JP7508883B2 - Method for manufacturing fiber-reinforced resin structure - Google Patents
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Description
本発明は、繊維体と樹脂とを含む繊維強化樹脂構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a fiber-reinforced resin structure that includes a fiber body and a resin.
従来から、CFRP等の強化繊維体と発泡体等の柔軟体とから構成される複合材料が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Composite materials consisting of reinforced fiber bodies such as CFRP and soft bodies such as foams have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の方法は、一部が湾曲しながらも、繊維強化由来の優れた強度を有するものであったが、決まった形状の繊維強化樹脂構造体しか製造することができなかった。
The method described in
そこで、本発明は、所定の優れた強度を有しながらも、種々の形状とすることが可能な、新規な繊維強化樹脂構造体の製造方法を提供することを課題とする。更に、本発明は、その製造方法によって製造可能な新規な繊維強化樹脂構造体を提供することを第2の課題とする。 Therefore, the present invention aims to provide a method for manufacturing a novel fiber-reinforced resin structure that has a predetermined excellent strength while being capable of being formed into various shapes. Furthermore, the second aim of the present invention is to provide a novel fiber-reinforced resin structure that can be manufactured by the manufacturing method.
発明(I)は、
柱状の発泡体と、前記発泡体の側面部を1周以上巻回する繊維体と、を有する積層体であって、前記繊維体には未硬化状態の熱硬化性樹脂が含浸された積層体を準備し、前記積層体に外力を付加し、前記積層体に含まれる前記発泡体の断面形状を変形させ、前記積層体に含まれる前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる工程を含み、
前記発泡体のJIS K6400-2:2012に準拠して測定した25%圧縮荷重が、1~2000kPaであることを特徴とする、繊維強化樹脂構造体の製造方法(前記発泡体として2次発泡可能な発泡体と;前記未硬化状態の熱硬化性樹脂及び気体が滲出可能なブリードホールを有し、且つ、前記積層体を覆う被覆体と;を用いる方法を除く)である。
前記発明(I)は、
前記発泡体がオレフィン系樹脂発泡体であってもよい。
前記発明(I)は、
前記発泡体が密度1~800kg/m3であってもよい。
前記発明(I)は、
前記発泡体の断面形状の変形が、減圧雰囲気にて実施されてもよい。
前記発明(I)は、
前記熱硬化させる工程後に前記積層体を冷却して、前記発泡体を収縮させる工程と、
前記発泡体を収縮させる工程後に前記積層体に含まれる前記発泡体を除去する工程と
を含んでもよい。
The invention (I) is
The present invention includes a method for preparing a laminate having a columnar foam and a fibrous body that is wound around a side portion of the foam one or more times, the fibrous body being impregnated with an uncured thermosetting resin, applying an external force to the laminate to deform a cross-sectional shape of the foam contained in the laminate, and thermally curing the thermosetting resin contained in the laminate,
The method for producing a fiber-reinforced resin structure (excluding a method using, as the foam, a foam capable of secondary foaming; and a covering body having bleed holes through which the uncured thermosetting resin and gas can seep out and covering the laminate), wherein a 25% compressive load of the foam measured in accordance with JIS K6400-2:2012 is 1 to 2000 kPa.
The invention (I) is
The foam may be an olefin-based resin foam.
The invention (I) is
The foam may have a density of 1 to 800 kg/ m3 .
The invention (I) is
The deformation of the cross-sectional shape of the foam may be carried out in a reduced pressure atmosphere.
The invention (I) is
cooling the laminate after the heat curing step to shrink the foam;
The method may further include a step of removing the foam contained in the laminate after the step of shrinking the foam.
発明(II)は、
柱状の発泡体と、前記発泡体の側面部の少なくとも一部を覆う繊維体と、を有する積層体であって、前記繊維体には未硬化状態の熱硬化性樹脂が含浸された積層体を準備し、前記発泡体の柱軸が湾曲するように前記積層体を湾曲させ、前記積層体に含まれる前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる工程を含み、
前記発泡体のJIS K6400-2:2012に準拠して測定した25%圧縮荷重が、1~2000kPaであることを特徴とする、繊維強化樹脂構造体の製造方法(前記発泡体として2次発泡可能な発泡体と;前記未硬化状態の熱硬化性樹脂及び気体が滲出可能なブリードホールを有し、且つ、前記積層体を覆う被覆体と;を用いる方法を除く)である。
前記発明(II)は、
前記積層体において、前記繊維体は、前記発泡体の側面部に1周以上巻回されていてもよい。
前記発明(II)は、
前記発泡体がオレフィン系樹脂発泡体であってもよい。
前記発明(II)は、
前記発泡体が密度1~800kg/m3であってもよい。
前記発明(II)は、
前記熱硬化させる工程後に前記積層体を冷却して、前記発泡体を収縮させる工程と、
前記発泡体を収縮させる工程後に前記積層体に含まれる前記発泡体を除去する工程と
を含んでもよい。
Invention (II) is
The present invention includes a method for preparing a laminate having a columnar foam and a fibrous body covering at least a part of a side surface of the foam, the method including the steps of preparing a laminate in which the fibrous body is impregnated with an uncured thermosetting resin, curving the laminate so that the column axis of the foam is curved, and thermally curing the thermosetting resin contained in the laminate,
The method for producing a fiber-reinforced resin structure (excluding a method using, as the foam, a foam capable of secondary foaming; and a covering body having bleed holes through which the uncured thermosetting resin and gas can seep out and covering the laminate), wherein a 25% compressive load of the foam measured in accordance with JIS K6400-2:2012 is 1 to 2000 kPa.
The invention (II) is
In the laminate, the fibrous body may be wound around the side surface of the foam body one or more times.
The invention (II) is
The foam may be an olefin-based resin foam.
The invention (II) is
The foam may have a density of 1 to 800 kg/ m3 .
The invention (II) is
cooling the laminate after the heat curing step to shrink the foam;
The method may further include a step of removing the foam contained in the laminate after the step of shrinking the foam.
発明(III)は、
柱状の第1の発泡体と、前記第1の発泡体の側面部を1周以上巻回する繊維体と、前記繊維体を介して前記第1の発泡体と近接する柱状の第2の発泡体と、を有する集合体であって、前記繊維体には未硬化状態の熱硬化性樹脂が含浸された集合体を準備し、前記集合体に含まれる前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる工程を含み、
前記第1の発泡体及び第2の発泡体のJIS K6400-2:2012に準拠して測定した25%圧縮荷重が、1~2000kPaであることを特徴とする、繊維強化樹脂構造体の製造方法(前記第1の発泡体として2次発泡可能な発泡体と;前記未硬化状態の熱硬化性樹脂及び気体が滲出可能なブリードホールを有し、且つ、前記集合体を覆う被覆体と;を用いる方法を除く)である。
前記発明(III)は、
前記工程は、前記集合体に含まれる前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる前に、前記集合体に外力を付加し、前記第1の発泡体および前記第2の発泡体の断面形状を変形させる変形プロセスを含んでいてもよい。
前記発明(III)は、
前記集合体は、前記第1の発泡体と、前記第1の発泡体の側面部を1周以上巻回する前記繊維体と、前記第2の発泡体と、前記第2の発泡体の側面部を1周以上巻回する繊維体と、を有しており、且つ、前記第1の発泡体の側面部を1周以上巻回する前記繊維体と前記第2の発泡体の側面部を1周以上巻回する前記繊維体とが接触しているものであってもよい。
前記発明(III)は、
前記第1の発泡体および前記第2の発泡体がオレフィン系樹脂発泡体であってもよい。
前記発明(III)は、
前記第1の発泡体および前記第2の発泡体が密度1~800kg/m3であってもよい。
前記発明(III)は、
前記変形プロセスが、減圧雰囲気にて実施されてもよい。
前記発明(III)は、
前記熱硬化させる工程後に前記集合体を冷却して、前記第1の発泡体および前記第2の発泡体を収縮させる工程と、
前記第1の発泡体および前記第2の発泡体を収縮させる工程後に前記集合体に含まれる前記第1の発泡体および前記第2の発泡体を除去する工程と
を含んでもよい。
The invention (III) relates to
The method includes the steps of preparing an assembly having a columnar first foam body, a fibrous body that is wound around a side portion of the first foam body one or more times, and a columnar second foam body that is adjacent to the first foam body via the fibrous body, the assembly being impregnated with an uncured thermosetting resin, and thermally curing the thermosetting resin contained in the assembly,
The method for producing a fiber-reinforced resin structure (excluding a method using a foam capable of secondary foaming as the first foam; and a covering body having bleed holes through which the uncured thermosetting resin and gas can seep out and covering the assembly), wherein a 25% compressive load of the first foam and the second foam, measured in accordance with JIS K6400-2:2012, is 1 to 2000 kPa.
The invention (III) is
The process may include a deformation process in which an external force is applied to the assembly to deform the cross-sectional shapes of the first foam body and the second foam body before the thermosetting resin contained in the assembly is thermally cured.
The invention (III) is
The aggregate may include the first foam, the fibrous body wrapping around a side portion of the first foam at least one revolution, the second foam, and a fibrous body wrapping around a side portion of the second foam at least one revolution, and the fibrous body wrapping around the side portion of the first foam at least one revolution and the fibrous body wrapping around the side portion of the second foam at least one revolution may be in contact with each other.
The invention (III) is
The first foam and the second foam may be olefin-based resin foams.
The invention (III) is
The first foam and the second foam may have a density of 1 to 800 kg/ m3 .
The invention (III) is
The deformation process may be carried out in a reduced pressure atmosphere.
The invention (III) is
cooling the assembly after the heat curing step to cause the first foam and the second foam to shrink;
and removing the first foam and the second foam contained in the assembly after the step of shrinking the first foam and the second foam.
発明(IV)は、
柱状の第1の発泡体と、前記第1の発泡体の側面部の少なくとも一部を覆う繊維体と、前記繊維体を介して前記第1の発泡体と近接する柱状の第2の発泡体と、を有する集合体であって、前記繊維体には未硬化状態の熱硬化性樹脂が含浸された集合体を準備し、前記発泡体の柱軸が湾曲するように前記集合体を湾曲させ、前記集合体に含まれる前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる工程を含み、
前記第1の発泡体及び第2の発泡体のJIS K6400-2:2012に準拠して測定した25%圧縮荷重が、1~2000kPaであることを特徴とする、繊維強化樹脂構造体の製造方法(前記第1の発泡体として2次発泡可能な発泡体と;前記未硬化状態の熱硬化性樹脂及び気体が滲出可能なブリードホールを有し、且つ、前記集合体を覆う被覆体と;を用いる方法を除く)である。
前記発明(IV)は、
前記工程は、前記集合体に含まれる前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる前に、前記集合体に外力を付加し、前記第1の発泡体および前記第2の発泡体の断面形状を変形させる変形プロセスを更に含んでもよい。
前記発明(IV)は、
前記集合体において、前記繊維体は、前記第1の発泡体の側面部に1周以上巻回されていてもよい。
前記発明(IV)は、
前記集合体は、前記第1の発泡体と、前記第1の発泡体の側面部を1周以上巻回する前記繊維体と、前記第2の発泡体と、前記第2の発泡体の側面部を1周以上巻回する繊維体と、を有しており、且つ、前記第1の発泡体の側面部を1周以上巻回する前記繊維体と前記第1の発泡体の側面部を1周以上巻回する前記繊維体とが接触しているものであってもよい。
前記発明(IV)は、
前記第1の発泡体および前記第2の発泡体がオレフィン系樹脂発泡体であってもよい。
前記発明(IV)は、
前記第1の発泡体および前記第2の発泡体が密度1~800kg/m3であってもよい。
前記発明(IV)は、
前記変形プロセスが、減圧雰囲気にて実施されてもよい。
前記発明(IV)は、
前記熱硬化させる工程後に前記集合体を冷却して、前記第1の発泡体および前記第2の発泡体を収縮させる工程と、
前記第1の発泡体および前記第2の発泡体を収縮させる工程後に前記集合体に含まれる前記第1の発泡体および前記第2の発泡体を除去する除去工程と
を含んでもよい。
Invention (IV) is
The present invention relates to an assembly having a columnar first foam, a fibrous body covering at least a portion of a side surface of the first foam, and a columnar second foam adjacent to the first foam via the fibrous body, the assembly being impregnated with an uncured thermosetting resin, the assembly being curved so that the columnar axis of the foam is curved, and the thermosetting resin contained in the assembly is thermally cured,
The method for producing a fiber-reinforced resin structure (excluding a method using a foam capable of secondary foaming as the first foam; and a covering body having bleed holes through which the uncured thermosetting resin and gas can seep out and covering the assembly), wherein a 25% compressive load of the first foam and the second foam, measured in accordance with JIS K6400-2:2012, is 1 to 2000 kPa.
The invention (IV) is
The process may further include a deformation process of applying an external force to the assembly and deforming the cross-sectional shapes of the first foam body and the second foam body before thermally curing the thermosetting resin contained in the assembly.
The invention (IV) is
In the assembly, the fibrous body may be wound around the side surface of the first foam body one or more times.
The invention (IV) is
The aggregate may include the first foam, the fibrous body wrapping around a side portion of the first foam at least one revolution, the second foam, and a fibrous body wrapping around a side portion of the second foam at least one revolution, and the fibrous body wrapping around the side portion of the first foam at least one revolution and the fibrous body wrapping around the side portion of the first foam at least one revolution may be in contact with each other.
The invention (IV) is
The first foam and the second foam may be olefin-based resin foams.
The invention (IV) is
The first foam and the second foam may have a density of 1 to 800 kg/ m3 .
The invention (IV) is
The deformation process may be carried out in a reduced pressure atmosphere.
The invention (IV) is
cooling the assembly after the heat curing step to cause the first foam and the second foam to shrink;
The method may further include a removing step of removing the first foam and the second foam contained in the assembly after the step of shrinking the first foam and the second foam.
本発明によれば、優れた強度を有しながらも、種々の形状とすることが可能な、新規な繊維強化樹脂構造体の製造方法を提供することができる。更に、本発明によれば、新規な繊維強化樹脂構造体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a novel fiber-reinforced resin structure that has excellent strength and can be formed into various shapes. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a novel fiber-reinforced resin structure.
以下、本発明について具体的に説明するが、本発明は以下には何ら限定されない。特に矛盾の生じない範囲で、ある実施の形態にて開示された事項と、別の実施の形態にて開示された事項とを組み合わせて得られる構成も、本発明に含まれる。 The present invention is described in detail below, but is not limited to the following. The present invention also includes configurations obtained by combining the matters disclosed in one embodiment with the matters disclosed in another embodiment, to the extent that no contradiction occurs.
また、各実施形態の説明において、別の実施形態にて既に述べられている事項については、特に説明なく省略することがある。例えば、同様の材料を示す箇所には、同様の符号を付すことによって、その記載を省略または簡略化する場合がある。また、各図において、同様の符号が付された事項については、説明を省略または簡略化する場合がある。なお、後述する第1~第2の実施形態と、後述する第I~第IVの実施形態とで同じ符号が振られている場合には、異なる部材が開示されているものと判断してもよい。 In addition, in the description of each embodiment, matters that have already been described in another embodiment may be omitted without special explanation. For example, parts showing similar materials may be given the same reference numerals, and their description may be omitted or simplified. In addition, in each figure, matters given the same reference numerals may be omitted or simplified. Note that when the same reference numerals are used in the first and second embodiments described below and the I to IV embodiments described below, it may be determined that different components are disclosed.
本発明において、「円」とは楕円を含むものとする。 In this invention, "circle" includes ellipse.
本発明において、「多角形」等と表現した場合、一部に直線的な辺を有する等し、円や不定形とは異なる構造であり、全体として多角形乃至は多角形に近似すると判断できるものであればよい。そのため、一部の辺が丸みを帯びているような形状や、辺同士が緩やかに接続されているような形状も、「多角形」の概念に含まれるものとする。また、単に「多角形」とした場合、好ましくは正多角形を示すが、正多角形以外の構成も含むものとする。 In the present invention, when the term "polygon" is used, it is sufficient that the shape has some straight sides, has a structure different from a circle or an indeterminate shape, and can be judged to be a polygon or approximate a polygon as a whole. Therefore, shapes with some rounded sides and shapes with sides that are loosely connected are also included in the concept of "polygon." In addition, when the term "polygon" is used simply, it preferably refers to a regular polygon, but it also includes configurations other than regular polygons.
本明細書においては、図で見て上下左右方向についてはそのまま「上下左右」とする。 In this specification, the up, down, left and right directions when viewed in a figure are referred to as "up, down, left and right".
以下、第1~第2の実施の形態という観点と、第I~第IVの実施の形態という観点と、の二つの観点に基づいて本発明を説明する。 The present invention will be described below from two perspectives: the first and second embodiments, and the I to IV embodiments.
第1~第2の実施の形態と第I~第IVの実施の形態とは、相互に、重複する部分や相違する部分が存在する。第1~第2の実施の形態の説明に記載されており、第I~第IVの実施の形態の説明に記載されていない事項を、矛盾の生じない範囲で、第I~第IVの実施の形態に適宜組み込むことが可能である。 The first and second embodiments and the I to IV embodiments have some overlapping and different parts. Matters described in the description of the first and second embodiments but not described in the description of the I to IV embodiments can be incorporated into the I to IV embodiments as appropriate to the extent that no contradictions arise.
なお、以下に説明する繊維強化樹脂構造体の製造方法は、発泡体として2次発泡可能な発泡体を用い、且つ、未硬化状態の熱硬化性樹脂及び気体が滲出可能なブリードホールを有する被覆体で積層体を覆う工程を含んでいてもよいが、このような工程を含まないことが好ましい。2次発泡可能な発泡体を使用せず、また、未硬化状態の熱硬化性樹脂等が滲出可能なブリードホールを有するような被覆体によって積層体を覆う工程を設けない場合、発泡体の2次発泡の制御という不要な工程を省き、且つ、ブリードホールから必要な熱硬化性樹脂が流出することを防止できるため、より強度や外観性に優れた繊維強化樹脂構造体を製造することができる。 The manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure described below may include a step of using a foam capable of secondary expansion as the foam and covering the laminate with a covering having bleed holes through which the uncured thermosetting resin and gas can seep out, but it is preferable not to include such a step. If a foam capable of secondary expansion is not used and a step of covering the laminate with a covering having bleed holes through which the uncured thermosetting resin and the like can seep out is not provided, the unnecessary step of controlling the secondary expansion of the foam can be omitted and the necessary thermosetting resin can be prevented from leaking out from the bleed holes, so that a fiber-reinforced resin structure with superior strength and appearance can be manufactured.
<<<<<第1~2の実施形態>>>>>
<<<<第1の実施形態>>>>
先ず、第1実施の形態について説明する。この第1実施の形態では、エネルギー硬化性樹脂が含浸した繊維体と柔軟体とを直接積層させ、未硬化積層体を得るか、又は、繊維体と柔軟体とを直接接触させた後、前記繊維体にエネルギー硬化樹脂を含浸させ、未硬化積層体を得る積層工程と、
前記未硬化積層体にエネルギーを付与して、前記未硬化積層体を構成する前記繊維体中に含まれる前記エネルギー硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と
を含む、強化繊維体と柔軟体とを含む複合材料の製造方法である。以下、原料、プロセス、複合材料の順で説明する。
<<<<<<First and Second Embodiments>>>>>>
<<<<First embodiment>>>>
First, a first embodiment will be described. In the first embodiment, a lamination process is performed in which a fibrous body impregnated with an energy curable resin and a flexible body are directly laminated to obtain an uncured laminate, or a fibrous body is directly contacted with a flexible body, and then the fibrous body is impregnated with an energy curable resin to obtain an uncured laminate;
and a curing step of applying energy to the uncured laminate to cure the energy curable resin contained in the fibrous body constituting the uncured laminate. The method for producing a composite material containing a reinforced fiber body and a flexible body will be described below in the order of raw materials, process, and composite material.
<<1.原料>>
(1-1.繊維体)
本発明にかかる繊維体としては、その形状や大きさ等について、特に限定しないが、例えばシート状の繊維シートを用いることができる。この繊維シートは、繊維が集合したシートである限りにおいて、特に限定されず、例えば、織布(綾織、2重織り、3重織り、畳織り等)、不織布が挙げられる。
<<1. Raw materials>>
(1-1. Fibrous body)
The fibrous body according to the present invention is not particularly limited in terms of shape, size, etc., and may be, for example, a sheet-like fibrous sheet. This fibrous sheet is not particularly limited as long as it is a sheet of assembled fibers, and examples thereof include woven fabrics (twill weave, double weave, triple weave, tatami weave, etc.) and nonwoven fabrics.
繊維シートの厚みは、特に限定されず、適宜選択可能である。繊維シートは、厚みが薄すぎると繊維シートの強度や弾性率など力学的性質が低くなる恐れがある。従って、本発明にかかる繊維シートの厚みは、例えば、20μm~500μmが好ましく、30μm~300μmがより好ましく、30μm~200μmが特に好ましい。また、このような繊維シートを複数積層させてもよい。なお、チョップドストランドマットやコアマット等、厚みが数mmの繊維シートであっても良いことは言うまでもない。 The thickness of the fiber sheet is not particularly limited and can be selected appropriately. If the fiber sheet is too thin, the mechanical properties such as the strength and elastic modulus of the fiber sheet may be reduced. Therefore, the thickness of the fiber sheet according to the present invention is preferably, for example, 20 μm to 500 μm, more preferably 30 μm to 300 μm, and particularly preferably 30 μm to 200 μm. Furthermore, multiple such fiber sheets may be laminated. Needless to say, fiber sheets having a thickness of several mm, such as chopped strand mats and core mats, may also be used.
繊維シートを形成する繊維は、特に限定されず、公知のものを使用することができ、金属繊維、無機繊維、有機繊維のうち少なくとも1種を含むことができる。前記繊維としては、例えば、ステンレス鋼繊維、ニッケル繊維、銅繊維、アルミニウム繊維、銀繊維、金繊維、チタン繊維等の金属繊維;ポリパラフェニレンベンズオキサゾール、ポリエチレンテレフタレ-ト(PET)樹脂、ポリビニルアルコ-ル(PVA)、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アラミド樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール(PBO)繊維、セルロース、ビニロン、ナイロン、レ-ヨン、アラミド、フェノ-ル系繊維、フッ素繊維、パルプ(繊維)、ケナフ、麻、竹繊維等の有機繊維;ガラス繊維、炭素繊維、シリカ繊維、ロックウ-ル、バサルト繊維、スラグウ-ル、アルミナ繊維、セラミック繊維等の無機繊維;等を挙げることができる。これらのうち一つ又は複数を組み合せて用いることができる。本発明にかかる繊維は、シール材に用いられる樹脂やマトリックス樹脂等のヤング率よりも高いヤング率を有する繊維が好ましく、金属繊維、無機繊維がより好ましい。繊維のヤング率が高いほど繊維シートの剛性を高くすることが可能であり、前記樹脂に包埋した際、樹脂の剛性を効果的に向上させることが可能となる。従って、剛性が高く、破損し難いシール材を得ることが可能となる。 The fibers forming the fiber sheet are not particularly limited and may be any known fibers, and may include at least one of metal fibers, inorganic fibers, and organic fibers. Examples of the fibers include metal fibers such as stainless steel fibers, nickel fibers, copper fibers, aluminum fibers, silver fibers, gold fibers, and titanium fibers; organic fibers such as polyolefin resins such as polyparaphenylene benzoxazole, polyethylene terephthalate (PET) resin, polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene, and polypropylene, polyvinyl chloride resin, aramid resin, acrylic resin, polyimide resin, polyparaphenylene benzoxazole (PBO) fibers, cellulose, vinylon, nylon, rayon, aramid, phenolic fibers, fluorine fibers, pulp (fibers), kenaf, hemp, and bamboo fibers; inorganic fibers such as glass fibers, carbon fibers, silica fibers, rock wool, basalt fibers, slag wool, alumina fibers, and ceramic fibers; and the like. One or more of these may be used in combination. The fibers according to the present invention are preferably those having a higher Young's modulus than the resin or matrix resin used in the sealing material, and are more preferably metal or inorganic fibers. The higher the Young's modulus of the fiber, the higher the rigidity of the fiber sheet can be, and when embedded in the resin, the rigidity of the resin can be effectively improved. Therefore, it is possible to obtain a sealing material that is highly rigid and difficult to break.
(1-1-1.繊維シートの製造方法)
繊維シートの製造方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、好適例である不織布を製造する方法としては、カーディング方式、エアレイド方式等の乾式法、紙のように漉いて形成する湿式抄造法、スパンボンド法、メルトブロー法等のフリース形成法;サーマルボンド法、ケミカルボンド法、ニードルパンチ法、スパンレース法(水流絡合法)、ステッチボンド法、スチームジェット法等のフリース結合法が挙げられる。このうち、湿式抄造法による製造方法が、繊維シートを薄くすることが可能であり、さらに均一性の点で優れているため好適である。
(1-1-1. Manufacturing method of fiber sheet)
The fiber sheet can be manufactured by a known method. For example, suitable examples of methods for manufacturing nonwoven fabric include dry methods such as carding and airlaid, wet papermaking methods in which the fiber is formed by sifting like paper, fleece forming methods such as spunbonding and meltblowing, and fleece bonding methods such as thermal bonding, chemical bonding, needle punching, spunlace (hydroentanglement), stitch bonding, and steam jet. Among these, the manufacturing method using the wet papermaking method is suitable because it is possible to make the fiber sheet thin and is excellent in terms of uniformity.
(1-2.熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル系樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂等を用いることができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
(1-2. Thermosetting resin)
Examples of the thermosetting resin that can be used include epoxy resins, unsaturated polyester resins, polyvinyl ester resins, phenolic resins, polyurethane resins, acrylic resins, melamine resins, urea resins, benzoguanamine resins, rosin-modified maleic acid resins, rosin-modified fumaric acid resins, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
熱硬化性樹脂は、その他の硬化性樹脂として、エネルギー線硬化樹脂を含むことができる。エネルギー線硬化樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The thermosetting resin may contain an energy ray curable resin as another curable resin. Examples of the energy ray curable resin include epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, and polyester resin. These may be used alone or in combination of two or more.
熱硬化樹脂と繊維シートとの体積比は、熱硬化樹脂と繊維シートの全体積を100体積%とした場合に、繊維シートの体積分率(ファイバー分率)は15~85体積%とすることができ、25~85体積%が好ましく、45~80体積%がより好ましい。繊維シートの体積分率(ファイバー分率)がかかる範囲にある場合には、硬化後の繊維強化樹脂構造体は、欠陥が少なく、座屈などの破壊を起こしにくく、機械的強度に優れたものとなる。 The volume ratio of the thermosetting resin to the fiber sheet, assuming that the total volume of the thermosetting resin and the fiber sheet is 100 volume %, can be such that the volume fraction of the fiber sheet (fiber fraction) is 15 to 85 volume %, preferably 25 to 85 volume %, and more preferably 45 to 80 volume %. When the volume fraction of the fiber sheet (fiber fraction) is within this range, the fiber-reinforced resin structure after curing has few defects, is less susceptible to destruction such as buckling, and has excellent mechanical strength.
(1-3.柔軟体)
柔軟体としては、柱状の発泡体を用いる。この発泡体は、独立気泡発泡体であっても、連続気泡発泡体であってもよく、独立気泡と連続気泡の両方を含む発泡体でもよい。なお、ここで示す独立気泡発泡体とは、完全に全ての気泡が独立しているもののみを示すのではなく、一部の気泡が隣接する気泡と連通していてもよく、全体として独立気泡発泡体と解される程度に、各気泡が独立していればよい。
(1-3. Flexible body)
As the flexible body, a columnar foam is used. This foam may be a closed-cell foam, an open-cell foam, or a foam containing both closed and open cells. The closed-cell foam mentioned here does not only refer to foam in which all the cells are completely independent, but also means that some of the cells may be connected to adjacent cells, and it is sufficient that each cell is independent to the extent that it can be understood as a closed-cell foam as a whole.
ここで、発泡体が独立気泡と連続気泡を含む場合には、その独立気泡と連続気泡の平均の割合(以降、独立気泡率とする)は、特に限定されないが、例えば、独立気泡率が、0.1~99.9%とすることができ、好ましくは10.0%~99.9%、より好ましくは30.0~99.9%、さらに好ましくは、50.0~99.9%とすることができる。なお、独立気泡のみを含む発泡体が最も好ましい。独立気泡を多く含む場合は、発泡体の内部に密封された空気層が多く存在するので、発泡体が加熱された際、樹脂自体の熱膨張に加え、密閉された空気層が熱膨張し、発泡体が繊維体を押圧する力を強くすることができる。このため発泡体が、後述する熱硬化工程において加熱された際、熱膨張がより強く発生し、繊維体を押圧することで成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることが可能となり、硬化後冷却時収縮することで、積層体から発泡体を除去しやすくなる。 Here, when the foam contains closed and open bubbles, the average ratio of the closed and open bubbles (hereinafter referred to as the closed bubble ratio) is not particularly limited, but for example, the closed bubble ratio can be 0.1 to 99.9%, preferably 10.0% to 99.9%, more preferably 30.0 to 99.9%, and even more preferably 50.0 to 99.9%. A foam containing only closed bubbles is most preferable. When the foam contains a large number of closed bubbles, there are many sealed air layers inside the foam, so when the foam is heated, in addition to the thermal expansion of the resin itself, the sealed air layers also thermally expand, and the force with which the foam presses the fibrous body can be strengthened. Therefore, when the foam is heated in the heat curing process described later, the thermal expansion occurs more strongly, and by pressing the fibrous body, it is possible to further improve the moldability (the shape can be formed into a desired shape without wrinkles or twists, etc.), and by shrinking when cooled after curing, the foam becomes easier to remove from the laminate.
発泡体に含まれる独立気泡率は、発泡体の断面を顕微鏡や走査型電子顕微鏡を用いて観察し、撮影した画像において、単位面積当たりの独立気泡と連続気泡の個数をそれぞれ数え、独立気泡の個数を気泡全体(独陸気泡と連続気泡の全て)の個数で除して100を乗じたものとする。なお、この独立気泡率の測定を、同一の発泡体の無作為に選んだ断面10か所において繰返し、それぞれ求めた独立気泡率の平均値を、発泡体の独立気泡率とする。 The closed cell ratio of a foam is determined by observing the cross section of the foam using a microscope or scanning electron microscope, counting the number of closed and open cells per unit area in the photographed image, dividing the number of closed cells by the total number of cells (both closed and open cells) and multiplying the result by 100. This measurement of the closed cell ratio is repeated at 10 randomly selected cross sections of the same foam, and the average of the closed cell ratios found for each is taken as the closed cell ratio of the foam.
発泡体を構成する樹脂としては特に限定されず、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂およびシリコーン系樹脂等、用途に応じて適宜選択すればよい。また、発泡体を構成するものとしては他に、天然ゴム(NR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)およびニトリルゴム(NBR)等もあり、これらも用途に応じて適宜選択すればよい。なお、これらのうち、オレフィン系樹脂が好ましく用いることができる。オレフィン系樹脂は、例えば、ポリエチレンとポリプロピレンの配合を調整するなどして、繊維体の硬化温度と、繊維体の硬化温度における発泡体の熱膨張の程度とを調整することが容易である。即ち、発泡体が、後述する熱硬化工程において加熱され、熱膨張した際、繊維体を発泡体が押圧することで成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)を優れたものとすることが可能であるが、この押圧の程度をオレフィン樹脂、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレンの配合の割合を変えることで熱膨張の程度を調整することが可能であり、繊維体の形状に合わせて成型性を優れたものとすることができる。なお、ポリエチレンとポリプロピレンの配合比、架橋の有無、架橋度を調整することにより、発泡体の柔軟性(硬度)・熱膨張・濡れ性(親和性)・軟化点等の調整が容易となる。 The resin constituting the foam is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the application from olefin resins, urethane resins, styrene resins, phenolic resins, silicone resins, etc. In addition, other materials constituting the foam include natural rubber (NR), chloroprene rubber (CR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), and nitrile rubber (NBR), and these may also be appropriately selected according to the application. Among these, olefin resins can be preferably used. With olefin resins, for example, it is easy to adjust the hardening temperature of the fiber body and the degree of thermal expansion of the foam at the hardening temperature of the fiber body by adjusting the blending ratio of polyethylene and polypropylene. That is, when the foam is heated and thermally expanded in the thermal hardening process described below, the foam presses the fiber body, so that the moldability (the shape is made into a desired shape without wrinkles or twists) can be excellent, but the degree of this pressing can be adjusted by changing the blending ratio of olefin resins, for example, polyethylene and polypropylene, and the moldability can be excellent according to the shape of the fiber body. In addition, by adjusting the blending ratio of polyethylene and polypropylene, the presence or absence of crosslinking, and the degree of crosslinking, it is easy to adjust the flexibility (hardness), thermal expansion, wettability (affinity), softening point, etc. of the foam.
発泡体を構成する樹脂は、繊維体に含まれる未硬化の樹脂との親和性を考慮して自由に選択することができる。発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の親和性が高ければ、積層体を発泡体に巻回する作業が容易となる一方で、加熱硬化後の発泡体の除去が困難になる場合がある。このため、発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の親和性を調整することが好ましい。 The resin that constitutes the foam can be freely selected taking into consideration its affinity with the uncured resin contained in the fibrous body. If the resin that constitutes the foam and the uncured resin contained in the fibrous body have a high affinity, it becomes easier to wrap the laminate around the foam, but it may be difficult to remove the foam after it has been heated and cured. For this reason, it is preferable to adjust the affinity between the resin that constitutes the foam and the uncured resin contained in the fibrous body.
発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の親和性を調整するためには、発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の濡れ性(例えば、接触角又は表面エネルギー)を調整すればよく、親和性を高くするためには、発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の接触角(又は、表面エネルギー)を選べばよい。親和性を高くする場合には、発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の接触角(又は、表面エネルギー)を近い値とすればよく、親和性を低くする場合には発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の接触角、表面エネルギーを離れた値とすればよい。 To adjust the affinity between the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body, it is sufficient to adjust the wettability (e.g., contact angle or surface energy) of the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body, and to increase the affinity, it is sufficient to select the contact angle (or surface energy) of the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body. To increase the affinity, it is sufficient to set the contact angle (or surface energy) of the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body to similar values, and to decrease the affinity, it is sufficient to set the contact angle and surface energy of the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body to different values.
発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の接触角の差としては、特に限定されないが、0°超±90°未満とすることができる。発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の接触角の差がかかる範囲にある場合には、発泡体に繊維体を巻回することが容易であるとともに、加熱硬化後に発泡体の除去も容易となる。 The difference in contact angle between the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body is not particularly limited, but can be greater than 0° and less than ±90°. When the difference in contact angle between the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body is within this range, it is easy to wrap the fibrous body around the foam, and it is also easy to remove the foam after it has been heat-cured.
発泡体を構成する樹脂の軟化点は、特に限定されず、繊維体に用いられる熱硬化樹脂の硬化温度に合わせて選択することができる。例えば、発泡体を構成する樹脂の軟化点は、繊維体に用いられる熱硬化性樹脂の硬化温度よりも10℃以上高い軟化点とすることができる。例えば、熱硬化性樹脂を、エポキシ樹脂とした場合には、発泡体を構成する樹脂の軟化点は、60~200℃とすることができ、80~160℃が好ましく、100~150℃がより好ましい。発泡体を構成する樹脂の軟化点がかかる範囲にある場合には、発泡体は、加熱時に、発泡体として十分な熱膨張性を有しつつ、十分な強度(例えば引張強度)を有するため、成型時に優れた成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)が可能となる。 The softening point of the resin constituting the foam is not particularly limited and can be selected according to the curing temperature of the thermosetting resin used in the fibrous body. For example, the softening point of the resin constituting the foam can be 10°C or more higher than the curing temperature of the thermosetting resin used in the fibrous body. For example, when the thermosetting resin is an epoxy resin, the softening point of the resin constituting the foam can be 60 to 200°C, preferably 80 to 160°C, and more preferably 100 to 150°C. When the softening point of the resin constituting the foam is within this range, the foam has sufficient thermal expansion as a foam when heated and sufficient strength (e.g. tensile strength), so that excellent moldability (no wrinkles or twists, and the desired shape) can be achieved during molding.
発泡体は、中実体であることが好ましい。また、発泡体は、発泡体外径の1/2以上、1/3以上、1/4以上、1/5以上、1/10以上、1/15以上、または、1/20以上となる径の孔(貫通孔/中空部)を有しないことが好ましい。つまり、発泡体は、発泡体の内径/外径の比が、1/2以下、1/3以下、1/4以下、1/5以下、1/10以下、1/15以下、1/20以下、1/50以下、または0/1(つまり、発泡体が中実体)であることが好ましい。発泡体をこのような構成とすることで、発泡体を変形/湾曲させた際に、発泡体の座屈を防止することができる。 The foam is preferably a solid body. The foam preferably does not have holes (through holes/hollow portions) with a diameter of 1/2 or more, 1/3 or more, 1/4 or more, 1/5 or more, 1/10 or more, 1/15 or more, or 1/20 or more of the outer diameter of the foam. In other words, the ratio of the inner diameter/outer diameter of the foam is preferably 1/2 or less, 1/3 or less, 1/4 or less, 1/5 or less, 1/10 or less, 1/15 or less, 1/20 or less, 1/50 or less, or 0/1 (i.e., the foam is a solid body). By configuring the foam in this way, buckling of the foam can be prevented when the foam is deformed/curved.
発泡体は、増粘剤、可塑剤、滑剤、充填剤、難燃剤、着色剤、酸化防止剤、補強剤、導電材料等の公知の添加成分を含有していてもよい。 The foam may contain known additives such as thickeners, plasticizers, lubricants, fillers, flame retardants, colorants, antioxidants, reinforcing agents, and conductive materials.
発泡体の密度は、特に限定されないが、例えば、1kg/m3以上、2kg/m3以上、3kg/m3以上、4kg/m3以上、5kg/m3以上、10kg/m3以上、15kg/m3以上とすればよく、また、800kg/m3以下、700kg/m3以下、600kg/m3以下、500kg/m3以下、250kg/m3以下、100kg/m3以下、50kg/m3以下とすればよい。なお、上限値と下限値とを任意に組み合わせて、所望の数値範囲とすることができる。例えば、5~800kg/m3とすることができ、5~500kg/m3が好ましく、10~250kg/m3がより好ましい。発泡体の密度がかかる範囲にある場合には、加熱時に、発泡体として十分な熱膨張性を有しつつ、十分な強度(例えば引張強度)を有するため、成型時に優れた成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)が可能となる。発泡体の密度は、JIS K7222:2005「発泡プラスチック及びゴム―見掛け密度の求め方」に従って測定した見かけの密度である。なお、発泡体の密度の逆数を発泡倍率として表現する場合もある。 The density of the foam is not particularly limited, but may be, for example, 1 kg/m 3 or more, 2 kg/m 3 or more, 3 kg/m 3 or more, 4 kg/m 3 or more, 5 kg/m 3 or more, 10 kg/m 3 or more, or 15 kg/m 3 or more, and may be 800 kg/m 3 or less, 700 kg/m 3 or less, 600 kg/m 3 or less, 500 kg/m 3 or less, 250 kg/m 3 or less, 100 kg/m 3 or less, or 50 kg/m 3 or less. The upper and lower limits can be arbitrarily combined to obtain a desired numerical range. For example, the density may be 5 to 800 kg/m 3 , preferably 5 to 500 kg/m 3 , and more preferably 10 to 250 kg/m 3 . When the density of the foam falls within this range, the foam has sufficient thermal expandability and sufficient strength (e.g., tensile strength) when heated, and therefore excellent moldability (no wrinkles or twists and the desired shape) is possible during molding. The density of the foam is the apparent density measured according to JIS K7222:2005 "Foamed plastics and rubber - Determination of apparent density". The reciprocal of the density of the foam may be expressed as the expansion ratio.
発泡体の25℃における引張破断伸びは、25%超400%未満であり、好ましくは50%超350%未満、より好ましくは80%超300%未満である。発泡体の25℃における引張破断伸びが、かかる範囲にあれば、後述する変形工程において積層体を変形させる際に十分に変形が可能であり、さらに熱膨張率が適度な範囲に調整できる、このため、発泡体が、後述する熱硬化工程において加熱された際、繊維体を強く押圧することが可能となり成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The tensile elongation at break of the foam at 25°C is more than 25% and less than 400%, preferably more than 50% and less than 350%, and more preferably more than 80% and less than 300%. If the tensile elongation at break of the foam at 25°C is within this range, the laminate can be sufficiently deformed in the deformation process described below, and the thermal expansion coefficient can be adjusted to an appropriate range. Therefore, when the foam is heated in the heat curing process described below, it is possible to strongly press the fibrous body, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の25℃における引張破断伸びは、JIS K6767「発泡プラスチック-ポリエチレン-試験方法」に準拠して、発泡体を3号ダンベル試験片に加工して測定する。 The tensile elongation at break of the foam at 25°C is measured in accordance with JIS K6767 "Foamed plastics - Polyethylene - Test method" by processing the foam into a No. 3 dumbbell test piece.
発泡体の25℃における引張強度は、特に限定されないが、例えば、0.05MPa以上とすることができ、好ましくは0.1MPa以上であり、より好ましくは、0.2MPa以上とすることができる。発泡体の25℃における引張強度の上限値は、特に限定されないが、例えば、20MPa以下とすることができる。発泡体の25℃における引張強度がかかる範囲にある場合には、後述する変形工程において、発泡体は十分な強度を有し、発泡体が繊維体を均一に押圧することが可能になる。このため、発泡体が、熱硬化工程において加熱された際、繊維体を強く押圧することが可能となり成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The tensile strength of the foam at 25°C is not particularly limited, but can be, for example, 0.05 MPa or more, preferably 0.1 MPa or more, and more preferably 0.2 MPa or more. The upper limit of the tensile strength of the foam at 25°C is not particularly limited, but can be, for example, 20 MPa or less. When the tensile strength of the foam at 25°C is within this range, the foam has sufficient strength in the deformation process described below, and the foam can press the fibrous body uniformly. Therefore, when the foam is heated in the heat curing process, it can strongly press the fibrous body, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の25℃における引張強度は、JIS K6767「発泡プラスチック-ポリエチレン-試験方法」に準拠して、発泡体を3号ダンベル試験片に加工して測定することができる。 The tensile strength of the foam at 25°C can be measured by processing the foam into a No. 3 dumbbell test piece in accordance with JIS K6767 "Foamed plastics - Polyethylene - Test method".
発泡体の25℃における引裂強度は、特に限定されないが、例えば、0.5N/mm以上とすることができ、好ましくは0.8N/mm以上であり、より好ましくは、1.0N/mm以上とすることができる。発泡体の25℃における引裂強度の上限値は、特に限定されないが、例えば、50N/mm以下とすることができる。発泡体の25℃における引裂強度がかかる範囲にある場合には、後述する変形工程において、発泡体は十分な強度を有し、発泡体が繊維体を均一に押圧することが可能になる。このため、発泡体が、熱硬化工程において加熱された際、繊維体を強く押圧することが可能となり成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The tear strength of the foam at 25°C is not particularly limited, but can be, for example, 0.5 N/mm or more, preferably 0.8 N/mm or more, and more preferably 1.0 N/mm or more. The upper limit of the tear strength of the foam at 25°C is not particularly limited, but can be, for example, 50 N/mm or less. If the tear strength of the foam at 25°C is within this range, the foam has sufficient strength in the deformation process described below, and the foam can press the fibrous body evenly. Therefore, when the foam is heated in the heat curing process, it can strongly press the fibrous body, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の25℃における引裂強度は、JIS K6767「発泡プラスチック-ポリエチレン-試験方法」に準拠して測定することができる。 The tear strength of the foam at 25°C can be measured in accordance with JIS K6767 "Foamed plastics - Polyethylene - Test method."
発泡体の25℃における25%圧縮荷重(硬さ)は、特に限定されないが、例えば、1~2000kPaとすることができ、5~1000kPaが好ましく、10~500kPaがより好ましく、10~200kPaがさらに好ましい。発泡体の25%圧縮荷重が、かかる範囲にある場合には、繊維体を発泡体に巻回することが容易であり、後述する変形工程において積層体を変形させる際に十分に変形が可能であり、さらに後述する加熱硬化工程では熱膨張に加え発泡体自身の反発力が作用できる。このため、発泡体が熱硬化工程において加熱された際、繊維体を強く押圧することが可能となり成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The 25% compression load (hardness) of the foam at 25°C is not particularly limited, but can be, for example, 1 to 2000 kPa, preferably 5 to 1000 kPa, more preferably 10 to 500 kPa, and even more preferably 10 to 200 kPa. When the 25% compression load of the foam is within this range, it is easy to wrap the fibrous body around the foam, sufficient deformation is possible when deforming the laminate in the deformation process described below, and furthermore, in the heat curing process described below, the repulsive force of the foam itself can act in addition to thermal expansion. Therefore, when the foam is heated in the heat curing process, it is possible to strongly press the fibrous body, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists, etc.) can be further improved.
発泡体の25℃における25%圧縮荷重は、JIS K6400-2:2012「軟質発泡材料-物理特性-第2部:硬さ及び圧縮応力-ひずみ特性の求め方」に記載のD法によって求めることができる、 The 25% compressive load of the foam at 25°C can be determined by the D method described in JIS K6400-2:2012 "Flexible foam materials - Physical properties - Part 2: Determination of hardness and compressive stress-strain characteristics".
発泡体の熱伝導率は、特に限定されないが、例えば、0.01W/m・K以上とすることができ、好ましくは、0.02W/m・K以上、より好ましくは0.03W/m・K以上である。発泡体の熱伝導率の上限値は、特に限定されないが、例えば、0.2W/m・K以下とすることができる。発泡体の熱伝導率がかかる範囲にある場合には、発泡体が、後述する熱硬化工程において加熱された際、短時間で、発泡体を均一に加熱することができるため、発泡体を均一に熱膨張させることが可能となる。このため、発泡体が繊維体を押圧する力のバラツキが小さくなり、成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The thermal conductivity of the foam is not particularly limited, but can be, for example, 0.01 W/m·K or more, preferably 0.02 W/m·K or more, and more preferably 0.03 W/m·K or more. The upper limit of the thermal conductivity of the foam is not particularly limited, but can be, for example, 0.2 W/m·K or less. When the thermal conductivity of the foam is within this range, the foam can be heated uniformly in a short time when heated in the thermal curing process described below, and the foam can be thermally expanded uniformly. This reduces the variation in the force with which the foam presses the fibrous body, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の熱伝導率は、JIS A1412-1:2016「熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法-第1部:保護熱板法(GHP法)」に記載の方法で測定することができる。 The thermal conductivity of the foam can be measured using the method described in JIS A1412-1:2016 "Methods for measuring thermal resistance and thermal conductivity of thermal insulation materials - Part 1: Guarded hot plate method (GHP method)."
発泡体の線熱膨張率は、特に限定されないが、例えば、0.01%以上とすることができ、0.05%以上が好ましく、0.10%以上がより好ましく、1.00%以上がさらに好ましい。発泡体の線熱膨張率の上限値は、特に限定されないが、10.00%以下とすることができる。発泡体の線熱膨張率がかかる範囲にある場合には、発泡体が、後述する熱硬化工程において加熱された際、繊維体を強く押圧することが可能となり成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The linear thermal expansion coefficient of the foam is not particularly limited, but can be, for example, 0.01% or more, preferably 0.05% or more, more preferably 0.10% or more, and even more preferably 1.00% or more. The upper limit of the linear thermal expansion coefficient of the foam is not particularly limited, but can be 10.00% or less. When the linear thermal expansion coefficient of the foam is within this range, the foam can strongly press against the fibrous body when heated in the heat curing process described below, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の線熱膨張率は、発泡体を3mm幅×25mm長×2mm厚に加工し、熱機械分析装置(TMA)を用いて、引張りモードでチャック間距離を10mm、荷重5g、窒素雰囲気下、25から85℃まで1℃/min.で昇温した後、85℃から25℃まで1℃/min.で降温し、再び25℃から85℃まで1℃/min.で昇温し、この際の2度目の昇温時の85℃での線熱膨張率を測定する方法で測定することができる。 The linear thermal expansion coefficient of the foam can be measured by processing the foam into a size of 3 mm width x 25 mm length x 2 mm thickness, and using a thermomechanical analyzer (TMA) in tension mode with a chuck distance of 10 mm and a load of 5 g in a nitrogen atmosphere, heating from 25 to 85°C at 1°C/min, then lowering the temperature from 85°C to 25°C at 1°C/min, and again heating from 25°C to 85°C at 1°C/min, and measuring the linear thermal expansion coefficient at 85°C during the second heating.
このような発泡体は、公知の方法によって製造可能である。発泡体の製造方法としては、例えば、水系液体分散媒と、水分散性樹脂と、を少なくとも含む液状原料混合物を得る工程である原料調製工程と、液状原料混合物を発泡させ発泡混合物を得る発泡工程と、発泡混合物中の分散媒を蒸発させる乾燥工程と、を含む方法が挙げられる。また、発泡工程の前または後に、ドクターナイフまたはドクターロール等を用いて液状原料混合物または発泡混合物を塗工したり、液状原料混合物または発泡混合物を押出成形または射出成形することで、発泡混合物をシート状に成形したりてもよい。また、ゴムスポンジ等を所望の形状に型成型したり、ブロック状に発泡成形した発泡体をスライス加工、切削加工、研磨加工等によりシート状、紐状、円柱状等の所望の形状にしたりしても良い。なお、これらの工程は、その一部又は全部が同時に実行されてもよい。 Such a foam can be manufactured by a known method. Examples of the manufacturing method of a foam include a raw material preparation step in which a liquid raw material mixture containing at least an aqueous liquid dispersion medium and a water-dispersible resin is obtained, a foaming step in which the liquid raw material mixture is foamed to obtain a foamed mixture, and a drying step in which the dispersion medium in the foamed mixture is evaporated. In addition, before or after the foaming step, the liquid raw material mixture or the foamed mixture may be coated using a doctor knife or a doctor roll, or the liquid raw material mixture or the foamed mixture may be extrusion-molded or injection-molded to form the foamed mixture into a sheet. In addition, rubber sponge or the like may be molded into a desired shape, or a foam molded into a block shape may be slicing, cutting, grinding, or the like to form a desired shape such as a sheet, string, or cylinder. Note that some or all of these steps may be performed simultaneously.
発泡工程における発泡手段としては、例えば、化学反応によりガスが発生する発泡剤を液状原料混合物に配合することで気泡を成形する方法、高圧下で適宜のガスを液状原料混合物に溶解させた後に圧力を低下させる又は加熱を行うことで気泡を成形する方法、液状原料混合物に混合した可溶性の物質を除去し空隙として気泡を成形する方法、空気や適宜のガスが抱き込まれるように液状原料混合物を機械的に撹拌する方法(メカニカルフロス)等が挙げられる。 Examples of foaming methods used in the foaming process include a method of forming bubbles by mixing a foaming agent that generates gas through a chemical reaction into the liquid raw material mixture, a method of dissolving an appropriate gas in the liquid raw material mixture under high pressure and then reducing the pressure or heating to form bubbles, a method of removing soluble substances mixed into the liquid raw material mixture to form voids and forming bubbles, and a method of mechanically stirring the liquid raw material mixture so that air or an appropriate gas is incorporated (mechanical froth).
発泡工程における発泡条件(温度、時間等)、および、乾燥工程における乾燥条件(温度、時間等)は、発泡体の原料や使用した発泡手段等に応じて適宜変更可能である。 The foaming conditions (temperature, time, etc.) in the foaming process and the drying conditions (temperature, time, etc.) in the drying process can be changed as appropriate depending on the raw materials of the foam and the foaming means used.
また、柔軟体の形状、大きさ等については特に限定されず、シート状の柔軟体シートや円筒状の柔軟体の他、円柱状、四角柱状、六角柱状、あるいは断面形状が星形状、半円形状の柔軟体等を適宜選択可能であり、柔軟体として発泡体を用いた場合も同様である。 The shape, size, etc. of the flexible body are not particularly limited, and in addition to sheet-like flexible bodies and cylindrical flexible bodies, flexible bodies having a cylindrical, square prism, hexagonal prism, or a cross-sectional shape that is star-shaped or semicircular can be appropriately selected, and the same applies when a foam is used as the flexible body.
<<2.プロセス>>
(2-1.積層工程)
この積層工程では、概して、繊維シートと、柔軟体とを直接積層する工程である。この積層工程においては、様々な形状や厚さの繊維体および柔軟体を用いることができる。この積層工程のパターンについては、特に限定しないが、以下に列挙する各種パターンが挙げられる。
<<2. Process>>
(2-1. Lamination process)
In this lamination process, generally, a fiber sheet and a flexible body are directly laminated. In this lamination process, fiber bodies and flexible bodies of various shapes and thicknesses can be used. The pattern of this lamination process is not particularly limited, but various patterns listed below can be mentioned.
(2-1-1.積層工程のパターン1)
このパターン1では、図1に示すように、予めエネルギー硬化性樹脂が含浸した未硬化状態である繊維シート1と、板状の柔軟体3とを用いる。この繊維シート1に予めエネルギー硬化性樹脂を含浸する方法としては、例えば、エネルギー硬化性樹脂の未硬化粘性液体原料に繊維シート1を浸すディッピングや、複数の横置硬質ロールの間に繊維シート1を通過させて上述の未硬化粘性液体原料を塗るロールコーティング、或いは、いわゆるハンドレイアップ成形法やRIMP(レジンインフュージョン)成形法等を挙げることができるが、これらに限定されない。なお、繊維シート1については1枚のシートを用いても良いし、複数枚のシートを重ね合わせたものとして使用しても良く、特に限定しない。これについては以後も同様である。
(2-1-1. Lamination process pattern 1)
In this
このパターン1では、図1(a)に示すように、平面上に載置した繊維シート1の上面に柔軟体3の下面を直接重ね合わせ、この柔軟体3の上面に、他の繊維シート1の下面を直接重ね合わせた後、他の繊維シート1の上面と他の柔軟体3の下面を直接重ね合わせるということを繰り返し行う。これにより、それぞれの繊維シート1とそれぞれの柔軟体3とがそれぞれ面接触し、柔軟体3は、繊維シート1に含浸されている未硬化のエネルギー硬化樹脂によって、繊維シート1に対して仮接着された状態となる。このような積層工程のパターン1によって、図1(b)に示すように、繊維シート1および柔軟体3が何層にも積み重なったブロック状の第1多層積層体5を得る。
In this
(2-1-2.積層工程のパターン2)
このパターン2では、上述のパターン1で述べた繊維シート1と柔軟体3とを用いる。図2(a)および図3(a)に示すように、柔軟体3の上面および下面(柔軟体3の両面)にそれぞれ、繊維シート1、1を直接重ね合わせることによって、一対の繊維シート1、1間に柔軟体3が介在した状態の単層積層体7を得る。なお、単層積層体7としては、柔軟体3の片面にのみ繊維シート1を直接積層したものであっても良い。
(2-1-2. Lamination process pattern 2)
In this
(2-1-3.積層工程のパターン3)
このパターン3では、図4(a)に示す上述の第1多層積層体5に対して、図4(b)に示す切断工程(これについては後述する)を経て得た第1切断積層体5aを用いる。図4(c)に示すように、この第1切断積層体5aのうち、切断方向に沿った両面にそれぞれ、上述の繊維シート1と同様な他の繊維シート1A、1Bを直接積層することによって、図4(d)に示す第2多層積層体8を得る。
(2-1-3. Lamination process pattern 3)
In this
なお、上述の積層工程のパターン1~3については、予め繊維シートにエネルギー硬化性樹脂を含浸させた場合を例に取って説明したが、これに代えて、繊維シート1と柔軟体3とを直接積層させた後に、上述のパターン1で述べた含浸方法と同様にして、繊維シート1にエネルギー硬化性樹脂を含浸させるようにしても良いことは言うまでもない。
The
(2-2.巻回工程)
この巻回工程では、上述のパターン2、3で得たそれぞれの積層体7、8を巻回する工程である。これらの積層体7、8については、繊維シート1と柔軟体3とからなるため、この状態でも可撓性を有しており、曲げ、捩じり等の変形加工を容易に行うことができる。本実施の形態では、これらの変形加工のうち、曲げ加工の一種である巻回工程を一例に採用して、以下に列挙して説明するが、これに限定されないことは言うまでもない。
(2-2. Winding process)
This winding process is a process of winding the
(2-2-1.巻回工程のパターン1)
このパターン1では、上述の積層工程のパターン2で得た単層積層体7を用いる(図2(a)参照)。図2(b)および図2(c)に示すように、例えば、金属パイプ、樹脂チューブおよび円筒形状に形成した発泡体等からなる芯Sに対して、単一積層体7を複数回、巻回する。このため、このパターン1の単層積層体7の長さは、芯Sの外周長さの数倍程度(巻回回数に応じた程度)に設定されている。芯Sに単層積層体7を複数回、巻回した後、芯Sを引き抜くことによって(芯Sを除去することによって)、図2(d)に示すように、単層積層体7が複数積層された渦巻き状の渦積層体9を得る。
(2-2-1. Winding process pattern 1)
In this
(2-2-2.巻回工程のパターン2)
このパターン2でも、上述の積層工程のパターン2で得た単層積層体7を用いる(図3(a)参照)。このパターン2では、図3(b)および図3(c)に示すように、芯Sに対して、単一積層体7を何重にも巻回する。すなわち、芯Sの外周長さと略同じ長さの単一積層体7を、その両端面同士が接合するように巻回し、その外側にさらに、上述の単層積層体7よりもわずかに長い別の単一積層体7を、その両端面同士が接合するように巻回することを複数回繰り返す。その後、芯Sを引き抜くことによって、図3(d)に示すように、単一積層体7が複数積層された円筒状の第1円筒積層体11を得る。
(2-2-2. Winding process pattern 2)
In this
(2-2-3.巻回工程のパターン3)
このパターン3では、上述の積層工程のパターン3で得た第2多層積層体8であって、その長さが芯Sの外周長さと略同じ長さに設定された第2多層積層体8を用いる。図4(d)および図4(e)に示すように、芯Sに対して、第2多層積層体8を巻回する。すなわち、第2多層積層体8を、巻回方向における両端面同士が接合するように巻回した後、芯Sを引き抜くことによって、図4(f)に示す円筒状の第2円筒積層体13を得る。
(2-2-3. Winding process pattern 3)
In this
この第2円筒積層体13にあっては、第2多層積層体8における一方の面に直接積層された他の繊維シート1Aの外周面が、第2円筒積層体13の外周面を形成し、第2多層積層体6における他方の面に直接積層された他の繊維シート1Bの外周面が、第2円筒積層体13の内周面を形成している。また、これらの繊維シート1A、1B間には、第1切断積層体5aの繊維シート1および柔軟体3が、第2円筒積層体13の長手方向に沿って延びているとともに、他の繊維シート1A、1Bに対して交差する位置関係となっている。換言すれば、繊維シート1および柔軟体3はそれぞれ、他の繊維シート1A、1Bに対して起立しかつ第2円筒積層体13の長手方向に沿って延びたリブ構造をなしている。
In this second
なお、上述の渦積層体9、第1円筒積層体11および第2円筒積層体13のそれぞれの中心軸線に沿う中空部の内径については、互いに異なる径の芯Sを用いることによって適宜調整可能であることは言うまでもない。また、上述の巻回工程のパターン1~3については、各種の積層体7、8を巻回するために芯Sを用いていたが、これに限らず、芯Sを用いずに、各種の積層体7、8をその端部から渦巻き状に直接巻回することによって、渦積層体9を得たり、各種の積層体7、8を巻回するように直接曲げていき、その巻回方向の両端部同士を、繊維シート1に含浸された未硬化のエネルギー硬化性樹脂によって仮接着させることで第1円筒積層体11および第2円筒積層体13を得たりするようにしても良い。
It goes without saying that the inner diameter of the hollow portion along the central axis of each of the above-mentioned
(2-3.硬化工程)
この硬化工程では、上述の積層工程のパターン1~3で得た第1多層積層体5、単層積層体7、第2多層積層体8、巻回工程のパターン1~3で得た渦積層体9、第1円筒積層体11、第2円筒積層体13(以後、これらを総括して「積層体5等」という。)に対してエネルギーを付与する。この付与するエネルギーについては、積層体5等に対して加熱をすることによるものであり、エネルギー線を照射することによるもの等をさらに含んでいてもよい。図5(a)~図5(c)に示すように、積層体5等に対するエネルギーの付与により、積層による仮接着状態の積層体5等の繊維シート1に含浸されていたエネルギー硬化性樹脂がそれぞれの柔軟体3に染み出つつ(入り込みつつ)硬化していく。
(2-3. Curing process)
In this curing step, energy is applied to the
この硬化したエネルギー硬化性樹脂が、繊維シート1と柔軟体3とを接着(アンカー効果)する接着部Gとなって、繊維シート1と柔軟値3とが一体化する。また、繊維シート1はその含浸していたエネルギー硬化性樹脂が硬化することによって硬化繊維シート1Xとなる。その結果、第1多層積層体5が硬化第1多層積層体5A(図7(a)参照)となり、単層積層体7が硬化単層積層体となり(図示省略)、第2多層積層体8が硬化第2多層積層体となり(図示省略)、渦積層体9が硬化渦積層体9A(図2(e)参照)となり、第1円筒積層体11が硬化第1円筒積層体11A(図3(e)参照)、第2円筒積層体13が硬化第2円筒積層体13A(図4(g)参照)となる(以後、これらを総括して「硬化積層体5A等」という)。このように硬化工程を経ることで、複合材料としての硬化積層体5A等を得ることとなる。このようにして得た硬化積層体5A等については、その繊維シート1と柔軟体3との接合に接着剤等を用いないので、接着剤等の劣化による破損を防止することができる。
This cured energy curable resin becomes the adhesive part G that bonds (anchor effect) the
次に、硬化積層体5A等のうち、図示のある硬化積層体5Aの構成について図を参照しながら説明する。すなわち、図7(a)に示す硬化第1多層積層体5Aは、含浸したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた硬化繊維シート1Xと柔軟体3の層を複数有し、これらの硬化繊維シート1Xと柔軟体3とは接着部Gによって一体化しているものとなっている。
Next, the configuration of a certain cured laminate 5A among the cured laminates 5A and others will be described with reference to the drawings. That is, the cured first multilayer laminate 5A shown in FIG. 7(a) has multiple layers of cured fiber sheets 1X in which impregnated energy curable resin has been cured and
また、図2(e)に示す硬化渦積層体9Aも、含浸したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた硬化繊維シート1Xと柔軟体3とが、中心軸線を中心に複数回巻回しつつ、かつ、中心軸線に対してラジアル方向に拡大する複数の層を形成しており、これらの層における硬化繊維シート1Xと3とは接着部Gによって一体化しているものとなっている。
The cured vortex laminate 9A shown in FIG. 2(e) also has a cured fiber sheet 1X, which is made by curing the impregnated energy-curable resin, and a
さらに、図3(e)に示す硬化第1円筒積層体11Aについても、円筒状に形成され、含浸したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた硬化繊維シート1Xと、この繊維体の内周面または外周面の少なくとも一方の面に接着した円筒状の柔軟体3とを有し、これらの硬化繊維シート1Xと柔軟体3とは接着部Gによって一体化しているものとなっている。
The first cured cylindrical laminate 11A shown in FIG. 3(e) also has a cylindrically shaped cured fiber sheet 1X obtained by curing the impregnated energy curable resin, and a cylindrical
また、図4(g)に示すように、硬化第2円筒積層体13Aは、円筒状に形成され、含浸したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた第1円筒繊維体1Yと、この第1円筒繊維体Yよりも径の小さい円筒状に形成され、第1円筒繊維体1Yの中空部に第1円筒繊維体1Yと同心になるように配置されているとともに、含浸したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた第2円筒繊維体1Zと、第1および第2円筒繊維体1Y、1Zの間に介在した状態で、第1および第2円筒繊維体1Y、1Zの長手方向に沿って延び、第1円筒繊維体1Yの内周面および第2円筒繊維体1Zの外周面にそれぞれ接触しているとともに、含浸したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた細長い板状の介在繊維体1Kと、第1および前記第2円筒繊維体1Y、1Zと互いに対峙する一対の介在繊維体1K、1Kとで形成された内部空間に配置されているとともに、第1円筒繊維体1Yの内周面、第2円筒繊維体1Zの外周面および介在繊維体1K、1Kの互いの対向面それぞれ接触した柔軟体3とを備えている。
As shown in FIG. 4(g), the cured second cylindrical laminate 13A is a cylindrical laminate consisting of a first cylindrical fiber body 1Y that is formed by curing the impregnated energy curable resin, and a second cylindrical fiber body 1Z that is formed by curing the impregnated energy curable resin and that is arranged in the hollow portion of the first cylindrical fiber body 1Y so as to be concentric with the first cylindrical fiber body 1Y, and is interposed between the first and second cylindrical fiber bodies 1Y and 1Z, and is arranged in the longitudinal direction of the first and second cylindrical fiber bodies 1Y and 1Z. It is provided with an intervening fiber body 1K, which is an elongated plate-like intervening fiber body made of hardened impregnated energy-curable resin, extending in the direction perpendicular to the axis of the cylindrical fiber body 1Y and in contact with the inner peripheral surface of the first cylindrical fiber body 1Y and the outer peripheral surface of the second cylindrical fiber body 1Z, respectively, and a
また、硬化第2円筒積層体13Aは、この柔軟体3における第1および第2円筒繊維体1Y、1Zと介在繊維体1K、1Kとの接触部分には、接着部Gによって一体化しているものとなっている。また、第1および第2円筒繊維体1Y、1Zと複数の介在繊維体1Kとの接触部分も接着部Gによって接着されて一体化しているものとなっている。この例では、その繊維シート1と柔軟体3との接合、繊維シート1、1A、1Bの接着に接着剤等を用いないので、接着剤等の劣化による破損を防止することができる。また、内側の第1円筒繊維体1Yと、外側の第2円筒繊維体1Zとの間に、複数の介在繊維1Kが、それぞれの繊維体1Y、1Zに対して起立したリブのように配置されているため、単なる円筒形状のものに比して、その強度を高めて変形しにくい硬化第2円筒積層体13Aを得ることができる。
In addition, the hardened second cylindrical laminate 13A is integrated by the adhesive G at the contact portions between the first and second cylindrical fiber bodies 1Y, 1Z and the intervening fiber bodies 1K, 1K in the
(2-4.切断工程)
この切断工程では、上述の積層工程や巻回工程で得た硬化前の積層体5等や、硬化工程で得た硬化後の硬化積層体5A等を、これらよりも小さく切断するものである。この切断工程では積層体5等や硬化積層体5A等をどのような形状や大きさに切断しても良く、そのパターンについては特に限定しないが、これらのいくつかの例を以下に述べる。
(2-4. Cutting process)
In this cutting step, the
(2-4-1.切断工程のパターン1)
このパターン1では、積層工程のパターン1で得た硬化前の第1多層積層体5を切断する。図4(b)に示すように、第1多層積層体5を、その繊維シート1や柔軟体シート3が水平になるように平面上に載置した状態で、縦に薄く切断することにより、積層工程のパターン3で用いられる硬化前の第1切断積層体5aを得る。なお、この第1切断積層体5aについては、上述のように、積層工程のパターン3にて第2多層積層体8とされ、巻回工程のパターン3にて第2円筒積層体13とされた後、硬化工程を経て複合材料としての硬化第2円筒積層体13Aとなる。
(2-4-1. Cutting process pattern 1)
In this
(2-4-2.切断工程のパターン2)
このパターン2では、図7(a)に示す硬化工程を経た硬化後の硬化第1多層積層体5Aを切断する。図7(b)に示すように、硬化第1多層積層体5Aを、その繊維シート1や柔軟体シート3が水平になるように平面上に載置した状態で、縦に薄く切断することにより、硬化後の硬化第2切断積層体5Bを得る。
(2-4-2. Cutting process pattern 2)
In this
(2-4-3.切断工程のパターン3)
このパターン3では、硬化工程を経て硬化した硬化渦積層体9Aや硬化第1円筒積層体11Aを切断する。図6(a)および図6(b)に示すように、硬化渦積層体9Aや硬化第1円筒積層体11をその長手方向における所定幅に輪切りにする(スライスする)ことで、複合材料としての硬化切断渦積層体9Bや硬化切断第1円筒積層体11Bを得る。なお、図示は省略するが、硬化後の第2円筒積層体13Aを同様に切断して、複合材料としての硬化切断第2円筒積層体を得るようにしても良いことは言うまでもない。
(2-4-3. Cutting process pattern 3)
In this
<<3.複合材料>>
ここでは、上述の各工程を経て得た複合材料について説明する。
(3-1.複合材料のパターン1)
このパターン1は、図7に示すように、切断工程のパターン2で得た複合材料としての硬化第2切断積層体5B、5C、5Dを用いた一例である(なお、図7においては、煩雑さを避けるため、硬化第2切断積層体の符合としては、5B、5C、5Dのみを付し、これらからなる全体の塊を硬化第2積層体群5Zとする)。図7に示すように、複数の第2切断積層体5B、5C、5Dを、樹脂製の板等といった第1板部材15、17のうち、下の第1板部材15の上面に対して、第2切断積層体5B、5C、5Dのそれぞれの硬化繊維シート1Xおよび柔軟体3がリブのように起立した状態(換言すれば、板部材15、17の板面に対して、硬化繊維シート1Xと柔軟体3とが交差する方向(図7(c)においては垂直方向)に延びている状態)になるように載置する。
<<3. Composite Materials>>
Here, the composite material obtained through the above-mentioned steps will be described.
(3-1. Composite material pattern 1)
As shown in FIG. 7, this
また、この載置の際において、硬化第2切断積層体5Bの硬化繊維シート1Xおよび柔軟体3の延出方向と、この硬化第2切断積層体5Bに隣り合う他の硬化第2切断積層体5C、5Dの硬化繊維シート1Xおよび柔軟体3の延出方向とが互いに交差するように(図7(c)においては直交している)、一の硬化第2切断積層体5Cと他の硬化第2切断積層体5Dとを載置する。これを繰り返して第1板部材15の上面の略全体に亘って硬化第2切断積層体5B、5C、5Dを敷き詰めてなる硬化第2積層体群5Zを得る。その後、第1板部材15の上面と硬化第2積層体群5Zの下面とを接着した状態で、上の第2板部材17の下面と硬化第2積層体群5Z上面とを接着することによって、板部材15、17の補強を図ることができる。なお、このパターン1では、一対の板部材15、17を用いたが、これに限らず、板部材15、17のいずれか一方のみを用いるようにしても良いことは言うまでもない。
In addition, when placing, one hardened second cut laminate 5C and another hardened second cut laminate 5D are placed so that the extension direction of the hardened fiber sheet 1X and the
(3-2.複合材料のパターン2)
このパターン2は、図8(a)および図8(b)に示すように、複合材料のパターン1と同様な板部材15、17の間に、複数の硬化切断渦積層体9B又は複数の硬化切断第1円筒積層体11Bを互いに隣接するように並べて配置する。その後、板部材15の上面と複数の硬化切断渦積層体9B又は複数の硬化切断第1円筒積層体11Bのそれぞれの下面とを接着し、板部材17の下面と複数の硬化切断渦積層体9B又は複数の硬化切断第1円筒積層体11Bのそれぞれの上面とを接着する。これによって板部材15、17の補強を行うことができる。
(3-2. Composite material pattern 2)
In this
なお、このパターン2では、切断積層体9B又は切断第1円筒積層体11Bと板部材15、17とを接着した例であったが、これに限定されず、例えば、板部材15、17に貫通孔を形成し、この貫通孔に切断積層体9B又は切断第1円筒積層体11Bを嵌め込むことで板部材の補強を図っても良い。また、板部材15、17として柔軟体3と同様な発泡体を用い、この板部材15、17に上述と同様な貫通孔を形成した後、この貫通孔に未硬化の渦積層体9、第1円筒積層体11、第2円筒積層体13を嵌め込んだ後に、硬化工程を行うことで、硬化板部材を得るようにしても良い。この場合、貫通孔のない板部材を所望する場合には、例えば、芯Sを用いずに各種の積層体7、8をその端部から渦巻き状に直接巻回することによって、中空部のない渦積層体9を設け、これを板部材の貫通孔に嵌め込むようにすれば良い。
In addition, in this
本発明は、上述の第1実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。この変形例においては、上述の第1実施の形態と同様な箇所には同様の符合を付することによって、その説明を省略又は簡略化するものとする。 The present invention is not limited to the first embodiment described above, and various modifications are possible without departing from the gist of the invention. In this modified example, the same parts as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
上述の第1実施の形態においては、積層工程のパターン1では、図1(b)等にも示すように、同じ幅(厚み)の柔軟体3を用いたが、これに限定されず、互いに幅や硬度、あるいは密度等の異なる柔軟体を用いるようにしても良い。この具体例の一例として、図9に示すものが挙げられ、以下、これについて上述の各種工程を織り交ぜながら説明する。
In the first embodiment described above, in
図9に示す例では、繊維シート1と所定幅の柔軟体3aとこれよりも幅の小さい柔軟体3bとを用いて積層工程を行うことで。図9(a)に示すように、繊維シート1および柔軟体3a、3bが何層にも積み重なったブロック状の第3多層積層体19を得る。すなわち、上下に延びる第3多層積層体19の中央部は、相対的に薄い柔軟体3bと繊維シート1とが交互に積み重なることによってなり、第3多層積層体19の上部および下部は、相対的に厚い柔軟体3aと繊維シート1とが交互に積み重なることによってなっている。
In the example shown in Figure 9, a lamination process is carried out using a
次に、図9(b)に示すように、この第3多層積層体19を縦に薄く切断する切断工程を行うことによって、第3切断積層体23を得る。そして、図9(c)に示すように、この第3切断積層体23の片面にさらに、別の繊維シート24を直接積層する積層工程を行うことにより、第4多層積層体25を得る。この第4多層積層体25は、未硬化の繊維シート1と柔軟体3とからなるため、この状態でも可撓性を有しており、曲げ、捩じり等の変形加工を容易に行うことができる。このため、第4多層積層体25を、その中央部を中心に軽く曲げる曲げ工程を行うことができる(図9(d)参照)。そして、この曲げた第4多層積層体25に対して上述の硬化工程を行う。
Next, as shown in FIG. 9(b), a cutting process is performed in which the
ここで、第4多層積層体25においては、図9(c)に示すように、繊維シート24に対して、それぞれの繊維シート1がリブのように略垂直に起立した状態で延びている。また、繊維シート24から起立しているとともに互いに隣り合う繊維シート1、1との間に介在している柔軟体3は、これらの繊維シート1、1、24に面接触して仮接着状態となっている。このため、図9(e)に拡大して示すように、硬化工程を行うと、上述のように、繊維シート1、1、24からそれぞれ染み出たエネルギー性硬化樹脂が柔軟体3に染み出て硬化する。すなわち、硬化工程によって、繊維シート1、1、24がそれぞれ、硬化繊維シート1X、1X、24Xとなり、柔軟体3に染み出て硬化したエネルギー性硬化樹脂が、柔軟体3と硬化繊維シート1X、1X、24Xとの接着部Gとなって、これらを一体化する。同様に、繊維シート1、1、24のそれぞれの接触部分も、染み出て硬化したエネルギー硬化性樹脂による接着部Gによって接着されて一体化する。これによって、複合材料としての硬化第4多層積層体25Aを得ることができる。なお、未硬化の繊維シート1,1、24に代えて、これらの少なくとも1つが硬化後の硬化繊維シート1X、1X、24Xであってもよく、この場合でも同様な作用効果を奏する。
Here, in the
換言すれば、この硬化第4多層積層体25Aは、含浸したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた第1繊維体である硬化繊維シート24Xと、この硬化繊維シート24Xに対して起立した状態で配置され、含浸したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた第2繊維体である複数の硬化繊維シート1X、1Xと、硬化繊維シート24Xおよび互いに隣り合う硬化繊維シート1X、1Xにそれぞれ接触した柔軟体3とを備え、この柔軟体3における硬化繊維シート1X、1X、24Xとの接触部分には、これらの硬化繊維シート1X、1X、24Xに含浸されていたエネルギー硬化性樹脂にエネルギーを付与して硬化する際に、硬化繊維シート1X、1X、24Xの少なくとも1つに含浸されていたエネルギー硬化性樹脂が染み出て硬化したエネルギー硬化性樹脂からなる接着部Gを備えているといえる。
In other words, the cured fourth multilayer laminate 25A comprises a cured fiber sheet 24X, which is a first fiber body obtained by curing the impregnated energy curable resin, a plurality of cured fiber sheets 1X, 1X, which are second fiber bodies obtained by curing the impregnated energy curable resin and are arranged in an upright state relative to the cured fiber sheet 24X, and a
このようにして得られた硬化第4多層積層体25Aは、硬化繊維シート24Cと、この硬化繊維シート24Cに対して起立した複数の硬化繊維シート1Cとを有しているため、単純な板状の硬化繊維シートに比して強度が高い。また、上述のように、硬化前の状態であれば、曲げ、捩じり等の変形加工を容易に行うことができるため、所望の形状の複合材料を得ることが容易である。なお、上述の複合材料のパターン1において、板部材15、17に代えて、エネルギー性硬化樹脂を含浸させた繊維シート1を用いて硬化工程を行った場合も、同様の作用効果を奏することは言うまでもない。
The cured fourth multilayer laminate 25A obtained in this manner has a cured fiber sheet 24C and multiple cured fiber sheets 1C standing upright on the cured fiber sheet 24C, and therefore has a higher strength than a simple plate-shaped cured fiber sheet. Also, as described above, in the pre-cured state, deformation processing such as bending and twisting can be easily performed, making it easy to obtain a composite material of the desired shape. It goes without saying that the same effect can be achieved even if the curing process is performed using a
ここで、図9に示す例では、中央部の柔軟体3aの幅が、上部および下部の柔軟体3bの幅よりも大きかったが、これに限定されず、例えば、上部および下部の柔軟体3bの幅が、中央部の柔軟体3aの幅の方が大きくなるようにしても良く、これらの幅によって、曲げ可能角度をある程度調整することができるようになる。要は、用途に応じた幅の柔軟体3を用いるようにすれば良く、その幅等については適宜設定可能である。
In the example shown in FIG. 9, the width of the central flexible body 3a is greater than the width of the upper and lower flexible bodies 3b, but this is not limited to the above. For example, the width of the central flexible body 3a may be greater than the width of the upper and lower flexible bodies 3b, and the bendable angle can be adjusted to some extent depending on these widths. In short, a
また、図9に示す例では、第4多層積層体25に対して硬化工程を行うことで、複合材料としての硬化第4多層積層体を得たが、これに限定されず、例えば、図9(a)に示す第3多層積層体19に対して硬化工程を行うことで、複合材料の硬化第3多層積層体を得たり、あるいは、図9(b)に示す第3切断積層体23に対して硬化工程を行うことで、複合材料としての硬化第3切断積層体を得るようにしたりしても良いことは言うまでもない。この場合、例えば、曲面を有する離型可能な型に繊維シート24を積層し、そこに硬化第3切断積層体を配置することによって合わせることに基づいて複合材料を得ることができる。また、この硬化第3切断積層体については、上述の複合材料のパターン1で述べた複数の第2積層体5b、5c、5d(図7参照)の代わりに用いるようにしても良い。
In the example shown in FIG. 9, the
上述の第1実施の形態では、積層工程としては、水平な状態の繊維シート1と柔軟体3とを互いに交互に積層させていたが、例えば、図2に示す芯Sに対して、繊維シート1を1回又は複数回巻回し、その外側に柔軟体3を巻回し、さらにその外側に繊維シート1を1回又は複数回巻回するというのを繰り返すことによって、円筒状の積層体を得るようにしても良い。また、第1多層積層体5の各側面の少なくとも1つに繊維シート1を積層しても良い。要は、繊維シート1と柔軟体3とが直接積層されていれば特に限定しない。また、図7に示す硬化第2積層体群5Zの上面、下面、各側面の少なくとも1つに繊維シート1を積層した後に繊維シート1を硬化したりするようにしても良く、硬化後の積層体と未硬化の繊維シートとを適宜組み合わせるようにしても良い。
In the first embodiment described above, the lamination process alternately laminates the
<<<<第2の実施形態>>>>
次に、第2実施の形態を説明する。
この第2実施の形態は、
エネルギー硬化性樹脂が含浸した繊維体と柔軟体とを直接積層させ、未硬化積層体を得るか、又は、繊維体と柔軟体とを直接接触させた後、前記繊維体にエネルギー硬化樹脂を含浸させ、未硬化積層体を得る積層工程と、
前記未硬化積層体を変形させる変形工程と、
前記変形工程にて変形した前記未硬化積層体に対してエネルギーを付与して、前記未硬化積層体を構成する前記繊維体中に含まれる前記エネルギー硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、
を含む、強化繊維体の製造方法である。
以下、原料、プロセスの順で説明するが、その説明にあたり上述の第1実施の形態と同様な箇所には、同様の符号を付することによって、その記載を省略または簡略化するものとする。
<<<<Second embodiment>>>>
Next, a second embodiment will be described.
In the second embodiment,
a lamination step in which a fibrous body impregnated with an energy curable resin and a flexible body are directly laminated together to obtain an uncured laminate, or a fibrous body is directly contacted with a flexible body, and then the fibrous body is impregnated with an energy curable resin to obtain an uncured laminate;
a deformation step of deforming the uncured laminate;
a curing step of applying energy to the uncured laminate deformed in the deformation step to cure the energy curable resin contained in the fibrous body constituting the uncured laminate;
The method for producing a reinforcing fiber body includes the steps of:
Hereinafter, the raw materials and the process will be described in that order. In the description, the same parts as those in the first embodiment described above will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
<<1.原料>>
この第2実施の形態における原料については、上述の第1実施の形態と同様であるため、その記載を省略する。
<<1. Raw materials>>
The raw materials in this second embodiment are the same as those in the first embodiment described above, and therefore the description thereof will be omitted.
<<2.プロセス>>
(2-1.積層工程)
この積層工程では、繊維体と柔軟体とを直接積層することにより行う。この積層工程においては、様々な形状や厚さの繊維体および柔軟体を用いることができる。具体的には、図11(a)、図12(a)、図13(a)にそれぞれ示すように、予めエネルギー硬化性樹脂が含浸した未硬化状態である繊維シート1と、芯材となる円柱状の柔軟体31とを用いる。この柔軟体31に対して、繊維シート1を直接巻回することによって、繊維シート1と柔軟体31とを直接積層した円柱積層体33を得る。この円柱積層体33においては、柔軟体31の長さが、繊維シート1の縦幅よりも長く、柔軟体31に対して巻回されて円筒状となった繊維シート1の長手方向の両端から、柔軟体31の両端部が突出している状態となっている。なお、第1実施の形態と同様に、繊維シート1を柔軟体31に直接積層した後に、繊維シート1にエネルギー硬化性樹脂を含浸させるようにしても良いことは言うまでもない。
<<2. Process>>
(2-1. Lamination process)
In this lamination process, the fiber body and the flexible body are directly laminated. In this lamination process, fiber bodies and flexible bodies of various shapes and thicknesses can be used. Specifically, as shown in Fig. 11(a), Fig. 12(a), and Fig. 13(a), respectively, a
(2-2.変形工程)
この変形工程では、変形が容易な未硬化の円柱積層体33を種々に変形させる工程であり、その変形については特に限定しないが、以下に列挙するパターンが挙げられる。
(2-2. Deformation process)
In this deformation process, the uncured
(2-2-1.変形工程のパターン1)
このパターン1では、図10に示すように、一本の円柱積層体33を、そのまま曲線状に曲げる変形を行う。ここで、その曲率については特に限定されないのは言うまでもない。また、L字型、U字型、S字型等といったように曲線状に曲げる他、用途等に応じた所定角度(30度、90度等)に折り曲げる変形を行っても良い。これによって、さまざまな形状に曲げられた特殊形状の屈曲円柱積層体35を得る。
(2-2-1. Deformation process pattern 1)
In this
(2-2-2.変形工程のパターン2)
このパターン2では、図11(b)に示すように、複数の円柱積層体33を一列に並べた円柱積層体群33aとした後、図11(c)に示すように、繊維シート1から突出した柔軟体3の両端部付近を切断する切断工程を行うことによって、それぞれの円柱積層体33の両端面を面一な状態とした第1切断円柱積層体群33bを得る。なお、図11(c)に示す切断工程を省略しても良い。これは以後の切断工程についても同様である。
(2-2-2. Deformation process pattern 2)
In this
そして、図11(d)に示すように、他の一対の繊維シート35、37の間に、切断円柱積層体群33bを挟み込んで、圧力をかける。これにより、図11(e)に示すように、第1切断円柱積層体群33bの繊維シート1の断面形状がそれぞれ、中空の四角柱形状に変形するとともに、これらのそれぞれの中空部に位置するそれぞれの柔軟体31の断面形状が、四角柱形状に変形し、全体として、平板状の形状に変形された特殊形状の特殊平板積層体39を得る。なお、圧力をかける方法としては、直接的に荷重をかけることにより行う他、第1切断円柱積層体群33bを密閉した状態にして減圧することによって行う等しても良く、特に限定されない。これは以後の変形工程についても同様である。
Then, as shown in FIG. 11(d), the cut
なお、このパターン2では四角柱形状に形成したが、これに限定されず、円柱積層体群33aに対する圧力をかける方向等を調節することによって、断面が五角形や六角形の特殊平板積層体39を得るようにしても良い。また、他の一対の繊維シート35、37を用いずに、第1切断円柱積層体群33bに直接圧力をかけるようにしたり、あるいは、円柱積層体群33aに直接圧力をかけるようにしたりしても良く、この場合でも、同様な作用効果を奏する。
In addition, in this
(2-2-3.変形工程のパターン3)
このパターン3では、図12(b)に示すように、上述の変形工程のパターン2で述べた円柱積層体群33aを複数用意し、これらの円柱積層体群33aを平行な状態で互いに重ね合わせた後、図12(c)に示すように、繊維シート1から突出した柔軟体3の両端部付近を切断する切断工程を行うことによって、図12(d)に示すように、円柱積層体群33aの両端面を面一な状態とした第2切断円柱積層体群33cを得る。
(2-2-3. Deformation process pattern 3)
In this
そして、図12(e)に示すように、この第2切断円柱積層体群33cに圧力をかけることにより、第2切断円柱積層体群33cの繊維シート1の断面形状が中空の六角柱形状に変形するとともに、これらのそれぞれの中空に位置するそれぞれの柔軟体33の断面形状が六角柱形状に変形し、全体として、ブロック状の特殊ブロック積層体41を得る。なお、このパターン3においても、上述のパターン2と同様に、圧力をかける方向等を調節することによって様々な断面形状の特殊ブロック積層体41を得ることができるのは言うまでもない。
As shown in FIG. 12(e), by applying pressure to the second cut cylindrical laminate group 33c, the cross-sectional shape of the
(2-2-4.変形工程のパターン4)
このパターン4では、図13(b)に示すように、複数の円柱積層体33を束状に束ねてなる円柱積層体束43とし、図13(c)に示すように、繊維シート1から突出した柔軟体3の両端部付近を切断する切断工程を行うことによって、図13(d)に示すように、それぞれの円柱積層体33の両端面を面一な状態とした切断円柱積層体33dの束からなる切断円柱積層体束43aを得る。
(2-2-4. Deformation process pattern 4)
In this
そして、図13(e)に示すように、切断円柱積層体束43aに圧力をかけることにより、切断円柱積層体束43aのうち、中央の切断円筒積層体33dを囲む周囲の切断円柱積層体33dのそれぞれの繊維シート1が中空の五角柱形状に変形する。これに伴い、これらの切断円柱積層体33dの中空に位置するそれぞれの柔軟体33が五角柱形状に変形する。また、中央の切断円柱積層体33dは、中空の六角柱形状に変形し、この中空に位置する柔軟体33が六角柱形状に変形する。これによって、全体として、円柱状に変形された特殊形状の特殊円柱積層体45を得る。なお、このパターン4においても、上述のパターン2と同様に、圧力をかける方向等を調節することによって様々な断面形状の特殊ブロック積層体45を得ることができるのは言うまでもない。また、図13(e)においては、中央の切断円柱積層体33dの繊維シート1が断面形状で六角形をなしていることを明示するために、あえて中央の切断円柱積層体33dの中空部分の柔軟体33を除去した状態で示しているが、実際には中空部分には柔軟体33が充填されている。
As shown in FIG. 13(e), by applying pressure to the cut cylinder laminate bundle 43a, the
(2-3.硬化工程)
この硬化工程では、上述の各変形工程にて変形した未硬化の積層体である屈曲円柱積層体35、特殊平板積層体39、特殊ブロック積層体41、第2円柱積層体41にそれぞれ、第1実施の形態と同様にしてエネルギーを付与することによって、シート繊維に含浸されていたエネルギー硬化性樹脂が硬化する。この結果、屈曲円柱積層体35が第1強化繊維体となり(図示せず)、特殊平板積層体39が第2強化繊維体39Aとなり(図11(e)参照)、特殊ブロック積層体41が第3強化繊維体41Aとなり(図12(e)参照)、特殊円柱積層体45が第4強化繊維体45Aとなる(図13(e)参照)。なお、各強化繊維体39A、41A、45Aにおいて、それぞれの柔軟体33を穿り出したりあるいは溶かしたり等によって柔軟体33を除去する除去工程を行うようにしても良い。
(2-3. Curing process)
In this curing step, the energy curing resin impregnated in the sheet fibers is cured by applying energy to the bent
以上説明したように、第2実施の形態では、積層工程で得た未硬化の積層体は変形が容易であり、この状態で所望の特殊形状に変形させた後に、硬化工程を行うだけの極めて簡便な手法にて、所望の特殊形状の強化繊維を得ることができる。 As explained above, in the second embodiment, the uncured laminate obtained in the lamination process is easily deformed, and reinforcing fibers of the desired special shape can be obtained by a very simple method of deforming it in this state into the desired special shape and then performing the curing process.
本発明は、上述の第2実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、図11(c)、図12(c)、図13(c)に示す切断工程においてはそれぞれ、図11(b)、図12(b)、図13(b)にそれぞれ示すように、円柱積層体33を円柱積層体群33aや円柱積層体束43とした後に行ったが、これに限らず、円柱積層体群33aや円柱積層体束43とした後に、これらにそのまま圧をかけて変形させた後に行うようにしても良く、硬化工程の前であれば切断工程を行うタイミングは特に限定しない。
The present invention is not limited to the second embodiment described above, and various modifications are possible within the scope of the present invention. For example, the cutting steps shown in Figs. 11(c), 12(c), and 13(c) were performed after the
<<<<第1~第2の実施形態についてのまとめ>>>>
前述した第1~第2の実施形態については、以下のようにまとめることができる。
<<<<<Summary of First and Second Embodiments>>>>
The above-described first and second embodiments can be summarized as follows.
発明(1-1)は、
エネルギー硬化性樹脂が含侵した繊維体と柔軟体とを直接積層させ、未硬化積層体を得るか、又は、繊維体と柔軟体とを直接接触させた後、前記繊維体にエネルギー硬化樹脂を含浸させ、未硬化積層体を得る積層工程と、
前記未硬化積層体にエネルギーを付与して、前記未硬化積層体を構成する前記繊維体中に含まれる前記エネルギー硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と
を含む、強化繊維体と柔軟体とを含む複合材料の製造方法である。
発明(1-2)は、
前記柔軟体が発泡体である、前記発明(1-1)の製造方法である。
発明(1-3)は、
前記積層工程後、前記未硬化積層体を巻回させる巻回工程を更に含む、発明(1-1)又は(1-2)記載の方法である。
発明(1-4)は、前記未硬化積層体、又は、前記硬化工程によって硬化した硬化積層体を、この硬化積層体より小さく切断する工程を更に含む、発明(1-1)~(1-3)のいずれか一項記載の方法である。
The invention (1-1) is
a lamination step in which a fibrous body impregnated with an energy curable resin and a flexible body are directly laminated together to obtain an uncured laminate, or a fibrous body is directly contacted with a flexible body, and then the fibrous body is impregnated with an energy curable resin to obtain an uncured laminate;
and a curing step of applying energy to the uncured laminate to cure the energy-curable resin contained in the fibrous body that constitutes the uncured laminate.
The invention (1-2) is
The method for producing the method according to claim 1-1, wherein the flexible body is a foam.
The invention (1-3) is
The method according to the invention (1-1) or (1-2), further comprising a winding step of winding the uncured laminate after the laminating step.
Invention (1-4) is the method according to any one of Inventions (1-1) to (1-3), further comprising a step of cutting the uncured laminate or the cured laminate cured by the curing step into pieces smaller than the cured laminate.
上記発明によれば、粘着剤や接着剤等の劣化による複合材料(強化繊維体と柔軟体の複合材料)の破損を防止することができるとともに、所望の形状の複合材料の製造を容易に行うことができる。 The above invention makes it possible to prevent damage to composite materials (composite materials of reinforced fiber bodies and flexible bodies) due to deterioration of adhesives, glues, etc., and also makes it easy to manufacture composite materials of desired shapes.
発明(2-1)は、
エネルギー硬化性樹脂が含侵した繊維体と柔軟体とを直接積層させ、未硬化積層体を得るか、又は、繊維体と柔軟体とを直接接触させた後、前記繊維体にエネルギー硬化樹脂を含浸させ、未硬化積層体を得る積層工程と、
前記未硬化積層体を変形させる変形工程と、
前記変形工程にて変形した前記未硬化積層体にエネルギーを付与し、前記未硬化積層体を構成する前記繊維体中に含まれる前記エネルギー硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、
を含む、強化繊維体の製造方法である。
発明(2-2)は、
前記柔軟体が発泡体である、前記発明(2-1)の製造方法である。
The invention (2-1) is
a lamination step in which a fibrous body impregnated with an energy curable resin and a flexible body are directly laminated together to obtain an uncured laminate, or a fibrous body is directly contacted with a flexible body, and then the fibrous body is impregnated with an energy curable resin to obtain an uncured laminate;
a deformation step of deforming the uncured laminate;
a curing step of applying energy to the uncured laminate deformed in the deformation step to cure the energy curable resin contained in the fibrous body constituting the uncured laminate;
The method for producing a reinforcing fiber body includes the steps of:
The invention (2-2) is
The method for producing the method according to claim 2-1, wherein the flexible body is a foam.
上記発明によれば、特殊形状の強化繊維体を簡便に製造することができる。 The above invention makes it possible to easily manufacture reinforced fiber bodies with special shapes.
発明(3-1)は、
含侵したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた第1繊維体と、
この第1繊維体に対して起立した状態で配置され、含侵したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた第2繊維体と、
前記第1繊維体および互いに隣り合う前記第2繊維体にそれぞれ接触した柔軟体とを備え、
前記柔軟体における前記第1および第2繊維体との接触部分には、これらの第1および第2繊維体に含侵されていたエネルギー硬化性樹脂にエネルギーを付与して硬化する際に、前記第1および前記第2繊維体の少なくとも一方に含侵されていたエネルギー硬化性樹脂が染み出て硬化したエネルギー硬化性樹脂からなる接着部を備えていることを特徴とする複合材料である。
The invention (3-1) is
a first fibrous body obtained by curing the energy curable resin impregnated therein;
a second fibrous body that is arranged in an upright state relative to the first fibrous body and that has been impregnated with an energy curable resin and cured;
a flexible body in contact with the first fibrous body and the adjacent second fibrous bodies,
This composite material is characterized in that the contact portion of the flexible body with the first and second fibrous bodies is provided with an adhesive portion made of energy-curable resin that seeps out and hardens when energy is applied to the energy-curable resin impregnated in at least one of the first and second fibrous bodies to harden the resin.
上記発明によれば、粘着剤や接着剤等の劣化による複合材料の破損を防止することができる。 The above invention makes it possible to prevent damage to composite materials caused by deterioration of adhesives, glues, etc.
発明(4-1)は、
円筒状に形成され、含侵したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた第1円筒繊維体と、
前記第1円筒繊維体よりも径の小さい円筒状に形成され、前記第1円筒繊維体の中空部に前記第1円筒繊維体と同心になるように配置されているとともに、含侵したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた第2円筒繊維体と、
前記第1および第2円筒繊維体の間に介在した状態で前記第1および第2円筒繊維体の長手方向に沿って延び、前記第1円筒繊維体の内周面および前記第2円筒繊維体の外周面にそれぞれ接触しているとともに、含侵したエネルギー硬化性樹脂を硬化させた介在繊維体と、
前記第1および前記第2円筒繊維体と互いに対峙する一対の前記介在繊維体とで形成された内部空間に配置されているとともに、前記第1円筒繊維体の内周面、前記第2円筒繊維体の外周面および前記介在繊維体の一方の面にそれぞれ接触した柔軟体とを備え、
前記発泡体における前記第1および第2円筒繊維体と前記介在繊維体との接触部分には、これらの第1および第2円筒繊維体と前記介在繊維体とに含侵されていたエネルギー硬化性樹脂にエネルギーを付与して硬化する際に、第1および第2繊維体と前記介在繊維体との少なくとも1つに含侵されていたエネルギー硬化性樹脂が染み出て硬化したエネルギー硬化性樹脂からなる接着部を備えていることを特徴とする複合材料である。
The invention (4-1) is
a first cylindrical fiber body formed in a cylindrical shape and impregnated with an energy curable resin and cured;
a second cylindrical fiber body formed in a cylindrical shape having a diameter smaller than that of the first cylindrical fiber body, arranged in a hollow portion of the first cylindrical fiber body so as to be concentric with the first cylindrical fiber body, and having an energy curable resin impregnated therein and cured;
an intervening fiber body which is interposed between the first and second cylindrical fiber bodies, extends along the longitudinal direction of the first and second cylindrical fiber bodies, contacts the inner peripheral surface of the first cylindrical fiber body and the outer peripheral surface of the second cylindrical fiber body, respectively, and is impregnated with an energy curable resin and cured;
a flexible body that is disposed in an internal space formed by the first and second cylindrical fiber bodies and a pair of the intervening fiber bodies facing each other, and that is in contact with an inner circumferential surface of the first cylindrical fiber body, an outer circumferential surface of the second cylindrical fiber body, and one surface of the intervening fiber body,
This composite material is characterized in that the contact portions of the first and second cylindrical fibrous bodies and the intervening fibrous body in the foam have adhesive portions made of energy-curable resin that seeps out and hardens when energy is applied to the energy-curable resin impregnated in at least one of the first and second fibrous bodies and the intervening fibrous body to harden the resin.
上記発明によれば、粘着剤や接着剤等の劣化による複合材料の破損を防止することができる。 The above invention makes it possible to prevent damage to composite materials caused by deterioration of adhesives, glues, etc.
<<<<<第I~IVの実施形態>>>>>
次に、第1~第2の実施形態とは異なる観点から、第I~第IVの実施形態について説明する。なお、第I~IVの実施形態は、第2の実施形態で説明された概念を利用、応用、変更等して得られる繊維強化樹脂構造体およびその製造方法等を整理したものと考えることもできる。
<<<<<<Embodiments I to IV>>>>>
Next, embodiments I to IV will be described from a different perspective than
なお、第I~IVの実施形態においては、第1~第2実施形態にて説明された柔軟体に対応する部材を、発泡体に特定して説明しているが、発泡体以外の柔軟体の使用を排除するものではない。 In the embodiments I to IV, the member corresponding to the flexible body described in the first and second embodiments is specifically described as a foam, but this does not exclude the use of flexible bodies other than foam.
以下に述べる繊維強化樹脂構造体の大きさ、繊維強化樹脂構造体の肉厚部分の厚み、繊維強化樹脂構造体の有する連通孔Hの径等は何ら限定されず、用途に応じて適宜調整可能である。 The size of the fiber-reinforced resin structure described below, the thickness of the thick wall portion of the fiber-reinforced resin structure, the diameter of the communicating hole H of the fiber-reinforced resin structure, etc. are not limited in any way and can be adjusted appropriately depending on the application.
<<<<第Iの実施形態>>>>
<<<構造>>>
第Iの実施形態に係る繊維強化樹脂構造体100-1は、繊維体10と、繊維体10に含浸された樹脂20と、を少なくとも含む、筒状の繊維強化樹脂構造体である(図14(c)参照)。
<<<<First Embodiment>>>>
<<<<Structure>>>
The fiber-reinforced resin structure 100-1 according to the first embodiment is a cylindrical fiber-reinforced resin structure including at least a
より詳細には、筒状の繊維体10に含侵された樹脂20が肉厚部となり、全体として筒状の繊維強化樹脂構造体100-1が形成されている。
More specifically, the
繊維強化樹脂構造体100-1は、筒内部に発泡体30が挿通されていてもよい。なお、以降の各実施形態および変更例においても、各繊維強化樹脂構造体は、発泡体30を含んでもよいし含まなくてもよい。
The fiber-reinforced resin structure 100-1 may have a
<<<原料>>>
<<繊維体10>>
繊維体10としては、その形状や大きさ等について、特に限定されないが、例えばシート状の繊維シートであることが好ましい。この繊維シートは、繊維が集合したシートである限りにおいて、特に限定されず、例えば、織布(平織、綾織、2重織り、3重織り、畳織り等)、不織布、一方向強化材(UD材)等が挙げられる。
<<<Ingredients>>>
<<
The
繊維シートの厚みは、特に限定されず、適宜選択可能である。繊維シートは、厚みが薄すぎると繊維シートの強度や弾性率など力学的性質が低くなる恐れがある。従って、本発明にかかる繊維シートの厚みは、例えば、20μm~500μmが好ましく、30μm~200μmがより好ましい。なお、チョップドストランドマットやコアマット等、厚みが数mmの繊維シートであっても良いことは言うまでもない。 The thickness of the fiber sheet is not particularly limited and can be selected appropriately. If the fiber sheet is too thin, the mechanical properties such as the strength and elastic modulus of the fiber sheet may be reduced. Therefore, the thickness of the fiber sheet according to the present invention is preferably, for example, 20 μm to 500 μm, and more preferably 30 μm to 200 μm. It goes without saying that fiber sheets with a thickness of several mm, such as chopped strand mats and core mats, may also be used.
繊維シートを形成する繊維は、特に限定されず、公知のものを使用することができ、金属繊維、無機繊維、有機繊維のうち少なくとも1種を含むことができる。 The fibers forming the fiber sheet are not particularly limited and may be any known fibers, including at least one of metal fibers, inorganic fibers, and organic fibers.
繊維体10を構成する繊維としては、例えば、
ステンレス鋼繊維、ニッケル繊維、銅繊維、アルミニウム繊維、銀繊維、金繊維、チタン繊維等の金属繊維;
ポリパラフェニレンベンズオキサゾール、ポリエチレンテレフタレ-ト(PET)樹脂、ポリビニルアルコ-ル(PVA)、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アラミド樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール(PBO)繊維、セルロース、ビニロン、ナイロン、レ-ヨン、アラミド、フェノ-ル系繊維、フッ素繊維、パルプ(繊維)、ケナフ、麻、竹繊維等の有機繊維;
ガラス繊維、炭素繊維、シリカ繊維、ロックウ-ル、スラグウ-ル、アルミナ繊維、セラミック繊維等の無機繊維;
等を挙げることができる。
繊維としては、これらのうち一つ又は複数を組み合せて用いることができる。例えば、炭素繊維とポリエステル繊維とを含む2層構造のノンクリンプファイバー(NCF)等を使用することもできる。
Examples of the fibers constituting the
Metal fibers such as stainless steel fibers, nickel fibers, copper fibers, aluminum fibers, silver fibers, gold fibers, and titanium fibers;
Polyparaphenylenebenzoxazole, polyethylene terephthalate (PET) resin, polyvinyl alcohol (PVA), polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl chloride resin, aramid resin, acrylic resin, polyimide resin, polyparaphenylenebenzoxazole (PBO) fiber, cellulose, vinylon, nylon, rayon, aramid, phenolic fiber, fluorine fiber, pulp (fiber), kenaf, hemp, bamboo fiber, and other organic fibers;
Inorganic fibers such as glass fibers, carbon fibers, silica fibers, rock wool, slag wool, alumina fibers, and ceramic fibers;
etc. can be mentioned.
As the fiber, one or a combination of a plurality of these can be used. For example, a non-crimp fiber (NCF) having a two-layer structure including a carbon fiber and a polyester fiber can be used.
繊維は、シール材に用いられる樹脂やマトリックス樹脂等のヤング率よりも高いヤング率を有する繊維が好ましく、金属繊維、無機繊維がより好ましい。繊維のヤング率が高いほど繊維シートの剛性を高くすることが可能であり、前記樹脂に包埋した際、樹脂の剛性を効果的に向上させることが可能となる。従って、剛性が高く、破損し難いシール材を得ることが可能となる。 The fibers are preferably ones that have a higher Young's modulus than the resin or matrix resin used in the sealing material, and metal fibers and inorganic fibers are more preferable. The higher the Young's modulus of the fibers, the higher the rigidity of the fiber sheet can be, and when embedded in the resin, the rigidity of the resin can be effectively improved. Therefore, it is possible to obtain a sealing material that is highly rigid and difficult to break.
繊維シートは、繊維が筒状に編み込まれたものであってもよい。 The fiber sheet may be made of fibers woven into a tubular shape.
繊維シートは、本発明の効果を阻害しない範囲で、一部がパンチングされる等して、空孔が形成されていてもよい。 The fiber sheet may be partially punched or otherwise voided to the extent that the effect of the present invention is not impaired.
繊維シートは、バイアスシート(バイアス裁ちされたシート)であってもよい。 The fibrous sheet may be a bias cut sheet.
<繊維シートの製造方法>
繊維シートの製造方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、好適例である不織布を製造する方法としては、カーディング方式、エアレイド方式等の乾式法、紙のように漉いて形成する湿式抄造法、スパンボンド法、メルトブロー法等のフリース形成法;サーマルボンド法、ケミカルボンド法、ニードルパンチ法、スパンレース法(水流絡合法)、ステッチボンド法、スチームジェット法等のフリース結合法が挙げられる。このうち、湿式抄造法による製造方法が、繊維シートを薄くすることが可能であり、さらに均一性の点で優れているため好適である。
<Method of manufacturing fiber sheet>
The fiber sheet can be manufactured by a known method. For example, suitable examples of methods for manufacturing nonwoven fabric include dry methods such as carding and airlaid, wet papermaking methods in which the fiber is formed by sifting like paper, fleece forming methods such as spunbonding and meltblowing, and fleece bonding methods such as thermal bonding, chemical bonding, needle punching, spunlace (hydroentanglement), stitch bonding, and steam jet. Among these, the manufacturing method using the wet papermaking method is suitable because it is possible to make the fiber sheet thin and is excellent in terms of uniformity.
繊維シートが筒状である場合、例えば、組みひもの製造と同様にして製造することができる。 When the fiber sheet is cylindrical, it can be manufactured in the same manner as braided cords, for example.
繊維シートの製造方法は、バイアス裁ちを行う工程を含んでいてもよい。 The method for manufacturing a fiber sheet may include a bias cutting step.
<<樹脂20>>
樹脂20としては、繊維強化樹脂として使用される公知の樹脂を使用可能であり、熱可塑性樹脂等も使用され得るが、作業性を向上させるために、エネルギー硬化性樹脂とすることが好ましい。
<<
As the
<エネルギー硬化性樹脂>
エネルギー硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂であり、さらにエネルギー線硬化性樹脂等を含むことができる。
<Energy curable resin>
The energy curable resin is a thermosetting resin, and may further include an energy ray curable resin and the like.
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル系樹脂、メラニン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂等を用いることができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of thermosetting resins that can be used include epoxy resins, unsaturated polyester resins, polyvinyl ester resins, phenolic resins, polyurethane resins, acrylic resins, melamine resins, urea resins, benzoguanamine resins, rosin-modified maleic acid resins, and rosin-modified fumaric acid resins. These may be used alone or in combination of two or more.
エネルギー線硬化樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of energy ray curable resins include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, and polyester resins. These may be used alone or in combination of two or more.
以降の説明においては、樹脂20を熱硬化性樹脂として説明を行うが、特に矛盾がない範囲において、以降の説明において、「熱硬化」を「硬化」として読み替えることも可能である。
In the following explanation,
<<発泡体30>>
発泡体は、独立気泡発泡体であっても、連続気泡発泡体であってもよく、独立気泡と連続気泡の両方を含む発泡体でもよい。なお、ここで示す独立気泡発泡体とは、完全に全ての気泡が独立しているもののみを示すのではなく、一部の気泡が隣接する気泡と連通していてもよく、全体として独立気泡発泡体と解される程度に、各気泡が独立していればよい。
<<
The foam may be a closed-cell foam, an open-cell foam, or a foam containing both closed and open cells. The closed-cell foam mentioned here does not mean only foam in which all the cells are completely independent, but some of the cells may be connected to adjacent cells, and it is sufficient that each cell is independent to the extent that it is understood as a closed-cell foam as a whole.
ここで、発泡体が独立気泡と連続気泡を含む場合には、その独立気泡と連続気泡の平均の割合(以降、独立気泡率とする)は、特に限定されないが、例えば、独立気泡率が、0.1~99.9%とすることができ、好ましくは10.0%~99.9%、より好ましくは30.0~99.9%、さらに好ましくは、50.0~99.9%とすることができる。なお、独立気泡のみを含む発泡体が最も好ましい。独立気泡を多く含む場合は、発泡体の内部に密封された空気層が多く存在するので、発泡体が加熱された際、樹脂自体の熱膨張に加え、密閉された空気層が熱膨張し、発泡体が繊維体を押圧する力を強くすることができる。このため発泡体が、後述する熱硬化工程において加熱された際、熱膨張がより強く発生し、繊維体を押圧することで成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることが可能となり、硬化後冷却時収縮することで、積層体から発泡体を除去しやすくなる。 Here, when the foam contains closed and open bubbles, the average ratio of the closed and open bubbles (hereinafter referred to as the closed bubble ratio) is not particularly limited, but for example, the closed bubble ratio can be 0.1 to 99.9%, preferably 10.0% to 99.9%, more preferably 30.0 to 99.9%, and even more preferably 50.0 to 99.9%. A foam containing only closed bubbles is most preferable. When the foam contains a large number of closed bubbles, there are many sealed air layers inside the foam, so when the foam is heated, in addition to the thermal expansion of the resin itself, the sealed air layers also thermally expand, and the force with which the foam presses the fibrous body can be strengthened. Therefore, when the foam is heated in the heat curing process described later, the thermal expansion occurs more strongly, and by pressing the fibrous body, it is possible to further improve the moldability (the shape can be formed into a desired shape without wrinkles or twists, etc.), and by shrinking when cooled after curing, the foam becomes easier to remove from the laminate.
発泡体に含まれる独立気泡率は、発泡体の断面を顕微鏡や走査型電子顕微鏡を用いて観察し、撮影した画像において、単位面積当たりの独立気泡と連続気泡の個数をそれぞれ数え、独立気泡の個数を気泡全体(独陸気泡と連続気泡の全て)の個数で除して100を乗じたものとする。なお、この独立気泡率の測定を、同一の発泡体の無作為に選んだ断面10か所において繰返し、それぞれ求めた独立気泡率の平均値を、発泡体の独立気泡率とする。 The closed cell ratio of a foam is determined by observing the cross section of the foam using a microscope or scanning electron microscope, counting the number of closed and open cells per unit area in the photographed image, dividing the number of closed cells by the total number of cells (both closed and open cells) and multiplying the result by 100. This measurement of the closed cell ratio is repeated at 10 randomly selected cross sections of the same foam, and the average of the closed cell ratios found for each is taken as the closed cell ratio of the foam.
発泡体を構成する樹脂としては特に限定されず、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂およびシリコーン系樹脂等、用途に応じて適宜選択すればよい。また、発泡体を構成するものとしては他に、天然ゴム(NR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)およびニトリルゴム(NBR)等もあり、これらも用途に応じて適宜選択すればよい。なお、これらのうち、オレフィン系樹脂が好ましく用いることができる。オレフィン系樹脂は、例えば、ポリエチレンとポリプロピレンの配合を調整するなどして、繊維体の硬化温度と、繊維体の硬化温度における発泡体の熱膨張の程度とを調整することが容易である。即ち、発泡体が、後述する熱硬化工程において加熱され、熱膨張した際、繊維体を発泡体が押圧することで成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)を優れたものとすることが可能であるが、この押圧の程度をオレフィン樹脂、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレンの配合の割合を変えることで熱膨張の程度を調整することが可能であり、繊維体の形状に合わせて成型性を優れたものとすることができる。また、ポリエチレンとポリプロピレンの配合比、架橋の有無、架橋度を調整することにより、発泡体の柔軟性(硬度)・熱膨張・濡れ性(親和性)・軟化点等の調整が容易となる。 The resin constituting the foam is not particularly limited, and may be selected appropriately according to the application from olefin resins, urethane resins, styrene resins, phenolic resins, silicone resins, etc. In addition, other materials constituting the foam include natural rubber (NR), chloroprene rubber (CR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), and nitrile rubber (NBR), and these may also be selected appropriately according to the application. Among these, olefin resins can be preferably used. With olefin resins, for example, it is easy to adjust the hardening temperature of the fiber body and the degree of thermal expansion of the foam at the hardening temperature of the fiber body by adjusting the blending ratio of polyethylene and polypropylene. That is, when the foam is heated and thermally expanded in the thermal hardening process described below, the foam presses the fiber body, so that the moldability (the shape is made into a desired shape without wrinkles or twists) can be excellent, but the degree of this pressing can be adjusted by changing the blending ratio of olefin resins, for example, polyethylene and polypropylene, and the moldability can be excellent according to the shape of the fiber body. In addition, by adjusting the blending ratio of polyethylene and polypropylene, the presence or absence of crosslinking, and the degree of crosslinking, it is easy to adjust the flexibility (hardness), thermal expansion, wettability (affinity), softening point, etc. of the foam.
発泡体を構成する樹脂は、繊維体に含まれる未硬化の樹脂との親和性を考慮して自由に選択することができる。発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の親和性が高ければ、積層体を発泡体に巻回する作業が容易となる一方で、加熱硬化後の発泡体の除去が困難になる場合がある。このため、発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の親和性を調整することが好ましい。 The resin that constitutes the foam can be freely selected taking into consideration its affinity with the uncured resin contained in the fibrous body. If the resin that constitutes the foam and the uncured resin contained in the fibrous body have a high affinity, it becomes easier to wrap the laminate around the foam, but it may be difficult to remove the foam after it has been heated and cured. For this reason, it is preferable to adjust the affinity between the resin that constitutes the foam and the uncured resin contained in the fibrous body.
発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の親和性を調整するためには、発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の濡れ性(例えば、接触角又は表面エネルギー)を調整すればよく、親和性を高くするためには、発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の接触角(又は、表面エネルギー)を選べばよい。親和性を高くする場合には、発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の接触角(又は、表面エネルギー)を近い値とすればよく、親和性を低くする場合には発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の接触角、表面エネルギーを離れた値とすればよい。 To adjust the affinity between the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body, it is sufficient to adjust the wettability (e.g., contact angle or surface energy) of the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body, and to increase the affinity, it is sufficient to select the contact angle (or surface energy) of the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body. To increase the affinity, it is sufficient to set the contact angle (or surface energy) of the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body to similar values, and to decrease the affinity, it is sufficient to set the contact angle and surface energy of the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body to different values.
発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の接触角の差としては、特に限定されないが、0°超±90°未満とすることができる。発泡体を構成する樹脂と繊維体に含まれる未硬化の樹脂の接触角の差がかかる範囲にある場合には、発泡体に繊維体を巻回することが容易であるとともに、加熱硬化後に加熱硬化後の発泡体の除去も可能となる。 The difference in contact angle between the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body is not particularly limited, but can be greater than 0° and less than ±90°. When the difference in contact angle between the resin constituting the foam and the uncured resin contained in the fibrous body is within this range, it is easy to wrap the fibrous body around the foam, and it is also possible to remove the foam after heat curing.
また、発泡体を構成する樹脂の軟化点は、特に限定されず、繊維体に用いられる熱硬化性樹脂の硬化温度に合わせて選択することができる。例えば、発泡体を構成する樹脂の軟化点は、繊維体に用いられる熱硬化性樹脂の硬化温度よりも10℃以上高い軟化点とすることができる。例えば、熱硬化性樹脂を、エポキシ樹脂とした場合には、発泡体を構成する樹脂の樹脂の軟化点は、60~200℃とすることができ、80~160℃が好ましく、100~150℃がより好ましい。発泡体を構成する樹脂の樹脂の軟化点がかかる範囲にある場合には、発泡体は、加熱時に、発泡体として十分な熱膨張性を有しつつ、十分な強度(例えば引張強度)を有するため、成型時に優れた成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)が可能となる。 The softening point of the resin constituting the foam is not particularly limited and can be selected according to the curing temperature of the thermosetting resin used in the fibrous body. For example, the softening point of the resin constituting the foam can be 10°C or more higher than the curing temperature of the thermosetting resin used in the fibrous body. For example, when the thermosetting resin is an epoxy resin, the softening point of the resin constituting the foam can be 60 to 200°C, preferably 80 to 160°C, and more preferably 100 to 150°C. When the softening point of the resin constituting the foam is within this range, the foam has sufficient thermal expansion as a foam when heated and sufficient strength (e.g. tensile strength), so that excellent moldability (no wrinkles or twists, and the desired shape) can be achieved during molding.
発泡体は、中実体であることが好ましい。また、発泡体は、発泡体外径の1/2以上、1/3以上、1/4以上、1/5以上、1/10以上、1/15以上、または、1/20以上となる径の孔(貫通孔/中空部)を有しないことが好ましい。つまり、発泡体は、中実体であるか、発泡体が中空体である場合には、発泡体の内径/外径の比が、1/2以下、1/3以下、1/4以下、1/5以下、1/10以下、1/15以下または1/20以下であることが好ましい。発泡体をこのような構成とすることで、発泡体を変形/湾曲させた際に、発泡体の座屈を防止することができる。 The foam is preferably solid. It is also preferable that the foam does not have holes (through holes/hollow portions) with a diameter of 1/2 or more, 1/3 or more, 1/4 or more, 1/5 or more, 1/10 or more, 1/15 or more, or 1/20 or more of the outer diameter of the foam. In other words, the foam is solid, or if the foam is hollow, the ratio of the inner diameter/outer diameter of the foam is preferably 1/2 or less, 1/3 or less, 1/4 or less, 1/5 or less, 1/10 or less, 1/15 or less, or 1/20 or less. By configuring the foam in this way, it is possible to prevent the foam from buckling when it is deformed/curved.
発泡体は、増粘剤、可塑剤、滑剤、充填剤、難燃剤、着色剤、酸化防止剤、補強剤、導電材料等の公知の添加成分を含有していてもよい。 The foam may contain known additives such as thickeners, plasticizers, lubricants, fillers, flame retardants, colorants, antioxidants, reinforcing agents, and conductive materials.
発泡体の密度は、特に限定されないが、例えば、1kg/m3以上、2kg/m3以上、3kg/m3以上、4kg/m3以上、5kg/m3以上、10kg/m3以上、15kg/m3以上とすればよく、また、800kg/m3以下、700kg/m3以下、600kg/m3以下、500kg/m3以下、250kg/m3以下、100kg/m3以下、50kg/m3以下とすればよい。なお、上限値と下限値とを任意に組み合わせて、所望の数値範囲とすることができる。例えば、5~800kg/m3とすることができ、5~500kg/m3が好ましく、10~250kg/m3がより好ましい。発泡体の密度がかかる範囲にある場合には、加熱時に、発泡体として十分な熱膨張性を有しつつ、十分な強度(例えば引張強度)を有するため、成型時に優れた成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)が可能となる。発泡体の密度は、JIS K7222:2005「発泡プラスチック及びゴム―見掛け密度の求め方」に従って測定した見かけの密度である。なお、発泡体の密度の逆数を発泡倍率として表現する場合もある。 The density of the foam is not particularly limited, but may be, for example, 1 kg/m 3 or more, 2 kg/m 3 or more, 3 kg/m 3 or more, 4 kg/m 3 or more, 5 kg/m 3 or more, 10 kg/m 3 or more, or 15 kg/m 3 or more, and may be 800 kg/m 3 or less, 700 kg/m 3 or less, 600 kg/m 3 or less, 500 kg/m 3 or less, 250 kg/m 3 or less, 100 kg/m 3 or less, or 50 kg/m 3 or less. The upper and lower limits can be arbitrarily combined to obtain a desired numerical range. For example, the density may be 5 to 800 kg/m 3 , preferably 5 to 500 kg/m 3 , and more preferably 10 to 250 kg/m 3 . When the density of the foam falls within this range, the foam has sufficient thermal expandability and sufficient strength (e.g., tensile strength) when heated, and therefore excellent moldability (no wrinkles or twists and the desired shape) is possible during molding. The density of the foam is the apparent density measured according to JIS K7222:2005 "Foamed plastics and rubber - Determination of apparent density". The reciprocal of the density of the foam may be expressed as the expansion ratio.
発泡体の25℃における引張破断伸びは、25%超400%未満であり、好ましくは50%超350%未満、より好ましくは80%超300%未満である。発泡体の25℃における引張破断伸びが、かかる範囲にあれば、後述する変形工程において積層体を変形させる際に十分に変形が可能であり、さらに熱膨張率が適度な範囲に調整できる、このため、発泡体が、後述する熱硬化工程において加熱された際、繊維体を強く押圧することが可能となり成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The tensile elongation at break of the foam at 25°C is more than 25% and less than 400%, preferably more than 50% and less than 350%, and more preferably more than 80% and less than 300%. If the tensile elongation at break of the foam at 25°C is within this range, the laminate can be sufficiently deformed in the deformation process described below, and the thermal expansion coefficient can be adjusted to an appropriate range. Therefore, when the foam is heated in the heat curing process described below, it is possible to strongly press the fibrous body, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の25℃における引張破断伸びは、JIS K6767「発泡プラスチック-ポリエチレン-試験方法」に準拠して、発泡体を3号ダンベル試験片に加工して測定する。 The tensile elongation at break of the foam at 25°C is measured in accordance with JIS K6767 "Foamed plastics - Polyethylene - Test method" by processing the foam into a No. 3 dumbbell test piece.
発泡体の25℃における引張強度は、特に限定されないが、例えば、0.05MPa以上とすることができ、好ましくは0.1MPa以上であり、より好ましくは、0.2MPa以上とすることができる。発泡体の25℃における引張強度の上限値は、特に限定されないが、例えば、20MPa以下とすることができる。発泡体の25℃における引張強度がかかる範囲にある場合には、後述する変形工程において、発泡体は十分な強度を有し、発泡体が繊維体を均一に押圧することが可能になる。このため、発泡体が、熱硬化工程において加熱された際、繊維体を強く押圧することが可能となり成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The tensile strength of the foam at 25°C is not particularly limited, but can be, for example, 0.05 MPa or more, preferably 0.1 MPa or more, and more preferably 0.2 MPa or more. The upper limit of the tensile strength of the foam at 25°C is not particularly limited, but can be, for example, 20 MPa or less. When the tensile strength of the foam at 25°C is within this range, the foam has sufficient strength in the deformation process described below, and the foam can press the fibrous body uniformly. Therefore, when the foam is heated in the heat curing process, it can strongly press the fibrous body, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の25℃における引張強度は、JIS K6767「発泡プラスチック-ポリエチレン-試験方法」に準拠して、発泡体を3号ダンベル試験片に加工して測定することができる。 The tensile strength of the foam at 25°C can be measured by processing the foam into a No. 3 dumbbell test piece in accordance with JIS K6767 "Foamed plastics - Polyethylene - Test method".
発泡体の25℃における引裂強度は、特に限定されないが、例えば、0.5N/mm以上とすることができ、好ましくは0.8N/mm以上であり、より好ましくは、1.0N/mm以上とすることができる。発泡体の25℃における引裂強度の上限値は、特に限定されないが、例えば、50N/mm以下とすることができる。発泡体の25℃における引裂強度がかかる範囲にある場合には、後述する変形工程において、発泡体は十分な強度を有し、発泡体が繊維体を均一に押圧することが可能になる。このため、発泡体が、熱硬化工程において加熱された際、繊維体を強く押圧することが可能となり成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The tear strength of the foam at 25°C is not particularly limited, but can be, for example, 0.5 N/mm or more, preferably 0.8 N/mm or more, and more preferably 1.0 N/mm or more. The upper limit of the tear strength of the foam at 25°C is not particularly limited, but can be, for example, 50 N/mm or less. If the tear strength of the foam at 25°C is within this range, the foam has sufficient strength in the deformation process described below, and the foam can press the fibrous body evenly. Therefore, when the foam is heated in the heat curing process, it can strongly press the fibrous body, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の25℃における引裂強度は、JIS K6767「発泡プラスチック-ポリエチレン-試験方法」に準拠して測定することができる。 The tear strength of the foam at 25°C can be measured in accordance with JIS K6767 "Foamed plastics - Polyethylene - Test method."
発泡体の25℃における25%圧縮荷重(硬さ)は、特に限定されないが、例えば、1~2000kPaとすることができ、5~1000kPaが好ましく、10~500kPaがより好ましい、10~200kPaがさらに好ましい。発泡体の25%圧縮荷重が、かかる範囲にある場合には、繊維体を発泡体に巻回することが容易であり、後述する変形工程において積層体を変形させる際に十分に変形が可能であり、さらに後述する加熱硬化工程では熱膨張に加え発泡体自身の反発力が作用できる。このため、発泡体が熱硬化工程において加熱された際、繊維体を強く押圧することが可能となり成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The 25% compression load (hardness) of the foam at 25°C is not particularly limited, but can be, for example, 1 to 2000 kPa, preferably 5 to 1000 kPa, more preferably 10 to 500 kPa, and even more preferably 10 to 200 kPa. When the 25% compression load of the foam is within this range, it is easy to wrap the fibrous body around the foam, sufficient deformation is possible when deforming the laminate in the deformation process described below, and furthermore, in the heat curing process described below, the repulsive force of the foam itself can act in addition to thermal expansion. Therefore, when the foam is heated in the heat curing process, it is possible to strongly press the fibrous body, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の25℃における25%圧縮荷重は、JIS K6400-2:2012「軟質発泡材料-物理特性-第2部:硬さ及び圧縮応力-ひずみ特性の求め方」に記載のD法によって求めることができる、 The 25% compressive load of the foam at 25°C can be determined by the D method described in JIS K6400-2:2012 "Flexible foam materials - Physical properties - Part 2: Determination of hardness and compressive stress-strain characteristics".
発泡体の熱伝導率は、特に限定されないが、例えば、0.01W/m・K以上とすることができ、好ましくは、0.02W/m・K以上、より好ましくは0.03W/m・K以上である。発泡体の熱伝導率の上限値は、特に限定されないが、例えば、0.2W/m・K以下とすることができる。発泡体の熱伝導率がかかる範囲にある場合には、発泡体が、後述する熱硬化工程において加熱された際、短時間で、発泡体を均一に加熱することができるため、発泡体を均一に熱膨張させることが可能となる。このため、発泡体が繊維体を押圧する力のバラツキが小さくなり、成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The thermal conductivity of the foam is not particularly limited, but can be, for example, 0.01 W/m·K or more, preferably 0.02 W/m·K or more, and more preferably 0.03 W/m·K or more. The upper limit of the thermal conductivity of the foam is not particularly limited, but can be, for example, 0.2 W/m·K or less. When the thermal conductivity of the foam is within this range, the foam can be heated uniformly in a short time when heated in the thermal curing process described below, and the foam can be thermally expanded uniformly. This reduces the variation in the force with which the foam presses the fibrous body, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の熱伝導率は、JIS A1412-1:2016「熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法-第1部:保護熱板法(GHP法)」に記載の方法で測定することができる。 The thermal conductivity of the foam can be measured using the method described in JIS A1412-1:2016 "Methods for measuring thermal resistance and thermal conductivity of thermal insulation materials - Part 1: Guarded hot plate method (GHP method)."
発泡体の線熱膨張率は、特に限定されないが、例えば、0.01%以上とすることができ、0.05%以上が好ましく、0.10%以上がより好ましく、1.00%以上がさらに好ましい。発泡体の線熱膨張率の上限値は、特に限定されないが、10.00%以下とすることができる。発泡体の線熱膨張率がかかる範囲にある場合には、発泡体が、後述する熱硬化工程において加熱された際、繊維体を強く押圧することが可能となり成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。 The linear thermal expansion coefficient of the foam is not particularly limited, but can be, for example, 0.01% or more, preferably 0.05% or more, more preferably 0.10% or more, and even more preferably 1.00% or more. The upper limit of the linear thermal expansion coefficient of the foam is not particularly limited, but can be 10.00% or less. When the linear thermal expansion coefficient of the foam is within this range, the foam can strongly press against the fibrous body when heated in the heat curing process described below, and the moldability (the ability to form the desired shape without wrinkles or twists) can be further improved.
発泡体の線熱膨張率は、発泡体を3mm幅×25mm長×2mm厚に加工し、熱機械分析装置(TMA)を用いて、引張りモードでチャック間距離を10mm、荷重5g、窒素雰囲気下、25から85℃まで1℃/min.で昇温した後、85℃から25℃まで1℃/min.で降温し、再び25℃から85℃まで1℃/min.で昇温し、この際の2度目の昇温時の85℃での線熱膨張率を測定する方法で測定することができる。 The linear thermal expansion coefficient of the foam can be measured by processing the foam into a size of 3 mm width x 25 mm length x 2 mm thickness, and using a thermomechanical analyzer (TMA) in tension mode with a chuck distance of 10 mm and a load of 5 g in a nitrogen atmosphere, heating from 25 to 85°C at 1°C/min, then lowering the temperature from 85°C to 25°C at 1°C/min, and again heating from 25°C to 85°C at 1°C/min, and measuring the linear thermal expansion coefficient at 85°C during the second heating.
<発泡体の製造方法>
発泡体は、公知の方法によって製造可能である。発泡体の製造方法としては、例えば、水系液体分散媒と、水分散性樹脂と、を少なくとも含む液状原料混合物を得る工程である原料調製工程と、液状原料混合物を発泡させ発泡混合物を得る発泡工程と、発泡混合物中の分散媒を蒸発させる乾燥工程と、を含む方法が挙げられる。また、発泡工程の前または後に、ドクターナイフまたはドクターロール等を用いて液状原料混合物または発泡混合物を塗工したり、液状原料混合物または発泡混合物を押出成形または射出成形することで、発泡混合物をシート状に成形したりてもよい。また、ゴムスポンジ等を所望の形状に型成型したり、ブロック状に発泡成形した発泡体をスライス加工によりシート状、紐状、円柱状等の所望の形状にしたりしても良い。なお、これらの工程は、その一部又は全部が同時に実行されてもよい。
<Method of manufacturing foam>
The foam can be manufactured by a known method. Examples of the manufacturing method of the foam include a raw material preparation step of obtaining a liquid raw material mixture containing at least an aqueous liquid dispersion medium and a water-dispersible resin, a foaming step of foaming the liquid raw material mixture to obtain a foamed mixture, and a drying step of evaporating the dispersion medium in the foamed mixture. In addition, before or after the foaming step, the liquid raw material mixture or the foamed mixture may be coated using a doctor knife or a doctor roll, or the liquid raw material mixture or the foamed mixture may be extrusion molded or injection molded to form the foamed mixture into a sheet. In addition, a rubber sponge or the like may be molded into a desired shape, or a foam molded into a block shape may be sliced into a desired shape such as a sheet, a string, or a cylinder. Note that some or all of these steps may be performed simultaneously.
発泡工程における発泡手段としては、例えば、化学反応によりガスが発生する発泡剤を液状原料混合物に配合することで気泡を成形する方法、高圧下で適宜のガスを液状原料混合物に溶解させた後に圧力を低下させる又は加熱を行うことで気泡を成形する方法、液状原料混合物に混合した可溶性の物質を除去し空隙として気泡を成形する方法、空気や適宜のガスが抱き込まれるように液状原料混合物を機械的に撹拌する方法(メカニカルフロス)等が挙げられる。 Examples of foaming methods used in the foaming process include a method of forming bubbles by mixing a foaming agent that generates gas through a chemical reaction into the liquid raw material mixture, a method of dissolving an appropriate gas in the liquid raw material mixture under high pressure and then reducing the pressure or heating to form bubbles, a method of removing soluble substances mixed into the liquid raw material mixture to form voids and forming bubbles, and a method of mechanically stirring the liquid raw material mixture so that air or an appropriate gas is incorporated (mechanical froth).
発泡工程における発泡条件(温度、時間等)、および、乾燥工程における乾燥条件(温度、時間等)は、発泡体の原料や使用した発泡手段等に応じて適宜変更可能である。 The foaming conditions (temperature, time, etc.) in the foaming process and the drying conditions (temperature, time, etc.) in the drying process can be changed as appropriate depending on the raw materials of the foam and the foaming means used.
また、発泡体の形状、大きさ等については特に限定されず、円筒状の発泡体の他、円柱状、四角柱状、六角柱状、あるいは断面形状が星形状、半円形状の発泡体等を適宜選択可能である。また、発泡体は、所望の形状となるように発泡成形されたものの他にも、ブロック状のものをカット又は削り出しにより成形したものや、シート状の発泡体を巻き取ったもの等であってもよい。 The shape and size of the foam are not particularly limited, and in addition to cylindrical foam, cylindrical, square prism, hexagonal prism, or foam with a star-shaped or semicircular cross section can be appropriately selected. In addition, the foam may be foam molded into the desired shape, or may be molded by cutting or carving a block-shaped foam, or may be a rolled-up sheet-shaped foam.
<<<製造方法>>>
繊維強化樹脂構造体100-1の製造方法は、例えば、
柱状の発泡体30と、発泡体30の側面部の少なくとも一部を覆う繊維体10と、を有する積層体50であって、繊維体10には未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂25)が含浸された積層体50を準備する準備工程と、
繊維体10に含浸された樹脂(未硬化樹脂25)を熱硬化させ、樹脂20を得る硬化工程と、を含む方法である。
<<<Production Method>>>
The manufacturing method of the fiber reinforced resin structure 100-1 may be, for example,
A preparation step of preparing a laminate 50 having a
and a curing step of thermally curing the resin (uncured resin 25 ) impregnated into the
繊維強化樹脂構造体100-1の製造方法は、発泡体30を切断する切断工程や、硬化工程後に発泡体30および樹脂20を冷却させる冷却工程や、硬化工程後に発泡体30を引き抜く除去工程等を含んでもよい。
The manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure 100-1 may include a cutting process for cutting the
また、特に説明しないが、繊維強化樹脂構造体100-1の製造方法は、硬化工程後に、繊維強化樹脂構造体100-1の表面を処理する、削り工程乃至は磨き工程を設けてもよい。 Although not specifically described, the manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure 100-1 may include a scraping or polishing process for treating the surface of the fiber-reinforced resin structure 100-1 after the curing process.
<<準備工程>>
準備工程は、柱状の発泡体30と、発泡体30の側面部の少なくとも一部を覆う繊維体10とを有し、繊維体10には未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂25)が含浸された積層体50を準備する工程である。
<<Preparation process>>
The preparation process is a process for preparing a laminate 50 having a
準備工程は、積層体50を外部より購入する等して実施してもよい。 The preparation process may be carried out by, for example, purchasing the laminate 50 from an outside source.
また、準備工程は、含浸工程および積層工程を含んでいてもよい。 The preparation process may also include an impregnation process and a lamination process.
<含浸工程>
含浸工程では、未硬化樹脂25と繊維体10とを接触させて、繊維体10に未硬化樹脂25を含浸させる。
<Impregnation process>
In the impregnation step, the
含浸方法としては特に限定されず、例えば、ロールコーティング、ハンドレイアップ成形法、インフュージョン成形法、VaRTM成形法、RTM成形法等としてもよいし、未硬化樹脂25を含む槽に繊維体10を沈める方法(ディッピング)等としてもよい。
The impregnation method is not particularly limited, and may be, for example, roll coating, hand lay-up molding, infusion molding, VaRTM molding, RTM molding, or a method of submerging the
含浸の条件は、繊維体10や未硬化樹脂25の種類等に応じて調整可能である。繊維体10に未硬化樹脂25が含浸し難い場合には、含浸時間を長くしたり、加圧しながら含浸したりしてもよい。
The impregnation conditions can be adjusted depending on the type of
未硬化樹脂25と繊維体10との体積比は、積層体50の体積を100体積%とした場合に、繊維体10の体積分率(ファイバー分率)は15~85体積%とすることができ、25~85体積%が好ましく、45~80体積%がより好ましい。繊維体10の体積分率(ファイバー分率)がかかる範囲にある場合には、硬化後の繊維強化樹脂構造体は、欠陥が少なく、座屈などの破壊を起こしにくく、機械的強度に優れたものとなる。 When the volume of the laminate 50 is taken as 100 volume %, the volume fraction of the fiber body 10 (fiber fraction) can be 15 to 85 volume %, preferably 25 to 85 volume %, and more preferably 45 to 80 volume %. When the volume fraction of the fiber body 10 (fiber fraction) is within this range, the fiber-reinforced resin structure after curing has few defects, is less susceptible to destruction such as buckling, and has excellent mechanical strength.
<積層工程>
積層工程では、発泡体30側面の少なくとも一部を繊維体10で覆う(図14(a)および図14(c)参照)。
<Lamination process>
In the lamination step, at least a portion of the side surface of the
発泡体30の側面を繊維体10で覆う方法としては特に限定されない。例えば、繊維体10が繊維シートである場合、繊維体10を発泡体30に巻きつければよい。巻きつける回数としては、1周以上であることが好ましく、2周以上としてもよい。
There is no particular limitation on the method for covering the sides of the
また、積層工程において、発泡体30を覆った後の繊維体10を仮留めしてもよい。例えば、繊維体10に未硬化樹脂25が含浸されている場合、未硬化樹脂25の粘着性によって、繊維体10を発泡体30の側面に仮接着させることも可能である。
In addition, in the lamination process, the
積層工程では、図14に示されるように、発泡体30の上端から下端までの側面全面を繊維体10で覆う必要はないが、発泡体30の側面全面を繊維体10で覆うようにすることも可能である。
In the lamination process, as shown in FIG. 14, it is not necessary to cover the entire side surface of the
積層工程において、繊維体10の厚みを調整することが可能である。例えば、繊維体10が繊維シートである場合、繊維体10の巻きつけ回数を増やすことで、繊維体10の厚みを増やすことができる。また、繊維シートは1枚のシートを用いても良いし、複数枚のシートを重ね合わせたものとして使用しても良く、特に限定されない。繊維体10は、2種以上のものを組み合わせて使用してもよい。また、繊維体10が織布やUD材である場合、発泡体の熱膨張を考慮して、または、別の実施形態における変形工程、湾曲工程等を考慮して、繊維の配向性(バイアス等)を調整して巻きつけを実施してもよい。更に、繊維体10として繊維の配向性を調整したものを使用する場合、繊維体10の全体に亘って繊維の配向性を調整したものが存在するように構成してもよいし、繊維体10の一部の領域のみに繊維の配向性を調整したものが存在するように(例えば、変形しやすい領域のみに繊維の配向性を調整したものが存在するように)構成してもよい。
In the lamination process, the thickness of the
繊維体10が長尺である場合、発泡体30の軸方向に移動させながら発泡体30の側面に繊維体10を巻きつけることで、積層工程を実施することもできる。例えば、積層工程は、フィラメントワインディング法、ブレーディング法等に基づいて実施してもよい。
When the
また、繊維体10を予め筒状に構成しておき、筒内部に発泡体30を挿入してもよい。
Alternatively, the
積層工程では、発泡体30の側面を繊維体10で覆うが、発泡体30の側面に繊維体10を配する際にも、発泡体30が柔軟に変形する。そのため、例えば、繊維体10を繊維シートとし、繊維体10を発泡体30に巻きつけた際に繊維体10に発生し得る歪み等が発泡体30の変形によって吸収され、ある程度自然な状態にて繊維体10が保持され得る。
In the lamination process, the sides of the
ここで、含浸工程は、積層工程の前、積層工程と同時、積層工程の後のいずれで実施されてもよい。繊維体10が繊維シートである場合、繊維体10への含浸を確実に行うために、積層工程の前に繊維体10に樹脂(未硬化樹脂25)を含浸させておき、繊維体10に未硬化樹脂25が含侵された状態にて積層工程を実施することが好ましい。各実施形態の説明において、準備工程は、含浸工程を実施した後に積層工程を実施する工程として説明されているが、これに限定されるものではない。
Here, the impregnation step may be performed before, simultaneously with, or after the lamination step. When the
<<硬化工程>>
硬化工程を実施することにより、繊維体10に含侵された未硬化樹脂25が硬化され、樹脂20が得られる(図14(c)参照)。
<<Curing process>>
By carrying out the curing step, the
硬化工程では、使用する樹脂(未硬化樹脂25)の種類に応じて、未硬化樹脂25が十分に硬化するように、硬化方法および硬化条件を選択すればよい。例えば、熱硬化性樹脂である場合、未硬化樹脂25に対して熱を付与し、硬化させることができる。
In the curing process, the curing method and conditions can be selected according to the type of resin (uncured resin 25) used so that the
積層体50(発泡体30)の形状保持性を高めるために、積層体50を型枠に嵌め込んだり、積層体50の周囲にシュリンクテープを配する等した状態にて、硬化工程を実施してもよい。
To improve the shape retention of the laminate 50 (foam 30), the curing process may be carried out in a state in which the laminate 50 is fitted into a formwork or shrink tape is placed around the
<<冷却工程>>
冷却工程は、発泡体除去工程等を実施する前に、熱硬化されて得られた樹脂20および発泡体30を冷却させる工程である。
<<Cooling process>>
The cooling step is a step of cooling the
硬化工程において熱硬化を行うことにより、発泡体30が熱膨張し、繊維体10を押し広げる方向の力が発生すると考えられる。未硬化樹脂25が熱硬化された後に発泡体30が冷却されることで、発泡体30が収縮し、樹脂20と発泡体30との乖離を促し、後述する除去工程を実施し易くすることができると考えられる。
It is believed that the thermal curing in the curing process causes the
冷却の方法としては特に限定されず、自然冷却、送風、冷気雰囲気下への放置等、どのような方法で実施されてもよい。冷却後の温度としては、室温以上、室温、室温以下のいずれに設定されてもよい。冷却工程は、一例として、熱硬化時の温度よりも、10℃以上、20℃以上、30℃以上、40℃以上または50℃以上冷却させることで実施できる。
The cooling method is not particularly limited, and any method may be used, such as natural cooling, ventilation, or leaving in a cool air atmosphere. The temperature after cooling may be set to any of room temperature or higher, room temperature, and room temperature or lower. As an example, the cooling process may be performed by cooling the material to a
<<切断工程>>
切断工程は、繊維体10から突出している発泡体30のみを切断する工程であってもよいし、発泡体30と繊維体10とを同時に切断するものであってもよい。例えば、切断工程によって、積層体50を所望の長さとなるように調整してもよい。
<<Cutting process>>
The cutting step may be a step of cutting only the
なお、切断工程は、硬化工程の前に実施してもよいし、硬化工程の後に実施してもよい。 The cutting process may be performed before or after the hardening process.
<<除去工程>>
積層体50に含まれる発泡体30を除去することで、発泡体30を含まない、中空状の繊維強化樹脂構造体100-1を得ることができる(図14(c)参照)。
<<Removal process>>
By removing the
なお、準備工程(例えば、積層工程、含浸工程)および硬化工程を実施することによって、発泡体30と未硬化樹脂25とが接触した状態で未硬化樹脂25の硬化が実施される。発泡体30が発泡体等で有る場合、発泡体の表面に存在する気泡に未硬化樹脂25が侵入し得る。この状態で硬化工程が実施されることで、発泡体と樹脂20とが固定され得る。そのため、除去工程を実施する場合、発泡体の材質や発泡体の密度(発泡倍率)を調整し、発泡体と樹脂20とが固定され難いように、乃至は、発泡体と樹脂20とが固定されても発泡体を除去しやすいようにしてもよい。
By carrying out the preparation process (e.g., lamination process, impregnation process) and the curing process, the
除去工程は、発泡体30を物理的に除去する他にも、発泡体30を溶解させることで実施してもよい。
The removal process may be performed by physically removing the
<<<第Iの実施形態の変更例>>>
繊維強化樹脂構造体100-1は、円筒状のものに限られない。以下、第Iの実施形態の変更例として円筒状以外の繊維強化樹脂構造体100-1について説明する。
<<<Modification of the First Embodiment>>>
The fiber-reinforced resin structure 100-1 is not limited to a cylindrical one. A fiber-reinforced resin structure 100-1 having a shape other than a cylindrical shape will be described below as a modified example of the first embodiment.
<<構造>>
繊維強化樹脂構造体100-1は、図14に示された円筒状の構造ではなく、多角筒状(筒軸に垂直な断面が多角形状となる筒状)の構造を有していてもよい。例えば、繊維強化樹脂構造体100-1は、図15(c)に示されるように四角筒状であったり、図16(c)に示されるように六角筒状であったりしてもよい。また、繊維体10の多角筒状を、三角筒状としたり、六角筒状以上の多角筒状としてもよい。
<<Structure>>
The fiber-reinforced resin structure 100-1 may have a polygonal tubular structure (a tubular structure in which the cross section perpendicular to the tubular axis is polygonal) instead of the cylindrical structure shown in Fig. 14. For example, the fiber-reinforced resin structure 100-1 may have a square tubular shape as shown in Fig. 15(c) or a hexagonal tubular shape as shown in Fig. 16(c). The polygonal tubular shape of the
また、繊維強化樹脂構造体100-1は、外形(筒の外側面の形状)と内形(筒の内側面の形状)との形状が一致する必要はない。例えば、繊維強化樹脂構造体100-1は、外形を角柱状とし且つ内形を円柱状とする構成であってもよい。 Furthermore, the outer shape (shape of the outer surface of the tube) and the inner shape (shape of the inner surface of the tube) of the fiber-reinforced resin structure 100-1 do not need to be the same. For example, the fiber-reinforced resin structure 100-1 may have an outer shape that is prismatic and an inner shape that is cylindrical.
<<製造方法>>
変更例に係る繊維強化樹脂構造体100-1の製造方法は、例えば、
柱状の発泡体30と、発泡体30の側面部の少なくとも一部を覆う繊維体10と、を有する積層体50であって、繊維体10には未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂25)が含浸された積層体50を準備する準備工程と、
積層体50に外力を付加し、発泡体30の断面形状を変形させる変形工程と、
繊維体10に含浸された樹脂(未硬化樹脂25)を熱硬化させ、樹脂20を得る硬化工程と、を含む方法である。
<<Production method>>
The manufacturing method of the fiber reinforced resin structure 100-1 according to the modified example is, for example,
A preparation step of preparing a laminate 50 having a
a deformation step of applying an external force to the laminate 50 to deform the cross-sectional shape of the
and a curing step of thermally curing the resin (uncured resin 25 ) impregnated into the
準備工程、硬化工程等については、前述の通りである。また、前述の通り、冷却工程、切断工程および除去工程を実施してもよい。 The preparation process, hardening process, etc. are as described above. In addition, the cooling process, cutting process, and removal process may be performed as described above.
<変形工程>
変形工程では、積層体50に外力を付加し、発泡体30の断面形状を変形させる(図15(a)、図15(b)、図16(a)、図16(b)参照)。より詳細には、例えば、積層体50の側面部に外力を付加することで、積層体50を角柱状に変形させることができる。
<Deformation process>
In the deformation step, an external force is applied to the laminate 50 to deform the cross-sectional shape of the foam 30 (see Figs. 15(a), 15(b), 16(a), and 16(b)). More specifically, for example, by applying an external force to the side surface of the laminate 50, the laminate 50 can be deformed into a prismatic shape.
積層体50の側面部に外力が付加されることで、発泡体30および繊維体10が変形するが、発泡体30によって、繊維体10が潰されず、所定の形状(例えば、筒状)を保持することができる。
When an external force is applied to the side of the laminate 50, the
変形工程は、例えば、所定の形状を有する型枠等に積層体50を嵌め込むことで実施することができる。 The deformation process can be carried out, for example, by fitting the laminate 50 into a formwork having a predetermined shape.
変形工程において、外力を付加する方向や、外力を付加する位置を調整することで、積層体50の形状を自由に変更することができる。 In the deformation process, the shape of the laminate 50 can be freely changed by adjusting the direction and position at which the external force is applied.
例えば、図15(a)に示されるように、積層体50(発泡体30)の側面に対して、4方向から均等に外力を付加した場合には四角筒状の積層体50とすることができ、図16(a)に示されるように、積層体50(発泡体30)の側面に対して、6方向から均等に外力を付加した場合には六角筒状の積層体50とすることができる。 For example, as shown in FIG. 15(a), when external force is applied evenly from four directions to the side of the laminate 50 (foam 30), the laminate 50 can be formed into a rectangular tube, and as shown in FIG. 16(a), when external force is applied evenly from six directions to the side of the laminate 50 (foam 30), the laminate 50 can be formed into a hexagonal tube.
また、積層体50の一方の面に付加する外力と他方の面に付加する外力を異ならせたり、積層体50の上側と積層体50の下側とで付加する外力の方向や強さを変更することで、積層体50の上下方向(軸方向)に対して、乃至は、積層体50の左右前後方向(軸に垂直な方向)に対して、非対称の積層体50とすることも可能である。 In addition, by applying different external forces to one side of the laminate 50 and the other side, or by changing the direction or strength of the external forces applied to the upper side of the laminate 50 and the lower side of the laminate 50, it is possible to make the laminate 50 asymmetric in the up-down direction (axial direction) of the laminate 50 or in the left-right and front-rear directions (directions perpendicular to the axis) of the laminate 50.
繊維強化樹脂構造体100-1は、発泡体30の外径を軸方向に応じて変化させる(例えば、テーパーを設ける)ことにより、更に別の形状の繊維強化樹脂構造体100-1とすることも可能である。
The fiber-reinforced resin structure 100-1 can be made into a fiber-reinforced resin structure 100-1 of a different shape by changing the outer diameter of the
なお、発泡体30を予め角柱状に構成した上で、第Iの実施の形態と同様の製造方法を実施することで、多角筒状の繊維強化樹脂構造体100-1を得ることもできるが、このようにした場合、繊維に負荷がかかり易くなり、強度としては劣るものとなり得る。
It is also possible to obtain a polygonal cylindrical fiber-reinforced resin structure 100-1 by first forming the
<<<<第IIの実施形態>>>>
<<<構造>>>
第IIの実施形態に係る繊維強化樹脂構造体100-2は、図17(d)に示されるように、
繊維体10と、繊維体10に含浸された樹脂20と、を少なくとも含み、
繊維体10は、湾曲した筒状を有する(乃至は、筒軸Bが湾曲している)、繊維強化樹脂構造体である。
<<<<<Second embodiment>>>>
<<<<Structure>>>
As shown in FIG. 17( d ), the fiber-reinforced resin structure 100-2 according to the second embodiment has the following features:
The present invention includes at least a
The
換言すれば、繊維強化樹脂構造体100-2は、繊維強化樹脂構造体100-2の構造の少なくとも一部が湾曲してなる湾曲部60を有している。更に、繊維強化樹脂構造体100-2は、湾曲部60において筒状の構造が保持されている。また、繊維強化樹脂構造体100-2が、湾曲部60と非湾曲部とを有する場合、湾曲部60と非湾曲部とが滑らかに接続されている。また、繊維強化樹脂構造体100-2は、筒軸Bに垂直な断面を観察した際に、湾曲部60と非湾曲部とで同様の形状を有していてもよい。
In other words, the fiber reinforced resin structure 100-2 has a
繊維強化樹脂構造体100-2は、複数の湾曲部60を有していてもよい。この場合、湾曲の方向や湾曲の程度等は、各湾曲部60毎に設計可能である。
The fiber-reinforced resin structure 100-2 may have multiple
筒軸Bの湾曲の度合い乃至は湾曲部60の曲率については特に限定されない。筒軸Bの湾曲の度合い乃至は湾曲部60の曲率は、L字型、U字型、S字型、弓状型等といったように曲線状に曲げる他、用途等に応じて所定角度(30度、45度、90度等)に湾曲させても良い。
There is no particular limitation on the degree of curvature of the cylindrical axis B or the curvature of the
繊維体10は、円筒状に限定されず、多角筒状であってもよい。
The
繊維強化樹脂構造体100-2に係る構造体は、繊維強化樹脂構造体100-1が、軸に沿った断面形状が保持されたまま、所定方向に湾曲されたものと表現することができる。 The structure related to fiber-reinforced resin structure 100-2 can be described as fiber-reinforced resin structure 100-1 curved in a predetermined direction while maintaining the cross-sectional shape along the axis.
<<<製造方法>>>
繊維強化樹脂構造体100-2の製造方法は、例えば、
柱状の発泡体30と、発泡体30の側面部の少なくとも一部を覆う繊維体10と、を有する積層体50であって、繊維体10には未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂25)が含浸された積層体50を準備する準備工程と、
記発泡体の柱軸Aが湾曲するように積層体50を湾曲させる湾曲工程と、
繊維体10に含浸された樹脂(未硬化樹脂25)を硬化させ、樹脂20を得る硬化工程と、を含む方法である。
<<<Production Method>>>
The manufacturing method of the fiber reinforced resin structure 100-2 is, for example,
A preparation step of preparing a laminate 50 having a
a bending step of bending the laminate 50 so that the column axis A of the foam is curved;
and a curing step of curing the resin (uncured resin 25 ) impregnated into the
準備工程、硬化工程等については、前述の通りである。また、前述の通り、切断工程、冷却工程および除去工程を実施してもよい。 The preparation process, hardening process, etc. are as described above. In addition, the cutting process, cooling process, and removal process may be performed as described above.
<<湾曲工程>>
湾曲工程では、発泡体30の柱軸Aが湾曲するように、積層体50に外力を付加する。その結果、発泡体30の柱軸Aが湾曲することで、積層体50全体の軸が湾曲されることから、積層体50が筒状の繊維体10を含む場合に、繊維体10の筒軸Bも同様に湾曲されることとなる。
<< Curving process >>
In the bending process, an external force is applied to the laminate 50 so as to bend the column axis A of the
積層体50の側面部に外力が付加されることで、発泡体30および繊維体10が変形するが、発泡体30によって、繊維体10が潰されず、所定の形状(例えば、筒状)を保持することができる。
When an external force is applied to the side of the laminate 50, the
湾曲の方法としては、積層体50に対して所定方向から外力を加えればよい(図17(b)、図17(c)参照)。なお、外力の大きさとしては、積層体50の材質や湾曲の度合い等を考慮して適宜設定すればよい。 The method of bending the laminate 50 can be achieved by applying an external force to the laminate 50 from a predetermined direction (see Figs. 17(b) and 17(c)). The magnitude of the external force can be set appropriately taking into account the material of the laminate 50, the degree of bending, etc.
湾曲工程は、例えば、湾曲構造を有する所定の型枠等に積層体50を嵌め込むことで実施することができる。複雑な湾曲形状としたい場合には、型枠を分割可能なようにしてもよい。 The bending process can be carried out, for example, by fitting the laminate 50 into a predetermined mold having a curved structure. If a complex curved shape is desired, the mold can be made separable.
積層体50は、繊維体10と発泡体30とを含む。そのため、積層体50は、湾曲が生じても破断し難い。特に、繊維体10を繊維シートとし、発泡体30を発泡体とした場合、繊維シートおよび発泡体が柔軟に変形するため、滑らかに湾曲した(座屈した箇所を有し難い)積層体50とすることができる。
The laminate 50 includes a
湾曲に際しては、圧縮される部分は繊維体10の密度が密となり、引張される部分については繊維体10の密度が疎となる。この点を考慮して、積層工程において、湾曲部60を形成し得る箇所の繊維体10の厚さ等を予め調整してもよい。
During bending, the density of the
複数の湾曲部を有する繊維強化樹脂構造体100-2とする場合には、複数の湾曲を有する形状である型枠を使用してもよいし、湾曲工程を複数回実施してもよい。 When making a fiber-reinforced resin structure 100-2 having multiple curved portions, a formwork having a shape with multiple curves may be used, or the curving process may be carried out multiple times.
<<<第IIの実施形態の変更例>>>
第IIの実施形態においては、図17に示されるように、全体的に円筒状である繊維強化樹脂構造体100-2を説明したが、繊維強化樹脂構造体100-2は、図18に示されるように、全体的に多角筒状となるように構成してもよい。
<<<Modification of the second embodiment>>>
In the second embodiment, as shown in FIG. 17, a fiber-reinforced resin structure 100-2 having an overall cylindrical shape has been described. However, the fiber-reinforced resin structure 100-2 may be configured to have an overall polygonal cylindrical shape as shown in FIG. 18.
繊維強化樹脂構造体100-2の変更例に係る構造体は、繊維強化樹脂構造体100-1の変更例にかかる構造体が、軸に沿った断面形状が保持されたまま、所定方向に湾曲されたものと表現することもできる。 The structure according to the modified example of fiber-reinforced resin structure 100-2 can also be described as a structure according to the modified example of fiber-reinforced resin structure 100-1 that is curved in a predetermined direction while maintaining the cross-sectional shape along the axis.
第IIの実施形態の変更例にかかる繊維強化樹脂構造体100-2は、積層体50に対して前述の変形工程と、前述の湾曲工程と、を実施することで製造することができる(図18参照)。なお、図18においては、簡単のために発泡体30の表示を省略している。
The fiber-reinforced resin structure 100-2 according to the modified example of the second embodiment can be manufactured by carrying out the above-mentioned deformation process and the above-mentioned bending process on the laminate 50 (see FIG. 18). Note that in FIG. 18, the
変形工程によって、積層体50(発泡体30)の断面形状が角柱状に変形し、且つ、湾曲工程によって積層体50の柱軸Aが湾曲される。 The deformation process changes the cross-sectional shape of the laminate 50 (foam 30) into a rectangular column shape, and the bending process bends the column axis A of the laminate 50.
これらの工程において、積層体50の側面部に外力が付加されることで、発泡体30および繊維体10が変形するが、発泡体30によって、繊維体10が潰されず、所定の形状(例えば、筒状)を保持することができる。
In these processes, an external force is applied to the side of the laminate 50, causing the
変形工程および湾曲工程は、積層体50が発泡体30を含む状態、且つ、樹脂を硬化させる前の状態(換言すれば、未硬化樹脂25を含む状態)にて実施されればよく、変形工程の後に湾曲工程を実施する形態、湾曲工程の後に変形工程を実施する形態、変形工程と湾曲工程とを同時に実施する形態のいずれであってもよい。
The deformation process and the bending process may be performed while the laminate 50 contains the
変形工程と湾曲工程とを同時に実施する場合、例えば、所定の湾曲構造を有し、且つ、所定の断面形状を有するような型枠に積層体50を嵌め込むことで実施することができる。 When the deformation process and the bending process are performed simultaneously, they can be performed, for example, by fitting the laminate 50 into a mold having a predetermined curved structure and a predetermined cross-sectional shape.
また、繊維強化樹脂構造体100-2を製造するに際しては、図19に示されるように、複数の積層体50を、樹脂を硬化する前の状態(積層体50が未硬化樹脂25を含む状態)にてお互いに接触させる工程を設ける工程を更に有していてもよい(図19(b)参照)。
In addition, when manufacturing the fiber-reinforced resin structure 100-2, as shown in FIG. 19, a step of bringing
例えば、図19に示す製造方法においては、先ず、湾曲工程を実施して得られた湾曲構造を有する積層体50を複数準備し(図19(a)参照)、これら複数の積層体50を互いに接触するように配置し、その状態にて変形工程を実施し(図19(b)参照)、最後に硬化することで、複数の連通孔を有し、且つ、これらの連通孔が互いに平行とならない繊維強化樹脂構造体100-2を製造することができる。
For example, in the manufacturing method shown in FIG. 19, first, a plurality of
なお、図19(a)および図19(b)においては、簡単のために発泡体30を省略している。
Note that in Figures 19(a) and 19(b), the
なお、接触工程、変形工程、湾曲工程については、任意の順番で実施することができ、また、これらの一部または全部を同時に実施してもよい。 The contacting, deforming, and curving steps may be performed in any order, and some or all of them may be performed simultaneously.
接触工程、変形工程、および湾曲工程を同時に実施する場合、例えば、所定の湾曲構造を有し、所定の断面形状を有し、且つ、複数の積層体50を所定の位置に配置可能な型枠に、複数の積層体50を嵌め込むことで、実施することができる。
When the contact process, deformation process, and bending process are performed simultaneously, they can be performed, for example, by fitting
このように、樹脂を硬化する前の状態(積層体50が未硬化樹脂25を含む状態)にて、複数の積層体50に、未硬化樹脂25を含むその他の部材等を接触させた後に、樹脂を硬化させることで、樹脂20によって一体化された構造体を得ることも可能である。複数の積層体50等を、樹脂を硬化する前の状態にて接触させて一体化させるという概念は、全ての実施形態において同様に適用することができる。即ち、各実施形態にて説明されたあらゆる構造体同士の組み合わせ、および、各実施形態にて説明されたあらゆる構造体と公知の構造体との組み合わせについて、各構造体が樹脂を介して一体化してなる構造体は、本発明の範囲内と解される。
In this way, it is possible to obtain a structure integrated with the
<<<<第IIIの実施形態>>>>
<<<構造>>>
第IIIの実施形態に係る繊維強化樹脂構造体100-3は、例えば、
繊維体10と、繊維体10に含浸された樹脂20と、を少なくとも含み、
第1の連通孔Hと、第1の連通孔Hと平行する第2の連通孔Hと、第1の連通孔Hおよび第2の連通孔Hを画定する壁部と、を少なくとも備え、
壁部が繊維体10を含む、
繊維強化樹脂構造体である。
<<<<<Embodiment III>>>>
<<<<Structure>>>
The fiber reinforced resin structure 100-3 according to the third embodiment has, for example,
The present invention includes at least a
The fuel cell includes at least a first communication hole H, a second communication hole H parallel to the first communication hole H, and a wall portion defining the first communication hole H and the second communication hole H;
The wall portion includes a
It is a fiber-reinforced resin structure.
繊維強化樹脂構造体100-3は、所定の方向(例えば、ある直線)に対して孔軸Cが垂直に並ぶように、互いに平行に配列された、複数の連通孔Hを含むものである。繊維強化樹脂構造体100-3の有する連通孔Hの数は2個以上であればよい。例えば、図20(f)においては4個の連通孔Hを有する構造体、図21(f)においては、13個の連通孔Hを有する構造体、図22(f)においては、12個の連通孔Hを有する構造体、図23(f)においては、7個の連通孔Hを有する構造体を示している。 The fiber-reinforced resin structure 100-3 includes a plurality of communicating holes H arranged parallel to each other so that the hole axes C are aligned perpendicular to a predetermined direction (e.g., a certain straight line). The number of communicating holes H in the fiber-reinforced resin structure 100-3 may be two or more. For example, FIG. 20(f) shows a structure having four communicating holes H, FIG. 21(f) shows a structure having thirteen communicating holes H, FIG. 22(f) shows a structure having twelve communicating holes H, and FIG. 23(f) shows a structure having seven communicating holes H.
第1の連通孔Hと第2の連通孔Hとは、お互いに平行となるように設けられている。なお、第1の連通孔Hと第2の連通孔Hとが平行であるとは、全体的に見て、片側の連通孔Hの孔軸Cともう一方の連通孔Hの孔軸Cとが平行と解される程度に規則的に配列されていることを示す。 The first communication hole H and the second communication hole H are arranged so as to be parallel to each other. The first communication hole H and the second communication hole H being parallel means that they are regularly arranged to such an extent that the hole axis C of the communication hole H on one side and the hole axis C of the communication hole H on the other side are considered to be parallel when viewed as a whole.
各連通孔Hを画定する壁部(例えば、肉厚となる樹脂20)は繊維体10を含む。各連通孔Hの周囲の壁部全体に繊維体10が存在すること、換言すれば、連通孔Hの周囲を繊維体10が連続して1周以上取り囲むように設けられていることが好ましい。
The wall portion (e.g., thick resin 20) that defines each communication hole H includes a
本形態においては、ある連通孔Hと別の連通孔Hとを区画する壁部(ある連通孔Hと別の連通孔Hとの間に存在する壁部)に、繊維体10が含まれる。このように構成することで、繊維強化樹脂構造体100-3の厚み方向(連通孔Hが並ぶ方向に垂直な方向)に対する強度を高めることができる。
In this embodiment, the
繊維強化樹脂構造体100-3は、連通孔の一部または全部に、発泡体30が挿通されていてもよい(図20(e)等参照)。
The fiber-reinforced resin structure 100-3 may have
繊維強化樹脂構造体100-3は、図20(c)に示されるような構造であり、複数の円筒状の繊維体10が配列されており、且つ、これらが樹脂を介して近接した状態で硬化されたものであってもよい。一方で、繊維強化樹脂構造体100-3は、図21(f)に示されるように、複数の多角筒状の繊維体10が配列されており、且つ、これらが樹脂を介して近接した状態で硬化されたものであってもよい。また、繊維強化樹脂構造体100-3は、円筒状の繊維体10と多角筒状の繊維体10とを組み合わせて得られたものであってもよい。
The fiber-reinforced resin structure 100-3 may have a structure as shown in FIG. 20(c), in which a plurality of cylindrical
第IIIの実施形態に係る繊維強化樹脂構造体100-3は、他の表現によれば、
繊維体10と、繊維体10に含浸された樹脂20と、を少なくとも含み、
繊維体10は、多角筒状の繊維体である、第1筒状繊維体10および第2筒状繊維体10を少なくとも含み、
第1筒状繊維体の外側面を構成する平面部と、第2の筒状繊維体の外側面を構成する平面部と、が接触または近接している、繊維強化樹脂構造体である。
In other words, the fiber reinforced resin structure 100-3 according to the third embodiment is
The present invention includes at least a
The
This is a fiber-reinforced resin structure in which a planar portion constituting the outer surface of the first tubular fibrous body and a planar portion constituting the outer surface of the second tubular fibrous body are in contact with or close to each other.
このような観点でいえば、繊維強化樹脂構造体100-3は、多角筒状の繊維体10を複数含むものである。また、これら複数の繊維体10は、複数の繊維体10の側面同士が接触または近接するように、規則的に配列されている。
From this perspective, the fiber-reinforced resin structure 100-3 includes a plurality of polygonal
繊維強化樹脂構造体100-3に含まれる多角筒状の繊維体10の個数は特に限定されず、2つ以上であればよい。
The number of polygonal cylindrical
繊維強化樹脂構造体100-3は、各筒状繊維体(例えば、第1筒状繊維体および第2筒状繊維体)の、全ての筒内部に発泡体30が挿通されていてもよいし、全ての筒内部に発泡体30が挿通されていなくてもよいし、一部の筒内部に発泡体30が挿通されておいる一方で残りの筒内部には発泡体30が挿通されていなくてもよい。
The fiber-reinforced resin structure 100-3 may have
連通孔H(乃至は繊維体10)の配列方法としては、図20に示されるように、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が一層に並ぶように配列させる方法、図21に示されるように、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が配列された層を複数段重ねてハニカム状に配列させる方法、図22に示されるように、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が配列された層を複数段重ねて格子状に配列させる方法、図23に示されるように、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)を円状に並ぶように配列させる方法、等が挙げられる。 Methods of arranging the communicating holes H (or the fibrous bodies 10) include a method of arranging multiple communicating holes H (or multiple fibrous bodies 10) in a single layer as shown in FIG. 20, a method of arranging multiple layers in which multiple communicating holes H (or multiple fibrous bodies 10) are arranged in a honeycomb shape as shown in FIG. 21, a method of arranging multiple layers in which multiple communicating holes H (or multiple fibrous bodies 10) are arranged in a lattice shape as shown in FIG. 22, and a method of arranging multiple communicating holes H (or multiple fibrous bodies 10) in a circular shape as shown in FIG. 23.
繊維強化樹脂構造体100-3は、図24に示されるように、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が配列された層を複数有し、且つ、ある層と別の層とで、連通孔Hの孔軸Cの方向(乃至は繊維体10の筒軸方向)を異ならせるように配列させてもよい。 As shown in FIG. 24, the fiber-reinforced resin structure 100-3 may have multiple layers in which multiple communication holes H (or multiple fiber bodies 10) are arranged, and the communication holes H may be arranged such that the direction of the hole axis C (or the cylindrical axis direction of the fiber bodies 10) differs between one layer and another.
連通孔Hを画定する壁部(乃至は繊維体10の筒形状)としては、特に限定されず、四角筒状であってもよいし、五角筒状以上であってもよいし、複数の形状を組み合わせたもの(例えば、図21に示すように、五角筒状および六角筒状を組み合わせたもの)であってもよい。 The wall portion (or the cylindrical shape of the fibrous body 10) that defines the communication hole H is not particularly limited, and may be a square cylindrical shape, a pentagonal or greater cylindrical shape, or a combination of multiple shapes (for example, a combination of a pentagonal cylindrical shape and a hexagonal cylindrical shape, as shown in FIG. 21).
繊維強化樹脂構造体100-3は、図25(1)に示すように、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が、ある曲線に対して孔軸が垂直に並ぶように、互いに平行に配列されていてもよい。 As shown in FIG. 25(1), the fiber-reinforced resin structure 100-3 may have multiple communicating holes H (or multiple fiber bodies 10) arranged parallel to each other so that the hole axes are aligned perpendicular to a certain curve.
繊維強化樹脂構造体100-3は、図25(2)に示すように、連通孔Hの端部(開口面)が封止されていてもよい(乃至は、潰されていてもよい)。例えば、繊維強化樹脂構造体100-3は、その上端部および/または下端部が押し潰された形状であってもよい。このように押し潰された端部は、例えば、ネジ止め等の固定部材を設置する面として使用することができる。 As shown in FIG. 25(2), the fiber-reinforced resin structure 100-3 may have the ends (opening faces) of the communication holes H sealed (or crushed). For example, the fiber-reinforced resin structure 100-3 may have a crushed shape at its upper end and/or lower end. The ends crushed in this way can be used, for example, as a surface for installing a fixing member such as a screw.
繊維強化樹脂構造体100-3は、連通孔Hの片方の端部(開口面)のみが封止されていてもよい(乃至は、潰されていてもよい)し、連通孔Hの両方の端部(開口面)が封止されていてもよい(乃至は、潰されていてもよい)。 In the fiber-reinforced resin structure 100-3, only one end (opening surface) of the communication hole H may be sealed (or crushed), or both ends (opening surfaces) of the communication hole H may be sealed (or crushed).
この場合、繊維強化樹脂構造体100-3は、発泡体30を含んでいてもよいし、発泡体30を含んでいなくてもよい。
In this case, the fiber-reinforced resin structure 100-3 may or may not include the
なお、各実施形態にて説明された繊維強化樹脂構造体も同様に、連通孔Hの端部が封止された(乃至は、潰された)構造とすることができる。 Furthermore, the fiber-reinforced resin structures described in each embodiment can also be structured so that the ends of the communication holes H are sealed (or crushed).
繊維強化樹脂構造体100-3は、図26(f)、図31(f)に示すように、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が近接する箇所に、空孔を有していてもよい。 As shown in Figures 26(f) and 31(f), the fiber-reinforced resin structure 100-3 may have voids in locations where multiple communication holes H (or multiple fiber bodies 10) are close to each other.
繊維強化樹脂構造体100-3は、図27(f)に示すように、補強部材15を有してもよい。この補強部材15には、樹脂(樹脂20)が含侵され、繊維強化樹脂構造体100-3として一体化されている。補強部材15を有することで、繊維体10が不足する箇所等を補強し、繊維強化樹脂構造体100-3の強度を向上させることができる。
As shown in FIG. 27(f), the fiber-reinforced resin structure 100-3 may have a reinforcing
補強部材15を配置する箇所としては、特に限定されず、繊維体10が不足することで強度が不足し得る箇所等に適宜配置することができる。例えば、補強部材15は、図27に示すように複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が近接する箇所や、繊維強化樹脂構造体100-3の端部等に配置することができる。
The location where the reinforcing
補強部材15の材料としては、特に限定されないが、繊維体10を構成する繊維と同様の材料とすることができる。即ち、補強部材15を、繊維で構成されたものとしてもよい。補強部材15の形状としては限定されず、適宜の形状とすればよい。例えば、補強部材15として、一方向強化材(UD材)や、これらを捩じった物などを使用してもよいし、シート状、シートを丸めた棒状などとしてもよく、補強したい箇所の形状に応じて変更可能である。補強部材15の含有量は、所望の繊維強化樹脂構造体100-3の強度などにあわせて適宜使用可能である。
The material of the reinforcing
繊維強化樹脂構造体100-3は、図28(f)に示すように、複数の連通孔Hの孔径(乃至は複数の繊維体10の筒内径)が、各々異なるものであってもよい。
As shown in FIG. 28(f), the fiber-reinforced resin structure 100-3 may have a plurality of communicating holes H each having a different hole diameter (or a plurality of
繊維強化樹脂構造体100-3は、図29(e)および図30(e)に示すように、連通孔Hの周囲を取り囲む壁部の厚み(乃至は、筒状の繊維体10および樹脂20の厚み)、特に、繊維体10(乃至は、筒状の繊維体10)の繊維厚みが、各連通孔H毎に異なっていてもよい。更に、この場合において、図29(e)および図30(e)に示すように、複数の連通孔Hの孔径(乃至は複数の繊維体10の筒内径)が各連通孔H毎に異なっていてもよい。
As shown in Figures 29(e) and 30(e), in the fiber-reinforced resin structure 100-3, the thickness of the wall surrounding the communicating hole H (or the thickness of the
繊維強化樹脂構造体100-3に係る構造体は、繊維強化樹脂構造体100-1に係る構造体、及び/又は、繊維強化樹脂構造体100-1の変更例に係る構造体が規則的に並べられ、樹脂を介して一体化された構造を有するものと表現することもできる。 The structure according to fiber-reinforced resin structure 100-3 can also be described as having a structure in which the structure according to fiber-reinforced resin structure 100-1 and/or structures according to modified examples of fiber-reinforced resin structure 100-1 are regularly arranged and integrated through resin.
<<<製造方法>>>
繊維強化樹脂構造体100-3の製造方法は、例えば、
柱状の第1の発泡体30と、第1の発泡体30の側面部の少なくとも一部を覆う繊維体10と、繊維体10を介して第1の発泡体30と近接する柱状の第2の発泡体30と、少なくとも有する集合体55であって、繊維体10には未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂25)が含浸された集合体55を準備する準備工程と、
集合体55に含まれる熱硬化性樹脂(未硬化樹脂25)を熱硬化させる硬化工程と
を含む方法である。
<<<Production Method>>>
The manufacturing method of the fiber reinforced resin structure 100-3 is, for example,
a preparation step of preparing an
and a curing step of thermally curing the thermosetting resin (uncured resin 25) contained in the
硬化工程等については、前述の通りである。図20(e)に示されるように、硬化工程を実施することで、集合体55に含まれる複数の繊維体10等が、熱硬化性樹脂を介して一体化される。
The curing process and the like are as described above. As shown in FIG. 20(e), by carrying out the curing process, the multiple
また、前述の通り、冷却工程、切断工程および除去工程を実施してもよい。 As described above, the cooling process, cutting process and removal process may also be performed.
更に、繊維強化樹脂構造体100-3の製造方法は、硬化工程前に、集合体55の端部(開口面)を潰す封止工程(潰し工程)を設けてもよい。
Furthermore, the manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure 100-3 may include a sealing process (crushing process) in which the end (opening surface) of the
封止工程(潰し工程)を実施する場合、繊維体10の長さを、発泡体30の長さよりも長くする(発泡体30から繊維体10がはみ出るように構成する)ようにしてもよい。
When performing the sealing process (crushing process), the length of the
封止工程(潰し工程)は、集合体55の片方の端部(開口面)のみに対して実施してもよいし、集合体55の両方の端部(開口面)に対して実施してもよい。
The sealing process (crushing process) may be performed on only one end (opening surface) of the
封止工程(潰し工程)を行う場合、除去工程を実施してもよいし、除去工程を実施しなくてもよい。封止工程(潰し工程)は、集合体55が発泡体30を含む状態にて実施することが好ましい。
When the sealing process (crushing process) is performed, the removal process may or may not be performed. It is preferable to perform the sealing process (crushing process) when the
封止工程(潰し工程)は、集合体55の端部(開口面)が完全に閉じるように実施されてもよいし、集合体55の端部が開口を有する範囲で実施されてもよい。
The sealing process (crushing process) may be performed so that the end (opening surface) of the
<<準備工程>>
準備工程では、第1の発泡体30の側面部の少なくとも一部を覆う繊維体10と、繊維体10を介して第1の発泡体30と近接する柱状の第2の発泡体30と少なくとも有し、繊維体10には未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂25)が含浸された集合体55が準備される。
<<Preparation process>>
In the preparation process, an aggregate 55 is prepared which has at least a
より具体的には、準備工程では、複数の積層体50が互いに接触乃至は近接するように配置された、集合体55を準備する(図20(a)~図20(c)等参照)。別の表現によれば、積層体50に含まれる発泡体30が、繊維体10を介して近接するように配置される。
More specifically, in the preparation step, an
集合体55に含まれる積層体50の個数および積層体50の並べ方は特に限定されず、所望の繊維強化樹脂構造体100-3の構造に応じて調整すればよい。
The number of
集合体55は、例えば、図20に示されるように、複数の積層体50が一層に並ぶように配列されたもの、図21に示されるように、複数の積層体50が配列された層を複数段重ねてハニカム状に配列されたもの、図22に示されるように、複数の積層体50が配列された層を複数段重ねて格子状に配列されたもの、図23に示されるように、複数の積層体50を円状に並ぶように配列されたもの等が挙げられる。
The
集合体55は、図24に示されるように、連通孔H(乃至は複数の繊維体10)の孔軸Cがある方向を向くように複数の積層体50を配列してなるある層と、連通孔H(乃至は複数の繊維体10)の孔軸Cが別の方向を向くように複数の積層体50を配列してなる別の層と、を有するように複数の積層体50が配列されたものであってよい。
As shown in FIG. 24, the
ここで、集合体55は、図20(d)に示されるように、積層体50の側部と接触されるように設けられた板状の外周体70を有していてもよい。
Here, the
外周体70は、例えば、繊維体10を構成する繊維と同様の繊維と、未硬化樹脂25と、を含む。このような外周体70を使用することで、繊維強化樹脂構造体の強度を向上させることができる。
The
外周体70の厚み等は、所望の繊維強化樹脂構造体100-3の強度などにあわせて適宜使用可能である。
The thickness of the
外周体70の形状は、特に限定されないが、例えば、平板状とすることができる。
The shape of the
また、外周体70が、集合体55の側面全体を1周以上周回するように構成してもよい。このように構成した場合、硬化後の外周体70が繊維強化樹脂構造体100-3の外壁となることから、繊維強化樹脂構造体100-3の強度を向上させ易くなる。
The
外周体70は、複数の積層体50と接触するように設けられてもよい。外周体70が複数の積層体50と接触することで、外周体70に沿って積層体50が配置される。
The outer
各積層体50の間には、他の部材が存在してもよいし、他の部材が存在せずともよい。例えば、図27に示されるように、集合体55は、補強部材15を含んでいてもよい。繊維強化樹脂構造体100-3において、補強部材15は、樹脂20を介して、繊維体10等と一体化される。そのため、補強部材15には、いずれかのタイミングで未硬化樹脂25を含侵させることが好ましい。未硬化樹脂25を含む積層体50と未硬化樹脂25を含まない補強部材15とを接触させることで積層体50に含まれる未硬化樹脂25を補強部材15に移動させてもよいし、未硬化樹脂25を含まない、積層体50および補強部材15を含む集合体55を形成した後に集合体55に含侵工程を実施させてもよいが、補強部材15に予め未硬化樹脂25を含侵させておくことが好ましい。
There may be other members between the
ある積層体50と別の積層体50とで、発泡体30や繊維体10の形状や材質等を相違させてもよい。例えば、図28に示されるように、集合体55は、異なる径を有する複数の発泡体30(積層体50)を含んでいてもよい。
The shape and material of the
更に、集合体55は、図29、図30、図31に示すように、複数の積層体50と、1つ以上の発泡体30(予め繊維体10で覆われていない発泡体30)と、が配列されたものであってもよい。このように構成した場合、得られる繊維強化樹脂構造体100-3は、壁部内に含まれる繊維体10の厚みが場所によって相違し得る。また、このように構成した場合、繊維強化樹脂構造体100-3の有する連通孔Hの径が場所によって大きく相違し得る。また、このように構成した場合、壁間のピッチ(連通孔Hの密/疎)を調整することができる。以上のようにして、デザイン性、強度、コスト、重量等を考慮して、必要な壁部の厚み(繊維体10の量)や連通孔Hの大きさ等を調整したい場合、更には、特定の領域を高強度とする設計としたい場合に、このような方法を採用し得る。
Furthermore, as shown in Figures 29, 30, and 31, the
<<変形工程>>
変形工程においては、複数の積層体50が集合体55として並べられた状態で、複数の積層体50に外力が加えられる。
<<Deformation process>>
In the deformation step, an external force is applied to the plurality of
また、積層体50は発泡体30を含むことから、変形工程を行った際に積層体50の軸(発泡体30の柱軸A)がずれ難い。従って、変形工程前後にて、複数の積層体50の全体としての配列の仕方(特に、発泡体30の柱軸Aの配列の仕方)が、ほぼ変わらずに保持される。その結果、得られる繊維強化樹脂構造体100-3において、各連通孔Hの孔軸Cを互いに平行とすることができる。
In addition, since the laminate 50 contains the
また、積層体50は発泡体30を含むことから、積層体50の側面同士が接触又は近接する状態において、または、積層体50の側面と別の面(例えば、所定の型枠の内面等の固定面や外周体70)とが接触する状態において、積層体50に外力が加えられることで、発泡体30に圧縮力および反発力が働く。その結果、積層体50の側面は、平面化されるように変形し、角柱状の積層体50が形成される。繊維体10が積層体50内で筒状に設けられている場合には、ある筒状の繊維体10の外側面を構成する平面部と、別の筒状の繊維体10の外側面を構成する平面部と、が接触または近接する(即ち、このような平面部同士が平行となっている)ような、繊維強化樹脂構造体とすることができる。
Since the laminate 50 includes the
変形工程において、外力を付加する方法としては、特に限定されない。 There are no particular limitations on the method of applying external force during the deformation process.
外力の付加は、例えば、所定の型枠内に集合体55を嵌め込んで実施することができる。
External force can be applied, for example, by fitting the
外力の付加は、外周体70で集合体55を挟み込むことで実施してもよい。また、外周体70で集合体55を挟み込んだままの状態で硬化工程を実施することで、外周体70を外殻として有する繊維強化樹脂構造体100-3を製造することができる。なお、外周体70を2枚使用して集合体55を前後から挟み込んだ場合、左端および右端に存在する積層体50は、隣接する部材(積層体50または外周体70)が存在せず、開放された側面を有することとなる。このような開放された側面が存在する状況で変形工程を実施した場合、集合体55の側面方向の変形を押さえつける力が存在しなくなるため、集合体55の端部側面(端部に存在する積層体50の側面)は、発泡体30の膨張に沿った曲面構造を形成し得る。
The application of external force may be performed by sandwiching the
集合体55に外周体70を適用する場合、外周体70を先に硬化させ、硬化済みの外周体70を集合体55に接触させ、集合体55に含まれる未硬化樹脂を硬化させてもよいが、未硬化樹脂を含む外周体70を集合体55に接触させて、集合体55及び外周体70に含まれる未硬化樹脂の硬化を同時に行うことが好ましい。
When applying the
外力の付加は、集合体55全体を紐等でしばりつけることで実施してもよい。
External force may be applied by tying the
外力の付加は、集合体55全体又は一部を、袋状などの可撓性材料内に梱入し、密閉したのち可撓性材料内の空気を吸引して、減圧雰囲気にして実施されることが好ましい。この場合、集合体55に含まれる繊維体10内の未硬化の樹脂は、空気が吸引される吸引力及び減圧による圧縮力の作用を受け、繊維体10の内部に緻密に充填される。このため、硬化後の繊維強化樹脂構造体は緻密な重点構造を形成することが可能となり欠陥が著しく減少する。これにより、繊維強化樹脂構造体の機械的強度などの物理特性が向上する。熱硬化工程において、大気圧との差圧により外周体70に繊維体10を均一に押圧ができる効果及び発泡体がさらに膨張することにより外周体70に繊維体10を強く押圧ができる効果があり、成型性(皺や撚れなどがなく、形状を所望の形状とすること)をさらに優れたものとすることができる。減圧の条件としては特に限定されず、通常実施される程度の条件とすればよい。
The application of external force is preferably performed by packaging the entire or part of the aggregate 55 in a flexible material such as a bag, sealing it, and then sucking the air from the flexible material to create a reduced pressure atmosphere. In this case, the uncured resin in the
外力を付加する際に、外力の付加の方向等を調整することで、種々の構造の繊維強化樹脂構造体100-3を得ることができる。 When applying an external force, the direction of application of the external force can be adjusted to obtain fiber-reinforced resin structures 100-3 with various structures.
集合体55に対して、前後方向(乃至は前後方向および左右方向)から外力を付加することで、図20(f)等に示されるような、全体として直方体状の繊維強化樹脂構造体100-3を得ることができる。
By applying an external force to the
集合体55に対して、集合体55の周囲方向から略均等に外力を付加することで、図23(f)等に示されるような、全体として円筒状の繊維強化樹脂構造体100-3を得ることができる。
By applying an external force to the
外力を付加する際に、集合体55と接触する面(例えば、使用する型枠の内面)の形状を変更することで、図25(1)に示されるような、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が、ある曲線に対して孔軸が垂直に並ぶように、互いに平行に配列された、繊維強化樹脂構造体100-3を得ることができる。 By changing the shape of the surface that comes into contact with the aggregate 55 when applying an external force (for example, the inner surface of the formwork used), it is possible to obtain a fiber-reinforced resin structure 100-3, as shown in FIG. 25 (1), in which multiple communicating holes H (or multiple fiber bodies 10) are arranged parallel to each other with the hole axes aligned perpendicular to a certain curve.
変形工程においては、外力を調整することで、発泡体30の変形の程度および積層体50の変形の程度を調整することができる。例えば、集合体55に対する外力を弱めた場合、積層体50の変形が抑制され、積層体50に外力が十分に寄与しない領域(空孔領域)が形成され得る。その結果、図26に示されるように、積層体50の角部に対応する箇所において曲面形状が維持され得る。また、同様に、外力を付加する際に型枠を使用した場合、積層体50の変形が型枠の角部等に追従しない領域(非追従領域)が形成され得る。このような空孔領域や非追従領域を有することが好ましくない場合には、これらの領域に該当し得る箇所に、予め補強部材15を配しておくことが好ましい。
In the deformation process, the degree of deformation of the
図20に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む積層体50を準備し(図20(a))、複数の積層体50を、繊維体10が接触または近接するように配置し(図20(b))、2つの外周体70で配置された複数の積層体50を挟み込んで集合体55とし(図20(c))、集合体55に外力を付加して全体を圧縮させて積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させ、その後硬化させることにより、繊維強化樹脂構造体100-3を形成し(図20(e))、繊維強化樹脂構造体100-3から発泡体30を除去している(図20(f))。
In the method shown in FIG. 20, a laminate 50 including a
図21および図22に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む積層体50を準備し(図21(a)、図22(a))、複数の積層体50を繊維体10が接触または近接するようにして1列に並べ、この複数の積層体50からなる列が複数列となるように並べて集合体55とし(図21(b)~図21(d)、図22(b)~図22(d))、集合体55に外力を付加して全体を圧縮させ積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させて、その後硬化させることにより、繊維強化樹脂構造体100-3を形成し(図21(e)、図22(e))、繊維強化樹脂構造体100-3から発泡体30を除去している(図21(f)、図22(f))。
In the method shown in Fig. 21 and Fig. 22, a laminate 50 including a
図23に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む積層体50を準備し(図23(a))、積層体50の周囲を複数の積層体50で囲むように、且つ、繊維体10同士が接触または近接するようにして積層体50を並べて集合体55とし(図23(b)~図23(d))、集合体55に外力を付加して全体を圧縮させ積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させて、その後硬化させることにより、繊維強化樹脂構造体100-3を形成し(図23(e))、繊維強化樹脂構造体100-3から発泡体30を除去している(図23(f))。
In the method shown in FIG. 23, a laminate 50 containing a
図24に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む積層体50を準備し(図24(a))、複数の積層体50を繊維体10が接触または近接するようにして1列に並べ、この複数の積層体50からなる列を積層体50の向きが異なるように重ねて集合体55とし(図24(b)~図24(d))、集合体55に外力を付加して全体を圧縮させ積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させて、その後硬化させることにより、繊維強化樹脂構造体100-3を形成し(図24(e))、繊維強化樹脂構造体100-3から発泡体30を除去している(図24(f))。
In the method shown in FIG. 24, a laminate 50 including a
図26に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む積層体50を準備し(図26(a))、複数の積層体50を、繊維体10が接触または近接するように配置し(図26(b)~(c))、集合体55に外力を付加し、3以上の積層体50の端部が集合する箇所が密着しない状態となるまで全体を圧縮させ積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させて(図26(d))、その後硬化させることにより、繊維強化樹脂構造体100-3を形成し(図26(e))、繊維強化樹脂構造体100-3から発泡体30を除去している(図26(f))。
In the method shown in FIG. 26, a laminate 50 including a
図27に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む積層体50と、補強部材15と、を準備し(図27(a))、複数の積層体50を繊維体10が接触または近接するように配置し、且つ、補強部材15を複数の積層体50の間に配置し(図27(b)~(c))、集合体55に外力を付加して全体を圧縮させ積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させて(図27(d))、その後硬化させることにより、繊維強化樹脂構造体100-3を形成し(図27(e))、繊維強化樹脂構造体100-3から発泡体30を除去している(図27(f))。
In the method shown in FIG. 27, a laminate 50 including a
図28に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む比較的径の大きな積層体50と、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む比較的径の小さな積層体50と、を準備し(図28(a))、比較的径の小さな積層体50を囲むように複数の比較的径の大きな積層体50を配置し(図28(b)~(c))、集合体55に外力を付加し全体を圧縮させ積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させて((図28(d))、その後硬化させることにより、繊維強化樹脂構造体100-3を形成し(図28(e))、繊維強化樹脂構造体100-3から発泡体30を除去している(図28(f))。
In the method shown in FIG. 28, a relatively large-
図29に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む積層体50と、繊維体10が配されていない発泡体30と、を準備し、積層体50と発泡体30とを交互に配置し(図29(a))、2つの外周体70で配置された積層体50および発泡体30を挟み込んで集合体55とし(図29(b))、集合体55に外力を付加して全体を圧縮させ積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させて(図29(c))、その後硬化させることにより、繊維強化樹脂構造体100-3を形成し(図29(d))、繊維強化樹脂構造体100-3から発泡体30を除去している(図29(e))。
In the method shown in FIG. 29, a laminate 50 including a
図30に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む積層体50と、繊維体10が配されていない発泡体30と、を準備し、積層体50と発泡体30とが並ぶように、および、発泡体30が連続して並ぶように配置し(図30(a))、2つの外周体70で配置された積層体50および発泡体30を挟み込んで集合体55とし(図30(b))、集合体55に外力を付加して全体を圧縮させ積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させて(図30(c))、その後硬化させることにより、繊維強化樹脂構造体100-3を形成し(図30(d))、繊維強化樹脂構造体100-3から発泡体30を除去している(図30(e))。
In the method shown in FIG. 30, a laminate 50 including a
図31に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを積層体50と、繊維体10が配されていない発泡体30と、を準備し(図31(a))、発泡体30を囲むように複数の積層体50を配置し(図31(b)~(c))、集合体55に外力を付加し全体を圧縮させ積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させて((図31(d))、その後硬化させることにより、繊維強化樹脂構造体100-3を形成し(図31(e))、繊維強化樹脂構造体100-3から発泡体30を除去している(図31(f))。
In the method shown in FIG. 31, a
<<<<第IVの実施形態>>>>
<<<構造>>>
第IVの実施形態に係る繊維強化樹脂構造体100-4は、
繊維体10と、繊維体10に含浸された樹脂20と、を少なくとも含み、
第1の連通孔Hと、第1の連通孔Hと平行する第2の連通孔Hと、第1の連通孔Hおよび第2の連通孔Hを画定する壁部と、を少なくとも備え、
第1の連通孔Hおよび前記第2の連通孔Hは、孔軸Cが湾曲しており、
壁部は繊維体10を含む、
繊維強化樹脂構造体である。
<<<<IVth embodiment>>>>
<<<<Structure>>>
The fiber reinforced resin structure 100-4 according to the embodiment IV is
The present invention includes at least a
The fuel cell includes at least a first communication hole H, a second communication hole H parallel to the first communication hole H, and a wall portion defining the first communication hole H and the second communication hole H;
The first communication hole H and the second communication hole H have a curved hole axis C,
The wall portion includes a
It is a fiber-reinforced resin structure.
また、第1の連通孔Hおよび第2の連通孔Hは、孔軸Cに垂直な断面における断面形状が多角形状であってもよい。 The first communication hole H and the second communication hole H may also have a polygonal cross-sectional shape in a cross section perpendicular to the hole axis C.
繊維強化樹脂構造体100-4に含まれる連通孔Hの数は、2個以上であればよい。 The number of communication holes H contained in the fiber-reinforced resin structure 100-4 may be two or more.
繊維強化樹脂構造体100-4は、複数の連通孔Hを有し、孔軸Cが湾曲された複数の連通孔Hを有し、且つ、連通孔Hは互に平行となるように配列されている。このように、繊維強化樹脂構造体100-1の変更例の特徴と、繊維強化樹脂構造体100-3の特徴と、備える繊維強化樹脂構造体とすることもできる。そのため、各実施形態について説明された全ての事項を、繊維強化樹脂構造体100-4に対して当て嵌めることができる。 The fiber-reinforced resin structure 100-4 has a plurality of communicating holes H, the communicating holes H having curved hole axes C, and the communicating holes H are arranged so as to be parallel to each other. In this way, it is possible to have a fiber-reinforced resin structure that has the features of the modified example of the fiber-reinforced resin structure 100-1 and the features of the fiber-reinforced resin structure 100-3. Therefore, all matters described for each embodiment can be applied to the fiber-reinforced resin structure 100-4.
なお、第IVの実施形態に係る繊維強化樹脂構造体100-4は、他の表現によれば、
繊維体10と、繊維体10に含浸された樹脂20と、を少なくとも含み、
繊維体10は、第1の筒状の繊維体10および第2の筒状の繊維体10を少なくとも含み、
第1の筒状の繊維体10は、筒軸Bが湾曲した湾曲多角筒状構造を有し、且つ、筒軸Bに平行な外側面を有し、
第2筒状繊維体は、筒軸Bが湾曲した湾曲多角筒状構造を有し、且つ、筒軸Bに平行な外側面を有し、
第1筒状繊維体の外側面と、第2筒状繊維体の外側面と、が接触または近接している、繊維強化樹脂構造体である。
In addition, the fiber reinforced resin structure 100-4 according to the IVth embodiment can be expressed as follows:
The present invention includes at least a
The
The first cylindrical
The second tubular fiber body has a curved polygonal tubular structure with a curved tubular axis B and has an outer surface parallel to the tubular axis B,
This is a fiber-reinforced resin structure in which the outer surface of the first tubular fibrous body and the outer surface of the second tubular fibrous body are in contact with or close to each other.
更に別の表現をすれば、繊維強化樹脂構造体100-4は、規則的に配列され、各々接触または近接して設けられた複数の多角筒状の繊維体10を含み、且つ、複数の繊維体10に亘って存在する、所定の方向に湾曲している湾曲部60を有する。
In yet another way, the fiber-reinforced resin structure 100-4 includes a plurality of polygonal
連通孔Hの孔軸Cの湾曲の度合い(乃至は繊維体10の湾曲部の曲率)は、適宜自由に設計可能である。また、複数の連通孔Hにおいて、湾曲の度合いが同一であってもよいし、異なっていてもよい。 The degree of curvature of the hole axis C of the communicating hole H (or the curvature of the curved portion of the fibrous body 10) can be freely designed as appropriate. In addition, the degree of curvature of multiple communicating holes H may be the same or different.
繊維強化樹脂構造体100-4を湾曲させる方向としては特に限定されない。例えば、図32(g)に示されるように、繊維強化樹脂構造体100-4の正面方向、換言すれば、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が配列されて形成される仮想的な平面に対して垂直な方向に湾曲させてもよいし、図33(g)に示されるように、繊維強化樹脂構造体100-4の側面方向、換言すれば、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が配列された方向と同じ方向に湾曲させてもよい。 The direction in which the fiber-reinforced resin structure 100-4 is curved is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 32(g), the fiber-reinforced resin structure 100-4 may be curved in the front direction, in other words, in a direction perpendicular to an imaginary plane formed by the arrangement of the multiple communication holes H (or the multiple fiber bodies 10), or as shown in FIG. 33(g), the fiber-reinforced resin structure 100-4 may be curved in the side direction, in other words, in the same direction as the arrangement of the multiple communication holes H (or the multiple fiber bodies 10).
また、図33に示されるように、繊維強化樹脂構造体100-4は、複数の湾曲部60を有してもよい。
Also, as shown in FIG. 33, the fiber-reinforced resin structure 100-4 may have multiple
図34に示されるように、繊維強化樹脂構造体100-4は、複数の連通孔H(乃至は複数の繊維体10)が、複数列に配された形態であってもよい。 As shown in FIG. 34, the fiber-reinforced resin structure 100-4 may have multiple communication holes H (or multiple fiber bodies 10) arranged in multiple rows.
繊維強化樹脂構造体100-4全体が捩じられているような形態も、本発明の範囲内である。 A configuration in which the entire fiber-reinforced resin structure 100-4 is twisted is also within the scope of the present invention.
繊維強化樹脂構造体100-4に係る構造体は、繊維強化樹脂構造体100-2、及び/又は、繊維強化樹脂構造体100-2の変更例に係る構造体が規則的に並べられ、樹脂を介して一体化された構造を有するものと表現することもできる。更に、繊維強化樹脂構造体100-4に係る構造体は、繊維強化樹脂構造体100-3に係る構造体が、軸に沿った断面形状が保持されたまま、全体として所定方向に湾曲されたものと表現することもできる。 The structure according to fiber reinforced resin structure 100-4 can also be expressed as having a structure in which structures according to fiber reinforced resin structure 100-2 and/or modified examples of fiber reinforced resin structure 100-2 are regularly arranged and integrated through resin. Furthermore, the structure according to fiber reinforced resin structure 100-4 can also be expressed as a structure according to fiber reinforced resin structure 100-3 that is curved overall in a predetermined direction while maintaining the cross-sectional shape along the axis.
<<<製造方法>>>
繊維強化樹脂構造体100-4の製造方法は、例えば、
柱状の第1の発泡体30と、第1の発泡体30の側面部の少なくとも一部を覆う繊維体10と、繊維体10を介して第1の発泡体30と近接する柱状の第2の発泡体30と、を有する集合体55であって、繊維体10には未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂25)が含浸された集合体55を準備する準備工程と、
集合体55に外力を付加し、第1の発泡体30および第2の発泡体30の断面形状を変形させる変形工程と、
発泡体30の柱軸Aが湾曲するように集合体55を湾曲させる湾曲工程と、
集合体55に含まれる熱硬化性樹脂(未硬化樹脂25)を熱硬化させる硬化工程と
を含む方法である。
<<<Production Method>>>
The manufacturing method of the fiber reinforced resin structure 100-4 is, for example,
a preparation step of preparing an
a deformation step of applying an external force to the
a bending process of bending the
and a curing step of thermally curing the thermosetting resin (uncured resin 25) contained in the
繊維強化樹脂構造体100-4の製造方法は、図20(c)に示されたような集合体55に対して、変形工程を実施せず、且つ、湾曲工程を実施する方法であってもよいが、変形工程と湾曲工程とを実施することが好ましい。即ち、繊維強化樹脂構造体100-4の製造方法は、集合体55に外力を付加し、第1の発泡体30および第2の発泡体30の断面形状を変形させる変形工程を更に含むことが好ましい。
The manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure 100-4 may be a method in which the deformation step is not performed and a bending step is performed on the
準備工程については、繊維強化樹脂構造体100-3の製造方法と同様にして実施することができる。 The preparation process can be carried out in the same manner as the manufacturing method for the fiber-reinforced resin structure 100-3.
湾曲工程については、湾曲させる対象が積層体50から集合体55に変わった以外は、前述の内容を参照可能である。即ち、湾曲工程では、複数の積層体50が集合体55として並べられた状態で、集合体55に含まれる複数の発泡体30の柱軸Aが湾曲するように、複数の積層体50に外力を付加する。外力を付加する方法としては、前述のように、型枠に集合体55を嵌め込むこと等で実施することができる。
For the bending process, the above content can be referred to, except that the object to be bent has changed from the laminate 50 to the
変形工程については、前述の内容を参照可能である。即ち、変形工程においては、複数の積層体50が集合体55として並べられた状態で、複数の積層体50に外力を加え、複数の発泡体30の断面形状を変形させる。外力を付加する方法としては、前述のように、型枠に集合体55を嵌め込むこと等で実施することができる。
For the deformation process, the above contents can be referred to. That is, in the deformation process, an external force is applied to the
前述の通り、変形工程と湾曲工程とは、同時に実施してもよいし、別々に実施してもよい。 As mentioned above, the deformation process and the bending process may be performed simultaneously or separately.
硬化工程については、前述の通りである。図32(f)に示されるように、硬化工程を実施することで、集合体55に含まれる複数の繊維体10等が、熱硬化性樹脂を介して一体化される。
The curing process is as described above. As shown in FIG. 32(f), the curing process causes the multiple
また、前述の通り、冷却工程、切断工程および除去工程を実施してもよい。 As described above, the cooling process, cutting process and removal process may also be performed.
図32および図33に示す方法では、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む積層体50を準備し(図32(a)、図33(a))、複数の積層体50を、繊維体10が接触または近接するように配置し、2つの外周体70で配置された複数の積層体50を挟み込んで集合体55とし(図32(b)~図32(d)、図33(b)~図33(d))、集合体55に外力を付加して全体を圧縮させ積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させると共に、集合体55の側面部から積層体50(発泡体30)の軸を湾曲させるように外力を付加し(図32(e)、図33(e))、その後硬化させることにより、湾曲部60を有する(連通孔Hの孔軸Cが湾曲している)繊維強化樹脂構造体100-4を形成し(図32(f)、図33(f))、繊維強化樹脂構造体100-4から発泡体30を除去している(図32(g)、図33(g))。
In the method shown in Figures 32 and 33, a laminate 50 including a
図34に示す方法では、詳細は図示しないが、発泡体30と繊維体10と未硬化樹脂25とを含む積層体50を準備し、複数の積層体50を繊維体10が接触または近接するようにして1列に並べ、この複数の積層体50からなる列が複数列となるように並べて集合体55とし、集合体55に外力を付加して全体を圧縮させて積層体50(発泡体30)の軸に垂直な断面形状を変形させると共に、集合体55の側面部から積層体50(発泡体30)の軸を湾曲させるように外力を付加し、その後硬化させることにより、湾曲部60を有する(連通孔Hの孔軸Cが湾曲している)繊維強化樹脂構造体100-4を形成し、繊維強化樹脂構造体100-4から発泡体30を除去している。
In the method shown in FIG. 34, although not shown in detail, a laminate 50 containing a
なお、各実施の形態において、柱軸Aと、筒軸Bと、孔軸Cとは、略一致する場所に存在するものと考えることが可能なため、柱軸Aと、筒軸Bと、孔軸Cとを、各々読み替えて説明することもできる。 In addition, in each embodiment, the column axis A, the cylinder axis B, and the hole axis C can be considered to be located in approximately the same place, so the column axis A, the cylinder axis B, and the hole axis C can be interpreted as being interchangeable.
次に、図35乃至図45を用いて、上述の各実施形態の変形例を説明する。 Next, we will explain modified examples of each of the above-mentioned embodiments using Figures 35 to 45.
図35乃至図45に示す繊維強化樹脂構造体の変形例を説明するにあたり、上述と同様な構成要素には同一の符号を付することによって、その説明を省略または簡略化するものとする。また、以後の、各種の変形例で説明する繊維強化樹脂構造体は、上述の実施形態例にて説明したいずれかの製造方法と同様にして製造されたものを含む。そのため、上述の実施形態例の製造方法を適宜引用するものとする。 When describing the modified examples of the fiber-reinforced resin structure shown in Figures 35 to 45, the same components as those described above will be given the same reference numerals, and their description will be omitted or simplified. Furthermore, the fiber-reinforced resin structures described in the various modified examples below include those manufactured in the same manner as any of the manufacturing methods described in the above-mentioned embodiment examples. Therefore, the manufacturing methods of the above-mentioned embodiment examples will be cited as appropriate.
まず、図35乃至図40に示す繊維強化樹脂構造体の変形例を説明する。 First, we will explain the modified fiber-reinforced resin structure shown in Figures 35 to 40.
以下の説明において、図35(a)、図36(a)、図37(a)、図38(a)及び図39(a)に示す繊維強化樹脂構造体を繊維強化樹脂構造体Aといい、図35(b)、図36(b)、図37(b)、図38(b)、図39(b)及び図40(c)に示す繊維強化樹脂構造体を繊維強化樹脂構造体Bという。 In the following description, the fiber-reinforced resin structure shown in Figures 35(a), 36(a), 37(a), 38(a), and 39(a) will be referred to as fiber-reinforced resin structure A, and the fiber-reinforced resin structure shown in Figures 35(b), 36(b), 37(b), 38(b), 39(b), and 40(c) will be referred to as fiber-reinforced resin structure B.
繊維強化樹脂構造体Aの製造方法は、
柱状の発泡体30と、発泡体30の側面部を1周以上巻回する繊維体10と、を有する積層体50であって、繊維体10には未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂)が含浸された積層体50を準備し、発泡体30の柱軸Aが湾曲するように積層体50を湾曲させ、積層体50に外力を付加して積層体50に含まれる熱硬化性樹脂を熱硬化させる工程を含み、
発泡体のJIS K6400-2:2012に準拠して測定した25%圧縮荷重が、1~2000kPaであることを特徴とする、繊維強化樹脂構造体の製造方法(発泡体30として2次発泡可能な発泡体と;未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂)及び気体が滲出可能なブリードホールを有し、且つ、積層体30を覆う被覆体と;を用いる方法を除く)。
The method for producing the fiber reinforced resin structure A includes the steps of:
The method includes the steps of preparing a laminate 50 having a
A method for producing a fiber-reinforced resin structure, characterized in that the 25% compressive load of the foam measured in accordance with JIS K6400-2:2012 is 1 to 2000 kPa (excluding a method using a foam capable of secondary foaming as the
繊維強化樹脂構造体Bの製造方法は、
柱状の発泡体30と、発泡体30の側面部を1周以上巻回する繊維体10と、を有する積層体50であって、繊維体10には未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂)が含浸された積層体50を準備し、発泡体30の柱軸Aが湾曲するように積層体50を湾曲させ、積層体50に外力を付加して積層体50に含まれる熱硬化性樹脂を熱硬化させ、熱硬化させた後に積層体50を冷却して発泡体30を収縮させ、発泡体30を収縮させた後に積層体50に含まれる発泡体30を除去する工程を含み、
発泡体のJIS K6400-2:2012に準拠して測定した25%圧縮荷重が、1~2000kPaであることを特徴とする、繊維強化樹脂構造体の製造方法(発泡体30として2次発泡可能な発泡体と;未硬化状態の熱硬化性樹脂(未硬化樹脂)及び気体が滲出可能なブリードホールを有し、且つ、積層体30を覆う被覆体と;を用いる方法を除く)。
The method for producing the fiber reinforced resin structure B includes the steps of:
The method includes the steps of preparing a laminate 50 having a
A method for producing a fiber-reinforced resin structure, characterized in that the 25% compressive load of the foam measured in accordance with JIS K6400-2:2012 is 1 to 2000 kPa (excluding a method using a foam capable of secondary foaming as the
繊維強化樹脂構造体Aは、
柱状の発泡体30と、発泡体30を包囲する繊維体10と、繊維体10に含浸された樹脂20と、を少なくとも含み、
発泡体30は、好ましくは少なくとも繊維体10の一方端から他方端まで延在する中実体であり、
繊維体10は、繊維体10の一部または全部が湾曲している繊維強化樹脂構造体である。
The fiber reinforced resin structure A is
The foamed article includes at least a columnar foam body, a fibrous body surrounding the foam body, and a resin impregnated in the fibrous body.
The
The
繊維強化樹脂構造体Bは、
繊維体10と、繊維体10に含浸された樹脂20と、を少なくとも含み、
繊維体10は、繊維体10の一部または全部が湾曲している繊維強化樹脂構造体である。
The fiber reinforced resin structure B is
The present invention includes at least a
The
繊維強化樹脂構造体Aと繊維強化樹脂構造体Bとを比較すると、繊維強化樹脂構造体Aは発泡体30を含み、繊維強化樹脂構造体Bは発泡体30を含まない点で主として相違する。
Comparing fiber-reinforced resin structure A and fiber-reinforced resin structure B, the main difference is that fiber-reinforced resin structure A includes
以下の説明において、積層体50を準備する工程を「準備工程」、積層体50を湾曲させる工程を「湾曲工程」、繊維体10に含浸された未硬化樹脂を硬化させる工程を「硬化工程」、硬化工程後に積層体50を冷却して発泡体30を収縮させる工程を「冷却工程」、冷却工程後に積層体50に含まれる発泡体30を除去する工程を「除去工程」とそれぞれいう。なお、ここでは説明を省略するが、各製造方法は、上述した変形工程を更に実施することができる(例えば、図38(b)等参照)。
In the following description, the process of preparing the laminate 50 is referred to as the "preparation process", the process of curving the laminate 50 as the "curving process", the process of curing the uncured resin impregnated in the
なお、繊維強化樹脂構造体Aでは、発泡体30が繊維体10の一方端から他方端まで延在する構成であるが、この構成に限られず、例えば、発泡体30が繊維体10の一方端から他方端の手前まで延在する構成であってもよい。即ち、発泡体30が繊維体10の一方端から延びて繊維体10の他方端まで到達しない構成であってもよい。また、これと同様に、繊維体10の一方端から中心側に所定間隔離れた第1位置と、繊維体10の他方端から中心側に所定間隔離れた第2位置と、の間にのみ発泡体30が延在している構成であってもよい。
In the fiber-reinforced resin structure A, the
<変形例1>
図35は、変形例1に係る繊維強化樹脂構造体を示す斜視図である。図35(a)に示すように、変形例1に係る繊維強化樹脂構造体100-5は、図17にて説明した方法によって製造される。ここで、図17では、1つの湾曲部を有する繊維強化樹脂構造体を例示しているが、図35に示す変形例1では、複数の湾曲部を有する繊維強化樹脂構造体を例示している。
<
Fig. 35 is a perspective view showing a fiber-reinforced resin structure according to
変形例1に係る繊維強化樹脂構造体100-5の製造方法では、湾曲工程に複数の工程が含まれる。具体的には、積層体50の一方端から中心側に所定間隔離れた第1位置で積層体50を湾曲させる工程と、積層体50の他方端から中心側に所定間隔離れた第2位置で積層体50を湾曲させる工程と、第1位置と第2位置との間に存する発泡体30の柱軸Aが所定の形状(例えば、V字状や矩形状)になるように積層体50を湾曲させる工程とを含む。なお、本変形例1では、第1位置と第2位置との間に存する発泡体30の柱軸AがU字状または逆U字状となるように積層体50を湾曲させる。
In the manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure 100-5 according to the first modification, the bending process includes a plurality of steps. Specifically, the bending process includes a step of bending the laminate 50 at a first position that is a predetermined distance away from one end of the laminate 50 toward the center, a step of bending the laminate 50 at a second position that is a predetermined distance away from the other end of the laminate 50 toward the center, and a step of bending the laminate 50 so that the column axis A of the
変形例1に係る繊維強化樹脂構造体100-5では、円筒状の繊維体10が、開口部10aと、開口部10bと、複数の湾曲部60a乃至60cと、複数の非湾曲部60d乃至60gと、を有している。
In the fiber-reinforced resin structure 100-5 according to the first modified example, the
開口部10aは、X1方向に開放し、開口部10bは、X2方向に開放している。なお、開口部10a,10bの開放する方向を任意に設定することができる。例えば、開口部10a,10bの開放する方向を何れもX1方向に設定することができる。
湾曲部60aは、正面視(Y方向に見て)、逆U字状に折れ曲がる。同様に、正面視(Y方向に見て)、湾曲部60bはL字状に折れ曲がり、湾曲部60cはL字の鏡像体状に折れ曲がる。なお、繊維体10が、湾曲部60a乃至60cのうち少なくともいずれか一つの湾曲部を有する構成であってもよい。
When viewed from the front (in the Y direction), the
非湾曲部60dは、開口部10aから湾曲部60cまでX2方向に直線状に延びる。非湾曲部60eは、開口部10bから湾曲部60bまでX1方向に直線状に延びる。非湾曲部60fは、湾曲部60cと湾曲部60aとを接続するようにZ方向に直線状に延びる。非湾曲部60gは、湾曲部60bと湾曲部60aとを接続するようにZ方向に直線状に延びる。
The
<変形例2>
図36は、変形例2に係る繊維強化樹脂構造体を示す斜視図である。図36(a)に示すように、変形例2に係る繊維強化樹脂構造体は、複数の積層体50を有している。ここで、図17では、1つの積層体50を湾曲させた繊維強化樹脂構造体を例示しているが、変形例2では、複数(例えば4つ)の積層体50を集合させたものを湾曲させた繊維強化樹脂構造体を例示している。
<
Fig. 36 is a perspective view showing a fiber-reinforced resin structure according to
変形例2に係る繊維強化樹脂構造体100-5の製造方法は、複数の積層体(積層体50a乃至50d)を集合させて集合体(積層体群ともいう。)とする配置工程を含み、湾曲工程は、集合体の一部を湾曲させる工程である。なお、湾曲工程のことを捩じり工程ともいう。
The manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure 100-5 according to the second modification includes an arrangement process in which a plurality of laminates (
配置工程は、発泡体30の柱軸AがX方向に延びるように複数の積層体50を並べて集合体55とする工程である。このとき、複数の積層体50をY方向に整列させる。具体的には、積層体50aに積層体50bを、積層体50bに積層体50cを、積層体50cに積層体50dをそれぞれ隣接させるように整列させる。
The arrangement process is a process of arranging
湾曲工程は、集合体55の一方端と他方端との間に位置する所定位置を湾曲させる工程である。図36(a)に示す例では、集合体55の両端のうち一方端(図示右側)における積層体の配列状態を変更することにより、前記所定位置を湾曲させる。より詳細に説明すると、積層体50c及び積層体50dの一方端を上方に持ち上げ、これらを積層体50a及び積層体50bの一方端の上に積み上げることにより、前記所定位置を湾曲させる。なお、湾曲工程は、集合体55の一方端と他方端との少なくとも一方を湾曲させる工程であってもよい。つまり、集合体55の一方端及び/又は他方端が湾曲されていてもよい。
The bending process is a process of bending a predetermined position located between one end and the other end of the
図36(b)に示すように、変形例2に係る繊維強化樹脂構造体100-5は、複数の繊維体10(繊維体10a乃至10d)を含み、これら複数の繊維体10は、湾曲部60(捩じり部60)と非湾曲部(非捩じり部)とをそれぞれ有している。なお、繊維体10a乃至10dの非湾曲部は、何れもX方向に直線状に延びている。
As shown in FIG. 36(b), the fiber-reinforced resin structure 100-5 according to the second modification includes a plurality of fiber bodies 10 (
変形例2に係る繊維強化樹脂構造体100-5は、端部70と、端部80と、連通孔H1乃至H4とを有している。
The fiber-reinforced resin structure 100-5 of the second modification has an
端部70は、4つの開口部10a1、10b1、10c1、10d1を有している。これら開口部10a1乃至10d1は、X方向に垂直な平面に沿ってY方向に一列に配置されている。
The
端部80は、4つの開口部10a2、10b2、10c2、10d2を有している。これら4つの開口部10a2乃至10d2は、X方向に垂直な平面に沿ってY方向に二列に配置されている。具体的には、前記二列のうち下層の一列目に開口部10a2と開口部10b2とが並び、上層の二列目に開口部10c2と開口部10d2とが並んでいる。言い換えると、端部80は、開口部10a2と開口部10b2とで構成された下層80aと、開口部50c2と開口部50d2とで構成された上層80bとを有している。
The
連通孔H1は、繊維体10aの開口部10a1と開口部10a2とを連通する。連通孔H2は、繊維体10bの開口部10b1と開口部10b2とを連通する。連通孔H3は、繊維体10cの開口部10c1と開口部10c2とを連通する。連通孔H4は、繊維体10dの開口部10d1と開口部10d2とを連通する。
The communication hole H1 connects the opening 10a1 and the opening 10a2 of the
連通孔H1~H4は、端部70から湾曲部60の手前までX方向に直線状に延びて、湾曲部60で湾曲している。連通孔H1及びH2は、湾曲部60で湾曲した後に、端部80の下層80aまでX方向に直線状に延びている。一方、連通孔H3及びH4は、湾曲部60で湾曲した後に、端部80の上層80bまでX方向に直線状に延びている。
The communication holes H1 to H4 extend linearly in the X direction from the
なお、変形例2における湾曲工程(捩じり工程)は、積層体乃至は集合体に含まれる発泡体の柱軸を、複数方向(図36(a)においては、Y方向およびZ方向の2方向)に対して湾曲させるという点が、前述した湾曲工程と相違している。
The bending process (twisting process) in
<変形例3>
図37は、変形例3に係る繊維強化樹脂構造体を示す斜視図である。図37(a)に示すように、変形例3に係る繊維強化樹脂構造体は、変形例2と同様に、複数の積層体50を集合させて集合体55とし、その集合体55を湾曲させている。
<
Fig. 37 is a perspective view showing a fiber-reinforced resin structure according to
変形例3に係る繊維強化樹脂構造体と、変形例2に係る繊維強化樹脂構造体と、を比較すると、主として、一方端の形態と、湾曲部の形態とが異なる点で相違する。そこで、変形例3に係る繊維強化樹脂構造体を説明するにあたり、上述した変形例2に係る繊維強化樹脂構造体と異なる点について説明を行い、共通する点については適宜説明を省略する。
When comparing the fiber-reinforced resin structure according to
変形例3に係る繊維強化樹脂構造体の製造方法では、配置工程に3つの工程が含まれる。具体的には、発泡体30の柱軸AがX方向に延びるように積層体50a及び50bを互いに隣接させて一層の第1集合体とする工程と、発泡体30の柱軸AがX方向に延びるように積層体50c及び50dを互いに隣接させて一層の第2集合体とする工程と、第1集合体の上に第2集合体を載せて二層の集合体55とする工程とが含まれる。
In the manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure according to the third modification, the arrangement step includes three steps. Specifically, it includes a step of placing the
変形例3に係る繊維強化樹脂構造体の製造方法では、湾曲工程に2つの工程が含まれる。具体的には、集合体55の一方端と他方端との間に位置する所定部が湾曲部60となるように、発泡体30の柱軸方向(X方向)を回転軸として、一方端に対し他方端を180度回転させて集合体55を捩じる工程と、湾曲部60に円筒状のガイド材Cを介在させる工程とが含まれる。
In the manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure according to the third modification, the bending process includes two steps. Specifically, it includes a step of twisting the aggregate 55 by rotating the other end 180 degrees relative to one end with the column axis direction (X direction) of the
湾曲工程において、ガイド材Cを介在させる際には、積層体50a及び50bで構成された第1集合体と、積層体50c及び50dで構成された第2集合体とが湾曲部60で互いに離間するように、第1集合体と第2集合体との間にガイド材Cを介在させる。
During the bending process, when the guide material C is interposed, the guide material C is interposed between the first assembly made up of the
湾曲工程後に、第1集合体と第2集合体との間にガイド材Cが介在している状態で、繊維体10に含浸された未硬化樹脂を硬化させる。その後、集合体55を冷却し、ガイド材Cを除去すると、図37(a)に示す繊維強化樹脂構造体100-5を得る。図37(a)に示す繊維強化樹脂構造体100-5から発泡体30を除去すると、図37(b)に示す繊維強化樹脂構造体100-5を得る。
After the bending process, the uncured resin impregnated in the
なお、変形例3の湾曲工程では、他方端を180度回転させて集合体55を捩じるように構成されているが、この回転角度を任意に設定することができる。例えば、一方端に対し他方端を45度回転させてもよいし、360度回転させてもよい。
In the bending process of the third modified example, the other end is rotated 180 degrees to twist the
また、変形例3の製造方法では、第1集合体と第2集合体との間に円筒状のガイド材Cを介在させることにより、湾曲部60が、Z方向に開放する開口部を有する構成になっているが、この構成に限られず、湾曲部60が開口部を有さない構成であってもよい。つまり、変形例3の製造方法において、第1集合体と第2集合体との間に円筒状のガイド材Cを介在させないようにする。かかる後に、一方端に対し他方端を所定角度(例えば1度乃至360度、あるいは360度以上)回転させて集合体55を捩じるようにする。
In addition, in the manufacturing method of the modified example 3, the
変形例3に係る繊維強化樹脂構造体は、端部70と、端部80と、連通孔H1~H4とを有している。
The fiber-reinforced resin structure of variant example 3 has an
端部70は、4つの開口部10a1、10b1、10c1、10d1を有している。これら開口部10a1乃至10d1は、X方向に垂直な平面に沿ってY方向に二列に配置されている。具体的には、前記二列のうち下層の一列目に開口部10c1と開口部10d1とが並び、上層の二列目に開口部10a1と開口部10b1とが並んでいる。言い換えると、端部70は、開口部10c1と開口部10d1とで構成された下層70aと、開口部10a1と開口部10b1とで構成された上層70bを有している。
The
端部80は、4つの開口部10a2、10b2、10c2、10d2を有している。これら4つの開口部10a2乃至10d2は、X方向に垂直な平面に沿ってY方向に二列に配置されている。具体的には、前記二列のうち下層の一列目に開口部10b2と開口部10a2とが並び、上層の二列目に開口部10c2と開口部10d2とが並んでいる。言い換えると、端部80は、開口部10b2と開口部10a2とで構成された下層80aと、開口部10c2と開口部10d2とで構成された上層80bを有している。
The
連通孔H1は、繊維体10aの開口部10a1と開口部10a2とを連通する。連通孔H2は、繊維体10bの開口部10b1と開口部10b2とを連通する。連通孔H3は、繊維体10cの開口部10c1と開口部10c2とを連通する。連通孔H4は、繊維体10dの開口部10d1と開口部10d2とを連通する。
The communication hole H1 connects the opening 10a1 and the opening 10a2 of the
連通孔H1及びH2は、端部70の上層70bから湾曲部60の手前までX方向に直線状に延びて湾曲部60で湾曲した後に、端部80の下層80aまでX方向に直線状に延びている。一方、連通孔H3及びH4は、端部70の下層70aから湾曲部60の手前までX方向に直線状に延びて湾曲部60で湾曲した後に、端部80の上層80bまでX方向に直線状に延びている。
The communication holes H1 and H2 extend linearly in the X direction from the
<変形例4>
図38-1は、変形例4に係る繊維強化樹脂構造体を示す斜視図である。図38(c)に示す変形例4に係る繊維強化樹脂構造体100-5は、図19にて説明した方法によって製造されるが、ここでは、図19にて説明した方法と異なる点を主に説明することとする。
<
Fig. 38-1 is a perspective view showing a fiber-reinforced resin structure according to
まず、図38-1(a)に示すように、湾曲工程を実施して得られた湾曲構造を有する(L字状に形成された)複数の積層体50と、複数の円柱状の積層体50とを準備する。L字状の積層体50においては、そのL字の一辺部分を設置させる一方、L字の他の一辺部分を起立するようにした状態で、それぞれのL字状の積層体50の起立した一辺部分を互いに接触するように配置する。また、円柱状の積層体50の一端面をL字状の積層体50の側面側に接合するように配置する。なお、図38-1(a)及び(b)においては、それぞれの積層体50の形状が分かりやすくなるように互いに若干離した状態を図示しているが、実際には、上述のように互いに接触した状態となっていることを付言しておく。
First, as shown in FIG. 38-1(a), a plurality of
L字状の積層体50と円柱状の積層体50とが互いに接触した状態にて、図38-1(b)に示すように、変形工程を実施し、最後に硬化することで、L字状の積層体50であった部分は互いに平行とならない複数の連通孔(断面形状がL字状の複数の連通孔)となり、円柱状の積層体50であった部分は、一直線所に延びる複数の有底穴となった繊維強化樹脂構造体100-5を製造することができる(図38-1(c)参照)。なお、図38-1(a)、(b)においては、簡単のため発泡体30を省略している。
As shown in FIG. 38-1(b), the L-shaped
<変形例4-1>
なお、この繊維強化樹脂構造体100-5としては、図38-1(c)に示すもののみならず、例えば、図38-2(e)に示す繊維強化樹脂構造体100-5であっても良い(これを変形例4-1とする)。具体的には、図38-1(a)にて説明したように、それぞれのL字状の積層体50の起立した一辺部分を互いに接触するように配置し、かつ、円柱状の積層体50の一端面をL字状の積層体50の側面側に接合するように配置して上部分(図38-2(d)の符号50U参照)とする。また、この上部分50Uの下に、一の複数の円筒状の積層体(図38-2(d)の符号50D1参照)と、この一の円筒状の積層体50の側面にそれぞれ、他の複数の円筒状の積層体(図38-2(d)の符号50D2参照)の一端面を接合するように配置した下部分(図38-2(d)の符号50D参照)を用意する。この上部分の下面に、下部分の上面を接触させた状態で、上述のように、変形工程を実施し、最後に硬化することで、図38-2に示すように、上部分50Uと下部分50Dとが一体化し、図38-2(e)に示す繊維強化樹脂構造体100-5を得る。なお、図38-2では、簡単のため、図38-1(a)で示す円柱状の積層体50等の図示は省略し、図38-2(e)に示す繊維強化樹脂構造体100-5と、これを分解した状態である図38-2(d)のみを図示している。
<Modification 4-1>
In addition, the fiber-reinforced resin structure 100-5 may be not only the one shown in FIG. 38-1(c) but also, for example, the fiber-reinforced resin structure 100-5 shown in FIG. 38-2(e) (this is referred to as modified example 4-1). Specifically, as described in FIG. 38-1(a), the upright side portions of the L-shaped
この変形例4-1では、下部分50Dのうち、硬化前は一の複数の円筒状の積層体であった50D1の上面と、上部分50Uのうち、硬化前に複数の円筒状の積層体であった50U1の下面とが互いに接触して硬化するので、これらの50D1および50U1との強度の向上を図ることができる。また、下部分50Dのうち、硬化前は他の複数の円筒状の積層体であった50D2の上面と、上部分50Uのうち、硬化前にL字状の積層体であった50U2の下面とが互いに接触して硬化するので、これらの50D2および50U2との強度の向上を図ることができる。これらの結果、繊維強化樹脂構造体100-5全体の強度の向上を図ることができる。
In this modification 4-1, the upper surface of 50D1 of the
<変形例5及び6>
図39及び図40は、変形例5及び6に係る繊維強化樹脂構造体を示す斜視図である。変形例5及び6に係る繊維強化樹脂構造体100-6は、図17にて説明した方法によって製造される。
<
39 and 40 are perspective views showing fiber-reinforced resin structures according to
変形例1乃至4に係る繊維強化樹脂構造体と、変形例5及び6に係る繊維強化樹脂構造体とを比較すると、変形例1乃至4に係る繊維強化樹脂構造体では、繊維体10の一部が湾曲しているのに対し、変形例5及び6に係る繊維強化樹脂構造体では、繊維体10の全体が湾曲している点で相違する。言い換えると、変形例1乃至4に係る繊維強化樹脂構造体は、非湾曲部を有しているが、変形例5及び6に係る繊維強化樹脂構造体は、非湾曲部を有していない。
Comparing the fiber-reinforced resin structures according to
図39に示すように、変形例5に係る繊維強化樹脂構造体100-6の製造方法では、湾曲工程において、発泡体30の柱軸Aが平面的に螺線状に巻回するように積層体50を湾曲させる。
As shown in FIG. 39, in the manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure 100-6 according to the fifth modification, in the bending process, the laminate 50 is bent so that the column axis A of the
湾曲工程後に、繊維体10に含浸された未硬化樹脂を硬化させ、かかる後に積層体50を冷却する工程を経ると、図39(a)に示す繊維強化樹脂構造体100-6を得る。そして図39(a)に示す繊維強化樹脂構造体100-6から発泡体30を除去すると、図39(b)に示す繊維強化樹脂構造体100-6を得る。
After the bending process, the uncured resin impregnated in the
図39(b)に示すように、変形例5に係る繊維強化樹脂構造体100-6は、繊維体10と、繊維体10に含浸された樹脂20と、を少なくとも含み、繊維体10は、筒軸Bが平面的に螺線状となる筒状を有している。言い換えると、繊維強化樹脂構造体100-6は、図39(b)に示す仮想中心Mからの径が徐々に増大するように平面的に複数回折り曲げられて渦巻状に形成されている。
As shown in FIG. 39(b), the fiber-reinforced resin structure 100-6 according to the fifth modification includes at least a
図40に示すように、変形例6に係る繊維強化樹脂構造体100-6の製造方法では、湾曲工程において、発泡体30の柱軸Aが渦巻バネ状に巻回するように積層体50を湾曲させる。
As shown in FIG. 40, in the manufacturing method of the fiber-reinforced resin structure 100-6 according to the sixth modification, in the bending process, the laminate 50 is bent so that the column axis A of the
湾曲工程において、円筒状のガイド材Cを準備し、ガイド材Cの外周面に積層体50を巻回させる。 In the bending process, a cylindrical guide material C is prepared, and the laminate 50 is wound around the outer circumferential surface of the guide material C.
湾曲工程後に、ガイド材Cの外周面に積層体50を巻回させている状態で、繊維体10に含浸された未硬化樹脂を硬化させる。その後、積層体50を冷却し、ガイド材Cを除去すると、図40(a)に示す繊維強化樹脂構造体100-6を得る。図40(a)に示す繊維強化樹脂構造体100-6から発泡体30を除去すると、図40(b)に示す繊維強化樹脂構造体100-6を得る。
After the bending process, the uncured resin impregnated in the
以上のように、1つの積層体50を湾曲させ、あるいは、複数の積層体50で構成された集合体55を湾曲させることにより、様々な形状の繊維強化樹脂構造体を成形することができる。また、湾曲構造の積層体50や、円柱状の積層体50といったように、所定形状の積層体50と、前記所定形状と異なる形状の積層体50と、を組み合わせることで、様々な形状の繊維強化樹脂構造体を製造することが可能である。なお、図示及び説明は省略するが、互いに大きさの異なる積層体50を組み合わせることで、繊維強化樹脂構造体を製造してもよいし、積層体50の数や形状及び大きさを決めて、これらを適宜組み合わることで、所望する繊維強化樹脂構造体を製造することが可能である。また、硬化前の積層体50や集合体55を所定の型枠に嵌め込んで外力を付加するとともに、繊維体10に含浸された未硬化樹脂を硬化させることにより、軽量かつ高強度な種々の部品等を得ることができる。例えば、図36(a)に示す集合体55から、ボートやカヌーなどの舟艇に用いるオールを得る(図示省略)。例えば、図37(a)に示す集合体55から、航空機や船を推進させるためのプロペラを得る(図示省略)。例えば、図39(a)に示す積層体50から、マンホールの蓋やパラボラアンテナの受信部、あるいは所定の液体や固体などを収容する容器の蓋を得ることができる(図示省略)。例えば、図40(a)に示す積層体50から、所定の液体や固体などを収容する容器を得る(図示省略)。なお、図38-1(c)及び図38-2(f)に示す繊維強化樹脂構造体100-5は、貫通孔にハーネス等を通すことでハーネスを保護する保護部材、或いは、貫通孔に棒状の物体を差し込むことで棒状の物体を起立させた状態で支持しつつ収納する容器(例えば、棒状の物体が傘である場合には、容器としては傘立てとなる等)をとして利用することができる。
As described above, by curving one
<変形例7>
図41及び図42は、変形例7に係る繊維強化樹脂構造体を示す斜視図である。図42(a)に示すように、変形例7に係る繊維強化樹脂構造体100-7は、図32及び図33にて説明した方法によって製造される。すなわち、本変形例7では、図32(a)~図32(d)や図33(a)~図33(d)で説明した方法にて、図32(e)や図33(e)で示す集合体55を設ける。ここで、図32及び図33では、4つの積層体50を2つの外周体70で挟み込んだものを例示しているが、本変形例7では、例えば、9つの積層体50を2つの外周体70で挟み込んで矩形板状の集合体55としている。
<
41 and 42 are perspective views showing a fiber-reinforced resin structure according to
この集合体55に外力を付加して全体を圧縮させ、9つの積層体50のうち中央の積層体50(図41で見て、左から5番目の積層体50)を中心に集合体の両側端を互いに近づける方向に折り曲げるように外力を付加する(換言すれば、中央の積層体50を折り曲げるように外力を付加する)ことで、集合体55が断面形状でL字状になるよう変形させ、その後硬化させる。これによって、折り曲げ部60Wを有するとともに、断面形状がL字型の繊維強化樹脂構造体100-7を形成し、この繊維強化樹脂構造体100-7から発泡体30を除去する。
An external force is applied to this
その後、繊維強化樹脂構造体100-7を、図41(a)で示す「A1、A1」に沿って縦方向(図41で見て上下方向)に切断することで、図41(b)で示す断面がL字状の繊維強化樹脂構造体100-7Aを得ることができる。また、繊維強化樹脂構造体100-7を、図41(a)で示す「A2、A2」や「A3、A3」に沿って縦方向に切断することで、図A(b)で示す断面がH字状の繊維強化樹脂構造体100-7Bを得ることができる。 Then, by cutting the fiber-reinforced resin structure 100-7 vertically (up and down as viewed in FIG. 41) along "A1, A1" shown in FIG. 41(a), a fiber-reinforced resin structure 100-7A having an L-shaped cross section as shown in FIG. 41(b) can be obtained. Also, by cutting the fiber-reinforced resin structure 100-7 vertically along "A2, A2" or "A3, A3" shown in FIG. 41(a), a fiber-reinforced resin structure 100-7B having an H-shaped cross section as shown in FIG. A(b) can be obtained.
繊維強化樹脂構造体100-7Aは、連通孔Hが形成された角部90と、この角部90から外方に延びるとともに互いに対向する一対の壁部92と、角部90から一対の壁部92とは別の方向でかつ外方に延びるとともに互いに対向する一対の壁部93とを有する。本変形例では、一対の壁部92と93とは互いに垂直になるように延びている。なお、一対の壁部B、Cがなす角度については、垂直に限定されず、適宜の角度を設定可能であることは言うまでもない。
The fiber-reinforced resin structure 100-7A has a
この繊維強化樹脂構造体100-7Aは、例えば、図42に示すように、一対の壁部92、93のそれぞれの間にガラス板95の端部を差し込むことで、ガラス板95の小口(側面)を保護するためのガラス枠(「ガラス板コーナー」、「エッジシール」、「ガラスエッジプロジェクター」、「コーナーブロック」、「コーナーピース」等と称することもある。)としての機能を果たすことができる。この場合、一対の壁部92、93のそれぞれの間にガラス板95の端部を差し込んだ後に、ピンやネジ等の固定具97によって、ガラス枠にガラス板95を固定するようにすることができる。なお、繊維強化樹脂構造体100-7Aに対するガラス板95の固定は、上述の固定具97による固定に代えて、接着等によって固定しても良く、その固定方法については特に限定しない。
As shown in FIG. 42, for example, the fiber-reinforced resin structure 100-7A can function as a glass frame (sometimes called a "glass plate corner," "edge seal," "glass edge projector," "corner block," "corner piece," etc.) for protecting the edge (side) of the
このように、ガラス板95を一対の壁部92、93に差し込むことで、これらの一対の壁部92、93にガラス板95の小口が覆われることとなるため、これらの一対の壁部92、93によってガラス板95の小口を保護することができる。また、これらの一対の壁部92、93の間には、上述のように、連通孔Hが形成された角部90を有しているため、この角部90に外力が加わったとしても(この角部90に他の構造物が衝突したとしても)、連通孔Hによってその衝撃を緩和することができる。
In this way, by inserting the
ここで、繊維強化樹脂構造体100-7Aについては、ガラス板95の小口を保護するためのガラス枠として用いたが、これに代えて、例えば、図示しないパネル等の板状部材を、一対の壁部92、93のそれぞれの間に差し込むようにして、ガラス板95以外の板部材を保護するための枠部材として用いても良い。要は、繊維強化樹脂構造体100-7Aの一対の壁部92、93に対して差し込むことが可能であれば良く、一対の壁部92、93に差し込む対象物については特に限定されない。
Here, the fiber-reinforced resin structure 100-7A is used as a glass frame to protect the edge of the
また、ガラス板95の場合には、繊維強化樹脂構造体100-7Aは、ガラス板95の小口を保護するためのガラス枠としての機能を果たすが、特に保護する必要もない金属製等のパネルといった対象物である場合には、一の対象物と、他の対象物とが互いに直角になるように連結される連結部材としての機能をも果たすこととなる。この観点で言えば、ガラス板95の場合においても、図42に示すように、一のガラス板95(図42で見て一番左のガラス板95)と、他のガラス板95(図42で見て中央のガラス板95)とが、互いに垂直な角度をなすように連結されているともいえる。
In the case of
ここで、一対の壁部92、93の間隔については、これらの一対の壁部92、93に差し込まれる対象物の厚みよりも若干大きくするようにすることが好ましく、この場合、これらの一対の壁部92、93に対象物を容易に差し込むことができるとともに、差し込み対象物を、一対の壁部92、93の間に差し込む際に、対象物と壁部92、93の内側面とが擦れることによる対象物損傷を防止することができる。
Here, it is preferable that the distance between the pair of
一方、繊維強化樹脂構造体100-7Bは、互いに対向するとともに一直線に延びる一対の壁部92と、これらの一対の壁部92とは反対方向に一直線に延びるとともに互いに対向する一対の壁部93と、これらの一対の壁部92、93を連結する連結板94とを有している。この繊維強化樹脂構造体100-7Bも、上述の繊維強化樹脂構造体100-7Bと同様に、一対の壁部92、93に、ガラス板95等の対象物が差し込まれて、この対象物の保護を図る保護部材や、対象物の連結を行う連結部材としての機能を果たすこととなる。また、繊維強化樹脂構造体100-7Bに対する対象物の固定については、上述の固定具97(図42(b)参照)によるものであっても、接着等によるものであっても良いことは言うまでもない。
On the other hand, the fiber-reinforced resin structure 100-7B has a pair of
<変形例8>
図43は、変形例8に係る繊維強化樹脂構造体を示す斜視図である。図43に示すように、変形例Bに係る繊維強化樹脂構造体100-8は、図32及び図33にて説明した方法によって製造される。すなわち、本変形例Aでは、図32(a)~図32(d)や図33(a)~図33(d)で説明した方法にて、図32(e)や図33(e)で示す集合体55を設ける。ここで、図32及び図33では、同じ大きさの外周体70を用いたものを例示しているが、本変形例8では、一方の外周体70(図32(e)、33(e)では左側の外周体70)については、集合体55における一番端の積層体50の側面(図32(e)、33(e)では一番右側の積層体50の側面)と面一になる程度の長さのものを用い、他方の外周体70(図32(e)、33(e)では右側の外周体70)については、積層体50における一番端の積層体50の側面からさらに外方に突出する程度の長さのものを用いている。具体的には、図32(e)、33(e)では、外周体70の端部が集合体55における一番端の積層体50の側面から外方にわずかに突出しているが、本変形例8における他方の外周体70では、これに代えて、集合体55における一番端の積層体50の側面から外方に、所定長さだけ突出するものを用いている。なお、この他方の外周体70の長さは、これに限定されず、適宜の長さを適宜設定可能であり、要は、後述する折り畳み回数等に応じた適切な長さを適宜適用可能である。
<Modification 8>
Fig. 43 is a perspective view showing a fiber-reinforced resin structure according to Modification 8. As shown in Fig. 43, a fiber-reinforced resin structure 100-8 according to Modification B is manufactured by the method described in Fig. 32 and Fig. 33. That is, in this Modification A, an
この他方の外周体70の端部は、図40にも示すように、他方の外周体70の端からの所定長さ部分を折り畳むように外力を付加し、この折り畳み部分をさらに折り畳むように外力を付加することを繰り返すことで(他方の外周体70の端部を複数回折り畳む折り畳み工程を経ることによって)、他方の外周体70の端部が、複数層に折り重なった状態となる。この状態の集合体55を硬化させることにより、板状の繊維強化樹脂構造体100-8が形成されるが、この繊維強化樹脂構造体100-8の端部は、複数層に折り重なった状態の他方の外周体70の端部が硬化した突出部70Gとなる。その後、この繊維強化樹脂構造体100-8から発泡体30を除去する(図43(a)参照)。
As shown in FIG. 40, an external force is applied to the end of the other outer
本変形例8では、図43(a)に示すように、板状の繊維強化樹脂構造体100-8の突出部70Gの厚みは、板状の繊維強化樹脂構造体100-8の中央部等の厚みW1の半分となっている。また、突出部70Gには、ボルトBLを挿通するためのボルト孔BL1が形成されている。このようにして形成された繊維強化樹脂構造体100-8は、例えば、パネル材(例えば、フロアパネル、ウォールパネル、ルーフパネル、フレーム材、パーテーション、ドアパネル、コンテナハウスの壁材等の建築材料、アーケード等)として用いることができる。
In this modification 8, as shown in FIG. 43(a), the thickness of the protruding
すなわち、パネル材としての板状の繊維強化樹脂構造体100-8は、図43(a)に示すように、繊維強化樹脂構造体100-8のそれぞれの突出部70Gを接合させた状態で、それぞれの突出部70Gに形成されたボルト孔BL1にボルトBLを挿通してナットNTにて締結することで、図43(b)に示すように、それぞれの繊維強化樹脂構造体100-8が連結されるようになっている。換言すれば、この突出部70Gは、繊維強化樹脂構造体100-8を接合するための連結部となっているといえる。本変形例8では、突出部70Gの厚みを半分にしているため、それぞれの繊維強化樹脂構造体100-8の突出部70Gを接合させた場合、その厚みが繊維強化樹脂構造体100-8の厚みと一致し、互いに連結されたパネル材としての繊維強化樹脂構造体100-8の表面が面一となって見栄えが良いものとなる。
That is, in the plate-shaped fiber reinforced resin structure 100-8 as a panel material, as shown in FIG. 43(a), the
なお、この突出部70Gの厚みは、上述の厚みに限定されず、例えば、厚みW1の1/3等であっても良く、この厚みは、他方の外周体70の端部の折り畳み回数を調整することで、適宜設定可能であることは言うまでもない。また、本変形例8では、集合体55を硬化させた後に、ボルト孔BL1を形成したが、これに代えて、硬化前にボルト孔BL1を形成するようにしても良い。
The thickness of the
<変形例9>
図44は、変形例9に係る繊維強化樹脂構造体を示す斜視図である。図44(a)に示すように、変形例Cに係る繊維強化樹脂構造体100-9は、翼型に形成されている。この繊維強化樹脂構造体100-9の断面形状は、図44(b)に示すとおりである。すなわち、繊維強化樹脂構造体100-9は、その一方側に位置する(図44で見て左側の端部)とともに、一方の端部側が鋭角に形成され、他方の端部が円弧状に形成された翼型の断面形状をなす貫通孔H1と、円形状の断面形状をなす複数の貫通孔H2と、繊維強化樹脂構造体100-9の一番他方側に位置する略半円状の断面形状をなす貫通孔H3とを有している。また、複数の貫通孔H2は、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて次第に、その径が大きい貫通孔となっており、その途中から他方の端部に向かうにつれて次第に、その径が小さい貫通孔となっており、これらの貫通孔H1、H2、H3によって、繊維強化樹脂構造体10-9が翼型をなすようになっている。
<
FIG. 44 is a perspective view showing a fiber-reinforced resin structure according to
この繊維強化樹脂構造体100-9は、概して、それぞれの貫通孔H1、H2、H3の形状をなす積層体50を図44(b)に示すように並べた後、これらの周囲に外周体70を巻回して集合体55(図示せず)とする。の集合体55の全体を圧縮させて硬化させた後、発泡体30を除去することで形成される。本変形例9では、断面形状が円形状の貫通孔H2の形状を維持するため、硬化する際において形状が変形しない程度の硬度を有する発泡体を用いている。このようにすることで、所望の形状の貫通孔を形成することができる。なお、本変形例9で説明した「硬化する際において形状が変形しない程度の硬度を有する発泡体を用いる」という点については、本変形例9のみに適用されるものではなく、上述の各実施形態のいずれにも適用可能であることは言うまでもない。
This fiber-reinforced resin structure 100-9 is generally formed by arranging the
この本変形例9の繊維強化樹脂構造体100-9は、例えば、車のリアウィング等に用いることができる。なお、繊維強化樹脂構造体100-9の形状は、図44に示すものに限定されず、種々の形状に形成することが可能である。すなわち、様々な形状の積層体50を適宜組み合わせることによって、所望の形状の繊維強化樹脂構造体100-9を形成することができる。具体的には、図Eに示す各種形状の貫通孔を形成することが可能であり、これについては、次に、変形例10-1乃至3として説明する。
The fiber-reinforced resin structure 100-9 of this
<変形例10-1>
図45(a)に示すように、樹脂製や金属製からなる円柱状の芯材の周囲に、円柱状の積層体50を旋回するように配置し、これらの積層体50の外周に外周体70を巻回して集合体55とする。この集合体55の全体を圧縮させると、図45(b)に示すように、積層体50の断面形状が互いに隣り合う積層体50同士の隙間や外周体70との隙間を埋めるように変形しつつ、隣り合う積層体50や外周体70が接合する。この状態の集合体55を硬化させると、図45(c)に示すように、芯材SZを有する繊維強化樹脂構造体100-10が形成される。
<Modification 10-1>
As shown in Fig. 45(a),
<変形例10-2>
図45(d)に示すように、複数(図においては3つ)の積層体50を互いに接するように束状にまとめた後、外周体70の内周面と束となった積層体50の外周面とが接するように、外周体70を束となった積層体50の周囲に巻回して集合体55とする。この集合体55の全体を引き絞るように圧縮させると、図45(e)に示すように、それぞれの積層体50の断面形状が、互いに隣り合う積層体50同士の隙間や外周体70との隙間を埋めるように変形しつつ、隣り合う積層体50や外周体70が接合する。この状態の集合体55を硬化させた後、発泡体30を除去すると、図45(f)に示すように、その内側に複数の貫通孔Hが形成された円筒状の繊維強化樹脂構造体100-11が形成される。換言すれば、この繊維強化樹脂構造体100-11は、その内側に円筒の内側を3つに区画する区隔壁(リブ)KHを有する円筒状の部材として形成される。このように、区隔壁KHを有することで、繊維強化樹脂構造体100-11の強度の向上を図ることができる。
<Modification 10-2>
As shown in FIG. 45(d), a plurality of (three in the figure) laminates 50 are bundled together so that they are in contact with each other, and then the outer
<変形例10-3>
図45(g)に示すように、図で見て中央の積層体50Aとこの積層体50Aの上下に、この積層体50よりも径の小さい積層体50Bを互いに接するように配置し、一番上の積層体50Bと中央の積層体50Aとの接合部分の両側、及び一番下の積層体50Bと中央の積層体50Aとの接合部分の両側にそれぞれ、これらの積層体50A、Bよりもさらに径の小さい積層体50Cを、積層体50A、Bに接するように配置する。その後、これらの周囲に外周体70を巻回して集合体55とし、この集合体55の全体を圧縮させると、図45(h)に示すように、それぞれの積層体50A乃至Cの断面形状が、互いに隣り合う積層体50A乃至Cの隙間や外周体70との隙間を埋めるように変形しつつ、隣り合う積層体50A乃至Cや外周体70が接合する。この状態の集合体55を硬化させた後、発泡体30を除去すると、図45(i)に示すように、その内側に大きさの異なる複数の貫通孔Hが形成された断面形状が楕円形状の筒状の繊維強化樹脂構造体100-12が形成される。換言すれば、この繊維強化樹脂構造体100-12は、その内側を複数に区画する区隔壁KHを有する円筒状の部材として形成され、この区隔壁KHを有することで上述のように強度の向上を図ることができることとなる。このように、互いに径の異なる積層体50を用いることで、互いに断面積の大きさの異なる複数の貫通孔KHを形成することができ、貫通孔KHの断面積の大きさや形状は、積層体50の大きさや形状を調整することで適宜設定可能である。なお、図45に示す繊維強化樹脂構造体100-11においては、積層体50(発泡体30)の形状保持性を高めるために、積層体50(単数であっても複数であっても良い)を型枠に嵌め込んだり、積層体50の周囲にシュリンクテープを配する等した状態にて、硬化工程を実施してもよいことは言うまでもない。これについては、図36~図38に示す繊維強化樹脂構造体100-5、図44に示す繊維強化樹脂構造体100-9等も同様であり、上記いずれの実施形態にも必要に応じて適用可能であることは言うまでもない。
<Modification 10-3>
As shown in Fig. 45(g), a
以上説明された各工程を適宜組み合わせ実施することで、複雑形状を有する種々の繊維強化樹脂構造体を製造することが可能となる。 By appropriately combining and carrying out each of the steps described above, it is possible to manufacture a variety of fiber-reinforced resin structures with complex shapes.
<繊維強化樹脂構造体の使途>
以上、様々な繊維強化樹脂構造体を説明したが、以上に述べた繊維強化樹脂構造体については、様々なものに適用することが可能である。次に、本明細書にて説明した繊維強化樹脂構造体の使途を順次列挙する。なお、以下に列挙する繊維強化樹脂構造体の使途は、あくまでも一例であり、以下に列挙したもの以外にも、繊維強化樹脂構造体を適宜使用できることは言うまでもない。
<Uses of fiber-reinforced resin structures>
Various fiber-reinforced resin structures have been described above, and the fiber-reinforced resin structures described above can be applied to various things. Next, uses of the fiber-reinforced resin structures described in this specification will be listed in order. Note that the uses of the fiber-reinforced resin structures listed below are merely examples, and it goes without saying that the fiber-reinforced resin structures can be used appropriately for purposes other than those listed below.
<パイプ材>
例えば、図14乃至16に示す円柱状、四角柱状、六角柱状といった繊維強化樹脂構造体100-1については、パイプ材として用いることができる。このパイプ材としての繊維強化樹脂構造体については、上述の断面形状の繊維強化樹脂構造体100-1に限定されず、例えば、断面形状が三角形状、台形状であってもよいし、図23、図26乃至28、図45に示したように、互いに形状や大きさの異なる複数の断面形状の貫通孔を有するとともに、これらの貫通孔を区画する区隔壁を有するものであってもよい。また、図17、18、34に示す湾曲した繊維強化樹脂構造体や、図19、図39、図40に示す折れ曲がった形状の繊維強化樹脂構造体としてもよく、使途や仕様に応じて、上述した実施形態やそれ以外の適宜形状の繊維強化構造体を用いることができる。なお、この種のパイプ材としての繊維強化樹脂構造体については、鍔部や取っ手となる部分を設けたものであってもよい。
<Pipe material>
For example, the fiber reinforced resin structure 100-1 having a cylindrical, rectangular or hexagonal columnar shape shown in Figs. 14 to 16 can be used as a pipe material. The fiber reinforced resin structure as a pipe material is not limited to the fiber reinforced resin structure 100-1 having the above-mentioned cross-sectional shape, and may have a triangular or trapezoidal cross-sectional shape, or may have a plurality of through holes having different cross-sectional shapes and sizes as shown in Figs. 23, 26 to 28, and 45, and may have partition walls that divide these through holes. In addition, the fiber reinforced resin structure may be a curved fiber reinforced resin structure shown in Figs. 17, 18, and 34, or a bent fiber reinforced resin structure shown in Figs. 19, 39, and 40. Depending on the use and specifications, the above-mentioned embodiment or other appropriate shapes of fiber reinforced resin structures can be used. In addition, the fiber reinforced resin structure as a pipe material of this type may be provided with a flange or a handle.
<パネル材>
例えば、図20乃至22、29、30、32、33、図43等の繊維強化樹脂構造体としては、パネル材として用いることができ、いずれかの繊維強化樹脂構造体を一直線状、或いは、折れ曲がり形状、円形状等になるように連結することも可能である。この場合、例えば、図42に示す繊維強化樹脂構造体を用いて、板状に形成された繊維強化樹脂構造体を連結するようにしても良いし、また、図43に示すように、いずれかの繊維強化樹脂構造体に、図43に示す突出部(連結部)70Gを設けることで、繊維強化樹脂構造体を連結するようにしてもよい。
<Panel material>
For example, the fiber-reinforced resin structures in Figures 20 to 22, 29, 30, 32, 33, 43, etc. can be used as panel materials, and any of the fiber-reinforced resin structures can be connected to form a straight line, a bent shape, a circle, etc. In this case, for example, the fiber-reinforced resin structure shown in Figure 42 may be used to connect fiber-reinforced resin structures formed in a plate shape, or as shown in Figure 43, a protrusion (connecting portion) 70G shown in Figure 43 may be provided on any of the fiber-reinforced resin structures to connect the fiber-reinforced resin structures.
<自転車関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、自転車のハンドル、フレーム等に用いることができる。
<Bicycle-related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used, for example, in handlebars, frames, and the like of bicycles.
<オートバイ関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、オートバイのハンドル、フレーム、スイングアーム、カウリング、ウィング、マニホールド、ホイール、気体や液体が通過する各種パイプ等に用いることができる。
<Motorcycle related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used, for example, in motorcycle handlebars, frames, swing arms, cowlings, wings, manifolds, wheels, various pipes through which gas or liquid passes, and the like.
<自動車関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、自動車のレインフォースメント(ピラー、サイドシル、シート構造体等)、ウィング、ボンネット、フロアパネル(バルクヘッド等)、ルーフパネル(外板パネル、ドアビーム等)、バケットシート、タワーバー、インテークマニホールド、アンダーパネル、ホイール、気体や液体が通過する各種パイプ等に用いることができる。
<Automobile-related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used, for example, in automobile reinforcements (pillars, side sills, seat structures, etc.), wings, bonnets, floor panels (bulkheads, etc.), roof panels (outer panels, door beams, etc.), bucket seats, tower bars, intake manifolds, under-panels, wheels, various pipes through which gas or liquid passes, and the like.
<バス関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、バスのレインフォースメント(ピラー、サイドシル、シート構造体等)、ウィング、ボンネット、フロアパネル(バルクヘッド等)、ルーフパネル(外板パネル、ドアビーム等)、バケットシート、タワーバー、インテークマニホールド、アンダーパネル、ホイール、気体や液体が通過する各種パイプ、荷物棚、手摺(手摺としての各種パイプ)等に用いることができる。
<Bus related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used, for example, in bus reinforcements (pillars, side sills, seat structures, etc.), wings, bonnets, floor panels (bulkheads, etc.), roof panels (outer panels, door beams, etc.), bucket seats, tower bars, intake manifolds, under-panels, wheels, various pipes through which gas or liquid passes, luggage racks, handrails (various pipes used as handrails), etc.
<トラック関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、トラックのレインフォースメント(ピラー、サイドシル、シート構造体等)、ウィング、ボンネット、フロアパネル(バルクヘッド等)、ルーフパネル(外板パネル、ドアビーム等)、バケットシート、タワーバー、インテークマニホールド、アンダーパネル、ホイール、気体や液体が通過する各種パイプ、空力パネル、荷台パネル、メンテナンスパネル(シート構造体、ピラー、ラダーフレーム等)、荷物コンテナ、保冷車コンテナ、キャンピングカーシェル、牽引トレーラーのインテークマニホールド、高所作業用かご、サイドガード(ホイール)等に用いることができる。
<Truck related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-mentioned embodiment can be used, for example, in truck reinforcements (pillars, side sills, seat structures, etc.), wings, bonnets, floor panels (bulkheads, etc.), roof panels (outer panels, door beams, etc.), bucket seats, tower bars, intake manifolds, under-panels, wheels, various pipes through which gases or liquids pass, aerodynamic panels, cargo bed panels, maintenance panels (seat structures, pillars, ladder frames, etc.), luggage containers, refrigerated vehicle containers, camper shells, intake manifolds for towing trailers, baskets for high-altitude work, side guards (wheels), etc.
<コンテナ関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、荷物コンテナ、コンテナハウス、ドームハウス等においける外板パネル、フロアパネル、フレーム等に用いることができる。
<Container related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used for, for example, outer panels, floor panels, frames, etc. in cargo containers, container houses, dome houses, etc.
<列車関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、列車の車体のドアパネル、内装パーティング(シート構造体)、荷物棚、手摺(手摺としての各種パイプ)、ホームドア等に用いることができる。
<Train related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used, for example, for door panels of train bodies, interior partings (seat structures), luggage racks, handrails (various pipes used as handrails), platform doors, etc.
<航空関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、航空機のシート構造体、インテークマニホールド、プロペラ、ブレード、ウィング、ヘリコプターのローター、タービン部品、パーティング、ドアパネル、バルクヘッド、気体や液体が通過する各種パイプ等に用いることができる。
<Aviation related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used, for example, in aircraft seat structures, intake manifolds, propellers, blades, wings, helicopter rotors, turbine parts, partings, door panels, bulkheads, various pipes through which gas or liquid passes, and the like.
<宇宙関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、宇宙飛行船(ロケット等)のシート構造体、インテークマニホールド、ウィング、ブレード、タービン部品、バルクヘッド、気体や液体が通過する各種パイプ等に用いることができる。
<Space-related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used, for example, in seat structures of spacecraft (rockets, etc.), intake manifolds, wings, blades, turbine parts, bulkheads, various pipes through which gas or liquid passes, and the like.
<船舶関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、船舶のシート構造体、船体(ハル)、デッキ(フロアパネル)、ラダー、キール、マスト、ブーム、プロペラ、ブレード、バルクヘッド、オール、パドル、インテークマニホールド、気体や液体が通過する各種パイプ等に用いることができる。
<Shipping related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-mentioned embodiment can be used, for example, in ship seat structures, hulls, decks (floor panels), ladders, keels, masts, booms, propellers, blades, bulkheads, oars, paddles, intake manifolds, various pipes through which gas or liquid passes, and the like.
<建築関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、建築物のフロアパネル、ウォールパネル、ルーフパネル、フレーム材、パーテーション、コンテナハウス、ドアパネル、アーケード等に用いることができる。
<Construction-related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used, for example, for floor panels, wall panels, roof panels, frame materials, partitions, container houses, door panels, arcades, and the like of buildings.
<土木・インフラ・その他関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、水道管等の配管、ゲートバー、フェンス、安全柵、水槽、蓋、パラボラアンテナ、ブレード、支柱、エレベーターカゴ、ケース、ホームドア、絶縁作業台、絶縁ハシゴ、タンク、シェルター、グレーチング(ハニカム状等適宜の形状が適用可能)、遊具、人工漁礁、増殖礁海中フェンス、門扉、ベンチ、楽器の各種パーツ等に用いることができる。
<Civil engineering, infrastructure, and other related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-mentioned embodiment can be used for, for example, piping such as water pipes, gate bars, fences, safety fences, aquariums, lids, parabolic antennas, blades, supports, elevator cages, cases, platform doors, insulated workbenches, insulated ladders, tanks, shelters, gratings (suitable shapes such as honeycomb shapes can be applied), playground equipment, artificial fishing reefs, underwater fences for accreting reefs, gates, benches, various parts of musical instruments, and the like.
<産業機器関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、産業ロボットの各種部品、ローラー、作業テーブル、タービン部品等に用いることができる。
<Industrial equipment related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used, for example, in various parts of industrial robots, rollers, work tables, turbine parts, and the like.
<医療機器関連>
上述の実施形態の繊維強化樹脂構造体は、例えば、医療機器ヘッド、X線透視担架、X線透視手術台テーブル、車いす部品、松葉杖、医療ロボット部品、感染症隔離シェルター、気体や液体が通過する各種パイプ等に用いることができる。
<Medical equipment related>
The fiber-reinforced resin structure of the above-described embodiment can be used, for example, in medical device heads, X-ray fluoroscopy stretchers, X-ray fluoroscopy operating tables, wheelchair parts, crutches, medical robot parts, infectious disease isolation shelters, and various pipes through which gases or liquids pass.
<スポーツ関連>
野球のバット、テニスなどのラケット(フレーム等)、卓球のラケット、アイスホッケーのスティック、パック、ゴルフのドライバー、アイアン等のシャフト部分、釣り竿(ロッド)等に用いることができる。
<Sports related>
It can be used in baseball bats, tennis rackets (frames, etc.), table tennis rackets, ice hockey sticks, pucks, golf drivers, shafts of irons, fishing rods, etc.
100-1~100-12 繊維強化樹脂構造体
10 繊維体
15 補強部材
20 樹脂(硬化樹脂)
25 樹脂(未硬化樹脂)
30 発泡体
50 積層体
55 集合体
60 湾曲部
70 外周体
A 柱軸
B 筒軸
C 孔軸
H 連通孔
100-1 to 100-12 Fiber-reinforced
25 Resin (uncured resin)
30
Claims (5)
前記発泡体のJIS K6400-2:2012に準拠して測定した25%圧縮荷重が、1~2000kPaであることを特徴とする、繊維強化樹脂構造体の製造方法(前記発泡体として2次発泡可能な発泡体と;前記未硬化状態の熱硬化性樹脂及び気体が滲出可能なブリードホールを有し、且つ、前記積層体を覆う被覆体と;を用いる方法を除く)。 The present invention includes a method for preparing a laminate having a columnar foam and a fibrous body covering at least a part of a side surface of the foam, the method including the steps of preparing a laminate in which the fibrous body is impregnated with an uncured thermosetting resin, curving the laminate so that the column axis of the foam is curved, and thermally curing the thermosetting resin contained in the laminate,
A method for producing a fiber-reinforced resin structure, wherein the foam has a 25% compressive load of 1 to 2000 kPa as measured in accordance with JIS K6400-2:2012 (excluding a method using a foam capable of secondary foaming as the foam; and a covering having bleed holes through which the uncured thermosetting resin and gas can seep out and covering the laminate).
前記発泡体を収縮させる工程後に前記積層体に含まれる前記発泡体を除去する工程と
を含む、請求項1~4のいずれかに記載の製造方法。 cooling the laminate after the heat curing step to shrink the foam;
The method according to any one of claims 1 to 4, further comprising the step of removing the foam contained in the laminate after the step of shrinking the foam.
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