JPWO2019044801A1 - 積層体、車載用電池収容体及び車載用電池収容体の製造方法 - Google Patents

積層体、車載用電池収容体及び車載用電池収容体の製造方法 Download PDF

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Abstract

軽量化と耐火性の２つの要求を同時に満たすことができる積層体、車載用電池収容体、車載用電池収容体の製造方法を提供することを目的として、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる第１の層５１と不燃性又は難燃性の不織布からなる第２の層５２とを少なくとも有する積層体５であって、第１の層５１と第２の層５２とは、第１の層５１の樹脂の少なくとも一部が溶融して第２の層５２と結合して一体化された一体成形品である。車載用電池収容体１は、車載用電池３を収容する収容体２、４の少なくとも一部が積層体５により構成され、第１の層５１と第２の層５２の少なくとも２つの層を積層した後、同時に一体成形することにより、第１の層５１の樹脂の少なくとも一部を溶融させて第２の層５２と結合させる。

Description

本発明は、積層体、車載用電池収容体及び車載用電池収容体の製造方法に関する。
ハイブリッド車、電気自動車等の車両には、内部に複数のバッテリモジュールを有する電池収容体が搭載されている。電池収容体は、複数のバッテリモジュールを収容するトレイと、トレイの上方を覆うカバーとで構成される。一般に、これらのトレイとカバーは、樹脂、鋼板パネル又はアルミパネルによって形成され、所定の強度と剛性を担保している。
特開２０００−３４８６９５号公報
近年、車両の安全性の観点から、車載用の電池収容体にも所定の耐火性能が要求されている。また、近年の省燃費化の要請から、電池収容体の軽量化も求められており、その対応も必要となってきた。
電池収容体のトレイやカバーを構成する材料としては、所定の機械的強度を確保すると同時に軽量化を図る観点から、アルミやＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）が考えられる。しかし、アルミは鉄に対して融点が低いため、耐火性確保のためには板厚を厚くする必要があり、重量が増加してしまう。一方、ＣＦＲＰは、軽量化には有利であるが、樹脂であるために燃え易い。従って、いずれの材料も、軽量化と耐火性の２つの要求を同時に満たすことが困難である。
また、アルミとＣＦＲＰを積層した積層体の使用も考えられる。しかしながら、これら異種の材料を積層するには、材料間に接着剤を塗布して接着したり、リベット等の締結部材を用いて締結したりする必要がある。このため、積層体の作製が煩雑であり、製造コストの増加を招く問題がある。しかも、接着剤や締結部材の使用は、重量が嵩む問題もある。従って、軽量化と耐火性の２つの要求を同時に満たすことができ、尚且つ容易に作製できる耐火性収容体用の素材及び車載用電池収容体が要望されていた。
そこで、本発明は、耐火性があり、軽量で、容易に作製できる積層体を提供することを目的とする。
また、本発明は、耐火性があり、軽量で、容易に作製できる車載用電池収容体を提供することを目的とする。
更に、本発明は、耐火性があり、軽量な車載用電池収容体を容易に作製できる車載用電池収容体の製造方法を提供することを目的とする。
（１） 本発明に係る積層体は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる第１の層（例えば、後述の第１の層５１）と不燃性又は難燃性の不織布からなる第２の層（例えば、後述の第２の層５２）とを少なくとも有する積層体（例えば、後述の積層体５）であって、前記第１の層と前記第２の層とは、前記第１の層の樹脂の少なくとも一部が溶融して前記第２の層と結合して一体化された一体成形品である。
（１）の発明によれば、第１の層と第２の層とを、例えば接着剤を用いて接着一体化したり、リベット等の締結部材を用いて締結一体化したりする必要がないため、不燃性又は難燃性の不織布により構成される第２の層が発揮する耐火性を備え、軽量で容易に作製可能な積層体を提供することができる。
（２） （１）に記載の積層体において、前記熱可塑性樹脂又は前記熱硬化性樹脂は、強化繊維樹脂であってもよい。
（２）の発明によれば、第１の層の強度を向上させることができるので、この第１の層と第２の層とが結合一体化された積層体の強度及び耐久性を向上させることができる。
（３） （１）又は（２）に記載の積層体において、前記不織布は、ガラス繊維、炭素繊維又は黒鉛繊維の少なくともいずれか１つによって形成されるものであってもよい。
（３）の発明によれば、不織布の強度向上を図ることができ、第１の層と結合一体化されることにより、積層体の強度及び耐久性を更に向上させることができる。
（４） 本発明に係る車載用電池収容体（例えば、後述の車載用電池収容体１）は、車載用電池（例えば、後述のバッテリモジュール３）を収容する収容体（例えば、後述のトレイ２、カバー４）の少なくとも一部が、（１）〜（３）のいずれかに記載の積層体により構成される。
（４）の発明によれば、不燃性又は難燃性の不織布により構成される第２の層が発揮する耐火性を備え、軽量で容易に作製可能な車載用電池収容体を提供することができる。
（５） （４）に記載の車載用電池収容体において、前記収容体は、前記積層体により形成されるトレイ（例えば、後述のトレイ２）及びカバー（例えば、後述のカバー４）を有し、前記トレイ及び前記カバーの少なくともいずれかのうち、内側表面と外側表面の少なくともいずれかが前記第２の層であってもよい。
（５）の発明によれば、耐火性が要求される面の向きに応じて積層体の第２の層を配置させることができる。
（６） 本発明に係る車載用電池収容体の製造方法は、車載用電池（例えば、後述のバッテリモジュール３）を収容する収容体（例えば、後述のトレイ２、カバー４）の少なくとも一部が積層体（例えば、後述の積層体５）により構成される車載用電池収容体の製造方法であって、前記積層体を、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる第１の層（例えば、後述の第１の層５１）と、不燃性又は難燃性の不織布からなる第２の層（例えば、後述の第２の層）との少なくとも２つの層を積層した後、同時に一体成形し、前記第１の層の樹脂の少なくとも一部を溶融させて前記第２の層と結合させることによって形成する。
（６）の発明によれば、不燃性又は難燃性の不織布により構成される第２の層が発揮する耐火性を備えた軽量な車載用電池収容体を容易に作製可能な製造方法を提供することができる。
（７） （６）に記載の車載用電池収容体の製造方法において、前記第２の層をプレス成形型（例えば、後述の雄金型６１、雌金型６２）にセットし、前記第２の層の上に前記第１の層をセットし、その後、両者を同時にプレスして一体成形するものであってもよい。
（７）の発明によれば、積層体の第１の層と第２の層をプレス成形型によって１工程で積層一体化することができるので、第１の層と第２の層を積層するための工数を削減でき、不織布からなる第２の層が外側表面となる熱可塑性樹脂製の車載用電池収容体を容易に形成することができると共に製造コストを低減することができる。
（８） （６）に記載の車載用電池収容体の製造方法において、前記第１の層をプレス成形型にセットし、前記第１の層の上に前記第２の層をセットし、その後、両者を同時にプレスして一体に成形するものであってもよい。
（８）の発明によれば、積層体の第１の層と第２の層をプレス成形型によって１工程で積層一体化することができるので、第１の層と第２の層を積層するための工数を削減でき、不織布からなる第２の層が内側表面となる熱硬化性樹脂製の車載用電池収容体を容易に形成することができると共に製造コストを低減することができる。
（９） （６）に記載の車載用電池収容体の製造方法において、前記第２の層をプレス成形型にセットし、前記第２の層の上に前記第１の層をセットし、前記第１の層の上に更に前記第２の層をセットし、その後、三者を同時にプレスして一体に成形するものであってもよい。
（９）の発明によれば、第２の層／第１の層／第２の層の３つの層を同時にプレスして一体に成形するので、３層の積層体を１工程で積層一体化することができ、積層のための工数を削減できるため、内部及び外部のいずれに対しても耐火性を有する車載用電池収容体を容易に形成することができると共に製造コストを低減することができる。
本発明によれば、耐火性があり、軽量で、容易に作製できる積層体を提供することができる。
また、本発明によれば、耐火性があり、軽量で、容易に作製できる車載用電池収容体を提供することができる。
更に、本発明によれば、耐火性があり、軽量な車載用電池収容体を容易に作製することができる車載用電池収容体の製造方法を提供することができる。
本発明に係る積層体によって形成された車載用電池収容体の一例を示す斜視図である。 本発明に係る積層体の一例を示す拡大断面図である。 本発明に係る積層体の他の一例を示す拡大断面図である。 プレス成形機を用いて車載用電池収容体のトレイ及びカバーを製造する工程の一例を説明する図である。 プレス成形機を用いて車載用電池収容体のトレイ及びカバーを製造する工程の他の一例を説明する図である。 プレス成形機を用いて車載用電池収容体のトレイ及びカバーを製造する工程の更に他の一例を説明する図である。 耐火試験の結果を示すグラフである。 耐火試験方法の説明図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る積層体によって形成された車載用電池収容体の一例を示す斜視図である。
本実施形態に示す車載用電池収容体１は、例えば電気自動車のフロアパネルの下側に配設されるものであり、トレイ２と、トレイ２内に収容される車載用電池としての複数個のバッテリモジュール３と、トレイ２の上方を覆うカバー４と、から構成される。なお、図１は、カバー４を外した状態を示している。
トレイ２は、略平板皿状に形成され、その内部に、互いに交差する方向に沿って配置された補強部材としての複数本のクロスメンバ２１、２２を有している。
バッテリモジュール３は、複数個の平板状のバッテリセル（図示せず）が積層されて直方体状に形成されている。バッテリモジュール３の長手方向に隣り合う２個のバッテリモジュール３同士が、連結部材２３によって連結され、この連結部材２３を介してクロスメンバ２２に固定されている。この車載用電池収容体１において、連結部材２３によって連結された２個のバッテリモジュール３の組が、バッテリモジュール３の短手方向に５組並設されることによって、合計１０個のバッテリモジュール３が、トレイ２の内部にマトリックス状に固定されている。
カバー４は、トレイ２の平面形状と略同形状の略平板皿状に形成されている。カバー４は、トレイ２の上面に複数のボルト４１（図１では１つのボルト４１のみを示している。）によって取り付けられることにより、トレイ２と各バッテリモジュール３の上方を覆う。これにより、トレイ２とカバー４とで構成される収容体の内部空間に各バッテリモジュール３が収容される。
この車載用電池収容体１において、トレイ２及びカバー４の少なくとも一部が、好ましくはトレイ２及びカバー４の全体が、耐火性収容体用の積層体によって形成されている。以下、この積層体について説明する。
図２は、本発明に係る積層体の一例を示す拡大断面図である。積層体５は、第１の層５１と第２の層５２の少なくとも２つの層を有し、これら第１の層５１と第２の層５２が積層一体化された一体成形品である。
第１の層５１は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなるシート状の樹脂によって構成される層であり、専ら積層体５が所定形状の耐火性収容体とされた際に形状保持性を付与する。一方、第２の層５２は、不燃性又は難燃性の不織布によって構成される層であり、積層体５が所定形状の耐火性収容体とされた際に断熱、遮炎効果による所定の耐火性を付与する。この耐火性を発揮する第２の層５２は、不織布であるため、軽量な積層体５を構成することができる。
第１の層５１と第２の層５２は、積層された状態で、第１の層５１を構成する樹脂が溶融して第２の層５２と結合することによって一体化している。すなわち、第１の層５１を構成する樹脂は、溶融した状態で第２の層５２を構成する不織布の繊維中に入り込み、繊維と絡まる。溶融した樹脂は、繊維と絡まった状態で冷えて固化することにより、第２の層５２と結合して一体化する。その結果、積層体５の第１の層５１と第２の層５２の境界部分には、第１の層５１の樹脂と第２の層５２の繊維とが結合して一体化した結合層５３が形成される。第２の層５２は不織布によって構成されるので、溶融した第１の層５１の樹脂が繊維間に入り込み易く絡まり易い。このため、積層体５は、第１の層５１と第２の層５２とが強固に結合して一体化したシート状に形成される。
第１の層５１を構成する樹脂は、必ずしも全部が溶融する必要はなく、少なくとも一部が溶融すればよい。具体的には、第１の層５１を構成する樹脂のうち、少なくとも第２の層５２と接している樹脂の少なくとも一部が溶融することにより、溶融した樹脂が第２の層５２を構成する不織布の繊維間に入り込む。これにより、第１の層５１と第２の層５２は、境界部分において結合して強固に一体化することができる。
このように、積層体５は、第１の層５１を構成する樹脂の少なくとも一部が溶融して第２の層５２と結合して一体化した一体成形品によって構成されるので、これら第１の層５１と第２の層５２とを、例えば接着剤や接着フィルム等の他の接着層を介して接着一体化したり、リベット等の締結部材を用いて締結一体化したりする必要がない。このため、積層体５は、重量の増加を伴うことなく軽量に構成することができるとともに、容易に作製可能である。従って、この積層体５は、不燃性又は難燃性の不織布により構成される第２の層５２が発揮する耐火性を備え、軽量で容易に作製することができる。
また、積層体５は、第１の層５１と第２の層５２とが一体に成形された一体成形品であるため、第１の層５１と第２の層５２とを積層一体化するための工数を削減できる。これにより、積層体５の製造コストも低減できる。
積層体５において、第１の層５１を構成する具体的な熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリプロピレン、ポリアミド６、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を、チョップドされた不連続繊維状態、またはＵＤテープや織込みシート状の連続繊維状態であるガラス繊維又は炭素繊維に含浸させた繊維強化樹脂等が挙げられる。これらの中でも、軽量化、量産性の観点から、チョップドされた不連続繊維状態の繊維強化樹脂を用いることが好ましい。
また、積層体５において、第１の層５１を構成する具体的な熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、フェノール、エポキシ、ポリウレタン、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂を、チョップドされた不連続繊維状態、またはＵＤテープや織込みシート状の連続繊維状態であるガラス繊維又は炭素繊維に含浸させた繊維強化樹脂等が挙げられる。これらの中でも、軽量化、量産性の観点から、チョップドされた不連続繊維状態の繊維強化樹脂を用いることが好ましい。
積層体５の第１の層５１の厚みは、収容体の大きさや収容物の重量等に応じて要求される強度等を考慮して適宜設定することができる。
第１の層５１を構成する熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂は、上記の通り繊維を混入することによって強度を向上させた強化繊維樹脂とすることができる。第１の層５１に強化繊維樹脂を使用することにより、第１の層５１の強度及び耐久性を向上させることができる。その結果、積層体５の強度及び耐久性を向上させることができる。また、積層体５の強度及び耐久性を一定にすれば、積層体５を薄く形成することが可能となり、更なる軽量化を図ることも可能である。
樹脂中に混入される強化繊維としては、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、黒鉛繊維等が挙げられる。これらの強化繊維を用いることにより、第１の層５１の強度及び耐久性の向上に加えて、耐熱性も向上する。従って、積層体５の耐火性を更に向上させることができる。
第２の層５２を構成する不織布としては、不燃性又は難燃性を有するものであれば特に限定されないが、特にガラス繊維、炭素繊維又は黒鉛繊維の少なくともいずれか１つによって形成される不織布を好ましく用いることができる。これらの繊維はいずれも強化繊維として使用される繊維であり、同時に不織布の強度を向上させることができる。このため、積層体５の強度及び耐久性を更に向上させることができる。また、不織布は、厚みや目付の調節が容易であるため、厚みや目付の調節によって所望の耐火性を容易に得ることができる。更に、不織布は、積層体５に防音性能を付与することもできる。
積層体５の積層数は２層に限定されず、図３に示すように、３層構造とすることもできる。すなわち、積層体５は、第１の層５１の表裏両面にそれぞれ第２の層５２、５２を積層一体化したものであってもよい。この場合、第１の層５１と２つの第２の層５２、５２の各境界部分にそれぞれ結合層５３、５３が形成される。これにより、積層体５は両面で第２の層５２、５２による耐火性を発揮することができるので、積層体５の使用に際して第２の層５２の向きを考慮する必要がない。
ここで、本発明に係る積層体５の第２の層５２が発揮する耐火性能について説明する。
図７は、本発明品と比較品１〜３の耐火性を調べた際の温度変化を示すグラフである。耐火試験方法に使用される装置を図８に示す。この装置は、底部が開口する鉄製の箱体の底部を塞ぐように各試料（本発明品、比較品１〜３）を配置させた防火ボックス１００と、ガソリンを入れたトレイ２００と、耐火煉瓦３００により構成される。耐火煉瓦３００には、φ３０の貫通穴が４０ｍｍピッチで配列されている。
耐火試験は、先ず、耐火煉瓦３００を配置させずにトレイ２００内のガソリンに点火した後、このトレイ２００上に、試料が油面から５００ｍｍの高さとなるように防火ボックス１００を配置させて試料を炎に曝露する。７０秒経過後に、トレイ２００と試料との間に、図８に示すように、耐火煉瓦３００を投入して更に６０秒間曝露する。耐火煉瓦３００と試料との距離は４００ｍｍである。試料投入後からの各試料の温度変化を、各試料の上面（炎に対する曝露面の反対面）に取り付けた温度センサによって計測した。
本発明品は、熱可塑性の強化繊維樹脂シートからなる第１の層に、第２の層として、不燃性の黒鉛繊維不織布（目付：０．７ｋｇ／ｍ２、厚み：６．０ｍｍ）を積層したものである。
比較品１は、本発明品における第２の層に代えて、３．０ｍｍ厚のアルミパネル（８．１ｋｇ／ｍ２）を用い、強化繊維樹脂シートとアルミパネルを接着剤で接合したものである。
比較品２は、本発明品における第２の層に代えて、２．０ｍｍ厚のアルミパネル（５．４ｋｇ／ｍ２）を用い、強化繊維樹脂シートとアルミパネルを接着剤で接合したものである。
比較品３は、本発明品の第１の層と同じ強化繊維樹脂シートからなる１層のみのシートである。
炎に対する曝露面は、本発明品が不織布側の面、比較品１、２がアルミパネル側の面である。
図７に示すように、比較品３は、時間経過に伴って温度上昇したのに対し、本発明品、比較品１、２は温度上昇が抑制され、ほぼ同様の結果となった。これにより、本発明品の不織布は、比較品１、２のアルミパネルと同程度の断熱性を備えることがわかる。また、曝露終了後、比較品１〜３は、強化繊維樹脂シート又は治具の隙間から２分以上発火し続けたのに対し、本発明品は曝露終了後に発火は見られず、耐火性を備えることがわかった。しかも、本発明品は、アルミパネルを使用せず、接着剤で接着する必要もないため、比較品１、２に比べて遥かに軽量であると共に、一体成形品であるため作製も容易である。従って、積層体５は、アルミパネルと同等の断熱性、耐火性を備えながらも、軽量で容易に作製可能であることがわかる。
本発明に係る車載用電池収容体１のトレイ２及びカバー４は、以上説明した積層体５によって形成される。このため、車載用電池収容体１は、断熱性、耐火性を備え、軽量で容易に作製可能である。
本実施形態において、収容体としてのトレイ２及びカバー４を形成する積層体５の各層５１、５２のうち、不燃性又は難燃性の不織布からなる第２の層５２は、それぞれ外側表面（バッテリモジュール３が収容される面の反対面）となるように配置される。これにより、車載用電池収容体１は、その全表面で耐火性を発揮することができる。
また、例えば内部のバッテリモジュール３に対する耐火性を特に考慮する必要がある場合等には、積層体５の第２の層５２を、トレイ２及びカバー４の内側表面（バッテリモジュール３が収容される面）となるように配置してもよい。
更に、耐火性が要求される面の向きに応じて、例えばトレイ２における積層体５の第２の層５２を外側表面となるように配置し、カバー４における積層体５の第２の層５２を内側表面となるように配置するといったように、第２の層５２が配置される面をトレイ２とカバー４とで異ならせてもよい。
また、トレイ２及びカバー４に、図３に示す３層構造の積層体５を使用すれば、積層体５の内側及び外側のいずれの面も耐火性を発揮するので、内部及び外部のいずれに対しても耐火性を有する車載用電池収容体１を構成することができる。
次に、本発明に係る車載用電池収容体１の製造方法について説明する。
本発明において、車載用電池収容体１のトレイ２及びカバー４を形成する積層体５は、第１の層５１と第２の層５２の少なくとも２つの層を積層した後、第１の層５１を構成する樹脂の少なくとも一部を溶融することで第２の層５２と結合させて一体成形することによって形成される。この積層体５をトレイ２及びカバー４に用いて車載用電池収容体１を構成することにより、耐火性を備え、軽量な車載用電池収容体１を容易に作製することができる。
積層体５を用いてトレイ２及びカバー４を製造する具体的な方法としては、例えばプレス成形機を用いたプレス成形法を用いることができる。以下、プレス成形法によって車載用電池収容体１のトレイ２及びカバー４を製造する方法について説明する。
＜第１の製造方法＞
図４は、プレス成形機６を用いて車載用電池収容体１のトレイ２及びカバー４を製造する第１の製造方法の工程の一例を説明する図である。まず、積層体５の第１の層５１を構成する樹脂が熱可塑性樹脂である場合について説明する。
プレス成形機６の上下一対のプレス成形型（雄金型６１、雌金型６２）を型開きさせ、積層体５の第２の層５２である不織布５２ａを雌金型６２上にセットする。次いで、この不織布５２ａの上に、積層体５の第１の層５１である樹脂シート５１ａを載置する。なお、不織布５２ａの上に載置される樹脂シート５１ａは、例えば赤外線等を用いた加熱炉によって、１〜２分程度、所定の温度まで予め加熱（プレヒート）して軟化させておく。
その後、雄金型６１を下動させ、不織布５２ａと樹脂シート５１ａを雌金型６２との間で所定の圧力によって同時にプレス（加圧）して、トレイ２又はカバー４となる所定の形状に賦形する。このとき、不織布５２ａとの境界部分に位置する樹脂シート５１ａの樹脂が、プレスによって更に軟化溶融して不織布５２ａの繊維間に入り込み、繊維と絡まることによって不織布５２ａと結合して一体化する。
雄金型６１と雌金型６２とでプレスされた樹脂シート５１ａは、雄金型６１と雌金型６２との間で賦形されながら、徐々に金型温度まで冷やされることにより硬化する。これにより、第１の層５１と第２の層５２とが強固に積層一体化された積層体５からなる所定形状の製品Ｐが得られる。得られた製品Ｐは、外周トリム、ボルト穴等の２次加工が施されることにより、トレイ２又はカバー４となる。
この第１の製造方法によれば、第１の層５１と第２の層５２を同時にプレスして一体成形するので、第１の層５１と第２の層５２からなる耐火性を備えた軽量な積層体５を、１工程で積層一体化することができる。従って、第１の層５１と第２の層５２を積層するための工数を削減できるため、不織布からなる第２の層５２が外側表面となる熱可塑性樹脂製の車載用電池収容体１を容易に作製することができると共に製造コストを低減することができる。
積層体５の第１の層５１を構成する樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、上下一対のプレス成形型（雄金型６１、雌金型６２）にヒータ等の加熱機構を有する成形型を用い、常温の樹脂シート５１ａを雌金型６２上の不織布５２ａに載置した後、雄金型６１及び雌金型６２を樹脂シート５１ａの硬化温度となるように加熱しながらプレスすればよい。
これにより、上記同様、第１の層５１と第２の層５２からなる耐火性を備えた軽量な積層体５を、１工程で積層一体化することができる。第１の層５１と第２の層５２を積層するための工数を削減できるため、熱硬化性樹脂製の車載用電池収容体１を容易に作製することができると共に製造コストを低減することができる。
＜第２の製造方法＞
図５は、プレス成形機６を用いて車載用電池収容体１のトレイ２及びカバー４を製造する第２の製造方法の工程の一例を説明する図である。
プレス成形機６の上下一対のプレス成形型（雄金型６１、雌金型６２）を型開きさせ、積層体５の第１の層５１である樹脂シート５１ａを雌金型６２上にセットする。なお、樹脂シート５１ａは、上記同様、加熱炉によって、１〜２分程度、所定の温度まで予め加熱（プレヒート）して軟化させておく。次いで、この樹脂シート５１ａの上に、積層体５の第２の層５２である不織布５２ａを載置する。
その後、雄金型６１を下動させ、樹脂シート５１ａと不織布５２ａを雌金型６２との間で所定の圧力によって同時にプレスして、トレイ２又はカバー４となる所定の形状に賦形する。このとき、不織布５２ａとの境界部分に位置する樹脂シート５１ａの樹脂が、プレスによって更に軟化溶融して不織布５２ａの繊維間に入り込み、繊維と絡まることによって不織布５２ａと結合して一体化する。
雄金型６１と雌金型６２とでプレスされた樹脂シート５１ａは、雄金型６１と雌金型６２との間で賦形されながら、徐々に金型温度まで冷やされることにより硬化する。これにより、第１の層５１と第２の層５２とが強固に積層一体化された積層体５からなる所定形状の製品Ｐが得られる。得られた製品Ｐは、外周トリム、ボルト穴等の２次加工が施されることにより、トレイ２又はカバー４となる。
この第２の製造方法によれば、第１の製造方法と同様、第１の層５１と第２の層５２からなる耐火性を備えた軽量な積層体５を、１工程で積層一体化することができる。第１の層５１と第２の層５２を積層するための工数を削減できるため、熱可塑性樹脂製の積層体５からなるトレイ２及びカバー４を容易に作製することができると共に製造コストを低減することができる。
また、図５に示す製造方法においても、積層体５の第１の層５１を構成する樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、上下一対のプレス成形型（雄金型６１、雌金型６２）にヒータ等の加熱機構を有する成形型を用い、常温の樹脂シート５１ａを雌金型６２上に載置した後、その樹脂シート５１ａの上に不織布５２ａを載置し、雄金型６１及び雌金型６２を樹脂シート５１ａの硬化温度となるように加熱しながらプレスすればよい。
これにより、上記同様、第１の層５１と第２の層５２からなる耐火性を備えた軽量な積層体５を、１工程で積層一体化することができる。第１の層５１と第２の層５２を積層するための工数を削減できるため、不織布からなる第２の層５２が内側表面となる熱硬化性樹脂製の車載用電池収容体１を容易に作製することができると共に製造コストを低減することができる。
＜第３の製造方法＞
また、図６は、プレス成形機６を用いて車載用電池収容体１のトレイ２及びカバー４を製造する第３の製造方法の工程の一例を説明する図である。
プレス成形機６の上下一対のプレス成形型（雄金型６１、雌金型６２）を型開きさせ、積層体５の第２の層５２である不織布５２ａを雌金型６２上にセットする。次いで、この不織布５２ａの上に、積層体５の第１の層５１である樹脂シート５１ａを載置する。次いで、この樹脂シート５１ａの上に、積層体５の第２の層５２である不織布５２ａを更に載置する。なお、不織布５２ａの上に載置される樹脂シート５１ａは、例えば赤外線等を用いた加熱炉によって、１〜２分程度、所定の温度まで予め加熱（プレヒート）して軟化させておく。
その後、雄金型６１を下動させ、２枚の不織布５２ａと１枚の樹脂シート５１ａとを雌金型６２との間で所定の圧力によって同時にプレス（加圧）して、トレイ２又はカバー４となる所定の形状に賦形する。このとき、不織布５２ａ、５２ａとの境界部分に位置する樹脂シート５１ａの樹脂が、プレスによって更に軟化溶融して不織布５２ａ、５２ａの繊維間に入り込み、繊維と絡まることによって不織布５２ａ、５２ａと結合して一体化する。
雄金型６１と雌金型６２とでプレスされた樹脂シート５１ａは、雄金型６１と雌金型６２との間で賦形されながら、徐々に金型温度まで冷やされることにより硬化する。これにより、第１の層５１と２つの第２の層５２、５２とが強固に積層一体化された３層構造の積層体５からなる所定形状の製品Ｐが得られる。得られた製品Ｐは、外周トリム、ボルト穴等の２次加工が施されることにより、トレイ２又はカバー４となる。
この第３の製造方法によれば、第２の層５２／第１の層５１／第２の層５２の３つの層を同時にプレスして一体成形するので、３層からなる耐火性を備えた軽量な積層体５を、１工程で積層一体化することができる。３層を積層するための工数を削減できるため、内部及び外部のいずれに対しても耐火性を有する軽量な熱可塑性樹脂製の車載用電池収容体１を容易に作製することができると共に製造コストを低減することができる。
また、図６に示す製造方法においても、積層体５の第１の層５１を構成する樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、上下一対のプレス成形型（雄金型６１、雌金型６２）にヒータ等の加熱機構を有する成形型を用い、雌金型６２にセットされた不織布５２ａ上に常温の樹脂シート５１ａを載置した後、その樹脂シート５１ａの上に更に不織布５２ａを載置し、雄金型６１及び雌金型６２を樹脂シート５１ａの硬化温度となるように加熱しながらプレスすればよい。
これにより、上記同様、第２の層５２／第１の層５１／第２の層５２の３つの層を同時にプレスして一体に成形するので、３層からなる耐火性を備えた軽量な積層体５を、１工程で積層一体化することができる。３層を積層するための工数を削減できるため、内部及び外部のいずれに対しても耐火性を有する軽量な熱硬化性樹脂製の車載用電池収容体１を容易に作製することができると共に製造コストを低減することができる。
以上説明した車載用電池収容体１のトレイ２及びカバー４は、その全体を積層体５によって形成したが、積層体５は車載用電池収容体１の少なくとも一部であればよく、例えばトレイ２及び／又はカバー４において、特に耐火性が要求される部位に部分的にあるだけでもよい。
本発明に係る積層体５は、以上説明した車載用電池収容体１のトレイ２及びカバー４への適用に限らず、耐火性を有する収容体に広く適用可能である。
１ 車載用電池収容体
２ トレイ（収容体）
３ バッテリモジュール（車載用電池）
４ カバー（収容体）
５ 積層体
５１ 第１の層
５２ 第２の層
６１ 雄金型（プレス成形型）
６２ 雌金型（プレス成形型）

Claims (9)

  1. 熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる第１の層と不燃性又は難燃性の不織布からなる第２の層とを少なくとも有する積層体であって、
    前記第１の層と前記第２の層とは、前記第１の層の樹脂の少なくとも一部が溶融して前記第２の層と結合して一体化された一体成形品である、積層体。
  2. 前記熱可塑性樹脂又は前記熱硬化性樹脂は、強化繊維樹脂である、請求項１に記載の積層体。
  3. 前記不織布は、ガラス繊維、炭素繊維又は黒鉛繊維の少なくともいずれか１つによって形成される、請求項１又は２に記載の積層体。
  4. 車載用電池を収容する収容体の少なくとも一部が、請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層体により構成される、車載用電池収容体。
  5. 前記収容体は、前記積層体により形成されるトレイ及びカバーを有し、
    前記トレイ及び前記カバーの少なくともいずれかのうち、内側表面と外側表面の少なくともいずれかが前記第２の層である、請求項４に記載の車載用電池収容体。
  6. 車載用電池を収容する収容体の少なくとも一部が積層体により構成される車載用電池収容体の製造方法であって、
    前記積層体を、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる第１の層と、不燃性又は難燃性の不織布からなる第２の層との少なくとも２つの層を積層した後、同時に一体成形し、前記第１の層の樹脂の少なくとも一部を溶融させて前記第２の層と結合させることによって形成する、車載用電池収容体の製造方法。
  7. 前記第２の層をプレス成形型にセットし、
    前記第２の層の上に前記第１の層をセットし、
    その後、両者を同時にプレスして一体成形する、請求項６に記載の車載用電池収容体の製造方法。
  8. 前記第１の層をプレス成形型にセットし、
    前記第１の層の上に前記第２の層をセットし、
    その後、両者を同時にプレスして一体成形する、請求項６に記載の車載用電池収容体の製造方法。
  9. 前記第２の層をプレス成形型にセットし、
    前記第２の層の上に前記第１の層をセットし、
    前記第１の層の上に更に前記第２の層をセットし、
    その後、三者を同時にプレスして一体成形する、請求項６に記載の車載用電池収容体の製造方法。
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