JP2023137630A - 樹脂複合体 - Google Patents
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Abstract
Description
芯材と、該芯材を覆う表面材とを含み、
前記芯材が樹脂発泡体で構成され、
前記表面材が、樹脂と繊維とを含むシート状の繊維強化樹脂材で構成された繊維強化樹脂層を含んでいる樹脂複合体であって、
長手方向と、該長手方向に直交する短手方向とを有する板状体であり、
前記長手方向での前記繊維強化樹脂層の引張弾性率をEw(GPa)とし、
前記短手方向での前記繊維強化樹脂層の引張弾性率をEh(GPa)とし、
前記長手方向での前記芯材の引張弾性率をEf(MPa)とし、
前記芯材の見掛け密度をD(kg/m3)とした場合に、
下記式(1)、(2)、及び、(3)の全てを満たす、樹脂複合体を提供する。
6 ≦ (Ew/Eh) ≦ 20 ・・・(1)
70 ≦ Ew ・・・(2)
0.5 ≦ (Ef/D) ≦ 1.5 ・・・(3)
6 ≦ (Ew/Eh) ≦ 20 ・・・(1)
70 ≦ Ew ・・・(2)
1.5 ≦ (Lw/Lh) ・・・(a)
0.1 ≦ (Lt/Lw) ・・・(b)
0.5 ≦ (Ef/D) ≦ 1.5 ・・・(3)
エン酸トリブチル、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル等が挙げられる。
80% ≦ (S1/S0)×100% ・・・(X1)
85% ≦ (S1/S0)×100% ・・・(X2)
90% ≦ (S1/S0)×100% ・・・(X3)
5% ≦ (S2/S0)×100% ・・・(X4)
10% ≦ (S2/S0)×100% ・・・(X5)
20% ≦ (S2/S0)×100% ・・・(X6)
一方向に引き揃えられた炭素繊維からなる基材シートに、未硬化のエポキシ樹脂が32質量%含侵されている繊維強化樹脂材(厚さ:0.22mm、目付:280g/m2、三菱ケミカル社製「ダイヤリードプリプレグ HYEJ28M80QD」、表1の「繊維強化樹脂材1」)を任意の寸法(2450mm×525mm)に切り出し、4枚用意した。その際、繊維が引き揃えられた方向が長手となるように繊維強化樹脂材を切り出した。
(メタ)アクリル酸エステル(A)、(メタ)アクリル酸(B)、スチレン(C)、などのモノマーと発泡剤(尿素)とを含むモノマー溶液を塊状重合して得られた重合体を加熱・発泡することで得られた塊状発泡成形体から切り出した板状の樹脂発泡体(樹脂発泡体1)を用意した。
樹脂発泡体1(FB1)(アクリル系樹脂発泡体、寸法:2450mm×525mm、厚み:39.4mm、積水化成品工業社製「フォーマックS#2000」、見掛け密度:56kg/m3)、及び常温硬化型接着剤として、エポキシ樹脂(ナガセエレックス社製「EPOXY RESIN AW136N」)と硬化剤(ナガセエレックス社製「HARDENER HY994」)を用意した。秤量計にてエポキシ樹脂を227g、硬化剤を91g測り取り、それらを均一に混合してエポキシ接着剤(EPX)を調製した後に、繊維強化樹脂層1-1(FRP1-1)の片面にヘラを用いて厚みが均等になるように塗布した。繊維強化樹脂層1-2(FRP1-2)の片面にも同様の手法でエポキシ接着剤(EPX)を塗布した。エポキシ接着剤(EPX)を塗布した繊維強化樹脂層1-1(FRP1-1)、及び1-2(FRP1-2)で樹脂発泡体1(FB1)を挟みこみ、三次積層体(LB3)を作製した。次に、図7に示すように、アルミ板1(AL2-1)と離型フィルム(SP)とを用いて三次積層体(LB3)を挟みこみ、四次積層体(LB4)を作製した。はみ出した離型フィルム(SP)は、四次積層体(LB4)から過度に接着剤が流出することを抑制するために、マスキングテープで四次積層体(LB4)の側面に固定した。
(繊維強化樹脂層の厚み)
デジタルノギス(株式会社ミツトヨ社製、商品名「デジマチックキャリパ」)を使用して、長方形上の4辺の中点付近について測定し、平均値を算出した。
引張弾性率はJIS Z2241に準拠し測定した。すなわち引張弾性率は(株)島津製作所製「AG-100KNE型 オートグラフ引張試験機」を用いて測定した。試験片は、UD材の繊維方向を0°方向(樹脂複合体の長手方向)、繊維方向に直交する方向を90°方向(樹脂複合体の短手方向)とした場合、それぞれの方向に対して、ダンベル形JIS13B号で切り出した。それぞれの方向に対して、試験片の数は5個とした。試験片はJIS K 7100:1999の記号「23/50」、2級の標準雰囲気下で16時間かけて状態調節した後、測定に用いた。測定は同じ環境下で行、試験速度は1mm/minとした。得られたグラフより、傾きが最大となる荷重領域を設定し、前記万能試験機データ処理にて長手方向での繊維強化樹脂層の引張弾性率(Ew)と短手方向での繊維強化樹脂層の引張弾性率(Eh)とを求めた。
樹脂発泡体の厚さは、デジタルノギス(株式会社ミツトヨ社製、商品名「デジマチックキャリパ」)を使用して測定した。測定は、長方形上の4辺の中点付近について実施した。測定値を算術平均して樹脂発泡体の厚さを算出した。
樹脂発泡体の長手方向での引張弾性率はJIS K6767:1999に準拠し測定した。すなわち引張弾性率は、(株)島津製作所製「オートグラフ AG-X plus 100kN」万能試験機、(株)島津製作所製「TRAPEZIUM X」万能試験機データ処理を用いて測定した。試験片は、ダンベル形 タイプ1(ISO1798規定)、試験片の厚みは11mmで切り出した。試験片の数は5個とした。試験片はJIS K 7100:1999の記号「23/50」、2級の標準雰囲気下で16時間かけて状態調節した後、測定に用いた。測定は同じ環境下で行い、試験速度は500mm/min、つかみ具間隔は100mmとした。得られたグラフより、傾きが最大となる荷重領域を設定し、前記万能試験機データ処理にて引張弾性率を求めた。
見掛け密度は次式により算出した。
見掛け密度(kg/m3)=樹脂発泡体質量(kg)/ 樹脂発泡体寸法(m2)/ 樹脂発泡体厚さ(m)
樹脂複合体の厚さは、デジタルノギス(株式会社ミツトヨ社製、商品名「デジマチックキャリパ」)を使用して測定した。測定は、長方形上の4辺の中点付近について実施した。測定値を算術平均して樹脂複合体の厚さを算出した。
樹脂複合体のたわみ量は、インストロン社製「万能試験機5982型」を用いて測定した。試験片は、一方向繊維強化材の繊維方向(樹脂複合体の長手方向)を0°方向とした場合、0°方向が長手方向となるように、幅82mm×長さ920mm×厚さ41mmを切り出した。試験片の数は5個とした。試験片はJIS K 7100:1999の記号「23/50」、2級の標準雰囲気下で16時間かけて状態調節した後、測定に用いた。測定は同じ環境下で行、試験速度は5mm/minとした。加圧くさびおよび支点の先端部の半径は5Rとし、支点間距離は820mmとした。得られた荷重-変位曲線より、500Nの荷重を負荷した際のパネル中央のたわみ量を測定した。
樹脂複合体の見掛け密度は次式にて算出した。
樹脂複合体の見掛け密度(kg/m3)=樹脂発泡体質量(kg)/樹脂複合体体積(m3)
樹脂複合体のたわみ量が2.5mm以下、かつ樹脂複合体の見掛け密度が180kg/m3以下である樹脂複合体を曲げ剛性と軽量性とが良好であると判定した。
実施例2~6、比較例1、2の樹脂複合体は積層構成、樹脂発泡体を表2に示すように変更したのみで成形方法は実施例1と同様である。これらの樹脂複合体も実施例1と同様に評価した。結果を表2に併せて示す。尚、比較例1では、樹脂発泡体を変えたほかに、接着工程の温度を40℃、保持時間を8時間に変更した。
尚、実施例4での発泡体(樹脂発泡体2)は、実施例1での発泡体(樹脂発泡体1)と発泡倍率が異なるだけで同じアクリル系樹脂組成物で構成されたものである。
比較例1での発泡体(樹脂発泡体3)はポリスチレン樹脂製のビーズ発泡成形体である。
2:繊維強化樹脂層
20(21,22,23,24,25):繊維強化樹脂材
100:樹脂複合体
X:長手方向
Y:短手方向
Z:厚さ方向
Claims (5)
- 芯材と、該芯材を覆う表面材とを含み、
前記芯材が樹脂発泡体で構成され、
前記表面材が、樹脂と繊維とを含むシート状の繊維強化樹脂材で構成された繊維強化樹脂層を含んでいる樹脂複合体であって、
長手方向と、該長手方向に直交する短手方向とを有する板状体であり、
前記長手方向での前記繊維強化樹脂層の引張弾性率をEw(GPa)とし、
前記短手方向での前記繊維強化樹脂層の引張弾性率をEh(GPa)とし、
前記長手方向での前記芯材の引張弾性率をEf(MPa)とし、
前記芯材の見掛け密度をD(kg/m3)とした場合に、
下記式(1)、(2)、及び、(3)の全てを満たす、樹脂複合体。
6 ≦ (Ew/Eh) ≦ 20 ・・・(1)
70 ≦ Ew ・・・(2)
0.5 ≦ (Ef/D) ≦ 1.5 ・・・(3)
- 前記繊維がガラス繊維又は炭素繊維である請求項1記載の樹脂複合体。
- 厚さが0.40mm以上、2.00mm以下の前記繊維強化樹脂層を有する請求項1又は2記載の樹脂複合体。
- アクリル樹脂を含むアクリル樹脂組成物で前記樹脂発泡体が構成されている請求項1乃至3の何れか1項に記載の樹脂複合体。
- 前記芯材の見掛け密度が30kg/m3以上110kg/m3以下である請求項1乃至4の何れか1項に記載の樹脂複合体。
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