结构体制造技术

本发明专利技术涉及的结构体是包含树脂、增强纤维和空隙的结构体，其特征在于，树脂的体积含有率在2.5体积％以上、85体积％以下的范围内，增强纤维的体积含量在0.5体积％以上、55体积％以下的范围内，空隙以10体积％以上、99体积％以下的范围内的比例包含在结构体中，在将增强纤维的长度设为Lf，将结构体的截面方向的增强纤维的取向角度设为θf时，结构体的厚度St满足条件式：St≥Lf2·(1‑cos(θf))，通过JIS K7220测得的结构体的压缩50％时的面内方向的压缩强度为3MPa以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】结构体
本专利技术涉及包含树脂、增强纤维和空隙的结构体。
技术介绍
近年来，关于汽车、航空器、体育制品等产业用制品，对提高轻量性的市场要求逐年增加。为了响应这样的要求，轻量且力学特性优异的纤维增强树脂广泛利用于各种产业用途。具体而言，为了满足轻量性，广泛研究了利用具有空隙的芯材(参照专利文献1)。然而，具有空隙的芯材的所要求的压缩特性、力学特性很差。因此，在利用具有空隙的芯材的情况下，为了弥补不足的特性，必须进行在芯材的外周配置刚性高的表皮层等的制品设计。然而，这样设计出的制品的重量必然增加。即，作为结果，即使可以实现制品的轻量化，其贡献也非常受限。另一方面，具有空隙的发泡材料除了轻量性以外还具有绝热性、隔音性、能量吸收性等特性，因此广泛利用于各种产业用途(专利文献2～4)。然而，与芯材同样地，具有空隙的发泡材料也在压缩特性方面比其它结构体差，因此在作为结构体单独使用时有限制。如上，提供轻量性和压缩特性优异的结构体成为当务之急。此外，包含空隙、纤维的结构体也是除了轻量性以外还具有绝热性、隔音性、能量吸收性等特性，因此广泛利用于各种产业用途(专利文献5、6)。然而，与芯材同样地，包含空隙、纤维的结构体也在力学特性方面比其它结构构件差，因此在作为结构体单独使用时有限制。如上，提供轻量性和力学特性、特别是冲击特性优异的结构体成为当务之急。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/162873号专利文献2：日本特开2015-193723号公报专利文献3：日本特开2014-208420号公报专利文献4：日本专利第3837814号公报专利文献5：日本特开2003-25456号公报专利文献6：日本专利第3356451号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术是鉴于上述课题而提出的，其目的是提供轻量性和压缩特性优异的结构体。此外，本专利技术的其它目的是提供轻量性和冲击特性优异的结构体。用于解决课题的手段本专利技术的第1方案涉及的结构体是包含树脂、增强纤维和空隙的结构体，其特征在于，上述树脂的体积含有率在2.5体积％以上、85体积％以下的范围内，上述增强纤维的体积含量在0.5体积％以上、55体积％以下的范围内，上述空隙以10体积％以上、99体积％以下的范围内的比例包含在上述结构体中，在将上述增强纤维的长度设为Lf，将上述结构体的截面方向的上述增强纤维的取向角度设为θf时，上述结构体的厚度St满足条件式：St≥Lf2·(1-cos(θf))，按照JISK7220测得的上述结构体的压缩50％时的面内方向的压缩强度为3MPa以上。本专利技术的第1方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述结构体的面外方向的压缩强度为10MPa以上。本专利技术的第1方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，在将上述结构体的弯曲弹性模量设为Ec，将上述结构体的比重设为ρ时，由Ec1/3·ρ-1表示的上述结构体的比弯曲弹性模量在3以上、20以下的范围内，并且，上述结构体的弯曲弹性模量Ec为3GPa以上。本专利技术的第2方案涉及的结构体是包含树脂、增强纤维和空隙的结构体，其特征在于，上述树脂的体积含有率在2.5体积％以上、85体积％以下的范围内，上述增强纤维的体积含量在0.5体积％以上、55体积％以下的范围内，上述空隙以10体积％以上、99体积％以下的范围内的比例包含在上述结构体中，在将上述增强纤维的长度设为Lf，将上述结构体的截面方向的上述增强纤维的取向角度设为θf时，上述结构体的厚度St满足条件式：St≥Lf2·(1-cos(θf))，在将上述结构体的冲击强度设为Ac，将上述结构体的比重设为ρ时，由Ac·ρ-1表示的上述结构体的比冲击强度在4以上、30以下的范围内，并且，上述结构体的冲击强度为2kJ/m2以上。本专利技术的第2方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述结构体的比冲击强度在7以上、20以下的范围内，并且，上述结构体的冲击强度为3kJ/m2以上。本专利技术的第1或第2方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述结构体的比重ρ为0.9g/cm3以下。本专利技术的第1或第2方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述结构体的从表面开始到厚度方向的中点位置为止的30％以内的部分中的空隙率在0体积％以上、小于10体积％的范围内，剩余部分的空隙率在10体积％以上、99体积％以下的范围内。本专利技术的第1或第2方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述增强纤维被树脂被覆，上述树脂的厚度在1μm以上、15μm以下的范围内。本专利技术的第1或第2方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述增强纤维不连续，呈大致单丝状并且无规地分散。本专利技术的第1或第2方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述结构体中的增强纤维的取向角度θf为3°以上。本专利技术的第1或第2方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述增强纤维的质量平均纤维长度在1mm以上、15mm以下的范围内。本专利技术的第1或第2方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述增强纤维为碳纤维。本专利技术的第1或第2方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述树脂包含至少1种热塑性树脂。本专利技术的第1或第2方案涉及的结构体，其特征在于，在上述专利技术中，上述树脂包含至少1种热固性树脂。专利技术的效果根据本专利技术涉及的结构体，可以提供轻量性和压缩特性优异的结构体。此外，根据本专利技术涉及的结构体，可以提供轻量性和冲击特性优异的结构体。附图说明图1是表示本专利技术的第1和第2方案涉及的结构体的截面结构的示意图。图2是表示本专利技术中使用的增强纤维毡中的增强纤维的分散状态的一例的示意图。图3是表示本专利技术的第1和第2方案涉及的结构体的面方向和厚度方向的截面结构的一例的示意图。图4是表示结构体的从表面开始到厚度方向的中点位置为止的30％以内的部分和剩余部分的图。图5是表示结构体的从表面开始到厚度方向的中点位置为止的30％以内的部分和剩余部分的图。图6为表示增强纤维毡的制造装置的一例的示意图。具体实施方式以下，对本专利技术的第1和第2方案涉及的结构体进行说明。〔第1方案〕首先，对本专利技术的第1方案涉及的结构体进行说明。图1是表示本专利技术的第1和第2方案涉及的结构体的截面结构的示意图。如图1所示，本专利技术的第1方案涉及的结构体1由树脂2、增强纤维3和空隙4构成。这里，作为树脂2，可以例示热塑性树脂、热固性树脂。此外，在本专利技术中，可以将热固性树脂与热塑性树脂掺混，在该情况下，将构成树脂的成分之中的占据超过50质量％的量的成分作为树脂的名称。在本专利技术中的1个方案中，优选树脂2包含至少1种以上热塑性树脂。作为热塑性树脂，可以例示选自“聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、液晶聚酯等聚酯、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等聚烯烃、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等聚芳撑硫醚、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)、聚四氟乙烯等氟系树脂、液晶聚合物(LCP)”等结晶性树脂、“苯乙烯系树脂、以及聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPE)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构体，其特征在于，是包含树脂、增强纤维和空隙的结构体，所述树脂的体积含有率在2.5体积％以上、85体积％以下的范围内，所述增强纤维的体积含量在0.5体积％以上、55体积％以下的范围内，所述空隙以10体积％以上、99体积％以下的范围内的比例包含在所述结构体中，在将所述增强纤维的长度设为Lf，将所述结构体的截面方向的所述增强纤维的取向角度设为θf时，所述结构体的厚度St满足条件式：St≥Lf2·(1‑cos(θf))，按照JIS K7220测得的所述结构体的压缩50％时的面内方向的压缩强度为3MPa以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.25 JP 2015-254941;2015.12.25 JP 2015-255381.一种结构体，其特征在于，是包含树脂、增强纤维和空隙的结构体，所述树脂的体积含有率在2.5体积％以上、85体积％以下的范围内，所述增强纤维的体积含量在0.5体积％以上、55体积％以下的范围内，所述空隙以10体积％以上、99体积％以下的范围内的比例包含在所述结构体中，在将所述增强纤维的长度设为Lf，将所述结构体的截面方向的所述增强纤维的取向角度设为θf时，所述结构体的厚度St满足条件式：St≥Lf2·(1-cos(θf))，按照JISK7220测得的所述结构体的压缩50％时的面内方向的压缩强度为3MPa以上。2.根据权利要求1所述的结构体，其特征在于，所述结构体的面外方向的压缩强度为10MPa以上。3.根据权利要求1或2所述的结构体，其特征在于，在将所述结构体的弯曲弹性模量设为Ec，将所述结构体的比重设为ρ时，由Ec1/3·ρ-1表示的所述结构体的比弯曲弹性模量在3以上、20以下的范围内，并且，所述结构体的弯曲弹性模量Ec为3GPa以上。4.一种结构体，其特征在于，是包含树脂、增强纤维和空隙的结构体，所述树脂的体积含有率在2.5体积％以上、85体积％以下的范围内，所述增强纤维的体积含量在0.5体积％以上、55体积％以下的范围内，所述空隙以10体积％以上、99体积％以下的范围内的比例包含在所述结构体中，在将所述增强纤维的长度设为Lf，将所述结构体的截面方向的所述增强纤维的取向角度设为θf时，所述结构体的厚度S...

【专利技术属性】
技术研发人员：筿原光太郎，武部佳树，本间雅登，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP