JP6468972B2 - Method for producing fiber reinforced composite foam - Google Patents

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Description

本発明は、繊維強化複合発泡体の製造方法に関する。 The present invention relates to the production how the fiber-reinforced composite foam.

近年、繊維で強化された樹脂材(繊維強化樹脂材)は、軽量でかつ高い機械的強度を有していることから、車両、船舶、航空機等の移動体のボディーや内装材、風力発電用の風車の翼、電子機器の筐体等といった高い機械的強度と軽量性とが求められる部材に採用される機会が増大している。
更に、繊維強化樹脂材は、近年、機械的強度及び軽量性のみならず衝撃吸収性も求められるようになってきている。
このようなことを背景として、樹脂発泡体からなるコア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発泡体が上記部材に利用されるようになってきている。
即ち、繊維強化複合発泡体を形成するための樹脂発泡体(複合体形成用樹脂発泡体)が繊維強化樹脂材に比べて低密度で緩衝性に優れているため、繊維強化複合発泡体からなる部材は全体が繊維強化樹脂材のみからなる部材に比べて軽量性と緩衝性とに優れたものとなる。
繊維強化複合発泡体を製造するための方法としては、例えば、特開昭63−162207号公報(特許文献1)に記載された方法が知られている。
即ち、特許文献1においては、複合サンドイッチコア成形部材の成形法で得られた、熱弾性硬質フォームを加熱膨張させた繊維強化複合発泡体が記載されている。
また、特開2002−292592号公報(特許文献2)には、コア材の外周面のうち少なくとも上面の大部分に、強化繊維を含んで構成されるプリプレグシートを複数積層して、プリプレグシートの積層体を形成する工程と、積層体を加熱し熱硬化させてコア材と一体化した繊維強化樹脂部材を形成する加熱工程とを含むロボットハンド部材の製造方法が記載されている。
In recent years, resin materials reinforced with fibers (fiber reinforced resin materials) are lightweight and have high mechanical strength. Therefore, they are used for the bodies and interior materials of moving bodies such as vehicles, ships and aircraft, and for wind power generation. Opportunities for use in members that require high mechanical strength and light weight, such as wind turbine blades and housings of electronic devices, are increasing.
Further, in recent years, fiber reinforced resin materials have been required to have not only mechanical strength and light weight but also shock absorption.
Against this background, a fiber reinforced composite foam obtained by laminating and integrating a fiber reinforced resin material on the surface of a core material made of a resin foam has been used for the member.
That is, since the resin foam for forming the fiber reinforced composite foam (resin foam for forming the composite) has a lower density and better buffering properties than the fiber reinforced resin material, it is made of a fiber reinforced composite foam. The member is excellent in lightness and shock-absorbing property as compared with a member made entirely of a fiber reinforced resin material.
As a method for producing a fiber reinforced composite foam, for example, a method described in JP-A-63-162207 (Patent Document 1) is known.
That is, Patent Document 1 describes a fiber-reinforced composite foam obtained by heating and expanding a thermoelastic rigid foam obtained by a molding method of a composite sandwich core molding member.
JP 2002-292592 A (Patent Document 2) discloses a prepreg sheet in which a plurality of prepreg sheets each including a reinforcing fiber are laminated on at least a large part of the outer peripheral surface of a core material. A method for manufacturing a robot hand member is described which includes a step of forming a laminated body and a heating step of heating and thermosetting the laminated body to form a fiber reinforced resin member integrated with a core material.

特開昭63−162207号公報JP-A 63-162207 特開2002−292592号公報JP 2002-292592 A

前述の特許文献においては、コア材を製造した後に、更に、熱硬化性樹脂が硬化するまでに比較的長い時間を要し、繊維強化複合発泡体の生産効率を十分に向上させることが難しいという課題を有している。   In the above-mentioned patent document, after producing the core material, it takes a relatively long time until the thermosetting resin is cured, and it is difficult to sufficiently improve the production efficiency of the fiber-reinforced composite foam. Has a problem.

本発明の発明者等は、発泡粒子と繊維強化樹脂材が敷設された成形型内で発泡粒子を発泡させることにより、樹脂発泡体(コア材)の成形と繊維強化樹脂材及び樹脂発泡体の接着一体化とを同時に行えば上記課題を解決できるとの観点から、この発泡に適した繊維強化複合発泡体の製造用の熱可塑性樹脂発泡粒子を鋭意研究することで本発明に至った。   The inventors of the present invention, by foaming foamed particles in a molding die in which the foamed particles and the fiber reinforced resin material are laid, thereby forming the resin foam (core material) and the fiber reinforced resin material and the resin foam. From the viewpoint that the above-mentioned problems can be solved by performing bonding and integration at the same time, the present invention has been achieved by earnestly researching thermoplastic resin foam particles for producing a fiber-reinforced composite foam suitable for foaming.

かくして本発明によれば、繊維強化樹脂材を成形型内に配置し、嵩密度0.015〜0.6g/cm3の熱可塑性樹脂発泡粒子を前記配置の前後又は同時に前記成形型内に充填し、次いで、前記熱可塑性樹脂発泡粒子を発泡させることにより、前記繊維強化樹脂材と樹脂発泡体とを積層一体化させて繊維強化複合発泡体を得る繊維強化複合発泡体の製造方法であり、
前記熱可塑性樹脂発泡粒子は、下記性質(1)及び(2):
(1)常温から融点迄の加熱温度範囲内における加熱最大膨張率が30〜300%である
(2)加熱膨張開始温度から加熱最大膨張率に至る温度範囲内のいずれかの時点で加熱膨張速度が5体積%/min以上(各温度で所定時間加熱し、加熱前後の体積変化を所定測定時間で除して単位時間あたりを求める)である
の発泡性を有することを特徴とする繊維強化複合発泡体の製造方法が提供される。
Thus, according to the present invention, the fiber reinforced resin material is arranged in the mold, and the foamed thermoplastic resin particles having a bulk density of 0.015 to 0.6 g / cm 3 are filled in the mold before or after the arrangement. Then, by foaming the thermoplastic resin foam particles, the fiber reinforced resin material and the resin foam are laminated and integrated to obtain a fiber reinforced composite foam.
The foamed thermoplastic resin particles have the following properties (1) and (2):
(1) The maximum heating expansion rate in the heating temperature range from room temperature to the melting point is 30 to 300%. (2) The heating expansion rate at any point in the temperature range from the heating expansion start temperature to the maximum heating expansion rate. Is a fiber-reinforced composite having a foaming property of 5 vol% / min or more (heating at each temperature for a predetermined time and dividing the volume change before and after heating by a predetermined measurement time to obtain per unit time) A method for producing a foam is provided.

また、本発明によれば、上記繊維強化複合発泡体の製造方法に使用される熱可塑性樹脂発泡粒子であって、
前記熱可塑性樹脂発泡粒子は、下記性質(1)及び(2):
(1)常温から融点迄の加熱温度範囲内における加熱最大膨張率が30〜300%である
(2)加熱膨張開始温度から加熱最大膨張率に至る温度範囲内のいずれかの時点で加熱膨張速度が5体積%/min以上(各温度で所定時間加熱し、加熱前後の体積変化を所定測定時間で除して単位時間あたりを求める)である
の発泡性を有することを特徴とする繊維強化複合発泡体の形成用の熱可塑性樹脂発泡粒子が提供される。
Moreover, according to the present invention, the thermoplastic resin foam particles used in the method for producing the fiber-reinforced composite foam,
The foamed thermoplastic resin particles have the following properties (1) and (2):
(1) The maximum heating expansion rate in the heating temperature range from room temperature to the melting point is 30 to 300%. (2) The heating expansion rate at any point in the temperature range from the heating expansion start temperature to the maximum heating expansion rate. Is a fiber-reinforced composite having a foaming property of 5 vol% / min or more (heating at each temperature for a predetermined time and dividing the volume change before and after heating by a predetermined measurement time to obtain per unit time) A thermoplastic foam particle for forming a foam is provided.

本発明によれば、生産性に優れた繊維強化複合発泡体を容易に製造可能な熱可塑性樹脂発泡粒子を提供できる。また、生産性に優れた繊維強化複合発泡体の製造方法を提供できる。
また、以下のいずれかの場合、より生産性に優れた繊維強化複合発泡体を容易に製造可能な熱可塑性樹脂発泡粒子を提供できる。
(1)加熱膨張開始温度が50℃以上である。
(2)熱可塑性樹脂発泡粒子が、0.1〜5.0質量%の発泡剤を含有する。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermoplastic resin foam particle which can manufacture easily the fiber reinforced composite foam excellent in productivity can be provided. Moreover, the manufacturing method of the fiber reinforced composite foam excellent in productivity can be provided.
Moreover, in any of the following cases, it is possible to provide thermoplastic resin foam particles that can easily produce a fiber-reinforced composite foam having higher productivity.
(1) The heating expansion start temperature is 50 ° C. or higher.
(2) The thermoplastic resin foamed particles contain 0.1 to 5.0% by mass of a foaming agent.

本発明の繊維強化複合発泡体の製造装置の概略図である。It is the schematic of the manufacturing apparatus of the fiber reinforced composite foam of this invention. 図1の製造装置中のノズル部分の概略図である。It is the schematic of the nozzle part in the manufacturing apparatus of FIG. 本発明に使用し得る繊維強化樹脂材の配向性を示した概略図である。It is the schematic which showed the orientation of the fiber reinforced resin material which can be used for this invention. 本発明に使用し得る繊維強化樹脂材の配向性を示した概略図である。It is the schematic which showed the orientation of the fiber reinforced resin material which can be used for this invention. 本発明の繊維強化複合発泡体の製造工程の概略図である。It is the schematic of the manufacturing process of the fiber reinforced composite foam of this invention.

(A)繊維強化複合発泡体の製造方法
繊維強化複合発泡体は、繊維強化樹脂材を成形型内に配置し、発泡性の熱可塑性樹脂発泡粒子(以下、発泡粒子ともいう)を配置の前後又は同時に成形型内に充填し、次いで、熱可塑性樹脂発泡粒子を発泡させて、繊維強化樹脂材と樹脂発泡体とを積層一体化させることにより得られる。
繊維強化複合発泡体は、例えば、携帯電話のような移動体の構成用部材、ノートパソコン、携帯音楽端末、携帯映像機器等の電子機器筺体、風車翼、自動車用部材に使用できる。
(A) Method for Producing Fiber Reinforced Composite Foam Before and after placing fiber reinforced composite foam, fiber reinforced resin material is placed in a mold and foamable thermoplastic resin foam particles (hereinafter also referred to as foam particles) are placed. Or it fills in a shaping | molding die simultaneously, Then, it is obtained by foaming a thermoplastic resin expanded particle and laminating | stacking and integrating a fiber reinforced resin material and a resin foam.
The fiber reinforced composite foam can be used, for example, as a component for a mobile body such as a mobile phone, an electronic device housing such as a notebook computer, a portable music terminal, and a portable video device, a wind turbine blade, and a member for an automobile.

(熱可塑性樹脂発泡粒子)
(a)発泡粒子の性質
発泡粒子は、下記性質(1)及び(2):
(1)常温から融点迄の加熱温度範囲内における加熱最大膨張率が30〜300%である
(2)加熱膨張開始温度から加熱最大膨張率に至る温度範囲内のいずれかの時点で加熱膨張速度が5体積%/min以上(各温度で所定時間加熱し、加熱前後の体積変化を所定測定時間で除して単位時間あたりを求める)である
の発泡性を有している。加熱最大膨張率及び加熱膨張速度の各測定法は、実施例の欄で詳述する。
(Thermoplastic resin foam particles)
(A) Properties of expanded particles Expanded particles have the following properties (1) and (2):
(1) The maximum heating expansion rate in the heating temperature range from room temperature to the melting point is 30 to 300%. (2) The heating expansion rate at any point in the temperature range from the heating expansion start temperature to the maximum heating expansion rate. Is 5 vol% / min or more (heating at each temperature for a predetermined time and dividing the volume change before and after heating by a predetermined measurement time to obtain per unit time). Each measuring method of the heating maximum expansion rate and the heating expansion rate will be described in detail in the column of Examples.

性質(1)における加熱最大膨張率が30%未満の場合、繊維強化樹脂材と樹脂発泡体との接着一体化が不十分となることがある。300%より大きい場合、過度に発泡し気泡膜が破れ強度が低下することがある。好ましい加熱最大膨張率は50〜300%であり、より好ましい加熱最大膨張率は70〜250%である。ここで、加熱最大膨張率の測定において、始点である常温は、約25℃である。融点は、使用する熱可塑性樹脂の種類に応じて決まる値である。また、常温と融点との差は、100〜300℃の範囲であることが好ましい。更に、加熱最大膨張率を示す温度は、融点から50〜200℃の範囲であることが好ましい。   When the heating maximum expansion coefficient in the property (1) is less than 30%, the adhesion and integration between the fiber-reinforced resin material and the resin foam may be insufficient. If it is larger than 300%, the foam may be excessively foamed and the cell membrane may be broken to lower the strength. A preferable heating maximum expansion rate is 50 to 300%, and a more preferable heating maximum expansion rate is 70 to 250%. Here, in the measurement of the maximum heating expansion rate, the normal temperature that is the starting point is about 25 ° C. The melting point is a value determined according to the type of thermoplastic resin used. Moreover, it is preferable that the difference of normal temperature and melting | fusing point is the range of 100-300 degreeC. Furthermore, it is preferable that the temperature which shows a heating maximum expansion rate is the range of 50-200 degreeC from melting | fusing point.

性質(2)における加熱膨張速度は、外形精度及び、外観性に優れた繊維強化複合発泡体を得るための発泡粒子間及び発泡粒子と繊維強化樹脂材の間の熱融着性を評価するための指標として使用される。加熱膨張速度は、値が大きい方がより高い熱融着性を与え得る。
加熱膨張速度が5体積%/min未満の場合、発泡粒子相互の熱融着性が低下することがある。好ましい加熱膨張速度は50体積%/min以上であり、より好ましい加熱膨張速度は80〜200体積%/minである。加熱膨張開始温度は、50℃以上であることが好ましい。50℃未満の場合、成形型充填中等に発泡開始してしまい密度が不均一となり、複合体の強度が不足することがある。加熱膨張開始温度は、50℃以上が好ましく、60℃以上が更に好ましく、70〜180℃が特に好ましい。また、加熱膨張開始温度から最大膨張率に至る温度範囲の幅は、5〜100℃であることが好ましい。
The heating expansion rate in the property (2) is to evaluate the heat fusion property between the foam particles and between the foam particles and the fiber reinforced resin material in order to obtain a fiber reinforced composite foam excellent in external accuracy and appearance. Used as an indicator of As the heating expansion rate, a larger value can give higher heat-fusibility.
When the heating expansion rate is less than 5% by volume / min, the thermal fusion property between the expanded particles may be lowered. A preferable heating expansion rate is 50% by volume / min or more, and a more preferable heating expansion rate is 80 to 200% by volume / min. The heating expansion start temperature is preferably 50 ° C. or higher. When the temperature is lower than 50 ° C., foaming starts during filling of the mold and the density becomes nonuniform, and the strength of the composite may be insufficient. The heating expansion start temperature is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and particularly preferably 70 to 180 ° C. Moreover, it is preferable that the width | variety of the temperature range from a heating expansion start temperature to a maximum expansion coefficient is 5-100 degreeC.

また、発泡粒子は、常温から融点迄の加熱温度範囲内において、0.03〜40MPaの最大膨張圧力を有することが好ましい。最大膨張圧力が0.03MPa未満の場合、繊維強化樹脂材とともに成形型内に仕込まれた際に十分な圧力でもって繊維強化樹脂材を成形型に向けて押圧できなくことがある。その結果、得られる繊維強化複合発泡体の繊維強化樹脂材の表面平滑性が低下する、繊維強化樹脂材を所望形状に成形できない、樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との一体化が不十分となって得られる繊維強化複合発泡体の機械的強度が十分になることがある。最大膨張圧力が40MPaより大きい場合、樹脂発泡体による繊維強化樹脂材の成形型内面への押圧力が大きくなりすぎて、繊維強化樹脂材に含まれている熱可塑性樹脂が必要以上に成形型外に流出してしまい、繊維強化樹脂材を構成している繊維が外部に露出し易くなることがある。即ち、発泡粒子の発泡力が必要以上に高すぎると、得られる繊維強化複合発泡体の表面平滑性が低下する、繊維強化樹脂材を所望形状に成形できない、樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との一体化が不十分となって得られる繊維強化複合発泡体の機械的強度が不十分になることがある。より好ましい最大膨張圧力は0.1〜40MPaであり、更に好ましい最大膨張圧力は0.15〜20MPaである。   The expanded particles preferably have a maximum expansion pressure of 0.03 to 40 MPa within a heating temperature range from room temperature to the melting point. When the maximum expansion pressure is less than 0.03 MPa, the fiber reinforced resin material may not be pressed toward the mold with sufficient pressure when charged into the mold together with the fiber reinforced resin material. As a result, the surface smoothness of the fiber reinforced resin material of the resulting fiber reinforced composite foam is reduced, the fiber reinforced resin material cannot be molded into a desired shape, and the integration of the resin foam and the fiber reinforced resin material is insufficient. The mechanical strength of the resulting fiber-reinforced composite foam may be sufficient. When the maximum expansion pressure is larger than 40 MPa, the pressing force to the inner surface of the mold of the fiber reinforced resin material by the resin foam becomes too large, and the thermoplastic resin contained in the fiber reinforced resin material is more than necessary outside the mold. The fibers constituting the fiber reinforced resin material may be easily exposed to the outside. That is, if the foaming force of the foamed particles is too high than necessary, the surface smoothness of the resulting fiber-reinforced composite foam is lowered, the fiber-reinforced resin material cannot be molded into a desired shape, the resin foam and the fiber-reinforced resin material, The mechanical strength of the fiber-reinforced composite foam obtained by insufficient integration of the resin may be insufficient. A more preferable maximum expansion pressure is 0.1 to 40 MPa, and a further preferable maximum expansion pressure is 0.15 to 20 MPa.

加熱最大膨張率及び加熱膨張速度の調整は、残存ガス量(発泡剤含有量)、表皮厚み、表面層の結晶化度、見掛け密度、連続気泡率等により行うことができる。例えば、複合発泡体の加熱最大膨張率及び加熱膨張速度は、その表面層の結晶化度を上昇させることによって、下げることができる。一方、表面層の結晶化度を低下させることによって上げることができる。   Adjustment of the heating maximum expansion rate and the heating expansion rate can be performed by the residual gas amount (foaming agent content), the skin thickness, the crystallinity of the surface layer, the apparent density, the open cell rate, and the like. For example, the maximum thermal expansion coefficient and the thermal expansion rate of the composite foam can be lowered by increasing the crystallinity of the surface layer. On the other hand, it can be increased by reducing the crystallinity of the surface layer.

表面層の結晶化度は、24%未満が好ましい。結晶化度が24%以上の場合、繊維強化樹脂材との熱融着時における再発泡が阻害されて、繊維強化樹脂材を成形型内面に十分な圧力でもって押圧できないことがある。その結果、得られる繊維強化複合発泡体の表面平滑性が不十分となる、繊維強化樹脂材を所望形状に成形できない、樹脂発泡体と被覆材との一体化が不十分となって得られる繊維強化複合発泡体の機械的強度が不十分になることがある。より好ましい結晶化度は23%未満であり、特に好ましい結晶化度は10%以下である。   The crystallinity of the surface layer is preferably less than 24%. When the crystallinity is 24% or more, re-foaming at the time of heat fusion with the fiber reinforced resin material is hindered, and the fiber reinforced resin material may not be pressed against the inner surface of the mold with sufficient pressure. As a result, the fiber reinforced composite foam obtained has insufficient surface smoothness, the fiber reinforced resin material cannot be molded into a desired shape, and the fiber obtained by insufficient integration of the resin foam and the covering material The mechanical strength of the reinforced composite foam may be insufficient. A more preferable crystallinity is less than 23%, and a particularly preferable crystallinity is 10% or less.

また、樹脂発泡体の内層の結晶化度は、24%未満が好ましい。結晶化度が低すぎると、樹脂発泡体が柔軟になりすぎて再発泡によって繊維強化樹脂材を成形型内面に十分な圧力でもって押圧できない場合がある。そのため結晶化度は、5〜23%がより好ましい。   The crystallinity of the inner layer of the resin foam is preferably less than 24%. If the degree of crystallinity is too low, the resin foam may be too soft and the fiber reinforced resin material may not be pressed against the inner surface of the mold by sufficient re-foaming. Therefore, the crystallinity is more preferably 5 to 23%.

成形型に充填する粒子として、充填前に発泡させた樹脂粒子(発泡粒子)を使用することにより、以下の利点がある。
(i)発泡粒子を早い速度で発泡・膨張できるので、複合化の生産性を向上できる。
(ii)発泡粒子の発泡を、樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との賦形・融着と同じタイミングとすることができる。
(iii)繊維強化樹脂材へ内圧をかけることができるので、繊維強化複合発泡体の外観を良好にできる。
By using resin particles (foamed particles) foamed before filling as the particles to be filled in the mold, there are the following advantages.
(I) Since the expanded particles can be expanded and expanded at a high speed, the productivity of the composite can be improved.
(Ii) The foamed particles can be foamed at the same timing as the shaping / fusion of the resin foam and the fiber reinforced resin material.
(Iii) Since the internal pressure can be applied to the fiber reinforced resin material, the appearance of the fiber reinforced composite foam can be improved.

発泡粒子は、0.015〜0.6g/cm3の嵩密度を有していることが好ましい。嵩密度が0.015g/cm3未満の場合、樹脂発泡体が柔らかくなりすぎて、樹脂発泡体の再発泡によって繊維強化樹脂材を成形型内面に十分な圧力でもって押圧できないことがある。その結果、繊維強化複合発泡体の表面平滑性が不十分になる、繊維強化樹脂材を所望形状に成形できない、樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との一体化が不十分となって得られる繊維強化複合発泡体の機械的強度が不十分になることがある。嵩密度が0.6g/cm3より大きい場合、樹脂発泡体の柔軟性が低下し、樹脂発泡体を成形型内面に沿った状態に正確に再発泡できないことがある。その結果、樹脂発泡体によって繊維強化樹脂材を成形型内面に沿って正確にかつ十分に押圧できないことがあり、得られる繊維強化複合発泡体の表面平滑性が不十分になる、樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との一体化が不十分となって、得られる繊維強化複合発泡体の機械的強度が不十分になることがある。より好ましい嵩密度は0.05〜0.5g/cm3であり、更に好ましい嵩密度は0.05〜0.4g/cm3である。 The expanded particles preferably have a bulk density of 0.015 to 0.6 g / cm 3 . When the bulk density is less than 0.015 g / cm 3 , the resin foam may become too soft, and the fiber reinforced resin material may not be pressed against the inner surface of the mold by sufficient re-foaming of the resin foam. As a result, the fiber reinforced composite foam has insufficient surface smoothness, the fiber reinforced resin material cannot be formed into a desired shape, and the fiber obtained by insufficient integration of the resin foam and the fiber reinforced resin material The mechanical strength of the reinforced composite foam may be insufficient. When the bulk density is larger than 0.6 g / cm 3 , the flexibility of the resin foam is lowered, and the resin foam may not be accurately re-foamed along the inner surface of the mold. As a result, the resin foam may not be able to press the fiber reinforced resin material accurately and sufficiently along the inner surface of the mold, and the resulting fiber reinforced composite foam may have insufficient surface smoothness, Integration with the fiber reinforced resin material may be insufficient, and the resulting fiber reinforced composite foam may have insufficient mechanical strength. A more preferable bulk density is 0.05 to 0.5 g / cm 3 , and a more preferable bulk density is 0.05 to 0.4 g / cm 3 .

発泡粒子は、30%未満の連続気泡率を有していることが好ましい。連続気泡率が30%より高い場合、繊維強化樹脂材に含まれている熱可塑性樹脂が内部に浸透し易くなるため、繊維強化樹脂材と良好なる接着を行うために繊維強化樹脂材に過剰な熱可塑性樹脂を担持させる必要が生じることがある。言い換えると、樹脂発泡体は、その連続気泡率が高すぎると、得られる繊維強化複合発泡体の表面において繊維強化樹脂材の繊維を露出させ易くなって繊維強化複合発泡体の表面平滑性を不十分なものとすることがある。より好ましい連続気泡率は20%以下であり、更に好ましい連続気泡率は10%以下である。
なお、連続気泡率の調整は、樹脂発泡体を発泡粒子の型内発泡成形法によって製造する場合、発泡粒子を製造する際の押出発泡温度や押出機に供給する発泡剤量を調整することによって行うことができる。
The expanded particles preferably have an open cell ratio of less than 30%. When the open cell ratio is higher than 30%, the thermoplastic resin contained in the fiber reinforced resin material easily penetrates into the inside, so that the fiber reinforced resin material is excessive in order to achieve good adhesion with the fiber reinforced resin material. It may be necessary to carry a thermoplastic resin. In other words, if the open cell ratio of the resin foam is too high, it becomes easy to expose the fibers of the fiber reinforced resin material on the surface of the obtained fiber reinforced composite foam, and the surface smoothness of the fiber reinforced composite foam is deteriorated. May be sufficient. A more preferable open cell ratio is 20% or less, and a still more preferable open cell ratio is 10% or less.
The open cell ratio is adjusted by adjusting the foaming temperature for producing foamed particles and the amount of foaming agent supplied to the extruder when the resin foam is produced by in-mold foam molding of foamed particles. It can be carried out.

(b)発泡粒子を構成する樹脂
構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂を含み、発泡粒子を得ることができさえすれば特に限定されない。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂は、1種単独である必要はなく、2種類以上であってもよい。構成する樹脂には、熱可塑性樹脂以外のゴム(例えば、エラストマー等)、熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル等)等を含んでいてもよい。構成する樹脂は、熱可塑性樹脂が50質量%以上を占めていることが好ましい。
(B) Resin Constructing Expanded Particles The resin to be configured is not particularly limited as long as it includes a thermoplastic resin and can obtain expanded particles.
Examples of the thermoplastic resin include polyester resins, acrylic resins, polycarbonate resins, polymethacrylimide resins, polyolefin resins, and the like.
The thermoplastic resin does not need to be one kind alone and may be two or more kinds. The constituent resin may include rubber other than the thermoplastic resin (for example, an elastomer), a thermosetting resin (for example, an epoxy, an unsaturated polyester, a vinyl ester, etc.), and the like. It is preferable that the thermoplastic resin occupies 50% by mass or more of the constituent resin.

熱可塑性樹脂は、結晶性を有していることが好ましい。結晶性を有する熱可塑性樹脂は、成形工程において、結晶化度を上昇させることができるので、繊維強化複合発泡体の耐熱性を向上できる。結晶化度の調整方法としては、例えば、発泡直後の発泡粒子における冷却速度を遅くすることによって発泡粒子の表面層の結晶化度を上昇させることができる。また、発泡直後の樹脂発泡体における冷却速度を速くすることによって発泡粒子の結晶化度を低くすることができる。一方、型内発泡成形によって樹脂発泡体を製造する時に熱媒体の成形型内への流入圧力を低下させて、成形型の内部に充填した発泡粒子の加熱を抑制することによって樹脂発泡体の結晶化度を低くすることができる。   The thermoplastic resin preferably has crystallinity. Since the thermoplastic resin having crystallinity can increase the crystallinity in the molding step, the heat resistance of the fiber-reinforced composite foam can be improved. As a method for adjusting the crystallinity, for example, the crystallinity of the surface layer of the expanded particles can be increased by slowing the cooling rate of the expanded particles immediately after expansion. Further, the crystallinity of the expanded particles can be lowered by increasing the cooling rate of the resin foam immediately after expansion. On the other hand, when the resin foam is produced by in-mold foam molding, the pressure of the heat medium flowing into the mold is reduced, and the heating of the foam particles filled in the mold is suppressed, so that the resin foam crystals The degree of conversion can be lowered.

熱可塑性樹脂は、作製する繊維強化複合発泡体に優れた機械的強度及び衝撃吸収性を発揮させる上においてポリエステル系樹脂又はアクリル系樹脂であることが好ましい。
ポリエステル系樹脂としては、多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合反応させることで得られた線状ポリエステルが挙げられる。
具体的なポリエステル系樹脂としては、芳香族ポリエステル系樹脂や、ポリ乳酸系樹脂のような脂肪族ポリエステル樹脂が挙げられる。
The thermoplastic resin is preferably a polyester-based resin or an acrylic-based resin in order to exhibit excellent mechanical strength and shock absorption in the fiber-reinforced composite foam to be produced.
Examples of polyester resins include linear polyesters obtained by condensation reaction of polyvalent carboxylic acids and polyhydric alcohols.
Specific polyester resins include aromatic polyester resins and aliphatic polyester resins such as polylactic acid resins.

(b−1)芳香族ポリエステル系樹脂
芳香族ポリエステル系樹脂は、通常、芳香族多価カルボン酸成分と多価アルコ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樹脂、ポリプロピレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンナフタレート樹脂等が挙げられる。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。
芳香族多価カルボン酸としては、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、トリメリット酸のようなトリカルボン酸、ピロメリット酸のようなテトラカルボン酸、それらの無水物が挙げられ、多価アルコールとしては、エチレングリコール等のジオール、グリセリンのようなトリオール、ペンタエリスリトールのようなテトラオールが挙げられる。
(B-1) Aromatic polyester-based resin The aromatic polyester-based resin is usually a polyester containing an aromatic polyvalent carboxylic acid component and a polyhydric alcohol component. For example, polyethylene terephthalate resin, polypropylene terephthalate resin, polybutylene. Examples include terephthalate resin, polycyclohexanedimethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, and polybutylene naphthalate resin. In addition, an aromatic polyester resin may be used independently or 2 or more types may be used together.
Examples of aromatic polycarboxylic acids include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, tricarboxylic acids such as trimellitic acid, tetracarboxylic acids such as pyromellitic acid, and anhydrides thereof. Diols such as ethylene glycol, triols such as glycerin, and tetraols such as pentaerythritol.

芳香族ポリエステル系樹脂は、ポリエチレンテレフタレート樹脂であることが好ましい。芳香族ポリエステル系樹脂は、使用済のペットボトルから回収、再生したリサイクル材料でもよい。
芳香族ポリエステル系樹脂は、熱可塑性が発揮される範囲内であれば部分架橋が施されていてもよい。部分架橋するための架橋剤としては、例えば、無水ピロメリット酸のような酸二無水物、多官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物等が挙げられる。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。
The aromatic polyester resin is preferably a polyethylene terephthalate resin. The aromatic polyester resin may be a recycled material collected and recycled from a used PET bottle.
The aromatic polyester resin may be partially cross-linked as long as it is within a range where thermoplasticity is exhibited. Examples of the crosslinking agent for partial crosslinking include acid dianhydrides such as pyromellitic anhydride, polyfunctional epoxy compounds, oxazoline compounds, and oxazine compounds. In addition, a crosslinking agent may be used independently or 2 or more types may be used together.

部分架橋された芳香族ポリエステル系樹脂は、押出機に非架橋の芳香族ポリエステル樹脂と架橋剤とを供給し、押出機内で動的架橋することで得ることができる。
架橋剤は、非架橋の芳香族ポリエステル系樹脂100質量部に対して0.01〜5質量部の量で用いることが好ましい。架橋剤の量が0.01質量部未満の場合、部分架橋された芳香族ポリエステル系樹脂の溶融粘度が不足することがある。その結果、樹脂発泡体の形成時において破泡が生じることがある。架橋剤の量が5質量部より多い場合、芳香族ポリエステル系樹脂の溶融粘度が高くなりすぎて、押出発泡が困難となることがある。より好ましい架橋剤の量は、0.1〜1質量部である。
The partially cross-linked aromatic polyester resin can be obtained by supplying a non-cross-linked aromatic polyester resin and a cross-linking agent to an extruder and dynamically cross-linking in the extruder.
The crosslinking agent is preferably used in an amount of 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the non-crosslinked aromatic polyester resin. When the amount of the crosslinking agent is less than 0.01 parts by mass, the melt viscosity of the partially crosslinked aromatic polyester resin may be insufficient. As a result, foam breakage may occur during the formation of the resin foam. When the amount of the crosslinking agent is more than 5 parts by mass, the melt viscosity of the aromatic polyester resin becomes too high, and extrusion foaming may be difficult. A more preferable amount of the crosslinking agent is 0.1 to 1 part by mass.

(b−2)ポリ乳酸系樹脂
ポリ乳酸系樹脂としては、乳酸をエステル結合により重合させた樹脂を用いることができる。商業的な入手容易性及び発泡性付与の容易性の観点から、ポリ乳酸系樹脂は、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。
(B-2) Polylactic acid-based resin As the polylactic acid-based resin, a resin obtained by polymerizing lactic acid with an ester bond can be used. From the viewpoint of commercial availability and ease of imparting foamability, the polylactic acid resin is a copolymer of D-lactic acid (D-form) and L-lactic acid (L-form), D-lactic acid or L-lactic acid. A ring-opening polymer of one or two or more lactides selected from the group consisting of any one of the following polymers, D-lactide, L-lactide and DL-lactide is preferable. In addition, polylactic acid-type resin may be used independently, or 2 or more types may be used together.

ポリ乳酸系樹脂は、乳酸以外の単量体成分として、脂肪族多価アルコールを含有していてもよい。脂肪族多価アルコールとしては、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等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等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等が挙げられる。   The polylactic acid-based resin may contain an aliphatic polyhydric alcohol as a monomer component other than lactic acid. Examples of the aliphatic polyhydric alcohol include aliphatic hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid, hydroxyheptanoic acid; succinic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid Aliphatic polycarboxylic acids such as succinic anhydride, adipic anhydride, trimesic acid, propanetricarboxylic acid, pyromellitic acid, pyromellitic anhydride; ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, Examples include 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, decamethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol.

ポリ乳酸系樹脂は、例えば、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、ニトロ基等の官能基を備えていてもよい。
ポリ乳酸系樹脂は、イソシアネート系架橋剤等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を主鎖や側鎖に備えていてもよい。
The polylactic acid-based resin may have a functional group such as an alkyl group, a vinyl group, a carbonyl group, an aromatic group, an ester group, an ether group, an aldehyde group, an amino group, a nitrile group, or a nitro group.
The polylactic acid-based resin may be crosslinked with an isocyanate-based crosslinking agent or the like, and may have a bond other than an ester bond in the main chain or side chain.

(b−3)アクリル系樹脂
アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル系モノマーの重合体が挙げられる。なお、「(メタ)アクリル」とは、ここでは、「アクリル」又は「メタクリル」を意味する。
(メタ)アクリル系モノマーとしては、(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)アクリルアミド等が挙げられる。
(B-3) Acrylic Resin Examples of the acrylic resin include a polymer of (meth) acrylic monomers. Here, “(meth) acryl” means “acryl” or “methacryl”.
(Meth) acrylic monomers include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 2- Examples include ethylhexyl, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and (meth) acrylamide.

アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル系モノマーと共重合可能な他のモノマーの重合体成分を含有していてもよい。このような他のモノマーとしては、例えば、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、マレイン酸イミド等が挙げられる。   The acrylic resin may contain a polymer component of another monomer copolymerizable with the (meth) acrylic monomer. Examples of such other monomers include maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, itaconic anhydride, crotonic acid, maleic amide, maleic imide and the like.

(c)発泡粒子を構成する他の成分
発泡粒子は、0.1〜5.0質量%の発泡剤を含有していることが好ましい。この範囲で発泡剤を含有していることにより、樹脂発泡体の製造時に、発泡粒子が再発泡することで、繊維強化樹脂材との間で優れた接着性を発揮できる。発泡剤の含有量が0.1質量%未満の場合、樹脂発泡体の再発泡によって繊維強化樹脂材を成形型内面に十分な圧力でもって押圧できないことがある。その結果、得られる繊維強化複合発泡体の繊維強化樹脂材表面における平滑性が不十分になる、繊維強化樹脂材を所望形状に成形できない、樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との一体化が不十分となって得られる繊維強化複合発泡体の機械的強度が不十分になることがある。5.0質量%より大きい場合、樹脂発泡体による繊維強化樹脂材の成形型内面への押圧力が大きくなりすぎることがある。その結果、繊維強化樹脂材に含まれている熱可塑性樹脂が必要以上に成形型外に流出してしまい、繊維強化樹脂材を構成している繊維が外部に露出し易くなり、得られる繊維強化複合発泡体の表面平滑性が低下することがある。より好ましい含有量は0.5〜3質量%である。
(C) Other component which comprises foamed particle It is preferable that the foamed particle contains 0.1-5.0 mass% foaming agent. When the foaming agent is contained within this range, the foamed particles are re-foamed during the production of the resin foam, whereby excellent adhesiveness with the fiber reinforced resin material can be exhibited. When the content of the foaming agent is less than 0.1% by mass, the fiber reinforced resin material may not be pressed against the inner surface of the mold with sufficient pressure due to re-foaming of the resin foam. As a result, the smoothness of the obtained fiber reinforced composite foam on the surface of the fiber reinforced resin material becomes insufficient, the fiber reinforced resin material cannot be molded into a desired shape, and the integration of the resin foam and the fiber reinforced resin material is inadequate. The mechanical strength of the fiber reinforced composite foam obtained when sufficient may be insufficient. If it is larger than 5.0% by mass, the pressing force of the resin foam on the inner surface of the molding die of the fiber reinforced resin material may become too large. As a result, the thermoplastic resin contained in the fiber reinforced resin material flows out of the mold more than necessary, and the fibers constituting the fiber reinforced resin material are easily exposed to the outside, and the resulting fiber reinforced The surface smoothness of the composite foam may be reduced. A more preferable content is 0.5 to 3% by mass.

発泡剤は、化学発泡剤でも、物理発泡剤でもよい。この内、時間経過による樹脂発泡粒子からの散逸が少なく、かつ、樹脂発泡体を加熱した際に樹脂発泡体に所定の発泡力を発揮させ易いものが好ましい。
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、重炭酸ナトリウム等が挙げられる。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。
The foaming agent may be a chemical foaming agent or a physical foaming agent. Among these, those that are less likely to dissipate from the resin foam particles over time and that allow the resin foam to easily exhibit a predetermined foaming force when the resin foam is heated are preferable.
Examples of the chemical foaming agent include azodicarbonamide, dinitrosopentamethylenetetramine, hydrazoyl dicarbonamide, sodium bicarbonate and the like. A chemical foaming agent may be used independently or 2 or more types may be used together.

物理発泡剤としては、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、ヘキサン等の飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテル等のエーテル類、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等のフロン、二酸化炭素、窒素等が挙げられる。物理発泡剤は、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。また、発泡粒子が、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂を主成分とする場合、発泡剤は、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が好ましい。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。   Examples of the physical foaming agent include saturated aliphatic hydrocarbons such as propane, normal butane, isobutane, normal pentane, isopentane and hexane, ethers such as dimethyl ether, methyl chloride, 1,1,1,2-tetrafluoroethane, Examples include CFCs such as 1,1-difluoroethane and monochlorodifluoromethane, carbon dioxide, nitrogen, and the like. The physical foaming agent is preferably dimethyl ether, propane, normal butane, isobutane or carbon dioxide, more preferably propane, normal butane or isobutane, particularly preferably normal butane or isobutane. When the foamed particles are mainly composed of a polyester resin or an acrylic resin, the foaming agent is preferably normal butane, isobutane, or carbon dioxide. A physical foaming agent may be used independently or 2 or more types may be used together.

発泡粒子中の残存発泡剤量は、例えば、(1)押出発泡による樹脂発泡体の製造時に合成樹脂に混合させる発泡剤を多くすることによって発泡粒子中の残存発泡剤量を多くする方法、(2)型内発泡成形による樹脂発泡体の製造時に用いられる発泡粒子に含浸している発泡剤の量を多くすることによって樹脂発泡体中の残存発泡剤量を多くする方法、(3)樹脂発泡体に発泡剤を更に含浸させて樹脂発泡体中の残存発泡剤量を多くする方法、(4)樹脂発泡体の製造時の発泡のための加熱を少なくして樹脂発泡体中の残存発泡剤量を多くする方法、(5)樹脂発泡体の加熱雰囲気下で一定時間置く等の養生工程を設けて樹脂発泡体中の残存発泡剤量を少なくする方法等の方法によって制御できる。
発泡剤以外の他の成分としては、可塑剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、展着剤、気泡調整剤、充填剤、着色剤、耐候剤、老化防止剤、滑剤、防曇剤、香料等が挙げられる。
The amount of the remaining foaming agent in the foamed particles is, for example, (1) a method of increasing the amount of the remaining foaming agent in the foamed particles by increasing the amount of foaming agent mixed in the synthetic resin during production of the resin foam by extrusion foaming, ( 2) A method of increasing the amount of the remaining foaming agent in the resin foam by increasing the amount of the foaming agent impregnated in the foamed particles used in the production of the resin foam by in-mold foam molding, (3) Resin foaming A method of further impregnating the foam with a foaming agent to increase the amount of the remaining foaming agent in the resin foam, and (4) a residual foaming agent in the resin foam by reducing heating for foaming during the production of the resin foam. It can be controlled by a method such as a method of increasing the amount, or a method of reducing the amount of residual foaming agent in the resin foam by providing a curing step such as (5) placing the resin foam in a heated atmosphere for a certain time.
Other components than the foaming agent include plasticizers, flame retardants, flame retardant aids, antistatic agents, spreading agents, air conditioners, fillers, colorants, weathering agents, anti-aging agents, lubricants, anti-fogging agents. Agents, fragrances and the like.

(d)発泡粒子の形状
発泡粒子の形状は特に限定されない。例えば、球状、円柱状等が挙げられる。この内、できるだけ球状に近いことが好ましい。発泡粒子は、0.5〜5mmの平均粒子径を有していることが好ましい。
また、発泡粒子は、0.01〜0.5mmの表皮厚みを有していることが好ましい。表皮厚みは0.01〜0.2mmであることがより好ましく、0.015〜0.2mmが特に好ましい。表皮厚みは、押出樹脂温度、冷却水温度及び発泡粒子製造直後の保管温度の調整によって、制御できる。各温度が低い方が、表皮厚みが大きくなる傾向が高い。
(D) Shape of expanded particles The shape of expanded particles is not particularly limited. For example, spherical shape, cylindrical shape, etc. are mentioned. Of these, it is preferable that the shape be as spherical as possible. The expanded particles preferably have an average particle diameter of 0.5 to 5 mm.
The foamed particles preferably have a skin thickness of 0.01 to 0.5 mm. The skin thickness is more preferably 0.01 to 0.2 mm, and particularly preferably 0.015 to 0.2 mm. The skin thickness can be controlled by adjusting the extrusion resin temperature, the cooling water temperature, and the storage temperature immediately after production of the expanded particles. The lower the temperature, the higher the tendency for the skin thickness to increase.

(e)発泡粒子の製造方法
発泡粒子の製造方法としては、
(1)熱可塑性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物を押出発泡させながら切断した後に冷却して発泡粒子を製造する方法
(2)熱可塑性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発泡押出物を製造し、この発泡押出物を所定間隔毎に切断して発泡粒子を製造する方法
(3)熱可塑性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発泡粒子を製造する方法
(4)懸濁重合で熱可塑性樹脂粒子を作製し、オートクレーブで発泡剤を含浸させたて発泡性粒子を製造した後、水蒸気のような熱媒体を供給できる予備発泡機を用いて加熱発泡させて発泡粒子を製造する方法
(5)熱可塑性樹脂を押出機内に供給し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してストランド状の押出物を製造し、この押出物を所定間隔毎に切断して樹脂粒子を製造し、それをオートクレーブで発泡剤を含浸させ発泡性粒子を製造した後、水蒸気のような熱媒体を供給できる予備発泡機を用いて加熱発泡させて発泡粒子を製造する方法
等が挙げられる。
(E) Manufacturing method of expanded particle As a manufacturing method of expanded particle,
(1) A thermoplastic resin is supplied into an extruder, melted and kneaded in the presence of a physical foaming agent, cut from the nozzle mold attached to the extruder while extruding the extruded product, and then cooled to expand the expanded particles. (2) A thermoplastic resin is supplied into an extruder, melt-kneaded in the presence of a physical foaming agent, and extruded and foamed from a nozzle die attached to the extruder to produce a strand-like foamed extrudate. A method of producing foamed particles by cutting the foamed extrudate at predetermined intervals (3) An annular attached to the extruder by supplying a thermoplastic resin into the extruder, melt-kneading in the presence of a physical foaming agent Method of producing foamed sheet by extrusion foaming from die or T-die, and cutting the foamed sheet (4) Making thermoplastic resin particles by suspension polymerization and impregnating foaming agent with autoclave Freshly foamable (5) A method of producing foamed particles by heating and foaming using a pre-foaming machine capable of supplying a heat medium such as water vapor after the child is manufactured. A strand-like extrudate is produced by extruding from a nozzle mold attached to the resin, and the extrudate is cut at predetermined intervals to produce resin particles, which are impregnated with a foaming agent in an autoclave to produce expandable particles. Thereafter, a method of producing foamed particles by heating and foaming using a pre-foaming machine capable of supplying a heat medium such as water vapor may be mentioned.

製造方法(1)に使用できる製造装置の一例について図1及び2を参照しつつ説明する。
ここで、図1は、発泡剤を含む発泡粒子を、押出機と、その前端に取り付けられたノズル金型1とを用いて作製する様子を示したものである。
図2に示したように、ノズル金型1の前端面10には、ノズルの出口部11が複数個、同一仮想円A上に等間隔毎に形成されている。
ノズル金型1の前端面10におけるノズルの出口部11で囲まれた部分には、回転軸2が前方に向かって突出した状態に配設されている。この回転軸2は、後述する冷却部材4を構成する冷却ドラム41の前部41aを貫通してモータ等の駆動部材3に連結されている。
An example of a manufacturing apparatus that can be used in the manufacturing method (1) will be described with reference to FIGS.
Here, FIG. 1 shows a state in which foamed particles containing a foaming agent are produced using an extruder and a nozzle mold 1 attached to the front end thereof.
As shown in FIG. 2, a plurality of nozzle outlet portions 11 are formed on the same virtual circle A at equal intervals on the front end surface 10 of the nozzle mold 1.
At the portion surrounded by the nozzle outlet 11 on the front end face 10 of the nozzle mold 1, the rotating shaft 2 is disposed in a state of protruding forward. The rotary shaft 2 is connected to a drive member 3 such as a motor through a front portion 41a of a cooling drum 41 constituting a cooling member 4 described later.

更に、上記回転軸2の後端部の外周面には一枚又は複数枚の回転刃5が一体的に設けられている。全ての回転刃5は、その回転時には、ノズル金型1の前端面10に常時、接触した状態となる。
なお、回転軸2に複数枚の回転刃5が一体的に設けられている場合には、複数枚の回転刃5は回転軸2の周方向に等間隔毎に配列されている。
Further, one or a plurality of rotary blades 5 are integrally provided on the outer peripheral surface of the rear end portion of the rotary shaft 2. All the rotary blades 5 are always in contact with the front end face 10 of the nozzle mold 1 during the rotation.
When a plurality of rotary blades 5 are integrally provided on the rotary shaft 2, the plurality of rotary blades 5 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotary shaft 2.

図2では、一例として、四個の回転刃5を回転軸2の外周面に一体的に設けた場合を示した。
回転軸2が回転することによって、回転刃5は、ノズル金型1の前端面10に常時、接触しながら、ノズルの出口部11が形成されている仮想円A上を移動し、ノズルの出口部11から押出された発泡押出物を順次、連続的に切断可能に構成されている。
また、ノズル金型1の少なくとも前端部と、回転軸2とを包囲するように冷却部材4が配設されている。この冷却部材4は、ノズル金型1よりも大径な正面円形状の前部41aと、この前部41aの外周縁から後方に向かって延設された円筒状の周壁部41bとを有する有底円筒状の冷却ドラム41とを備えている。
In FIG. 2, as an example, a case where four rotary blades 5 are integrally provided on the outer peripheral surface of the rotary shaft 2 is shown.
When the rotary shaft 2 rotates, the rotary blade 5 moves on the virtual circle A in which the nozzle outlet portion 11 is formed while constantly contacting the front end surface 10 of the nozzle mold 1, and the nozzle outlet The foamed extrudate extruded from the portion 11 is configured to be capable of being sequentially and continuously cut.
A cooling member 4 is disposed so as to surround at least the front end portion of the nozzle mold 1 and the rotating shaft 2. The cooling member 4 has a front circular front part 41a having a diameter larger than that of the nozzle mold 1 and a cylindrical peripheral wall part 41b extending rearward from the outer peripheral edge of the front part 41a. A bottom cylindrical cooling drum 41 is provided.

更に、冷却ドラム41の周壁部41bにおけるノズル金型1の外方に対応する部分には、冷却液42を供給するための供給口41cが内外周面間に亘って貫通した状態に形成されている。
冷却ドラム41の供給口41cの外側開口部には冷却液42を冷却ドラム41内に供給するための供給管41dが接続されている。
冷却液42は、供給管41dを通じて、冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に沿って斜め前方に向かって供給されるように構成されている。
そして、冷却液42は、供給管41dから冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に供給される際の流速に伴う遠心力によって、冷却ドラム41の周壁部41b内周面に沿って螺旋状を描くように前方に向かって進む。
Further, a supply port 41c for supplying the coolant 42 is formed in a portion of the peripheral wall portion 41b of the cooling drum 41 corresponding to the outside of the nozzle mold 1 so as to penetrate between the inner and outer peripheral surfaces. Yes.
A supply pipe 41 d for supplying the coolant 42 into the cooling drum 41 is connected to the outer opening of the supply port 41 c of the cooling drum 41.
The coolant 42 is configured to be supplied obliquely forward along the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 41b of the cooling drum 41 through the supply pipe 41d.
Then, the cooling liquid 42 spirals along the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 41b of the cooling drum 41 by the centrifugal force accompanying the flow velocity when being supplied from the supply pipe 41d to the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 41b of the cooling drum 41. Go forward as you draw.

冷却液42は、周壁部41bの内周面に沿って進行中に、徐々に進行方向に直交する方向に広がる。その結果、冷却ドラム41の供給口41cより前方の周壁部41bの内周面は冷却液42によって全面的に被覆された状態となる。
なお、冷却液42としては、発泡粒子を冷却できれば、特に限定されず、例えば、水、アルコール等が挙げられる。この内、使用後の処理を考慮すると、水が好ましい。
冷却液の温度としては、5〜40℃が好ましい。5℃未満の場合、金型温度が著しく低下し、押出が不安定となることがある。40℃より高い場合、発泡粒子の冷却不足となり、連続気泡率が高くなり、複合化時の発泡力が低下することがある。また、発泡粒子表面の非発泡もしくは高密度層である表皮が薄くなり、複合化時の発泡力が低下することがある。より好ましい冷却液の温度は8〜30℃であり、10〜35℃が特に好ましい。
The coolant 42 gradually spreads in the direction orthogonal to the traveling direction while traveling along the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 41b. As a result, the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 41 b in front of the supply port 41 c of the cooling drum 41 is completely covered with the cooling liquid 42.
The coolant 42 is not particularly limited as long as the foamed particles can be cooled, and examples thereof include water and alcohol. Of these, water is preferable in view of the treatment after use.
As a temperature of a cooling fluid, 5-40 degreeC is preferable. When it is less than 5 ° C., the mold temperature is remarkably lowered, and extrusion may become unstable. When the temperature is higher than 40 ° C., the foamed particles are insufficiently cooled, the open cell ratio is increased, and the foaming power at the time of compounding may be reduced. In addition, the non-foamed or high-density skin on the surface of the foamed particles becomes thin, and the foaming power at the time of compositing may be reduced. The temperature of the cooling liquid is more preferably 8 to 30 ° C, particularly preferably 10 to 35 ° C.

そして、冷却ドラム41の周壁部41bの前端部下面には、その内外周面間に亘って貫通した状態に排出口41eが形成されている。
排出口41eの外側開口部には排出管41fが接続されている。
発泡粒子及び冷却液42を連続的に排出口41eを通じて排出できるように構成されている。
熱可塑性樹脂(好ましくは架橋剤と共に)を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練した(熱可塑性樹脂を好ましくは架橋剤によって架橋した)後、押出機の前端に取り付けたノズル金型1から熱可塑性樹脂を押出発泡させて得られた発泡押出物を回転刃5によって切断することで、発泡粒子を製造できる。
A discharge port 41e is formed on the lower surface of the front end portion of the peripheral wall portion 41b of the cooling drum 41 so as to penetrate between the inner and outer peripheral surfaces.
A discharge pipe 41f is connected to the outer opening of the discharge port 41e.
The expanded particles and the coolant 42 can be continuously discharged through the discharge port 41e.
A nozzle attached to the front end of the extruder after a thermoplastic resin (preferably together with a crosslinking agent) is supplied to the extruder and melt-kneaded in the presence of a foaming agent (the thermoplastic resin is preferably crosslinked with a crosslinking agent) Foamed particles can be produced by cutting the foamed extrudate obtained by extruding and foaming the thermoplastic resin from the mold 1 with the rotary blade 5.

(f)発泡粒子及び繊維強化樹脂材の予備加熱
発泡粒子は、成形型への投入前に、予備加熱してもよい。予備加熱することによって、成形型に投入された発泡粒子を早い段階で発泡させることができ、発泡開始のタイミングを調整できる。予備加熱温度は、発泡粒子を構成する樹脂のガラス転移点(Tg)−50〜Tg+50℃が好ましい。予備加熱温度が低すぎると発泡開始に与える影響が少なくなることがある。高すぎると発泡が開始してしまうことがある。予備加熱温度はTg−40〜Tg+40℃がより好ましく、Tg−30〜Tg+30℃が特に好ましい。予備加熱用の加熱装置としては、例えば、赤外線ヒーター、カーボンヒーター、熱風乾燥機、加熱板、バンドヒーター、カートリッジヒータ等が使用できる。
(F) Preheating of expanded particles and fiber reinforced resin material The expanded particles may be preheated before being put into a mold. By preheating, the foamed particles put into the mold can be foamed at an early stage, and the foaming start timing can be adjusted. The preheating temperature is preferably a glass transition point (Tg) −50 to Tg + 50 ° C. of the resin constituting the expanded particles. If the preheating temperature is too low, the influence on the start of foaming may be reduced. If it is too high, foaming may start. The preheating temperature is more preferably Tg-40 to Tg + 40 ° C, and particularly preferably Tg-30 to Tg + 30 ° C. As the preheating device, for example, an infrared heater, a carbon heater, a hot air dryer, a heating plate, a band heater, a cartridge heater, or the like can be used.

繊維強化樹脂材も、発泡粒子と同様、予備加熱してもよい。予備加熱することによって、熱硬化性樹脂を含む繊維強化樹脂材の場合、熱硬化を速くできることや、熱硬化性樹脂の粘度を増加させて成形性や外観性を向上できる。熱可塑性樹脂を含む繊維強化樹脂材の場合は、樹脂発泡体への融着性を向上できることや、生産性を向上できる。予備加熱温度は、熱硬化性樹脂の場合、そのガラス転移点(Tg)−100〜Tg+100℃が好ましく、熱可塑性樹脂の場合、そのガラス転移点(Tg)+100〜Tg+350℃が好ましい。予備加熱温度が高すぎると、熱硬化性樹脂の場合は、硬化が始まることとなり、樹脂発泡体への融着性が低下し、熱可塑性樹脂の場合は、樹脂の粘度が低くなり、繊維強化樹脂材から樹脂が垂れてしまうことにより、外観性が低下することがある。温度が低すぎると、成形型投入後の加熱時間が延びることとなるばかりか、樹脂発泡体への融着性が低下することがある。熱硬化性樹脂の場合、予備加熱温度はTg−50〜Tg+80℃がより好ましく、熱可塑性樹脂の場合、予備加熱温度はTg+150〜Tg+300℃がより好ましい。加熱装置としては、例えば、赤外線ヒーター、カーボンヒーター、熱風乾燥機、加熱板、バンドヒーター、カートリッジヒータ等が使用できる。   The fiber reinforced resin material may also be preheated like the foamed particles. By preheating, in the case of a fiber reinforced resin material containing a thermosetting resin, the thermosetting can be accelerated, and the viscosity of the thermosetting resin can be increased to improve the moldability and appearance. In the case of a fiber reinforced resin material containing a thermoplastic resin, it is possible to improve the fusibility to a resin foam and to improve productivity. The preheating temperature is preferably a glass transition point (Tg) −100 to Tg + 100 ° C. in the case of a thermosetting resin, and is preferably a glass transition point (Tg) +100 to Tg + 350 ° C. in the case of a thermoplastic resin. If the preheating temperature is too high, curing will start in the case of a thermosetting resin, and the fusibility to a resin foam will be reduced. In the case of a thermoplastic resin, the viscosity of the resin will be low, and fiber reinforcement will occur. Appearance may deteriorate due to the resin dripping from the resin material. If the temperature is too low, not only will the heating time after the mold has been charged be extended, but the fusing property to the resin foam may be reduced. In the case of a thermosetting resin, the preheating temperature is more preferably Tg-50 to Tg + 80 ° C., and in the case of a thermoplastic resin, the preheating temperature is more preferably Tg + 150 to Tg + 300 ° C. As the heating device, for example, an infrared heater, a carbon heater, a hot air dryer, a heating plate, a band heater, a cartridge heater, or the like can be used.

(繊維強化複合発泡体)
繊維強化複合発泡体は、繊維強化樹脂材と樹脂発泡体とが積層一体化されている。
(a)繊維強化樹脂材
繊維強化樹脂材は、繊維成分と樹脂成分とから構成される。
(a−1)繊維成分
繊維成分としては、例えば、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、セラミックス繊維等の無機繊維;ステンレス繊維やスチール繊維等の金属繊維;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)繊維等の有機繊維;ボロン繊維等の繊維に由来する成分が挙げられる。繊維は、優れた機械的強度及び耐熱性を有していることから、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維が好ましく、炭素繊維がより好ましい。
(Fiber reinforced composite foam)
In the fiber reinforced composite foam, a fiber reinforced resin material and a resin foam are laminated and integrated.
(A) Fiber-reinforced resin material The fiber-reinforced resin material is composed of a fiber component and a resin component.
(A-1) Fiber component Examples of the fiber component include inorganic fibers such as glass fiber, carbon fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, Tyranno fiber, basalt fiber, and ceramic fiber; metal fibers such as stainless fiber and steel fiber; Examples include organic fibers such as aramid fibers, polyethylene fibers, and polyparaphenylene benzoxador (PBO) fibers; and components derived from fibers such as boron fibers. Since the fiber has excellent mechanical strength and heat resistance, carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber are preferable, and carbon fiber is more preferable.

繊維成分は、繊維強化樹脂材中に、粒状で分散していてもよく、シート状の形態で存在していてもよい。この内、繊維強化樹脂材の強度を向上させる観点から、シート状であることが好ましい。シート状の形態としては、織物(例えば、平織、綾織、朱子織等による織物)、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)の糸での結束(縫合)体が挙げられる。
シート状の繊維成分は、1枚の繊維層のみからなっていてもよく、複数枚の繊維層の積層体であってもよい。複数枚の繊維層の積層体としては、
(1)一種の繊維のみからなるシート状の繊維層を複数枚用意し、これらを積層することで得られた積層体
(2)複数種の繊維の混合物からなるシート状の繊維層を複数枚用意し、これらを積層することで得られた積層体
(3)結束体からなるシート状の繊維層を複数枚用意し、これら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、重ね合わせた結束体同士を糸で一体化(縫合)することで得られた積層体
等が挙げられる。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等の合成樹脂糸、及びガラス繊維糸のようなステッチ糸が挙げられる。
The fiber component may be dispersed in a granular form in the fiber reinforced resin material, or may be present in the form of a sheet. Among these, from the viewpoint of improving the strength of the fiber reinforced resin material, a sheet shape is preferable. Sheet-like forms include woven fabrics (for example, woven fabrics such as plain weaves, twill weaves, satin weaves, etc.), knitted fabrics, nonwoven fabrics, and bundles (stitched) with yarns of fiber bundles (strands) in which reinforcing fibers are aligned in one direction Is mentioned.
The sheet-like fiber component may consist of only one fiber layer, or may be a laminate of a plurality of fiber layers. As a laminate of a plurality of fiber layers,
(1) A laminate obtained by preparing a plurality of sheet-like fiber layers made of only one kind of fiber and laminating them (2) A plurality of sheet-like fiber layers made of a mixture of a plurality of kinds of fibers Prepared and laminated (3) obtained by laminating them Prepare a plurality of sheet-like fiber layers composed of bundles, and stack them so that the fiber directions of the fiber bundles are different from each other For example, a laminated body obtained by integrating (stitching) the bundles that are combined and superposed with each other with a thread may be used. Examples of the yarn include synthetic resin yarns such as polyamide resin yarns and polyester resin yarns, and stitch yarns such as glass fiber yarns.

上記(1)において、複数枚の織物の積層体の場合、各織物を構成している経糸(緯糸)の長さ方向が織物の平面方向からみて放射状に配列されていることが好ましい。
具体的には、図3及び図4に示したように、各織物を構成している経糸(緯糸)の長さ方向をそれぞれ1a、1b・・・としたとき、これら経糸(緯糸)の長さ方向1a、1b・・・が放射状に配列されていることが好ましい。また、経糸(緯糸)の長さ方向1a、1b・・・のうちの任意の経糸(緯糸)の長さ方向1aを特定したとき、特定の経糸(緯糸)の長さ方向1aを中心にして他の経糸(緯糸)の長さ方向1b、1c、1d・・・が線対称となるように配列されていることがより好ましい。
In the above (1), in the case of a laminate of a plurality of woven fabrics, it is preferable that the length direction of the warp (weft) constituting each woven fabric is arranged radially when viewed from the plane direction of the woven fabric.
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, when the length directions of the warps (wefts) constituting each woven fabric are 1a, 1b,..., The lengths of these warps (wefts) It is preferable that the length directions 1a, 1b,. Further, when the length direction 1a of any warp (weft) of the warp (weft) length directions 1a, 1b... Is specified, the length direction 1a of the specific warp (weft) is the center. More preferably, the other warps (wefts) are arranged so that the length directions 1b, 1c, 1d,...

また、各織物を構成している経糸(緯糸)の長さ方向1a、1b・・・どうしの交差角度は、繊維強化樹脂材の強度が一方向に偏らず任意の方向において略同一の機械的強度を付与できる。そのため、織物を二枚重ね合わせる場合には90°が好ましく、織物を三枚以上重ね合わせる場合には45°が好ましい。   Further, the crossing angle between the length directions 1a, 1b,... Of the warps (wefts) constituting each woven fabric is substantially the same in any direction without the strength of the fiber reinforced resin material being biased in one direction. Can give strength. Therefore, 90 ° is preferable when two woven fabrics are overlapped, and 45 ° is preferable when three or more woven fabrics are overlapped.

上記(2)において、複数種の繊維の混合物からなる繊維層の積層体の場合、各繊維層を構成している繊維束の繊維の長さ方向が繊維層の平面方向からみて放射状に配列されていることが好ましい。具体的には、図3及び図4に示したように、各繊維基材を構成している繊維束の繊維の長さ方向をそれぞれ1a、1b・・・としたとき、これら繊維の長さ方向1a、1b・・・が放射状に配列されていることが好ましく、繊維の長さ方向1a、1b・・・のうちの任意の長さ方向1aを特定したとき、特定の長さ方向1aを中心にして線対称となるように他の長さ方向1b、1c、1d・・・が配列していることがより好ましい。
また、繊維の長さ方向1a、1b・・・どうしの交差角度は、繊維強化樹脂材の強度が一方向に偏らず任意の方向において略同一の機械的強度を付与できることから、繊維基材を二枚重ね合わせる場合には90°が好ましく、繊維基材を三枚以上重ね合わせる場合には45°が好ましい。
なお、三菱レイヨン社の商品名「パイロフィル」も繊維基材として使用できる。
In the above (2), in the case of a laminate of fiber layers composed of a mixture of a plurality of types of fibers, the length direction of the fibers of the fiber bundle constituting each fiber layer is arranged radially when viewed from the plane direction of the fiber layer. It is preferable. Specifically, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, when the length directions of the fibers of the fiber bundle constituting each fiber base are 1a, 1b. It is preferable that the directions 1a, 1b,... Are arranged radially, and when the arbitrary length direction 1a of the fiber length directions 1a, 1b,. More preferably, the other length directions 1b, 1c, 1d,... Are arranged so as to be line symmetric with respect to the center.
In addition, the crossing angle between the fiber length directions 1a, 1b,... Is that the strength of the fiber reinforced resin material is not biased in one direction, and can impart substantially the same mechanical strength in any direction. When two sheets are overlapped, 90 ° is preferable, and when three or more fiber base materials are stacked, 45 ° is preferable.
The trade name “Pyrofil” of Mitsubishi Rayon Co., Ltd. can also be used as a fiber base material.

(a−2)樹脂成分
上記繊維に樹脂を含浸させることで繊維強化樹脂材が得られる。樹脂を含浸させることによって、強化繊維同士が接着一体化されるので、繊維成分のみや樹脂のみよりも優れた強度を繊維強化樹脂材は有している。樹脂には熱硬化性樹脂、及び、熱可塑性樹脂が通常使用される。
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、熱可塑性エポキシ樹脂、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、アクリル樹脂等が挙げられる。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。
(A-2) Resin component A fiber-reinforced resin material can be obtained by impregnating the fiber with a resin. Since the reinforcing fibers are bonded and integrated by impregnating the resin, the fiber-reinforced resin material has a strength superior to that of only the fiber component or the resin alone. As the resin, a thermosetting resin and a thermoplastic resin are usually used.
The thermoplastic resin is not particularly limited, and examples thereof include olefin resins, polyester resins, thermoplastic epoxy resins, amide resins, thermoplastic polyurethane resins, sulfide resins, and acrylic resins. In addition, a thermoplastic resin may be used independently or 2 or more types may be used together.

樹脂成分中の主たる樹脂は、樹脂発泡体との接着性又は繊維強化樹脂材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、熱可塑性エポキシ樹脂が好ましい。また、主たる樹脂は、熱可塑性ポリウレタン樹脂等の熱可塑性エラストマーであってもよい。ここで「主たる樹脂」とは、繊維成分を除いて、最も高い質量割合で含まれている樹脂を意味する。   The main resin in the resin component is preferably a polyester resin or a thermoplastic epoxy resin because it is excellent in adhesiveness with a resin foam or adhesiveness between reinforcing fibers constituting a fiber reinforced resin material. The main resin may be a thermoplastic elastomer such as a thermoplastic polyurethane resin. Here, the “main resin” means a resin contained in the highest mass ratio excluding the fiber component.

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等が挙げられる。この内、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。
The epoxy resin is a polymer or copolymer of epoxy compounds and having a linear structure, or a copolymer of an epoxy compound and a monomer that can be polymerized with this epoxy compound. Examples include a copolymer having a chain structure.
Specifically, as the epoxy resin, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol fluorene type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cyclic aliphatic type epoxy resin, long chain aliphatic type epoxy resin , Glycidyl ester type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy resin and the like. Of these, bisphenol A type epoxy resins and bisphenol fluorene type epoxy resins are preferred.
In addition, an epoxy resin may be used independently or 2 or more types may be used together.

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−ブタンジオール等が挙げられる。
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、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。
Examples of the polyurethane resin include polymers having a linear structure obtained by polymerizing diol and diisocyanate.
Examples of the diol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and the like.
Diols may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the diisocyanate include aromatic diisocyanate, aliphatic diisocyanate, and alicyclic diisocyanate. Diisocyanate may be used independently or 2 or more types may be used together. In addition, a polyurethane resin may be used independently or 2 or more types may be used together.

アミド系樹脂としては、ヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−又は2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,3−又は1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス(p−アミノシクロヘキシルメタン)、m−又はp−キシリレンジアミンのような脂肪族、脂環族、芳香族等のジアミンとアジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸のような脂肪族、脂環族、芳香族等のジカルボン酸とから製造される樹脂、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸のようなアミノカルボン酸から製造される樹脂、ε−カプロラクタム、ω−ドデカラクタムのようなラクタムから製造される樹脂及びこれらの成分からなる共重合樹脂、これら樹脂の混合物等が例示される。   Examples of amide resins include hexamethylenediamine, decamethylenediamine, dodecamethylenediamine, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 1,3- or 1,4-bis (aminomethyl). Aliphatic, alicyclic and aromatic diamines such as cyclohexane, bis (p-aminocyclohexylmethane), m- or p-xylylenediamine and adipic acid, suberic acid, sebacic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid Manufactured from aliphatic, alicyclic and aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, and aminocarboxylic acids such as 6-aminocaproic acid, 11-aminoundecanoic acid and 12-aminododecanoic acid Resin, ε-caprolactam, resin produced from lactam such as ω-dodecalactam And a copolymer resin composed of these components, a mixture of these resins, and the like.

具体的にはポリカプラミド(ポリアミド6)、ポリドデカノアミド(ポリアミド12)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ポリアミド6・6)、ポリヘキサメチレンアゼラアミド(ポリアミド6・9)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ポリアミド6・10)、ポリヘキサメチレンドデカノアミド(ポリアミド6・12)、ポリキシリレンアジパミド、ポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリフェニレンフタラミド、ポリアミド6/6・6、ポリ(キシリレンアジパミド/ヘキサメチレンアジパミド)等が挙げられる。   Specifically, polycoupleramide (polyamide 6), polydodecanoamide (polyamide 12), polyhexamethylene adipamide (polyamide 6 · 6), polyhexamethylene azelamide (polyamide 6 · 9), polyhexamethylene sebaca Amide (polyamide 6 · 10), polyhexamethylene dodecanoamide (polyamide 6 · 12), polyxylylene adipamide, polyhexamethylene terephthalamide, polyphenylene phthalamide, polyamide 6/6 · 6, poly (xylylene) Adipamide / hexamethylene adipamide) and the like.

樹脂成分には、熱硬化性樹脂が更に含まれていてもよい。
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を予備重合した樹脂等が挙げられる。この内、耐熱性、弾性率及び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。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。
The resin component may further contain a thermosetting resin.
The thermosetting resin is not particularly limited. For example, epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, melamine resin, polyurethane resin, silicon resin, maleimide resin, vinyl ester resin, cyanate ester resin, maleimide resin and cyanide Examples thereof include a resin obtained by prepolymerizing an acid ester resin. Of these, epoxy resins and vinyl ester resins are preferred because of their excellent heat resistance, elastic modulus, and chemical resistance. A thermosetting resin may be used independently or 2 or more types may be used together.

繊維強化樹脂材中における樹脂成分の含有量は、20〜70質量%であることが好ましい。含有量が20質量%未満の場合、強化繊維どうしの接着性や、繊維強化樹脂材とコア材との接着性が不十分となり、繊維強化樹脂材の機械的強度や、繊維強化複合発泡体の機械的強度又は衝撃吸収性を十分に向上できないことがある。また、70質量%より多い場合、繊維強化樹脂材の機械的強度が低下して、繊維強化複合発泡体の機械的強度を十分に向上できないことがある。より好ましい含有量は、30〜60質量%である。
繊維強化樹脂材中に樹脂を含浸させる方法としては、特に限定されず、例えば、
(1)繊維基材を合成樹脂中に浸漬し、繊維基材に合成樹脂を含浸させる方法
(2)繊維基材に合成樹脂を塗布し、繊維基材に合成樹脂を含浸させる方法
等が挙げられる。
The resin component content in the fiber reinforced resin material is preferably 20 to 70% by mass. When the content is less than 20% by mass, the adhesion between the reinforced fibers and the adhesion between the fiber reinforced resin material and the core material become insufficient, and the mechanical strength of the fiber reinforced resin material and the fiber reinforced composite foam Mechanical strength or shock absorption may not be sufficiently improved. Moreover, when more than 70 mass%, the mechanical strength of a fiber reinforced resin material may fall, and the mechanical strength of a fiber reinforced composite foam may not fully be improved. A more preferable content is 30 to 60% by mass.
The method for impregnating the resin in the fiber reinforced resin material is not particularly limited, for example,
(1) A method of immersing a fiber base material in a synthetic resin and impregnating the fiber base material with a synthetic resin (2) A method of applying a synthetic resin to the fiber base material and impregnating the fiber base material with a synthetic resin It is done.

(a−3)性質
繊維強化樹脂材の厚みは、0.02〜2mmが好ましい。厚みがこの範囲内である繊維強化樹脂材は、軽量であるにも関わらず機械的強度に優れている。より好ましい厚さは0.05〜1mmである。
繊維強化樹脂材の目付は、50〜4000g/m2が好ましい。目付がこの範囲内であることで、繊維強化樹脂材が軽量で強度に優れた状態とされ得る。より好ましい目付は100〜1000g/m2である。
なお、長瀬ケムテック社の商品名「NNGF60−03s」も繊維強化樹脂材として使用できる。
(A-3) Properties The thickness of the fiber reinforced resin material is preferably 0.02 to 2 mm. The fiber reinforced resin material having a thickness within this range is excellent in mechanical strength despite being lightweight. A more preferable thickness is 0.05 to 1 mm.
The basis weight of the fiber reinforced resin material is preferably 50 to 4000 g / m 2 . When the basis weight is within this range, the fiber-reinforced resin material can be made light and excellent in strength. A more preferable basis weight is 100 to 1000 g / m 2 .
The trade name “NNGF60-03s” of Nagase Chemtech Co., Ltd. can also be used as the fiber reinforced resin material.

(b)樹脂発泡体
樹脂発泡体は、上記発泡粒子の融着体である。
樹脂発泡体は、0.015〜0.5g/cm3の密度を有していることが好ましい。密度が低すぎると、機械的物性が低下することがある。密度が高すぎると、軽量性が損なわれ、又は、脆くなることがある。密度は0.02〜0.4g/cm3がより好ましい。
(B) Resin Foam The resin foam is a fusion product of the above foamed particles.
It is preferable that the resin foam has a density of 0.015 to 0.5 g / cm 3 . If the density is too low, the mechanical properties may deteriorate. If the density is too high, the lightness may be impaired or it may become brittle. The density is more preferably 0.02 to 0.4 g / cm 3 .

(c)構成
繊維強化複合発泡体は、繊維強化樹脂材と樹脂発泡体とが、互いに融着することで、積層一体化していさえすれば、その構成は特に限定されない。構成としては、例えば、
(1)樹脂発泡体の全表面及び一部表面を被覆するように繊維強化樹脂材が位置する構成
(2)樹脂発泡体の内部に粒状又は層状に繊維強化樹脂材が分散する構成
(3)上記構成(1)及び(2)を組み合わせた構成
等が挙げられる。
(C) Configuration The configuration of the fiber-reinforced composite foam is not particularly limited as long as the fiber-reinforced resin material and the resin foam are fused and integrated together. As a configuration, for example,
(1) Configuration in which the fiber reinforced resin material is positioned so as to cover the entire surface and a part of the surface of the resin foam (2) Configuration in which the fiber reinforced resin material is dispersed in a granular or layered manner inside the resin foam (3) The structure etc. which combined the said structure (1) and (2) are mentioned.

構成(1)において、繊維強化複合発泡体は、繊維強化樹脂材でその50%以上の表面が被覆されていることが好ましい。被覆が50%未満の場合、繊維強化複合発泡体の機械的強度の向上効果が十分でないことがある。60%以上の表面が被覆されていることがより好ましく、80%以上の表面が被覆されていることが更に好ましい。
また、繊維強化複合発泡体が、多面体構造を有している場合、繊維強化樹脂材は、最も面積の大きな面を被覆していることが好ましい。
In the configuration (1), the fiber-reinforced composite foam is preferably covered with a fiber-reinforced resin material at a surface of 50% or more. When the coating is less than 50%, the effect of improving the mechanical strength of the fiber-reinforced composite foam may not be sufficient. More preferably, 60% or more of the surface is coated, and more preferably 80% or more of the surface is coated.
Moreover, when the fiber reinforced composite foam has a polyhedral structure, the fiber reinforced resin material preferably covers the surface having the largest area.

構成(2)において、繊維強化複合発泡体に含まれる繊維強化樹脂材が、繊維強化複合発泡体全体に占める割合は、10〜60体積%であることが好ましい。割合が10体積%未満の場合、繊維強化複合発泡体の機械的強度の向上効果が十分でないことがある。60体積%より多い場合、繊維強化複合発泡体の軽量性が損なわれることがある。より好ましい割合は20〜50体積%であり、更に好ましい割合は25〜45体積%である。
上記構成の内、少なくとも構成(1)を備えていることが好ましい。
In the configuration (2), the ratio of the fiber reinforced resin material contained in the fiber reinforced composite foam to the entire fiber reinforced composite foam is preferably 10 to 60% by volume. When the ratio is less than 10% by volume, the effect of improving the mechanical strength of the fiber-reinforced composite foam may not be sufficient. When it is more than 60% by volume, the lightweight property of the fiber-reinforced composite foam may be impaired. A more desirable ratio is 20 to 50% by volume, and a still more desirable ratio is 25 to 45% by volume.
It is preferable that at least the configuration (1) is provided among the above configurations.

(b)製造方法
繊維強化複合発泡体が角柱状であり上記構成(1)を備えている場合を例にして以下に製造方法を説明する。具体的には、角柱状の樹脂発泡体の表面をシート状の繊維強化樹脂材で熱融着により被覆する構成を有している。
繊維強化複合発泡体は、例えば、図5(a)〜(d)に示した手順で製造できる。図5(a)は発泡粒子充填工程、図5(b)はプレス及び加熱工程、図5(c)は融着工程、図5(d)は離型工程である。
まず、成形型71上に、繊維強化樹脂材72、発泡粒子73及び繊維強化樹脂材73をこの順で配置する(図5(a))。ここで、成形型内に、発泡粒子、繊維強化樹脂材及び発泡粒子の順で配置すれば、繊維強化樹脂材が内包された繊維強化複合発泡体を得ることができる。また、粒状の繊維強化樹脂材を使用する場合、発泡粒子と粒状の繊維強化樹脂材とを混合して成形型内に配置すれば、粒状の繊維強化樹脂材が分散した繊維強化複合発泡体を得ることができる。
(B) Manufacturing method A manufacturing method is demonstrated below by making into an example the case where a fiber reinforced composite foam is prismatic shape and is provided with the said structure (1). Specifically, the surface of the prismatic resin foam is covered with a sheet-like fiber reinforced resin material by heat fusion.
The fiber reinforced composite foam can be manufactured, for example, according to the procedure shown in FIGS. FIG. 5A shows the expanded particle filling step, FIG. 5B shows the pressing and heating step, FIG. 5C shows the fusion step, and FIG. 5D shows the mold release step.
First, the fiber reinforced resin material 72, the foamed particles 73, and the fiber reinforced resin material 73 are arranged in this order on the mold 71 (FIG. 5A). Here, if it arrange | positions in order of a foam particle, a fiber reinforced resin material, and a foam particle in a shaping | molding die, the fiber reinforced composite foam in which the fiber reinforced resin material was included can be obtained. In addition, when using a granular fiber reinforced resin material, if the foam particles and the granular fiber reinforced resin material are mixed and placed in a mold, a fiber reinforced composite foam in which the granular fiber reinforced resin material is dispersed can be obtained. Can be obtained.

次に、繊維強化樹脂材72、発泡粒子73及び繊維強化樹脂材74を一対の成形型71及び75で封止した後、プレスしつつ加熱する(図5(b))。
繊維強化樹脂材加熱工程や樹脂発泡体加熱工程に用いられる加熱装置としては、例えば、赤外線ヒーター、カーボンヒーター、熱風乾燥機、加熱板、バンドヒーター、カードリッジヒータ等が使用できる。
プレス圧力は、発泡粒子の主たる樹脂のガラス転移点以下での圧縮応力を参考にして決定することが好ましい。
ガラス転移点は、高すぎると繊維強化樹脂材が急激に冷却されて表面性が低下することがある。低すぎると繊維強化樹脂材の冷却に時間がかかり生産サイクルが低下することがある。従って、40〜180℃であることが好ましく、50〜150℃がより好ましい。
Next, the fiber reinforced resin material 72, the foamed particles 73, and the fiber reinforced resin material 74 are sealed with a pair of molding dies 71 and 75, and then heated while being pressed (FIG. 5B).
As a heating device used in the fiber reinforced resin material heating step and the resin foam heating step, for example, an infrared heater, a carbon heater, a hot air dryer, a heating plate, a band heater, a cartridge heater and the like can be used.
The pressing pressure is preferably determined with reference to the compressive stress below the glass transition point of the main resin of the expanded particles.
If the glass transition point is too high, the fiber reinforced resin material may be rapidly cooled to lower the surface property. If it is too low, it takes time to cool the fiber reinforced resin material, and the production cycle may be lowered. Therefore, it is preferable that it is 40-180 degreeC, and 50-150 degreeC is more preferable.

プレス成形時の圧力は、低すぎると繊維強化樹脂材と樹脂発泡体との一体性が低くなることがある。高すぎると、樹脂発泡体が圧縮されてしまい、所望の成形品を得難くなることがある。
そのため、プレス成形圧力は、発泡力(A)に対して所定の範囲内であることが好ましい。具体的には、0.1MPa〜(A+40MPa)の範囲内であることが好ましく、0.2MPa〜(A+20MPa)の範囲内であることが特に好ましい。
If the pressure at the time of press molding is too low, the integrity between the fiber-reinforced resin material and the resin foam may be lowered. If it is too high, the resin foam may be compressed, making it difficult to obtain a desired molded product.
Therefore, it is preferable that the press molding pressure is within a predetermined range with respect to the foaming force (A). Specifically, it is preferably within the range of 0.1 MPa to (A + 40 MPa), and particularly preferably within the range of 0.2 MPa to (A + 20 MPa).

次いで、加熱を維持して、発泡粒子73を発泡させることで、発泡粒子を相互に融着させる。再発泡の結果、成形型71及び75により区画される空間内に、発泡粒子の融着体からなる樹脂発泡体76と、それを覆う繊維強化樹脂材とからなる繊維強化複合発泡体77が得られる(図5(c))。
一定温度まで成形型を冷却した後、繊維強化複合発泡体77が取り出される(図5(d))。取り出し温度が高すぎると、取り出し後にさらなる発泡や収縮が生じて所定の形状を付与することが困難になる場合がある。
従って、繊維強化複合発泡体内の発泡成形体のガラス転移点をTgx(℃)とした際に、繊維強化複合発泡体の冷却は、成形型温度が(Tgx+10℃)以下となるように実施することが好ましい。
Next, the foamed particles 73 are foamed together by maintaining the heating to foam the foamed particles 73. As a result of the re-foaming, a fiber reinforced composite foam 77 made of a resin foam 76 made of a fused product of foamed particles and a fiber reinforced resin material covering it is obtained in the space defined by the molds 71 and 75. (FIG. 5C).
After the mold is cooled to a certain temperature, the fiber-reinforced composite foam 77 is taken out (FIG. 5 (d)). If the take-out temperature is too high, further foaming or shrinkage may occur after taking out, and it may be difficult to give a predetermined shape.
Therefore, when the glass transition point of the foam molded body in the fiber reinforced composite foam is Tgx (° C.), the fiber reinforced composite foam is cooled so that the mold temperature is (Tgx + 10 ° C.) or less. Is preferred.

即ち、熱融着後の繊維強化複合発泡体は、少なくとも表面が(Tgx+10℃)以下の温度に冷却された状態で成形型から取り出すことが好ましい。
繊維強化複合発泡体の成形型からの取り出し時における表面温度は、接触式温度計の測定プローブを取り出し直後の繊維強化複合発泡体の表面に当てて測定した、複数箇所(例えば、10箇所程度)の測定値の平均値である。
また、本発明においては、樹脂発泡体の中心部が表面よりも低い温度となっている状態で樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との熱融着を実施できる。
That is, it is preferable to take out the fiber-reinforced composite foam after heat sealing from the mold in a state where at least the surface is cooled to a temperature of (Tgx + 10 ° C.) or less.
The surface temperature at the time of taking out the fiber reinforced composite foam from the molding die was measured by applying a measurement probe of a contact thermometer to the surface of the fiber reinforced composite foam immediately after taking out, at a plurality of locations (for example, about 10 locations). Is the average value of the measured values.
Further, in the present invention, the thermal fusion between the resin foam and the fiber reinforced resin material can be performed in a state where the center of the resin foam is at a lower temperature than the surface.

次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<ガラス転移点及び融点>
ガラス転移点及び融点(発熱ピーク温度)については、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される値を意図している。
但し、サンプリング方法及び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充てんする。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分間に亘って保持する。この後、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。
得られた曲線の変曲点をガラス転移点とし、発熱ピークトップの温度を発熱ピーク温度(融点)とする。
なお、示差走査熱量分析計は、エスアイアイナノテクノロジー社の商品名「DSC6220型」を用いる。
EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these.
<Glass transition point and melting point>
About a glass transition point and melting | fusing point (exothermic peak temperature), the value measured by the method described in JISK7121: 1987 "Plastic transition temperature measuring method" is intended.
However, the sampling method and temperature conditions are as follows.
Using a differential scanning calorimeter device, approximately 6 mg of the sample is filled so that there is no gap in the bottom of the aluminum measurement container. Under a nitrogen gas flow rate of 20 mL / min, the sample is cooled from 30 ° C. to −40 ° C. and then held for 10 minutes. Thereafter, the sample was heated from -40 ° C. to 290 ° C. (1st Heating), held at 290 ° C. for 10 minutes, and then cooled from 290 ° C. to −40 ° C. (Cooling), held for 10 minutes. Then, the temperature is raised from −40 ° C. to 290 ° C. (2nd Heating) to obtain a DSC curve.
In addition, all the temperature increase rates and temperature decrease rates are performed at 10 ° C./min, and alumina is used as a reference material.
The inflection point of the obtained curve is defined as the glass transition point, and the temperature at the top of the exothermic peak is defined as the exothermic peak temperature (melting point).
The differential scanning calorimeter uses a product name “DSC6220 type” manufactured by SII Nano Technology.

<加熱膨張開始温度(発泡開始温度)>
25℃における発泡粒子の直径を測定し、初期直径とする。次に、5℃毎に恒温槽を設定し、発泡粒子の寸法が膨張した、最も低い温度を加熱膨張開始温度とする。加熱膨張は、初期直径より0.5mm以上大きくなった場合に開始したと判断する。
<Heating expansion start temperature (foaming start temperature)>
The diameter of the expanded particles at 25 ° C. is measured and set as the initial diameter. Next, a constant temperature bath is set every 5 ° C., and the lowest temperature at which the size of the expanded particles expands is defined as the heating expansion start temperature. It is determined that the thermal expansion has started when the initial diameter is 0.5 mm or more larger than the initial diameter.

<嵩密度(見掛け密度)>
嵩密度は、JIS K6911:1995「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定されたものをいう。即ち、JIS K6911に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、下記式に基づいて熱可塑性樹脂発泡粒子の嵩密度を算出する。
熱可塑性樹脂発泡粒子の嵩密度(g/cm3
=〔試料を入れたメスシリンダーの質量(g)−メスシリンダーの質量(g)〕/〔メスシリンダーの容量(cm3)〕
<Bulk density (apparent density)>
The bulk density is a value measured according to JIS K6911: 1995 “General Test Method for Thermosetting Plastics”. That is, it measures using the apparent density measuring device based on JISK6911, and calculates the bulk density of a thermoplastic resin expanded particle based on a following formula.
Bulk density of thermoplastic resin expanded particles (g / cm 3 )
= [Mass of measuring cylinder with sample (g) -Mass of measuring cylinder (g)] / [Capacity of measuring cylinder (cm 3 )]

<発泡粒子径>
発泡粒子の平均粒径は、次のように算出する。まず、発泡粒子20個を抽出し、抽出した発泡粒子を光学顕微鏡を用いて10倍に拡大して拡大写真を撮影する。拡大写真中の発泡粒子を包囲し得る最小径の真円の直径を個々の発泡粒子の粒径とする。20個の発泡粒子の粒径(直径)の相加平均値を発泡粒子の発泡粒子径とする。なお、光学顕微鏡は、キーエンス社製の商品名「デジタルマイクロスコープ VHX−1000」にて市販されている光学顕微鏡を用いる。
<Foamed particle size>
The average particle diameter of the expanded particles is calculated as follows. First, 20 expanded particles are extracted, the expanded expanded particles are magnified 10 times using an optical microscope, and an enlarged photograph is taken. The diameter of the perfect circle having the smallest diameter that can surround the expanded particles in the enlarged photograph is taken as the particle size of each expanded particle. The arithmetic average value of the particle diameters (diameters) of the 20 expanded particles is defined as the expanded particle diameter of the expanded particles. As the optical microscope, an optical microscope marketed under the trade name “Digital Microscope VHX-1000” manufactured by Keyence Corporation is used.

<表皮厚み>
発泡粒子を0.2〜0.3mm厚みでスライスする。次いで走査型電子顕微鏡で任意の粒子を200倍で撮影し、粒子表面から中心に向かって、非発泡(発泡していない領域)、もしくは、気泡径50μm以下が存在する領域までの距離を測定する。この測定を、発泡粒子断面の任意の方向10箇所において行い、得られた10個の値の平均値を表皮厚みとする。気泡径50μm以下の判定は、各気泡の外周縁上(気泡膜内側)の任意の点を結ぶ直線の最も短い距離について行う。
<Skin thickness>
The expanded particles are sliced with a thickness of 0.2 to 0.3 mm. Next, an arbitrary particle is photographed at 200 times with a scanning electron microscope, and the distance from the particle surface to the center is measured to a non-foamed (non-foamed region) or a region having a bubble diameter of 50 μm or less. . This measurement is performed at 10 locations in the arbitrary direction of the expanded particle cross section, and the average value of the 10 values obtained is taken as the skin thickness. The determination of the bubble diameter of 50 μm or less is performed for the shortest distance of a straight line connecting arbitrary points on the outer peripheral edge of each bubble (inside the bubble film).

<結晶化度>
樹脂発泡体の表面層及び内層の結晶化度は、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。
結晶化度を求めるには、測定対象となる層から切り出した直方体形状の試料を約6mg採取し、この試料に対して熱分析を行う。
なお、樹脂発泡体の内層から試料を切り出す場合、原則的には、樹脂発泡体の重心を含むように試料を切り出すものとする。
具体的には、結晶化度は、以下のようにして求めることができる。
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、アルミニウム製の測定容器の底に試料を隙間のないように、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。
<Crystallinity>
The crystallinity of the surface layer and the inner layer of the resin foam is measured by the method described in JIS K7122: 1987 “Method for measuring the transition heat of plastic”.
In order to obtain the crystallinity, about 6 mg of a rectangular parallelepiped sample cut out from the layer to be measured is collected, and thermal analysis is performed on this sample.
In addition, when a sample is cut out from the inner layer of the resin foam, in principle, the sample is cut out so as to include the center of gravity of the resin foam.
Specifically, the crystallinity can be determined as follows.
Using a differential scanning calorimeter (trade name “DSC6220 type” manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.), the sample was filled in the bottom of an aluminum measurement container so that there was no gap, and the sample was supplied with a nitrogen gas flow rate of 30 mL / min. And kept at 30 ° C. for 2 minutes.
Thereafter, a DSC curve is obtained when the sample is heated from 30 ° C. to 290 ° C. at a rate of 10 ° C./min.
At that time, alumina is used as the reference material.

樹脂発泡体の表面層及び内層の結晶化度は、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)の差を結晶性熱可塑性樹脂の完全結晶の理論融解熱量ΔH0で徐して求める。
例えば、ポリエチレンテレフタレートのΔH0は140.1mJ/mg、ポリ乳酸のΔH0は93.0mJ/mgである。
樹脂発泡体の測定対象となる層の結晶化度は下記式に基づいて算出される。
樹脂発泡体の測定対象となる層の結晶化度(%)
=100×(│融解熱量(mJ/mg)│−│結晶化熱量(mJ/mg)│)/ΔH0(mJ/mg)
別に5個の樹脂発泡体を更に用意し、それぞれの樹脂発泡体の表面層及び内層の結晶化度を上述と同様の要領で測定し、5個の樹脂発泡体のそれぞれの表面層の結晶化度の相加平均値を樹脂発泡体の表面層の結晶化度とし、5個の樹脂発泡体のそれぞれの内層の結晶化度の相加平均値を樹脂発泡体の内層の結晶化度とする。
The crystallinity of the surface layer and the inner layer of the resin foam is the difference between the heat of fusion (mJ / mg) determined from the area of the melting peak and the heat of crystallization (mJ / mg) determined from the area of the crystallization peak. It is obtained gradually by the theoretical heat of fusion ΔH 0 of the complete crystal of the thermoplastic resin.
For example, ΔH 0 of polyethylene terephthalate is 140.1 mJ / mg, and ΔH 0 of polylactic acid is 93.0 mJ / mg.
The crystallinity of the layer to be measured for the resin foam is calculated based on the following formula.
Crystallinity of the layer to be measured for resin foam (%)
= 100 × (| heat of fusion (mJ / mg) | − | heat of crystallization (mJ / mg) |) / ΔH 0 (mJ / mg)
Separately, prepare five resin foams, measure the crystallinity of the surface layer and the inner layer of each resin foam in the same manner as described above, and crystallize the respective surface layers of the five resin foams. The arithmetic average value of the degree is the crystallinity of the surface layer of the resin foam, and the arithmetic average value of the crystallinity of the inner layer of each of the five resin foams is the crystallinity of the inner layer of the resin foam. .

<発泡剤残存量(残ガス量)>
発泡粒子中の残存発泡剤量は、ガスクロマトグラフを使って測定する。
具体的には、残存発泡剤量は、例えば発泡剤がブタン等の炭化水素であるような場合には、以下のようにして測定する。
発泡粒子10〜20mgを精秤し、熱分解炉PYR−1A(島津製作所製)の分解炉入口にセットして15秒ほどキャリアーガス(ヘリウムガス)でパージを行ない、試料セット時の混合ガスを排出する。
その後、試料を炉心まで挿入して加熱することによりガスを放出させ、この放出ガスを島津製作所製ガスクロマトグラフを用いて測定し、得られたクロマトチャートのピーク面積からそれぞれの標準ガス検量線を使用して試料中の残存発泡剤を定量する。
<Foaming agent remaining amount (residual gas amount)>
The amount of residual blowing agent in the expanded particles is measured using a gas chromatograph.
Specifically, the amount of residual blowing agent is measured as follows when the blowing agent is a hydrocarbon such as butane.
Weigh out 10 to 20 mg of expanded particles, set at the cracking furnace inlet of Pyrolysis Furnace PYR-1A (manufactured by Shimadzu Corporation), purge with carrier gas (helium gas) for about 15 seconds, and mix the mixed gas at the time of sample setting Discharge.
After that, the sample is inserted into the core and heated to release the gas. This released gas is measured using a gas chromatograph manufactured by Shimadzu Corporation, and each standard gas calibration curve is used from the peak area of the obtained chromatograph. Then, the remaining foaming agent in the sample is quantified.

〔ガスクロマトグラフ条件〕
測定装置:ガスクロマトグラフ GC−14B(島津製作所製)
カラム:ポラパックQ(80/100)3mmφ×1.5m(ジーエルサイエンス社製)
データ処理装置:C−R3A
検出器:TCD
カラム温度:100℃
注入口温度:120℃
検出器温度:120℃
キャリアーガス:ヘリウム
キャリアーガス流量:1mL/min
〔加熱炉条件〕
測定装置:熱分解炉PYR−1A(島津製作所製)
加熱炉温度:240℃
〔算出条件〕
検量線標準ガス:i−ブタン、n−ペンタン
算出方法:絶対検量線法により、i−ブタン、n−ペンタンの検量線を予め作成し、得られた試料の残存発泡剤量を標準ガス毎の検量線により算出する。結果において、n−ブタンガス量はi−ブタン換算量、i−ペンタンガス量はn−ペンタン換算量とする。
[Gas chromatograph conditions]
Measuring device: Gas chromatograph GC-14B (manufactured by Shimadzu Corporation)
Column: Polapack Q (80/100) 3 mmφ × 1.5 m (manufactured by GL Sciences Inc.)
Data processing device: C-R3A
Detector: TCD
Column temperature: 100 ° C
Inlet temperature: 120 ° C
Detector temperature: 120 ° C
Carrier gas: Helium carrier gas flow rate: 1 mL / min
[Heating furnace conditions]
Measuring device: Pyrolysis furnace PYR-1A (manufactured by Shimadzu Corporation)
Heating furnace temperature: 240 ° C
[Calculation conditions]
Calibration curve standard gas: i-butane, n-pentane calculation method: An analytical curve of i-butane and n-pentane was prepared in advance by the absolute calibration curve method, and the residual foaming agent amount of the obtained sample was determined for each standard gas. Calculate with a calibration curve. In the results, the n-butane gas amount is the i-butane conversion amount, and the i-pentane gas amount is the n-pentane conversion amount.

<連続気泡率>
連続気泡率は、ASTM D−2856に記載の測定方法に準拠して下記の要領で測定される。
まず、樹脂発泡粒子の見掛け上の体積を測って見掛け体積V1(cm3)とする。次に、樹脂発泡粒子の実際試料体積V2(cm3)を体積測定空気比較式比重計を用いて1−1/2−1気圧法により測定する。
なお、体積測定空気比較式比重計は、東京サイエンス社製の商品名「1000型」にて市販されているものを用いる。
<Open cell ratio>
The open cell ratio is measured in the following manner based on the measurement method described in ASTM D-2856.
First, the apparent volume of the resin foam particles is measured to obtain an apparent volume V 1 (cm 3 ). Next, the actual sample volume V 2 (cm 3 ) of the resin foam particles is measured by a 1-1 / 2-1 atmospheric pressure method using a volumetric air comparison type hydrometer.
As the volumetric air comparison type hydrometer, a commercially available product under the trade name “1000 type” manufactured by Tokyo Science Co., Ltd. is used.

<加熱最大膨張率>
25℃における発泡粒子の初期の直径を測定し、各恒温槽中に発泡粒子を入れて加熱する。発泡粒子が最大に膨張するまで観察し、その直径に初期直径を除し、100を乗ずることにより、加熱最大膨張率を算出する。なお、最大値を計測する場合が難しい場合、タルク等の無機粉末の上に発泡粒子を置き、タルクの窪みを最大膨張直径とする。
<Maximum heating rate>
The initial diameter of the expanded particles at 25 ° C. is measured, and the expanded particles are placed in each thermostat and heated. The maximum expansion coefficient of heating is calculated by observing the expanded particles until they expand to the maximum, and dividing the diameter by the initial diameter and multiplying by 100. In addition, when it is difficult to measure the maximum value, foam particles are placed on an inorganic powder such as talc, and the talc depression is defined as the maximum expansion diameter.

<加熱膨張速度(体積増加速度)>
樹脂発泡体の体積増加速度(体積%/min)については、発泡粒子100粒を一定の温度で一定時間加熱し、加熱前後の体積変化を加熱時間で除して求める。
具体的には、試験片の加熱時間を、2分間とし、加熱装置として、ヤマト科学社の商品名「DN44」の恒温乾燥機を使用する。
<Heating expansion rate (volume increase rate)>
The volume increase rate (volume% / min) of the resin foam is obtained by heating 100 foamed particles at a certain temperature for a certain time, and dividing the volume change before and after the heating by the heating time.
Specifically, the heating time of the test piece is set to 2 minutes, and a constant temperature dryer having a trade name “DN44” of Yamato Scientific Co., Ltd. is used as a heating device.

<複合化温度における発泡力(最大膨張圧力)>
樹脂発泡体の発泡力は、「発泡プラスチック−硬質材料の圧縮試験」で使用される万能試験機を用いて、樹脂発泡体が加熱により膨張(発泡)する時に生じる荷重を連続的に測定し、測定開始後の所定時間で検知された最大荷重を試験片面積(初期状態における面積)で除した値として求める。
具体的には、発泡力は、以下のようにして求める。
発泡粒子を複合化温度(プレスの場合はプレスの温度)に予め加熱した内寸一辺が40mmの5面が覆われた立方体形状成形型(1面は開放状態)に充填する。成形型の1面は開放状態となっており、開放面とする。
測定は、万能試験機、テンシロン付帯高低温度恒温槽及び万能試験機データ処理ソフトを用いて行う。
恒温槽内で、上部圧縮板と下部圧縮板との間に挟み込まれた成形型から膨張(発泡)することにより発生する荷重を測定する。試験開始時は開放面は、上部圧縮版に接する状態とする。
なお、万能試験機は、例えば、オリエンテック社の商品名「UCT−10T」を用いる。
テンシロン付帯高低温度恒温槽は、T.S.E.社の市販品を用いる。
万能試験機データ処理ソフトは、UTPS−STDソフトブレーン社の市販品を用いる。
この発泡粒子について加熱時の膨張に伴って発生する最大荷重から、発泡力(膨張圧力)を下記にて求める。
発泡力(mN/mm3)=最大荷重F(mN)/成形型開放面面積(mm)
<Foaming force at the compounding temperature (maximum expansion pressure)>
The foaming power of the resin foam is measured continuously by using a universal testing machine used in "Foamed plastics-compression test of hard material", and the load generated when the resin foam expands (foams) by heating. It is determined as a value obtained by dividing the maximum load detected in a predetermined time after the start of measurement by the test piece area (area in the initial state).
Specifically, the foaming force is obtained as follows.
The foamed particles are filled in a cube-shaped mold (one surface is open) covered with five surfaces each having an inner dimension of 40 mm and preheated to a compounding temperature (press temperature in the case of a press). One surface of the mold is in an open state and is an open surface.
The measurement is performed using a universal testing machine, Tensilon-equipped high and low temperature thermostat and universal testing machine data processing software.
A load generated by expansion (foaming) from a mold sandwiched between an upper compression plate and a lower compression plate in a thermostatic chamber is measured. At the beginning of the test, the open surface is in contact with the upper compression plate.
The universal testing machine uses, for example, the product name “UCT-10T” of Orientec.
Tensilon-related high and low temperature thermostat is T.T. S. E. Use a commercially available product.
As the universal testing machine data processing software, a commercial product of UTPS-STD Software Brain is used.
The foaming force (expansion pressure) is determined below from the maximum load generated with expansion of the foamed particles upon heating.
Foaming force (mN / mm 3 ) = maximum load F (mN) / mold opening surface area (mm)

<成形後コア材(樹脂発泡体)密度>
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。
<Density of core material (resin foam) after molding>
The density refers to a value measured according to JIS K7222 “Foamed plastics and rubbers—Measurement of apparent density”.

<密度バラツキ>
繊維強化複合発泡体内の樹脂発泡体における任意の10カ所から試験片を採取する。
採取した試験片質量を測定し、その後、水の充填されたメスシリンダー内に試験片を入れ、体積を測定する。
そして、各試験片密度の相加平均値を「平均コア材密度」とし、その密度が「平均コア材密度」より20%以上差異のある試験片の数に基づいて密度バラツキを評価する。
○・・・2個未満である。
△・・・2個以上でかつ5個未満である。
×・・・6個以上である。
<Density variation>
Test specimens are taken from any 10 locations in the resin foam within the fiber reinforced composite foam.
The collected test piece mass is measured, and then the test piece is placed in a graduated cylinder filled with water, and the volume is measured.
Then, the arithmetic mean value of the density of each test piece is defined as “average core material density”, and the density variation is evaluated based on the number of test pieces whose density differs by 20% or more from the “average core material density”.
○: Less than two.
Δ: Two or more and less than five.
X ... 6 or more.

<軽量化効果>
繊維強化複合発泡体は、成形により樹脂発泡体を圧縮しているので、繊維強化複合発泡体の軽量化効果を下記の基準に基づいて評価する。
軽量化効果(%)=100×(繊維強化複合発泡体成形後体積/初期の発泡粒子の嵩体積)
○・・・80%以上である。
△・・・50%以上でかつ80%未満である。
×・・・50%未満である。
<Lightening effect>
Since the fiber reinforced composite foam compresses the resin foam by molding, the weight reduction effect of the fiber reinforced composite foam is evaluated based on the following criteria.
Weight reduction effect (%) = 100 × (volume after molding of fiber reinforced composite foam / bulk volume of initial expanded particles)
○: 80% or more.
Δ: 50% or more and less than 80%.
X: Less than 50%.

<表面外観>
繊維強化複合発泡体において、繊維強化樹脂材の総表面積(S0)及びその内の表面に繊維が露出している部分の合計面積(S1)を算出し、下記式に基づいて、繊維の露出度を算出する。
繊維の露出度に基づいて下記基準にて判断する。
なお、繊維強化複合発泡体が得られなかった場合は「×」とする。
繊維の露出度(%)=100×S1/S0
○・・・繊維の露出度が10%未満である。
△・・・繊維の露出度が10%以上でかつ20%未満である。
×・・・繊維の露出度が20%以上である。
<Surface appearance>
In the fiber reinforced composite foam, the total surface area (S0) of the fiber reinforced resin material and the total area (S1) of the portion where the fiber is exposed on the surface thereof are calculated. Is calculated.
Judgment is based on the following criteria based on the degree of exposure of the fibers.
In addition, it is set as "x" when a fiber reinforced composite foam is not obtained.
Fiber exposure (%) = 100 × S1 / S0
○: The degree of fiber exposure is less than 10%.
Δ: Fiber exposure is 10% or more and less than 20%.
X: Fiber exposure is 20% or more.

(実施例1)
まず、図1及び図2に示した製造装置を用い発泡粒子を作製した。
即ち、1,4−シクロヘキサンジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート樹脂(イーストマン社製、商品名「EN099」、融点:238.5℃)100質量部、ポリエチレンテレフタレート樹脂にタルクを含有させてなるマスターバッチ(ポリエチレンテレフタレート樹脂含有量:60質量%、タルク含有量:40質量%)1.8質量部及び無水ピロメリット酸0.26質量部を含む樹脂組成物を口径が65mmでかつ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。
続いて、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%からなる混合ブタンを1,4−シクロヘキサンジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂の総量100質量部に対して1.6質量部となるように溶融状態の樹脂組成物に圧入して、樹脂組成物中に均一に分散させた。
Example 1
First, foamed particles were produced using the production apparatus shown in FIGS.
That is, 100 parts by mass of 1,4-cyclohexanedimethanol-modified polyethylene terephthalate resin (manufactured by Eastman Co., Ltd., trade name “EN099”, melting point: 238.5 ° C.), master batch (polyethylene) containing polyethylene terephthalate resin and talc. (Terephthalate resin content: 60% by mass, talc content: 40% by mass) A resin composition containing 1.8 parts by mass and pyromellitic anhydride 0.26 parts by mass has an aperture of 65 mm and an L / D ratio of 35 It supplied to the single screw extruder and melt-kneaded at 290 degreeC.
Subsequently, mixed butane composed of 35% by mass of isobutane and 65% by mass of normal butane was added from the middle of the extruder to 1.6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of 1,4-cyclohexanedimethanol-modified polyethylene terephthalate resin and polyethylene terephthalate resin. It was press-fitted into the molten resin composition so as to be part by mass, and was uniformly dispersed in the resin composition.

しかる後、押出機の前端部において、溶融状態の樹脂組成物を280℃に冷却した後、押出機の前端に取り付けたマルチノズル金型1の各ノズルから樹脂組成物を押出発泡させた。
なお、マルチノズル金型1は、出口部11の直径が1mmのノズルを20個有していた。仮想円Aは、139.5mmの直径を有していた。2枚の回転刃5は、回転軸2の周方向に180°の位相差でもって一体的に設けられていた。冷却ドラム41は320mmの内径と17684cm3の容積を有していた。冷却水42は20℃とした。
そして、マルチノズル金型1の前端面10に配設した回転刃5を2500rpmの回転数で回転させて、マルチノズル金型1の各ノズルの出口部11から押出発泡物を回転刃5によって切断して略球状の発泡粒子を製造した。
Then, after the molten resin composition was cooled to 280 ° C. at the front end of the extruder, the resin composition was extruded and foamed from each nozzle of the multi-nozzle mold 1 attached to the front end of the extruder.
The multi-nozzle mold 1 had 20 nozzles having a diameter of the outlet portion 11 of 1 mm. The virtual circle A had a diameter of 139.5 mm. The two rotary blades 5 were integrally provided with a phase difference of 180 ° in the circumferential direction of the rotary shaft 2. The cooling drum 41 had an inner diameter of 320 mm and a volume of 17684 cm 3 . The cooling water 42 was 20 degreeC.
Then, the rotary blade 5 disposed on the front end face 10 of the multi-nozzle mold 1 is rotated at a rotational speed of 2500 rpm, and the extruded foam is cut by the rotary blade 5 from the outlet portion 11 of each nozzle of the multi-nozzle mold 1. Thus, substantially spherical expanded particles were produced.

このとき押出発泡物は、マルチノズル金型1のノズルから押出された直後の状態を維持している未発泡部と、この未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなっていた。押出発泡物は、ノズルの出口部11の開口端において切断されており、押出発泡物の切断は未発泡部であった。
なお、発泡粒子の製造にあたっては、まず、マルチノズル金型1に回転軸2を取り付けずかつ冷却部材4をマルチノズル金型1から退避させておいた。
押出発泡物を回転刃5による切断応力によって外方或いは前方に向かって飛ばした。次いで、冷却部材4の冷却ドラム41の内面に沿って流れている冷却水42に対し、この冷却水42の流れの上流側から下流側に向かって冷却水42を追うように冷却水42の表面に対して斜交する方向から衝突させ、冷却水42中に進入させて直ちに冷却させた。
At this time, the extruded foam was composed of an unfoamed portion that maintained the state immediately after being extruded from the nozzle of the multi-nozzle mold 1 and a foaming portion that was in the process of foaming and continued to the unfoamed portion. The extruded foam was cut at the open end of the outlet portion 11 of the nozzle, and the cut of the extruded foam was an unfoamed portion.
In producing foamed particles, first, the rotating shaft 2 was not attached to the multi-nozzle mold 1 and the cooling member 4 was retracted from the multi-nozzle mold 1.
The extruded foam was blown outward or forward by the cutting stress of the rotary blade 5. Next, with respect to the cooling water 42 flowing along the inner surface of the cooling drum 41 of the cooling member 4, the surface of the cooling water 42 so as to follow the cooling water 42 from the upstream side to the downstream side of the flow of the cooling water 42. Were made to collide with each other from the oblique direction, entered into the cooling water 42 and immediately cooled.

冷却された発泡粒子は、冷却ドラム41の排出口41eを通じて冷却水42と共に排出させた後、脱水機にて冷却水42と分離させた。その後、発泡粒子を25℃20時間に亘って保管した。
発泡粒子は、0.14g/cm3の嵩密度を有していた。また、表1に示すように、発泡粒子は発泡性を有していた。
次に、炭素繊維からなる織物から形成された強化繊維樹脂材(炭素繊維からなる綾織の織物に樹脂含浸されている面材;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。
この繊維強化樹脂材を構成している繊維成分は、経糸の長さ方向が順次0°、90°となるようにあらかじめ重ね合わせて0.5mmの厚みを有している。
The cooled foamed particles were discharged together with the cooling water 42 through the discharge port 41e of the cooling drum 41, and then separated from the cooling water 42 by a dehydrator. Thereafter, the expanded particles were stored at 25 ° C. for 20 hours.
The expanded particles had a bulk density of 0.14 g / cm 3 . Moreover, as shown in Table 1, the expanded particles had expandability.
Next, a reinforced fiber resin material formed from a woven fabric made of carbon fiber (a face material in which a twill woven fabric made of carbon fiber is impregnated with a resin; trade name “Pyrofil Prepreg TR3523-395GMP” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., basis weight: 200 g / m 2 , thickness: 0.23 mm) were prepared.
The fiber component constituting the fiber reinforced resin material has a thickness of 0.5 mm, which is overlapped in advance so that the length direction of the warp is sequentially 0 ° and 90 °.

繊維強化樹脂材/樹脂発泡体/繊維強化樹脂材の積層体となるように成形型温度140℃とした成形型に発泡粒子を投入後30秒間保持し、その後、成形型温度140℃、プレス圧0.8MPaで成形型をプレスした。
発泡粒子は、成形型と繊維強化樹脂材の熱伝導により発泡し体積を増しながら、成形型と繊維強化樹脂材からの熱伝導により柔軟になっているので、樹脂発泡体密度が0.16g/cm3となるように繊維強化複合発泡体を5分間130℃の成形型温度で圧縮した。成形型温度が変性ポリエチレンテレフタレート樹脂のガラス転移点以下の60℃になるまで冷却し、繊維強化複合発泡体を取り出した。
After the foam particles are put into a mold having a mold temperature of 140 ° C. so as to be a laminate of fiber reinforced resin material / resin foam / fiber reinforced resin material, the foam particles are held for 30 seconds, and then the mold temperature is 140 ° C. and the press pressure is increased. The mold was pressed at 0.8 MPa.
The foamed particles are foamed by heat conduction between the mold and the fiber reinforced resin material and increase in volume, and are softened by heat conduction from the mold and the fiber reinforced resin material, so that the resin foam density is 0.16 g / The fiber reinforced composite foam was compressed at a mold temperature of 130 ° C. for 5 minutes so as to be cm 3 . The mold was cooled until the mold temperature reached 60 ° C. below the glass transition point of the modified polyethylene terephthalate resin, and the fiber-reinforced composite foam was taken out.

(実施例2、3、5〜10及び12〜15、比較例1及び2)
上記実施例及び比較例は、表1及び2の条件以外は実施例1と同様にして繊維強化複合発泡体を得た。なお、実施例3については、繊維強化樹脂材として、炭素繊維からなる織物から形成された強化繊維樹脂材(BOND LAMINATES社製、商品名「TEPEX dynalite108」、強化用合成樹脂:熱可塑性ポリウレタン(TPU)、目付:400g/m2、厚み:0.5mm)を使用した。繊維強化樹脂材には、熱可塑性樹脂としてTPU樹脂が45質量%含有されていた。この繊維強化樹脂材を構成している強化繊維基材は、経糸の長さ方向が順次0°、90°となるようにあらかじめ重ね合わせて厚み0.5mmとした。
(Examples 2, 3, 5-10 and 12-15, Comparative Examples 1 and 2)
In the above Examples and Comparative Examples, fiber reinforced composite foams were obtained in the same manner as in Example 1 except for the conditions in Tables 1 and 2. In Example 3, as a fiber reinforced resin material, a reinforced fiber resin material formed from a woven fabric made of carbon fiber (manufactured by BOND LAMINATES, trade name “TEPEX dynamic 108”, reinforcing synthetic resin: thermoplastic polyurethane (TPU) ), Basis weight: 400 g / m 2 , thickness: 0.5 mm). The fiber reinforced resin material contained 45% by mass of TPU resin as a thermoplastic resin. The reinforcing fiber base material constituting the fiber reinforced resin material was preliminarily laminated to have a thickness of 0.5 mm so that the longitudinal direction of the warp was 0 ° and 90 °.

(実施例4及び11)
樹脂組成物を、アクリル共重合体であるスチレン−メタクリル酸メチル−無水マレイン酸共重合体(スチレン単位:45.9質量%、メタクリル酸メチル単位:21.5質量%、無水マレイン酸単位:32.6質量%、電気化学工業社製、商品名「レジスファイR200」、ガラス転移点Tg:137.9℃)100質量部、スチレン−メタクリル酸メチル−無水マレイン酸共重合体(スチレン単位:45.9質量%、メタクリル酸メチル単位:21.5質量%、無水マレイン酸単位:32.6質量%、電気化学工業社製 商品名「レジスファイR200」、ガラス転移点Tg:137.9℃)にタルクを含有させてなるマスターバッチ(スチレン−メタクリル酸メチル−無水マレイン酸共重合体含有量:60質量%、タルク含有量:40質量%)1.8質量部を含む樹脂組成物に代え、表1及び2の条件を使用したこと以外は実施例1と同様にして繊維強化複合発泡体を製造した。
なお、表において、スチレン−メタクリル酸メチル−無水マレイン酸共重合体は、「アクリル共重合体」と表記した。
(Examples 4 and 11)
The resin composition was converted into a styrene-methyl methacrylate-maleic anhydride copolymer (styrene unit: 45.9% by mass, methyl methacrylate unit: 21.5% by mass, maleic anhydride unit: 32 as an acrylic copolymer. .6 mass%, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name “Regisphi R200”, 100 parts by mass of glass transition point Tg: 137.9 ° C., styrene-methyl methacrylate-maleic anhydride copolymer (styrene unit: 45.%). 9% by mass, methyl methacrylate unit: 21.5% by mass, maleic anhydride unit: 32.6% by mass, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name “Regisphi R200”, glass transition point Tg: 137.9 ° C.) A master batch containing styrene (methyl methacrylate-maleic anhydride copolymer content: 60 mass%, talc content: 40 mass%) %) A fiber-reinforced composite foam was produced in the same manner as in Example 1 except that the conditions shown in Tables 1 and 2 were used instead of the resin composition containing 1.8 parts by mass.
In the table, the styrene-methyl methacrylate-maleic anhydride copolymer is referred to as “acrylic copolymer”.

Figure 0006468972
Figure 0006468972

Figure 0006468972
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表1及び2から、下記性質(1)及び(2):
(1)常温から融点迄の加熱温度範囲内における加熱最大膨張率が30〜300%である
(2)加熱膨張開始温度から加熱最大膨張率に至る温度範囲内のいずれかの時点で加熱膨張速度が5体積%/min以上(各温度で所定時間加熱し、加熱前後の体積変化を所定測定時間で除して単位時間あたりを求める)である
を有する発泡粒子から得られた繊維強化複合発泡体は、密度のバラツキがなく、軽量で、外観が良好であることが分かる。
From Tables 1 and 2, the following properties (1) and (2):
(1) The maximum heating expansion rate in the heating temperature range from room temperature to the melting point is 30 to 300%. (2) The heating expansion rate at any point in the temperature range from the heating expansion start temperature to the maximum heating expansion rate. 5% by volume / min or more (heated at each temperature for a predetermined time, and the volume change before and after heating is divided by the predetermined measurement time to obtain per unit time). It can be seen that there is no variation in density, light weight, and good appearance.

1 ノズル金型、2 回転軸、3 駆動部材、4 冷却部材、5 回転刃、10 前端面、11 出口部、41 冷却ドラム、41a 前部、41b 周壁部、41c 供給口、41d 供給管、41e 排出口、41f 排出管、42 冷却液(水)、A 仮想円、1a、1b、1c、1d 経糸、71、75 成形型、72、74 繊維強化樹脂材、73 発泡粒子、76 樹脂発泡体、77 繊維強化複合発泡体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle metal mold, 2 Rotating shaft, 3 Drive member, 4 Cooling member, 5 Rotary blade, 10 Front end surface, 11 Outlet part, 41 Cooling drum, 41a Front part, 41b Perimeter wall part, 41c Supply port, 41d Supply pipe, 41e Discharge port, 41f Discharge pipe, 42 Coolant (water), A Virtual circle, 1a, 1b, 1c, 1d Warp, 71, 75 Mold, 72, 74 Fiber reinforced resin material, 73 Foamed particles, 76 Resin foam, 77 Fiber-reinforced composite foam

Claims (4)

繊維強化樹脂材を成形型内に配置し、嵩密度0.015〜0.6g/cm3の熱可塑性樹脂発泡粒子を前記配置の前後又は同時に前記成形型内に充填し、次いで、前記熱可塑性樹脂発泡粒子を発泡させることにより、前記繊維強化樹脂材と樹脂発泡体とを積層一体化させて繊維強化複合発泡体を得る繊維強化複合発泡体の製造方法であり、
前記熱可塑性樹脂発泡粒子は、下記性質(1)及び(2):
(1)常温から融点迄の加熱温度範囲内における加熱最大膨張率が30〜300%である
(2)加熱膨張開始温度から加熱最大膨張率に至る温度範囲内のいずれかの時点で加熱膨張速度が5体積%/min以上(各温度で所定時間加熱し、加熱前後の体積変化を所定測定時間で除して単位時間あたりを求める)である
の発泡性を有することを特徴とする繊維強化複合発泡体の製造方法。
A fiber reinforced resin material is placed in a mold, and thermoplastic resin foam particles having a bulk density of 0.015 to 0.6 g / cm 3 are filled into the mold before, after or simultaneously with the placement, and then the thermoplastic It is a method for producing a fiber reinforced composite foam by foaming resin foam particles to obtain a fiber reinforced composite foam by laminating and integrating the fiber reinforced resin material and the resin foam.
The foamed thermoplastic resin particles have the following properties (1) and (2):
(1) The maximum heating expansion rate in the heating temperature range from room temperature to the melting point is 30 to 300%. (2) The heating expansion rate at any point in the temperature range from the heating expansion start temperature to the maximum heating expansion rate. Is a fiber-reinforced composite having a foaming property of 5 vol% / min or more (heating at each temperature for a predetermined time and dividing the volume change before and after heating by a predetermined measurement time to obtain per unit time) A method for producing a foam.
前記加熱膨張開始温度が50℃以上である請求項に記載の繊維強化複合発泡体の製造方法The method for producing a fiber-reinforced composite foam according to claim 1 , wherein the heating expansion start temperature is 50 ° C or higher. 前記熱可塑性樹脂発泡粒子が、0.1〜5.0質量%の発泡剤を含有する請求項1又は2に記載の繊維強化複合発泡体の製造方法The manufacturing method of the fiber reinforced composite foam of Claim 1 or 2 in which the said thermoplastic resin foaming particle contains 0.1-5.0 mass% foaming agent. 前記繊維強化複合発泡体が、移動体構成用部材、電子機器筺体、風車翼又は自動車用部材である請求項1〜3のいずれか1つに記載の繊維強化複合発泡体の製造方法The method for producing a fiber-reinforced composite foam according to any one of claims 1 to 3 , wherein the fiber-reinforced composite foam is a member for constituting a moving body, an electronic device casing, a wind turbine blade, or a member for an automobile.
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