JPWO2017209300A1 - シート及び棒状部材 - Google Patents
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Abstract
Description
前記第1の主面を構成している第1の樹脂含浸繊維シートと、
前記第2の主面を構成している第2の樹脂含浸繊維シートと、
前記第1の樹脂含浸繊維シートと前記第2の樹脂含浸繊維シートとの間に充填された樹脂組成物層と、
を備えている。
前記第1の樹脂含浸繊維シートは、
前記第1の方向に沿って延びる第1の繊維と、
前記第1の方向とは異なる第2の方向に沿って延びる第2の繊維と、
を含み、
前記第1の繊維の繊維密度が、前記第2の繊維の繊維密度よりも高いことが好ましい。
前記樹脂組成物層に含まれる樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレン共重合体、ナイロン樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂及びポリ塩化ビニル樹脂からなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂を含むことが好ましい。
なお、本発明において、「透光性を有する」とは、可視波長域(450nm〜650nm)における平均光透過率が30%以上であることをいう。
以下、本発明のシートを実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
図1は、第1の実施形態に係るシートの模式的斜視図である。図2は、図1の線II−IIにおける模式的断面図である。
第1の樹脂含浸繊維シート11は、樹脂が含浸した繊維シートである。第1の樹脂含浸繊維シート11の繊維シートは、繊維を含むシートである限りにおいて、特に限定されない。
第2の樹脂含浸繊維シート12は、樹脂が含浸した繊維シートである。第2の樹脂含浸繊維シート12の繊維シートは、繊維を含むシートである限りにおいて、特に限定されない。
樹脂組成物層13は、第1の樹脂含浸繊維シート11と第2の樹脂含浸繊維シート12との間に充填されている。樹脂組成物層13は、第1の樹脂含浸繊維シート11と第2の樹脂含浸繊維シート12とのそれぞれに接合されている。樹脂組成物層13は、樹脂のみからなるものであってもよいし、繊維やフィラー等を含む樹脂組成物からなるものであってもよい。樹脂組成物層13に繊維やフィラーを含有させることにより、樹脂組成物層13に種々の機能を付与することができる。例えば、樹脂組成物層13にチョップド繊維等を含ませることにより、樹脂組成物層13、ひいてはシート1の強度を向上することができる。例えば、樹脂組成物層13にランダムな方向に沿って延びる複数の繊維を含ませることにより、シート1のx軸方向及びy軸方向の両方における剛性を向上することができる。なお、チョップド繊維は、例えば、樹脂含浸繊維シート11,12の切れ端等を細かく粉砕した際に得られたものであってもよい。
シート1は、種々の方法により製造することができる。例えば、シート1は、第1の樹脂含浸繊維シート11と、樹脂組成物層13を構成するための樹脂シートと、第2の樹脂含浸繊維シート12とを積層した状態で加熱プレスすることによりシート1を製造することができる。また、第1の樹脂含浸繊維シート11と、第2の樹脂含浸繊維シート12との間に、樹脂組成物層13を押出機を用いてシート状に押出して、挟むことによって、積層体を製造することができる。加熱プレス法や押出成形法等によりシート1を製造する場合、樹脂組成物層13を構成するための樹脂シートを一旦溶融させる必要があるため、樹脂シートが溶融するような温度以上にまで加熱する必要がある。樹脂シートが溶融状態となる温度は、樹脂シートの材料によって異なるが、一般的には、成形時に250℃程度にまで加熱することが好ましい。
上記の様なシートにおいては、例えば、凸部内に空隙が生じたり、樹脂含浸繊維シートと樹脂組成物層との密着性が低い場合には、得られるシートの耐衝撃性が低くなる場合がある。これに対して、本実施形態に係るシートでは、次のように構成している。
上記シート1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。上記シート1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。上記シート1は、風車翼用、船舶用の補強材に好適に用いられる。また、上記シートは、止水板や天然ガス用パイプラインの補強部材として用いることもできる。
上記シート1は、耐衝撃性及び剛性の観点から風車翼に用いられることが好ましい。風車翼の好ましい形態では、風車翼本体と、上記シート1により形成された繊維樹脂部と、を備える。すなわち、この風車翼では、上記風車翼本体の表面に、上記繊維樹脂部が取り付けられている。上記繊維樹脂部の脱離を効果的に抑える観点からは、上記風車翼では、上記シート1と風車翼本体の接着のために、上記風車翼本体の表面に、接着剤又は樹脂を介してシート1が取り付けられていることが好ましい。
船舶の船体(ハル)を補強する構造としてハット構造が用いられている。ハット構造とは、船体を構成している外板に複数個の断面矩形状の突条部を一体的に設けた構成である。このような船舶に対し外板と突上部との接続部分の補強や、船底部に、本シートを用いることで、長期間に亘って安定的な強度を維持することができるため、好ましい。
次に、本発明に係るシートの第2の実施形態について、図3及び図4を参照しつつ、説明する。図3は、第2の実施形態に係るシートの模式的斜視図である。図4は、図3の線IV−IVにおける模式的断面図である。但し、以下では、主として、第1の実施形態との相違点について説明する。したがって、第1の実施形態と同じ構成については、特に断りのない限り、説明を省略する。この点は、後述する第3〜第7の実施形態についても同様である。
図5は、第3の実施形態に係るシートの模式的平面図である。
図6は、第4の実施形態に係るシートの模式的斜視図である。図7は、図6の線VII−VIIにおける模式的断面図である。
図8は、第5の実施形態に係るシートの模式的斜視図である。図9は、図8の線IX−IXにおける模式的断面図である。
次に、本発明に係るシートの第6実施形態について説明する。第6実施形態に係るシートは、第1実施形態に係るシートと同様の積層構造を有している。すなわち、第6実施形態に係るシートは、図1及び図2に示すように、第1の樹脂含浸繊維シート11と、第2の樹脂含浸繊維シート12と、樹脂組成物層13とを有する。シート1は、第1の樹脂含浸繊維シート11と、樹脂組成物層13と、第2の樹脂含浸繊維シート12との積層体である。また、外観上もほぼ同様に、第1の主面1aと、第2の主面1bとを有する。第1の主面1aは平坦に設けられている一方、第2の主面1bは、y軸方向に沿って延びる複数の線状凸部2を有する。複数の線状凸部2のそれぞれは、y軸方向において、第2の主面1bの一方側端部から他方側端部に至るように設けられている。以下では、第6実施形態に係るシートについて、図1及び図2を参照しつつ、第1実施形態との相違点を中心に説明する。また、製造方法についても第1実施形態と概ね同じであるため、説明を省略する。
第1の樹脂含浸繊維シート11は、相互に異なる方向に沿って延びる繊維を含んでいる。具体的には、第1の樹脂含浸繊維シート11は、第1の方向に沿って延びる第1の繊維と、第1の方向とは異なる方向に沿って延びる第2の繊維とを含んでいる。本実施形態では、具体的には、第1の樹脂含浸繊維シート11は、y軸方向(第1の方向)に沿って延びる第1の繊維と、y軸方向に垂直なx軸方向(第2の方向)に沿って延びる第2の繊維とを含んでいる。線状凸部2の延びる方向であるy軸方向に延びる第1の繊維密度が、線状凸部2の延びる方向に対して垂直なx軸方向に延びる第2の繊維の繊維密度より高い。
以上説明したように、シート1では、第1の方向(y軸方向)に沿って延びる線状凸部2が設けられている。このため、シート1は、第1の方向(y軸方向)における高い剛性を有する。また、シート1では、第1の樹脂含浸繊維シート11が、第1の方向に沿って延びる第1の繊維と、第1の方向とは異なる第2の方向に沿って延びる第2の繊維とを含み、第1の繊維の繊維密度が、第2の繊維の繊維密度よりも高い。このため、第1の方向(y軸方向)における剛性がさらに高められている。なお、第1の繊維の延びる第1の方向と、第2の繊維の延びる第2の方向とは、必ずしも直交していなくてもよく、少なくとも異なる向きとなるように交差していればよい。
第7の実施形態に係るシートは、上述した第5の実施形態に係るシートの外観と概ね同じであるが、第1の樹含浸繊維シート11及び第2の樹脂含浸繊維シート12、及び樹脂組成物層13の構成は、第6の実施形態と同じである。したがって、以下では、図8及び図9を参照しつつ説明する。
以下、本発明に係る棒状部材を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
図10は、棒状部材の第1の実施形態の模式的斜視図である。図11は、図11の線II−IIにおける模式的断面図である。
本体10は、板状部材に取り付けられる設置面11を有する棒状の部材である。具体的には、本実施形態では、本体10は、横断面形状が矩形状である角柱である。本体10は、設置面11を構成している側面と、第1の側面12と、第2の側面13と、第3の側面14との4つの側面を有する。第1の側面12は、設置面11と対向している。第2の側面13は、第3の側面14と対向している。
樹脂含浸繊維シート20は、本体10の側面のうち、設置面11を除いた部分の少なくとも一部に接合されている。具体的には、本実施形態では、樹脂含浸繊維シート20は、第1〜第3の側面12〜14に接合されている。このため、棒状部材1の強度や耐衝撃性がより高められている。より具体的には、本実施形態では、1枚の樹脂含浸繊維シート20が、第2の側面13、第1の側面12及び第3の側面14の3つの側面に跨がるように設けられている。換言すれば、本実施形態では、1枚の樹脂含浸繊維シート20が、第1の側面12を挟んで、第2の側面13及び第3の側面14に跨がるように設けられている。このため、棒状部材1の強度や耐衝撃性がさらに高められている。
棒状部材1は、種々の方法により製造することができる。例えば、棒状部材1は、加熱プレス法や押出成形法等により成形することができる。
上記のような棒状部材では、例えば、本体内に空隙が生じたり、樹脂含浸繊維シートと本体との密着性が低い場合には、得られる棒状部材の耐衝撃性が低くなる場合がある。これに対して、本実施形態に係る棒状部材は、次のように構成されている。
次に、本発明に係る棒状部材の第2の実施形態について、図12を参照しつつ、説明する。図12は、第2の実施形態に係る棒状部材の模式的斜視図である。但し、以下では、主として、第1の実施形態との相違点について説明する。したがって、第1の実施形態と同じ構成については、特に断りのない限り、説明を省略する。この点は、後述する第3〜第5の実施形態についても同様である。
図13は、第3の実施形態に係る棒状部材の模式的斜視図である。
図14は、第4の実施形態に係る棒状部材の模式的斜視図である。図15は、図14の線VI−VIにおける模式的断面図である。
図16は、第5の実施形態に係る棒状部材の模式的斜視図である。図17は、図16の線IX−IXにおける模式的断面図である。
1、1A、1B、1C、1D シート
1a 第1の主面
1b 第2の主面
2 凸部
3 発泡体
4 空洞
11 第1の樹脂含浸繊維シート
12 第2の樹脂含浸繊維シート
13 樹脂組成物層
1a、1b、1c :棒状部材
10 :本体
10a :空洞
11 :設置面
12 :第1の側面
13 :第2の側面
14 :第3の側面
20 :樹脂含浸繊維シート
Claims (16)
- 第1の主面と、少なくとも1つの凸部を有する第2の主面とを有するシートであって、
前記第1の主面を構成している第1の樹脂含浸繊維シートと、
前記第2の主面を構成している第2の樹脂含浸繊維シートと、
前記第1の樹脂含浸繊維シートと前記第2の樹脂含浸繊維シートとの間に充填された樹脂組成物層と、
を備えている、シート。 - 前記第1及び第2の樹脂含浸繊維シートに含まれる樹脂の250℃、剪断速度100s−1における溶融粘度が、前記樹脂組成物層に含まれる樹脂の同溶融粘度よりも低い、請求項1に記載のシート。
- 前記第1及び第2の樹脂含浸繊維シートに含まれる樹脂の250℃、剪断速度100s−1における溶融粘度が、前記樹脂組成物層に含まれる樹脂の同溶融粘度よりも300Pa.S以上低い、請求項2に記載のシート。
- 前記凸部は、第1の方向に沿って延びる線状に形成され、
前記第1の樹脂含浸繊維シートは、
前記第1の方向に沿って延びる第1の繊維と、
前記第1の方向とは異なる第2の方向に沿って延びる第2の繊維と、
を含み、
前記第1の繊維の繊維密度が、前記第2の繊維の繊維密度よりも高い、請求項1に記載のシート。 - 前記第1の繊維の繊維密度をAとし、前記第2の繊維の繊維密度をBとしたときに、1.1≦A/B≦9.0である、請求項4に記載のシート。
- 前記第2の方向が、前記第1の方向に垂直である、請求項4または5に記載のシート。
- 前記第1及び第2の樹脂含浸繊維シートに含まれる樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレン共重合体、ナイロン樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及びポリカーボネイト樹脂からなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂を含み、
前記樹脂組成物層に含まれる樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレン共重合体、ナイロン樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂及びポリ塩化ビニル樹脂からなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂を含む、請求項1から6のいずれかに記載のシート。 - 前記第2の樹脂含浸繊維シートは、前記第1の方向に沿って延びる繊維を含む、請求項1から7のいずれかに記載のシート。
- 前記第2の樹脂含浸繊維シートは、前記第2の方向に沿って延びる繊維を含む、請求項1から7のいずれかに記載のシート。
- 透光性を有する、請求項1から9のいずれかに記載のシート。
- 前記樹脂組成物層が繊維を含んでいる、請求項1から10のいずれかに記載のシート。
- 前記第1及び第2の樹脂含浸繊維シートが熱可塑性樹脂を含む、請求項1から11のいずれかに記載のシート。
- 前記樹脂組成物層の少なくとも前記凸部内に位置する部分が発泡体である、請求項1から12のいずれかに記載のシート。
- 設置面を側面に有し、樹脂組成物からなる棒状の本体と、
前記本体の側面のうちの前記設置面を除いた部分の少なくとも一部に接合された樹脂含浸繊維シートと、
を備え、
前記樹脂含浸繊維シートに含まれる樹脂の250℃、剪断速度100s−1における溶融粘度が、前記本体に含まれる樹脂の同溶融粘度よりも低い、棒状部材。 - 前記樹脂含浸繊維シートは、前記本体の側面のうちの前記設置面を除いた部分の全体に接合されている、請求項14に記載の棒状部材。
- 前記本体は、横断面形状が矩形状の角柱であり、
前記樹脂含浸繊維シートは、前記本体の4つの側面のうち、前記設置面を構成している側面を除く3つの側面に接合されている、請求項14または15に記載の棒状部材。
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