JP5810238B1 - 樹脂複合体、及び、樹脂複合体の製造方法 - Google Patents

樹脂複合体、及び、樹脂複合体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】繊維強化樹脂材と樹脂発泡体との接着性にすぐれた軽量で且つ高い機械強度を有する樹脂材の提供。【解決手段】発泡樹脂粒子200,200aを融着し、粒子200a間に空隙220を有する発泡パネルA1の両側に、不織布A2を積層し、しかる後不織布層A2に樹脂300を注入し、含浸させるとともに、発泡層の発泡粒子200a間に流入させる。樹脂300を硬化することで繊維強化樹脂材A2と樹脂発泡体A1は流入した樹脂300により接続一体化され、優れた接着強度を有する軽量樹脂材。【選択図】図2

Description

本発明は、樹脂複合体、及び、樹脂複合体の製造方法に関する。
近年、FRPなどと呼ばれる繊維強化樹脂材が、軽量で且つ高い機械的強度を有していることから需要が拡大している。
前記繊維強化樹脂材は、特に自動車分野、船舶分野、航空機分野などにおいて需要が拡大している。
この種の繊維強化樹脂材としては、不飽和ポリエステル樹脂とガラス繊維とを含むシート状のものが広く用いられている。
近年、繊維強化樹脂材と樹脂発泡体とを積層一体化させた樹脂複合体が各種の用途に利用されている。(下記特許文献1参照)
特開平9−314713号公報
樹脂複合体を構成する樹脂発泡体は、通常、押出発泡シートやビーズ発泡成形体などである。
この内、ビーズ発泡成形体は、発泡性の樹脂粒子を型内成形することで得られることから複雑な形状のものが容易に得られる。
ビーズ発泡成形体は、互いに熱融着された複数の樹脂発泡粒子によって形成されていることから優れた強度を有する。
従って、ビーズ発泡成形体は、優れた強度が求められる樹脂複合体の形成材料として適している。
ところで、樹脂複合体には、通常、樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との間に優れた接着強度を有することが求められている。
しかしながら、従来の樹脂複合体においては、繊維強化樹脂材と樹脂発泡体との接着性を向上させる方法が十分に提供されていない状況である。
本発明は、このような点に着目してなされたもので樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との間に優れた接着性が発揮され得る樹脂複合体とその製造方法とを提供することを課題としている。
上記課題を解決すべく、本発明は、繊維と樹脂とを含む繊維強化樹脂材と、樹脂発泡体とが積層一体化されてなる樹脂複合体であって、前記樹脂発泡体が、該樹脂発泡体と前記繊維強化樹脂材との界面に開口した孔を有し、且つ、前記樹脂発泡体は、複数の樹脂発泡粒子が一体化したもので、前記樹脂発泡粒子どうしが直接、熱融着したものであり、前記樹脂発泡粒子間に空隙部を有し、前記孔が表面において前記空隙部を開口させたものとなっており、該孔に前記繊維強化樹脂材の樹脂流入て前記繊維強化樹脂材と前記樹脂発泡体とが積層一体化されている樹脂複合体を提供する。
また、本発明は、繊維と樹脂とを含む繊維強化樹脂材と、樹脂発泡体とが積層一体化された樹脂複合体を作製する樹脂複合体の製造方法であって、表面に開口した孔を有する前記樹脂発泡体に前記繊維強化樹脂材を積層し、且つ、前記樹脂発泡体と前記繊維強化樹脂材との界面に前記開口を配して前記積層を実施し、前記樹脂発泡体として、複数の樹脂発泡粒子どうしが直接、熱融着一体化されてなる樹脂発泡体で、且つ、前記樹脂発泡粒子間に空隙部が形成され、表面において前記空隙部を開口させて前記孔が形成されている樹脂発泡体を用い、樹脂発泡体の前記孔に前記繊維強化樹脂材の樹脂を流入させて該繊維強化樹脂材と前記樹脂発泡体とを積層一体化させる樹脂複合体の製造方法を提供する。
本発明の樹脂複合体は、上述の如き構成を有していることから、樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との間に優れた接着性が発揮され得る。
一形態の樹脂複合体を示した断面図である。 樹脂複合体の一部拡大断面図(図1の破線X部拡大図)である。 他の形態の樹脂複合体を示した平面図(上面図)である。 他の形態の樹脂複合体を示した平面図(底面図)である。 他の形態の樹脂複合体を示した断面図(図3のI−I’線矢視断面図)である。 樹脂複合体の製造要領の一例を示した模式断面図である。 樹脂複合体の製造要領の他の一例を示した模式断面図である。 樹脂複合体から繊維強化樹脂材を剥離した様子を示す図(写真)。
以下に本発明の実施の形態について説明する。
まず、図1、2を参照しつつ樹脂複合体が板状である場合について説明する。
図1は、本実施形態の樹脂複合体の断面構造を示したものである。
この図にも示されているように本実施形態の樹脂複合体Aは、板状の芯材A1の両面に繊維強化樹脂層A2が備えられている。
なお、以下においては“繊維強化樹脂層”を“FRP層”とも称する。
前記芯材A1は、樹脂複合体Aよりも厚みが薄い板状の樹脂発泡体である。
前記FRP層A2は、シート状の繊維強化樹脂材である。
即ち、本実施形態の樹脂複合体Aは、2枚のシート状の繊維強化樹脂材の間に樹脂発泡体が挟み込まれた構造を有している。
従って、樹脂複合体Aは、樹脂発泡体の第1の表面に積層された第1のFRP層A2a、及び、第1の表面とは反対面となる樹脂発泡体の第2の表面に積層された第2のFRP層A2bを備えている。
図2は、図1に示した断面の内、芯材A1とFRP層A2との積層界面部を拡大して模式的に示したものである。
この図にも示されているように前記芯材A1を構成している樹脂発泡体は互いに熱融着された複数の樹脂発泡粒子200によって形成されている。
即ち、樹脂複合体Aの前記芯材A1は、ビーズ発泡成形体である。
前記FRP層A2との界面を形成している前記樹脂発泡粒子200aは、前記界面において開口した孔を有している。
即ち、FRP層A2との界面を形成している前記樹脂発泡粒子200aは、その表皮210に開口を有している。
この孔を有する樹脂発泡粒子200aは、FRP層A2を構成する前記繊維強化樹脂材の樹脂が内部に流入している。
樹脂発泡粒子200aは、内部に流入した前記樹脂による塊300を有している。
なお、図2においては、簡略化して示しているが、芯材A1を形成している樹脂発泡粒子200は、その表皮210の内側にさらに気泡膜によって複数の区画を有し、実際は図よりも複雑な内部構造を有する。
従って、流入した樹脂による前記塊300は、樹脂発泡粒子200aの内部で図に示された状態よりも複雑な形状となっている。
この塊300は、樹脂発泡粒子の開口を通じてFRP層A2と接続しており、芯材A1とFRP層A2との間に高い楔効果を発揮する。
芯材A1は、隣り合う樹脂発泡粒子200の間に空隙部220を有している。
前記芯材A1は、空隙部20が厚み方向に連続的に形成されている。
本実施形態の空隙部20は、第1のFRP層A2aが積層された芯材A1の第1の表面において開口している。
また、空隙部20は、第2のFRP層A2bが積層された芯材A1の第2の表面においても開口している。
即ち、前記空隙部は、第1の表面から該第1の表面とは反対面となる第2の表面まで樹脂発泡体を貫通している。
前記のように本実施形態の芯材A1は、樹脂発泡粒子内に樹脂を流入させて塊300を形成させるための第1の孔を有するだけでなく、前記空隙部220を通じて樹脂発泡粒子の間に樹脂を流入させるための第2の孔を備えている。
前記の第1の孔は、樹脂発泡粒子200の内部構造に応じて複雑な形状の塊300を形成させ易い。
第1の孔は、芯材A1とFRP層A2a,A2bとの間に高い楔効果を発揮させるのに有効である。
一方で前記の第2の孔は、第1の孔に比べて芯材A1の奥深くにまで樹脂を流入させ易い。
そして、本実施形態の樹脂複合体は、第1のFRP層A2aと第2のFRP層A2bとが前記空隙部220に流入させた樹脂によって接続一体化されている。
樹脂複合体は、これらの孔により芯材A1とFRP層A2との接着性に優れる。
芯材内の樹脂の塊300は、通常、繊維強化樹脂材と、樹脂発泡体とを積層一体化して樹脂複合体を作製する際に形成させ得る。
即ち、塊300は、前記繊維強化樹脂材との界面における前記樹脂発泡粒子の表皮が開口している状態で前記樹脂発泡体と前記繊維強化樹脂材とを積層一体化させ、且つ、前記繊維強化樹脂材の樹脂が流動性を有する状態で前記樹脂発泡体と前記繊維強化樹脂材とを積層一体化させることによって形成させることができる。
また、同様の操作により空隙部220への樹脂の流入を行うことができる。
なお、樹脂発泡粒子の孔(第1の孔)は、芯材A1の表面にFRP層A2を積層させる前に形成させる第1の方法で形成させても、芯材A1の表面にFRP層A2を積層させる際に形成させる第2の方法で形成させてもよい。
第1の方法の場合、樹脂発泡粒子200aの表皮210を予め開口させる方法としては、例えば、機械的方法、熱的方法、化学的方法などが挙げられる。
より具体的には、前記機械的方法としては、例えば、芯材A1として用いるビーズ発泡成形体の外表面に対してニードルパンチを施すなどして樹脂発泡粒子に孔を穿設する方法が挙げられる。
また、前記の熱的方法としては、例えば、ビーズ発泡成形体の表面を瞬間的に強加熱し、表皮の一部を熱溶融させて開口させる方法が挙げられる。
さらに、前記の化学的方法としては、例えば、ビーズ発泡成形体を形成している樹脂が可溶な有機溶媒をビーズ発泡成形体の表面に塗布して表皮の一部を溶かして開口させる方法などが挙げられる。
第2の方法の場合、前記孔は、例えば、ビーズ発泡成形体と繊維強化樹脂材との接着時において圧力や熱を作用させて樹脂発泡粒子200aの表皮210を突き破る方法によって形成させることができる。
より具体的には、圧力を利用する方法としては、例えば、芯材A1として用いるビーズ発泡成形体を形成させる際の型内成形の条件などにより、ビーズ発泡成形体の外表面における樹脂発泡粒子の表皮の厚みを比較的薄くなるようにしておき、FRP層A2を形成させる際にビーズ発泡成形体に対して繊維強化樹脂材を強く押し当てて前記表皮を突き破らせる方法が挙げられる。
また、熱を利用する方法としては、例えば、FRP層A2を形成させる際に繊維強化樹脂材を高温に加熱しておき、前記表皮の薄い部分を熱溶融させて孔を形成させる方法が挙げられる。
なお、第1の方法のように樹脂発泡粒子の表皮に予め孔を形成させている場合でも、FRP層A2の形成に際して繊維強化樹脂材を強くビーズ発泡成形体に当接させたり、高温に加熱した繊維強化樹脂材をビーズ発泡成形体に当接させることで予め設けておいた孔の開口面積を拡大させ易くなり、塊300を形成させ易くなる。
樹脂複合体を形成させるための芯材や繊維強化樹脂材は、従来であれば、互いの樹脂種の親和性などの観点から使用材料に制限が加わり易い状況であった。
その一方で、本実施形態の樹脂複合体は前記のような塊300による楔効果によって芯材A1とFRP層A2との間に優れた接着強度が発揮されることを期待することができるため、芯材や繊維強化樹脂材は、その材質の選択幅を広げることができる。
また、本実施形態の樹脂複合体は空隙部220に流入させた樹脂によって第1のFRP層A2aと第2のFRP層A2bとが接続一体化されることからも芯材や繊維強化樹脂材の材質を自由に選択できる。
なお、ビーズ発泡成形体と繊維強化樹脂材とによって芯材A1とFRP層A2とが積層一体化された樹脂複合体Aを形成させる際には、例えば、繊維強化樹脂材に含まれている樹脂が常温硬化性を有する場合であれば、常温下でこれらを積層一体化させる方法を採用することができる。
ただし、芯材A1とFRP層A2との接合強度に優れた樹脂複合体Aを効率良く製造する上においては、芯材A1とFRP層A2とは熱融着によって積層一体化させることが好ましい。
従って、FRP層A2を作製するための繊維強化樹脂材は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を含有することが好ましい。
そして、樹脂複合体Aの作製においては、この繊維強化樹脂材を加熱状態にしてビーズ発泡成形体に積層させる方法を採用することが好ましい。
このような形で樹脂複合体Aを形成させる方法としては、例えば、
a)前記芯材A1となる板状のビーズ発泡成形体を用意する芯材作製工程、
b)ビーズ発泡成形体の表面を形成する樹脂発泡粒子の表皮を開口させる孔開け工程、
c)該ビーズ発泡積層体の両面に繊維強化樹脂材を仮接着して予備積層体を形成させる予備工程、
d)該予備積層体を熱プレスし、ビーズ発泡成形体と繊維強化樹脂材とを熱融着させる積層工程、
を順に実施すればよい。
なお、前記のように前記予備工程前に孔開け工程を実施する必要はなく、要すれば、積層工程における予備積層体に対する圧力や熱の加え方を調整し、この積層工程と孔開け工程とを並行させるようにしてもよい。
即ち、前記孔に樹脂を流入させた樹脂複合体を形成させるには、表面に開口した孔を有する前記樹脂発泡体と前記繊維強化樹脂材とを積層する工程、又は、前記樹脂発泡体に前記繊維強化樹脂材を積層する際の圧力を利用して前記樹脂発泡体の表面に孔を開けつつ前記樹脂発泡体と前記繊維強化樹脂材とを積層する工程の何れかを実施すればよい。
従来の樹脂複合体の形成に際しては、芯材A1とFRP層A2との良好な接着性を確保させるべく、FRP層A2の厚みを確保するのに必要な量よりも多くの樹脂量を含有する繊維強化樹脂材を使用している。
即ち、従来の樹脂複合体の形成に際しては、熱プレス時に溶融させた繊維強化樹脂材の樹脂が樹脂発泡体の表面全体に十分に濡れ広がる状態となるように余分な樹脂を繊維強化樹脂材に担持させている。
そして、この余分な樹脂は、従来、積層工程において予備積層体からオーバーフローさせるような形で取り除かれ樹脂複合体には残されない。
余分な樹脂を有する繊維強化樹脂材は、樹脂発泡体の表面全体に樹脂を行き渡らせることができるため樹脂発泡体に対して良好なる接着性を発揮する。
しかしながら、余分な樹脂をオーバーフローさせる従来の製法では、樹脂を無駄に消費してしまう。
また、オーバーフローさせる余分な樹脂は、熱プレス機や金型などに付着して掃除の手間を増大させる原因ともなる。
一方で本実施形態の樹脂複合体の製造方法においては、余分な樹脂を樹脂発泡体に流入させることができ、オーバーフローが生じることを抑制させ得る。
したがって、本実施形態の樹脂複合体の製造方法においては、金型や熱プレス機を掃除する手間を削減させ得る。
本実施形態の樹脂複合体の製造方法においては、繊維強化樹脂材から流入させた樹脂によりFRP層A2との界面近傍における芯材A1の強度向上を図ることができる。
しかも、従来の樹脂複合体が芯材とFRP層との界面において材料強度を大きく変化させているのに対し、本実施形態の樹脂複合体は、FRP層から芯材にかけての厚み方向における材料強度の変化が傾斜的なものとなる。
即ち、本実施形態の樹脂複合体は、従来の樹脂複合体と同様のビーズ発泡成形体と繊維強化樹脂材とを用いた場合でも、従来の樹脂複合体よりも高強度なものになる。
言い換えれば、本実施形態の製造方法においては、芯材A1の強度が向上されるため従来のものに比べてFRP層A2の厚みを減少させても従来のものと同程度の強度を有する樹脂複合体を作製することができる
即ち、本実施形態の製造方法においては、樹脂複合体を作製するための材料コストの低減も図り得る。
なお、芯材A1は、FRP層A2との界面に位置する樹脂発泡粒子200aの内部や空隙部220にFRP層側から樹脂をより確実に流入させる上においては、前記のように繊維強化樹脂材を積層してFRP層A2を形成させるのに際して十分な加熱が施されることが好ましい。
さらに、芯材A1は、FRP層A2の形成に際する加熱により高強度化が図られることが好ましい。
従って、前記芯材A1は、結晶性樹脂を主成分とするものが好ましく、前記FRP層A2に含有させる樹脂は、芯材A1の主成分たる結晶性樹脂の結晶化温度において適度な流動性を示すものが好ましい。
このような点において、前記芯材A1は、熱可塑性ポリエステル系樹脂製であることが好ましい。
熱可塑性ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸と二価アルコールとが、縮合反応を行った結果得られた高分子量の線状ポリエステルである。
熱可塑性ポリエステル樹脂としては、例えば、芳香族ポリエステル樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂が挙げられる。
芳香族ポリエステル樹脂とは、芳香族ジカルボン酸単位とジオール単位とを含むポリエステル樹脂である。
芯材A1の形成に用いる芳香族ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンナフタレート樹脂などが挙げられる。
なかでも、芯材A1の形成に用いる芳香族ポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート樹脂が好ましい。
ポリエチレンテレフタレート樹脂は、そのジオール単位の一部に、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、チオジエタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコールからなる群より選ばれる1以上のモノマーを含むものであっても良い。
なお、芯材A1の形成に用いる芳香族ポリエステル樹脂は、1種単独でも二種以上でもよい。
芳香族ポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸単位及びジオール単位以外に、例えば、トリメリット酸などのトリカルボン酸、ピロメリット酸などのテトラカルボン酸などの三価以上の多価カルボン酸やその無水物、グリセリンなどのトリオール、ペンタエリスリトールなどのテトラオールなどの三価以上の多価アルコールなどを構成単位として含有していてもよい。
芳香族ポリエステル樹脂は、使用済のペットボトルなどから回収、再生したリサイクル材料でもよい。
芳香族ポリエステル樹脂は架橋剤によって架橋されていてもよい。
架橋剤としては、公知のものが挙げられ、例えば、無水ピロメリット酸などの酸二無水物、多官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物などが挙げられる。
なお、架橋剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
脂肪族ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリ乳酸系樹脂が挙げられる。
ポリ乳酸系樹脂としては、乳酸がエステル結合により重合した樹脂を用いることができ、商業的な入手容易性及びポリ乳酸系樹脂発泡粒子への発泡性付与の観点から、D−乳酸(D体)及びL−乳酸(L体)の共重合体、D−乳酸又はL−乳酸のいずれか一方の単独重合体、D−ラクチド、L−ラクチド及びDL−ラクチドからなる群から選択される1又は2以上のラクチドの開環重合体が好ましい。
なお、芯材A1の形成に用いる脂肪族ポリエステル樹脂、1種単独でも二種以上でもよい。
また、芯材A1は、1種以上の芳香族ポリエステル樹脂と1種以上の脂肪族ポリエステル樹脂とを含むものであっても良い。
該ポリエステル系樹脂以外に前記芯材A1を構成する合成樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂などが挙げられる。
このような樹脂を発泡させるための発泡剤としては、例えば、物理発泡剤が挙げられる。
該物理発泡剤は、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサンなどの炭化水素、及び、そのハロゲン化物とすることができる。
また、物理発泡剤は、例えば、ジメチルエーテルなどのエーテル類、二酸化炭素や窒素などの無機ガスとすることができる。
芯材A1の形成には、1種単独の物理発泡剤を用いても二種以上の物理発泡剤を用いてもよい。
本実施形態の芯材A1は、複数の樹脂発泡粒子どうしを熱融着させたビーズ発泡成形体である。
該芯材A1における樹脂発泡粒子の熱融着率は5〜90%であることが好ましく、10〜70%であることがより好ましく、15〜60%であることが特に好ましい。
このような熱融着率を有する芯材は、衝撃吸収性に優れ且つ空隙部に樹脂を流入させ易いという利点を有する。
樹脂発泡粒子の熱融着率は下記の要領で測定することができる。
まず、芯材A1の中で基準となる樹脂発泡粒子を任意に1個特定する。
基準となる樹脂発泡粒子(以下「基準粒子」ともいう)を、その最長径方向において10等分するように、芯材A1をスライスし、10個の試験片を作製する。
各試験片について、基準粒子を中心とした断面写真を倍率50倍にて撮影する。
撮影した断面写真を画像処理ソフトを用いて取り込み、基準粒子の輪郭線の長さ(S0)を計測する。なお、画像処理ソフトとしては、AutoDesk社から商品名「AutoCAD LT 2005」として市販されているものを用いることができる。
次に、この輪郭線において、基準粒子に熱融着している樹脂発泡粒子とこの基準粒子とが熱融着をしている区間の両端どうしを結ぶ直線の長さを求める。
そして、基準粒子に熱融着している全ての樹脂発泡粒子について前記直線の長さを求めて総和(S1)を算出する。
下記式に基づいて熱融着率を算出し、これを各試験片について実施して合計10個の熱融着率の値を得る。
得られた10個の熱融着率の値を相加平均し、平均値を基準粒子の熱融着率とする。
熱融着率(%)=(S1/S0)×100
同様にして任意の50個の基準粒子について熱融着率を算出し、これらの基準粒子の熱融着率の相加平均値を、芯材における樹脂発泡粒子の熱融着率とする。
芯材A1を形成させるための樹脂発泡粒子の見掛け密度は、0.03g/cm以上であることが好ましく、0.05g/cm以上であることがより好ましい。
また、樹脂発泡粒子の見掛け密度は、0.5g/cm以下であることが好ましく、0.3g/cm以下であることがより好ましい。
樹脂発泡粒子の見掛け密度は下記の要領で測定できる。
樹脂発泡粒子をメスシリンダー内に1000cmの目盛りまで充填する。
メスシリンダーを水平方向から目視し、樹脂発泡粒子が1つでも1000cmの目盛りに達していれば、その時点で樹脂発泡粒子のメスシリンダー内への充填を終了する。
次に、メスシリンダー内に充填した樹脂発泡粒子の質量(g)を小数点以下2位の有効数字で秤量する。
秤量された樹脂発泡粒子の質量(W1)から下記式により樹脂発泡粒子の見掛け密度を算出する。

樹脂発泡粒子の見掛け密度(g/cm)=W1/1000
前記芯材A1の見掛け密度は、0.05〜1.2g/cmであることが好ましく、0.08〜0.9g/cmであることがより好ましい。
なお、芯材A1の見掛け密度は、JIS K7222「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」に準拠して測定された値をいう。
樹脂複合体Aの芯材A1の見掛け密度は、樹脂複合体AからFRP層A2を剥離した後の芯材A1に対して上記測定を実施して求めることができる。
芯材A1の空隙率は、0.1〜50%であることが好ましく、0.5〜30%であることがより好ましく、1〜20%であることが特に好ましい。
このような空隙率を有する芯材A1は、該空隙部に流入させた樹脂によってFRP層A2との間に優れた接着性を発揮する。
また、このような空隙率を有する芯材A1は、樹脂複合体に優れた強度を発揮させることができる。
なお、芯材A1の空隙率は下記の要領で測定することができる。
まず、芯材A1の見掛け上の体積(V1)を測定する。
次に、芯材A1を水中に完全に浸漬し、該芯材A1を水中に浸漬することによって増加した体積(V2)を測定する。
そして芯材A1の空隙率は、下記式に基づいて算出する。

芯材A1の空隙率(%)=〔(V1−V2)/V1〕×100
上記のような芯材A1とともに樹脂複合体を形成する繊維強化樹脂材は、樹脂と繊維とを含む。
該繊維としては、金属繊維、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維、玄武岩繊維、セラミックス繊維などの無機繊維;アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサドール(PBO)繊維などの有機繊維;ボロン繊維などが挙げられる。
繊維強化樹脂材は、1種類の繊維を含むものであっても、2種類以上の繊維を含むものであってもよい。
本実施形態における繊維強化樹脂材は、炭素繊維、ガラス繊維及びアラミド繊維の何れかを含有するものであることが好ましく、炭素繊維を含有するものであることが好ましい。
繊維は、基材シートの状態で繊維強化樹脂材に含有させることが好ましい。
該基材シートとしては、前記のような繊維を用いてなる織物、編物、不織布などが挙げられる。
なお、織物としては、例えば、平織、綾織、朱子織などによって形成されたものが挙げられる。
また、基材シートは、繊維を単に一方向に引き揃えてシート状としたもの(Unidirectional Fiber)であってもよい。
FRP層A2は、上記のような基材シートに樹脂を含浸させたシート体によって形成させることができる。
前記FRP層A2の形成に用いる樹脂は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂とすることができる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂などが挙げられる。
また、熱硬化性樹脂としては、例えば、マレイミド樹脂とシアン酸エステル樹脂とを予備重合した樹脂などが挙げられる。
FRP層A2の形成に用いる熱硬化性樹脂は、耐熱性、衝撃吸収性、耐薬品性に優れることから、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂が好ましい。
なお、FRP層A2は、熱硬化性樹脂を1種類のみ含有するものであっても二種以上の熱硬化性樹脂を含有するものであってもよい。
FRP層A2の形成に用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂、アミド系樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、サルファイド系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。
なお、FRP層A2は、熱可塑性樹脂を1種類のみ含有するものであっても二種以上の熱硬化性樹脂を含有するものであってもよい。
また、FRP層A2は、1以上の熱可塑性樹脂と1以上の熱硬化性樹脂とを含有するものであってもよい。
前記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、長鎖脂肪族型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などが挙げられる。
FRP層A2に含有させる前記エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂が好ましい。
前記ポリウレタン樹脂としては、例えば、ジオールとジイソシアネートとを重合させて得られる直鎖構造を有する重合体が挙げられる。
前記ポリウレタン樹脂を構成するジオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオールなどが挙げられる。
前記ポリウレタン樹脂を構成するジイソシアネートとしては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートが挙げられる。
前記ポリウレタン樹脂は、ジオールやジイソシアネートをそれぞれ2種類以上含有するものであってもよい。
FRP層A2における樹脂の含有量は、20〜70質量%が好ましく、30〜60質量%がより好ましい。
FRP層A2は、上記のような樹脂の含有量であると繊維どうしの接着性や芯材との接着性に優れ、且つ、機械的強度に優れたものとなる。
FRP層A2の厚みは、0.02〜5mmが好ましく、0.05〜1mmがより好ましい。
FRP層A2は、上記厚みを有することで樹脂複合体を軽量で機械的強度に優れたものとすることができる。
FRP層A2の目付は、50〜4000g/mであることが好ましく、100〜1000g/mであることがより好ましい。
FRP層A2は、上記目付を有することで樹脂複合体を軽量で機械的強度に優れたものとすることができる。
本実施形態の樹脂複合体Aは、芯材A1の一面側におけるFRP層A2aを形成する繊維強化樹脂材と芯材A1の他面側におけるFRP層A2bを形成する繊維強化樹脂材とを共通させる必要はなく、これらが異なっていてもよい。
前記繊維強化樹脂材によって該FRP層A2を形成させる際に前記芯材A1の空隙部220に流入させる樹脂の量は、多い方が好ましい。
樹脂の流入した空隙部が全ての空隙部に占める割合は、50%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、100%が特に好ましい。
樹脂の流入している空隙部220の割合は下記の要領で測定することができる。
まず、芯材A1の中で基準となる樹脂発泡粒子(基準粒子)を任意に1個特定する。
基準粒子をその最長径方向において10等分するように、芯材A1をスライスし、10個の試験片を作製する。
各試験片について、基準粒子を中心とした断面写真を倍率50倍にて撮影する。
撮影した断面写真を画像処理ソフトを用いて取り込み、基準粒子の最長径を計測する。なお、画像処理ソフトとしては、AutoDesk社から商品名「AutoCAD LT 2005」として市販されているものを用いることができる。
次いで、この最長径を一辺の長さとする正方形によって基準粒子を囲む。
そして、正方形内において樹脂が充填されている部分を含めて空隙部の総面積(S3)を計測する。
また、正方形内において、樹脂が充填されている空隙部の総面積(S2)を計測する。
そして、下記式に基づいて樹脂充填率を算出し、これを各試験片について実施して合計10個の樹脂充填率の値を得る。
得られた10個の樹脂充填率の値を相加平均し、平均値を得る。

樹脂充填率(%)=(S2/S3)×100


下記式に基づいて熱融着率を算出し、これを各試験片について実施して合計10個の熱融着率の値を得る。
同様にして任意の50個の基準粒子について樹脂充填率の平均値を得、これらの50個の平均値の相加平均値を樹脂の流入した空隙部が全ての空隙部に占める割合とする。
また、芯材A1は、FRP層A2との界面を形成している全ての樹脂発泡粒子の内、樹脂が流入している樹脂発泡粒子の割合が10%以上50%以下であることが好ましく、15%以上30%以下であることが好ましい。
芯材A1は、上記のような割合でFRP層A2との界面に樹脂の流入している樹脂発泡粒子を存在させることで樹脂複合体に優れた軽量性と優れた機械的強度とを発揮させることができる。
樹脂の流入している樹脂発泡粒子の割合は下記の要領で測定することができる。
まず、樹脂複合体をFRP層A2と芯材A1との界面よりも僅かに芯材側に入り込んだ位置で界面と平行にスライスし、FRP層を取り除く。
FRP層が取り除かれた芯材A1のスライス面を観察し、樹脂発泡粒子の数が100個〜200個程度となる範囲を無作為に設定する。
この範囲内における全ての樹脂発泡粒子の数(N0)と、そのなかで樹脂の流入している樹脂発泡粒子の数(N1)とを計測する。

そして、下記式に基づいて樹脂の流入している樹脂発泡粒子の割合を求めることができる。

樹脂の流入している樹脂発泡粒子の割合(%)=(N1/N0)×100
同様にして50箇所の範囲において樹脂の流入している樹脂発泡粒子の割合を求め、得られた値を平均する。
そして、この平均値を当該樹脂複合体において樹脂の流入している樹脂発泡粒子の割合とする。
本実施形態の樹脂複合体は、軽量性と強度に優れることから自動車のモノコック、フレーム、ルーフ、ボンネット、フェンダー、アンダーカバー、トランクリッド、フロアパネル、ダッシュロア、ピラー、クラッシュボックス、クロスメンバー、サイドメンバー、サイドシル、座席シート、インストルメント・パネルの形成に適したものである。
なお、本実施形態の樹脂複合体Aは、上記に例示した態様以外にも各種の態様を採用し得る。
即ち、上記においては、樹脂発泡体や繊維強化樹脂材の素材について特定の樹脂を例示しているが、本発明の樹脂発泡体や繊維強化樹脂材は、どのような樹脂によって形成されたものであっても良い。
また、上記においては、樹脂発泡体についてビーズ発泡成形体を例示しているが、本発明においては樹脂発泡体をビーズ発泡成形体に限定するものではない。
即ち、本発明において用いる樹脂発泡体は、サーキュラーダイやフラットダイを通じてシート状に押出発泡されてなる発泡シートでも良い。
また、本発明において用いる樹脂発泡体は、サイジングダイを通じてボード状に押出成形されてなる発泡ボードであっても良い。
さらに、本発明において用いる樹脂発泡体は、発泡剤を含む塊状物を型内発泡させてなる発泡成形体などであっても良い。
また、本実施形態の樹脂複合体Aは、図1などに示したような平板状のものに限定されるものではなく、複雑な形状に賦形されたものでもよい。
例えば、本実施形態の樹脂複合体Aは、例えば、図3〜5に例示するようなものであってもよい。
該樹脂複合体Aは、図3に示すように平面視(上面視)における輪郭形状が概ね縦長な矩形状となっている。
より具体的には、該樹脂複合体Aは、図3正面視左側における輪郭形状が直線的になっている一方で正面視右側における輪郭形状は外向き(右側)にやや膨らんだ形状を有し、全体的な輪郭形状がアルファベット大文字の“D”字状となっている。
該樹脂複合体Aは、平面視における外縁部以外を凹入させており、図5に示したように凹部100の底面を構成する底面部110と、前記底面の外縁から立ち上がる側面を構成する側壁部120とを備え、全体形状がトレー状となっている。
この底面部110は、樹脂複合体Aの底面の様子を示した図4に示されているように、前記凹部100の凹入方向とは逆向きに凹入した第2凹部140が形成されて薄肉部150が形成されている。
このような複雑な形状を有する樹脂複合体においても、芯材が、繊維強化樹脂材との界面を形成している樹脂発泡粒子の表皮に開口した孔を有し、該樹脂発泡粒子の内部に前記繊維強化樹脂材の樹脂を流入させた場合に優れた効果が発揮される点においては、図1に例示の板状の樹脂複合体と同じである。
なお、当然ながら、本発明は、このような例示のものにも限定されるものではない。
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本実施例に何ら限定されるものでない。
(実施例1、2、6)
<発泡性樹脂粒子の作製>
下記(1a)〜(1c)を含む変性ポリエチレンテレフタレート組成物を口径が65mmで且つL/D比が35の単軸押出機に供給して290℃にて溶融混練した。

(1a)ジオール単位の一部に1,4−シクロヘキサンジメタノールを含む変性ポリエチレンテレフタレート(変性PET、イーストマン社製 商品名「EN099」、融点:238.5℃、ガラス転移温度Tg:75.6℃)100質量部

(1b)ポリエチレンテレフタレートにタルクを含有させてなるマスターバッチ(ポリエチレンテレフタレート含有量:60質量%、タルク含有量:40質量%)1.8質量部

(1c)無水ピロメリット酸0.26質量部
次に、単軸押出機の途中から、イソブタン35質量%及びノルマルブタン65質量%を含むブタンを変性ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンテレフタレートの総量100質量部に対して表1に示した量となるように溶融状態の変性ポリエチレンテレフタレート組成物に圧入して、変性ポリエチレンテレフタレート組成物中に均一に分散させた。
しかる後、押出機の前端部において、溶融状態の変性ポリエチレンテレフタレート組成物を280℃に冷却した後、押出機の前端に取り付けたマルチノズル金型のノズルから変性ポリエチレンテレフタレート組成物を押出させた。
なお、マルチノズル金型は、出口部の直径が1mmのノズルを有するものを用いた。
そして、マルチノズル金型のノズルの出口部から押出されて発泡した押出物を回転刃によって切断した後に直ちに冷却して略球状の発泡性樹脂粒子を製造した。
前記押出物は、マルチノズル金型のノズルから押出された直後の未発泡部と、この未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とを有するものであった。
前記発泡性樹脂粒子は、押出物を未発泡部で切断して作製した。
発泡性樹脂粒子の嵩密度は表1に示す通りであって。
<芯材の作製>
型締めした際に直方体形状のキャビティ(縦300mm×横400mm×高さ50mm)が形成される雄金型及び雌金型を用意した。
該金型を成形機に装着した。
成形機に装着した金型内に発泡性樹脂粒子を充填して型締めした。
しかる後、雌金型及び雄金型の内の一方の金型から水蒸気をキャビティ内に導入して他方の金型に通過させる一方加熱工程によって金型内の発泡性樹脂粒子を加熱した。
なお、該一方加熱工程での加熱時間、及び、水蒸気(107℃)のゲージ圧力は、表1に示した通りである。
次に、両方の金型からキャビティ内に水蒸気を導入し、キャビティ内に供給した水蒸気を排出しない両面加熱工程によって発泡性樹脂粒子を加熱した。
該両面加熱工程での加熱時間、及び、水蒸気(107℃)のゲージ圧力は、表1に示した通りである。
そして、該両面加熱工程において発泡性樹脂粒子を発泡させ、得られた樹脂発泡粒子どうしをこれらの発泡力によって熱融着一体化させた。
その後、水蒸気の供給を止めて金型を放冷させる3秒間の保熱工程を行った。
該保熱工程後、金型を常温まで冷却してビーズ発泡成形体を取出した。
得られたビーズ発泡成形体の空隙率、見掛け密度及び発泡粒子の熱融着率を表1に示す。
得られたビーズ発泡成形体を構成している樹脂発泡粒子の独立気泡率及び見掛け密度を表1に示した。
得られた芯材は、樹脂発泡粒子どうしが直接、熱融着して一体化(表皮層どうしが熱融着一体化)していた。
また、芯材は、互いに隣接する樹脂発泡粒子間に空隙部を有していた。
さらに、芯材の空隙部は互いにつながって芯材全体に網目状に拡がったものであった。
また、空隙部は、芯材を厚み方向に貫通し、且つ芯材の一面側と他面側とに開口していた。
<樹脂複合体の作製:RTM法>
炭素繊維が綾織されてなる基材シート(三菱レイヨン社製 商品名「パイロフィルTR3523M」、目付:200g/m、厚み:0.23mm)を8枚用意した。
これらの基材シートのうちの4枚を重ね合わせて積層シートを2組用意した。
樹脂複合体の作製には縦300mm×横400mmの長方形の積層シートを用いた。
なお、積層シートは、経糸の方向が下から順に45°、−45°、0°、90°となるように基材シートを重ね合せて作製した。
経糸の方向とは、上から2枚目の基材シートの経糸の方向を基準(0°)にして時計回りの方向を+(プラス)、反時計回りの方向を−(マイナス)として表したものである。
芯材の厚み方向の両面に積層シートを積層して積層体を作製した(積層工程)。
このとき2枚の積層シートは、経糸の方向が90°となっている基材シートが最も外側となるように芯材に積層した。
また、2枚の積層シートは、最も外側の強化繊維基材の経糸の長さ方向が互いに直交した状態となるように芯材に積層した。
次に、図6に示したように、積層体5を金型61、62内に供給した後に該金型61、62を型締めした後、金型61、62を60℃に加熱した。
一方、60℃に加温したエポキシ樹脂(ナガセケムテック社製「DxENATOOL XNR 6809」、ガラス転移温度Tg:65.0℃)を用意した。
溶融状態の60℃のエポキシ樹脂を金型61、62のキャビティ63内に樹脂供給路(図示せず)を通じて注入圧力0.2MPaにて供給して、積層シート4、4にエポキシ樹脂を含浸させてFRP層を形成すると共に、芯材1の空隙部にエポキシ樹脂を流入させ、該空隙部にエポキシ樹脂を充填した(充填工程)。
キャビティ内に供給したエポキシ樹脂の一部を真空ポンプを用いてキャビティ外に排出し、キャビティ内を減圧状態にした。
次に、金型61、62を120℃に加熱して90分間に亘って保持してキャビティ内のエポキシ樹脂を硬化させた。
その後、金型61、62を30℃に冷却し、FRP層が芯材の両面に積層され、且つ、芯材内の空隙部に充填されたエポキシ樹脂によって2つのFRP層が芯材内で連結されている樹脂複合体を製造した(一体化工程)。
樹脂複合体のFRP層にはエポキシ樹脂が表1に示した量だけ含浸されていた。
樹脂複合体の各FRP層の厚み及び目付は表1に示した通りである。
(実施例3、4)
変性ポリエチレンテレフタレート組成物の代わりに、下記(2a)〜(2d)を含むスチレン−メタクリル酸メチル−無水マレイン酸共重合体組成物を単軸押出機に供給したこと、単軸押出機内へのブタンの供給量、並びに、型内発泡成形時の一方加熱工程及び両面加熱工程の加熱条件を表1に示した通りに変更したこと以外は実施例1と同様にして繊維強化複合体Aを製造した。

(2a)スチレン−メタクリル酸メチル−無水マレイン酸共重合体(スチレン単位:45.9質量%、メタクリル酸メチル単位:21.5質量%、無水マレイン酸単位:32.6質量%、電気化学工業社製 商品名「レジスファイR200」、ガラス転移温度Tg:140.7℃)100質量部

(2b)スチレン−メタクリル酸メチル−無水マレイン酸共重合体(スチレン単位:45.9質量%、メタクリル酸メチル単位:21.5質量%

(2c)無水マレイン酸単位:32.6質量%、電気化学工業社製 商品名「レジスファイR200」、ガラス転移温度Tg:140.7℃)にタルクを含有させてなるマスターバッチ(スチレン−メタクリル酸メチル−無水マレイン酸共重合体含有量:60質量%、タルク含有量:40質量%)1.8質量部

(2d)無水ピロメリット酸0.26質量部

作製した樹脂複合体のFRP層の厚み、目付、及び、エポキシ樹脂の量は表1に示した通りであった。
なお、表1においては、スチレン−メタクリル酸メチル−無水マレイン酸共重合体を、単に「アクリル共重合体」と表記した。
(実施例5)
<芯材の作製>
実施例1と同様の要領で芯材を作製した。
<樹脂複合体の作製:オートクレーブ法>
炭素繊維が綾織されてなる強化繊維基材に未硬化のエポキシ樹脂が含浸されてなるシート材(三菱レイヨン社製 商品名「パイロフィルプリプレグTR3523M 381GMX」、目付:200g/m、厚み:0.23mm、エポキシ樹脂のガラス転移温度Tg:121℃)を8枚用意した。
該シート材のエポキシ樹脂の含有量は40質量%であった。
このシート材を4枚ずつ積層して2枚の積層シートを作製した。
この積層シートにおけるシート材の経糸の角度は実施例1と同様とした。
即ち、積層シートにおける4枚のシート材の経糸の方向は、45°、−45°、0°、90°とした。
この積層シートを縦300mm×横400mmの長方形として積層体を作製した点についても実施例1と同じである。
次に、アルミニウム板を用意し、このアルミニウム板の上面に離型剤(ケムリースジャパン社製 商品名「ケムリース2166」)を塗布して一日放置し、アルミニウム板の上面に離型処理を施した。
なお、アルミニウム板上面の外周縁部には、後記する封止材10aやバックバルブ10bを配置するため、離型処理は施さなかった。
上面に離型処理を施したアルミニウム板を押圧部材10cとして用い、図7に示すように、押圧部材10cの離型処理を施した面上に、積層体9を載置した。
次に、上記と同様にして、下面に離型処理を施したアルミニウム板を押圧部材10dとして用意し、積層体9上に押圧部材10dを積層した。この時、押圧部材10dの離型処理面が積層体9と接触するようにした。
しかる後、貫通孔を有するリリースフィルム10e(AIRTECH社製 商品名「WL5200B−P」)及びブリーザークロス10f(AIRTECH社製 商品名「AIRWEAVE N4」)を押圧部材10d上に積層し、押圧部材10dを全面的に覆った。
リリースフィルム10eには、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体フィルムで形成されたものを用いた。
また、リリースフィルム10eには、両面間に亘って貫通する多数の貫通孔を有し、積層シート中のエポキシ樹脂を通過可能なものを用いた。
ブリーザークロス10fには、ポリエステル不織布で形成され、エポキシ樹脂を含浸させることができるものを用いた。
ブリーザークロス10f上にバギングフィルム10g(AIRTECH社製 商品名「WL7400」)を被せ、バギングフィルム10gの外周縁部とこれに対向する押圧部材10cとの間を封止材10a(AIRTECH社製のシーラントテープ、商品名「GS43MR」)を用いて接合した。
そして、バギングフィルム10gによって積層体9を密封してプレス用の積層構造体を作製した。
なお、バギングフィルム10gには、ナイロンフィルムで形成され、一部にバックバルブ10b(AIRTECH社製 商品名「VAC VALVE 402A」)を配置したものを用いた。
次に、積層構造体をオートクレーブ内に供給し、積層構造体のバックバルブ10bを真空ラインと接続し、バギングフィルム10gで密封された空間部10hを真空度0.10MPaに減圧した。
なお、空間部10hの減圧はその後も継続して行った。
しかる後、積層体9をその表面温度が90℃となるように加熱して、積層シート中のエポキシ樹脂を溶融させ、溶融状態のエポキシ樹脂を滲出させて、芯材の空隙部に充填した(充填工程)。
このとき余分なエポキシ樹脂は空間部10hの外に順次、排出した。
次に、積層体9を130℃に加熱して90分間に亘って保持し、積層体9を芯材1の厚み方向に0.3MPaの圧力で加圧した。
そして、該加熱によってエポキシ樹脂を硬化させた。
その後、積層体9を30℃に冷却し、FRP層が芯材の両面に積層され、且つ、芯材内の空隙部に充填されたエポキシ樹脂によって2つのFRP層が芯材内で連結されている樹脂複合体を製造した(一体化工程)。
樹脂複合体のFRP層にはエポキシ樹脂が表1に示した量だけ含浸されていた。
樹脂複合体の各FRP層の厚み及び目付は表1に示した通りである。
(比較例1)
芯材作製時の一方加熱工程及び両面加熱工程の加熱条件を表1に示した通りに変更したこと以外は実施例6と同様にして樹脂複合体を製造した。
なお、芯材作製時の加熱時間(一方加熱工程及び両面加熱工程の加熱合計時間)を僅かでも短くすると、得られる芯材の樹脂発泡粒子の間に隙間が生じ、内部に部分的な空隙部が形成された。
(比較例2)
芯材作製時の一方加熱工程及び両面加熱工程の加熱条件を表1に示した通りに変更したこと以外は実施例3と同様にして樹脂複合体を製造した。
(比較例3)
粉末状のビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC社製 製品名「EPICLON−4050」、ガラス転移温度Tg:56.5℃、密度:1.20g/cm)を乳鉢を用いて粉砕し、平均粒径が0.1mmのエポキシ粉末を作製した。
実施例6と同様の要領で発泡性樹脂粒子を作製した。
発泡性樹脂粒子100質量部と、エポキシ粉末0.5質量部とを一つの袋に入れて混合し、発泡性樹脂粒子の表面にエポキシ粉末を静電気によって均一に付着させた。
袋に供給したエポキシ粉末の全てを発泡性樹脂粒子の表面に付着させた。
このエポキシ粉末の付着した発泡性樹脂粒子を用いたこと以外は実施例6と同様に芯材を作製した。
得られた芯材の空隙率、見掛け密度及び樹脂発泡粒子の熱融着率を表1に示す。
得られた芯材を構成している樹脂発泡粒子の独立気泡率及び見掛け密度を表1に示す。
得られた芯材を構成している樹脂発泡粒子どうしは全てエポキシ樹脂を介して間接的に熱融着一体化していた。
芯材における互いに隣接する樹脂発泡粒子の間には隙間が形成され、これらの隙間が連結、連通することによって、芯材内には全体的に空隙部が立体的に網目状に拡がった状態で形成されていた。
芯材内の空隙部は、芯材の厚み方向の両面間に亘って貫通していた。
空隙部は、芯材の厚み方向の両面に開口していた。
しかし、空隙部は、エポキシ粉末が溶融した溶融物によって前記開口が閉塞されており、それ以上樹脂が流入できない状態になっていた。
この芯材を用いて実施例6と同様に樹脂複合体を作製した。
得られた樹脂複合体のエポキシ樹脂の充填率を上記要領で、衝撃吸収性を下記要領で測定し、その結果を表1に示した。
(衝撃吸収性)
樹脂複合体の衝撃破壊試験における衝撃吸収性はASTM D−3763に規定された方法に準じて測定した。
具体的には、下記の測定条件によってFRP層を衝撃面とした樹脂複合体の衝撃吸収性を測定し、下記基準に基づいて評価した。

(判定基準)
A・・・上側のFRP層のみが貫通した。
B・・・上側のFRP層及び発泡成形体のみが貫通した。
C・・・上下のFRP層及び発泡成形体が全て貫通した。
(測定条件)
測定装置 :
ゼネラルリサーチコーポレーション(General Research Corporation)製、商品名「ダイナタップGRC8250」
試料寸法 : 100mm×100mm
スパン : 3インチ丸穴
測定温度 : 20℃
落錘重量 : 3.17kg
タップ先端R: 0.5インチ
衝撃速度 : 4.0m/秒
上記の実施例においては、表面に開口した孔を有する樹脂発泡体を芯材に用いて樹脂複合体を作製した。
これとは別に、樹脂発泡体に繊維強化樹脂材を積層する際の圧力を利用して樹脂発泡体の表面に孔を開けつつ樹脂発泡体と繊維強化樹脂材とを積層して樹脂複合体を作製した。
この樹脂複合体から繊維強化樹脂材(FRP層A2)を剥離し、該FRP層A2と芯材A1との積層界面の様子を写真撮影した。
この写真を図8に示す。
ここで、この樹脂複合体は、FRP層A2との界面を形成する樹脂発泡粒子の内部に樹脂が流入して塊300を形成していることが写真観察によって明らかとなった。
また、図8に示した樹脂複合体は、樹脂が流入している樹脂発泡粒子の割合が約25%であった。
そして、図8に示した樹脂複合体は、樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との間に優れた接着性を示すものであった。
以上のことからも本発明によれば樹脂発泡体と繊維強化樹脂材との間に優れた接着性を有する樹脂複合体が得られることがわかる。
200 樹脂発泡粒子
300 塊
A 樹脂複合体
A1 芯材(樹脂発泡体)
A2 繊維強化樹脂層(繊維強化樹脂材)

Claims (5)

  1. 繊維と樹脂とを含む繊維強化樹脂材と、樹脂発泡体とが積層一体化されてなる樹脂複合体であって、
    前記樹脂発泡体が、該樹脂発泡体と前記繊維強化樹脂材との界面に開口した孔を有し、
    且つ、前記樹脂発泡体は、複数の樹脂発泡粒子が一体化したもので、前記樹脂発泡粒子どうしが直接、熱融着したものであり、前記樹脂発泡粒子間に空隙部を有し、前記孔が表面において前記空隙部を開口させたものとなっており、
    該孔に前記繊維強化樹脂材の樹脂流入て前記繊維強化樹脂材と前記樹脂発泡体とが積層一体化されている樹脂複合体。
  2. 前記樹脂発泡体は、該樹脂発泡体と前記繊維強化樹脂材との界面を形成する前記樹脂発泡粒子が前記孔を有し、該樹脂発泡粒子の内部に前記樹脂流入ている請求項1記載の樹脂複合体。
  3. 前記樹脂発泡体は、前記開口を有する第1の表面から該第1の表面とは反対面となる第2の表面まで前記空隙部が貫通し、且つ前記第2の表面においても前記空隙部が開口しており、
    前記第1の表面及び前記第2の表面の両方に繊維強化樹脂材が積層され、該繊維強化樹脂材どうしが前記空隙部に流入た樹脂によって接続一体化されている請求項1又は2記載の樹脂複合体。
  4. 前記樹脂発泡体に占める空隙部の割合が0.1〜50体積%である請求項1乃至3の何れか1項に記載の樹脂複合体。
  5. 繊維と樹脂とを含む繊維強化樹脂材と、樹脂発泡体とが積層一体化された樹脂複合体を作製する樹脂複合体の製造方法であって、
    表面に開口した孔を有する前記樹脂発泡体に前記繊維強化樹脂材を積層し、且つ、前記樹脂発泡体と前記繊維強化樹脂材との界面に前記開口を配して前記積層を実施し、
    前記樹脂発泡体として、複数の樹脂発泡粒子どうしが直接、熱融着一体化されてなる樹脂発泡体で、且つ、前記樹脂発泡粒子間に空隙部が形成され、表面において前記空隙部を開口させて前記孔が形成されている樹脂発泡体を用い、
    樹脂発泡体の前記孔に前記繊維強化樹脂材の樹脂を流入させて該繊維強化樹脂材と前記樹脂発泡体とを積層一体化させる樹脂複合体の製造方法。
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