(57)【要約】【課題】  強度を保ちつつ、フロントグリルの錆びを抑え、腐食防止のためのメッキが不要な車両のフロントグリル用多孔構造体を提供する。【解決手段】  熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる基材を有し、一方の端面から他方の端面へ貫通する複数の貫通孔が形成されてなる多孔構造体であって、一方の端面および他方の端面において、複数の貫通孔の開口総面積が、端面の総面積の１０〜９０％であり、複合材料が炭素繊維を５〜６０重量％含有しており、繊維長さが０．０５〜１．０ｍｍである炭素繊維の割合が、炭素繊維全体に対し７０重量％以上である車両のフロントグリル用多孔構造体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる基材を有し、一方の端面から他方の端面へ貫通する複数の貫通孔が形成されてなる多孔構造体であって、
一方の端面および他方の端面において、複数の貫通孔の開口総面積が、端面の総面積の１０〜９０％であり、複合材料が炭素繊維を５〜６０重量％含有しており、繊維長さが０．０５〜１．０ｍｍである炭素繊維の割合が、炭素繊維全体に対し７０重量％以上である車両のフロントグリル用多孔構造体。
【請求項２】
複合材料が、第１の熱可塑性樹脂、第２の熱可塑性樹脂および炭素繊維からなり、第２の熱可塑性樹脂から構成される海相内に、第１の熱可塑性樹脂から構成される島相が分散している構造を有する請求項１に記載の車両のフロントグリル用多孔構造体。
【請求項３】
フロントグリルが、枠体、または、空間を仕切る仕切部を有する請求項１または２に記載の車両のフロントグリル用多孔構造体。
【請求項４】
枠体、または、空間を仕切る仕切部が、易めっき部また塗装、電飾、フィルムラッピングを有する請求項３に記載の車両のフロントグリル用多孔構造体。
【請求項５】
塗装が、フッ素塗装であることを特長とする請求項４に記載の両のフロントグリル用多孔構造体。
【請求項６】
枠体、または、空間を仕切る仕切部が、単一平面、または、曲面を有する請求項３〜５のいずれかに記載の車両のフロントグリル用多孔構造体。
【請求項７】
フロントバンパーと一体化した請求項６に記載の車両のフロントグリル用多孔構造体。
【請求項８】
車両が、自動車、または、自動２輪車である請求項１〜７のいずれかに記載の車両のフロントグリル用多孔構造体。
【請求項９】
金属金型、レーザー光線、または、ジェット水流のいずれかを用いて、請求項１〜８のいずれかに記載のフロントグリル用多孔構造体の貫通孔を形成する車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法。
【請求項１０】
芯成分が炭素繊維からなり鞘成分が第１の熱可塑性樹脂からなる芯鞘構造を有するペレットと、所定の温度にて第１の熱可塑性樹脂よりも高い粘度を有する第２の熱可塑性樹脂とを溶融し、混練して複合材料を製造する請求項９に記載の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法。
【請求項１１】
第２の熱可塑性樹脂の融点をＴ２とするとき、溶融された第１の熱可塑性樹脂からなる芯鞘構造を有するペレットおよび第２の熱可塑性樹脂を、Ｔ２＋１０〜Ｔ２＋７０℃の温度で混練して複合材料を製造する請求項１０に記載の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法。
【請求項１２】
金属金型、レーザー光線またはジェット水流のいずれかを用いて、請求項３に記載のフロントグリル用多孔構造体の貫通孔を形成するフロントグリル用多孔構造体の製造方法であって、枠体、または、空間を仕切る仕切部が、単一平面、または、曲面を有する車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法。
【請求項１３】
フロントグリルと、フロントバンパーを、熱プレス成形、熱曲げ加工成形、または、真空成形により、一体化させる請求項１２に記載の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法。
【請求項１４】
フロントグリルと、フロントバンパーを、真空成形、または、熱プレスして、一体成型する請求項１２に記載の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法。
【請求項１５】
車両が、自動車、または、自動２輪車である請求項９〜１４のいずれかに記載の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のフロントグリル用多孔構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車およびバイクに使用されるフィルター、梱包体、断熱材、防振材、防音材などの用途には、金属材料からなる多孔体が用いられてきた。例えば、車の排気ガス中の粉塵を除去するために、金属製のワイヤメッシュフィルターやパンチングメタルを用いることが記載されている。しかしながら、金属材料は一般に比重が大きく、燃費効率の向上が厳しく要求される自動車などの用途において、不都合であった。金属製の多孔構造体は軽量化が難しく、燃費向上が重要視される自動車やバイクなどの用途において、より軽い製品の登場が望まれていた。
【０００３】
特に、フロントグリルには、金属のエキスパンドメタルが使用されていた。しかし、エキスパンドメタルは、金属製であるがゆえに錆びやすく、特に日本において、沿岸や島など多い地域において塩気を帯びた空気によって錆びによる腐食と経時変化をおこし、破損しやすい。そこで、たとえば、メッキによる加飾が行われて耐久性を向上させる技術が開発された（特許文献１参照）。しかし、金属であるがゆえに塩気を帯びた空気によって錆びによる腐食と経時変化をおこし、破損しやすい。
【０００４】
金属は曲げ弾性率が高いので、逆に走行中にモノが当たったときなどは、曲りやへこみが発生し、回復しない。そのため、その部分からメッキや塗装が剥げ、錆びが一層進みやすくなる。また、洗車においても、金属の表面に傷が入りやすいので、そこからも錆びが発生し、より一層の錆びが進み。場合によってはエクスパンドメッシュが落下する可能性もある。
【０００５】
金属のエキスパンドメッシュは、金属を細くカットしたのち、引き伸ばしするので、表面積が非常に広いので、錆びやすくメッキ塗装などが必須であった。しかし、メッキ塗装は、はげやすく錆びが発生しやすい。
【０００６】
一方、近年、車両には、前突時の衝撃を吸収する機能が要求されている。例えば特許文献２には、前突時にフロントグリルを変形させることによって衝撃を吸収する技術が開示されている。特許文献２のフロントグリルでは、意匠面を有するグリル本体と、車両の後方に向かって延びてグリル本体を車体に取り付けるための取付部とが一体的に形成されている。前突時には、取付部に設けられた変形予定部を起点としてフロントグリルが塑性変形することにより衝撃を吸収している。金属は曲げ弾性率が高いので、逆に走行中にモノが当たったときなどは、曲りやへこみが発生し、回復しない。
【０００７】
また、一般的な全面マスキング塗装方法では、フロントグリルへの金属塗装は、一旦全面めっきを行った後に、マスク工程や塗装工程を行う必要がある。特に部分めっきの工数が多い。更に、場合によっては、不要な部分をエッチングで除去する必要が生じうる。このため、部分めっきの工数が少なくて済むフロントグリルの開発が求められていた。
【０００８】
さらに、従来の金属製のフロントグリルは、曲げ弾性率が高く、人体と接触した時に、硬いので人体への悪影響が大きい。さらに金属片が人体に刺さるなどの2次被害も起こる場合があった。また、従来の金属製のフロントグリルは、フロントグリルの周辺に複雑な構造物を取り付けて、人体への衝撃を吸収する構造体を取り付けているが、部品数が多くなるとその取付けが複雑になり、また経時変化により衝撃吸収の機構自体が、上手く作動しない可能性もある。
【０００９】
また、多孔構造体の材料として、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてなる繊維強化樹脂を用いた場合、軽量で剛性の高い製品が得られるものの、製造工程において、熱硬化するプリプレグを冷凍下で保管するための低温設備や、オートクレーブのための高温設備などの高価な設備が必要となり、製造コストが非常に高くなってしまう。また、孔開け加工のピッチ間隔を狭くしすぎるとバリが多くなり、層間剥離も発生するため、市場の幅広い要求に応えることは困難であった。
【００１０】
さらに、射出成形品にて樹脂のフロントグリルを作る場合、射出成形では、フロントグリルのような大型の成形品を作るには、かなり大型の射出成形機と大型の管型必要なる。そのため作成には、かなりの費用とたくさんの生産量がないと実際の成形品は得られない。従来は、フロントバンパーは、金属製のフロントグリルをネジなどで固定することが多かったので、人の作業が多く手間がかかっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１６−１５０６９３号公報
【特許文献２】特開２００４−２７６７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、強度を保ちつつ、フロントグリルの錆びを抑え、腐食防止のためのメッキが不要な車両のフロントグリル用多孔構造体を提供し、さらに、本発明は、めっきの工数が不要または、少なくて済み、かつ塗装で対応できる車両のフロントグリル用多孔構造体を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、防錆、塗装性に優れ、衝撃吸収にすぐれた車両のフロントグリルが得られる。
【００１４】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、軽量でありながら優れた耐久性を有しており、しかも成形性が高いため、市場の要求に柔軟に対応することができる。また、基本的に既存の熱可塑性樹脂用の装置を用いて製造および成形加工を行うことができるため、コストを非常に低く抑えることができる。本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、そのため走行中にモノが当たったときなどは、曲りやへこみが起こりにくい。
【００１５】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、従来の金属材料と比較すると防振性、防音性および断熱性に優れている。また、本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は非常に軽量であるため、運搬性に優れており、燃費の上昇を最小限に抑えることができる。
【００１６】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、錆びないので、錆び防止のため塗装が必要ない。そのため、塗装なども容易にすることが可能である。
【００１７】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、衝撃を吸収するので、衝撃吸収のためにフロントグリルの周辺に複雑な構造物を取り付けが不要か少なくて済む。本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、金属よりも熱可塑性炭素繊維強化樹脂が高い振動減衰性を有するので、高速走行中のフロントグリルの金切音が少ない。  
【００１８】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、この炭素繊維複合材料が基本的に熱可塑性樹脂からなるので、熱処理加工が容易であり、多孔構造を保持したまま複雑な形状へ加工することができる。また、既存のプレス設備を用いることで成形できる製造方法を提供することができる。
【００１９】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法では、フロントバンパーとこの熱可塑性一体で真空成形することで、低コストでフロントグリルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】多孔構造体からなるフロントグリルの概略斜視図である。
【図２】多孔構造体からなる枠付きのフロントグリルの概略斜視図である。
【図３】図1の拡大図
【図４】基材の概略斜視図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図６】複合材料の構造を示す模式断面図である。
【図７】熱プレス加工したフロントグリルの概略斜視図である。
【図８】熱プレス加工した枠付きのフロントグリルの概略斜視図である。
【図９】フロントバンパーとフロントグリルに用いられる多孔構造体とが、一体化している多孔構造体の概略正面図である。
【図１０】従来の金属製エキスパンドからなるフロントグルである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる基材を有し、一方の端面から他方の端面へ貫通する複数の貫通孔が形成されてなる多孔構造体である。
【００２２】
本発明では、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン、ポリスチレンなど）、ポリアミド（例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、芳香族ナイロンなど）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルフォキサイド、ポリテトラフルオロエチレン、アクロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリエーテル・エーテル・ケトン、ポリフェニレンオキサイドなどを挙げることができる。また、上記熱可塑性樹脂の誘導体や、上記熱可塑性樹脂の共重合体、さらにはそれらの混合物であってもよい。
【００２３】
本発明では、熱可塑性樹脂の中でも、特に、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、芳香族ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）が好ましく使用される。
【００２４】
本発明では、複合材料は、炭素繊維を５〜６０重量％含有している。複合材料の炭素繊維含有率は、複合材料全体に対し、１０〜３５重量％であることが好ましく、１５〜２５重量％であることがさらに好ましい。
【００２５】
本発明では、複合材料が含有している炭素繊維において、繊維長さが０．０５〜１．０ｍｍである炭素繊維の割合が、炭素繊維全体に対し７０重量％以上である。繊維長さ０．１〜０．５ｍｍの炭素繊維が炭素繊維全体に対し７０重量％以上存在していることが好ましく、繊維長さ０．１５〜０．４ｍｍの炭素繊維が炭素繊維全体に対し７０重量％以上存在していることがとくに好ましい。複合材料は、連続した炭素繊維（炭素繊維の長繊維）をさらに含んでもよいし、炭素繊維以外の繊維をさらに含んでいてもよい。
【００２６】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、一方の端面から他方の端面へ貫通する複数の貫通孔が形成されてなる多孔構造体であって、一方の端面および他方の端面において、複数の貫通孔の開口総面積が、端面の総面積の１０〜９０％である。
【００２７】
本発明において貫通孔とは、一方の端面から他方の端面へ略直線状に貫通するように形成された孔のことをいう。本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、連続気泡構造を有していてもよい。例えば、複合材料からなる多孔質体にさらに複数の略直線状の貫通孔を設けることによって、本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体を得ることも可能である。
【００２８】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、一方の端面および他方の端面において、複数の貫通孔の開口総面積が、端面の総面積の１０〜９０％である。本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体においては、重量と強度のバランスの観点から、開口総面積が、端面の総面積の２０〜８０％であることが好ましく、３０〜７０％であることがさらに好ましい。
【００２９】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、一方の端面および他方の端面において、複数の貫通孔の開口部は、０．０２〜２００ｍｍの間隔で略等間隔に配列されていることが好ましい。すなわち、一方の端面において開口部が略等間隔に配列されるとともに、他方の端面においても開口部が略等間隔に配列されていることが好ましい。ここで、開口部の間隔とは、一の開口部の中心から隣接する開口部の中心までの距離を指すものとする。開口部を略等間隔に配列することによって強度の偏りを最小限に抑えることができ、剛性や曲げ弾性率などの機械特性が高い水準に保たれる。なお、開口部の間隔は０．０５〜１００ｍｍであることがより好ましく、０．２〜４０ｍｍであることがさらに好ましい。
【００３０】
貫通孔の開口部の形状は、円形、楕円形または多角形であることが好ましく、自由曲線からなる形状であることも好ましい。星形や十文字型でも可能であり、多種多様な孔形状の組合せも可能である。なお、加工容易性の観点からは、円形または四角形であることがより好ましい。
【００３１】
貫通孔の開口部の最長径は、０．０１〜１００ｍｍであることが好ましく、０．０５〜５０ｍｍであることがより好ましく、０．１〜２０ｍｍであることがさらに好ましい。
【００３２】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、複合材料が、第１の熱可塑性樹脂、第２の熱可塑性樹脂および炭素繊維からなり、第２の熱可塑性樹脂から構成される海相内に、第１の熱可塑性樹脂から構成される島相が分散している構造を有することが好ましい。
【００３３】
島相の平均直径は、１０ｎｍ〜５００μｍであることが好ましい。なお、島相の平均直径とは、炭素繊維複合材料の断面において、各島相を同一面積の真円に換算したときの直径の平均値を指す。
【００３４】
また、第２の熱可塑性樹脂は、第１の熱可塑性樹脂よりも高い粘度を有していることが好ましい。
【００３５】
複合材料が海島構造を有する場合、第１の熱可塑性樹脂の融点は、１００〜３７０℃であることが好ましい。また、第２の熱可塑性樹脂の融点は、１００〜３７０℃であることが好ましい。
【００３６】
また、第１の熱可塑性樹脂と第２の熱可塑性樹脂は、樹脂成分が同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、成分が同じで重合度および粘度が異なる２種類の樹脂のうち、粘度が相対的に低い方の樹脂を第１の熱可塑性樹脂、粘度が相対的に高い方の樹脂を第２の熱可塑性樹脂として用いることもできる。
【００３７】
さらに、第１の熱可塑性樹脂の屈折率は、第２の熱可塑性樹脂の屈折率と異なっていることが好ましい。
【００３８】
複合材料が上記海島構造を有する場合、炭素繊維と樹脂との親和性の確保の観点から、島相内に存在する炭素繊維の割合は、炭素繊維全体に対し５０重量％であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましい。
【００３９】
海島構造を有する複合材料は、相対的に粘度の低い第１の熱可塑性樹脂で炭素繊維の短繊維を包むことにより炭素繊維と樹脂との親和性を確保しつつ、相対的に粘度の高い第２の熱可塑性樹脂で第１の熱可塑性樹脂を覆うことによって炭素繊維および島相を海相内に均一に分散させることができ、炭素繊維や熱可塑性樹脂の偏在に起因する成形時の不具合（例えば、スプリングバックやボイドなど）が未然に防止される。従って、上記複合材料を用いることにより、成形の自由度が大幅に向上され、種々の成形加工を行うことが可能となる。
【００４０】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、実質的に基材のみからなる単層構造を有していてもよい。また、基材からなる層を含む複数層の積層構造を有していてもよい。例えば、複合材料からなる基材層の一方の面に表材が積層され、基材層の他方の面に裏材が積層されたサンドイッチ構造を有していてもよいし、一対の基材層の間に芯材層が設けられたサンドイッチ構造を有していてもよい。あるいは、基材層と他の層とが交互に積層された積層構造を採用することも可能である。このような基材層以外の層の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、金属、セラミック、木材、ガラス、またはこれらを組み合わせたものなどが一例として挙げられる。また、基材層以外の層として発泡樹脂（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよい）からなる層を多孔構造体に設けてもよく、発泡樹脂層の構造は独立気泡構造、連続気泡構造のいずれであってもよい。
【００４１】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、樹脂製のフィルムやシートを貼り合せて、加飾加工してもよい。
【００４２】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の基材の曲げ弾性率は、５〜５００ＧＰａであることが好ましく、１０〜３００ＧＰａであることがより好ましく、１０〜１００ＧＰａであることがさらに好ましい。曲げ弾性率の測定方法としては、例えばＪＩＳ  Ｋ  ７０７４（１９８８）に準拠した方法や、ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１（２００８）に準拠した方法を用いることができる。
【００４３】
また、基材の厚みは０．０５〜１００ｍｍであることが好ましく、０．１〜５０ｍｍであることがより好ましく、０．３〜２０ｍｍであることがさらに好ましい。
【００４４】
基材の大きさは、加工性の点から、通常は１００〜１０００ｍｍ角のサイズで厚みが０．２〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。
【００４５】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、好ましくは、フロントグリルが、枠体、または、空間を仕切る仕切部を有する。
【００４６】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、より好ましくは、枠体、または、空間を仕切る仕切部が、易めっき部また塗装、電飾、フィルムラッピングを有する。
【００４７】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、その枠体またはかつ空間を仕切る仕切部が、好ましくは、樹脂である上に炭素繊維を有する。好ましくは、本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体が、熱可塑性炭素繊維強化樹脂であり、フロントグリルが、枠体、または、空間を仕切る仕切部を有する熱可塑性炭素繊維強化樹脂であるので、微弱な電気を通す。これにより、意匠性を向上させるために容易にめっきすることが可能であり、また塗装、電飾、フィルムラッピングを有することも容易である。
【００４８】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、熱可塑性炭素繊維強化樹脂であるので、塗装にフッ素塗装することが可能である。フッ素塗装は、フロントグリルにおいて、撥水性を有し、防汚性も持つことから、水垢や汚れが付着しにくいといった特長を有することができる。本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、より好ましくは、フッ素塗装されている。
【００４９】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、より好ましくは、枠体、または、空間を仕切る仕切部が、単一平面、または、曲面を有する。
【００５０】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、より好ましくは、フロントバンパーと一体化している。本発明の一例として、単一平面、または、曲面を有するフロントグリルに用いられる車両のフロントグリル用多孔構造体は、フロントバンパーが成形される真空成形または熱プレス時に型内に設置することで、容易に熱溶着に一体成型することができる。
【００５１】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体は、特に、自動車、自動２輪車のフロントグリルにもちいることができる。
【００５２】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法は、熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる基材を有し、一方の端面から他方の端面へ貫通する複数の貫通孔が形成されてなる多孔構造体であって、一方の端面および他方の端面において、複数の貫通孔の開口総面積が、端面の総面積の１０〜９０％であり、複合材料が炭素繊維を５〜６０重量％含有しており、繊維長さが０．０５〜１．０ｍｍである炭素繊維の割合が、炭素繊維全体に対し７０重量％以上である車両のフロントグリル用多孔構造体の貫通孔を、金属金型、レーザー光線、または、ジェット水流のいずれかを用いて、製造する。
【００５３】
金属金型を備えた穿孔手段（パンチングマシーン）としては、例えば、実開昭６１−８７６２５号公報に記載された装置などを挙げることができる。また、金属金型を備えたプレス装置を穿孔手段として用いることにより、多孔構造体の連続生産を行うことも可能である。
【００５４】
本発明では、車両のフロントグリル用多孔構造体は、溶融押出によるシートを得たのち、パンチング工程により孔をあけることが好ましい。
【００５５】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法は、好ましくは、芯成分が炭素繊維からなり鞘成分が第１の熱可塑性樹脂からなる芯鞘構造を有するペレットと、所定の温度にて第１の熱可塑性樹脂よりも高い粘度を有する第２の熱可塑性樹脂とを溶融し、混練して複合材料を製造する。
【００５６】
所定温度において、第２の熱可塑性樹脂の粘度は、第１の熱可塑性樹脂の粘度に対し１０〜７５０倍であることが好ましく、２０〜５００倍であることがより好ましく、５０〜２００倍であることがさらに好ましい。
【００５７】
上記所定温度において、第１の熱可塑性樹脂の粘度は５０〜５００ｐｏｉｓｅであることが好ましく、１００〜３００ｐｏｉｓｅであることがより好ましい。また、上記所定温度において、第２の熱可塑性樹脂の粘度は１，０００〜１０，０００ｐｏｉｓｅであることが好ましく、１，５００ｐｏｉｓｅ〜５，０００ｐｏｉｓｅであることがより好ましい。
【００５８】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法は、より好ましくは、第２の熱可塑性樹脂の融点をＴ２とするとき、溶融された第１の熱可塑性樹脂からなる芯鞘構造を有するペレットおよび第２の熱可塑性樹脂を、Ｔ２＋１０〜Ｔ２＋７０℃の温度で混練して複合材料を製造する。ここで、第２の熱可塑性樹脂が非晶性である場合は、ガラス転移点をＴ２とする。溶融された第１の熱可塑性樹脂からなる芯鞘構造を有するペレットおよび第２の熱可塑性樹脂が混練される際の温度は、Ｔ２＋３０〜Ｔ２＋７０℃であることが好ましく、Ｔ２＋４０〜Ｔ２＋７０℃であることがより好ましい。
【００５９】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法では、射出成形は、好ましくない。射出成形では、フロントグリルのような大型の成形品を作る場合には、樹脂の流動性を高める必要があり、そのため低粘度の樹脂が使用される。低粘度の樹脂は分子量が低く強度が劣る。そのため、ガラス繊維や炭素繊維などのフィラーを入れた成形品を作ったとしても割れやすい。特に多孔構造にするため、多くのピンが金型内にあり樹脂が回り込めないので、多点ゲートにする必要があり、ウエルドが多くできるので、その部分からの割れが発生しやすい。ウエルド部分にはフィラーが無いので一層割れが発生する。また、特に多孔構造にするため、多くのピンが金型内にあり樹脂が回り込めないので、肉厚の成形品を得ようとすると、重くなり折角の軽量性が損なわれる。さらに外観も肉厚となると意匠の点からも、損なわれる。  
【００６０】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法では、溶融されたペレットと第２の熱可塑性樹脂を混練する際には、一軸や二軸の押出機を用いることが好ましい。また、押出機のシリンダー後半部には真空ベントが設けられていることが好ましく、押出機の先端にはギアポンプが備えられていることが好ましい。
【００６１】
また、複合材料を製造する際には、溶融されたペレットおよび第２の熱可塑性樹脂に、さらに炭素繊維を加えることもできる。これにより、複合材料における炭素繊維の含有率を高め、強度を向上させることができる。炭素繊維を加える方法としては、例えば、炭素繊維ロービングから引き出された炭素繊維フィラメントを直接押出機に供給する方法や、適度な長さにカットされた炭素繊維を押出機に供給する方法などが挙げられる。
【００６２】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法では、多孔構造体には熱可塑性の複合材料が用いられているので、多孔構造を保持しつつ加熱成形を行うことができ、単純な平板形状だけでなく、複雑な曲面を有する三次元形状への成形が可能である。成形加工の方法としては、例えば、熱プレス成形や熱曲げ加工成形、真空成形などが挙げられ、複数の成形方法を組み合わせることも可能である。なお、成形加工の際は、多孔構造体に形成された貫通孔が熱や圧力によって変形してもよい。
【００６３】
熱プレス成形の方法としては、例えば、多孔構造体を加熱して半溶融状態とした後、上型および下型からなる開放系の金型でプレスを行って、多孔構造体を成形する方法が挙げられる。
【００６４】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法では、フロントグリルが、枠体、または、空間を仕切る仕切部を有する場合、枠体、または、空間を仕切る仕切部が、単一平面、または、曲面を有することが好ましい。
【００６５】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法では、好ましくは、フロントグリルと、フロントバンパーを、熱プレス成形、熱曲げ加工成形、または、真空成形により、一体化させる。
【００６６】
また、本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法では、好ましくは、  フロントグリルと、フロントバンパーを、真空成形、または、熱プレスして、一体成型する。
【００６７】
本発明の車両のフロントグリル用多孔構造体の製造方法では、好ましくは、車両が、自動車、または、自動２輪車である。
【００６８】
以下に、本発明の一実施形態について、図１ 〜 図１０ を参照して説明する。
【００６９】
図１のフロントグリル１は、熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる基材を有する多孔構造体であり、一方の端面から他方の端面へ貫通する複数の貫通孔が形成されてなる多孔構造体であって、前記一方の端面および他方の端面において、前記複数の貫通孔の開口総面積が、端面の総面積の１０〜９０％でかつ、前記複合材料が炭素繊維を５〜６０重量％含有しており、繊維長さが０．０５〜１．０ｍｍである炭素繊維の割合が、炭素繊維全体に対し７０重量％以上で、自動車および自動２輪車において、空間を仕切る仕切部を有するものである。
【００７０】
図２の枠付きフロントグリル２１は、多孔構造体の周りを、多孔構造体と同じ熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる枠で仕切られたものである。
【００７１】
図３および図４は、フロントグリル１の多孔構造を説明するための図である。図３は、本発明の一実施態様に係るフロントグリルの多孔構造体を示す拡大概略斜視図であり、とくに、実質的に熱可塑炭素繊維樹脂基材のみからなる。単層構造を有する多孔構造体の例を示している。図４は、フロントグリル１の貫通孔が形成される前の基材の状態を示す概略斜視図である。
【００７２】
図３において、フロントグリル１の略シート状の多孔構造体３１は熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる基材３３を有しており、基材３３には、一方の端面３６ａから他方の端面３６ｂへ貫通する複数の貫通孔３２が形成されている。多孔構造体１は、例えば、図２に示す略シート状の基材３３に複数の貫通孔３２を形成することで得られる。熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料は剛性および靭性に優れているためひび割れなどの破損が生じにくく、図３のように複数の貫通孔３２が形成されている状態においても、フロントグリル１の多孔構造体３１は優れた耐久性を発揮する。また、熱可塑性樹脂および炭素繊維はいずれも従来の金属材料と比べて比重が小さく、貫通孔が設けられた多孔構造体３１は極めて軽量である。
【００７３】
図５は、図３のＡ−Ａ線に沿った模式断面図を示している。図５において、基材４１内には短い炭素繊維５１が配合され、炭素繊維間には熱可塑性樹脂５４が充填されている。このような構成によれば、炭素繊維５１によって基材３３の剛性が等方的に強化されるため、高い剛性と優れた靭性を兼ね備えた基材３３が得られる。その結果、図３に示すように貫通孔３２が形成されている状態においても、多孔構造体３１は優れた耐久性を発揮することができる。
【００７４】
図６は、海島構造を有する複合材料の断面を示す模式断面図である。図６に示す通り、複合材料６０は、粘度の高い第２の熱可塑性樹脂６２から構成される海相内に、粘度の低い第１の熱可塑性樹脂６１から構成される島相が分散している構造を有しており、炭素繊維５１および島相（熱可塑性樹脂６１）は複合材料６０内に均一に分散している。また、炭素繊維５１は、粘度が低く炭素繊維との親和性の高い第１の熱可塑性樹脂６１からなる島相内に主に存在しており、それによって炭素繊維と樹脂との密着性が確保されている。
【００７５】
このように本発明では、枠体またはかつ空間を仕切る仕切部が、単一平面だけでなく、図７に示すように熱に曲げ加工によって、曲面を有するフロントグリル７１もできる。さらに、枠自体も熱可塑性炭素繊維強化樹脂からなるので、同時に曲げ加工できるので、図８に示すような曲面を有する枠付きフロントグリル８１もできる。
【００７６】
本発明の一例として、図９に示すようにフロントバンパー９２と単一平面または、曲面を有するフロントグリルに用いられる多孔構造体２３とが一体化している一体成形品９１が得られる。フロントバンパーとフロントグリルが一体化していることで、車製造時に短時間、短工程で取り付けることができる。従来であれば、フロントバンパーにフロントグリルをねじ止めやフックで止めるなどの工程が必要であった。
【００７７】
また、図１０には、従来の金属製エキスパンドからなるフロントグル１００を示す。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例および比較例に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、各実施例および比較例における試験条件は、特に記載しない限り、基本的に実施例１に準じるものとする。
（使用した材料）
（Ａ）表材の熱可塑性樹脂
Ａ１：ナイロン６（融点：２２５℃）
Ａ２：ナイロン６６（融点：２５５℃）
Ａ３：ＰＰ（融点：１７０℃）
Ａ４：ＡＢＳ（軟化点：１１５℃）
Ａ５：ＰＰＳ（融点：２８５℃）
Ａ６：ＰＥ（融点：１１０℃）      。
【００７９】
（実施例１）
ナイロン６を７０重量％、炭素繊維（繊維長さ０．２０〜０．３０ｍｍの炭素繊維が、炭素繊維全体に対し５０重量％含まれている）を３０重量％含有する複合材料を用いて、厚み１．５ｍｍ、幅１１００ｍｍ、長さ１１００ｍｍのシート状の基材３３を１枚作成した。この基材を用いて、パンチングマシーンにて多孔構造体３１を製造した。
【００８０】
得られた多孔構造体３１において、貫通孔３の開口部の形状は直径３．０ｍｍの略円形状であり、開口部の中心から隣接する開口部の中心までの間隔は５ｍｍ、孔と孔の間の幅は２ｍｍであった。貫通孔３の配置は千鳥配置であり、端面の総面積に対する貫通孔の開口部の総面積の比率、すなわち開孔率は３２．６％であった。また、単位面積あたりの重さは１２６４ｇ／ｍ２であった。
【００８１】
これを図１に示すような、幅９５３ｍｍ、高さ３５１ｍｍのフロントグリル１の形状に、レーザーでカットして切り取り、フロントバンパーに取り付けた。フロントグリル１の重さは３６０ｇであった。
【００８２】
フロントグリル１を、海水に１時間浸したのち、風乾した。１か月後には、錆びは発生していなかった。
【００８３】
(比較例１)
図１と同じよう形状の金属のエクスパンド１００では、重さ５４０ｇであった。金属のエクスパンド１００を、海水に１時間浸したのち、風乾した。１か月後には、錆びは発生していた。
【００８４】
（実施例２）
ＰＰを８０重量％、炭素繊維（繊維長さ０．２０〜０．３０ｍｍの炭素繊維が、炭素繊維全体に対し５０重量％含まれている）を２０重量％含有する複合材料を用いて、厚み１．０ｍｍ、幅１１００ｍｍ、長さ１０ｍのシート状の基材３３を１枚作成し、パンチングマシーンにて枠付きの多孔構造体３１を製造した。
【００８５】
得られた多孔構造体において、貫通孔の開口部の形状は直径６ｍｍの略円形状であり、開口部の中心から隣接する開口部の中心までの間隔は９ｍｍ、孔と孔の間の幅は３ｍｍであった。貫通孔の配置は千鳥配置であり、開孔率は４０．３％であった。また、単位面積あたりの重さは６５７ｇ／ｍ２であるが、これを図２に示すような、幅２５ｍｍの枠を残して  幅９５３ｍｍ、高さ３５１ｍｍの枠付きフロントグリル２１の形状に、レーザーでカットして切り取り、フロントバンパーに取り付けた。枠付きフロントグリル２１の重さは２２１ｇであった。
【００８６】
フロントグリル２１を、海水に１時間浸したのち、風乾した。１か月後には、錆びは発生していなかった。
【００８７】
(比較例２)
図２と同じよう形状の金属のエクスパンド１００では、枠付きは得られなかった。
【００８８】
（実施例３）
ＰＥを８５重量％、炭素繊維（繊維長さ０．２０〜０．３０ｍｍの炭素繊維が、炭素繊維全体に対し５０重量％含まれている）を１５重量％含有する複合材料を用いて、厚み０．６ｍｍ、幅１１００ｍｍ、長さ１１００ｍｍのシート状の基材３３を１枚作成し、パンチングマシーンにて多孔構造体３１を製造した。
【００８９】
得られた多孔構造体において、貫通孔の開口部の形状は一辺５ｍｍの略正方形状であり、開口部の中心から隣接する開口部の中心までの間隔は８ｍｍ、孔と孔の間の幅は３ｍｍであった。貫通孔の配置は並列配置（格子状）であり、開孔率は３９．１％であった。また、単位面積あたりの重さは３１５ｇ／ｍ２であった。
【００９０】
これを図１に示すような、幅９５３ｍｍ、高さ３５１ｍｍのフロントグリル１の形状に、レーザーでカットして切り取り、フロントバンパーに取り付けた。フロントグリル１の重さは９８ｇであった。
【００９１】
フロントグリル１を、海水に１時間浸したのち、風乾した。１か月後には、錆びは発生していなかった。
【００９２】
（実施例４）
ナイロン６６を６５重量％、炭素繊維（繊維長さ０．２０〜０．３０ｍｍの炭素繊維が、炭素繊維全体に対し５０重量％含まれている）を３５重量％含有する複合材料を用いて、厚み０．６ｍｍ、幅１１００ｍｍ、長さ１１００ｍｍのシート状の基材３３を１枚作成し、パンチングマシーンにて多孔構造体３１を製造した。
【００９３】
得られた多孔構造体１において、貫通孔３の開口部の形状は一辺３ｍｍの略正方形であり、孔の中心から隣接する孔の中心までの間隔は５ｍｍ、孔と孔の間の幅は２ｍｍであった。貫通孔の配置は並列配置であり、開孔率は３６％であった。また、単位面積あたりの重さは４９９／ｍ２であった。
【００９４】
これを図１に示すような、幅９５３ｍｍ、高さ３５１ｍｍのフロントグリル１の形状に、レーザーでカットして切り取り、フロントバンパーに取り付けた。フロントグリル１の重さは１５１ｇであった。
【００９５】
フロントグリル１を、海水に１時間浸したのち、風乾した。１か月後には、錆びは発生していなかった。
【００９６】
（実施例５）
ＡＢＳを８５重量％、炭素繊維（繊維長さ０．２０〜０．３０ｍｍの炭素繊維が、炭素繊維全体に対し５０重量％含まれている）を３５重量％含有する複合材料を用いて、厚み０．６ｍｍ、幅８００ｍｍ、長さ１１００ｍｍのシート状の基材３３を１枚作成し、パンチングマシーンにて多孔構造体を製造した。
【００９７】
得られた多孔構造体において、貫通孔の開口部の形状は直径８ｍｍの略円形状であり、開口部の中心から隣接する開口部の中心までの間隔は１０ｍｍ、孔と孔の間の幅は２ｍｍであった。貫通孔の配置は千鳥配置であり、開孔率は５８％であった。また、単位面積あたりの重さは２７７ｇ／ｍ２であった。これを図１に示すような、幅９５３ｍｍ、高さ３５１ｍｍのフロントグリル１の形状に、レーザーでカットして切り取り、フロントバンパーに取り付けた。フロントグリル１の重さは８５ｇであった。
【００９８】
フロントグリル１を、海水に１時間浸したのち、風乾した。１か月後には、錆びは発生していなかった。
【００９９】
（実施例６）
実施例５により得られたフロントグリル１を、メッキ塗装や、フッ素塗装などして後加工した。
【０１００】
（実施例７）
ＰＰＳを８０重量％、炭素繊維（繊維長さ０．２０〜０．３０ｍｍの炭素繊維が、炭素繊維全体に対し５０重量％含まれている）を２０重量％含有する複合材料を用いて、厚み０．６ｍｍ、幅８００ｍｍ、長さ１１００ｍｍのシート状の基材３３を１枚作成し、パンチングマシーンにて多孔構造体を製造した。
【０１０１】
得られた多孔構造体において、貫通孔の開口部の形状は直径５ｍｍの略円形状であり、
開口部の中心から隣接する開口部の中心までの間隔は８ｍｍ、孔と孔の間の幅は３ｍｍであった。貫通孔の配置は放射状であり、開孔率は５８％であった。また、単位面積あたりの重さは３６３ｇ／ｍ２であった。
これを図１に示すような、幅９５３ｍｍ、高さ３５１ｍｍのフロントグリル１の形状に、レーザーでカットして切り取り、フロントバンパーに取り付けた。フロントグリル１の重さは１１２ｇであった。
【０１０２】
フロントグリル１を、海水に１時間浸したのち、風乾した。１か月後には、錆びは発生していなかった。
【０１０３】
（実施例８）
実施例７により得られたフロントグリル１を、メッキ塗装や、フッ素塗装などして後加工した。
【０１０４】
（実施例９）
実施例１に記載の多孔構造体１を、ヒーターおよび水冷管を備えた１個取りの金型に入れた。この金型は箱状凹金型およびそれに対応する形状の凸金型からなり、賦形部の寸法は高さ８５ｍｍ、幅８９５ｍｍ、高さ３０５ｍｍであった。続いて、金型を閉じ、金型温度２３０℃、圧力１５ＭＰａの条件下で５分間加圧した。そして、水冷管にて金型を冷やし、金型を開いた後、取り出した熱プレス成形体で複数の貫通孔を有する箱状の曲面を有するフロントグリル７１を得た。
【０１０５】
得られた構造体の寸法は、高さ８３ｍｍ、幅８９２ｍｍ、高さ３０１ｍｍであり、厚さは１．５ｍｍであった。フロントグリル１の重さは３６０ｇで重量の変化はなかった。
【０１０６】
（実施例１０）
実施例５に記載の多孔構造体１を、ＡＢＳのシートを真空成形する際に金型内部に取り付け、厚さ３ｍｍのＡＢＳシートともに真空成形したのち、バリ取りをすることで、フロントバンパーとフロントグリルが一体化した一体成形品９１が得られた。
【符号の説明】
【０１０７】
１    フロントグリル
２１  枠付きフロントグリル
２２  枠
３１  多孔構造体
３２  貫通孔
３３  基材
３６ａ、６ｂ  端面
５１  炭素繊維
５４  熱可塑性樹脂
６０  複合材料
６１  第１の熱可塑性樹脂
６２  第２の熱可塑性樹脂
７１  曲面を有するフロントグリル
８１  曲面を有する枠付きのフロントグリル
９１  一体成形品
９２  フロントバンパー
１００  金属のエキスパンドからなるフロントグリル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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