JP2020032666A - Resin composite, and manufacturing method of resin composite - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は樹脂複合体とその製造方法とに関し、より詳しくは、樹脂発泡体で構成された芯材と、樹脂及び繊維を含む繊維強化樹脂層とを備えた樹脂複合体とその製造方法とに関する。 The present invention relates to a resin composite and a method for producing the same, and more particularly, to a resin composite including a core material formed of a resin foam, a fiber-reinforced resin layer containing a resin and a fiber, and a method for producing the same. .
従来、樹脂発泡体で構成された芯材と、樹脂及び繊維を含む繊維強化樹脂層とを備え、該繊維強化樹脂層によって前記芯材が覆われている樹脂複合体が各種の用途に用いられている。
この種の樹脂複合体は、軽量でありながら高い強度を有することが求められている（下記特許文献１参照）。
Conventionally, a resin composite comprising a core material composed of a resin foam and a fiber reinforced resin layer containing a resin and a fiber, and the core material being covered by the fiber reinforced resin layer is used for various applications. ing.
This type of resin composite is required to have high strength while being lightweight (see Patent Document 1 below).
上記の特許文献１では繊維強化樹脂層の樹脂をある程度芯材に侵入させることで繊維強化樹脂層と芯材との間に高い接合強度を発揮させている（特許文献１の段落００３８等参照）。
しかしながら、必要以上の樹脂を芯材に浸透させると樹脂複合体の軽量性を低下させる要因となる。
さらに、特許文献１では繊維強化樹脂層の形成時に圧力を加えることで芯材に樹脂を浸透させており、圧縮変形を起こし易い高い発泡倍率を有する樹脂発泡体を芯材として採用することが難しい。
そのようなことから、従来の樹脂複合体は、優れた強度と優れた軽量性との両立を図ることが困難であるという問題を有する。
そこで本発明はこのような問題を解決すべくなされたもので、強度と軽量性とに優れた樹脂複合体を提供することを課題としている。
In Patent Document 1 described above, the resin of the fiber reinforced resin layer penetrates into the core material to a certain extent, thereby exhibiting high bonding strength between the fiber reinforced resin layer and the core material (see paragraph 0038 of Patent Document 1). .
However, if more resin than necessary is permeated into the core material, it becomes a factor to reduce the lightness of the resin composite.
Further, in Patent Literature 1, the resin is made to penetrate into the core material by applying pressure at the time of forming the fiber reinforced resin layer, and it is difficult to employ a resin foam having a high expansion ratio that easily causes compression deformation as the core material. .
For this reason, the conventional resin composite has a problem that it is difficult to achieve both excellent strength and excellent lightweight.
Then, this invention was made in order to solve such a problem, and makes it a subject to provide the resin composite which was excellent in intensity | strength and lightweight.
本発明は、上記課題を解決すべく、樹脂発泡体で構成された芯材と、樹脂及び繊維を含む繊維強化樹脂材で構成された繊維強化樹脂層とを備え、該繊維強化樹脂層によって前記芯材が覆われている樹脂複合体であって、前記繊維強化樹脂層との界面を構成している前記芯材の表面には、前記樹脂発泡体の表皮が除去されて気泡断面が露出している露出領域と、前記表皮が備えられていて気泡断面が露出していない非露出領域とが備えられ、前記繊維強化樹脂層から滲出した前記樹脂が前記露出領域を通じて前記樹脂発泡体中に浸透している樹脂複合体を提供する。 The present invention, in order to solve the above-mentioned problems, comprises a core material composed of a resin foam, a fiber-reinforced resin layer composed of a fiber-reinforced resin material containing resin and fibers, the fiber-reinforced resin layer, A resin composite in which a core material is covered, and a surface of the core material constituting an interface with the fiber-reinforced resin layer has an outer surface of the resin foam removed to expose a bubble cross section. And an unexposed area in which the skin is provided and the cell cross section is not exposed, and the resin oozing out from the fiber reinforced resin layer penetrates into the resin foam through the exposed area. Providing a resin composite.
本発明は、また、上記課題を解決すべく、樹脂発泡体で構成された芯材と、樹脂及び繊維を含む繊維強化樹脂材で構成された繊維強化樹脂層とを備え、該繊維強化樹脂層によって前記芯材が覆われている樹脂複合体を製造すべく、樹脂発泡体を作製する発泡体作製工程を実施した後に、該樹脂発泡体の表面を前記繊維強化樹脂材で覆って該繊維強化樹脂材によって前記繊維強化樹脂層を形成させる被覆工程を実施する樹脂複合体の製造方法であって、前記発泡体作製工程では、表皮を有し、且つ、該表皮を有する箇所に一又は複数の突起が形成されている樹脂発泡体を作製し、該発泡体作製工程後、且つ、前記被覆工程前には、前記突起を有する前記樹脂発泡体に表面加工を施す表面加工工程を実施し、該表面加工工程では、前記突起を除去することによって前記突起の除去痕を気泡断面の露出した露出領域とし、且つ、該露出領域の周囲を前記表皮が除去されずに気泡断面が露出していない非露出領域とし、前記被覆工程では、前記露出領域と前記非露出領域が存在している前記樹脂発泡体の表面を前記繊維強化樹脂材で覆い、且つ、前記露出領域を通じて前記繊維強化樹脂材の樹脂を前記樹脂発泡体中に浸透させる樹脂複合体の製造方法を提供する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a fiber reinforced resin layer including a core material formed of a resin foam and a fiber reinforced resin material including a resin and a fiber. In order to manufacture a resin composite in which the core material is covered by the above, after performing a foam production step of producing a resin foam, the surface of the resin foam is covered with the fiber reinforced resin material to thereby form the fiber reinforced resin. A method for producing a resin composite, which comprises performing a coating step of forming the fiber-reinforced resin layer with a resin material, wherein the foam forming step includes a skin, and one or more Producing a resin foam having projections formed thereon, after the foam production step, and before the coating step, performing a surface processing step of performing surface processing on the resin foam having the projections, In the surface processing step, the protrusions are removed The removal mark of the protrusion is thereby an exposed region where the bubble cross section is exposed, and the periphery of the exposed region is a non-exposed region where the cell surface is not exposed without removing the epidermis, and in the covering step, The surface of the resin foam where the exposed region and the non-exposed region are present is covered with the fiber reinforced resin material, and the resin of the fiber reinforced resin material penetrates into the resin foam through the exposed region. Provided is a method for producing a resin composite.
本発明では、気泡断面の露出した露出領域を有する樹脂発泡体によって芯材が構成され、該露出領域において繊維強化樹脂層の樹脂を浸透させている。
したがって、本発明においては、外力が加わった際に芯材と繊維強化樹脂層とが剥離する方向に変形し易いコーナー部やエッジ部などといった箇所に露出領域を設けて局所的に芯材と繊維強化樹脂層との接合強度を強化させることができる。
即ち、本発明では、芯材への樹脂の浸透量を制限しつつも芯材と繊維強化樹脂層との間に高い接合強度が求められる箇所に対しては必要となる強度を与え得る。
また、本発明では気泡断面の露出した露出領域を通じて芯材に樹脂を浸透させることができるため、高い圧力を作用させなくても樹脂を芯材に浸透させることができる。
したがって、本発明では、高発泡倍率の芯材を採用することも容易となる。
即ち、本発明によれば強度と軽量性とに優れた樹脂複合体が提供され得る。
In the present invention, the core material is constituted by a resin foam having an exposed region having an exposed cell cross section, and the resin of the fiber-reinforced resin layer is permeated in the exposed region.
Therefore, in the present invention, when the external force is applied, the core material and the fiber are locally provided by providing an exposed region at a corner or an edge which is easily deformed in a direction in which the core material and the fiber-reinforced resin layer are separated. The joining strength with the reinforced resin layer can be enhanced.
That is, in the present invention, a necessary strength can be given to a portion where a high bonding strength is required between the core material and the fiber reinforced resin layer while restricting the amount of the resin penetrating into the core material.
Further, in the present invention, since the resin can be made to penetrate into the core through the exposed region of the bubble cross section, the resin can be made to penetrate into the core without applying high pressure.
Therefore, in the present invention, it is easy to employ a core material having a high expansion ratio.
That is, according to the present invention, a resin composite excellent in strength and lightness can be provided.
以下に本発明の実施の形態について、本発明の樹脂複合体がサンドウィッチパネルとして利用される場合を例にして説明する。
まず、本実施形態に係る樹脂複合体について図を参照しつつ説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by taking as an example a case where the resin composite of the present invention is used as a sandwich panel.
First, the resin composite according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図１、２にも示されているように本実施形態に係るサンドウィッチパネル１００は、板状の芯材１の両面に繊維強化樹脂層２が積層されており、２つの繊維強化樹脂層２の間に芯材１が挟まれた構造を有している。
即ち、サンドウィッチパネル１００は、一方の表面１００ａを構成する第１の繊維強化樹脂層２ａと、他方の表面１００ｂを構成する第２の繊維強化樹脂層２ｂとを備えている。
また、本実施形態のサンドウィッチパネル１００における前記芯材１は、一面側が第１の繊維強化樹脂層２ａで覆われているとともに他面側が第２の繊維強化樹脂層２ｂで覆われている。
本実施形態においては、前記芯材１は、これらの繊維強化樹脂層２ａ，２ｂに直接的に接している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the sandwich panel 100 according to the present embodiment has a fiber-reinforced resin layer 2 laminated on both sides of a plate-shaped core material 1. It has a structure in which the core material 1 is sandwiched therebetween.
That is, the sandwich panel 100 includes a first fiber-reinforced resin layer 2a that forms one surface 100a, and a second fiber-reinforced resin layer 2b that forms the other surface 100b.
The core material 1 in the sandwich panel 100 of the present embodiment has one surface side covered with a first fiber reinforced resin layer 2a and the other surface side covered with a second fiber reinforced resin layer 2b.
In the present embodiment, the core material 1 is in direct contact with these fiber reinforced resin layers 2a and 2b.
第１の繊維強化樹脂層２ａ及び第２の繊維強化樹脂層２ｂは、シート状の繊維強化樹脂材２０によって構成されている。
本実施形態における第１の繊維強化樹脂層２ａ及び第２の繊維強化樹脂層２ｂは、図３に示したように芯材１を構成している板状の樹脂発泡体１ｘの第１面１ａと該第１面１ａとは反対面となる第２面１ｂとにそれぞれ繊維強化樹脂材２０が積層されることによって形成されている。
The first fiber-reinforced resin layer 2a and the second fiber-reinforced resin layer 2b are made of a sheet-like fiber-reinforced resin material 20.
The first fiber-reinforced resin layer 2a and the second fiber-reinforced resin layer 2b in the present embodiment are formed on the first surface 1a of the plate-like resin foam 1x constituting the core 1 as shown in FIG. And a second surface 1b opposite to the first surface 1a.
前記樹脂発泡体１ｘの前記第１面１ａ及び前記第２面１ｂは、図４に示すように、それぞれの表面を構成する気泡の気泡膜（樹脂膜）によって構成された表皮１ｓによって概ね全体が覆われている。
但し、一部の領域では表皮１ｓが取り除かれていて気泡の切断面が露出している。
本実施形態においては、切断面が露出している領域は、円形となっており、前記芯材１を構成している板状の樹脂発泡体１ｘの両面それぞれには、この円形の領域が複数個所に設けられている。
即ち、樹脂発泡体１ｘの両面には、それぞれ表皮１ｓが除去された複数の領域が散在している。
As shown in FIG. 4, the first surface 1a and the second surface 1b of the resin foam 1x are substantially entirely formed by a skin 1s formed by a bubble film (resin film) of bubbles constituting each surface. Covered.
However, in some regions, the skin 1s has been removed, and the cut surface of the air bubbles has been exposed.
In the present embodiment, the area where the cut surface is exposed is circular, and a plurality of circular areas are formed on both sides of the plate-like resin foam 1x constituting the core material 1. It is provided at each location.
That is, a plurality of regions from which the skin 1s is removed are scattered on both surfaces of the resin foam 1x.
本実施形態の前記繊維強化樹脂材２０は、図５に示すように、繊維と樹脂とを含んでいる。
具体的には、本実施形態の前記繊維強化樹脂材２０は、複数本の連続繊維が束ねられてなる糸を使って織製された基布２１と該基布２１に含浸担持された樹脂２２とを有する。
As shown in FIG. 5, the fiber reinforced resin material 20 of the present embodiment contains fibers and resin.
Specifically, the fiber-reinforced resin material 20 of the present embodiment includes a base cloth 21 woven using a yarn in which a plurality of continuous fibers are bundled, and a resin 22 impregnated and supported on the base cloth 21. And
前記のように本実施形態のサンドウィッチパネル１００では、前記繊維強化樹脂層２との界面を構成している前記芯材１の表面には、樹脂発泡体１ｘの表皮１ｓが除去されて気泡断面が露出している円形の露出領域１１と、前記表皮１ｓが備えられていて気泡断面が露出していない非露出領域１２とが備えられている。
そして、該露出領域１１では前記繊維強化樹脂層２から滲出した前記樹脂２２が前記樹脂発泡体中に浸透している。
即ち、本実施形態では、前記芯材１の表面に存在する露出領域１１において繊維強化樹脂層２と芯材１との接合強度がスポット的に強化されている。
As described above, in the sandwich panel 100 of the present embodiment, the surface 1s of the resin foam 1x is removed from the surface of the core 1 constituting the interface with the fiber-reinforced resin layer 2 so that the cell cross section is reduced. An exposed circular exposed area 11 is provided, and an unexposed area 12 provided with the skin 1s and having no exposed bubble cross section.
Then, in the exposed area 11, the resin 22 oozing out from the fiber reinforced resin layer 2 permeates into the resin foam.
That is, in the present embodiment, the bonding strength between the fiber reinforced resin layer 2 and the core material 1 is spot-likely enhanced in the exposed region 11 existing on the surface of the core material 1.
芯材の全面において樹脂を浸透させるとサンドウィッチパネルに十分な軽量性を発揮させ難いが本実施形態では樹脂を浸透させる領域が限られているためサンドウィッチパネル１００に優れた軽量性を発揮させ得る。
しかも、芯材の全面において樹脂を浸透させようとすると繊維強化樹脂材を樹脂発泡体に積層する際に高い温度と圧力とをこれらの間に作用させる必要が生じ、発泡倍率が高く軽量性に優れた樹脂発泡体では圧縮変形が生じ易くなってしまうが本実施形態においては樹脂が浸透し易いように露出領域１１が設けられるため軽量性に優れた樹脂発泡体を芯材の構成材料として採用することも容易である。
If the resin penetrates the entire surface of the core material, it is difficult for the sandwich panel to exhibit sufficient light weight. However, in the present embodiment, since the area where the resin penetrates is limited, the sandwich panel 100 can exhibit excellent light weight.
In addition, when trying to infiltrate the resin over the entire surface of the core material, it is necessary to apply a high temperature and pressure between them when laminating the fiber reinforced resin material to the resin foam, and the foaming ratio is high and the weight is reduced. In the case of an excellent resin foam, compression deformation is apt to occur, but in the present embodiment, the exposed region 11 is provided so that the resin easily penetrates, so that a resin foam excellent in lightness is used as a constituent material of the core material. It is also easy to do.
尚、露出領域１１の面積は、広い方が芯材１と繊維強化樹脂層２との接合強度の向上に有効となる一方で過度に広いとサンドウィッチパネル１００に優れた軽量性を発揮させることが難しくなるとともに繊維強化樹脂層２の表面において樹脂切れが生じてサンドウィッチパネル１００の美観を低下させるおそれも有する。
したがって、強度、軽量性、及び、美観に優れたサンドウィッチパネル１００を得る上において、露出領域１１の面積は、２００ｍｍ２以上であることが好ましく、４００ｍｍ２以上であることがより好ましく、６００ｍｍ２以上であることが特に好ましい。
前記面積は、４０００ｍｍ２以下であることが好ましく、３０００ｍｍ２以下であることがより好ましく、２０００ｍｍ２以下であることが特に好ましい。
前記芯材１の表面に存在する露出領域１１は、半数以上が上記のような面積となっていることが好ましく、７割以上が上記のような面積となっていることがより好ましく、９割以上が上記のような面積となっていることが特に好ましい。
また、芯材１と繊維強化樹脂層２との積層界面の全面積に占める露出領域１１の合計面積の割合は、２％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましく、４％以上であることが特に好ましい。
前記割合は、２０％以下であることが好ましく、１８％以下であることがより好ましく、１６％以下であることが特に好ましい。
さらに、となりあう露出領域の間の平均距離（中心間距離の平均値〔（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋・・・＋ｄｎ）／ｎ〕）は、５ｃｍ以上であることが好ましく、１０ｃｍ以上であることがより好ましく、１５ｃｍ以上であることが特に好ましい。
前記平均距離は、４０ｃｍ以下であることが好ましく、３０ｃｍ以下であることがより好ましく、２５ｃｍ以下であることが特に好ましい。
It should be noted that a larger area of the exposed region 11 is effective for improving the bonding strength between the core material 1 and the fiber reinforced resin layer 2, while an excessively large area may cause the sandwich panel 100 to exhibit excellent lightness. It becomes difficult, and there is a possibility that the resin may be cut off on the surface of the fiber reinforced resin layer 2 to deteriorate the appearance of the sandwich panel 100.
Therefore, in order to obtain the sandwich panel 100 excellent in strength, lightness, and aesthetic appearance, the area of the exposed region 11 is preferably 200 mm 2 or more, more preferably 400 mm 2 or more, and 600 mm 2 or more. Is particularly preferred.
The area is preferably 4000 mm 2 or less, more preferably 3000 mm 2 or less, and particularly preferably 2000 mm 2 or less.
It is preferable that half or more of the exposed regions 11 existing on the surface of the core material 1 have the above-described area, more preferably 70% or more have the above-described area, and 90% or more. It is particularly preferable that the above is the area as described above.
The ratio of the total area of the exposed region 11 to the total area of the lamination interface between the core material 1 and the fiber-reinforced resin layer 2 is preferably 2% or more, more preferably 3% or more, and 4% or more. % Is particularly preferable.
The ratio is preferably 20% or less, more preferably 18% or less, and particularly preferably 16% or less.
Furthermore, the average distance between the adjacent exposed regions (the average value of the distances between centers [(d1 + d2 + d3 +... + Dn) / n]) is preferably 5 cm or more, more preferably 10 cm or more, and more preferably 15 cm or more. It is particularly preferable that the above is satisfied.
The average distance is preferably 40 cm or less, more preferably 30 cm or less, and particularly preferably 25 cm or less.
前記芯材１は、独立起泡性に優れることで高い圧縮強度を発揮し得る。
したがって、前記芯材１の連続気泡率は、例えば、４０％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましく、２５％以下であることがさらに好ましく、１５％以下であることがとりわけ好ましい。
一方で樹脂２２の浸透性を考慮すると前記芯材１の独立起泡性が過度に高いことは必ずしも好ましいことであるとは言えない。
そこで、前記芯材１の連続気泡率は、例えば、１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましく、５％以上であることがさらに好ましく、１０％以上であることがとりわけ好ましい。
The core material 1 can exhibit high compressive strength by being excellent in independent foaming properties.
Therefore, the open cell ratio of the core material 1 is, for example, preferably 40% or less, more preferably 35% or less, further preferably 25% or less, and more preferably 15% or less. Particularly preferred.
On the other hand, considering the permeability of the resin 22, it is not always preferable that the independent foaming property of the core material 1 is excessively high.
Therefore, the open cell rate of the core material 1 is, for example, preferably 1% or more, more preferably 3% or more, further preferably 5% or more, and more preferably 10% or more. Particularly preferred.
前記芯材１の連続気泡率は、該芯材１を構成する樹脂発泡体から、縦２５ｍｍ×横２５ｍｍのシート状サンプルを複数枚切り出し、切り出したサンプルを空間があかないよう重ね合わせて厚み５０ｍｍとした試験片を用いて求めることができる。
具体的には、試験片の外寸をミツトヨ社製「デジマチックキャリパ」を用いて、１／１００ｍｍまで測定して試験片の見掛けの体積（ｃｍ３）を求め、次に、空気比較式比重計１０００型（東京サイエンス社製）を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ２８５６−８７の１−１／２−１気圧法により試験片の体積（ｃｍ３）を求め、下記式により連続気泡率（％）を計算により求めることができる。
尚、連続気泡率は、例えば、５つの試験片についての平均値として求められる。
連続気泡率（％）＝１００×（見かけ体積−空気比較式比重計測定体積）／見かけ体積
The open cell ratio of the core material 1 is determined by cutting out a plurality of sheet samples of 25 mm × 25 mm from the resin foam constituting the core material 1 and stacking the cut samples so that there is no space, and a thickness of 50 mm. It can be obtained by using a test piece which is set as follows.
Specifically, using a “Digimatic caliper” manufactured by Mitutoyo Corporation, the outer dimensions of the test piece were measured to 1/100 mm to determine the apparent volume (cm 3 ) of the test piece. Using a total of 1000 type (manufactured by Tokyo Science Co., Ltd.), the volume (cm 3 ) of the test piece was determined by the 1-1 / 2-1 atmospheric pressure method of ASTM D2856-87, and the open cell ratio (%) was calculated by the following equation. Can be obtained by
The open cell rate is determined, for example, as an average value of five test pieces.
Open cell ratio (%) = 100 × (apparent volume−air comparison specific gravity meter measurement volume) / apparent volume
尚、上記の測定は、試験片をＪＩＳ Ｋ７１００：１９９９の記号２３／５０、２級の環境下で１６時間保管した後、ＪＩＳ Ｋ７１００：１９９９の記号２３／５０、２級の環境下で行うこととする。
また、空気比較式比重計は、標準球（大２８．９６ｃｃ 小８．５８ｃｃ）にて補正を行ったものを用いることとする。
In addition, the above-mentioned measurement shall be performed under the JIS K7100: 1999 symbol 23/50, class 2 environment after storing the test piece in a JIS K7100: 1999 symbol 23/50, class 2 environment for 16 hours. And
In addition, the air-comparison hydrometer shall be corrected using a standard sphere (large, 28.96 cc, small, 8.58 cc).
尚、本実施形態のサンドウィッチパネル１００のような樹脂複合体においても芯材１に前記露出領域１１を設けることが有効であるが、例えば、図６、図７に示したような、角張った（例えば、曲率半径３ｍｍ未満）エッジ部２００ｅや丸み（例えば、曲率半径３ｍｍ以上）を持ったコーナー部２００ｃを有する樹脂複合体においては、露出領域１１を設けることが特に有効となる。 In the resin composite such as the sandwich panel 100 of the present embodiment, it is effective to provide the exposed region 11 in the core material 1. For example, as shown in FIG. 6 and FIG. For example, in a resin composite having an edge portion 200e having a radius of curvature of less than 3 mm) and a corner portion 200c having a roundness (for example, a radius of curvature of 3 mm or more), providing the exposed region 11 is particularly effective.
図６、図７に示す樹脂複合体は、長手方向に直交する平面での断面形状がＬ字状となる棒材２００であり、該棒材２００は、両端面以外は繊維強化樹脂層２で覆われた状態となっている。
該棒材２００は、断面形状が円弧状となるように前記繊維強化樹脂層２が湾曲しているコーナー部２００ｃと、前記繊維強化樹脂層２が屈曲しているエッジ部２００ｅとを有している。
該棒材２００では、図に示すように、前記繊維強化樹脂層２に内側から接する芯材１にも表面が湾曲したコーナー部１ｃや表面が屈曲したエッジ部１ｅが設けられている。
即ち、前記棒材２００のコーナー部２００ｃやエッジ部２００ｅは、芯材１のコーナー部１ｃやエッジ部１ｅに繊維強化樹脂層２が積層されることによって形成されており、芯材１を構成する樹脂発泡体１ｘの表面形状に沿った状態となるように繊維強化樹脂材２０が樹脂発泡体１ｘに積層されることによって形成されている。
そして、棒材２００を構成する芯材１は、前記エッジ部１ｅにおける稜線ＥＬに沿って複数の露出領域１１が配置されている。
また、前記芯材１には、前記コーナー部１ｃに複数の露出領域１１が配置されている。
The resin composite shown in FIGS. 6 and 7 is a bar 200 having a L-shaped cross section in a plane perpendicular to the longitudinal direction. The bar 200 is formed of the fiber-reinforced resin layer 2 except for both end surfaces. It is covered.
The bar 200 has a corner portion 200c where the fiber reinforced resin layer 2 is curved so that the cross-sectional shape becomes an arc shape, and an edge portion 200e where the fiber reinforced resin layer 2 is bent. I have.
In the bar 200, as shown in the figure, a core 1 that comes into contact with the fiber reinforced resin layer 2 from the inside also has a corner 1c having a curved surface and an edge 1e having a curved surface.
That is, the corner 200 c and the edge 200 e of the bar 200 are formed by laminating the fiber reinforced resin layer 2 on the corner 1 c and the edge 1 e of the core 1, and constitute the core 1. It is formed by laminating the fiber reinforced resin material 20 on the resin foam 1x so as to conform to the surface shape of the resin foam 1x.
In the core 1 constituting the bar 200, a plurality of exposed regions 11 are arranged along a ridgeline EL in the edge portion 1e.
In the core 1, a plurality of exposed regions 11 are arranged at the corners 1c.
前記サンドウィッチパネル１００に比べると棒材２００は、外力が加えられたときに応力集中を生じ易い。
また、前記サンドウィッチパネル１００では、芯材１と繊維強化樹脂層２とが接近する方向や、これらが界面に沿ってスライドするような方向にしか力が加わり難いが、前記コーナー部２００ｃや前記エッジ部２００ｅでは芯材１と繊維強化樹脂層２とが互いに離れる方向などにも応力が加わったりし易い。
そこで、このような応力に対向する優れた接合強度を発揮させる上において、前記棒材２００は、前記コーナー部２００ｃにおいて繊維強化樹脂層２に接する前記芯材１の表面に前記露出領域１１が設けられていることが好ましい。
また、前記棒材２００は、前記エッジ部２００ｅにおいて繊維強化樹脂層２に接する前記芯材１の表面に前記露出領域１１が設けられていることが好ましい。
Compared to the sandwich panel 100, the bar 200 tends to cause stress concentration when an external force is applied.
In the sandwich panel 100, a force is hardly applied only in a direction in which the core material 1 and the fiber-reinforced resin layer 2 approach or a direction in which they slide along the interface. In the portion 200e, stress is easily applied also in a direction in which the core material 1 and the fiber-reinforced resin layer 2 are separated from each other.
Therefore, in order to exhibit excellent bonding strength against such stress, the bar 200 is provided with the exposed region 11 on the surface of the core 1 in contact with the fiber-reinforced resin layer 2 at the corner 200c. Preferably.
Further, the bar 200 preferably has the exposed region 11 provided on the surface of the core 1 in contact with the fiber-reinforced resin layer 2 at the edge 200e.
このような芯材１と繊維強化樹脂層２との間に優れた接合強度を発揮させることができる樹脂複合体は、以下のような（ａ）から（ｃ）の工程を順に実施するような方法で製造できる。
（ａ）発泡体作製工程
（ｂ）表面加工工程
（ｃ）被覆工程
以下に、各工程について説明する。
Such a resin composite that can exhibit excellent bonding strength between the core material 1 and the fiber-reinforced resin layer 2 is obtained by sequentially performing the following steps (a) to (c). Can be manufactured by the method.
(A) Foam preparation step (b) Surface processing step (c) Covering step Each step will be described below.
（ａ）発泡体作製工程
該発泡体作製工程は、芯材となる樹脂発泡体を作製する工程である。
樹脂発泡体は、押出発泡法によって形成されたボード（押出発泡ボード）やロッド（押出発泡ロッド）などとすることができる。
また、樹脂発泡体は、発泡性を有する発泡性樹脂ビーズや樹脂ブロックを成形型内で発泡させた成形品（型内成形品）であってもよい。
尚、この工程では、繊維強化樹脂層２が形成される表面全体に表皮が備わった状態となるように樹脂発泡体を作製することが好ましい。
即ち、この工程では、最表層を構成する複数の気泡が互いの気泡膜どうしを連続させて表皮を構成している状態となるように樹脂発泡体を作製することが好ましい。
尚、該工程では、後段の表面加工工程において所定形状の露出領域を形成させ易くするために、図８に示すように、表皮１ｓを有する箇所に一又は複数の突起１３が形成されている樹脂発泡体１ｘ’を作製することが好ましい。
(A) Foam Forming Step The foam forming step is a step of forming a resin foam as a core material.
The resin foam may be a board (extruded foam board) or a rod (extruded foam rod) formed by an extrusion foaming method.
Further, the resin foam may be a molded product (molded product in a mold) obtained by foaming foamable resin beads or a resin block having foamability in a mold.
In this step, it is preferable to produce the resin foam so that the entire surface on which the fiber-reinforced resin layer 2 is formed has a skin.
That is, in this step, it is preferable to produce the resin foam such that a plurality of cells constituting the outermost layer are connected to each other to form a skin.
In this step, as shown in FIG. 8, a resin having one or a plurality of protrusions 13 formed at a portion having a skin 1s as shown in FIG. It is preferable to produce a foam 1x '.
（ｂ）表面加工工程
該表面加工工程は、樹脂発泡体１ｘ’の表皮１ｓの一部を除去することにより露出領域１１を樹脂発泡体の表面に形成させる工程である。
表皮の除去は、カミソリやカッターナイフなどの刃物を用いたり、バーナーやホットジェットなどの局所加熱が可能な加熱装置を用いたり、表皮１ｓを溶解可能な薬液を用いたりして実施できる。
これらの中では、刃物を用いる方法が簡便である。
しかも、図８、図９に示すように、前記発泡体作製工程で突起１３を有する樹脂発泡体１ｘ’を作製し、該表面加工工程では、前記突起１３を除去することによって前記突起１３の除去痕を気泡断面の露出した露出領域１１とし、且つ、該露出領域１１の周囲を前記表皮１ｓが除去されずに気泡断面が露出していない非露出領域１２とすれば、これら露出領域１１や非露出領域１２を所定形状に整え易い。
即ち、当該工程では、基端部の断面形状が露出領域１１の形状となるように突起１３を樹脂発泡体１ｘ’に形成させた後に該樹脂発泡体１ｘ’の表面に平行となる平面ＣＰで前記突起１３の基端部を切断すれば、所望の形状の露出領域１１を簡単に作製することができる。
(B) Surface Processing Step The surface processing step is a step of forming an exposed region 11 on the surface of the resin foam by removing a part of the skin 1s of the resin foam 1x ′.
The removal of the epidermis can be performed using a blade such as a razor or a cutter knife, using a heating device such as a burner or a hot jet that can locally heat the skin, or using a chemical solution that can dissolve the epidermis 1s.
Among these, a method using a blade is simple.
In addition, as shown in FIGS. 8 and 9, the resin foam 1x ′ having the projections 13 is produced in the foam production step, and the projections 13 are removed by removing the projections 13 in the surface processing step. If the mark is an exposed region 11 where the bubble cross section is exposed, and if the periphery of the exposed region 11 is a non-exposed region 12 where the skin 1s is not removed and the bubble cross section is not exposed, the exposed region 11 and the non-exposed region It is easy to arrange the exposed region 12 into a predetermined shape.
That is, in this step, after the protrusion 13 is formed on the resin foam 1x ′ so that the cross-sectional shape of the base end portion becomes the shape of the exposed region 11, the protrusion 13 is formed on a plane CP parallel to the surface of the resin foam 1x ′. If the base end of the projection 13 is cut, the exposed region 11 having a desired shape can be easily produced.
（ｃ）被覆工程
該被覆工程は、発泡体作製工程で作製した樹脂発泡体１ｘの表面を前記繊維強化樹脂材２０で覆って該繊維強化樹脂材２０によって前記繊維強化樹脂層２を形成させる工程である。
該被覆工程は、樹脂発泡体１ｘと繊維強化樹脂材２０とを加熱条件下で加圧する方法によって実施することができ、具体的には熱プレス装置を用いて樹脂発泡体と繊維強化樹脂材とを接着・一体化させる方法などによって実施することができる。
該被覆工程では、前記露出領域１１と前記非露出領域１２が存在している前記樹脂発泡体１ｘの表面を前記繊維強化樹脂材２０で覆い、且つ、前記露出領域１１を通じて前記繊維強化樹脂材２０の樹脂を前記樹脂発泡体中に浸透させる。
(C) Coating Step The coating step is a step of covering the surface of the resin foam 1x produced in the foam production step with the fiber reinforced resin material 20 and forming the fiber reinforced resin layer 2 with the fiber reinforced resin material 20. It is.
The coating step can be performed by a method in which the resin foam 1x and the fiber-reinforced resin material 20 are pressed under heating conditions. Specifically, the resin foam and the fiber-reinforced resin material are heated using a hot press. Can be carried out by a method of bonding and integrating them.
In the covering step, the surface of the resin foam 1x where the exposed area 11 and the non-exposed area 12 are present is covered with the fiber reinforced resin material 20 and the fiber reinforced resin material 20 is exposed through the exposed area 11. Is made to permeate into the resin foam.
このような工程を実施することで、樹脂発泡体で構成された芯材１と、樹脂及び繊維を含む繊維強化樹脂材２０で構成された繊維強化樹脂層２とを備え、該繊維強化樹脂層２によって前記芯材１が覆われている樹脂複合体が作製される。
そして、本実施形態においては芯材１と繊維強化樹脂層２との接合強度に優れた樹脂複合体が作製されることになる。
前記コーナー部を有する芯材を用いる場合は前記発泡体作製工程では、表面が湾曲したコーナー部を有する樹脂発泡体を作製し、且つ、前記表面加工工程で除去される前記突起が該コーナー部に設けられている樹脂発泡体を作製し、前記被覆工程では、前記樹脂発泡体の前記コーナー部に前記繊維強化樹脂層を形成させることが好ましい。
前記エッジ部を有する芯材を用いる場合は前記発泡体作製工程では、表面が屈曲したエッジ部を有する樹脂発泡体を作製し、且つ、前記表面加工工程で除去される前記突起が該エッジ部に設けられている樹脂発泡体を作製し、前記被覆工程では、前記樹脂発泡体の前記エッジ部に前記繊維強化樹脂層を形成させることが好ましい。
By performing such a process, a core material 1 composed of a resin foam and a fiber reinforced resin layer 2 composed of a fiber reinforced resin material 20 containing resin and fibers are provided. A resin composite in which the core material 1 is covered with 2 is produced.
In this embodiment, a resin composite having excellent bonding strength between the core material 1 and the fiber reinforced resin layer 2 is produced.
When using the core material having the corner portion, in the foam forming step, a resin foam having a corner portion whose surface is curved is formed, and the protrusion removed in the surface processing step is formed in the corner portion. It is preferable that the provided resin foam is produced, and in the covering step, the fiber reinforced resin layer is formed at the corner of the resin foam.
In the case of using the core material having the edge portion, in the foam forming step, a resin foam having a bent edge portion is formed, and the protrusion removed in the surface processing step is formed on the edge portion. It is preferable that the provided resin foam is produced, and in the covering step, the fiber reinforced resin layer is formed on the edge portion of the resin foam.
前記被覆工程での加熱温度や圧力は、製造する樹脂複合体の大きさや形状、繊維強化樹脂材や樹脂発泡体の素材などに応じて適宜決定すればよい。 The heating temperature and pressure in the coating step may be appropriately determined according to the size and shape of the resin composite to be manufactured, the material of the fiber-reinforced resin material or the resin foam, and the like.
前記繊維強化樹脂材の樹脂は、熱硬化性ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などといった熱硬化性樹脂であることが繊維強化樹脂層２に対して優れた強度を発揮させる上において有利である。
なかでも、前記繊維強化樹脂材は、前記樹脂としてエポキシ樹脂を含有することが好ましい。
It is advantageous that the resin of the fiber-reinforced resin material is a thermosetting resin such as a thermosetting polyurethane resin, an unsaturated polyester resin, or an epoxy resin in order to exhibit excellent strength to the fiber-reinforced resin layer 2. is there.
Especially, it is preferable that the fiber-reinforced resin material contains an epoxy resin as the resin.
前記繊維強化樹脂材の樹脂は、熱可塑性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂などといった熱可塑性樹脂であってもよい。 The resin of the fiber reinforced resin material may be a thermoplastic resin such as a thermoplastic polyurethane resin, a thermoplastic polyester resin, a polyolefin resin, a styrene resin, an acrylic resin, or the like.
このような樹脂とともに繊維強化樹脂材を構成する繊維は、ガラス繊維や炭素繊維などとすることができる。
即ち、本実施形態の前記基布２１は、ガラスクロスやカーボンクロスとすることができる。
尚、本実施形態の繊維強化樹脂材は、布帛の状態で繊維を含有しているが、前記繊維を短繊維などの状態で含有してもよい。
本実施形態の繊維強化樹脂材は、一方向に引き揃えられた炭素繊維で構成されている繊維シート（以下「カーボンＵＤ」ともいう）の状態で繊維を含有してもよい。
The fiber constituting the fiber reinforced resin material together with such a resin may be glass fiber, carbon fiber, or the like.
That is, the base cloth 21 of the present embodiment can be a glass cloth or a carbon cloth.
Although the fiber-reinforced resin material of the present embodiment contains fibers in the form of a cloth, the fibers may be contained in the form of short fibers or the like.
The fiber reinforced resin material of the present embodiment may contain fibers in a state of a fiber sheet (hereinafter, also referred to as “carbon UD”) made of carbon fibers aligned in one direction.
このような繊維強化樹脂材とともに樹脂複合体を構成する樹脂発泡体（芯材）は、ポリカーボネート樹脂発泡体、ポリスチレン樹脂発泡体、ポリオレフィン樹脂発泡体、ポリアミド樹脂発泡体、ポリエステル樹脂発泡体、一般的なアクリル系樹脂発泡体などといった樹脂発泡体で構成させてもよい。
また、本実施形態の樹脂発泡体（芯材）は、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体（ＳＭＭ樹脂）を主成分として含有するものであってもよい。
突起を切除した後の気泡断面に“ダレ”などが生じて気泡が良好な開口状態にならないことを防止する上において、一般的な樹脂の中では硬質な樹脂の部類に入るＳＭＭ樹脂は、樹脂発泡体の素材として好適なものである。
Resin foams (core materials) constituting a resin composite with such a fiber-reinforced resin material include polycarbonate resin foam, polystyrene resin foam, polyolefin resin foam, polyamide resin foam, polyester resin foam, and general resin foam. It may be made of a resin foam such as an acrylic resin foam.
Further, the resin foam (core material) of the present embodiment may contain a styrene- (meth) acrylate-maleic anhydride copolymer (SMM resin) as a main component.
In order to prevent bubbles from becoming in a good open state due to the formation of “drip” on the cross section of the bubble after the protrusion is removed, among general resins, SMM resin which belongs to the class of hard resin is made of resin. It is suitable as a foam material.
前記樹脂発泡体としては、例えば、５０ｋｇ／ｍ３以上７００ｋｇ／ｍ３以下の見掛け密度を有するものを採用することができる。
前記見掛け密度は、１００ｋｇ／ｍ３以上６００ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、２００ｋｇ／ｍ３以上５００ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。
As the resin foam, for example, one having an apparent density of 50 kg / m 3 or more and 700 kg / m 3 or less can be adopted.
The apparent density is preferably at most 100 kg / m 3 or more 600 kg / m 3, more preferably not more than 200 kg / m 3 or more 500 kg / m 3.
樹脂発泡体の見掛け密度は、ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の求め方」記載の方法で測定することができる。
即ち、見掛け密度は、原則的には次のようにして求めることができる。
（見掛け密度測定方法）
１００ｃｍ３以上の試験片を材料の元のセル構造を変えない様に切断し、その質量を測定し、次式により算出することができる。
見掛け密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
尚、測定用試験片は、成形が施された後、７２時間以上経過した試料から切り取り、温度２３±２℃、湿度５０±５％の雰囲気条件に１６時間以上放置したものとする。
The apparent density of the resin foam can be measured by the method described in JIS K7222: 2005 “Foamed plastic and rubber—determination of apparent density”.
That is, the apparent density can be determined in principle as follows.
(Apparent density measurement method)
A test piece of 100 cm 3 or more can be cut without changing the original cell structure of the material, and its mass can be measured and calculated by the following equation.
Apparent density (g / cm 3 ) = specimen mass (g) / specimen volume (cm 3 )
In addition, the test piece for measurement shall be cut out from the sample which passed 72 hours or more after the shaping | molding was performed, and shall be left for 16 hours or more in the atmosphere conditions of temperature 23 ± 2 degreeC and humidity 50 ± 5%.
本実施形態の樹脂複合体やその製造方法には、必要に応じて各種の変更を加え得る。
また、本実施形態では樹脂複合体がサンドウィッチパネルや棒材である場合を例にしているが本発明での樹脂複合体の形態はこれらに限定されない。
即ち、本発明は、上記例示に何等限定されるものではない。
Various modifications can be made to the resin composite of the present embodiment and the method for producing the same as necessary.
Further, in the present embodiment, the case where the resin composite is a sandwich panel or a rod is taken as an example, but the form of the resin composite in the present invention is not limited to these.
That is, the present invention is not limited to the above examples.
１：芯材、１ｃ：コーナー部、１ｅ：エッジ部、１ｓ：表皮、２：繊維強化樹脂層、１１：露出領域、１２：非露出領域、１３：突起、２０：繊維強化樹脂材、１００：サンドウィッチパネル（樹脂複合体）、２００：棒材（樹脂複合体） 1: core material, 1c: corner portion, 1e: edge portion, 1s: skin, 2: fiber reinforced resin layer, 11: exposed region, 12: non-exposed region, 13: protrusion, 20: fiber reinforced resin material, 100: Sandwich panel (resin composite), 200: bar (resin composite)
Claims (7)
前記繊維強化樹脂層との界面を構成している前記芯材の表面には、前記樹脂発泡体の表皮が除去されて気泡断面が露出している露出領域と、前記表皮が備えられていて気泡断面が露出していない非露出領域とが備えられ、
前記繊維強化樹脂層から滲出した前記樹脂が前記露出領域を通じて前記樹脂発泡体中に浸透している樹脂複合体。 A resin composite comprising a core material composed of a resin foam, and a fiber reinforced resin layer composed of a fiber reinforced resin material containing a resin and a fiber, wherein the core material is covered by the fiber reinforced resin layer. So,
On the surface of the core material constituting the interface with the fiber reinforced resin layer, an exposed region in which the skin of the resin foam is removed to expose a bubble cross section, and the skin is provided, A non-exposed area whose cross section is not exposed,
A resin composite in which the resin exuded from the fiber reinforced resin layer has penetrated into the resin foam through the exposed region.
前記芯材には前記樹脂が浸透している箇所が複数設けられている請求項１記載の樹脂複合体。 A plurality of the exposed regions are scattered on the surface of the core material,
The resin composite according to claim 1, wherein a plurality of portions where the resin has penetrated are provided in the core material.
前記発泡体作製工程では、表皮を有し、且つ、該表皮を有する箇所に一又は複数の突起が形成されている樹脂発泡体を作製し、
該発泡体作製工程後、且つ、前記被覆工程前には、前記突起を有する前記樹脂発泡体に表面加工を施す表面加工工程を実施し、
該表面加工工程では、前記突起を除去することによって前記突起の除去痕を気泡断面の露出した露出領域とし、且つ、該露出領域の周囲を前記表皮が除去されずに気泡断面が露出していない非露出領域とし、
前記被覆工程では、前記露出領域と前記非露出領域が存在している前記樹脂発泡体の表面を前記繊維強化樹脂材で覆い、且つ、前記露出領域を通じて前記繊維強化樹脂材の樹脂を前記樹脂発泡体中に浸透させる樹脂複合体の製造方法。 A resin composite comprising a core material composed of a resin foam and a fiber reinforced resin layer composed of a fiber reinforced resin material containing a resin and a fiber, wherein the core material is covered by the fiber reinforced resin layer. A coating step of forming a fiber-reinforced resin layer with the fiber-reinforced resin material by covering a surface of the resin foam with the fiber-reinforced resin material after performing a foam preparation step of manufacturing a resin foam to manufacture the resin foam; A method for producing a resin composite, wherein
In the foam producing step, a resin foam having a skin, and one or more protrusions are formed at a location having the skin,
After the foam production step, and before the coating step, perform a surface processing step of performing surface processing on the resin foam having the protrusions,
In the surface processing step, by removing the protrusion, the removal mark of the protrusion is set as an exposed area of the bubble cross section, and the periphery of the exposed area is not removed and the bubble cross section is not exposed without removing the skin. Unexposed area,
In the covering step, the surface of the resin foam in which the exposed region and the non-exposed region are present is covered with the fiber reinforced resin material, and the resin of the fiber reinforced resin material is foamed through the exposed region. A method for producing a resin composite that penetrates into the body.
前記被覆工程では、前記樹脂発泡体の前記コーナー部に前記繊維強化樹脂層を形成させる請求項５記載の樹脂複合体の製造方法。 In the foam forming step, a resin foam having a corner portion whose surface is curved is formed, and the resin which is removed in the surface processing step is provided at the corner portion as the resin foam. Make a foam,
The method of manufacturing a resin composite according to claim 5, wherein in the coating step, the fiber reinforced resin layer is formed at the corner portion of the resin foam.
前記被覆工程では、前記樹脂発泡体の前記エッジ部に前記繊維強化樹脂層を形成させる請求項５又は６に記載の樹脂複合体の製造方法。 In the foam producing step, a resin foam having an edge portion whose surface is bent is produced, and as the resin foam, a resin in which the protrusion removed in the surface processing step is provided on the edge portion Make a foam,
The method for producing a resin composite according to claim 5, wherein in the coating step, the fiber reinforced resin layer is formed on the edge portion of the resin foam.
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