JP6977942B2 - Ｃｆｒｔｐ積層体及びその製造方法 - Google Patents
Ｃｆｒｔｐ積層体及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6977942B2 JP6977942B2 JP2020098629A JP2020098629A JP6977942B2 JP 6977942 B2 JP6977942 B2 JP 6977942B2 JP 2020098629 A JP2020098629 A JP 2020098629A JP 2020098629 A JP2020098629 A JP 2020098629A JP 6977942 B2 JP6977942 B2 JP 6977942B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- cfrtp
- resin base
- fused
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000011199 continuous fiber reinforced thermoplastic Substances 0.000 title claims 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 189
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 189
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 155
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 79
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 54
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 42
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 39
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 claims description 33
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 claims description 33
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 claims description 30
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 26
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 25
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 18
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 18
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 15
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 8
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 6
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 claims description 5
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 4
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 4
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001893 acrylonitrile styrene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 3
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 2
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims 2
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 102
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 29
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 14
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 13
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 9
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 5
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920005670 poly(ethylene-vinyl chloride) Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 229920003124 powdered cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019814 powdered cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
本発明は、ＣＦＲＴＰ（炭素繊維強化熱可塑性樹脂）を用いたＣＦＲＴＰ積層体の技術に関する。
近年、炭素繊維で強化した熱可塑性樹脂であるＣＦＲＴＰ（Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics）が、注目されている。
その理由は、ＣＦＲＴＰは、炭素繊維で強化した熱硬化性ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）と比較して、靭性、成形性、リサイクル性、及び補修性などの点で優れているからである。
このようなＣＦＲＴＰは、例えば航空分野及び自動車分野等の他、種々の産業への利用が期待されている。
しかし、ＣＦＲＴＰの成形用の基材（プリプレグ）は、マトリクス樹脂の炭素繊維束への含浸性の低さに起因する多数の空隙（ボイド）が存在し、この空隙によって機械的特性（強度、弾性率等）、気密性、遮光性に問題がある。
その一方で、ＣＦＲＴＰは一般の熱可塑性樹脂と比較して弾性率が大きいため、制振材料としても期待されているが、ＣＦＲＴＰのマトリクス樹脂への制振用フィラーの混合は樹脂の流動性を低下させるため好ましくないという問題がある。
本発明は、このような従来の技術の課題を考慮してなされたもので、その目的とするところは、機械的特性、気密性、遮光性に優れたＣＦＲＴＰ積層体の技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ＣＦＲＴＰの優れた力学特性を損なうことなく卓越した制振性を与えることができるＣＦＲＴＰ積層体の技術を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明は、熱可塑性樹脂をマトリックスとするＣＦＲＴＰからなる本体樹脂基材と、前記本体樹脂基材に融着している融着樹脂層とを備え、前記融着樹脂層が、融着している前記本体樹脂基材の熱可塑性樹脂の融点以下の熱可塑性樹脂を有し、前記本体樹脂基材に形成されている空隙の開口部が前記融着樹脂層の熱可塑性樹脂によって塞がれているＣＦＲＴＰ積層体である。
本発明では、前記本体樹脂基材を複数有し、対となる当該本体樹脂基材の間に前記融着樹脂層が配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記対となる本体樹脂基材を複数有する場合にも効果的である。
本発明では、前記本体樹脂基材の熱可塑性樹脂が、ナイロン６、ナイロン６６、ポリフェニレンスルファイド、熱可塑性ポリウレタン、ポリオレフィン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種以上の熱可塑性樹脂からなる場合にも効果的である。
本発明では、前記融着樹脂層の熱可塑性樹脂が、ポリ乳酸、ポリウレタン、アクリル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテル、酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−メタアクリレート共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン−ビニルポリジエン共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン及び塩素化ポリブチレンからなる群から選択される少なくとも１種以上の熱可塑性樹脂からなる場合にも効果的である。
本発明では、前記融着樹脂層が、マトリックスとなる熱可塑性樹脂中に、針状の二酸化チタン粒子と、セルロースからなる圧電性繊維とが混合された複合材料からなる場合にも効果的である。
一方、本発明は、ＣＦＲＴＰからなる本体樹脂基材と、融点が前記本体樹脂基材以下の熱可塑性樹脂を有する融着樹脂基材を用意し、前記本体樹脂基材と前記融着樹脂基材とを重ね、前記融着樹脂基材の熱可塑性樹脂の融点以上の温度で熱プレスすることにより、前記本体樹脂基材に前記融着樹脂基材を融着させる工程を有するＣＦＲＴＰ積層体の製造方法である。
本発明では、前記本体樹脂基材を複数有し、対となる当該本体樹脂基材の間に前記融着樹脂層が配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記対となる本体樹脂基材を複数有する場合にも効果的である。
本発明では、前記本体樹脂基材の熱可塑性樹脂が、ナイロン６、ナイロン６６、ポリフェニレンスルファイド、熱可塑性ポリウレタン、ポリオレフィン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種以上の熱可塑性樹脂からなる場合にも効果的である。
本発明では、前記融着樹脂層の熱可塑性樹脂が、ポリ乳酸、ポリウレタン、アクリル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテル、酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−メタアクリレート共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン−ビニルポリジエン共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン及び塩素化ポリブチレンからなる群から選択される少なくとも１種以上の熱可塑性樹脂からなる場合にも効果的である。
本発明では、前記融着樹脂層が、マトリックスとなる熱可塑性樹脂中に、針状の二酸化チタン粒子と、セルロースからなる圧電性繊維とが混合された複合材料からなる場合にも効果的である。
一方、本発明は、ＣＦＲＴＰからなる本体樹脂基材と、融点が前記本体樹脂基材以下の熱可塑性樹脂を有する融着樹脂基材を用意し、前記本体樹脂基材と前記融着樹脂基材とを重ね、前記融着樹脂基材の熱可塑性樹脂の融点以上の温度で熱プレスすることにより、前記本体樹脂基材に前記融着樹脂基材を融着させる工程を有するＣＦＲＴＰ積層体の製造方法である。
本発明にあっては、融着樹脂層が本体樹脂基材に融着しており、本体樹脂基材に形成されている空隙の開口部が融着樹脂層の熱可塑性樹脂によって塞がれていることから、気密性、遮光性を向上させることができる一方で、本発明のＣＦＲＴＰ積層体はＣＦＲＴＰ基材と遜色のない力学特性を有している。
また、融着樹脂層の熱可塑性樹脂は、その融点が本体樹脂基材の熱可塑性樹脂の融点以下であることから、低温でＣＦＲＴＰ積層体を製造することができる。
本発明において、融着樹脂層が、マトリックスとなる熱可塑性樹脂中に、針状の二酸化チタン粒子と、セルロースからなる圧電性繊維とが混合された複合材料からなるように構成すれば、制振性を有するＣＦＲＴＰ積層体を提供することができる。
特に、制振性を有する融着樹脂基材をＣＦＲＴＰ基材に積層させた本発明のＣＦＲＴＰ積層体の力学特性（引張強度、引張弾性率）は、ＣＦＲＴＰ基材の力学特性と同じ桁数（オーダー）の値を示し、これを大きく損なわないことが本発明者によって確認されており、とりわけ本発明のＣＦＲＴＰ積層体の引張強度、引張弾性率は、融着樹脂基材と比較してそれぞれほぼ一桁及び二桁以上程度の値になることが本発明者によって確認されている。
したがって、制振性を有する融着樹脂基材をＣＦＲＴＰ基材に積層させた本発明によれば、ＣＦＲＴＰ基材の優れた力学特性を損なうことなく卓越した制振性を与えることができる。
本発明において、融着樹脂層が、マトリックスとなる熱可塑性樹脂中に、針状の二酸化チタン粒子と、セルロースからなる圧電性繊維とが混合された複合材料からなるように構成すれば、制振性を有するＣＦＲＴＰ積層体を提供することができる。
特に、制振性を有する融着樹脂基材をＣＦＲＴＰ基材に積層させた本発明のＣＦＲＴＰ積層体の力学特性（引張強度、引張弾性率）は、ＣＦＲＴＰ基材の力学特性と同じ桁数（オーダー）の値を示し、これを大きく損なわないことが本発明者によって確認されており、とりわけ本発明のＣＦＲＴＰ積層体の引張強度、引張弾性率は、融着樹脂基材と比較してそれぞれほぼ一桁及び二桁以上程度の値になることが本発明者によって確認されている。
したがって、制振性を有する融着樹脂基材をＣＦＲＴＰ基材に積層させた本発明によれば、ＣＦＲＴＰ基材の優れた力学特性を損なうことなく卓越した制振性を与えることができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
本発明のＣＦＲＴＰ積層体１は、例えば図１〜図４に示すように、本体樹脂基材２と、この本体樹脂基材２に融着している融着樹脂層３とを有している。
本発明のＣＦＲＴＰ積層体１は、例えば図１〜図４に示すように、本体樹脂基材２と、この本体樹脂基材２に融着している融着樹脂層３とを有している。
図１は、本発明のＣＦＲＴＰ積層体の基本となる実施の形態の概略構成を示す断面図である。
本体樹脂基材２は、熱可塑性樹脂をマトリックスとするＣＦＲＴＰ（炭素繊維強化熱可塑性樹脂）からなるもので、マトリックス樹脂４中に複数の炭素繊維５が設けられている。
本体樹脂基材２としては、例えば、シート状、フィルム状、ブロック状など種々の形状のものを用いることができる。
本実施の形態のＣＦＲＴＰ積層体１は、シート状の本体樹脂基材２の一方の面に融着樹脂層３が融着しているものである。
一方、炭素繊維５としては、特に限定されず、種々のものを用いることができる。
本体樹脂基材２のマトリックス樹脂４は、例えば融点が２２０℃以上２８０℃以下の熱可塑性樹脂からなる。
このような熱可塑性樹脂としては、ナイロン６（融点：２２５℃）、ナイロン６６（融点：２６８℃）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ 融点：２８０℃）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ 融点：２２０℃）、ポリオレフィン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種以上の樹脂があげられる。
ここで、本体樹脂基材２には、例えば隣接する炭素繊維５の間に空隙（ボイド）６が点在して形成されているが、本実施の形態では、後述するように各空隙６の一方の開口部が融着樹脂層３の隆起部（融着樹脂層３が隆起して空隙６内に入り込んだ部分）３ｂによって塞がれている。
一方、融着樹脂層３は、その融点が、融着している本体樹脂基材２の融点以下の熱可塑性樹脂からなるものである。この融着樹脂層３は、後述するように、種々のフィラーを含有させることもできる。
このような熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ乳酸、ポリウレタン、アクリル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテル、酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−メタアクリレート共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン−ビニルポリジエン共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、塩素化ポリブチレン等があげられる。
これらのうちでも、極性樹脂との相溶性が高いことを考慮すると、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（混練物）を用いることが好ましい。
融着樹脂層３の厚さは、特に限定されることはないが、本体樹脂基材２に全面的に融着して空隙６の開口部を確実に塞ぐ観点からは、０．１〜１ｍｍの厚さとなるようにすることが好ましい。
なお、融着樹脂層３に後述する制振用の材料が混合される場合は、融着樹脂層３の厚さが厚い方が制振能力が向上することを本発明者が確認している。
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るＣＦＲＴＰ積層体の製造方法の一例を示す断面工程図である。
図２（ａ）に示すように、本例では、まず、本体樹脂基材２と融着樹脂基材３ａを用意する。
図２（ａ）に示すように、本例では、まず、本体樹脂基材２と融着樹脂基材３ａを用意する。
本例の融着樹脂基材３ａは、上記ＣＦＲＴＰ積層体１の融着樹脂層３を構成するものである。
ここで、本体樹脂基材２には、上述したように例えば隣接する炭素繊維５の間に空隙（ボイド）６が点在して形成されている。
ここで、本体樹脂基材２には、上述したように例えば隣接する炭素繊維５の間に空隙（ボイド）６が点在して形成されている。
そして、図２（ｂ）に示すように、一つの本体樹脂基材２と、一つの融着樹脂基材３ａとを重ねて熱プレスを行う。
熱プレスの条件は、温度は融着樹脂基材３ａの熱可塑性樹脂の融点以上の温度で、圧力は１０〜１００Ｎ／ｍｍ2、時間は１０〜３００秒で行うことが好ましい。
熱プレスの条件は、温度は融着樹脂基材３ａの熱可塑性樹脂の融点以上の温度で、圧力は１０〜１００Ｎ／ｍｍ2、時間は１０〜３００秒で行うことが好ましい。
そして、この熱プレス工程により、融着樹脂基材３ａの熱可塑性樹脂が溶融し、図２（ｃ）に示すように、本体樹脂基材２の一方側の面に融着樹脂基材３ａが密着した状態で融着する。
なお、融着樹脂基材３ａを複数用いた場合には、融着樹脂基材３ａ同士が融着し、一体的な融着樹脂層３が形成される。
熱プレス工程においては、融着樹脂基材３ａの溶融した熱可塑性樹脂が本体樹脂基材２の空隙６内に入り込み、その後の冷却工程によって硬化することにより、いわゆるアンカー効果によって融着樹脂基材３ａが本体樹脂基材２に強固に接着される。
また、融着樹脂基材３ａの熱可塑性樹脂が本体樹脂基材２の空隙６内に入り込むことによって形成された隆起部３ｂによって、各空隙６の一方の（融着樹脂基材３ａ側の）開口部が塞がれる。
以上の工程により、本体樹脂基材２と、本体樹脂基材２に融着している融着樹脂層３とを有するＣＦＲＴＰ積層体１が得られる。
図３は、本発明に係るＣＦＲＴＰ積層体の他の実施の形態の概略構成を示す断面図である。以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図３に示すように、本実施の形態のＣＦＲＴＰ積層体１Ａは、対となる二つの本体樹脂基材２Ａ、２Ｂを有し、これら本体樹脂基材２Ａ、２Ｂの間に一つの融着樹脂層３が配置されているものである。
本実施の形態では、融着樹脂層３の両側の面が、それぞれ本体樹脂基材２Ａ、２Ｂの一方の面に融着している。
そして、本実施の形態では、本体樹脂基材２Ａ、２Ｂの空隙６の両方の開口部が、融着樹脂層３の隆起部３ｂによってそれぞれ塞がれている。
そして、本実施の形態では、本体樹脂基材２Ａ、２Ｂの空隙６の両方の開口部が、融着樹脂層３の隆起部３ｂによってそれぞれ塞がれている。
本実施の形態のＣＦＲＴＰ積層体１Ａは、一対の本体樹脂基材２Ａ、２Ｂの間に一つの融着樹脂基材３ａ（図２（ａ）参照）を挟んで重ね、熱プレスを行うことによって得られる。
図４は、本発明に係るＣＦＲＴＰ積層体の他の実施の形態の概略構成を示す断面図である。以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図４に示すように、本実施の形態のＣＦＲＴＰ積層体１Ｂは、三つの本体樹脂基材２Ｃ、２Ｄ、２Ｅを有し、対となる本体樹脂基材２Ｃ、２Ｄの間に融着樹脂層３Ａが配置されるとともに、本体樹脂基材２Ｄ、２Ｅの間に融着樹脂層３Ｂが配置されている。
そして、本体樹脂基材２Ｃの空隙６の一方の開口部が、融着樹脂層３Ａの隆起部３ｂによってそれぞれ塞がれるとともに、本体樹脂基材２Ｄの空隙６の両方の開口部が、融着樹脂層３Ａの隆起部３ｂと融着樹脂層３Ｂの隆起部３ｂによってそれぞれ塞がれ、さらに、本体樹脂基材２Ｅの空隙６の一方の開口部が、融着樹脂層３Ｂの隆起部３ｂによってそれぞれ塞がれている。
本実施の形態のＣＦＲＴＰ積層体１Ｂは、それぞれ対となる本体樹脂基材２Ｃ、２Ｄと２Ｄ、２Ｅの間にそれぞれ一つ以上の融着樹脂基材３ａ（図２（ａ）参照）を挟んで重ね、熱プレスを行うことによって得られる。
図５は、本発明に用いる融着樹脂基材の他の実施の形態を示す断面模式図である。
本実施の形態の融着樹脂基材１０は、マトリックスとなる熱可塑性樹脂１２中に、針状の二酸化チタン粒子１３と、セルロースからなる圧電性繊維１４とが混合されているものであり、好ましくは、さらに、無機材料からなる扁平状のフィラー１５と、導電性微粒子１６とが混合されているものである。
そして、この融着樹脂基材１０は、後述するように制振性を有するものである。
そして、この融着樹脂基材１０は、後述するように制振性を有するものである。
以下、各構成材料について詳細に説明する。
＜マトリックスとなる熱可塑性樹脂１２＞
本実施の形態におけるマトリックスとなる熱可塑性樹脂１２は、上述した融着樹脂層３用の熱可塑性樹脂を用いることができる。
本実施の形態におけるマトリックスとなる熱可塑性樹脂１２は、上述した融着樹脂層３用の熱可塑性樹脂を用いることができる。
＜針状の二酸化チタン粒子１３＞
本実施の形態に用いる針状の二酸化チタン粒子（以下、適宜「二酸化チタン粒子」という。）１３としては、結晶形態がルチル型のものを好適に用いることができる。
本実施の形態に用いる針状の二酸化チタン粒子（以下、適宜「二酸化チタン粒子」という。）１３としては、結晶形態がルチル型のものを好適に用いることができる。
本明細書において、「針状」とは、長軸の長さが、短軸の径より大きい形状を意味するものとし、紡錘状、棒状と同じ意味である。
ここで、二酸化チタン粒子１３としては、アスペクト比、すなわち、長軸の長さと短軸の径の比を、１０〜３０とすることが好ましい。
二酸化チタン粒子１３のアスペクト比は、発生する電気エネルギーを大きくする観点及び低周波領域においてより効果的な制振作用を発揮させる観点からは、できるだけ大きい（細長い）ことが好ましい。
ただし、アスペクト比が３０を超えるものを製造することは実際上困難である。
他方、二酸化チタン粒子１３のアスペクト比が１０未満の場合には、十分な電気エネルギーを発生させることができない。
他方、二酸化チタン粒子１３のアスペクト比が１０未満の場合には、十分な電気エネルギーを発生させることができない。
この二酸化チタン粒子１３は、詳細は明らかではないが、例えば、粒子製造時の圧力や、高分子材料中に混合（混練）する際の圧力に起因する応力によって、分子配列が一方向に向くいわゆるモノドメイン構造となっていると考えられる。
そして、このような二酸化チタン粒子１３は、圧電効果を発現し、しかも発生した電気エネルギーが粒子の長手方向に沿って流れやすい分子の配列構造となっていると考えられる。
本発明においては、上述した二酸化チタン粒子１３の二酸化チタンを核体としてその表面に導電体層を設けることもできる。
二酸化チタン粒子１３の二酸化チタンの表面に導電体層を設けることにより、二酸化チタン粒子１３の表面に流れる電流の大きさを大きくすることができるので、より少ない量の二酸化チタン粒子１３によって効果的な制振を行うことができる。
本発明の場合、導電体層の材料としては特に限定されることはないが、製造のしやすさ及びより少ない量で導電性を向上させる観点からは、アンチモン（Ｓｂ）をドープした二酸化スズ（ＳｎＯ2）を好適に用いることができる。
この場合、導電体層の厚さは、プリントによる場合には、１〜２０μｍに設定することが好ましい。
他方、導電体層の厚さは、蒸着による場合には、０．１〜１００μｍまで設定することができる。
他方、導電体層の厚さは、蒸着による場合には、０．１〜１００μｍまで設定することができる。
一方、本発明の二酸化チタン粒子１３の抵抗率（導電体層を形成したものも含む）は、２〜８０Ω・ｃｍのものが好ましく、より好ましくは１０〜６０Ω・ｃｍである。
融着樹脂基材１０における二酸化チタン粒子１３の配合量は、特に限定されることはないが、３重量％〜７重量％に設定することが好ましい。
二酸化チタン粒子１３の配合量が３重量％未満であると、十分な制振効果を奏することができず、他方、７重量％を超えると、成形後に脆くなるため好ましくない。
＜セルロースからなる圧電性繊維１４＞
本実施の形態に用いる圧電性繊維１４はセルロースからなるものである。
本実施の形態に用いる圧電性繊維１４はセルロースからなるものである。
この圧電性繊維１４は、アスペクト比の大きいもの（セルロースファイバー）の他、アスペクト比の小さい粉末状のセルロース（セルロースパウダー）を用いることもできる。
木材であるセルロースは、圧電性を有することが知られており、本発明に用いるセルロースファイバー（パウダー）も、圧電性を有している。
圧電性繊維１４のアスペクト比、すなわち、長軸の長さと短軸の径の比については、電気双極子に基づき発生する電気エネルギーを大きくする観点からは、できるだけ大きい（細長い）ファイバー状のものを用いることが好ましい。
ただし、アスペクト比が１０を超えるものを製造することは実際上困難であることを考慮すると、圧電性繊維１４としては、アスペクト比が２〜１０のものを用いることが好ましい。
融着樹脂基材１０におけるセルロースからなる圧電性繊維１４の配合量は、特に限定されることはないが、４重量％〜１０重量％に設定することが好ましく、より好ましくは８重量％〜１０重量％である。
セルロースからなる圧電性繊維１４の配合量が４重量％未満であると、十分な制振効果を奏することができず、他方、１０重量％を超えると、均一に分散させることが困難であるため好ましくない。
本発明では、無機材料からなる扁平状のフィラー１５と、導電性微粒子１６は、必要に応じて配合させることができるものである。
＜無機材料からなる扁平状のフィラー１５＞
本発明に用いる無機材料からなる扁平状のフィラー１５は、制振能力をより向上させるとともに、複合材料全体として所望の機械的特性（弾性率等）を得るためのものである。
本発明に用いる無機材料からなる扁平状のフィラー１５は、制振能力をより向上させるとともに、複合材料全体として所望の機械的特性（弾性率等）を得るためのものである。
このような扁平状のフィラー１５としては、例えば層状のマイカ（雲母）からなるものを好適に用いることができる。
無機材料からなるフィラー１５の配合量は、特に限定されることはないが、上述した目的を考慮すると、１０重量％〜３０重量％に設定することが好ましい。
＜導電性微粒子１６＞
本発明に用いる導電性微粒子１６は、複合材料全体としての導伝率を向上・調整するためのものである。
本発明に用いる導電性微粒子１６は、複合材料全体としての導伝率を向上・調整するためのものである。
このような導電性微粒子１６としては、例えばカーボンブラックからなるものを好適に用いることができる。
なお、導電性微粒子１６としては、予め熱可塑性樹脂１２に添加されているものを使用することができる。
融着樹脂基材１０における導電性微粒子１６の配合量は、特に限定されることはないが、上述した目的を考慮すると、５重量％〜２０重量％に設定することが好ましい。
本発明に用いる融着樹脂基材１０を得るには通常の方法を用いればよい。
すなわち、マトリックス用の熱可塑性樹脂１２に、上述した二酸化チタン粒子１３、セルロースからなる圧電性繊維１４、必要に応じて無機材料からなる扁平状のフィラー１５、導電性微粒子１６を所定量加えて所定温度で混練し、例えば熱ロールプレス成形後、所定の大きさに切断すればよい。
すなわち、マトリックス用の熱可塑性樹脂１２に、上述した二酸化チタン粒子１３、セルロースからなる圧電性繊維１４、必要に応じて無機材料からなる扁平状のフィラー１５、導電性微粒子１６を所定量加えて所定温度で混練し、例えば熱ロールプレス成形後、所定の大きさに切断すればよい。
図６は、本発明に用いる制振性の融着樹脂基材に振動が加わった場合の電荷の発生状態を示す断面模式図であり、図７（ａ）〜（ｃ）は、同融着樹脂基材の制振原理を示す模式図である。
本発明に用いる融着樹脂基材１０に周期的な振動が加わると、その振動エネルギーにより、熱可塑性樹脂１２中の無機材料からなる扁平状のフィラー１５において層間のずれが生じ、この機械的作用により熱が発生して振動を吸収する。
さらに、本発明においては、図６に示すように、熱可塑性樹脂１２中の圧電性繊維１４に、その圧電効果によって、両端部間に周期的に電位差が生ずる（電気双極子１４ａ、１４ｂ）。
この場合、圧電性繊維１４のアスペクト比が大きくなるに従い、圧電性繊維１４に発生する電気双極子１４ａ、１４ｂが増加するようになる。
そして、多数の圧電性繊維１４に発生した電気双極子１４ａ、１４ｂに起因する交流電流が複合材料（コンパウンド）内の導電路を介して流れ、この交流電流による電気エネルギーがジュール熱として消費され、融着樹脂基材１０における振動エネルギーが減衰する。
一方、二酸化チタン粒子１３にも、その圧電効果によって、両端部間に周期的に電位差が生ずる（電気双極子１３ａ、１３ｂ）。
加えて、本発明においては、図７（ａ）に示すように、二酸化チタン粒子１３の近傍に、上記圧電性繊維１４において発生した電気双極子１４ａ、１４ｂが存在することになるため、図７（ｂ）に示すように、二酸化チタン粒子１３が、電気双極子１４ａ、１４ｂによって生じた電界Ｆ内に配置される。
これにより、図７（ｃ）に示すように、二酸化チタン粒子１３と熱可塑性樹脂１２との界面に、界面分極に起因する電気双極子１３ｃ、１３ｄが発生する。
そして、二酸化チタン粒子１３に発生した電気双極子１３ａ及び１３ｄと電気双極子１３ｂ及び１３ｃによって、二酸化チタン粒子１３の表面に電気的回路が形成され、二酸化チタン粒子１３の表面に交流電流が流れる。
その結果、この二酸化チタン粒子１３の表面の交流電流による電気エネルギーがジュール熱として消費され、融着樹脂基材１０における振動エネルギーが減衰する。
一般に、圧電効果を有する粒子を混合した圧電複合材料の抵抗をＲ、圧電粒子の容量をＣ、減衰させたい振動の振動数をωとすると、インピーダンスの整合条件として、Ｒ＝１／ωＣの条件が成立するときに、最も迅速に振動が減衰することが知られている。
したがって、本発明において、融着樹脂基材１０の固有振動数に対応する適切な導電率を設定することによって所望の制振効果を得ることができる。
本発明に用いる融着樹脂基材１０にあっては、加振時に、二酸化チタン粒子１３において、その圧電効果による電気双極子１３ａ、１３ｂが発生し、さらに圧電性繊維１４において発生した電気双極子１４ａ、１４ｂに起因する電気双極子１３ｃ、１３ｄが発生することから、導電性の二酸化チタン粒子１３の表面にこれら双方の電気双極子１３ａ〜１３ｄに起因して大きな電流が流れ、この電気エネルギーがジュール熱として多量に消費されて振動が吸収される。
このように、本発明の融着樹脂基材１０によれば、セルロースからなる圧電性繊維１４及び二酸化チタン粒子１３の電気双極子１３ａ〜１３ｄの相乗効果による振動エネルギーの減衰によって、より効果的な制振作用を発揮させることができる。
しかも、針状になることで界面分極による電気双極子は低周波（５００Ｈｚ未満）で生ずることから（例えば、特開平１０−３１２１９１号公報参照）、本発明によれば、低周波で振動する機器等に対しても最適の条件で制振を行うことができる。
さらに、無機材料からなる扁平状のフィラー１５を混合することによって、この無機材料からなる扁平状のフィラー１５の機械的作用による振動エネルギーの減衰と、上記圧電性繊維１４及び二酸化チタン粒子１３の電気双極子１３ａ〜１３ｄの相乗効果による振動エネルギーの減衰とによって、より効果的な制振作用を発揮させることができ、また、導電性微粒子１６を混合することにより、複合材料全体としての導伝率を向上・調整することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
以下の各材料を用い、実施例１のＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した。
以下の各材料を用い、実施例１のＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した。
［本体樹脂基材］
本体樹脂基材の試料として、マトリックスの熱可塑性樹脂が熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）からなり、厚さ０．２５ｍｍの平板状のＣＦＲＴＰ基材（融点２２０℃ ＢＯＮＤ ＬＡＭＩＮＡＴＥＳ社製 ＴＥＰＥＸ dynalite208）を用いた。
本体樹脂基材の試料として、マトリックスの熱可塑性樹脂が熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）からなり、厚さ０．２５ｍｍの平板状のＣＦＲＴＰ基材（融点２２０℃ ＢＯＮＤ ＬＡＭＩＮＡＴＥＳ社製 ＴＥＰＥＸ dynalite208）を用いた。
このＣＦＲＴＰ基材を大きさ１０ｍｍ×２００ｍｍに切断して本体樹脂基材の試料を得た。
［融着樹脂基材］
熱可塑性樹脂であるアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体の混練物（軟化点１６０〜２３０℃ クラレ社製）をマトリックスとする融着樹脂基材を作成した。
このマトリックスには、カーボンブラックからなる導電性粒子が添加されている。
熱可塑性樹脂であるアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体の混練物（軟化点１６０〜２３０℃ クラレ社製）をマトリックスとする融着樹脂基材を作成した。
このマトリックスには、カーボンブラックからなる導電性粒子が添加されている。
針状の二酸化チタン粒子として、導電体層を有する針状の二酸化チタン微細粒子（石原産業社製 ＦＴ−４０００、長軸長さ：１０μｍ、短軸径：０．５μｍ、アスペクト比：２０）を用いた。
セルロースからなる圧電性繊維として、アスペクト比が２〜１０のセルロースファイバー（日本製紙社製）を用いた。
扁平状のフィラーとして、層状のマイカ（商品名ＢＨＴマイカ ２００Ｃ 西日本貿易社製）を用いた。
この層状のマイカは、制振付与用の有機複合材料に加工助剤とともに一定の配合比で含まれている。
熱可塑性樹脂３５重量％（うち導電性微粒子２重量％）に、制振付与用の有機複合材料３５重量％と、層状のマイカ１３重量％と、針状の二酸化チタン微細粒子５重量％と、セルロースファイバー８重量％と、添加剤４重量％とを加えて温度１６０℃で混練し、熱ロールプレス成形後、厚さ０．１ｍｍでテストピースに合わせた大きさに切断して融着樹脂基材を得た。
そして、この融着樹脂基材を大きさ１０ｍｍ×２００ｍｍに切断して融着樹脂基材の試料を得た。
［ＣＦＲＴＰ積層体の作成］
対となる二つの本体樹脂基材の試料の間に一つの融着樹脂基材の試料を挟んで重ね、温度２４０℃、圧力２０Ｎ／ｍｍ2、時間６０秒で熱プレスを行い、厚さ０．７５ｍｍのＣＦＲＴＰ積層体の試料を得た（図３参照）。
対となる二つの本体樹脂基材の試料の間に一つの融着樹脂基材の試料を挟んで重ね、温度２４０℃、圧力２０Ｎ／ｍｍ2、時間６０秒で熱プレスを行い、厚さ０．７５ｍｍのＣＦＲＴＰ積層体の試料を得た（図３参照）。
＜実施例２＞
対となる二つの本体樹脂基材の試料の間に厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例１と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した。
対となる二つの本体樹脂基材の試料の間に厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例１と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した。
なお、この実施例２のＣＦＲＴＰ積層体の試料の厚さは０．９５ｍｍであった。
＜実施例３＞
三つの本体樹脂基材の試料を用い、対となる二つの本体樹脂基材の試料の間にそれぞれ厚さ０．１ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例１と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した（図４参照）。
三つの本体樹脂基材の試料を用い、対となる二つの本体樹脂基材の試料の間にそれぞれ厚さ０．１ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例１と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した（図４参照）。
なお、この実施例３のＣＦＲＴＰ積層体の試料の厚さは１．１３ｍｍであった。
＜実施例４＞
三つの本体樹脂基材の試料を用い、対となる二つの本体樹脂基材の試料の間にそれぞれ厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例３と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した。
三つの本体樹脂基材の試料を用い、対となる二つの本体樹脂基材の試料の間にそれぞれ厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例３と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した。
なお、この実施例４のＣＦＲＴＰ積層体の試料の厚さは１．６１ｍｍであった。
＜比較例１＞
実施例１〜４で使用したＴＰＵ系ＣＦＲＴＰ基材の試料を二つ重ね、温度２４０℃、圧力２０Ｎ／ｍｍ2、時間６０秒で熱プレスを行い、ＣＦＲＴＰ積層体の試料を得た。
実施例１〜４で使用したＴＰＵ系ＣＦＲＴＰ基材の試料を二つ重ね、温度２４０℃、圧力２０Ｎ／ｍｍ2、時間６０秒で熱プレスを行い、ＣＦＲＴＰ積層体の試料を得た。
なお、この比較例１のＣＦＲＴＰ積層体の試料の厚さは０．５０ｍｍであった。
＜実施例５＞
本体樹脂基材の試料として、マトリックスの熱可塑性樹脂がナイロン６６からなり、厚さ０．２５ｍｍの平板状のＣＦＲＴＰ基材（ＢＯＮＤ ＬＡＭＩＮＡＴＥＳ社製 ＴＥＰＥＸ dynalite201）を用いた。
本体樹脂基材の試料として、マトリックスの熱可塑性樹脂がナイロン６６からなり、厚さ０．２５ｍｍの平板状のＣＦＲＴＰ基材（ＢＯＮＤ ＬＡＭＩＮＡＴＥＳ社製 ＴＥＰＥＸ dynalite201）を用いた。
そして、対となる二つの本体樹脂基材の試料の間に実施例１で使用した厚さ０．１ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ね、温度２４０℃、圧力２０Ｎ／ｍｍ2、時間６０秒で熱プレスを行い、厚さ０．７２ｍｍのＣＦＲＴＰ積層体の試料を得た（図３参照）。
＜実施例６＞
対となる二つの本体樹脂基材の試料の間に厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例５と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した。
対となる二つの本体樹脂基材の試料の間に厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例５と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した。
なお、この実施例６のＣＦＲＴＰ積層体の試料の厚さは０．８９ｍｍであった。
＜実施例７＞
三つの本体樹脂基材の試料を用い、対となる二つの本体樹脂基材の試料の間にそれぞれ厚さ０．１ｍｍの本体樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例５と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した（図４参照）。
三つの本体樹脂基材の試料を用い、対となる二つの本体樹脂基材の試料の間にそれぞれ厚さ０．１ｍｍの本体樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例５と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した（図４参照）。
なお、この実施例３のＣＦＲＴＰ積層体の試料の厚さは１．０２ｍｍであった。
＜実施例８＞
三つの本体樹脂基材の試料を用い、対となる二つの本体樹脂基材の試料の間にそれぞれ厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例７と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した。
三つの本体樹脂基材の試料を用い、対となる二つの本体樹脂基材の試料の間にそれぞれ厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材の試料を挟んで重ねて熱プレスを行った以外は実施例７と同一の条件でＣＦＲＴＰ積層体の試料を作成した。
なお、この実施例８のＣＦＲＴＰ積層体の試料の厚さは１．４０ｍｍであった。
＜比較例２＞
実施例５〜８で使用したナイロン６６系ＣＦＲＴＰ基材を二つ重ね、温度２４０℃、圧力２０Ｎ／ｍｍ2、時間６０秒で熱プレスを行い、ＣＦＲＴＰ積層体の試料を得た。
実施例５〜８で使用したナイロン６６系ＣＦＲＴＰ基材を二つ重ね、温度２４０℃、圧力２０Ｎ／ｍｍ2、時間６０秒で熱プレスを行い、ＣＦＲＴＰ積層体の試料を得た。
なお、この比較例２のＣＦＲＴＰ積層体の試料の厚さは０．５９ｍｍであった。
＜評価＞
（１）実施例１〜８及び比較例１〜２の試料について、それぞれの表面を目視で観察して空隙の有無を確認した。
（１）実施例１〜８及び比較例１〜２の試料について、それぞれの表面を目視で観察して空隙の有無を確認した。
（２）実施例１〜８及び比較例１〜２の試料について、中央加振法（１０×２００×０．８ｍｍ １２．３５ｇ鋼板）によって損失係数（η）の周波数依存性を測定した。
測定系としては、発振器はＴｙｐｅ ２８２５、増幅器はＴｙｐｅ ２７１８、加振器はＴｙｐｅ ４８０９、加速度センサはＴｙｐｅ ８００１で構成されるシステムを用い（いずれもＢ＆Ｋ社製）、各機器の制御はパーソナルコンピュータを用いた。
この場合、共振周波数は、第１次〜第６次まで測定した。この損失係数（η）の測定結果を図８及び図９に示す。
＜評価結果＞
（１）実施例１〜８の試料は、その表面に空隙が殆ど見られなかったのに対し、比較例１〜２の試料は、その表面にかなりの空隙が見られた。
（１）実施例１〜８の試料は、その表面に空隙が殆ど見られなかったのに対し、比較例１〜２の試料は、その表面にかなりの空隙が見られた。
（２）ＣＦＲＴＰのマトリックスにＴＰＵを用いた実施例１〜４のＣＦＲＴＰ積層体は、約７０Ｈｚ〜約６０００Ｈｚの広い周波数領域において、比較例１のＣＦＲＴＰ積層体に比べて高い損失係数が得られた（図８参照）。
特に実施例３のＣＦＲＴＰ積層体（ＴＰＵ／Ｐ１／ＴＰＵ／Ｐ１／ＴＰＵ）では、約８０Ｈｚの周波数で２倍近くの損失係数が得られた（Ｐ１は厚さ０．１ｍｍの融着樹脂基材の意味、以下同）。
また、厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材を用いた実施例２のＣＦＲＴＰ積層体（ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ）では、約１２００Ｈｚの周波数で約４倍、約６０００Ｈｚの周波数で約６倍の損失係数が得られた（Ｐ３は厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材の意味、以下同）。
さらに、実施例４のＣＦＲＴＰ積層体（ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ）では、約４０００Ｈｚの周波数で約５．５倍の損失係数が得られた。
一方、ＣＦＲＴＰのマトリックスにナイロン６６を用いた実施例５〜実施例８のＣＦＲＴＰ積層体は、約７０Ｈｚ〜約６０００Ｈｚの広い周波数領域において、比較例２のＣＦＲＴＰ積層体に比べて高い損失係数が得られた（図９参照）。
特に実施例５のＣＦＲＴＰ積層体（Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ１／Ｎｙｌｏｎ６６）では、約７０Ｈｚの周波数で３倍近くの損失係数が得られた。
また、厚さ０．３ｍｍの融着樹脂基材を用いた実施例６のＣＦＲＴＰ積層体（Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ３／Ｎｙｌｏｎ６６）では、約５００Ｈｚの周波数で約６倍、約１２００Ｈｚの周波数で８倍近く、約６０００Ｈｚの周波数で５倍以上の損失係数が得られた。
さらに、実施例８のＣＦＲＴＰ積層体（Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ３／Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ３／Ｎｙｌｏｎ６６）では、約４０００Ｈｚの周波数で３倍以上の損失係数が得られた。
（３）応力−ひずみ曲線
実施例２〜４及び実施例６〜８で得られた試料について、引張試験装置（島津製作所製 万能材料試験機 島津オートグラフ ＤＣＳ−５０００）を用い、応力とひずみの関係を測定した。
実施例２〜４及び実施例６〜８で得られた試料について、引張試験装置（島津製作所製 万能材料試験機 島津オートグラフ ＤＣＳ−５０００）を用い、応力とひずみの関係を測定した。
この場合、試験片としては、ＡＳＴＭ Ｄ３０３９に基づき、幅０．５インチのものを用い、標点間距離は１０インチとした（１インチ＝２．５４ｃｍ）。
測定結果を図１０、図１１に示す。
図１０のグラフから実施例２〜４のＣＦＲＴＰ積層体の引張強度を求めると、実施例２（ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ）が２６５Ｇｐａ、実施例３（ＴＰＵ／Ｐ１／ＴＰＵ／Ｐ１／ＴＰＵ）が２７５Ｇｐａ、実施例４（ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ）が２０８Ｇｐａであった。
図１０のグラフから実施例２〜４のＣＦＲＴＰ積層体の引張強度を求めると、実施例２（ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ）が２６５Ｇｐａ、実施例３（ＴＰＵ／Ｐ１／ＴＰＵ／Ｐ１／ＴＰＵ）が２７５Ｇｐａ、実施例４（ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ）が２０８Ｇｐａであった。
また、図１０のグラフから実施例２〜４のＣＦＲＴＰ積層体の引張弾性率を求めると、実施例２（ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ）が１４．５Ｇｐａ、実施例３（ＴＰＵ／Ｐ１／ＴＰＵ／Ｐ１／ＴＰＵ）が２３．５Ｇｐａ、実施例４（ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ／Ｐ３／ＴＰＵ）が１４．５Ｇｐａであった。
一方、図１１のグラフから実施例６〜８のＣＦＲＴＰ積層体の引張強度を求めると、実施例６（Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ３／Ｎｙｌｏｎ６６）が２０９Ｇｐａ、実施例７（Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ１／Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ１／Ｎｙｌｏｎ６６）が３２６Ｇｐａ、実施例８（Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ３／Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ３／Ｎｙｌｏｎ６６）が２４５Ｇｐａであった。
また、図１１のグラフから実施例６〜８のＣＦＲＴＰ積層体の引張弾性率を求めると、実施例６（Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ３／Ｎｙｌｏｎ６６）が１８．４Ｇｐａ、実施例７（Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ１／Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ１／Ｎｙｌｏｎ６６）が２３．３Ｇｐａ、実施例８（Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ３／Ｎｙｌｏｎ６６／Ｐ３／Ｎｙｌｏｎ６６）が１７．４Ｇｐａであった。
ところで、ＢＯＮＤ ＬＡＭＩＮＡＴＥＳ社の公表された資料によると、実施例２〜４に用いた、マトリックス樹脂がＴＰＵからなるＣＦＲＴＰ基材の力学特性については、引張強度が７１０ＭＰａで、引張弾性率が４８ＧＰａとなっている。
また、同資料によると、実施例６〜８に用いた、マトリックス樹脂がナイロン６６からなるＣＦＲＴＰ基材の力学特性については、引張強度が７８５ＭＰａで、引張弾性率が５３ＧＰａとなっている。
一方、実施例２〜４及び実施例６〜８に用いた融着樹脂基材は、本発明者が発明したもので（特許第６１８０１４８号参照）、その力学特性については、引張強度が約７０ＭＰａで、引張弾性率が約０．２ＧＰａであるという結果を得ている。
これらのデータから、実施例２〜４及び実施例６〜８のＣＦＲＴＰ積層体の力学特性について見てみると、実施例２〜４及び実施例６〜８のＣＦＲＴＰ積層体の引張強度及び引張弾性率は、ＣＦＲＴＰ基材には及ばないものの、ＣＦＲＴＰ基材と同じ桁数（オーダー）の値となっている。
一方、実施例２〜４及び実施例６〜８のＣＦＲＴＰ積層体の引張強度及び引張弾性率は、融着樹脂基材の引張強度及び引張弾性率よりはるかに大きく、具体的には、引張強度が一桁以上大きく、引張弾性率が二桁以上大きい。
これらの結果からすると、実施例２〜４及び実施例６〜８のＣＦＲＴＰ積層体の力学特性については、ＣＦＲＴＰ基材の力学特性が相当程度関与していると推察される。
その一方、上述したように、融着樹脂基材を積層させた実施例１〜８のＣＦＲＴＰ積層体の損失係数は、引張弾性率が２倍以上のＣＦＲＴＰ基材のみを積層させた比較例１、２に比べ、約２倍近くから約８倍近くという高い損失係数が得られている（段落［０１２９］〜［０１４９］参照）。
以上の結果から、本発明においては、制振性を有する融着樹脂基材をＣＦＲＴＰ基材に積層させることによって、ＣＦＲＴＰ基材の優れた力学特性を損なうことなく卓越した制振性を与えることができることが明らかになった。
以上より、本発明の効果を実証することができた。
１…ＣＦＲＴＰ積層体、２…本体樹脂基材、３…融着樹脂層、３ａ…融着樹脂基材、３ｂ…隆起部、４…マトリックス樹脂、５…炭素繊維、６…空隙、１２…マトリックスとなる熱可塑性樹脂、１３…針状の二酸化チタン粒子、１４…セルロースからなる圧電性繊維、１５…無機材料からなる扁平状のフィラー、１６…導電性微粒子
Claims (6)
- 熱可塑性樹脂をマトリックスとする連続繊維のＣＦＲＴＰからなる本体樹脂基材と、
前記本体樹脂基材に融着している融着樹脂層（発泡体層を除く）とを備え、
前記融着樹脂層が、マトリックスとなる前記熱可塑性樹脂中に、針状の二酸化チタン粒子と、セルロースからなる圧電性繊維とが混合された複合材料からなり、
前記融着樹脂層の厚さが、０．１ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下であり、
前記融着樹脂層が、融着している前記本体樹脂基材の熱可塑性樹脂の融点以下の熱可塑性樹脂を有し、
前記本体樹脂基材に形成されている空隙の開口部が前記融着樹脂層の熱可塑性樹脂によって塞がれているＣＦＲＴＰ積層体。 - 前記本体樹脂基材を複数有し、対となる当該本体樹脂基材の間に前記融着樹脂層が配置されている請求項１記載のＣＦＲＴＰ積層体。
- 前記対となる本体樹脂基材を複数有する請求項２記載のＣＦＲＴＰ積層体。
- 前記本体樹脂基材の熱可塑性樹脂が、ナイロン６、ナイロン６６、ポリフェニレンスルファイド、熱可塑性ポリウレタン、ポリオレフィン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種以上の熱可塑性樹脂からなる請求項１乃至３のいずれか１項記載のＣＦＲＴＰ積層体。
- 前記融着樹脂層の熱可塑性樹脂が、ポリ乳酸、ポリウレタン、アクリル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテル、酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−メタアクリレート共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン−ビニルポリジエン共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン及び塩素化ポリブチレンからなる群から選択される少なくとも１種以上の熱可塑性樹脂からなる請求項１乃至４のいずれか１項記載のＣＦＲＴＰ積層体。
- 連続繊維のＣＦＲＴＰからなる本体樹脂基材と、融点が前記本体樹脂基材以下の熱可塑性樹脂を有し、厚さが、０．１ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下であり、マトリックスとなる前記熱可塑性樹脂中に、針状の二酸化チタン粒子およびセルロースからなる圧電性繊維が混合された複合材料からなる融着樹脂基材（発泡体層を除く）とを用意し、
前記本体樹脂基材と前記融着樹脂基材とを重ね、前記融着樹脂基材の熱可塑性樹脂の融点以上の温度で熱プレスすることにより、前記本体樹脂基材に前記融着樹脂基材を融着させる工程を有するＣＦＲＴＰ積層体の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019219287 | 2019-12-04 | ||
| JP2019219287 | 2019-12-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021091204A JP2021091204A (ja) | 2021-06-17 |
| JP6977942B2 true JP6977942B2 (ja) | 2021-12-08 |
Family
ID=76311468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020098629A Active JP6977942B2 (ja) | 2019-12-04 | 2020-06-05 | Ｃｆｒｔｐ積層体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6977942B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023181645A1 (ja) * | 2022-03-24 | 2023-09-28 | 東レ株式会社 | 繊維強化樹脂構造体および繊維強化樹脂構造体の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012051151A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Toray Ind Inc | 繊維強化成形体 |
| JP5944735B2 (ja) * | 2012-04-27 | 2016-07-05 | 三菱樹脂株式会社 | 炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法 |
| JP6231740B2 (ja) * | 2012-12-07 | 2017-11-15 | 三菱ケミカル株式会社 | 成形品とその製造方法 |
| WO2014155786A1 (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | 木曾興業株式会社 | 複合制振材料 |
| JP6256012B2 (ja) * | 2014-01-08 | 2018-01-10 | 王子ホールディングス株式会社 | 多層成形品 |
| JP7109897B2 (ja) * | 2017-10-12 | 2022-08-01 | 三井化学株式会社 | 積層型外装材 |
-
2020
- 2020-06-05 JP JP2020098629A patent/JP6977942B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021091204A (ja) | 2021-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cunningham et al. | Development of bipolar plates for fuel cells from graphite filled wet-lay material and a thermoplastic laminate skin layer | |
| EP2716441B1 (en) | Joined body | |
| US5916659A (en) | Composites of fluoropolymers with thermally non-adherent non-fluoropolymers and methods for producing the same | |
| US7365121B2 (en) | Highly conductive thermoplastic composites for rapid production of fuel cell bipolar plates | |
| Chavez et al. | Electrical and mechanical tuning of 3D printed photopolymer–MWCNT nanocomposites through in situ dispersion | |
| KR101238667B1 (ko) | 그래핀 탄소섬유발열지를 이용한 양면 함침형 면상발열체의 제조방법 | |
| JP6962546B2 (ja) | 板状成形体およびその製造方法 | |
| CN112272692B (zh) | 导电粘合剂 | |
| JP2008041298A (ja) | 柔軟性ｐｔｃ発熱体 | |
| CN102802943B (zh) | 复合材料的改进 | |
| JP6977942B2 (ja) | Ｃｆｒｔｐ積層体及びその製造方法 | |
| JP2012500142A5 (ja) | ||
| US5173362A (en) | Composite substrate for bipolar electrodes | |
| JP6099096B2 (ja) | 複合圧電素子 | |
| JP2020145408A (ja) | 圧電素子および圧電素子シート | |
| US20060084750A1 (en) | Compression moldable composite bipolar plates with high through-plane conductivity | |
| Zaaba et al. | A review: metal filled thermoplastic composites | |
| de Souza Vieira et al. | Influence of particle size and glassy carbon content on the thermal, mechanical, and electrical properties of PHBV/glassy carbon composites | |
| WO2014155786A1 (ja) | 複合制振材料 | |
| JP6180148B2 (ja) | 複合制振材料 | |
| JP6574667B2 (ja) | 熱伝導シート、熱伝導シート積層体及び熱伝導シート成形体 | |
| JP2006278202A (ja) | 高分子発熱体及びその製造方法 | |
| JP2007227280A (ja) | 柔軟性ｐｔｃ発熱体 | |
| US6194050B1 (en) | Composites of fluropolymers with thermally non-adherent non-fluoropolymers | |
| JP4161893B2 (ja) | 発熱体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20200820 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201030 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20201030 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201109 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201109 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20201225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210224 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210421 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210706 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210906 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211019 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211028 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6977942 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |