JP6618725B2 - 複合材 - Google Patents

Description

この発明は、複合材に関する。

従来より、基材の上に樹脂を被覆した金属−樹脂の複合材（以下、複合材）に関する発明が、多くなされている。

基材にはアルミニウム合金や鉄鋼等の金属が用いられ、樹脂には熱可塑性樹脂等が用いられる。

熱可塑性樹脂としては、環境負荷等の面から、特にポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィンが用いられる。ＰＥやＰＰ等は包装材等に用いられており、これらの廃材を再利用することも可能である。

更に、被覆した樹脂に木目調を出す目的で、樹脂に木粉を充填したＷＰＣ（Wood-Plastic Composite）を使用する場合もある。

この木粉もまた、間伐材や、廃材となった木片等を原料とするなど、環境への影響を配慮したリサイクル原料が用いられる。

複合材の成形について、例えば、特許文献１（特許第３１３０４７９号公報）にはアルミニウム合金、鉄鋼等の板材に耐熱性接着剤を用いて木質プラスチックを接着する方法が記載されている。成形方法として押出成形／射出成形が記載されている。

別の方法として、特許文献２（特開２００８−０８０７５３号公報）では、一体押出成形によって複合材を成形している。

この文献には、芯材のアルミニウムに封孔処理を伴わないアルマイト処理を施すことで芯と被覆材の接着性が改善すると記載されている。

また、特許文献３（特開２０１２−０６６４０３号公報）でも一体押出成形によって複合材を成形しているが、この文献は、α−オレフィン及びエポキシ基含有不飽和モノマーの共重合体を中間層として一体押出成形を行い、芯とＷＰＣ接着性を改善することを目的としている。

複合材は主な用途として、外装等の建築部材として用いられる。
複合材の被覆材には樹脂や木粉が用いられ、耐候剤、防腐剤等の添加剤が含まれることがある。

この樹脂や木粉は外気温変化や吸水によって膨張することがあり、膨張すると金属芯から剥がれることがある。

剥がれてしまうと、建築部材として使用する場合、外観を損なう、金属の腐食が起こりやすくなる、といった問題がある。

上記先行文献では、芯と樹脂を接着剤で強固に接着・固定している。これは上記の問題を解消するために行なわれている。

しかし、これらの複合材の問題点として下記の２点が考えられる。
（１）接着剤は高価なため、成形した建築部材も高価となりうる。

（２）複合材が廃棄される際に、複合材の金属と被覆材とが強固に接着されているため、分離が困難であり、廃棄時に環境に影響を与える恐れがある。

接着剤を用いない複合材の例として、例えば、特許文献４（特開２００２−１２０３３３号公報）がある。

特許文献４では木粉の配合量を設定し、被覆層の成形後の収縮を抑制し、剥離を予防している。

また特許文献５（特開２０１４−２３４９１３号公報）にも接着剤を使用しない複合材が開示されている。

特許文献５の複合材は、給水・給湯・排水用の配管に用いられるもので、本件発明と同様に、樹脂層の金属芯との剥離を防止することを目的としている。

特許文献５では、金属の内周面から樹脂で被覆し、外周へと漏出させている。この文献では外周面へ漏出させた後、圧延ローラを使用して０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の薄い樹脂層を被覆している。

特許第３１３０４７９号公報 特開２００８−０８０７５３号公報 特開２０１２−０６６４０３号公報 特開２００２−１２０３３３号公報 特開２０１４−２３４９１３号公報

従来の複合材では、いずれも製造コストが高いという問題があった。
そこで、この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、製造コストが低い複合材を提供することを目的とするものである。

この発明の１つの局面に従った複合材は、帯板を折り曲げることで形成された基材と、基材の外周面に設けられた樹脂材とを備える。

このように構成された複合材では、帯板を折り曲げることで基材を形成するため、低コストで複合材を製造することができる。さらに、様々な形状の基材を容易に製造することができる。

この発明の別の局面に従った複合材は、中空形状であり、孔が設けられた基材と、基材の外周面に設けられた樹脂材とを備え、樹脂材は孔を封止し、かつ、基材の中空空間内に入り込んでおり、基材の内周面の少なくとも一部分は樹脂材から露出している。

このように構成された複合材では、基材の内周面の少なくとも一部分は樹脂材から露出しているため、内周面のすべての部分が樹脂材で覆われた複合材よりも樹脂材の量が少ない。その結果低コストで複合材を製造することができ軽量化も図ることができる。さらに、基材と樹脂材との間に熱膨張差が存在しても、その差を吸収することができる。基材が高温となってもその熱を露出した内周面から放出することができる。

好ましくは、孔はスリット形状である。
この発明のさらに別の局面に従った複合材は、中空形状であり、外表面には長手方向に延びる凹部が設けられた基材と、基材の外周面を覆い、かつ、凹部を充填する樹脂材とを備える。

このように構成された複合材は簡単な製造方法で製造することができるため、製造コストを低下させることができる。

好ましくは、基材は鉄、アルミニウムおよびメッキ鋼板の少なくともいずれかを含む。
好ましくは、樹脂材は木粉を含む。

実施の形態１に従った複合材の断面図である。 実施の形態１に従った複合材で用いられる基材の斜視図である。 実施の形態２に従った複合材の断面図である。 実施の形態２に従った複合材で用いられる基材の斜視図である。 実施の形態２に従った複合材で用いられる別の基材の斜視図である。 実施の形態３に従った複合材の断面図である。 実施の形態３に従った複合材で用いられる基材の斜視図である。 実施の形態３に従った複合材で用いられる別の基材の斜視図である。 実施の形態３に従った複合材で用いられる別の基材の斜視図である。 実施の形態３に従った複合材の製造のために用いられる治具の断面図である。 実施の形態４に従った複合材の断面図である。 実施の形態５に従った複合材の断面図である。 実施の形態６に従った複合材の断面図である。 実施の形態７に従った複合材の断面図である。 実施の形態８に従った複合材の断面図である。 実施の形態９に従った複合材の断面図である。 実施の形態１０に従った複合材の断面図である。 実施の形態１１に従った複合材の断面図である。 実施の形態１２に従った複合材の断面図である。 （Ａ）は実施の形態１３に従った複合材で用いられる基材の斜視図であり、（Ｂ）は図２０の（Ａ）におけるＸＸＢ−ＸＸＢ線に沿った断面図であって、基材ならびにその内側および外側の樹脂を示す断面図である。 実施の形態２に従った複合材の製造装置の斜視図である。 実施の形態２に従った複合材の製造装置の斜視図である。 実施の形態１に従った複合材の製造装置の斜視図である。 実施の形態１に従った複合材の製造装置の斜視図である。 実施の形態１に従った複合材の製造装置の斜視図である。 実施の形態１に従った複合材の製造装置の斜視図である。 実施の形態１に従った複合材の製造装置の斜視図である。 実施の形態１に従った複合材の製造装置の斜視図である。 実施の形態３に従った複合材の製造装置の斜視図である。 実施の形態１４に従った複合材の断面図である。 実施の形態１４従った複合材で用いられる基材の斜視図である。 実施の形態１５に従った複合材の断面図である。

実施の形態では、押出成形によって金属の表面に樹脂を被覆した複合成形建築部材を示す。実施の形態では、金属と被覆材の剥がれを防止する技術を提供する。

接着剤は高価であり、廃棄時に環境に影響を与えうるため、接着剤を用いずに、金属芯と被覆層との密着性を強固にする。そのための構造として、例えば、下記の３タイプ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の構造を採用することができる。

（Ａ）：金属芯材にスリットを設ける。金属芯材の断面は不連続形状となる。被覆する樹脂の一部が金属芯内周面側に入り込む押出成形体とする。

（Ｂ）：上記（Ａ）のようなスリット状金属あるいは、連続する金属芯材に所定間隔に貫通孔を設け、孔を被覆樹脂が通過し、金属内に設置される金型によって孔を塞ぐように樹脂が固着される。

スリットタイプのものは、押出成形金型内に所定の形状となるような金具を設置することで、上記の複合材が成形できる。連続芯タイプのものは、芯の内部に例えば、棒を挿入した状態で押出成形する。貫通孔の位置に合せて挿入棒の凹みの形状・位置を変更する。

（Ｃ）帯材を曲げることで芯材を形成する。
（作成方法）
金属芯は長尺定寸のものでも良い。

板状のコイルを押出方向にスリット状に形成しながら樹脂を被覆しても良い。
貫通孔を設けるタイミングについては、事前成形でも、押出成形機前で成形してもよい。

事前に貫通孔を設けた板コイルを用い、スリット状に成形しながら被覆をしても良い。
この金属芯を押出成形機に導入し、ＷＰＣを押出成形により被覆する。

接着剤を用いないため、成形部材が安価になる。
ＷＰＣ自体が貫通孔を通じて芯内部へ導入され、芯材に引っかかるような状態となり、接着剤なしで被覆層と芯との剥離が改善される。

すなわち、複合材は、金属芯材と被覆材からなる。金属芯材は断面が略角管型であり、かつ、１つの面にスリットを有する。被覆材が熱可塑性樹脂と木粉からなる木質系樹脂である。木質系樹脂が、金属の外面全周と、内面のうち、スリットがある側の面のみを被覆する。上記金属管のスリットのある面には更に貫通孔があり、貫通孔を通じて金属管の外面と内面を一体的に被覆する。

（実施の形態１）
図１で示すように、複合材１は、金属芯材としての基材１０と、基材１０の外周に基材１０に接触するように設けられた樹脂材２０とを備える。

基材１０は内部空間１９を有する。基材１０は中空形状である。基材１０には、長手方向に延在するスリット１３が設けられている。基材１０は内部空間１９を取り囲む。基材１０は、内周面１１と、内周面１１と反対側に設けられた外周面１２とを有する。内周面１１の一部分に樹脂材２１が接触している。樹脂材２１は、スリット１３から内部空間１９に入り込んだ樹脂である。内周面１１の一部分は樹脂材２１に覆われておらず、樹脂材２１から露出している。基材１０として、鉄、アルミニウムおよびメッキ鋼板の少なくともいずれかが用いられる。

樹脂材２０は、たとえば、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、アクリル酸エステルゴム、アクリロニトリルエチレンプロピレンゴムスチレン共重合体、非晶性ポリアルファオレフィン、アタクチックポリプロピレン、アクリロニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルスチレンアクリレート、二軸延伸ポリプロピレン、シス1・4ポリブタジエン合成ゴム、ビスマレイミドトリアジン、セルロースアセテート（酢酸繊維素）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、カルボキシメチルセルロース、ニトロセルロース、ヒドリンゴム、セルロースプロピオネート、プロピオン酸セルロース、塩素化塩化ビニル、クロロプレンゴム(ネオプレン)、カゼイン、セルローストリアセテート、ジアリルフタレート（フタル酸ジアリル）、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレンジアミン四酢酸、エチレンエチルアクリレート、エチレンメタクリル酸、エポキシ樹脂、エチレンプロピレンジエン三元共重合体、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチルビニルエーテル、エチレンビニルアルコール共重合体、パーフロロゴム、フッ化エチレンプロピレンテトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フラン樹脂、軟質ウレタンフォーム、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂、ガラス繊維強化プラスチック、高密度ポリエチレン、耐衝撃性ポリスチレン、高分子量高密度ポリエチレン、ブチルゴム、アイオノマー、イソホロンジイソシアネート、イソプレンゴム、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ジフェニルメタンジイソシアネート、メラミンホルムアルデヒド、メチルメタクリレート、メラミンフェノールホルムアルデヒド、変成シリコーン、ニトリルゴム、天然ゴム、延伸ポリプロピレン、ポリアミド（ナイロン）、ポリアクリル酸、ポリアリルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエステルアルキド樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリアリレート、ポリアリルスルホン、ポリブテン-1、ポリブタジエンアクリルニトリル、ポリベンゾイミダゾール、ポリ-n-ブチルメタクリレート、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリブタジエンスチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ三フッ化塩化エチレンポリクロロトリフルオロエチレン、ジリアルテレフタレート、ポリジシクロペンタジエン、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルニトリル、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンオキシド、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、フェノールホルムアルデヒド、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、ポリイミド、ポリイソブチレン、ポリメトキシアセタール、ポリメタクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル（アクリル）、ポリメチルペンテン、ポリオキシメチレン（アセタール）、ポリプロピレン、ポリフタルアミド、ポリプロピレン共重合体、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリサルフォン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリテトラフルオロエチレンポリ四フッ化エチレン、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニルコポリマー、ポリ二塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデンポリビニリデンフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルホルマール、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリロニトリルスチレン共重合体、スチレンブタジエン、スチレンブロック共重合体、スチレンブタジエンゴム、スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体、スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体、スチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体、シリコーン、スチレンイソプレンスチレンブロック共重合体、シートモールディングコンパウンド、シンジオタクチックポリスチレン、トルエンジイソシアナート、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、熱可塑性ポリアミド系エラストマー、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ポリエステル系エラストマー、ポリイミド、サーモポリオレフィン、リン酸トリフェニル、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性加硫エラストマー、ポリメチルペンテン、ユリアホルムアルデヒド樹脂、超高分子量ポリエチレン、不飽和ポリエステル、塩化ビニル、塩化ビニルエチレン、塩化ビニルアクリル酸オクチル、塩化ビニル酢酸ビニル、バルカンファイバー、および架橋ポリエチレンのいずれかを含む。

樹脂材２０は、木粉を含んでいてもよい。樹脂材２０は木粉を含んでいなくてもよい。樹脂材２０の一部分がスリット１３を封止している。樹脂材２０の一部分が内部空間１９内に入り込んで樹脂材２１を構成している。

樹脂材２０は、外周面１２の全面を覆う。
図２で示すように、基材１０は、長手方向に延びている。基材１０は、矩形の断面を有している。基材１０は、例えば帯板を曲げることにより形成される。基材１０は、たとえば金属により構成される。低コストで基材を製造するためには、基材１０はたとえば鉄合金により構成される。基材１０を軽量にするためには、基材１０はたとえばアルミニウム合金により構成される。基材１０は、冷間または熱間押出加工、引き抜き加工、鋳造または鍛造などの方法により製造されてもよい。

複合材１は、帯板を折り曲げることで形成された基材１０と、基材１０の外周面１２に設けられた樹脂材２０とを備える。

複合材１は、中空形状であり、孔が設けられた基材１０と、基材１０の外周面１２に設けられた樹脂材２０とを備え、樹脂材２０は孔を封止し、かつ、基材１０の内部空間１９内に入り込んでおり、基材１０の内周面１１の少なくとも一部分は樹脂材２１から露出している。

このように構成された複合材１では、以下の効果がある。
（１）基材１０と樹脂材２０との間に接着剤が介在していない。その結果低コストで複合材１を形成することができる。

（２）樹脂材２０の一部分がスリット１３を封止している。すなわち、樹脂材２０は基材１０に係合している。その結果、接着剤を用いなくても、樹脂材２０を基材１０に確実に固定することができる。

（３）複合材１を高温環境、たとえば日光に照射される環境で使用した場合には、基材１０も高温となる。樹脂材２１は内部空間１９に入り込み、内周面１１の一部分を覆う。内周面１１の他の部分は樹脂材２１から露出している。その結果、内周面１１は内部空間１９の空気に接触する。内周面１１から内部空間１９に熱が放散される。これにより、基材１０の温度上昇を抑制することができる。内周面１１のすべての部分が樹脂材２１で覆われている場合には、内周面１１が空気と接触しない。その結果、基材１１の温度が上昇しやすくなる。

（４）複合材１が高温環境と低温環境で使用される場合、たとえば、屋外で夏と冬に使用される場合、基材１０および樹脂材２０はともに膨張および収縮する。しかしながら、基材１０の熱膨張係数は、樹脂材２０の熱膨張係数と異なる。その結果、基材１０の膨張量と樹脂材２０の膨張量との間に差が生じる。内周面１１のすべての部分が樹脂材２１で覆われている場合には、上記の差を内周面１１側の樹脂材２１が吸収することが困難である。図１で示すように、樹脂材２１が内周面１１の一部分を覆う場合には、樹脂材２１が内周面１１に対して自由に膨張および収縮することができる。

（５）内周面１１の一部分が樹脂材２１で覆われていない。内周面１１の全面が樹脂材２１で覆われる複合材と比較して、樹脂材２１の量を減らすことができる。その結果、複合材１の軽量化することができる。さらに、複合材１を低コストで製造することができる。

（６）帯板を曲げることで基材１０を形成する場合には、基材１０の製造コストを低下させることができる。その結果、複合材１を低コストで製造することができる。

（実施の形態２）
図３から図５で示すように、実施の形態２に従った複合材１では、基材１０にスリット１３が設けられ、かつ孔１４が設けられている。スリット１３および孔１４から内部空間１９に樹脂が入り込んでいる。

図５で示す基材１０では、図４で示す基材１０よりも多くの孔１４が設けられている。孔１４は直線状に配置されていてもよく、千鳥状に配置されていてもよい。

(実施の形態３）
図６から図９で示すように、実施の形態３に従った複合材１では、基材１０にスリット１３が設けられていない。基材１０に孔１４が設けられている。孔１４から内部空間１９に樹脂が入り込んでいる。

図８で示す基材１０では、図７および図９で示す基材１０よりも多くの孔１４が設けられている。孔１４は直線状に配置されていてもよく、千鳥状に配置されていてもよい。

図６で示す複合材１を製造する場合には、基材１０の内部空間１９に図１０で示す治具３０を用いる。治具３０には凹部３１，３２が設けられている。金型に基材１０を挿入する。基材１０内に治具３０を挿入する。外周面１２と金型の間に樹脂を注入する。樹脂は外周面１２を覆う。樹脂は孔１４から内部空間１９に入る。樹脂が凹部３１，３２を充填する。これにより、図６で示す複合材１を製造することができる。

（実施の形態４）
図１１で示すように、実施の形態４に従った複合材１の断面は三角形状を有する。基材１０は三角形状の断面を有している。基材１０および複合材１は、長手方向に延びている。三角形状の頂点にスリット１３が設けられている。

（実施の形態５）
図１２で示すように、実施の形態５に従った複合材１の断面は円形状を有する。基材１０は円形状の断面を有している。基材１０および複合材１は、長手方向に延びている。円形状の一部分にスリット１３が設けられている。

（実施の形態６）
図１３で示すように、実施の形態６に従った複合材１の断面は三角形状を有する。基材１０は三角形状の断面を有している。基材１０および複合材１は、長手方向に延びている。三角形状の辺にスリット１３が設けられている。辺の中央にスリット１３設けられているが、中央からずれた位置にスリット１３が設けられていてもよい。

（実施の形態７）
図１４で示すように、実施の形態７に従った複合材１の断面は四角形状を有する。内部空間１９へ外部から連なる経路に樹脂が充填されている。この経路がスリット１３を構成している。この実施の形態では断面が四角形状であるが、断面が三角形状、丸形状であってもよい。

（実施の形態８）
図１５で示すように、実施の形態８に従った複合材１の断面は五角形状を有する。基材１０は五角形状の断面を有している。基材１０および複合材１は、長手方向に延びている。五角形状の頂点にスリット１３が設けられている。

（実施の形態９）
図１６で示すように、実施の形態９に従った複合材１の断面は五角形状を有する。基材１０は五角形状の断面を有している。基材１０および複合材１は、長手方向に延びている。五角形状の辺にスリット１３が設けられている。辺の中央にスリット１３設けられているが、中央からずれた位置にスリット１３が設けられていてもよい。

（実施の形態１０）
図１７で示すように、実施の形態１０に従った複合材１の断面は四角形状を有する。基材１０は四角形状の断面を有している。基材１０および複合材１は、長手方向に延びている。四角形状の頂点にスリット１３が設けられている。

（実施の形態１１）
図１８で示すように、実施の形態１１に従った複合材１の断面は縦長のひし形の四角形状を有する。基材１０は四角形状の断面を有している。基材１０および複合材１は、長手方向に延びている。四角形状の辺にスリット１３が設けられている。辺の中央にスリット１３設けられているが、中央からずれた位置にスリット１３が設けられていてもよい。

（実施の形態１２）
図１９で示すように、実施の形態１２に従った複合材１の断面は横長のひし形の四角形状を有する。基材１０は四角形状の断面を有している。基材１０および複合材１は、長手方向に延びている。四角形状の辺にスリット１３が設けられている。辺の中央にスリット１３設けられているが、中央からずれた位置にスリット１３が設けられていてもよい。

（実施の形態１３）
図２０で示すように、基材１０が角筒形状であり長手方向に延びる。長尺部の両端部または中央の一部分が中空形状となっている。スリット１３の長さは基材の長手方向の長さよりも短い。基材１０の両端（図２０の（Ａ））または、基材１０の両端以外の少なくとも一箇所でスリット１３が設けられていない。これにより基材１０の強度を確保することができる。実施の形態１３に従った複合材１の断面は四角形状を有する（図２０の（Ｂ））。２つのスリット１３が対向している。

（製造方法）
（スリット１３と孔１４を有する基材１０）
スリット１３と孔１４が設けられた基材１０を有する複合材１の製造方法について説明する。

図２１および図２２で示すように、スリット１３および孔１４が設けられた基材１０に樹脂材２０を形成する場合には、治具１００と、金型２００を用いる。治具１００は、本体１０１と、本体１０１上に設けられた頂部１０２とを有する。本体１０１には有底の凹部１１１，１１２，１１３が設けられている。凹部１１１，１１２，１１３は本体１０１の端部１０１ａから頂部１０２まで延びている。

本体１０１には冷却孔１１６が設けられている。冷却孔１１６は本体１０１の端部１０１ａ付近で栓１１５により封止されている。

頂部１０２から冷却水が供給される。冷却水は冷却孔１１６へ導入されて本体１０１を冷却する。本体１０１の熱を奪った冷却水は頂部１０２から排出される。

金型２００は、治具１００を保持する保持部２２０と、樹脂が注入される成形部２１０とを有する。

保持部２２０に頂部１０２が挿入される。保持部２２０は頂部１０２を保持する。保持部２２０には冷媒入口２０１と冷媒出口２０２が設けられている。治具１００の冷媒入口２０１と保持部の冷媒入口２０１が接続されている。治具１００の冷媒出口２０２と保持部の冷媒出口２０２が接続されている。

冷媒入口２０１から保持部２２０に注入された冷却水は治具１００に導入される。冷却水は治具１００の熱を奪い、冷媒出口２０２から排出される。

成形部２１０は保持部２２０に隣接している。成形部２１０には治具１００の前部分が挿入されている。治具１００前部分には凹部１１１，１１２，１１３が存在する。

成形部２１０には樹脂注入孔２１１が設けられている。樹脂注入孔２１１は、開口２０５と連なっている。開口２０５は成形部２１０を貫通している。

複合材を製造するときには、図２２で示すように金型２００の開口２０５に治具１００を挿入する。治具１００の頂部１０２が保持部２２０に係合する。凹部１１１，１１２，１１３は成形部２１０に配置される。治具１００と開口２０５との間には隙間が形成されている。

治具１００と開口２０５との間に基材１０を挿入する。頂部１０２の最も幅の狭いネック部１０２ａにスリットが嵌りあう。基材１０を成形部２１０側へ移動させると、凹部１１１はスリットに対向する。凹部１１２，１１３は孔１４に対向する。

樹脂注入孔２１１に樹脂が注入される。樹脂は成形部２１０において開口２０５を規定する成形部２１０の内表面と、基材１０との間に注入される。樹脂には高圧が付与されているため樹脂は基材１０を覆うように成形部２１０内の空間に広がる。樹脂はスリット１３および孔１４を通過する。樹脂は凹部１１１，１１２，１１３を充填する。樹脂が冷却されて樹脂材２０，２１を形成することで実施の形態２に従った複合材１を製造することができる。

なお、上記の例では水を用いて治具１００を冷却する例を示したが、エアを用いて治具１００を冷却してもよい。図２１においてエアを用いる場合には冷媒入口２０１からエアを導入し、栓１１５を解放して冷却孔１１６からエアを大気へ解放する。

（スリット１３を有し孔１４を有さない基材１０）
スリット１３が設けられ孔１４が設けられていない基材１０を有する複合材１の製造方法について説明する。

図２３から図２８で示すように、スリット１３が設けられた基材１０に樹脂材２０を形成する場合には、治具１００と、金型２００を用いる。治具１００は、本体１０１と、本体１０１上に設けられた頂部１０２とを有する。本体１０１には有底の凹部１１１が設けられている。凹部１１１は本体１０１の端部１０１ａから頂部１０２まで延びている。

冷媒入口２０１から冷却水が供給される。冷却水は本体１０１を冷却する。本体１０１の熱を奪った冷却水は頂部１０２から排出される。

金型２００は、治具１００を保持する保持部２２０と、樹脂が注入される成形部２１０とを有する。

保持部２２０に頂部１０２が挿入される。保持部２２０は頂部１０２を保持する。保持部２２０には冷媒入口２０１が設けられている。治具１００の冷媒入口２０１と保持部の冷媒入口２０１が接続されている。

冷媒入口２０１から保持部２２０に注入された冷却水は治具１００に導入される。冷却水は治具１００の熱を奪う。冷媒として冷却水が用いられる場合には、図２１おより図２２で示したように保持部２２０に冷媒出口が設けられて、この冷媒出口から冷却水が排出される。冷媒として空気が用いられる場合には、治具の冷媒出口２０２から空気が大気に解放される。

成形部２１０は保持部２２０に隣接している。成形部２１０には治具１００の前部分が挿入されている。治具１００前部分には凹部１１１が存在する。

成形部２１０には樹脂注入孔２１１が設けられている。樹脂注入孔２１１は、開口２０５と連なっている。開口２０５は成形部２１０を貫通している。なお、基材１０が挿入される側の開口２０５（図２６および図２７）と、基材１０が排出される側の開口２０５（図２３から図２５）は、大きさが異なる。図２６および図２７の開口２０５の大きさは基材１０の大きさに対応し、図２３から図２５の開口２０５は基材１０と樹脂材２０との合計の大きさに対応する。

金型２００の前面２１０ａから後面２２０ａまで治具１００が延びている。後面２２０ａ側では、図２７および図２８で示すように、軸方向に延びる孔２２５に頂部１０２が嵌りあう。これにより、治具１００は保持部２２０により保持される。

保持部２２０に治具１００を固定するために、ボルト２０４およびボルト孔２０３が用いられる。頂部１０２を孔２２５に嵌め合わせた状態で頂部１０２および保持部２２０に設けられたボルト孔２０３にボルト２０４を挿入する。これにより、保持部２２０に治具１００を固定することができる。

複合材を製造するときには、図２４で示すように金型２００の開口２０５に治具１００を挿入する。治具１００の頂部１０２が保持部２２０に係合する。凹部１１１は成形部２１０に配置される。治具１００と開口２０５との間には隙間が形成されている。

治具１００と開口２０５との間に基材１０を挿入する。頂部１０２の最も幅の狭いネック部１０２ａにスリットが嵌りあう。基材１０を成形部２１０側へ移動させると、凹部１１１はスリットに対向する。

樹脂注入孔２１１に樹脂が注入される。樹脂は成形部２１０において開口２０５を規定する成形部２１０の内表面と、基材１０との間に注入される。樹脂には高圧が付与されているため樹脂は基材１０を覆うように成形部２１０内の空間に広がる。樹脂はスリット１３を通過する。樹脂は凹部１１１を充填する。樹脂が冷却されて樹脂材２０，２１を形成することで実施の形態１に従った複合材１を製造することができる。

中空形状であり、スリット１３が設けられた基材１０と、基材１０の外周面１２に設けられた樹脂材２０とを備え、樹脂材２０はスリット１３を封止し、かつ、基材１０の内部空間１９内に入り込んでおり、基材１０の内周面の少なくとも一部分は樹脂材２１から露出している複合材１の製造装置は、一端から他端まで延びる開口２０５が設けられた金型２００と、金型２００の開口２０５内に固定され、スリット１３に嵌合可能な治具１００とを備える。治具１００には、スリットに対応した凹部が設けられる。開口２０５に基材１０が挿入され、治具１００にスリット１３が嵌合し、凹部１１１が内部空間１９に配置されてスリット１３と対向する状態で開口を規定する金型内周面と基材との間に樹脂材２０が注入される。樹脂材２０は基材１０の外周面１２を覆う。樹脂材２０は、スリット１３から内部空間に注入される。樹脂材２１が凹部１１１を充填する。

（スリット１３を有さず、孔１４を有する基材１０）
図２９で示すように、基材１０にはスリットが設けられていない。治具１００は、基材１０の内部空間１９に挿入可能な寸法である。基材１０および治具１００は、ともに長さＬを有する。

基材１０の内部空間１９に治具１００を挿入した状態で基材１０の外周面１２を樹脂で覆う。樹脂を加圧することにより孔１４から内部空間１９側へ樹脂が注入される。樹脂は凹部１１１を充填する。樹脂が冷却されて樹脂材２０，２１を形成することで実施の形態３に従った複合材１を製造することができる。

（実施の形態１４）
図３０および図３１で示すように、実施の形態１４に従った複合材１は、中空形状であり、外周面１２は長手方向に延びる凹部１７，１８が設けられた基材１０と、基材１０の外周面１２を覆い、かつ、凹部１７，１８を充填する樹脂材２０，２５とを備える。

基材１０の表面に凹部１７，１８が設けられている。凹部１７，１８は内部空間１９に到達していない。凹部１７，１８は長手方向に延びている。凹部１７，１８には樹脂材２５が充填されている。樹脂材２５は、外周面１２を覆う樹脂材２０と同じ組成を有する。

凹部１７，１８の形状は図３１および図３１のものに限定されない。さらに、図３０および図３１では、基材１０の４辺に凹部１７，１８が設けられているが、少なくとも１つの辺に凹部が設けられていればよい。

さらに、基材１０の断面形状も図３０で示す四角形だけでなく、円形状、多角形状などの様々な形状であってもよい。

（実施の形態１５）
図３２で示すように、基材１０が扁平形状でスリット１３を有していてもよい。このような複合材１は、たとえば天井用建材として用いることができる。この複合材１は、図２９で示す製造装置で製造することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、複合材の分野において用いることができる。

１ 複合材、１０ 基材、１１ 内周面、１２ 外周面、１３ スリット、１４ 孔、１７，１８，３１，３２，１１１，１１２，１１３ 凹部、１９ 内部空間、２０，２１，２５ 樹脂材、３０，１００ 治具、１０１ 本体、１０１ａ 端部、１０２ 頂部、１０２ａ ネック部、１１５ 栓、１１６ 冷却孔、２００ 金型、２０１ 冷媒入口、２０２ 冷媒出口、２０３ ボルト孔、２０４ ボルト、２０５ 開口、２１０ 成形部、２１０ａ 前面、２１１ 樹脂注入孔、２２０ 保持部、２２０ａ 後面。

Claims (3)

1. 帯板を曲げることでスリットを有する中空形状に形成された、長手方向を有する基材と、
   前記基材の外周面に設けられた樹脂材とを備え、
   前記樹脂材は、前記スリットを封止し、かつ、前記基材の中空空間内に入り込んでおり、前記基材の内周面の少なくとも一部分を露出させており、
   前記基材は多角形の断面形状を有し、前記スリットは、前記基材の平坦な一つの面に、該一つの面の幅方向中央に、前記長手方向に延びるように形成されており、
   前記樹脂材は、前記基材の内周面のうち前記スリットが形成されている前記一つの面の内面の全面を被覆している、複合材。
2. 前記基材は鉄、アルミニウムおよびメッキ鋼板の少なくともいずれかを含む、請求項１に記載の複合材。
3. 前記樹脂材は木粉を含む、請求項１または２に記載の複合材。