夹层结构体及成型体、以及它们的制造方法技术

夹层结构体，其由皮层和芯层构成，所述皮层使用金属层、由连续纤维和基体树脂(A)形成的纤维增强树脂层(X)、或由不连续纤维和热固性基体树脂(B)形成的纤维增强树脂层(Y)中的至少任一层，所述芯层包含由不连续纤维和基体树脂(C)形成的流动芯层，上述皮层由弯曲弹性模量比上述芯层高的材料形成，并且在上述皮层的至少一部分区域中设置有贯通部。本发明专利技术提供夹层结构体及成型体、以及它们的制造方法，所述夹层结构体质轻、强度高、刚性高且翘曲小,可利用简单的方法在皮层的面外方向上得到形成为高强度的肋等复杂形状的竖立设置部分。

Sandwich structure and molded body, and manufacturing method thereof

A sandwich structure consisting of a layer of cortex and core, which uses a metal layer, a fiber reinforced resin layer (X) formed by a continuous fiber and a matrix resin (A), or a less layer in a fiber reinforced resin layer (Y) formed by a discontinuous fiber and a thermosetting matrix resin (B), and the core layer consists of discontinuous fibers and matrix. The flow core layer formed by the resin (C) is formed by a material with a bending elastic modulus higher than the above core layer, and a perforation part is set in at least part of the cortex. The invention provides a sandwich structure, a forming body, and a manufacturing method. The sandwich structure has light weight, high strength, high rigidity and warpage, and a simple method can be used to get a vertical setting of complex shapes, such as high strength ribs, in the direction of the cortex.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】夹层结构体及成型体、以及它们的制造方法
本专利技术涉及夹层结构体及成型体、以及它们的制造方法，所述夹层结构体质轻、强度高、刚性高，被用作例如个人电脑、OA设备、移动电话等的部件或壳体部分，特别地，即使在具有肋等竖立设置部分的情况下，也能够使得竖立设置部分容易且可靠地以期望的形状、强度进行成型。
技术介绍
当前，随着个人电脑、OA设备、AV设备、移动电话、固定电话、传真机、家电制品、玩具用品等电气·电子设备的便携化的发展，要求进一步小型化、轻质化。为了实现该要求，需要在从外部对构成设备的部件(尤其是壳体)施加负荷的情况下避免壳体大幅度弯曲变形而与内部部件接触、引起破坏，因此，在实现高强度·高刚性化的同时还要求薄壁化。另外，在成型体具有肋、凸台等竖立设置部分的情况下，通过使增强纤维束填充在肋形成部分内从而进行成型，或者通过在成型时将毡(mat)状的增强纤维填充在肋形成部分内从而进行成型。在前者的情况下，往往难以进行例如压制成型等，因此，当利用压制成型等来进行成型时，通常是将无规地配置有不连续增强纤维的热塑性树脂基材用于成型。例如，可采用下述方法：布置配置于成型模具内的由增强纤维和热塑性树脂等基体树脂形成的成型用基材，利用成型模具对其进行压制成型，压制成型时，基材流动至肋形成部内并进行填充而形成肋。在该情况下，可利用压制而精度良好地成型为肋等复杂形状是重要的，而且使增强纤维充分填充至肋形成部内、不产生富含树脂的部分是重要的。为了实现高刚性及薄壁化，有时使用由轻质的芯层和高刚性的皮层形成的夹层结构体，但下述成型体是重要的要素，所述成型体能够利用一次成型等简单方法在皮层的面外方向上设置形成为高强度的肋等复杂形状的竖立设置部分，从而能够作为通用性高的电子部件用的壳体而获得高的成本竞争力。专利文献1(日本特开2012-148443号公报)中记载了“利用压制加工制造肋，在另一成型模具内熔融并利用压制加工而制造面板，将所制造的肋预先加热处理至该热塑性树脂的熔点以上，将所述另一成型模具开模，并将经加热处理的肋载置于所制造的面板上，合模并进行压制加工，由此制造带肋结构的纤维增强树脂件，就该纤维增强树脂件而言，其构成中，形成肋的原材料的重均纤维长度的比例比形成面板的原材料的重均纤维长度的比例低”，并公开了下述效果：“在由纤维增强树脂形成的带肋面板中，在与安装有肋的表面呈相反侧的面板表面上会产生的缩痕(sinkmarks)被有效地消除”。然而，对于专利文献1的结构而言，虽然公开了预先利用不同的成型模具将肋形成部和其他的形成部分进行成型、并通过压制加工从而将两者一体化的技术，但由于是将各自预先成型的构件通过压制加工进行一体化，因此，在经一体化的两构件的边界部分，在存在于该边界部分的内部的增强纤维中容易残留缝隙、界面，有可能得不到由增强纤维带来的充分增强效果。另外，由于在压制加工前预先将两构件进行了成型，因此在压制加工时原材料难以在两构件之间的范围内产生较大的流动，变得难以利用成型用原材料本身的优异流动性(所述流动性通常是在将一般的成型体整体进行压制成型而进行一体成型时所呈现出的)。因此，存在难以容易地成型为期望的三维形状的情况。另外，专利文献2(日本特开2014-172241号公报)中记载了“下述结构：就利用压制而成型、且具有沿面外方向从面形状形成部分立起的至少一个竖立设置部分的成型体而言，该成型体由第1纤维增强热塑性树脂层(其具有增强纤维无规取向的第1增强纤维层)和在其至少一面层叠的第2纤维增强热塑性树脂层(其具有第2增强纤维层)构成，第2纤维增强热塑性树脂层在竖立设置部分中断裂，并且第1增强纤维层在面形状形成部分与竖立设置部分的内部之间连续并进行延伸”，由此，公开了下述效果：“构成成型体的纤维增强热塑性树脂层的增强纤维层在面形状形成部分与竖立设置部分的内部的范围内连续并进行延伸，因此在面形状形成部分与竖立设置部分之间实质上不存在增强纤维层的边界部，能够利用增强纤维的存在来充分地进行增强”。但是，专利文献2的结构中，第2纤维增强热塑性树脂层在竖立设置部分中断裂，第1纤维增强热塑性树脂层的第1增强纤维层为通过该断裂部分而在面形状形成部分与竖立设置部分的内部之间连续并进行延伸的形态，从而存在下述倾向：第2纤维增强热塑性树脂层的强度弱，难以发挥作为壳体等要求高刚性的夹层结构体的皮层的作用。另外，专利文献3(日本特开2013-176984号公报)中记载了：“下述肋结构：使用用于形成肋结构的具有开口部的开口模具和与其相对的相对模具，对包含片状的成型材料(A)(其包含不连续增强纤维和热塑性树脂，并具有一定值以上的浓度参数)和片状的成型材料(B)(其包含不连续增强纤维和热塑性树脂，并具有一定值以下的浓度参数)的预成型体进行压制成型从而制造具有肋结构的成型品时，使上述成型材料(A)的面积为成型品的投影面积的70％以上，且将上述成型材料(B)配置于上述开口部的开口位置，其中，成型材料(A)被配置于成型材料(B)与开口模具之间，成型材料(A)在开口部的投影面的区域中具有贯通部”，并公开了下述效果：“就使用了片状的成型材料的压制成型而言，可得到同时实现了表面外观、尺寸精度、可靠性优异的面板部的形成、和肋结构的形成的纤维增强复合材料的成型品”。但是，对于专利文献3的结构而言，其成为成型材料(A)的贯通部小于肋开口部的宽度的结构，就该结构而言，成型材料B向肋部的填充性有改善的余地。另外，由于表层由不连续增强纤维和热塑性树脂形成，因此表层的刚性·强度也有改善的余地。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-148443号公报专利文献2：日本特开2014-172241号公报专利文献3：日本特开2013-176984号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题鉴于上述现有技术的问题点，本专利技术的目的在于提供夹层结构体及成型体以及其制造方法，所述夹层结构体质轻、强度高、刚性高，特别地，即使在具有肋等竖立设置部的情况下，也能够使得竖立设置部容易且可靠地以期望的形状、强度进行成型，能够利用一次成型等简单方法在皮层的面外方向上得到形成为高强度的肋等复杂形状的竖立设置部。用于解决课题的手段(1)夹层结构体，其特征在于，由皮层和芯层构成，所述皮层使用金属层、由连续纤维和基体树脂(A)形成的纤维增强树脂层(X)、及由不连续纤维和热固性基体树脂(B)形成的纤维增强树脂层(Y)中的至少任一层，所述芯层包含由不连续纤维和基体树脂(C)形成的流动芯层，上述皮层由弯曲弹性模量比上述芯层高的材料形成，并且在上述皮层的至少一部分区域中设置有贯通部。(2)如(1)所述的夹层结构体，其中，上述纤维增强树脂层(X)是由作为连续纤维的单向连续纤维和作为基体树脂(A)的热固性树脂形成的单向纤维增强树脂层、或者由作为连续纤维的连续纤维织物和作为基体树脂(A)的热固性树脂形成的织物纤维增强树脂层，上述皮层是使1层以上的上述单向纤维增强树脂层及/或上述织物纤维增强树脂层进行层叠而得到的层叠体。(3)成型体，其特征在于，在(1)或(2)所述的夹层结构体的面外方向上形成有至少一个竖立设置部，上述竖立设置部是上述芯层的一部分贯穿插入上述贯通部并进行延伸而形成的。(4)如(3)所述的成型体，其中，贯通部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.夹层结构体，其特征在于，由皮层和芯层构成，所述皮层使用金属层、由连续纤维和基体树脂(A)形成的纤维增强树脂层(X)、及由不连续纤维和热固性基体树脂(B)形成的纤维增强树脂层(Y)中的至少任一层，所述芯层包含由不连续纤维和基体树脂(C)形成的流动芯层，所述皮层由弯曲弹性模量比所述芯层高的材料形成，并且在所述皮层的至少一部分区域中设置有贯通部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.28 JP 2015-2565141.夹层结构体，其特征在于，由皮层和芯层构成，所述皮层使用金属层、由连续纤维和基体树脂(A)形成的纤维增强树脂层(X)、及由不连续纤维和热固性基体树脂(B)形成的纤维增强树脂层(Y)中的至少任一层，所述芯层包含由不连续纤维和基体树脂(C)形成的流动芯层，所述皮层由弯曲弹性模量比所述芯层高的材料形成，并且在所述皮层的至少一部分区域中设置有贯通部。2.如权利要求1所述的夹层结构体，其中，所述纤维增强树脂层(X)是由作为连续纤维的单向连续纤维和作为基体树脂(A)的热固性树脂形成的单向纤维增强树脂层、或者由作为连续纤维的连续纤维织物和作为基体树脂(A)的热固性树脂形成的织物纤维增强树脂层，所述皮层是使1层以上的所述单向纤维增强树脂层及/或所述织物纤维增强树脂层进行层叠而得到的层叠体。3.成型体，其特征在于，在权利要求1或2所述的夹层结构体的面外方向上形成有至少一个竖立设置部，所述竖立设置部是所述芯层的一部分贯穿插入所述贯通部并进行延伸而形成的。4.如权利要求3所述的成型体，其中，贯通部设置于非外观设计面侧的皮层的至少一部分。5.如权利要求4所述的成型体，其中，还在外观设计面侧的皮层的至少一部分设置有贯通部，所述外观设计面侧的至少一个所述贯通部与所述非外观设计面侧的至少一个所述贯通部相对地配置。6.如权利要求5所述的成型体，其中，在所述外观设计面侧的贯通部与所述非外观设计面侧的贯通部相对的区域能够透过电波。7.如权利要求3～6中任一项所述的成型体，其中，设置于非外观设计面侧的贯通部中的至少一个的开口面积大于竖立设置部的截面积，所述竖立设置部的截面积是指在距贯穿插入所述贯通部而形成的竖立设置部前端为所述竖立设置部高度的10％的位置处的与所述竖立设置部高度方向相垂直的截面积。8.如权利要求7所述的成型体，其中，在设置于非外观设计面侧的贯通部形成有1个竖立设置部，所述开口面积为所述竖立设置部的截面积的1.1倍～10倍；或者在所述贯通部形成有2个以上的竖立设置部，所述开口面积为所述2个以上的竖立设置部的截面积总和的1.1倍～2倍。9.夹层结构体的制造方法，其特征在于，至少包括以下的工序[1]～工序[3]：[1]在皮层的至少一部分设置贯通部的工序；[2]使...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木英晃，橳岛英树，大西孝幸，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP