TWI738791B - 片材以及棒狀構件 - Google Patents

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TWI738791B
TWI738791B TW106118368A TW106118368A TWI738791B TW I738791 B TWI738791 B TW I738791B TW 106118368 A TW106118368 A TW 106118368A TW 106118368 A TW106118368 A TW 106118368A TW I738791 B TWI738791 B TW I738791B
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impregnated
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中野良憲
中村雅則
中嶋節男
角山正和
中田泰詩
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日商積水化學工業股份有限公司
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Abstract

本發明之片材1係具有第1主面1a、及具有複數個凸部2之第2主面2a者。片材1具備第1樹脂含浸纖維片材11、第2樹脂含浸纖維片材12、及樹脂組合物層13。第1樹脂含浸纖維片材11構成第1主面1a。第2樹脂含浸纖維片材12構成第2主面1b。樹脂組合物層13填充於第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12之間。第1及第2樹脂含浸纖維片材11、12中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度低於樹脂組合物層13中所包含之樹脂之同一熔融黏度。

Description

片材以及棒狀構件
本發明係關於一種具有至少1個凸部之片材以及棒狀構件。
碳纖維複合材料、尤其是碳纖維強化塑膠(CFRP)由於具有輕量且高強度之特徵而被用於飛機、汽車、船舶、運動用品、風車葉片等構件及其他各種工業用途。又,碳纖維複合材料藉由構成其之碳纖維集束體之配向性而具有獨特之各向異性光澤,進而,藉由於表面實施塗佈等處理而賦予具有深度之厚重之外觀,又,具有導電性、X射線透過性及電磁波屏蔽性等特徵。通常,碳纖維複合材料係以積層板或蜂巢夾心板等形態被用於各種工業用途。然而,其大部分為使用熱硬化性樹脂作為基質者,故而,為了使該等成型,而使用伴隨樹脂之硬化反應般之成型時間相對較長之、即以高壓釜成型為代表般之不適合大量生產之方法。 另一方面,亦提出有大量以熱塑性樹脂為基質般之複合材料及其成型品。例如,專利文獻1中所揭示之技術中,提出有包含朝單向並線之強化纖維與熱塑性樹脂之預浸料、及使用其之結構材料。 又,專利文獻2中,作為可用於風車葉片之片材,記載有一種樹脂片材,其係雙面由強化纖維樹脂片材覆蓋者,於一主面具有凸部。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利第4324649號公報 [專利文獻2]日本專利特開2016-32929號公報
[發明所欲解決之問題] 然而,如專利文獻2中所記載般之具有凸部之片材存在如下問題:於形成凸部時,樹脂組合物層與樹脂含浸纖維片材之接著會變得不充分,剛性或耐衝擊性(impact resistance)降低。又,如專利文獻2中所記載般之具有凸部之片材存在如下問題:可撓性較低,與如風車葉片等之曲面部接著時,凸部側之纖維被強力拉伸而令構件整體之剛性或耐衝擊性降低。 本發明之主要目的在於提供一種剛性及耐衝擊性優異之片材、以及棒狀構件。 [解決問題之技術手段] 本發明之第1片材係具有第1主面、及具有至少1個凸部之第2主面者,且其具備: 第1樹脂含浸纖維片材,其構成上述第1主面; 第2樹脂含浸纖維片材,其構成上述第2主面;及 樹脂組合物層,其填充於上述第1樹脂含浸纖維片材與上述第2樹脂含浸纖維片材之間。 於上述第1片材中,較佳為,上述第1及第2樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度低於上述樹脂組合物層中所包含之樹脂之同一熔融黏度。 於上述第1片材中,較佳為,上述第1及第2樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較上述樹脂組合物層中所包含之樹脂之同一熔融黏度低300 Pa·S以上。 於上述第1片材中,較佳為,上述複數個凸部形成為沿第1方向延伸之線狀, 上述第1樹脂含浸纖維片材包含: 沿上述第1方向延伸之第1纖維、及 沿與上述第1方向不同之第2方向延伸之第2纖維,且 上述第1纖維之纖維密度高於上述第2纖維之纖維密度。 於上述第1片材中,較佳為,於將上述第1纖維之纖維密度設為A,將上述第2纖維之纖維密度設為B時,1.1≦A/B≦9.0。 於上述各第1片材中,較佳為,上述第2方向與上述第1方向垂直。 於上述各第1片材中,較佳為,上述第1及第2樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂包含選自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯樹脂、及聚碳酸酯樹脂所組成之群中之至少1種樹脂,且 上述樹脂組合物層中所包含之樹脂包含選自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及聚氯乙烯樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。 於上述各第1片材中,較佳為,上述第2樹脂含浸纖維片材包含沿上述第1方向延伸之纖維。 於上述各第1片材中,較佳為,上述第2樹脂含浸纖維片材包含沿上述第2方向延伸之纖維。 上述各第1片材較佳為具有透光性。 於上述各第1片材中,較佳為,上述樹脂組合物層包含纖維。 於上述各第1片材中,較佳為,上述第1及第2樹脂含浸纖維片材包含熱塑性樹脂。 於上述各第1片材中,較佳為,上述樹脂組合物層之至少位於上述凸部內之部分為發泡體。 本發明之第2片材係具有第1主面、及具有複數個凸部之第2主面者。本發明之片材具備第1樹脂含浸纖維片材、第2樹脂含浸纖維片材、及樹脂組合物層。第1樹脂含浸纖維片材構成第1主面。第2樹脂含浸纖維片材構成第2主面。樹脂組合物層填充於第1樹脂含浸纖維片材與第2樹脂含浸纖維片材之間。第1及第2樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度低於樹脂組合物層中所包含之樹脂之同一熔融黏度。 再者,於本發明中,「樹脂組合物」中包含樹脂單一成分。 於本發明之第2片材中,較佳為,第1及第2樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較樹脂組合物層中所包含之樹脂之同一熔融黏度低300 Pa·S以上。 於本發明之第2片材中,較佳為,第1及第2樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂包含選自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂及聚碳酸酯樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。較佳為,樹脂組合物層中所包含之樹脂包含選自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及聚氯乙烯樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。 於本發明之第2片材中,較佳為,第1樹脂含浸纖維片材包含沿互不相同之方向延伸之複數根纖維。 於本發明之第2片材中,較佳為,凸部係由沿第1方向延伸之線狀凸部構成,第2樹脂含浸纖維片材包含沿第1方向延伸之複數根纖維。 於本發明之第2片材中,較佳為,第2樹脂含浸纖維片材中所包含之纖維沿第1方向延伸。 於本發明之第2片材中,較佳為,第1及第2樹脂含浸纖維片材以及樹脂組合物層分別具有透光性。 再者,於本發明中,所謂「具有透光性」,係指可見光波長區域(450 nm~650 nm)下之平均光透過率為30%以上。 於本發明之第2片材中,較佳為,樹脂組合物層包含纖維。 於本發明之第2片材中,較佳為,凸部係由沿第1方向延伸之線狀凸部構成,本發明之片材進而具備以與兩線狀凸部接觸之方式配置於在第1方向上相鄰之線狀凸部間之發泡體。 於本發明之第2片材中,較佳為,發泡體具有獨立氣泡。 於本發明之第2片材中,較佳為,發泡體包含選自由聚乙烯發泡體、聚丙烯發泡體、聚苯乙烯發泡體、聚胺酯(polyurethane)發泡體及聚丙烯酸發泡體所組成之群中之至少1種樹脂。 於本發明之第2片材中,樹脂組合物層亦可於位於凸部內之部分具有空腔。 於本發明之第2片材中,凸部係由沿第1方向延伸之線狀凸部構成,空腔亦可具有沿第1方向延伸之細長形狀。 於本發明之第2片材中,空腔亦可自線狀凸部之第1方向之一側端貫通至另一側端而設置。 於本發明之第2片材中,於俯視時,凸部亦可呈格子狀設置。 本發明之第2片材亦可具有可撓性。 於本發明之第2片材中,第1及第2樹脂含浸纖維片材亦可包含熱塑性樹脂。 於本發明之第2片材中,較佳為,樹脂組合物層之至少位於凸部內之部分為發泡體。 本發明之第2片材亦可為止水板、風車葉片、船舶用構造構件。 如上述專利文獻2中所記載般之具有凸部之片材根據用途有時要求可捲取。其原因在於:例如,若片材可捲取,則能夠以捲取之狀態使用、保存、或收容片材。本發明之第3片材之主要目的在於提供一種沿第1方向具有較高之剛性,並且可捲取之片材。 本發明之第3片材係具有第1主面、及具有沿第1方向延伸之複數個線狀凸部之第2主面者。本發明之片材具備第1樹脂含浸纖維片材、第2樹脂含浸纖維片材、及樹脂組合物層。第1樹脂含浸纖維片材構成第1主面。第2樹脂含浸纖維片材構成第2主面。樹脂組合物層填充於第1樹脂含浸纖維片材與第2樹脂含浸纖維片材之間。第1樹脂含浸纖維片材包含第1纖維、及第2纖維。第1纖維沿第1方向延伸。第2纖維沿與第1方向不同之第2方向延伸。第1纖維之纖維密度高於第2纖維之纖維密度。於本發明之第3片材中,較佳為,於將第1纖維之纖維密度設為A,將第2纖維之纖維密度設為B時,1.1≦A/B≦9.0。再者,於本發明中,「樹脂組合物」中包含樹脂單一成分。於本發明之第3片材中,較佳為,第1樹脂含浸纖維片材係由含浸有樹脂之單向織物、平紋織物、斜紋織物及緞紋組織中之任一者構成。於本發明之第3片材中,較佳為,第2方向與第1方向垂直。於本發明之第3片材中,較佳為,第2樹脂含浸纖維片材包含沿第1方向延伸之纖維。於本發明之第3片材中,較佳為,第2樹脂含浸纖維片材係由含浸有樹脂之單向織物構成。於本發明之第3片材中,較佳為,第2樹脂含浸纖維片材包含沿第2方向延伸之纖維。於本發明之第3片材中,較佳為,第1及第2樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂包含選自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯樹脂及聚碳酸酯樹脂所組成之群中之至少1種樹脂,樹脂組合物層中所包含之樹脂包含選自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯樹脂及聚碳酸酯樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。本發明之第3片材較佳為具有透光性。再者,於本發明中,所謂「具有透光性」,係指可見光波長區域(450 nm~650 nm)下之平均光透過率為30%以上。本發明之第3片材中,較佳為,樹脂組合物層包含纖維。於本發明之第3片材中,較佳為,第1及第2樹脂含浸纖維片材包含熱塑性樹脂。於本發明之第3片材中,較佳為,樹脂組合物層之至少位於線狀凸部內之部分為發泡體。本發明之第3片材亦可為止水板。 作為樹脂片材之強化方法,如上述專利文獻1中所記載,亦考慮如下方法:代替於樹脂片材之一主面設置線狀之凸部而於樹脂片材上接合棒狀樑。對於可用作此種樑之棒狀構件,有時要求高耐衝擊性。 本發明之棒狀構件之主要目的在於提供一種耐衝擊性優異之棒狀構件。 本發明之棒狀構件具備棒狀本體、及樹脂含浸纖維片材。本體於側面具有設置面。本體包含樹脂組合物。樹脂含浸纖維片材與本體之側面中之除設置面以外之部分之至少一部分接合。樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度低於本體中所包含之樹脂之同一熔融黏度。 再者,於本發明中,「樹脂組合物」中包含樹脂單一成分。 於本發明之棒狀構件中,較佳為,樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較本體中所包含之樹脂之同一熔融黏度低300 Pa·S以上。 於本發明之棒狀構件中,樹脂含浸纖維片材亦可與本體之側面中之除設置面以外之部分之整體接合。 於本發明之棒狀構件中,較佳為,本體係橫截面形狀為矩形狀之角柱,樹脂含浸纖維片材與本體之4個側面中之除構成設置面之側面以外之3個側面接合。於該情形時,較佳為,1片樹脂含浸纖維片材跨及3個側面而接合。 於本發明之棒狀構件中,亦可為,本體之橫截面形狀為圓頂形,樹脂含浸纖維片材與本體之側面中之除設置面以外之部分接合。於該情形時,較佳為,於自本體延伸之方向進行觀察時,樹脂含浸纖維片材較本體之頂部進一步更跨及寬度方向上之一側部分與另一側部分而接合。 於本發明之棒狀構件中,較佳為,樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂包含選自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂及聚碳酸酯樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。較佳為,本體中所包含之樹脂包含選自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及聚氯乙烯樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。 於本發明之棒狀構件中,較佳為,樹脂含浸纖維片材包含沿本體延伸之方向延伸之複數根纖維。 於本發明之棒狀構件中,樹脂含浸纖維片材及本體亦可分別具有透光性。 再者,於本發明中,所謂「具有透光性」,係指可見光波長區域(450 nm~650 nm)下之平均光透過率為30%以上。 於本發明之棒狀構件中,較佳為,本體包含纖維。 本發明之棒狀構件亦可具有空腔。於該情形時,較佳為,空腔具有沿本體延伸之方向延伸之細長形狀。空腔亦可自本體延伸之方向之一側端貫通至另一側端而設置。 於本發明之棒狀構件中,較佳為,樹脂含浸纖維片材包含熱塑性樹脂。 於本發明之棒狀構件中,本體亦可為發泡體。 本發明之棒狀構件亦可為樑。 [發明之效果] 根據本發明,可提供一種剛性、或耐衝擊性優異之片材。
A. 片材 以下,對實施本發明之片材之較佳之形態的一例進行說明。但下述實施形態僅為例示。本發明不受下述實施形態任何限定。 又,於以下各實施形態等中所參照之各圖式中,對於實質上具有相同之功能之構件,以相同之符號進行參照,有時省略說明。又,實施形態等中所參照之圖式係模式性地記載者。存在圖式中所描繪之物體之尺寸比率等與現實之物體之尺寸比率等不同的情形。亦存在圖式相互間之物體之尺寸比率等不同之情形。具體之物體之尺寸比率等應參酌以下之說明而進行判斷。 <1.第1實施形態> 圖1係第1實施形態之片材之模式性立體圖。圖2係圖1之線II-II上之模式性剖視圖。 圖1及圖2中所示之片材1係例如可用作止水板等之片材。 片材1具有第1主面1a、及第2主面1b。第1主面1a係設置為平坦,另一方面,第2主面1b具有複數個凸部2。複數個凸部2之各者係沿y軸方向延伸之線狀凸部。複數個凸部2之各者係以於y軸方向上自第2主面1b之一側端部至另一側端部之方式設置。因此,片材1於y軸方向上實質上不具有可撓性,於y軸方向上具有較高之剛性。另一方面,片材1於與y軸方向垂直之x軸方向上具有可撓性。因此,片材1能夠以沿y軸方向之軸為中心捲取。因此,片材1亦可例如以捲取之狀態進行保管。 如圖2所示,片材1具有第1樹脂含浸纖維片材11、第2樹脂含浸纖維片材12、及樹脂組合物層13。第1樹脂含浸纖維片材11構成第1主面1a。第2樹脂含浸纖維片材12構成第2主面1b。樹脂組合物層13配置於第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12之間。樹脂組合物層13填充於第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12之間。即,於本實施形態中,第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12之間實質上不存在空隙。以下,詳細地對各構件進行說明。 <1-1.第1樹脂含浸纖維片材11> 第1樹脂含浸纖維片材11係含浸有樹脂之纖維片材。第1樹脂含浸纖維片材11之纖維片材只要為包含纖維之片材,則無特別限定。 第1樹脂含浸纖維片材11之纖維片材中所包含之纖維並無特別限定,可列舉碳纖維、玻璃纖維、聚酯纖維、尼龍纖維等,就片材之剛性之觀點而言,可較佳地使用碳纖維。 第1樹脂含浸纖維片材11之纖維片材例如亦可為織物(織布)、不織布、纖維束。其中,就提高剛性之觀點而言,較佳為織物。織物並無特別限定,例如亦可為平紋織物、斜紋織物、緞紋組織、單向織物等。 上述纖維束或織物中使用之纖維之平均纖維直徑較佳為6 μm以上,且較佳為27 μm以下。上述平均纖維直徑係藉由將任意10處以上之纖維直徑(最大直徑)進行平均而求出。 上述纖維束或織物中使用之纖維之根數並無特別限定。上述纖維束中之纖維之根數較佳為1000根以上,且較佳為50000根以下。於上述纖維束之材料為碳纖維之情形時,上述纖維束中之纖維之根數較佳為1000根以上,且較佳為50000根以下。於上述纖維束之材料為玻璃纖維之情形時,上述纖維束中之纖維之根數較佳為1000根以上,且較佳為20000根以下。 作為纖維片材之性能之指標之一,有每單位面積(通常為1 m見方)之重量,其性能係以單位面積重量表現。纖維片材中之單位面積重量較佳為100 g/m2 以上,且較佳為400 g/m2 以下。若單位面積重量為上述下限以上,則纖維束之強度進一步提高。若單位面積重量為上述上限以下,則樹脂之含浸性進一步提高。 構成纖維束之各纖維或織物被賦予張力。若纖維被賦予張力,則有纖維間距離變窄之傾向。因此,纖維束較佳為經過擴大纖維間距離之處理。上述纖維束較佳為包含纖維間距離擴大之間隔粒子。藉由以此方式預先擴大纖維間距離,從而即便纖維被賦予較高之張力,亦由於預先使纖維間之距離擴大,故而樹脂之含浸變得容易。又,即便纖維被賦予張力,纖維間距離亦難以變窄。 上述間隔粒子之材料並無特別限定。上述間隔粒子之材料較佳為於含浸時之溫度或壓力下間隔粒子不會過度變形之材料。 作為上述間隔粒子之材料,較佳為萘并㗁𠯤樹脂。萘并㗁𠯤樹脂容易碳化,即便於被賦予較高之溫度或壓力之情形時,亦難以過度軟化。因此,可充分地確保纖維間距離,樹脂之含浸性進一步提高。 上述間隔粒子較佳為萘并㗁𠯤樹脂粒子或無機粒子。上述間隔粒子較佳為無機粒子,更佳為除金屬粒子以外之無機粒子。關於上述無機粒子,亦可對膠體狀態之無機粒子分散液實施鹽析等處理使粒子凝聚而調整為適合作為間隔物之大小之粒子。 就進一步提高片材1之y軸方向上之剛性之觀點而言,第1樹脂含浸纖維片材11之纖維片材較佳為包含沿作為凸部2延伸之方向之y軸方向延伸的複數根纖維。較佳為第1樹脂含浸纖維片材11之纖維片材中所包含之纖維沿作為凸部2延伸之方向之y軸方向延伸。 就提高片材1之x軸方向及y軸方向各方向上之強度之觀點而言,第1樹脂含浸纖維片材11較佳為包含沿互不相同之方向延伸之複數根纖維。例如,第1樹脂含浸纖維片材11較佳為包含沿x軸方向延伸之複數根纖維、及沿y軸方向延伸之複數根纖維。 第1樹脂含浸纖維片材11中含浸之樹脂並無特別限定,例如亦可為熱硬化性樹脂之硬化物或熱塑性樹脂。其中,第1樹脂含浸纖維片材11中含浸之樹脂較佳為熱塑性樹脂。藉由以熱塑性樹脂構成第1樹脂含浸纖維片材11中含浸之樹脂,而有可提高耐衝擊性之傾向。 於第1樹脂含浸纖維片材11中含浸之樹脂為熱硬化性樹脂之硬化物之情形時,第1樹脂含浸纖維片材11中含浸之樹脂例如可較佳地使用聚胺酯(urethane)樹脂、乙烯酯樹脂、環氧樹脂等樹脂。於第1樹脂含浸纖維片材11中含浸之樹脂為熱塑性樹脂之情形時,第1樹脂含浸纖維片材11中含浸之樹脂例如可列舉聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯樹脂、及聚碳酸酯樹脂等樹脂,可較佳地使用聚丙烯樹脂、聚丙烯共聚物。作為第1樹脂含浸纖維片材11中含浸之樹脂,可僅使用該等樹脂中之1種,亦可將複數種樹脂混合而使用。 <1-2.第2樹脂含浸纖維片材12> 第2樹脂含浸纖維片材12係含浸有樹脂之纖維片材。第2樹脂含浸纖維片材12之纖維片材只要為包含纖維之片材,則無特別限定。 第2樹脂含浸纖維片材12之纖維片材中所包含之纖維並無特別限定,可列舉碳纖維、玻璃纖維、聚酯纖維、尼龍纖維等,就片材之剛性之觀點而言,可較佳地使用碳纖維。 第2樹脂含浸纖維片材12之纖維片材例如亦可為織物(織布)、不織布、纖維束。其中,就提高剛性之觀點而言,較佳為織物。織物並無特別限定,例如亦可為平紋織物、斜紋織物、緞紋組織、單向織物等。 此外,例如關於纖維束或織物中使用之纖維、其物性、纖維片材之物性、間隔粒子等,與第1樹脂含浸纖維片材11相同。 關於片材1之製造方法,將於下文詳細說明,例如,於藉由加壓成形製造片材1之情形時,第2樹脂含浸纖維片材12較佳為具有線狀之沿作為凸部2延伸之方向之y軸方向延伸之纖維的單向織物。於該情形時,作為單向織物中少量使用之緯紗,較佳為使用包含熱塑性樹脂之纖維、例如聚乙烯纖維、聚丙烯纖維等包含熱塑性樹脂之纖維。於利用使用該等樹脂作為緯紗之單向織物之情形時,加熱加壓成形時單向織物容易變形。因此,可容易地進行加壓成形。例如,於藉由擠出成形製造片材1之情形時,第2樹脂含浸纖維片材12可為單向織物,亦可為具有沿x軸方向延伸之纖維之平紋織物、斜紋織物、緞紋組織等。 就進一步提高片材1之y軸方向上之剛性之觀點而言,第2樹脂含浸纖維片材12之纖維片材較佳為包含沿作為凸部2延伸之方向之y軸方向延伸的複數根纖維。較佳為第2樹脂含浸纖維片材12之纖維片材中所包含之纖維沿作為凸部2延伸之方向之y軸方向延伸。 就提高片材1之x軸方向及y軸方向各方向上之強度之觀點而言,第2樹脂含浸纖維片材12較佳為包含沿互不相同之方向延伸之複數根纖維。例如,第2樹脂含浸纖維片材12較佳為包含沿x軸方向延伸之複數根纖維、及沿y軸方向延伸之複數根纖維。 當然,就提高片材1之x軸方向上之可撓性之觀點而言,第2樹脂含浸纖維片材12較佳為包含沿y軸方向延伸之纖維。更佳為第2樹脂含浸纖維片材12中所包含之纖維沿y軸方向延伸。第2樹脂含浸纖維片材12更佳為例如具有沿y軸方向延伸之複數個纖維束的單向織物。 第2樹脂含浸纖維片材12之纖維片材中所包含之纖維並無特別限定,例如亦可為玻璃纖維、碳纖維等。 第2樹脂含浸纖維片材12中含浸之樹脂並無特別限定,例如亦可為熱硬化性樹脂之硬化物或熱塑性樹脂。其中,第2樹脂含浸纖維片材12中含浸之樹脂較佳為熱塑性樹脂。藉由以熱塑性樹脂構成第2樹脂含浸纖維片材12中含浸之樹脂,可提高耐衝擊性。 於第2樹脂含浸纖維片材12中含浸之樹脂為熱硬化性樹脂之硬化物之情形時,第2樹脂含浸纖維片材12中含浸之樹脂例如可較佳地使用聚胺酯樹脂、乙烯酯樹脂、環氧樹脂等樹脂。於第2樹脂含浸纖維片材12中含浸之樹脂為熱塑性樹脂之情形時,第2樹脂含浸纖維片材12中含浸之樹脂例如可較佳地使用聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂等樹脂。作為第2樹脂含浸纖維片材12中含浸之樹脂,可僅使用該等樹脂中之1種,亦可將複數種樹脂混合而使用。 <1-3.樹脂組合物層13> 樹脂組合物層13填充於第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12之間。樹脂組合物層13接合於第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12各者。樹脂組合物層13可僅由樹脂構成,亦可由包含纖維或填料等之樹脂組合物構成。藉由使樹脂組合物層13含有纖維或填料,可對樹脂組合物層13賦予各種功能。例如,藉由使樹脂組合物層13包含短纖等,可提高樹脂組合物層13、進而為片材1之強度。例如,藉由使樹脂組合物層13包含沿無規之方向延伸之複數根纖維,可提高片材1之x軸方向及y軸方向兩方向上之剛性。再者,短纖例如亦可為將樹脂含浸纖維片材11、12之末端等粉碎得較細時所獲得者。 樹脂組合物層13中所包含之樹脂並無特別限定,例如亦可為聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯樹脂、及聚碳酸酯樹脂等,就耐衝擊性之觀點而言,較佳為聚丙烯樹脂或聚丙烯共聚物。作為樹脂組合物層13中所包含之樹脂,可僅使用該等樹脂中之1種,亦可將複數種樹脂混合而使用。 樹脂組合物層13可僅設置於凸部2之內部,亦可除凸部2之內部以外亦於在x軸方向上相鄰之凸部2之間設置於第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12之間。換言之,於在x軸方向上相鄰之凸部2之間,第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12可接觸,亦可於第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12之間介存有樹脂組合物層13。 上述第1樹脂含浸纖維片材11、第2樹脂含浸纖維片材12及樹脂組合物層13亦可分別具有透光性。於該情形時,可獲得具有透光性之片材1。具有透光性之片材1例如可較佳地用於需要採光之部位等。 <1-4.片材1之製造方法> 片材1可藉由各種方法進行製造。例如,片材1可藉由將第1樹脂含浸纖維片材11、用以構成樹脂組合物層13之樹脂片材、及第2樹脂含浸纖維片材12於積層之狀態下進行加熱壓製而製造。又,可藉由使用擠出機將樹脂組合物層13片材狀地擠出而插入至第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12之間而製造積層體。於藉由加熱壓製法或擠出成形法等製造片材1之情形時,由於必須使用以構成樹脂組合物層13之樹脂片材暫時先熔融,故而必須加熱至樹脂片材會熔融之溫度以上。樹脂片材成為熔融狀態之溫度會根據樹脂片材之材料而不同,通常較佳為於成形時加熱至250℃左右。 <1-5.特徵> 於上述各種片材中,於例如凸部內產生空隙,或樹脂含浸纖維片材與樹脂組合物層之密接性較低之情形時,有所獲得之片材之耐衝擊性降低之情形。相對於此,於本實施形態之片材中,以如下方式構成。 此處,於本實施形態中,較佳為第1及第2樹脂含浸纖維片材11、12中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度低於樹脂組合物層13中所包含之樹脂之同一熔融黏度(250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度)。於該情形時,可提高樹脂含浸纖維片材11、12與樹脂組合物層13之密接性,且樹脂組合物層13內難以產生空隙等。因此,可實現耐衝擊性優異之片材1。 就進一步提高片材1之耐衝擊性之觀點而言,第1及第2樹脂含浸纖維片材11、12中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較佳為較樹脂組合物層13中所包含之樹脂之同一熔融黏度低300 Pa·S以上,進而較佳為低500 Pa·S以上。但是,若第1及第2樹脂含浸纖維片材11、12中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較樹脂組合物層13中所包含之樹脂之同一熔融黏度過低,則有所製造之片材1之耐衝擊性降低之情形。因此,第1及第2樹脂含浸纖維片材11、12中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較佳為100 Pa·S以上,更佳為200 Pa·S以上。另一方面,上限較佳為600 Pa·S以下,更佳為400 Pa·S以下,進而較佳為300 Pa·S以下。 又,樹脂組合物層13中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較佳為400 Pa·S以上,更佳為800 Pa·S以上。另一方面,上限較佳為3000 Pa·S以下,更佳為2000 Pa·S以下,進而較佳為1500 Pa·S以下。 為了如上所述般使第1及第2樹脂含浸纖維片材11、12中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度低於樹脂組合物層13中所包含之樹脂之同一熔融黏度(250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度),例如能夠以如下方式進行。即,可藉由將數量平均分子量較高之聚丙烯與數量平均分子量較低之聚丙烯分別用於樹脂含浸片材及樹脂組合物層而達成。 更具體而言,作為第1及第2樹脂含浸纖維片材11、12中所包含之樹脂,可列舉Prime Polymer公司製造之聚丙烯 J106G(250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度為200 Pa·S)等。 又,作為樹脂組合物層13中所包含之具體之樹脂,可列舉Prime Polymer公司製造之聚丙烯 J111G(250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度為1000 Pa·S)等。 於第1實施形態中,將第1纖維設為纖維密度為100 g/m2 之碳纖維,且將第2纖維設為纖維密度為20 g/m2 之碳纖維後,使用含浸有Prime Polymer公司製造之聚丙烯 J106G之第1及第2樹脂含浸纖維片材11、12、及包含Prime Polymer公司製造之聚丙烯 J111G之樹脂組合物層13而製作圖1所示之構成之片材。其結果,明顯具有優異之剛性及耐衝擊性。 又,於本發明中,藉由使複數個線狀凸部2(肋部等)平行(包括大致平行),可提高其方向上之強度。但線狀凸部之數量亦可為1個。即,根據情況能夠以具有1個線狀凸部2之形態作為筋條而展開應用。於該情形時,亦可將具有複數個線狀凸部2之纖維強化片材切斷而獲得具有1個線狀凸部2之纖維強化片材。即便為具有1個線狀凸部2之片材,亦可藉由使上述未含浸樹脂纖維束部或上述部分含浸樹脂纖維束部含浸樹脂或接著劑,而牢固地將該片材與其他筋條(金屬筋條、纖維強化塑膠筋條等)安裝而使用。又,凸部2亦可不必須為線狀,亦可為塊而非線狀。 <1-6.用途> 上述片材1於各種用途中可安裝於安裝對象部而使用。作為上述片材1之用途,可列舉風車葉片、飛機、船舶、車輛、土木建築用之地板、屋頂材、及管等。上述片材1可較佳地用於風車葉片用、船舶用之補強材。又,上述片材亦可用作止水板或天然氣用管線之補強構件。 (風車葉片) 就耐衝擊性及剛性之觀點而言,上述片材1較佳為用於風車葉片。於風車葉片之較佳之形態中,具備風車葉片本體、及由上述片材1所形成之纖維樹脂部。即,該風車葉片中,於上述風車葉片本體之表面安裝有上述纖維樹脂部。就有效地抑制上述纖維樹脂部之脫離之觀點而言,於上述風車葉片中,為了上述片材1與風車葉片本體之接著,較佳為經由接著劑或樹脂將片材1安裝於上述風車葉片本體之表面。 (船舶用構件) 作為補強船舶之船體(船殼)之構造,使用帽型構造。所謂帽型構造,係指於構成船體之外板上一體地設置有複數個剖面矩形狀之突條部之構成。藉由對此種船舶將本片材用於外板與突上部之連接部分之補強或船底部,可長期維持穩定之強度,故而較佳。 <2.第2實施形態> 繼而,一面參照圖3及圖4,一面對本發明之片材之第2實施形態進行說明。圖3係第2實施形態之片材之模式性立體圖。圖4係圖3之線IV-IV上之模式性剖視圖。但以下主要對與第1實施形態不同之方面進行說明。因此,關於與第1實施形態相同之構成,只要未特別異議,則省略說明。該點對於下述第3~第7實施形態亦相同。 於第1實施形態中,對在x軸方向上相鄰之凸部2間為空間之例進行了說明。相對於此,如圖3及圖4所示,第2實施形態之片材1A中,於在x軸方向上相鄰之線狀之凸部2間以與該等凸部2之各者接觸之方式配置有發泡體3。藉由設置發泡體3,可提高片材1A之剛性。 發泡體3亦可具有連續氣泡,但較佳為具有獨立氣泡。藉由設置具有獨立氣泡之發泡體3,可實現比重較水輕之片材1A。發泡體3中之孔隙率較佳為例如20體積%~95體積%,更佳為40體積%~85體積%。若發泡體3之孔隙率過高,則有耐衝擊性未充分地提高之情形。另一方面,若發泡體3之孔隙率過低,則有比重降低不充分,無法對成形體賦予充分之浮力之情形。 發泡體3之材質並無特別限定,發泡體3較佳為包含選自例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚胺酯及聚丙烯酸等樹脂中之至少1種樹脂。 於本實施形態中,由於發泡體3具有獨立氣泡,故而水分難以滲入發泡體3之內部。本實施形態之片材1A亦可於水上或水中使用。例如,片材1A亦可用作豎立式之止水板。 再者,發泡體3可與凸部2接合,亦可不接合。發泡體3嵌合於在x軸方向上鄰接之凸部2間之凹部。 於本實施形態中,對橫截面矩形狀之發泡體3之表面與橫截面矩形狀之凸部2之表面位於同一平面之例進行了說明。但本發明不限定於該構成。例如,橫截面矩形狀之凸部2之表面亦可較橫截面矩形狀之發泡體3之表面進一步向z軸方向突出,亦可位於第1主面1a側。 <3.第3實施形態> 圖5係第3實施形態之片材之模式性俯視圖。 於第1實施形態中,對凸部2為線狀凸部之例進行了說明。但本發明不限定於該構成。圖5所示之片材1B中,凸部2係呈格子狀設置。藉由呈格子狀設置凸部2,可提高x軸方向上之強度與y軸方向上之強度兩者。因此,可實現具有較高之剛性之片材1B。 <4.第4實施形態> 圖6係第4實施形態之片材之模式性立體圖。圖7係圖6之線VII-VII上之模式性剖視圖。 於第1實施形態中,對樹脂組合物層13填充於凸部2之例進行了說明。換言之,對凸部2之內部藉由樹脂組合物層13而成為實心之例進行了說明。但本發明不限定於該構成。例如,如圖6及圖7所示,凸部2內亦可具有位於樹脂組合物層13內之空腔4。本實施形態之片材1C中,空腔4具有沿作為凸部2延伸之方向之y軸方向延伸之細長形狀。具體而言,空腔4係自沿y軸方向延伸之線狀之凸部2之y軸方向的一側端貫通至另一側端而設置。 藉由如本實施形態般設置空腔4,可減輕片材1C之比重。因此,例如容易使片材1C作為豎立式之止水板而發揮功能。又,可提高片材1C整體之隔熱性。又,可提高片材1C之光線透過率。 再者,片材1C亦可於樹脂組合物層13內具有劃分形成空腔4之筒。 空腔4之形狀並無特別限定。空腔4例如亦可為橫截面形狀為圓形、橢圓形、長圓形、三角形、四邊形、多邊形等之空腔。又,空腔4並非必須至凸部2之端面。空腔4之y軸方向上之兩端部亦可被樹脂組合物層13封閉。 再者,具有空腔4之片材1C例如可藉由如下方式成形:於將第1樹脂含浸纖維片材11、複數片樹脂片材、及第2樹脂含浸纖維片材12積層而成之積層體擠出成形時,於複數片樹脂片材之間配置管。又,例如可藉由如下方式使片材1C成形:對第1樹脂含浸纖維片材11、樹脂片材、及第2樹脂含浸纖維片材12之積層體進行壓製後,使壓製模具遠離,擴大第1樹脂含浸纖維片材11與第2樹脂含浸纖維片材12之間之距離。 <5.第5實施形態> 圖8係第5實施形態之片材之模式性立體圖。圖9係圖8之線IX-IX上之模式性剖視圖。 如圖8及圖9所示,於本實施形態之片材1D中,樹脂組合物層13中,至少位於凸部2內之部分為發泡體。因此,片材1D具有較低之密度。 具體而言,片材1D中,樹脂組合物層13之整體為發泡體。因此,片材1D具有更低之密度。 於樹脂組合物層13之至少一部分為發泡體之情形時,樹脂組合物層13較佳為包含聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚胺酯及聚丙烯酸等樹脂。樹脂組合物層13可僅包含該等樹脂中之1種樹脂,亦可包含複數種樹脂。 <6.第6實施形態> 繼而,對本發明之片材之第6實施形態進行說明。第6實施形態之片材具有與第1實施形態之片材相同之積層結構。即,第6實施形態之片材如圖1及圖2所示般具有第1樹脂含浸纖維片材11、第2樹脂含浸纖維片材12、及樹脂組合物層13。片材1係第1樹脂含浸纖維片材11、樹脂組合物層13、及第2樹脂含浸纖維片材12之積層體。又,外觀上亦大致同樣地具有第1主面1a及第2主面1b。第1主面1a係設置為平坦,另一方面,第2主面1b具有沿y軸方向延伸之複數個線狀凸部2。複數個線狀凸部2之各者係以於y軸方向上自第2主面1b之一側端部至另一側端部之方式設置。以下,一面參照圖1及圖2,一面以與第1實施形態不同之方面為中心對第6實施形態之片材進行說明。又,關於製造方法,亦與第1實施形態大致相同,故而省略說明。 如上所述,第6實施形態之片材具有圖1及圖2所示之結構。但於以下方面與第1實施形態不同。 <6-1.第1樹脂含浸纖維片材11> 第1樹脂含浸纖維片材11包含沿互不相同之方向延伸之纖維。具體而言,第1樹脂含浸纖維片材11包含沿第1方向延伸之第1纖維、及沿與第1方向不同之方向延伸之第2纖維。於本實施形態中,具體而言,第1樹脂含浸纖維片材11包含沿y軸方向(第1方向)延伸之第1纖維、及沿與y軸方向垂直之x軸方向(第2方向)延伸之第2纖維。沿作為線狀凸部2延伸之方向之y軸方向延伸之第1纖維密度高於沿相對於線狀凸部2延伸之方向垂直之x軸方向延伸的第2纖維之纖維密度。 <6-2.特徵> 如以上所說明般,片材1中,設置有沿第1方向(y軸方向)延伸之線狀凸部2。因此,片材1具有第1方向(y軸方向)上之較高之剛性。又,片材1中,第1樹脂含浸纖維片材11包含沿第1方向延伸之第1纖維、及沿與第1方向不同之第2方向延伸之第2纖維,第1纖維之纖維密度高於第2纖維之纖維密度。因此,第1方向(y軸方向)上之剛性進一步提高。再者,第1纖維延伸之第1方向與第2纖維延伸之第2方向亦可不必須正交,只要以至少成為不同之朝向之方式交叉即可。 另一方面,由於第2纖維之纖維密度低於第1纖維之纖維密度,故而相對於第1方向(y軸方向)傾斜之(典型而言垂直之)第2方向(x軸方向)上之可撓性較高。因此,片材1之沿x軸方向之剛性較低,片材1可捲取。 如此,由於第1纖維之纖維密度高於第2纖維之纖維密度,故而片材1於第1方向(y軸方向)上具有較高之剛性,並且可捲取。 第1纖維之纖維密度通常為50 g/m2 以上,較佳為75 g/m2 以上,更佳為100 g/m2 以上。另一方面,上限通常為1000 g/m2 以下,較佳為700 g/m2 以下,更佳為500 g/m2 以下,進而較佳為300 g/m2 以下,尤佳為150 g/m2 以下。 又,第2纖維之纖維密度通常為1 g/m2 以上,較佳為5 g/m2 以上,更佳為10 g/m2 以上。另一方面,上限通常為100 g/m2 以下,較佳為75 g/m2 以下,更佳為50 g/m2 以下。 於第6實施形態中,將第1纖維設為纖維密度為100 g/m2 之碳纖維,且將第2纖維設為纖維密度為20 g/m2 之碳纖維後,使用含浸有Prime Polymer公司製造之聚丙烯 J106G之第1及第2樹脂含浸纖維片材11、12、及包含Prime Polymer公司製造之聚丙烯 J111G之樹脂組合物層13而製作圖1所示之片材。其結果,明顯具有優異之剛性及耐衝擊性。 就進一步提高片材1之y軸方向上之剛性之觀點而言,於將第1纖維之纖維密度設為A,將第2纖維之纖維密度設為B時,從而,較佳為1.1≦A/B,更佳為2.0≦A/B。但是,若A/B過大,則有X軸方向之拉伸強度降低之虞。因此,較佳為A/B≦9.0,更佳為A/B≦5.0。 就進一步提高片材1之y軸方向上之剛性之觀點而言,第1纖維之彎曲強度較佳為高於第2纖維之彎曲強度。第1纖維之彎曲強度更佳為第2纖維之彎曲強度之1.1倍以上,進而較佳為2.0倍以上。但是,若第1纖維之彎曲強度過高,則有X軸方向之拉伸強度降低之情形。因此,第1纖維之彎曲強度較佳為第2纖維之彎曲強度之9.0倍以下,更佳為5.0倍以下。作為具有較高之彎曲強度之纖維,可列舉玻璃纖維等,故而第2纖維較佳為包含玻璃纖維等。 就進一步提高片材1之x軸方向上之剛性之觀點而言,樹脂組合物層13較佳為於x軸方向上跨及設置有複數個線狀凸部2之區域而設置。樹脂組合物層13更佳為自片材1之x軸方向上之一側端部遍及另一側端部而設置。即,樹脂組合物層13較佳為連續地設置於包含設置有線狀凸部2之區域在內的片材1之整體上。其原因在於:藉由使樹脂組合物層13亦位於片材1中之未設置線狀凸部2之位於線狀凸部2間之部分,可提高位於線狀凸部2間之部分之剛性。 <7.第7實施形態> 第7實施形態之片材與上述第5實施形態之片材之外觀大致相同,但第1樹脂含浸纖維片材11及第2樹脂含浸纖維片材12、以及樹脂組合物層13之構成與第6實施形態相同。因此,以下,一面參照圖8及圖9一面進行說明。 如圖8及圖9所示,本實施形態之片材1D中,樹脂組合物層13中,至少位於線狀凸部2內之部分為發泡體。因此,片材1D具有較低之密度。 具體而言,片材1D中,樹脂組合物層13之整體為發泡體。因此,片材1D具有更低之密度,且為輕量。 於樹脂組合物層13之至少一部分為發泡體之情形時,樹脂組合物層13較佳為包含聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚胺酯及聚丙烯酸等樹脂。樹脂組合物層13可僅包含該等樹脂中之1種樹脂,亦可包含複數種樹脂。B. 棒狀構件 以下,對實施本發明之棒狀構件之較佳之形態的一例進行說明。但下述實施形態僅為例示。本發明不受下述實施形態任何限定。 又,於實施形態等中所參照之各圖式中,對於實質上具有相同之功能之構件,以相同之符號進行參照。又,實施形態等中所參照之圖式係模式性地記載者。存在圖式中所描繪之物體之尺寸比率等與現實之物體之尺寸比率等不同的情形。亦存在圖式相互間之物體之尺寸比率等不同之情形。具體之物體之尺寸比率等應參酌以下之說明而進行判斷。 <1.第1實施形態> 圖10係棒狀構件之第1實施形態之模式性立體圖。圖11係圖10之線II-II上之模式性剖視圖。 圖10及圖11所示之棒狀構件1係可被安裝於例如樹脂板、木材板、金屬板等板狀構件等而被用作補強該板狀構件之樑等的棒狀構件。與上述片材1同樣地,於各種用途中可安裝於安裝對象部而使用。例如安裝於風車葉片、飛機、船舶、車輛、土木建築用之地板、屋頂材、及管等安裝對象物而用以補強該等。 棒狀構件1具備本體10、及樹脂含浸纖維片材20。以下,對各構件進行說明。 <1-1.本體10> 本體10係具有安裝於板狀構件之設置面11之棒狀之構件。具體而言,於本實施形態中,本體10係橫截面形狀為矩形狀之角柱。本體10具有構成設置面11之側面、第1側面12、第2側面13、及第3側面14之4個側面。第1側面12與設置面11對向。第2側面13與第3側面14對向。 再者,本體10之角部或稜線部亦可為倒角狀,或具有磨圓之形狀。 設置面可為平面,亦可為曲面。 本體10並非必須設置為直線狀。例如,本體10亦可設置為曲線狀。 本體10可為僅由樹脂構成者,亦可為由包含纖維或填料等之樹脂組合物構成者。藉由使本體10含有纖維或填料,可對本體10賦予各種功能。例如,藉由使本體10包含短纖等,可提高本體10、進而為棒狀構件1之強度。再者,短纖例如亦可為將樹脂含浸纖維片材20之末端等粉碎得較細時所獲得者。 本體10中所包含之樹脂並無特別限定,例如亦可為聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂及聚氯乙烯樹脂等,就耐衝擊性之觀點而言,較佳為聚丙烯樹脂或聚丙烯共聚物。作為本體10中所包含之樹脂,可僅使用該等樹脂中之1種,亦可將複數種樹脂混合而使用。 <1-2.樹脂含浸纖維片材20> 樹脂含浸纖維片材20與本體10之側面中之除設置面11以外之部分之至少一部分接合。具體而言,於本實施形態中,樹脂含浸纖維片材20與第1~第3側面12~14接合。因此,棒狀構件1之強度或耐衝擊性進一步提高。更具體而言,於本實施形態中,1片樹脂含浸纖維片材20係以跨及第2側面13、第1側面12及第3側面14之3個側面之方式設置。換言之,於本實施形態中,1片樹脂含浸纖維片材20係以隔著第1側面12跨及第2側面13及第3側面14之方式設置。因此,棒狀構件1之強度或耐衝擊性進一步提高。 當然,於本發明中,樹脂含浸纖維片材20並非必須為1片。亦可為複數片樹脂含浸纖維片材與本體接合。例如,亦可設置有與第1側面12接合之樹脂含浸纖維片材、與第2側面接合之樹脂含浸纖維片材、及與第3側面接合之樹脂含浸纖維片材。樹脂含浸纖維片材20亦可由複數片樹脂含浸纖維片材之積層體構成。 樹脂含浸纖維片材20係含浸有樹脂之纖維片材,可使用與上述片材之第1實施形態中所說明之第1樹脂含浸片材11相同之片材。因此,以下主要對與上述第1樹脂含浸片材11不同之方面進行說明。該樹脂含浸纖維片材20較佳為具有沿作為本體10延伸之方向之y軸方向延伸之纖維的片材。其原因在於:於該情形時,可提高棒狀構件1之沿y軸方向之強度或耐衝擊性等。就進一步提高棒狀構件1之沿y軸方向之強度或耐衝擊性之觀點而言,樹脂含浸纖維片材20較佳為包含自樹脂含浸纖維片材20之y軸方向之一側端延伸至另一側端之纖維。 關於棒狀構件1之製造方法,將於下文詳細說明,例如,於藉由加壓成形製造棒狀構件1之情形時,樹脂含浸纖維片材20較佳為具有沿作為本體10延伸之方向之y軸方向延伸之纖維的單向織物。於該情形時,作為單向織物中少量使用之緯紗,較佳為使用包含熱塑性樹脂之纖維、例如聚乙烯纖維、聚丙烯纖維等包含熱塑性樹脂之纖維。於利用使用該等樹脂作為緯紗之單向織物之情形時,加熱加壓成形時單向織物容易變形。因此,可容易地進行加壓成形。例如,於藉由擠出成形製造棒狀構件1之情形時,樹脂含浸纖維片材20可為單向織物,亦可為具有沿x軸方向延伸之纖維之平紋織物、斜紋織物、緞紋組織等。 本體10及樹脂含浸纖維片材20亦可分別具有透光性。於該情形時,可獲得具有透光性之棒狀構件1。具有透光性之棒狀構件1例如可較佳地用於需要採光之部位等。 再者,於本實施形態中,對本體10之設置面11露出之例進行了說明。但本發明不限定於該構成。例如,設置面11亦可貼附或接合有其他構件。具體而言,例如,亦可於設置面11貼附或接合未含浸樹脂之纖維片材或局部地含浸有樹脂之纖維片材。 <1-3.棒狀構件1之製造方法> 棒狀構件1可藉由各種方法進行製造。例如,棒狀構件1可藉由加熱壓製法或擠出成形法等而成形。 於藉由加熱壓製法或擠出成形法等製造棒狀構件1之情形時,必須使本體10或用以構成本體10之含樹脂構件暫時先熔融。因此,必須加熱至本體10或含樹脂構件會熔融之溫度以上。本體10或含樹脂構件成為熔融狀態之溫度會根據本體10或含樹脂構件之材料而不同,但於成形時,通常較佳為於成形時將本體10或含樹脂構件加熱至250℃左右。 <1-4.特徵> 如上所述之棒狀構件中,於例如本體內產生空隙,或樹脂含浸纖維片材與本體之密接性較低之情形時,有所獲得之棒狀構件之耐衝擊性降低之情形。相對於此,本實施形態之棒狀構件以如下方式構成。 此處,於本實施形態中,樹脂含浸纖維片材20中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度低於本體10中所包含之樹脂之同一熔融黏度(250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度)。於該情形時,可提高樹脂含浸纖維片材20與本體10之密接性,且本體10內難以產生空隙等。因此,可實現耐衝擊性優異之棒狀構件1。因此,本實施形態之棒狀構件1例如可較佳地用作樑等。 就進一步提高棒狀構件1之耐衝擊性之觀點而言,樹脂含浸纖維片材20中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較佳為較本體10中所包含之樹脂之同一熔融黏度低300 Pa·S以上,進而較佳為低500 Pa·S以上。但是,若樹脂含浸纖維片材20中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較本體10中所包含之樹脂之同一熔融黏度過低,則有耐衝擊性降低之情形。因此,樹脂含浸纖維片材20中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較佳為100 Pa·S以上,更佳為200 Pa·S以上。另一方面,上限較佳為600 Pa·S以下,更佳為400 Pa·S以下,進而較佳為300 Pa·S以下。 又,本體10中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度較佳為400 Pa·S以上,更佳為800 Pa·S以上。另一方面,上限較佳為3000 Pa·S以下,更佳為2000 Pa·S以下,進而較佳為1500 Pa·S以下。 為了使樹脂含浸纖維片材20中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度低於本體10中所包含之樹脂之同一熔融黏度(250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度),例如只要將數量平均分子量較高之聚丙烯與數量平均分子量較低之聚丙烯分別用於樹脂含浸片材20及本體10即可。 更具體而言,作為樹脂含浸纖維片材20中所包含之樹脂,可列舉Prime Polymer公司製造之聚丙烯 J106G(250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度為200 Pa·S)等。 又,作為本體10中所包含之具體之樹脂,可列舉Prime Polymer公司製造之聚丙烯 J111G(250℃、剪切速度100 s-1 下之熔融黏度為1000 Pa·S)等。 於棒狀構件1中,使用纖維密度為20 g/m2 之碳纖維及Prime Polymer公司製造之聚丙烯 J106G而製造樹脂含浸纖維片材20,作為本體10,使用Prime Polymer公司製造之聚丙烯 J111G,製作圖10所示之棒狀構件1。其結果,明顯具有優異之剛性及耐衝擊性。 <2.第2實施形態> 繼而,一面參照圖12一面對本發明之棒狀構件之第2實施形態進行說明。圖12係第2實施形態之棒狀構件之模式性立體圖。但以下主要對與第1實施形態不同之方面進行說明。因此,關於與第1實施形態相同之構成,只要未特別說明,則省略說明。該點對於下述第3~第5實施形態亦相同。 於第1實施形態中,對本體10為角柱之例進行了說明。但於本發明中,本體只要為具有設置面之棒狀構件,則不限定於角柱。例如,如圖12所示之棒狀構件1a般,本體10亦可為橫截面形狀為圓頂形之柱狀構件。於該情形時,亦可與第1實施形態之棒狀構件1同樣地實現較高之強度與優異之耐衝擊性。 於本體10之橫截面形狀為圓頂形之情形時,就實現更高之強度與更優異之耐衝擊性之觀點而言,較佳為,於自作為本體10延伸之方向之y軸方向進行觀察時,樹脂含浸纖維片材20較本體10之頂部進一步跨及作為寬度方向之x軸方向上之一側部分與另一側部分而接合。 <3.第3實施形態> 圖13係第3實施形態之棒狀構件之模式性立體圖。 於第1及第2實施形態中,對本體10之除設置面11以外之側面整體與樹脂含浸纖維片材20接合之例進行了說明。如此,藉由使樹脂含浸纖維片材20與本體10之除設置面11以外之側面整體接合,可實現更優異之耐衝擊性。 但本發明不限定於該構成。例如,如圖13所示之棒狀構件1b般,樹脂含浸纖維片材20亦可與本體10之側面中之除設置面以外之部分之一部分接合。於該情形時,就實現較高之強度及優異之耐衝擊性之觀點而言,樹脂含浸纖維片材20亦較佳為跨及第2側面13、第1側面12及第3側面14而設置。於本體10之橫截面形狀為圓頂形之情形時,較佳為,於自作為本體10延伸之方向之y軸方向進行觀察時,樹脂含浸纖維片材20較本體10之頂部進一步跨及作為寬度方向之x軸方向上之一側部分與另一側部分而接合。 <4.第4實施形態> 圖14係第4實施形態之棒狀構件之模式性立體圖。圖15係圖14之線VI-VI上之模式性剖視圖。 於第1~3之實施形態中,對本體10為實心之例進行了說明。但本發明不限定於該構成。例如,如圖14及圖15所示,本體10內亦可設置有空腔10a。本實施形態之棒狀構件1c中,空腔10a具有沿作為本體10延伸之方向之y軸方向延伸之細長形狀。具體而言,空腔10a係自沿y軸方向延伸之線狀之本體10之y軸方向之一側端貫通至另一側端而設置。 藉由如本實施形態般設置空腔10a,可減輕棒狀構件1c之比重。又,藉由設置空腔10a,可提高棒狀構件1c之光透過率。 再者,棒狀構件1c亦可於本體10內具有劃分形成空腔10a之筒。 空腔10a之形狀並無特別限定。空腔10a例如亦可為橫截面形狀為圓形、橢圓形、長圓形、三角形、四邊形、多邊形等之空腔。 又,空腔10a並非必須到達本體10之端面。空腔10a之y軸方向上之至少一端部亦可被封閉。 再者,具有空腔10a之棒狀構件1c例如可藉由如下方式成形:於將樹脂含浸纖維片材20、及複數片含樹脂構件積層而成之積層體擠出成形時,於複數片含樹脂構件之間配置管。又,例如可藉由如下方式使棒狀構件1c成形:對樹脂含浸纖維片材20與含樹脂構件之積層體進行壓製後,使一對壓製模具遠離,擴大一對壓製模具間之距離。 <5.第5實施形態> 圖16係第5實施形態之棒狀構件之模式性立體圖。圖17係圖16之線VIII-VIII上之模式性剖視圖。 如圖16及圖17所示,本實施形態之棒狀構件1c中,本體10為發泡體。因此,棒狀構件1c具有較低之密度。 於本體10為發泡體之情形時,本體10較佳為包含例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚胺酯及聚丙烯酸等樹脂。本體10可僅包含該等樹脂中之1種樹脂,亦可包含複數種樹脂。
•圖1~圖9 1‧‧‧片材 1A‧‧‧片材 1B‧‧‧片材 1C‧‧‧片材 1D‧‧‧片材 1a‧‧‧第1主面 1b‧‧‧第2主面 2‧‧‧凸部 3‧‧‧發泡體 4‧‧‧空腔 11‧‧‧第1樹脂含浸纖維片材 12‧‧‧第2樹脂含浸纖維片材 13‧‧‧樹脂組合物層 •圖10~圖17 1‧‧‧棒狀構件 1a‧‧‧棒狀構件 1b‧‧‧棒狀構件 1c‧‧‧棒狀構件 10‧‧‧本體 10a‧‧‧空腔 11‧‧‧設置面 12‧‧‧第1側面 13‧‧‧第2側面 14‧‧‧第3側面 20‧‧‧樹脂含浸纖維片材
圖1係本發明之片材之第1實施形態之模式性立體圖。 圖2係圖1之線II-II上之模式性剖視圖。 圖3係本發明之片材之第2實施形態之模式性立體圖。 圖4係圖3之線IV-IV上之模式性剖視圖。 圖5係本發明之片材之第3實施形態之模式性俯視圖。 圖6係本發明之片材之第4實施形態之模式性立體圖。 圖7係圖6之線VII-VII上之模式性剖視圖。 圖8係本發明之片材之第5實施形態之模式性立體圖。 圖9係圖8之線IX-IX上之模式性剖視圖。 圖10係本發明之棒狀構件之第1實施形態之模式性立體圖。 圖11係圖10之線II-II上之模式性剖視圖。 圖12係本發明之棒狀構件之第2實施形態之模式性立體圖。 圖13係本發明之棒狀構件之第3實施形態之模式性立體圖。 圖14係本發明之棒狀構件之第4實施形態之模式性立體圖。 圖15係圖14之線VI-VI上之模式性剖視圖。 圖16係本發明之棒狀構件之第5實施形態之模式性立體圖。 圖17係圖16之線VIII-VIII上之模式性剖視圖。

Claims (15)

  1. 一種片材,其係具有第1主面、及具有至少1個凸部之第2主面者,且其具備:第1樹脂含浸纖維片材,其構成上述第1主面;第2樹脂含浸纖維片材,其構成上述第2主面;及樹脂組合物層,其填充於上述第1樹脂含浸纖維片材與上述第2樹脂含浸纖維片材之間;上述第1及第2樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100s-1下之熔融黏度低於上述樹脂組合物層中所包含之樹脂之同一熔融黏度。
  2. 如請求項1之片材,其中上述第1及第2樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100s-1下之熔融黏度較上述樹脂組合物層中所包含之樹脂之同一熔融黏度低300Pa.S以上。
  3. 如請求項1之片材,其中上述凸部形成為沿第1方向延伸之線狀,上述第1樹脂含浸纖維片材包含:沿上述第1方向延伸之第1纖維、及沿與上述第1方向不同之第2方向延伸之第2纖維,且上述第1纖維之纖維密度高於上述第2纖維之纖維密度。
  4. 如請求項3之片材,其中於將上述第1纖維之纖維密度設為A,將上述 第2纖維之纖維密度設為B時,1.1≦A/B≦9.0。
  5. 如請求項3之片材,其中上述第2方向與上述第1方向垂直。
  6. 如請求項1至5中任一項之片材,其中上述第1及第2樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂包含選自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯樹脂、及聚碳酸酯樹脂所組成之群中之至少1種樹脂,且上述樹脂組合物層中所包含之樹脂包含選自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及聚氯乙烯樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。
  7. 如請求項1至5中任一項之片材,其中上述第2樹脂含浸纖維片材包含沿上述第1方向延伸之纖維。
  8. 如請求項1至5中任一項之片材,其中上述第2樹脂含浸纖維片材包含沿上述第2方向延伸之纖維。
  9. 如請求項1至5中任一項之片材,其具有透光性。
  10. 如請求項1至5中任一項之片材,其中上述樹脂組合物層包含纖維。
  11. 如請求項1至5中任一項之片材,其中上述第1及第2樹脂含浸纖維片 材包含熱塑性樹脂。
  12. 如請求項1至5中任一項之片材,其中上述樹脂組合物層之至少位於上述凸部內之部分為發泡體。
  13. 一種棒狀構件,其具備:棒狀本體,其於側面具有設置面,且包含樹脂組合物;及樹脂含浸纖維片材,其與上述本體之側面中之除上述設置面以外之部分之至少一部分接合;且上述樹脂含浸纖維片材中所包含之樹脂之250℃、剪切速度100s-1下之熔融黏度低於上述本體中所包含之樹脂之同一熔融黏度。
  14. 如請求項13之棒狀構件,其中上述樹脂含浸纖維片材與上述本體之側面中之除上述設置面以外之部分之整體接合。
  15. 如請求項13或14之棒狀構件,其中上述本體係橫截面形狀為矩形狀之角柱,且上述樹脂含浸纖維片材與上述本體之4個側面中之除構成上述設置面之側面以外之3個側面接合。
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