JP6947956B1 - Fiber reinforced members and joint structures - Google Patents
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Abstract
繊維強化部材同士を良好に接合することができる繊維強化部材を提供する。本発明に係る繊維強化部材は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部である第1の層と、繊維及び熱可塑性樹脂を含む第2の層とを有し、前記第2の層の表面上に、前記第1の層が配置されている。Provided is a fiber reinforced member capable of satisfactorily joining fiber reinforced members to each other. The fiber reinforcing member according to the present invention has a first layer which is a resin partially impregnated fiber portion partially impregnated with a resin and a second layer containing a fiber and a thermoplastic resin, and the second layer. The first layer is arranged on the surface of the layer.
Description
本発明は、熱可塑性樹脂及び繊維を含む繊維強化部材に関する。また、本発明は、上記繊維強化部材を用いた接合構造体に関する。 The present invention relates to a fiber reinforced member containing a thermoplastic resin and fibers. The present invention also relates to a bonded structure using the fiber reinforced member.
一般に、繊維強化部材では、繊維中に樹脂を含浸させ、樹脂と繊維とを一体化させることで、高い性能を発現している。 Generally, in a fiber reinforced member, high performance is exhibited by impregnating the fiber with a resin and integrating the resin and the fiber.
下記の特許文献1には、樹脂と、繊維束とを含み、樹脂を含浸していない表面を有する樹脂未含浸繊維束部又は樹脂を含浸していない表面を有する樹脂部分含浸繊維束部を含み、第1の表面と、上記第1の表面とは反対に第2の表面とを有する繊維強化シートが開示されている。この繊維強化シートは、シート本体部と、上記第1の表面側にて上記シート本体部から突出している少なくとも1つの突条部とを備え、上記第1の表面と上記第2の表面との内の少なくとも一方に、上記樹脂未含浸繊維束部又は上記樹脂部分含浸繊維束部を含む。
特許文献1に記載のような従来の繊維強化部材では、繊維強化部材同士を良好に接合することは困難である。例えば、特許文献1に記載のような従来の繊維強化部材では、繊維強化部材同士を繊維強化シート等によって接合したとしても、接合部分の強度を高めることは困難である。
With the conventional fiber-reinforced members as described in
本発明の目的は、繊維強化部材同士を良好に接合することができる繊維強化部材を提供することである。また、本発明は、上記繊維強化部材を用いた接合構造体を提供することも目的とする。 An object of the present invention is to provide a fiber-reinforced member capable of satisfactorily joining fiber-reinforced members to each other. Another object of the present invention is to provide a bonded structure using the fiber-reinforced member.
本発明の広い局面によれば、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部である第1の層と、繊維及び熱可塑性樹脂を含む第2の層とを有し、前記第2の層の表面上に、前記第1の層が配置されている、繊維強化部材が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, the second layer having a first layer which is a resin partially impregnated fiber portion partially impregnated with a resin and a second layer containing a fiber and a thermoplastic resin. A fiber reinforcing member is provided in which the first layer is arranged on the surface of the layer.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記第1の層が、前記第1の層の厚み方向にて、樹脂を含浸している部分と、樹脂を含浸していない部分とを有し、前記第2の層の表面上に、前記第1の層の前記樹脂を含浸している部分が配置されており、前記第2の層に含まれる前記繊維が、連続繊維である。 In a specific aspect of the fiber-reinforced member according to the present invention, the first layer has a portion impregnated with resin and a portion not impregnated with resin in the thickness direction of the first layer. A portion of the first layer impregnated with the resin is arranged on the surface of the second layer, and the fibers contained in the second layer are continuous fibers.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記繊維強化部材は、基材部と、前記基材部の表面上に配置された繊維を含まない樹脂部と、前記樹脂部の前記基材部側とは反対側に配置された前記第2の層と、前記第2の層の前記樹脂部側とは反対側に配置された前記第1の層とを有する。 In a specific aspect of the fiber-reinforced member according to the present invention, the fiber-reinforced member comprises a base material portion, a fiber-free resin portion arranged on the surface of the base material portion, and the base of the resin portion. It has the second layer arranged on the side opposite to the material portion side and the first layer arranged on the side opposite to the resin portion side of the second layer.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記繊維強化部材は、基材部と、前記基材部の第1の表面から突出したリブ部とを備え、前記リブ部が、繊維を含まない樹脂部と、前記樹脂部の外側に配置された前記第2の層と、前記第2の層の外側に配置された前記第1の層とを有する。 In a specific aspect of the fiber-reinforced member according to the present invention, the fiber-reinforced member includes a base material portion and a rib portion protruding from the first surface of the base material portion, and the rib portion provides fibers. It has a resin portion that does not contain the resin portion, the second layer arranged outside the resin portion, and the first layer arranged outside the second layer.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記リブ部の最大幅が、0.3cm以上5cm以下であり、前記リブ部の高さが、0.3cm以上10cm以下であり、前記リブ部の長さが、10cm以上である。 In a specific aspect of the fiber reinforced member according to the present invention, the maximum width of the rib portion is 0.3 cm or more and 5 cm or less, the height of the rib portion is 0.3 cm or more and 10 cm or less, and the rib portion. The length of the part is 10 cm or more.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記樹脂部が、中空構造を有するアクリル粒子を含む。 In a specific aspect of the fiber-reinforced member according to the present invention, the resin portion contains acrylic particles having a hollow structure.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記基材部が、樹脂と繊維とを含む。 In a specific aspect of the fiber reinforced member according to the present invention, the base material portion contains a resin and a fiber.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記基材部が、樹脂を含浸していない樹脂未含浸繊維部を有するか、又は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部を有する。 In a specific aspect of the fiber reinforcing member according to the present invention, the base material portion has a resin-unimpregnated fiber portion that is not impregnated with resin, or a resin partially impregnated fiber that is partially impregnated with resin. Has a part.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記基材部が、炭素繊維クロス、炭素繊維フェルト・マット、炭素繊維ペーパー、炭素繊維チョップド糸、ガラスロービングクロス、ガラス繊維紙、ガラスチョップドストランドマット、又はガラスロービングマットを含む。 In a specific aspect of the fiber reinforced member according to the present invention, the base material portion is a carbon fiber cloth, a carbon fiber felt mat, a carbon fiber paper, a carbon fiber chopped yarn, a glass roving cloth, a glass fiber paper, a glass chopped strand. Includes mats or glass roving mats.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記基材部に含まれる前記樹脂が、熱硬化性樹脂の硬化物であり、前記熱硬化性樹脂が、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、又はフェノール系樹脂である。 In a specific aspect of the fiber-reinforced member according to the present invention, the resin contained in the base material is a cured product of a thermosetting resin, and the thermosetting resin is an unsaturated polyester resin or vinyl ester resin. , Epoxy resin, or phenol resin.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記第1の層が、最外層である。 In a specific aspect of the fiber reinforced member according to the present invention, the first layer is the outermost layer.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記第1の層に含まれる繊維の形態が、不織布である。 In a specific aspect of the fiber-reinforced member according to the present invention, the form of the fiber contained in the first layer is a non-woven fabric.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記不織布が、ガラス繊維により構成されている。 In a specific aspect of the fiber reinforced member according to the present invention, the nonwoven fabric is made of glass fiber.
本発明に係る繊維強化部材のある特定の局面では、前記第1の層の平均厚みが、0.1mm以上1.0mm以下である。 In a specific aspect of the fiber-reinforced member according to the present invention, the average thickness of the first layer is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.
本発明の広い局面によれば、第1の繊維強化部材と、第2の繊維強化部材と、接合部材とを備え、前記接合部材により、前記第1の繊維強化部材と前記第2の繊維強化部材とが、接合されており、前記第1の繊維強化部材及び前記第2の繊維強化部材がそれぞれ、上述した繊維強化部材により形成されている、接合構造体が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, the first fiber reinforcing member, the second fiber reinforcing member, and the joining member are provided, and the first fiber strengthening member and the second fiber strengthening member are provided by the joining member. Provided is a bonded structure in which the members are joined to each other, and the first fiber-reinforced member and the second fiber-reinforced member are each formed of the above-mentioned fiber-reinforced member.
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記接合部材が、前記第1の繊維強化部材の前記第1の層の表面上と、前記第2の繊維強化部材の前記第1の層の表面上との双方の表面上に至るように配置されている。 In certain aspects of the joining structure according to the present invention, the joining member is on the surface of the first layer of the first fiber reinforced member and the first layer of the second fiber reinforced member. It is arranged so as to reach both the surface of the surface and the surface of the surface.
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記接合部材が、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部又は樹脂を全体に含浸している樹脂全体含浸繊維部である繊維強化シートである。 In a specific aspect of the bonding structure according to the present invention, the bonding member is a resin partially impregnated fiber portion partially impregnated with resin or a fiber entirely impregnated with resin impregnated fiber portion. It is a reinforced sheet.
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記繊維強化シートに含まれる前記繊維の形態が、UD、織布又は不織布である。 In certain aspects of the bonded structure according to the present invention, the form of the fibers contained in the fiber reinforced sheet is UD, woven fabric or non-woven fabric.
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記繊維強化シートに含まれる前記繊維が、ガラス繊維又は炭素繊維である。 In certain aspects of the bonded structure according to the present invention, the fibers contained in the fiber reinforced sheet are glass fibers or carbon fibers.
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記接合構造体は、固定部材を備え、前記固定部材が、前記接合部材の外側に配置されている。 In certain aspects of the joint structure according to the present invention, the joint structure comprises a fixing member, the fixing member being arranged outside the joint member.
本発明に係る接合構造体のある特定の局面では、前記固定部材が、樹脂部材、金属部材、又は木部材である。 In certain aspects of the joined structure according to the present invention, the fixing member is a resin member, a metal member, or a wood member.
本発明に係る繊維強化部材は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部である第1の層と、繊維及び熱可塑性樹脂を含む第2の層とを有し、上記第2の層の表面上に、上記第1の層が配置されている。本発明に係る繊維強化部材では、上記の構成が備えられているので、繊維強化部材同士を良好に接合することができる。 The fiber reinforcing member according to the present invention has a first layer which is a resin partially impregnated fiber portion partially impregnated with a resin and a second layer containing a fiber and a thermoplastic resin, and the second layer is described above. The first layer is arranged on the surface of the layer. Since the fiber-reinforced member according to the present invention has the above-mentioned structure, the fiber-reinforced members can be satisfactorily joined to each other.
本発明に係る繊維強化部材は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部である第1の層と、繊維及び熱可塑性樹脂を含む第2の層とを有し、上記第2の層の表面上に、上記第1の層が配置されている。 The fiber reinforcing member according to the present invention has a first layer which is a resin partially impregnated fiber portion partially impregnated with a resin and a second layer containing a fiber and a thermoplastic resin, and the second layer is described above. The first layer is arranged on the surface of the layer.
本発明に係る繊維強化部材では、上記の構成が備えられているので、繊維強化部材同士を良好に接合することができる。本発明に係る繊維強化部材では、特定の第1の層を備えるので、繊維強化部材同士を、接合部材によって、良好に接合することができる。このため、本発明では、繊維強化部材同士を接合して得られる接合構造体の強度を高めることができる。 Since the fiber-reinforced member according to the present invention has the above-mentioned structure, the fiber-reinforced members can be satisfactorily joined to each other. Since the fiber-reinforced member according to the present invention includes a specific first layer, the fiber-reinforced members can be satisfactorily joined to each other by the joining member. Therefore, in the present invention, the strength of the bonded structure obtained by bonding the fiber-reinforced members to each other can be increased.
本発明では、繊維強化部材同士を、接合部材によって、良好に接合することができるので、実際に現場で用いられるサイズよりも小さいサイズで輸送することができ、輸送コストを抑えることができる。 In the present invention, since the fiber-reinforced members can be satisfactorily joined by the joining member, the fiber-reinforced members can be transported in a size smaller than the size actually used in the field, and the transportation cost can be suppressed.
繊維強化部材同士をより一層良好に接合する観点からは、上記繊維強化部材では、上記第1の層が、上記第1の層の厚み方向にて、樹脂を含浸している部分と、樹脂を含浸していない部分とを有することが好ましい。繊維強化部材同士を更に一層良好に接合する観点からは、上記繊維強化部材では、上記第2の層の表面上に、上記第1の層の上記樹脂を含浸している部分が配置されていることがより好ましい。 From the viewpoint of better joining the fiber-reinforced members to each other, in the fiber-reinforced members, the first layer has a portion impregnated with the resin in the thickness direction of the first layer and the resin. It is preferable to have a portion that is not impregnated. From the viewpoint of even better joining the fiber-reinforced members, in the fiber-reinforced members, a portion of the first layer impregnated with the resin is arranged on the surface of the second layer. Is more preferable.
繊維強化部材の強度をより一層高める観点からは、上記繊維強化部材は、基材部と、上記基材部の表面上に配置された繊維を含まない樹脂部と、上記樹脂部の前記基材部側とは反対側に配置された上記第2の層と、上記第2の層の上記樹脂部側とは反対側に配置された上記第1の層とを有することが好ましい。 From the viewpoint of further increasing the strength of the fiber-reinforced member, the fiber-reinforced member includes a base material portion, a fiber-free resin portion arranged on the surface of the base material portion, and the base material of the resin portion. It is preferable to have the second layer arranged on the side opposite to the portion side and the first layer arranged on the side opposite to the resin portion side of the second layer.
上記繊維強化部材は、リブ部を有していてもよく、有していなくもよい。上記繊維強化部材がリブ部を有する場合、上記繊維強化部材は、以下の構成を備えることが好ましい。すなわち、上記繊維強化部材は、基材部と、上記基材部の第1の表面から突出したリブ部とを備えることが好ましく、上記リブ部が、繊維を含まない樹脂部と、上記樹脂部の外側に配置された上記第2の層と、上記第2の層の外側に配置された前記第1の層とを有することが好ましい。 The fiber reinforcing member may or may not have a rib portion. When the fiber reinforcing member has a rib portion, the fiber reinforcing member preferably has the following configuration. That is, the fiber reinforcing member preferably includes a base material portion and a rib portion protruding from the first surface of the base material portion, and the rib portion includes a resin portion containing no fiber and the resin portion. It is preferable to have the second layer arranged outside the second layer and the first layer arranged outside the second layer.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。なお、以下の図面において、大きさ、厚み及び形状等は、図示の便宜上、実際の大きさ、厚み及び形状等と異なる場合がある。 Hereinafter, the present invention will be clarified by explaining specific embodiments of the present invention with reference to the drawings. In the drawings below, the size, thickness, shape, etc. may differ from the actual size, thickness, shape, etc. for convenience of illustration.
図1(a)及び(b)は、本発明の第1の実施形態に係る繊維強化部材を模式的に示す断面図及び平面図である。図1(a)は、図1(b)のI−I線に沿う断面図である。 1 (a) and 1 (b) are a cross-sectional view and a plan view schematically showing a fiber reinforced member according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 1 (b).
図1に示す繊維強化部材1は、基材部2と、複数のリブ部3とを備える。リブ部3は、基材部2の第1の表面2aから突出している。リブ部3は、線状凸部であり、突条部である。リブ部3は、繊維を含まない樹脂部13と、繊維及び熱可塑性樹脂を含む第2の層12と、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部である第1の層11とを有する。繊維強化部材1は、シート状である。
The
第2の層12は、樹脂部13の外側に配置されている。第2の層12は、樹脂部13の外表面上に配置されている。第1の層11は、第2の層12の外側に配置されている。第1の層11は、第2の層12の外表面上に配置されている。
The
樹脂部13は、リブ部3におけるコア部である。第1の層11は、リブ部3における最外層である。第2の層12は、樹脂部13と第1の層11との間に配置されている。
The
リブ部3は、長さ方向Lと、高さ方向Hと、幅方向Wとを有する。長さ方向Lと、高さ方向Hと、幅方向Wとは互いに直交する方向である。リブ部3は、長さ方向Lに沿って延びている。リブ部3の延びる方向に沿って、樹脂部13と第2の層12と第1の層11とはそれぞれ延びている。
The
リブ部3の高さ方向Hに沿う断面(図1(a))において、リブ部3の形状は、半楕円形状である。リブ部3は、第1の表面2aとの接触面において、最大幅を有する。リブ部3の高さは、第1の表面2aから、第1の層11の先端までの距離である。
In the cross section (FIG. 1 (a)) of the
図2は、本発明の第2の実施形態に係る繊維強化部材を模式的に示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a fiber reinforcing member according to a second embodiment of the present invention.
図2に示す繊維強化部材1Aは、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部である第1の層11Aと、繊維21及び熱可塑性樹脂22を含む第2の層12Aとを有する。第1の層11Aは、第1の層11Aの厚み方向にて、樹脂を含浸している部分R1と、樹脂を含浸していない部分R2とを有する。繊維強化部材1Aでは、第2の層12Aの表面上に、第1の層11Aの樹脂を含浸している部分R1が配置されている。図2において、点線よりも下側が樹脂を含浸している部分R1であり、点線よりも上側が樹脂を含浸していない部分R2である。繊維強化部材1Aでは、第2の層12Aに含まれる繊維21として、連続繊維が用いられている。第2の層12Aに含まれる連続繊維は、一方向に引き揃えられている。繊維強化部材1Aは、図1に示す繊維強化部材1と異なり、リブ部を備えない。繊維強化部材1Aは、シート状である。
The fiber reinforcing member 1A shown in FIG. 2 has a
以下、繊維強化部材の詳細を更に説明する。 Hereinafter, the details of the fiber reinforcing member will be further described.
(第1の層及び第2の層)
上記繊維強化部材は、第1の層と第2の層とを有する。上記第1の層と第2の層とは接している。上記第2の層の表面上に、上記第1の層が配置されている。上記第2の層の第1の表面上に、上記第1の層が配置されている。(First layer and second layer)
The fiber reinforcing member has a first layer and a second layer. The first layer and the second layer are in contact with each other. The first layer is arranged on the surface of the second layer. The first layer is arranged on the first surface of the second layer.
上記第1の層は、樹脂と繊維とを含む。上記第1の層は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部である。上記第1の層は、該第1の層の厚み方向にて、樹脂を部分的に含浸している部分を有することが好ましい。上記第1の層は、該第1の層の厚み方向にて、樹脂を含浸している部分と、樹脂を含浸していない部分とを有することが好ましい。上記第1の層は、外表面側に、樹脂を含浸していない部分を有し、内表面側に、樹脂を含浸している部分を有することが好ましい。上記第2の層の表面上に、上記第1の層の上記樹脂を含浸している部分が配置されていることが好ましい。 The first layer contains a resin and fibers. The first layer is a resin partially impregnated fiber portion that is partially impregnated with resin. The first layer preferably has a portion partially impregnated with the resin in the thickness direction of the first layer. The first layer preferably has a portion impregnated with the resin and a portion not impregnated with the resin in the thickness direction of the first layer. It is preferable that the first layer has a portion not impregnated with the resin on the outer surface side and a portion impregnated with the resin on the inner surface side. It is preferable that a portion of the first layer impregnated with the resin is arranged on the surface of the second layer.
上記第1の層は、接着剤又は樹脂を含浸可能であることが好ましく、樹脂を含浸可能であることがより好ましい。特に、上記第1の層の外表面側が、接着剤又は樹脂を含浸可能でることが好ましく、樹脂を含浸可能であることがより好ましい。上記第1の層の上記第2の層とは反対の表面側が、接着剤又は樹脂を含浸可能であることが好ましく、樹脂を含浸可能であることがより好ましい。 The first layer is preferably impregnable with an adhesive or resin, and more preferably impregnated with resin. In particular, it is preferable that the outer surface side of the first layer can be impregnated with an adhesive or a resin, and more preferably the resin can be impregnated. The surface side of the first layer opposite to the second layer is preferably impregnable with an adhesive or a resin, and more preferably impregnated with a resin.
上記第2の層は、繊維と熱可塑性樹脂とを含む。上記第2の層は、該第2の層の厚み方向にて、熱可塑性樹脂を含浸している部分と、熱可塑性樹脂を含浸していない部分とを有していてもよく、有していなくてもよい。上記第2の層は、繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグであることが好ましく、炭素繊維又はガラス繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグであることがより好ましく、炭素繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグであることが更に好ましい。上記第2の層に含まれる上記繊維は、連続繊維であってもよく、連続繊維でなくてもよい。上記第2の層に含まれる上記繊維が連続繊維である場合には、繊維強化部材の強度をより一層高めることができる。 The second layer contains fibers and a thermoplastic resin. The second layer may or may not have a portion impregnated with the thermoplastic resin and a portion not impregnated with the thermoplastic resin in the thickness direction of the second layer. It does not have to be. The second layer is preferably a prepreg containing fibers and a thermoplastic resin, more preferably a prepreg containing carbon fibers or glass fibers and a thermoplastic resin, and the carbon fibers and the thermoplastic resin. More preferably, it is a prepreg containing. The fibers contained in the second layer may be continuous fibers or may not be continuous fibers. When the fiber contained in the second layer is a continuous fiber, the strength of the fiber reinforcing member can be further increased.
なお、上記第1の層及び上記第2の層の他の詳細については、後述する。 The details of the first layer and the second layer will be described later.
(基材部)
上記繊維強化部材は、基材部を備えていてもよく、備えていなくてもよい。上記繊維強化部材がリブ部を備える場合に、該繊維強化部材は、基材部を備えることが好ましい。ただし、上記繊維強化部材は、リブ部を備えずかつ基材部を備える繊維強化部材であってもよい。上記繊維強化部材が基材部を備えることにより、繊維強化部材の強度を高めることができる。(Base material part)
The fiber reinforced member may or may not include a base material portion. When the fiber reinforcing member includes a rib portion, the fiber reinforcing member preferably includes a base material portion. However, the fiber reinforcing member may be a fiber reinforcing member having no rib portion and having a base material portion. When the fiber reinforcing member includes a base material portion, the strength of the fiber reinforcing member can be increased.
上記基材部は、樹脂を含むことが好ましく、樹脂と繊維とを含むことがより好ましい。 The base material portion preferably contains a resin, and more preferably contains a resin and fibers.
<樹脂>
上記基材部に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂の硬化物であってもよい。上記基材部に含まれる樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。<Resin>
The resin contained in the base material portion may be a thermoplastic resin or a cured product of a thermosetting resin. As the resin contained in the base material portion, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
上記熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリエステル樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins, polyamide resins, polycarbonate resins, polystyrene resins, polyester resins and the like.
上記熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、及びフェノール系樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, epoxy resins, and phenolic resins.
基材部の強度を高める観点からは、上記基材部に含まれる樹脂は、熱硬化性樹脂の硬化物であることが好ましい。基材部の強度をより一層高める観点からは、上記熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、又はフェノール系樹脂であることが好ましく、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又はエポキシ系樹脂であることがより好ましい。すなわち、上記基材部に含まれる樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂の硬化物、ビニルエステル樹脂の硬化物、エポキシ系樹脂の硬化物、又はフェノール系樹脂の硬化物であることが好ましく、不飽和ポリエステル樹脂の硬化物、ビニルエステル樹脂の硬化物、又はエポキシ系樹脂の硬化物であることがより好ましい。 From the viewpoint of increasing the strength of the base material portion, the resin contained in the base material portion is preferably a cured product of a thermosetting resin. From the viewpoint of further increasing the strength of the base material, the thermosetting resin is preferably an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin, an epoxy resin, or a phenol resin, and the unsaturated polyester resin or vinyl ester. More preferably, it is a resin or an epoxy resin. That is, the resin contained in the base material portion is preferably a cured product of unsaturated polyester resin, a cured product of vinyl ester resin, a cured product of epoxy resin, or a cured product of phenolic resin, and is preferably unsaturated polyester. It is more preferable that it is a cured product of a resin, a cured product of a vinyl ester resin, or a cured product of an epoxy resin.
<繊維>
上記基材部に含まれる繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維等が挙げられる。<Fiber>
Examples of the fiber contained in the base material portion include glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber.
製造コストを抑える観点から、上記基材部に含まれる繊維は、繊維束であることが好ましい。上記繊維束は、複数の繊維の束である。上記繊維束は、例えば、強化繊維束である。繊維束の弾性率、特に強化繊維束の弾性率は比較的高い。上記繊維束の形態は特に限定されない。上記繊維束は、ステッチ等により形成された繊維シートであってもよい。 From the viewpoint of suppressing the production cost, the fiber contained in the base material portion is preferably a fiber bundle. The fiber bundle is a bundle of a plurality of fibers. The fiber bundle is, for example, a reinforcing fiber bundle. The elastic modulus of the fiber bundle, particularly the elastic modulus of the reinforcing fiber bundle, is relatively high. The form of the fiber bundle is not particularly limited. The fiber bundle may be a fiber sheet formed by stitching or the like.
上記基材部が樹脂と繊維とを含む場合に、上記基材部は、樹脂を含浸していない樹脂未含浸繊維部を有するか、又は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部を有することが好ましい。上記樹脂未含浸繊維部は、上記基材部の厚み方向にて、樹脂を含浸していない部分を有することが好ましい。上記樹脂部分含浸繊維部は、上記基材部の厚み方向にて、樹脂を部分的に含浸している部分を有することが好ましい。 When the base material portion contains a resin and fibers, the base material portion has a resin-unimpregnated fiber portion that is not impregnated with resin, or a resin partially impregnated fiber that is partially impregnated with resin. It is preferable to have a portion. The resin-unimpregnated fiber portion preferably has a portion not impregnated with resin in the thickness direction of the base material portion. The resin partially impregnated fiber portion preferably has a portion partially impregnated with the resin in the thickness direction of the base material portion.
上記繊維束における繊維の本数は特に限定されない。基材部の強度を高める観点からは、上記繊維束における繊維の本数は、好ましくは1000本以上、好ましくは50000本以下である。 The number of fibers in the fiber bundle is not particularly limited. From the viewpoint of increasing the strength of the base material portion, the number of fibers in the fiber bundle is preferably 1000 or more, preferably 50,000 or less.
上記基材部に含まれる繊維は、炭素繊維又はガラス繊維であることが好ましい。上記基材部に含まれる繊維束の材料は、炭素繊維又はガラス繊維であることが好ましい。 The fiber contained in the base material portion is preferably carbon fiber or glass fiber. The material of the fiber bundle contained in the base material portion is preferably carbon fiber or glass fiber.
基材部の強度を高める観点からは、上記炭素繊維は、炭素繊維クロス(織物)、炭素繊維フェルト・マット(不織布マット)、炭素繊維ペーパー、又は炭素繊維チョップド糸であることが好ましい。 From the viewpoint of increasing the strength of the base material portion, the carbon fibers are preferably carbon fiber cloth (woven fabric), carbon fiber felt mat (nonwoven fabric mat), carbon fiber paper, or carbon fiber chopped yarn.
基材部の強度を高める観点からは、上記ガラス繊維は、ガラスロービングクロス、ガラス繊維紙、ガラスチョップドストランドマット、又はガラスロービングマットであることが好ましい。 From the viewpoint of increasing the strength of the base material portion, the glass fiber is preferably a glass roving cloth, a glass fiber paper, a glass chopped strand mat, or a glass roving mat.
すなわち、上記基材部は、炭素繊維クロス、炭素繊維フェルト・マット、炭素繊維ペーパー、炭素繊維チョップド糸、ガラスロービングクロス、ガラス繊維紙、ガラスチョップドストランドマット、又はガラスロービングマットを含むことが好ましい。この場合に、上記基材部は、これらの繊維のうちの2種以上を含んでいてもよい。 That is, the base material preferably contains a carbon fiber cloth, a carbon fiber felt mat, a carbon fiber paper, a carbon fiber chopped yarn, a glass roving cloth, a glass fiber paper, a glass chopped strand mat, or a glass roving mat. In this case, the base material portion may contain two or more of these fibers.
上記基材部が上記繊維を含む場合に、上記基材部100体積%中、上記基材部に含まれる上記繊維の含有量は、好ましくは10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、好ましくは65体積%以下、より好ましくは60体積%以下である。上記繊維の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、基材部の強度をより一層高めることができる。 When the base material portion contains the fibers, the content of the fibers contained in the base material portion is preferably 10% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, based on 100% by volume of the base material portion. It is preferably 65% by volume or less, more preferably 60% by volume or less. When the fiber content is at least the above lower limit and at least the above upper limit, the strength of the base material portion can be further increased.
上記基材部の平均厚みは、好ましくは1mm以上、より好ましくは3mm以上、好ましくは10mm以下、より好ましくは6mm以下である。 The average thickness of the base material portion is preferably 1 mm or more, more preferably 3 mm or more, preferably 10 mm or less, and more preferably 6 mm or less.
上記基材部は、平面状であってもよく、湾曲していてもよく、湾曲している部分を有していてもよい。上記基材部は、他の形状を有していてもよい。 The base material portion may be flat, curved, or may have a curved portion. The base material portion may have another shape.
(リブ部、並びに、第1の層及び第2の層の他の詳細)
上記繊維強化部材は、リブ部を備えていてもよく、備えていなくてもよい。上記繊維強化部材がリブ部を備える場合に、該リブ部は、繊維を含まない樹脂部と、上記樹脂部の外側に配置された上記第2の層と、上記第2の層の外側に配置された上記第1の層とを有することが好ましい。すなわち、上記リブ部は、内側から外側に向かって、上記樹脂部と、上記第2の層と、上記第1の層とをこの順に備えることが好ましい。なお、以下の第1の層及び第2の層の説明は、当然ながら、リブ部を備えない繊維強化部材が有する第1の層及び第2の層にも当てはまり、また、基材部を備えない繊維強化部材が有する第1の層及び第2の層にも当てはまる。(Ribs and other details of the first and second layers)
The fiber reinforcing member may or may not have a rib portion. When the fiber reinforcing member includes a rib portion, the rib portion is arranged outside the resin portion containing no fiber, the second layer arranged outside the resin portion, and the second layer. It is preferable to have the above-mentioned first layer. That is, it is preferable that the rib portion includes the resin portion, the second layer, and the first layer in this order from the inside to the outside. The following description of the first layer and the second layer naturally applies to the first layer and the second layer of the fiber reinforced member having no rib portion, and also includes a base material portion. This also applies to the first and second layers of the non-fiber reinforced members.
上記樹脂部は、繊維を含まず、かつ樹脂を含む。 The resin portion does not contain fibers and contains resin.
本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点から、上記第1の層は、上記リブ部における最外層であることが好ましい。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点から、上記第1の層は、上記繊維強化部材における最外層であることが好ましい。 From the viewpoint of more effectively exerting the effect of the present invention, the first layer is preferably the outermost layer in the rib portion. From the viewpoint of more effectively exerting the effects of the present invention, the first layer is preferably the outermost layer of the fiber-reinforced member.
<樹脂>
上記樹脂部は、樹脂を含む。上記第1の層は、樹脂を含む。上記第2の層は、熱可塑性樹脂を含む。上記第1の層に含まれる樹脂と、上記第2の層に含まれる熱可塑性樹脂とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。上記樹脂部に含まれる樹脂と、上記第1の層に含まれる樹脂と、上記第2の層に含まれる熱可塑性樹脂とは、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。また、上記基材部に含まれる樹脂と、上記樹脂部に含まれる樹脂と、上記第1の層に含まれる樹脂と、上記第2の層に含まれる熱可塑性樹脂とは、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。<Resin>
The resin portion contains a resin. The first layer contains a resin. The second layer contains a thermoplastic resin. The resin contained in the first layer and the thermoplastic resin contained in the second layer may be the same or different. The resin contained in the resin portion, the resin contained in the first layer, and the thermoplastic resin contained in the second layer may be the same or different from each other. Further, the resin contained in the base material portion, the resin contained in the resin portion, the resin contained in the first layer, and the thermoplastic resin contained in the second layer are the same. It may be different.
上記樹脂部に含まれる樹脂及び上記第1の層に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂の硬化物であってもよい。上記樹脂部に含まれる樹脂及び上記第1の層に含まれる樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。上記第2の層に含まれる熱可塑性樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The resin contained in the resin portion and the resin contained in the first layer may be a thermoplastic resin or a cured product of a thermosetting resin. As the resin contained in the resin portion and the resin contained in the first layer, only one type may be used, or two or more types may be used in combination. As the thermoplastic resin contained in the second layer, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
上記熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリエステル樹脂等が挙げられる。上記ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂等が挙げられる。上記ポリアミド樹脂としては、脂肪族ポリアミド樹脂が挙げられ、具体的にはポリアミド66、ポリアミド6、及びポリアミド12等が挙げられる。上記ポリスチレン樹脂としては、スチレン重合体樹脂、AS樹脂及びABS樹脂等が挙げられる。上記ポリエステル樹脂としては、脂肪族ポリエステル樹脂が挙げられ、具体的にはポリ乳酸樹脂等が挙げられる。
Examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins, polyamide resins, polyvinyl chloride resins, polycarbonate resins, polystyrene resins, polyester resins and the like. Examples of the polyolefin resin include polyethylene resin and polypropylene resin. Examples of the above-mentioned polyamide resin include aliphatic polyamide resins, and specific examples thereof include polyamide 66,
上記熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、及びフェノール系樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, epoxy resins, and phenolic resins.
二次加工性を高める観点からは、上記樹脂部に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましく、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、又はポリエチレン樹脂であることが好ましい。 From the viewpoint of enhancing the secondary processability, the resin contained in the resin portion is preferably a thermoplastic resin, preferably a polypropylene resin, a polyvinyl chloride resin, or a polyethylene resin.
製造コストを抑える観点及び樹脂の含浸性を良好にする観点からは、上記第1の層に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましく、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、又はポリエチレン樹脂であることが好ましい。 From the viewpoint of suppressing the production cost and improving the impregnation property of the resin, the resin contained in the first layer is preferably a thermoplastic resin, and may be a polypropylene resin, a polyvinyl chloride resin, or a polyethylene resin. It is preferable to have.
諸物性を高める観点、並びに樹脂の含浸性などを良好にする観点からは、上記第2の層に含まれる熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、又はポリエチレン樹脂であることが好ましい。 From the viewpoint of enhancing various physical properties and improving the impregnation property of the resin, the thermoplastic resin contained in the second layer is preferably polypropylene resin, polyvinyl chloride resin, or polyethylene resin.
<繊維>
上記樹脂部は、繊維を含まない。上記第1の層は、繊維を含む。上記第2の層は、繊維を含む。上記第1の層に含まれる繊維及び上記第2の層に含まれる繊維はそれぞれ、繊維束であってもよく、繊維束でなくてもよい。上記繊維束は、複数の繊維の束である。上記繊維束の形態は特に限定されない。<Fiber>
The resin part does not contain fibers. The first layer contains fibers. The second layer contains fibers. The fibers contained in the first layer and the fibers contained in the second layer may or may not be fiber bundles, respectively. The fiber bundle is a bundle of a plurality of fibers. The form of the fiber bundle is not particularly limited.
上記第1の層に含まれる繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維等が挙げられる。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点から、上記第1の層に含まれる繊維は、ガラス繊維であることが好ましい。 Examples of the fiber contained in the first layer include glass fiber, carbon fiber, aramid fiber and the like. From the viewpoint of more effectively exerting the effects of the present invention, the fibers contained in the first layer are preferably glass fibers.
上記第1の層に含まれる繊維の平均繊維径は、好ましくは4μm以上、より好ましくは6μm以上、好ましくは30μm以下、より好ましくは24μm以下である。上記平均繊維径は、数平均繊維径である。上記平均繊維径は、任意の10本以上の繊維の繊維径(最大径)を測定し、測定された繊維径を平均することにより求められる。 The average fiber diameter of the fibers contained in the first layer is preferably 4 μm or more, more preferably 6 μm or more, preferably 30 μm or less, and more preferably 24 μm or less. The average fiber diameter is a number average fiber diameter. The average fiber diameter is obtained by measuring the fiber diameter (maximum diameter) of 10 or more arbitrary fibers and averaging the measured fiber diameters.
上記第1の層に含まれる繊維の形態は、不織布であることが好ましい。上記不織布は、ガラス繊維により構成されていることが好ましい。すなわち、上記第1の層は、ガラス繊維により構成された不織布を含むことが好ましい。この場合には、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。 The form of the fiber contained in the first layer is preferably a non-woven fabric. The non-woven fabric is preferably made of glass fiber. That is, the first layer preferably contains a non-woven fabric made of glass fibers. In this case, the effect of the present invention can be exhibited even more effectively.
上記第1の層に含まれる上記不織布の目付量は、好ましくは10g/m2以上、より好ましくは30g/m2以上、好ましくは1000g/m2以下、より好ましくは600g/m2以下である。上記不織布の目付量が上記下限以上であると、第1の層の強度がより一層高くなる。上記不織布の目付量が上記上限以下であると、樹脂の含浸性がより一層高くなる。ただし、上記第1の層に含まれる上記不織布の目付量は、110g/m2以下であってもよく、100g/m2以下であってもよい。The basis weight of the non-woven fabric contained in the first layer is preferably 10 g / m 2 or more, more preferably 30 g / m 2 or more, preferably 1000 g / m 2 or less, and more preferably 600 g / m 2 or less. .. When the basis weight of the non-woven fabric is at least the above lower limit, the strength of the first layer becomes even higher. When the basis weight of the non-woven fabric is not more than the above upper limit, the impregnation property of the resin becomes even higher. However, the basis weight of the nonwoven fabric contained in the first layer may be 110 g / m 2 or less, or 100 g / m 2 or less.
上記第1の層が上記不織布を含む場合に、該不織布の平均厚みは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上、好ましくは1.0mm以下、より好ましくは0.8mm以下である。上記不織布の平均厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、リブ部の強度をより一層高めることができ、また、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。 When the first layer contains the non-woven fabric, the average thickness of the non-woven fabric is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.2 mm or more, preferably 1.0 mm or less, and more preferably 0.8 mm or less. be. When the average thickness of the non-woven fabric is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the strength of the rib portion can be further increased, and the effect of the present invention can be further exerted.
上記第2の層に含まれる繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維等が挙げられる。上記第2の層に含まれる繊維は、連続繊維であることが好ましい。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点から、上記第2の層に含まれる繊維は、ガラス繊維又は炭素繊維であることが好ましく、炭素繊維であることがより好ましい。 Examples of the fiber contained in the second layer include glass fiber, carbon fiber, aramid fiber and the like. The fibers contained in the second layer are preferably continuous fibers. From the viewpoint of more effectively exerting the effects of the present invention, the fibers contained in the second layer are preferably glass fibers or carbon fibers, and more preferably carbon fibers.
上記第2の層に含まれる炭素繊維としては、PAN系炭素繊維、及びPITCH系炭素繊維等が挙げられる。 Examples of the carbon fiber contained in the second layer include PAN-based carbon fiber and PITCH-based carbon fiber.
上記第2の層に含まれる繊維又は炭素繊維の平均繊維径は、好ましくは4μm以上、より好ましくは6μm以上、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下である。上記平均繊維径は、数平均繊維径である。上記平均繊維径は、任意の10本以上の繊維の繊維径(最大径)を測定し、測定された繊維径を平均することにより求められる。 The average fiber diameter of the fibers or carbon fibers contained in the second layer is preferably 4 μm or more, more preferably 6 μm or more, preferably 30 μm or less, and more preferably 20 μm or less. The average fiber diameter is a number average fiber diameter. The average fiber diameter is obtained by measuring the fiber diameter (maximum diameter) of 10 or more arbitrary fibers and averaging the measured fiber diameters.
上記第1の層100体積%中、上記第1の層に含まれる上記繊維の含有量は、好ましくは10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、好ましくは65体積%以下、より好ましくは60体積%以下である。上記繊維の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、繊維強化部材及びリブ部の強度をより一層高めることができ、また、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。 Of the 100% by volume of the first layer, the content of the fibers contained in the first layer is preferably 10% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, preferably 65% by volume or less, more preferably. It is 60% by volume or less. When the content of the fiber is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the strength of the fiber reinforcing member and the rib portion can be further increased, and the effect of the present invention can be further exerted. ..
上記第2の層100体積%中、上記第2の層に含まれる上記繊維の含有量は、好ましくは30体積%以上、より好ましくは40体積%以上、好ましくは70体積%以下、より好ましくは60体積%以下である。上記繊維の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、リブ部の強度をより一層高めることができる。 Of the 100% by volume of the second layer, the content of the fibers contained in the second layer is preferably 30% by volume or more, more preferably 40% by volume or more, preferably 70% by volume or less, more preferably. It is 60% by volume or less. When the fiber content is at least the above lower limit and at least the above upper limit, the strength of the rib portion can be further increased.
上記第1の層の平均厚みは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上、好ましくは1.0mm以下、より好ましくは0.8mm以下である。上記第1の層の平均厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、リブ部の強度をより一層高めることができ、また、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。 The average thickness of the first layer is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.2 mm or more, preferably 1.0 mm or less, and more preferably 0.8 mm or less. When the average thickness of the first layer is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the strength of the rib portion can be further increased, and the effect of the present invention can be further exerted.
上記第2の層の平均厚みは、好ましくは0.3mm以上、より好ましくは0.45mm以上、好ましくは1.0mm以下、より好ましくは0.9mm以下である。上記第2の層の平均厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、リブ部の強度をより一層高めることができる。 The average thickness of the second layer is preferably 0.3 mm or more, more preferably 0.45 mm or more, preferably 1.0 mm or less, and more preferably 0.9 mm or less. When the average thickness of the second layer is at least the above lower limit and at least the above upper limit, the strength of the rib portion can be further increased.
上記第1の層に含まれる繊維が繊維束である場合及び上記第2の層に含まれる繊維又は炭素繊維が繊維束である場合、繊維束を構成する各繊維には張力が付与される。繊維に張力が付与されると、繊維間距離が狭くなる傾向がある。このため、繊維束は、繊維間距離を広げる処理がされていることが好ましい。上記繊維束は、繊維間距離を広げているスペーサ粒子を含むことが好ましい。このように繊維間距離を広げておくことで、繊維に高い張力が付与されても、繊維間の距離が予め広げられているので、樹脂の含浸が容易になる。また、繊維に張力が付与されても、繊維間距離が狭くなりにくい。 When the fibers contained in the first layer are fiber bundles and when the fibers or carbon fibers contained in the second layer are fiber bundles, tension is applied to each fiber constituting the fiber bundle. When tension is applied to the fibers, the distance between the fibers tends to decrease. Therefore, it is preferable that the fiber bundle is treated to increase the distance between the fibers. The fiber bundle preferably contains spacer particles that increase the interfiber distance. By increasing the distance between the fibers in this way, even if a high tension is applied to the fibers, the distance between the fibers is increased in advance, so that the resin can be easily impregnated. Further, even if tension is applied to the fibers, the distance between the fibers is unlikely to be narrowed.
上記スペーサ粒子の材料は特に限定されない。上記スペーサ粒子の材料は、含浸時の温度や圧力でスペーサ粒子が過度に変形しない材料であることが好ましい。 The material of the spacer particles is not particularly limited. The material of the spacer particles is preferably a material in which the spacer particles are not excessively deformed by the temperature and pressure at the time of impregnation.
上記スペーサ粒子の材料としては、ナフトキサジン樹脂が好ましい。ナフトキサジン樹脂は炭化しやすく、高い温度や圧力が付与された場合においても、過度に軟化しにくい。このため、繊維間距離が十分に確保され、樹脂の含浸性がより一層高くなる。 As the material of the spacer particles, a naphthoxazine resin is preferable. The naphthoxazine resin is easily carbonized and is not excessively softened even when a high temperature or pressure is applied. Therefore, a sufficient distance between fibers is secured, and the impregnation property of the resin is further improved.
上記スペーサ粒子は、ナフトキサジン樹脂粒子又は無機粒子であることが好ましい。上記スペーサ粒子は、無機粒子であることが好ましく、金属粒子を除く無機粒子であることがより好ましい。上記無機粒子に関しては、コロイド状態の無機粒子分散液に、塩析などの処理を施し、粒子を凝集させ、スペーサとして適する大きさの粒子に調整してもよい。 The spacer particles are preferably naphthoxazine resin particles or inorganic particles. The spacer particles are preferably inorganic particles, and more preferably inorganic particles excluding metal particles. Regarding the above-mentioned inorganic particles, the colloidal inorganic particle dispersion may be subjected to a treatment such as salting out to aggregate the particles and adjusted to have a size suitable as a spacer.
繊維強化部材の軽量化の観点からは、上記樹脂部は、空隙部を有することが好ましく、中空構造を有するアクリル粒子を含むことがより好ましい。比剛性(単位重量あたりの剛性)を高める観点からは、上記樹脂部は、空隙部を有さないことが好ましく、中空構造を有するアクリル粒子を含まないことが好ましく、中空構造を有する粒子を含まないことが好ましい。 From the viewpoint of weight reduction of the fiber reinforced member, the resin portion preferably has a void portion, and more preferably contains acrylic particles having a hollow structure. From the viewpoint of increasing the specific rigidity (rigidity per unit weight), the resin portion preferably has no voids, preferably does not contain acrylic particles having a hollow structure, and contains particles having a hollow structure. It is preferable that there is no such thing.
上記中空構造を有するアクリル粒子の平均粒子径は、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下である。上記平均粒子径が上記下限以上であると、軽量性を高めることができる。上記平均粒子径が上記上限以下であると、強度を高めることができる。上記平均粒子径は、体積平均径を意味する。 The average particle size of the acrylic particles having a hollow structure is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, preferably 50 μm or less, and more preferably 40 μm or less. When the average particle size is at least the above lower limit, the lightness can be enhanced. When the average particle size is not more than the upper limit, the strength can be increased. The average particle size means a volume average diameter.
上記中空構造を有するアクリル粒子の市販品としては、積水化学工業社製「アドバンセルEM P501E1」、及び日本フィライト社製「エクスパンセル980−120」等が挙げられる。 Examples of commercially available products of the acrylic particles having a hollow structure include "Advancel EM P501E1" manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. and "Expansel 980-120" manufactured by Nippon Philite Co., Ltd.
上記リブ部は、長さ方向と、高さ方向と、幅方向とを有する。上記長さ方向と、上記高さ方向と、上記幅方向とは互いに直交する方向である。上記長さ方向は、上記リブ部の延びる方向である。 The rib portion has a length direction, a height direction, and a width direction. The length direction, the height direction, and the width direction are orthogonal to each other. The length direction is the direction in which the rib portion extends.
上記リブ部の高さ方向及び幅方向に沿う断面において、上記リブ部の形状は、多角形状であってもよく、半円形状であってもよく、半楕円形状であってもよい。上記多角形状としては、三角形状及び四角形状等が挙げられる。 In the cross section along the height direction and the width direction of the rib portion, the shape of the rib portion may be a polygonal shape, a semicircular shape, or a semi-elliptical shape. Examples of the polygonal shape include a triangular shape and a quadrangular shape.
リブ部の剛性を高める観点からは、上記リブ部の最大幅は、好ましくは0.3cm以上、より好ましくは0.5cm以上、好ましくは5cm以下、より好ましくは3cm以下、更に好ましくは2cm以下、特に好ましくは1.8cm以下である。 From the viewpoint of increasing the rigidity of the rib portion, the maximum width of the rib portion is preferably 0.3 cm or more, more preferably 0.5 cm or more, preferably 5 cm or less, more preferably 3 cm or less, still more preferably 2 cm or less. Especially preferably, it is 1.8 cm or less.
リブ部の剛性を高める観点からは、上記リブ部の高さは、好ましくは0.3cm以上、より好ましくは1cm以上、好ましくは10cm以下、より好ましくは7cm以下、更に好ましくは6cm以下である。 From the viewpoint of increasing the rigidity of the rib portion, the height of the rib portion is preferably 0.3 cm or more, more preferably 1 cm or more, preferably 10 cm or less, more preferably 7 cm or less, still more preferably 6 cm or less.
上記リブ部の高さは、上記基材部の第1の表面から、上記リブ部の先端までの距離である。 The height of the rib portion is the distance from the first surface of the base material portion to the tip of the rib portion.
リブ部の強度を高める観点からは、上記リブ部の長さは、好ましくは10cm以上、より好ましくは50cm以上、更に好ましくは1m以上、特に好ましくは3m以上、最も好ましくは10m以上である。繊維強化部材の変形を容易にする観点からは、上記リブ部の長さは、好ましくは100m以下、より好ましくは10m以下、更に好ましくは5m以下、特に好ましくは1m以下である。 From the viewpoint of increasing the strength of the rib portion, the length of the rib portion is preferably 10 cm or more, more preferably 50 cm or more, further preferably 1 m or more, particularly preferably 3 m or more, and most preferably 10 m or more. From the viewpoint of facilitating the deformation of the fiber reinforcing member, the length of the rib portion is preferably 100 m or less, more preferably 10 m or less, still more preferably 5 m or less, and particularly preferably 1 m or less.
上記リブ部は、リブ部の長さ方向において、上記基材部の末端に至っていてもよく、至っていなくてもよい。上記リブ部は、リブ部の長さ方向において、上記基材の末端に至っていることが好ましい。 The rib portion may or may not reach the end of the base material portion in the length direction of the rib portion. It is preferable that the rib portion reaches the end of the base material in the length direction of the rib portion.
上記リブ部の幅方向において、隣り合う複数の上記リブ部の間の距離(基材部の第1の表面が露出している距離)は、好ましくは1cm以上、より好ましくは2cm以上、好ましくは10cm以下、より好ましくは6cm以下である。 In the width direction of the rib portion, the distance between the plurality of adjacent rib portions (distance in which the first surface of the base material portion is exposed) is preferably 1 cm or more, more preferably 2 cm or more, preferably 2 cm or more. It is 10 cm or less, more preferably 6 cm or less.
上記リブ部は、直線状に延びていてもよく、曲線状に延びていてもよい。上記リブ部は、直線状に延びている部分と曲線状に延びている部分とを有していてもよい。また、上記リブ部は、上記基材部の一端から他端にかけて、全体に亘って設けられていてもよく、全体に亘って設けられていなくてもよい。 The rib portion may extend linearly or may extend curvedly. The rib portion may have a portion extending linearly and a portion extending linearly. Further, the rib portion may or may not be provided over the entire surface from one end to the other end of the base material portion.
強度のばらつきを抑える観点からは、隣り合う複数の上記リブ部の長さ方向が、平行であるか、又は、10°以下でずれた方向であることが好ましい。隣り合う複数の上記リブ部の長さ方向がずれている場合に、5°以下でずれていることがより好ましい。 From the viewpoint of suppressing the variation in strength, it is preferable that the length directions of the plurality of adjacent rib portions are parallel or deviated by 10 ° or less. When the length directions of the plurality of adjacent rib portions are deviated, it is more preferable that the rib portions are deviated by 5 ° or less.
(繊維強化部材の他の詳細)
上記繊維強化部材は、上記基材部の第1の表面から突出した上記リブ部を備えることが好ましい。上記繊維強化部材は、上記基材部の上記第1の表面と反対側の第2の表面から突出したリブ部を備えていてもよい。(Other details of fiber reinforced members)
The fiber reinforcing member preferably includes the rib portion protruding from the first surface of the base material portion. The fiber reinforcing member may include a rib portion protruding from a second surface opposite to the first surface of the base material portion.
上記繊維強化部材は、シート状であることが好ましい。 The fiber reinforcing member is preferably in the form of a sheet.
上記繊維強化部材は、湾曲していてもよく、湾曲していなくてもよく、湾曲している部分を有していてもよい。上記繊維強化部材は、他の形状を有していてもよい。 The fiber reinforced member may be curved, may not be curved, or may have a curved portion. The fiber reinforced member may have another shape.
繊維強化部材の製造方法:
上記樹脂部に含まれる樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合の上記繊維強化部材の成形方法としては、(1)加熱により樹脂を軟化させた状態でロールフォーミング成形を行う方法、(2)押出成形を行う方法、(3)成形後に曲げ加工を行う方法等が挙げられる。Manufacturing method of fiber reinforced plastic:
When a thermoplastic resin is used as the resin contained in the resin portion, the molding method of the fiber reinforcing member includes (1) a method of performing roll forming molding in a state where the resin is softened by heating, and (2) extrusion molding. Examples thereof include a method of performing the process, and (3) a method of performing bending after molding.
長さ方向寸法の大きい繊維強化部材を好適に製造することができることから、上記繊維強化部材は、押出成形により製造されることが好ましい。 Since a fiber-reinforced member having a large length direction can be preferably manufactured, the fiber-reinforced member is preferably manufactured by extrusion molding.
用途:
上記リブ部を備える繊維強化部材を用いることで、各種の構造体の表面に所定方向にリブ構造を付与することができる。特に、リブ部の延びる方向に対して、強度を著しく向上させることができる。リブ部の延びる方向とずれた方向の強度を高めたい場合には、例えば、板材をはめ込むことができる。上記繊維強化部材により付与されるリブ部の構造を基礎にして、自由な補強が可能である。Use:
By using the fiber reinforcing member provided with the rib portion, the rib structure can be imparted to the surface of various structures in a predetermined direction. In particular, the strength can be remarkably improved with respect to the extending direction of the rib portion. When it is desired to increase the strength in the direction in which the rib portion extends and the direction in which the rib portion deviates, for example, a plate material can be fitted. Free reinforcement is possible based on the structure of the rib portion provided by the fiber reinforcing member.
また、本発明では、複数のリブ部を平行(略平行を含む)にすることで、その方向での強度を向上させることができる。場合によっては、1つのリブ部の形態で、筋として応用展開することができる。この場合に、複数のリブ部を有する繊維強化部材を切断して、1つのリブ部を有する繊維強化部材を得てもよい。1つのリブ部を有する繊維強化部材であっても、上記樹脂未含浸繊維部又は上記樹脂部分含浸繊維部に樹脂又は接着剤を含浸させることで、繊維強化部材を他の筋(金属筋、繊維強化プラスチック筋等)と強固に取り付けて、使用することができる。 Further, in the present invention, by making the plurality of rib portions parallel (including substantially parallel), the strength in that direction can be improved. In some cases, it can be applied and developed as a muscle in the form of one rib portion. In this case, the fiber reinforcing member having a plurality of rib portions may be cut to obtain a fiber reinforcing member having one rib portion. Even if the fiber reinforced member has one rib portion, the fiber reinforced member can be made into another streak (metal streak, fiber) by impregnating the resin-unimpregnated fiber portion or the resin partially impregnated fiber portion with a resin or an adhesive. It can be used by firmly attaching it to reinforced plastic bars, etc.).
上記繊維強化部材は、様々な用途において、取り付け対象部に取り付けて用いることができる。上記繊維強化部材の用途としては、風車翼、航空機、船舶、車両、土木建築用の床板、屋根材、及びパイプ等が挙げられる。上記繊維強化部材は、風車翼に好適に用いられ、具体的には風車翼の補強部材として好適に用いられる。また、上記繊維強化部材は、天然ガス用のパイプラインの補強部材として用いることもできる。 The fiber reinforced member can be attached to the attachment target portion and used in various applications. Examples of applications of the fiber reinforced members include wind turbine blades, aircraft, ships, vehicles, floorboards for civil engineering and construction, roofing materials, pipes, and the like. The fiber reinforcing member is preferably used for a wind turbine blade, and specifically, is preferably used as a reinforcing member for a wind turbine blade. Further, the fiber reinforcing member can also be used as a reinforcing member of a pipeline for natural gas.
(接合構造体)
本発明に係る接合構造体は、第1の繊維強化部材と、第2の繊維強化部材と、接合部材とを備える。本発明に係る接合構造体では、上記接合部材により、上記第1の繊維強化部材と上記第2の繊維強化部材とが、接合されている。本発明に係る接合構造体では、上記第1の繊維強化部材及び上記第2の繊維強化部材がそれぞれ、上述した繊維強化部材により形成されている。(Joint structure)
The joining structure according to the present invention includes a first fiber reinforcing member, a second fiber reinforcing member, and a joining member. In the joining structure according to the present invention, the first fiber reinforcing member and the second fiber reinforcing member are joined by the joining member. In the bonded structure according to the present invention, the first fiber reinforcing member and the second fiber reinforcing member are each formed of the fiber reinforcing member described above.
図3(a)及び(b)は、本発明の第1の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す断面図及び平面図である。図3(a)は、図3(b)のI−I線に沿う断面図である。 3A and 3B are a cross-sectional view and a plan view schematically showing a joint structure according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 3 (b).
図3に示す接合構造体5は、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、接合部材4とを備える。
The joining
第1の繊維強化部材1Xは、基材部2Xと、複数のリブ部3Xとを備える。リブ部3Xは、基材部2Xの第1の表面2Xaから突出している。リブ部3Xは、繊維を含まない樹脂部13Xと、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む第2の層12Xと、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部である第1の層11Xとを有する。
The first
第2の繊維強化部材1Yは、基材部2Yと、複数のリブ部3Yとを備える。リブ部3Yは、基材部2Yの第1の表面2Yaから突出している。リブ部3Yは、繊維を含まない樹脂部と、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む第2の層と、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部である第1の層とを有する。
The second
第1の繊維強化部材1X、及び、第2の繊維強化部材1Yはそれぞれ、図1に示す繊維強化部材1と同一の構造を有する。
The first
接合部材4により、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yとが、接合されている。接合構造体5では、第1の繊維強化部材1Xの端面と、第2の繊維強化部材1Yの端面とが、接触している。接合部材4は、第1の繊維強化部材1Xの第1の層11Xの表面上に配置されており、かつ、第2の繊維強化部材1Yの第1の層の表面上に配置されている。接合部材4は、第1の繊維強化部材1Xの第1の層11Xの表面上と、第2の繊維強化部材1Yの第1の層の表面上との双方の表面上に至るように配置されている。接合部材4は、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの先端面及び側面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの先端面及び側面とに至るように配置されている。接合部材4は、第1の繊維強化部材1Xの基材部2Xと、第2の繊維強化部材1Yの基材部2Yとに至るように配置されている。
The first fiber reinforced
図4(a)及び(b)は、本発明の第2の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す断面図及び平面図である。図4(a)は、図4(b)のI−I線に沿う断面図である。 4 (a) and 4 (b) are a cross-sectional view and a plan view schematically showing a joint structure according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 4 (b).
接合構造体5Aは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、接合部材4と、固定部材6とを備える。図3に示す接合構造体5と、図4に示す接合構造体5Aとでは、固定部材の有無のみが異なる。
The
固定部材6は、第1の繊維強化部材1Xと第2の繊維強化部材1Yとを、より一層強固に固定するために用いられる部材である。固定部材6は、接合部材4の外側に配置されている。固定部材6は、接合部材4を覆うように配置されている。本実施形態では、固定部材6は、樹脂部材であり、発泡部材である。固定部材6は、直方体からリブ部の形状が切り抜かれた形状を有する。1つの接合部材4に対して、1つの固定部材6が用いられている。接合部材4の外側に固定部材6を配置することで、固定部材6を備える接合構造体5Aを得ることができる。固定部材6を備える接合構造体5Aは、固定部材を備えない接合構造体5と比べて、接合部材4と第1の層との間隙を少なくすることができ、接合強度を高めることができ、また、接合構造体の物性を高めることができる。
The fixing
図5(a)及び(b)は、本発明の第3の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す断面図及び平面図である。図5(a)は、図5(b)のI−I線に沿う断面図である。 5 (a) and 5 (b) are a cross-sectional view and a plan view schematically showing a joint structure according to a third embodiment of the present invention. 5 (a) is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 5 (b).
図5に示す接合構造体5Bは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、接合部材4Bとを備える。図3に示す接合構造体5と、図5示す接合構造体5Bとでは、第1の繊維強化部材1Xと第2の繊維強化部材1Yとの接合の向きが異なる。
The joining
接合部材4Bにより、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yとが、接合されている。接合構造体5Bでは、第1の繊維強化部材1Xの端面と、第2の繊維強化部材1Yの端面とが、接触している。接合構造体5Bでは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向に直交する方向における端面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向における端面とが、接触している。第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向と第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向とのなす角度は、90°である。接合部材4Bは、第1の繊維強化部材1Xの第1の層11Xの表面上に配置されており、かつ、第2の繊維強化部材1Yの第1の層11Yの表面上に配置されている。平面視における接合部材4Bの外形は、長方形状である。接合部材4Bは、第1の繊維強化部材1Xの第1の層11Xの表面上と、第2の繊維強化部材1Yの第1の層11Yの表面上との双方の表面上に至るように配置されている。接合部材4Bは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの先端面及び側面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの先端面及び側面とに至るように配置されている。接合部材4Bは、第1の繊維強化部材1Xの基材部2Xと、第2の繊維強化部材1Yの基材部2Yとに至るように配置されている。
The first fiber reinforced
図6(a)及び(b)は、本発明の第4の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す断面図及び平面図である。図6(a)は、図6(b)のI−I線に沿う断面図である。 6 (a) and 6 (b) are a cross-sectional view and a plan view schematically showing a joint structure according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 (a) is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 6 (b).
図6に示す接合構造体5Cは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、接合部材4Cと、固定部材6Cとを備える。図5に示す接合構造体5Bと、図6に示す接合構造体5Cとでは、固定部材の有無のみが異なる。
The joining
固定部材6Cは、接合部材4Cの外側に配置されている。固定部材6Cは、接合部材4Cを覆うように配置されている。本実施形態では、固定部材6Cは、樹脂部材であり、発泡部材である。1つの接合部材4Cに対して、1つの固定部材6Cが用いられている。接合部材4Cの外側に固定部材6Cを配置することで、固定部材6Cを備える接合構造体5Cを得ることができる。固定部材6Cを備える接合構造体5Cは、固定部材を備えない接合構造体5Bと比べて、接合部材4Cと第1の層との間隙を少なくすることができ、接合強度を高めることができ、また、接合構造体の物性を高めることができる。
The fixing
なお、接合部材4B,4Cの形状は、後述の図7等に示すように、T字状であってもよい。
The shapes of the joining
図7は、本発明の第5の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す平面図である。 FIG. 7 is a plan view schematically showing a joint structure according to a fifth embodiment of the present invention.
図7に示す接合構造体5Dは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、接合部材4Dとを備える。図5に示す接合構造体5Bと、図7に示す接合構造体5Dとでは、接合部材のサイズ及び形状のみが異なる。
The joining
平面視における接合部材4Dの外形は、八角形状である。平面視における接合部材4Dの形状は、T字状である。
The outer shape of the joining
図8は、本発明の第6の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す平面図である。 FIG. 8 is a plan view schematically showing the joint structure according to the sixth embodiment of the present invention.
図8に示す接合構造体5Eは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、接合部材4Eと、固定部材6Eとを備える。図7に示す接合構造体5Dと、図8に示す接合構造体5Eとでは、固定部材の有無のみが異なる。
The joining
固定部材6Eは、接合部材4Eの外側に配置されている。固定部材6Eは、接合部材4Eを覆うように配置されている。
The fixing
図9は、本発明の第7の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す平面図である。 FIG. 9 is a plan view schematically showing the joint structure according to the seventh embodiment of the present invention.
図9に示す接合構造体5Fは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、第3の繊維強化部材1Zと、接合部材4Fとを備える。
The
接合部材4Fにより、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、第3の繊維強化部材1Zとが、接合されている。接合構造体5Fでは、第1の繊維強化部材1Xの端面と、第2の繊維強化部材1Yの端面と、第3の繊維強化部材1Zの端面とが、接触している。接合構造体5Fでは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向における端面と、第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの長さ方向における端面とが、接触している。接合構造体5Fでは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向に直交する方向における端面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向における端面とが、接触している。接合構造体5Fでは、第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの長さ方向に直交する方向における端面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向における端面とが、接触している。第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向と第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向とのなす角度は、90°である。第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの長さ方向と第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向とのなす角度は、90°である。第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向と第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの長さ方向とのなす角度は、0°である。接合部材4Fは、第1の繊維強化部材1Xの第1の層の表面上に配置されており、第2の繊維強化部材1Yの第1の層の表面上に配置されており、かつ、第3の繊維強化部材1Zの第1の層の表面上に配置されている。平面視における接合部材4Fの外形は、八角形状である。平面視における接合部材4Fの形状は、T字状である。接合部材4Fは、第1の繊維強化部材1Xの第1の層の表面上と、第2の繊維強化部材1Yの第1の層の表面上と、第3の繊維強化部材1Zの第1の層の表面上とのこれら3つの表面上に至るように配置されている。接合部材4Fは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの先端面及び側面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの先端面及び側面と、第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの先端面及び側面とに至るように配置されている。接合部材4Fは、第1の繊維強化部材1Xの基材部2Xと、第2の繊維強化部材1Yの基材部2Yと、第3の繊維強化部材1Zの基材部2Zとに至るように配置されている。
The first
図10は、本発明の第8の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す平面図である。 FIG. 10 is a plan view schematically showing a joint structure according to an eighth embodiment of the present invention.
図10に示す接合構造体5Gは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、第3の繊維強化部材1Zと、接合部材4Gと、固定部材6Gとを備える。図9に示す接合構造体5Fと、図10に示す接合構造体5Gとでは、固定部材の有無のみが異なる。
The
固定部材6Gは、接合部材4Gの外側に配置されている。固定部材6Gは、接合部材4Gを覆うように配置されている。
The fixing
図11(a)及び(b)は、本発明の第9の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す断面図及び平面図である。図11(a)は、図11(b)のI−I線に沿う断面図である。 11 (a) and 11 (b) are a cross-sectional view and a plan view schematically showing a joint structure according to a ninth embodiment of the present invention. 11 (a) is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 11 (b).
図11に示す接合構造体5Hは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、第3の繊維強化部材1Zと、接合部材4Hとを備える。
The
第1の繊維強化部材1Xは、上面において、基材部2Xが露出している部分を有さない。第2の繊維強化部材1Yは、上面において、基材部2Yが露出している部分を有する。第3の繊維強化部材1Zは、上面において、基材部2Zが露出している部分を有する。
The first
接合部材4Hにより、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、第3の繊維強化部材1Zとが、接合されている。接合構造体5Hでは、第1の繊維強化部材1Xの端面と、第2の繊維強化部材1Yの端面とが、接触しており、第1の繊維強化部材1Xの端面と、第3の繊維強化部材1Zの端面とが、接触している。接合構造体5Hでは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向に直交する方向における端面と、第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの長さ方向に直交する方向における端面とが、接触している。接合構造体5Hでは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向に直交する方向における端面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向における端面とが、接触している。第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向と第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向とのなす角度は、90°である。第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向と第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの長さ方向とのなす角度は、90°である。第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向と第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの長さ方向とのなす角度は、0°である。接合部材4Hは、第1の繊維強化部材1Xの第1の層の表面上に配置されており、第2の繊維強化部材1Yの第1の層の表面上に配置されており、かつ、第3の繊維強化部材1Zの第1の層の表面上に配置されている。平面視における接合部材4Hの外形は、長方形状である。接合部材4Hは、第1の繊維強化部材1Xの第1の層の表面上と、第2の繊維強化部材1Yの第1の層の表面上と、第3の繊維強化部材1Zの第1の層の表面上とのこれら3つの表面上に至るように配置されている。接合部材4Hは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの先端面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの先端面及び側面と、第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの先端面及び側面とに至るように配置されている。接合部材4Hは、第2の繊維強化部材1Yの基材部2Yと、第3の繊維強化部材1Zの基材部2Zとに至るように配置されている。
The first
図12(a)及び(b)は、本発明の第10の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す断面図及び平面図である。図12(a)は、図12(b)のI−I線に沿う断面図である。 12 (a) and 12 (b) are a cross-sectional view and a plan view schematically showing a joint structure according to a tenth embodiment of the present invention. 12 (a) is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 12 (b).
図12に示す接合構造体5Iは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、第3の繊維強化部材1Zと、接合部材4Iと、固定部材6Iとを備える。図11に示す接合構造体5Hと、図12に示す接合構造体5Iとでは、固定部材の有無のみが異なる。
The bonding structure 5I shown in FIG. 12 includes a first
固定部材6Iは、接合部材4Iの外側に配置されている。固定部材6Iは、接合部材4Iを覆うように配置されている。 The fixing member 6I is arranged outside the joining member 4I. The fixing member 6I is arranged so as to cover the joining member 4I.
なお、接合部材4H,4Iの形状は、後述の図13,14に示すように、十字状であってもよい。
The shapes of the joining
図13は、本発明の第11の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す平面図である。 FIG. 13 is a plan view schematically showing the joint structure according to the eleventh embodiment of the present invention.
図13に示す接合構造体5Jは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、第3の繊維強化部材1Zと、第4の繊維強化部材1Wと、接合部材4Jとを備える。
The
第1の繊維強化部材1Xは、上面において、基材部2Xが露出している部分を有さない。第2の繊維強化部材1Yは、上面において、基材部2Yが露出している部分を有する。第3の繊維強化部材1Zは、上面において、基材部2Zが露出している部分を有する。第4の繊維強化部材1Wは、上面において、基材部が露出している部分を有さない。
The first
接合部材4Jにより、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、第3の繊維強化部材1Zと、第4の繊維強化部材1Wとが、接合されている。接合構造体5Jでは、第1の繊維強化部材1Xの端面と、第2の繊維強化部材1Yの端面とが、接触しており、第1の繊維強化部材1Xの端面と、第3の繊維強化部材1Zの端面とが、接触しており、第1の繊維強化部材1Xの端面と、第4の繊維強化部材1Wの端面とが、接触している。接合構造体5Jでは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向に直交する方向における端面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向における端面とが、接触している。接合構造体5Jでは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向に直交する方向における端面と、第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの長さ方向における端面とが、接触している。接合構造体5Jでは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向における端面と、第4の繊維強化部材1Wのリブ部3Wの長さ方向における端面とが、接触している。接合構造体5Jでは、第4の繊維強化部材1Wのリブ部3Wの長さ方向に直交する方向における端面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向における端面とが、接触している。接合構造体5Jでは、第4の繊維強化部材1Wのリブ部3Wの長さ方向に直交する方向における端面と、第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの長さ方向における端面とが、接触している。第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向と第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの長さ方向とのなす角度は、90°である。第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向と第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの長さ方向とのなす角度は、90°である。第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの長さ方向と第4の繊維強化部材1Wのリブ部3Wの長さ方向とのなす角度は、0°である。接合部材4Jは、第1の繊維強化部材1Xの第1の層の表面上に配置されており、第2の繊維強化部材1Yの第1の層の表面上に配置されており、第3の繊維強化部材1Zの第1の層の表面上に配置されており、かつ、第4の繊維強化部材1Wの第1の層の表面上に配置されている。平面視における接合部材4Jの外形は、十二角形状である。平面視における接合部材4Jの形状は、十字状である。接合部材4Jは、第1の繊維強化部材1Xの第1の層の表面上と、第2の繊維強化部材1Yの第1の層の表面上と、第3の繊維強化部材1Zの第1の層の表面上と、第4の繊維強化部材1Wの第1の層の表面上とのこれら4つの表面上に至るように配置されている。接合部材4Jは、第1の繊維強化部材1Xのリブ部3Xの先端面と、第2の繊維強化部材1Yのリブ部3Yの先端面及び側面と、第3の繊維強化部材1Zのリブ部3Zの先端面及び側面と、第4の繊維強化部材1Wのリブ部3Xの先端面とに至るように配置されている。接合部材4Jは、第2の繊維強化部材1Yの基材部2Yと、第3の繊維強化部材1Zの基材部2Zとに至るように配置されている。
The first
図14は、本発明の第12の実施形態に係る接合構造体を模式的に示す平面図である。 FIG. 14 is a plan view schematically showing a joint structure according to a twelfth embodiment of the present invention.
図14に示す接合構造体5Kは、第1の繊維強化部材1Xと、第2の繊維強化部材1Yと、第3の繊維強化部材1Zと、接合部材4Kと、固定部材6Kとを備える。図13に示す接合構造体5Jと、図14に示す接合構造体5Kとでは、固定部材の有無のみが異なる。
The
固定部材6Kは、接合部材4Kの外側に配置されている。固定部材6Kは、接合部材4Kを覆うように配置されている。
The fixing
上記接合構造体では、複数の接合部材に対して、1つの固定部材が用いられてもよい。上記接合構造体では、固定部材の上面(基材部の第1の表面とは反対側の表面)に、重石が配置されていてもよい。この場合には、接合部材と第1の層との間隙をかなり少なくすることができ、接合強度をより一層高めることができ、また、接合構造体の物性をより一層高めることができる。 In the above-mentioned joint structure, one fixing member may be used for a plurality of joint members. In the above-mentioned joint structure, a weight stone may be arranged on the upper surface of the fixing member (the surface opposite to the first surface of the base material portion). In this case, the gap between the joining member and the first layer can be considerably reduced, the joining strength can be further increased, and the physical characteristics of the joining structure can be further improved.
また、本発明に係る接合構造体は、第3の繊維強化部材を備えていてもよい。上記接合部材により、上記第2の繊維強化部材と上記第3の繊維強化部材とが、接合されており、上記第3の繊維強化部材が、上述した繊維強化部材により形成されていてもよい。 Further, the joint structure according to the present invention may include a third fiber reinforced member. The second fiber reinforcing member and the third fiber reinforcing member may be joined by the joining member, and the third fiber reinforcing member may be formed by the fiber reinforcing member described above.
さらに、本発明に係る接合構造体は、第nの繊維強化部材と第n+1の繊維強化部材とを備えていてもよい。上記接合部材により、上記第nの繊維強化部材と上記第n+1の繊維強化部材とが、接合されており、上記第nの繊維強化部材と上記第n+1の繊維強化部材とが、上述した繊維強化部材により形成されていてもよい。nは、3以上の整数を表す。nは、4以上の整数であってもよく、5以上の整数であってもよく、10以上の整数であってもよい。nは10000以下の整数であってもよく、1000以下の整数であってもよく、100以下の整数であってもよい。 Further, the bonded structure according to the present invention may include an nth fiber reinforcing member and an n + 1th fiber reinforcing member. The nth fiber reinforcing member and the n + 1 fiber reinforcing member are joined by the joining member, and the nth fiber reinforcing member and the n + 1 fiber reinforcing member are bonded to each other. It may be formed of members. n represents an integer of 3 or more. n may be an integer of 4 or more, an integer of 5 or more, or an integer of 10 or more. n may be an integer of 10000 or less, an integer of 1000 or less, or an integer of 100 or less.
また、本発明に係る接合構造体では、繊維強化部材は、上面において、基材部が露出している部分を有していてもよく、有していなくてもよい。第1の繊維強化部材は、上面において、基材部が露出している部分を有していてもよく、有していなくてもよい。第2の繊維強化部材は、上面において、基材部が露出している部分を有していてもよく、有していなくてもよい。第3の繊維強化部材は、上面において、基材部が露出している部分を有していてもよく、有していなくてもよい。第4の繊維強化部材は、上面において、基材部が露出している部分を有していてもよく、有していなくてもよい。 Further, in the bonded structure according to the present invention, the fiber reinforcing member may or may not have a portion where the base material portion is exposed on the upper surface. The first fiber reinforced member may or may not have a portion on the upper surface where the base material portion is exposed. The second fiber reinforced member may or may not have a portion on the upper surface where the base material portion is exposed. The third fiber reinforced member may or may not have a portion on the upper surface where the base material portion is exposed. The fourth fiber reinforced member may or may not have a portion on the upper surface where the base material portion is exposed.
<接合部材>
上記接合部材は、樹脂を含むことが好ましい。繊維強化部材同士をより一層強固に接合する観点からは、上記接合部材は、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部又は樹脂を全体に含浸している樹脂全体含浸繊維部である繊維強化シートであることが特に好ましい。<Joining member>
The joining member preferably contains a resin. From the viewpoint of joining the fiber-reinforced members more firmly, the joining member is a resin partially impregnated fiber portion partially impregnated with resin or a resin-impregnated fiber portion entirely impregnated with resin. A fiber reinforced sheet is particularly preferable.
上記繊維強化シートは、樹脂を部分的に含浸している樹脂部分含浸繊維部又は樹脂を全体に含浸している樹脂全体含浸繊維部である。上記樹脂部分含浸繊維部は、樹脂部分含浸繊維束部であってもよい。上記樹脂全体含浸繊維部は、樹脂全体含浸繊維束部であってもよい。 The fiber reinforced sheet is a resin partially impregnated fiber portion that is partially impregnated with resin or a resin partially impregnated fiber portion that is entirely impregnated with resin. The resin partially impregnated fiber portion may be a resin partially impregnated fiber bundle portion. The resin-impregnated fiber portion may be a resin-impregnated fiber bundle portion.
上記繊維強化シートは、樹脂と繊維とを含む。上記繊維強化シートが上記樹脂部分含浸繊維部である場合に、上記繊維強化シートは、該繊維強化シートの厚み方向にて、樹脂を部分的に含浸している部分を有することが好ましい。上記繊維強化シートは、該繊維強化シートの厚み方向にて、樹脂を含浸している部分と、樹脂を含浸していない部分とを有することが好ましい。 The fiber reinforced sheet contains a resin and a fiber. When the fiber-reinforced sheet is the resin portion-impregnated fiber portion, the fiber-reinforced sheet preferably has a portion partially impregnated with the resin in the thickness direction of the fiber-reinforced sheet. The fiber-reinforced sheet preferably has a resin-impregnated portion and a resin-impregnated portion in the thickness direction of the fiber-reinforced sheet.
上記繊維強化シートは樹脂を含む。上記繊維強化シートに含まれる樹脂と、上記第1の層に含まれる樹脂とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。 The fiber reinforced sheet contains a resin. The resin contained in the fiber-reinforced sheet and the resin contained in the first layer may be the same or different.
上記接合部材に含まれていてもよい樹脂及び上記繊維強化シートに含まれる樹脂はそれぞれ、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂の硬化物であってもよい。上記接合部材に含まれていてもよい樹脂及び上記繊維強化シートに含まれる樹脂はそれぞれ、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The resin that may be contained in the joining member and the resin contained in the fiber reinforced sheet may be a thermoplastic resin or a cured product of a thermosetting resin, respectively. Only one type of resin may be used and the resin contained in the fiber reinforced sheet may be used in combination, or two or more types may be used in combination.
上記熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリエステル樹脂等が挙げられる。上記ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂等が挙げられる。上記ポリアミド樹脂としては、脂肪族ポリアミド樹脂が挙げられ、具体的にはポリアミド66、ポリアミド6、及びポリアミド12等が挙げられる。上記ポリスチレン樹脂としては、スチレン重合体樹脂、AS樹脂及びABS樹脂等が挙げられる。上記ポリエステル樹脂としては、脂肪族ポリエステル樹脂が挙げられ、具体的にはポリ乳酸樹脂等が挙げられる。
Examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins, polyamide resins, polycarbonate resins, polystyrene resins, polyester resins and the like. Examples of the polyolefin resin include polyethylene resin and polypropylene resin. Examples of the above-mentioned polyamide resin include aliphatic polyamide resins, and specific examples thereof include polyamide 66,
上記熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ系樹脂及びフェノール系樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, epoxy resins and phenolic resins.
接合構造体の強度を高める観点からは、上記繊維強化シートに含まれる樹脂は、熱硬化性樹脂の硬化物であることが好ましい。含浸性を良好にする観点からは、上記熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又はエポキシ系樹脂であることが好ましい。すなわち、上記繊維強化シートに含まれる樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂の硬化物、ビニルエステル樹脂の硬化物、又はエポキシ系樹脂の硬化物であることが好ましい。 From the viewpoint of increasing the strength of the bonded structure, the resin contained in the fiber reinforced sheet is preferably a cured product of a thermosetting resin. From the viewpoint of improving the impregnation property, the thermosetting resin is preferably an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin, or an epoxy resin. That is, the resin contained in the fiber-reinforced sheet is preferably a cured product of an unsaturated polyester resin, a cured product of a vinyl ester resin, or a cured product of an epoxy resin.
上記繊維強化シートは繊維を含む。上記繊維強化シートに含まれる繊維と、上記第1の層に含まれる繊維とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。 The fiber reinforced sheet contains fibers. The fibers contained in the fiber-reinforced sheet and the fibers contained in the first layer may be the same or different.
上記繊維強化シートに含まれる繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維等が挙げられる。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点から、上記繊維強化シートに含まれる繊維は、ガラス繊維又は炭素繊維であることが好ましく、ガラス繊維であることがより好ましい。 Examples of the fiber contained in the fiber reinforced sheet include glass fiber, carbon fiber and aramid fiber. From the viewpoint of more effectively exerting the effects of the present invention, the fibers contained in the fiber-reinforced sheet are preferably glass fibers or carbon fibers, and more preferably glass fibers.
上記繊維強化シートに含まれる繊維の平均繊維径は、好ましくは4μm以上、より好ましくは6μm以上、好ましくは110μm以下、より好ましくは100μm以下である。上記平均繊維径は、数平均繊維径である。上記平均繊維径は、任意の10本以上の繊維の繊維径(最大径)を測定し、測定された繊維径を平均することにより求められる。 The average fiber diameter of the fibers contained in the fiber reinforced sheet is preferably 4 μm or more, more preferably 6 μm or more, preferably 110 μm or less, and more preferably 100 μm or less. The average fiber diameter is a number average fiber diameter. The average fiber diameter is obtained by measuring the fiber diameter (maximum diameter) of 10 or more arbitrary fibers and averaging the measured fiber diameters.
上記繊維強化シートに含まれる繊維の形態は、UD(Uni−Direction)、織布、又は不織布であることが好ましい。UDとは、繊維を一方向に引き揃えた形態である。上記UD、上記織布又は上記不織布は、ガラス繊維により構成されていることが好ましい。すなわち、上記繊維強化シートは、ガラス繊維により構成されたUD、ガラス繊維により構成された織布又はガラス繊維により構成された不織布を含むことが好ましい。この場合には、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。 The form of the fiber contained in the fiber reinforced sheet is preferably UD (Uni-Direction), woven fabric, or non-woven fabric. UD is a form in which fibers are aligned in one direction. The UD, the woven fabric, or the non-woven fabric is preferably made of glass fiber. That is, the fiber-reinforced sheet preferably contains a UD made of glass fibers, a woven fabric made of glass fibers, or a non-woven fabric made of glass fibers. In this case, the effect of the present invention can be exhibited even more effectively.
上記繊維強化シートに含まれる上記織布又は上記不織布の目付量は、好ましくは30g/m2以上、好ましくは400g/m2以下である。上記目付量が上記下限以上であると、繊維強化シートの強度がより一層高くなる。上記目付量が上記上限以下であると、樹脂の含浸性がより一層高くなる。The basis weight of the woven fabric or the non-woven fabric contained in the fiber-reinforced sheet is preferably 30 g / m 2 or more, preferably 400 g / m 2 or less. When the basis weight is not more than the above lower limit, the strength of the fiber reinforced sheet is further increased. When the basis weight is not more than the above upper limit, the impregnation property of the resin becomes even higher.
上記繊維強化シートの厚みは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上、好ましくは2mm以下、より好ましくは1mm以下である。上記厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、繊維強化シートの強度をより一層高めることができる。 The thickness of the fiber reinforced sheet is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.2 mm or more, preferably 2 mm or less, and more preferably 1 mm or less. When the thickness is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the strength of the fiber reinforced sheet can be further increased.
<固定部材>
上記固定部材としては、樹脂部材、金属部材、木部材等が挙げられる。上記固定部材は、2種類以上の部材が用いられてもよい。上記固定部材は、樹脂部材、金属部材、又は木部材であることが好ましい。<Fixing member>
Examples of the fixing member include a resin member, a metal member, and a wood member. Two or more types of members may be used as the fixing member. The fixing member is preferably a resin member, a metal member, or a wood member.
上記固定部材は、樹脂部材であることが好ましく、発泡樹脂部材であることがより好ましい。この場合には、接合強度をより一層高めつつ、軽量化を図ることができる。上記固定部材が樹脂部材である場合に、上記固定部材(樹脂部材)と上記接合部材とは一体化していてもよく、一体化していなくてもよい。上記固定部材(樹脂部材)と上記接合部材とが一体化している場合には、接合強度を更により一層高めることができる。上記固定部材(樹脂部材)と上記接合部材とを一体化させる方法としては、接着剤を用いる方法等が挙げられる。 The fixing member is preferably a resin member, and more preferably a foamed resin member. In this case, the weight can be reduced while further increasing the joint strength. When the fixing member is a resin member, the fixing member (resin member) and the joining member may or may not be integrated. When the fixing member (resin member) and the joining member are integrated, the joining strength can be further increased. Examples of the method of integrating the fixing member (resin member) and the joining member include a method of using an adhesive.
上記固定部材は、金属部材であることが好ましい。この場合に、上記固定部材(金属部材)は、上記接合部材から取り外し可能であることが好ましい。この場合には、固定部材を備える接合構造体から固定部材を取り外すことにより、固定部材を備えない接合構造体を容易に得ることができる。 The fixing member is preferably a metal member. In this case, it is preferable that the fixing member (metal member) is removable from the joining member. In this case, by removing the fixing member from the joining structure provided with the fixing member, a joining structure without the fixing member can be easily obtained.
上記固定部材は、樹脂部材と金属部材とを有することが好ましい。この場合に、上記固定部材の内面が金属部材により構成されていることが好ましい。上記固定部材の上記接合部材側の表面が金属部材により構成されていることが好ましい。またこの場合に、上記固定部材(樹脂部材と金属部材とを有する固定部材)は、上記接合部材から取り外し可能であることが好ましい。 The fixing member preferably has a resin member and a metal member. In this case, it is preferable that the inner surface of the fixing member is made of a metal member. It is preferable that the surface of the fixing member on the joint member side is made of a metal member. Further, in this case, it is preferable that the fixing member (fixing member having a resin member and a metal member) is removable from the joining member.
上記樹脂部材に含まれる樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、及びポリスチレン樹脂等が挙げられる。 Examples of the resin contained in the resin member include polyolefin resin, vinyl chloride resin, polyurethane resin, polystyrene resin and the like.
上記金属部材に含まれる金属としては、鉄、アルミニウム、及びチタン等が挙げられる。 Examples of the metal contained in the metal member include iron, aluminum, and titanium.
上記接合構造体は、以下のようにして製造することができる。 The bonded structure can be manufactured as follows.
上記第1の繊維強化部材の端面と、上記第2の繊維強化部材の端面とを接触させる。 The end face of the first fiber reinforced member is brought into contact with the end face of the second fiber reinforced member.
次いで、第1の方法として、上記第1の繊維強化部材の表面(第1の層)及び上記第2の繊維強化部材の表面(第1の層)にそれぞれ接着剤を塗布するか、又は、上記繊維強化シートの表面に接着剤を塗布する。なお、上記第1の繊維強化部材の表面(第1の層)と、上記第2の繊維強化部材の表面(第1の層)と、上記繊維強化シートの表面とに接着剤を塗布してもよい。次いで、繊維強化シートを、上記第1の繊維強化部材の上記第1の層の表面上と、上記第2の繊維強化部材の上記第1の層の表面上に配置する。そして、接着剤により、接合を行う。この場合に、接着剤が、繊維強化部材の第1の層中に含浸されてもよい。第2の方法として、上記第1の繊維強化部材の表面(第1の層)及び上記第2の繊維強化部材の表面(第1の層)にそれぞれ、樹脂を含む接合部材(繊維強化シート等)を配置する。そして、接合部材に含まれる樹脂等によって、接合を行う。この場合に、接合部材に含まれる樹脂が、繊維強化部材の第1の層中に含浸されてもよい。 Next, as a first method, an adhesive is applied to the surface of the first fiber-reinforced member (first layer) and the surface of the second fiber-reinforced member (first layer), respectively, or An adhesive is applied to the surface of the fiber reinforced sheet. An adhesive is applied to the surface of the first fiber reinforced member (first layer), the surface of the second fiber reinforced member (first layer), and the surface of the fiber reinforced sheet. May be good. Next, the fiber reinforced sheet is arranged on the surface of the first layer of the first fiber reinforced member and on the surface of the first layer of the second fiber reinforced member. Then, joining is performed with an adhesive. In this case, the adhesive may be impregnated in the first layer of the fiber reinforcing member. As a second method, a joining member (fiber reinforced sheet or the like) containing a resin on the surface (first layer) of the first fiber reinforced member and the surface (first layer) of the second fiber reinforced member, respectively. ) Is placed. Then, the resin or the like contained in the joining member is used for joining. In this case, the resin contained in the joining member may be impregnated in the first layer of the fiber reinforcing member.
上記接合構造体における第1,第2の繊維強化部材と接合部材との接合形態は、接着剤による接合形態であることが好ましい。 The joining form of the first and second fiber reinforced members and the joining member in the joining structure is preferably a joining form using an adhesive.
上記接着剤としては、樹脂等が挙げられる。上記接着剤としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、及びエポキシ系樹脂等が挙げられる。 Examples of the adhesive include resins and the like. Examples of the adhesive include unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, and epoxy resins.
上記接着剤は、熱硬化性を有していてもよい。上記接着剤の加熱の温度は、熱硬化性を考慮して適宜設定される。リブ部などの形状変化を抑える観点からは、加熱の温度は、好ましくは120℃以下である。 The adhesive may have thermosetting properties. The heating temperature of the adhesive is appropriately set in consideration of thermosetting property. From the viewpoint of suppressing the shape change of the rib portion and the like, the heating temperature is preferably 120 ° C. or lower.
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明は以下の実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples.
以下を用意した。なお、以下の実施例1〜4、比較例1及び参考例Aでは、リブ部を備える繊維強化部材を作製した。 I prepared the following. In the following Examples 1 to 4, Comparative Example 1 and Reference Example A, a fiber reinforcing member provided with a rib portion was produced.
(繊維強化部材の材料)
<基材部の材料>
不飽和ポリエステル樹脂(日本ユピカ社製「4007A」)
ガラスマット(日東紡績社製「GFマット AMC450A」、目付量450g/m2)
ガラスロービングクロス(日東紡績社製「GFロービングクロスWR570C」、目付量570g/m2)(Material for fiber reinforced plastic)
<Material of base material>
Unsaturated polyester resin ("4007A" manufactured by Japan U-Pica Company)
Glass mat (“GF mat AMC450A” manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., basis weight 450 g / m 2 )
Glass roving cloth (“GF roving cloth WR570C” manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., basis weight 570 g / m 2 )
ガラスマットとガラスロービングクロスとを重ね合わせて、層A〜層Eの5層構造を有する繊維シートを得た。この繊維シートでは、層Aがガラスマットにより構成されており、層Bがガラスロービングクロスにより構成されており、層C〜層Eがガラスマットにより構成されている。得られた繊維シートに不飽和ポリエステル樹脂を、厚み方向にて部分的に含侵させた。なお、層Aと層Eとのうち、層A側が後述のリブ部が配置される側である。 The glass mat and the glass roving cloth were superposed to obtain a fiber sheet having a five-layer structure of layers A to E. In this fiber sheet, the layer A is made of a glass mat, the layer B is made of a glass roving cloth, and the layers C to E are made of a glass mat. The obtained fiber sheet was partially impregnated with an unsaturated polyester resin in the thickness direction. Of the layers A and E, the layer A side is the side on which the rib portion described later is arranged.
<リブ部における樹脂部の材料>
ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー社製「E111G」)99重量部と、中空構造を有するアクリル粒子(積水化学工業社製「アドバンセルEM P501E1」)1重量部との混合物を、樹脂部の材料として用いた。<Material of resin part in rib part>
A mixture of 99 parts by weight of polypropylene resin ("E111G" manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) and 1 part by weight of acrylic particles having a hollow structure ("Advancel EM P501E1" manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was used as a material for the resin part. ..
<リブ部における第1の層の材料>
ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー社製「E111G」)
不織布A(オリベスト社製「SMK−048」、ガラス繊維により構成された不織布、目付量48g/m2、厚み0.357mm)
不織布B(オリベスト社製「SYS−095」、ガラス繊維により構成された不織布、目付量95g/m2、厚み0.733mm)<Material of the first layer in the rib part>
Polypropylene resin ("E111G" manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.)
Non-woven fabric A (“SMK-048” manufactured by Olivest, non-woven fabric composed of glass fiber , grain size 48 g / m 2 , thickness 0.357 mm)
Non-woven fabric B (“SYS-095” manufactured by Olivest, non-woven fabric composed of glass fiber, basis weight 95 g / m 2 , thickness 0.733 mm)
<リブ部における第2の層の材料>
炭素繊維(UD)(台湾プラスチックス社製「TC−35 24K」、PAN系炭素繊維束、フィラメント数:24000本)にポリプロピレン樹脂(プライムポリマー社製「J108M」)を含浸させて得られたCFプリプレグを第2の層の材料として用いた。<Material of the second layer in the rib part>
CF obtained by impregnating carbon fiber (UD) (“TC-35 24K” manufactured by Taiwan Plastics Co., Ltd., PAN-based carbon fiber bundle, number of filaments: 24,000) with polypropylene resin (“J108M” manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.). Prepreg was used as the material for the second layer.
(接合部材(繊維強化シート)及び接着剤の材料)
不飽和ポリエステル樹脂(日本ユピカ社製「4007A」)
ガラスマット(日東紡績社製「GFマット AMC450A」、目付量450g/m2)
ガラスロービングクロス(日東紡績社製「GFロービングクロスWR570C」、目付量570g/m2)(Joint member (fiber reinforced sheet) and adhesive material)
Unsaturated polyester resin ("4007A" manufactured by Japan U-Pica Company)
Glass mat (“GF mat AMC450A” manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., basis weight 450 g / m 2 )
Glass roving cloth (“GF roving cloth WR570C” manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., basis weight 570 g / m 2 )
(実施例1)
繊維強化部材の作製:
各材料を成形して、表1及び図1に示す構造を有する繊維強化部材を複数作製した。(Example 1)
Fabrication of fiber reinforced members:
Each material was molded to produce a plurality of fiber-reinforced members having the structures shown in Table 1 and FIG.
接合構造体の作製:
ガラスマットに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させて、繊維強化シートを得た。得られた繊維強化部材のリブ部及び基材部の表面に、得られた繊維強化シートを積層した。このようにして、繊維強化シートによって、繊維強化部材同士が接合された接合構造体を得た。Fabrication of bonded structure:
A glass mat was impregnated with an unsaturated polyester resin to obtain a fiber reinforced sheet. The obtained fiber reinforced sheet was laminated on the surface of the rib portion and the base material portion of the obtained fiber reinforced member. In this way, a bonded structure in which the fiber-reinforced members were joined to each other was obtained by the fiber-reinforced sheet.
(実施例2,3)
繊維強化部材の材料を表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、繊維強化部材及び接合構造体を作製した。(Examples 2 and 3)
A fiber-reinforced member and a bonded structure were produced in the same manner as in Example 1 except that the material of the fiber-reinforced member was changed as shown in Table 2.
(実施例4)
繊維強化部材の作製:
実施例1と同様にして、繊維強化部材を作製した。(Example 4)
Fabrication of fiber reinforced members:
A fiber reinforcing member was produced in the same manner as in Example 1.
固定部材の作製:
塩化ビニル樹脂を含む樹脂材料を発泡成形して、直方体状の発泡樹脂部材を得た。得られた直方体状の発泡樹脂部材の1つの表面を、リブ部の形状に対応するように切りだして、固定部材を作製した。Fabrication of fixing member:
A resin material containing a vinyl chloride resin was foam-molded to obtain a rectangular parallelepiped foamed resin member. One surface of the obtained rectangular parallelepiped foamed resin member was cut out so as to correspond to the shape of the rib portion to prepare a fixing member.
接合構造体の作製:
ガラスロービングクロスに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させて、繊維強化シートを得た。得られた繊維強化部材のリブ部及び基材部の表面に、得られた繊維強化シートを積層した。次いで、接合部材の表面を覆うように固定部材とリブ部を嵌合し、接合部材の外側に固定部材を配置した。次いで、固定部材の表面に重石を配置した。繊維強化シートにおける樹脂を硬化させて、繊維強化シートによって、繊維強化部材同士が接合された接合構造体を得た。Fabrication of bonded structure:
A fiber-reinforced sheet was obtained by impregnating a glass roving cloth with an unsaturated polyester resin. The obtained fiber reinforced sheet was laminated on the surface of the rib portion and the base material portion of the obtained fiber reinforced member. Next, the fixing member and the rib portion were fitted so as to cover the surface of the joining member, and the fixing member was arranged outside the joining member. Next, a weight stone was placed on the surface of the fixing member. The resin in the fiber reinforced sheet was cured to obtain a bonded structure in which the fiber reinforced members were joined to each other by the fiber reinforced sheet.
(比較例1)
繊維強化部材の材料を表1に示すように変更したこと、及び第1の層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、繊維強化部材及び接合構造体を作製した。(Comparative Example 1)
A fiber-reinforced member and a bonded structure were produced in the same manner as in Example 1 except that the material of the fiber-reinforced member was changed as shown in Table 1 and the first layer was not formed.
(参考例A)
繊維強化部材の材料を表3に示すように変更したこと、及び第1の層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、繊維強化部材を作製した。(Reference example A)
A fiber-reinforced member was produced in the same manner as in Example 1 except that the material of the fiber-reinforced member was changed as shown in Table 3 and the first layer was not formed.
(評価)
(1)曲げ剛性
得られた接合構造体を、縦40mm及び横480mmに切断した。精密万能試験機(島津製作所社製「オートグラフAG−X」)を用いて、切断した接合構造体の基材部側の接合箇所と中央圧子(半径75mmR)とが接するように設置して、試験速度5mm/分、下部支点間距離400mmの条件で曲げ剛性を測定した。同様にして、参考例Aで作製した繊維強化部材についても曲げ剛性を測定した。また、参考例Aの曲げ剛性を100%としたときの、各実施例及び比較例の曲げ剛性の割合を求めた。(evaluation)
(1) Flexural rigidity The obtained joint structure was cut into a length of 40 mm and a width of 480 mm. Using a precision universal testing machine ("Autograph AG-X" manufactured by Shimadzu Corporation), install the cut joint structure so that the joint on the base material side and the central indenter (radius 75 mmR) are in contact with each other. The flexural rigidity was measured under the conditions of a test speed of 5 mm / min and a distance between the lower fulcrums of 400 mm. Similarly, the flexural rigidity of the fiber-reinforced member produced in Reference Example A was measured. Moreover, the ratio of the bending rigidity of each Example and the comparative example was calculated when the bending rigidity of Reference Example A was 100%.
(2)最大点荷重
得られた接合構造体について、上記「(1)曲げ剛性」と同様にして、曲げ試験を行い、接合構造体の接合部分の破断時の荷重を測定し、最大点荷重とした。同様にして、参考例Aで作製した繊維強化部材について、繊維強化部材の破断時の荷重を測定し、最大点荷重とした。また、参考例Aの最大点荷重を100%としたときの、各実施例及び比較例の最大点荷重の割合を求めた。(2) Maximum point load The obtained joint structure is subjected to a bending test in the same manner as in "(1) Flexural rigidity" above, and the load at the time of breaking of the joint portion of the joint structure is measured, and the maximum point load is obtained. And said. Similarly, for the fiber-reinforced member produced in Reference Example A, the load at break of the fiber-reinforced member was measured and used as the maximum point load. Further, the ratio of the maximum point load of each Example and the comparative example was obtained when the maximum point load of Reference Example A was set to 100%.
構成及び結果を表1〜3に示す。 The configurations and results are shown in Tables 1 to 3.
以下を用意した。なお、以下の実施例5〜8及び比較例2では、リブ部を備えない繊維強化部材を作製した。 I prepared the following. In the following Examples 5 to 8 and Comparative Example 2, a fiber reinforcing member having no rib portion was produced.
(繊維強化部材の材料)
<第1の層の材料>
ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー社製「E111G」)
不織布A(オリベスト社製「SMK−048」、ガラス繊維により構成された不織布、目付量48g/m2、厚み0.357mm)
不織布B(オリベスト社製「SYS−095」、ガラス繊維により構成された不織布、目付量95g/m2、厚み0.733mm)
ガラスロービングクロス(日東紡績社製「GFロービングクロスWR570C」、目付量570g/m2)(Material for fiber reinforced plastic)
<Material of the first layer>
Polypropylene resin ("E111G" manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.)
Non-woven fabric A (“SMK-048” manufactured by Olivest, non-woven fabric composed of glass fiber , grain size 48 g / m 2 , thickness 0.357 mm)
Non-woven fabric B (“SYS-095” manufactured by Olivest, non-woven fabric composed of glass fiber, basis weight 95 g / m 2 , thickness 0.733 mm)
Glass roving cloth (“GF roving cloth WR570C” manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., basis weight 570 g / m 2 )
<第2の層の材料>
実施例5〜8及び比較例2の第2の層の材料として、炭素繊維(UD)(台湾プラスチックス社製「TC−35 24K」、PAN系炭素繊維束、フィラメント数:24000本)にポリプロピレン樹脂(プライムポリマー社製「J108M」)を含浸させて得られたCFプリプレグを用いた。<Material of the second layer>
As the material of the second layer of Examples 5 to 8 and Comparative Example 2, carbon fiber (UD) (“TC-35 24K” manufactured by Taiwan Plastics Co., Ltd., PAN-based carbon fiber bundle, number of filaments: 24,000) and polypropylene A CF prepreg obtained by impregnating with a resin (“J108M” manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) was used.
(接合部材及び接着剤の材料)
不飽和ポリエステル樹脂(日本ユピカ社製「4007A」)
アルミニウム板(A1050)(Materials for joining members and adhesives)
Unsaturated polyester resin ("4007A" manufactured by Japan U-Pica Company)
Aluminum plate (A1050)
(実施例5)
繊維強化部材の作製:
各材料を成形して、表4及び図2に示す構造を有する繊維強化部材(リブ部を備えない繊維強化部材)を複数作製した。(Example 5)
Fabrication of fiber reinforced members:
Each material was molded to produce a plurality of fiber reinforced members (fiber reinforced members having no rib portion) having the structures shown in Table 4 and FIG.
引張強度測定サンプルの作製:
ガラスマットに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させて、繊維強化シート(長さ100mm×幅25mm)を得た。得られた繊維強化部材(長さ100mm×幅25mm)の表面に、得られた繊維強化シートを積層し、長さ25mm×幅25mmのサイズを有する接合層を介した、引張強度測定サンプルを得た。Preparation of tensile strength measurement sample:
A glass mat was impregnated with an unsaturated polyester resin to obtain a fiber reinforced sheet (length 100 mm × width 25 mm). The obtained fiber reinforced sheet was laminated on the surface of the obtained fiber reinforced member (length 100 mm × width 25 mm), and a tensile strength measurement sample was obtained via a bonding layer having a size of length 25 mm × width 25 mm. rice field.
(実施例6〜8)
繊維強化部材の材料及び接合部材の材料を表4に示すように変更したこと以外は、実施例5と同様にして、繊維強化部材及び引張強度測定サンプルを作製した。(Examples 6 to 8)
A fiber-reinforced member and a tensile strength measurement sample were prepared in the same manner as in Example 5, except that the material of the fiber-reinforced member and the material of the joining member were changed as shown in Table 4.
(比較例2)
繊維強化部材の第1の層を形成しなかったこと以外は、実施例5と同様にして、繊維強化部材及び引張強度測定サンプルを作製した。(Comparative Example 2)
A fiber reinforcing member and a tensile strength measurement sample were prepared in the same manner as in Example 5 except that the first layer of the fiber reinforcing member was not formed.
(評価)
(1)引張強度
精密万能試験機(島津製作所社製「オートグラフAG−X」)を用いて、得られた引張強度測定サンプル(長さ175mm×幅25mm)の長さ方向の両端を、つかみ間隔130mmでセットした。次いで、試験速度1mm/分で引張強度測定サンプルが破断するまで荷重を加えた。引張強度測定サンプルの破断時の荷重を最大点荷重とし、最大点荷重が得られるときの応力値を引張強度とした。(evaluation)
(1) Tensile strength Using a precision universal testing machine ("Autograph AG-X" manufactured by Shimadzu Corporation), grasp both ends of the obtained tensile strength measurement sample (length 175 mm x width 25 mm) in the length direction. It was set at an interval of 130 mm. Then, a load was applied at a test speed of 1 mm / min until the tensile strength measurement sample broke. The load at the time of breaking of the tensile strength measurement sample was defined as the maximum point load, and the stress value when the maximum point load was obtained was defined as the tensile strength.
構成及び結果を表4に示す。 The configuration and results are shown in Table 4.
1,1A…繊維強化部材
1W…第4の繊維強化部材
1X…第1の繊維強化部材
1Y…第2の繊維強化部材
1Z…第3の繊維強化部材
2,2X,2Y,2Z…基材部
2a,2Xa,2Ya…第1の表面
3,3W,3X,3Y,3Z…リブ部
4,4B,4C,4D,4E,4F,4G,4H,4I,4J,4K…接合部材
5,5A,5B,5C,5D,5E,5F,5G,5H,5I,5J,5K…接合構造体
6,6C,6E,6G,6I,6K…固定部材
11,11A,11X,11Y,11Z…第1の層
12,12A,12X,12Y,12Z…第2の層
13,13X,13Y,13Z…樹脂部
21…繊維
22…熱可塑性樹脂
R1…樹脂を含浸している部分
R2…樹脂を含浸していない部分1,1A ... Fiber reinforced
Claims (22)
繊維及び熱可塑性樹脂を含む第2の層とを有し、
前記第2の層の表面上に、前記第1の層が配置されており、
前記第1の層が、前記第1の層の厚み方向にて、樹脂を含浸している部分と、樹脂を含浸していない部分とを有し、
前記第2の層の表面上に、前記第1の層の前記樹脂を含浸している部分が配置されている、繊維強化部材。 The first layer, which is the resin partially impregnated fiber portion partially impregnated with the resin,
It has a second layer containing fibers and a thermoplastic resin and has
The first layer is arranged on the surface of the second layer .
The first layer has a portion impregnated with resin and a portion not impregnated with resin in the thickness direction of the first layer.
A fiber-reinforced member in which a portion of the first layer impregnated with the resin is arranged on the surface of the second layer.
繊維及び熱可塑性樹脂を含む第2の層とを有し、
前記第2の層の表面上に、前記第1の層が配置されており、
前記第2の層に含まれる前記繊維が、連続繊維である、繊維強化部材。 The first layer, which is the resin partially impregnated fiber portion partially impregnated with the resin,
It has a second layer containing fibers and a thermoplastic resin and has
The first layer is arranged on the surface of the second layer.
The fibers included in the second layer is a continuous fiber, fiber-reinforced member.
前記基材部の表面上に配置された繊維を含まない樹脂部と、
前記樹脂部の前記基材部側とは反対側に配置された前記第2の層と、
前記第2の層の前記樹脂部側とは反対側に配置された前記第1の層とを有する、請求項1又は2に記載の繊維強化部材。 With the base material
A fiber-free resin portion arranged on the surface of the base material portion and a resin portion
The second layer arranged on the side of the resin portion opposite to the base material portion side,
The fiber-reinforced member according to claim 1 or 2, which has the first layer arranged on the side opposite to the resin portion side of the second layer.
前記リブ部が、繊維を含まない樹脂部と、前記樹脂部の外側に配置された前記第2の層と、前記第2の層の外側に配置された前記第1の層とを有する、請求項1又は2に記載の繊維強化部材。 A base material portion and a rib portion protruding from the first surface of the base material portion are provided.
A claim that the rib portion has a resin portion containing no fiber, the second layer arranged outside the resin portion, and the first layer arranged outside the second layer. Item 2. The fiber reinforced member according to Item 1 or 2.
前記リブ部の高さが、0.3cm以上10cm以下であり、
前記リブ部の長さが、10cm以上である、請求項4に記載の繊維強化部材。 The maximum width of the rib portion is 0.3 cm or more and 5 cm or less.
The height of the rib portion is 0.3 cm or more and 10 cm or less.
The fiber-reinforced member according to claim 4, wherein the rib portion has a length of 10 cm or more.
前記基材部に含まれる前記樹脂が、熱硬化性樹脂の硬化物であり、
前記熱硬化性樹脂が、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、又はフェノール系樹脂である、請求項3〜10のいずれか1項に記載の繊維強化部材。 The base material contains a resin and
The resin contained in the base material is a cured product of a thermosetting resin.
The fiber-reinforced member according to any one of claims 3 to 10 , wherein the thermosetting resin is an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin, an epoxy resin, or a phenolic resin.
第2の繊維強化部材と、
接合部材とを備え、
前記接合部材により、前記第1の繊維強化部材と前記第2の繊維強化部材とが、接合されており、
前記第1の繊維強化部材及び前記第2の繊維強化部材がそれぞれ、請求項1〜15のいずれか1項に記載の繊維強化部材により形成されている、接合構造体。 The first fiber reinforced member and
With the second fiber reinforced member,
Equipped with a joining member
The first fiber reinforcing member and the second fiber reinforcing member are joined by the joining member.
A bonded structure in which the first fiber reinforcing member and the second fiber reinforcing member are each formed of the fiber reinforcing member according to any one of claims 1 to 15.
前記固定部材が、前記接合部材の外側に配置されている、請求項16〜20のいずれか1項に記載の接合構造体。 Equipped with fixing members
The joining structure according to any one of claims 16 to 20 , wherein the fixing member is arranged outside the joining member.
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JPWO2021215200A1 (en) | 2021-10-28 |
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