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公開番号2024056588
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2022163600
出願日2022-10-11
発明の名称成形体及びその製造方法
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B29C 70/42 20060101AFI20240416BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】本発明は、強度に優れる成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】連続繊維強化樹脂を含む第1及び第2の板状部材を含む成形体であり、(I)樹脂を含む第3及び第4の部材をさらに有し、第1の板状部材と第2の板状部材とは、それぞれの一辺同士が接して溝状部を形成しており、第3の部材は溝状部において、第4の部材は溝状部以外の部分において、それぞれ第1及び第2の板状部材の両方に接合している、構造;及び/又は(II)樹脂を含む第5の部材をさらに有し、第1の板状部材と第2の板状部材とは、それぞれの主面の一部がオーバーラップして接合し、かつ貫通孔を有しているオーバーラップ部分を有し、第5の部材はオーバーラップ部分の貫通孔を貫通して第1及び第2の板状部材の両方に接合している、構造を有し、各部材間の接合面積が特定の関係式をみたすことを特徴とする、成形体。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
連続強化繊維を含む連続繊維強化樹脂を含む、第１の板状部材及び第２の板状部材を含む成形体であり、
以下の構造：
（Ｉ）樹脂を含む、１つ又は複数の第３の部材及び１つ又は複数の第４の部材をさらに有し、
前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とは、前記第１の板状部材の一辺と前記第２の板状部材の一辺とが接するように配置されて、前記第１の板状部材の一辺を含む側面と前記第２の板状部材の一辺を含む側面とからなる溝状部を形成しており、
各前記第３の部材は、前記溝状部の少なくとも一部において、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の両方に接合しており、
各前記第４の部材は、前記溝状部以外の部分において、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の両方に接合している、構造；及び／又は
（ＩＩ）樹脂を含む１つ又は複数の第５の部材をさらに有し、
前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とは、それぞれの主面の一部がオーバーラップして接合しているオーバーラップ部分を有し、該オーバーラップ部分は１つ又は複数の貫通孔ｈ
１２
を有し、
各前記第５の部材は、前記オーバーラップ部分の前記１つ又は複数の貫通孔ｈ
１２
を介して前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材を貫通して、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の両方に接合している、構造
を有し、
下記式で求められる値Ａが２．０以上であることを特徴とする、成形体。
Ａ＝｛（Ｓ
３１
＋Ｓ
３２
＋Ｓ
４１
＋Ｓ
４２
）＋（Ｓ
１２
＋Ｓ
５１
＋Ｓ
５２
）｝／｛（Ｓ
３１
＋Ｓ
３２
）＋Ｓ
１２
｝
式中、
Ｓ
３１
は、各前記第３の部材と前記第１の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
３２
は、各前記第３の部材と前記第２の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
４１
は、各前記第４の部材と前記第１の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
４２
は、各前記第４の部材と前記第２の板状部材との接合面積の合計
、
Ｓ
１２
は、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
５１
は、各前記第５の部材と前記第１の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
５２
は、各前記第５の部材と前記第２の板状部材との接合面積の合計
を表す。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記構造（Ｉ）において、前記第１の板状部材が１つ又は複数の貫通孔ｈ
１
を有し、且つ／又は前記第２の板状部材が１つ又は複数の貫通孔ｈ
２
を有し、
前記第４の部材が、前記貫通孔ｈ
１
を介して前記第１の板状部材を貫通している、且つ／又は前記貫通孔ｈ
２
を介して前記第２の板状部材を貫通している、請求項１に記載の成形体。
【請求項３】
前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とが、同じ１枚の板状部材の一部が屈曲されてなる、請求項１又は２に記載の成形体。
【請求項４】
前記構造（Ｉ）において、前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材に含まれる樹脂と、前記第３の部材及び前記第４の部材に含まれる樹脂とが同種であり、
前記構造（ＩＩ）において、前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材に含まれる樹脂と、前記第５の部材に含まれる樹脂とが同種である、
請求項１又は２に記載の成形体。
【請求項５】
前記構造（Ｉ）において、前記第３の部材及び前記第４の部材が、不連続強化繊維を含む不連続繊維強化樹脂を含み、
前記構造（ＩＩ）において、前記第５の部材が、不連続強化繊維を含む不連続繊維強化樹脂を含む、
請求項１又は２に記載の成形体。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の成形体の製造方法であり、
連続強化繊維を含む連続繊維強化樹脂を予熱し、予熱した前記連続繊維強化樹脂を成形体用金型内に設置し、型締めして第１の板状部材及び第２の板状部材を成形した後、
前記成形体用金型内に樹脂を射出して第３の部材及び第４の部材を成形すること、及び／又は、前記成形体用金型内に樹脂を射出して第５の部材を成形すること
を含む
ことを特徴とする、成形体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形体及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【背景技術】
【０００２】
連続繊維で強化された連続繊維強化樹脂は、軽量で且つ高い機械的強度を有していることから、近年、自動車分野、船舶分野、航空分野、医療分野等の軽量性及び高い機械的強度が求められている分野において、使用が拡大されている。
【０００３】
連続繊維強化樹脂基材は、通常、板状である。そのため、連続繊維強化樹脂基材から箱型等の立体的な形状の成形体を成形する際には、連続した強化繊維が形状に追従せず、折曲した部分で繊維が引き伸ばされることにより、機械的強度の低下が生じるという問題があった。また、成形体の角部等を形成する部分で余剰が生じる等の問題があった。
この余剰部分をなくす方法として、連続繊維強化樹脂基材を切出加工した後、切断箇所を接合することにより、成形体を成形する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、成形体は、機械的強度等の観点から、１枚の基材で成形することが望ましいが、自動車部材のような比較的大型の成形体を成形する場合、１枚の基材を用意するには、重量や取り扱いやすさ、コストの点から製造可能な大きさに限度がある。
そこで、小さい基材を複数枚並べてオーバーラップさせて接合することにより、大型の成形体を成形する方法が知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５２７２４１８号公報
特許第６９７２５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、連続繊維強化樹脂基材を切出加工した後、切断箇所を接合する方法では、切断箇所で繊維の破断、配向の乱れ等が生じ、局所的な機械的強度の低下が生じるという問題があった。
また、複数枚の基材を並べて接合することにより得られた成形体においても、機械的強度の点で更なる改良の余地がある。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、強度に優れる成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち、本発明は、下記に示すとおりである。
［１］
連続強化繊維を含む連続繊維強化樹脂を含む、第１の板状部材及び第２の板状部材を含む成形体であり、
以下の構造：
（Ｉ）樹脂を含む、１つ又は複数の第３の部材及び１つ又は複数の第４の部材をさらに有し、
前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とは、前記第１の板状部材の一辺と前記第２の板状部材の一辺とが接するように配置されて、前記第１の板状部材の一辺を含む側面と前記第２の板状部材の一辺を含む側面とからなる溝状部を形成しており、
各前記第３の部材は、前記溝状部の少なくとも一部において、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の両方に接合しており、
各前記第４の部材は、前記溝状部以外の部分において、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の両方に接合している、構造；及び／又は
（ＩＩ）樹脂を含む１つ又は複数の第５の部材をさらに有し、
前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とは、それぞれの主面の一部がオーバーラップして接合しているオーバーラップ部分を有し、該オーバーラップ部分は１つ又は複数の貫通孔ｈ
１２
を有し、
各前記第５の部材は、前記オーバーラップ部分の前記１つ又は複数の貫通孔ｈ
１２
を介して前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材を貫通して、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の両方に接合している、構造
を有し、
下記式で求められる値Ａが２．０以上であることを特徴とする、成形体。
Ａ＝｛（Ｓ
３１
＋Ｓ
３２
＋Ｓ
４１
＋Ｓ
４２
）＋（Ｓ
１２
＋Ｓ
５１
＋Ｓ
５２
）｝／｛（Ｓ
３１
＋Ｓ
３２
）＋Ｓ
１２
｝
式中、
Ｓ
３１
は、各前記第３の部材と前記第１の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
３２
は、各前記第３の部材と前記第２の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
４１
は、各前記第４の部材と前記第１の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
４２
は、各前記第４の部材と前記第２の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
１２
は、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
５１
は、各前記第５の部材と前記第１の板状部材との接合面積の合計、
Ｓ
５２
は、各前記第５の部材と前記第２の板状部材との接合面積の合計
を表す。
［２］
前記構造（Ｉ）において、前記第１の板状部材が１つ又は複数の貫通孔ｈ
１
を有し、且つ／又は前記第２の板状部材が１つ又は複数の貫通孔ｈ
２
を有し、
前記第４の部材が、前記貫通孔ｈ
１
を介して前記第１の板状部材を貫通している、且つ／又は前記貫通孔ｈ
２
を介して前記第２の板状部材を貫通している、［１］に記載の成形体。
［３］
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、強度に優れる成形体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１（ａ）は、構造（Ｉ）を有する本実施形態の成形体の一例を示す、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の成形体の第１の板状部材と第２の板状部材との配置、及び溝状部を示す図である。図１（ｃ１）及び（ｃ２）は、貫通孔を有する構造（Ｉ）を有する本実施形態の成形体の一例を示す図である。図１（ｃ１）は、第２の板状部材の厚み方向から見た概略平面図であり、図１（ｃ２）は、図１（ｃ１）の成形体の、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図である。
図２は、構造（ＩＩ）を有する本実施形態の成形体の一例を示す図である。図２（ａ１）は、第２の板状部材の厚み方向から見た成形体の概略平面図であり、図２（ａ２）は、図２（ａ１）の成形体の、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図である。
図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例１及び２の成形体を示す、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図である。
図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例３及び４の成形体を示す、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図である。
図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例５及び比較例１の成形体を示す、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図である。
図６（ａ１）及び（ａ２）は、実施例６の成形体を示す図であり、図２（ａ１）は、第２の板状部材の厚み方向から見た概略平面図であり、図２（ａ２）は、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図である。また、図６（ｂ１）及び（ｂ２）は、実施例７の成形体を示す図であり、図２（ｂ１）は、第２の板状部材の厚み方向から見た概略平面図であり、図２（ｂ２）は、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図である。
図７（ａ１）及び（ａ２）は、実施例８の成形体を示す図であり、図７（ａ１）は、第２の板状部材の厚み方向から見た概略平面図であり、図７（ａ２）は、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図である。また、図７（ｂ１）及び（ｂ２）は、実施例９の成形体を示す図であり、図７（ｂ１）は、第２の板状部材の厚み方向から見た概略平面図であり、図７（ｂ２）は、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図である。
図８（ａ１）は、実施例１０の成形体の製造に用いた連続繊維強化樹脂基材の形状を示す概略平面図である。図８（ａ２）は、実施例１０の成形体の、第１の板状部材及び第２の板状部材の厚み方向概略断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ２）の構造（ＩＩ）の部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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