JP7048956B2 - FRP molded product and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、FRP成形品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an FRP molded product and a method for producing the same.
繊維強化プラスチック(以下、「FRP」という。)は、軽量かつ高い強度及び高い弾性率を有することから、浴槽などの生活品から航空宇宙分野、自動車等の移動体分野、スポーツ分野等に広く活用されている。FRPの中でも、繊維が炭素繊維である炭素繊維強化プラスチック(以下、「CFRP」という。)は、弾性率、強度が特に優れていることから、注目されており利用が拡大している。 Fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as "FRP") is lightweight, has high strength, and has a high elastic modulus, so it is widely used in the fields of daily life such as bathtubs, aerospace fields, mobile fields such as automobiles, and sports fields. Has been done. Among FRP, carbon fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as "CFRP") whose fiber is carbon fiber is attracting attention and its use is expanding because of its particularly excellent elasticity and strength.
近年、FRPは、ヘルメット等の保護具、スマートフォンケース等の家電分野等への用途拡大が検討されており、これらの用途に用いるためには、耐衝撃性の向上が重要となる。CFRPは、特に割れやすい脆性材料であるため、耐衝撃性を向上することが強く求められている。 In recent years, the expansion of applications of FRP to protective equipment such as helmets and home appliances such as smartphone cases has been studied, and in order to use FRP for these applications, it is important to improve impact resistance. Since CFRP is a brittle material that is particularly fragile, it is strongly required to improve impact resistance.
特許文献1には、深み感のある高い意匠性の模様が付与され、耐熱性、耐衝撃性、及び断熱性に優れたFRP成形品を提供することを目的として、最表面が透明ゲルコート層であり、その内側の層が特定の多色ゲルコート層であり、その内側の層が、所定の強化繊維を含有する強化繊維補強樹脂層であり、該樹脂層にさらに合成樹脂発泡層が積層されているFRP成形品が開示されている。この文献には、実施例1において、最表面側から内側に向かって、特定の透明ゲルコート層、特定の多色ゲルコート層、ガラス繊維を含有する強化繊維補強樹脂層、補強材、裏打ち層、及びウレタン樹脂発泡層が形成されたFRP製浴槽を作製したことが記載されている。また、この文献には、実施例1のFRP製浴槽について、110gの鋼球を2mの高さより浴槽中央部に落下させる落球衝撃試験を行った結果、浴槽表面に、クラック、欠け等の外観以上が生じなかったことが記載されている。 Patent Document 1 has a transparent gel coat layer on the outermost surface for the purpose of providing an FRP molded product having a deep and highly designable pattern and excellent heat resistance, impact resistance, and heat insulation. The inner layer is a specific multicolor gel coat layer, the inner layer is a reinforced fiber reinforced resin layer containing a predetermined reinforcing fiber, and a synthetic resin foam layer is further laminated on the resin layer. The FRP molded product is disclosed. In this document, in Example 1, from the outermost surface side to the inside, a specific transparent gel coat layer, a specific multicolor gel coat layer, a reinforcing fiber reinforcing resin layer containing glass fiber, a reinforcing material, a lining layer, and It is described that an FRP bathtub on which a urethane resin foam layer is formed was produced. Further, in this document, the FRP bathtub of Example 1 was subjected to a falling ball impact test in which a 110 g steel ball was dropped from a height of 2 m to the center of the bathtub. It is stated that did not occur.
しかしながら、特許文献1の実施例1のように、強化繊維補強樹脂層に、比較的柔らかい合成樹脂発泡層を積層すると、強度及び弾性率が低下する。また、この文献の実施例1では、合成樹脂発泡層の厚さが増すだけでなく、十分な強度を確保するための補強材、及び該補強材を固定するための裏打ち層を形成する必要があり、これらの層の厚さも増すため、この文献に記載の方法では、厚さが薄い成形品を製造できない。さらに、この文献に記載の方法では、強化繊維補強樹脂層に合成樹脂発泡層が積層された積層体とするため、成形品の物性を部分的に制御することができない。 However, when a relatively soft synthetic resin foam layer is laminated on the reinforced fiber reinforced resin layer as in Example 1 of Patent Document 1, the strength and elastic modulus are lowered. Further, in Example 1 of this document, it is necessary not only to increase the thickness of the synthetic resin foam layer, but also to form a reinforcing material for ensuring sufficient strength and a backing layer for fixing the reinforcing material. Because of the increased thickness of these layers, the methods described in this document do not allow the production of thin molded articles. Further, in the method described in this document, since the synthetic resin foam layer is laminated on the reinforcing fiber reinforcing resin layer, the physical properties of the molded product cannot be partially controlled.
そこで、本発明の目的は、高い強度と、高い弾性率と、優れた耐衝撃性とを同時に満たすFRP成形品及びその製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an FRP molded product and a method for producing the same, which simultaneously satisfy high strength, high elastic modulus, and excellent impact resistance.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、繊維を含有する繊維基材の少なくとも一方の面に、緩衝材を平面視において規則的な又は不規則的なパターンで配置して得られる緩衝繊維材を樹脂で被覆すると、得られるFRP成形品は、高い強度と、高い弾性率と、優れた耐衝撃性とを同時に満たすことを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have arranged cushioning materials in a regular or irregular pattern in a plan view on at least one surface of the fiber base material containing the fibers. When the obtained cushioning fiber material is coated with a resin, it has been found that the obtained FRP molded product simultaneously satisfies high strength, high elastic modulus, and excellent impact resistance, and completed the present invention.
すなわち、本発明のFRP成形品は、緩衝繊維材と、該緩衝繊維材を被覆する被覆材とを含み、前記緩衝繊維材が、繊維を含有する繊維基材と、該繊維基材の少なくとも一方の面上に、平面視において規則的又は不規則的なパターンで配置した緩衝材とを含み、前記被覆材が、硬化型樹脂を含有し、前記繊維が、強化繊維を含有し、前記繊維基材の前記緩衝材が配置されている部分における前記緩衝材の占有率が、10~90%である。本発明のFRP成形品は、緩衝繊維材を複数含み、前記複数の緩衝繊維材が積み重なった形態であることが好ましい。前記強化繊維は、炭素繊維を含むことが好ましい。前記繊維基材は、布帛を含むことが好ましく、前記布帛は、織物、編物、及び不織布からなる群より選ばれる1種以上を含むことが好ましい。前記緩衝材は、衝撃吸収特性を有することが好ましい。前記パターンは、点在する複数の突状体で構成されていることが好ましく、前記突状体の形状は、平面視において円形状及び多角形状のいずれかであることが好ましい。前記パターンは、網状に形成されていることが好ましく、前記網状に形成されたパターンの網目は、円形状の形態及び多角形状の形態のいずれかであることが好ましい。前記硬化型樹脂は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、及びメラミン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。 That is, the FRP molded product of the present invention contains a cushioning fiber material and a coating material for coating the cushioning fiber material, and the cushioning fiber material is a fiber-containing fiber base material and at least one of the fiber base materials. The covering material contains a curable resin , the fiber contains a reinforcing fiber, and the fiber group contains a cushioning material arranged in a regular or irregular pattern in a plan view. The occupancy rate of the cushioning material in the portion of the material in which the cushioning material is arranged is 10 to 90% . The FRP molded product of the present invention preferably contains a plurality of cushioning fiber materials and is preferably in the form of a stack of the plurality of cushioning fiber materials. The reinforcing fiber preferably contains carbon fiber. The fiber base material preferably contains a cloth, and the cloth preferably contains one or more selected from the group consisting of a woven fabric, a knitted fabric, and a non-woven fabric. The cushioning material preferably has shock absorbing properties. The pattern is preferably composed of a plurality of scattered projectiles, and the shape of the projectiles is preferably either a circular shape or a polygonal shape in a plan view. The pattern is preferably formed in a net shape, and the mesh of the pattern formed in the net shape is preferably in either a circular shape or a polygonal shape. The curable resin preferably contains at least one selected from the group consisting of epoxy resin, urethane resin, and melamine resin.
本発明のFRP成形品の製造方法は、本発明のFRP成形品を製造する方法であって、強化繊維を含有する繊維基材の少なくとも一方の面に、緩衝材を平面視において規則的な又は不規則的なパターンで配置して緩衝繊維材を得る工程と、前記緩衝繊維材を硬化型樹脂で被覆する工程と、を含み、前記繊維基材の前記緩衝材を配置する部分における前記緩衝材の占有率が、10~90%である。 The method for producing an FRP molded product of the present invention is a method for producing an FRP molded product of the present invention, in which a cushioning material is regularly or in plan view is applied to at least one surface of a fiber base material containing a reinforcing fiber. The cushioning in a portion of the fiber base material on which the cushioning material is arranged includes a step of arranging the cushioning fiber material in an irregular pattern to obtain a cushioning fiber material and a step of coating the cushioning fiber material with a curable resin. The occupancy rate of the material is 10 to 90% .
本発明によれば、高い強度と、高い弾性率と、優れた耐衝撃性とを同時に満たすFRP成形品及びその製造方法を提供可能である。 According to the present invention, it is possible to provide an FRP molded product and a method for producing the same, which simultaneously satisfy high strength, high elastic modulus, and excellent impact resistance.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について、必要に応じて図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は以下の記載に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as necessary. The present invention is not limited to the following description, and can be variously modified and implemented within the scope of the gist thereof. Further, in the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In addition, the positional relationship such as up, down, left, and right shall be based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Furthermore, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the ratios shown.
[1.FRP成形品]
本実施形態のFRP成形品は、緩衝繊維材と、該緩衝繊維材を被覆する被覆材とを含み、前記緩衝繊維材が、繊維を含有する繊維基材と、該繊維基材の少なくとも一方の面上に、平面視において規則的又は不規則的なパターン(以下、「特定のパターン」ともいう。)で配置した緩衝材とを含み、前記被覆材が、樹脂を含有する。本実施形態のFRP成形品の一例を図1及び図2に示す。図1は、そのFRP成形品を概略的に示す平面図(ただし、説明のために後述の緩衝繊維材3を透視させている。)であり、図2は、図1のA-A’線による断面を概略的に示す断面図である。図1及び図2に示すFRP成形品100は、繊維を含有するシート状の繊維基材1と、繊維基材1の片面に配置した緩衝材2とを有する緩衝繊維材3を5つ含み、5つの緩衝繊維材3が、片面を上面とし、片面と反対側の面を下面として、片面に対し直行する方向に積み重ねられており、この積み重ねられた5つの緩衝繊維材3を被覆材4が被覆している。緩衝材2は、平面視において円形状である複数の突状体5で構成されており、複数の突状体5は、互いに所定距離をおいて、繊維基材1の片面全体に均一に点在しており、平面視において、水玉模様のパターンを形成している。
[1. FRP molded product]
The FRP molded product of the present embodiment includes a cushioning fiber material and a coating material for coating the cushioning fiber material, and the cushioning fiber material includes a fiber-containing fiber base material and at least one of the fiber base materials. A cushioning material arranged on a surface in a regular or irregular pattern (hereinafter, also referred to as “specific pattern”) in a plan view is included, and the covering material contains a resin. An example of the FRP molded product of this embodiment is shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view schematically showing the FRP molded product (however, the
特許文献1に記載のFRP成形品のように、強化繊維補強樹脂層に柔らかい合成樹脂発泡層を積層すると、合成樹脂発泡層が衝撃を吸収する緩衝材としての役割を果たすことを主因として、FRP成形品の耐衝撃性を向上することができる。しかしながら、このFRP成形品では、高い強度及び弾性率を有する強化繊維補強樹脂層の表面に、全体的に亘って、低い強度及び弾性率を有する合成樹脂発泡層を配置していることを主因として、FRP成形品全体としての強度及び弾性率が十分ではない。このため、特許文献1記載のFRP成形品では、強度を補強するための補強材及びこの補強材を固定するための裏打ち層を形成する必要がある。これに対し、本発明のFRP成形品は、繊維基材の片面の一部に、衝撃を緩和する緩衝材が、特定のパターン形状を形成しながら配置しており、この形態を被覆材が被覆していることを主因として、高い強度と、高い弾性率と、優れた耐衝撃性を同時に満たすことができる。このため、本発明のFRP成形品は、強度を補強するための部材を備えなくても、簡易な構成により、高い強度及び弾性率を維持したまま耐衝撃性を向上できる。 When a soft synthetic resin foam layer is laminated on a reinforced fiber reinforced resin layer like the FRP molded product described in Patent Document 1, the synthetic resin foam layer plays a role as a cushioning material for absorbing impact, and FRP is mainly used. The impact resistance of the molded product can be improved. However, in this FRP molded product, the main reason is that the synthetic resin foam layer having low strength and elastic modulus is arranged on the surface of the reinforcing fiber reinforcing resin layer having high strength and elastic modulus as a whole. , The strength and elastic modulus of the FRP molded product as a whole are not sufficient. Therefore, in the FRP molded product described in Patent Document 1, it is necessary to form a reinforcing material for reinforcing the strength and a backing layer for fixing the reinforcing material. On the other hand, in the FRP molded product of the present invention, a cushioning material for cushioning impact is arranged on a part of one side of the fiber base material while forming a specific pattern shape, and the covering material covers this form. Mainly because of this, it is possible to satisfy high strength, high elastic modulus, and excellent impact resistance at the same time. Therefore, the FRP molded product of the present invention can improve the impact resistance while maintaining high strength and elastic modulus by a simple configuration without providing a member for reinforcing the strength.
[1-1.緩衝繊維材]
緩衝繊維材は、繊維基材と、該繊維基材の少なくとも一方の面上に、特定のパターンで配置した緩衝材とを含む。
[1-1. Buffer fiber material]
The cushioning fiber material includes a fiber base material and a cushioning material arranged in a specific pattern on at least one surface of the fiber base material.
[(A)繊維基材]
繊維基材は、例えば、繊維を含有するシート状の基材である。繊維としては、特に制限されず、例えば、FRP成形品の材料として、通常用いられる強化繊維が挙げられる。強化繊維としては、例えば、無機繊維(例えば、ガラス繊維及び炭素繊維)及び有機繊維(例えば、アラミド繊維及びポリエステル繊維)が挙げられる。これらの強化繊維は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。強化繊維は、これらの中でも、無機繊維であることが好ましく、炭素繊維であることがより好ましい。本明細書にいう「炭素繊維」とは、不活性気体中で加熱分解して得られる炭素を主成分とする繊維をいい、炭化繊維ともいう。
[(A) Fiber base material]
The fiber base material is, for example, a sheet-like base material containing fibers. The fiber is not particularly limited, and examples thereof include a reinforcing fiber usually used as a material for an FRP molded product. Examples of the reinforcing fiber include inorganic fiber (for example, glass fiber and carbon fiber) and organic fiber (for example, aramid fiber and polyester fiber). These reinforcing fibers may be used alone or in combination of two or more. Among these, the reinforcing fiber is preferably an inorganic fiber, more preferably a carbon fiber. The term "carbon fiber" as used herein refers to a fiber containing carbon as a main component, which is obtained by heating and decomposing in an inert gas, and is also referred to as a carbonized fiber.
炭素繊維は、比較的高い強度、高い弾性率、及び優れた軽量性を有しているため、FRP成形品の材料として特に有用であるが、割れやすい脆性材料であるため、炭素繊維を用いたFRP成形品(CFRP成形品)は、その用途が限定されるという問題点がある。これに対し、本実施形態のFRP成形品は、優れた耐衝撃性を有しており、繊維として炭素繊維を用いても、脆性破壊を十分に抑えることができるため、優れた特性(高い強度、高い弾性率、及び軽量性)を有する成形品を広範囲の用途に適用することができる。 Carbon fiber is particularly useful as a material for FRP molded products because it has relatively high strength, high elastic modulus, and excellent lightness, but carbon fiber is used because it is a fragile and brittle material. The FRP molded product (CFRP molded product) has a problem that its use is limited. On the other hand, the FRP molded product of the present embodiment has excellent impact resistance, and even if carbon fiber is used as the fiber, brittle fracture can be sufficiently suppressed, so that the FRP molded product has excellent characteristics (high strength). , High elastic modulus, and light weight) can be applied to a wide range of applications.
炭素繊維の種類としては、特に限定されないが、例えば、PAN系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、及びピッチ系炭素繊維が挙げられる。これらの炭素繊維は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、生産性の観点から、PAN系炭素繊維であることが好ましい。 The type of carbon fiber is not particularly limited, and examples thereof include PAN-based carbon fiber, rayon-based carbon fiber, and pitch-based carbon fiber. These carbon fibers may be used alone or in combination of two or more. Among these, PAN-based carbon fibers are preferable from the viewpoint of productivity.
炭素繊維の引張強度(MPa)は、特に限定されないが、例えば、2500~6500MPaであり、本発明の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、3000~5000MPaであることが好ましく、3000~4000MPaであることがより好ましい。また、炭素繊維の引張弾性率(GPa)は、特に限定されないが、例えば、200~650GPaであり、本発明の作用効果をより一層確実にかつ有効に奏する観点から、200~400GPaであることが好ましく、200~300GPaであることがより好ましい。炭素繊維の引張強度及び引張弾性率は、JIS R 7606-2000の方法により測定することができる。また、ここでいう、炭素繊維の引張強度及び引張弾性率は、それぞれ23℃の温度で測定された引張強度及び引張弾性率をいう。 The tensile strength (MPa) of the carbon fiber is not particularly limited, but is, for example, 2500 to 6500 MPa, preferably 3000 to 5000 MPa, preferably 3000 to 4000 MPa, from the viewpoint of more effectively and surely exerting the action and effect of the present invention. Is more preferable. The tensile elastic modulus (GPa) of the carbon fiber is not particularly limited, but is, for example, 200 to 650 GPa, and may be 200 to 400 GPa from the viewpoint of more reliably and effectively exerting the action and effect of the present invention. It is preferably 200 to 300 GPa, more preferably 200 to 300 GPa. The tensile strength and tensile elastic modulus of the carbon fiber can be measured by the method of JIS R 7606-2000. Further, the tensile strength and the tensile elastic modulus of the carbon fiber referred to here refer to the tensile strength and the tensile elastic modulus measured at a temperature of 23 ° C., respectively.
炭素繊維のフィラメント数は、特に限定されず、例えば、1000~50000本であり、本発明の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、2000~24000本であることが好ましく、3000~6000本であることがより好ましい。 The number of filaments of the carbon fiber is not particularly limited, and is, for example, 1000 to 50,000, preferably 2000 to 24000 from the viewpoint of more effectively and surely achieving the action and effect of the present invention, and 3000 to 6000. Is more preferable.
繊維基材は、緩衝材を特定のパターンで配置可能な面(例えば、平面)を有する形態であれば、特に限定されず、例えば、シート状の形態が挙げられ、本発明の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、シート状の形態であることが好ましい。繊維基材がシート状の形態である場合、繊維基材は、緩衝材をより一層安定に配置できる観点から、布帛及び/又は紙を含むことが好ましく、布帛を含むことがより好ましい。本明細書において、「布帛」とは、布状の形態を包含する概念をいう。布帛は、例えば、織物、編物(ニット)、不織布、及びフェルトからなる群より選択される少なくとも1種を含み、緩衝材をより一層安定に配置できる観点から、織物、編物(例えば、緯編及び経編)、及び不織布からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、織物を含むことがより好ましい。織物の組織としては、例えば、三原組織(平織、綾織、及び朱子織)、変化組織、及び多重組織が挙げられ、本発明の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、三原組織であることが好ましく、平織組織であることがより好ましい。 The fiber base material is not particularly limited as long as it has a surface (for example, a flat surface) on which the cushioning material can be arranged in a specific pattern, and examples thereof include a sheet-like form, which further enhances the effects of the present invention. From the viewpoint of effective and reliable performance, the sheet-like form is preferable. When the fiber base material is in the form of a sheet, the fiber base material preferably contains a cloth and / or paper, and more preferably contains a cloth, from the viewpoint that the cushioning material can be arranged more stably. As used herein, the term "cloth" refers to a concept that includes a cloth-like form. The fabric includes, for example, at least one selected from the group consisting of woven fabrics, knitted fabrics (knits), non-woven fabrics, and felts, and woven fabrics, knitted fabrics (for example, weft knitting and knitting) from the viewpoint that the cushioning material can be arranged more stably. It is preferable to contain at least one selected from the group consisting of warp knitting) and a non-woven fabric, and it is more preferable to include a woven fabric. Examples of the structure of the woven fabric include a Mihara structure (plain weave, twill weave, and Akiko weave), a variable structure, and a multiple structure, and the structure is a Mihara structure from the viewpoint of more effectively and surely exerting the action and effect of the present invention. Is preferable, and a plain weave structure is more preferable.
[(B)緩衝材]
本明細書において、「緩衝材」とは、例えば、外部からの衝撃を緩衝又は緩和するための衝撃緩衝材(衝撃緩和材)をいう。緩衝材は、耐衝撃性をより一層向上する観点から、衝撃吸収特性(例えば、ゴム弾性)を有することが好ましい。
[(B) Cushioning material]
As used herein, the term "cushioning material" refers to, for example, an impact cushioning material (impact cushioning material) for cushioning or cushioning an external impact. The cushioning material preferably has impact absorption characteristics (for example, rubber elasticity) from the viewpoint of further improving impact resistance.
緩衝材は、本発明の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、中身の詰まった中実状の形態であることが好ましい。ここでいう中実状の形態は、内部に隙間が形成されていない形態であってもよく、内部に少し(例えば50%未満、好ましくは30%以下、より好ましくは10%以下)隙間又は孔が形成された形態(例えば、多孔質状の形態)であってもよい。 The cushioning material is preferably in a solid and solid form from the viewpoint of more effectively and surely exerting the action and effect of the present invention. The solid form referred to here may be a form in which no gap is formed inside, and there are a few gaps or holes inside (for example, less than 50%, preferably 30% or less, more preferably 10% or less). It may be in a formed form (for example, a porous form).
緩衝材は、例えば、外部からの衝撃を緩衝又は緩和するために、衝撃吸収特性(例えば、ゴム弾性)を有する軟質樹脂を含有する。前記軟質樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ウレタン系樹脂、及び合成ゴム、及び熱可塑性エラストマー(例えば、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、及びスチレン系エラストマー)などの熱可塑性樹脂が挙げられ、半硬化又は硬化した状態であってもよい。これらの熱可塑性樹脂は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。熱可塑性樹脂は、これらの中でも、本発明の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、合成ゴムであることが好ましい。合成ゴムとしては、例えば、アクリル系ゴム、オレフィン系ゴム、ジエン系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコン系ゴム及びフッ素系ゴムが挙げられ、これらの中でも、本発明の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、アクリル系ゴムであることが好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、公知の方法で調製してもよく、市販品を用いてもよい。市販品としては、セイカプレンLX10、LX-20、LX-30White、LX-M1、LX-M2、LX-M3 White、ER-111C、ER-222M、ER-333W、SR-500W(K)、SR-510(K)、UD-900 White、UD-910(いずれも大日精化工業株式会社製製品)が挙げられる。 The cushioning material contains, for example, a soft resin having impact absorbing properties (for example, rubber elasticity) in order to cushion or cushion an external impact. Examples of the soft resin include olefin resins, polyester resins, polyamide resins, urethane resins, and synthetic rubbers, and thermoplastic elastomers (for example, olefin elastomers, polyester elastomers, polyamide elastomers, and styrene elastomers). Examples thereof include thermoplastic resins (elastomers), which may be in a semi-cured or cured state. These thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more. Among these, the thermoplastic resin is preferably synthetic rubber from the viewpoint of more effectively and surely exerting the action and effect of the present invention. Examples of the synthetic rubber include acrylic rubber, olefin rubber, diene rubber, urethane rubber, silicon rubber and fluorine rubber, and among these, the action and effect of the present invention can be more effectively and reliably exerted. From the viewpoint, acrylic rubber is preferable. These thermoplastic resins may be prepared by a known method, or commercially available products may be used. Commercially available products include Seikaplen LX10, LX-20, LX-30 White, LX-M1, LX-M2, LX-M3 White, ER-111C, ER-222M, ER-333W, SR-500W (K), SR- Examples thereof include 510 (K), UD-900 White, and UD-910 (all of which are products manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd.).
緩衝材は、必要に応じて、慣用の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、耐衝撃改良剤、粘度調整剤、増粘剤、着色剤、安定化剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤、防腐剤、及び防菌剤が挙げられる。 The cushioning material may contain a conventional additive, if necessary. Examples of the additive include an impact resistance improver, a viscosity modifier, a thickener, a colorant, a stabilizer, an antistatic agent, a flame retardant, a filler, a preservative, and an antibacterial agent.
本実施形態の緩衝繊維材では、緩衝材が繊維基材の少なくとも一方の面に配置されていればよく、他の面(例えば、片面と反対側の面)に配置されていてもよい。 In the cushioning fiber material of the present embodiment, the cushioning material may be arranged on at least one surface of the fiber base material, and may be arranged on the other surface (for example, the surface opposite to one side).
本実施形態の緩衝繊維材では、緩衝材が繊維基材の一方の面上に、規則的又は不規則的なパターンで配置している。パターンが、点在する複数の突状体で構成されている場合、「規則的なパターン」とは、突状体が一定の規則性をもって配置していることをいい、「不規則的なパターン」とは、複数の突状体が不規則的に又はランダムに配置していることをいう。一方、パターンが網状に形成されている場合、「規則的なパターン」とは、網状に形成されたパターンの網目が一定の規則性をもって配置していることをいい、「不規則的なパターン」とは、パターンの網目が不規則的に又はランダムに配置していることをいう。
いう。
In the cushioning fiber material of the present embodiment, the cushioning material is arranged on one surface of the fiber base material in a regular or irregular pattern. When the pattern is composed of a plurality of scattered protrusions, the "regular pattern" means that the protrusions are arranged with a certain regularity, and the "irregular pattern" is used. "" Means that a plurality of projectiles are arranged irregularly or randomly. On the other hand, when the pattern is formed in a network, the "regular pattern" means that the mesh of the pattern formed in the network is arranged with a certain regularity, and is an "irregular pattern". Means that the mesh of the pattern is arranged irregularly or randomly.
say.
本実施形態の緩衝繊維材では、必ずしも、緩衝材が繊維基材の一方の面全体に亘って規則的又は不規則的なパターンで配置される必要はなく、面の一部に、すなわち部分的に規則的又は不規則的なパターンで配置されていてもよい。 In the cushioning fiber material of the present embodiment, the cushioning material does not necessarily have to be arranged in a regular or irregular pattern over one surface of the fiber substrate, and is not necessarily arranged on a part of the surface, that is, partially. It may be arranged in a regular or irregular pattern.
パターンは、強度及び弾性率をより一層高くできる観点から、点在する複数の突状体(例えば、棒状体)で構成されていることが好ましい。突状体は、例えば、ブロック状の形態であってもよく、その断面形状は特に限定されず、例えば、四角形状(例えば、台形状及び長方形状)、凹字状であってもよい。突状体の平面視における形状は、円形状及び多角形状のいずれかであることがより好ましい。円形状とは、例えば、真円状、楕円状、及び卵形状が挙げられ、これらの一部が切り欠かれた形状(例えば、半円状及び三日月状)であってもよい。多角形状とは、例えば、三角形状、四角形状、菱形状、五角形状、六角形状、五角星形状、及び六角星形状が挙げられる。複数の突状体は互いに同一の形状であってもよく、互いに異なる2種以上の形状であってもよく、円形状と多角形状とを組み合わせもよい。 The pattern is preferably composed of a plurality of interspersed projecting bodies (for example, rod-shaped bodies) from the viewpoint of further increasing the strength and elastic modulus. The projecting shape may be, for example, a block shape, and the cross-sectional shape thereof is not particularly limited, and may be, for example, a rectangular shape (for example, a trapezoidal shape and a rectangular shape) or a concave shape. The shape of the projecting body in a plan view is more preferably either a circular shape or a polygonal shape. The circular shape includes, for example, a perfect circle shape, an elliptical shape, and an egg shape, and may be a shape in which a part of these is cut out (for example, a semicircular shape and a crescent shape). Examples of the polygonal shape include a triangular shape, a quadrangular shape, a rhombic shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape, a pentagonal star shape, and a hexagonal star shape. The plurality of projecting bodies may have the same shape as each other, may have two or more types of shapes different from each other, or may be a combination of a circular shape and a polygonal shape.
パターンは、強度及び弾性率をより一層高くできる観点から、網状に形成されていることが好ましく、網状に形成されたパターンの網目は、円形状の形態及び多角形状の形態のいずれかであることが好ましい。円形状とは、例えば、真円状、楕円状、及び卵形状が挙げられ、これらの一部が切り欠かれた形状(例えば、半円状及び三日月状)であってもよい。多角形状とは、例えば、三角形状、四角形状、菱形状、五角形状、六角形状、五角星形状、及び六角星形状が挙げられる。複数のパターンの網目は互いに同一の形状であってもよく、互いに異なる2種以上の形状であってもよく、円形状と多角形状とを組み合わせもよい。 The pattern is preferably formed in a net shape from the viewpoint of further increasing the strength and elastic modulus, and the mesh of the pattern formed in a net shape is either a circular shape or a polygonal shape. Is preferable. The circular shape includes, for example, a perfect circle shape, an elliptical shape, and an egg shape, and may be a shape in which a part of these is cut out (for example, a semicircular shape and a crescent shape). Examples of the polygonal shape include a triangular shape, a quadrangular shape, a rhombic shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape, a pentagonal star shape, and a hexagonal star shape. The meshes of the plurality of patterns may have the same shape as each other, may have two or more types of shapes different from each other, or may be a combination of a circular shape and a polygonal shape.
パターンは、点在する複数の突状体で構成されていてもよく、網状に形成されていてもよいが、点在する複数の突状体で構成する方が、強度及び弾性率をより高くできる傾向にあるため好ましい。 The pattern may be composed of a plurality of interspersed protrusions or may be formed in a mesh pattern, but the pattern may be composed of a plurality of interspersed protrusions to have higher strength and elastic modulus. It is preferable because it tends to be possible.
緩衝材の占有率(繊維基材の一方の面の面積全体に対する、緩衝材が配置された面積の割合)は、特に限定されず、例えば、5~95%であり、高い強度と高い弾性率と優れた耐衝撃性とをより一層バランスよく向上する観点から、10~90%であることが好ましく、20~80%であることがより好ましく、30~70%であることがさらに好ましい。 The occupancy rate of the cushioning material (the ratio of the area where the cushioning material is arranged to the entire area of one surface of the fiber base material) is not particularly limited, and is, for example, 5 to 95%, and has high strength and high elastic modulus. From the viewpoint of further improving the balance between the above and the excellent impact resistance, the content is preferably 10 to 90%, more preferably 20 to 80%, still more preferably 30 to 70%.
緩衝材の厚さ(高さ)は、特に限定されず、例えば、50~300μmであり、本発明の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、80~200μmであることが好ましく、100~150μmであることがより好ましい。 The thickness (height) of the cushioning material is not particularly limited, and is, for example, 50 to 300 μm, preferably 80 to 200 μm, preferably 80 to 200 μm, from the viewpoint of more effectively and surely exerting the action and effect of the present invention. It is more preferably 150 μm.
本実施形態のFRP成形品における、緩衝繊維材の数は、1つであってもよく複数であってもよいが、高い強度と高い弾性率と優れた耐衝撃性とをより一層バランスよく向上する観点から、緩衝繊維材を複数含み、複数の緩衝繊維材が積み重なった形態であることが好ましい。 The number of cushioning fiber materials in the FRP molded product of the present embodiment may be one or a plurality, but high strength, high elastic modulus and excellent impact resistance are further improved in a well-balanced manner. From the viewpoint of the above, it is preferable that a plurality of cushioning fiber materials are contained and a plurality of cushioning fiber materials are stacked.
[1-2.被覆材]
本実施形態のFRP成形品は、緩衝繊維材を被覆する被覆材を含む。本明細書において、「緩衝繊維材を被覆する」とは、例えば、1つの緩衝繊維材又は積み重なった複数の緩衝繊維材の外面全体を覆うことをいう。被覆材は、緩衝繊維材に形成される隙間、及び緩衝繊維材が積み重なることにより形成される隙間に含浸されていなくてもよいが、本発明の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、これらの隙間に含浸されることが好ましい。
[1-2. Covering material]
The FRP molded product of the present embodiment includes a coating material for coating the cushioning fiber material. As used herein, "coating a buffer fiber material" means, for example, covering the entire outer surface of one buffer fiber material or a plurality of stacked buffer fiber materials. The covering material may not be impregnated in the gaps formed in the cushioning fiber material and the gaps formed by stacking the cushioning fiber materials, but from the viewpoint of more effectively and surely exerting the action and effect of the present invention. It is preferable to impregnate these gaps.
被覆材は、樹脂を含有する。ここでいう「樹脂」とは、例えば、半硬化状態にある樹脂及び硬化状態にある樹脂も含む。 The covering material contains a resin. The term "resin" as used herein also includes, for example, a resin in a semi-cured state and a resin in a cured state.
樹脂としては、例えば、成形のために用いられる成形用樹脂が挙げられる。成形用樹脂としては、例えば、硬化剤などにより反応硬化したり、加熱により硬化したりする硬化型樹脂(例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、及び不飽和ポリエステル樹脂)が挙げられる。本発明の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、成形用樹脂は硬化剤により反応硬化する硬化型樹脂(例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、及びメラミン樹脂)であることが好ましく、エポキシ樹脂であることがより好ましい。 Examples of the resin include molding resins used for molding. Examples of the molding resin include curable resins (eg, epoxy resins, phenol resins, urethane resins, melamine resins, and unsaturated polyester resins) that are reactively cured by a curing agent or the like or cured by heating. .. From the viewpoint of more effectively and surely exerting the action and effect of the present invention, the molding resin is preferably a curable resin (for example, epoxy resin, urethane resin, and melamine resin) that is reaction-cured by a curing agent, and is preferably an epoxy resin. It is more preferable to have.
[2.FRP成形品の製造方法]
本実施形態のFRP成形品の製造方法は、繊維を含有する繊維基材の少なくとも一方の面に、緩衝材を平面視において規則的な又は不規則的なパターン(以下、「特定のパターン」ともいう。)で配置して緩衝繊維材を得る工程(配置工程)と、前記緩衝繊維材を樹脂で被覆する工程(被覆工程)とを含む。本実施形態のFRP成形品の製造方法では、配置工程により、繊維基材の片面の一部に、衝撃を緩和する緩衝材を、特定のパターンが形成されるように配置し、それらを被覆材が被覆することを主因として、高い強度と、高い弾性率と、優れた耐衝撃性とを同時に満たすFRP成形品を製造できる。
[2. Manufacturing method of FRP molded products]
In the method for producing an FRP molded product of the present embodiment, a cushioning material is placed on at least one surface of a fiber base material containing fibers in a regular or irregular pattern in a plan view (hereinafter, also referred to as “specific pattern”). It includes a step (arrangement step) of arranging the cushioning fiber material in (referred to) to obtain a cushioning fiber material, and a step of coating the cushioning fiber material with a resin (coating step). In the method for manufacturing an FRP molded product of the present embodiment, a cushioning material that cushions an impact is placed on a part of one side of the fiber base material so as to form a specific pattern by the placement step, and these are placed as a covering material. It is possible to manufacture an FRP molded product that simultaneously satisfies high strength, high elastic modulus, and excellent impact resistance, mainly because of the coating.
一般的なFRP成形品では、成形品の一部にのみ物性(例えば、強度、耐衝撃性、及び弾性率)を制御することが求められることが多い。例えば、スポーツ分野及びレジャー分野では、ラケット(例えば、テニスラケット)、ゴルフシャフト、釣竿などにおいて所定の部分にしなり(又は撓み)が必要となるため、低い弾性率を有する部分又は部位を形成する必要がある。この点、本発明では、例えば、配置工程により、繊維基材の所望の部位に緩衝材を配置した緩衝繊維材を得、被覆工程により、所定の部分に緩衝材が配置した緩衝繊維材を樹脂で被覆すれば、得られるFRP成形品の緩衝材が配置された部位のみ、弾性率を低くすることができる。このように、本発明のFRP成形品の製造方法を用いると、部分的に物性が制御されたFRP成形品を製造できる。 In a general FRP molded product, it is often required to control the physical properties (for example, strength, impact resistance, and elastic modulus) of only a part of the molded product. For example, in the sports field and the leisure field, a racket (for example, a tennis racket), a golf shaft, a fishing rod, or the like requires bending (or bending) to a predetermined portion, and therefore it is necessary to form a portion or portion having a low elastic modulus. There is. In this respect, in the present invention, for example, a cushioning fiber material in which a cushioning material is arranged at a desired portion of a fiber base material is obtained by an arrangement step, and a cushioning fiber material in which a cushioning material is arranged in a predetermined portion is used as a resin by a coating step. By coating with, the elastic modulus can be lowered only in the portion where the cushioning material of the obtained FRP molded product is arranged. As described above, by using the method for producing an FRP molded product of the present invention, it is possible to produce an FRP molded product whose physical properties are partially controlled.
また、一般的なFRP成形品では、その用途を拡大するにあたり、柄又は模様のバリエーションを増やしたりするなどの意匠性を向上することが求められていることが多い。ここで、意匠性を向上させるには、例えば、繊維基材の組織(例えば、織物組織)を変化させたりすることが考えられるが、組織で表現できる柄又は模様に制限があり、目的の柄又は模様を形成可能な繊維基材(例えば織物)を入手することが困難である。この点、本発明では、配置工程により緩衝材を所望のパターンで配置することができるので、被覆工程により、所望のパターンを形成した緩衝材を樹脂(例えば、透明性樹脂)で被覆すれば、得られるFRP成形品に所望の柄又は模様を付与することができる。このように、本発明のFRP成形品の製造方法を用いると、所望の柄又は模様を付与できるなど、優れた意匠性を有するFRP成形品を製造できる。 Further, in a general FRP molded product, in order to expand its use, it is often required to improve the design such as increasing the variation of the pattern or the pattern. Here, in order to improve the design, for example, it is conceivable to change the structure of the fiber base material (for example, the woven fabric structure), but there is a limit to the pattern or pattern that can be expressed by the structure, and the desired pattern is used. Alternatively, it is difficult to obtain a fiber base material (for example, a woven fabric) capable of forming a pattern. In this respect, in the present invention, the cushioning material can be arranged in a desired pattern by the arrangement step. Therefore, if the cushioning material having the desired pattern formed by the coating step is coated with a resin (for example, a transparent resin), A desired pattern or pattern can be imparted to the obtained FRP molded product. As described above, by using the method for producing an FRP molded product of the present invention, it is possible to produce an FRP molded product having excellent designability such as being able to impart a desired pattern or pattern.
また、特許文献1では、強化繊維補強樹脂層の一面全体に亘り、合成樹脂発泡層を積層することに起因して、強度及び弾性率が十分でないという問題点がある。このため、特許文献1の製造方法では、補強材及び裏打ち層を形成する必要があるが、この場合、層数が増えることに起因して厚さが薄い成形品を製造できない。この点、本発明では、繊維基材の一方の面の所望の部位にのみ緩衝材を配置すればよく、面全体に緩衝材を配置する必要がない。これにより、緩衝材を配置することに起因する強度及び弾性率の低下を抑制(低減)できるため、補強材及び裏打ち層を形成する必要がない。このため、本発明のFRP成形品の製造方法を用いることにより、成形品の厚さを薄くすることができる。 Further, Patent Document 1 has a problem that the strength and elastic modulus are not sufficient due to the laminating the synthetic resin foam layer over the entire surface of the reinforcing fiber reinforcing resin layer. Therefore, in the manufacturing method of Patent Document 1, it is necessary to form a reinforcing material and a backing layer, but in this case, it is not possible to manufacture a molded product having a thin thickness due to an increase in the number of layers. In this respect, in the present invention, the cushioning material may be arranged only on a desired portion of one surface of the fiber base material, and it is not necessary to arrange the cushioning material on the entire surface. As a result, it is not necessary to form a reinforcing material and a lining layer because the decrease in strength and elastic modulus due to the arrangement of the cushioning material can be suppressed (reduced). Therefore, by using the method for producing an FRP molded product of the present invention, the thickness of the molded product can be reduced.
このように、本実施形態のFRP成形品の製造方法では、得られるFRP成形品に高い強度と、高い弾性率と、優れた耐衝撃性とを付与でき、部分的に物性制御が可能であり、さらには優れた意匠性を付与でき、さらには得られる成形品の厚さを薄くできる。 As described above, in the method for producing an FRP molded product of the present embodiment, it is possible to impart high strength, high elastic modulus, and excellent impact resistance to the obtained FRP molded product, and it is possible to partially control the physical properties. Furthermore, excellent designability can be imparted, and the thickness of the obtained molded product can be reduced.
[1.配置工程]
配置工程では、繊維を含有する繊維基材の少なくとも一方の面に、緩衝材を平面視において規則的な又は不規則的なパターン(以下、「特定のパターン」ともいう。)で配置して緩衝繊維材を得る。
[1. Placement process]
In the arranging step, the cushioning material is arranged on at least one surface of the fiber base material containing the fiber in a regular or irregular pattern (hereinafter, also referred to as “specific pattern”) in a plan view to cushion the fibers. Obtain fiber material.
配置工程に用いられる繊維基材としては、上記の[1-1.緩衝繊維材]の項で例示した繊維基材が挙げられ、好ましい繊維基材としては、上記の[1-1.緩衝繊維材]の項で例示した好ましい繊維基材が挙げられる。繊維基材は、上記の[1-1.緩衝繊維材]の項で例示した繊維基材をそのまま用いてもよく、繊維基材を樹脂に含浸させた、いわゆるプリプレグの形態で用いてもよい。 As the fiber base material used in the arranging step, the above-mentioned [1-1. Examples of the fiber base material exemplified in the section of [Cushioning fiber material] are mentioned, and the preferable fiber base material is the above-mentioned [1-1. Preferred fiber base material exemplified in the section of [Cushioning fiber material] can be mentioned. The fiber base material is the above-mentioned [1-1. The fiber base material exemplified in the section of [Cushioning fiber material] may be used as it is, or may be used in the form of a so-called prepreg in which the fiber base material is impregnated with a resin.
緩衝材を特定のパターンで繊維基材の少なくとも一方の面に配置する方法としては、特に限定されないが、例えば、緩衝材を構成する成分を繊維基材に転写させる方法が挙げられる。緩衝材を構成する成分を繊維基材に転写させる方法としては、特に限定されないが、例えば、公知の印刷方法が挙げられ、具体的な印刷方法としては、スクリーン印刷法(スクリーンプリント法)、グラビア印刷法、凹版印刷法、オフセット印刷法、活版印刷法、インクジェット印刷法、及びフレキソ印刷法が挙げられる。印刷方法は、これらの中でも、緩衝材を繊維基材により安定して転写させることができる観点から、スクリーンプリント法であることが好ましい。 The method of arranging the cushioning material on at least one surface of the fiber base material in a specific pattern is not particularly limited, and examples thereof include a method of transferring the components constituting the cushioning material to the fiber base material. The method for transferring the components constituting the cushioning material to the fiber substrate is not particularly limited, and examples thereof include known printing methods, and specific printing methods include a screen printing method (screen printing method) and gravure. Examples thereof include a printing method, a concave printing method, an offset printing method, a typographic printing method, an inkjet printing method, and a flexo printing method. Among these, the printing method is preferably a screen printing method from the viewpoint that the cushioning material can be stably transferred by the fiber base material.
(スクリーンプリント法)
スクリーンプリント法を用いて、繊維基材表面の所定の部分に、緩衝材を構成する成分を転写する方法の一例を説明する。スクリーンメッシュに感光剤を塗布し、緩衝材を配置する繊維基材の領域に対応する、スクリーンメッシュの領域(以下、「特定領域」という。)をマスキングして露光する。次に、マスキングされた未露光領域(特定領域)に塗布した感光剤を水洗で除去することにより、特定領域に、特定のパターンに対応するパターンが形成されたスクリーンメッシュを作製する。次に、繊維基材の片面に作製したスクリーンメッシュを置いた状態で、スクリーンメッシュ上に緩衝材を構成する成分を塗布し、必要に応じてスキージを用いて押し付けることにより、繊維基材表面の所定の部分に、緩衝材を構成する成分を転写させることができる。
(Screen printing method)
An example of a method of transferring the components constituting the cushioning material to a predetermined portion on the surface of the fiber substrate by using the screen printing method will be described. A photosensitive agent is applied to the screen mesh, and the area of the screen mesh (hereinafter referred to as “specific area”) corresponding to the area of the fiber base material on which the cushioning material is placed is masked and exposed. Next, the photosensitive agent applied to the masked unexposed area (specific area) is removed by washing with water to produce a screen mesh in which a pattern corresponding to the specific pattern is formed in the specific area. Next, with the screen mesh prepared on one side of the fiber base material placed, the components constituting the cushioning material are applied on the screen mesh, and if necessary, pressed with a squeegee to press the surface of the fiber base material. The components constituting the cushioning material can be transferred to a predetermined portion.
スクリーンプリント法に用いるスクリーンメッシュは、一般的に用いられるスクリーンメッシュを用いることができる。スクリーンメッシュの素材としては、特に限定されず、例えば、ポリエステル素材及びステンレス素材が挙げられ、スクリーンメッシュのメッシュサイズとしては、特に限定されず、例えば、10~100メッシュ程度であってもよい。また、感光剤としては、通常、スクリーンプリント法に用いられる感光剤を用いることができる。 As the screen mesh used in the screen printing method, a commonly used screen mesh can be used. The material of the screen mesh is not particularly limited, and examples thereof include a polyester material and a stainless steel material. The mesh size of the screen mesh is not particularly limited and may be, for example, about 10 to 100 meshes. Further, as the photosensitive agent, a photosensitive agent usually used in the screen printing method can be used.
スクリーンプリント法では、繊維基材表面の所定の部分に、緩衝材を構成する成分を転写させた後、必要に応じて公知の加熱手段を用いて加熱することにより、成分を半硬化又は硬化させてもよい。加熱温度及び加熱時間は、使用する成分に応じて適宜選択できるが、例えば、100~150℃程度であってもよく、10秒~10分程度であってもよい。 In the screen printing method, the components constituting the cushioning material are transferred to a predetermined portion on the surface of the fiber substrate, and then the components are semi-cured or cured by heating using a known heating means as necessary. You may. The heating temperature and the heating time can be appropriately selected depending on the components to be used, and may be, for example, about 100 to 150 ° C. or about 10 seconds to 10 minutes.
緩衝材を構成する成分(以下、「緩衝材構成成分」ともいう。)としては、特に限定されず、例えば、外部からの衝撃を緩衝又は緩和可能な成分が挙げられ、[(B)緩衝材]の項で例示した軟質樹脂などが挙げられる。スクリーンプリント法などの印刷法を用いる場合には、印刷時に0.1~500Pa.sの粘度を有することが好ましい。緩衝材構成成分の使用量は、特に限定されず、用いる繊維基材、占有率などに応じて適宜選択できる。 The component constituting the cushioning material (hereinafter, also referred to as “buffer material component”) is not particularly limited, and examples thereof include a component capable of cushioning or mitigating an external impact, and [(B) cushioning material. ] The soft resin exemplified in the section can be mentioned. When a printing method such as a screen printing method is used, 0.1 to 500 Pa. It is preferable to have a viscosity of s. The amount of the cushioning material component used is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the fiber base material used, the occupancy rate, and the like.
[2.被覆工程]
被覆工程では、配置工程により得られた緩衝繊維材を樹脂で被覆してFRP成形品を得る。緩衝繊維材を樹脂で被覆する方法としては、特に限定されず、通常、FRP成形品を得るために樹脂で繊維基材を被覆したり、含侵したりする方法を用いることができるが、パターンが崩れないように安定に被覆できる観点から、樹脂含浸成形法(RTM法)、真空樹脂含浸成形法(VaRTM成形法)、オートクレーブ成形法、ハンドレイアップ成形法プレス成形法、及びシートワインディング成形法のいずれかを用いることが好ましく、樹脂含浸成形法及びオートクレーブ成形法のいずれかを用いることが好ましい。
[2. Coating process]
In the coating step, the cushioning fiber material obtained in the placement step is coated with a resin to obtain an FRP molded product. The method of coating the buffer fiber material with the resin is not particularly limited, and usually, a method of coating the fiber base material with the resin or impregnating the fiber base material in order to obtain an FRP molded product can be used, but the pattern is From the viewpoint of stable coating so as not to collapse, resin impregnation molding method (RTM method), vacuum resin impregnation molding method (VaRTM molding method), autoclave molding method, hand lay-up molding method, press molding method, and sheet winding molding method. It is preferable to use either one, and it is preferable to use either the resin impregnation molding method or the autoclave molding method.
(樹脂含浸成形法及び真空樹脂含浸成形法)
樹脂含浸成形法では、例えば、緩衝繊維材に樹脂を含浸させ、樹脂を硬化させることにより成形する。これにより、緩衝繊維材が樹脂で被覆されたFRP成形品が得られる。真空樹脂含浸成形法では、所定の型内に緩衝繊維材を配置し、その型内に樹脂を充填した後に真空吸引することにより成形する。これらの硬化条件は、特に限定されず、例えば、硬化温度は、80~180℃程度であってもよく、硬化時間は、30分~3時間程度であってもよい。用いる樹脂としては、例えば、[1-2.被覆材]の項で例示した樹脂が挙げられ、樹脂に、各樹脂に対応する公知の硬化剤を配合してもよい。樹脂に対する硬化剤の配合比(質量基準)は、特に限定されず、例えば、0.01~1.00程度であってもよい。
(Resin impregnation molding method and vacuum resin impregnation molding method)
In the resin impregnation molding method, for example, a cushioning fiber material is impregnated with a resin and the resin is cured to form the molding. As a result, an FRP molded product in which the cushioning fiber material is coated with a resin can be obtained. In the vacuum resin impregnation molding method, a cushioning fiber material is placed in a predetermined mold, the mold is filled with resin, and then vacuum suction is performed for molding. These curing conditions are not particularly limited, and for example, the curing temperature may be about 80 to 180 ° C., and the curing time may be about 30 minutes to 3 hours. Examples of the resin used include [1-2. Examples of the resin exemplified in the section of "Coating material" may be used, and a known curing agent corresponding to each resin may be blended with the resin. The compounding ratio (based on mass) of the curing agent to the resin is not particularly limited, and may be, for example, about 0.01 to 1.00.
(オートクレーブ成形法)
オートクレーブ成形法では、例えば、繊維基材に樹脂を含浸させた状態で、緩衝材を配置し、得られる緩衝繊維材をオートクレーブ中で含浸硬化させる。これにより、緩衝繊維材が樹脂で被覆されたFRP成形品が得られる。含浸硬化条件は、特に限定されず、例えば、圧力1~10kg/cm2、温度80~180℃、硬化時間30分~3時間程度であってもよい。用いる樹脂としては、例えば、[1-2.被覆材]の項で例示した樹脂が挙げられ、樹脂に、各樹脂に対応する公知の硬化剤を配合してもよい。樹脂に対する硬化剤の配合比(質量基準)は、特に限定されず、例えば、0.01~1.00程度であってもよい。
(Autoclave molding method)
In the autoclave molding method, for example, a cushioning material is placed in a state where the fiber base material is impregnated with the resin, and the obtained cushioning fiber material is impregnated and cured in the autoclave. As a result, an FRP molded product in which the cushioning fiber material is coated with a resin can be obtained. The impregnation curing conditions are not particularly limited, and may be, for example, a pressure of 1 to 10 kg / cm 2 , a temperature of 80 to 180 ° C., and a curing time of about 30 minutes to 3 hours. Examples of the resin used include [1-2. Examples of the resin exemplified in the section of "Coating material" may be used, and a known curing agent corresponding to each resin may be blended with the resin. The compounding ratio (based on mass) of the curing agent to the resin is not particularly limited, and may be, for example, about 0.01 to 1.00.
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
[スクリーンプリント法]
本実施例及び比較例では、平織織物に水性アクリル系樹脂をプリントするためにスクリーンプリント法を用いた。スクリーンプリント法に用いるスクリーンメッシュは、以下のようにして作製した。すなわち、ポリエステル製の糸を50メッシュに織り込んだスクリーンメッシュに感光剤(株式会社ムラカミ製品「SP7000」)を塗布し、スクリーンメッシュの特定領域をマスキングして露光し、未露光領域(特定領域)に塗布した感光剤を水洗で除去することにより、特定領域に所定のプリントパターンが形成されたスクリーンメッシュを作製した。スクリーンメッシュは、後述する各実施例及び比較例に対応させるようにして、複数作製した。感光剤が付着した各スクリーンメッシュの厚さ(高さ)は140μmであった。次いで、平織織物の片面にスクリーンメッシュを置いた状態で、スクリーンメッシュ上に水性アクリル系樹脂を塗布することにより、平織織物の片面の特定領域に対応する部分に、水性アクリル系樹脂を付着させた。
[Screen printing method]
In this example and the comparative example, the screen printing method was used to print the water-based acrylic resin on the plain weave fabric. The screen mesh used in the screen printing method was prepared as follows. That is, a photosensitive agent (Murakami Co., Ltd. product "SP7000") is applied to a screen mesh in which polyester threads are woven into 50 mesh, a specific area of the screen mesh is masked and exposed, and an unexposed area (specific area) is exposed. By removing the applied photosensitive agent by washing with water, a screen mesh in which a predetermined print pattern was formed in a specific area was produced. A plurality of screen meshes were produced so as to correspond to each of the examples and comparative examples described later. The thickness (height) of each screen mesh to which the photosensitive agent was attached was 140 μm. Next, by applying the water-based acrylic resin on the screen mesh with the screen mesh placed on one side of the plain weave fabric, the water-based acrylic resin was adhered to the portion corresponding to the specific area on one side of the plain weave fabric. ..
[実施例1]
[実施例1-1]
スクリーンメッシュを用いたスクリーン印刷法により、炭素繊維(東邦テナックス株式会社製品「テナックス(登録商標)HTA40、フィラメント数3000本)」の平織織物(150×100mm(使用時))の片面に水性アクリル系樹脂(大日精化工業株式会社製品「New Lacqutimine Color Seikaprene LX-20」)を印刷した。次に、水性アクリル系樹脂が印刷された平織織物を、加熱処理装置(アサヒ繊維機械株式会社製製品名「NAP-600」)を用いて、130℃で3分間加熱処理し、水性アクリル系樹脂を硬化させることにより、緩衝繊維材を作製した。この緩衝繊維材では、平織織物の平面視において、硬化した水性アクリル系樹脂が、図3に示すように、網目が正四角形状である網状(格子状)のパターンで、平織織物の片面全体に亘って配置されている。各網目は等間隔になるように配置されている。格子の網目の一辺の長さは1.0mmであり、格子の幅は2.5mmであり、占有率(平織織物の片面の面積全体に対する、硬化した水性アクリル系樹脂の配置面積の割合)は70%であった。この緩衝繊維材を合計8枚作製した。
作製した各緩衝繊維材を、水性アクリル系樹脂を配置した片面を上面とし、その片面と反対側の面を下面として、上記の片面に対し直行する方向に積み重ねた。積み重ねた8枚の緩衝繊維材を、エポキシ樹脂(日新レジン株式会社製製品「RT-400」)及び硬化剤(変性脂肪族ポリアミン、日新レジン株式会社製製品「HX-18」)の配合物を用いて、真空樹脂含浸成形法(VaRTM法)により含侵硬化させて、緩衝繊維材を硬化したエポキシ樹脂で被覆した。配合物中のエポキシ樹脂に対する硬化剤の配合比(重量)は1:0.2であり、硬化条件は常温で一晩放置後、100℃、1時間処理した。こうして、緩衝繊維材が被覆材で被覆した板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1]
[Example 1-1]
Water-based acrylic on one side of a plain woven fabric (150 x 100 mm (when used)) of carbon fiber (Toho Tenax Co., Ltd. product "TENAX (registered trademark) HTA40, number of filaments 3000)" by screen printing method using screen mesh. The resin (Dainichiseika Kogyo Co., Ltd. product "New Lacquitine Color Seikaprene LX-20") was printed. Next, the plain weave fabric on which the water-based acrylic resin was printed was heat-treated at 130 ° C. for 3 minutes using a heat treatment device (product name "NAP-600" manufactured by Asahi Textile Machinery Co., Ltd.), and the water-based acrylic resin was printed. Was cured to prepare a cushioning fiber material. In this cushioning fiber material, in the plan view of the plain weave fabric, the cured water-based acrylic resin has a net-like (lattice-like) pattern in which the mesh is a regular square shape, as shown in FIG. 3, and covers the entire one side of the plain weave fabric. It is arranged over. Each mesh is arranged so as to be evenly spaced. The length of one side of the mesh of the lattice is 1.0 mm, the width of the lattice is 2.5 mm, and the occupancy rate (the ratio of the arranged area of the cured water-based acrylic resin to the entire area of one side of the plain weave fabric) is It was 70%. A total of 8 sheets of this cushioning fiber material were produced.
Each of the prepared buffer fiber materials was stacked in a direction orthogonal to the above-mentioned one side, with one side on which the water-based acrylic resin was arranged as the upper surface and the side opposite to the one side as the lower surface. Epoxy resin (product "RT-400" manufactured by Nissin Resin Co., Ltd.) and curing agent (modified aliphatic polyamine, product "HX-18" manufactured by Nissin Resin Co., Ltd.) are mixed with eight stacked cushion fiber materials. The material was impregnated and cured by a vacuum resin impregnation molding method (VaRTM method), and the buffer fiber material was coated with a cured epoxy resin. The compounding ratio (weight) of the curing agent to the epoxy resin in the compound was 1: 0.2, and the curing conditions were left at room temperature overnight and then treated at 100 ° C. for 1 hour. In this way, a plate-shaped CFRP molded product in which the cushioning fiber material was coated with the coating material was produced.
[実施例1-2]
別のスクリーンメッシュを用いて、格子の網目の一辺の長さが0.5mmであり、格子の幅が1.5mmである緩衝繊維材を作製した以外は、実施例1-1と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-2]
In the same manner as in Example 1-1, another screen mesh was used to prepare a cushioning fiber material having a grid mesh having a side length of 0.5 mm and a grid width of 1.5 mm. A plate-shaped CFRP molded product was produced.
[実施例1-3]
別のスクリーンメッシュを用いて、格子の幅が6.1mmであり、占有率が30%である緩衝繊維材を作製した以外は、実施例1-1と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-3]
A plate-shaped CFRP molded product was produced in the same manner as in Example 1-1, except that a cushioning fiber material having a lattice width of 6.1 mm and an occupancy rate of 30% was produced using another screen mesh. Made.
[実施例1-4]
別のスクリーンメッシュを用いて、格子の網目の一辺の長さが0.5mmであり、格子の幅が3.7mmである緩衝繊維材を作製した以外は、実施例1-3と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-4]
In the same manner as in Example 1-3, another screen mesh was used to prepare a cushioning fiber material having a grid mesh having a side length of 0.5 mm and a grid width of 3.7 mm. A plate-shaped CFRP molded product was produced.
[実施例1-5]
別のスクリーンメッシュを用いて、格子の幅が5mmであり、占有率が40%である緩衝繊維材を作製した以外は、実施例1-1と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-5]
A plate-shaped CFRP molded product was produced in the same manner as in Example 1-1, except that a cushioning fiber material having a lattice width of 5 mm and an occupancy rate of 40% was produced using another screen mesh. ..
[実施例1-6]
別のスクリーンメッシュを用いて、格子の網目の一辺の長さが0.5mmである格子の幅が3mmである緩衝繊維材を作製した以外は、実施例1-5と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-6]
Using another screen mesh, a plate-shaped material was produced in the same manner as in Example 1-5, except that a cushioning fiber material having a grid mesh having a side length of 0.5 mm and a grid width of 3 mm was produced. A CFRP molded product was produced.
[実施例1-7]
別のスクリーンメッシュを用いて、格子の幅が3.6mmであり、占有率が50%である緩衝繊維材を作製した以外は、実施例1-1と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-7]
A plate-shaped CFRP molded product was produced in the same manner as in Example 1-1, except that a cushioning fiber material having a lattice width of 3.6 mm and an occupancy rate of 50% was produced using another screen mesh. Made.
[実施例1-8]
別のスクリーンメッシュを用いて、格子の網目の一辺の長さが0.5mmであり、格子の幅が2.2mmである緩衝繊維材を作製した以外は、実施例1-7と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-8]
In the same manner as in Example 1-7, another screen mesh was used to prepare a cushioning fiber material having a grid mesh having a side length of 0.5 mm and a grid width of 2.2 mm. A plate-shaped CFRP molded product was produced.
[実施例1-9]
別のスクリーンメッシュを用いて、格子の幅が3mmであり、占有率が60%である緩衝繊維材を作製した以外は、実施例1-1と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-9]
A plate-shaped CFRP molded product was produced in the same manner as in Example 1-1, except that a cushioning fiber material having a lattice width of 3 mm and an occupancy rate of 60% was produced using another screen mesh. ..
[実施例1-10]
別のスクリーンメッシュを用いて、格子の網目の一辺の長さが0.5mmであり、格子の幅が1.8mmである緩衝繊維材を作製した以外は、実施例1-9と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-10]
In the same manner as in Example 1-9, another screen mesh was used to prepare a cushioning fiber material having a grid mesh having a side length of 0.5 mm and a grid width of 1.8 mm. A plate-shaped CFRP molded product was produced.
[実施例1-11]
別のスクリーンメッシュを用いて、緩衝繊維材の配置パターンを、格子状のパターンに代えて、図4に示すように、正三角形に配列した円形状の網目のパターン(表1において、「円」と記載する。)とし、円形状の網目の直径を1.0mmとし、円形状の網目の中心間の距離を約1.5mmとした以外は、実施例1-1と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-11]
Using another screen mesh, the arrangement pattern of the cushioning fiber material is replaced with a grid pattern, and as shown in FIG. 4, a circular mesh pattern arranged in an equilateral triangle (“circle” in Table 1). The plate-like shape is the same as in Example 1-1, except that the diameter of the circular mesh is 1.0 mm and the distance between the centers of the circular mesh is about 1.5 mm. A CFRP molded product was produced.
[実施例1-12]
別のスクリーンメッシュを用いて、緩衝繊維材の配置パターンを、格子状のパターンに代えて、図5に示すように、網目が小さい正三角形状と大きい逆正三角形状とを横方向に交互に組み合わせた網状のパターン(表1において、「三角」と記載する。)とし、小さい正三角形状の網目の一辺の長さを約1.8mmとし、大きい逆正三角形状の網目の一辺の長さを約3.0mmとし、正三角形状の網目と逆正三角形状の網目との距離を1.0mmとした以外は、実施例1-1と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-12]
Using another screen mesh, the arrangement pattern of the cushioning fiber material is replaced with a grid pattern, and as shown in FIG. 5, a regular triangle shape with a small mesh and an inverted regular triangle shape with a large mesh are alternately arranged in the horizontal direction. The combined mesh pattern (referred to as "triangle" in Table 1) is used, the length of one side of the small regular triangular mesh is about 1.8 mm, and the length of one side of the large inverted regular triangular mesh is set. A plate-shaped CFRP molded product was produced in the same manner as in Example 1-1 except that the distance between the regular triangular mesh and the inverted regular triangular mesh was 1.0 mm.
[実施例1-13]
別のスクリーンメッシュを用いて、緩衝繊維材の配置パターンを、格子状のパターンに代えて、図6に示すように、網目が正六角形状である網状(ハニカム状)のパターン(表1において、「六角」と記載する。)とし、正六角形状の網目の一辺の長さを約1.0mmとし、正六角形状の網目間の距離を1.0mmとした以外は、実施例1-1と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-13]
Using another screen mesh, the arrangement pattern of the cushioning fiber material is replaced with a grid-like pattern, and as shown in FIG. 6, a net-like (honeycomb-like) pattern in which the mesh is a regular hexagonal shape (in Table 1, in Table 1). It is described as "hexagon"), and the length of one side of the regular hexagonal mesh is about 1.0 mm, and the distance between the regular hexagonal meshes is 1.0 mm. In the same manner, a plate-shaped CFRP molded product was produced.
[実施例1-14]
別のスクリーンメッシュを用いて、緩衝繊維材の配置パターンを、格子状のパターンに代えて、図7に示すように、平面視において円形状のブロック体が互いに所定距離をおいて、均一に点在した水玉模様のパターン(表1において「水玉模様」と記載する)とし、円形状のブロック体の直径を1.0mmとし、ブロック体間の距離を約0.2mmとした以外は、実施例1-1と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 1-14]
Using another screen mesh, the arrangement pattern of the cushioning fiber material is replaced with a grid pattern, and as shown in FIG. 7, circular blocks are uniformly pointed at a predetermined distance from each other in a plan view. Examples except that the existing polka dot pattern (described as "polka dot pattern" in Table 1), the diameter of the circular block body is 1.0 mm, and the distance between the block bodies is about 0.2 mm. A plate-shaped CFRP molded product was produced in the same manner as in 1-1.
[比較例1-1]
実施例1-1の平織織物を8枚積み重ねた状態で、実施例1-1の配合物を用いて、VaRTM法により含侵硬化した。硬化条件は実施例1-1と同様にした。これにより、平織織物が被覆材で被覆した板状のCFRP成形品を作製した。
[Comparative Example 1-1]
Eight plain weave fabrics of Example 1-1 were stacked and subjected to impregnation curing by the VaRTM method using the formulation of Example 1-1. The curing conditions were the same as in Example 1-1. As a result, a plate-shaped CFRP molded product in which the plain weave fabric was covered with a covering material was produced.
[比較例1-2]
別のスクリーンメッシュを用いて、占有率が100%である緩衝繊維材、すなわち平織織物の片面全面に緩衝材が配置した緩衝繊維材を作製した以外は、実施例1-1と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Comparative Example 1-2]
A plate was produced in the same manner as in Example 1-1, except that a cushioning fiber material having an occupancy rate of 100%, that is, a cushioning fiber material in which the cushioning material was arranged on the entire surface of one side of the plain weave fabric was produced by using another screen mesh. A CFRP molded product in the shape of a shape was produced.
(曲げ強度及び曲げ弾性率の測定)
得られた実施例1-1~1-14、比較例1-1、及び比較例1-2のCFRP成形品(長さ100mm×10mm)について、JIS K 7074に基づき、3点曲げ弾性率(Gpa)及び曲げ弾性率(MPa)の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(Measurement of bending strength and flexural modulus)
The obtained CFRP molded products (
[実施例2]
スクリーンメッシュを用いたスクリーン印刷法により、熱硬化性樹脂が含侵した炭素繊維の平織織物(150×100mm(使用時))である、シート状プリプレグ(東レ株式会社製製品「TORAYCA(登録商標)F6343B-05P」)の片面に水性アクリル系樹脂(大日精化工業株式会社製品「New Lacqutimine Color Seikaprene LX-20」)を印刷した。次に、水性アクリル系樹脂が印刷されたシート状プリプレグを、加熱処理装置(アサヒ繊維機械株式会社製製品名「NAP-600」)を用いて、100℃で10秒間加熱処理し、水性アクリル系樹脂を硬化させることにより、緩衝繊維材を作製した。この緩衝繊維材では、シート状プリプレグの平面視において、硬化した水性アクリル系樹脂が格子状のパターンで、シート状プリプレグの片面に配置されており、格子の網目の一辺の長さが1.0mmであり、格子の幅が2.5mmであり、占有率(平織織物の片面の面積全体に対する、硬化した水性アクリル系樹脂の配置面積の割合)は70%であった。この緩衝繊維材を合計8枚作製した。
作製した各緩衝繊維材を、片面を上面とし、片面と反対側の面を下面として、片面に対し垂直な方向に積み重ねた。積み重ねた8枚の緩衝繊維材を、オートクレーブ(株式会社羽生田鉄工所製製品の「DL-2-1」)を用いて、オートクレーブ法により含侵硬化させて、緩衝繊維材を硬化したエポキシ樹脂で被覆した。含侵硬化条件は、圧力6kg/cm2、温度80℃、0.5時間処理した後、圧力6kg/cm2、温度135℃、1.5時間で処理した。これにより、緩衝繊維材が被覆材で被覆した板状のCFRP成形品を作製した。
[Example 2]
Sheet-shaped prepreg (Toray Industries, Inc. product "TORAYCA (registered trademark)), which is a carbon fiber plain woven fabric (150 x 100 mm (when used)) impregnated with thermosetting resin by a screen printing method using a screen mesh. F6343B-05P ”) was printed with a water-based acrylic resin (Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd. product“ New Lacctimine Color Seikaprene LX-20 ”). Next, the sheet-shaped prepreg printed with the water-based acrylic resin was heat-treated at 100 ° C. for 10 seconds using a heat treatment device (product name "NAP-600" manufactured by Asahi Textile Machinery Co., Ltd.), and the water-based acrylic resin was used. A cushioning fiber material was produced by curing the resin. In this cushioning fiber material, in the plan view of the sheet-shaped prepreg, the cured water-based acrylic resin is arranged in a lattice-like pattern on one side of the sheet-shaped prepreg, and the length of one side of the mesh of the lattice is 1.0 mm. The width of the lattice was 2.5 mm, and the occupancy rate (the ratio of the arrangement area of the cured water-based acrylic resin to the entire area of one side of the plain woven fabric) was 70%. A total of 8 cushion fiber materials were prepared.
The prepared buffer fiber materials were stacked in a direction perpendicular to one side, with one side as the upper surface and the side opposite to one side as the lower surface. The eight stacked cushion fiber materials were impregnated and cured by the autoclave method using an autoclave (“DL-2-1” manufactured by Hanyuda Iron Works Co., Ltd.), and the buffer fiber material was cured with an epoxy resin. Covered. The impregnated curing conditions were a pressure of 6 kg / cm 2 , a temperature of 80 ° C. for 0.5 hours, and then a pressure of 6 kg / cm 2 , a temperature of 135 ° C. for 1.5 hours. As a result, a plate-shaped CFRP molded product in which the cushioning fiber material was coated with the coating material was produced.
[比較例2]
実施例2のシート状プリプレグを8枚積み重ねた形態で、実施例2のオートクレーブを用いて、オートクレーブ法により含侵硬化した。これにより、平織織物が被覆材で被覆した板状のCFRP成形品を作製した。
[Comparative Example 2]
Eight sheet-shaped prepregs of Example 2 were stacked, and the autoclave of Example 2 was used to impregnate and cure the prepreg by the autoclave method. As a result, a plate-shaped CFRP molded product in which the plain weave fabric was covered with a covering material was produced.
[参考例]
別のスクリーンメッシュを用いて、占有率が100%である緩衝繊維材、すなわち平織織物の片面全面に緩衝材が配置した緩衝繊維材を作製した以外は、実施例2と同様にして板状のCFRP成形品を作製した。
[Reference example]
Using another screen mesh, a cushioning fiber material having an occupancy rate of 100%, that is, a cushioning fiber material in which the cushioning material is arranged on the entire surface of one side of the plain weave fabric, is formed in the same manner as in Example 2. A CFRP molded product was produced.
(落錘型衝撃試験)
落錘式試験機(INSTRON社製製品名「CEAST 9310」)を用いて、質量3.09kg、直径20mmのストライカーを、高さ500mmからを示す。図8に示すように、比較例2のCFRP成形品の表面の一部が脆性破壊されていたが、実施例2のCFRP成形品は、参考例のCFRP成形品と同様に表面の破壊が観察されず、耐衝撃性に優れていた。
(Drop type impact test)
Using a drop-weight tester (product name "CEAST 9310" manufactured by INSTRON), a striker with a mass of 3.09 kg and a diameter of 20 mm is shown from a height of 500 mm. As shown in FIG. 8, a part of the surface of the CFRP molded product of Comparative Example 2 was brittlely fractured, but the CFRP molded product of Example 2 was observed to have surface fracture like the CFRP molded product of the reference example. It was not used and had excellent impact resistance.
本実施形態のFRP成形品は、高い強度と、高い弾性率と、優れた耐衝撃性とを有するため、生活品分野、航空宇宙分野、移動体分野、スポーツ分野、家電分野等広範な用途に用いることができる。 Since the FRP molded product of this embodiment has high strength, high elastic modulus, and excellent impact resistance, it can be used in a wide range of applications such as household goods, aerospace, mobile objects, sports, and home appliances. Can be used.
1…繊維基材、2…緩衝材、3…緩衝繊維材、4…被覆材、5…突状体、100…FRP成形品。 1 ... Fiber base material, 2 ... Cushioning material, 3 ... Cushioning fiber material, 4 ... Coating material, 5 ... Projective body, 100 ... FRP molded product.
Claims (11)
前記緩衝繊維材が、
繊維を含有する繊維基材と、該繊維基材の少なくとも一方の面上に、平面視において規則的又は不規則的なパターンで配置した緩衝材とを含み、
前記被覆材が、硬化型樹脂を含有し、
前記繊維が、強化繊維を含有し、
前記繊維基材の前記緩衝材が配置されている部分における前記緩衝材の占有率が、10~90%である、FRP成形品。 A cushioning fiber material and a covering material for coating the cushioning fiber material are included.
The cushioning fiber material
It comprises a fiber substrate containing fibers and a cushioning material arranged on at least one surface of the fiber substrate in a regular or irregular pattern in plan view.
The coating material contains a curable resin and is
The fibers contain reinforcing fibers and
An FRP molded product in which the occupancy rate of the cushioning material in the portion of the fiber substrate on which the cushioning material is arranged is 10 to 90% .
前記強化繊維が炭素繊維を含み、
前記硬化型樹脂がエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、及びメラミン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む、
請求項1~5のいずれか1項に記載のFRP成形品。 The cushioning material has shock absorption characteristics and
The reinforcing fiber contains carbon fiber and contains
The curable resin contains at least one selected from the group consisting of epoxy resin, urethane resin, and melamine resin.
The FRP molded product according to any one of claims 1 to 5.
強化繊維を含有する繊維基材の少なくとも一方の面に、緩衝材を平面視において規則的な又は不規則的なパターンで配置して緩衝繊維材を得る工程と、
前記緩衝繊維材を硬化型樹脂で被覆する工程と、を含み、
前記繊維基材の前記緩衝材を配置する部分における前記緩衝材の占有率が、10~90%である、FRP成形品の製造方法。 The method for producing an FRP molded product according to any one of claims 1 to 10.
A step of arranging the cushioning material in a regular or irregular pattern in a plan view on at least one surface of the fiber base material containing the reinforcing fiber to obtain the cushioning fiber material.
The step of coating the cushioning fiber material with a curable resin is included.
A method for producing an FRP molded product, wherein the occupancy rate of the cushioning material in the portion of the fiber base material on which the cushioning material is arranged is 10 to 90% .
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