JPWO2008120295A1 - Method for producing foamed resin composite structure - Google Patents
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Abstract
軽量であるという特質を確保しながら、強度および防水性などの物性を変えたり、あるいは、新たな物性を加えたりすることができる発泡樹脂複合構造体、その製造方法および製造装置を実現する。真空ポンプ７０を作動すると、真空ボックス９１の内部が減圧され、母材５０に塗布された流動状態のエポキシ樹脂が、母材５０の上面５４および下面５５に連通している空隙に浸透する。そして、母材５０を所定時間放置すると、母材５０の空隙に浸透しているエポキシ樹脂が硬化し、母材５０の機械的強度などの物性が向上する。A foamed resin composite structure capable of changing physical properties such as strength and waterproofness or adding new physical properties, a method for manufacturing the same, and a manufacturing apparatus are realized while ensuring the property of being lightweight. When the vacuum pump 70 is operated, the inside of the vacuum box 91 is depressurized, and the fluidized epoxy resin applied to the base material 50 penetrates into the gap communicating with the upper surface 54 and the lower surface 55 of the base material 50. When the base material 50 is left for a predetermined time, the epoxy resin that has penetrated into the gaps in the base material 50 is cured, and the physical properties such as the mechanical strength of the base material 50 are improved.
Description
この発明は、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体を母材とする発泡樹脂複合構造体、その製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a foamed resin composite structure using a foamed resin molded body obtained by foaming a foamed resin material as a base material, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus.
従来、発泡スチロールなどの発泡樹脂成型品は、断熱用ボードおよび緩衝材などに用いられている。
発泡樹脂成型品の成型機および成型方法として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。図８は、特許文献１において従来技術として記載された発泡樹脂成型機の模式図である。以下、その発泡樹脂成型機を用いた発泡樹脂成型品の成型工程について説明する。Conventionally, foamed resin molded products such as polystyrene foam are used for heat insulation boards and cushioning materials.
As a molding machine and a molding method for a foamed resin molded product, for example, the one described in
最初に、型開閉用シリンダ３００を作動させて雄型１００を雌型２００の方へ水平移動させて型締めを行う。続いて、雄型１００と雌型２００との合わせ面に形成されるキャビティ３６０に発泡樹脂成型原料（発泡ビーズ）３１０を充填する。続いて、加熱された水蒸気を流入管３３０から雄型１００および雌型２００の内部に流入して上記合わせ面を加熱し、キャビティ３６０内の発泡樹脂成型原料３１０を溶融させる。続いて、冷却水を流入管３３０から流入し、その流入した冷却水を雄型１００および雌型２００の内部に形成された複数の噴射ノズル３５０から噴射し、上記合わせ面を冷却する。続いて、型開閉用シリンダ３００を作動させて雄型１００を水平移動させて型開きする。続いて、エジェクター３２０を移動させてエジェクターピン３７０を雌型２００の内部からキャビティ３６０内に突出させ、キャビティ３６０内で固化した発泡樹脂成型品を離型する。
First, the mold opening / closing
しかし、発泡樹脂成型品の軽量化を優先し、発泡樹脂成型原料の発泡倍率を高くすると、成型された発泡樹脂成型品の圧縮強度、曲げ強度および引張強度などの強度が低下する。また、それらの強度を高めるために発泡樹脂成型原料の発泡倍率を低くすると、発泡樹脂成型品の重量が増加し、軽量であるという発泡樹脂成型品が持っている本来の特性が損なわれる。さらに、発泡樹脂成型品を構成する発泡セル間の空隙率が大きくなると、防水性が低下する。
つまり、従来の発泡樹脂成型品は、軽量であるという特質を確保しながら、強度および防水性などの物性を変えたり、あるいは、新たな物性を加えたりすることが困難である。However, when priority is given to weight reduction of the foamed resin molded product and the foaming ratio of the foamed resin molded material is increased, the strength of the molded foamed resin molded product, such as compression strength, bending strength, and tensile strength, is lowered. Further, if the expansion ratio of the foamed resin molding raw material is lowered in order to increase the strength, the weight of the foamed resin molded product is increased, and the original characteristic of the foamed resin molded product that is lightweight is impaired. Furthermore, when the void ratio between the foamed cells constituting the foamed resin molded product is increased, the waterproof property is lowered.
That is, it is difficult for conventional foamed resin molded products to change the physical properties such as strength and waterproofness or to add new physical properties while securing the property of being lightweight.
そこでこの発明は、軽量であるという特質を確保しながら、強度および防水性などの物性を変えたり、あるいは、新たな物性を加えたりすることができる発泡樹脂複合構造体、その製造方法および製造装置を実現することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a foamed resin composite structure capable of changing physical properties such as strength and waterproofness or adding new physical properties while securing the characteristic of being lightweight, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus thereof It aims at realizing.
この発明は、上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体を母材（１２，２２，３２，４２，５０）とし、その母材の成型後に母材を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）に発泡樹脂とは異なる物質（５３）を収容することにより、前記母材の物性を変化させたことを特徴とする発泡樹脂複合構造体（６０）という技術的手段を用いる。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a foamed resin molded body obtained by foaming and molding a foamed resin material is used as a base material (12, 22, 32, 42, 50), and by containing a substance (53) different from the foamed resin in the gap (52) formed between the foamed cells (51) composing the base material after molding the base material, The technical means of the foamed resin composite structure (60) characterized by changing the physical properties of the resin is used.
請求項２に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体を母材（１２，２２，３２，４２，５０）とし、その母材の成型後に母材を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）に発泡樹脂とは異なる物質（５３）を収容することにより、前記母材が持っている本来の物性以外に新たな物性を加えたことを特徴とする発泡樹脂複合構造体（６０）という技術的手段を用いる。 In the second aspect of the present invention, a foamed resin molded body obtained by foaming a foamed resin raw material is used as a base material (12, 22, 32, 42, 50), and the base material is composed after the base material is molded. In addition to the original physical properties of the base material, new physical properties were added by accommodating a substance (53) different from the foamed resin in the voids (52) formed between the foam cells (51). The technical means of the foamed resin composite structure (60) characterized by the above is used.
請求項３に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体からなる母材（１２，２２，３２，４２，５０）と、その母材を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）であって前記母材の一の面（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５４）と他の面（１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ，５５）とに連通している空隙に収容可能な流動性の物質（５３）とを用意し、前記母材を前記物質中に浸漬することにより、前記物質を前記空隙に収容することを特徴とする発泡樹脂複合構造体（６０）の製造方法という技術的手段を用いる。
In invention of
請求項４に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体からなる母材（１２，２２，３２，４２，５０）と、その母材を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）であって前記母材の一の面（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５４）と他の面（１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ，５５）とに連通している空隙に収容可能な物質（５３）とを用意し、前記母材の一の面に前記物質を接触させ、前記他の面における圧力の方が前記一の面における圧力よりも低くなるように前記一の面と前記他の面との間に圧力差を発生させることにより、前記物質を前記空隙に収容することを特徴とする発泡樹脂複合構造体（６０）の製造方法という技術的手段を用いる。
なお、上記の「前記母材の一の面に前記物質を接触させ、」とは、母材の一の面に物質を塗布することと、母材を物質中に浸漬することとを含む意味である。In invention of
The above-mentioned “contacting the substance on one surface of the base material” includes applying the substance to one surface of the base material and immersing the base material in the material. It is.
請求項５に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体からなる母材（１２，２２，３２，４２，５０）と、その母材を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）であって前記母材の一の面に連通している空隙に収容可能な物質（５３）とを用意し、前記母材の一の面（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５４）に前記物質を接触させ、その物質を加圧することにより、前記物質を前記空隙に収容することを特徴とする発泡樹脂複合構造体（６０）の製造方法という技術的手段を用いる。
なお、上記の「前記母材の一の面に前記物質を接触させ、」とは、母材の一の面に物質を塗布することと、母材を物質中に浸漬することとを含む意味である。In the invention according to
The above-mentioned “contacting the substance on one surface of the base material” includes applying the substance to one surface of the base material and immersing the base material in the material. It is.
請求項６に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体からなる母材（１２，２２，３２，４２，５０）を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）であって前記母材の一の面（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５４）と他の面（１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ，５５）とに連通している空隙に物質（５３）を収容することにより、発泡樹脂複合構造体（６０）を製造するための製造装置であって、前記一の面に前記物質が接触した母材を所定個所に固定するための第１の装置（１０，２０，３０，４０，９０）と、前記母材の他の面における圧力の方が前記一の面における圧力よりも低くなるように前記一の面と前記他の面との間に圧力差を発生させるための第２の装置（７０）とを備えており、前記第１の装置により前記一の面に前記物質が接触した状態の前記母材に対して前記第２の装置を作動させて前記物質を前記空隙に収容することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造装置という技術的手段を用いる。
なお、上記の「前記一の面に前記物質が接触した母材」とは、一の面に物質が塗布された母材と、物質中に浸漬された母材とを含む意味である。また、上記の第２の装置は、例えば真空ポンプである。In the invention described in
Note that the above-mentioned “base material in which the substance is in contact with the one surface” means that the base material is coated with the material on one surface and the base material immersed in the material. The second device is a vacuum pump, for example.
請求項７に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体からなる母材（１２，２２，３２，４２，５０）を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）であって前記母材の一の面に連通している空隙に物質（５３）を収容することにより、発泡樹脂複合構造体（６０）を製造するための製造装置であって、一の面（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５４）に前記物質が接触した母材を所定個所に固定するための第１の装置（４０）と、前記一の面に接触した物質を加圧することにより、前記物質を前記空隙に収容するための第２の装置（８０）とを備えており、前記第１の装置により前記一の面に前記物質が接触した状態の前記母材に対して前記第２の装置を作動させて前記物質を前記空隙に収容することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造装置という技術的手段を用いる。
なお、上記の「一の面に前記物質が接触した母材」とは、一の面に物質が塗布された母材と、物質中に浸漬された母材とを含む意味である。また、上記の第２の装置は、例えばエアポンプである。In the invention according to
The above-mentioned “base material in which the substance is in contact with one surface” means that the base material is coated with the material on one surface and the base material immersed in the material. The second device is an air pump, for example.
請求項８に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、温度により物性が変化するものであるという技術的手段を用いる。
In the invention according to
請求項９に記載の発明では、請求項３ないし請求項５のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、温度により物性が変化するものであるという技術的手段を用いる。 According to a ninth aspect of the present invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to any one of the third to fifth aspects, the physical properties of the substance (53) vary with temperature. The technical means is used.
請求項１０に記載の発明では、請求項６または請求項７に記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、温度により物性が変化するものであるという技術的手段を用いる。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a technical means in the foamed resin composite structure manufacturing apparatus according to the sixth or seventh aspect, wherein the substance (53) has a physical property that changes according to temperature. Use.
請求項１１に記載の発明では、請求項１、請求項２および請求項８のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、触媒により物性が変化するものであるという技術的手段を用いる。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the foamed resin composite structure (60) according to any one of the first, second and eighth aspects, the physical properties of the substance (53) are changed by a catalyst. Use technical means to do.
請求項１２に記載の発明では、請求項３、請求項４、請求項５および請求項９のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、触媒により物性が変化するものであるという技術的手段を用いる。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to any one of the third, fourth, fifth, and ninth aspects, the substance (53) is a catalyst. The technical means that the physical properties are changed by the above.
請求項１３に記載の発明では、請求項６、請求項７および請求項１０のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、触媒により物性が変化するものであるという技術的手段を用いる。
In the invention described in
請求項１４に記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項８および請求項１１のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、導電性を有するものであるという技術的手段を用いる。
In the invention described in
請求項１５に記載の発明では、請求項３、請求項４、請求項５、請求項９および請求項１２のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、導電性を有するものであるという技術的手段を用いる。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to any one of the third, fourth, fifth, ninth, and twelfth aspects, the substance (53 ) Uses technical means that it has conductivity.
請求項１６に記載の発明では、請求項６、請求項７、請求項１０および請求項１３のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、導電性を有するものであるという技術的手段を用いる。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the foamed resin composite structure manufacturing apparatus according to any one of the sixth, seventh, tenth and thirteenth aspects, the substance (53) is a conductive material. The technical means of having the property is used.
請求項１７に記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項８、請求項１１および請求項１４のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、磁性体を含有するものであるという技術的手段を用いる。
In the invention according to
請求項１８に記載の発明では、請求項３、請求項４、請求項５、請求項９、請求項１２および請求項１５のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、磁性体を含有するものであるという技術的手段を用いる。
In invention of
請求項１９に記載の発明では、請求項６、請求項７、請求項１０、請求項１３および請求項１６のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、磁性体を含有するものであるという技術的手段を用いる。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the foamed resin composite structure manufacturing apparatus according to any one of the sixth, seventh, tenth, thirteenth and sixteenth aspects, the substance (53 ) Uses technical means that it contains a magnetic substance.
請求項２０に記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項８、請求項１１、請求項１４および請求項１７のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、薬剤を含有するものであるという技術的手段を用いる。
In the invention described in
請求項２１に記載の発明では、請求項３、請求項４、請求項５、請求項９、請求項１２、請求項１５および請求項１８のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、薬剤を含有するものであるという技術的手段を用いる。
In the invention described in
請求項２２に記載の発明では、請求項６、請求項７、請求項１０、請求項１３、請求項１６および請求項１９のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、薬剤を含有するものであるという技術的手段を用いる。
In the invention according to
請求項２３に記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項８、請求項１１、請求項１４、請求項１７および請求項２０のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、使用温度範囲内において非流動性を示す物性を有するという技術的手段を用いる。
In the invention described in
請求項２４に記載の発明では、請求項３、請求項４、請求項５、請求項９、請求項１２、請求項１５、請求項１８および請求項２１のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、使用温度範囲内において非流動性を示す物性を有するという技術的手段を用いる。 According to a twenty-fourth aspect of the invention, the foamed resin according to any one of the third, fourth, fifth, ninth, twelfth, fifteenth, fifteenth, eighteenth, and twenty-first aspects. In the method for producing a composite structure, the substance (53) uses a technical means that the substance (53) has a physical property that exhibits non-flowability within a use temperature range.
請求項２５に記載の発明では、請求項６、請求項７、請求項１０、請求項１３、請求項１６、請求項１９および請求項２２のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、使用温度範囲内において非流動性を示す物性を有するという技術的手段を用いる。
In the invention described in
請求項２６に記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項８、請求項１１、請求項１４、請求項１７、請求項２０および請求項２３のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、樹脂であるという技術的手段を用いる。 According to a twenty-sixth aspect of the present invention, the foamed resin according to any one of the first, second, eighth, eleventh, fourteenth, seventeenth, twenty-fourth, and twenty-third aspects. In the composite structure (60), the technical means that the substance (53) is a resin is used.
請求項２７に記載の発明では、請求項３、請求項４、請求項５、請求項９、請求項１２、請求項１５、請求項１８、請求項２１および請求項２４のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、樹脂であるという技術的手段を用いる。 According to a twenty-seventh aspect, in any one of the third, fourth, fifth, ninth, twelfth, fifteenth, fifteenth, eighteenth, twenty-first, twenty-first and twenty-fourth aspects. In the manufacturing method of a foamed resin composite structure described, the technical means that the substance (53) is a resin is used.
請求項２８に記載の発明では、請求項６、請求項７、請求項１０、請求項１３、請求項１６、請求項１９、請求項２２および請求項２５のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、樹脂であるという技術的手段を用いる。 According to a twenty-eighth aspect of the present invention, the foamed resin according to any one of the sixth, seventh, tenth, thirteenth, sixteenth, sixteenth, nineteenth, twenty-second, twenty-fifth and twenty-fifth aspects. In the composite structure manufacturing apparatus, the technical means that the substance (53) is a resin is used.
請求項２９に記載の発明では、請求項２６に記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、硬化性樹脂であるという技術的手段を用いる。 According to a twenty-ninth aspect of the present invention, in the foamed resin composite structure (60) according to the twenty-sixth aspect, the technical means that the substance (53) is a curable resin is used.
請求項３０に記載の発明では、請求項２７に記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、硬化性樹脂であるという技術的手段を用いる。 According to a thirty-third aspect of the invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to the twenty-seventh aspect, a technical means that the substance (53) is a curable resin is used.
請求項３１に記載の発明では、請求項２８に記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、硬化性樹脂であるという技術的手段を用いる。 According to a thirty-first aspect of the invention, in the apparatus for manufacturing a foamed resin composite structure according to the twenty-eighth aspect, a technical means that the substance (53) is a curable resin is used.
請求項３２に記載の発明では、請求項２９に記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、熱硬化性樹脂であるという技術的手段を用いる。
The invention described in
請求項３３に記載の発明では、請求項３０に記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、熱硬化性樹脂であるという技術的手段を用いる。 According to a thirty-third aspect of the invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to the thirty-third aspect, a technical means that the substance (53) is a thermosetting resin is used.
請求項３４に記載の発明では、請求項３１に記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、熱硬化性樹脂であるという技術的手段を用いる。 According to a thirty-fourth aspect of the present invention, in the foamed resin composite structure manufacturing apparatus according to the thirty-first aspect, the technical means that the substance (53) is a thermosetting resin is used.
請求項３５に記載の発明では、請求項２９または請求項３２に記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、付加重合により生成され、かつ、前記母材を溶解しないものであるという技術的手段を用いる。
In the invention of
請求項３６に記載の発明では、請求項３０または請求項３３に記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、付加重合により生成され、かつ、前記母材を溶解しないものであるという技術的手段を用いる。 According to a thirty-sixth aspect of the present invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to the thirty-third or thirty-third aspect, the substance (53) is generated by addition polymerization and does not dissolve the base material. Use technical means to be.
請求項３７に記載の発明では、請求項３１または請求項３４に記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、付加重合により生成され、かつ、前記母材を溶解しないものであるという技術的手段を用いる。
In the invention of claim 37, in the apparatus for producing a foamed resin composite structure according to claim 31 or
請求項３８に記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項８、請求項１１、請求項１４、請求項１７、請求項２０、請求項２３、請求項２６、請求項２９、請求項３２および請求項３５のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記物質（５３）は、マイクロカプセルであるという技術的手段を用いる。
In the invention of
請求項３９に記載の発明では、請求項３、請求項４、請求項５、請求項９、請求項１２、請求項１５、請求項１８、請求項２１、請求項２４、請求項２７、請求項３０、請求項３３および請求項３６のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記物質（５３）は、マイクロカプセルであるという技術的手段を用いる。
In the invention described in
請求項４０に記載の発明では、請求項６、請求項７、請求項１０、請求項１３、請求項１６、請求項１９、請求項２２、請求項２５、請求項２８、請求項３１、請求項３４および請求項３７のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記物質（５３）は、マイクロカプセルであるという技術的手段を用いる。
上記の「マイクロカプセル」とは、直径がナノメートルからミリメートルの間の微小な容器のことをいう。また、マイクロカプセルには、密閉型および多孔型のものを含む。In the invention of
The above-mentioned “microcapsule” refers to a minute container having a diameter of between nanometers and millimeters. Microcapsules include sealed and porous types.
請求項４１に記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項８、請求項１１、請求項１４、請求項１７、請求項２０、請求項２３、請求項２６、請求項２９、請求項３２、請求項３５および請求項３８のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記母材（１２，２２，３２，４２，５０）の特定の領域に形成された空隙（５２）に前記物質（５３）が収容されたという技術的手段を用いる。
According to the invention of
請求項４２に記載の発明では、請求項３、請求項４、請求項５、請求項９、請求項１２、請求項１５、請求項１８、請求項２１、請求項２４、請求項２７、請求項３０、請求項３３、請求項３６および請求項３９のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記母材（１２，２２，３２，４２，５０）の特定の領域に形成された空隙（５２）に前記物質（５３）が収容されたという技術的手段を用いる。
In the invention of claim 42,
請求項４３に記載の発明では、請求項６、請求項７、請求項１０、請求項１３、請求項１６、請求項１９、請求項２２、請求項２５、請求項２８、請求項３１、請求項３４、請求項３７および請求項４０のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記母材（１２，２２，３２，４２，５０）の特定の領域に形成された空隙（５２）に前記物質（５３）が収容されたという技術的手段を用いる。
In the invention described in claim 43, claims 6, 7, 10, 13, 16, 19, 19, 22, 25, 28, 28, 31, 31, The foamed resin composite structure manufacturing apparatus according to any one of
請求項４４に記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項８、請求項１１、請求項１４、請求項１７、請求項２０、請求項２３、請求項２６、請求項２９、請求項３２、請求項３５、請求項３８および請求項４１のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記母材（１２，２２，３２，４２，５０）の空隙率が０．２〜３６％であるという技術的手段を用いる。
According to the invention of
請求項４５に記載の発明では、請求項３、請求項４，請求項５、請求項９、請求項１２、請求項１５、請求項１８、請求項２１、請求項２４、請求項２７、請求項３０、請求項３３、請求項３６、請求項３９および請求項４２のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記母材（１２，２２，３２，４２，５０）の空隙率が０．２〜３６％であるという技術的手段を用いる。
In the invention of
請求項４６に記載の発明では、請求項６、請求項７、請求項１０、請求項１３、請求項１６、請求項１９、請求項２２、請求項２５、請求項２８、請求項３１、請求項３４、請求項３７、請求項４０および請求項４３のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記母材（１２，２２，３２，４２，５０）の空隙率が０．２〜３６％であるという技術的手段を用いる。
In the invention of
請求項４７に記載の発明では、請求項４４に記載の発泡樹脂複合構造体（６０）において、前記母材（１２，２２，３２，４２，５０）の空隙率が０．５〜７％であるという技術的手段を用いる。
In the invention according to
請求項４８に記載の発明では、請求項４５に記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記母材（１２，２２，３２，４２，５０）の空隙率が０．５〜７％であるという技術的手段を用いる。 According to a 48th aspect of the present invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to the 45th aspect, the base material (12, 22, 32, 42, 50) has a porosity of 0.5 to 7%. Use technical means that there is.
請求項４９に記載の発明では、請求項４６に記載の発泡樹脂複合構造体の製造装置において、前記母材（１２，２２，３２，４２，５０）の空隙率が０．５〜７％であるという技術的手段を用いる。
In the invention of
請求項５０に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体を母材（１２，２２，３２，４２，５０）とし、その母材の成型後に母材を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）に熱硬化性樹脂（５４）が充填されており、前記空隙と連通する母材の少なくとも１つの面（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５４）が前記熱硬化性樹脂により被膜されていることを特徴とする発泡樹脂複合構造体（６０）という技術的手段を用いる。
In the invention of
請求項５１に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体からなる母材（１２，２２，３２，４２，５０）を流動状態の熱硬化性樹脂（５４）中に浸漬し、前記母材を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）内に前記熱硬化性樹脂を収容する第１工程と、前記母材を前記熱硬化性樹脂から取出し、前記空隙内に収容されている前記熱硬化性樹脂を硬化させる第２工程と、を有することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造方法という技術的手段を用いる。
In the invention according to
請求項５２に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体からなる母材（１２，２２，３２，４２，５０）と、その母材を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）であって前記母材の一の面（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５４）と他の面（１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ，５５）とに連通している空隙に収容可能な流動状態の熱硬化性樹脂（５４）と、前記母材の他の面における圧力の方が前記一の面における圧力よりも低くなるように前記一の面と前記他の面との間に圧力差を発生させる圧力差発生装置（７０）と、フィルム（９３）とを用意し、前記母材の一の面に前記熱硬化性樹脂を配置する第１工程と、前記熱硬化性樹脂の表面に前記フィルムを配置する第２工程と、前記圧力差発生装置を作動させて前記熱硬化性樹脂を前記空隙に収容する第３工程と、前記空隙に収容された前記熱硬化性樹脂を硬化させる第４工程と、を有することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造方法という技術的手段を用いる。
In the invention of
請求項５３に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体からなる母材（１２，２２，３２，４２，５０）と、その母材を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）であって前記母材の一の面（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５４）と他の面（１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ，５５）とに連通している空隙に収容可能な流動状態の熱硬化性樹脂（５４）と、前記母材の他の面における圧力の方が前記一の面における圧力よりも低くなるように前記一の面と前記他の面との間に圧力差を発生させる圧力差発生装置（７０）とを用意し、前記母材の一の面に前記熱硬化性樹脂を配置する第１工程と、前記圧力差発生装置により、前記熱硬化性樹脂を前記空隙に収容し、かつ、前記熱硬化性樹脂が前記母材の一の面を覆った状態にする第２工程と、前記空隙に収容された前記熱硬化性樹脂および前記一の面を覆った前記熱硬化性樹脂を硬化させ、前記硬化した熱硬化性樹脂により形成された膜を前記一の面に形成する第３工程と、を有することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造方法という技術的手段を用いる。
In the invention of
請求項５４に記載の発明では、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体からなる母材（１２，２２，３２，４２，５０）を組成している発泡セル（５１）間に形成された空隙（５２）であって前記母材の一の面（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５４）と他の面（１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ，５５）とに連通している空隙に熱硬化性樹脂（５４）を収容することにより、発泡樹脂複合構造体（６０）を製造するための製造装置であって、前記一の面に流動状態の熱硬化性樹脂が接触した母材を所定個所に固定するための第１の装置（４０）と、前記他の面における圧力の方が前記一の面における圧力よりも低くなるように前記一の面と前記他の面との間に圧力差を発生させるための第２の装置（７０）とを備えており、前記第１の装置により前記一の面に前記流動状態の熱硬化性樹脂が接触した状態の前記母材に対して前記第２の装置を作動させて前記流動状態の熱硬化性樹脂を前記空隙に収容することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造装置という技術的手段を用いる。
In the invention according to
なお、上記の「物性」とは、物質の示す巨視的性質および微視的性質を含む意味である。例えば、物質の機械的・電気的・光学的・熱的・磁気的などの性質を含む。具体的には、圧縮強度、曲げ強度、引張強度、耐衝撃性などの機械的強度、重量、比重、弾性、あるいは、吸水性、透湿性、防水性、磁性、あるいは、電気抵抗、誘電率などの電気的特性、熱伝導率、熱抵抗、断熱性などの性質を含む。さらには、芳香性、防錆性、防カビ性、防虫性、光の透過率などの性質を含み、光沢、模様、色彩などの意匠的性質をも含む。 The above-mentioned “physical properties” mean to include macroscopic properties and microscopic properties exhibited by a substance. For example, it includes the mechanical, electrical, optical, thermal, and magnetic properties of materials. Specifically, mechanical strength such as compressive strength, bending strength, tensile strength, impact resistance, weight, specific gravity, elasticity, water absorption, moisture permeability, waterproofness, magnetism, electrical resistance, dielectric constant, etc. Including properties such as electrical properties, thermal conductivity, thermal resistance, and heat insulation. Furthermore, it includes properties such as fragrance, rust resistance, mold resistance, insect repellency, and light transmittance, and also includes design properties such as gloss, pattern, and color.
また、上記の発泡樹脂成型体とは、金型内に発泡樹脂原料を充填し、それを加熱発泡させて成型した金型の形状通りの発泡樹脂成型体そのもの、あるいは、ブロック成形機によって作られる大型の発泡樹脂成型体を加熱したニクロム線等によって所望の形状に溶断することによって作成された発泡樹脂成型体のことである。さらには、上記の発泡樹脂成型体には、上記の金型の形状通りの発泡樹脂成型体そのもの、または、上記の溶断により作成された発泡樹脂成型体の所定の表面を粗面化した発泡樹脂成型体などが含まれる。 The above foamed resin molded body is produced by a foamed resin molded body itself or a block molding machine according to the shape of the mold formed by filling a mold with a foamed resin raw material and then heating and foaming it. It is a foamed resin molded body produced by fusing a large foamed resin molded body into a desired shape with a heated nichrome wire or the like. Furthermore, the foamed resin molded body may be the foamed resin molded body itself according to the shape of the mold, or a foamed resin obtained by roughening a predetermined surface of the foamed resin molded body produced by the above-described fusing. Includes molded bodies.
上記の括弧内の符号は、後述する実施形態において使用する符号と対応するものである。 The code | symbol in said parenthesis respond | corresponds with the code | symbol used in embodiment mentioned later.
［発明の効果］
（請求項１に係る発明の効果）
発泡樹脂複合構造体は、その母材を組成している発泡セル間に形成された空隙に発泡樹脂とは異なる物質が収容されてなるため、発泡樹脂成型体の軽量であるという特質を確保しながら、その物性を変えることができる。
つまり、従来は、一旦成型された発泡樹脂成型体の物性を変えたりすることができなかったが、発泡樹脂成型体の母材を組成している発泡セル間に物質を収容することにより、発泡樹脂成型体の軽量であるという特質を確保しながら、その物性を変えることができる。[The invention's effect]
(Effect of the invention according to claim 1)
Since the foamed resin composite structure contains a substance different from the foamed resin in the voids formed between the foamed cells composing the base material, it ensures the characteristic that the foamed resin molded body is lightweight. However, its physical properties can be changed.
In other words, conventionally, the physical properties of the once molded foamed resin molded body could not be changed, but by placing the substance between the foamed cells composing the base material of the foamed resin molded body, foaming was achieved. It is possible to change the physical properties of the resin molded body while ensuring the characteristic of being lightweight.
（請求項２に係る発明の効果）
発泡樹脂複合構造体は、その母材を組成している発泡セル間に形成された空隙に発泡樹脂とは異なる物質が収容されてなるため、発泡樹脂成型体の軽量であるという特質を確保しながら、本来の物性以外に新たな物性を加えることができる。(Effect of the invention according to claim 2)
Since the foamed resin composite structure contains a substance different from the foamed resin in the voids formed between the foamed cells composing the base material, the foamed resin composite structure has the characteristic that it is lightweight. However, new physical properties can be added in addition to the original physical properties.
（請求項３に係る発明の効果）
母材を組成している発泡セル間には、その一の面と他の面とに連通している空隙が形成されているため、その空隙に収容可能な流動性の物質中に母材を浸漬することにより、その物質を空隙に収容することができる。
従って、母材を物質中に浸漬するという比較的簡易な方法により、母材の物性が変化した、あるいは、母材の本来の物性以外に新たな物性が加わった発泡樹脂複合構造体を製造することができる。(Effect of the invention according to claim 3)
Between the foam cells that make up the matrix, there is a void that communicates with one surface and the other. Therefore, the matrix is placed in a fluid material that can be accommodated in the void. By dipping, the substance can be accommodated in the gap.
Therefore, a relatively simple method of immersing the base material in the material produces a foamed resin composite structure in which the physical properties of the base material have changed or new physical properties are added in addition to the original physical properties of the base material. be able to.
（請求項４に係る発明の効果）
母材を組成している発泡セル間には、その一の面と他の面とに連通している空隙が形成されているため、他の面における圧力の方が一の面における圧力よりも低くなるように一の面と他の面との間に圧力差を発生させると、一の面に接触している物質を空隙に収容することができる。
従って、母材の他の面における圧力の方が一の面における圧力よりも低くなるように一の面と他の面との間に圧力差を発生させることにより、母材の物性が変化した、あるいは、母材の本来の物性以外に新たな物性が加わった発泡樹脂複合構造体を製造することができる。(Effect of the invention according to claim 4)
Between the foam cells that make up the base material, there is a gap that communicates between the one side and the other side, so the pressure on the other side is greater than the pressure on the one side. When a pressure difference is generated between one surface and the other surface so as to be low, a substance in contact with the one surface can be accommodated in the void.
Therefore, the physical properties of the base material changed by generating a pressure difference between the one surface and the other surface so that the pressure on the other surface of the base material is lower than the pressure on the one surface. Alternatively, a foamed resin composite structure in which new physical properties are added in addition to the original physical properties of the base material can be manufactured.
（請求項５に係る発明の効果）
母材を組成している発泡セル間には、その一の面と連通している空隙が形成されているため、母材の一の面に物質を接触させ、その物質を加圧することにより、物質を空隙に収容することができる。
従って、母材の一の面に接触している物質を加圧することにより、母材の物性が変化した、あるいは、母材の本来の物性以外に新たな物性が加わった発泡樹脂複合構造体を製造することができる。(Effect of the invention according to claim 5)
Between the foamed cells composing the base material, since a void communicating with the one surface is formed, by bringing the substance into contact with one side of the base material and pressurizing the substance, Substances can be contained in the voids.
Therefore, by pressurizing a substance that is in contact with one surface of the base material, a foamed resin composite structure in which the physical properties of the base material are changed or new physical properties are added in addition to the original physical properties of the base material. Can be manufactured.
（請求項６に係る発明の効果）
第２の装置を作動すると、母材の他の面における圧力の方が一の面における圧力よりも低くなり、一の面に接触している物質を、一の面と他の面とに連通している空隙に収容することができる。
従って、母材の他の面における圧力の方が一の面における圧力よりも低くなるように一の面と他の面との間に圧力差を発生させることにより、母材の物性が変化した、あるいは、母材の本来の物性以外に新たな物性が加わった発泡樹脂複合構造体を製造することができる。(Effect of the invention according to claim 6)
When the second device is activated, the pressure on the other surface of the base material is lower than the pressure on one surface, and the material in contact with one surface is communicated with one surface and the other surface. Can be accommodated in the gap.
Therefore, the physical properties of the base material changed by generating a pressure difference between the one surface and the other surface so that the pressure on the other surface of the base material is lower than the pressure on the one surface. Alternatively, a foamed resin composite structure in which new physical properties are added in addition to the original physical properties of the base material can be manufactured.
（請求項７に係る発明の効果）
第２の装置を作動すると、母材の一の面に接触した物質が加圧され、母材の一の面に連通している空隙に物質を収容することができる。
従って、母材の一の面に接触している物質を加圧することにより、母材の物性が変化した、あるいは、母材の本来の物性以外に新たな物性が加わった発泡樹脂複合構造体を製造することができる。(Effect of the invention according to claim 7)
When the second device is operated, the substance that comes into contact with one surface of the base material is pressurized, and the substance can be accommodated in the gap communicating with the one surface of the base material.
Therefore, by pressurizing a substance that is in contact with one surface of the base material, a foamed resin composite structure in which the physical properties of the base material are changed or new physical properties are added in addition to the original physical properties of the base material. Can be manufactured.
（請求項８ないし請求項１０に係る発明の効果）
温度により物性が変化する物質であるため、その温度を制御することにより、物質の物性を変化させることができる。
例えば、所定温度以下では流動性を示し、所定温度を超えると硬化する物質であれば、温度を所定温度以下に制御して物質を流動状態に保持した状態で母材の空隙に収容し、収容後に所定温度を超える温度に制御して空隙内の物質を硬化させることができる。(Effect of the invention according to
Since it is a substance whose physical properties change with temperature, the physical properties of the substance can be changed by controlling the temperature.
For example, if it is a substance that exhibits fluidity at a predetermined temperature or lower and hardens when the predetermined temperature is exceeded, the temperature is controlled to a predetermined temperature or lower and the substance is held in a fluid state and stored in the void of the base material. The substance in the void can be cured by controlling the temperature to a temperature exceeding a predetermined temperature later.
（請求項１１ないし請求項１３に係る発明の効果）
触媒により物性が変化する物質であるため、その触媒を物質に付与することにより、物質の物性を変化させることができる。
例えば、触媒を付与しない状態では流動性を示し、触媒を付与すると硬化する物質であれば、物質を流動状態に保持した状態で母材の空隙に収容し、空隙内の物質に触媒を付与することにより、空隙内の物質を硬化させることができる。(Effects of inventions according to
Since the physical property is changed by the catalyst, the physical property of the material can be changed by applying the catalyst to the material.
For example, if a substance that exhibits fluidity in the state where no catalyst is applied and is cured when the catalyst is applied, the substance is accommodated in the void of the base material while the substance is maintained in a fluid state, and the catalyst is applied to the substance in the gap. As a result, the substance in the gap can be cured.
（請求項１４ないし請求項１６に係る発明の効果）
物質は、導電性を有するものであるため、その物質を母材の空隙内に収容することにより、母材に導電性を持たせることができる。
例えば、所定温度を超えると硬化する流動性の物質、あるいは、触媒を付与すると硬化する流動性の物質に導電性材料を混合し、それを母材の空隙内に収容した後に、空隙内の物質を硬化させることにより、母材に導電性を持たせることができる。(Effects of the inventions according to
Since the substance has conductivity, the base material can be made conductive by accommodating the substance in the gap of the base material.
For example, a fluid material that hardens when it exceeds a predetermined temperature, or a conductive material that is mixed with a fluid material that cures when a catalyst is applied, and is contained in the void of the base material, and then the material in the void. The base material can be made conductive by curing.
（請求項１７ないし請求項１９に係る発明の効果）
物質は、磁性体を含有するものであるため、その物質を母材の空隙内に収容することにより、母材に磁性を持たせることができる。
例えば、所定温度を超えると硬化する流動性の物質、あるいは、触媒を付与すると硬化する流動性の物質に磁性材料を混合し、それを母材の空隙内に収容した後に、空隙内の物質を硬化させることにより、母材に磁性を持たせることができる。(Effect of the invention according to
Since the substance contains a magnetic substance, the base material can be magnetized by accommodating the substance in the gap of the base material.
For example, a magnetic material is mixed with a fluid substance that hardens when a predetermined temperature is exceeded, or a fluid substance that cures when a catalyst is applied, and the substance is accommodated in the void of the base material. By curing, the base material can be magnetized.
（請求項２０ないし請求項２２に係る発明の効果）
物質は、薬剤を含有するものであるため、その物質を母材の空隙内に収容することにより、母材に薬剤による効果を持たせることができる。
例えば、抗菌剤を物質に含有させることにより、母材に抗菌効果を持たせることができる。また、防カビ剤を物質に含有させることにより、母材に防カビ効果を持たせることができる。(Effect of the invention according to
Since the substance contains a medicine, the base material can have an effect of the medicine by accommodating the substance in the gap of the base material.
For example, the antibacterial effect can be given to the base material by including an antibacterial agent in the substance. Further, by adding a fungicide to the substance, the base material can have a fungicide effect.
（請求項２３ないし請求項２５に係る発明の効果）
物質は、使用温度範囲内において非流動性を示す物性を有するため、使用中に母材の空隙内から物質が流れ出すおそれがない。(Effect of the invention according to
Since the substance has physical properties that exhibit non-flowability within the operating temperature range, there is no possibility that the substance will flow out from the voids of the base material during use.
（請求項２６ないし請求項２８に係る発明の効果）
物質は、樹脂であるため、その物質を母材の空隙内に収容しても、母材の重量から増加の少ない発泡樹脂複合構造体を製造することができる。(Effect of the invention according to
Since the substance is a resin, even if the substance is accommodated in the voids of the base material, it is possible to produce a foamed resin composite structure with little increase from the weight of the base material.
（請求項２９ないし請求項３１に係る発明の効果）
物質は、硬化性樹脂であるため、その熱硬化性樹脂を母材の空隙内に収容した後に、空隙内の熱硬化性樹脂を硬化させることにより、母材の強度よりも強度の高い発泡樹脂複合構造体を製造することができる。(Effect of the invention according to claims 29 to 31)
Since the substance is a curable resin, the foamed resin is stronger than the strength of the base material by curing the thermosetting resin in the space after the thermosetting resin is accommodated in the space of the base material. Composite structures can be produced.
（請求項３２ないし請求項３４に係る発明の効果）
物質は、熱硬化性樹脂であるため、硬化前の流動状態の物質を母材の空隙内に収容し、その後、空隙内の物質を加熱して硬化させることができる。
従って、母材の強度よりも強度の高い発泡樹脂複合構造体を製造することができる。(Effects of the Inventions According to
Since the substance is a thermosetting resin, the substance in a fluidized state before curing can be accommodated in the gap of the base material, and then the substance in the gap can be heated and cured.
Therefore, it is possible to produce a foamed resin composite structure having a strength higher than that of the base material.
（請求項３５ないし請求項３７に係る発明の効果）
物質は、付加重合により生成され、かつ、母材を溶解しないものであるため、比較的生成が容易であり、母材の空隙内に収容しても母材を変形させるおそれがない。
例えば、エポキシ樹脂は、グラフト重合前のプレポリマーと硬化剤を混合することにより生成される。また、エポキシ樹脂は、プレポリマーの組成と硬化剤の種類との組み合わせで物性が多様に変化するため、その組合せを変えることにより、母材の物性を変えることができる。さらに、エポキシ樹脂は、母材を組成している発泡セル間に形成された空隙に収容しても、その空隙を溶解しないため、母材が変形するおそれがない。(Effect of the invention according to
Since the substance is generated by addition polymerization and does not dissolve the base material, it is relatively easy to generate and there is no possibility of deforming the base material even if it is accommodated in the gap of the base material.
For example, the epoxy resin is produced by mixing a prepolymer before graft polymerization and a curing agent. Moreover, since the physical properties of the epoxy resin change variously depending on the combination of the composition of the prepolymer and the type of the curing agent, the physical properties of the base material can be changed by changing the combination. Furthermore, even if the epoxy resin is accommodated in the gap formed between the foamed cells composing the base material, the base material does not melt, so that the base material is not deformed.
（請求項３８ないし請求項４０に係る発明の効果）
物質は、マイクロカプセルであるため、その物質を母材の空隙内に収容することにより、母材にマイクロカプセルによる効果を持たせることができる。
例えば、マイクロカプセルの外殻を構成するシェル（壁材）として、外気温度が所定温度を超えると亀裂の入る性質のシェルを使用し、そのシェルに芳香剤をコア（芯物質）として内包する。そして、そのマイクロカプセルを母材の空隙内に収容することにより、外気温度が所定温度を超えると空隙内のマイクロカプセルに亀裂が入り、芳香剤を外気中に放出することができる。
また、シェルに内包する物質は、抗菌剤、防カビ剤などの薬剤でもよい。(Effect of the invention according to
Since the substance is a microcapsule, the effect of the microcapsule can be given to the base material by accommodating the substance in the gap of the base material.
For example, as a shell (wall material) constituting an outer shell of a microcapsule, a shell having a property of cracking when an outside air temperature exceeds a predetermined temperature is used, and a fragrance is included in the shell as a core (core material). And by accommodating the microcapsule in the gap of the base material, when the outside air temperature exceeds a predetermined temperature, the microcapsule in the gap is cracked and the fragrance can be released into the outside air.
The substance contained in the shell may be a drug such as an antibacterial agent or an antifungal agent.
（請求項４１ないし請求項４３に係る発明の効果）
母材の特定の領域に形成された空隙に前記物質が収容されているため、母材の特定の領域の物性を変えたり、あるいは、本来の特性に新たな物性を加えることができる。
例えば、母材の特定の領域の強度を他の領域よりも高くしたい場合に、その特定の領域における空隙内に熱硬化性樹脂を収容することにより、その特定の領域の強度を他の領域よりも高くすることができる。(Effect of the invention according to
Since the substance is contained in a void formed in a specific region of the base material, the physical property of the specific region of the base material can be changed, or a new physical property can be added to the original characteristics.
For example, when the strength of a specific region of the base material is desired to be higher than that of another region, the strength of the specific region is made higher than that of the other region by containing a thermosetting resin in the gap in the specific region. Can also be high.
（請求項４４ないし請求項４６に係る発明の効果）
母材の空隙率を０．２〜３６％にすることにより、母材の物性を大きく変えることができる。(Effect of the invention according to
By setting the porosity of the base material to 0.2 to 36%, the physical properties of the base material can be greatly changed.
（請求項４７ないし請求項４９に係る発明の効果）
特に、母材の空隙率を０．５〜７％にすることにより、母材の物性をより一層大きく変えることができる。(Effect of the invention according to
In particular, by setting the porosity of the base material to 0.5 to 7%, the physical properties of the base material can be further greatly changed.
（請求項５０に係る発明の効果）
母材の成型後に母材を組成している発泡セル間に形成された空隙に熱硬化性樹脂が充填されているため、母材の機械的強度を高めることができる。また、母材の透水性および透湿性を低くすることができる。さらに、空隙と連通する母材の少なくとも１つの面が熱硬化性樹脂により被膜されているため、少なくとも１つの面からの透水および透湿を防止することができる。(Effect of the invention according to claim 50)
Since the thermosetting resin is filled in the voids formed between the foamed cells composing the base material after the base material is molded, the mechanical strength of the base material can be increased. Moreover, the water permeability and moisture permeability of the base material can be lowered. Furthermore, since at least one surface of the base material communicating with the gap is coated with the thermosetting resin, water permeation and moisture permeation from at least one surface can be prevented.
（請求項５１に係る発明の効果）
母材を流動状態の熱硬化性樹脂中に浸漬するという比較的簡易な方法により、熱硬化性樹脂を母材の空隙内に収容することができる。そして、母材を熱硬化性樹脂から取出し、空隙内に収容されている熱硬化性樹脂を硬化させるという比較的簡易な方法により、硬化した熱硬化性樹脂が母材の空隙内に収容された発泡樹脂複合構造体を作成することができる。(Effect of the invention according to claim 51)
The thermosetting resin can be accommodated in the voids of the base material by a relatively simple method of immersing the base material in a fluid thermosetting resin. Then, the cured thermosetting resin is accommodated in the gap of the base material by a relatively simple method of taking out the base material from the thermosetting resin and curing the thermosetting resin accommodated in the gap. A foamed resin composite structure can be created.
（請求項５２に係る発明の効果）
圧力差発生装置を作動すると、母材の他の面における圧力の方が一の面における圧力よりも低くなるため、母材の一の面に配置されていた流動状態の熱硬化性樹脂が、母材の一の面と他の面とに連通している空隙に収容される。このとき、熱硬化性樹脂の表面にはフィルムが配置されているため、母材の一の面における圧力差を均等にすることができるので、熱硬化性樹脂を均等に各空隙内に収容することができる。(Effect of the Invention of Claim 52)
When the pressure difference generator is operated, the pressure on the other surface of the base material becomes lower than the pressure on the one surface, so that the thermosetting resin in a fluidized state arranged on one surface of the base material is It is accommodated in a gap communicating with one surface of the base material and the other surface. At this time, since the film is arranged on the surface of the thermosetting resin, the pressure difference on one surface of the base material can be made uniform, so the thermosetting resin is evenly accommodated in each gap. be able to.
（請求項５３に係る発明の効果）
圧力差発生装置を作動すると、母材の他の面における圧力の方が一の面における圧力よりも低くなるため、母材の一の面に配置されていた流動状態の熱硬化性樹脂が、母材の一の面と他の面とに連通している空隙に収容される。また、熱硬化性樹脂が母材の一の面を覆った状態にし、空隙に収容された熱硬化性樹脂および一の面を覆った熱硬化性樹脂を硬化させることにより、硬化した熱硬化性樹脂により形成された膜を一の面に形成することができる。
従って、母材の一の面からの透水および透湿を防止することができる。また、熱硬化性樹脂の膜を一の面に貼着する工程が不要であるため、その分、発泡樹脂複合構造体の製造工程を短縮することができる。(Effect of the Invention of Claim 53)
When the pressure difference generator is operated, the pressure on the other surface of the base material becomes lower than the pressure on the one surface, so that the thermosetting resin in a fluidized state arranged on one surface of the base material is It is accommodated in a gap communicating with one surface of the base material and the other surface. In addition, the thermosetting resin is in a state of covering one surface of the base material, and the cured thermosetting resin is cured by curing the thermosetting resin accommodated in the gap and the thermosetting resin covering the one surface. A film formed of a resin can be formed on one surface.
Therefore, water permeation and moisture permeation from one surface of the base material can be prevented. Moreover, since the process of sticking the thermosetting resin film on one surface is unnecessary, the manufacturing process of the foamed resin composite structure can be shortened accordingly.
（請求項５４に係る発明の効果）
第２の装置を作動すると、母材の他の面における圧力の方が一の面における圧力よりも低くなるため、母材の一の面に配置されていた流動状態の熱硬化性樹脂を、母材の一の面と他の面とに連通している空隙に収容することができる。(Effect of the Invention of Claim 54)
When the second device is operated, the pressure on the other surface of the base material becomes lower than the pressure on the one surface. It can be accommodated in a gap communicating with one surface of the base material and the other surface.
＜第１実施形態＞
この発明の第１実施形態について図を参照して説明する。
図１は、この実施形態に係る発泡樹脂複合構造体の製造装置（以下、製造装置という）の説明図であり、(a)は、製造装置を構成する部材を分解して示す斜視図、(b)は、製造装置の外観を示す斜視図である。<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of a foamed resin composite structure manufacturing apparatus (hereinafter referred to as a manufacturing apparatus) according to this embodiment. FIG. b) is a perspective view showing the appearance of the manufacturing apparatus.
（製造装置の構成）
製造装置の構成について説明する。
製造装置９０は、真空ポンプ７０と、真空ボックス９１と、固定枠９２と、フィルム９４とを備える。真空ボックス９１は、箱状に形成されており、その内部は空洞になっている。真空ボックス９１の上面９１ａには、内部の空間に連通する複数の吸引口９１ｂが上下方向に貫通形成されている。吸引口９１ｂは、上面９１ａの上に密着される発泡樹脂成型体（以下、母材という）５０の下面に対して均等に配置されている。真空ボックス９１の側面には、内部の空間に連通する排気口９１ｃが貫通形成されている。排気口９１ｃは、接続ホース（図示せず）によって真空ポンプ７０と接続されている。(Configuration of manufacturing equipment)
The configuration of the manufacturing apparatus will be described.
The
固定枠９２は、母材５０を嵌め込むための部材である。固定枠９２は枠状に形成されており、母材５０を嵌め込むための空間９２ｂが形成されている。固定枠９２の底面の周縁は、真空ボックス９１の上面９１ａの周縁と合致する形成に形成されている。固定枠９２は、真空ボックス９１の上面９１ａの上に密着させて配置される。固定枠９２は、母材５０よりも厚く形成されている。
つまり、図１(b)に示すように、真空ボックス９１の上に配置された固定枠９２に母材５０を嵌め込み、母材５０の下面を真空ボックス９１の上面９１ａに密着させたときに、母材９３の上面９３ｂと、固定枠９２の上方の開口面との間に空間９２ｂが形成されるようになっている。その空間９２ｂには、母材５０に浸透させる流動状態のエポキシ樹脂が注がれる。The fixed
That is, as shown in FIG. 1B, when the
フィルム９４は、空間９２ｂに充填されたエポキシ樹脂の表面に乗せられる。フィルム９４は、真空ポンプ７０により、母材５０の表面が減圧されるときに、母材５０の表面が均等に減圧されるようにするためのものである。
The film 94 is placed on the surface of the epoxy resin filled in the space 92b. The film 94 is for the surface of the
図６は、母材５０の説明図であり、(a)は母材５０の斜視図、(b)は(a)に示す母材５０の領域Ｄの拡大図である。図６(b)に示すように、母材５０は、発泡樹脂原料が発泡して形成された発泡セル５１が多数集合して形成されている。各発泡セル５１は、加熱により相互に融着している。各発泡セル５１の間には、空隙５２が形成されている。母材５０の内部には多くの空隙５２が形成されているが、一部の空隙５２は、母材５０の上面５４および下面５５に連通している。
6A and 6B are explanatory diagrams of the
以下、その連通している空隙５２を連通空隙といい、連通していない空隙５２を非連通空隙という。また、連通空隙および非連通空隙の両方に共通の事項については単に空隙という。
この発明は、その連通空隙５２に発泡樹脂以外の物質を収容することにより、母材の持っている物性を変えたり、あるいは、新たな物性を加えることを特徴とする。この実施形態では、空隙５２にエポキシ樹脂を収容する。Hereinafter, the communicating
The present invention is characterized in that the physical properties of the base material are changed or new physical properties are added by accommodating a substance other than the foamed resin in the
母材５０を形成するための発泡樹脂原料としては、、特定の発泡温度において発泡するものである限り特に限定されないが、熱可塑性物質を主材とし、気体もしくは液体を発泡剤として含浸させたもの、あるいは、熱分解性の発泡剤を含有するものが好適に用いられるが、両者を含有するものでも良い。また、熱可塑性物質は架橋されていても良い。さらに、発泡材料は、例えば予備発泡ビーズや発泡体の破砕品のような既に発泡している材料に高圧下でガスを含浸させたものでも良い。さらに、既に発泡成型されたチップ状、ストロー状などの形状の材料や発泡体の破砕品でも良く、その材料を凝縮して成型型内で加熱融着させて母材５０を形成しても良い。
The foamed resin raw material for forming the
熱可塑性物質を主材とし、気体もしくは液体を発泡剤として含浸させたものとしては、市販のポリスチレン発泡性ビーズ、ポリエチレン発泡性ビーズ、ポリプロピレン発泡性ビーズなどを用いても良いし、ブタン、ペンタン、フロン等の炭化水素、水、ＣＯ２、Ｎ２を含浸させたものでも良い。また、熱分解性の発泡剤を含有するものとしては、下記に示す熱分解性の発泡剤および熱可塑性物質から適宜調製して用いても良い。この熱分解性の発泡剤と熱可塑性物質は、発泡剤の分解温度が熱可塑性物質の可塑化温度よりも高いことが好ましく、発泡剤の分解温度と熱可塑性物質の可塑化温度がほぼ等しくなるように選ばれることが、発泡材料を綺麗に発泡できることから更に好ましい。Commercially available polystyrene foam beads, polyethylene foam beads, polypropylene foam beads, etc. may be used as the thermoplastic resin as the main material and gas or liquid impregnated as a foaming agent, butane, pentane, It may be impregnated with hydrocarbon such as chlorofluorocarbon, water, CO 2 and N 2 . Moreover, as a thing containing a thermally decomposable foaming agent, you may use suitably preparing from the thermally decomposable foaming agent and thermoplastic material which are shown below. In this thermally decomposable foaming agent and thermoplastic material, the decomposition temperature of the foaming agent is preferably higher than the plasticizing temperature of the thermoplastic material, and the decomposition temperature of the foaming agent and the plasticizing temperature of the thermoplastic material are almost equal. It is further preferable that the foamed material can be foamed neatly.
発泡材料の主材としては、加熱により軟化する物質である限り特に制限を受けず、熱可塑性樹脂として知られる一群の合成プラスチック材料が好適に用いられる。例えば、ポリ（スチレン）；ポリ（エチレン）、ポリ（プロピレン）等のオレフィン系樹脂；ポリ（塩化ビニリデン）、ポリ（塩化ビニル）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリ（フシ化ビニリデン）、ポリ（フッ化ビニル）、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）体、フッ素化エチレンプロピレン共重合体、ポリ（テトラフルオロエチレン）、塩素化ポリ（塩化ビニル）、塩素化ポリ（エチレン）、塩素化ポリ（プロピレン）等のハロゲン化樹脂；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０ 、ナイロン６１２ 、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン４６、Ｎ−メトキシメチル化ポリ（アミド）、アミノポリ（アクリルアミド）等のポリアミド；スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−（エチレン−ブチレン）−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン−ＥＰＤＭ、ポリエチレン−ＥＰＤＭ、イソブチレン−無水レイン酸共重合体、アクリルニトリル−アクリレート−スチレン共重合体、アクリルニトリル−エチレン−スチレン共重合体、アクリルニトリル−スチレン共重合体、アクリルニトリル−ブタジエンースチレン共重合体、アクリルニトリル−塩化ビニル−スチレン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の共重合体；さらに、アイオノマー、ケトン樹脂、ポリ（アクリル酸）、ポリ（アクリル酸エステル）、ポリ（メタクリル酸エステル）、ポリ（プロピオン酸ビニル）、ポリ（アセタール）、ポリ（アミドイミド）、ポリ（アリレート）、熱可塑性ポリ（イミド）、ポリ（エーテルイミド）、ポリ（エーテルエ−テルヶトン）、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、ポリ（酢酸ビニル）、ポリ（サルホン）、ポリ（エーテルサルホン）、ポリ（アミノサルホン）、ポリ（パラメチルスチレン）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルエーテル）、ポリ（ビニルブチラール）、ポリ（フェニレンオキサイド）、ポリ（フェニレンサルファイド）、ポリ（ブタジエン）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリ（メチルペンテン）、ポリ（メチルメタクリレート）、液晶ポリマー、ポリ（ウレタン）等を挙げることができる。また、適宜、上記重合体の変成体、架橋体を用いても良いし、これらを組み合わせて成る共重合体を用いても良い。さらに、これらの熱可塑性樹脂は単独で用いても良いし、２種以上を併用しても良い。 The main material of the foam material is not particularly limited as long as it is a substance that is softened by heating, and a group of synthetic plastic materials known as thermoplastic resins are preferably used. For example, poly (styrene); olefin-based resins such as poly (ethylene) and poly (propylene); poly (vinylidene chloride), poly (vinyl chloride), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, poly (vinylidene fushiide), Poly (vinyl fluoride), poly (chlorotrifluoroethylene), fluorinated ethylene propylene copolymer, poly (tetrafluoroethylene), chlorinated poly (vinyl chloride), chlorinated poly (ethylene), chlorinated poly ( Halogenated resins such as propylene); polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 11, nylon 12, nylon MXD6, nylon 46, N-methoxymethylated poly (amide), aminopoly (acrylamide); Styrene-isoprene-styrene block copolymer, Tylene-butadiene-styrene block copolymer, styrene- (ethylene-butylene) -styrene block copolymer, polypropylene-EPDM, polyethylene-EPDM, isobutylene-oleic anhydride copolymer, acrylonitrile-acrylate-styrene copolymer Acrylonitrile-ethylene-styrene copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, acrylonitrile-vinyl chloride-styrene copolymer, methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer, Copolymers such as ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer; ionomer, ketone resin, poly (acrylic acid), poly (acrylic acid ester), poly (Methacrylic acid ester), poly (vinyl propionate), poly (acetal), poly (amidoimide), poly (arylate), thermoplastic poly (imide), poly (ether imide), poly (ether ethertone), poly ( Ethylene terephthalate), polycarbonate, poly (vinyl acetate), poly (sulfone), poly (ethersulfone), poly (aminosulfone), poly (paramethylstyrene), poly (allylamine), poly (vinyl alcohol), poly (vinyl ether) ), Poly (vinyl butyral), poly (phenylene oxide), poly (phenylene sulfide), poly (butadiene), poly (butylene terephthalate), poly (methyl pentene), poly (methyl methacrylate), liquid crystal polymer, poly (urethane) Etc. It is possible. In addition, a modified product or a crosslinked product of the above polymer may be used as appropriate, or a copolymer obtained by combining these may be used. Furthermore, these thermoplastic resins may be used independently and may use 2 or more types together.
発泡樹脂原料に混練する熱分解性の発泡剤としては、一般的に使用されている熱分解性発泡剤である限り特に限定されず、発泡樹脂原料の主材の可塑化温度に適合させて選ばれる。
このような熱分解性発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド(ADCA)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾシクロヘキシルニトリル、ジアゾアミノベンゼン、アゾジカルボンアミドエステル等のアゾ化合物；ジニトロソベンタメチレンテトラミン(DPT)等のニトロソ化合物；ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド(TSH)、ベンゼンスルホニルヒドラジド(BSH)、ｐ，ｐ´−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−３，３´−ジスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド化合物；４，４´−ジフェニルジスルホニルアジド、ｐ−トルエンスルホアジド等のアジド化合物；ｐ−トルエンスルホセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモン、亜硝酸アンモン等を挙げることができる。さらに、これらの熱分解性発泡剤は単独で用いても良いし、２種以上を併用しても良い。The thermally decomposable foaming agent to be kneaded with the foamed resin raw material is not particularly limited as long as it is a commonly used thermal decomposable foaming agent, and is selected according to the plasticizing temperature of the main material of the foamed resin raw material. It is.
Examples of such thermally decomposable blowing agents include azo compounds such as azodicarbonamide (ADCA), azobisisobutyronitrile (AIBN), azocyclohexylnitrile, diazoaminobenzene, azodicarbonamide ester; Nitroso compounds such as methylenetetramine (DPT); p-toluenesulfonyl hydrazide (TSH), benzenesulfonyl hydrazide (BSH), p, p′-oxybisbenzenesulfonyl hydrazide, diphenylsulfone-3,3′-disulfonyl hydrazide, etc. Sulfonyl hydrazide compounds; azide compounds such as 4,4′-diphenyldisulfonyl azide, p-toluenesulfoazide; p-toluenesulfo semicarbazide, trihydrazinotriazine, sodium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, ammonium nitrite, etc. it can Furthermore, these thermally decomposable foaming agents may be used alone or in combination of two or more.
発泡樹脂原料には、これら発泡剤と共に、発泡速度を調節する目的で発泡助剤を添加しても良い。発泡速度を速める発泡助剤として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの金属石鹸、亜鉛華硝酸亜鉛などの無機塩、アジピン酸、しゅう酸などの酸類があげられ、発泡速度を遅延する発泡助剤として、マレイン酸、フタル酸などの有機酸、無水マレイン酸、無水フタル酸などの有機酸無水物、ジブチル錫マレート、塩化錫などの錫化合物があげられる。 A foaming aid may be added to the foamed resin material together with these foaming agents for the purpose of adjusting the foaming speed. Examples of foaming aids that accelerate foaming speed include metal soaps such as zinc stearate and calcium stearate, inorganic salts such as zinc zinc nitrate, and acids such as adipic acid and oxalic acid. And organic acids such as maleic acid and phthalic acid, organic acid anhydrides such as maleic anhydride and phthalic anhydride, and tin compounds such as dibutyltin maleate and tin chloride.
発泡助剤は、使用する樹脂、発泡剤、助剤の種類によって異なるが、通常熱可塑性樹脂100重量部に対して0.1〜2.0重量部程度の割合で添加されることが好ましい。これは、添加量が0.1重量部以下では効果が小さく、2.0重量部以上では効果が飽和する傾向があるためである。 Although the foaming assistant varies depending on the type of resin, foaming agent, and assistant used, it is preferable that the foaming assistant is usually added at a ratio of about 0.1 to 2.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin. This is because the effect is small when the added amount is 0.1 parts by weight or less, and the effect tends to be saturated when the amount is 2.0 parts by weight or more.
発泡樹脂原料である発泡性ビーズの形状は、球形のものが好適に用いられるが、金平糖形状のもの、ラグビーボール形状のもの、ダルマ形状のもの、丸く押し出した樹脂を狭い間隔で切ったペレット形状、粉砕カレット形状のように一様な半径で規定できない形状のものでも良い。本質的には発泡する材料が多数の個体集合となっていれば良く、立方体や直方体、ストランド形状のものや平らな円盤のような潰れた形状、シートの小断片であっても良いのであって、ここでは便宜上このビーズという言葉でこれらの形状まで含めて代表させている。 The foamed beads, which are the raw material for foamed resin, are preferably spherical in shape, but are in the shape of confetti, rugby ball, dharma, or pellets that are formed by cutting a resin extruded in a narrow space. A shape that cannot be defined by a uniform radius, such as a pulverized cullet shape, may be used. Essentially, the foaming material only needs to be a large number of individual sets, and it may be a cube, a rectangular parallelepiped, a strand shape, a crushed shape like a flat disk, or a small piece of a sheet. Here, for convenience, the word “bead” is used to represent these shapes.
発泡性ビーズの大きさは、0.3ミリから５ミリが好適に用いられる。ここで発泡性ビーズの大きさとは、発泡性ビーズがほぼ球形の場合には平均直径とする。また、平らなものやストランド状のものの場合に発泡性ビーズの大きさといえば、最も幅が小さいサイズをさすものとし、以下、発泡性ビーズの大きさといえばこの例に倣うものとする。発泡性ビーズの大きさが0.3ミリから５ミリのものが好適に用いられるのは、発泡性ビーズの製造し易さと発泡性ビーズの表面積、そして伝熱遅れによる軟化ムラが出にくいということの兼ね合いの結果である。0.3ミリより小さいビーズの使用も可能であるが、しかしこの場合、ビーズの表面積の総和が大きくなるので最終的な発泡セルの接触する界面の面積が大きくなり、薄膜状剛性セル壁を構成する材料がずっと多く必要となる。したがって、圧縮強度は増すものの、軽量化の効果は小さくなる。 The size of the expandable beads is preferably 0.3 to 5 mm. Here, the size of the expandable beads is the average diameter when the expandable beads are substantially spherical. Further, in the case of flat or strand-shaped ones, the size of the expandable bead refers to the smallest width, and hereinafter, the size of the expandable bead is assumed to follow this example. The reason why foamed beads with a size of 0.3 to 5 mm are preferably used is the balance between the ease of production of foamable beads, the surface area of the foamable beads, and the softening unevenness caused by heat transfer delays Is the result of It is possible to use beads smaller than 0.3 mm, but in this case, the total surface area of the beads increases, so the area of the interface where the final foam cell contacts increases, and the material that forms the thin-film rigid cell wall Need much more. Therefore, although the compressive strength is increased, the effect of reducing the weight is reduced.
また、発泡性ビーズ内部からの発熱をひきおこす仕組みを併用すれば、直径５ミリより大きな発泡性ビーズを用いることもできる。発泡性ビーズ内部からの発熱をひき起こす仕組みとしては、例えば、発泡性ビーズに金属粉を混ぜ込み高周波電磁場環境下での電磁誘導を利用することができる。
均質な発泡セル構造を持つ発泡樹脂複合構造体を得るためには、発泡性ビーズの大きさは、概略揃っているのが望ましい。しかし、厳密に揃っている必要はない。また、あえて発泡性ビーズの大きさに分布を持たせることで、発泡セル膜に特異な３次元構造を持たせることができるので、異なる大きさの発泡性ビーズを混ぜて用いることもある。Further, if a mechanism for generating heat from the inside of the expandable beads is used in combination, expandable beads having a diameter larger than 5 mm can be used. As a mechanism for causing heat generation from the inside of the expandable bead, for example, electromagnetic induction in a high frequency electromagnetic field environment in which metal powder is mixed into the expandable bead can be used.
In order to obtain a foamed resin composite structure having a homogeneous foamed cell structure, it is desirable that the sizes of the expandable beads are substantially uniform. However, they do not have to be strictly aligned. In addition, since the foamed cell membrane can have a specific three-dimensional structure by intentionally distributing the size of the expandable beads, different sizes of expandable beads may be used in combination.
（製造方法）
次に、発泡樹脂複合構造体の製造方法について説明する。
母材５０の空隙５２に浸透させるエポキシ樹脂およびエポキシ樹脂用硬化剤を用意する。また、それらの組合せは、母材５０に浸透可能な粘度、十分に浸透するまでに要する時間および硬化後の硬度などを考慮して決定する。つまり、母材５０の各空隙５２に均一に浸透し、浸透速度が速く、浸透後に硬化するまでに長時間を要せず、さらに、母材５０の機械的強度などの物性を良好にすることのできる組合せを決定する。(Production method)
Next, the manufacturing method of a foamed resin composite structure is demonstrated.
An epoxy resin and a curing agent for epoxy resin that are allowed to permeate into the
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、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ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、脂環式エポキシ樹脂、異節環状型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ウレタン変成エポキシ樹脂、ゴム変成エポキシ樹脂、エポキシ化エラストマー、エポキシ化ステアリン酸エステル、エポキシ化大豆油、エポキシ変成ポリシロキサン、可撓性エポキシ樹脂、エポキシ化（メタ）アクリル系オリゴマー及びエポキシ基を持つ反応性希釈剤等を用いることができる。 Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, brominated bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, and alicyclic type. Epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, glycidyl ester epoxy resin, glycidyl ether epoxy resin, glycidyl amine epoxy resin, urethane modified epoxy resin, rubber modified epoxy resin, epoxidized elastomer, epoxidized stearate ester, epoxidized Soybean oil, epoxy-modified polysiloxane, flexible epoxy resin, epoxidized (meth) acrylic oligomer, reactive diluent having an epoxy group, and the like can be used.
また、エポキシ樹脂用硬化剤としては、例えば、無水マレイン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、無水メチルＣＤ酸、無水メチルナジック酸、無水ピロメリット酸、無水ヘット酸、ドデセニル無水コハク酸、ポリアゼライン無水コハク酸等の酸無水物系硬化剤；エチレンアミン類、ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、脂肪族アミン変成体等の脂肪族アミン系硬化剤；ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、メタキシリレンジアミン、芳香族アミン変成体等の芳香族アミン系硬化剤；また、その他硬化剤として、イソホロンジアミン、ジシアンジアミド、ピペリジン、ポリアミド樹脂、フェノール系樹脂、ポリチオール樹脂、メルカプタン系化合物、三フッ化ホウ素アミン錯体、イミダゾール系化合物等を用いることができる。 Examples of the epoxy resin curing agent include maleic anhydride, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyl hymic anhydride, methyl CD acid anhydride, methyl nadic acid anhydride, pyromellitic anhydride. , Acid anhydride-based curing agents such as heptic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, polyazeline succinic anhydride; ethyleneamines, diethylaminopropylamine, dimethylaminopropylamine, N-aminoethylpiperazine, trimethylhexamethylenediamine, aliphatic Aliphatic amine curing agents such as amine modifications; aromatic amine curing agents such as m-phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, metaxylylenediamine, aromatic amine modifications; and other curing agents, Isophorondia Emissions, dicyandiamide, piperidine, polyamide resins, phenolic resins, polythiol resins, mercaptan compounds, boron trifluoride amine complex, can be used imidazole compounds.
また、エポキシ系樹脂向けの硬化促進剤として、第３級アミン、トリフェニルフォスフィン、スタナースオクトエート、三フッ化ホウ素錯体、ベンジルジメチルアミン、ＤＢＵ、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、イソシアネート類、スルフォニウム塩類、ヨードニウム塩類、ジアゾニウム塩類、ヒドラジド系化合物、ナイロン塩系化合物、有機金属化合物類等をさらに用いても良い。 Further, as curing accelerators for epoxy resins, tertiary amines, triphenylphosphine, stannous octoate, boron trifluoride complex, benzyldimethylamine, DBU, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) ) Phenol, isocyanates, sulfonium salts, iodonium salts, diazonium salts, hydrazide compounds, nylon salt compounds, organometallic compounds and the like may be further used.
以下の説明では、エポキシ樹脂およびエポキシ樹脂用硬化剤を混合したものを単にエポキシ樹脂という。
図１(b)に示すように、母材５０を固定枠９２に嵌め込み、母材５０の下面５５を真空ボックス９１の上面９１ａに密着させる（工程１）。次に、母材５０の上面５４に流動状態のエポキシ樹脂を注ぎ、母材５０の上部の空間９２ｂがエポキシ樹脂によって満たされた状態にする（工程２）。次に、真空ポンプ７０を作動させ、真空ボックス９１の内部を減圧する（工程３）。In the following description, a mixture of an epoxy resin and an epoxy resin curing agent is simply referred to as an epoxy resin.
As shown in FIG. 1B, the
すると、母材５０の上面５４の上に注がれていたエポキシ樹脂が連通空隙５２の内部に収容される。つまり、エポキシ樹脂が母材５０の内部に浸透する。また、エポキシ樹脂は、毛細管現象によって一部の非連通空隙５２にも浸透する。この場合、エポキシ樹脂の非連通空隙５２に対する浸透度は、エポキシ樹脂の表面張力および密度、非連通空隙５２との接触角、非連通空隙５２の径および発泡セル５１の濡れやすさなどの条件によって変化する。
そして、エポキシ樹脂が母材５０に十分浸透する時間が経過したところで、母材５０を固定枠９２から取出し、所定時間放置し、母材５０に浸透したエポキシ樹脂を硬化させる（工程４）。なお、加熱により硬化が促進される性質のエポキシ樹脂を用いる場合は、母材５０を加熱し、空隙内のエポキシ樹脂の硬化時間を短縮することもできる。Then, the epoxy resin poured on the
Then, when a sufficient time for the epoxy resin to permeate the
図７は、母材にエポキシ樹脂が浸透した発泡樹脂複合構造体の説明図であり、(a)は発泡樹脂複合構造体の斜視図、(b)は(a)に示す発泡樹脂複合構造体６０の領域Ｄの拡大図である。図７(b)に示すように、発泡樹脂複合構造体６０の各発泡セル５１間に形成された空隙には、硬化したエポキシ樹脂５３が収容されている。図７(b)において、発泡樹脂複合構造体６０の各発泡セル５１間の黒色で塗り潰された部分が、硬化したエポキシ樹脂５３が収容された領域である。
FIG. 7 is an explanatory view of a foamed resin composite structure in which an epoxy resin has penetrated into a base material, (a) is a perspective view of the foamed resin composite structure, and (b) is a foamed resin composite structure shown in (a). It is an enlarged view of 60 area | region D. FIG. As shown in FIG. 7 (b), a cured
（変更例）
エポキシ樹脂を塗布していない母材５０を固定枠９２に固定し、その母材５０の上面５４に流動状態のエポキシ樹脂を注ぎ、真空ポンプ７０を作動させてエポキシ樹脂を母材５０に浸透させることもできる。この製造方法によれば、浸透させるべきエポキシ樹脂の量が多い場合に有効である。また、エポキシ樹脂を浸透させたくない領域に対応する母材５０の上面の領域をフィルムなどでマスキングすることにより、母材５０の所望の領域にのみエポキシ樹脂を浸透させることができる。この方法によれば、母材５０の所望の領域のみ機械的強度などの物性を向上させることができる。(Example of change)
The
＜第２実施形態＞
次に、この発明の第２実施形態について説明する。この実施形態の製造装置は、断面凹形状の母材の内壁に予めエポキシ樹脂を塗布しておき、真空引きによってエポキシ樹脂を母材に浸透させることを特徴とする。図２は、この実施形態に係る製造装置の説明図であり、(a)は製造装置の内部構造を示す斜視図、(b)は製造装置の外観を示す斜視図である。<Second Embodiment>
Next explained is the second embodiment of the invention. The manufacturing apparatus of this embodiment is characterized in that an epoxy resin is applied in advance to the inner wall of a base material having a concave cross section, and the epoxy resin is infiltrated into the base material by vacuuming. 2A and 2B are explanatory views of the manufacturing apparatus according to this embodiment. FIG. 2A is a perspective view showing the internal structure of the manufacturing apparatus, and FIG. 2B is a perspective view showing the appearance of the manufacturing apparatus.
（製造装置の構成）
製造装置１０は、真空ボックス１１、真空ポンプ７０および蓋１４を備える。真空ボックス１１は箱状に形成されており、上面が開口している。真空ボックス１１の上面には、枠状のパッキン１１ａが設けられている。真空ボックス１１の底面１１ｂには、母材１２を乗せるための受け部材１３，１３が配置されている。この実施形態では、各受け部材１３はレール条に形成されており、長手方向側面を相対向して配置されている。真空ボックス１１の側面には、真空ボックス内部の空間に連通する排気口１１ｃが貫通形成されている。排気口１１ｃは、接続ホース（図示せず）によって真空ポンプ７０と接続されている。(Configuration of manufacturing equipment)
The
蓋１４は、真空ボックス１１を密閉できる板状に形成されている。蓋１４の裏面には、パッキン１４ａが設けられている。パッキン１４ａは、蓋１４を真空ボックス１１のパッキン１１ａに密着させたときに、真空ボックス１１の受け部材１３，１３の上に配置された母材１２の上面と密着する。つまり、パッキン１４ａは、母材１２の内部空間を密閉する。
蓋１４のパッキン１４ａによって囲まれた部分には、窓１４ｂが設けられている。窓１４ｂはガラスなどの透光性材料によって形成されており、母材１２に塗布されたエポキシ樹脂の浸透具合を窓１４ｂを通して見ることができる。The
A
（製造方法）
第１実施形態で使用したエポキシ樹脂を母材１２の内壁１２ａに均一に塗布する（工程１）。図２(a)において、母材１２のハッチングが施された部分が、エポキシ樹脂が塗布された領域である。次に、その母材１２を真空ボックス１１の受け部材１３，１３の上に乗せる（工程２）。工程１および工程２は逆でもよい。次に、蓋１４を真空ボックス１１に被せる（工程３）。このとき、蓋１４のパッキン１４ａが、母材１２の上部の周縁とを密着させ、母材１２の内部空間を密閉する。次に、真空ポンプ７０を作動し、真空ボックス１１の内部を減圧する（工程４）。(Production method)
The epoxy resin used in the first embodiment is uniformly applied to the inner wall 12a of the base material 12 (step 1). In FIG. 2A, the hatched portion of the
すると、母材１２の内壁１２ａに塗布されていたエポキシ樹脂が母材１２の連通空隙の内部に収容される。つまり、エポキシ樹脂が母材１２の内部に浸透する。また、エポキシ樹脂は、毛細管現象によって一部の非連通空隙にも浸透する。そして、エポキシ樹脂が母材１２に十分浸透する時間が経過したところで、蓋１４を開け、母材１２を真空ボックス１１から取出し、所定時間放置し、母材１２に浸透したエポキシ樹脂を硬化させる（工程５）。なお、加熱により硬化が促進される性質のエポキシ樹脂を用いる場合は、母材１２を加熱し、空隙内のエポキシ樹脂の硬化時間を短縮することもできる。
Then, the epoxy resin applied to the inner wall 12 a of the
＜第３実施形態＞
次に、この発明の第３実施形態について説明する。この実施形態の製造装置は、角柱状の母材の外壁に予めエポキシ樹脂を塗布しておき、真空引きによってエポキシ樹脂を母材に浸透させることを特徴とする。図３は、この実施形態に係る製造装置の説明図であり、(a)は製造装置の内部構造を示す斜視図、(b)は製造装置に母材が収容された状態を示す斜視図である。<Third Embodiment>
Next explained is the third embodiment of the invention. The manufacturing apparatus of this embodiment is characterized in that an epoxy resin is applied in advance to the outer wall of a prismatic base material, and the epoxy resin is infiltrated into the base material by vacuuming. 3A and 3B are explanatory views of the manufacturing apparatus according to this embodiment, in which FIG. 3A is a perspective view showing an internal structure of the manufacturing apparatus, and FIG. 3B is a perspective view showing a state in which a base material is accommodated in the manufacturing apparatus. is there.
（製造装置の構成）
製造装置２０は、真空ボックス２１および真空ポンプ７０を備える。真空ボックス２１は箱状に形成されており、上面が開口している。真空ボックス２１の上面の開口部には、枠状のパッキン２１ａが設けられている。パッキン２１ａの内側は、母材２２の外形と合致する形状に形成されている。つまり、母材２２を真空ボックス２１に収容したときに、母材２２の外壁とパッキン２１ａとの間に隙間が形成されないようになっている。(Configuration of manufacturing equipment)
The
真空ボックス２１の内部の底面２１ｂには、母材２２を乗せるための受け部材２３が設けられている。また、真空ボックス２１の側面には、真空ボックス内部の空間に連通する排気口２１ｃが貫通形成されている。排気口２１ｃは、接続ホース（図示せず）によって真空ポンプ７０と接続されている。母材２２を真空ボックス２１に収容すると、母材２２の外壁とパッキン２１ａとの間には隙間が形成されないようになっているが、パッキン２１ａよりも下部の母材２２の外壁と真空ボックス２１の内壁との間には空間が形成されるようになっている。排気口２１ｃは、その空間と連通している。
A receiving
（製造方法）
母材２２を真空ボックス２１に収容し、受け部材２３の上に乗せる（工程１）。次に、第１実施形態で使用したエポキシ樹脂を、真空ボックス２１から露出した母材２２の外壁に均一に塗布する（工程２）。図３(b)においてハッチングが施された部分が、エポキシ樹脂を塗布した領域である。次に、真空ポンプ７０を作動し、真空ボックス２１の内部を減圧する（工程３）。
すると、母材２２のうち、真空ボックス２１に収容されている部分と真空ボックス２１との間に形成されている空間が減圧され、母材２２の外壁に塗布されていたエポキシ樹脂が母材２２の連通空隙の内部に収容される。つまり、エポキシ樹脂が母材２２の内部に浸透する。また、エポキシ樹脂は、毛細管現象によって一部の非連通空隙にも浸透する。(Production method)
The
Then, in the
この製造方法の場合は、母材２２の一部にのみ塗布したエポキシ樹脂が母材２２の全体に浸透する。
そして、エポキシ樹脂が母材２２に十分浸透する時間が経過したところで、母材２２を真空ボックス２１から取出し、所定時間放置し、母材２２に浸透したエポキシ樹脂を硬化させる（工程４）。なお、加熱により硬化が促進される性質のエポキシ樹脂を用いる場合は、母材２２を加熱し、空隙内のエポキシ樹脂の硬化時間を短縮することもできる。In the case of this manufacturing method, the epoxy resin applied only to a part of the
Then, when a sufficient time for the epoxy resin to permeate the
＜第４実施形態＞
次に、この発明の第４実施形態について説明する。この実施形態の製造装置は、円柱形状の母材の外壁に予めエポキシ樹脂を塗布しておき、真空引きによってエポキシ樹脂を母材に浸透させることを特徴とする。図４は、この実施形態に係る製造装置の説明図であり、(a)は製造装置の構造を示す斜視図、(b)は製造装置が母材に装填された状態を示す斜視図である。<Fourth embodiment>
Next explained is the fourth embodiment of the invention. The manufacturing apparatus of this embodiment is characterized in that an epoxy resin is applied in advance to the outer wall of a columnar base material, and the epoxy resin is infiltrated into the base material by vacuuming. 4A and 4B are explanatory views of the manufacturing apparatus according to this embodiment. FIG. 4A is a perspective view showing the structure of the manufacturing apparatus, and FIG. 4B is a perspective view showing a state in which the manufacturing apparatus is loaded on a base material. .
（製造装置の構成）
製造装置３０は、筒状部材３４と、パッキン３１と、真空ポンプ７０とを備える。筒状部材３４の周面には、筒状部材３４の内部空間と連通する複数の吸気口３４ａが貫通形成されている。パッキン３１には、排気口３１ｃが貫通形成されており、その排気口３１ｃに筒状部材３４の一端が挿入されている。つまり、筒状部材３４の内部空間はパッキン３１の排気口３１ｃと連通している。排気口３１ｃは、接続ホース（図示せず）によって真空ポンプ７０と接続されている。(Configuration of manufacturing equipment)
The
円柱形状の母材３２の内部には、筒状部材３４の他端を挿入するための挿入口３２ｄが形成されている。挿入口３２ｄは、母材３２の一方の端面３２ｅから中心軸に沿って内部まで達しており、他方の端面には貫通していない。また、挿入口３２ｄは、筒状部材３４の周面が密着する形状に形成されている。筒状部材３４の周面に形成された吸気口３４ａは、筒状部材３４を母材３２の挿入口３２ｄに挿入したときに、挿入口３２ｄの内壁３２ｃに対して均等に分布するように配置されている。
An insertion port 32 d for inserting the other end of the
（製造方法）
第１実施形態で使用したエポキシ樹脂を母材３２の外壁（周面３２ｂおよび両端面）に均一に塗布する（工程１）。次に、その母材３２の挿入口３２ｄへ筒状部材３４の他端を挿入する（工程２）。次に、真空ポンプ７０を作動し、母材３２の挿入口３２ｄの内部を減圧する（工程３）。すると、母材２２の外壁に塗布されていたエポキシ樹脂が母材３２の連通空隙の内部に収容される。つまり、エポキシ樹脂が母材３２の内部に浸透する。また、エポキシ樹脂は、毛細管現象によって一部の非連通空隙にも浸透する。(Production method)
The epoxy resin used in the first embodiment is uniformly applied to the outer wall (the peripheral surface 32b and both end surfaces) of the base material 32 (step 1). Next, the other end of the
そして、エポキシ樹脂が母材３２に十分浸透する時間が経過したところで、母材３２から筒状部材３４を抜き取り、母材３２を所定時間放置し、母材２２に浸透したエポキシ樹脂を硬化させる（工程４）。なお、加熱により硬化が促進される性質のエポキシ樹脂を用いる場合は、母材３２を加熱し、空隙内のエポキシ樹脂の硬化時間を短縮することもできる。
Then, when a sufficient time for the epoxy resin to permeate the
＜第５実施形態＞
次に、この発明の第５実施形態について説明する。この実施形態の製造装置は、エアポンプを用いてエポキシ樹脂を加圧することにより、エポキシ樹脂を母材に浸透させることを特徴とする。図５は、この実施形態に係る製造装置の説明図であり、(a)は製造装置の構造を示す斜視図、(b)は製造装置の縦断面図である。<Fifth Embodiment>
Next explained is the fifth embodiment of the invention. The manufacturing apparatus of this embodiment is characterized in that an epoxy resin is infiltrated into a base material by pressurizing the epoxy resin using an air pump. FIG. 5 is an explanatory view of the manufacturing apparatus according to this embodiment, (a) is a perspective view showing the structure of the manufacturing apparatus, and (b) is a longitudinal sectional view of the manufacturing apparatus.
（製造装置の構成）
製造装置４０は、排気部材４１と、収容部材４３と、蓋４４と、エアポンプ８０とを備える。排気部材４１には、複数の排気口４１ａが上下方向に貫通形成されている。図５(b)に示すように、排気部材４１の上に母材４２が配置される。各排気口４１ａは、排気部材４１の上に配置される母材４２の裏面に対して均等に分布している。各排気口４１ａは、エアポンプ８０から送出され、母材４２の連通空隙などを通過した空気を外部へ排気する。(Configuration of manufacturing equipment)
The
収容部材４３は、枠状に形成されており、その下面の周縁は、母材４２の上面４２ａの周縁に密着する形状に形成されている。蓋４４の裏面には、パッキン４４ａが設けられている。図５(b)に示すように、パッキン４４ａは、収容部材４３の上面の周縁に密着する形状に形成されている。また、蓋４４の中央には、エアポンプ８０から送出される空気を吸入するための吸気口４４ｂが貫通形成されている。
図５(b)に示すように、収容部材４３は、母材４２の上面４２ａに配置され、収容部材４３の内側に形成された空間４３ａには、流動状態のエポキシ樹脂５３が注がれる。このとき、注がれたエポキシ樹脂５３の上方には、エアポンプ８０から送出された空気を充填するための空間が形成される。The housing member 43 is formed in a frame shape, and the periphery of the lower surface thereof is formed in a shape that is in close contact with the periphery of the upper surface 42 a of the base material 42. A packing 44 a is provided on the back surface of the
As shown in FIG. 5B, the accommodating member 43 is disposed on the upper surface 42 a of the base material 42, and the
（製造方法）
排気部材４１の上面に母材４２を乗せる（工程１）。次に、その母材４２の上面４２ａに収容部材４３を乗せる（工程２）。次に、第１実施形態で使用したエポキシ樹脂を収容部材４３の空間４３ａに注ぐ（工程３）。次に、収容部材４３の上を蓋４４で覆う（工程４）。次に、エアポンプ８０と接続された接続ホース（図示せず）を蓋４４の吸気口４４ｂに接続し、エアポンプ８０を作動する（工程５）。予め接続ホースを吸気口４４ｂに接続した蓋４４を収容部材４３に被せてもよい。(Production method)
The base material 42 is placed on the upper surface of the exhaust member 41 (step 1). Next, the accommodation member 43 is placed on the upper surface 42a of the base material 42 (step 2). Next, the epoxy resin used in the first embodiment is poured into the space 43a of the housing member 43 (step 3). Next, the top of the housing member 43 is covered with a lid 44 (step 4). Next, a connection hose (not shown) connected to the
すると、エアポンプ８０から送出される空気によって、エポキシ樹脂５３が接触している空間４３ａ内の圧力が高まり、エポキシ樹脂５３が母材４２の上面４２ａに対して加圧される。これにより、エポキシ樹脂５３が母材４２の連通空隙および非連通空隙の内部への浸透が促進される。
Then, the pressure in the space 43 a in contact with the
そして、エポキシ樹脂が母材４２に十分浸透する時間が経過したところで、蓋４４および収容部材４３を取り去り、母材４２を排気部材４１から外す。そして、母材４２を所定時間放置し、母材４２に浸透したエポキシ樹脂を硬化させる（工程６）。なお、加熱により硬化が促進される性質のエポキシ樹脂を用いる場合は、母材４２を加熱し、空隙内のエポキシ樹脂の硬化時間を短縮することもできる。
Then, when a sufficient time for the epoxy resin to penetrate into the base material 42 has elapsed, the
＜第６実施形態＞
前述の各実施形態では、真空ポンプまたはエアポンプを使用してエポキシ樹脂を積極的に母材に浸透させる製造装置および製造方法を説明した。しかし、母材を流動状態のエポキシ樹脂に浸漬し、毛管現象を利用してエポキシ樹脂を母材の空隙に浸透させることもできる。例えば、図１に示した製造装置を使用し、固定枠９２に充填されたエポキシ樹脂の中に母材５０を浸漬する。そして、エポキシ樹脂が母材５０の空隙内に充分浸透した時間になったときに母材５０を固定枠９２から取出して所定時間放置し、エポキシ樹脂を硬化させる。なお、加熱により硬化が促進される性質のエポキシ樹脂を用いる場合は、母材５０を加熱し、空隙内のエポキシ樹脂の硬化時間を短縮することもできる。<Sixth Embodiment>
In each of the above-described embodiments, a manufacturing apparatus and a manufacturing method for positively infiltrating an epoxy resin into a base material using a vacuum pump or an air pump have been described. However, it is also possible to immerse the base material in a fluidized epoxy resin and allow the epoxy resin to permeate into the voids of the base material using capillary action. For example, using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the
［実験］
次に、本願発明者らが行った実験について説明する。
＜準備１＞
最初に、本願発明者らは、母材の空隙に浸透可能な液体の粘度について調べた。ここでは、水にＢＡＳＦ社製のラテコールＤ（ラテコールはＢＡＳＦ社の登録商標）を混合した水溶液を着色したもの（以下、着色溶液という）を使用した。ラテコールＤは、アクリル酸・メタクリル酸・アクリル酸エステル共重合体であり、カルボキシル基を多く含有するポリマーディスパージョンで、アルカリ中和により、可溶化し、透明な高粘度水溶液となる。この実験では、500mPa・s、1000mPa・s、1500mPa・sおよび2000mPa・sの計４種類の粘度を示す着色溶液を使用した。[Experiment]
Next, experiments conducted by the inventors will be described.
<
First, the inventors of the present application investigated the viscosity of a liquid that can penetrate into the voids of the base material. Here, a colored solution (hereinafter referred to as a colored solution) obtained by mixing water with Lattecol D manufactured by BASF (Lathecol is a registered trademark of BASF) was used. Latecol D is a copolymer of acrylic acid / methacrylic acid / acrylic acid ester and is a polymer dispersion containing a large amount of carboxyl groups, solubilized by alkali neutralization, and becomes a transparent high-viscosity aqueous solution. In this experiment, colored solutions having a total of four viscosities of 500 mPa · s, 1000 mPa · s, 1500 mPa · s, and 2000 mPa · s were used.
また、発泡倍率60倍（約17g/l）の発泡樹脂成型体を母材として使用した。また、図１に示した製造装置を実験装置として使用した。
母材５０を固定枠９２に固定し、その母材５０の上面に上記の着色溶液の１つを充填した。そして、真空ポンプ７０を作動させてから、着色溶液が母材５０の下面に到達するまでの時間を計測した。このときの真空ボックス９１の内部の真空度は、約-50kPaである。In addition, a foamed resin molding having an expansion ratio of 60 times (about 17 g / l) was used as a base material. The manufacturing apparatus shown in FIG. 1 was used as an experimental apparatus.
The
図９は、母材に浸透可能な流動体の粘度に対する評価をまとめた図表である。上記の時間は、粘度500mPa・sの着色溶液では約３分、1000mPa・sの着色溶液では約４分、1500mPa・sの着色溶液では約７分、2000mPa・sの着色溶液では約10分であった。
上記より、母材の空隙にエポキシ樹脂が収容されてなる発泡樹脂複合構造体を製造する効率を高める観点から、粘度が2000mPa・sを超えないエポキシ樹脂を使用することが好ましいことが分かった。FIG. 9 is a chart summarizing the evaluation of the viscosity of a fluid that can penetrate the base material. The above time is about 3 minutes for a colored solution with a viscosity of 500 mPa · s, about 4 minutes for a colored solution with 1000 mPa · s, about 7 minutes for a colored solution with 1500 mPa · s, and about 10 minutes for a colored solution with a viscosity of 2000 mPa · s. there were.
From the above, it was found that it is preferable to use an epoxy resin whose viscosity does not exceed 2000 mPa · s from the viewpoint of increasing the efficiency of producing a foamed resin composite structure in which an epoxy resin is accommodated in the voids of the base material.
＜準備２＞
次に、本願発明者らは、上記の準備１の結果をエポキシ樹脂に適用できるかを調べた。
ここでは、エポキシ樹脂としてジャパンエポキシレジン株式会社製のjER811NおよびjERキュアFL240を混合したものを使用した（jERおよびjERキュアは、ジャパンエポキシレジン株式会社の登録商標）。jER811Nの一般名は、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂および反応性希釈剤の混合物であり、それぞれを85％、15％の重量比で混合したものである。また、jERキュアFL240の一般名は、変性脂肪族ポリアミンであり、ビスフェノールＡおよび変性脂肪族ポリアミンをそれぞれ20％、80％の重量比で混合したものである。<
Next, the inventors of the present application examined whether the result of the
Here, a mixture of jER811N manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. and jER Cure FL240 was used as an epoxy resin (jER and jER Cure are registered trademarks of Japan Epoxy Resin Co., Ltd.). The generic name of jER811N is a mixture of a bisphenol A type liquid epoxy resin and a reactive diluent, which are mixed in a weight ratio of 85% and 15%, respectively. The general name of jER Cure FL240 is a modified aliphatic polyamine, which is a mixture of bisphenol A and modified aliphatic polyamine at a weight ratio of 20% and 80%, respectively.
ここで使用するエポキシ樹脂（jER811NおよびjERキュアFL240を混合したもの）の粘度は、475mPa・sである。また、実験１と同じ発泡倍率60倍（約17g/l）の発泡樹脂成型体を母材として使用した。母材を試験片としてＡ〜Ｄの計４個作成した。このように複数個の試験片を使用して実験するのは、発泡樹脂成型体の原反から試験片を作成するとき、切断箇所によって発泡セルの融着率が異なり、空隙率が異なるため、複数の試験片で実験することにより、測定データの偏りをなくすためである。
The viscosity of the epoxy resin (a mixture of jER811N and jER Cure FL240) used here is 475 mPa · s. In addition, a foamed resin molding having the
ここで使用した装置および方法は準備１と同じである。その結果、真空ポンプの作動開始から約３分後には、エポキシ樹脂が試験片の下面に到達した。そして、各試験片のエポキシ樹脂浸透前の重量と浸透後の重量とを計測し、試験片に浸透したエポキシ樹脂の浸透量を計算した。
図１０は、各試験片に浸透可能なエポキシ樹脂の粘度に対する評価をまとめた図表である。エポキシ樹脂の浸透量の最小値は、33.1gであり、最大値は40.5gであり、平均値は36.95gであった。The apparatus and method used here are the same as in
FIG. 10 is a table summarizing the evaluation of the viscosity of an epoxy resin that can penetrate each test piece. The minimum value of the penetration amount of the epoxy resin was 33.1 g, the maximum value was 40.5 g, and the average value was 36.95 g.
図中の備考欄に記載の「上蓋」とは、エポキシ樹脂の表面に乗せた蓋（透湿性のないフィルム状のもの）のことであり、真空ポンプが作動しているときに試験片の上面が均等に減圧され、エポキシ樹脂を試験片に満遍なく浸透させるために使用した。
上記の実験結果より、上記のエポキシ樹脂を使用して、そのエポキシ樹脂が空隙に収容された発泡樹脂複合構造体の機械的強度などの各実験を行うことにした。The “top lid” in the remarks column in the figure is a lid (film-like material with no moisture permeability) placed on the surface of the epoxy resin, and the top surface of the test piece when the vacuum pump is operating Was evenly decompressed and used to infiltrate the epoxy resin evenly into the specimen.
From the above experimental results, it was decided to conduct each experiment such as the mechanical strength of the foamed resin composite structure in which the epoxy resin was contained in the gap using the epoxy resin.
＜実験の種類＞
本願発明者らが行った実験の種類を図１１に示す。本願発明者らは、発泡樹脂複合構造体の圧縮強度を調べるための圧縮試験、曲げ強度を調べるための曲げ試験、引張強度を調べるための引張試験、応力を繰返し加えたときの残留歪みを調べるための繰返し残留歪み試験、緩衝能力を調べるための緩衝係数算出試験、透湿性を調べるための透湿試験、吸水性を調べるための吸水試験および耐衝撃性を調べるための落球試験などを行った。
また、上記の各試験は、それぞれ日本工業規格(JIS)に規定された試験方法に従って行った。また、全試験で使用した試験片は、EPS（発泡ポリスチレン）製であり、厚さ25mmのものは、原反をそのまま切断して使用した。厚さ25mm以外の試験片は、原反をバンドソーによって切断して採取したものであり、スキン層（成型によって発泡樹脂成型体の表面にできる平滑な層）またはエポキシ樹脂コーティングのないものである。<Type of experiment>
The types of experiments conducted by the inventors of the present application are shown in FIG. The inventors of the present application examine a compression test for examining the compressive strength of the foamed resin composite structure, a bending test for examining the bending strength, a tensile test for examining the tensile strength, and a residual strain when stress is repeatedly applied. Repeated residual strain test, buffer coefficient calculation test to examine buffer capacity, moisture permeability test to examine moisture permeability, water absorption test to examine water absorption and falling ball test to examine impact resistance .
Further, each of the above tests was performed according to a test method defined in Japanese Industrial Standard (JIS). The test pieces used in all tests were made of EPS (expanded polystyrene), and those having a thickness of 25 mm were used by cutting the raw fabric as it was. The test pieces other than the thickness of 25 mm were obtained by cutting an original fabric with a band saw and having no skin layer (smooth layer formed on the surface of the foamed resin molding by molding) or epoxy resin coating.
＜実験１：圧縮試験１＞
（準備）
最初に、実験に使用する試験片を作成した。軟性エポキシ樹脂を浸透させた試験片および剛性エポキシ樹脂を浸透させた試験片の２種類の試験片を作成した。ここで、軟性エポキシ樹脂とは、前述の準備２で使用したjER811NおよびjERキュアFL240を混合したものであり、硬化してもゴムのような性質を有し、可使時間は約３０分である。剛性エポキシ樹脂とは、前述のjER811NとjERキュアST12とを混合したものであり、硬化後の硬度は鉛筆硬度Ｈであり、可使時間は約110分である。また、混合直後の粘度は、1500mPa・sである。
jERキュアST12の一般名は、変性脂肪族ポリアミンであり、メタキシリレンジアミンおよびその他をそれぞれ６％、94％の重量比で混合したものである。<Experiment 1:
(Preparation)
Initially, the test piece used for experiment was created. Two types of test pieces were prepared: a test piece infiltrated with a soft epoxy resin and a test piece infiltrated with a rigid epoxy resin. Here, the soft epoxy resin is a mixture of jER811N and jER Cure FL240 used in
The generic name of jER Cure ST12 is a modified aliphatic polyamine, which is a mixture of metaxylylenediamine and others in a weight ratio of 6% and 94%, respectively.
また、発泡倍率20倍、38倍および60倍の３種類の試験片をそれぞれＡ〜Ｆの６個ずつ作成した。また、エポキシ樹脂を浸透させる前の各試験片の外寸(mm)（奥行きＬ、幅Ｗおよび厚さＨ）、重量(g)、比重(g/l)および空隙率（％）を計測し、エポキシ樹脂を浸透させた後の各試験片の外寸、重量、比重およびエポキシ樹脂浸透量(g)を計測した。図１２は、軟性エポキシ樹脂の浸透前後の各計測データを示し、図１３は、合成エポキシ樹脂の浸透前後の各計測データを示す。 Further, six test pieces A to F were prepared, each having three types of foaming ratios of 20 times, 38 times and 60 times. Also, measure the outer dimensions (mm) (depth L, width W and thickness H), weight (g), specific gravity (g / l) and porosity (%) of each test piece before infiltrating the epoxy resin. The outer dimensions, weight, specific gravity, and epoxy resin permeation amount (g) of each test piece after impregnation with the epoxy resin were measured. FIG. 12 shows the measurement data before and after the penetration of the soft epoxy resin, and FIG. 13 shows the measurement data before and after the penetration of the synthetic epoxy resin.
図１４は、母材（試験片）の比重に対するエポキシ樹脂の浸透量を表すグラフである。同グラフから、エポキシ樹脂の浸透量は、母材の比重によっては差が小さいことが分かる。一方、図１２，１３から、母材の空隙率が大きいほど、つまり発泡セル同士の融着率が小さいほど浸透量の多いことが分かる。 FIG. 14 is a graph showing the penetration amount of the epoxy resin with respect to the specific gravity of the base material (test piece). From the graph, it can be seen that the penetration amount of the epoxy resin has a small difference depending on the specific gravity of the base material. On the other hand, it can be seen from FIGS. 12 and 13 that the larger the porosity of the base material, that is, the smaller the fusion rate between the foamed cells, the greater the amount of penetration.
（実験内容）
圧縮強度の測定は、日本工業規格に定められているJIS K 7220に従って行った。この測定方法は、国際標準化機構(ISO)の規定ISO844の一部を変更したものである。圧縮試験機は、試験片を圧縮する圧縮ジグと、荷重指示計と、変形指示計とを備える。圧縮ジグは、発生する加重の範囲及び圧縮変形量に適し、平滑平行な２枚の正方形または円形の押圧板を有する。押圧板は表面が研磨されており、荷重によって変形しないものである。加圧板の大きさは、１辺または直径が10cm以上である。加圧板は、一方を固定板とし、他方を可動板としている。可動板は、一定の速度で移動可能なものであり、加圧面の面積は、試験片の断面積よりも大きい。荷重指示計は、試験片に加わる全圧縮荷重を示すことができるものであり、設定した試験速度において指示値の±１％またはそれ以上の精度で荷重値を示すことができるものである。変形指示計は、試験中の任意の時間における圧縮ジグの２つの圧縮面の間の距離を測定するたものものである。変形指示計は、その距離を試験片に加わる荷重の関数として、もしくは、試験開始から経過した時間の関数として、または、その荷重と時間の関数として記録できるものである。また、変形指示計は、設定した試験速度において指示値の±１％またはそれ以上の精度を有する。(Experiment contents)
The compressive strength was measured according to JIS K 7220 defined in Japanese Industrial Standard. This measurement method is a modified version of ISO 844 standard of the International Organization for Standardization (ISO). The compression tester includes a compression jig that compresses a test piece, a load indicator, and a deformation indicator. The compression jig is suitable for the range of generated load and the amount of compression deformation, and has two square or circular pressing plates that are smooth and parallel. The pressing plate has a polished surface and is not deformed by a load. The size of the pressure plate is 10 cm or more on one side or diameter. One of the pressure plates is a fixed plate and the other is a movable plate. The movable plate is movable at a constant speed, and the area of the pressing surface is larger than the cross-sectional area of the test piece. The load indicator can indicate the total compressive load applied to the test piece, and can indicate the load value with an accuracy of ± 1% or more of the indicated value at the set test speed. The deformation indicator is a measure of the distance between the two compression surfaces of the compression jig at any time during the test. The deformation indicator can record the distance as a function of the load applied to the test piece, as a function of the time elapsed since the start of the test, or as a function of the load and time. The deformation indicator has an accuracy of ± 1% or more of the indicated value at the set test speed.
この実験で使用した試験機は、株式会社島津製作所製のオートグラフであり（オートグラフは株式会社島津製作所製の登録商標）、上記の測定規定を満足するものである。
圧縮強度は、材料が圧縮力を受けて変形や破壊するときの圧縮荷重を材料の断面積で除して表す。この実験では、エポキシ樹脂が浸透していない母材単体、軟性エポキシ樹脂が浸透した軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂が浸透した剛性エポキシ樹脂浸透体の３種類の試験片について圧縮強度を測定した。また、発泡倍率が20倍、38倍および60倍の３種類の試験片をそれぞれ３個（Ａ、ＢおよびＣ）ずつ使用した。つまり、計６種類の試験片を使用した。各試験片のおおよその大きさは、長さ(L)50mm×幅(W)50mm×厚さ(H)25mmである。The test machine used in this experiment is an autograph manufactured by Shimadzu Corporation (autograph is a registered trademark manufactured by Shimadzu Corporation) and satisfies the above-mentioned measurement rules.
The compressive strength is expressed by dividing the compressive load when the material is deformed or broken under a compressive force by the cross-sectional area of the material. In this experiment, compressive strength was measured for three types of test pieces: a base material that was not infiltrated with epoxy resin, a soft epoxy resin infiltrated with soft epoxy resin, and a rigid epoxy resin infiltrated with rigid epoxy resin. . Three test pieces (A, B and C) each having an expansion ratio of 20 times, 38 times and 60 times were used. That is, a total of 6 types of test pieces were used. The approximate size of each test piece is length (L) 50 mm × width (W) 50 mm × thickness (H) 25 mm.
また、各試験片の歪み率が5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、75%および80%に達した時点における圧縮強度をそれぞれ測定した。ここで、歪み率とは、試験片の減少した厚さを圧縮前の厚さで除した値である。
図１５は、エポキシ樹脂の浸透していない母材単体の圧縮強度の測定結果を示す図表である。図１６は、軟性エポキシ樹脂が浸透した軟性エポキシ樹脂浸透体の圧縮強度の測定結果を示す図表である。図１７は、剛性エポキシ樹脂が浸透した剛性エポキシ樹脂浸透体の圧縮強度の測定結果を示す図表である。各図において、各試験片に対応する歪み率（％）の下段の２つの数値は、上段が測定強度を示し、下段が圧縮強度を示す。ここで、測定強度とは、試験片の上下面に掛かる力（N）である。また、圧縮強度とは、測定強度を単位平方mm当たりの応力（N/mm2）であり、それをkPaに換算して表してある。In addition, the compressive strength was measured when the strain rate of each test piece reached 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 75%, and 80%. Here, the distortion rate is a value obtained by dividing the reduced thickness of the test piece by the thickness before compression.
FIG. 15 is a table showing the measurement results of the compressive strength of a single base material into which no epoxy resin has permeated. FIG. 16 is a table showing the measurement results of the compressive strength of the soft epoxy resin permeation body infiltrated with the soft epoxy resin. FIG. 17 is a table showing the measurement results of the compressive strength of the rigid epoxy resin infiltrated with the rigid epoxy resin infiltrated. In each figure, in the lower two values of the distortion rate (%) corresponding to each test piece, the upper part shows the measured strength and the lower part shows the compressive strength. Here, the measured strength is a force (N) applied to the upper and lower surfaces of the test piece. Further, the compressive strength is a measured strength (N / mm 2 ) per unit square mm, which is expressed in terms of kPa.
例えば、発泡倍率が６０倍の母材単体の試験片（60倍品）Ａの歪み率10%のときの測定強度は、260.0Nであり、圧縮強度は、102.9kPaであった（図１５）。また、発泡倍率が60倍の母材に軟性エポキシ樹脂が浸透した試験片（60倍品）Ａの歪み率10%のときの測定強度は、320.5Nであり、圧縮強度は、126.3kPaであった（図１６）。また、発泡倍率が60倍の母材に剛性エポキシ樹脂が浸透した試験片（60倍品）Ａの歪み率10%のときの測定強度は、362.5Nであり、圧縮強度は、142.9kPaであった（図１７）。 For example, when the strain rate of a test piece A (base 60) A having a foaming ratio of 60 is 10%, the measured strength is 260.0 N and the compressive strength is 102.9 kPa (FIG. 15). . In addition, the measured strength of a test piece (60 times product) A in which a soft epoxy resin penetrates a base material with a foaming ratio of 60 times at a strain rate of 10% is 320.5 N, and the compressive strength is 126.3 kPa. (FIG. 16). In addition, the measured strength of a test piece (60 times product) A in which a rigid epoxy resin has penetrated into a base material having a foaming ratio of 60 times is 602.5N, and the measured strength is 362.5N, and the compressive strength is 142.9kPa. (FIG. 17).
図１８は、図１５，１６，１７に示す測定結果のうち、各歪み率に対する圧縮応力値をグラフ化したものである。このグラフから、各倍率の試験片は、それぞれ各歪み率において、母材単体、軟性エポキシ樹脂浸透体、剛性エポキシ樹脂浸透体の順に圧縮応力値が大きくなっていることが分かる。
つまり、母材にエポキシ樹脂を浸透させ、母材内部の空隙内に硬化したエポキシ樹脂が収容された状態となることにより、母材単体の圧縮強度を高めることができることが分かった。さらに、軟性エポキシ樹脂よりも剛性エポキシ樹脂を浸透させた試験片の方が圧縮応力値が高くなっていることから、硬化後の硬度が高いエポキシ樹脂を母材に浸透させれば、より一段と圧縮強度を高めることができることも分かった。FIG. 18 is a graph showing the compressive stress value for each strain rate among the measurement results shown in FIGS. From this graph, it can be seen that the test pieces of each magnification have higher compressive stress values in the order of the base material alone, the soft epoxy resin infiltrate, and the rigid epoxy resin infiltrate at each strain rate.
That is, it was found that the compressive strength of the base material alone can be increased by allowing the epoxy resin to penetrate into the base material so that the cured epoxy resin is accommodated in the voids inside the base material. Furthermore, since the compressive stress value of the test piece infiltrated with the rigid epoxy resin is higher than that of the soft epoxy resin, if the epoxy resin having high hardness after curing is infiltrated into the base material, the test piece is further compressed. It has also been found that the strength can be increased.
＜実験２：曲げ試験１＞
曲げ強度の測定は、日本工業規格に定められているJIS K 7221に従って行った。この測定方法は、国際標準化機構(ISO)の規定ISO1209に準じたものである。測定の原理として、２点で支持する試験片の中央に、加圧くさびによって一定速度で垂直方向に加圧する（N/cm2）原理を用いた。規定のたわみ（mm）または破壊発生時の最大荷重（N）を測定した。曲げ試験機は、クロスヘッド（荷重を加える部分）の移動速度を一定に保つことができるものである。また、試験機の荷重指示は、試験片に加わる荷重を±１％の精度で測定することができる機構によって行う。試験片支持台は、先端部が円柱状の２つの支持台を同一水平面上に平行に設置される。先端部は、半径5mm±0.2mmであり、支持台は、試験片の幅以上の長さである。<Experiment 2:
The bending strength was measured in accordance with JIS K 7221 defined in Japanese Industrial Standard. This measurement method is based on ISO 1209 of the International Organization for Standardization (ISO). As a principle of measurement, a principle (N / cm 2 ) in which the pressure is applied in the vertical direction at a constant speed by a pressure wedge at the center of a test piece supported at two points was used. The specified deflection (mm) or the maximum load at the time of failure (N) was measured. The bending tester can keep the moving speed of the crosshead (portion where the load is applied) constant. Further, the load instruction of the testing machine is performed by a mechanism capable of measuring the load applied to the test piece with an accuracy of ± 1%. In the test piece support base, two support bases each having a columnar tip are installed in parallel on the same horizontal plane. The distal end portion has a radius of 5 mm ± 0.2 mm, and the support base is longer than the width of the test piece.
また、支点間距離は、100mm±1mmである。加圧くさびは、支持台と同一形状および同一寸法である。また、加圧くさびは、２つの支持台の中間に、支持台と平行に設置される。
この実験で使用した試験機は、前述の株式会社島津製作所製のオートグラフであり、上記の測定規定を満足するものである。The distance between the fulcrums is 100 mm ± 1 mm. The pressure wedge has the same shape and the same dimensions as the support base. Further, the pressure wedge is installed in the middle of the two support tables in parallel with the support table.
The test machine used in this experiment is the above-mentioned autograph manufactured by Shimadzu Corporation, which satisfies the above measurement rules.
この実験において測定項目の曲げ応力とは、対称３点曲げ試験方法において、任意の荷重を加えたとき、試験片に生じる応力のことである。また、たわみとは、荷重を受けた試験片の支点間の中央位置における面が、曲げ試験中に、この面の元の平面の位置から離れた距離（mm）のことである。 In this experiment, the bending stress of the measurement item is the stress generated in the test piece when an arbitrary load is applied in the symmetrical three-point bending test method. Deflection is the distance (mm) that the surface at the center position between the fulcrums of the specimen under load is separated from the original plane position of this surface during the bending test.
図１９は、エポキシ樹脂が浸透していない母材単体の曲げ強度の測定結果を示す図表である。図２０は、軟性エポキシ樹脂が母材に浸透した軟性エポキシ樹脂浸透体の曲げ強度の測定結果を示す図表である。図２１は、剛性エポキシ樹脂が母材に浸透した剛性エポキシ樹脂浸透体の曲げ強度の測定結果を示す図表である。 FIG. 19 is a chart showing the measurement results of the bending strength of a single base material into which no epoxy resin has permeated. FIG. 20 is a chart showing the measurement results of the bending strength of the soft epoxy resin permeation body in which the soft epoxy resin has permeated the base material. FIG. 21 is a chart showing the measurement results of the bending strength of the rigid epoxy resin infiltrated material in which the rigid epoxy resin penetrated the base material.
この実験では、発泡倍率が20倍、38倍および60倍の３種類の試験片で、大きさがそれぞれ120mm(L)×25mm(W)×20mm(H)の試験片を３個ずつ使用した。また、試験片の外寸のうち、幅25mm(W)および厚さ(H)の精度を高めるために、作成した多くの試験片の右端、中央および左端の３箇所における幅(W)および厚さ(H)をそれぞれ測定し、各測定値の平均値がそれぞれ25mm(W)および20mm(H)に近いものを試験片として採用した。図１９に記載の比重とは、母材単体の比重であり、図２０，２１に記載の比重とは、母材単体およびエポキシ樹脂の重量の総和から算出した比重である。 In this experiment, three types of test pieces each having a foaming ratio of 20 times, 38 times and 60 times, each having a size of 120 mm (L) x 25 mm (W) x 20 mm (H) were used. . In addition, in order to improve the accuracy of the width 25mm (W) and thickness (H) among the outer dimensions of the test piece, the width (W) and thickness at the right end, center and left end of many prepared test pieces. The thickness (H) was measured, and the average value of each measured value was close to 25 mm (W) and 20 mm (H), respectively. The specific gravity described in FIG. 19 is the specific gravity of the base material alone, and the specific gravity described in FIGS. 20 and 21 is the specific gravity calculated from the total weight of the base material and the epoxy resin.
例えば、母材単体の60倍の試験片（60倍品）Ａ、ＢおよびＣの曲げ応力値の平均値は、217.5kPaであった（図１９）。また、軟性エポキシ樹脂浸透体の60倍の試験片（60倍品）Ａ、ＢおよびＣの曲げ応力値の平均値は、348.0kPaであった（図２０）。また、剛性エポキシ樹脂浸透体の６０倍の試験片（60倍品）Ａ、ＢおよびＣの曲げ応力値の平均値は、336.1kPaであった（図２１）。
図２２は、図１９，２０，２１に示す測定結果のうち、各発泡倍率の試験片の比重と曲げ応力との関係を示すグラフである。各グラフにマークされた３つのポイントは、左から60倍、38倍、20倍の発泡倍率の試験片であることを示す。図２２において、軟性エポキシ(EPS)比重とは、軟性エポキシ樹脂を浸透させる前の母材(EPS)の比重のことであり、剛性エポキシ(EPS)比重とは、剛性エポキシ樹脂を浸透させる前の母材(EPS)の比重のことである。For example, the average value of the bending stress values of 60 times the test piece (60 times product) A, B, and C of the base material alone was 217.5 kPa (FIG. 19). Moreover, the average value of the bending stress value of 60 times the test piece (60 times product) A, B and C of the soft epoxy resin infiltrated was 348.0 kPa (FIG. 20). Moreover, the average value of the bending stress values of 60 times the test pieces (60 times product) A, B and C of the rigid epoxy resin permeation body was 336.1 kPa (FIG. 21).
FIG. 22 is a graph showing the relationship between the specific gravity and the bending stress of the test piece having each expansion ratio among the measurement results shown in FIGS. The three points marked on each graph indicate that the test piece has an expansion ratio of 60 times, 38 times, and 20 times from the left. In FIG. 22, the soft epoxy (EPS) specific gravity is the specific gravity of the base material (EPS) before infiltrating the soft epoxy resin, and the rigid epoxy (EPS) specific gravity is before infiltrating the rigid epoxy resin. It is the specific gravity of the base material (EPS).
このグラフから、母材にエポキシ樹脂を浸透させると、母材単体よりも曲げ応力が大きくなることが分かった。また、母材に剛性エポキシ樹脂を浸透させたものよりも軟性エポキシ樹脂を浸透させたものの方が曲げ応力をより一段と大きくできることが分かった。例えば、発泡倍率が60倍の母材に軟性エポキシ樹脂を浸透させた軟性エポキシ樹脂浸透体は、その母材単体よりも曲げ応力を約140kPa大きくできることが分かった。また、発泡倍率が38倍の母材に軟性エポキシ樹脂を浸透させた軟性エポキシ樹脂浸透体は、その母材単体よりも曲げ応力を約250kPa大きくできることが分かった。 From this graph, it was found that when an epoxy resin is infiltrated into the base material, the bending stress becomes larger than that of the base material alone. Further, it was found that the bending stress can be further increased in the case where the soft epoxy resin is infiltrated into the base material in which the rigid epoxy resin is infiltrated. For example, it has been found that a flexible epoxy resin infiltrated material in which a soft epoxy resin is infiltrated into a base material having a foaming ratio of 60 times can have a bending stress of about 140 kPa larger than that of the base material alone. In addition, it was found that a flexible epoxy resin infiltrated material in which a soft epoxy resin was infiltrated into a base material having a foaming ratio of 38 times can have a bending stress about 250 kPa larger than that of the base material alone.
＜実験３：引張試験＞
引張り強さの測定は、日本工業規格に定められているJIS K 6400-5に従って行った。この測定方法は、国際標準化機構(ISO)の規定ISO 1798 1997の一部を変更したものである。この試験では、試験片の引張強さおよび伸び率を測定した。ここで、引張強さとは、試験片が破断するまで一定速度で引張り、試験片が破断するまでの間に示した最大力（破断最大力）を試験片の断面積で除した値である。伸び率とは、試験片が破断したときの伸び率である。<Experiment 3: Tensile test>
The tensile strength was measured according to JIS K 6400-5 defined in Japanese Industrial Standard. This measurement method is a modification of part of the ISO 1798 1997 standard of the International Organization for Standardization (ISO). In this test, the tensile strength and elongation of the test piece were measured. Here, the tensile strength is a value obtained by dividing the maximum force (breaking maximum force) shown until the test piece is pulled at a constant speed until the test piece is broken and divided by the cross-sectional area of the test piece. The elongation is the elongation when the test piece is broken.
引張試験装置は、引張る力が増すにつれて試験片を自動的に締め付けるつかみ具を備えており、つかみ具の移動する速さが毎分500±50mmで速度を一定に保てるものである。２号形のダンベル状の試験片を使用した。試験片の大きさは、全長120mm×端部の直径25mm×中央の棒状部の直径10mmである。また、発泡倍率20倍、38倍および60倍の試験片を作成した。各試験片の棒状部には、試験片が変形しないように標線を40mmを超えない間隔で付けた。
この実験で使用した試験機は、前述の株式会社島津製作所製のオートグラフであり、上記の測定規定を満足するものである。The tensile test apparatus includes a gripper that automatically tightens the test piece as the pulling force increases, and the speed at which the gripper moves is 500 ± 50 mm per minute and can keep the speed constant. A No. 2 dumbbell-shaped test piece was used. The size of the test piece is 120 mm in length, 25 mm in diameter at the end, and 10 mm in diameter in the central bar. In addition, test pieces having an expansion ratio of 20 times, 38 times, and 60 times were prepared. Marked lines were attached to the rod-like portions of each test piece at intervals not exceeding 40 mm so that the test piece did not deform.
The test machine used in this experiment is the above-mentioned autograph manufactured by Shimadzu Corporation, which satisfies the above measurement rules.
試験片は、中央の棒状部の断面に均一に引張る力が掛かるように、両端部の上下をつかむ距離が同じになるように調整して、両端部を試験装置のつかみ具に取り付けた。そして、試験装置をスタートさせ、最大力を±１％の精度で記録し、破断時の標線間距離を±1.25mmの精度で測定した。ここで、標線間の外で破断した試験片は無効とした。
試験片の厚さの平均値を求め、試験片の幅から試験片の平均断面積を計算した。そして、引張強さTb(kPa)を次式(1)により算出した。
Tb＝(F/A)×103 ・・・(1)
ここで、Ｆは、破断時の最大力(N)であり、Ａは、試験片の平均断面積（mm2)である。
また、試験片の伸び率Ebを次式(2)により算出した。
Eb＝((L-L1)/L1)×100 ・・・(2)
ここで、Ｌは、破断時の標線間距離(mm)であり、Ｌ１は、破断前の標線間距離(mm)である。The test piece was adjusted so that the distance of grasping the upper and lower ends of the both ends was the same so that a uniform pulling force was applied to the cross section of the central rod-shaped portion, and both ends were attached to the gripping tool of the test apparatus. Then, the test apparatus was started, the maximum force was recorded with an accuracy of ± 1%, and the distance between marked lines at the time of breaking was measured with an accuracy of ± 1.25 mm. Here, the test piece fractured outside the marked line was invalid.
The average value of the thickness of the test piece was obtained, and the average cross-sectional area of the test piece was calculated from the width of the test piece. Then, the tensile strength Tb (kPa) was calculated by the following formula (1).
Tb = (F / A) × 10 3 (1)
Here, F is the maximum force (N) at break, and A is the average cross-sectional area (mm 2 ) of the test piece.
Further, the elongation percentage Eb of the test piece was calculated by the following formula (2).
Eb = ((L-L1) / L1) × 100 (2)
Here, L is the distance between marked lines (mm) at the time of breaking, and L1 is the distance between marked lines (mm) before breaking.
図２３は、エポキシ樹脂を浸透させていない母材(EPS)単体に対する引張試験の測定結果を示す図表である。図２４は、EPP（発泡ポリプロピレン）により成型された母材単体に対する引張試験の測定結果を示す図表である。図２５は、母材(EPS)に軟性エポキシ樹脂を浸透させた発泡樹脂複合構造体に対する引張試験の測定結果を示す図表である。図２６は、母材(EPS)に剛性エポキシ樹脂を浸透させた発泡樹脂複合構造体に対する引張試験の測定結果を示す図表である。図中、試験片外寸は、試験片の棒状部の外寸である。 FIG. 23 is a table showing the measurement results of a tensile test on a single base material (EPS) not impregnated with an epoxy resin. FIG. 24 is a table showing measurement results of a tensile test for a single base material molded from EPP (foamed polypropylene). FIG. 25 is a chart showing measurement results of a tensile test for a foamed resin composite structure in which a soft epoxy resin is infiltrated into a base material (EPS). FIG. 26 is a chart showing measurement results of a tensile test for a foamed resin composite structure in which a rigid epoxy resin is infiltrated into a base material (EPS). In the figure, the outer dimension of the test piece is the outer dimension of the rod-shaped portion of the test piece.
図２３に示すように、発泡倍率60倍の母材(EPS)単体（60倍品）の伸び率は、6.6〜7.5％であり、引張強さの平均値は257.84kPaであった。図２４に示すように、発泡倍率45倍の母材(EPP)単体（45倍品）の伸び率は、36.8〜47.8％であり、引張強さの平均値は284.15kPaであった。図２５に示すように、発泡倍率60倍の母材(EPS)に軟性エポキシ樹脂を浸透させた軟性エポキシ樹脂浸透体の伸び率は、11.1〜14.0％であり、引張強さの平均値は384.63kPaであった。図２６に示すように、発泡倍率60倍の母材(EPS)に剛性エポキシ樹脂を浸透させた剛性エポキシ樹脂浸透体の伸び率は、7.8〜9.0％であり、引張強さの平均値は368.18kPaであった。 As shown in FIG. 23, the elongation of the base material (EPS) alone (60 times product) having a foaming ratio of 60 times was 6.6 to 7.5%, and the average value of tensile strength was 257.84 kPa. As shown in FIG. 24, the elongation of the base material (EPP) alone (45-fold product) having a foaming ratio of 45 times was 36.8 to 47.8%, and the average value of tensile strength was 284.15 kPa. As shown in FIG. 25, the elongation percentage of the soft epoxy resin infiltrated material in which the soft epoxy resin is infiltrated into the base material (EPS) having a foaming ratio of 60 times is 11.1 to 14.0%, and the average value of the tensile strength is 384.63. kPa. As shown in FIG. 26, the elongation percentage of the rigid epoxy resin infiltrated material in which the rigid epoxy resin is infiltrated into the base material (EPS) having a foaming ratio of 60 times is 7.8 to 9.0%, and the average value of the tensile strength is 368.18. kPa.
図２７は、図２３〜２６に示す測定結果のうち、各発泡倍率の試験片の比重に対する引張強さの関係を示すグラフである。各グラフにマークされた３つのポイントは、左から60倍、38倍、20倍の発泡倍率の試験片であることを示す。ただし、EPPの母材単体については、左から45倍、30倍、15倍の発泡倍率の試験片であることを示す。また、各グラフ中に記載の複合比重とは、母材単体およびエポキシ樹脂の重量の総和から算出した比重である。 FIG. 27 is a graph showing the relationship between the tensile strength and the specific gravity of the test piece at each expansion ratio among the measurement results shown in FIGS. The three points marked in each graph indicate that the test pieces have a foaming ratio of 60 times, 38 times, and 20 times from the left. However, the EPP base material alone indicates that the test piece has an expansion ratio of 45 times, 30 times, and 15 times from the left. Moreover, the composite specific gravity described in each graph is a specific gravity calculated from the total weight of the base material alone and the epoxy resin.
このグラフから、母材にエポキシ樹脂を浸透させると、母材単体よりも引張強さが大きくなることが分かった。また、母材に剛性エポキシ樹脂を浸透させたものよりも軟性エポキシ樹脂を浸透させたものの方が引張強さをより一段と大きくできることが分かった。例えば、発泡倍率が60倍の母材に軟性エポキシ樹脂を浸透させた軟性エポキシ樹脂浸透体は、その母材単体よりも引張強さを約127kPa大きくできることが分かった。また、発泡倍率が38倍の母材に軟性エポキシ樹脂を浸透させた軟性エポキシ樹脂浸透体は、その母材単体よりも引張強さを約322kPa大きくできることが分かった。さらに、発泡倍率が20倍の母材に軟性エポキシ樹脂を浸透させた軟性エポキシ樹脂浸透体は、その母材単体よりも引張強さを約217kPa大きくできることが分かった。つまり、母材単体に軟性エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させることにより、引張強さを平均約250kPa大きくできることが分かった。 From this graph, it was found that when the epoxy resin was infiltrated into the base material, the tensile strength was larger than that of the base material alone. Further, it was found that the tensile strength can be further increased in the case where the soft epoxy resin is infiltrated into the base material in which the rigid epoxy resin is infiltrated. For example, it was found that a soft epoxy resin infiltrated material in which a soft epoxy resin is infiltrated into a base material having a foaming ratio of 60 times can have a tensile strength of about 127 kPa larger than that of the base material alone. Further, it was found that a soft epoxy resin infiltrated material in which a soft epoxy resin is infiltrated into a base material having a foaming ratio of 38 times can have a tensile strength of about 322 kPa larger than that of the base material alone. Furthermore, it was found that a soft epoxy resin infiltrated material in which a soft epoxy resin is infiltrated into a base material having a foaming ratio of 20 times can have a tensile strength of about 217 kPa larger than that of the base material alone. In other words, it was found that the tensile strength can be increased by about 250 kPa on average by infiltrating a soft epoxy resin into a single base material and curing it.
図２８は、図２３〜２６に示す測定結果のうち、各発泡倍率の試験片の比重に対する伸び率の関係を示すグラフである。各グラフにマークされた３つのポイントは、左から60倍、38倍、20倍の発泡倍率の試験片であることを示す。ただし、EPPの母材単体については、左から45倍、30倍、15倍の発泡倍率の試験片であることを示す。
このグラフから、母材にエポキシ樹脂を浸透させると、母材単体よりも伸び率が約２倍に大きくなることが分かった。また、母材に剛性エポキシ樹脂を浸透させたものよりも軟性エポキシ樹脂を浸透させたものの方が伸び率をより一段と大きくできることが分かった。FIG. 28 is a graph showing the relationship of the elongation rate to the specific gravity of the test piece at each expansion ratio among the measurement results shown in FIGS. The three points marked on each graph indicate that the test piece has an expansion ratio of 60 times, 38 times, and 20 times from the left. However, the EPP base material alone indicates that the test piece has an expansion ratio of 45 times, 30 times, and 15 times from the left.
From this graph, it was found that when the epoxy resin was infiltrated into the base material, the elongation was about twice as large as that of the base material alone. Further, it was found that the elongation rate could be further increased with a material in which a flexible epoxy resin was infiltrated into a base material in which a rigid epoxy resin was infiltrated.
＜実験４：吸水試験＞
この実験では、母材単体、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体に対する吸水量を測定した。この実験で使用した試験片の外寸は、長さ(L)約100mm×幅(W)約70mm×厚さ(H)約10mmであり、発泡樹脂ブロックをバンドソーにより切断して作成した。また、母材単体、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体の各試験片は、発泡倍率20倍、38倍および60倍の各倍率毎にＡ，Ｂの２個ずつ作成した。<Experiment 4: Water absorption test>
In this experiment, the amount of water absorption with respect to the base material alone, the soft epoxy resin permeable material, and the rigid epoxy resin permeable material was measured. The outer dimensions of the test piece used in this experiment were length (L) of about 100 mm × width (W) of about 70 mm × thickness (H) of about 10 mm, and were prepared by cutting a foamed resin block with a band saw. Further, two test pieces A and B were prepared for each of the base material, the soft epoxy resin infiltrate, and the rigid epoxy resin infiltrate for each of the expansion ratios of 20 times, 38 times, and 60 times.
試験片を23±3℃の清水の入った容器の水面下50mmに浸漬し、10秒経過後に試験片を取出し、鉛直から30°傾斜した網目の開きが約3mmの金網に載せて30秒間放置させた後、試験片の質量を0.01gの精度で測定し、これを基準質量とした。次に、その試験片を再び清水に浸漬し、24時間吸水させた後、基準質量測定のときと同じ方法で質量を測定した。また、着水の影響を少なくするために、24時間吸水させる操作の前後において、表面水分をガーゼなどで拭き取り、エタノールに10秒間浸漬し、再び表面をガーゼなどで拭き取り、60分間放置した後、質量を測定した値を、基準質量および最終吸水後の質量とした。
吸水量(g／100cm2)は、最終吸水後の質量(g)から基準質量(g)を減算した値を試験片の表面積(cm2)で除した値に100を乗じることにより算出した。Immerse the test piece 50mm below the surface of a container with fresh water of 23 ± 3 ° C, take out the test piece after 10 seconds, and place it on a wire mesh with a mesh opening of 30 ° inclined from the vertical for about 30 seconds. Then, the mass of the test piece was measured with an accuracy of 0.01 g, and this was taken as the reference mass. Next, the test piece was immersed again in clean water and allowed to absorb water for 24 hours, and then the mass was measured by the same method as that for the reference mass measurement. In order to reduce the influence of water landing, before and after the operation of absorbing water for 24 hours, wipe the surface moisture with gauze, soak in ethanol for 10 seconds, wipe the surface again with gauze, etc., and leave it for 60 minutes. The value obtained by measuring the mass was taken as the reference mass and the mass after the final water absorption.
The amount of water absorption (g / 100 cm 2 ) was calculated by multiplying the value obtained by subtracting the reference mass (g) from the mass (g) after the final water absorption by the surface area (cm 2 ) of the test piece by 100.
図２９は、吸水試験の測定結果をまとめた図表であり、図３０は、図２９に示す測定結果のうち、各発泡倍率の試験片の比重に対する吸水量の関係を示す散布図である。
図２９，３０に示す測定結果から、母材にエポキシ樹脂を浸透させた試験片の方が、母材単体よりも吸水量が少なかった。また、軟性エポキシ樹脂浸透体の方が剛性エポキシ樹脂浸透体よりも吸水量がより一段と少なかった。FIG. 29 is a chart summarizing the measurement results of the water absorption test, and FIG. 30 is a scatter diagram showing the relationship of the amount of water absorption with respect to the specific gravity of the test piece of each expansion ratio among the measurement results shown in FIG.
From the measurement results shown in FIGS. 29 and 30, the test piece in which the base material was infiltrated with the epoxy resin had a smaller amount of water absorption than the base material alone. Further, the soft epoxy resin permeant had a much smaller amount of water absorption than the rigid epoxy resin permeate.
ところで、エポキシ樹脂浸透体の試験片は、その上下の面に露出していた空隙が硬化したエポキシ樹脂によって塞がれているため、吸水性は殆ど無いはずである。しかし、試験片は、発泡樹脂ブロックをバンドソーによって切断して作成しており、その切断面にはエポキシ樹脂が浸透していない空隙が露出している。従って、その切断面の空隙から吸水されたものと推定される。
また、剛性エポキシ樹脂浸透体の方が軟性エポキシ樹脂浸透体よりも吸水性が高いのは、バンドソーによる切断時に剛性エポキシ樹脂の硬さで切断面が荒れたためであると推定される。By the way, the test piece of the epoxy resin penetrating body should have almost no water absorption because the voids exposed on the upper and lower surfaces thereof are closed by the cured epoxy resin. However, the test piece is prepared by cutting a foamed resin block with a band saw, and a void where epoxy resin does not penetrate is exposed on the cut surface. Therefore, it is presumed that water was absorbed from the gap in the cut surface.
In addition, it is presumed that the rigid epoxy resin permeable material has higher water absorption than the soft epoxy resin permeable material because the cut surface is rough due to the hardness of the rigid epoxy resin during cutting with a band saw.
＜実験５：吸湿試験＞
吸湿試験は、日本工業規格に定められているJIS K 7225に従って行った。この測定方法は、国際標準化機構(ISO)の規定ISO 1663の一部を変更したものである。
試験片の大きさは、直径75mm×厚さ25mmの円板である。また、発泡倍率20倍、38倍および60倍の試験片を作成した。
この実験では、試験容器として、開口部が円形で、水蒸気に対して不透過性の材料、例えばガラス製または金属製で内径が65mm以上で、かつ、上部は封蝋剤を収容できるように僅かに外側に開いた容器を使用した。また、試験片の端部での水蒸気の回り込みによる影響を減らすために試験片を嵌め込む円形の型枠を使用した。また、封蝋剤を溶かすための皿（ポットでもよい）と、試験片を精度0.1mgで秤量できる化学秤を使用した。また、設定温度の±1℃および相対湿度の±2％に制御でき、連続的に監視できる恒温恒湿糟を使用した。また、23℃で溶解していない過剰の塩化物を含む塩化物溶液を使用した。封蝋剤は、試験条件によって影響を受けない微結晶ワックス90％と可塑剤（例えば、低分子量ポリイソブチレン）10％との混合物を使用した。吸湿剤として使用した無水塩化カルシウム吸湿剤は、30番(60μm)のふるいを通過させ、微粉末を含まない直径約5mmのものを使用した。<Experiment 5: moisture absorption test>
The moisture absorption test was performed in accordance with
The size of the test piece is a disc having a diameter of 75 mm and a thickness of 25 mm. In addition, test pieces having an expansion ratio of 20 times, 38 times, and 60 times were prepared.
In this experiment, as a test container, a circular opening, a material impermeable to water vapor, for example, glass or metal, an inner diameter of 65 mm or more, and the upper part is slightly so as to accommodate a sealing agent. An open container was used. Moreover, in order to reduce the influence by the water vapor | steam wrap around in the edge part of a test piece, the circular formwork which fits a test piece was used. Further, a dish (which may be a pot) for dissolving the sealing agent and a chemical balance capable of weighing the test piece with an accuracy of 0.1 mg were used. In addition, a constant temperature and humidity chamber that can be controlled to ± 1 ° C. of the set temperature and ± 2% of the relative humidity and can be continuously monitored was used. Further, a chloride solution containing an excess of chloride not dissolved at 23 ° C. was used. The sealant used was a mixture of 90% microcrystalline wax and 10% plasticizer (eg, low molecular weight polyisobutylene) that was not affected by the test conditions. The anhydrous calcium chloride hygroscopic agent used as the hygroscopic agent was one having a diameter of about 5 mm without passing through a No. 30 (60 μm) sieve and containing no fine powder.
上記の容器の底に厚さ(20±5)mmの吸湿剤を置き、容器の開口部に封蝋剤を介して試験片を嵌め込んだ。吸湿剤と試験片との間の空間は、（15±5)mmに設定し、封蝋剤を液化するまで加熱した。試験片の暴露面積の直径は、試験片の直径の90％以上に設定した。
そして、恒温恒湿糟の中に容器を配置し、試験片を２４時間状態調節し、試験片を24時間単位で秤量した。その読取単位は、100μgである。また、単位時間当たりの質量変化を５回連続して測定し、その平均値が±2％で一定となるまで秤量を継続した。測定条件は、温度23℃湿度60％である。A hygroscopic agent having a thickness of (20 ± 5) mm was placed on the bottom of the container, and a test piece was fitted into the opening of the container via a sealing agent. The space between the hygroscopic agent and the test piece was set to (15 ± 5) mm and heated until the sealing agent was liquefied. The diameter of the exposed area of the test piece was set to 90% or more of the diameter of the test piece.
Then, the container was placed in a constant temperature and humidity chamber, the test piece was conditioned for 24 hours, and the test piece was weighed in units of 24 hours. The reading unit is 100 μg. Moreover, the mass change per unit time was measured 5 times continuously, and the weighing was continued until the average value became constant at ± 2%. Measurement conditions are a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60%.
そして、次式(3)により、２回連続した秤量における単位時間当たりの質量の変化率Ｇ(μg/h)を算出した。
Ｇ＝(m2-m1)/(t2-t1) ・・・(3)
ここで、(m2-m1)は、試験片を２回連続して量った質量の差(μg)であり、(t2-t1)は、試験片を２回連続して秤量した時間の間隔(h)である。
そして、次式(4)により、水蒸気透過速度ｇ(μg/(m2・s))を算出した。
ｇ＝(G/A)×(100/3600) ・・・(4)
ここで、Ａは湿気に暴露した側の試験片の面積(m2)である。
そして、次式(5)により、水蒸気透過度Wp(ng/(m2・s・Pa))を算出した。
Wp＝(G/Aρ)×(105/36) ・・・(5)
ここで、ρは、水蒸気圧の差2390(Pa)である。
そして、次式(6)により、水蒸気透過係数δ(ng/(m・s・Pa))を算出した。
δ＝(Wp×s)/103 ・・・(6)
ここで、ｓは試験片の厚さ(mm)である。Then, the mass change rate G (μg / h) per unit time in the continuous weighing twice was calculated by the following formula (3).
G = (m2-m1) / (t2-t1) (3)
Here, (m2-m1) is the difference in mass (μg) when the test piece was weighed twice in succession, and (t2-t1) is the time interval when the test piece was weighed twice in succession. (h).
Then, the water vapor transmission rate g (μg / (m 2 · s)) was calculated by the following equation (4).
g = (G / A) × (100/3600) (4)
Here, A is the area (m 2 ) of the test piece on the side exposed to moisture.
Then, the water vapor permeability Wp (ng / (m 2 · s · Pa)) was calculated by the following equation (5).
Wp = (G / Aρ) × (10 5/36) ··· (5)
Here, ρ is the water vapor pressure difference 2390 (Pa).
Then, the water vapor transmission coefficient Δ (ng / (m · s · Pa)) was calculated by the following equation (6).
δ = (Wp × s) / 10 3 (6)
Here, s is the thickness (mm) of the test piece.
図３１は、上記の吸湿試験の測定結果をまとめた図表である。図３２，３３，３４は、図３１に示す測定結果を試験片の種類毎にグラフ化したグラフである。
図３１に示すように、水蒸気透過係数（図中では透過係数）は、発泡倍率60倍の母材単体（60倍品）では、125.4(ng/(m・s・Pa))であり、同倍率の軟性エポキシ樹脂浸透体では、43.2(ng/(m・s・Pa))であり、同倍率の剛性エポキシ樹脂浸透体では、48.2(ng/(m・s・Pa))であった。つまり、母材単体にエポキシ樹脂を浸透させることにより、水蒸気の透過性（透湿性）が２〜４割程度低くなることが分かった。また、剛性エポキシ樹脂浸透体よりも軟性エポキシ樹脂浸透体の方が、少し水蒸気の透過性が低いことも分かった。このことから、母材内の空隙が完全にエポキシ樹脂によって充填されていないことが推定された。
従って、水蒸気の透過能力を０にするためには、エポキシ樹脂浸透体の表面にエポキシ樹脂を成膜し、水蒸気の透過を遮断すれば良いことが分かった。FIG. 31 is a table summarizing the measurement results of the moisture absorption test. 32, 33, and 34 are graphs in which the measurement results shown in FIG. 31 are graphed for each type of test piece.
As shown in FIG. 31, the water vapor transmission coefficient (permeation coefficient in the figure) is 125.4 (ng / (m · s · Pa)) for a base material with a foaming magnification of 60 times (60 times product). It was 43.2 (ng / (m · s · Pa)) for the flexible epoxy resin permeate of the magnification, and 48.2 (ng / (m · s · Pa)) for the rigid epoxy resin permeate of the same magnification. That is, it was found that the permeability (moisture permeability) of water vapor was lowered by about 20 to 40% by allowing the epoxy resin to permeate the base material alone. It was also found that the soft epoxy resin permeant has a slightly lower water vapor permeability than the rigid epoxy resin permeate. From this, it was estimated that the voids in the base material were not completely filled with the epoxy resin.
Therefore, it was found that in order to reduce the water vapor transmission ability to 0, it is sufficient to form an epoxy resin film on the surface of the epoxy resin infiltrating body and block the water vapor transmission.
＜実験６：繰返し圧縮残留歪み試験＞
この実験では、試験片を繰返し圧縮したときの試験片に残留している歪みの大きさを測定した。実験内容は、基本的に実験１の圧縮試験と同じである。母材(EPS)単体、母材(EPP)単体、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体の計４種類の試験片を使用した。また、発泡倍率が20倍、38倍および60倍の３種類の試験片をそれぞれ３個（Ａ、ＢおよびＣ）ずつ使用した。母材(EPP)単体では、発泡倍率が15倍、30倍および45倍の３種類の試験片をそれぞれ３個（Ａ、ＢおよびＣ）ずつ使用した。各試験片のおおよその大きさは、長さ(L)50mm×幅(W)50mm×厚さ(H)25mmである。
そして、実験１で使用した装置（オートグラフ）により、試験片を20mm/secの速度で試験片の中央を圧縮した。試験片の厚さが75％(18.75mm)になるまで圧縮した。
各発泡倍率の試験片Ａ，Ｂ，Ｃに対してそれぞれ行った。圧縮は、30分間隔で計５回行った。圧縮を開放後、30分間自然放置し、試験片の厚さが回復したところで試験片の厚さを測定した。
そして、試験片の厚さの低下率Ｃ（％）を次式(7)により算出した。
Ｃ＝((d0-dr)/d0)×100 ・・・(7)<Experiment 6: Repeated compression residual strain test>
In this experiment, the magnitude of strain remaining on the test piece when the test piece was repeatedly compressed was measured. The content of the experiment is basically the same as the compression test of
Then, the center of the test piece was compressed at a speed of 20 mm / sec by the apparatus (autograph) used in
The test was performed for each of the test pieces A, B, and C at each expansion ratio. The compression was performed 5 times at 30 minute intervals. After releasing the compression, it was left to stand for 30 minutes, and when the thickness of the test piece recovered, the thickness of the test piece was measured.
And the decreasing rate C (%) of the thickness of the test piece was calculated by the following formula (7).
C = ((d0-dr) / d0) × 100 (7)
図３５は、母材(EPS)単体および母材(EPP)単体の各測定結果をまとめた図表である。図３６は、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体の各測定結果をまとめた図表である。図３７は、図３５，３６に示す測定結果に基いて、繰返し圧縮回数と試験片の厚さの低下率との関係を示したグラフである。 FIG. 35 is a chart summarizing each measurement result of the base material (EPS) and the base material (EPP) alone. FIG. 36 is a table summarizing the measurement results of the soft epoxy resin permeant and the rigid epoxy resin permeant. FIG. 37 is a graph showing the relationship between the number of repeated compressions and the rate of decrease in the thickness of the test piece based on the measurement results shown in FIGS.
図３５，３６，３７に示す低下率は、試験片Ａ，Ｂ，Ｃの低下率の平均値である。図３５に示すように、発泡倍率60倍の母材(EPS)単体（60倍品）の１回目の圧縮による低下率は16.6％であり、５回目の低下率は28.5％であった。発泡倍率60倍の母材(EPP)単体（60倍品）の１回目の圧縮による低下率は3.7％であり、５回目の低下率は7.3％であった。図３６に示すように、軟性エポキシ樹脂浸透体の１回目の圧縮による低下率は15.5％であり、５回目の低下率は17.7％であった。また、剛性エポキシ樹脂の１回目の圧縮による低下率は17.4％であり、５回目の低下率は24.1％であった。 The reduction rates shown in FIGS. 35, 36, and 37 are average values of the reduction rates of the test pieces A, B, and C. As shown in FIG. 35, the base material (EPS) simple substance (60 times product) having a foaming ratio of 60 times had a reduction rate of 16.6% due to the first compression, and the fifth reduction rate was 28.5%. The base material (EPP) simple substance (60 times product) with an expansion ratio of 60 times had a reduction rate of 3.7% due to the first compression, and the reduction rate of the fifth time was 7.3%. As shown in FIG. 36, the rate of decrease of the soft epoxy resin permeation body by the first compression was 15.5%, and the rate of decrease by the fifth time was 17.7%. In addition, the decrease rate of the rigid epoxy resin due to the first compression was 17.4%, and the decrease rate of the fifth time was 24.1%.
上記の実験６の測定結果より、圧縮の回数が増加しても母材(EPS)単体よりもエポキシ樹脂浸透体の方が、厚さの低下率が小さいことが分かった。また、軟性エポキシ樹脂浸透体は、３回目以降の圧縮において、母材(EPP)単体並の低下率の低下に抑えられていることも分かった。また、剛性エポキシ樹脂浸透体よりも軟性エポキシ樹脂浸透体の方が、厚さの低下率がより一段と小さいことが分かった。
From the measurement results of
＜実験７：落錘衝撃試験＞
この実験では、試験片の上に重錘を落下させ、試験片のエネルギー吸収力（緩衝能力）を測定した。測定は、日本工業規格(JIS)のJIS K 7211に従って行った。母材(EPS)単体、母材(EPP)単体、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体の計４種類の試験片を使用した。また、発泡倍率が20倍、38倍および60倍の３種類の試験片をそれぞれ５個ずつ使用した。母材(EPP)単体では、発泡倍率が30倍および45倍の２種類の試験片をそれぞれ５個ずつ使用した。各試験片のおおよその大きさは、長さ(L)140mm×幅(W)50mm×厚さ(H)25mmである。<Experiment 7: Drop weight impact test>
In this experiment, a weight was dropped on the test piece, and the energy absorption capacity (buffering capacity) of the test piece was measured. The measurement was performed according to Japanese Industrial Standard (JIS)
試験装置は、試験片を載置する鉄製ベッドと、その上方に重錘を支持する支柱と、重錘離脱装置、再衝撃防止装置および重錘などで構成される。この実験では、重錘離脱装置として重錘の上部を真空装置で吸引することにより、重錘を支持し、吸引を中止することで重錘を離脱させる装置を使用した。試験片から重錘までの高さ（試験高さ）を0cmから2cm,4cm,6cm,8cmと2cm刻みで高くし、それぞれの高さから重錘を落下させて試験片の破壊を調べた。また、重錘の落下は、各高さにおいて試験片を取り替えながら計５回行った。試験片の割れ・折れ・分離を破壊とみなし、ヒビおよび凹みは非破壊とした。 The test apparatus includes an iron bed on which a test piece is placed, a support that supports a weight above the bed, a weight detachment device, a re-impact prevention device, and a weight. In this experiment, a device for supporting the weight by sucking the upper part of the weight with a vacuum device and releasing the weight by stopping the suction was used as the weight removing device. The height from the test piece to the weight (test height) was increased from 0 cm to 2 cm, 4 cm, 6 cm, and 8 cm in increments of 2 cm, and the weight was dropped from each height to examine the destruction of the test piece. Moreover, the weight was dropped five times in total while changing the test piece at each height. Cracks, creases, and separation of the test piece were regarded as destruction, and cracks and dents were not destroyed.
そして、測定の結果に基づき、50％破壊高さおよび50％破壊エネルギを算出した。ここで、50％破壊高さとは、試験片の総数の50％が破壊するときの高さであり、50％破壊エネルギとは、試験片の総数の50％が破壊するときの破壊エネルギである。
50％破壊高さ(cm)Ｈは次式(8)により算出した。
Ｈ＝Hi＋ｄ［（Ａ(i・ni)/N)±1/2］ ・・・(8)
ここで、Hiは高さ水準(i)が０のときの試験高さであって、試験片が破壊されることが予測される高さである。ｄは試験高さを上下させるときの高さ間隔(cm)であり、この実験では2cmである。Ａは、数列の総和を表す記号である。ｉは高さ水準のときを０とし、１つずつ増減する高さ水準(i=・・-3,-2,-1,0,1,2,3・・)であり、この実験では、i=-2,-1,0,1,2である。niは各水準において破壊したまたは破壊しなかった試験片の総数であり、いずれも多い方のデータを使用する。なお、同数の場合はどちらを使用してもよい。±1/2は、破壊した試験片の総数を使用した倍は負号を、破壊しなかった試験片の総数を使用した場合は正号をとる。Based on the measurement results, 50% fracture height and 50% fracture energy were calculated. Here, 50% fracture height is the height at which 50% of the total number of specimens breaks, and 50% fracture energy is the fracture energy at which 50% of the total number of specimens breaks. .
The 50% fracture height (cm) H was calculated by the following formula (8).
H = Hi + d [(A (i · ni) / N) ± 1/2] (8)
Here, Hi is the test height when the height level (i) is 0, and is the height at which the test piece is expected to be destroyed. d is the height interval (cm) when the test height is raised and lowered, and is 2 cm in this experiment. A is a symbol that represents the sum of a number sequence. i is 0 at the height level, and is a height level that increases or decreases one by one (i = ・ ・ -3, -2, -1,0,1,2,3 ・ ・). i = -2, -1,0,1,2. ni is the total number of specimens that failed or did not break at each level, both of which use the larger data. In the case of the same number, either may be used. For ± 1/2, the double number using the total number of test pieces destroyed is negative, and the positive number is used when the total number of test pieces not destroyed is used.
また、50％破壊エネルギＥ(J)は、次式(9)により算出した。
Ｅ＝ｍ×ｇ×Ｈ ・・・(9)
ここで、ｍは重錘の質量(kg)であり、この実験では0.5kgである。ｇは重力加速度(9.80619920m/s2 )であり、Ｈは上記(8)により算出した50％破壊高さであり、メートル(m)に換算した値である。The 50% fracture energy E (J) was calculated by the following equation (9).
E = m × g × H (9)
Here, m is the mass (kg) of the weight, and is 0.5 kg in this experiment. g is a gravitational acceleration (9.80619920 m / s 2 ), H is a 50% fracture height calculated by the above (8), and is a value converted into meters (m).
図３８は、母材(EPS)単体および母材(EPP)単体の各測定結果をまとめた図表である。図３９は、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体の各測定結果をまとめた図表である。図４０は、図３８，３９に示す測定結果に基いて、４種類の試験片の50％破壊エネルギ(J)を対比させたグラフである。
図３８に示すように、発泡倍率60倍の母材単体(EPS)の50％破壊高さは、6.33cmであり、50％破壊エネルギは0.31(J)であった。また、発泡倍率45倍の母材単体(EPP)の50％破壊高さは、25.67cmであり、50％破壊エネルギは1.26(J)であった。また、図３９に示すように、発泡倍率60倍の軟性エポキシ樹脂浸透体の50％破壊高さは、10.33cmであり、50％破壊エネルギは0.51(J)であった。発泡倍率60倍の剛性エポキシ樹脂浸透体の50％破壊高さは、10.33cmであり、50％破壊エネルギは0.51(J)で、それぞれ軟性エポキシ樹脂浸透体と同じ値であった。FIG. 38 is a chart summarizing the measurement results of the base material (EPS) and the base material (EPP) alone. FIG. 39 is a table summarizing the measurement results of the soft epoxy resin permeable material and the rigid epoxy resin permeable material. FIG. 40 is a graph comparing the 50% fracture energy (J) of four types of test pieces based on the measurement results shown in FIGS.
As shown in FIG. 38, the 50% fracture height of the base material (EPS) having a foaming ratio of 60 times was 6.33 cm, and the 50% fracture energy was 0.31 (J). In addition, the 50% fracture height of the single base material (EPP) with a foaming ratio of 45 times was 25.67 cm, and the 50% fracture energy was 1.26 (J). Further, as shown in FIG. 39, the 50% breaking height of the soft epoxy resin infiltrating body having a foaming ratio of 60 times was 10.33 cm, and the 50% breaking energy was 0.51 (J). The 50% fracture height of the rigid epoxy resin penetrant with a foaming ratio of 60 was 10.33 cm, and the 50% fracture energy was 0.51 (J), which was the same value as that of the soft epoxy resin penetrant.
上記の実験７の測定結果より、発泡倍率が20倍では、母材単体(EPS)およびエポキシ樹脂浸透体のどちらもエネルギ吸収率に殆ど差のないことが分かった。しかし、発泡倍率が38倍および60倍では、母材(EPS)単体よりもエポキシ樹脂浸透体の方が、50％破壊エネルギが大きい、つまりエネルギ吸収率（緩衝能力）が高いことが分かった。また、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体では、エネルギ吸収率に殆ど差のないことも分かった。エポキシ樹脂浸透体は、母材単体(EPS)よりも、エネルギ吸収率が1.5倍〜2.4倍と高いことが分かった。
From the measurement result of
＜実験８：静的緩衝係数測定試験＞
静的緩衝係数の算出は、日本工業規格(JIS)のJIS Z 0235に従って行った。実験１の圧縮試験において得た図１８の各歪み率に対する圧縮応力値のグラフを使用した。ここで使用する圧縮歪みは、静的緩衝係数の計算を行うためにパーセントではなく、比率の値で扱う。
図４１は、算出した静的緩衝係数を示す図表である。図４２は、図４１に示すデータに基いて作成した、静的緩衝係数と圧縮応力との関係を示すグラフである。
図４１，４２より、剛性エポキシ樹脂浸透体は、母材(EPS)単体よりも静的緩衝係数が約１割高いことが分かった。また、軟性エポキシ樹脂浸透体は、母材(EPS)単体と殆ど差のないことが分かった。<Experiment 8: Static buffer coefficient measurement test>
The static buffer coefficient was calculated according to Japanese Industrial Standard (JIS)
FIG. 41 is a chart showing the calculated static buffer coefficient. FIG. 42 is a graph showing the relationship between the static buffer coefficient and the compressive stress created based on the data shown in FIG.
41 and 42, it was found that the rigid epoxy resin permeant has a static buffer coefficient that is about 10% higher than that of the base material (EPS) alone. In addition, it was found that the soft epoxy resin permeant had almost no difference from the base material (EPS) alone.
また、発泡スチロールなどの発泡樹脂成型体の緩衝設計における緩衝肉厚ｔは、次式(10)により算出される。
ｔ＝Ｃ×Ｇ／Ｈ ・・・(10)
ここで、Ｃは、静的緩衝係数、Ｇは、製品許容Ｇ値、Ｈは、落下高さである。この式により、例えば静的緩衝係数Ｃが１から２に増加した場合は、緩衝肉厚ｔは２倍になる。上記の実験８の算出結果から、剛性エポキシ樹脂浸透体の静的緩衝係数は母材（ＥＰＳ）単体よりも最大で１割(10％)増加することが分かった。従って、上記の式(10)より、緩衝肉厚も１割増加することになる。このように、静的緩衝係数の１割程度の増加であれば、緩衝材として使用する発泡樹脂成型体の衝撃を受ける面積を減らし、緩衝しやすく工夫することで必要な緩衝能力を十分達成することができる。Further, the buffer wall thickness t in the buffer design of the foamed resin molded body such as polystyrene foam is calculated by the following equation (10).
t = C × G / H (10)
Here, C is a static buffer coefficient, G is a product allowable G value, and H is a drop height. According to this equation, for example, when the static buffer coefficient C increases from 1 to 2, the buffer wall thickness t is doubled. From the calculation result of
＜実験９：熱伝導率試験＞
この実験は、おおよそ日本工業規格(JIS)のJIS A 9511に規定の平板比較法に従って行った。試験片のおおよその外寸は、長さ(L)200mm×幅(W)200mm×厚さ(H)25mmである。また、母材単体(EPS)および軟性エポキシ樹脂浸透体のそれぞれについて発泡倍率20倍、38倍および60倍の試験片を作成した。
熱伝導率λ(W／m・k)は、次式(11)により算出した。
λ＝ｄ／Ｒ ・・・(11)
ここで、ｄは、試験片の厚さ(m)であり、Ｒは、熱抵抗(m2・k／W)である。<Experiment 9: Thermal conductivity test>
This experiment was performed in accordance with the plate comparison method defined in
The thermal conductivity λ (W / m · k) was calculated by the following equation (11).
λ = d / R (11)
Here, d is the thickness (m) of the test piece, and R is the thermal resistance (m 2 · k / W).
図４３は、実験結果をまとめた図表であり、図４４は、図４３に示す結果に基づいて作成した、熱伝導率と試験片の比重との関係を示すグラフである。図４３，４４に示すように、各発泡倍率において母材単体(EPS)よりも軟性エポキシ樹脂浸透体の方が、熱抵抗が僅かに小さく、熱伝導率が僅かに高いことが分かった。また、成型時に使用した水蒸気や大気中の水分などが空隙内に存在する通常の発泡樹脂成型体単体(EPS)と比較すると、軟性エポキシ樹脂浸透体は、空隙内に水分に代わって軟性エポキシ樹脂が充填されている分、熱抵抗が大きく向上する。 FIG. 43 is a chart summarizing the experimental results, and FIG. 44 is a graph showing the relationship between the thermal conductivity and the specific gravity of the test piece created based on the results shown in FIG. As shown in FIGS. 43 and 44, it was found that the soft epoxy resin infiltrated material had a slightly lower thermal resistance and a slightly higher thermal conductivity than the base material alone (EPS) at each expansion ratio. Compared to ordinary foamed resin moldings (EPS) in which water vapor or atmospheric moisture used during molding is present in the voids, the soft epoxy resin infiltrates are soft epoxy resins instead of moisture in the voids. The thermal resistance is greatly improved as much as is filled.
次に、本願発明者らは、エポキシ樹脂の浸透量の違いによる強度のバラツキを実験により求めた。また、エポキシ樹脂の浸透量が同等のときの剛性エポキシ樹脂と軟性エポキシ樹脂との強度の違いを実験により求めた。さらに、エポキシ樹脂浸透体の比重と同等の比重を有する母材単体(EPS)を作成し、同等比重でのエポキシ樹脂浸透体と母材単体（EPS)の物性の違いを実験により求めた。 Next, the inventors of the present application determined the variation in strength due to the difference in the penetration amount of the epoxy resin through experiments. Further, the difference in strength between the rigid epoxy resin and the soft epoxy resin when the penetration amount of the epoxy resin was the same was obtained by experiments. Furthermore, a base material simple substance (EPS) having a specific gravity equivalent to the specific gravity of the epoxy resin permeant was prepared, and the difference in physical properties between the epoxy resin permeant and the base material simple substance (EPS) at the same specific gravity was obtained by experiments.
＜実験１０：エポキシ樹脂浸透実験＞
最初に、軟性エポキシ樹脂および剛性エポキシ樹脂の浸透量を実験した。試験片は発泡倍率36倍で、おおよその外寸は、長さ(L)200mm×幅(W)200mm×厚さ(H)25mmである。また、Ａ〜Ｄ，Ｚの計５個の試験片を使用した。試験片Ａ〜Ｄは新たに作成した。試験片Ｚは、前述の準備２において作成した試験片Ａであり、前述の実験１〜９にて使用したものである。
図４５は、軟性エポキシ樹脂および剛性エポキシ樹脂の浸透実験の結果をまとめた図表である。図４６(a)は、36倍品と38倍品（Ｚ）のエポキシ樹脂の浸透量差を示す図表であり、図４６(b)は、エポキシ樹脂の浸透量と母材単体(EPS)の比重との関係を示すグラフである。<Experiment 10: Epoxy resin penetration experiment>
First, the penetration amount of a soft epoxy resin and a rigid epoxy resin was tested. The test piece has an expansion ratio of 36 times, and the approximate outer dimensions are length (L) 200 mm × width (W) 200 mm × thickness (H) 25 mm. In addition, a total of five test pieces A to D and Z were used. Test pieces A to D were newly prepared. The test piece Z is the test piece A created in the above-mentioned
FIG. 45 is a chart summarizing the results of penetration experiments for soft epoxy resins and rigid epoxy resins. Fig. 46 (a) is a chart showing the difference in penetration of epoxy resin between 36x and 38x (Z). Fig. 46 (b) shows the penetration of epoxy resin and the base material (EPS). It is a graph which shows the relationship with specific gravity.
図４５に示すように、軟性エポキシ樹脂浸透体の試験片Ａ〜Ｄの軟性エポキシ樹脂の浸透量は、17.75〜21.83gであり、試験片Ｄでは41.55gであった。剛性エポキシ樹脂浸透体の試験片Ａ〜Ｄの剛性エポキシ樹脂の浸透量は、18.09〜20.08gであり、試験片Ｄでは29.17gであった。試験片Ａ〜Ｄのうち試験片Ｂと、前回作成した試験片Ｚとでエポキシ樹脂の浸透量を比較すると、図４６(a)に示すように、浸透量差が軟性エポキシ樹脂では約22gであり、剛性エポキシ樹脂では９gであった。つまり、今回作成した試験片と前回作成した試験片とでは、エポキシ樹脂の浸透量の差が軟性エポキシ樹脂では約２倍の開きがあり、剛性エポキシ樹脂では約1.5倍の開きがあることが分かった。 As shown in FIG. 45, the penetration amount of the soft epoxy resin in the test pieces A to D of the soft epoxy resin permeation body was 17.75 to 21.83 g, and the test piece D was 41.55 g. The penetration amount of the rigid epoxy resin of the test pieces A to D of the rigid epoxy resin permeation body was 18.09 to 20.08 g, and the test piece D was 29.17 g. When the penetration amount of the epoxy resin is compared between the test piece B and the previously created test piece Z among the test pieces A to D, as shown in FIG. 46 (a), the penetration amount difference is about 22 g for the soft epoxy resin. Yes, 9 g for rigid epoxy resin. In other words, the difference in epoxy resin penetration between the test piece created this time and the test piece created last time is about twice as large as that of soft epoxy resin, and about 1.5 times as large as that of rigid epoxy resin. It was.
＜実験１１：圧縮試験２＞
前述の圧縮試験１と同じ試験装置および測定方法により圧縮試験を行った。この試験に使用した試験片は、母材単体(EPS)、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体であり、母材単体については発泡倍率38倍の試験片Ａ，Ｂ，Ｃおよび20倍の試験片Ａ，Ｂ，Ｃを新たに作成した。また、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体については、それぞれ発泡倍率38倍の試験片Ａ，Ｂ，Ｃの試験片を新たに作成した。母材単体の発泡倍率20倍の各試験片は、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体の発泡倍率38倍の試験片と比重が同等となるものとして作成した。<Experiment 11:
A compression test was performed using the same test apparatus and measurement method as the
図４７は、母材単体の圧縮強度試験の測定結果をまとめた図表であり、図４８は、軟性エポキシ樹脂浸透体の圧縮強度試験の測定結果をまとめた図表であり、図４９は、剛性エポキシ樹脂浸透体の圧縮強度試験の測定結果をまとめた図表である。図５０は、図４７，４８，４９に示す測定結果に基づいて作成した、圧縮応力と歪み率との関係を示すグラフである。図４８，４９において、Ｚ（38倍品）として示す試験片Ａ，Ｂ，Ｃは、圧縮試験１において得た測定結果である（図１６，１７）。 FIG. 47 is a chart summarizing the measurement results of the compressive strength test of the base material alone, FIG. 48 is a chart summarizing the measurement results of the compressive strength test of the soft epoxy resin infiltrant, and FIG. It is the table | surface which put together the measurement result of the compressive strength test of the resin osmosis | permeation body. FIG. 50 is a graph showing the relationship between the compressive stress and the strain rate created based on the measurement results shown in FIGS. In FIGS. 48 and 49, test pieces A, B, and C shown as Z (38 times product) are measurement results obtained in the compression test 1 (FIGS. 16 and 17).
図４７〜図５０に示す測定結果より、母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた試験片の方が母材単体の試験片よりも、歪み率50％までにおける圧縮強度を1.1〜1.2倍高めることができることが分かった。また、軟性エポキシ樹脂浸透体と剛性エポキシ樹脂浸透体との応力差は約３％程度であった。歪み率50％以上では、母材単体とエポキシ樹脂浸透体との応力差が大きくなるのは、試験片が圧縮されることによるエポキシ樹脂の密度が高くなることが原因であると推定された。 From the measurement results shown in FIGS. 47 to 50, the test piece in which the epoxy resin is infiltrated into the base material and cured is 1.1 to 1.2 times the compressive strength at a strain rate of 50% than the test piece of the base material alone. It turned out that it can raise. Further, the stress difference between the soft epoxy resin penetrating body and the rigid epoxy resin penetrating body was about 3%. When the strain rate was 50% or more, the stress difference between the base material alone and the epoxy resin infiltrated was estimated to be caused by the increase in the density of the epoxy resin due to the compression of the test piece.
＜実験１２：曲げ試験２＞
前述の曲げ試験１と同じ試験装置および測定方法により圧縮試験を行った。この試験に使用した試験片は、母材単体(EPS)、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体であり、母材単体については発泡倍率38倍の試験片Ａ，Ｂ，Ｃおよび２０倍の試験片Ａ，Ｂ，Ｃを新たに作成した。また、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体については、それぞれ発泡倍率38倍の試験片Ａ，Ｂ，Ｃの試験片を新たに作成した。母材単体の発泡倍率20倍の各試験片は、軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体の発泡倍率38倍の試験片と比重が同等となるものとして作成した。<Experiment 12:
A compression test was performed using the same test apparatus and measurement method as in the
図５１は、母材単体の曲げ強度試験の測定結果をまとめた図表であり、図５２は、軟性エポキシ樹脂浸透体の圧縮強度試験の測定結果をまとめた図表であり、図５３は、剛性エポキシ樹脂浸透体の圧縮強度試験の測定結果をまとめた図表である。図５４は、図５１，５２，５３に示す測定結果に基づいて作成した、曲げ応力の対比を示すグラフである。図５２，５３において、Ｚ（38倍品）として示す試験片Ａ，Ｂ，Ｃは、曲げ試験１において得た測定結果である（図２０，２１）。 51 is a table summarizing the measurement results of the bending strength test of the base material alone, FIG. 52 is a table summarizing the measurement results of the compressive strength test of the soft epoxy resin infiltrant, and FIG. 53 is a rigid epoxy It is the table | surface which put together the measurement result of the compressive strength test of the resin osmosis | permeation body. FIG. 54 is a graph showing a comparison of bending stresses created based on the measurement results shown in FIGS. 52 and 53, test pieces A, B, and C shown as Z (38 times product) are measurement results obtained in the bending test 1 (FIGS. 20 and 21).
図５１〜５４に示す測定結果より、母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた試験片の方が母材単体の試験片よりも曲げ応力を約1.4倍高めることができることが分かった。母材単体の試験片の破断面を観察すると、発泡セル間が破壊されているのではなく、殆どの発泡セル間が***した状態であった。これに対してエポキシ樹脂を浸透させた試験片の破断面は、発泡セル間が分離しておらず、殆どの発泡セル同士が融着した状態であった。つまり、エポキシ樹脂を浸透させたことにより、発泡セル間の分離が発生しないため、曲げ応力が高くなることが分かった。
また、エポキシ樹脂の浸透量の変化に対して曲げ応力値の変化が微少であった。これは、曲げ応力値は、母材破壊による数値と考えられ、エポキシ樹脂のアンカー効果およびエポキシ樹脂自体の曲げ強度による力が微少であることが原因であると推定された。エポキシ樹脂の浸透量の違いによる応力の差が微少であることも同じ原因であると推定された。From the measurement results shown in FIGS. 51 to 54, it was found that the test piece in which the epoxy resin was infiltrated into the base material and cured could increase the bending stress by about 1.4 times compared to the test piece of the base material alone. When the fracture surface of the test piece of the base material alone was observed, it was found that most of the foamed cells were split, not between the foamed cells. On the other hand, the fracture surface of the test piece in which the epoxy resin was infiltrated was in a state in which the foam cells were not separated from each other, and most of the foam cells were fused. That is, it was found that the bending stress increases because the epoxy resin is infiltrated, so that separation between the foamed cells does not occur.
Moreover, the change of the bending stress value with respect to the change of the penetration amount of the epoxy resin was slight. This is because the bending stress value is considered to be a numerical value due to the fracture of the base material, and it was estimated that this was caused by a slight force due to the anchor effect of the epoxy resin and the bending strength of the epoxy resin itself. It was estimated that the difference in stress due to the difference in the amount of penetration of the epoxy resin was also the same cause.
＜実験１３：水漏れ試験＞
母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた試験片の防水効果について実験した。図１に示した製造装置を利用し、固定枠９２に固定した試験片の表面に水を充填し、真空ポンプ７０を作動させ、所定の真空度になってから所定時間経過後に試験片の下面から水が漏れるかどうかを観察した。この実験で使用した水は、真水と、界面活性剤を0.1％混合した水と、界面活性剤を1.0％混合した水の３種類である。また、真空ボックス内の真空度を-10kPaおおび-40kPaの２つの値に制御し、制御開始から５分後および15分後に水漏れを観察した。試験片として、発泡倍率38倍の母材単体(EPS)と、軟性エポキシ樹脂浸透体とを使用した。<Experiment 13: Water leak test>
An experiment was conducted on the waterproofing effect of a test piece in which a base material was infiltrated with epoxy resin and cured. Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the surface of the test piece fixed to the fixed
図５５は、水漏れ試験の結果をまとめた図表である。母材単体は、真空度-40kPaでは、いずれの水に対しても短時間で水漏れが観測された。また、真空度-10kPaでは、真水のときに15秒経過時に試験片の真空側の面に水滴が発生した。一方、軟性エポキシ樹脂浸透体は、いずれの真空度のときも、どの水に対しても時間経過による水漏れは全く観測されなかった。
つまり、軟性エポキシ樹脂浸透体は、防水効果が100％であることが分かった。FIG. 55 is a chart summarizing the results of the water leak test. In the base material alone, water leakage was observed in a short time for any water at a vacuum degree of -40 kPa. When the degree of vacuum was -10 kPa, water droplets were generated on the vacuum side surface of the test piece after 15 seconds had passed with fresh water. On the other hand, in the soft epoxy resin infiltrant, no water leakage due to the passage of time was observed for any water at any vacuum level.
That is, it was found that the soft epoxy resin infiltrant has a waterproof effect of 100%.
＜実験１〜１３のまとめ＞
図５６，５７は、実験１〜９における測定結果（第１試験結果）をまとめた図表である。図５８(a)は、実験１０〜１２における測定結果（第２試験結果）をまとめた図表であり、図５８(b)は、母材単体(EPS)とエポキシ樹脂浸透体との比較を示す図表である。<Summary of Experiments 1-13>
56 and 57 are tables summarizing the measurement results (first test results) in
1.［剛性］
1.1（圧縮強度）
圧縮強度は、母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた発泡樹脂複合体の方が、母材単体よりも1.1〜1.2倍の圧縮強度を向上させることができた。また、上記の発泡樹脂複合構造体の方が、母材単体よりも圧縮後の復元率が高く、ＥＰＰ製の母材相当の復元率を達成することができた。1. [Rigidity]
1.1 (Compressive strength)
As for the compressive strength, the foamed resin composite in which the epoxy resin was infiltrated into the base material and cured was able to improve the compressive strength 1.1 to 1.2 times that of the base material alone. In addition, the foamed resin composite structure had a higher restoration rate after compression than the base material alone, and was able to achieve a restoration rate equivalent to an EPP base material.
1.2（曲げ・引張強度）
曲げ強度は、母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた発泡樹脂複合体の方が、母材単体よりも1.4倍向上させることができた。また、引張強度は、母材に軟性エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた発泡樹脂複合構造体の方が、母材単体よりも1.2〜1.5倍向上させることができた。
また、上記の発泡樹脂複合構造体は、母材単体と比較して、割れ、欠けおよび摩擦などに強く、耐久性および耐摩擦性に優れている。1.2 (bending / tensile strength)
The bending strength of the foamed resin composite obtained by infiltrating the epoxy resin into the base material and cured was 1.4 times higher than that of the base material alone. In addition, the tensile strength of the foamed resin composite structure obtained by infiltrating the soft epoxy resin into the base material and cured was 1.2 to 1.5 times higher than that of the base material alone.
In addition, the foamed resin composite structure is resistant to cracking, chipping, friction, and the like, and excellent in durability and friction resistance as compared with the base material alone.
2.［エネルギ吸収性（緩衝性）］
エネルギ吸収率は、母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた発泡樹脂複合体の方が、母材単体よりも1.5〜2.4倍向上させることができた。また、たわみ量および伸び率は、母材に軟性エポキシ樹脂浸を浸透させ、硬化させた発泡樹脂複合構造体の方が、母材単体よりも1.5〜2倍向上させることができた。また、静的緩衝係数では、上記発泡樹脂複合構造体は、母材単体と比較して略同等値であることから、発泡樹脂複合構造体は、緩衝能力は母材単体と同等であるが、エネルギ吸収率は1.5〜2.4倍高いことが分かった。2. [Energy absorption (buffering)]
The energy absorption rate of the foamed resin composite obtained by infiltrating the epoxy resin into the base material and cured was 1.5 to 2.4 times higher than that of the base material alone. In addition, the amount of deflection and the elongation were improved by 1.5 to 2 times in the foamed resin composite structure in which the base metal was infiltrated with a soft epoxy resin soak and cured. In addition, in the static buffer coefficient, the foamed resin composite structure is substantially equivalent to the base material alone, so the foamed resin composite structure has a buffer capacity equivalent to that of the base material alone, The energy absorption rate was found to be 1.5 to 2.4 times higher.
3.［耐水性］
母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた発泡樹脂複合体は、母材の空隙内で硬化したエポキシ樹脂が空隙を閉塞するため、水蒸気の透過も抑制することができた。また、上記の発泡樹脂複合構造体は、吸水の抑制効果も高く、表面にエポキシ樹脂などで被膜すれば、抑制効果は100％になる。また、防水（水が表面から裏面へ通過しない）効果という点では、表面をエポキシ樹脂などで被膜しなくても100％の防水効果を達成できる。3. [Water resistance]
In the foamed resin composite in which the epoxy resin is infiltrated into the base material and cured, the epoxy resin cured in the gap of the base material closes the gap, so that the permeation of water vapor can be suppressed. Further, the foamed resin composite structure has a high water absorption suppressing effect, and if the surface is coated with an epoxy resin or the like, the suppressing effect is 100%. Further, in terms of the waterproof effect (water does not pass from the front surface to the back surface), a 100% waterproof effect can be achieved without coating the surface with an epoxy resin or the like.
4.［その他］
(1)図５７(b)に示すように、母材単体(EPS)とエポキシ樹脂浸透体とを比較すると、比重16g/lで発泡倍率60倍の母材単体は、エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させることにより、比重20g/lで発泡倍率50倍の母材単体に相当する物性を持たせることができる。また、比重26g/lで発泡倍率38倍の母材単体は、エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させることにより、比重33g/lで発泡倍率30倍の母材単体に相当する物性を持たせることができる。また、比重50g/lで発泡倍率20倍の母材単体は、エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させることにより、比重50〜66g/lで発泡倍率20〜15倍の母材単体に相当する物性を持たせることができる。
つまり、発泡樹脂製品の比重を変えることなく、エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させることにより、発泡倍率60倍、38倍、20倍の発泡樹脂製品をそれぞれ発泡倍率50倍、30倍、20〜15倍の発泡樹脂製品相当の圧縮強度を出すことができる。4. [Others]
(1) As shown in FIG. 57 (b), when the base material alone (EPS) and the epoxy resin infiltrated are compared, the base material alone having a specific gravity of 16 g / l and an expansion ratio of 60 times penetrates the epoxy resin, By curing, physical properties corresponding to a single base material having a specific gravity of 20 g / l and an expansion ratio of 50 times can be provided. In addition, a single base material with a specific gravity of 26 g / l and a foaming magnification of 38 times can have physical properties equivalent to a single base material with a specific gravity of 33 g / l and a foaming magnification of 30 times by infiltrating and curing the epoxy resin. it can. In addition, a base material with a specific gravity of 50 g / l and a foaming ratio of 20 times has a physical property equivalent to that of a base material with a specific gravity of 50 to 66 g / l and a foaming ratio of 20 to 15 times by infiltrating and curing an epoxy resin. You can have it.
In other words, without changing the specific gravity of the foam resin product, the epoxy resin is infiltrated and cured, so that the foam resin product with the expansion ratio of 60 times, 38 times, and 20 times is 50 times, 30 times, 20 to 15 times, respectively. Compressive strength equivalent to double foamed resin products can be achieved.
(2)母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた発泡樹脂複合体は、母材単体よりも熱伝導率を高くすることができた。エポキシ樹脂よりも熱伝導率の低い物質を母材の空隙内に収容すれば、断熱性の高い発泡樹脂複合構造体を実現できることが推定される。 (2) The foamed resin composite in which the epoxy resin was infiltrated into the base material and cured could have a higher thermal conductivity than the base material alone. It is presumed that a foamed resin composite structure with high heat insulation can be realized if a substance having a lower thermal conductivity than that of the epoxy resin is accommodated in the gap of the base material.
(3)エポキシ樹脂の図４５に示したように、母材の空隙率が大きいほどエポキシ樹脂の浸透量が増加する。また、エポキシ樹脂を浸透させる時間が長いほど、浸透量が増加する。
従って、母材の空隙率および浸透時間の少なくとも一方を制御することにより、エポキシ樹脂の浸透量を制御することができるため、用途に応じた発泡樹脂複合構造体を製造することができる。(3) Epoxy resin As shown in FIG. 45, the larger the porosity of the base material, the greater the amount of penetration of the epoxy resin. Further, the longer the time for which the epoxy resin is permeated, the greater the permeation amount.
Therefore, by controlling at least one of the porosity and the permeation time of the base material, the permeation amount of the epoxy resin can be controlled, so that a foamed resin composite structure can be manufactured according to the application.
(4)また、母材の一部をフィルムなどでマスクすることにより、エポキシ樹脂を特定の範囲のみに浸透させることもできる。これにより、上述の各特性を一部にのみ有する発泡樹脂複合構造体を製造することができる。 (4) Further, by masking a part of the base material with a film or the like, the epoxy resin can be penetrated only in a specific range. Thereby, the foamed resin composite structure which has each above-mentioned characteristic only in part can be manufactured.
次に、本願発明者らは、母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた発泡樹脂複合構造体の表面にエポキシ樹脂をコーティングした場合の物性の変化を実験した。
＜実験１４：部分圧縮試験＞
母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた試験片の防水効果について実験した。この実験で使用した装置および実験方法は、基本的に実験１と同じであるが、実験１のように試験片の表面全体を圧縮するのではなく、試験片の一部を圧縮した。実験１で使用した可動板よりも下面の面積が小さい可動板を使用した。また、エポキシ樹脂浸透体の試験片と、母材(EPS)にエポキシ樹脂をコーティングした試験片と、エポキシ樹脂浸透体にエポキシ樹脂をコーティングした試験片とを使用し、それぞれの部分圧縮強度を測定した。また、エポキシ樹脂浸透体として軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体の２種類を作成した。軟性エポキシ樹脂浸透体には軟性エポキシ樹脂をコーティングして硬化させ、剛性エポキシ樹脂浸透体には剛性エポキシ樹脂をコーティングして硬化させた。いずれの試験片も発泡倍率38倍である。また、EPS製の母材と比較するために発泡倍率15倍および30倍のEPP製の試験片も作成した。エポキシ樹脂のコーティング層の厚さは、約0.02mmである。Next, the inventors of the present application experimented on changes in physical properties when an epoxy resin was coated on the surface of a foamed resin composite structure in which an epoxy resin was infiltrated into a base material and cured.
<Experiment 14: Partial compression test>
An experiment was conducted on the waterproofing effect of a test piece in which a base material was infiltrated with epoxy resin and cured. The apparatus and method used in this experiment were basically the same as those in
試験片を部分的に圧縮すると、圧縮された部分の周囲の試験片を巻き込みながら圧縮されるため、圧縮部分と非圧縮部分との間にせん断力が働く。このため、母材単体(EPS)の試験片では、圧縮部分に穴が開くように圧縮されるが、エポキシ樹脂浸透体（特に軟性エポキシ樹脂浸透体）では、スポンジのように周囲を巻き込みながら凹んだ。
図５９は、軟性エポキシ樹脂を使用した試験片の測定結果をまとめた図表であり、図６０は、剛性エポキシ樹脂を使用した試験片の測定結果をまとめた図表である。図６１は、発泡倍率15倍および30倍のＥＰＰ製の試験片の測定結果をまとめた図表である。図６２は、図５９〜６１に示す測定結果に基づいて作成した、圧縮応力と歪み率との関係を示すグラフである。When the test piece is partially compressed, the test piece around the compressed portion is compressed while being wound, so that a shearing force acts between the compressed portion and the non-compressed portion. For this reason, the base material (EPS) test piece is compressed so that a hole is formed in the compression part, but the epoxy resin penetration body (especially a soft epoxy resin penetration body) is recessed while being wrapped around like a sponge. It is.
FIG. 59 is a table summarizing the measurement results of the test pieces using the soft epoxy resin, and FIG. 60 is a table summarizing the measurement results of the test pieces using the rigid epoxy resin. FIG. 61 is a table summarizing the measurement results of EPP test pieces with an expansion ratio of 15 times and 30 times. FIG. 62 is a graph showing the relationship between the compressive stress and the strain rate created based on the measurement results shown in FIGS.
図５９〜図６２に示す測定結果より、軟性エポキシ樹脂浸透体の表面に軟性エポキシ樹脂をコーティングした試験片は、発泡倍率15倍の母材単体(EPP)と30倍の母材単体(EPP)との間の圧縮応力であった。これは、圧縮により潰れても表面にコーティングされた軟性エポキシ樹脂の被膜が伸びることにより、発泡セルが破壊されず、母材単体(EPP)並の復元性を有することが原因であると推定される。 From the measurement results shown in FIG. 59 to FIG. 62, the test piece in which the surface of the soft epoxy resin infiltrated is coated with the soft epoxy resin is the base material simple substance (EPP) having a foaming magnification of 15 times and the base material simple substance (EPP) having a magnification of 30 times The compressive stress was between. This is presumed to be due to the fact that the foamed cell is not destroyed by the expansion of the soft epoxy resin film coated on the surface even if it is crushed by compression, and the resiliency is equivalent to that of a single base material (EPP). The
また、母材単体(EPS)の表面に軟性エポキシ樹脂をコーティングした試験片でも、歪み率が30％付近までは表面の被膜の伸びにより、母材が破壊されず、母材単体(EPP)と同様の潰れ方が見られたが、表面の被膜が破断した後は、母材単体(EPS)の物性となった。
剛性エポキシ樹脂浸透体の表面に剛性エポキシ樹脂を被膜した試験片および母材単体(EPS)の表面に剛性エポキシ樹脂を被膜した試験片は、それぞれ剛性エポキシ樹脂の被膜により僅かに圧縮応力の向上が見られた。In addition, even with specimens coated with a soft epoxy resin on the surface of a single base material (EPS), the base material is not destroyed due to the elongation of the surface coating until the strain rate is close to 30%. The same crushing method was observed, but after the surface coating broke, the physical properties of the base material alone (EPS) were obtained.
The test piece with rigid epoxy resin coated on the surface of the rigid epoxy resin and the test piece with rigid epoxy resin coated on the surface of the base material (EPS) have a slightly improved compressive stress due to the rigid epoxy resin coating. It was seen.
＜実験１５：曲げ試験３＞
実験１４の部分圧縮試験において使用した同じ種類の試験片を使用して曲げ試験を行った。この実験で使用した装置および実験方法は、実験２と同じである。図６３は、軟性エポキシ樹脂を使用した試験片の測定結果をまとめた図表であり、図６４は、剛性エポキシ樹脂を使用した試験片の測定結果をまとめた図表である。図６５は、発泡倍率15倍および30倍の母材単体(EPP)の試験片の測定結果をまとめた図表である。図６６は、図６３〜図６５に示す測定結果に基づいて作成した、曲げ応力値の対比を示すグラフである。図６７は、たわみ量の対比を示すグラフである。図６８は、発泡倍率38倍の母材単体(EPS)を基準とした場合のエネルギ吸収率の比較表である。図６９は、10％圧縮強度、曲げ強度およびたわみ量の測定結果をまとめた図表である。<Experiment 15:
A bending test was performed using the same type of test piece used in the partial compression test of
図６３〜図６７に示す測定結果より、実験１４の部分圧縮試験と同様、軟性エポキシ樹脂浸透体の表面に軟性エポキシ樹脂をコーティングした試験片が、曲げ強度およびたわみ量共に発泡倍率15倍の母材単体(EPP)と30倍の母材単体(EPP)との間の数値を記録した。エポキシ樹脂浸透体の試験片よりも、母材単体(EPS)の表面にエポキシ樹脂をコーティングした試験片の方が僅かに曲げ強度が高い。これは、エポキシ樹脂の浸透性が高く、表面に塗布したエポキシ樹脂が母材内部に浸透したことが原因であると推定される。
From the measurement results shown in FIGS. 63 to 67, as in the partial compression test of
曲げ強度の測定結果のみでエネルギ吸収率を比較すると、図６８に示すように、軟性エポキシ樹脂浸透体の表面に軟性エポキシ樹脂をコーティングした試験片は、発泡倍率15倍の母材単体(EPP)の試験片相当であることが分かった。 Comparing the energy absorption rate only with the measurement result of bending strength, as shown in FIG. 68, the test piece coated with the soft epoxy resin on the surface of the soft epoxy resin infiltrated body is a single base material (EPP) with a foaming magnification of 15 times. It was found to be equivalent to the test piece.
＜実験１６：耐熱試験＞
この実験では、母材(EPS)にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた場合の耐熱性の変化を実験した。この実験で使用した試験片は、発泡倍率38倍の母材単体(EPS)と、発泡倍率40倍のヒートポール（ヒートポールは、株式会社ジェイエスピーの登録商標である）と、剛性エポキシ樹脂浸透体と、剛性エポキシ樹脂浸透体に剛性エポキシ樹脂をコーティングしたものとである。ヒートポールの材質は、AS系樹脂（アクリロニトリル−スチレン系樹脂）の発泡樹脂成型体である。ヒートポールは、耐熱性発泡樹脂製品として使用されており、EPS製の発泡樹脂成型体よりも耐熱性に優れていることから、耐熱性能の比較対象として使用した。<Experiment 16: Heat resistance test>
In this experiment, a change in heat resistance when an epoxy resin was infiltrated into a base material (EPS) and cured was experimented. The test pieces used in this experiment were a base material (EPS) with a foaming ratio of 38 times, a heat pole with a foaming ratio of 40 times (Heatpole is a registered trademark of JSP Corporation), and rigid epoxy resin penetration And a rigid epoxy resin permeation body coated with a rigid epoxy resin. The material of the heat pole is a foamed resin molding of AS resin (acrylonitrile-styrene resin). The heat pole is used as a heat-resistant foamed resin product and is superior in heat resistance to the foamed resin molded product made of EPS.
検査室に設定した恒温糟内部を設定温度に保持し、その中に試験片を入れ、経過時間による寸法の変化（収縮率）を計測した。設定温度は、90℃および100℃であり、計測時間は、15分、30分、60分とした。寸法計測は、収縮率計測のため、長さ(L)のみの計測とした。そして、計測時に恒温糟から試験片を取出し、５分間の自然養生(温度23℃,湿度50％)をした後にノギスで計測し、計測後、再び恒温糟に入れた。
The inside of the thermostatic oven set in the examination room was kept at the set temperature, and a test piece was put therein, and the change in dimensions (shrinkage rate) with the passage of time was measured. The set temperatures were 90 ° C. and 100 ° C., and the measurement time was 15 minutes, 30 minutes, and 60 minutes. For dimension measurement, only the length (L) was measured to measure the shrinkage rate. At the time of measurement, the test piece was taken out of the thermostat and subjected to natural curing (
図７０(a)は母材単体(EPS)およびヒートポールの試験片の外寸、重量および比重をまとめた図表であり、図７０(b)は剛性エポキシ樹脂浸透体を作成するための原反のデータをまとめた図表であり、図７０(c)は原反から作成した剛性エポキシ樹脂浸透体の試験片のデータをまとめた図表である。図７１，７２は測定結果をまとめた図表である。図７３(a)は図７１に示す測定結果に基づいて作成した、収縮率と経過時間との関係を示すグラフであり、図７３(b)は図７２に示す測定結果に基づいて作成した、収縮率と経過時間との関係を示すグラフである。図７４(a)は剛性エポキシ樹脂浸透体の試験片と、剛性エポキシ樹脂浸透体を剛性エポキシ樹脂でコーティングした試験片のデータを示す図表であり、図７４(b)はコーティング前の母材単体の試験片と、コーティング後の試験片のデータを示す図表である。図７５は、剛性エポキシ樹脂を剛性エポキシ樹脂でコーティングした試験片と、母材単体を剛性エポキシ樹脂でコーティングした試験片の耐熱試験結果をまとめた図表である。図７６は図７５に示す測定結果に基づいて作成した、収縮率と経過時間との関係を示すグラフである。図７７は各試験片の収縮率をまとめた図表である。 FIG. 70 (a) is a table summarizing the outer dimensions, weight and specific gravity of a base material (EPS) and a heat pole test piece, and FIG. 70 (b) is a raw material for producing a rigid epoxy resin infiltrant. FIG. 70 (c) is a chart summarizing data of test pieces of rigid epoxy resin penetrating material prepared from the original fabric. 71 and 72 are tables summarizing the measurement results. FIG. 73 (a) is a graph showing the relationship between shrinkage rate and elapsed time created based on the measurement results shown in FIG. 71, and FIG. 73 (b) was created based on the measurement results shown in FIG. It is a graph which shows the relationship between a shrinkage | contraction rate and elapsed time. FIG. 74 (a) is a chart showing data of a test piece of a rigid epoxy resin permeation body and a test piece obtained by coating a rigid epoxy resin permeation body with a rigid epoxy resin, and FIG. It is a chart which shows the data of the test piece of this, and the test piece after a coating. FIG. 75 is a table summarizing the heat test results of a test piece obtained by coating a rigid epoxy resin with a rigid epoxy resin and a test piece obtained by coating a base material alone with a rigid epoxy resin. FIG. 76 is a graph showing the relationship between the shrinkage rate and the elapsed time created based on the measurement results shown in FIG. FIG. 77 is a chart summarizing the shrinkage ratio of each test piece.
各測定結果より、100℃の環境下で、ヒートポールの試験片と、剛性エポキシ樹脂浸透体を剛性エポキシ樹脂でコーティングした試験片とが、共に収縮率が１％以下であり、同等の耐熱性能であると考えられた。
また、90℃の環境下の剛性エポキシ樹脂浸透体の試験片と、100℃の環境下の剛性エポキシ樹脂浸透体を剛性エポキシ樹脂でコーティングした試験片とは、収縮率がマイナスとなり、収縮ではなく若干の膨張を確認した。これは、３次発泡もしくは試験片内部の空気の膨張が原因であると推定される。From each measurement result, the heat pole test piece and the test piece coated with a rigid epoxy resin infiltrant with a rigid epoxy resin both have a shrinkage rate of 1% or less in an environment of 100 ° C, and the equivalent heat resistance performance. It was thought that.
In addition, the test piece of rigid epoxy resin penetrable under 90 ° C environment and the test piece of rigid epoxy resin penetrant coated with rigid epoxy resin under 100 ° C environment have a negative shrinkage rate, not shrinkage. Some expansion was confirmed. This is presumed to be caused by tertiary foaming or expansion of air inside the test piece.
試験後の各試験片の断面を観察し、母材に剛性エポキシ樹脂をコーティングした試験片と、剛性エポキシ樹脂浸透体の試験片と、剛性エポキシ樹脂浸透体を剛性エポキシ樹脂でコーティングした試験片とを比較すると、剛性エポキシ樹脂を浸透させた試験片は、母材の熱による変形（収縮）を抑えていることが確認できた。
しかし、母材に剛性エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させるだけでは、試験片表面で母材(EPS)が露出しているためにヒートポールよりも耐熱性が劣った。
従って、剛性エポキシ樹脂の浸透およびコーティングの両方を行うことにより、ヒートポールと同等(100℃以上の耐熱性）を得られることが分かった。After observing the cross section of each test piece after the test, a test piece with a base material coated with a rigid epoxy resin, a test piece with a rigid epoxy resin permeation body, a test piece with a rigid epoxy resin permeation body coated with a rigid epoxy resin, , It was confirmed that the test piece infiltrated with the rigid epoxy resin suppressed deformation (shrinkage) due to heat of the base material.
However, merely infiltrating a rigid epoxy resin into the base material and curing it, the heat resistance was inferior to the heat pole because the base material (EPS) was exposed on the surface of the test piece.
Therefore, it was found that by performing both penetration and coating of the rigid epoxy resin, it is possible to obtain the same as a heat pole (heat resistance of 100 ° C. or higher).
＜実験１７：釘引抜き試験＞
次に、本願発明者らは、釘の引抜き強度を測定する実験を行った。実験装置は、試験片の両端下面を支持する支持台と、その支持台に支持された試験片の両端上面を押さえる押さえ板と、ねじと、試験片にねじ込まれたねじを引き抜くための引抜き板と、その引抜き板を所定速度で垂直方向に上昇させる上昇装置とで構成される。上昇装置には、引抜き板上部のリングに引っ掛けるフックと、木用ねじに掛かる力を測定する機能とが備えられている。
試験片として、発泡倍率20倍および38倍の２種類の母材単体(EPS)と、発泡倍率38倍の母材に軟性エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた軟性エポキシ樹脂浸透体と、同母材に剛性エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた剛性エポキシ樹脂浸透体とを使用した。また、各種の試験片は、それぞれＡ〜Ｅの計５個ずつ作成した。
ところで、釘を使用して釘引抜き試験を行うと、引抜くときの力が小さく、計測値が微小になる。また、試験片を試験機にセットする際に試験片に小さな衝撃を与えてしまうだけで計測値にバラツキが生じてしまい、正確な計測を行うことができない。そこで、この実験では、釘よりも試験片を噛みながら食い込む木用ねじを使用し、計測誤差を抑え、母材単体(EPS)とエポキシ樹脂浸透体との明確な計測値の違いを出すようにした。直径５mm×全長40mmの木用ねじを使用した。<Experiment 17: Nail pull-out test>
Next, the inventors of the present application conducted an experiment for measuring the pull-out strength of the nail. The experimental equipment consists of a support base that supports the lower surfaces of both ends of the test piece, a pressing plate that holds the upper surfaces of both ends of the test piece supported by the support base, a screw, and a pull-out plate for pulling out the screw screwed into the test piece. And a lifting device that lifts the drawing plate vertically at a predetermined speed. The elevating device is provided with a hook that is hooked to the ring at the top of the extraction plate and a function that measures the force applied to the wood screw.
As test specimens, two types of base materials (EPS) with expansion ratios of 20 times and 38 times, a soft epoxy resin infiltrated material in which a soft epoxy resin was infiltrated into a base material with expansion ratio of 38 times, and the same mother A rigid epoxy resin infiltrated material in which a rigid epoxy resin was infiltrated and cured was used. Further, various test pieces were prepared in total of 5 from A to E, respectively.
By the way, when a nail pulling test is performed using a nail, the force when pulling out is small, and the measured value becomes minute. Further, when the test piece is set on the testing machine, only a small impact is given to the test piece, resulting in variations in the measured values, and accurate measurement cannot be performed. Therefore, in this experiment, we used wood screws that bite the test piece rather than nails, to suppress measurement errors, and to make a clear difference in measured values between the base material (EPS) and the epoxy resin infiltrant. did. Wood screws with a diameter of 5 mm and a total length of 40 mm were used.
試験片の上面中央から上記の引抜き板を介して上記の木用ねじを一定量ねじ込み、その試験片を上記の支持台に下面が支持されるように載置し、上記の押さえ板で試験片を押さえた。そして、上記の上昇装置の下端に備えられたフックを引抜き板上部のリングに引っ掛け、上昇装置を20mm/minの速度で上昇させ、木用ねじを試験片から抜くときの力（引抜き力）を測定した。木用ねじを抜き始めて引張り距離が１mm以内で引抜き力の最大値が計測され、その後、木用ねじは、ズルズルと引抜き力が弱まりながら抜けていった。 A certain amount of the wood screw is screwed in from the center of the upper surface of the test piece through the extraction plate, and the test piece is placed so that the lower surface is supported by the support base. Held down. Then, hook the hook provided at the lower end of the above lifting device to the ring at the top of the extraction plate, raise the lifting device at a speed of 20 mm / min, It was measured. The maximum pulling force was measured within a pulling distance of 1 mm after starting to pull out the wood screw. After that, the wood screw was pulled out while the pulling force weakened.
図７８(a)は母材単体の試験片のデータを示す図表であり、図７８(b)は軟性エポキシ樹脂浸透体および剛性エポキシ樹脂浸透体の各試験片のデータを示す図表であり、図７８(c)は引抜き試験の測定結果を示す図表である。図７９は、図７８(c)に示す測定結果に基づいて作成した、各試験片の引抜き強度の対比を示すグラフである。 FIG. 78 (a) is a chart showing data of a test piece of a base material alone, and FIG. 78 (b) is a chart showing data of each test piece of a soft epoxy resin penetrant and a rigid epoxy resin penetrant. 78 (c) is a chart showing the measurement results of the pull-out test. FIG. 79 is a graph showing the comparison of the pullout strength of each test piece created based on the measurement result shown in FIG. 78 (c).
上記の測定結果より、エポキシ樹脂浸透体（母材の発泡倍率38倍）の試験片の引抜き強度は、母材単体（発泡倍率38倍）よりも15N程度大きいことが分かった。しかし、発泡倍率20倍の母材単体の引抜き強度よりは小さいことが分かった。
From the above measurement results, it was found that the pullout strength of the test piece of the epoxy resin infiltrated material (base
次に、本願発明者らは、母材の空隙率が緩衝性能および浸透性能に与える影響について調べる実験を行った。
＜実験１８：緩衝能力試験＞
この実験は、実験８の静的緩衝係数測定試験と同じ方法で行った。また、重錘には、Ｇセンサを取付け、重錘を１個の試験片に対して５箇所に落下させ、Ｇ値を測定した。試験片は、空隙率の異なる試験片を採取するために、発泡セルの融着度合いで分けて４種類作成した。図８０は、試験片を採取した場所を示す説明図である。試験片は、発泡倍率80〜90倍の円柱形状の発泡樹脂成型体を円板形状に切断し、それを正方形に加工することにより作成した。発泡セル同士の融着状態が限界になっている試験片（融着限界品）Ａ，Ｂは、発泡樹脂成型体の両端近傍から採取した。発泡セル同士の融着状態が良好な試験片（融着良品）Ａ〜Ｄは、発泡樹脂成型体の中心軸に沿って均等間隔に４箇所を切断して採取した。発泡セル同士の融着状態が不良な試験片（融着不良品）Ａ〜Ｄも同じく４箇所から採取した。表面部分の発泡セル同士の融着状態が良好な試験片（融着良品表面部分）Ａ，Ｂは、融着限界品よりも端部寄りの発泡樹脂成型体から採取した。Next, the inventors of the present application conducted an experiment to examine the influence of the porosity of the base material on the buffer performance and the penetration performance.
<Experiment 18: Buffer capacity test>
This experiment was performed in the same manner as the static buffer coefficient measurement test of
図８１は、上記の採取した各試験片に軟性エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させて作成した試験片のデータを示す図表である。各試験片には、母材単体のときの空隙率が記載されている。母材内部の空隙が多いほど軟性エポキシ樹脂の浸透量が増加することから、空隙率は、（軟性エポキシ樹脂浸透量／試験片体積）×100の式を用いて算出した。
図８２は緩衝能力の測定結果を示す図表であり、図８３は図８２に示す測定結果に基づいて作成した、Ｇ値と空隙率との関係を示すグラフである。図８４は各試験片毎に空隙率と緩衝能力評価との関係をまとめた図表である。FIG. 81 is a chart showing data of test pieces prepared by infiltrating and curing a soft epoxy resin into each of the collected test pieces. In each test piece, the porosity of the base material alone is described. Since the amount of penetration of the soft epoxy resin increases as the number of voids inside the base material increases, the porosity was calculated using the formula of (soft epoxy resin penetration amount / volume of test piece) × 100.
FIG. 82 is a chart showing the measurement results of the buffer capacity, and FIG. 83 is a graph showing the relationship between the G value and the void ratio created based on the measurement results shown in FIG. FIG. 84 is a chart summarizing the relationship between the porosity and the buffer capacity evaluation for each test piece.
各試験片に対する緩衝能力の評価は、母材単体(EPS)のＧ値46.9(m/s2)を基準とし、約70(m/s2)までを緩衝能力良好と評価し（○）、70から80(m/s2)までを緩衝能力が若干劣るを評価（△）とし、80(m/s2)以上を緩衝能力無し（×）とした。
その結果、図８４に示すように、空隙率２〜５％の試験片が良好な緩衝能力を有し、空隙率６％の試験片が若干緩衝能力に劣るものの実用面では問題がなく、空隙率９％の試験片は、緩衝能力が無く実用的でないという評価になった。The evaluation of the buffer capacity for each specimen is based on the G value of 46.9 (m / s 2 ) of the base material alone (EPS), and up to about 70 (m / s 2 ) is evaluated as having good buffer capacity (○), the from 70 to 80 (m / s2) poor buffering capacity slightly and evaluation (△), was 80 (m / s 2) or more without buffering capacity (×).
As a result, as shown in FIG. 84, the test piece with a porosity of 2 to 5% has a good buffering capacity, and the test piece with a porosity of 6% is slightly inferior in the buffering capacity, but there is no problem in practical use. The test piece with a rate of 9% was evaluated as not practical because it had no buffer capacity.
緩衝設計は、安全率として、製品許容Ｇ値に0.9〜0.8を乗じた値を設計Ｇ値として使用し、製品の肉厚を算出する。このことから、母材単体(EPS)で測定した46.9Ｇから25％増加までが安全率内となり、緩衝材としての実用性があると考えられる。
従って、安全率の観点からは、46.9Ｇから25％増加の範囲内に収まっている空隙率２％の軟性エポキシ樹脂浸透体が好ましいと考えられる。
また、今回の実験で使用した軟性エポキシ樹脂よりも軟性の高いエポキシ樹脂などを母材に収容することにより、Ｇ値の増加を抑制できるものと推定される。In the buffer design, as a safety factor, the product G value multiplied by 0.9 to 0.8 is used as the design G value, and the thickness of the product is calculated. From this, the 46.9G measured with the base material alone (EPS) up to an increase of 25% is within the safety factor, and is considered to be practical as a cushioning material.
Therefore, from the viewpoint of safety factor, it is considered that a soft epoxy resin infiltrated with a porosity of 2% that falls within a range of 25% increase from 46.9G is preferable.
Further, it is presumed that an increase in the G value can be suppressed by accommodating an epoxy resin having higher flexibility than the soft epoxy resin used in this experiment in the base material.
＜実験１９：圧縮試験３＞
実験１８で作成した各試験片を使用して圧縮試験を行い、試験片の母材の空隙率と圧縮強度と静的緩衝係数との関係を調べた。図８５は各試験片の測定結果をまとめた図表である。図８６は図８５に示す測定結果に基づいて作成した、圧縮応力と歪み率との関係を示すグラフである。図８７は、歪み率が10％のときの圧縮応力と空隙率との関係を示すグラフである。図８８は各試験片毎に空隙率に対する圧縮応力を評価した結果を示す図表である。<Experiment 19:
Each test piece prepared in
上記の測定結果より、母材の空隙率が大きくなるほど、つまりエポキシ樹脂の浸透量が増加するほど圧縮強度が高くなることが分かった。また、静的緩衝係数については大きな差は見られず、圧縮強度だけが向上していることが分かった。
従って、エポキシ樹脂浸透体を緩衝材として設計する場合は、母材の肉厚を変更しないで衝撃を受ける受け面積を減らすことができる。ただし、母材単体(EPS)の圧縮応力よりも３倍以上の圧縮応力になる空隙率６％以上のエポキシ樹脂浸透体は、その分、受け面積が極端に減るため、実用性が低い。
そこで、図８８に示すように、空隙率が６％までのエポキシ樹脂浸透体に対する圧縮応力の評価を良好（○）とし、空隙率が７％のエポキシ樹脂浸透体（融着不良品Ａ）の評価をやや劣る（△）とし、空隙率が９％のエポキシ樹脂浸透体の評価を実用性無し（×）とした。なお、同じ空隙率６％でも融着良品Ｄの評価が○であるのは、融着良品は融着不良品よりも発泡セル同士の融着率が高く、緩衝能力が高いからである。From the above measurement results, it has been found that the compressive strength increases as the porosity of the base material increases, that is, as the penetration amount of the epoxy resin increases. Moreover, it was found that there was no significant difference in the static buffer coefficient, and only the compressive strength was improved.
Therefore, when the epoxy resin penetrating material is designed as a buffer material, it is possible to reduce the receiving area that receives an impact without changing the thickness of the base material. However, an epoxy resin infiltrated with a porosity of 6% or more, which has a compressive stress of 3 times or more than the compressive stress of a single base material (EPS), is extremely less practical because the receiving area is extremely reduced.
Therefore, as shown in FIG. 88, the evaluation of the compressive stress with respect to the epoxy resin infiltrant having a porosity of up to 6% was evaluated as good (◯), and the epoxy resin infiltrated with a porosity of 7% (poor fusion product A) was obtained. The evaluation was a little inferior (Δ), and the evaluation of the epoxy resin permeant having a porosity of 9% was regarded as having no utility (×). In addition, the evaluation of the good fusion product D is ◯ even with the same porosity of 6% because the good fusion product has a higher fusion rate between the foam cells than the poor fusion product and has a high buffering capacity.
＜実験２０：浸透性試験＞
母材の空隙率の小さい試験片に対するエポキシ樹脂の浸透性について実験した。この実験は、図１に示した製造装置を使用して行った。また、表面に軟性エポキシ樹脂を塗布した試験片を固定枠９２に固定し、真空ポンプ７０によって真空引きを所定時間行い、エポキシ樹脂の浸透を観察した。試験片は、発泡倍率30倍の母材を使用した。<Experiment 20: Permeability test>
An experiment was conducted on the permeability of the epoxy resin to a test piece having a small porosity of the base material. This experiment was performed using the manufacturing apparatus shown in FIG. Moreover, the test piece which apply | coated the soft epoxy resin to the surface was fixed to the fixed
図８９(a)は試験片のデータを示す図表であり、図８９(b)は浸透試験の結果を示す図表であり、図８９(c)は空隙率の算出結果を示す図表である。図９０は各試験片に対する浸透時間の評価を示す図表である。
上記の測定結果より、空隙率0.5％の母材では、25mmの肉厚に対して真空度-0.8kg/cm2を保持した状態で15分以上で軟性エポキシ樹脂を浸透させることができることが分かった。
また、空隙率1.5％の母材では、浸透時間は５分以上であった。さらに、空隙率3％の母材では、浸透時間は30秒程度であり、空隙率5％および9％では、浸透時間は一瞬であった。そこで、図９０に示すように、浸透時間が５分以上必要な空隙率0.5％および1.5％以下の母材に対して、やや劣る（△）と評価し、浸透時間が30秒程度以下である空隙率3％、5％および9％の母材に対して良好（○）と評価した。FIG. 89 (a) is a chart showing the data of the test piece, FIG. 89 (b) is a chart showing the result of the penetration test, and FIG. 89 (c) is a chart showing the calculation result of the porosity. FIG. 90 is a chart showing evaluation of penetration time for each test piece.
From the above measurement results, it can be seen that a base material with a porosity of 0.5% can be infiltrated with a soft epoxy resin in 15 minutes or more while maintaining a vacuum degree of -0.8 kg / cm 2 for a thickness of 25 mm. It was.
In the base material having a porosity of 1.5%, the permeation time was 5 minutes or more. Furthermore, in the base material having a porosity of 3%, the infiltration time was about 30 seconds, and in the porosity of 5% and 9%, the infiltration time was instantaneous. Therefore, as shown in FIG. 90, it is evaluated that the penetration rate is slightly inferior (Δ) for the base material having a porosity of 0.5% and 1.5% or less, which requires 5 minutes or more, and the penetration time is about 30 seconds or less. It was evaluated as good (◯) for the base materials having a porosity of 3%, 5% and 9%.
さらに、空隙率0.5％未満の母材に対するエポキシ樹脂の浸透性について実験した。この実験では、発泡樹脂成型において発泡セル同士の融着率が最大のものを成型し、それを切断して試験片を作成した。また、軟性エポキシ樹脂樹脂よりも低粘度で浸透性の高い着色水（約1mPa・s）を使用した。図９１(a)は試験片のデータを示す図表であり、図９１(b)は各試験片に対する浸透時間の評価を示す図表であり、図９１(c)は空隙率の算出表である。図９２は、各空隙率に対する評価を示す図表である。
実験の結果、図９１(b)に示すように、空隙率が0.2％の試験片Ｃでは、真空度-0.8kg/cm2 を10分間保持すれば、着色水が試験片の一部裏面まで浸透することが分かった。その裏面に到達した着色水の面積は約10％であった。また、空隙率が0.1％の試験片Ｂでは、10分間経過しても着色水は試験片の裏面に到達しなかった。浸透深さは、試験片の表面から約10mmであった。また、空隙率が0.1％の試験片Ｄでは、30分経過すると着色水が試験片の一部裏面まで到達したが、殆ど浸透深さ約15mmまでしか浸透しなかった。
そこで、図９２に示すように、10分以下で着色水が一部裏面まで浸透した空隙率0.2％の試験片および空隙率0.5％の試験片は、低粘度の水を一部浸透させることができるため、浸透性がやや劣る（△）と評価し、着色水が裏面まで浸透しなかったり、一部裏面まで浸透したが、長時間を必要とする空隙率0.1％の試験片は浸透性が劣る（×）と評価した。Furthermore, the permeability of the epoxy resin to the base material having a porosity of less than 0.5% was tested. In this experiment, in the foamed resin molding, the one with the maximum fusion rate between the foamed cells was molded, and cut to prepare a test piece. In addition, colored water (about 1 mPa · s) having a lower viscosity and higher permeability than the soft epoxy resin was used. FIG. 91 (a) is a chart showing data of test pieces, FIG. 91 (b) is a chart showing evaluation of permeation time for each test piece, and FIG. 91 (c) is a calculation table of porosity. FIG. 92 is a chart showing evaluation for each porosity.
As a result of the experiment, as shown in FIG. 91 (b), in the test piece C having a porosity of 0.2%, if the degree of vacuum is kept at −0.8 kg / cm 2 for 10 minutes, the colored water reaches the back of a part of the test piece. It was found to penetrate. The area of colored water that reached the back surface was about 10%. Further, in the test piece B having a porosity of 0.1%, the colored water did not reach the back surface of the test piece even after 10 minutes. The penetration depth was about 10 mm from the surface of the test piece. Further, in the test piece D having a porosity of 0.1%, the colored water reached the back surface of a part of the test piece after 30 minutes, but almost penetrated only to a penetration depth of about 15 mm.
Therefore, as shown in FIG. 92, a test piece with a porosity of 0.2% and a test piece with a porosity of 0.5% in which colored water partially penetrated to the back surface in 10 minutes or less can partially penetrate low-viscosity water. Therefore, it was evaluated that the permeability was slightly inferior (△), and the colored water did not penetrate to the back surface or partially penetrated to the back surface, but the test piece with a porosity of 0.1% that requires a long time has permeability. It was evaluated as inferior (x).
図９３は、上述の緩衝能力試験、圧縮試験および浸透試験における各空隙率に対する総合評価を示す図表である。この総合評価より、浸透性を利用する場合は、母材の空隙率が0.2％以上であることが望ましいことが分かった。また、緩衝能力および圧縮応力を利用する場合は、母材の空隙率が7％を超えないことが望ましいことが分かった。
以上より、空隙率0.5〜7％の範囲の母材にエポキシ樹脂を浸透させたエポキシ樹脂浸透体が総合的に優れていることが分かった。FIG. 93 is a chart showing a comprehensive evaluation for each porosity in the above-described buffer capacity test, compression test, and penetration test. From this comprehensive evaluation, it was found that the porosity of the base material is preferably 0.2% or more when using permeability. In addition, it was found that the porosity of the base material should not exceed 7% when buffer capacity and compressive stress are utilized.
From the above, it has been found that an epoxy resin infiltrated body in which an epoxy resin is infiltrated into a base material having a porosity of 0.5 to 7% is excellent overall.
＜実験２１：曲げ試験４＞
母材の空隙率の大きい試験片に対する曲げ強度について実験した。この実験は、前述の実験２の曲げ試験と同じ試験装置および試験方法により行った。チップドレン（チップドレンは、株式会社ジェイエスピーの登録商標）を切断した試験片と、チップドレンにエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させたものを切断した試験片とを作成した。また、チップドレンの母材に軟性エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた試験片と、剛性エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた試験片の２種類を作成した。チップドレンは、チップ状またはストロー状の発泡樹脂成型体を凝縮して再度発泡成型した発泡樹脂成型体である。<Experiment 21:
The bending strength of a test piece having a large porosity of the base material was tested. This experiment was performed using the same test apparatus and test method as the bending test of
図９４(a)はチップドレンのデータを示す図表であり、図９４(b)はチップドレンにエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた場合のデータを示す図表である。図９５〜図９７は曲げ試験の測定結果を示す図表である。図９８は図９５〜図９７に示す測定結果に基づいて作成した、曲げ応力を各試験片毎に対比して示すグラフである。図９９は図９５〜図９７に示す測定結果に基づいて作成した、たわみ量を各試験片毎に対比して示すグラフである。図１００は母材単体（浸透なし）を基準とした場合の各試験片のエネルギ吸収率の比較を示す図表である。 FIG. 94 (a) is a chart showing chip drain data, and FIG. 94 (b) is a chart showing data when an epoxy resin is infiltrated into the chip drain and cured. 95 to 97 are tables showing the measurement results of the bending test. FIG. 98 is a graph showing the bending stress for each test piece, created based on the measurement results shown in FIGS. FIG. 99 is a graph showing the amount of deflection produced for each test piece in comparison with the measurement results shown in FIGS. FIG. 100 is a chart showing a comparison of energy absorption rates of the respective test pieces when the base material alone (no penetration) is used as a reference.
図１００に示す比較より、空隙率が30％以上のチップドレンの母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させることにより、曲げ強度およびたわみ量が向上し、エネルギ吸収率が向上することが分かる。 From the comparison shown in FIG. 100, it can be seen that when the epoxy resin is infiltrated into a base material of a chip drain having a porosity of 30% or more and cured, the bending strength and the amount of deflection are improved and the energy absorption rate is improved.
＜実験２２：圧縮試験４＞
母材の空隙率の大きい試験片に対する圧縮強度について実験した。この実験は、前述の実験１の圧縮試験と同じ試験装置および試験方法により行った。試験片は、外寸以外は実験２１で使用した試験片と同じものを使用した。
図１０１，１０２は測定結果を示す図表である。図１０３は、図１０１，１０２に示す測定結果に基いて作成した、各試験片毎の圧縮応力と歪み率との関係を示すグラフである。<Experiment 22:
An experiment was conducted on the compressive strength of a specimen having a large porosity of the base material. This experiment was performed using the same test apparatus and test method as the compression test of
101 and 102 are charts showing the measurement results. FIG. 103 is a graph showing the relationship between the compressive stress and the strain rate for each test piece, created based on the measurement results shown in FIGS.
上記の測定結果より、空隙率が30％以上のチップドレンの母材に剛性エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させることにより、圧縮強度を向上させることができることが分かった。また、空隙率が30％以上のチップドレンの母材に軟性エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させた試験片は、大きな圧縮応力の変化がなく、また静的緩衝係数も大きく変化しないことから、チップドレンの緩衝性（柔軟性）および圧縮応力を確保しつつ、曲げ試験の結果から、母材単体の3.5倍のエネルギ吸収率を持っていると推定される。 From the above measurement results, it was found that the compression strength can be improved by allowing a rigid epoxy resin to penetrate into a base material of a chip drain having a porosity of 30% or more and curing. In addition, a test piece that has been hardened by infiltrating a soft epoxy resin into a base material of a chip drain with a porosity of 30% or more has no significant change in compressive stress, and the static buffer coefficient does not change significantly. From the results of the bending test, it is presumed that the energy absorption rate is 3.5 times that of the base material alone while ensuring the buffering property (flexibility) and compressive stress of the drain.
図１０４は、実験２１，２２の各測定結果に基づいて各空隙率の母材の評価を示す図表である。空隙率が30％の母材は、エポキシ樹脂を浸透させ、硬化させることにより、曲げ強度および圧縮強度などが向上することから良好（○）と評価した。また、空隙率が36％の母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させたものは、母材単体よりも静的緩衝係数が若干高くなっていることから（図１０１）、やや良好（△）と評価した。また、空隙率が39％の母材にエポキシ樹脂を浸透させ、硬化させたものは、空隙率が36％のものよりも静的緩衝係数が高くなっており、緩衝能力がより一層落ちていることから（図１０１）、劣る（×）と評価した。
FIG. 104 is a chart showing the evaluation of the base material of each porosity based on the measurement results of
＜他の実施形態＞
(1)エポキシ樹脂用硬化剤としては、例えば、無水マレイン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、無水メチルＣＤ酸、無水メチルナジック酸、無水ピロメリット酸、無水ヘット酸、ドデセニル無水コハク酸、ポリアゼライン無水コハク酸等の酸無水物系硬化剤；エチレンアミン類、ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、脂肪族アミン変成体等の脂肪族アミン系硬化剤；ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、メタキシリレンジアミン、芳香族アミン変成体等の芳香族アミン系硬化剤；また、その他硬化剤として、イソホロンジアミン、ジシアンジアミド、ピペリジン、ポリアミド樹脂、フェノール系樹脂、ポリチオール樹脂、メルカプタン系化合物、三フッ化ホウ素アミン錯体、イミダゾール系化合物などを用いることができる。<Other embodiments>
(1) Examples of epoxy resin curing agents include maleic anhydride, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyl hymic anhydride, methyl CD acid anhydride, methyl nadic acid anhydride, pyromellitic anhydride Acid anhydride curing agents such as acid, het anhydride, dodecenyl succinic anhydride, polyazeline succinic anhydride; ethyleneamines, diethylaminopropylamine, dimethylaminopropylamine, N-aminoethylpiperazine, trimethylhexamethylenediamine, fat Aliphatic amine curing agents such as aromatic amine modifications; aromatic amine curing agents such as m-phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, metaxylylenediamine, and aromatic amine modifications; and other curing agents , Isophoronediamine Dicyandiamide, piperidine, polyamide resins, phenolic resins, polythiol resins, mercaptan compounds, boron trifluoride amine complexes, and the like can be used imidazole compounds.
(2)エポキシ系樹脂向けの硬化促進剤として、第３級アミン、トリフェニルフォスフィン、スタナースオクトエート、三フッ化ホウ素錯体、ベンジルジメチルアミン、ＤＢＵ、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、イソシアネート類、スルフォニウム塩類、ヨードニウム塩類、ジアゾニウム塩類、ヒドラジド系化合物、ナイロン塩系化合物、有機金属化合物類等をさらに用いても良い。 (2) Tertiary amine, triphenylphosphine, stannous octoate, boron trifluoride complex, benzyldimethylamine, DBU, 2,4,6-tris (dimethylamino) as curing accelerators for epoxy resins Methyl) phenol, isocyanates, sulfonium salts, iodonium salts, diazonium salts, hydrazide compounds, nylon salt compounds, organometallic compounds, and the like may be further used.
(3)硬化性樹脂として、アクリル系エマルジョン、溶剤系アクリル樹脂、エチレン酢酸ビニル系エマルジョン、溶剤系エチレン酢酸ビニル樹脂、合成ゴム系ラテックス、溶剤系合成ゴム樹脂などのうち、母材を破壊しないものを使用することができる。 (3) Acrylic emulsion, solvent-based acrylic resin, ethylene-vinyl acetate emulsion, solvent-based ethylene vinyl acetate resin, synthetic rubber-based latex, solvent-based synthetic rubber resin, etc. that do not destroy the base material as curable resins Can be used.
(4)熱硬化性樹脂組成物としては、例えば、オリゴエステルアクリレート樹脂系熱硬化性組成物、キシレン樹脂系熱硬化性組成物、グアナミン樹脂系熱硬化性組成物、ジアリルフタレート樹脂系熱硬化性組成物、ビニルエステル樹脂系熱硬化性組成物、フェノール樹脂系熱硬化性組成物、不飽和ポリエステル樹脂系熱硬化性組成物、フラン樹脂系熱硬化性組成物、ポリイミド樹脂材料組成物、ポリ（ｐ−ヒドロキシ安息香酸）樹脂材料組成物、ポリ（ウレタン）系硬化樹脂材料組成物、マレイン酸樹脂材料組成物、メラミン樹脂材料組成物、ユリア樹脂材料組成物、シリコン系樹脂材料組成物などを用いることができる。これらは、単独で用いても良いし、複数種組み合わせて用いても良い。その他、モノマー分子中に水酸基、アミノ基、カルボキシル基を複数個有する反応性樹脂材料と熱分解性架橋剤を混合したものを用いることができる。 (4) As the thermosetting resin composition, for example, oligoester acrylate resin thermosetting composition, xylene resin thermosetting composition, guanamine resin thermosetting composition, diallyl phthalate resin thermosetting Composition, vinyl ester resin thermosetting composition, phenol resin thermosetting composition, unsaturated polyester resin thermosetting composition, furan resin thermosetting composition, polyimide resin material composition, poly ( p-hydroxybenzoic acid) resin material composition, poly (urethane) -based cured resin material composition, maleic acid resin material composition, melamine resin material composition, urea resin material composition, silicon-based resin material composition, etc. be able to. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, a mixture of a reactive resin material having a plurality of hydroxyl groups, amino groups, and carboxyl groups in the monomer molecule and a thermally decomposable crosslinking agent can be used.
(5)母材の空隙に浸透させ、硬化させることのできる物質としてポリ（ウレタン）系硬化樹脂を用いることもできる。ポリ（ウレタン）系硬化樹脂は、イソシアネート系化合物とポリオール類を組み合わせることで得られる。イソシアネート系化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシフネート、トリフェニルメタンジイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニル）チオフオスフアイト、ｐ−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ビス（ジイソシアネートメチル）シクロヘキサン、リジンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの単量体又はこれらのイソシアヌレート変性体、ウレタン変性体、ビゥレット変性体、カルボジイミド変性体、アロファネート変性体、トリメチロールプロパン付加体、ブロックイソシアネートなどがあげられる。 (5) A poly (urethane) -based cured resin can also be used as a substance that can be penetrated into the voids of the base material and cured. The poly (urethane) -based cured resin is obtained by combining an isocyanate-based compound and polyols. Examples of the isocyanate compound include hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, triphenylmethane diisocyanate, tris (isocyanatophenyl) thiophosphite, p-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, bis ( Monomers such as diisocyanate methyl) cyclohexane, lysine diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate or their isocyanurate modified, urethane modified, biuret modified, carbodiimide modified, allophanate modified, trimethylolpropane adduct, Examples thereof include blocked isocyanate.
(6)ポリオール類としては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、水酸基変成（メタ）アクリル系ポリマー、水酸基変成ビニル系ポリマー、水酸基変成ポリエステル、水酸基変成ポリカーボネートなどを用いることができる。 (6) Examples of polyols include polypropylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, hydroxyl group-modified (meth) acrylic polymer, hydroxyl group-modified vinyl polymer, hydroxyl group-modified polyester, hydroxyl group-modified polycarbonate, etc. Can be used.
(7)硬化促進剤として、アミン類、金属塩類、シリコーン油等を用いても良い。また、上記熱硬化性樹脂組成物の流動性を調整する為に、減粘剤、増粘剤、チキソトロープ剤等を用いて良い。減粘剤として、例えば、ペンタン、酢酸エチル、メチルエチルケトン等の各種溶剤を用いることができる。増粘剤として、例えば、アクリルゴム、エビクロルヒドリンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴムなどを用いることができる。チキソトロープ剤として、例えば、コロイダルシリ力、ポリビニルピロリドンなどを用いることができる。 (7) As curing accelerators, amines, metal salts, silicone oils and the like may be used. Moreover, in order to adjust the fluidity | liquidity of the said thermosetting resin composition, you may use a thickener, a thickener, a thixotropic agent, etc. As the thickener, for example, various solvents such as pentane, ethyl acetate, and methyl ethyl ketone can be used. As the thickener, for example, acrylic rubber, shrimp chlorohydrin rubber, isoprene rubber, butyl rubber and the like can be used. As the thixotropic agent, for example, colloidal shear force, polyvinylpyrrolidone and the like can be used.
(8)母材の空隙に無機ポリマーを浸透させることもできる。無機ポリマーとしては、水ガラス、ポリシラン、シリコーンゴムなどを用いることができる。シリコーンゴムは、２液型の液状ゴムが好適に用いられる。つまり、２液型ＬＴＶ及び２液型ＲＴＶがある。 (8) The inorganic polymer can be infiltrated into the voids of the base material. As the inorganic polymer, water glass, polysilane, silicone rubber, or the like can be used. As the silicone rubber, a two-component liquid rubber is preferably used. That is, there are a two-component LTV and a two-component RTV.
(9)上述の発泡材料、熱硬化性物質、熱可塑性物質には、本発明の目的を阻害しない範囲において、増量剤、着色剤、補強繊維、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難然剤、防カビ剤、防虫剤、抗菌剤、可塑剤、カップリング剤、電気伝導性フィラー、磁性体フィラー、熱伝導性フィラー、帯電防止材剤、弾性微粒子などの改質剤が必要に応じて添加されていても良い。 (9) In the above-mentioned foamed material, thermosetting substance, and thermoplastic substance, as long as the object of the present invention is not impaired, a filler, a colorant, a reinforcing fiber, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a retardant, Modifiers such as fungicides, insect repellents, antibacterial agents, plasticizers, coupling agents, electrically conductive fillers, magnetic fillers, thermally conductive fillers, antistatic agents, and elastic fine particles are added as necessary. May be.
(10)増量剤としては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、カーボンブラック、二酸化ケイ素、酸化チタン、ガラス粉、中空ガラスバルーン、珪藻土、カオリン、パーライト、蛍石、ベントナイトなどを用いることができる。 (10) As a bulking agent, calcium carbonate, talc, clay, magnesium oxide, zinc oxide, carbon black, silicon dioxide, titanium oxide, glass powder, hollow glass balloon, diatomaceous earth, kaolin, perlite, fluorite, bentonite, etc. are used. be able to.
(11)着色剤には、一般的な顔料又は染料を用いることができる。顔料としては、酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック、シアニン系顔料、キナクドリン系顔料などがある。染料では、アゾ系染料、アントラキノン系染料、インジゴイド系染料、スチルベン系染料などがある。 (11) A general pigment or dye can be used as the colorant. Examples of the pigment include titanium oxide, iron oxide, carbon black, cyanine pigment, quinacdrine pigment, and the like. Examples of the dye include azo dyes, anthraquinone dyes, indigoid dyes, and stilbene dyes.
(12)アルミフレーク、ニッケル粉、金粉、銀粉、銅粉、酸化チタンなどの金属粉を着色剤として用いても良い。 (12) Metal powder such as aluminum flake, nickel powder, gold powder, silver powder, copper powder and titanium oxide may be used as a colorant.
(13)補強繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、セルロース繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、金属繊維などを用いることができる。 (13) As the reinforcing fiber, glass fiber, carbon fiber, alumina fiber, cellulose fiber, aramid fiber, carbon fiber, nylon fiber, polyester fiber, metal fiber, or the like can be used.
(14)紫外線吸収剤としては、サリチル酸系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤などを用いることができる。 (14) As the UV absorber, a salicylic acid UV absorber, a benzophenone UV absorber, a benzotriazole UV absorber, a cyanoacrylate UV absorber, a hindered amine light stabilizer, or the like can be used.
(15)酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤などを用いることができる。 (15) As the antioxidant, phenolic antioxidants, amine antioxidants, sulfur antioxidants, phosphorus antioxidants, and the like can be used.
(16)難燃剤としては、塩素化パラフィン、ヘキサブロモフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテルなどのハロゲン系難燃剤；ポリリン酸アンモニウム、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェートなどの含リン酸系難燃剤；メラミン誘導体；赤リン、酸化錫、三酸化アンチモン、水酸化ジルコニウム、水酸化マグネシウム、メタホウ酸バリウムなどの無機系難然剤などの１種もしくは２種以上を用いることができる。 (16) Flame retardants include halogenated flame retardants such as chlorinated paraffin, hexabromophenyl ether and decabromodiphenyl ether; phosphoric acid-based flame retardants such as ammonium polyphosphate, trimethyl phosphate and triethyl phosphate; melamine derivatives; red phosphorus , One or more of inorganic flame retardants such as tin oxide, antimony trioxide, zirconium hydroxide, magnesium hydroxide and barium metaborate can be used.
(17)防カビ剤としては、１０，１０´−オキシビスフェノキシアルシン、Ｎ−（フルオロジクロロメチルチオ）フタルイミド、Ｎ−ジメチル−Ｎ´−フェニルーＮ´−（フルオロジクロロメチルチオ）−スルファミド、２−メトキカルボニルアミノベンズイミダゾール、２−メトキカルボニルアミノベンゾイミダゾール、チアベンゾールなどを用いることができる。 (17) Antifungal agents include 10,10′-oxybisphenoxyarsine, N- (fluorodichloromethylthio) phthalimide, N-dimethyl-N′-phenyl-N ′-(fluorodichloromethylthio) -sulfamide, 2-methoxy Carbonylaminobenzimidazole, 2-methoxycarbonylaminobenzimidazole, thiabenzol and the like can be used.
(18)可塑剤としては、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、脂肪族一塩基酸エステル系可塑剤、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、二価アルコールエステル系可塑剤、オキシ酸エステル系可塑剤などを用いることができる。 (18) As the plasticizer, phosphate ester plasticizer, phthalate ester plasticizer, aliphatic monobasic ester plasticizer, aliphatic dibasic ester plasticizer, dihydric alcohol ester plasticizer, An oxyester plasticizer can be used.
(19)カップリング剤としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤；イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチルーアミノエチル）チタネートなどのチタネート系カップリング剤を用いることができる。 (19) As a coupling agent, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, γ-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane Silane coupling agents such as isopropyl triisostearoyl titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, and isopropyl tri (N-aminoethyl-aminoethyl) titanate can be used.
(20)電気伝導性フィラーとしては、金、銀、銅、ニッケル、パラヂウム、白金、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛等の金属を粒子状にしたもの、上記金属の合金を粒子状にしたもの、酸化錫等の金属酸化物を粒子状にしたもの、カーボン等の導電性炭素同素体を粒子状にしたも、ガラス、カーボン、マイカ、プラスチック等の粒子の表面に導電の金属をコートしたものなどを用いることができる。これらの少なくとも１つを例えばエポキシ樹脂に混合し、それを母材の空隙内に浸透させ、硬化させることにより、電気伝導性を有する発泡樹脂複合構造体を製造することができる。 (20) As the electrically conductive filler, particles made of gold, silver, copper, nickel, palladium, platinum, cobalt, rhodium, iridium, iron, ruthenium, osmium, aluminum, zinc, tin, lead, etc. Particles of glass, carbon, mica, plastics, etc., in which the above metal alloys are made into particles, metal oxides such as tin oxide are made into particles, and conductive carbon allotropes such as carbon are made into particles. For example, a conductive metal coated surface can be used. A foamed resin composite structure having electrical conductivity can be produced by mixing at least one of these with, for example, an epoxy resin, allowing it to penetrate into the voids of the base material and curing.
(21)磁性体フィラーとしては、コバルトフェライト系磁性体、メタル磁性体、ＣｒＯ２、γ−Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ４Ｎ、Ｂａフェライト等を粉末状にしたものを用いることができる。これらの少なくとも１つを例えばエポキシ樹脂に混合し、それを母材の空隙内に浸透させ、硬化させることにより、磁性を有する発泡樹脂複合構造体を製造することができる。(21) The magnetic filler, cobalt ferrite-based magnetic material, it is possible to use those metal magnetic, CrO 2, γ-Fe 2 O 3, Fe 4 N, the Ba ferrite in powder form. A foamed resin composite structure having magnetism can be produced by mixing at least one of these with, for example, an epoxy resin, allowing it to penetrate into the voids of the base material and curing.
(22)熱伝導性フィラーとしては、銅、アルミニウム、ベリリア、窒化アルミニウム、窒化ボロン、アルミナ、マグネシア、チタニア、ダイアモンド、鉛、ジルコン等を粉体状にしたものを用いることができる。これらの少なくとも１つを例えばエポキシ樹脂に混合し、それを母材の空隙内に浸透させ、硬化させることにより、熱伝導性の高い発泡樹脂複合構造体を製造することができる。 (22) As the thermally conductive filler, a powder of copper, aluminum, beryllia, aluminum nitride, boron nitride, alumina, magnesia, titania, diamond, lead, zircon or the like can be used. A foamed resin composite structure having high thermal conductivity can be manufactured by mixing at least one of these with, for example, an epoxy resin, and allowing the resin to penetrate into the voids of the base material and curing.
(23)帯電防止材剤としては、ポリ（オキシエチレン）アルキルアミン、ポリ（オキシエチレン）アルキルアミド、ポリ（オキシエチレン）アルキルエーテル、ポリ（オキシエチレン）アルキルフェニルエーテル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなどの非イオン系帯電防止剤；アルキルスルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、アルキルサルフェート、アルキルホスフェートなどのアニオン系帯電防止剤；第４級アンモニウムクロライド、第４級アンモニウムサルフェート、第４級アンモニウムナイトレートなどのカチオン系帯電防止剤；アルキルベタイン型、アルキルイミダゾリン型、アルキルアラニン型などの両性系帯電防止剤；ポリビニルベンジル型カチオン、ポリアクリル酸型カチオンなどの導電性樹脂などを用いることができる。これらの少なくとも１つを例えばエポキシ樹脂に混合し、それを母材の空隙内に浸透させ、硬化させることにより、帯電防止効果の高い発泡樹脂複合構造体を製造することができる。 (23) Antistatic agents include poly (oxyethylene) alkylamine, poly (oxyethylene) alkylamide, poly (oxyethylene) alkyl ether, poly (oxyethylene) alkylphenyl ether, glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester Nonionic antistatic agents such as alkyl sulfonates, alkylbenzene sulfonates, alkyl sulfates, alkyl phosphates, and other anionic antistatic agents; quaternary ammonium chlorides, quaternary ammonium sulfates, quaternary ammonium nitrates, and other cationic systems Antistatic agents; amphoteric antistatic agents such as alkylbetaine type, alkylimidazoline type, and alkylalanine type; conductive resins such as polyvinylbenzyl type cation and polyacrylic acid type cation Can be used. A foamed resin composite structure having a high antistatic effect can be produced by mixing at least one of these with, for example, an epoxy resin, allowing it to penetrate into the voids of the base material and curing.
(24)弾性微粒子としては、アクリルビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリプロピレンビーズなどを用いることができる。これらの少なくとも１つを母材の空隙内に収容することにより、弾性の高い発泡樹脂複合構造体を製造することができる。 (24) As the elastic fine particles, acrylic beads, polyethylene beads, polypropylene beads and the like can be used. By accommodating at least one of these in the gap of the base material, a highly elastic foamed resin composite structure can be manufactured.
(25)シェルにエポキシオリゴマーを内包することにより、マイクロカプセルからなる物質を低粘度の水系エマルションとして取り扱うことができる。そして、その物質を母材の空隙内に収容してから加熱してマイクロカプセルのシェルを溶解し、シェル内のエポキシオリゴマーをバインダー樹脂などと架橋反応させることもできる。ここで、マイクロカプセルとは、直径がナノメートルからミリメートルの間の微小な容器であり、閉じ込められる物質（芯物質、コア）とそれを取り囲む物質（壁材、シェル）から構成される。
この製造方法によれば、反応硬化物はエポキシオリゴマーの特長を活かした密着性、硬度、耐水性に優れた物性を示すため、母材の物性を優れた物性に変化させることができる。また、空気に触れてからの経過時間が所定時間を超えると割れたり溶解するシェルに芳香剤をコアとして収容したマイクロカプセルを母材の空隙内に収容することもできる。この製造方法によれば、母材に芳香性を持たせることができる。(25) By encapsulating the epoxy oligomer in the shell, a substance composed of microcapsules can be handled as a low-viscosity aqueous emulsion. The substance can be accommodated in the voids of the base material and heated to dissolve the shell of the microcapsule, and the epoxy oligomer in the shell can be cross-linked with a binder resin or the like. Here, the microcapsule is a minute container having a diameter between nanometers and millimeters, and is composed of a confined substance (core substance, core) and a substance surrounding the substance (wall material, shell).
According to this production method, the reaction cured product exhibits physical properties excellent in adhesion, hardness, and water resistance utilizing the features of the epoxy oligomer, so that the physical properties of the base material can be changed to excellent physical properties. Moreover, the microcapsule which accommodated the fragrance | flavor as a core in the shell which cracks or melt | dissolves when the elapsed time after touching air exceeds predetermined time can also be accommodated in the space | gap of a base material. According to this manufacturing method, the base material can be made aromatic.
(26)電子線や紫外線（光開始剤が必要）を照射することにより、ラジカル重合を起こして硬化する樹脂を母材の空隙内に収容することもできる。この製造方法によれば、樹脂を常温で扱うことができるため、生産性を高めることができる。 (26) By irradiating an electron beam or ultraviolet rays (requires a photoinitiator), a resin that undergoes radical polymerization and cures can be accommodated in the voids of the base material. According to this manufacturing method, since the resin can be handled at room temperature, productivity can be improved.
(27)着色水や塗料を母材の空隙に浸透させることにより、母材の表面に新たな色の模様が現れることにより、新たなデザインを創作することもできる。 (27) A new design can be created by infiltrating colored water or paint into the voids of the base material, so that a new color pattern appears on the surface of the base material.
(28)反射塗料、夜光塗料、蓄光塗料、蛍光塗料、防カビ塗料、抗菌塗料、脱臭、消臭塗料、光触媒塗料、結露防止用塗料、防虫塗料、導電性塗料、電気絶縁塗料、帯電防止用塗料、電磁波遮蔽用塗料、防火塗料、防音塗料、遮音塗料、制振塗料、耐熱塗料、遮熱塗料、、示温塗料、感圧塗料、応力解析塗料、冷凍庫パレット用塗料、船用塗料、重防食用塗料、魚網防汚塗料、グラファイト塗料、床用塗料、屋根用塗料、弾性塗料、瓦用塗料、皮革用塗料、コールタール、天然漆、クラッキングエナメル、パール調塗料、メタリック調塗料などの各種の塗料を母材の空隙に浸透させることもできる。 (28) Reflective paint, luminous paint, phosphorescent paint, fluorescent paint, antifungal paint, antibacterial paint, deodorant, deodorant paint, photocatalyst paint, anti-condensation paint, insect-proof paint, conductive paint, electrically insulating paint, antistatic Paint, Electromagnetic wave shielding paint, Fireproof paint, Soundproof paint, Sound insulation paint, Damping paint, Heat resistant paint, Thermal insulation paint, Temperature paint, Pressure sensitive paint, Stress analysis paint, Freezer pallet paint, Ship paint, Heavy corrosion protection Various paints such as paint, fishnet antifouling paint, graphite paint, floor paint, roof paint, elastic paint, tile paint, leather paint, coal tar, natural lacquer, cracking enamel, pearl paint, metallic paint Can penetrate into the voids of the base material.
(29)母材の空隙に収容する物質は、流動体に限定されるものではなく、半流動体、粉状体、粒状体などの性状の物質でもよい。 (29) The substance accommodated in the voids of the base material is not limited to a fluid, and may be a substance having a property such as a semi-fluid, a powder, or a granule.
(30)前述の各実施形態において使用した製造装置および製造方法は、一例であり、本発明の目的を逸脱しない限り、製造装置および製造方法を変更することができる。 (30) The manufacturing apparatus and the manufacturing method used in each of the above-described embodiments are examples, and the manufacturing apparatus and the manufacturing method can be changed without departing from the object of the present invention.
１０，２０，３０，４０，９０・・製造装置、１１，２１，９１・・真空ボックス、
１２，２２，３２，４２，５０・・母材、１４，４４・・蓋、４１ａ・・排気口、
５１・・発泡セル、５２・・空隙、５３・・エポキシ樹脂、７０・・真空ポンプ、
８０・・エアポンプ、９１ｂ・・吸引口。10, 20, 30, 40, 90 ... Manufacturing equipment, 11, 21, 91 ... Vacuum box,
12, 22, 32, 42, 50 ... Base material, 14, 44 ... Lid, 41a ... Exhaust port,
51 .. Foam cell, 52 .. Air gap, 53 .. Epoxy resin, 70 .. Vacuum pump,
80 ... Air pump, 91b ... Suction port.
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡ビーズを加熱発泡させて成型され、かつ、発泡セル間の空隙率が０．２〜７％の発泡樹脂成型体からなる母材と、
粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ、前記母材の一の面と他の面とに連通している空隙に充填可能であり、かつ、付加重合により生成され、かつ、前記母材を溶解しない流動性の樹脂と、
排気口が設けられ、前記母材を収容する容器と、
前記排気口に接続された真空ポンプとを用意し、
前記母材に前記樹脂を塗布する工程と、
前記母材を前記容器に収容する工程と、
前記樹脂が塗布された母材が前記容器に収容された状態で前記真空ポンプを作動させ、前記塗布された樹脂を前記母材の空隙に浸透させる工程と、
前記母材に浸透した樹脂を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項２】
発泡ビーズを加熱発泡させて成型され、かつ、発泡セル間の空隙率が０．２〜７％の発泡樹脂成型体からなる円柱形状の母材であって、一方の端面から中心軸に沿って内部まで達し、他方の端面には貫通していない挿入口が形成された母材と、
粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ、前記母材の一の面と他の面とに連通している空隙に充填可能であり、かつ、付加重合により生成され、かつ、前記母材を溶解しない流動性の樹脂と、
前記挿入口に挿入する筒状部材であって、その内部空間と連通する複数の吸気口が貫通形成された筒状部材と、
前記筒状部材の一端に接続された真空ポンプとを用意し、
前記母材の外壁に前記樹脂を塗布する工程と、
前記筒状部材の他端を前記母材の挿入口に挿入する工程と、
前記真空ポンプを作動させ、前記塗布された樹脂を前記母材の空隙に浸透させる工程と、
前記母材に浸透した樹脂を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項３】
透光性材料によって形成された窓が前記容器に設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項４】
前記母材に塗布された樹脂の表面をフィルムで覆う工程を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項５】
前記流動性の樹脂は溶剤を含まないものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項６】
前記流動性の樹脂はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法。
[Claims]
[Claim 1]
A base material made of a foamed resin molded body, which is molded by heating and foaming foam beads, and the porosity between the foam cells is 0.2 to 7%;
Viscosity is 2000 mPa · s or less, and can be filled in a gap communicating with one surface of the base material and the other surface, is generated by addition polymerization, and dissolves the base material Not flowable resin,
A container provided with an exhaust port and containing the base material;
Prepare a vacuum pump connected to the exhaust port,
Applying the resin to the base material;
Storing the base material in the container;
Operating the vacuum pump in a state where the base material coated with the resin is accommodated in the container, and infiltrating the coated resin into the gap of the base material;
Curing the resin that has penetrated the base material;
A method for producing a foamed resin composite structure , comprising:
[Claim 2]
A cylindrical base material formed from a foamed resin molded body formed by heating and foaming foam beads and having a porosity of 0.2 to 7% between the foam cells, and extending from one end surface along the central axis A base material in which an insertion port that reaches the inside and does not penetrate the other end surface is formed;
Viscosity is 2000 mPa · s or less, and can be filled in a gap communicating with one surface of the base material and the other surface, is generated by addition polymerization, and dissolves the base material Not flowable resin,
A cylindrical member to be inserted into the insertion port, and a cylindrical member in which a plurality of intake ports communicating with the internal space are formed,
Prepare a vacuum pump connected to one end of the cylindrical member,
Applying the resin to the outer wall of the base material;
Inserting the other end of the cylindrical member into the insertion port of the base material;
Actuating the vacuum pump to infiltrate the applied resin into the voids of the base material;
Curing the resin that has penetrated the base material;
A method for producing a foamed resin composite structure , comprising:
[Claim 3]
Method for producing a foamed resin composite structure of
[Claim 4]
Method for producing a foamed resin composite structure according to
[Claim 5]
Method for producing a foamed resin composite structure according to the flowability of the resin is any one of
[Claim 6]
Method for producing a foamed resin composite structure according to the flowability of the resin is any one of
この発明は、発泡樹脂原料を発泡させて成型した発泡樹脂成型体を母材とする発泡樹脂複合構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a foamed resin composite structure using a foamed resin molded body obtained by foaming a foamed resin raw material as a base material.
そこでこの発明は、軽量であるという特質を確保しながら、強度および防水性などの物性を変えたり、あるいは、新たな物性を加えたりすることができる発泡樹脂複合構造体の製造方法を実現することを目的とする。 Therefore, the present invention realizes a method for producing a foamed resin composite structure capable of changing physical properties such as strength and waterproofness or adding new physical properties while ensuring the property of being lightweight. With the goal.
この発明は、上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明では、発泡ビーズを加熱発泡させて成型され、かつ、発泡セル（５１）間の空隙率が０．２〜７％の発泡樹脂成型体からなる母材（１２，５０）と、粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ、前記母材の一の面（１２ｂ，５４）と他の面（１２ｃ，５５）とに連通している空隙（５２）に充填可能であり、かつ、付加重合により生成され、かつ、前記母材を溶解しない流動性の樹脂（５３）と、排気口（１１ｃ，９１ｃ）が設けられ、前記母材を収容する容器（１１，１４，９１，９２）と、前記排気口に接続された真空ポンプ（７０）とを用意し、前記母材に前記樹脂を塗布する工程と、前記母材を前記容器に収容する工程と、前記樹脂が塗布された母材が前記容器に収容された状態で前記真空ポンプを作動させ、前記塗布された樹脂を前記母材の空隙に浸透させる工程と、前記母材に浸透した樹脂を硬化させる工程と、を有することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造方法という技術的手段を用いる。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the foamed beads are molded by heating and foaming , and the porosity between the foamed cells (51) is 0.2. A base material ( 12,50 ) composed of -7 % foamed resin molding , a viscosity of 2000 mPa · s or less, and one side (12b, 54) and the other side (12c, 55) of the base material A fluid resin (53) that can be filled in the gap (52) communicating with the gas and is not formed by addition polymerization and that dissolves the base material, and an exhaust port (11c, 91c). Providing a container (11, 14, 91, 92) that is provided and containing the base material and a vacuum pump (70) connected to the exhaust port, and applying the resin to the base material; A step of accommodating the base material in the container; and a base coated with the resin. There is actuated the vacuum pump while being accommodated in the container, the steps of infiltrating the applied resin in voids of the base material, and curing the infiltrated resin to the base material, to have a The technical means called the manufacturing method of the characteristic foamed resin composite structure is used.
請求項２に記載の発明では、発泡ビーズを加熱発泡させて成型され、かつ、発泡セル（５１）間の空隙率が０．２〜７％の発泡樹脂成型体からなる円柱形状の母材（３２）であって、一方の端面から中心軸に沿って内部まで達し、他方の端面には貫通していない挿入口（３２ｄ）が形成された母材（３２）と、粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ、前記母材の一の面（３２ｂ）と他の面（３２ｃ）とに連通している空隙（５２）に充填可能であり、かつ、付加重合により生成され、かつ、前記母材を溶解しない流動性の樹脂（５３）と、前記挿入口に挿入する筒状部材（３４）であって、その内部空間と連通する複数の吸気口（３４ａ）が貫通形成された筒状部材と、前記筒状部材の一端に接続された真空ポンプ（７０）とを用意し、前記母材の外壁に前記樹脂を塗布する工程と、前記筒状部材の他端を前記母材の挿入口に挿入する工程と、前記真空ポンプを作動させ、前記塗布された樹脂を前記母材の空隙に浸透させる工程と、前記母材に浸透した樹脂を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造方法という技術的手段を用いる。
In the invention according to
A technical means of a method for producing a foamed resin composite structure characterized by having
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、透光性材料によって形成された窓（１４ｂ）が前記容器（１１，１４）に設けられてなるという技術的手段を用いる。 According to a third aspect of the present invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to the first aspect, a window (14b) formed of a translucent material is provided in the container (11, 14). The technical means is used.
請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記母材（５０）に塗布された樹脂の表面をフィルム（９３）で覆う工程を有するという技術的手段を用いる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to the first or second aspect, the step of covering the surface of the resin applied to the base material (50) with a film (93). The technical means of having
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記流動性の樹脂（５３）は溶剤を含まないものであるという技術的手段を用いる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to any one of the first to fourth aspects, the fluid resin (53) does not contain a solvent. The technical means is used.
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記流動性の樹脂（５３）はエポキシ樹脂であるという技術的手段を用いる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the method for producing a foamed resin composite structure according to any one of the first to fifth aspects, the flowable resin (53) is an epoxy resin. Use means.
請求項１ないし請求項５に記載の流動性の樹脂として、触媒により物性が変化するものを用いることもできる。
例えば、触媒を付与しない状態では流動性を示し、触媒を付与すると硬化する樹脂であれば、その樹脂を流動状態に保持した状態で母材の空隙に収容し、空隙内の樹脂に触媒を付与することにより、空隙内の樹脂を硬化させることができる。
As
For example, if the resin shows fluidity when no catalyst is applied, and is a resin that cures when the catalyst is applied, the resin is held in a fluidized state while the resin is held in a fluid state, and the catalyst is applied to the resin in the void. By doing so, the resin in the voids can be cured.
請求項１ないし請求項５に記載の流動性の樹脂として、導電性を有するものを用いることもできる。
つまり、その樹脂を母材の空隙内に収容することにより、母材に導電性を持たせることができる。
例えば、所定温度を超えると硬化する流動性の樹脂、あるいは、触媒を付与すると硬化する流動性の樹脂に導電性材料を混合し、それを母材の空隙内に収容した後に、空隙内の樹脂を硬化させることにより、母材に導電性を持たせることができる。
As
That is, the base material can be made conductive by accommodating the resin in the gap of the base material.
For example, a fluid resin that hardens when a predetermined temperature is exceeded, or a conductive material that is mixed with a fluid resin that cures when a catalyst is applied, and the resin is contained in the gap of the base material. The base material can be made conductive by curing.
請求項１ないし請求項５に記載の流動性の樹脂として、磁性体を含有するものを用いることもできる。
つまり、その樹脂を母材の空隙内に収容することにより、母材に磁性を持たせることができる。
例えば、所定温度を超えると硬化する流動性の樹脂、あるいは、触媒を付与すると硬化する流動性の樹脂に磁性材料を混合し、それを母材の空隙内に収容した後に、空隙内の樹脂を硬化させることにより、母材に磁性を持たせることができる。
As the fluidity of the resin according to
That is, the base material can be magnetized by accommodating the resin in the gap of the base material.
For example, a magnetic material is mixed with a fluid resin that cures when a predetermined temperature is exceeded, or a fluid resin that cures when a catalyst is applied, and the resin is contained in the void of the base material. By curing, the base material can be magnetized.
請求項１ないし請求項５に記載の流動性の樹脂として、薬剤を含有するものを用いることもできる。
つまり、その樹脂を母材の空隙内に収容することにより、母材に薬剤による効果を持たせることができる。
例えば、抗菌剤を樹脂に含有させることにより、母材に抗菌効果を持たせることができる。また、防カビ剤を樹脂に含有させることにより、母材に防カビ効果を持たせることができる。
As the fluidity of the resin according to
That is, by accommodating the resin in the gap of the base material, the base material can have an effect of a medicine.
For example, an antibacterial effect can be given to the base material by including an antibacterial agent in the resin. Further, by adding a fungicide to the resin, the base material can have a fungicide effect.
請求項１ないし請求項５に記載の流動性の樹脂に代えて、マイクロカプセルを用いることもできる。
つまり、マイクロカプセルを母材の空隙内に収容することにより、母材にマイクロカプセルによる効果を持たせることができる。
例えば、マイクロカプセルの外殻を構成するシェル（壁材）として、外気温度が所定温度を超えると亀裂の入る性質のシェルを使用し、そのシェルに芳香剤をコア（芯物質）として内包する。そして、そのマイクロカプセルを母材の空隙内に収容することにより、外気温度が所定温度を超えると空隙内のマイクロカプセルに亀裂が入り、芳香剤を外気中に放出することができる。
また、シェルに内包する物質は、抗菌剤、防カビ剤などの薬剤でもよい。
上記の「マイクロカプセル」とは、直径がナノメートルからミリメートルの間の微小な容器のことをいう。また、マイクロカプセルには、密閉型および多孔型のものを含む。
Instead of the fluid resin described in
That is, by accommodating the microcapsules in the gaps of the base material, the base material can have the effect of the microcapsules.
For example, as a shell (wall material) constituting an outer shell of a microcapsule, a shell having a property of cracking when an outside air temperature exceeds a predetermined temperature is used, and a fragrance is included in the shell as a core (core material). And by accommodating the microcapsule in the gap of the base material, when the outside air temperature exceeds a predetermined temperature, the microcapsule in the gap is cracked and the fragrance can be released into the outside air.
The substance contained in the shell may be a drug such as an antibacterial agent or an antifungal agent.
The above-mentioned “microcapsule” refers to a minute container having a diameter of between nanometers and millimeters. Microcapsules include sealed and porous types.
請求項１ないし請求項５に記載の発泡樹脂複合構造体の製造方法において、前記母材（１２，５０）の特定の領域に形成された空隙（５２）に前記樹脂（５３）が収容されたという技術的手段を用いることもできる。
つまり、母材の特定の領域に形成された空隙に前記樹脂が収容されているため、母材の特定の領域の物性を変えたり、あるいは、本来の特性に新たな物性を加えることができる。
例えば、母材の特定の領域の強度を他の領域よりも高くしたい場合に、その特定の領域における空隙内に熱硬化性樹脂を収容することにより、その特定の領域の強度を他の領域よりも高くすることができる。
In the manufacturing method of the foamed resin composite structure according to any one of
That is, since the resin is accommodated in the void formed in a specific region of the base material, the physical property of the specific region of the base material can be changed, or a new physical property can be added to the original characteristics.
For example, when the strength of a specific region of the base material is desired to be higher than that of another region, the strength of the specific region is made higher than that of the other region by accommodating a thermosetting resin in the gap in the specific region. Can also be high.
前記流動性のエポキシ樹脂を母材の空隙に浸透させる工程において、エポキシ樹脂が前記母材の一の面を覆った状態にし、さらに、母材に浸透したエポキシ樹脂を硬化させる工程において、前記一の面を覆ったエポキシ樹脂を硬化させ、その硬化したエポキシ樹脂により形成された膜を前記一の面に形成する技術的手段を用いることもできる。
これによれば、母材の一の面からの透水および透湿を防止することができる。また、エポキシ樹脂の膜を母材の一の面に貼着する工程が不要であるため、その分、発泡樹脂複合構造体の製造工程を短縮することができる。
In the step of allowing the fluid epoxy resin to penetrate into the voids of the base material, the epoxy resin covers one surface of the base material, and further, the step of curing the epoxy resin that has penetrated the base material, It is also possible to use technical means for curing the epoxy resin covering the surface and forming a film formed of the cured epoxy resin on the one surface .
According to this, water permeation and moisture permeation from one surface of the base material can be prevented. Moreover, since the process of sticking the epoxy resin film to one surface of the base material is unnecessary, the manufacturing process of the foamed resin composite structure can be shortened accordingly.
［発明の効果］
（請求項１に係る発明の効果）
請求項１に係る発泡樹脂複合構造体の製造方法によって製造された発泡樹脂複合構造体は、その母材を組成している発泡セル間に形成された空隙に樹脂が収容されてなるため、発泡樹脂成型体の軽量であるという特質を確保しながら、その物性を変えることができる。
つまり、従来は、一旦成型された発泡樹脂成型体の物性を変えたりすることができなかったが、発泡樹脂成型体の母材を組成している発泡セル間に樹脂を収容することにより、発泡樹脂成型体の軽量であるという特質を確保しながら、その物性を変えることができる。
また、樹脂を母材の空隙内に収容しても、母材の重量から増加の少ない発泡樹脂複合構造体を製造することができる。
さらに、樹脂は、付加重合により生成され、かつ、母材を溶解しないものであるため、比較的生成が容易であり、母材の空隙内に収容しても母材を変形させるおそれがない。
例えば、請求項６に記載のエポキシ樹脂は、グラフト重合前のプレポリマーと硬化剤を混合することにより付加重合されて生成される。また、エポキシ樹脂は、プレポリマーの組成と硬化剤の種類との組み合わせで物性が多様に変化するため、その組合せを変えることにより、母材の物性を変えることができる。さらに、エポキシ樹脂は、母材を組成している発泡セル間に形成された空隙に収容しても、その空隙を溶解しないため、母材が変形するおそれがない。
さらに、母材の空隙率を０．２〜７％にすることにより、母材の物性をより一層大きく変えることができる。
なお、上記の「物性」とは、物質の示す巨視的性質および微視的性質を含む意味である。例えば、物質の機械的・電気的・光学的・熱的・磁気的などの性質を含む。具体的には、圧縮強度、曲げ強度、引張強度、耐衝撃性などの機械的強度、重量、比重、弾性、あるいは、吸水性、透湿性、防水性、磁性、あるいは、電気抵抗、誘電率などの電気的特性、熱伝導率、熱抵抗、断熱性などの性質を含む。さらには、芳香性、防錆性、防カビ性、防虫性、光の透過率などの性質を含み、光沢、模様、色彩などの意匠的性質をも含む。
[The invention's effect]
(Effect of the invention according to claim 1)
The foamed resin composite structure produced by the method for producing a foamed resin composite structure according to
In other words, conventionally, the physical properties of the once molded foamed resin molded body could not be changed, but by placing the resin between the foamed cells composing the base material of the foamed resin molded body, foaming is possible. It is possible to change the physical properties of the resin molded body while ensuring the characteristic of being lightweight.
Moreover, even if the resin is accommodated in the gap of the base material, it is possible to manufacture a foamed resin composite structure that increases little from the weight of the base material.
Furthermore, since the resin is produced by addition polymerization and does not dissolve the base material, it is relatively easy to produce and there is no possibility of deforming the base material even if it is accommodated in the gap of the base material.
For example, the epoxy resin according to
Furthermore, by setting the porosity of the base material to 0.2 to 7%, the physical properties of the base material can be further greatly changed.
The above-mentioned “physical properties” mean to include macroscopic properties and microscopic properties exhibited by a substance. For example, it includes the mechanical, electrical, optical, thermal, and magnetic properties of materials. Specifically, mechanical strength such as compressive strength, bending strength, tensile strength, impact resistance, weight, specific gravity, elasticity, water absorption, moisture permeability, waterproofness, magnetism, electrical resistance, dielectric constant, etc. Including properties such as electrical properties, thermal conductivity, thermal resistance, and heat insulation. Furthermore, it includes properties such as fragrance, rust resistance, mold resistance, insect repellency, and light transmittance, and also includes design properties such as gloss, pattern, and color.
（請求項４に係る発明の効果）
母材に塗布された樹脂の表面をフィルムで覆うため、母材の一の面における圧力差を均等にすることができるので、樹脂を均等に各空隙内に収容することができる。
(Effect of the invention according to claim 4)
Since the surface of the resin applied to the base material is covered with a film, the pressure difference on one surface of the base material can be made uniform, so that the resin can be uniformly accommodated in each gap .
（請求項６に係る発明の効果）
流動性の樹脂は、エポキシ樹脂であるため、そのエポキシ樹脂を母材の空隙内に収容した後に、空隙内のエポキシ樹脂を硬化させることにより、母材の強度よりも機械的強度が高く、かつ、透水性および透湿性が低い発泡樹脂複合構造体を製造することができる。
また、エポキシ樹脂は、熱硬化性樹脂であるため、硬化前の流動状態のエポキシ樹脂を母材の空隙内に収容し、その後、空隙内の物質を加熱して硬化させることができる。
従って、母材の強度よりも強度の高い発泡樹脂複合構造体を製造することができる。
(Effect of the invention according to claim 6)
Since the fluid resin is an epoxy resin, after the epoxy resin is accommodated in the gap of the base material, the epoxy resin in the gap is cured, so that the mechanical strength is higher than the strength of the base material, and A foamed resin composite structure having low water permeability and moisture permeability can be produced .
Further, since the epoxy resin is a thermosetting resin, the epoxy resin in a fluidized state before curing can be accommodated in the voids of the base material, and then the substance in the voids can be heated and cured.
Accordingly, it is possible to produce a foamed resin composite structure having a strength higher than that of the base material.
（製造装置の構成）
製造装置の構成について説明する。
製造装置９０は、真空ポンプ７０と、真空ボックス９１と、固定枠９２と、フィルム９３とを備える。真空ボックス９１は、箱状に形成されており、その内部は空洞になっている。真空ボックス９１の上面９１ａには、内部の空間に連通する複数の吸引口９１ｂが上下方向に貫通形成されている。吸引口９１ｂは、上面９１ａの上に密着される発泡樹脂成型体（以下、母材という）５０の下面に対して均等に配置されている。真空ボックス９１の側面には、内部の空間に連通する排気口９１ｃが貫通形成されている。排気口９１ｃは、接続ホース（図示せず）によって真空ポンプ７０と接続されている。
(Configuration of manufacturing equipment)
The configuration of the manufacturing apparatus will be described.
The
固定枠９２は、母材５０を嵌め込むための部材である。固定枠９２は枠状に形成されており、母材５０を嵌め込むための空間が形成されている。固定枠９２の底面の周縁は、真空ボックス９１の上面９１ａの周縁と合致する形成に形成されている。固定枠９２は、真空ボックス９１の上面９１ａの上に密着させて配置される。固定枠９２は、母材５０よりも厚く形成されている。
つまり、図１(b)に示すように、真空ボックス９１の上に配置された固定枠９２に母材５０を嵌め込み、母材５０の下面を真空ボックス９１の上面９１ａに密着させたときに、母材５０の上面５４と、固定枠９２の上方の開口面９２ａとの間に空間９２ｂが形成されるようになっている。その空間９２ｂには、母材５０に浸透させる流動状態のエポキシ樹脂が注がれる。
The fixed
That is, as shown in FIG. 1B, when the
フィルム９３は、空間９２ｂに充填されたエポキシ樹脂の表面に乗せられる。フィルム９３は、真空ポンプ７０により、母材５０の表面が減圧されるときに、母材５０の表面が均等に減圧されるようにするためのものである。
The film 93 is placed on the surface of the epoxy resin filled in the space 92b. The film 93 is used to uniformly depressurize the surface of the
そして、エポキシ樹脂が母材３２に十分浸透する時間が経過したところで、母材３２から筒状部材３４を抜き取り、母材３２を所定時間放置し、母材３２に浸透したエポキシ樹脂を硬化させる（工程４）。なお、加熱により硬化が促進される性質のエポキシ樹脂を用いる場合は、母材３２を加熱し、空隙内のエポキシ樹脂の硬化時間を短縮することもできる。
Then, when a sufficient time has passed for the epoxy resin to penetrate into the
また、発泡倍率20倍、38倍および60倍の３種類の試験片をそれぞれＡ〜Ｆの６個ずつ作成した。また、エポキシ樹脂を浸透させる前の各試験片の外寸(mm)（奥行きＬ、幅Ｗおよび厚さＨ）、重量(g)、比重(g/l)および空隙率（％）を計測し、エポキシ樹脂を浸透させた後の各試験片の外寸、重量、比重およびエポキシ樹脂浸透量(g)を計測した。図１２は、軟性エポキシ樹脂の浸透前後の各計測データを示し、図１３は、剛性エポキシ樹脂の浸透前後の各計測データを示す。 Further, six test pieces A to F were prepared, each having three types of foaming ratios of 20 times, 38 times and 60 times. Also, measure the outer dimensions (mm) (depth L, width W and thickness H), weight (g), specific gravity (g / l) and porosity (%) of each test piece before infiltrating the epoxy resin. The outer dimensions, weight, specific gravity, and epoxy resin permeation amount (g) of each test piece after impregnation with the epoxy resin were measured. FIG. 12 shows the measurement data before and after the penetration of the soft epoxy resin, and FIG. 13 shows the measurement data before and after the penetration of the rigid epoxy resin.
＜参考例１＞
次に、参考例１について説明する。この参考例１の製造装置は、エアポンプを用いてエポキシ樹脂を加圧することにより、エポキシ樹脂を母材に浸透させることを特徴とする。図５は、この参考例１に係る製造装置の説明図であり、(a)は製造装置の構造を示す斜視図、(b)は製造装置の縦断面図である。
< Reference Example 1 >
Next, Reference Example 1 will be described. The manufacturing apparatus of Reference Example 1 is characterized in that an epoxy resin is infiltrated into a base material by pressurizing the epoxy resin using an air pump. 5A and 5B are explanatory diagrams of the manufacturing apparatus according to the reference example 1. FIG. 5A is a perspective view showing the structure of the manufacturing apparatus, and FIG. 5B is a longitudinal sectional view of the manufacturing apparatus.
＜参考例２＞
母材を流動状態のエポキシ樹脂に浸漬し、毛管現象を利用してエポキシ樹脂を母材の空隙に浸透させることもできる。例えば、図１に示した製造装置を使用し、固定枠９２に充填されたエポキシ樹脂の中に母材５０を浸漬する。そして、エポキシ樹脂が母材５０の空隙内に充分浸透した時間になったときに母材５０を固定枠９２から取出して所定時間放置し、エポキシ樹脂を硬化させる。なお、加熱により硬化が促進される性質のエポキシ樹脂を用いる場合は、母材５０を加熱し、空隙内のエポキシ樹脂の硬化時間を短縮することもできる。
< Reference Example 2 >
The base material was immersed in an epoxy resin in a fluid state, the epoxy resin may be infiltrated into the void of the base material by utilizing the capillary phenomenon. For example, using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the
(25)参考例として、マイクロカプセルを母材の空隙内に収容することにより、母材にマイクロカプセルによる効果を持たせることができる。ここで、マイクロカプセルとは、直径がナノメートルからミリメートルの間の微小な容器であり、閉じ込められる物質（芯物質、コア）とそれを取り囲む物質（壁材、シェル）から構成される。また、マイクロカプセルには、密閉型および多孔型のものを含む。
例えば、マイクロカプセルの外殻を構成するシェル（壁材）として、外気温度が所定温度を超えると亀裂の入る性質のシェルを使用し、そのシェルに芳香剤をコア（芯物質）として内包する。そして、そのマイクロカプセルを母材の空隙内に収容することにより、外気温度が所定温度を超えると空隙内のマイクロカプセルに亀裂が入り、芳香剤を外気中に放出することができる。
また、シェルにエポキシオリゴマーを内包することにより、マイクロカプセルからなる物質を低粘度の水系エマルションとして取り扱うことができる。そして、その物質を母材の空隙内に収容してから加熱してマイクロカプセルのシェルを溶解し、シェル内のエポキシオリゴマーをバインダー樹脂などと架橋反応させることもできる。
この製造方法によれば、反応硬化物はエポキシオリゴマーの特長を活かした密着性、硬度、耐水性に優れた物性を示すため、母材の物性を優れた物性に変化させることができる。また、空気に触れてからの経過時間が所定時間を超えると割れたり溶解するシェルに芳香剤をコアとして収容したマイクロカプセルを母材の空隙内に収容することもできる。この製造方法によれば、母材に芳香性を持たせることができる。
また、シェルに内包する物質は、抗菌剤、防カビ剤などの薬剤でもよい。
(25) As a reference example, by accommodating the microcapsules in the gaps of the base material, the base material can have the effect of the microcapsules. Here, the microcapsule is a minute container having a diameter between nanometers and millimeters, and is composed of a confined substance (core substance, core) and a substance surrounding the substance (wall material, shell). Microcapsules include sealed and porous types.
For example, as the shell (wall material) constituting the outer shell of the microcapsule, a shell having a property of cracking when the outside air temperature exceeds a predetermined temperature is used, and the fragrance is included in the shell as a core (core material). Then, by accommodating the microcapsules in the gap of the base material, when the outside air temperature exceeds a predetermined temperature, the microcapsules in the gap are cracked and the fragrance can be released into the outside air.
In addition, by encapsulating an epoxy oligomer in the shell, a substance composed of microcapsules can be handled as a low-viscosity aqueous emulsion. The substance can be accommodated in the voids of the base material and heated to dissolve the shell of the microcapsule, and the epoxy oligomer in the shell can be cross-linked with a binder resin or the like .
According to this production method, the reaction cured product exhibits physical properties excellent in adhesion, hardness, and water resistance utilizing the features of the epoxy oligomer, so that the physical properties of the base material can be changed to excellent physical properties. Moreover, the microcapsule which accommodated the fragrance | flavor as a core in the shell which cracks or melt | dissolves when the elapsed time after touching air exceeds predetermined time can also be accommodated in the space | gap of a base material. According to this manufacturing method, the base material can be made aromatic.
The substance contained in the shell may be a drug such as an antibacterial agent or an antifungal agent.
Claims (54)
前記一の面に前記物質が接触した母材を所定個所に固定するための第１の装置と、
前記母材の他の面における圧力の方が前記一の面における圧力よりも低くなるように前記一の面と前記他の面との間に圧力差を発生させるための第２の装置とを備えており、
前記第１の装置により前記一の面に前記物質が接触した状態の前記母材に対して前記第２の装置を作動させて前記物質を前記空隙に収容することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造装置。A void formed between foamed cells comprising a base material made of a foamed resin molded body formed by foaming a foamed resin raw material, and communicates with one surface of the base material and the other surface. A production apparatus for producing a foamed resin composite structure by containing a substance in a void,
A first device for fixing a base material in contact with the substance to the one surface at a predetermined position;
A second device for generating a pressure difference between the one surface and the other surface such that the pressure on the other surface of the base material is lower than the pressure on the one surface; Has
The foamed resin composite structure, wherein the second device is operated with respect to the base material in a state where the material is in contact with the one surface by the first device, and the material is accommodated in the gap. Body manufacturing equipment.
一の面に前記物質が接触した母材を所定個所に固定するための第１の装置と、
前記一の面に接触した物質を加圧することにより、前記物質を前記空隙に収容するための第２の装置とを備えており、
前記第１の装置により前記一の面に前記物質が接触した状態の前記母材に対して前記第２の装置を作動させて前記物質を前記空隙に収容することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造装置。A substance is accommodated in a void formed between foamed cells comprising a base material made of a foamed resin molded body formed by foaming a foamed resin raw material and communicating with one surface of the base material. A manufacturing apparatus for manufacturing a foamed resin composite structure,
A first device for fixing a base material in contact with the substance on one surface at a predetermined position;
A second device for containing the substance in the gap by pressurizing the substance in contact with the one surface;
The foamed resin composite structure, wherein the second device is operated with respect to the base material in a state where the material is in contact with the one surface by the first device, and the material is accommodated in the gap. Body manufacturing equipment.
前記母材を前記熱硬化性樹脂から取出し、前記空隙内に収容されている前記熱硬化性樹脂を硬化させる第２工程と、
を有することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造方法。A base material composed of a foamed resin molded body formed by foaming a foamed resin raw material is immersed in a thermosetting resin in a fluid state, and the heat is contained in a gap formed between the foamed cells composing the base material. A first step of containing a curable resin;
A second step of taking out the base material from the thermosetting resin and curing the thermosetting resin contained in the gap;
A method for producing a foamed resin composite structure, comprising:
前記母材の一の面に前記熱硬化性樹脂を配置する第１工程と、
前記熱硬化性樹脂の表面に前記フィルムを配置する第２工程と、
前記圧力差発生装置を作動させて前記熱硬化性樹脂を前記空隙に収容する第３工程と、
前記空隙に収容された前記熱硬化性樹脂を硬化させる第４工程と、
を有することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造方法。A base material composed of a foamed resin molded body formed by foaming a foamed resin raw material, and a gap formed between the foamed cells composing the base material, one side of the base material and the other side The one surface and the other such that the thermosetting resin in a fluid state that can be accommodated in the gap communicating with the first surface and the pressure on the other surface of the base material are lower than the pressure on the one surface. Prepare a pressure difference generator that generates a pressure difference between the surface and the film,
A first step of disposing the thermosetting resin on one surface of the base material;
A second step of disposing the film on the surface of the thermosetting resin;
A third step of actuating the pressure difference generator to accommodate the thermosetting resin in the gap;
A fourth step of curing the thermosetting resin accommodated in the gap;
A method for producing a foamed resin composite structure, comprising:
前記母材の一の面に前記熱硬化性樹脂を配置する第１工程と、
前記圧力差発生装置により、前記熱硬化性樹脂を前記空隙に収容し、かつ、前記熱硬化性樹脂が前記母材の一の面を覆った状態にする第２工程と、
前記空隙に収容された前記熱硬化性樹脂および前記一の面を覆った前記熱硬化性樹脂を硬化させ、前記硬化した熱硬化性樹脂により形成された膜を前記一の面に形成する第３工程と、
を有することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造方法。A base material composed of a foamed resin molded body formed by foaming a foamed resin raw material, and a gap formed between the foamed cells composing the base material, one side of the base material and the other side The one surface and the other such that the thermosetting resin in a fluid state that can be accommodated in the gap communicating with the first surface and the pressure on the other surface of the base material are lower than the pressure on the one surface. And a pressure difference generator that generates a pressure difference between
A first step of disposing the thermosetting resin on one surface of the base material;
A second step in which the thermosetting resin is accommodated in the gap by the pressure difference generating device, and the thermosetting resin covers one surface of the base material; and
The thermosetting resin accommodated in the gap and the thermosetting resin covering the one surface are cured, and a film formed of the cured thermosetting resin is formed on the one surface. Process,
A method for producing a foamed resin composite structure, comprising:
前記一の面に流動状態の熱硬化性樹脂が接触した母材を所定個所に固定するための第１の装置と、
前記他の面における圧力の方が前記一の面における圧力よりも低くなるように前記一の面と前記他の面との間に圧力差を発生させるための第２の装置とを備えており、
前記第１の装置により前記一の面に前記流動状態の熱硬化性樹脂が接触した状態の前記母材に対して前記第２の装置を作動させて前記流動状態の熱硬化性樹脂を前記空隙に収容することを特徴とする発泡樹脂複合構造体の製造装置。A void formed between foamed cells comprising a base material made of a foamed resin molded body formed by foaming a foamed resin raw material, and communicates with one surface of the base material and the other surface. A production apparatus for producing a foamed resin composite structure by containing a thermosetting resin in a gap,
A first device for fixing the base material in contact with the fluid thermosetting resin on the one surface to a predetermined position;
And a second device for generating a pressure difference between the one surface and the other surface such that the pressure on the other surface is lower than the pressure on the one surface. ,
The first device is operated on the base material in a state where the fluid thermosetting resin is in contact with the one surface by the first device, so that the fluid thermosetting resin is removed from the gap. An apparatus for producing a foamed resin composite structure, which is housed in
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