JP5777972B2 - Fiber-reinforced resin molded body and vehicle interior material using the same - Google Patents
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Description
本発明は、繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材に関し、具体的には繊維強化樹脂用シートと樹脂発泡体シートとを貼り合わせた繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fiber reinforced resin molded article and a vehicle interior material using the same, and specifically, a fiber reinforced resin molded article obtained by bonding a fiber reinforced resin sheet and a resin foam sheet, and a vehicle using the same. For interior materials.
プラスチックに強化繊維を混入した繊維強化プラスチックは、軽量で高強度であることから、自動車などの車両の車両用内装材などとして利用されている。繊維強化プラスチックとしては、例えばアラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維、ポリエステル繊維などの比較的融点の高い繊維を強化繊維とし、マトリックス樹脂としてエマルジョン樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを含侵、塗布した後、押し出し一体成形、フィルム貼り合わせ成形などにより得られた高強力シートが用いられている（特許文献１など）。 Fiber reinforced plastics, in which reinforced fibers are mixed into plastics, are used as vehicle interior materials for vehicles such as automobiles because they are lightweight and have high strength. As fiber reinforced plastics, for example, fibers with relatively high melting points such as aramid fibers, polyphenylene sulfide (PPS) fibers, and polyester fibers are used as reinforcing fibers, and emulsion resins, thermosetting resins, thermoplastic resins, etc. are impregnated as matrix resins. After application, a high-strength sheet obtained by integral extrusion molding, film lamination molding, or the like is used (Patent Document 1, etc.).
また、他の素材の特性を付与するため、繊維強化プラスチックと他の素材を複合させた成形体が提案されている。例えば、特許文献２には、発泡芯材と繊維強化プラスチック製の表皮層を有する繊維強化プラスチック構造体が提案されている。 Further, in order to impart the characteristics of other materials, a molded body in which fiber reinforced plastic and other materials are combined has been proposed. For example, Patent Document 2 proposes a fiber reinforced plastic structure having a foamed core material and a skin layer made of fiber reinforced plastic.
本発明者らは、上記繊維強化樹脂成形体を検討したところ、繊維強化プラスチックを、樹脂発泡体シートと貼りあわせて所定の形状の繊維強化樹脂成形体に圧縮成形する際に、繊維強化プラスチック中の強化繊維に起因して繊維強化樹脂成形体の表面にしわが発生するという問題が生じることを見出した。これは、強化繊維が連続繊維であるがゆえ圧縮成形により繊維が折れ曲がり又は座屈することと、樹脂発泡体シートに低密度シートを用いた際、シートが柔らかいためシワを抑えることができないことなどにより発生するのではないかと推測される。 The inventors of the present invention have studied the above-mentioned fiber reinforced resin molded body. When the fiber reinforced plastic is bonded to a resin foam sheet and compression-molded into a fiber reinforced resin molded body having a predetermined shape, It has been found that there is a problem that wrinkles are generated on the surface of the fiber-reinforced resin molded product due to the reinforcing fibers. This is because the reinforcing fiber is a continuous fiber, so that the fiber is bent or buckled by compression molding, and when a low density sheet is used for the resin foam sheet, the sheet is soft, so that wrinkles cannot be suppressed. It is speculated that it will occur.
本発明は、上記問題を解決するため、表面のしわの発生が低減された繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a fiber reinforced resin molded article in which generation of wrinkles on the surface is reduced and a vehicle interior material using the same.
本発明の繊維強化樹脂成形体は、繊維強化樹脂用シートと樹脂発泡体シートとを貼りあわせた繊維強化樹脂成形体であって、上記繊維強化樹脂用シートは、低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分を含む複合繊維で構成され、上記複合繊維が一方向に配列された一方向シートを１層以上含み、上記低融点ポリマー成分と上記高融点ポリマー成分は熱可塑性合成樹脂且つ同種のポリマーであり、上記繊維強化樹脂成形体において、上記低融点ポリマー成分はマトリックス樹脂となり、上記高融点ポリマー成分は強化繊維となり、上記樹脂発泡体シートは、密度が０．０１５〜０．０６ｇ／ｃｍ 3 であり、上記繊維強化樹脂用シートは、上記樹脂発泡体シートの両側の主面上にそれぞれ配置されており、少なくとも一方の上記繊維強化樹脂用シートの上記樹脂発泡体シートと接していない側の主面上に樹脂発泡体又は繊維集合体で構成された被覆層が設けられており、所定の形状に圧縮成形されている。 The fiber reinforced resin molded article of the present invention is a fiber reinforced resin molded article obtained by bonding a fiber reinforced resin sheet and a resin foam sheet, and the fiber reinforced resin sheet comprises a low melting point polymer component and a high melting point polymer. It is composed of a composite fiber containing components, and includes at least one unidirectional sheet in which the composite fibers are arranged in one direction. The low melting point polymer component and the high melting point polymer component are a thermoplastic synthetic resin and the same kind of polymer. In the fiber reinforced resin molded body, the low melting point polymer component is a matrix resin, the high melting point polymer component is a reinforcing fiber, and the resin foam sheet has a density of 0.015 to 0.06 g / cm 3 . the fiber-reinforced resin sheet is arranged on a main surface of both sides of the resin foam sheet, sheet for at least one of the fiber-reinforced resin DOO and the resin foam or fiber aggregate coating layer composed of a to the resin foam sheet and not in contact with the side of the main surface is provided, are compression molded into a predetermined shape.
本発明の車両用内装材は、上記繊維強化樹脂成形体で構成されている。 The vehicle interior material of the present invention is composed of the fiber reinforced resin molded body.
本発明は、繊維強化樹脂用シートと樹脂発泡体シートとを貼りあわせた繊維強化樹脂成形体において、上記繊維強化樹脂用シートの上記樹脂発泡体シートと接していない側の主面上に樹脂発泡体又は繊維集合体で構成された被覆層を設けることにより、表面のしわの発生を軽減させた繊維強化樹脂成形体を提供できる。特に、本発明の繊維強化樹脂成形体は、自動車などの車両用内装材、船舶の内装材、家屋の内装材などに好適なものとなる。 The present invention relates to a fiber reinforced resin molded body in which a fiber reinforced resin sheet and a resin foam sheet are bonded together, and a resin foam is formed on a main surface of the fiber reinforced resin sheet that is not in contact with the resin foam sheet. By providing a coating layer composed of a body or a fiber assembly, it is possible to provide a fiber-reinforced resin molded body in which the generation of wrinkles on the surface is reduced. In particular, the fiber-reinforced resin molded article of the present invention is suitable for interior materials for vehicles such as automobiles, interior materials for ships, interior materials for houses, and the like.
以下、図面などを参酌しながら、本発明の繊維強化樹脂成形体について詳細に説明する。 Hereinafter, the fiber-reinforced resin molded product of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の繊維強化樹脂成形体の模式的断面図である。本発明の繊維強化樹脂成形体１００において、樹脂発泡体シート２の両側の主面上に繊維強化樹脂用シート１（１ａ、１ｂ）がそれぞれ配置されており、繊維強化樹脂用シート１（１ａ）の樹脂発泡体シート１０と接していない側の主面上に被覆層３が設けられている。本発明において、「接する」又は「接している」とは、直接接している場合と、接着層などの他の層を介して接している場合とを含む。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a fiber-reinforced resin molded product of the present invention. In the fiber reinforced resin molded body 100 of the present invention, fiber reinforced resin sheets 1 (1a, 1b) are respectively disposed on the main surfaces on both sides of the resin foam sheet 2, and the fiber reinforced resin sheet 1 (1a). The coating layer 3 is provided on the main surface on the side not in contact with the resin foam sheet 10. In the present invention, “in contact” or “in contact” includes a case of direct contact and a case of contact through another layer such as an adhesive layer.
＜繊維強化樹脂用シート＞
上記繊維強化樹脂用シートは、低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分を含む複合繊維で構成されることが好ましい。本発明において、複合（コンジュゲート）繊維とは、例えば複数のポリマー成分を個別に紡糸口金まで導き、紡糸口金で一体化して押し出し、延伸して繊維としたものをいう。複合繊維の構造としては、例えば芯鞘構造、海島構造、サイドバイサイド構造などがあり、いかなる構造であっても良い。複合繊維はフィラメントヤーンでも良いし、高融点ポリマー成分からなる繊維と低融点成分からなる繊維を紡績した糸のようなものであっても良い。
<Fiber-reinforced resin sheet>
The fiber-reinforced resin sheet is preferably composed of a composite fiber including a low melting point polymer component and a high melting point polymer component. In the present invention, the composite (conjugate) fiber refers to, for example, a fiber in which a plurality of polymer components are individually guided to a spinneret, integrated and extruded by the spinneret, and drawn into a fiber. Examples of the structure of the composite fiber include a core-sheath structure, a sea-island structure, a side-by-side structure, and the like, and any structure may be used. The composite fiber may be a filament yarn, or may be a yarn obtained by spinning a fiber composed of a high melting point polymer component and a fiber composed of a low melting point component.
図２Ａ〜図２Ｃは、それぞれ上記複合繊維の一例の模式的断面図である。図２Ａは芯鞘構造の複合繊維の断面図であり、複合繊維１０は、芯成分１１である高融点ポリマーと、その周りの鞘成分１２である低融点ポリマーで構成されている。図２Ｂは海島構造の複合繊維の断面図であり、複合繊維１３は、複数本の島成分１４である高融点ポリマーと、その周りの海成分１５である低融点ポリマーで構成されている。図２Ｃも海島構造の複合繊維の断面図であり、複合繊維１６は、多数本の島成分１７である高融点ポリマーと、その周りの海成分１８である低融点ポリマーで構成されている。 2A to 2C are schematic cross-sectional views of examples of the composite fibers. FIG. 2A is a cross-sectional view of a composite fiber having a core-sheath structure, and the composite fiber 10 is composed of a high-melting point polymer that is a core component 11 and a low-melting point polymer that is a surrounding sheath component 12. FIG. 2B is a cross-sectional view of a composite fiber having a sea-island structure. The composite fiber 13 is composed of a high-melting point polymer that is a plurality of island components 14 and a low-melting point polymer that is a sea component 15 therearound. FIG. 2C is also a cross-sectional view of a composite fiber having a sea-island structure. The composite fiber 16 is composed of a high-melting-point polymer that is a large number of island components 17 and a low-melting-point polymer that is a sea component 18 therearound.
本発明の繊維強化樹脂成形体において、上記低融点ポリマー成分はマトリックス樹脂となり、上記高融点ポリマー成分は強化繊維となる。上記マトリックス樹脂とは、母材樹脂ともいう。マトリックス樹脂と強化繊維とで繊維強化プラスチック(FRP: fiber reinforced plastics)となる。 In the fiber reinforced resin molded article of the present invention, the low melting point polymer component is a matrix resin, and the high melting point polymer component is a reinforcing fiber. The matrix resin is also referred to as a base material resin. The matrix resin and the reinforced fiber form fiber reinforced plastics (FRP).
上記低融点ポリマー成分と上記高融点ポリマー成分としては熱可塑性樹脂且つ同種のポリマーを選択する。同種のポリマーとは、ポリオレフィン同士、ポリエステル同士、ポリアミド同士などのように、ポリマーを構成する成分が同種のものであることを意味する。ホモポリマー同士だけではなく、共重合ポリマー（二元共重合、三元共重合など多成分共重合ポリマーを含む）から選択しても良い。本発明において、ポリオレフィンとは、エチレン系炭化水素化合物の重合体又は共重合体であり、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン、またはそれらの共重合体を含む。ポリアミドは、アミド結合をもつ線状の合成高分子であり、一般的にはナイロンと称され、ナイロン６６、ナイロン６，１０、ナイロン６，ナイロン１１、ナイロン１２が工業化されている。ポリエステルは、主鎖にエステル結合を持つ高分子の総称である。ポリカーボネート、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などもポリエステルである。 As the low melting point polymer component and the high melting point polymer component, a thermoplastic resin and the same kind of polymer are selected. The same type of polymer means that the components constituting the polymer are the same type, such as polyolefins, polyesters, polyamides, and the like. You may select from not only homopolymers but copolymer polymers (including multi-component copolymer polymers such as binary copolymerization and ternary copolymerization). In the present invention, the polyolefin is a polymer or copolymer of an ethylene-based hydrocarbon compound, and includes, for example, polyethylene, polypropylene, polybutene, or a copolymer thereof. Polyamide is a linear synthetic polymer having an amide bond, generally called nylon, and nylon 66, nylon 6,10, nylon 6, nylon 11, and nylon 12 are industrialized. Polyester is a general term for polymers having an ester bond in the main chain. Polycarbonate, unsaturated polyester resin, alkyd resin and the like are also polyester.
上記複合繊維において、上記高融点ポリマー成分の含有量は５０〜９０質量％の範囲であり、上記低融点ポリマー成分の含有量は１０〜５０質量％の範囲であることが好ましい。上記の範囲であれば強化繊維の割合を高くすることができ、強度を高くすることができるうえ、ＦＲＰとしたときにマトリックス樹脂と強化繊維のバランスをとりやすい。 In the composite fiber, the content of the high melting point polymer component is preferably in the range of 50 to 90% by mass, and the content of the low melting point polymer component is preferably in the range of 10 to 50% by mass. If it is said range, the ratio of a reinforced fiber can be made high, an intensity | strength can be made high, and when it is set as FRP, it is easy to balance matrix resin and a reinforced fiber.
上記複合繊維において、低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分の融点差が２０℃以上であることが好ましく、３０℃以上であることがより好ましい。融点差が２０℃以上であれば、圧縮成形して繊維強化樹脂成形体にしたとき、高融点ポリマーは強化繊維として機能し、低融点ポリマー成分はマトリックス樹脂として機能しやすい。 In the composite fiber, the difference in melting point between the low melting point polymer component and the high melting point polymer component is preferably 20 ° C. or more, and more preferably 30 ° C. or more. When the melting point difference is 20 ° C. or more, when compression molding is performed to obtain a fiber-reinforced resin molded product, the high-melting polymer functions as reinforcing fibers and the low-melting polymer component easily functions as a matrix resin.
上記複合繊維の低融点ポリマー成分及び高融点ポリマー成分は、ともにポリオレフィンであることが好ましい。ポリオレフィン（オレフィン系ポリマー）は軽量で強度も高く、耐久性も良好であり、不要品のリサイクルも廃棄も容易である。一例として、高融点ポリマー成分はポリプロピレンであり、低融点ポリマー成分はポリエチレンであることが好ましい。ポリプロピレンの比重は製法によって異なるが通常０．９０２〜０．９１０であり、ポリエチレンの比重も製法によって異なるが通常０．９１０〜０．９７０である。したがって、高融点ポリマー成分としてポリプロピレン、低融点ポリマー成分としてポリエチレンを使用した場合の複合繊維の比重は約０．９〜０．９５の範囲となる。これに対してガラス繊維の比重は約２．５、炭素繊維の比重は約１．７であるから、高融点ポリマー成分としてポリプロピレン、低融点ポリマー成分としてポリエチレンを使用した場合の複合繊維の比重はかなり低いものとなる。 Both the low melting point polymer component and the high melting point polymer component of the composite fiber are preferably polyolefin. Polyolefins (olefin polymers) are lightweight, have high strength, have good durability, and can be easily recycled and discarded. As an example, the high melting point polymer component is preferably polypropylene and the low melting point polymer component is preferably polyethylene. The specific gravity of polypropylene varies depending on the production method, but is usually 0.902 to 0.910, and the specific gravity of polyethylene also varies depending on the production method, and is usually 0.910 to 0.970. Therefore, the specific gravity of the composite fiber is in the range of about 0.9 to 0.95 when polypropylene is used as the high melting point polymer component and polyethylene is used as the low melting point polymer component. On the other hand, since the specific gravity of glass fiber is about 2.5 and the specific gravity of carbon fiber is about 1.7, the specific gravity of the composite fiber when using polypropylene as the high melting point polymer component and polyethylene as the low melting point polymer component is It will be quite low.
上記繊維強化樹脂用シートは、上記複合繊維が一方向に配列された一方向シートを少なくとも１層含む。１層の場合は１軸繊維基材となり、２層以上の場合は、多軸繊維基材となる。また、熱圧縮成形時の形状維持性の観点から、上記繊維強化樹脂用シートは、ステッチング糸で連結されていることが好ましい。１軸繊維基材がステッチング糸で連結されている場合は、すだれ状シートとなり、多軸繊維基材がステッチング糸で連結されている場合は、多軸挿入たて編み基材となる。本発明において、連結とは、１層の場合は複合繊維を複数本引き揃えてシート状とするが、その複数本をバラバラにならないように保形することをいう。また、２層以上の場合は、上記１層の場合に加えて、層間をバラバラにならないように保形するという意味も有する。なお、ステッチング糸を用いず、熱融着により保形した（連結した）ものを用いることも可能である。 The fiber-reinforced resin sheet includes at least one unidirectional sheet in which the composite fibers are arranged in one direction. In the case of one layer, it becomes a uniaxial fiber substrate, and in the case of two or more layers, it becomes a multiaxial fiber substrate. Moreover, it is preferable that the said fiber reinforced resin sheet | seat is connected with the stitching thread | yarn from a viewpoint of the shape maintenance property at the time of hot compression molding. When the uniaxial fiber base material is connected with the stitching yarn, it becomes an interdigital sheet, and when the multiaxial fiber base material is connected with the stitching yarn, it becomes a multiaxial insertion warp base material. In the present invention, in the case of a single layer, the connection means that a plurality of composite fibers are aligned to form a sheet, but the plurality of the fibers are held so as not to fall apart. In addition, in the case of two or more layers, in addition to the case of the one layer, it also means that the shape is retained so that the layers do not fall apart. In addition, it is also possible to use what was shape-retained (connected) by heat fusion without using the stitching yarn.
上記ステッチング糸としては、例えばポリプロピレン糸、ポリエチレン糸、ポリエステル糸などが使用可能であるが、上記複合繊維の低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分と同種のポリマーからなる繊維で構成されることが好ましい。例えば、上記複合繊維において高融点ポリマー成分はポリプロピレンであり、低融点ポリマー成分はポリエチレンである場合、ステッチング糸はポリプロピレン糸又は芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンの複合糸を使用するのが好ましい。なお、ステッチング糸が無い場合や低融点ポリマー成分のみからなる糸の場合、圧縮成形において、加熱時に強化繊維部分の配列が乱れてしまうことがあり、結果として繊維強化樹脂成形体の強度が均一にならない恐れがある。これは、特に凹凸の大きな繊維強化樹脂成形体を製造するとき、すなわち深絞り成形時によく見られる現象であり、このような不均一性を防ぐには、高融点ポリマー成分と同程度の融点又は低融点ポリマー成分より２０℃程度高い融点を有するステッチング糸が好ましく使用される。なお、ステッチ法としては、単環縫い（チェーンステッチ）やトリコット編みなどが用いられる。 As the stitching yarn, for example, polypropylene yarn, polyethylene yarn, polyester yarn and the like can be used, and the stitching yarn may be composed of fibers composed of the same kind of polymer as the low melting point polymer component and high melting point polymer component of the composite fiber. preferable. For example, in the above composite fiber, when the high melting point polymer component is polypropylene and the low melting point polymer component is polyethylene, the stitching yarn is preferably a polypropylene yarn or a composite yarn in which the core component is polypropylene and the sheath component is polyethylene. . In the case where there is no stitching yarn or a yarn consisting only of a low-melting polymer component, the compression fiber molding may disturb the arrangement of the reinforcing fiber portion during heating, resulting in uniform strength of the fiber-reinforced resin molded product. There is a risk of not becoming. This is a phenomenon that is often seen when manufacturing a fiber-reinforced resin molded article having particularly large irregularities, that is, during deep drawing, and in order to prevent such non-uniformity, the melting point of the same degree as the high melting point polymer component or A stitching yarn having a melting point about 20 ° C. higher than the low melting point polymer component is preferably used. As the stitching method, single ring stitching (chain stitch), tricot knitting, or the like is used.
図３は繊維強化樹脂用シートの一例であるすだれ状シートの概念斜視図である。すだれ状シート２０は、一方向に配列された複合繊維２１と、複合繊維２１を連結するステッチング糸２２で構成されている。複合繊維２１は一方向に配列されているので、織物や編み物に比較して、繊維の配列方向の強度は高い。すだれ状シート２０は、１層で使用しても良いし、多層で使用しても良い。多層で使用する場合は、異なる層における複合繊維２１の方向を異なるように配列させ、強度のバランスをとるのが好ましい。 FIG. 3 is a conceptual perspective view of an interdigital sheet which is an example of a fiber-reinforced resin sheet. The interdigital sheet 20 includes composite fibers 21 arranged in one direction and stitching yarns 22 connecting the composite fibers 21. Since the composite fibers 21 are arranged in one direction, the strength in the arrangement direction of the fibers is higher than that of the woven fabric or the knitted fabric. The interdigital sheet 20 may be used in one layer or in multiple layers. When used in multiple layers, it is preferable to balance the strength by arranging the composite fibers 21 in different layers in different directions.
図４は繊維強化樹脂用シートの一例である多軸挿入たて編み基材の概念斜視図である。多軸挿入たて編み基材３０において、複合繊維（糸）３１ａ〜３１ｆは、それぞれ異なる方向に配列され各々の一方向シートを構成し、それらの一方向シートは編針３６に掛けられたステッチング糸３７、３８によって厚さ方向にステッチング（結束）され、一体化されている。複合繊維の配列方向が異なる複数の一方向シートを含む多軸挿入たて編み基材を用いると、多方向に強化効果の優れた繊維強化樹脂成形体を得ることが可能となる。ステッチング糸３７、３８の替わりに、又は併用して熱融着糸、ホットメルトフィルムなどのバインダーを用いて複数の一方向シートを一体化しても良い。 FIG. 4 is a conceptual perspective view of a multi-axis inserted warp knitted base material which is an example of a fiber reinforced resin sheet. In the multi-axis inserted warp knitted base material 30, the composite fibers (yarns) 31a to 31f are arranged in different directions to form unidirectional sheets, and the unidirectional sheets are stitched by the knitting needle 36. The yarns 37 and 38 are stitched (bundled) in the thickness direction and integrated. When a multi-axis inserted warp knitted base material including a plurality of unidirectional sheets having different arrangement directions of the composite fibers is used, it becomes possible to obtain a fiber-reinforced resin molded article having an excellent reinforcing effect in multiple directions. Instead of the stitching yarns 37 and 38, or in combination, a plurality of unidirectional sheets may be integrated by using a binder such as a heat fusion yarn or a hot melt film.
上記繊維強化樹脂用シートは、多方向に優れた強化効果を得る観点から、多軸挿入たて編み基材であることが好ましい。多軸挿入たて編み基材は繊維の配向性が高いからである。本発明で使用する繊維強化樹脂用シートの好ましい目付（単位面積当たりの質量）及び厚みは特に限定されるものではないが、１層あたり約１０〜１５０ｇ／ｍ2、繊維強化樹脂用シート全体として約１０〜６００ｇ／ｍ2である。また、厚さは１層あたり約０．１〜０．５ｍｍ、繊維強化樹脂用シート全体として約０．２〜２ｍｍである。 The fiber-reinforced resin sheet is preferably a multi-axis inserted warp base material from the viewpoint of obtaining an excellent reinforcing effect in multiple directions. This is because a multi-axis inserted warp knitted base material has high fiber orientation. The preferred basis weight (mass per unit area) and thickness of the fiber reinforced resin sheet used in the present invention is not particularly limited, but is about 10 to 150 g / m 2 per layer, as a whole fiber reinforced resin sheet. About 10 to 600 g / m 2 . Moreover, thickness is about 0.1-0.5 mm per layer, and is about 0.2-2 mm as a whole fiber reinforced resin sheet.
＜樹脂発泡体シート＞
上記樹脂発泡体シートとしては、例えばポリウレタン発泡体、ポリオレフィン発泡体、ポリスチレン発泡体、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）発泡体などの樹脂発泡体で構成されている樹脂発泡体シートなどを用いることができる。上記ポリオレフィン発泡体シートとしては、リサイクル性の観点から、ポリプロピレン発泡体シート、ポリエチレン発泡体シートなどを用いることが好ましく、特に耐熱性の観点からポリプロピレン発泡体シートが好ましい。上記ポリプロピレン発泡体シートとしては、市販のもの、例えばＪＳＰ社製の「ピーブロック」などを用いることができる。上記ポリスチレン発泡体シートとしては、市販のもの、例えばＪＳＰ社製の「スチロダイア」などを用いることができる。また、上記樹脂発泡体シートは繊維強化樹脂用シートにおける樹脂と同種のポリマーからなるものが好ましい。圧縮成形する際にかける熱により、繊維強化樹脂用シートの低融点成分が接着剤的な機能をはたし、別途接着剤を付与することなく繊維強化樹脂用シートと樹脂発泡体シートとを貼り合わせて一体化することができるためである。なお、ポリウレタン発泡体シートのような異種の発泡体との一体成形の場合やより強固な接着性を必要とする場合は、上記樹脂発泡体シートと上記繊維強化樹脂用シートとの間に、別途接着剤やホットメルトフィルムのような接着層を設けるのが良い。特にホットメルトフィルムであれば、圧縮成形時に同時に貼り合わせが可能となる。繊維強化樹脂用シートと樹脂発泡体シートと貼り合わせて一体成形する方法としては、例えば熱圧縮成形法（熱プレス成形法）が挙げられる。
<Resin foam sheet>
As the resin foam sheet, for example, a resin foam sheet made of a resin foam such as polyurethane foam, polyolefin foam, polystyrene foam, EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) foam, or the like is used. be able to. As said polyolefin foam sheet, it is preferable to use a polypropylene foam sheet, a polyethylene foam sheet, etc. from a recyclable viewpoint, and a polypropylene foam sheet is especially preferable from a heat resistant viewpoint. As the polypropylene foam sheet, commercially available ones such as “Peabloc” manufactured by JSP Corporation can be used. As the polystyrene foam sheet, commercially available ones such as “Styrodia” manufactured by JSP Corporation can be used. The resin foam sheet is preferably made of the same type of polymer as the resin in the fiber reinforced resin sheet. The low melting point component of the fiber reinforced resin sheet functions as an adhesive due to the heat applied during compression molding, and the fiber reinforced resin sheet and the resin foam sheet are attached without any additional adhesive. This is because they can be integrated together. In addition, in the case of integral molding with different types of foams such as polyurethane foam sheets or when stronger adhesiveness is required, it is separately provided between the resin foam sheet and the fiber reinforced resin sheet. An adhesive layer such as an adhesive or a hot melt film is preferably provided. In particular, in the case of a hot melt film, it becomes possible to bond at the same time during compression molding. Examples of the method for integrally forming the fiber reinforced resin sheet and the resin foam sheet by bonding together include a heat compression molding method (hot press molding method).
本発明の繊維強化樹脂成形体では、樹脂発泡体シートの両側の主面上には、繊維強化樹脂用シートがそれぞれ配置されており、いわゆるサンドイッチ構造となっている。本発明において、主面とは、いわゆる面積の大きな面のことをいう。具体的には、樹脂発泡体シートの両側の主面とは、シートのいわゆる表面及び裏面となる。すなわち、本発明では、樹脂発泡体シートの表面及び裏面に繊維強化樹脂用シートをそれぞれ配置した構成となっている。なお、上記繊維強化樹脂成形体を車両用天井材として用いる場合は、室内側の面が表面であり、室外側の面が裏面となる。また、室内側に現れる材料を表面材又は表皮材という。繊維強化樹脂用シート及び繊維強化樹脂成形体についても同様に、いわゆる表面及び裏面が主面となる。 In the fiber reinforced resin molded article of the present invention, the fiber reinforced resin sheets are respectively arranged on the main surfaces on both sides of the resin foam sheet, and have a so-called sandwich structure. In the present invention, the main surface means a surface having a large area. Specifically, the main surfaces on both sides of the resin foam sheet are the so-called front surface and back surface of the sheet. That is, in this invention, it has the structure which has arrange | positioned the sheet | seat for fiber reinforced resin to the surface and the back surface of a resin foam sheet, respectively. In addition, when using the said fiber reinforced resin molding as a vehicle ceiling material, the surface of an indoor side is a surface, and the surface of an outdoor side becomes a back surface. A material appearing on the indoor side is called a surface material or a skin material. Similarly, the so-called front surface and back surface are the main surfaces of the fiber reinforced resin sheet and the fiber reinforced resin molded body.
上記樹脂発泡体シートの発泡倍率は繊維強化樹脂成形体の使用目的によって任意の倍率を選択できるが、車両用内装材の場合は１０〜１００倍であることが好ましい。特にポリオレフィン発泡体シートの場合は１５〜６０倍程度が好ましい。また、上記樹脂発泡体シートの厚みは、例えば１〜３００ｍｍ程度であり、車両用内装材として用いる場合は、軽量性や賦形性を考慮して好ましくは２〜１５ｍｍ程度、より好ましくは２〜１０ｍｍである。また、軽量性の観点から、上記樹脂発泡体シートの密度は、０．００９〜０．０９ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、より好ましくは、０．０１５〜０．０６ｇ／ｃｍ3である。なお、０．０１５〜０．０６ｇ／ｃｍ3の樹脂発泡体シートを用いた場合に、本発明のしわ防止効果は、特に有効に発揮される。 The expansion ratio of the resin foam sheet can be selected arbitrarily depending on the purpose of use of the fiber-reinforced resin molded body, but in the case of a vehicle interior material, it is preferably 10 to 100 times. In particular, in the case of a polyolefin foam sheet, about 15 to 60 times is preferable. The thickness of the resin foam sheet is, for example, about 1 to 300 mm. When used as a vehicle interior material, the thickness is preferably about 2 to 15 mm, more preferably 2 to 2 in consideration of lightness and formability. 10 mm. From the viewpoint of light weight, the density of the resin foam sheet is preferably 0.009~0.09g / cm 3, more preferably 0.015~0.06g / cm 3. In addition, when a 0.015-0.06 g / cm < 3 > resin foam sheet is used, the wrinkle prevention effect of this invention is exhibited especially effectively.
＜被覆層＞
上記被覆層は、樹脂発泡体又は繊維集合体で構成されている。被覆層を備えることにより、圧縮成形時のしわの発生を低減させることができる上、弾力性も良好になる。上記被覆層を構成する樹脂発泡体としては、ポリオレフィン発泡体、ポリスチレン発泡体、ＥＶＡ発泡体などを用いることができる。上記ポリオレフィン発泡体としては、市販のもの、例えばＪＳＰ社製の「ピーブロック」などを用いることができる。上記ポリスチレン発泡体としては、市販のもの、例えばＪＳＰ社製の「スチロダイア」などを用いることができる。リサイクル性及び耐熱性の観点から、上記被覆層を構成する樹脂発泡体としては、ポリプロピレン発泡体を用いることが好ましい。また、上記被覆層を構成する樹脂発泡体は、繊維強化樹脂用シートにおける樹脂と同種のポリマーであることが好ましい。圧縮成形する際にかける熱により、繊維強化樹脂用シートの低融点成分が接着剤的な機能をはたし、別途接着剤を付与することなく繊維強化樹脂用シートと一体化することができるためである。また、リサイクル性という観点から、上記被覆層を構成する樹脂発泡体は、上記樹脂発泡体シートにおける樹脂と同種のポリマーであることが好ましい。
<Coating layer>
The said coating layer is comprised with the resin foam or the fiber assembly. By providing the coating layer, generation of wrinkles during compression molding can be reduced, and elasticity is also improved. As the resin foam constituting the coating layer, polyolefin foam, polystyrene foam, EVA foam and the like can be used. As the polyolefin foam, commercially available products such as “Peabloc” manufactured by JSP Corporation can be used. As the polystyrene foam, a commercially available product such as “Styrodia” manufactured by JSP Corporation can be used. From the viewpoint of recyclability and heat resistance, it is preferable to use polypropylene foam as the resin foam constituting the coating layer. Moreover, it is preferable that the resin foam which comprises the said coating layer is the same kind of polymer as resin in the sheet | seat for fiber reinforced resin. Because the low melting point component of the fiber reinforced resin sheet functions as an adhesive due to the heat applied during compression molding, it can be integrated with the fiber reinforced resin sheet without additional adhesive. It is. From the viewpoint of recyclability, the resin foam constituting the coating layer is preferably a polymer of the same type as the resin in the resin foam sheet.
上記被覆層を構成する樹脂発泡体の発泡倍率は繊維強化樹脂成形体の使用目的によって任意の倍率を選択できるが、車両用内装材の場合は１０〜１００倍であることが好ましい。特に発泡ポリオレフィンの場合は１５〜６０倍程度が好ましい。また、軽量性及びしわ隠し性の観点から、上記被覆層を構成する樹脂発泡体の密度は、０．００９〜０．０９ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、０．０１５〜０．０６ｇ／ｃｍ3であることがより好ましい。 The expansion ratio of the resin foam constituting the coating layer can be selected arbitrarily depending on the purpose of use of the fiber-reinforced resin molded body, but in the case of an interior material for a vehicle, it is preferably 10 to 100 times. Particularly in the case of foamed polyolefin, about 15 to 60 times is preferable. Further, from the viewpoint of light weight and wrinkle concealment, the density of the resin foam constituting the coating layer is preferably 0.009 to 0.09 g / cm 3 , and 0.015 to 0.06 g / cm 3. 3 is more preferable.
上記被覆層を構成する繊維集合体としては、例えばポリプロピレン製不織布、ポリエチレン製不織布、ポリエステル製不織布、天然繊維製不織布及び無機繊維製不織布などを用いることができる。リサイクル性及び耐熱性の観点から、上記被覆層を構成する繊維集合体としては、ポリオレフィン系繊維集合体が好ましく、特にポリプロピレン製不織布を用いることが好ましい。また、上記被覆層を構成する繊維集合体は、繊維強化樹脂用シートにおける樹脂と同種のポリマーからなる繊維を用いることが好ましい。圧縮成形する際にかける熱により、繊維強化樹脂用シートの低融点成分が接着剤的な機能をはたし、別途接着剤を付与することなく繊維強化樹脂用シートと一体化することができるためである。また、リサイクル性という観点から、上記被覆層を構成する繊維集合体は、上記樹脂発泡体シートにおける樹脂と同種のポリマーからなる繊維であることが好ましい。上記被覆層を構成する繊維集合体の目付は、特に限定されないが、３０〜１５０ｇ／ｍ2であることが好ましく、特に軽量性及びしわ隠し性の観点から、４０〜１００ｇ／ｍ2が好ましい。 As the fiber aggregate constituting the coating layer, for example, a polypropylene nonwoven fabric, a polyethylene nonwoven fabric, a polyester nonwoven fabric, a natural fiber nonwoven fabric, an inorganic fiber nonwoven fabric, or the like can be used. From the viewpoint of recyclability and heat resistance, the fiber aggregate constituting the coating layer is preferably a polyolefin fiber aggregate, and particularly preferably a polypropylene nonwoven fabric. Moreover, it is preferable to use the fiber which comprises the polymer of the same kind as resin in the sheet | seat for fiber reinforced resin for the fiber assembly which comprises the said coating layer. Because the low melting point component of the fiber reinforced resin sheet functions as an adhesive due to the heat applied during compression molding, it can be integrated with the fiber reinforced resin sheet without additional adhesive. It is. From the viewpoint of recyclability, the fiber aggregate constituting the coating layer is preferably a fiber made of the same type of polymer as the resin in the resin foam sheet. The basis weight of the fiber aggregate constituting the coating layer is not particularly limited, but is preferably 30 to 150 g / m 2 , and particularly preferably 40 to 100 g / m 2 from the viewpoint of light weight and wrinkle concealment.
上記被覆層の厚みは、例えば０．５〜５ｍｍであり、車両用内装材として用いる場合は、軽量性や圧縮成形時のしわ隠し性から、１〜３ｍｍ程度であることが好ましい。また、軽量及び剛性の観点から、上記被覆層の厚みは、上記樹脂発泡体シートの厚みより薄いことが好ましい。 The thickness of the coating layer is, for example, 0.5 to 5 mm. When used as a vehicle interior material, it is preferably about 1 to 3 mm from the viewpoint of lightness and wrinkle concealment during compression molding. Moreover, it is preferable that the thickness of the said coating layer is thinner than the thickness of the said resin foam sheet from a lightweight and rigid viewpoint.
上記被覆層の表面にはさらに表皮材が配置されてもよい。上記表皮材としては、特に限定されず、通常繊維強化樹脂成形体に用いるものを用いることができ、自動車などの車両用内装材に用いるものを用いてもよい。例えば、人工皮革、織布、編布、不織布などを用いることができる。上記不織布としては、特に限定されないが、例えばポリエステル不織布などを用いることができる。なお、表皮材と繊維強化樹脂シートの間には、接着性を確実なものとするため、通常ホットメルトフィルムなどの接着フィルムや接着剤を介在させる。 A skin material may be further disposed on the surface of the coating layer. It does not specifically limit as said skin material, What is normally used for a fiber reinforced resin molding can be used, You may use what is used for vehicle interior materials, such as a motor vehicle. For example, artificial leather, woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric and the like can be used. Although it does not specifically limit as said nonwoven fabric, For example, a polyester nonwoven fabric etc. can be used. In addition, in order to ensure adhesiveness between the skin material and the fiber reinforced resin sheet, an adhesive film such as a hot melt film or an adhesive is usually interposed.
本発明の繊維強化樹脂成形体は、軽量の観点から、目付が１ｋｇ／ｍ2以下であることが好ましく、０．５ｋｇ／ｍ2以下であることがより好ましく、０．３ｋｇ／ｍ2以下であることがさらに好ましい。本発明の繊維強化樹脂成形体は剛性に優れており、曲げ弾性勾配が３０Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましい。本発明において、曲げ弾性勾配は、厚み方向に加わる荷重に対する抵抗を示すもので、下記のように測定する。まず、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を用い、試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、支点間距離１００ｍｍにて、ＪＩＳ Ｋ ７２２１−２に準じて３点曲げ試験を実施する。次に、得られる荷重（Ｎ）−たわみ（ｃｍ）曲線を用い、曲線の勾配が最も大きい部分で接線を引き、当該接線から弾性勾配（Ｎ／ｃｍ）を算出する。 Fiber-reinforced resin molded article of the present invention, from the viewpoint of weight, preferably the basis weight is 1 kg / m 2 or less, more preferably 0.5 kg / m 2 or less, 0.3 kg / m 2 or less More preferably it is. The fiber-reinforced resin molded article of the present invention is excellent in rigidity and preferably has a bending elastic gradient of 30 N / cm or more. In the present invention, the bending elastic gradient indicates resistance to a load applied in the thickness direction, and is measured as follows. First, using a test piece having a width of 50 mm and a length of 150 mm, a three-point bending test is performed according to JIS K 7221-2 at a test speed of 50 mm / min and a fulcrum distance of 100 mm. Next, using the obtained load (N) -deflection (cm) curve, a tangent line is drawn at a portion where the gradient of the curve is the largest, and an elastic gradient (N / cm) is calculated from the tangent line.
本発明の繊維強化樹脂成形体は、上記樹脂発泡体シートの両側の主面上に繊維強化樹脂用シートをそれぞれ配置し、少なくとも一方の上記繊維強化樹脂用シートの上記樹脂発泡体シートと接していない側の主面上に被覆層を構成する樹脂発泡体又は繊維集合体を配置した後、所定の形状に圧縮成形、好ましくは低融点ポリマー成分の融点以上高融点ポリマー成分の融点未満の温度に加熱して圧縮成形することにより得ることができる。上記圧縮成形(compression molding)は、熱ロールの間を通過させるような熱ロールプレス成形でも良いが、通常はカム、トグル、圧空又は油圧などを使用して金型又は加熱板を上下させる機構により、シートを目的の形に圧縮成形する方法が用いられる。圧縮成形の場合は、成形天井やドアトリムのような深絞り成形が必要とされる用途にも使用可能である。圧縮成形する際には真空成形又は減圧成形と組み合わせることもできる。なお、圧縮成形はプレス成形ともいわれる。 In the fiber reinforced resin molded article of the present invention, the fiber reinforced resin sheets are respectively disposed on the principal surfaces on both sides of the resin foam sheet, and are in contact with the resin foam sheet of at least one of the fiber reinforced resin sheets. After placing the resin foam or fiber assembly constituting the coating layer on the main surface on the non-side, compression molding into a predetermined shape, preferably at a temperature higher than the melting point of the low-melting polymer component and lower than the melting point of the high-melting polymer component It can be obtained by heating and compression molding. The compression molding (compression molding) may be hot roll press molding that passes between hot rolls, but usually by a mechanism that raises or lowers the mold or heating plate using cams, toggles, compressed air or hydraulic pressure. A method is used in which the sheet is compression molded into a desired shape. In the case of compression molding, it can also be used for applications that require deep drawing, such as molded ceilings and door trims. In compression molding, it can be combined with vacuum molding or reduced pressure molding. Note that compression molding is also called press molding.
また、繊維強化樹脂成形体の一体性を高め、強度を向上させるという観点から、所定の形状に圧縮成形する前に、予備成形されることが好ましい。すなわち、上記樹脂発泡体シートの両側の主面上に繊維強化樹脂用シートをそれぞれ配置し、少なくとも一方の上記繊維強化樹脂用シートの上記樹脂発泡体シートと接していない側の主面上に被覆層を構成する樹脂発泡体又は繊維集合体を配置した後、圧縮成形（以下において、一次成形とも記す。）し、その後所定の形状、例えば天井やドア形状に圧縮成形（以下において、二次成形とも記す。）することが好ましい。一次成形により、樹脂発泡体シートと、樹脂発泡体シートの両側の主面上に配置された繊維強化樹脂用シートと、少なくとも一方の繊維強化樹脂用シートの樹脂発泡体シートと接していない側の主面上に配置された被覆層とを一体化して一次成形基材を得、一次成形基材を二次成形することにより、所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得ることができる。 In addition, from the viewpoint of improving the integrity of the fiber-reinforced resin molded body and improving the strength, it is preferably preformed before compression molding into a predetermined shape. That is, the fiber reinforced resin sheets are respectively disposed on the principal surfaces on both sides of the resin foam sheet, and the at least one of the fiber reinforced resin sheets is coated on the principal surface on the side not in contact with the resin foam sheet. After placing the resin foam or fiber assembly constituting the layer, compression molding (hereinafter also referred to as primary molding), and then compression molding into a predetermined shape, for example, a ceiling or door shape (hereinafter secondary molding) It is also preferable to write it. By primary molding, the resin foam sheet, the fiber reinforced resin sheet disposed on the main surfaces on both sides of the resin foam sheet, and the side of the at least one fiber reinforced resin sheet that is not in contact with the resin foam sheet It is possible to obtain a primary molded base material by integrating with the coating layer disposed on the main surface, and secondary molding the primary molded base material to obtain a fiber reinforced resin molded body shaped into a predetermined shape. it can.
図５Ａ〜図５Ｃは、繊維強化樹脂成形体を製造する際の一次成形工程を示す概念斜視図である。まず、図５Ａに示すように、下金型５１上に、繊維強化樹脂用シート４２、樹脂発泡体シート４３、繊維強化樹脂用シート４１、被覆層を構成する樹脂発泡体又は繊維集合体４４をこの順番に積層して積層体４０にし、その上に上金型５５を配置する。次に、図５Ｂに示すように、積層体４０を、加熱プレス機に掛けてプレスし、その後冷却プレス機に移動し、さらにプレスして、積層体４０をプレス成形して一体化する。その後、図５Ｃに示すように、脱型して、一次成形基材５０を得る。圧縮成形の条件は、例えば、加熱プレス条件として温度１２５〜１４０℃、成形圧力０．１〜４ＭＰａ、成形時間１５〜３００秒とし、冷却プレス条件として、温度２５〜４０℃、成形圧力０．１〜４ＭＰａ、成形時間１５〜３００秒とすることができる。なお、一次成形基材５０の厚みは、下金型５１と上金型５５の間にクリアランススペーサを配置することで調整することができる。 FIG. 5A to FIG. 5C are conceptual perspective views illustrating a primary molding process when manufacturing a fiber-reinforced resin molded body. First, as shown in FIG. 5A, on a lower mold 51, a fiber reinforced resin sheet 42, a resin foam sheet 43, a fiber reinforced resin sheet 41, and a resin foam or fiber assembly 44 constituting a coating layer. Lamination is performed in this order to form a laminated body 40, and an upper mold 55 is disposed thereon. Next, as shown in FIG. 5B, the laminated body 40 is pressed by a heating press machine, then moved to a cooling press machine, and further pressed, and the laminated body 40 is press-molded and integrated. Then, as shown to FIG. 5C, it removes and obtains the primary shaping | molding base material 50. FIG. The compression molding conditions are, for example, a temperature of 125 to 140 ° C., a molding pressure of 0.1 to 4 MPa, a molding time of 15 to 300 seconds as a heating press condition, and a temperature of 25 to 40 ° C. and a molding pressure of 0.1 as a cooling press condition. -4 MPa, molding time 15-300 seconds. The thickness of the primary molding substrate 50 can be adjusted by arranging a clearance spacer between the lower mold 51 and the upper mold 55.
図６Ａ〜図６Ｂは、繊維強化樹脂成形体を製造する際の二次成形工程を示す概念斜視図である。まず、図６Ａに示すように、所定の寸法に切断した一次成形基材５０を、コンベア６３から加熱炉６１に供給する。加熱炉６１は加熱源の赤外線加熱器６２により、所定の温度に加熱されており、一次成形基材５０は加熱軟化される。次に図６Ｂに示すように、予熱された一次成形基材５０は、圧縮成形装置６４の上金型６５と下金型６６の間に配置される。上金型６５も下金型６６も所定の温度に保持されている。上金型６５が下降し、上金型６５と下金型６６の間で一次成形基材５０は圧縮成形され、所定の形状に賦形されて繊維強化樹脂成形体１１０となる。上記において、予熱温度は、低融点ポリマー成分の融点以上高融点ポリマー成分の融点未満の温度であれば良い。予熱温度は、例えば、１１０〜１５０℃であり、好ましくは１３０〜１４０℃である。また、圧縮成形の条件は、例えば、温度１２５〜１４０℃、成形圧力０．１〜４ＭＰａ、成形時間３０〜３００秒とすることができる。 6A to 6B are conceptual perspective views showing a secondary molding step when manufacturing a fiber-reinforced resin molded body. First, as shown in FIG. 6A, the primary molded base material 50 cut to a predetermined size is supplied from the conveyor 63 to the heating furnace 61. The heating furnace 61 is heated to a predetermined temperature by an infrared heater 62 as a heating source, and the primary molding base material 50 is heated and softened. Next, as shown in FIG. 6B, the preheated primary molding substrate 50 is disposed between the upper mold 65 and the lower mold 66 of the compression molding apparatus 64. Both the upper mold 65 and the lower mold 66 are maintained at a predetermined temperature. The upper mold 65 is lowered, and the primary molding substrate 50 is compression-molded between the upper mold 65 and the lower mold 66, and is shaped into a predetermined shape to become a fiber-reinforced resin molded body 110. In the above, the preheating temperature should just be temperature more than melting | fusing point of a low melting-point polymer component and less than melting | fusing point of a high-melting-point polymer component. The preheating temperature is, for example, 110 to 150 ° C, preferably 130 to 140 ° C. The compression molding conditions may be, for example, a temperature of 125 to 140 ° C., a molding pressure of 0.1 to 4 MPa, and a molding time of 30 to 300 seconds.
上記繊維強化樹脂成形体を車両用内装材として用いる場合は、被覆層が配置されている面を表面として用いる。表面側、すなわち車室内側表面にしわが出ると外観上問題となるからである。なお、繊維強化樹脂成形体の表面にはさらに表皮材を貼り付けても良い。さらに、表皮材と反対側の面に裏面材を貼り付けることも可能である。なお、これら表皮材や裏面材は、上記圧縮成形時に同時に貼り合わせることも可能である。例えば、被覆層と表皮材との間に接着フィルムを介在させた状態で熱圧縮成形をおこなうことで表皮材を貼り合わせることができる。上記表皮材や裏面材は、車両用内装材に用いるものであればよく特に限定されないが、例えばポリエステル不織布、ポリエステル製編物、ナイロン不織布などを用いることができる。上記のように、被覆層の表面側にさらに表皮材を積層することで、しわの問題の生じない車両天井材を得ることができる。 When using the said fiber reinforced resin molding as a vehicle interior material, the surface in which the coating layer is arrange | positioned is used as a surface. This is because wrinkles appear on the surface side, that is, on the vehicle interior side surface, which causes a problem in appearance. In addition, you may affix a skin material further on the surface of a fiber reinforced resin molding. Furthermore, it is also possible to affix a back surface material on the surface opposite to the skin material. The skin material and the back material can be bonded together at the time of the compression molding. For example, the skin material can be bonded by performing heat compression molding with an adhesive film interposed between the coating layer and the skin material. The skin material and the back material are not particularly limited as long as they are used for vehicle interior materials. For example, polyester nonwoven fabric, polyester knitted fabric, nylon nonwoven fabric, and the like can be used. As described above, by further laminating a skin material on the surface side of the covering layer, a vehicle ceiling material free from wrinkle problems can be obtained.
以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.
（実施例１）
＜繊維強化樹脂用シートI及びIIの作製＞
芯成分の融点が１６５℃のポリプロピレン（ＰＰ）と、その周りの鞘成分が融点１１０℃のポリエチレン（ＰＥ）で構成されている芯鞘型繊維（弾性率：７．８ＧＰａ、芯成分／鞘成分質量比：６５／３５）を２４０本引き揃えて得られたトータル繊度１８５０ｄｔｅｘのマルチフィラメントヤーンを複合繊維として用いた。
Example 1
<Preparation of fiber reinforced resin sheets I and II>
A core-sheath fiber (elastic modulus: 7.8 GPa, core component / sheath component) composed of polypropylene (PP) having a melting point of 165 ° C. and a sheath component around the polyethylene (PE) having a melting point of 110 ° C. A multifilament yarn having a total fineness of 1850 dtex obtained by arranging 240 mass ratios: 65/35) was used as a composite fiber.
上記で得られたトータル繊度１８５０ｄｔｅｘのマルチフィラメントヤーン（複合繊維）を３本／インチで、繊維角度が製造装置の流れ方向に対して９０°になるように一方向に１層配列し、一方向シート（以下において、９０°シートという）を得た。また、上記で得られたトータル繊度１８５０ｄｔｅｘのマルチフィラメントヤーン（複合繊維）を１．５本／インチで、繊維角度が製造装置の流れ方向に対して３０°になるように一方向に１層配列し、一方向シート（以下において、３０°シートという。）を得た。また、上記で得られたトータル繊度１８５０ｄｔｅｘのマルチフィラメントヤーン（複合繊維）を１．５本／インチで、繊維角度が製造装置の流れ方向に対して−３０°になるように一方向に１層配列し、一方向シート（以下において、−３０°シートという。）を得た。得られた３枚の一方向シートを、図７に示すように、各層間の繊維の角度が６０°となるように、９０°シート７１、−３０°シート７２、３０°シート７３をこの順番に積層し、ステッチング糸（ポリプロピレン製糸、繊度：８４ｄｔｅｘ）で厚さ方向にステッチングして一体化し、繊維強化樹脂用シートI（３軸挿入たて編み基材）を得た。各一方向シートの目付は約２２ｇ／ｍ2であり、繊維強化樹脂用シートI（３軸挿入たて編み基材）の目付は約７１ｇ／ｍ2であり、厚さは約０．５ｍｍであった。また、同様の方法にて、各層間の繊維の角度が６０°となるように、９０°シート、３０°シート、−３０°シートをこの順番に積層し、ステッチング糸で厚さ方向にステッチングして一体化し、繊維強化樹脂用シートII（３軸挿入たて編み基材）を得た。得られた繊維強化樹脂用シートIIの目付は約７１ｇ／ｍ2であり、厚さは約０．５ｍｍであった。 The multifilament yarn (composite fiber) having a total fineness of 1850 dtex obtained above is arranged in 3 layers / inch and one layer in one direction so that the fiber angle is 90 ° with respect to the flow direction of the production apparatus. A sheet (hereinafter referred to as a 90 ° sheet) was obtained. In addition, the multifilament yarn (composite fiber) having a total fineness of 1850 dtex obtained as described above is arranged in one direction so that the fiber angle is 30 ° with respect to the flow direction of the production apparatus at 1.5 strands / inch. Thus, a unidirectional sheet (hereinafter referred to as a 30 ° sheet) was obtained. In addition, the multifilament yarn (composite fiber) having a total fineness of 1850 dtex obtained above is 1.5 layers / inch, and one layer in one direction so that the fiber angle is −30 ° with respect to the flow direction of the manufacturing apparatus. They were arranged to obtain a unidirectional sheet (hereinafter referred to as -30 ° sheet). As shown in FIG. 7, the three unidirectional sheets thus obtained were arranged in the order of 90 ° sheet 71, −30 ° sheet 72, and 30 ° sheet 73 so that the angle of the fibers between the layers was 60 °. And stitched together in the thickness direction with stitching yarn (polypropylene yarn, fineness: 84 dtex) to obtain a fiber reinforced resin sheet I (a triaxially inserted warp base material). The basis weight of each unidirectional sheet is about 22 g / m 2 , the basis weight of the sheet I for fiber reinforced resin (triaxial knitted base material with three axes inserted) is about 71 g / m 2 , and the thickness is about 0.5 mm. there were. In the same way, 90 ° sheet, 30 ° sheet and -30 ° sheet are laminated in this order so that the fiber angle between each layer is 60 °, and stitched in the thickness direction with stitching yarn To obtain a fiber reinforced resin sheet II (triaxially knitted base material). The basis weight of the obtained fiber reinforced resin sheet II was about 71 g / m 2 and the thickness was about 0.5 mm.
＜繊維強化樹脂成形体＞
上記で得られた繊維強化樹脂用シートI、繊維強化樹脂用シートII、樹脂発泡体シートとしてＪＳＰ社製の「ピーブロック」を、被服層を構成する樹脂発泡体としてＪＳＰ社製の「ピーブロック」を用いて繊維強化樹脂成形体を作製した。まず、繊維強化樹脂用シートI、樹脂発泡体シートとして「ピーブロック」（発泡倍率：４５倍、厚さ：４ｍｍ、密度：０．０２ｇ／ｃｍ3）、繊維強化樹脂用シートII、被覆層として「ピーブロック」（発泡倍率：４５倍、厚さ：１．５ｍｍ、密度：０．０２ｇ／ｃｍ3）をこの順番に配置して積層体を得た。なお、繊維強化樹脂用シートIIにおいて、一方向シートの配置は９０°／３０°／−３０°であるが、上記積層体において、繊維強化樹脂用シートIIは裏返して用いるため製造装置の流れ方向に対する繊維角度の＋と−とが反転して一方向シートの配置が３０°／−３０°／９０°となっていた。即ち、上記積層体は、「９０°シート／−３０°シート／３０°シート／樹脂発泡体シート／３０°シート／−３０°シート／９０°シート／被覆層」という構成となっている。次に、積層体を金型内に挿入し、１３０℃で、３０秒間、１ＭＰａの圧力で熱プレスした後、２０℃で１２０秒間冷却プレスすることで、積層体を一体化し、一次成形基材を得た。得られた一次成形基材を、１３０℃で６０秒間加熱処理した後、所定の形状の金型に配置し、圧縮成形装置にて４０℃で６０秒間処理することで、所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。
<Fiber-reinforced resin molding>
The above-obtained fiber reinforced resin sheet I, fiber reinforced resin sheet II and resin foam sheet "Peabloc" manufactured by JSP are used, and JSP resin "Peabloc" is used as the resin foam constituting the clothing layer. Was used to prepare a fiber-reinforced resin molded body. First, a fiber reinforced resin sheet I, a resin foam sheet “Peablok” (foaming ratio: 45 times, thickness: 4 mm, density: 0.02 g / cm 3 ), a fiber reinforced resin sheet II, and a coating layer “Peablock” (foaming ratio: 45 times, thickness: 1.5 mm, density: 0.02 g / cm 3 ) was arranged in this order to obtain a laminate. In the fiber reinforced resin sheet II, the arrangement of the unidirectional sheet is 90 ° / 30 ° / −30 °. However, in the above laminate, the fiber reinforced resin sheet II is used upside down, and thus the flow direction of the manufacturing apparatus. The fiber angles + and-were reversed, and the arrangement of the unidirectional sheet was 30 ° / −30 ° / 90 °. That is, the laminate is configured as “90 ° sheet / −30 ° sheet / 30 ° sheet / resin foam sheet / 30 ° sheet / −30 ° sheet / 90 ° sheet / coating layer”. Next, the laminate is inserted into a mold, hot-pressed at 130 ° C. for 30 seconds at a pressure of 1 MPa, and then cold-pressed at 20 ° C. for 120 seconds to integrate the laminate, thereby forming a primary molding substrate. Got. The obtained primary molding substrate is heat-treated at 130 ° C. for 60 seconds, then placed in a mold having a predetermined shape, and processed into a predetermined shape by processing at 40 ° C. for 60 seconds with a compression molding apparatus. A fiber-reinforced resin molded product was obtained.
（比較例１）
積層体が被覆層（厚さ１．５ｍｍの「ピーブロック」）を含まないことと、クリアランスを４ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。
(Comparative Example 1)
A fiber reinforced resin shaped into a predetermined shape in the same manner as in Example 1 except that the laminate does not contain a coating layer (a “pee block” having a thickness of 1.5 mm) and the clearance is 4 mm. A molded body was obtained.
（実施例２）
被覆層としての「ピーブロック」の表面に、さらに接着フィルムとしての直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（ＬＬＤＰＥフィルム：厚み１５μｍ）、表皮材としてのポリエステル製不織布（目付：１８０ｇ／ｍ2）をこの順番に積層した以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂成形体を得た。
(Example 2)
A linear low-density polyethylene film (LLDPE film: thickness 15 μm) as an adhesive film and a polyester non-woven fabric (weight per unit: 180 g / m 2 ) as a skin material in this order on the surface of “Peablok” as a coating layer A fiber reinforced resin molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that the laminate was laminated.
実施例１及び比較例１の繊維強化樹脂成形体の曲げ弾性勾配を以下のように測定し、その結果を下記表１に示した。車両天井材料として用いる場合、曲げ弾性勾配は、３０Ｎ／ｃｍ以上あれば良く、実施例１はこの条件を満足している。 The bending elastic gradients of the fiber reinforced resin moldings of Example 1 and Comparative Example 1 were measured as follows, and the results are shown in Table 1 below. When used as a vehicle ceiling material, the bending elastic gradient may be 30 N / cm or more, and Example 1 satisfies this condition.
（曲げ弾性勾配）
曲げ弾性勾配は、厚み方向に加わる荷重に対する抵抗を示すもので、下記のように測定した。まず、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を用い、試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、支点間距離１００ｍｍにて、ＪＩＳ Ｋ ７２２１−２に準じて３点曲げ試験を実施した。次に、得られる荷重（Ｎ）−たわみ（ｃｍ）曲線を用い、曲線の勾配が最も大きい部分で接線を引き、当該接線から弾性勾配（Ｎ／ｃｍ）を算出した。
(Bending elastic gradient)
The bending elastic gradient indicates resistance to a load applied in the thickness direction, and was measured as follows. First, using a test piece having a width of 50 mm and a length of 150 mm, a three-point bending test was performed according to JIS K 7221-2 at a test speed of 50 mm / min and a fulcrum distance of 100 mm. Next, using the obtained load (N) -deflection (cm) curve, a tangent line was drawn at a portion where the gradient of the curve was the largest, and an elastic gradient (N / cm) was calculated from the tangent line.
また、図８及び図９には、それぞれ実施例１の繊維強化樹脂成形体の表面写真及び比較例１の繊維強化樹脂成形体の表面写真を示した。図８から、実施例の繊維強化樹脂成形体は、平坦部とコーナのいずれにおいてもしわが少なく、製品として品質が高いことが分かった。一方、図９から分かるように、繊維強化樹脂成形体は、平坦部には引き連れしわがあり、コーナには折りたたみしわがあった。これは、実施例の繊維強化樹脂成形体では、繊維強化樹脂用シート上に被覆層が配置されているのに対し、比較例の繊維強化樹脂成形体は被覆層を含まないことに起因するものであり、被覆層がしわ隠し効果を発揮するためであると思われる。なお、実施例２の表皮材を含む繊維強化樹脂成形体についても、外観上しわの見られない良好なものであった。 Moreover, in FIG.8 and FIG.9, the surface photograph of the fiber reinforced resin molding of Example 1 and the surface photograph of the fiber reinforced resin molding of the comparative example 1 were shown, respectively. From FIG. 8, it was found that the fiber-reinforced resin molded body of the example had few wrinkles in both the flat portion and the corner, and the quality as a product was high. On the other hand, as can be seen from FIG. 9, the fiber reinforced resin molded product had a wrinkle in the flat portion and a folded wrinkle in the corner. This is because in the fiber reinforced resin molded body of the example, the coating layer is disposed on the fiber reinforced resin sheet, whereas the fiber reinforced resin molded body of the comparative example does not include the coating layer. It seems that this is because the coating layer exhibits a wrinkle concealing effect. In addition, the fiber reinforced resin molded product including the skin material of Example 2 was also a good one with no wrinkles on appearance.
本発明では、樹脂発泡体シートと、上記樹脂発泡体シートの両側に配置された繊維強化樹脂用シートとを含む繊維強化樹脂成形体において、少なくとも一方の上記繊維強化樹脂用シートの上記樹脂発泡体シートと接していない側の主面上に樹脂発泡体又は繊維集合体で構成された被覆層を設けることにより、所定の形状に圧縮成形時のしわの発生を軽減させることができる。 In the present invention, in a fiber reinforced resin molded article including a resin foam sheet and a fiber reinforced resin sheet disposed on both sides of the resin foam sheet, the resin foam of at least one of the fiber reinforced resin sheets By providing a coating layer made of a resin foam or a fiber assembly on the main surface that is not in contact with the sheet, generation of wrinkles during compression molding into a predetermined shape can be reduced.
本発明の繊維強化樹脂成形体は、自動車などの車両用内装材、特に車両用天井材、船舶の内装材、家屋の内装材などに好適である。 The fiber-reinforced resin molded article of the present invention is suitable for interior materials for vehicles such as automobiles, particularly for vehicle ceiling materials, ship interior materials, house interior materials, and the like.
１、１ａ、１ｂ、４１、４２ 繊維強化樹脂用シート
２、４３ 樹脂発泡体シート
３、４４ 被覆層
１０、１３、１６ 複合繊維
１１ 芯成分
１２ 鞘成分
１４、１７ 島成分
１５、１８ 海成分
２０ すだれ状シート
２１ 複合繊維
２２ ステッチング糸
３０ 多軸挿入たて編み基材
３１ａ〜３１ｆ 繊維強化樹脂用複合繊維（糸）
３６ 編針
３７、３８ ステッチング糸
４０ 積層体
５０ 一次成形基材
５１、６６ 下金型
５５、６５ 上金型
６１ 加熱炉
６２ 赤外線加熱器
６３ コンベア
６４ 圧縮成形装置
７１ ９０°シート
７２ −３０°シート
７３ ３０°シート
１００、１１０ 繊維強化樹脂成形体
1, 1a, 1b, 41, 42 Fiber reinforced resin sheet 2, 43 Resin foam sheet 3, 44 Cover layer 10, 13, 16 Composite fiber 11 Core component 12 Sheath component 14, 17 Island component 15, 18 Sea component 20 Interdigital sheet 21 Composite fiber 22 Stitching yarn 30 Multi-axis inserted warp base material 31a to 31f Composite fiber for fiber reinforced resin (yarn)
36 Knitting needles 37, 38 Stitching yarn 40 Laminate 50 Primary molding substrate 51, 66 Lower die 55, 65 Upper die 61 Heating furnace 62 Infrared heater 63 Conveyor 64 Compression molding device 71 90 ° sheet 72 -30 ° sheet 73 30 ° sheet 100, 110 Fiber reinforced resin molded body
Claims (9)
前記繊維強化樹脂用シートは、低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分を含む複合繊維で構成され、前記複合繊維が一方向に配列された一方向シートを１層以上含み、前記低融点ポリマー成分と前記高融点ポリマー成分は熱可塑性合成樹脂且つ同種のポリマーであり、前記繊維強化樹脂成形体において、前記低融点ポリマー成分はマトリックス樹脂となり、前記高融点ポリマー成分は強化繊維となり、
前記樹脂発泡体シートは、密度が０．０１５〜０．０６ｇ／ｃｍ 3 であり、
前記繊維強化樹脂用シートは、前記樹脂発泡体シートの両側の主面上にそれぞれ配置されており、少なくとも一方の前記繊維強化樹脂用シートの前記樹脂発泡体シートと接していない側の主面上に樹脂発泡体又は繊維集合体で構成された被覆層が設けられており、所定の形状に圧縮成形されている繊維強化樹脂成形体。 A fiber reinforced resin molded article obtained by bonding a fiber reinforced resin sheet and a resin foam sheet,
The fiber reinforced resin sheet is composed of a composite fiber including a low melting point polymer component and a high melting point polymer component, and includes one or more unidirectional sheets in which the composite fibers are arranged in one direction, and the low melting point polymer component and The high melting point polymer component is a thermoplastic synthetic resin and the same kind of polymer. In the fiber reinforced resin molded article, the low melting point polymer component is a matrix resin, and the high melting point polymer component is a reinforcing fiber.
The resin foam sheet has a density of 0.015 to 0.06 g / cm 3 ,
The fiber reinforced resin sheets are respectively disposed on the principal surfaces on both sides of the resin foam sheet, and on the principal surface on the side not in contact with the resin foam sheet of at least one of the fiber reinforced resin sheets. A fiber-reinforced resin molded body that is provided with a coating layer made of a resin foam or a fiber aggregate and is compression-molded into a predetermined shape.
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