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公開番号2025130910
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024028299
出願日2024-02-28
発明の名称サンドイッチ構造体
出願人東レ株式会社
代理人
主分類B32B 5/26 20060101AFI20250902BHJP(積層体)
要約【課題】
繊維強化樹脂を用いたサンドイッチ構造体の断熱性を高める。
【解決手段】
1～15mmの高剛性繊維を0.1～10体積%を含み、該高剛性繊維がネットワークを形成してなる芯材(II)の両面に、繊維強化樹脂層(I)が接合されてなり、面内熱伝導率が0.2～200W/m・K、面外熱伝導率が0.001～0.15W/m・Kであるサンドイッチ構造体。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
１～１５ｍｍの高剛性繊維を０．１～１０体積％を含み、該高剛性繊維がネットワークを形成してなる芯材（ＩＩ）の両面に、繊維強化樹脂層（Ｉ）が接合されてなり、面内熱伝導率が０．２～２００Ｗ／ｍ・Ｋ、面外熱伝導率が０．００１～０．１５Ｗ／ｍ・Ｋであるサンドイッチ構造体。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記繊維強化樹脂層（Ｉ）における強化繊維の面外角度に対して、前記芯材（ＩＩ）における高剛性繊維の面外角度が１～１０°大きい、請求項１に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項３】
前記芯材（ＩＩ）が１０～９０体積％の空隙を含む、請求項１または２に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項４】
芯材（ＩＩ）における、繊維強化樹脂層（Ｉ）との接合界面から１００μｍの範囲の空隙率が、芯材（ＩＩ）における厚み方向中央部の空隙率に対して１０～５０％である、請求項１または２に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項５】
前記高剛性繊維は、繊維数１～１００本の繊維束が８０～１００％を占める、請求項１または２に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項６】
前記高剛性繊維が５％熱分解温度３００℃以上の熱可塑性樹脂で被覆されている、請求項１または２に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項７】
前記高剛性繊維が、融点３００℃以上の熱可塑性樹脂で被覆されている、請求項６に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項８】
前記高剛性繊維が炭素繊維である、請求項１または２に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項９】
前記繊維強化樹脂層（Ｉ）が連続繊維と熱可塑性樹脂からなる、請求項１または２に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項１０】
前記繊維強化樹脂層（Ｉ）を構成する熱可塑性樹脂の融点が３００℃以上である、請求項９に記載のサンドイッチ構造体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高剛性性繊維を含む芯材と繊維強化樹脂層からなるサンドイッチ構造体に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、自動車、航空機、電子機器等の産業用製品において、優れた機械特性を有する材料として、繊維強化樹脂層をスキン層とするサンドイッチ構造体が提案されている。例えば、特許文献１には、発泡樹脂からなる芯材を炭素繊維強化熱可塑性樹脂で挟み込んだサンドイッチ構造体の発明が記載されている。また、特許文献２では、高剛性の強化繊維がランダムに配向した基材を含む繊維強化樹脂を芯材にも用いることでさらに剛性を高めたサンドイッチ構造体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－０８３３６５号公報
国際公開２０１５／０２９６３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、高剛性の強化繊維は炭素繊維や金属繊維等熱伝導性が高いものが多い。そのため、サンドイッチ構造体における高剛性の強化繊維の量を増やせば増やすほど熱伝導性が高まる傾向があり、断熱性が要求される用途には適さなくなるという課題があった。本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、繊維強化樹脂を用いたサンドイッチ構造体の断熱性を高めることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明は、高剛性性繊維を０．１～１０体積％を含む芯材（ＩＩ）の両面に、繊維強化樹脂層（Ｉ）を積層してなるサンドイッチ構造体であって、面内熱伝導率が０．２～２００Ｗ／ｍ・Ｋ、面外熱伝導率が０．００１～０．１５Ｗ／ｍ・Ｋであり、前記芯材（ＩＩ）は１～１５ｍｍの複数の高剛性性繊維が実質的に接触するネットワークを形成してなるサンドイッチ構造体である。
【０００６】
なお、本明細書において「～」はその両端の数値を含む数値範囲を表す記号として用いる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、繊維強化樹脂を用いることで軽量かつ力学特性に優れるとともに、断熱性が良好なサンドイッチ構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明のサンドイッチ構造体の一実施形態を示す模式図
本発明の繊維の面外角度の測定方法を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のサンドイッチ構造体は、高剛性繊維がネットワークを形成してなる芯材（ＩＩ）の両面に、繊維強化樹脂層（Ｉ）が接合されてなる。このように、繊維強化樹脂層（Ｉ）によって芯材（ＩＩ）が挟まれた状態で接合されている以上、心材（ＩＩ）と繊維強化樹脂層（Ｉ）の間に第三の層が介在していてもよい。
【００１０】
芯材（ＩＩ）は、繊維長は１～１５ｍｍの高剛性繊維を０．１～１０体積％含む。そして、この高剛性繊維は、芯材（ＩＩ）中においてネットワークを形成している。高剛性繊維がネットワークを形成する、とは、高剛性繊維同士の接点で樹脂などが繊維同士を結着することによって３次元構造を形成することを意味する。これにより、軽量性と力学特性が向上する。このようなネットワークは、例えば、加圧により圧縮状態とされた高剛性繊維の接点を結着している樹脂を加熱等により軟化させ、高剛性繊維の弾性に由来する起毛力によってさせることによって形成することが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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