车辆用碳纤维增强塑料复合金属板和车辆用面板制造技术

[课题]在抑制成本的增加的同时实现强度、刚度及振动衰减性的提高以及轻量化。[解决方案]本发明专利技术的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板具备：特定的金属板；以及混合树脂层，其设于所述金属板的单面或者两面的至少一部分，包含碳纤维增强塑料层和树脂层，该碳纤维增强塑料层由包含特定的基体树脂和存在于该基体树脂中的碳增强纤维的多个层构成，该树脂层位于所述碳纤维增强塑料层的任意层间或者所述碳纤维增强塑料层与所述金属板的界面中的至少任一者，包含与所述基体树脂不同的杨氏模量小于1GPa并且损耗系数为0.01以上的树脂。1GPa并且损耗系数为0.01以上的树脂。1GPa并且损耗系数为0.01以上的树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车辆用碳纤维增强塑料复合金属板和车辆用面板


[0001]本专利技术涉及车辆用碳纤维增强塑料复合金属板和车辆用面板。

技术介绍

[0002]近年来，以提高燃料效率为目的，车辆(特别是汽车)要求轻量化。在作为汽车所使用的金属板面板的一例的钢板面板中，轻量化的实现与振动衰减性及刚度的确保处于此消彼长的关系。因此，在以钢板单体推进轻量化的情况下，只能使钢板变薄，但刚度及振动衰减性降低。
[0003]另一方面，使基体树脂中含有增强纤维(例如玻璃纤维、碳纤维等)并复合化而成的纤维增强塑料(FRP：Fiber Reinforced Plastics)轻量且拉伸强度、加工性等优异。其中，使用碳纤维作为增强纤维的碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)由于碳纤维的强度而特别轻量，拉伸强度特别优异，因此在以汽车构件为代表的各种用途中是有希望的材料。
[0004]因此，例如在以下的专利文献1中，进行了通过以单体的形式利用CFRP、且变更CFRP中的碳增强纤维的取向性来提高振动衰减性的尝试。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2017
‑
7514号公报
[0008]专利文献2：日本特开2014
‑
162848号公报
[0009]专利文献3：日本特开2001
‑
253371号公报

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的问题
[0011]然而，上述专利文献1中使用的CFRP通常昂贵，在仅利用CFRP制造汽车构件的情况下，成为成本上升的主要原因。
[0012]在此，汽车中所使用的面板的振动衰减性基于(1)由刚度提高带来的振动输入量的减少和(2)构件的振动衰减性的增加这两个观点来实现。CFRP是刚度高、具有振动衰减性的原材料，因此认为，通过仅对为了轻量化而减薄、刚度降低的钢板中的需要的部分复合化CFRP，与钢板单体的情况相比，能够提高刚度，并且抑制成本，同时谋求作为构件整体的轻量化。
[0013]为了对面板那样的弯曲的形状粘贴CFRP而提高刚度，重要的是使CFRP中的纤维沿弯曲方向(R方向)取向。然而，此时，虽然在R方向上确保刚度，振动衰减性提高，但仅强调该方向性的振动衰减性，认为无法衰减来自各方向的振动。
[0014]另外，CFRP被视为高刚度且振动衰减性也高的材料，但与通常的橡胶等弹性体相比，损耗系数低。因此，仅通过将CFRP与金属板贴合，无法确保振动衰减性。
[0015]进而，若仅单纯地将金属与振动衰减性高的CFRP复合化，则振动衰减性不会提高，
因此也进行了在金属与CFRP之间、或在CFRP之间插入衰减性高的树脂来提高振动衰减性的尝试(例如，参照上述专利文献2和专利文献3)。然而，关于CFRP中的衰减性高的树脂层的存在位置，尚未进行研究，关于振动衰减性的提高，存在改善的余地。
[0016]因此，本专利技术是鉴于上述问题而完成的，本专利技术的目的在于，提供一种能够在抑制成本的增加的同时实现强度、刚度及振动衰减性的提高以及轻量化的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板和车辆用面板。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]本专利技术人等为了解决上述问题，对用于确保强度以及刚度与振动衰减性这两者的方法进行了深入研究。此时，构思了如下主旨：通过使具有特定的杨氏模量和损耗系数的树脂层偏向存在于由多个层构成的CFRP层中、或插入到CFRP各层之间，能够确保强度以及刚度与振动衰减性这两者。
[0019]基于该见解而完成的本专利技术的要旨如下所述。
[0020](1)一种车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，该车辆用碳纤维增强塑料复合金属板具备：特定的金属板；以及混合树脂层，其设于所述金属板的单面或者两面的至少一部分，包含碳纤维增强塑料层和树脂层，该碳纤维增强塑料层由包含特定的基体树脂和存在于该基体树脂中的碳增强纤维的多个层构成，该树脂层位于所述碳纤维增强塑料层的任意层间或者所述碳纤维增强塑料层与所述金属板的界面中的至少任一者，包含与所述基体树脂不同的杨氏模量小于1.5GPa并且损耗系数为0.01以上的树脂。
[0021](2)根据(1)所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，还具备特定的第2金属板，所述混合树脂层被所述金属板和所述第2金属板夹持。
[0022](3)根据(1)或(2)所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，在将所述混合树脂层沿厚度方向切断时的截面中，所述树脂层的面积占所述混合树脂层的整体的面积的比例为5％以上且60％以下。
[0023](4)根据(1)～(3)中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，在将所述混合树脂层沿厚度方向切断时的截面中，基于距中立面的距离而规定的所述树脂层的偏心率为5％以上且65％以下。
[0024](5)根据(1)～(3)中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，在将所述混合树脂层沿厚度方向切断时的截面中，所述树脂层偏向存在于靠近中立面的一侧。
[0025](6)根据(1)～(5)中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，所述杨氏模量小于1.5GPa并且损耗系数为0.01以上的树脂是热塑性聚酯弹性体、改性有机硅树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂或者聚酯树脂中的至少任一种。
[0026](7)根据(1)～(6)中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，所述基体树脂是苯氧树脂或者环氧树脂。
[0027](8)根据(1)～(7)中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，所述碳增强纤维是沥青系碳增强纤维。
[0028](9)根据(1)～(8)中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，所述车辆用碳纤维增强塑料复合金属板的整体的厚度在0.40mm以上且3.00mm以下的范围内，所述金属板的厚度相对于所述混合树脂层的厚度的比率为0.10以上且4.00以下。
[0029](10)根据(1)～(9)中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，在
从厚度方向的上方观察所述车辆用碳纤维增强塑料金属板时，所述金属板的投影面积相对于所述混合树脂层的投影面积的比率为1.0以上且20.0以下。
[0030](11)根据(1)～(10)中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，所述混合树脂层被复合化的位置为所述金属板的至少一个角部。
[0031](12)根据(1)～(10)中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，所述混合树脂层被复合化的位置为所述金属板的大致中央部分。
[0032](13)根据(1)～(10)中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，所述混合树脂层被复合化的位置为所述金属板的至少一个角部和所述金属板的大致中央部分。
[0033](14)根据(1)～(13)中任一项所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其具备：特定的金属板；以及混合树脂层，其设于所述金属板的单面或者两面的至少一部分，包含碳纤维增强塑料层和树脂层，所述碳纤维增强塑料层由包含特定的基体树脂和存在于该基体树脂中的碳增强纤维的多个层构成，所述树脂层位于所述碳纤维增强塑料层的任意层间或者所述碳纤维增强塑料层与所述金属板的界面中的至少任一者，包含与所述基体树脂不同的杨氏模量小于1.5GPa并且损耗系数为0.01以上的树脂。2.根据权利要求1所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其还具备特定的第2金属板，所述混合树脂层被所述金属板和所述第2金属板夹持。3.根据权利要求1或2所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，在将所述混合树脂层沿厚度方向切断时的截面中，所述树脂层的面积在所述混合树脂层的整体的面积中所占的比例为5％以上且60％以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，在将所述混合树脂层沿厚度方向切断时的截面中，基于距中立面的距离而规定的所述树脂层的偏心率为5％以上且65％以下。5.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，在将所述混合树脂层沿厚度方向切断时的截面中，所述树脂层偏向存在于靠近中立面的一侧。6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，所述杨氏模量小于1.5GPa并且损耗系数为0.01以上的树脂是热塑性聚酯弹性体、改性有机硅树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂或者聚酯树脂中的至少任一种。7.根据权利要求1～6中任一项所述的车辆用碳纤维增强塑料复合金属板，其中，所述基体树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：臼井雅史，茨木雅晴，祢宜教之，中井雅子，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：