Y線矢視断面)が図1(b)と同様になるように形成されている。
この変形例における前記芯材A1は、繊維強化複合体Aと略同形状を有し、繊維強化複合体Aの厚みを僅かに薄くした形状を有している。
即ち、前記芯材Aは、繊維強化複合体Aを平置き状態にした場合に略水平となる底面部Aaと、該底面部Aaの幅方向両端部より所定の仰角にて外広がりに立ち上がる側壁部Abとを有している。
従って、前記芯材A1は、底面部Aaの表面と側壁部Abの表面とが180度未満の内角で隣り合わせになっており、コーナー部Acが備えられている。
即ち、本実施形態の前記芯材A1は、底面部Aaを形成している部位と側壁部Abを形成している部位との2つの部位がコーナー部Acを介して隣合っている。
一方で底面部Aaの長さ方向両端部においては、側壁部が形成されていないためコーナー部は形成されていない。
なお、この変更例に係る繊維強化複合体Aは、芯材A1が、前記側壁部Abの上端縁から外向きに短く延びる鍔部Adを備えている点、及び、芯材A1の両面に繊維強化樹脂層A2、A2が積層されており、前記鍔部Adの外側端面以外において、芯材のA1の略全面が繊維強化樹脂材で覆われている点において図1(a)に例示のものと共通している。そして、この変更例に係る繊維強化複合体Aは、芯材A1の片面にのみ繊維強化樹脂層A2が備えられていてもよい点においても図1(a)に例示のものと共通している。
なお、発泡シートを芯材とした繊維強化複合体Aは、上記に例示したようなトレー形状のものだけでなく、例えば、平坦なシート体が折り曲げ加工されたような形状のものや、全体が階段状となるように線状のコーナー部を複数並列配置させたようなものであっても良い。
前記発泡シート1は、例えば、熱成形などによって立体形状に賦形することができるものであれば、特に限定されない。
発泡シートを構成する樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂などが挙げられる。
該発泡シートを構成する樹脂は、繊維強化樹脂層A2を構成する樹脂と親和性に優れることが好ましい。
従って、先に例示のものの中では、多くの種類の樹脂との間に優れた親和性を示すものが発泡シートを構成する樹脂として好ましく、該樹脂は、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂などが好ましい。
なお、発泡シートは、単独種類の樹脂で構成される必要はなく、2種類以上の樹脂を含む混合樹脂によって構成されてもよい。
前記熱可塑性ポリエステル樹脂としては、通常、ジカルボン酸と二価アルコールとを縮合重合させてなる線状ポリエステルを採用することができる。
熱可塑性ポリエステル樹脂としては、例えば、芳香族ポリエステル樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂が挙げられる。
前記芳香族ポリエステル樹脂とは、芳香族ジカルボン酸成分とジオール成分とを含むポリエステルであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどが挙げられ、前記発泡シートを構成する芳香族ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
なお、芳香族ポリエステル樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
なお、芳香族ポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸成分及びジオール成分以外に、例えば、トリメリット酸などのトリカルボン酸、ピロメリット酸などのテトラカルボン酸などの三価以上の多価カルボン酸やその無水物、グリセリンなどのトリオール、ペンタエリスリトールなどのテトラオールなどの三価以上の多価アルコールなどを構成成分として含有していてもよい。
又、芳香族ポリエステル樹脂は、使用済のペットボトルなどから回収、再生したリサイクル材料を用いることもできる。
ポリエチレンテレフタレートは架橋剤によって架橋されていてもよい。架橋剤としては、公知のものが用いられ、例えば、無水ピロメリット酸などの酸二無水物、多官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物などが挙げられる。なお、架橋剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
ポリエチレンテレフタレートを架橋剤によって架橋する場合には、押出機にポリエチレンテレフタレートと共に架橋剤を供給すればよい。押出機に供給する架橋剤の量は、少なすぎると、ポリエチレンテレフタレートの溶融時の溶融粘度が小さくなりすぎて、破泡してしまうことがあり、多すぎると、ポリエチレンテレフタレートの溶融時の溶融粘度が大きくなりすぎて、発泡体を押出発泡によって製造する場合には押出発泡が困難となることがあるので、ポリエチレンテレフタレート100質量部に対して0.01〜5質量部が好ましく、0.1〜1質量部がより好ましい。
脂肪族ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリ乳酸系樹脂が挙げられる。
ポリ乳酸系樹脂としては、乳酸がエステル結合により重合した樹脂を用いることができ、商業的な入手容易性及びポリ乳酸系樹脂発泡粒子への発泡性付与の観点から、D−乳酸(D体)及びL−乳酸(L体)の共重合体、D−乳酸又はL−乳酸のいずれか一方の単独重合体、D−ラクチド、L−ラクチド及びDL−ラクチドからなる群から選択される1又は2以上のラクチドの開環重合体が好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
ポリ乳酸系樹脂は、乳酸以外の単量体成分として、例えば、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘプタン酸などの脂肪族ヒドロキシカルボン酸;コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、無水コハク酸、無水アジピン酸、トリメシン酸、プロパントリカルボン酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸などの脂肪族多価カルボン酸;エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリットなどの脂肪族多価アルコールなどを含有していてもよい。
ポリ乳酸系樹脂は、アルキル基、ビニル基、カルボニル基、芳香族基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基などのその他の官能基を含んでいてもよい。ポリ乳酸系樹脂はイソシアネート系架橋剤などによって架橋されていてもよく、エステル結合以外の結合手により結合していてもよい。
ポリフェニレンエーテル系樹脂としては、例えば、ポリ(2、6−ジメチルフェニレン−1、4−エーテル)、ポリ(2、6−ジエチルフェニレン−1、4−エーテル)、ポリ(2、6−ジクロロフェニレン−1、4−エーテル)、ポリ(2、6−ジブロモフェニレン−1、4−エーテル)、ポリ(2−メチル−6−エチルフェニレン−1、4−エーテル)、ポリ(2−クロロ−6−メチルフェニレン−1、4−エーテル)、ポリ(2−メチル−6−イソプロピルフェニレン−1、4−エーテル)、ポリ(2、6−ジ−n−プロピルフェニレン−1、4−エーテル)、ポリ(2−ブロモ−6−メチルフェニレン−1、4−エーテル)、ポリ(2−クロロ−6−ブロモフェニレン−1、4−エーテル)、ポリ(2−クロロ−6−エチルフェニレン−1、4−エーテル)などが挙げられる。ポリフェニレンエーテル系樹脂の重合度は、通常、10〜5000のものが用いられる。
アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル系モノマーを重合させることによって製造される。なお、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルの何れか一方又は双方を意味する。
(メタ)アクリル系モノマーとしては、特に限定されず、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
又、アクリル系樹脂は、上記(メタ)アクリル系モノマー以外にこれと共重合可能なモノマー成分を含有していてもよい。このようなモノマーとしては、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸アミド、マレイン酸イミドなどが挙げられる。
ポリスチレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、i−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどのスチレン系モノマーをモノマー単位として含む単独重合体又は共重合体、スチレン系モノマーと、このスチレン系モノマーと共重合可能な一種又は二種以上のビニルモノマーとをモノマー単位として含む共重合体などが挙げられ、スチレン系モノマーと、このスチレン系モノマーと共重合可能な一種又は二種以上のビニルモノマーとをモノマー単位として含む共重合体が好ましく、メタクリル酸及び/又はメタクリル酸メチルと、スチレン系モノマーとをモノマー単位として含む共重合体がより好ましい。なお、ポリスチレン系樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
スチレン系モノマーと共重合可能なビニルモノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル(アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなど)、メタクリル酸エステル(メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなど)などのアクリル系モノマー、無水マレイン酸、アクリルアミドなどが挙げられ、アクリル系モノマーが好ましく、メタクリル酸、メタクリル酸メチルを含むことがより好ましく、メタクリル酸、メタクリル酸メチルが特に好ましい。
本実施形態における芯材A1は、上記発泡シート1が熱成形によって賦形されたものであり、3次元的な立体形状を有している。
本実施形態における芯材A1は、例えば、繊維強化樹脂材との積層前に予め賦形されたものであっても、繊維強化樹脂材との積層後に繊維強化樹脂材とともに賦形されたものであってもよい。
該芯材A1に立体的な形状を賦与するための熱成形としては公知の方法を用いることができ、例えば、真空成形法、圧空成形法、圧縮成形法などが挙げられる。
真空成形法、圧空成形法及び圧縮成形法を応用した熱成形方法として、例えば、ストレート成形法、ドレープ成形法、プラグアシスト成形法、プラグアシスト・リバースドロー成形法、エアスリップ成形法、スナップバック成形法、リバースドロー成形法、プラグアシスト・エアスリップ成形法、マッチモールド成形法、プレス成形法、SMC成形法及び、これらの成形法を組み合わせた熱成形方法が挙げられ、成形性に乏しい繊維強化樹脂材を使用しても外観の良好な繊維強化複合体を得ることができるので、プレス成形法、マッチモールド成形法が好ましい。
本実施形態の繊維強化複合体Aは、コーナー部Acの表面から2.5mm深さまでの領域における気泡の扁平率が20%以上である。
また、本実施形態の繊維強化複合体Aは、コーナー部Acにおける芯材A1の厚みが該コーナー部Acを介して隣り合う前記底面部Aa及び前記側壁部Abよりも厚くなっている。
一般的な発泡シートやビーズ発泡成形体において、表面近傍の気泡は、該表面と平行する方向に長く伸びた扁平なものとなっており、通常、扁平率が20%未満となっている。
また、一般的な繊維強化複合体の製造方法においては、繊維強化樹脂材との積層一体化に際して芯材が圧縮されるため、この扁平率はさらに小さなものとなっている。
これに対し、本実施形態の繊維強化複合体Aは、後述するように少なくとも前記コーナー部となる部位において発泡剤が含まれている発泡シートを使用し、且つ、当該部位に対して過度な圧力が加わらないようにして発泡シートと繊維強化樹脂材とを積層一体化させることで前記部位における気泡を厚み方向に成長させ、最終的にはコーナー部の表面近傍の気泡が20%以上の扁平率を有する状態となっている。
前記コーナー部Acは、前記底面部Aaに対して前記側壁部Abが倒伏する方向、或いは、前記底面部Aaに対して前記側壁部Abが起立する方向に変形を生じるような形で繊維強化複合体Aに応力が加わった場合に応力集中が生じ易い箇所である。
即ち、前記コーナー部Acは、例えば、前記側壁部Abが起立する方向に応力が加わった場合には、内側の繊維強化樹脂層A2が屈曲する方向に変形される結果として内側から厚み方向に向けて圧縮される形で応力を受け易い箇所である。
また、前記コーナー部Acは、前記側壁部Abが倒伏する方向に応力が加わった場合には、面方向に伸長される形で応力を受け易い箇所である。
ここで芯材の気泡の扁平率が一定以上であるとは、芯材の厚み方向に気泡膜が立った状態となっていることを意味し、芯材の厚み方向に加わる圧縮応力に抗する能力が高いことを意味する。
また、芯材の気泡の扁平率が一定以上であるとは、芯材が平面方向に延伸された場合に、該方向に気泡が変形し易いことを意味し、気泡膜が破れ難いことを意味する。
即ち、本実施形態の繊維強化複合体Aは、コーナー部Acの表面から2.5mm深さまでの気泡の扁平率が20%以上であることで、応力集中の生じ易い当該コーナー部Acが補強されており、破損等のトラブルが生じ難くなっている。
さらに、本実施形態の繊維強化複合体Aは、このコーナー部Acの厚みが底面部Aaや側壁部Abよりも厚くなっているので、破損等がより生じ難くなっている。
なお、繊維強化複合体Aは、底面部Aaの外周全域においてコーナー部Acが上記要件を満たしていなくてもよく、一部において上記要件を満たしていればこのような効果が発揮されることを期待できる。
なお、当該効果をより顕著に発揮させる上において、少なくとも、コーナー部Acの内で最も曲率半径の小さな高度賦形部において上記要件が満たされていることが好ましい。
コーナー部Acの内で最も曲率半径の小さな高度賦形部などにおける芯材Aの厚みが薄く、コーナー部Acの表面から2.5mm深さに達するまでに芯材を貫通してしまうような場合においては、該芯材を貫通するまでの全区間における気泡の扁平率が20%以上であることが好ましい。
なお、全てのコーナー部において表面から2.5mm深さに達するまでに反対面まで貫通してしまうような薄手の芯材の場合は、全てのコーナー部の内の少なくとも一部が全区間における気泡の扁平率を20%以上としていることが好ましく、全てのコーナー部が深さ方向全区間における気泡の扁平率を20%以上としていることがより好ましい。
繊維強化複合体Aにおいて、高度賦形部Bなどの気泡扁平率は、小さすぎると、繊維強化複合体の圧縮強度が低下し、又は、高度賦形部の気泡が外力に対して柔軟に変形できなくなって芯材の柔軟性が低下し、繊維強化樹脂層と芯材とが剥離しやすくなって繊維強化複合体の機械的強度が低下するので、20%以上に限定され、30%以上が好ましく、40%以上がより好ましい。
一方、繊維強化複合体Aにおいて、高度賦形部Bの芯材A1の気泡扁平率は、大きすぎると、高度賦形部の気泡が外力に対して柔軟に変形できなくなって芯材の柔軟性が低下し、繊維強化樹脂層と芯材とが剥離しやすくなって繊維強化複合体の機械的強度が低下するので、95%以下が好ましく、90%以下がより好ましい。
ここで、繊維強化複合体Aの芯材A1の厚みとは、図2に示したように、芯材A1の表面の任意の点Pから反対側の表面まで最短で到達するように直線を描き、芯材A1の反対側の表面と前記直線とが交差する点Pを定めたとき、両端をP、Pとする直線Lの長さTをいう。
又、繊維強化複合体Aの高度賦形部Bは下記の要領で定められる。
図3に示したように、繊維強化複合体Aにおいて、発泡シート1の熱成形前後において発泡シートの形状が変化した部分を対象として繊維強化複合体Aの繊維強化樹脂層A2表面の曲率半径を測定する。
なお、繊維強化樹脂層A2表面の曲率半径は、曲率半径を有する部分を測定部分として切り出し、測定部分をその表面に対して直交する平面にて全長に亘って切断する。
この時、切断面において、繊維強化樹脂層A2表面の曲率半径が最小となるように測定部分を切断する。切断面を電子顕微鏡にて観察し、曲率半径を有する部分の曲線に適合する円を想定することで決定する。
繊維強化複合体Aを5個用意し、各繊維強化複合体Aの同一部分について繊維強化樹脂層A2表面の曲率半径を測定し、これら曲率半径の相加平均値を当該部分の曲率半径とする。そして、繊維強化樹脂層A2表面のうち、最も小さな曲率半径を有する表面S1の両端S11、S11から繊維強化樹脂層A2の表面に対して垂直な仮想線N、Nを繊維強化複合体Aの厚みの全長に亘って描き、繊維強化樹脂層A2の表面S1とは反対側の繊維強化樹脂層A2の表面S2と、仮想線N、Nとの交点S21、S21を定める。
両端をS11、S11とする表面S1と、両端をS21、S21とする表面S2と、仮想線N、Nとで囲まれた部分を高度賦形部Bとする。高度賦形部Bの芯材A1の厚みTとは、上記表面S1の中間点における芯材A1の厚みをいう。
なお、高度賦形部Bの芯材A1の厚みを定めるにあたって、全長の全てが高度賦形部Bの芯材A1内に入っている直線Lの長さTのみを対象とする。
図3において、繊維強化複合体Aの層構成は省略した。
繊維強化複合体Aにおける芯材A1の気泡扁平率は下記の要領で測定された値をいう。
繊維強化樹脂層A2との界面に対して直交する平面で芯材A1を切断する。
この切断面を倍率200倍にて拡大写真を撮影する。
拡大写真にあらわれた芯材A1の気泡のうち、表面から2.5mmまでの領域の気泡を無作為に30個抽出する。
また、表面から2.5mm深さに到達する前に前記表面とは反対側の面にまで到達してしまう薄手の芯材にあっては、この反対面に到達するまでの全領域から気泡を無作為に30個抽出する。
なお、厚みの薄い発泡シートが芯材として用いられているような場合で、例えば、高度賦形部などにおける気泡数が30未満となっている場合は、この30未満の気泡の全てによって扁平率を求めることとする。
これら30個の気泡について、気泡の輪郭上の任意の二点を結ぶ直線のうち、最も長い直線C1を定める。
次に、気泡の輪郭上の任意の二点を結び且つ上記直線C1に対して直交する最も長い直線C2を定め、各気泡において、気泡の扁平率を下記の式に基づいて算出し、各気泡の扁平率の相加平均値を気泡扁平率とする。
なお、繊維強化複合体Aの切断は、例えば、マキタ社から商品名「LS1213」にて市販されているスライド切断機に切断刃(谷テック社製 商品名「レーザービームソー LBS AURORA260Z」)を取り付けて行うことができる。
切断面の拡大写真は、キーエンス社から商品名「デジタルマイクロスコープ VHX−1000」にて市販されている電子顕微鏡を用いることができる。
気泡の扁平率(%)=100×(直線C2の長さ)/(直線C1の長さ)
繊維強化複合体Aの芯材A1は、その表層に非発泡層が形成されていることが好ましい。
芯材A1の表面に非発泡層が形成されていることによって、芯材A1と繊維強化樹脂層A2とが互いに芯材A1の非発泡層によって強固に一体化し、繊維強化複合体Aは優れた機械的強度を発揮する。
芯材A1の非発泡層の平均厚みは、薄すぎると、芯材と繊維強化樹脂層との一体化が不十分となって、繊維強化複合体の機械的強度が低下することがあり、厚すぎると、繊維強化複合体が硬くなりすぎて脆くなることがあるので、0.005〜0.4mmが好ましく、0.01〜0.3mmがより好ましい。なお、芯材A1の非発泡層の厚みは、芯材A1の非発泡層の表面に対して直交する方向の厚みをいう。芯材A1の非発泡層の平均厚みは、非発泡層の最小厚みと最大厚みの平均値をいう。
芯材A1は、概ねその厚みを1〜10mmとすることが好ましく、1〜5mmとすることがより好ましく、1〜3mmとすることが特に好ましい。
また、その見掛け密度は、0.05〜1.2g/cmが好ましく、0.08〜0.9g/cmがより好ましい。
なお、発泡体の密度は、JIS K7222「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」に準拠して測定された値をいう。繊維強化複合体Aにおける芯材A1の見掛け密度の測定は、繊維強化複合体Aから繊維強化樹脂層A2を剥離した後の芯材に基づいて行う。
芯材A1の見掛け密度は、低すぎると、熱成形時に発泡シートが成形圧力によって気泡が過度に偏平化して繊維強化複合体の機械的強度が低下したり、又は、繊維強化複合体の高度賦形部の厚みが薄くなりすぎて繊維強化複合体の機械的強度が低下するおそれがある。芯材の見掛け密度は、高すぎると、繊維強化複合体の熱成形性が低下し、所望形状を有する繊維強化複合体を得ることができない虞れがある。
発泡シートの製造方法としては、プレス成形などの熱成形ができれば、公知の製造方法を用いることができる。
芯材となる樹脂発泡体の製造方法としては、具体的には、(1)合成樹脂発泡粒子を金型内に充填し、熱水や水蒸気などの熱媒体によって合成樹脂発泡粒子を加熱して発泡させ、合成樹脂発泡粒子の発泡圧によって発泡粒子同士を融着一体化させて所望形状を有する発泡体を製造する方法(型内発泡成形法)、(2)合成樹脂を押出機に供給して化学発泡剤又は物理発泡剤などの発泡剤の存在下にて溶融混練し押出機から押出発泡させて発泡体を製造する方法(押出発泡法)、(3)合成樹脂及び化学発泡剤を押出機に供給して化学発泡剤の分解温度未満にて溶融混練し押出機から発泡性樹脂成形体を製造し、この発泡性樹脂成形体を発泡させて発泡体を製造する方法などが挙げられる。
このなかで、発泡シートを得るための方法としては、上記(2)の押出成形法が好ましい。
なお、上記(1)の型内発泡成形法で用いられる合成樹脂発泡粒子の製造方法としては、(1)合成樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けたノズル金型から合成樹脂押出物を押出発泡させながら切断した後に冷却して合成樹脂発泡粒子を製造する方法、(2)合成樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けたノズル金型から押出発泡してストランド状の合成樹脂押出物を製造し、この合成樹脂押出物を所定間隔毎に切断して合成樹脂発泡粒子を製造する方法、(3)合成樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けた環状ダイ又はTダイから押出発泡して発泡シートを製造し、この発泡シートを切断することによって合成樹脂発泡粒子を製造する方法などが挙げられる。
上記(2)の押出発泡法の製造方法としては、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練した後に押出機の先端に取り付けたダイから押出発泡させて押出発泡シートを製造する方法が挙げられる。なお、上記ダイとしては、押出発泡において汎用されているものであれば、特に限定されず、例えば、Tダイ、サーキュラダイなどが挙げられる。
上記製造方法において、ダイとしてTダイを用いた場合には、押出機からシート状に押出発泡することによって発泡シートを製造することができる。一方、ダイとしてサーキュラダイを用いた場合には、サーキュラダイから円筒状に押出発泡して円筒状体を製造し、この円筒状体を徐々に拡径した上で冷却マンドレルに供給して冷却した後、円筒状体をその押出方向に連続的に内外周面間に亘って切断し切り開いて展開することによって発泡シートを製造することができる。
化学発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾイルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどが挙げられる。なお、化学発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
物理発泡剤は、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサンなどの飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテルなどのエーテル類、塩化メチル、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、1,1−ジフルオロエタン、モノクロロジフルオロメタンなどのフロン、二酸化炭素、窒素などが挙げられ、ジメチルエーテル、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が好ましく、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンがより好ましく、ノルマルブタン、イソブタンが特に好ましい。なお、物理発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
繊維強化樹脂層を構成している繊維強化樹脂材は、樹脂と繊維(強化繊維)とを含有するもので、本実施形態においてはシート状の繊維強化樹脂材(繊維強化樹脂シート)が好適に用いられ得る。
前記、強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維、玄武岩繊維、セラミックス繊維などの無機繊維;ステンレス繊維やスチール繊維などの金属繊維;アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサドール(PBO)繊維などの有機繊維;ボロン繊維などが挙げられる。
強化繊維は、一種単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
なかでも、炭素繊維、ガラス繊維及びアラミド繊維が好ましく、炭素繊維がより好ましい。これらの強化繊維は、軽量であるにも関わらず優れた機械的物性を有している。
強化繊維は、所望の形状に加工された強化繊維基材として用いられることが好ましい。
強化繊維基材としては、強化繊維を用いてなる織物、編物、不織布、及び強化繊維を一方向に引き揃えた繊維束(ストランド)を糸で結束(縫合)してなる面材などが挙げられる。
織物の織り方としては、平織、綾織、朱子織などが挙げられる。
また、糸としては、ポリアミド樹脂糸やポリエステル樹脂糸などの合成樹脂糸、及びガラス繊維糸などのステッチ糸が挙げられる。
強化繊維基材は、一枚の強化繊維基材のみを積層せずに用いてもよく、複数枚の強化繊維基材を積層して積層強化繊維基材として用いてもよい。
複数枚の強化繊維基材を積層した積層強化繊維基材としては、(1)一種のみの強化繊維基材を複数枚用意し、これらの強化繊維基材を積層した積層強化繊維基材、(2)複数種の強化繊維基材を用意し、これらの強化繊維基材を積層した積層強化繊維基材、(3)強化繊維を一方向に引き揃えた繊維束(ストランド)を糸で結束(縫合)してなる強化繊維基材を複数枚用意し、これらの強化繊維基材を繊維束の繊維方向が互いに相違した方向を指向するように重ね合わせ、重ね合わせた強化繊維基材どうしを糸で一体化(縫合)してなる積層強化繊維基材などが用いられる。なお、糸としては、ポリアミド樹脂糸やポリエステル樹脂糸などの合成樹脂糸、及びガラス繊維糸などのステッチ糸が挙げられる。
前記繊維強化樹脂シートは強化繊維に樹脂が含浸されてなるものである。
強化繊維に含浸させる樹脂としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の何れも用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、マレイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、マレイミド樹脂とシアン酸エステル樹脂とを予備重合した樹脂などが挙げられ、耐熱性、衝撃吸収性又は耐薬品性に優れていることから、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂が好ましい。
繊維強化樹脂シートには、熱硬化性樹脂を硬化させるための硬化剤や硬化促進剤を含有させても良く、その他の添加剤が含有されていてもよい。
なお、熱硬化性樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
エポキシ樹脂としては、エポキシ化合物どうしの重合体又は共重合体であって直鎖構造を有する重合体や、エポキシ化合物と、このエポキシ化合物と重合し得る単量体との共重合体であって直鎖構造を有する共重合体が挙げられる。
具体的には、エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、長鎖脂肪族型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などが挙げられ、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂が好ましい。
なお、エポキシ樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
前記熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アミド系樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、サルファイド系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられ、芯材との接着性又は繊維強化樹脂層を構成している強化繊維どうしの接着性に優れていることから、ポリエステル系樹脂が好ましい。
なお、熱可塑性樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
熱可塑性ポリウレタン樹脂としては、ジオールとジイソシアネートとを重合させて得られる直鎖構造を有する重合体が挙げられる。ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオールなどが挙げられる。
ジオールは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。ジイソシアネートとしては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートが挙げられる。ジイソシアネートは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なお、熱可塑性ポリウレタン樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
繊維強化樹脂層中における樹脂の含有量は、20〜70質量%が好ましく、30〜60質量%がより好ましい。
樹脂の含有量が少なすぎると、強化繊維どうしの結着性や繊維強化樹脂層A2と芯材A1との接着性が不十分となり、繊維強化樹脂層A2の機械的物性や繊維強化複合体Aの表面硬度又は曲げ弾性率を十分に向上させることができない虞れがある。
また、樹脂の含有量が多すぎる場合も、繊維強化樹脂層A2の機械的物性が低下して、繊維強化複合体の表面硬度又は曲げ弾性率を十分に向上させることができない虞れがある。
繊維強化樹脂層の厚みは、0.02〜2mmが好ましく、0.05〜1mmがより好ましい。
厚みが上記範囲内である繊維強化樹脂層は、軽量であるにも関わらず機械的物性に優れている。
繊維強化樹脂層の目付は、50〜4000g/mが好ましく、100〜1000g/mがより好ましい。
目付が上記範囲内である繊維強化樹脂層は、軽量であるにも関わらず機械的物性に優れている。
次に、繊維強化複合体Aの製造方法の一例を説明する。
以下においては、熱成形法としてプレス成形を用いた場合を例示するが、繊維強化複合体Aの製造方法としてはプレス成形法を用いた場合に限定されるものではない。
図5〜7に示したように、維強化複合体Aは、例えば、発泡シート1の少なくとも一面にシート状の繊維強化樹脂材2を積層して予備成形体Mを作製する第1工程、加熱状態にした前記予備成形体を成形型で加圧し、前記芯材と前記繊維強化樹脂材とを熱接着させる第2工程を実施して作製することができる。
本実施形態の維強化複合体Aは、単なる板状で2次元的な発泡シート1をこの第2工程において立体形状を有する状態とすることができる。
また、本実施形態においては、この第2工程で繊維強化樹脂材によって被覆されている表面が180度未満の内角で隣り合わせになっているコーナー部を有する芯材を備えた繊維強化複合体を作製することができる。
前記第1工程で、発泡シート1の少なくとも一面に、繊維強化樹脂材2を積層させるにあたって、後続する工程における予備成形体の取り扱い性向上の観点から、発泡シート1に繊維強化樹脂材2を仮接着させることが好ましい。
発泡シート1と繊維強化樹脂材2との仮接着は、繊維強化樹脂材2に含浸させている樹脂によって行ってもよいし、別途用意した公知の接着剤を用いてもよい。
なお、発泡シート1と繊維強化樹脂材2との仮接着は、後続する工程の熱成形時において、繊維強化樹脂材2が発泡シート1上において自由に移動可能となるように行うことが好ましい。
発泡シート1と繊維強化樹脂材2との仮接着力は、低すぎると、予備成形体の取り扱い時に発泡シート1と繊維強化樹脂材2とが不測に分離することがあり、高すぎると、予備成形体のプレス成形時に、繊維強化樹脂材と発泡シートとの一体化が解除されず、繊維強化樹脂材を発泡シート上において滑らしながら熱成形することができないことがあるので、1〜300N/cmが好ましく、1〜100N/cmがより好ましい。
なお、発泡シート1と繊維強化樹脂材2との仮接着力は、JIS K6850(1999)に準拠して、予備成形体から切り出したものを試験片とし、試験速度10mm/分にて測定されたせん断引張力をいう。
なお、発泡シート1と繊維強化樹脂材2との仮接着力は、小型卓上試験機(日本電産シンポ社製 商品名「FGS1000TV/1000N+FGP−100」)を用いて測定することができる。
更に、予備成形体Mの繊維強化樹脂材2上に雌雄金型からの離型性を向上させるために合成樹脂フィルムから構成された離型フィルム3を積層させてもよい。
離型フィルムを構成する合成樹脂としては、繊維強化樹脂材2及び雌雄金型に対して剥離性を有しておれば、特に限定されず、例えば、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(4フッ化エチレン−エチレン共重合体)などのフッ素系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられる。
前記第1工程では、例えば、帯状の発泡シートと、該発泡シートよりも幅の狭い2枚の帯状の繊維強化樹脂シートとを用意し、該繊維強化樹脂シートを発泡シートの両面に積層して、幅方向両端部において繊維強化樹脂シートよりも外側に発泡シートが延出した状態の予備成形体Mを作製し、前記第2工程は、予備成形体Mを構成している発泡シート1の幅方向両端部を把持する一方で、繊維強化樹脂層形成材2の少なくとも一端部が把持されていない状態で実施することが好ましく、図6に示したように、繊維強化樹脂層形成材2を両端部とも把持しない状態で実施することが好ましい。
このように、繊維強化樹脂材2の少なくとも一端部を把持しないことによって、予備成形体Mのプレス成形時に、発泡シート1上において繊維強化樹脂材2が移動可能な状態とし、繊維強化樹脂層形成材2を発泡シート1とは別に雌雄金型41、42によって円滑にプレス成形することができ、プレス成形が困難とされている繊維強化樹脂材2を発泡シート1上において容易に且つ正確にプレス成形することができる。
又、発泡シート1の把持は、予備成形体Mをプレス成形する際に発泡シート1を雌型41及び雄型42に対して正確な位置に保持して発泡シート1を安定的に支持し、発泡シート1を正確にプレス成形可能にすると共に、安定的に支持された発泡シート1上にて繊維強化樹脂材2を安定的にプレス成形して所望形状に成形させ得る。
即ち、発泡シート1を把持することによって予備成形体Mの発泡シート1及び繊維強化樹脂材2は、所望形状に正確にプレス成形され得る。
発泡シート1の把持は、例えば、発泡シート1が後述する加熱によって収縮する場合には、発泡シート1が加熱によって収縮するのを阻止し、発泡シート1が雌雄金型41、42に対して正確な位置に配設されるように保持する。
逆に、発泡シート1が加熱によって膨張する場合には、発泡シート1の膨張によるドローダウンを防止するために発泡シート1を引っ張ることによって発泡シート1に皺などが発生するのを防止し、発泡シート1が雌雄金型41、42に対して皺などを発生させることなく正確な位置に配設されるように保持する。
又、発泡シート1が加熱によって膨張又は収縮を生じない場合も、発泡シート1を把持しておくことによって、発泡シート1がプレス成形時に雌雄金型41、42の接合面内に引き込まれるのを防止して、発泡シート1を皺なく正確にプレス成形できるようにする。
発泡シート1の把持は公知のクランプ5を用いて行われればよい。
又、発泡シート1を把持する位置は、上記目的が達成されるのであれば、特に限定されず、例えば、発泡シート1の対向する外周縁部や、発泡シートの四方外周縁部などが挙げられる。
前記第2工程では、上述のようにして発泡シート1が把持された予備成形体Mを加熱状態で加圧し発泡シート1と繊維強化樹脂材2とを熱接着させる芯材A1と繊維強化樹脂層A2とが積層一体化された繊維強化複合体Aを作製する。
このとき予備成形体Mの加熱によって繊維強化樹脂材2中に含浸されている樹脂を軟化させる。
この繊維強化樹脂材2が未硬化の熱硬化性樹脂を含む場合は、未硬化の熱硬化性樹脂を軟化させて硬化させることなく流動性を有する状態とすることが好ましい。
熱硬化性樹脂は、加熱によって熱硬化する前に流動性を有する状態となるので、この流動性を有する状態を維持するように温度制御する。
強化用合成樹脂が熱可塑性樹脂を含む場合、熱可塑性樹脂が流動性を有する状態となるように温度制御する。
なお、予備成形体Mの加熱手段は、赤外線ヒータなどの公知の加熱装置を用いればよい。
予備成形体Mの加熱温度は、低すぎると、繊維強化樹脂材に含浸させている樹脂の軟化が不十分となって、繊維強化樹脂材を雌雄金型の形状に沿って正確に成形することができないことがあり、高すぎると、発泡シートの気泡が熱によって破壊されて、得られる繊維強化複合体の軽量性及び圧縮強度が低下することがある。
従って、繊維強化樹脂材に含まれる樹脂(繊維強化樹脂材が複数種類の樹脂を含む場合は、主成分たる樹脂)のガラス転移温度をTg(℃)とした場合、予備成形体Mの加熱温度は、(Tg−60℃)〜(Tg+80℃)が好ましく、(Tg−50℃)〜(Tg+70℃)がより好ましい。
なお、この加熱温度とは、予備成形体Mの表面温度をいう。
なお、熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載されている方法で測定する。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下のように行う。示差走査熱量計装置を用いアルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約6mg充てんして、窒素ガス流量20mL/分のもと、試料を30℃から−40℃まで降温した後に10分間に亘って保持した後、試料を−40℃から290℃まで昇温(1st Heating)し、290℃に10分間に亘って保持した後に290℃から−40℃まで降温(Cooling)、10分間に亘って保持した後に−40℃から290℃まで昇温(2nd Heating)した時のDSC曲線を得る。なお、全ての昇温速度及び降温速度は10℃/分で行い、基準物質としてアルミナを用いる。本発明実施形態において、ガラス転移温度とは、2nd Heating過程で得られたDSC曲線より得られた中間点ガラス転移温度のことをいう。又、この中間点ガラス転移温度はJIS K7121:1987(9.3「ガラス転移温度の求め方」)より求める。なお、示差走査熱量計装置としては、例えば、エスアイアイナノテクノロジー社から商品名「DSC6220型」で市販されている示差走査熱量計装置を用いることができる。
前記熱硬化性樹脂のガラス転移温度は下記の要領で測定された温度をいう。熱硬化性樹脂のガラス転移温度を測定する場合には熱硬化性樹脂を予め硬化させる必要がある。熱硬化性樹脂の硬化温度はJIS K7121:1987において測定される発熱ピーク温度±10℃が目安とされる。熱硬化性樹脂の硬化時間は60分間が目安とされ、硬化後の熱硬化性樹脂の発熱ピークをJIS K7121:1987に準拠して測定した際に、発熱ピークが観察されなければ、硬化が完了されたとみなせ、この硬化後の熱硬化性樹脂を用いて、後述する要領で熱硬化性樹脂のガラス転移温度を測定する。なお、上述した熱硬化性樹脂の硬化温度の目安となる発熱ピーク温度の詳細な測定方法は、下記の通りである。熱硬化性樹脂の発熱ピーク温度は、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載されている方法で測定する。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下の要領で行う。示差走査熱量計装置を用いてアルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約6mg充てんして、窒素ガス流量20mL/分のもと、基準物質としてアルミナを用い、試料を30℃から220℃まで速度5℃/分で昇温させる。本実施形態において、熱硬化性樹脂の発熱ピーク温度とは1回目昇温時のピークトップの温度を読みとった値である。なお、示差走査熱量計装置としては、例えば、エスアイアイナノテクノロジー社から商品名「DSC6220型」にて市販されている示差走査熱量計装置を用いることができる。
熱硬化性樹脂のガラス転移温度は、JIS K7121(1987)「プラスチックの転移温度測定方法」における規格9.3「ガラス転移温度の求め方」に準拠して測定された温度とする。具体的には、ガラス転移温度を測定する、硬化後の熱硬化性樹脂6mgを試料として採取する。示差走査熱量計装置を用い、装置内で流量20mL/分の窒素ガス流の下、試料を20℃/分の昇温速度で30℃から200℃まで昇温して200℃にて試料を10分間に亘って保持する。その後、試料を装置から速やかに取出して25±10℃まで冷却した後、装置内で、流量20mL/分の窒素ガス流の下、20℃/分の昇温速度で試料を200℃まで再度、昇温した時に得られるDSC曲線よりガラス転移温度(中間点)を算出する。測定においては基準物質としてアルミナを用いる。なお、示差走査熱量計装置としては、例えば、エスアイアイナノテクノロジー社から商品名「DSC6220型」にて市販されている示差走査熱量計装置を用いることができる。
前記第2工程を実施するのに際しては、予備積層体Mの加熱によって、繊維強化樹脂材2については、これに含有させている樹脂を流動性を有する状態としてプレス加工可能な状態にさせるとともに、発泡シート1も加熱によって軟化させプレス成形によって容易に成形可能な状態にさせることが好ましい。
前記第2工程は、この状態で図5及び図6に示したように、上記予備積層体Mを雌雄金型41、42間に配設し、雌雄金型41、42を型締めすることにより実施され得る。
なお、金型は、雌型41及び雄型42を閉じた場合にこれらの間にキャビティ43が形成され、このキャビティ43内に予備積層体Mが配設された状態となるように形成されている。
なお、上記では、予備積層体Mを加熱した上で雌雄金型41、42間に配設した場合を説明したが、予備積層体Mを雌雄金型41、42間に配設した上で、予備積層体Mを加熱してもよい。
前記金型は、前記コーナー部Acを形成させるための部位において、予備積層体Mの容積よりも広い容積を有するキャビティを備えていることが好ましい。
このことにより型締時において、雌雄金型41、42の熱成形面41a、42aと予備積層体Mとの間に余剰空間44(以下「発泡空間部44」ともいう)が形成されることになる。
そして、少なくとも前記コーナー部Acとなる部位に発泡剤が含有されている発泡シート1を前記第2工程で用いることにより、該第2工程では、少なくともこの発泡空間部44の容積分だけ発泡シート1を2次発泡させることができる。
このことにより前記芯材A2は、コーナー部Acの気泡が丸みを帯びた状態となり、該コーナー部の表面から2.5mm深さまでの気泡の扁平率が20%以上となる。
予備成形体Mは、プレス成形時、芯材のコーナー部Acとなる部位において発泡シート1が平面方向に延伸され易く、発泡シートの厚みを減少させ易い。
しかしながら、本実施形態においては、発泡シートが発泡剤を含んでおり、発泡シートに2次発泡を生じさせることができる。
しかも、この2次発泡により、コーナー部Acにおける厚みを底面部Aaや側壁部Abにおける厚みよりも厚くさせることができる。
このように各部位に所定の厚みを付与させ易い点において第2工程は、間に所定形状のキャビティが形成される雌雄金型41、42を用いて実施することが好ましい。
更に、雌雄金型41、42を型締めした状態において、発泡シート1を2次発泡させることによって、この発泡シート1の発泡力を繊維強化樹脂材2との間の圧力として利用することができる。
即ち、所定形状のキャビティが形成される雌雄金型41、42を用い、且つ、発泡剤を含有する発泡シートを用いて第2工程を実施することで、芯材A1と繊維強化樹脂層A2との密着性に優れ、且つ、金型の成形面の形状が忠実に反映された繊維強化複合体を得られ易くなるという効果が発揮される。
上記のように本実施形態においては、雌雄金型41、42を型締めした状態において、発泡シート1を2次発泡させることによって、発泡シート1がプレス成形時に延伸されるにもかかわらず、芯材のコーナー部となる部位において発泡シート1の気泡が過度に偏平になるのを防止することができ、該気泡をできるだけ真球に近い形態となるようにすることができる。
芯材は、その気泡が真球に近いほど気泡に加えられる圧縮力に対して強い抵抗力を示す。
更に、芯材は、その気泡が真球に近い形態になればなるほど外力に対する変形の自由度を向上させることができる。
従って、本実施形態の繊維強化複合体は、外部からの変形力に対して優れた追従性を有する。
前記第2工程でのプレス成形時における発泡シートの2次発泡は、150℃1分間加熱における発泡シートの厚み膨張率(以下、単に「加熱厚み膨張率」ということがある)を目安とすることができる。
発泡シートの加熱厚み膨張率が低すぎると、得られる繊維強化複合体において、芯材と繊維強化複合体との一体化が不十分となって機械的強度が低下し、又は、芯材の厚みが薄くなる部分が生じて繊維強化複合体の圧縮強度などの機械的強度が低下することがある。発泡シートの加熱厚み膨張率が高すぎると、発泡シートの二次発泡時に気泡壁が破れて、繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れや、金型への負荷が大きくなりすぎる虞れがある。発泡シートの加熱厚み膨張率は、通常、0.5%以上とされ、3%以上が好ましく、5%以上がより好ましく、8%以上が特に好ましく、10%以上が更に好ましい。発泡シートの加熱厚み膨張率の上限としては、特に限定されないが、150%が好ましく、100%がより好ましく、35%が特に好ましい。
なお、発泡シートの加熱厚み膨張率は下記の要領で測定される値をいう。
発泡シートから一辺が15cmの平面正方形状の試験片を切り出す。
試験片の厚みを任意の9箇所において測定し、その相加平均値を加熱前厚みtとする。
次に、試験片をその表面温度が150℃となるように1分間に亘って加熱した後、25℃にて60分間に亘って放置する。
しかる後、試験片の厚みを任意の9箇所において測定し、その相加平均値を加熱後厚みtとする。
加熱前厚みt及び加熱後厚みtに基づいて下記式により発泡シートの加熱厚み膨張率を算出する。
発泡シートにおける150℃での1分間加熱厚み膨張率(%)
=100×(t−t)/t
発泡シートの加熱厚み膨張率は、発泡シートに含まれている発泡剤量や発泡シートが結晶性樹脂を含む場合、その結晶化度を調整することによって制御することができる。
即ち、発泡シートに含まれている発泡剤量を多くすることによって発泡シートの加熱厚み膨張率を高くすることができる。
又、発泡シートを結晶化度が低い状態にすることによって発泡シートの加熱厚み膨張率を高くすることができる。
なお、発泡シート中の発泡剤量は下記の要領で測定される。
先ず、発泡シート全体の質量(W)を測定する。
次に、発泡シート中における発泡剤量(W)を測定する。
なお、発泡シート中における発泡剤量は、ガスクロマトグラフを用いて測定することができ、例えば、下記装置を用いて下記条件にて発泡シート中における発泡剤量を測定することができる。
発泡シートから採取した試料10〜30mgを20mLバイアル瓶に入れて精秤し、バイアル瓶を密閉してオートサンプラー付ガスクロマトグラフにセットし、バイアル瓶を210℃で20分間に亘って加熱した後、バイアル瓶の上部空間の気体をMHE(Multiple Headspace Extraction)法にて定量分析し、発泡シート中の発泡剤量(W)を測定する。
ここでいうMHE法とは、気固平衡にある気相ガスの放出を繰り返すことで得られるピーク面積の減衰を利用する定量方法である。
〔GC測定条件〕
測定装置:ガスクロマトグラフ Clarus500(Perkin−Elmer社製)
カラム:DB−1(1.0μm×0.25mmφ×60m:J&W社製)
検出器:FID
GCオーブン昇温条件:初期温度50℃(6分)
昇温速度:40℃/分(250℃まで)
最終温度:250℃(1.5分)
キャリアーガス(He),注入口温度:230℃,検出温度:310℃
レンジ:20
ベントガス 30mL/分(He)、追加ガス 5mL/分(He)
ガス圧力:初期圧力18psi(10分)、昇圧速度:0.5psi/min(24psiまで)
〔HS測定条件〕
測定装置:HSオートサンプラー TurboMatrix HS40(Perkin−Elmer社製)
加熱温度:210℃,加熱時間:20分,加圧ガス圧:25psi,加圧時間:1分
ニードル温度:210℃,トランスファーライン温度:210℃,試料導入時間:0.08分
〔算出条件〕
検量線用標準ガス:混合ガス(ジーエルサイエンス社製)
混合ガス含有量:i−ブタン 約1質量%,n−ブタン 約1質量%,バランス 窒素
算出方法:MHE法により試料の発泡剤含有量を算出する。
結果は全てi−ブタン換算量とする。
発泡シート中における発泡剤量は下記式に基づいて算出することできる。
発泡シート中における発泡剤量(質量%)=100×W/W
発泡シートの結晶化度は、高すぎると、発泡シートの2次発泡性が低下し、得られる繊維強化複合体において、芯材と繊維強化樹脂層との一体化が不十分となって繊維強化複合体の機械的強度が低下し、又は、芯材が部分的に又は全体的に薄くなって繊維強化複合体の圧縮強度などの機械的強度が低下することがあるので、15%以下が好ましく、10%以下がより好ましい。
発泡シートの結晶化度は、発泡直後の発泡シートの冷却速度を調整することによって制御することができる。
例えば、押出発泡直後の発泡シートの冷却速度を速くすればするほど得られる発泡シートの結晶化度を低くさせることができる。
なお、発泡シートの結晶化度は、JIS K7122:1987「プラスチックの転移熱測定方法」に記載されている方法で測定することができる。
具体的には、示差走査熱量計装置(エスアイアイナノテクノロジー社製 商品名「DSC6220型」)を用いて以下のようにして測定することができる。
発泡シートから切り出した好ましくは直方体形状の試料をアルミニウム製の測定容器の底に隙間のないように約6mg充填して、試料を窒素ガス流量30mL/分の条件下にて30℃で2分間に亘って保持する。
しかる後、試料を速度10℃/分で30℃から290℃まで昇温した時のDSC曲線を得る。
その時の基準物質はアルミナを用いる。
発泡シートが熱可塑性ポリエステル樹脂製である場合、当該発泡シートの結晶化度は、融解ピークの面積から求められる融解熱量(mJ/mg)と結晶化ピークの面積から求められる結晶化熱量(mJ/mg)の差を合成樹脂の完全結晶の理論融解熱量ΔHで徐して求められる割合となる。
例えば、ポリエチレンテレフタレートのΔHは140.1mJ/mgである。
発泡シートの結晶化度は下記式に基づいて算出される。
発泡シートの結晶化度(%)
=100×(│融解熱量(mJ/mg)│−│結晶化熱量(mJ/mg)│)/ΔH(mJ/mg)
発泡シート1の厚みは、薄すぎると、得られる繊維強化複合体の圧縮強度などの機械的強度が低下することがあり、厚すぎると、熱成形性が低下することがあるので、1〜10mmが好ましく、1〜5mmがより好ましく、1〜3mmが特に好ましい。
又、発泡シート1の表面に非発泡層が形成されている場合には、発泡シート1を雌雄金型41、42間に形成されたキャビティ43内において2次発泡させるにあたって、発泡シートの表面に形成された非発泡層によって、発泡シート1の厚み方向への寸法変化を発泡シート1の面方向に沿った方向での寸法変化に比して容易に行わせることができる。
よって、発泡シート1の気泡ができるだけ真球に近い形態となり、圧縮強度などの機械的強度及び外部からの変形力に対する追従性において優れた繊維強化複合体を得る上において、非発泡層を有する発泡シート1を採用することが好ましい。
該非発泡層の厚みは、薄すぎると、発泡シートの気泡形態を真球状に近づける効果が十分に発現しないことがあり、厚すぎると、得られる繊維強化複合体の柔軟性が低下して脆くなる虞れがあるので、0.005〜0.4mmが好ましく、0.01〜0.3mmがより好ましい。
なお、非発泡層の厚みは、発泡シート1の表面に対して直交する方向における非発泡層の厚みをいう。
非発泡層の平均厚みとは、非発泡層の最小厚みと最大厚みの平均値をいう。
前記第2工程後は、例えば、発泡シート1が結晶性樹脂を含む場合には、結晶性樹脂の結晶化度を上昇させて、得られる繊維強化複合体の耐熱性及び機械的強度をさらに向上させてもよい。
また、第2工程後、繊維強化樹脂層が未硬化の熱硬化性樹脂を含んだ状態になっている場合には、この未硬化樹脂をさらに硬化させるようにしても良い。
繊維強化樹脂層に含有されている未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させるための加熱温度は、プレス成形時の予備成形体Mの加熱温度と同一であってもよいし変化させてもよいが、熱硬化性樹脂の硬化を促進するためにプレス成形時よりも高温にすることが好ましい。
繊維強化複合体Aは、必要に応じて冷却した後、雌雄金型41、42を開いて取り出した後、トリミングにより余分な部分を切り落とし、最終製品の形状とすることができる(図8参照)。
得られた繊維強化複合体Aは、熱可塑性樹脂又は硬化した熱硬化性樹脂によって強化繊維どうしが強固に結着され且つ雌雄金型41、42の熱成形面41a、42aに沿って所望形状に成形された繊維強化樹脂層A2が芯材A1の表面に沿って略全面的に密着した状態に積層一体化されている。
なお、図8においては、繊維強化樹脂層A2上に離型フィルム3が積層された状態を示したが、離型フィルム3は、必ずしも用いる必要はない。
このようにして得られた繊維強化複合体Aは、芯材A1の表面に、熱可塑性樹脂又は硬化した熱硬化性樹脂で強化繊維どうしが強固に結着されてなる繊維強化樹脂層A2が強固に積層一体化されており、優れた機械的強度を有していると共に、一部に発泡体を有していることから軽量性及び衝撃吸収性にも優れている。
更に、得られた繊維強化複合体Aの芯材A1は賦形された部分においても十分な厚みを有していると共に、芯材A1の気泡も過度に偏平していないことから、芯材A1は優れた圧縮強度及び変形の自由度を有しており、繊維強化複合体は、優れた圧縮強度及び外力に対する緩衝性を有している。
繊維強化複合体Aの芯材A1の結晶化度は、低すぎると、繊維強化複合体の機械的強度又は耐熱性が低下することがあり、高すぎると、繊維強化複合体が脆く割れやすくなり、繊維強化複合体の不要部分を切除する際に繊維強化複合体に割れが生じることがあるので、10〜35%が好ましく、15〜30%がより好ましい。
このようにして得られた繊維強化複合体は、圧縮強度などの機械的強度及び軽量性に優れているため、自動車、航空機、鉄道車輛又は船舶などの輸送機器分野、家電分野、情報端末分野、家具の分野などの広範な用途に用いることができる。
例えば、繊維強化複合体は、輸送機器の部品、及び、輸送機器の本体を構成する構造部材を含めた輸送機器構成用部材(特に自動車用部材(天井パネル、床パネル、ドアパネルなど))、ヘルメット用緩衝材、農産箱、保温保冷容器などの輸送容器、部品梱包材として好適に用いることができる。
(第2実施形態)
なお、上記においては主に芯材が発泡シートである場合を例にして繊維強化複合体について説明したが、本実施形態においては、型内成形によって複数の熱可塑性樹脂発泡粒子どうしが熱融着されて賦形された樹脂発泡体(ビーズ発泡成形体)なども好ましい前記芯材として挙げることができる。
ビーズ発泡成形体からなる芯材を用いた繊維強化複合体の一例を図9〜図11を参照しつつ説明する。
該繊維強化複合体Aは、芯材A1の全面を覆う形で繊維強化樹脂層A2が備えられている。
該繊維強化複合体Aは、図9に示すように平面視(上面視)における輪郭形状が概ね縦長な矩形状となっている。
より具体的には、図9正面視左側における輪郭形状が直線的になっている一方で正面視右側における輪郭形状は外向き(右側)にやや膨らんだ形状を有し、全体的な輪郭形状はアルファベット大文字の“D”字状となっている。
該繊維強化複合体Aは、平面視における外縁部以外を凹入させており、図11に示したように凹部100の底面を構成する底面部110と、前記底面の外縁から立ち上がる側面を構成する側壁部120とを備え、全体形状がトレー状となっている。
この底面部110は、繊維強化複合体Aの底面の様子を示した図10に示されているように、前記凹部100の凹入方向とは逆向きに凹入した第2凹部140が形成されて薄肉部150が形成されている。
本実施形態においては、繊維強化樹脂層A2が略均一厚みとなっており、芯材A1は、繊維強化複合体Aよりも繊維強化樹脂層A2の厚み分だけ小さな形状を有している。
即ち、本実施形態に係る芯材A1も第1実施形態における繊維強化複合体Aの場合と同様に底面部Aa、側壁部Ab、及び、コーナー部Acを有している。
なお、芯材や繊維強化樹脂層を形成させるための材質などについては、第1実施形態の繊維強化複合体と共通するため、ここでは繰り返しては説明を行わない。
そして、ビーズ発泡成形体からなる芯材A1が、底面部Aaと側壁部Abとの間のコーナー部Acにおいて所定の気泡状態を有していることで優れた強度が繊維強化複合体に発揮される点については芯材が発泡シートである場合と同じである。
また、芯材A1がこのような樹脂発泡体である場合、コーナー部Acにおける芯材の厚みが、隣接する底面部Aaや側壁部Abよりも厚く形成されていることが好ましい点についても芯材が発泡シートである場合と同様である。
なお、この第2実施形態における繊維強化複合体は、例えば、芯材となるビーズ発泡成形体を作製し、このビーズ発泡成形体の表面に繊維強化樹脂シートを積層して予備成形体を形成させる第1工程を実施した後で、該予備成形体と同等以下の容積のキャビティーを備えた金型を用いて第2工程を実施することにより作製することができる。
そして、この場合にも、コーナー部Acとなる部位に発泡空間部44が形成されるような金型を用いることで芯材のコーナー部Acにおける気泡を丸みを帯びた状態にさせることができる。
即ち、第2実施形態においても第1実施形態と同様に強度に優れた繊維強化複合体を得ることができる。
また、この第2実施形態の繊維強化複合体も第1実施形態の繊維強化複合体と同様に、自動車用部材などの輸送機器構成用部材として好適に利用され得るが、特にその用途が限定されるものではない。
なお、ここではこれ以上詳細な説明を行わないが、本発明の繊維強化複合体は、上記例示に限定されるものではなく、繊維強化複合体について従来公知の技術事項についてはこれを適宜採用することが可能なものである。
以下に実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例示に限定されるものでもない。
(実施例1)
ポリエチレンテレフタレート(PET、三井化学社製 商品名「SA135」、ガラス転移温度Tg:79℃、融点:247.1℃、IV値:0.86)100質量部、タルク0.72質量部、及び、無水ピロメリット酸0.2質量部を含む熱可塑性ポリエステル系樹脂組成物を口径が65mmで且つL/D比が35の単軸押出機に供給して290℃にて溶融混練した。
次に、単軸押出機の途中から、イソブタン35質量%及びノルマルブタン65質量%を含むブタンをポリエチレンテレフタレート100質量部に対して1.1質量部となるように溶融状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂組成物に圧入して、熱可塑性ポリエステル系樹脂組成物中に均一に分散させた。
しかる後、単軸押出機の前端部において、溶融状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂組成物を220℃に冷却した後、単軸押出機の前端に取り付けたサーキュラダイから円筒状に押出発泡させて円筒状体を製造し、この円筒状体を徐々に拡径した上で冷却マンドレルに供給して円筒状体をその表面温度が25℃となるように冷却した後、円筒状体をその押出方向に連続的に内外周面間に亘って切断し切り開いて展開することによってポリエチレンテレフタレート発泡シートを製造した。ポリエチレンテレフタレート発泡シートを製造直後、室温25℃にて48時間に亘って養生させた。ポリエチレンテレフタレート発泡シートを一辺350mmの平面正方形状に切り出した。ポリエチレンテレフタレート発泡シートの両面には非発泡層が形成されていた。ポリエチレンテレフタレート発泡シートの発泡倍率、全体厚み、非発泡層の平均厚み及び加熱厚み膨張率、結晶化度及び残存ガス量(発泡剤含有量)を表1に示した。
次に、炭素繊維からなる綾織の織物から形成された強化繊維基材と樹脂とを含む繊維強化樹脂シート(三菱レイヨン社製 商品名「パイロフィルプリプレグ TR3523−395GMP」、目付:200g/m2、厚み:0.23mm)を2枚、用意した。繊維強化樹脂シートは、一辺250mmの平面正方形状であった。繊維強化樹脂シートには、熱硬化性樹脂として未硬化のエポキシ樹脂(ガラス転移温度:121℃)が40質量%含有されていた。
繊維強化樹脂層の形成には、2枚の繊維強化樹脂シートをそれらの経糸の長さ方向が互いに90°の角度をなすように重ね合わせた積層シートを用いた。
前記積層シートは、2枚の繊維強化樹脂シートをエポキシ樹脂によって一体化させる形で作製した。上述の同一の要領で、更に一枚の積層シートを作製した。
上記ポリエチレンテレフタレート発泡シート1の一面に積層シート(繊維強化樹脂材2)を積層し、圧着用器具(石崎電機製作所社製 商品名「シェアーショットアイロン SI−39S」、器具重量860g)を用いて、圧着用器具の圧着面温度が18±3℃、圧着用器具のみの重量で圧着(5.7±2gf/cm2)して強繊維強化樹脂材2に含まれているエポキシ樹脂によって仮接着して、次に、離型フィルム3(クラボウ社製 商品名「オイディス」、特殊ポリスチレン系樹脂フィルム、厚み50μm)を繊維強化樹脂材2上に積層した。
更に、ポリエチレンテレフタレート発泡シート1の他面に上述と同様の要領で、繊維強化樹脂材2を積層して仮接着し、更に、離型フィルム3を繊維強化樹脂材2上に積層して予備成形体Mを製造した。ポリエチレンテレフタレート発泡シートと繊維強化樹脂材との仮接着力を表1に示した。
次に、予備成形体Mのポリエチレンテレフタレート発泡シート1をその対向する二辺の縁部においてクランプを用いて把持する一方、繊維強化樹脂材2は一切把持しなかった。しかる後、予備成形体Mを150℃に5秒間に亘って加熱して繊維強化樹脂材2に含浸されている未硬化のエポキシ樹脂を軟化させて流動性を有する状態とした。この状態において、ポリエチレンテレフタレート発泡シート1と繊維強化樹脂材2との仮接着は完全に解除され、繊維強化樹脂材2はポリエチレンテレフタレート発泡シート1上において自由に移動可能な状態となっていた。
続いて、図5及び図6に示したように、上記予備成形体Mを雌雄金型41、42間に配設し、雌雄金型41、42を型締めすることによって、プレス成形し、予備成形体Mの発泡シート1を所望形状に成形すると共に、繊維強化樹脂材2、2をポリエチレンテレフタレート発泡シート1上にて滑らしながら所望形状に成形した。
プレス成形時、予備成形体Mが140℃となるように保持し、繊維強化樹脂材2に含まれているエポキシ樹脂が硬化することなく流動性を保持するように制御した。
雌雄金型41、42を型締めした直後において、雌雄金型41、42間に形成されたキャビティ43内に配設された予備成形体Mの全ての賦形対象部分M1(コーナー部Acが形成される部位)と、これらの賦形対象部分M1に対向する雌雄金型41、42の熱成形面41a、41bとの間には、発泡シート1が二次発泡可能な発泡空間部44が形成されていた。
プレス成形時、上記予備成形体Mのポリエチレンテレフタレート発泡シート1を二次発泡させて発泡空間部44を埋めながら予備成形体Mを雌雄金型41、42の熱成形面41a、42aに沿って賦形すると共に、発泡シートを構成しているポリエチレンテレフタレートの結晶化度を上昇させた。
次に、予備成形体Mを145℃に5分間に亘って加熱して、繊維強化樹脂材2、2に含有されている未硬化のエポキシ樹脂を硬化させて、繊維強化樹脂材2の強化繊維どうしを硬化したエポキシ樹脂で結着、固定して繊維強化樹脂層A2を形成させ、この繊維強化樹脂層A2を硬化したエポキシ樹脂によってポリエチレンテレフタレート発泡シート1の両面に積層一体化させて繊維強化複合体Aを製造した。
しかる後、繊維強化複合体Aを30℃以下に冷却した後、雌雄金型41、42を開いて繊維強化複合体Aを取り出して繊維強化複合体Aを得た。
なお、ポリエチレンテレフタレート発泡シート及び繊維強化樹脂層の一部を不要部分として切除した。
得られた繊維強化複合体Aは、硬化した熱硬化性樹脂によって強化繊維どうしが結着され且つ雌雄金型41、42に沿って所望形状に成形された厚み0.46mm、目付400g/mの繊維強化樹脂層A2がポリエチレンテレフタレート発泡シート1の両面に沿って全面的に密着した状態に積層一体化されていた。
繊維強化複合体Aの断面は、図1に示すように状態になっていた。
繊維強化複合体Aは、平面長方形状の底面部と、この底面部の四方外周縁から外側斜め上方に向かって延設された平面四角枠状の側壁部とを有していた。
繊維強化複合体Aの側壁部上端は、縦220mm×横120mmの平面長方形状に形成されており、繊維強化複合体Aの内底面から側壁部の上端までの高さは18mmであった。
(実施例2)
アクリル系樹脂を含み且つ両面全面に非発泡層を有する発泡シート(発泡倍率10倍、積水化成品工業社製 製品名「フォーマック #1000グレード」、発泡剤となる尿素量:6.3質量%)を発泡シートとして用意した。
発泡シートの両面から非発泡層を切断、除去して、両面全面に気泡断面を露出させた発泡シートを得た。
この気泡断面を露出させた発泡シートをポリエチレンテレフタレート発泡シートの代わりに用いたこと以外は実施例1と同様にして繊維強化複合体Aを得た。
(実施例3)
まず、スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(PSジャパン社製 商品名「MM290」、スチレン成分の含有量:84質量%、メタクリル酸成分の含有量:11質量%、メタクリル酸メチル成分の含有量:5質量%、ガラス転移温度:130℃)にタルクを含有させてなるマスターバッチ(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体含有量:60質量%、タルク含有量:40質量%)を用意した。
熱可塑性ポリエステル系樹脂組成物の代わりに、スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(PSジャパン社製 商品名「MM290」、スチレン成分の含有量:84質量%、メタクリル酸成分の含有量:11質量%、メタクリル酸メチル成分の含有量:5質量%、ガラス転移温度:130℃)100質量部と、前記マスターバッチ1.0質量部とを含むポリスチレン系樹脂組成物を単軸押出機に供給し、ブタンをスチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体100質量部に対して1.9質量部となるように単軸押出機に圧入してポリスチレン系樹脂発泡シートを製造したこと以外は実施例1と同様にして繊維強化複合体Aを得た。
(実施例4)
ポリエチレンテレフタレート発泡シートを製造直後、室温25℃にて8カ月に亘って養生させたこと以外は実施例1と同様にして繊維強化複合体を得た。
(実施例5)
発泡シートの非発泡層を除去しなかったこと以外は実施例2と同様にして繊維強化複合体を得た。
(実施例6)
ポリエチレンテレフタレート発泡シートを製造直後、室温18℃にて6時間に亘って養生させたこと以外は実施例1と同様にして繊維強化複合体を得た。
(実施例7)
アクリル系樹脂を含み且つ両面全面に非発泡層を有する発泡シート(発泡倍率10倍、積水化成品工業社製 製品名「フォーマック #1000グレード」、発泡剤となる尿素量:8.0質量%)を発泡シートとして用いたこと以外は実施例2と同様にして繊維強化複合体を得た。
(実施例8)
ポリスチレン系樹脂発泡シートを製造直後、室温18℃にて6時間に亘って養生させたこと以外は実施例3と同様にして繊維強化複合体を得た。
(比較例1)
ポリエチレンテレフタレート発泡シートを製造直後、室温40℃にて3カ月に亘って養生したこと以外は実施例1と同様にして繊維強化複合体を得た。
(比較例2)
アクリル系樹脂を含み且つ両面全面に非発泡層を有する発泡シート(発泡倍率15倍、積水化成品工業社製 製品名「フォーマック #1500グレード」)を発泡シートとして用いたこと以外は実施例2と同様にして繊維強化複合体を得た。
(参考例)
円筒状体を冷却マンドレルに供給して表面温度が65℃となるように冷却したこと、及び、プレス成形時において積層体Mを130℃になるように加熱、保持したこと以外は実施例1と同様にして繊維強化複合体を得た。
得られた繊維強化複合体において、最も薄い部分の厚みT、高度賦形部の厚みT、芯材のコーナー部における気泡扁平率、高度賦形部の表面の曲率半径、単位重さ圧縮強度、非発泡層の平均厚み、芯材の見掛け密度、芯材の結晶化度、並びに、内底面から壁部の上端までの高さ(表1では単に「高さ」と表記した)を上記又は下記の要領で測定し、その結果を表1に示した。
(単位重さ圧縮強度)
繊維強化複合体をその開口部(壁部の上端縁)を下方に向けた状態にして水平な載置面上に載置した。繊維強化複合体の内底面の中央部と載置面との間の間隔が8mmとなるまで底部の中央部を下方に向かって押圧し、この状態における圧縮強度を測定した。得られた圧縮強度を繊維強化複合体の質量で除して単位重さ圧縮強度を算出した。繊維強化複合体を合計10個用意し、各繊維強化複合体について上述の要領で単位重さ圧縮強度を算出し、これらの単位重さ圧縮強度の相加平均値を採用した。単位重さ圧縮強度は、500kPa/g以上が好ましく、600kPa/g以上がより好ましい。
Figure 0005810201
1 発泡シート
2 繊維強化樹脂材
3 離型フィルム
41 金型(雌型)
42 金型(雄型)
43 キャビティ
44 発泡空間部
A 繊維強化複合体
A1 芯材
A2 繊維強化樹脂層
B 高度賦形部
M 予備成形体

Claims (4)

  1. 樹脂発泡体からなる芯材と、
    樹脂及び繊維を含む繊維強化樹脂材とを備え、
    前記芯材の表面に前記繊維強化樹脂材が被覆されて繊維強化樹脂層が形成されている繊維強化複合体であって、
    前記芯材は、立体形状を有し、繊維強化樹脂材によって被覆されている表面が180度未満の内角で隣り合わせになっているコーナー部を有しており、
    且つ、前記芯材は、発泡シートが熱成形されたもので、該熱成形によって形成された前記コーナー部を備え、該コーナー部における厚みが、該コーナー部を介して隣り合う部位よりも厚く、前記コーナー部の表面から2.5mm深さまでの気泡の扁平率が20%以上である繊維強化複合体。
  2. 前記発泡シートが、表層に非発泡層を備えている請求項記載の繊維強化複合体。
  3. 請求項1又は2に記載の繊維強化複合体が用いられてなる輸送機器構成用部材。
  4. 樹脂発泡体からなる芯材と、
    樹脂及び繊維を含む繊維強化樹脂材とを備え、
    前記芯材の表面に前記繊維強化樹脂材が被覆されて繊維強化樹脂層が形成されている繊維強化複合体を作製するための繊維強化複合体の製造方法であって、
    前記芯材の表面に前記繊維強化樹脂材を積層して予備成形体を作製する第1工程、及び、
    加熱状態にした前記予備成形体を成形型で加圧し、前記芯材と前記繊維強化樹脂材とを熱接着させる第2工程を実施して、前記芯材が立体形状を有する繊維強化複合体を作製し、且つ、繊維強化樹脂材によって被覆されている表面が180度未満の内角で隣り合わせになっているコーナー部を有する芯材を備えた繊維強化複合体を作製し、
    少なくとも前記コーナー部となる部位に発泡剤が含有されている芯材を前記第2工程で用いることにより、該第2工程では、芯材の前記部位における気泡を成長させて前記コーナー部の表面から2.5mm深さまでの気泡の扁平率が20%以上の繊維強化複合体を形成させる繊維強化複合体の製造方法。
JP2014168705A 2013-09-27 2014-08-21 繊維強化複合体、輸送機器構成用部材及び繊維強化複合体の製造方法 Active JP5810201B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014168705A JP5810201B2 (ja) 2013-09-27 2014-08-21 繊維強化複合体、輸送機器構成用部材及び繊維強化複合体の製造方法
KR1020157032670A KR101901623B1 (ko) 2014-08-21 2015-03-10 수지 복합체 및 수지 복합체의 제조 방법
EP15756539.1A EP3002119B1 (en) 2014-08-21 2015-03-10 Resin composite and process for producing resin composite
CN201580000859.5A CN105531112B (zh) 2014-08-21 2015-03-10 树脂复合体及树脂复合体的制造方法
US14/771,664 US10052845B2 (en) 2013-09-27 2015-03-10 Resin composite and method for producing resin composite
PCT/JP2015/057048 WO2016027488A1 (ja) 2014-08-21 2015-03-10 樹脂複合体及び樹脂複合体の製造方法
TW104107869A TWI577549B (zh) 2013-09-27 2015-03-12 樹脂複合體以及樹脂複合體的製造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013201308 2013-09-27
JP2013201308 2013-09-27
JP2014168705A JP5810201B2 (ja) 2013-09-27 2014-08-21 繊維強化複合体、輸送機器構成用部材及び繊維強化複合体の製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015085678A JP2015085678A (ja) 2015-05-07
JP2015085678A5 JP2015085678A5 (ja) 2015-08-13
JP5810201B2 true JP5810201B2 (ja) 2015-11-11

Family

ID=53048973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014168705A Active JP5810201B2 (ja) 2013-09-27 2014-08-21 繊維強化複合体、輸送機器構成用部材及び繊維強化複合体の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10052845B2 (ja)
JP (1) JP5810201B2 (ja)
TW (1) TWI577549B (ja)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017006832A1 (ja) * 2015-07-06 2017-01-12 東レ株式会社 繊維強化複合材料の製造方法
JP6468972B2 (ja) * 2015-08-27 2019-02-13 積水化成品工業株式会社 繊維強化複合発泡体の製造方法
JP6713270B2 (ja) * 2015-12-10 2020-06-24 株式会社イノアックコーポレーション 補強板
JP6668071B2 (ja) * 2015-12-25 2020-03-18 旭化成株式会社 繊維強化複合体
CA3048471A1 (en) * 2016-12-29 2018-07-05 Saint-Gobain Glass France Pvb film for head up display (hud), forming mold and forming method thereof
JP6855270B2 (ja) * 2017-02-17 2021-04-07 積水樹脂株式会社 建材
JP6933909B2 (ja) * 2017-03-09 2021-09-08 旭化成株式会社 繊維複合体及びその製造方法
KR101986999B1 (ko) * 2017-07-17 2019-06-10 주식회사 서연이화 차량용 복합소재
KR101976440B1 (ko) * 2017-07-17 2019-05-10 주식회사 서연이화 차량용 복합소재
JP7109897B2 (ja) * 2017-10-12 2022-08-01 三井化学株式会社 積層型外装材
JP7083356B2 (ja) * 2017-11-27 2022-06-10 日東電工株式会社 補強構造体および補強構造体の製造方法
BE1027265B1 (nl) * 2018-06-05 2020-12-07 Anheuser Busch Inbev Sa Samengestelde transportcontainer voor dranken
NL2021058B1 (en) * 2018-06-05 2019-12-11 Besi Netherlands Bv Method, foil, mould part and surface layer for encapsulating electronic components mounted on a carrier using expansion spaces absorbing local foil layer displacements
BE1027266B1 (nl) * 2018-06-05 2020-12-07 Anheuser Busch Inbev Sa Versterkte samengestelde transportcontainer voor dranken
BE1026344B1 (nl) * 2018-06-05 2020-01-13 Anheuser Busch Inbev Sa Versterkte samengestelde transportcontainer voor dranken
JP7116673B2 (ja) 2018-11-30 2022-08-10 株式会社イノアックコーポレーション 車両用複合部材及びその製造方法
JP7329240B2 (ja) * 2019-09-27 2023-08-18 株式会社丸三金属 被着フィルムの成形方法
EP3804938A1 (de) * 2019-10-07 2021-04-14 Covestro Deutschland AG Fahrzeugsitz enthaltend faserverbundwerkstoff und expandierte thermoplastische kunststoffe
JP6764179B1 (ja) * 2020-05-28 2020-09-30 株式会社The MOT Company 金型
JP7058315B2 (ja) * 2020-11-26 2022-04-21 旭化成株式会社 繊維複合体及びその製造方法
JP7238048B2 (ja) * 2021-08-18 2023-03-13 三菱重工業株式会社 複合材の加工装置及び複合材の加工方法
WO2024075339A1 (ja) * 2022-10-04 2024-04-11 Dic株式会社 積層体、積層体の製造方法、及びバッテリーケース

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3812225A (en) * 1967-01-23 1974-05-21 Furukawa Electric Co Ltd Method of manufacturing foamed crosslinked polyolefin slabs involving multiple expansion techniques and direct gas pressure
US5043127A (en) * 1986-10-22 1991-08-27 Schreiner Luchtvaart Groep B.V. Method of making a shaped article from a sandwich construction
US4729917A (en) * 1986-10-24 1988-03-08 Sackner Products Inc. Method and laminate for thermoforming automobile headliners and like three dimensional objects
KR960000727B1 (ko) 1988-03-01 1996-01-12 도레이 가부시끼가이샤 성형 적층물의 제조방법
JPH079462A (ja) 1993-06-29 1995-01-13 Sekisui Chem Co Ltd 繊維強化熱可塑性樹脂発泡成形体及びその製造方法
JPH08150629A (ja) 1994-11-30 1996-06-11 Mitsui Toatsu Chem Inc 熱可塑性樹脂複合板の成形方法及び装置
JP3049705B2 (ja) * 1995-12-11 2000-06-05 池田物産株式会社 車両用内装材の成形方法
JPH09314713A (ja) 1996-05-31 1997-12-09 Mitsui Petrochem Ind Ltd 複合成形品
JP4839708B2 (ja) 2005-07-13 2011-12-21 東洋製罐株式会社 パール調外観を有するプラスチック容器
KR101233002B1 (ko) 2005-07-13 2013-02-13 도요 세이칸 가부시키가이샤 진주와 같은 외관을 갖는 플라스틱 용기 및 그 제조 방법
CN101668797A (zh) 2007-04-24 2010-03-10 积水技术成型株式会社 聚丙烯类树脂组合物、使用该树脂组合物的发泡成形品以及该发泡成形品的制造方法
JP5785514B2 (ja) 2012-03-30 2015-09-30 積水化学工業株式会社 架橋ポリオレフィン樹脂発泡シート
JP6129037B2 (ja) * 2012-09-28 2017-05-17 積水化成品工業株式会社 複合体用発泡体、複合体及び輸送機器構成用部材

Also Published As

Publication number Publication date
US10052845B2 (en) 2018-08-21
TWI577549B (zh) 2017-04-11
JP2015085678A (ja) 2015-05-07
US20160361893A1 (en) 2016-12-15
TW201607750A (zh) 2016-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5810201B2 (ja) 繊維強化複合体、輸送機器構成用部材及び繊維強化複合体の製造方法
EP3002119B1 (en) Resin composite and process for producing resin composite
JP6431546B2 (ja) 樹脂複合体
JP6043677B2 (ja) 熱可塑性ポリエステル系樹脂押出発泡シート及びこれを用いた成形品、熱可塑性ポリエステル系樹脂押出発泡シートの製造方法並びに繊維強化複合体
JP6129037B2 (ja) 複合体用発泡体、複合体及び輸送機器構成用部材
JP6151962B2 (ja) 繊維強化複合体
JP5810238B1 (ja) 樹脂複合体、及び、樹脂複合体の製造方法
JP6533756B2 (ja) 樹脂複合体、自動車、風力発電用風車、ロボット、及び、医療機器
JP6262053B2 (ja) 発泡シート積層体、繊維強化複合体、及び、発泡シート積層体の製造方法
JP6067473B2 (ja) 繊維強化複合体の製造方法及び繊維強化複合体
JP6101177B2 (ja) 繊維強化複合体の製造方法
JP5890717B2 (ja) 複合体用発泡体及びその製造方法
JP6140064B2 (ja) 繊維強化複合体の製造方法、繊維強化複合体及び輸送機器構成用部材
JP6488154B2 (ja) 繊維強化複合体及びその製造方法
JP6161559B2 (ja) 繊維強化複合体の製造方法、輸送機器構成用部材及び自動車用部材
JP6215167B2 (ja) 繊維強化複合体、及び繊維強化複合体の製造方法
JP6650370B2 (ja) 樹脂複合体及び樹脂複合体の製造方法
JP6050730B2 (ja) 型内発泡成形体、繊維強化複合体及び型内発泡成形体の製造方法
JP6078671B2 (ja) 複合体
JP6404197B2 (ja) 繊維強化発泡体、その製造方法及び繊維強化発泡体を芯材とする繊維強化複合体
JP2016187947A (ja) ビーズ発泡成形体の製造方法、ビーズ発泡成形体、樹脂複合体の製造方法、及び、樹脂複合体
JP2020138482A (ja) 樹脂複合体

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150629

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150629

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20150629

TRDD Decision of grant or rejection written
A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20150825

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150828

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150914

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5810201

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150