樹脂復(fù)合體及樹脂復(fù)合體的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的相互參照
[0002] 本申請(qǐng)要求日本特愿2014-168705號(hào)的優(yōu)先權(quán)，通過引用引入本申請(qǐng)說明書的記 載中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及樹脂復(fù)合體及樹脂復(fù)合體的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 近年來，被稱作FRP等的纖維強(qiáng)化樹脂材料由于為輕量且具有高機(jī)械強(qiáng)度，因此需 求正在擴(kuò)大。
[0005] 前述纖維強(qiáng)化樹脂材料特別是在汽車領(lǐng)域、船舶領(lǐng)域、航空器領(lǐng)域等中需求正在 擴(kuò)大。
[0006] 該汽車、船舶、航空器等運(yùn)輸設(shè)備中，特別是汽車領(lǐng)域中，強(qiáng)烈要求其構(gòu)成用構(gòu)件 為輕量且具有高強(qiáng)度。
[0007] 從運(yùn)樣的背景出發(fā)，提出了利用將由樹脂發(fā)泡體制成的忍材料用纖維強(qiáng)化樹脂材 料被覆而得到的樹脂復(fù)合體形成汽車的一部分的技術(shù)。
[000引認(rèn)為該樹脂復(fù)合體由纖維強(qiáng)化樹脂材料在表層部形成強(qiáng)度優(yōu)異的纖維強(qiáng)化樹脂 層，并且通過前述忍材料發(fā)揮優(yōu)異的輕量性，因此可W用于汽車的車頂、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、擋泥板、 下罩板等構(gòu)件。
[0009] 關(guān)于運(yùn)樣的樹脂復(fù)合體，下述專利文獻(xiàn)1中公開了片狀的纖維強(qiáng)化樹脂材料(纖維 強(qiáng)化樹脂片)和熱塑性樹脂發(fā)泡體經(jīng)層疊一體化而得到的樹脂復(fù)合體。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[001 ^ 專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-314713號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[001引發(fā)明要解決的問題
[0014] 樹脂復(fù)合體的忍材料不僅是板狀等，具有Ξ維的形狀時(shí)，所施加的應(yīng)力容易被集 中在特定位置。
[0015] 例如，對(duì)于具備底面部和從該底面部的外緣向外展開地立起的側(cè)壁部的具有托盤 形狀的樹脂復(fù)合體，在底面部與側(cè)壁部的邊界部分容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，特別是在內(nèi)側(cè)的角 部分容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。
[0016] 因此，在使樹脂復(fù)合體、使用該樹脂復(fù)合體而形成的運(yùn)輸設(shè)備構(gòu)成用構(gòu)件強(qiáng)度優(yōu) 異的方面，對(duì)向運(yùn)樣的部分的應(yīng)力集中預(yù)先實(shí)施對(duì)策變得有效。
[0017] 但是，W往，關(guān)于對(duì)樹脂復(fù)合體施加的應(yīng)力發(fā)生局部集中的情況沒有關(guān)注，關(guān)于對(duì) 該應(yīng)力集中的對(duì)策，情況是幾乎沒有進(jìn)行。
[0018] 因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種實(shí)施了上述那樣的對(duì)策的樹脂復(fù)合體。
[0019] 用于解決問題的方案
[0020] 為了解決上述課題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):具有立體形狀的忍材料 中，應(yīng)力容易集中在表面的一個(gè)部位與其他部位W小于180度的內(nèi)角鄰接而成的角部、及通 過將該角部的氣泡形狀調(diào)整為規(guī)定的狀態(tài)而形成對(duì)應(yīng)力集中的有效對(duì)策，從而完成了本發(fā) 明。
[0021] 目P，為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種樹脂復(fù)合體，其具備：由樹脂發(fā)泡體形成 的忍材料、W及包含樹脂和纖維的纖維強(qiáng)化樹脂材料，并且前述忍材料的表面被前述纖維 強(qiáng)化樹脂材料被覆，前述忍材料具備角部，前述表面內(nèi)的一個(gè)部位與其他部位通過該角部 W小于180度的內(nèi)角鄰接，前述忍材料從該角部的表面起到深度2.5mm為止的氣泡的扁平率 為20%W上。
[0022] 進(jìn)而，本發(fā)明提供一種樹脂復(fù)合體的制造方法，其用于制作如下的樹脂復(fù)合體:所 述樹脂復(fù)合體具備：由樹脂發(fā)泡體形成的忍材料、W及包含樹脂和纖維的纖維強(qiáng)化樹脂材 料，并且前述忍材料的表面被前述纖維強(qiáng)化樹脂材料被覆，所制作的樹脂復(fù)合體的忍材料 具備角部，該忍材料中具備角部，所述角部是被纖維強(qiáng)化樹脂材料被覆的表面內(nèi)的一個(gè)部 位與其他部位W小于180度的內(nèi)角鄰接而成的，該方法實(shí)施如下工序:在忍材料的表面層疊 纖維強(qiáng)化樹脂材料而制作預(yù)成型體的第1工序，W及，用成型模具對(duì)處于加熱狀態(tài)的前述預(yù) 成型體進(jìn)行加壓，使忍材料與纖維強(qiáng)化樹脂材料熱壓接的第2工序，在前述第2工序中使用 至少在成為前述角部的部位包含發(fā)泡劑的忍材料，在該第2工序中使忍材料的前述部位的 氣泡的尺寸增大，制作具備從前述角部的表面起到深度2.5mm為止的氣泡的扁平率為20% W上的忍材料的樹脂復(fù)合體。
[0023] 發(fā)明的效果
[0024] 本發(fā)明的樹脂復(fù)合體具有如上所述的構(gòu)成，因此具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。而且，根據(jù) 本發(fā)明的樹脂復(fù)合體的制造方法，可W制造具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度的樹脂復(fù)合體。
【附圖說明】
[0025] 圖1A為示出第1實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體的立體示意圖。
[0026] 圖1B為示出第1實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體的截面示意圖。
[0027] 圖1C為示出樹脂復(fù)合體的變形例的立體示意圖。
[0028] 圖2為示出第1實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體的忍材料的厚度的測(cè)定要領(lǐng)的示意圖。
[0029] 圖3為示出確定第1實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體的高度賦型部的要領(lǐng)的示意圖。
[0030] 圖4為示出氣泡扁平率的計(jì)算要領(lǐng)的示意圖。
[0031] 圖5為示出將層疊體配置在陰陽模具間的狀態(tài)的示意圖。
[0032] 圖6為示出層疊體的發(fā)泡片在二次發(fā)泡之前的狀態(tài)的示意圖。
[0033] 圖7為示出層疊體的發(fā)泡片在二次發(fā)泡之后的狀態(tài)的示意圖。
[0034] 圖8為示出將陰陽模具開模取出樹脂復(fù)合體并切除發(fā)泡片的兩端部的狀態(tài)的示意 圖。
[0035] 圖9為示出第2實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體的平面圖（頂視圖）。
[0036] 圖10為示出第2實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體的平面圖（底視圖）。
[0037] 圖11為示出第2實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體的截面圖（圖9的ΙΙΙ-ΙΠ 線向視截面圖）。
【具體實(shí)施方式】
[0038] W下針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0039] 本發(fā)明的樹脂復(fù)合體具備：由樹脂發(fā)泡體形成的忍材料、W及包含樹脂及纖維的 纖維強(qiáng)化樹脂材料，并且前述忍材料的表面被前述纖維強(qiáng)化樹脂材料被覆，形成纖維強(qiáng)化 樹脂層。
[0040] 需要說明的是，W下將"纖維強(qiáng)化樹脂層"也稱為"FRP層"。
[0041] 此處，作為前述忍材料，例如可W舉出利用擠出法等形成的樹脂發(fā)泡片下也簡 稱為"發(fā)泡片"）、對(duì)該樹脂發(fā)泡片進(jìn)行熱成型而得到的成型體、或者對(duì)樹脂發(fā)泡微珠進(jìn)行模 內(nèi)成型而得到的微珠發(fā)泡成型體。
[0042] 首先，W使用對(duì)發(fā)泡片進(jìn)行熱成型而得到的成型體作為忍材料的情況為例，針對(duì) 本發(fā)明的第1實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[00創(chuàng)（第1實(shí)施方式）
[0044] 圖1Α為示出該第1實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體的立體示意圖，圖1Β為截面示意圖。圖1C 為示出其變形例的立體示意圖。
[0045] 前述截面圖（圖1Β)為示出前述立體圖（圖1Α)中的Ι-Ι線向視截面的情況的圖。
[0046] 如圖所示，樹脂復(fù)合體A的忍材料Α1由發(fā)泡片1構(gòu)成。
[0047] 本實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體A具有俯視的輪廓形狀為大致正方形、4個(gè)角部具有圓角 的正方形狀的輪廓形狀。
[0048] 而且，樹脂復(fù)合體AW圍繞俯視的外周緣的方式設(shè)置有側(cè)壁部。
[0049] 樹脂復(fù)合體AW從比前述輪廓形狀小一圈的正方形狀的底面部的外周緣向外展開 地立起的方式具有前述側(cè)壁部。
[0050] 因此，換言之，本實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體A具有深度淺的方形盆形狀。
[0051] 需要說明的是，W下，將圖1A的縱深方向稱為長度方向，將圖1A的橫向稱為寬度方 向。
[0052] 前述忍材料A1與樹脂復(fù)合體A具有大致相同的形狀，具有比樹脂復(fù)合體A的厚度稍 薄的形狀。
[0053] 目P，前述忍材料A1具有:使樹脂復(fù)合體A處于平置狀態(tài)時(shí)為基本水平的底面部Aa; W及從該底面部Aa的外周緣W規(guī)定的仰角向外展開地立起的側(cè)壁部Ab。
[0054] 因此，前述忍材料A1具備:底面部Aa的表面與側(cè)壁部Ab的表面W小于180度的內(nèi)角 鄰接而成的角部Ac。
[0055] 目P，對(duì)于本實(shí)施方式的前述忍材料A1，形成底面部Aa的部位與形成側(cè)壁部Ab的部 位運(yùn)2個(gè)部位通過角部Ac而鄰接。
[0056] 另外，對(duì)于本實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體A，忍材料A1具備從前述側(cè)壁部Ab的上端緣向 外短距離延伸的凸緣部Ad。
[0057] 需要說明的是，圖1A示出的樹脂復(fù)合體A在忍材料A1的兩面層疊有FRP層A2、A2，在 前述凸緣部Ad的外側(cè)端面W外，忍材料的A1的大致整面被纖維強(qiáng)化樹脂材料覆蓋。
[0058] 需要說明的是，本實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體A可W僅在忍材料A1的單面具有FRP層 A2〇
[0059] 另外，關(guān)于本實(shí)施方式的樹脂復(fù)合體A,其變更例中，俯視的輪廓形狀可W不是正 方形，而采用其他多邊形、圓形、楠圓形、半圓形、月牙形、不定形等各種形態(tài)。
[0060] 圖1C示出的變更例的樹脂復(fù)合體A具有如下的托盤形狀:俯視的輪廓形狀為長方 形，具有沿著該長方形的長邊形成的側(cè)壁部。
[0061] 但是，該變更例的樹脂復(fù)合體A與圖1A所示例的不同，沒有W圍繞外周部那樣的方 式前述側(cè)壁部，在沿著短邊的部位未形成側(cè)壁部。
[0062] 目P，該變更例的樹脂復(fù)合體A具有深度淺的槽形狀。
[0063] 需要說明的是，W下，將沿著前述長方形的長邊的方向（圖1C的縱深方向）稱為長 度方向，將沿著短邊的方向（圖1C的橫向）稱為寬度方向。
[0064] 并且，該變更例的樹脂復(fù)合體AW沿著其寬度方向切斷時(shí)的截面形狀（圖1C的II-II線向視截面)與圖1B所示的形狀相同的方式形成。
[0065] 該變形例的前述忍材料A1與樹脂復(fù)合體A具有大致相同的形狀，具有比樹脂復(fù)合 體A的厚度稍薄的形狀。
[0066] 目P，前述忍材料A1具有:使樹脂復(fù)合體A處于平置狀態(tài)時(shí)為基本水平的底面部Aa; W及從該底面部Aa的寬度方向兩端部W規(guī)定的仰角向外展開地立起的側(cè)壁部Ab。
[0067] 因此，對(duì)于前述忍材料A1，底面部Aa的表面與側(cè)壁部Ab的表面W小于180度的內(nèi)角 鄰接，沿著它們的邊界區(qū)域具備角部Ac。
[0068] 目P，對(duì)于本實(shí)施方式的前述忍材料A1，形成底面部Aa的部位與形成側(cè)壁部Ab的部 位運(yùn)2個(gè)部位通過角部Ac鄰接。
[0069] 另一方面，在底面部Aa的長度方向兩端部未形成側(cè)壁部，因此未形成角部。
[0070] 需要說明的是，對(duì)于該變更例的樹脂復(fù)合體A，在忍材料A1具有從前述側(cè)壁部Ab的 上端緣向外短距離延伸的凸緣部Ad的方面，與圖1A所示例的情況共通。
[0071] 對(duì)于該變更例的樹脂復(fù)合體A，在忍材料A1的兩面層疊有FRP層A2、A2的方面，也與 圖1A所示例的情況共通。
[0072] 對(duì)于該變更例的樹脂復(fù)合體A，在前述凸緣部Ad的外側(cè)端面W外、忍材料的A1的大 致整面被纖維強(qiáng)化樹脂材料覆蓋的方面，也與圖1A所示例的情況共通。
[0073] 而且，對(duì)于該變更例的樹脂復(fù)合體A，在可W僅在忍材料A1的單面具備FRP層A2的 方面，也與圖1A所示例的情況共通。
[0074] 需要說明的是，將發(fā)泡片作為忍材料的樹脂復(fù)合體A不僅是上述示例那樣的托盤 形狀，例如可W為:平坦的片體被折彎加工而成的形狀、W整體成為階梯狀的方式并列配置 多個(gè)直線狀的角部的形狀。
[0075] 前述發(fā)泡片1例如只要能夠通過熱成型等制成Ξ維的形狀，就沒有特別限定。
[0076] 作為構(gòu)成發(fā)泡片的樹脂，沒有特別限定，例如可W舉出聚碳酸醋樹脂、丙締酸系樹 月旨、熱塑性聚醋樹脂、聚苯酸系樹脂、聚甲基丙締酷亞胺