JP7236245B2 - composite molding - Google Patents
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Description
本発明は、複合成形品に関する。更に詳細には、本発明は、例えば、車両外板部品として適用可能な複合成形品に関する。 The present invention relates to composite moldings. More particularly, the present invention relates to composite moldings that can be applied, for example, as vehicle skin parts.
従来、剛性を高めることができるパネルが提案されている。このパネルは、内部が中空に形成されていて、繊維で強化された樹脂より成るパネル本体と、該パネル本体の内部に接合された不織布と、該パネル本体内に充填された樹脂製の発泡体とを具備する（特許文献１参照。）。 Conventionally, panels that can increase rigidity have been proposed. This panel has a hollow inside, and consists of a panel body made of fiber-reinforced resin, a non-woven fabric bonded to the inside of the panel body, and a resin foam filled in the panel body. and (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に記載されたパネルには、パネル本体の重量の低減に伴って、表面平滑性が低下するという問題点があった。
However, the panel described in
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得る複合成形品を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art. Another object of the present invention is to provide a composite molded article that can improve surface smoothness while suppressing warpage and weight increase.
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。その結果、コア部の一方の面及び他方の面に、それぞれ、疑似等方性を有する第１スキン部及び第２スキン部を積層し、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数と第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数とを異ならせ、第１スキン部及び第２スキン部における繊維強化材の全てを炭素繊維にすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have made extensive studies to achieve the above object. As a result, the first skin portion and the second skin portion having quasi-isotropy are laminated on one surface and the other surface of the core portion, respectively, and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion and the number of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers in the second skin portion, and all of the fiber reinforcing materials in the first skin portion and the second skin portion are made of carbon fiber to achieve the above object. , have completed the present invention.
本発明によれば、反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得る複合成形品を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composite molding which can implement|achieve improvement in surface smoothness can be provided, suppressing generation|occurrence|production of a warp and an increase in weight.
以下、本発明の一実施形態に係る複合成形品について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で引用する図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A composite molded article according to one embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the dimensional ratios in the drawings quoted below are exaggerated for convenience of explanation, and may differ from the actual ratios.
図１は、本発明の一実施形態に係る複合成形品の一例を示す分解斜視図である。図１に示すように、本形態の複合成形品１は、層状のコア部１０と、コア部１０の一方の面に積層された第１スキン部２０と、他方の面に積層された第２スキン部３０と、を備える。また、本形態の複合成形品１は、図１に示すように、サンドイッチ構造を有する。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a composite molded article according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the composite molded
第１スキン部２０及び第２スキン部３０は、それぞれ一方向繊維強化樹脂層２１，３１を複数有する。
The
第１スキン部２０における一方向繊維強化樹脂層２１の積層数が、第２スキン部３０における一方向繊維強化樹脂層３１の積層数と異なる。
The number of laminated unidirectional fiber reinforced
なお、図示しないが、コア部は、発泡樹脂を含む。 In addition, although not shown, the core portion includes a foamed resin.
また、図示しないが、一方向繊維強化樹脂層は、熱硬化性樹脂と繊維強化材とを含み、繊維強化材の軸方向が一方向に引き揃えられている。 Moreover, although not shown, the unidirectional fiber reinforced resin layer includes a thermosetting resin and a fiber reinforcing material, and the axial direction of the fiber reinforcing material is aligned in one direction.
さらに、図示しないが、第１スキン部及び第２スキン部は、それぞれ繊維強化材の軸方向に関して疑似等方性を有している。 Furthermore, although not shown, the first skin portion and the second skin portion each have quasi-isotropy with respect to the axial direction of the fiber reinforcement.
図示例では、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が４であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が２である。 In the illustrated example, the number of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers in the first skin portion is four, and the number of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers in the second skin portion is two.
また、図示例では、第１スキン部の表面（図１中上側）の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向を０°としたとき、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向は４５°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向は－４５°であり、第４層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向は９０°である。さらに、図示例では、第１スキン部の表面側に位置する第２スキン部の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向は９０°であり、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向は０°である。 In the illustrated example, when the axial direction of the fiber reinforcing material in the first unidirectional fiber reinforced resin layer on the surface of the first skin portion (upper side in FIG. 1) is 0°, The axial direction of the fiber reinforcement in the directional fiber reinforced resin layer is 45°, the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer is −45°, and the one direction of the fourth layer The axial direction of the fiber reinforcing material in the fiber reinforced resin layer is 90°. Furthermore, in the illustrated example, the axial direction of the fiber reinforcing material in the first unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion located on the surface side of the first skin portion is 90°, The axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer is 0°.
上述のように、第１スキン部及び第２スキン部が、それぞれ繊維強化材の軸方向に関して疑似等方性を有し、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数と異なる複合成形品であるので、反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現できる。 As described above, the first skin portion and the second skin portion each have quasi-isotropy with respect to the axial direction of the fiber reinforced material, and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is the second Since the composite molded product has a different number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the skin portion, it is possible to improve the surface smoothness while suppressing the occurrence of warpage and an increase in weight.
ここで、各構成要素について更に詳細に説明する。 Each component will now be described in more detail.
上記コア部は、発泡樹脂を含んでいれば、特に限定されるものではない。発泡樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリルスチレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミドなどの非晶性樹脂を発泡させた発泡体を挙げることができる。特に限定されるものではないが、より具体的には、発泡樹脂体としては、変性ポリフェニレンエーテル樹脂発泡体、ポリメタクリルイミド硬質発泡体、硬質アクリル発泡体を挙げることができる。 The core portion is not particularly limited as long as it contains foamed resin. Examples of foamed resins include amorphous resins such as polyvinyl chloride, polystyrene, acrylonitrile-styrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, methacrylic resin, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, polyamideimide, and polyetherimide. A foam obtained by foaming a flexible resin can be mentioned. More specifically, modified polyphenylene ether resin foams, polymethacrylimide hard foams, and hard acrylic foams can be mentioned as foamed resins, although they are not particularly limited.
上記スキン部は、積層された一方向繊維強化樹脂層を複数含んでいる。一方向繊維強化樹脂層の一例は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂と炭素繊維からなる連続繊維強化材とを含み、一方向繊維強化樹脂層の連続繊維強化材の軸方向が一方向に引き揃えられている。 The skin portion includes a plurality of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers. An example of the unidirectional fiber reinforced resin layer includes a thermosetting resin such as epoxy resin and a continuous fiber reinforcement made of carbon fibers, and the continuous fiber reinforcement of the unidirectional fiber reinforced resin layer is stretched in one direction. Aligned.
上記スキン部は、繊維強化材の軸方向に関して疑似等方性を有している。なお、疑似等方性は、例えば、スキン部中の一方向繊維強化樹脂層の積層構成を直交積層、等角積層又はこれらを任意に組み合わせた積層構成とすることにより付与することができる。また、第１スキン部、第２スキン部において、直交積層同士、等角積層同士、直交積層と等角積層とを組み合わせる場合には、スキン部内に対称面を有することが好ましい。 The skin portion is quasi-isotropic with respect to the axial direction of the fiber reinforcement. The quasi-isotropy can be imparted, for example, by making the unidirectional fiber reinforced resin layers in the skin part have a cross-layered structure, an equiangular layered structure, or an arbitrary combination of these structures. Further, in the first skin portion and the second skin portion, when orthogonal lamination layers, equiangular lamination layers, or orthogonal lamination and equiangular lamination are combined, it is preferable to have a plane of symmetry in the skin portion.
また、本形態の複合成形品は、第１スキン部の表面が意匠面であり、意匠面側に配置された第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数よりも多いことが好ましい。 Further, in the composite molded product of the present embodiment, the surface of the first skin portion is the design surface, and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion arranged on the design surface side is the same as in the second skin portion. It is preferable that the number is larger than the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated.
これにより、意匠面により多くの一方向繊維強化樹脂層を積層することができるので、重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の顕著な向上を実現できる。つまり、意匠面側の一方向繊維強化樹脂層の積層数を多くすることにより、重量の増加を抑制しつつ、繊維の斑模様、コア部の凹凸を隠蔽することができる。また、一方向炭素繊維などの繊維強化材の使用量を少なくすることができるので、コストを低減することができるという利点がある。また、別の観点からは、外部から外力を直接受ける面である意匠面において、外部からの外力に対して高い強度を実現できるという利点がある。つまり、意匠面により多くの一方向繊維強化樹脂層を積層することができるので、一方向炭素繊維などの繊維強化材の使用量が少ない、すなわち、軽量で、かつ外部からの外力に対して高い強度を実現できるという利点がある。 As a result, more unidirectional fiber reinforced resin layers can be laminated on the design surface, so that it is possible to significantly improve surface smoothness while suppressing an increase in weight. In other words, by increasing the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated on the design surface side, it is possible to suppress the increase in weight while concealing the mottled pattern of the fibers and the unevenness of the core portion. Moreover, since the amount of fiber reinforcing material such as unidirectional carbon fiber used can be reduced, there is an advantage that the cost can be reduced. From another point of view, there is an advantage that the design surface, which is a surface that directly receives an external force from the outside, can achieve a high strength against the external force from the outside. In other words, since more unidirectional fiber reinforced resin layers can be laminated on the design surface, the amount of fiber reinforcement such as unidirectional carbon fiber used is small, that is, it is lightweight and highly resistant to external forces. It has the advantage of being strong.
さらに、本形態の複合成形品は、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が４層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が２層又は３層であることが好ましい。 Furthermore, in the composite molded product of this embodiment, the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is four, and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is two or three. is preferably
これにより、意匠面により多くの一方向繊維強化樹脂層を積層することができるので、重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の顕著な向上を実現できる。また、一方向炭素繊維などの繊維強化材の使用量を少なくすることができるので、コストを低減することができるという利点がある。また、別の観点からは、外部から外力を直接受ける面である意匠面において、外部からの外力に対して高い強度を実現できるという利点がある。つまり、意匠面により多くの一方向繊維強化樹脂層を積層することができるので、一方向炭素繊維などの繊維強化材の使用量が少ない、すなわち、軽量で、かつ外部からの外力に対して高い強度を実現できるという利点がある。 As a result, more unidirectional fiber reinforced resin layers can be laminated on the design surface, so that it is possible to significantly improve surface smoothness while suppressing an increase in weight. Moreover, since the amount of fiber reinforcing material such as unidirectional carbon fiber used can be reduced, there is an advantage that the cost can be reduced. From another point of view, there is an advantage that the design surface, which is a surface that directly receives an external force from the outside, can achieve a high strength against the external force from the outside. In other words, since more unidirectional fiber reinforced resin layers can be laminated on the design surface, the amount of fiber reinforcement such as unidirectional carbon fiber used is small, that is, it is lightweight and highly resistant to external forces. It has the advantage of being strong.
なお、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が４層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が２層である積層構成としては、下記の積層構成を挙げることができる。 The lamination structure in which the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is four and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is two layers is as follows. can be mentioned.
第１スキン部の表面の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向を０°としたとき、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が４５°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－４５°であり、第４層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が９０°である。さらに、第１スキン部の表面側に位置する第２スキン部の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が９０°であり、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°である。 When the axial direction of the fiber reinforcement in the first unidirectional fiber reinforced resin layer on the surface of the first skin portion is 0°, the axial direction of the fiber reinforcement in the second unidirectional fiber reinforced resin layer is 45°, the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer is −45°, and the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the fourth layer is 90°. Furthermore, the axial direction of the fiber reinforcing material in the first unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion located on the surface side of the first skin portion is 90°, and the unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion The axial direction of the fiber reinforcement in the resin layer is 0°.
また、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が４層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が３層である積層構成としては、下記の積層構成を挙げることができる。 In addition, as a lamination structure in which the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is four and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is three, the following lamination structure is used. can be mentioned.
第１スキン部の表面の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向を０°としたとき、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が４５°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－４５°であり、第４層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が９０°である。さらに、第１スキン部の表面側に位置する第２スキン部の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－６０°であり、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が６０°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°である。 When the axial direction of the fiber reinforcement in the first unidirectional fiber reinforced resin layer on the surface of the first skin portion is 0°, the axial direction of the fiber reinforcement in the second unidirectional fiber reinforced resin layer is 45°, the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer is −45°, and the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the fourth layer is 90°. Furthermore, the axial direction of the fiber reinforcing material in the first unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion located on the surface side of the first skin portion is −60°, and the unidirectional fibers of the second layer The axial direction of the fiber reinforcing material in the reinforced resin layer is 60°, and the axial direction of the fiber reinforcing material in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer is 0°.
また、本形態の複合成形品は、第１スキン部における前記一方向繊維強化樹脂層の積層数が６層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が２～４層であることが好ましい。 Further, in the composite molded product of this embodiment, the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is 6, and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is 2 to 4. is preferably
これにより、意匠面により多くの一方向繊維強化樹脂層を積層することができるので、重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の顕著な向上を実現できる。また、一方向炭素繊維などの繊維強化材の使用量を少なくすることができるので、コストを低減することができるという利点がある。また、別の観点からは、外部から外力を直接受ける面である意匠面において、外部からの外力に対して高い強度を実現できるという利点がある。つまり、意匠面により多くの一方向繊維強化樹脂層を積層することができるので、一方向炭素繊維などの繊維強化材の使用量が少ない、すなわち、軽量で、かつ外部からの外力に対して高い強度を実現できるという利点がある。 As a result, more unidirectional fiber reinforced resin layers can be laminated on the design surface, so that it is possible to significantly improve surface smoothness while suppressing an increase in weight. Moreover, since the amount of fiber reinforcing material such as unidirectional carbon fiber used can be reduced, there is an advantage that the cost can be reduced. From another point of view, there is an advantage that the design surface, which is a surface that directly receives an external force from the outside, can achieve a high strength against the external force from the outside. In other words, since more unidirectional fiber reinforced resin layers can be laminated on the design surface, the amount of fiber reinforcement such as unidirectional carbon fiber used is small, that is, it is lightweight and highly resistant to external forces. It has the advantage of being strong.
なお、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が６層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が２層である積層構成としては、下記の積層構成を挙げることができる。 The lamination structure in which the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is six and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is two layers is as follows. can be mentioned.
第１スキン部の表面の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向を０°としたとき、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が６０°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－６０°であり、第４層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－６０°であり、第５層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が６０°であり、第６層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°である。さらに、第１スキン部の表面側に位置する第２スキン部の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が９０°であり、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°である。 When the axial direction of the fiber reinforcement in the first unidirectional fiber reinforced resin layer on the surface of the first skin portion is 0°, the axial direction of the fiber reinforcement in the second unidirectional fiber reinforced resin layer is 60°, the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer is −60°, and the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the fourth layer is −60°, the axial direction of the fiber reinforcing material in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the fifth layer is 60°, and the axial direction of the fiber reinforcing material in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the sixth layer is 0 °. Furthermore, the axial direction of the fiber reinforcing material in the first unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion located on the surface side of the first skin portion is 90°, and the unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion The axial direction of the fiber reinforcement in the resin layer is 0°.
また、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が６層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が３層である積層構成としては、下記の積層構成を挙げることができる。 In addition, as a lamination structure in which the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is 6 layers and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is 3 layers, the following lamination structure is used. can be mentioned.
第１スキン部の表面の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向を０°としたとき、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が６０°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－６０°であり、第４層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－６０°であり、第５層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が６０°であり、第６層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°である。さらに、第１スキン部の表面側に位置する第２スキン部の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－６０°であり、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が６０°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°である。 When the axial direction of the fiber reinforcement in the first unidirectional fiber reinforced resin layer on the surface of the first skin portion is 0°, the axial direction of the fiber reinforcement in the second unidirectional fiber reinforced resin layer is 60°, the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer is −60°, and the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the fourth layer is −60°, the axial direction of the fiber reinforcing material in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the fifth layer is 60°, and the axial direction of the fiber reinforcing material in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the sixth layer is 0 °. Furthermore, the axial direction of the fiber reinforcing material in the first unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion located on the surface side of the first skin portion is −60°, and the unidirectional fibers of the second layer The axial direction of the fiber reinforcing material in the reinforced resin layer is 60°, and the axial direction of the fiber reinforcing material in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer is 0°.
また、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が６層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が４層である積層構成としては、下記の積層構成を挙げることができる。 In addition, as a lamination structure in which the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is 6 layers and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is 4 layers, the following lamination structure is used. can be mentioned.
第１スキン部の表面の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向を０°としたとき、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が６０°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－６０°であり、第４層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－６０°であり、第５層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が６０°であり、第６層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°である。さらに、第１スキン部の表面側に位置する第２スキン部の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が９０°であり、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－４５°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が４５°であり、第４層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°である。 When the axial direction of the fiber reinforcement in the first unidirectional fiber reinforced resin layer on the surface of the first skin portion is 0°, the axial direction of the fiber reinforcement in the second unidirectional fiber reinforced resin layer is 60°, the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer is −60°, and the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the fourth layer is −60°, the axial direction of the fiber reinforcing material in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the fifth layer is 60°, and the axial direction of the fiber reinforcing material in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the sixth layer is 0 °. Furthermore, the axial direction of the fiber reinforcing material in the first unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion located on the surface side of the first skin portion is 90°, and the unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion The axial direction of the fiber reinforcement in the resin layer is −45°, the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer is 45°, and the unidirectional fiber reinforced resin of the fourth layer The axial direction of the fiber reinforcement in the layer is 0°.
さらに、本形態の複合成形品は、第１スキン部における前記一方向繊維強化樹脂層の積層数が３層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が２層であることが好ましい。 Furthermore, in the composite molded product of this embodiment, the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is three, and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is two. is preferred.
これにより、意匠面により多くの一方向繊維強化樹脂層を積層することができるので、重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の顕著な向上を実現できる。また、一方向炭素繊維などの繊維強化材の使用量を少なくすることができるので、コストを低減することができるという利点がある。また、別の観点からは、外部から外力を直接受ける面である意匠面において、外部からの外力に対して高い強度を実現できるという利点がある。つまり、意匠面により多くの一方向繊維強化樹脂層を積層することができるので、一方向炭素繊維などの繊維強化材の使用量が少ない、すなわち、軽量で、かつ外部からの外力に対して高い強度を実現できるという利点がある。 As a result, more unidirectional fiber reinforced resin layers can be laminated on the design surface, so that it is possible to significantly improve surface smoothness while suppressing an increase in weight. Moreover, since the amount of fiber reinforcing material such as unidirectional carbon fiber used can be reduced, there is an advantage that the cost can be reduced. From another point of view, there is an advantage that the design surface, which is a surface that directly receives an external force from the outside, can realize a high strength against the external force from the outside. In other words, since more unidirectional fiber reinforced resin layers can be laminated on the design surface, the amount of fiber reinforcement such as unidirectional carbon fiber used is small, that is, it is lightweight and highly resistant to external forces. It has the advantage of being strong.
なお、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が３層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が２層である積層構成としては、下記の積層構成を挙げることができる。 The lamination structure in which the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is three and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is two layers is as follows. can be mentioned.
第１スキン部の表面の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向を０°としたとき、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が６０°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－６０°である。さらに、第１スキン部の表面側に位置する第２スキン部の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が９０°であり、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°である。 When the axial direction of the fiber reinforcement in the first unidirectional fiber reinforced resin layer on the surface of the first skin portion is 0°, the axial direction of the fiber reinforcement in the second unidirectional fiber reinforced resin layer is 60°, and the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer is -60°. Furthermore, the axial direction of the fiber reinforcing material in the first unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion located on the surface side of the first skin portion is 90°, and the unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion The axial direction of the fiber reinforcement in the resin layer is 0°.
また、本形態の複合成形品は、コア部の厚みが２．４ｍｍ以上であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the thickness of the core portion of the composite molded article of this embodiment is 2.4 mm or more.
これにより、断面二次モーメントを大きくし、複合成形品の剛性を高めることができる。また、特に限定されるものではないが、断面二次モーメントを大きくし、複合成形品の剛性を高めるという観点からは、コア部の厚みが３ｍｍ以上であることがより好ましく、４ｍｍ以上であることが更に好ましい。さらに、特に限定されるものではないが、第１スキン部及び第２スキン部の合計厚みが１ｍｍ程度である場合には、コア部の厚みは１０ｍｍ以下であることが好ましい。また、特に限定されるものではないが、断面二次モーメントを大きくし、複合成形品の剛性を高めるという観点からは、第１スキン部の表面が意匠面である場合には、コア部の厚みは第１スキン部の厚みの１．５倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましく、５倍以上であることが更に好ましい。 Thereby, the moment of inertia of area can be increased, and the rigidity of the composite molded product can be increased. In addition, although not particularly limited, the thickness of the core portion is more preferably 3 mm or more, more preferably 4 mm or more, from the viewpoint of increasing the geometrical moment of inertia and increasing the rigidity of the composite molded product. is more preferred. Furthermore, although not particularly limited, when the total thickness of the first skin portion and the second skin portion is about 1 mm, the thickness of the core portion is preferably 10 mm or less. In addition, although not particularly limited, from the viewpoint of increasing the geometrical moment of inertia and increasing the rigidity of the composite molded product, when the surface of the first skin portion is a design surface, the thickness of the core portion is preferably 1.5 times or more the thickness of the first skin portion, more preferably 3 times or more, and even more preferably 5 times or more.
さらに、本形態の複合成形品は、第１スキン部及び第２スキン部の合計厚みが０．４５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが好ましい。 Furthermore, in the composite molded product of this embodiment, the total thickness of the first skin portion and the second skin portion is preferably 0.45 mm or more and 5.0 mm or less.
これにより、重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現できる。また、特に限定されるものではないが、表面平滑性をより高めるという観点からは、第１スキン部及び第２スキン部の合計厚みが０．５ｍｍ以上であることがより好ましく、０．９ｍｍ以上であることが更に好ましい。さらに、特に限定されるものではないが、表面平滑性をより高めるという観点からは、第１スキン部の表面が意匠面である場合には、第１スキン部の厚みが０．４５ｍｍ以上であることがより好ましく、０．６ｍｍ以上であることが更に好ましい。また、特に限定されるものではないが、重量の増加をより抑制するという観点からは、第１スキン部及び第２スキン部の合計厚みが４．５ｍｍ以下であることがより好ましい。さらに、特に限定されるものではないが、断面二次モーメントを大きくし、複合成形品の剛性を高めるという観点からは、第１スキン部及び第２スキン部の合計厚みが複合成形品の厚みの３０％未満であることがより好ましく、２０％未満であることが更に好ましい。 This makes it possible to improve the surface smoothness while suppressing an increase in weight. Although not particularly limited, the total thickness of the first skin portion and the second skin portion is more preferably 0.5 mm or more, more preferably 0.9 mm or more, from the viewpoint of further enhancing surface smoothness. is more preferable. Furthermore, although not particularly limited, from the viewpoint of further enhancing surface smoothness, when the surface of the first skin portion is a design surface, the thickness of the first skin portion is 0.45 mm or more. is more preferable, and 0.6 mm or more is even more preferable. Although not particularly limited, the total thickness of the first skin portion and the second skin portion is more preferably 4.5 mm or less from the viewpoint of further suppressing an increase in weight. Furthermore, although not particularly limited, from the viewpoint of increasing the geometrical moment of inertia and increasing the rigidity of the composite molded product, the total thickness of the first skin portion and the second skin portion is the thickness of the composite molded product. More preferably less than 30%, even more preferably less than 20%.
上述した複合成形品の製造方法の一例を挙げて説明する。
まず、上記複合成形品は、例えば、コア部に含まれる発泡樹脂と、スキン部に含まれる一方向繊維強化樹脂層を形成する材料としての一方向炭素繊維にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させて半硬化状態（Ｂステージ）にしたプリプレグとを用意する。
次いで、疑似等方性を有するように積層したプリプレグで挟まれたコア部をプレスし、半硬化状態のエポキシ樹脂を硬化させて、コア部が第１スキン部と第２スキン部で挟まれたサンドイッチ構造を有する複合成形品を得る。プレスする際の条件は、コア部を形成する材料、スキン部を形成する材料に応じて適宜調整すればよい。
An example of the method for manufacturing the composite molded product described above will be described.
First, the composite molded product is obtained by impregnating, for example, the foamed resin contained in the core portion and the unidirectional carbon fiber contained in the skin portion as a material for forming the unidirectional fiber reinforced resin layer with an epoxy resin precursor. A prepreg in a semi-cured state (B stage) is prepared.
Next, the core portion sandwiched between the prepregs laminated so as to have pseudo-isotropy was pressed to cure the semi-cured epoxy resin, and the core portion was sandwiched between the first skin portion and the second skin portion. A composite molded article having a sandwich structure is obtained. The pressing conditions may be appropriately adjusted according to the material forming the core portion and the material forming the skin portion.
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
層状のコア部に含まれる発泡樹脂として、変性ポリフェニレンエーテル樹脂発泡体（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：サンフォース（登録商標））を用意した。スキン部に含まれる一方向繊維強化樹脂層を形成する材料として、一方向炭素繊維にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させて半硬化状態（Ｂステージ）にしたプリプレグ－１（三菱ケミカル株式会社製、ＴＲ３６０Ｇ１５０Ｓ、樹脂含有量（Ｒｃ）：３５質量％）を用意した。
(Example 1)
A modified polyphenylene ether resin foam (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, trade name: Sunforce (registered trademark)) was prepared as the foamed resin contained in the layered core portion. As a material for forming the unidirectional fiber-reinforced resin layer included in the skin portion, prepreg-1 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, TR360G150S, resin content (Rc): 35% by mass) was prepared.
用意した発泡樹脂とプリプレグ－１とを用い、表１に示す積層構成として、成形温度１４０℃、成形圧力５ＭＰａで押圧することにより、半硬化状態のエポキシ樹脂を硬化させて、本例の複合成形品を得た。本例の複合成形品の仕様の一部を表１に示す。 Using the prepared foamed resin and prepreg-1, the laminated structure shown in Table 1 was formed and pressed at a molding temperature of 140° C. and a molding pressure of 5 MPa to cure the semi-cured epoxy resin and perform the composite molding of this example. got the goods Table 1 shows part of the specifications of the composite molded product of this example.
（実施例２～実施例７、比較例１～比較例１０）
実施例１で用意した発泡樹脂とプリプレグ－１とを用い、表１に示す積層構成として、成形温度１４０℃、成形圧力５ＭＰａで押圧することにより、半硬化状態のエポキシ樹脂を硬化させて、各例の複合成形品を得た。各例の複合成形品の仕様の一部を表１に示す。
(Examples 2 to 7, Comparative Examples 1 to 10)
Using the foamed resin and prepreg-1 prepared in Example 1, the laminated structure shown in Table 1 was formed by pressing at a molding temperature of 140° C. and a molding pressure of 5 MPa to cure the semi-cured epoxy resin and obtain each product. A composite molded article of Example was obtained. Table 1 shows part of the specifications of the composite molded product of each example.
なお、表１中の「スキン部の厚み」とは、第１スキン部及び第２スキン部の合計厚みを示している。従って、表１中の各例のスキン部に含まれる一方向繊維強化樹脂層の１層の厚みは０．１５ｍｍである。 In Table 1, "thickness of skin portion" indicates the total thickness of the first skin portion and the second skin portion. Therefore, the thickness of one unidirectional fiber reinforced resin layer included in the skin portion of each example in Table 1 is 0.15 mm.
また、表１中の「積層数差の有無」とは、第１スキン部の積層数と第２スキン部の積層数との間に差を有しているか否かを示している。 In Table 1, "presence or absence of a difference in the number of laminated layers" indicates whether or not there is a difference between the number of laminated layers of the first skin portion and the number of laminated layers of the second skin portion.
さらに、表１中の「第１スキン部及び第２スキン部の積層構成」について、実施例１を例にして説明する。実施例１の「０°／６０°／－６０°／コア部／９０°／０°」とは、第１スキン部の表面の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向を０°としたとき、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が６０°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－６０°であることを意味し、さらに、コア部を介して、第１スキン部の表面側に位置する第２スキン部の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が９０°であり、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°であることを示している。 Furthermore, the “laminated structure of the first skin portion and the second skin portion” in Table 1 will be described using Example 1 as an example. "0°/60°/−60°/core part/90°/0°" in Example 1 means that the fiber reinforcement in the first unidirectional fiber reinforced resin layer on the surface of the first skin part When the axial direction is 0°, the axial direction of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the second layer is 60°, and the axis of the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer The fiber reinforcement in the first unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion, which means that the direction is −60° and is located on the surface side of the first skin portion through the core portion. is 90°, and the axial direction of the fiber reinforcing material in the second unidirectional fiber reinforced resin layer is 0°.
また、表１中の「疑似等方性の有無」とは、第１スキン部及び第２スキン部が、繊維強化材の軸方向に関しての疑似等方性を有しているか否かを示している。 In addition, "presence or absence of quasi-isotropy" in Table 1 indicates whether or not the first skin portion and the second skin portion have quasi-isotropy with respect to the axial direction of the fiber reinforcement. there is
（比較例１１）
実施例１で用意したプリプレグ－１を用い、表２に示す積層構成として、成形温度１４０℃、成形圧力５ＭＰａで押圧することにより、半硬化状態のエポキシ樹脂を硬化させて、本例の複合成形品を得た。本例の複合成形品の仕様の一部を表２に示す。
(Comparative Example 11)
Using the prepreg-1 prepared in Example 1, the laminated structure shown in Table 2 was formed and pressed at a molding temperature of 140° C. and a molding pressure of 5 MPa to cure the epoxy resin in a semi-cured state, and the composite molding of this example was performed. got the goods Table 2 shows part of the specifications of the composite molded product of this example.
（実施例１１～実施例１３）
実施例１で用意した発泡樹脂において厚みを調整した発泡樹脂とプリプレグ－１とを用い、表２に示す積層構成として、成形温度１４０℃、成形圧力５ＭＰａで押圧することにより、半硬化状態のエポキシ樹脂を硬化させて、各例の複合成形品を得た。各例の複合成形品の仕様の一部を表２に示す。
(Examples 11 to 13)
Using the foamed resin prepared in Example 1 and adjusting the thickness of the foamed resin and prepreg-1, the laminated structure shown in Table 2 was formed by pressing at a molding temperature of 140 ° C. and a molding pressure of 5 MPa, thereby forming a semi-cured epoxy. The resin was cured to obtain a composite molded article of each example. Table 2 shows part of the specifications of the composite molded product of each example.
（実施例１４）
スキン部に含まれる一方向繊維強化樹脂層を形成する材料として、一方向炭素繊維にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させて半硬化状態（Ｂステージ）にしたプリプレグ－２（三菱ケミカル株式会社製、ＴＲ３６０Ｅ１００Ｓ、樹脂含有量（Ｒｃ）：３０質量％）を用意した。
(Example 14)
Prepreg-2 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, TR360E100S, resin content (Rc): 30% by mass) was prepared.
実施例１で用意した発泡樹脂と本例で用意したプリプレグ－２とを用い、表２に示す積層構成として、成形温度１４０℃、成形圧力５ＭＰａで押圧することにより、半硬化状態のエポキシ樹脂を硬化させて、本例の複合成形品を得た。本例の複合成形品の仕様の一部を表２に示す。 Using the foamed resin prepared in Example 1 and the prepreg-2 prepared in this example, the laminated structure shown in Table 2 was formed by pressing at a molding temperature of 140° C. and a molding pressure of 5 MPa, thereby forming a semi-cured epoxy resin. After curing, the composite molded article of this example was obtained. Table 2 shows part of the specifications of the composite molded product of this example.
（実施例１５～実施例１７）
スキン部に含まれる一方向繊維強化樹脂層を形成する材料として、一方向炭素繊維にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させて半硬化状態（Ｂステージ）にしたプリプレグ－３（三菱ケミカル株式会社製、ＴＲ３６０Ｅ２５０Ｓ、樹脂含有量（Ｒｃ）：３０質量％）を用意した。
(Examples 15 to 17)
Prepreg-3 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, TR360E250S, resin content (Rc): 30% by mass) was prepared.
実施例１で用意した発泡樹脂と本例で用意したプリプレグ－３とを用い、表２に示す積層構成として、成形温度１４０℃、成形圧力５ＭＰａで押圧することにより、半硬化状態のエポキシ樹脂を硬化させて、各例の複合成形品を得た。各例の複合成形品の仕様の一部を表２に示す。 Using the foamed resin prepared in Example 1 and the prepreg-3 prepared in this example, the laminated structure shown in Table 2 was formed by pressing at a molding temperature of 140° C. and a molding pressure of 5 MPa, thereby forming a semi-cured epoxy resin. After curing, a composite molded article of each example was obtained. Table 2 shows part of the specifications of the composite molded product of each example.
なお、表２中の「スキン部の厚み」とは、第１スキン部及び第２スキン部の合計厚みを示している。従って、表２中の実施例２、比較例１１、実施例１１～実施例１３のスキン部に含まれる一方向繊維強化樹脂層の１層の厚みは０．１５ｍｍである。また、表２中の実施例１４のスキン部に含まれる一方向繊維強化樹脂層の１層の厚みは０．０９ｍｍである。さらに、表２中の実施例１５～実施例１７のスキン部に含まれる一方向繊維強化樹脂層の１層の厚みは０．２３ｍｍである。 In Table 2, "thickness of skin portion" indicates the total thickness of the first skin portion and the second skin portion. Therefore, the thickness of one unidirectional fiber reinforced resin layer included in the skin portion of Example 2, Comparative Example 11, and Examples 11 to 13 in Table 2 is 0.15 mm. The thickness of one unidirectional fiber reinforced resin layer included in the skin portion of Example 14 in Table 2 is 0.09 mm. Furthermore, the thickness of one unidirectional fiber reinforced resin layer included in the skin portion of Examples 15 to 17 in Table 2 is 0.23 mm.
また、表２中の「積層数差の有無」とは、第１スキン部の積層数と第２スキン部の積層数との間に差を有しているか否かを示している。 In Table 2, "presence or absence of a difference in the number of laminated layers" indicates whether or not there is a difference between the number of laminated layers of the first skin portion and the number of laminated layers of the second skin portion.
さらに、表２中の「第１スキン部及び第２スキン部の積層構成」について、実施例２を例にして説明する。実施例２の「０°／４５°／－４５°／９０°／コア部／９０°／０°」とは、第１スキン部の表面の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向を０°としたとき、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が４５°であり、第３層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が－４５°であり、第４層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が９０°であることを意味し、さらに、コア部を介して、第１スキン部の表面側に位置する第２スキン部の第１層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が９０°であり、第２層目の一方向繊維強化樹脂層における繊維強化材の軸方向が０°であることを示している。 Furthermore, the “laminated structure of the first skin portion and the second skin portion” in Table 2 will be described using Example 2 as an example. "0°/45°/-45°/90°/core part/90°/0°" in Example 2 means that the fibers in the first unidirectional fiber reinforced resin layer on the surface of the first skin part When the axial direction of the reinforcing material is 0°, the axial direction of the fiber reinforcing material in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the second layer is 45°, and the fiber reinforcement in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the third layer It means that the axial direction of the material is -45 °, the axial direction of the fiber reinforced material in the unidirectional fiber reinforced resin layer of the fourth layer is 90 °, and further, through the core part, the first skin The axial direction of the fiber reinforcing material in the first unidirectional fiber reinforced resin layer of the second skin portion located on the surface side of the part is 90°, and the fiber reinforcement in the second unidirectional fiber reinforced resin layer is It indicates that the axial direction of the material is 0°.
また、表２中の「疑似等方性の有無」とは、第１スキン部及び第２スキン部が、繊維強化材の軸方向に関しての疑似等方性を有しているか否かを示している。 In addition, "presence or absence of quasi-isotropy" in Table 2 indicates whether or not the first skin portion and the second skin portion have quasi-isotropy with respect to the axial direction of the fiber reinforcement. there is
上記各例の複合成形品の各種性能を、以下の要領で評価した。 Various performances of the composite molded articles of the above examples were evaluated in the following manner.
［表面平滑性：表面粗さ（Ｗａ）］
上記各例の複合成形品の第１スキン部の表面粗さ（Ｗａ）を、輪郭形状測定機（株式会社ミツトヨ製、コントレーサ（登録商標）ＣＶ－３２００）を用いて、以下の条件で測定した。得られた結果を表３及び表４に示す。なお、比較例１～比較例５及び比較例１１については表面粗さ（Ｗａ）の測定を行っていない。
[Surface smoothness: surface roughness (Wa)]
The surface roughness (Wa) of the first skin portion of the composite molded product of each of the above examples was measured using a contour shape measuring machine (Contracer (registered trademark) CV-3200 manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.) under the following conditions. bottom. The results obtained are shown in Tables 3 and 4. The surface roughness (Wa) was not measured for Comparative Examples 1 to 5 and Comparative Example 11.
＜測定条件＞
・規格：ＪＩＳ Ｂ０６０１－２００１
・評価曲線種別：Ｗ＿Ｊ０１
・基準長さ：２５ｍｍ
・区間数：５
・高域フィルタカットオフ値（λｃ）：８．０ｍｍ
・低域フィルタカットオフ値（λｓ）：０．８ｍｍ
・フィルタ種別：ガウシアン（Ｇａｕｓｓｉａｎ）
・評価長さ：１２５ｍｍ
・助走：１２．５ｍｍ
・後走：１２．５ｍｍ
<Measurement conditions>
・Standard: JIS B0601-2001
・Evaluation curve type: W_J01
・Standard length: 25mm
・Number of sections: 5
・High-pass filter cutoff value (λc): 8.0 mm
・Low-pass filter cutoff value (λs): 0.8 mm
・Filter type: Gaussian
・Evaluation length: 125mm
・Approach: 12.5mm
・Back run: 12.5mm
［反り評価］
上記各例の複合成形品の反りを、以下の要領で測定した。５００ｍｍ×５００ｍｍの寸法で成形した各例の試験片を定盤上に置き、４つの頂点の定盤までの距離を、定規を用いて測定した。測定した４つの頂点までの距離を平均し、平均反り量を算出して、反り評価を行った。得られた結果を表３及び表４に示す。なお、表３及び表４中の「反り評価」における「○」は平均反り量が１ｍｍ以下であることを示し、「△」は平均反り量が１ｍｍ超３ｍｍ以下であることを示し、「×」は平均反り量が３ｍｍ超であることを示す。なお、比較例１～比較例５は反り量が明らかに大きかったので、平均反り量を算出していない。
[Warpage evaluation]
The warpage of the composite molded article of each of the above examples was measured in the following manner. A test piece of each example molded with a size of 500 mm×500 mm was placed on a platen, and the distance from the four vertices to the platen was measured using a ruler. The distances to the four measured vertexes were averaged to calculate the average amount of warp, and the warp was evaluated. The results obtained are shown in Tables 3 and 4. In addition, "○" in "Warp evaluation" in Tables 3 and 4 indicates that the average warp amount is 1 mm or less, "△" indicates that the average warp amount is more than 1 mm and 3 mm or less, and "× ” indicates that the average amount of warpage is more than 3 mm. Since the amount of warpage was clearly large in Comparative Examples 1 to 5, the average amount of warp was not calculated.
［重量］
上記各例の複合成形品の重量を、以下の要領で測定した。１０００ｍｍ×１０００ｍｍの寸法で成形した各例の試験片の重量を測定した。得られた結果を表３及び表４に示す。
[weight]
The weight of the composite molded article of each of the above examples was measured in the following manner. A test piece of each example molded with dimensions of 1000 mm×1000 mm was weighed. The results obtained are shown in Tables 3 and 4.
［剛性］
上記実施例２、実施例１１～実施例１７の複合成形品の剛性を、以下の要領で測定した。各例の試験片の剛性を、万能材料試験機（インストロン社製）を用いて、以下の条件で測定し、ＪＩＳ Ｋ ７０７４に準拠して評価した。得られた結果を表４に示す。
[rigidity]
The stiffness of the composite molded articles of Examples 2 and 11 to 17 was measured in the following manner. The stiffness of the test piece of each example was measured using a universal material testing machine (manufactured by Instron) under the following conditions and evaluated according to JIS K 7074. Table 4 shows the results obtained.
＜測定条件＞
・試験速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
・支点間距離：Ｌ＝（４０±８）ｈ
・試験温度：２３℃
・弾性率：曲げひずみ０．０５％～０．２５％の間の応力－ストローク線図の傾きから算出した。
<Measurement conditions>
・Test speed: 5mm/min
・Distance between fulcrums: L = (40±8)h
・Test temperature: 23°C
- Modulus of elasticity: Calculated from the slope of the stress-stroke diagram between 0.05% and 0.25% bending strain.
表１～表４より、本発明の範囲に属する実施例１～７は、本発明外の比較例１～１０に対して、反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得ることが分かる。 From Tables 1 to 4, Examples 1 to 7 belonging to the scope of the present invention improve the surface smoothness while suppressing the occurrence of warping and the increase in weight compared to Comparative Examples 1 to 10 outside the present invention. can be realized.
なぜなら、本発明の範囲に属する実施例１～７は、第１スキン部及び第２スキン部が、それぞれ繊維強化材の軸方向に関して疑似等方性を有し、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数と異なるからである。 This is because, in Examples 1 to 7 belonging to the scope of the present invention, the first skin portion and the second skin portion each have quasi-isotropy with respect to the axial direction of the fiber reinforcement, and the unidirectional fibers in the first skin portion This is because the number of laminated reinforced resin layers is different from the number of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers in the second skin portion.
なお、上述のような効果が得られるのは、第１スキン部の積層構成と第２スキン部の積層構成とが異なっていても、コア部を介して第１スキン部と第２スキン部とが作用し合って、全体的な異方性が小さくなっているためと考えられる。 The above effect can be obtained because the first skin portion and the second skin portion are connected via the core portion even if the lamination structure of the first skin portion and the lamination structure of the second skin portion are different. work together to reduce the overall anisotropy.
以下、具体例を挙げて説明する。 Specific examples will be described below.
スキン部の合計積層数が５である実施例１と比較例１とを比較すると、実施例１は反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得ることが分かる。 Comparing Example 1, in which the total number of layers of the skin portion is 5, and Comparative Example 1, it can be seen that Example 1 can improve surface smoothness while suppressing the occurrence of warpage and an increase in weight. .
スキン部の合計積層数が６である実施例２と比較例２及び比較例７とを比較すると、実施例２は反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得ることが分かる。 Comparing Example 2, in which the total number of layers of the skin portion is 6, with Comparative Examples 2 and 7, Example 2 achieves an improvement in surface smoothness while suppressing the occurrence of warpage and an increase in weight. i know i can get it.
スキン部の合計積層数が８である実施例４と比較例３及び比較例８とを比較すると、実施例４は反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得ることが分かる。 Comparing Example 4, in which the total number of layers of the skin portion is 8, with Comparative Examples 3 and 8, Example 4 achieves an improvement in surface smoothness while suppressing the occurrence of warpage and an increase in weight. i know i can get it.
スキン部の合計積層数が１２である実施例７と比較例９とを比較すると、実施例７は反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得ることが分かる。 Comparing Example 7, in which the total number of layers of the skin portion is 12, and Comparative Example 9, it can be seen that Example 7 can improve the surface smoothness while suppressing the occurrence of warpage and an increase in weight. .
スキン部の合計積層数が７である実施例３は、スキン部の合計積層数が６である実施例２及び合計積層数が８である実施例４と同様に、反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得ることが分かる。 In Example 3, in which the total number of laminated layers of the skin portion is 7, warpage occurs and weight increases, similarly to Example 2, in which the total number of laminated layers in the skin portion is 6, and Example 4, in which the total number of laminated layers of the skin portion is 8. It can be seen that the surface smoothness can be improved while suppressing the
スキン部の合計積層数が９である実施例５及び合計積層数が１０である実施例６は、スキン部の合計積層数が８である実施例４と同様に、反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現できることが分かる。 Example 5 in which the total number of laminated layers of the skin portion is 9 and Example 6 in which the total number of laminated layers is 10 are similar to Example 4 in which the total number of laminated layers of the skin portion is 8, causing warpage and weight increase. It can be seen that the surface smoothness can be improved while suppressing the
また、一方向炭素繊維にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させて半硬化状態（Ｂステージ）にしたプリプレグを用いて成形することにより、コア部とスキン部を別体で作製して接合する場合よりも短時間又は少ない工程数で、所望の複合成形品を得ることができるという利点がある。 In addition, by impregnating the unidirectional carbon fiber with the epoxy resin precursor and molding it using a prepreg in a semi-cured state (B stage), the core part and the skin part are produced separately and joined. There is also an advantage that a desired composite molded product can be obtained in a short time or with a small number of steps.
さらに、別体で作製したコア部とスキン部とを接着するための接着剤を更に追加で使用する必要がないという利点がある。 Furthermore, there is the advantage that it is not necessary to additionally use an adhesive for adhering the separately produced core portion and skin portion.
また、一方向炭素繊維にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させて半硬化状態（Ｂステージ）にしたプリプレグを用いて成形することにより、別体で作製したコア部とスキン部とを接着する場合には得ることができない積層構成の所望の複合成形品を得ることができるという利点がある。 In addition, by impregnating a unidirectional carbon fiber with a precursor of an epoxy resin and molding using a prepreg that has been in a semi-cured state (B stage), when bonding the core portion and the skin portion that are separately produced. There is an advantage that a desired composite molded article having a laminated structure can be obtained, which cannot be obtained with the conventional method.
さらに、一方向炭素繊維の使用量を少なくすることができるので、コストを低減することができるという利点がある。 Furthermore, since the amount of unidirectional carbon fiber used can be reduced, there is an advantage that the cost can be reduced.
また、第１スキン部の表面が意匠面である場合、例えば、実施例１～実施例７のように、意匠面側に配置された第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数よりも多いことが好ましい。 Further, when the surface of the first skin portion is the design surface, for example, as in Examples 1 to 7, the number of unidirectional fiber reinforced resin layers stacked on the first skin portion arranged on the design surface side is , preferably larger than the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion.
なぜなら、意匠面により多くの一方向繊維強化樹脂層を積層することができるので、重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の顕著な向上を実現できるからである。また、別の観点からは、外部から外力を直接受ける面である意匠面において、外部からの外力に対して高い強度を実現できるという利点がある。つまり、意匠面により多くの一方向繊維強化樹脂層を積層することができるので、一方向炭素繊維などの繊維強化材の使用量が少ない、すなわち、軽量で、かつ外部からの外力に対して高い強度を実現できるという利点がある。 This is because more unidirectional fiber reinforced resin layers can be laminated on the design surface, so that it is possible to significantly improve the surface smoothness while suppressing an increase in weight. From another point of view, there is an advantage that the design surface, which is a surface that directly receives an external force from the outside, can achieve a high strength against the external force from the outside. In other words, since more unidirectional fiber reinforced resin layers can be laminated on the design surface, the amount of fiber reinforcement such as unidirectional carbon fiber used is small, that is, it is lightweight and highly resistant to external forces. It has the advantage of being strong.
その中でも、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が４層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が２層又は３層である実施例２、実施例３、１１～１３は、反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得ることから好ましい。 Among them, Example 2 in which the number of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers in the first skin portion is 4 layers, and the number of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers in the second skin portion is 2 layers or 3 layers. Examples 3 and 11 to 13 are preferable because they can improve the surface smoothness while suppressing warpage and weight increase.
また、これに限定されず、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が６層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が２～４層である実施例４～６、１５も、反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得ることから好ましい。 Also, without being limited to this, the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is 6 layers, and the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is 2 to 4 layers. Examples 4 to 6 and 15 are also preferable because they can improve the surface smoothness while suppressing warpage and weight increase.
さらに、これに限定されず、第１スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が３層であり、第２スキン部における一方向繊維強化樹脂層の積層数が２層である実施例１、１４も、反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得ることから好ましい。 Furthermore, without being limited to this, Example 1 in which the number of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers in the first skin portion is 3 layers, and the number of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers in the second skin portion is 2 layers. , 14 are also preferable because they can improve the surface smoothness while suppressing the occurrence of warpage and the increase in weight.
また、図２は、コア部の厚みと複合成形品の反り量との関係を示すグラフである（表２の実施例２、実施例１１～１３、比較例１１参照。）。反りの発生を抑制できるという観点からは、コア部の厚みは２．４ｍｍ以上であることが好ましいことが図２から分かる。また、コア部の厚みが４ｍｍ以上では反りの発生が見られないことが図２から分かる。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the thickness of the core portion and the amount of warpage of the composite molded product (see Example 2, Examples 11 to 13, and Comparative Example 11 in Table 2). It can be seen from FIG. 2 that the thickness of the core portion is preferably 2.4 mm or more from the viewpoint of suppressing the occurrence of warpage. Further, it can be seen from FIG. 2 that no warpage occurs when the thickness of the core portion is 4 mm or more.
さらに、図３は、コア部の厚みと複合成形品の剛性との関係を示すグラフである。ここで、各プロットで示された各複合成形品における第１スキン部及び第２スキン部の合計厚みは１ｍｍである。複合成形品の剛性を高めるという観点からは、コア部の厚みは意匠面に配置される第１スキン部の厚みの３倍以上であることが好ましいことが分かる。 Furthermore, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the thickness of the core portion and the rigidity of the composite molded product. Here, the total thickness of the first skin portion and the second skin portion in each composite molded product indicated by each plot is 1 mm. From the viewpoint of increasing the rigidity of the composite molded product, it is found that the thickness of the core portion is preferably three times or more the thickness of the first skin portion arranged on the design surface.
また、表２及び表４の実施例１５～１７より、スキン部の厚みを大きくすることにより、表面平滑性及び剛性が向上することが分かる。 In addition, from Examples 15 to 17 in Tables 2 and 4, it can be seen that the surface smoothness and rigidity are improved by increasing the thickness of the skin portion.
なお、現時点では、反りの発生や重量の増加を抑制しつつ、表面平滑性の向上を実現し得るという観点から、実施例１～６、１１～１５が好ましいと思われ、その中でも、実施例２が最も良好な結果をもたらすものと思われる。 At present, Examples 1 to 6 and 11 to 15 are considered preferable from the viewpoint of being able to improve surface smoothness while suppressing the occurrence of warpage and an increase in weight. 2 appears to give the best results.
以上、本発明を若干の実施形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。 Although the present invention has been described with some embodiments and examples, the present invention is not limited to these, and various modifications are possible within the scope of the present invention.
１ 複合成形品
１０ コア部
２０ 第１スキン部
２１ 一方向繊維強化樹脂層
３０ 第２スキン部
３１ 一方向繊維強化樹脂層
1 Composite Molded
Claims (8)
前記コア部は、発泡樹脂を含み、
前記第１スキン部及び前記第２スキン部は、それぞれ、熱硬化性樹脂と繊維強化材とを含み、前記繊維強化材の軸方向が一方向に引き揃えられた一方向繊維強化樹脂層を複数有し、
前記第１スキン部及び前記第２スキン部は、それぞれ前記繊維強化材の軸方向に関して疑似等方性を有し、
前記第１スキン部における前記一方向繊維強化樹脂層の積層数が、前記第２スキン部における前記一方向繊維強化樹脂層の積層数と異なり、
前記第１スキン部及び前記第２スキン部における前記繊維強化材の全てが炭素繊維である
ことを特徴とする複合成形品。 A layered core portion, a first skin portion laminated on one surface of the core portion, and a second skin portion laminated on the other surface,
The core portion includes a foamed resin,
Each of the first skin portion and the second skin portion includes a thermosetting resin and a fiber reinforcing material, and includes a plurality of unidirectional fiber reinforced resin layers in which the axial direction of the fiber reinforcing material is aligned in one direction. have
The first skin portion and the second skin portion each have quasi-isotropy with respect to the axial direction of the fiber reinforcement,
The number of unidirectional fiber reinforced resin layers stacked in the first skin portion is different from the number of unidirectional fiber reinforced resin layers stacked in the second skin portion,
A composite molded product, wherein all of the fiber reinforcing materials in the first skin portion and the second skin portion are carbon fibers.
前記意匠面側に配置された前記第１スキン部における前記一方向繊維強化樹脂層の積層数が、前記第２スキン部における前記一方向繊維強化樹脂層の積層数よりも多い
ことを特徴とする請求項１に記載の複合成形品。 The surface of the first skin portion is a design surface,
The number of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers in the first skin portion arranged on the design surface side is larger than the number of laminated unidirectional fiber reinforced resin layers in the second skin portion. The composite molded article according to claim 1.
前記第２スキン部における前記一方向繊維強化樹脂層の積層数が２層又は３層である
ことを特徴とする請求項２に記載の複合成形品。 The number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is four,
3. The molded composite article according to claim 2, wherein the number of unidirectional fiber-reinforced resin layers laminated in the second skin portion is two or three.
前記第２スキン部における前記一方向繊維強化樹脂層の積層数が２～４層である
ことを特徴とする請求項２に記載の複合成形品。 The number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the first skin portion is six,
3. The molded composite article according to claim 2, wherein the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is 2 to 4 layers.
前記第２スキン部における前記一方向繊維強化樹脂層の積層数が２層である
ことを特徴とする請求項２に記載の複合成形品。 The number of unidirectional fiber reinforced resin layers stacked in the first skin portion is three,
3. The molded composite article according to claim 2, wherein the number of unidirectional fiber reinforced resin layers laminated in the second skin portion is two.
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