(57)【要約】【課題】強度の高い発泡体を得ることの可能なシート材を提供する。【解決手段】  本発明のシート材は、樹脂シート１１と、繊維不織布５とを有する。樹脂シート１１は、エポキシ樹脂、未発泡の状態にある発泡剤６、及び高温硬化剤を含有し、エポキシ樹脂と高温硬化剤との反応が生じていないことで未硬化の状態にあり、繊維不織布５は樹脂シート１１に埋め込まれている。発泡剤６は、第１温度において発泡を開始し、高温硬化剤は、第１温度よりも高い第２温度においてエポキシ樹脂との反応を開始する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡体を製造するために使用されるシート材であって、
エポキシ樹脂、未発泡の状態にある発泡剤、及び高温硬化剤を含有し、前記エポキシ樹脂と前記高温硬化剤との反応が生じていないことで未硬化の状態にある樹脂シートと、
前記樹脂シートに埋め込まれている繊維不織布とを有し、
前記発泡剤は、第１温度において発泡を開始し、前記高温硬化剤は、前記第１温度よりも高い第２温度において前記エポキシ樹脂との反応を開始するシート材。
【請求項２】
請求項１に記載のシート材を用いて、発泡体を製造する方法であって、
前記シート材を、前記第２温度以上の温度で加熱することで、前記発泡剤の熱膨張を生じさせた後、前記エポキシ樹脂と前記高温硬化剤との反応を生じさせて、前記シート材を硬化させる発泡硬化行程を有する発泡体の製造方法。
【請求項３】
前記シート材を板材の表面に貼り付ける貼付工程と、
前記シート材が貼り付けられた板材を用いて、内部の壁面に前記シート材が貼り付けられた箱体を形成する箱体形成工程とをさらに備え、
前記発泡硬化工程では、前記箱体が前記第２温度以上の温度で加熱される、請求項２に記載の発泡体の製造方法。
【請求項４】
前記板材や、前記箱体を構成する他の板材は、炭素繊維プリプレグである、請求項３に記載の発泡体の製造方法。
【請求項５】
発泡体を製造するために使用される成形材料であって、
樹脂組成物と、
繊維不織布とを含み、
前記樹脂組成物には、エポキシ樹脂と、第１温度において熱膨張を開始する発泡剤と、前記第１温度よりも高い第２温度において前記エポキシ樹脂との反応を開始する高温硬化剤と、前記第１温度よりも低い第３温度において前記エポキシ樹脂との反応を開始する低温硬化剤とが含まれる成形材料。
【請求項６】
前記エポキシ樹脂は、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂のいずれかであり、
前記低温硬化材は、アミンアダクト系の硬化剤、マイクロカプセル型の硬化剤のいずれかであり、
前記高温硬化剤は、ジシアンジアミド、芳香族アミン系の異性体、イミダゾール化合物、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、又は酸無水物のうちのいずれか１種又は２種以上の組み合わせである請求項５に記載の成形材料。
【請求項７】
前記繊維不織布は、ガラス繊維、カーボン繊維、有機繊維のいずれから形成されている請求項５又は６に記載の成形材料。
【請求項８】
前記発泡剤は、揮発性液体を熱可塑性高分子殻で内包した熱膨張性マイクロカプセル、或いは、加熱による分解で、窒素ガス、炭酸ガス、一酸化炭素、アンモニアガス、又は水素ガスを発生する薬剤である、請求項５乃至７のいずれかに記載の成形材料。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれかに記載の成形材料を用いて、中間体としてのシート材を製造する方法であって、
２つのロールの間に、前記繊維不織布や前記樹脂組成物を供給して、前記２つのロールによる加圧で、前記樹脂組成物に前記繊維不織布を埋め込む加圧工程と、
前記繊維不織布が埋め込まれた前記樹脂組成物を、前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱することで、前記低温硬化剤と前記高温硬化剤とのうち、前記低温硬化剤のみを前記エポキシ樹脂と反応させることで、前記樹脂組成物の粘性を高めて、前記樹脂組成物を、未硬化の樹脂シートにする加熱工程とを有するシート材の製造方法。
【請求項１０】
前記加圧工程では、前記樹脂組成物の流れを境とする両側から前記繊維不織布が前記樹脂組成物に埋め込まれる請求項９に記載のシート材の製造方法。
【請求項１１】
前記加圧工程では、ロールコーターが備える第１及び第２のロールの間に、一対の前記繊維不織布や、これらの間に流し込まれる前記樹脂組成物が供給されることで、第１及び第２のロールによる加圧によって、前記樹脂組成物の流れを境とする両側から前記繊維不織布が前記樹脂組成物に埋め込まれ、
前記加熱工程では、前記繊維不織布が埋め込まれた前記樹脂組成物が、乾燥炉内で前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱されることで、前記樹脂組成物が、前記未硬化の樹脂シートとされる請求項１０に記載のシート材の製造方法。
【請求項１２】
前記加圧工程では、ロールコーターが備える第１及び第２のロールの間に、一対の離型紙或いは離型フィルムや、これらの間に配置される一対の前記繊維不織布や、これらの間に流し込まれる前記樹脂組成物が供給され、
前記加熱工程では、前記繊維不織布が埋め込まれた前記樹脂組成物と、当該樹脂組成物を挟み込む前記一対の離型紙或いは離型フィルムとが、乾燥炉内で前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱されることで、前記一対の離型紙或いは離型フィルムに挟み込まれた前記樹脂組成物が、前記未硬化の樹脂シートとされる請求項１１に記載のシート材の製造方法。
【請求項１３】
前記加圧工程では、グラビアコーターが備える第３及び第４のロールの間に、前記繊維不織布が供給されるとともに、第３のロールの表面に塗布された前記樹脂組成物が、第３のロールの回転によって第３及び第４のロールの間に供給されることで、第３及び第４のロールによる加圧で、前記樹脂組成物の流れを境とする一方側から前記繊維不織布が樹脂組成物に埋め込まれ、
前記加熱工程では、前記繊維不織布が埋め込まれた前記樹脂組成物が、乾燥炉内で前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱されることで、前記繊維不織布が埋め込まれた前記樹脂組成物が、前記未硬化の樹脂シートとされる請求項９に記載のシート材の製造方法。
【請求項１４】
前記加熱工程の後に実施される挟み込み工程をさらに有し、
前記挟み込み工程では、前記繊維不織布が前記樹脂シートに埋め込まれているシート材が、一対の離型紙或いは離型フィルムによって挟み込まれる請求項１３に記載のシート材の製造方法。
【請求項１５】
前記加圧工程の前に実施される塗布工程をさらに有し、
前記塗布工程では、第５のロールによって搬送される第１の離型紙或いは離型フィルムの表面に、コンマコーターを用いて前記樹脂組成物を塗布することが行われ、
前記加圧工程では、ロールコーターが備える第６及び第７のロールの間に、前記繊維不織布や、前記樹脂組成物が塗布された前記第１の離型紙或いは離型フィルムが供給されることで、第６及び第７のロールによる加圧で、前記樹脂組成物の流れを境とする一方側から前記繊維不織布が前記樹脂組成物に埋め込まれ、
前記加熱工程では、前記樹脂組成物が表面に塗布され、且つ、当該樹脂組成物に前記繊維不織布が埋め込まれている前記第１の離型紙或いは離型フィルムが、乾燥炉内で前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱されることで、前記繊維不織布が埋め込まれた樹脂組成物が、前記未硬化の樹脂シートとされる請求項９に記載のシート材の製造方法。
【請求項１６】
前記加熱工程の後に実施される重ね合わせ工程をさらに有し、
前記重ね合わせ工程では、前記繊維不織布が前記樹脂シートに埋め込まれているシート材の上に第２の離型紙或いは離型フィルムが重ね合わされることで、前記シート材が、前記第１及び第２の離型紙或いは離型フィルムによって挟み込まれた状態とされる請求項１５に記載のシート材の製造方法。
【請求項１７】
請求項５乃至８のいずれかに記載の成形材料を用いて、中間体としてのシート材を製造する方法であって、
前記樹脂組成物を、前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱することで、前記低温硬化剤と前記高温硬化剤とのうち、前記低温硬化剤のみを前記エポキシ樹脂と反応させることで、前記樹脂組成物の粘性を高めて、前記樹脂組成物を、未硬化の樹脂シートにする加熱工程と、
２つのロールの間に、前記繊維不織布や前記樹脂シートを供給して、前記２つのロールによる加圧で、前記樹脂シートに前記繊維不織布を埋め込む加圧工程とを有するシート材の製造方法。
【請求項１８】
前記加圧工程では、前記樹脂シートの流れを境とする両側から前記繊維不織布が前記樹脂組成物に埋め込まれる請求項１７に記載のシート材の製造方法。
【請求項１９】
前記加熱工程では、前記樹脂組成物が、乾燥炉内で第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱されることで、前記樹脂組成物が、前記未硬化の樹脂シートとされ、
前記加圧工程では、熱ロールラミネーターが備える第８及び第９のロールの間に、一対の前記繊維不織布と、これらの間に配置される前記樹脂シートとを供給することで、第８及び第９のロールによる加熱及び加圧で、前記樹脂シートを軟化させて、前記樹脂シートの流れを境とする両側から前記繊維不織布が前記樹脂シートに埋め込まれる請求項１８に記載のシート材の製造方法。
【請求項２０】
前記加圧工程では、熱ロールラミネーターが備える第８及び第９のロールの間に、一対の離型紙或いは離型フィルムと、これらの間に配置される一対の前記繊維不織布と、これらの間に配置される前記樹脂シートとが供給される請求項１９に記載のシート材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡体を製造するために使用されるシート材、シート材を用いて発泡体を製造する方法、発泡体を製造するために使用される成形材料、及び成形材料を用いて中間体としてのシート材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、金属に比べて軽いため様々な用途に使用されている。特に炭素繊維（カーボンファイバー）を使用した炭素繊維強化プラスチック複合材料（ＣＦＲＰ）は、ガラス繊維等に比べても軽く、強度が高いため、航空機、自動車、ロボットなどに使用されている。
【０００３】
ところで、成形品の全体をＣＦＲＰで形成すると、ＣＦＲＰを構成する繊維が高額であるため、成形品の製造コストが高くなる。そこで製造コストを抑えるべく、成形品の表面層のみをＣＦＲＰから形成し、成形品の中身を安価な発泡体やハニカム材によって形成することが行われている。しかしながらこのような成形品を製造する際には、中身の形状を表面層の形状に適合させるために中身を切削する工程や、接着剤を用いて中身と表面層とを貼り合わせる工程が必要とされることで、多大な手間を要していた。
【０００４】
そこで製造手間を軽減すべく、ＣＦＲＰのプリプレグを金型の内壁面にセットするとともに、プリプレグで囲まれる金型内部の空間に発泡剤を配合したエポキシ樹脂を流し込んで、金型を加熱する方法や、図８に示すような発泡剤Ｚを含有するエポキシ樹脂Ｅからなるシート２００を形成するとともに、当該シート２００をＣＦＲＰのプリプレグに貼り付けたものを金型内に配置して、金型を加熱する方法が提案されている（例えば特許文献１）。上記の方法は、金型を加熱する成形工程において、発泡剤の熱膨張（発泡剤の発泡）と、ＣＦＲＰのプリプレグやエポキシ樹脂の硬化とを生じさせるものである。上記の方法によれば、表面層がＣＦＲＰから構成され、中身が発泡粒子を含むエポキシ樹脂の硬化物から構成された成形品を、１回の成形工程で得ることができる（上記の発泡粒子は、発泡剤が熱膨張したものである）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１０１６７０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、上記金型を用いる成形方法では、金型の加熱でエポキシ樹脂Ｅに含まれる発泡剤Ｚが熱膨張する際に、発泡剤Ｚの周囲にあるエポキシ樹脂Ｅが発泡剤Ｚによって加圧される。このため、上記の方法で得られる発泡体３００（発泡粒子Ｈを含むエポキシ樹脂Ｅの硬化物３００）は、図９に示すように発泡粒子Ｈの間にあるエポキシ樹脂Ｅの部分が薄膜であり、強度が非常に低いという問題があった。
【０００７】
また発泡体の強度を高めるために、発泡体を構成するエポキシ樹脂の中に繊維を含有させることが考えられる。しかしながらこの場合には、エポキシ樹脂の中に繊維を分散させることが必要であり、従来から使用される混練・攪拌装置ではエポキシ樹脂の中に繊維を分散させることが不可能であった。つまり従来から使用される混練・攪拌装置として、エポキシ樹脂と粉体（フィラー）との混合物を混練・攪拌する装置があるが、この装置を用いて、エポキシ樹脂と繊維との混合物を混練・攪拌する場合には、エポキシ樹脂の液中で繊維が絡み合ってしまう。このため、エポキシ樹脂の液中に繊維を分散させることができず、その結果、強度の高い発泡体を得ることができなかった。
【０００８】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであって、その目的は、発泡体を製造するために使用されるシート材であって、強度の高い発泡体を得ることの可能なシート材、当該シート材を用いて発泡体を製造する製造方法、発泡体を製造するために使用される成形材料、及び当該成形材料を用いて中間体としてのシート材を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、次の項に記載の主題を包含する。
【００１０】
項１．発泡体を製造するために使用されるシート材であって、
エポキシ樹脂、未発泡の状態にある発泡剤、及び高温硬化剤を含有し、前記エポキシ樹脂と前記高温硬化剤との反応が生じていないことで未硬化の状態にある樹脂シートと、
前記樹脂シートに埋め込まれている繊維不織布とを有し、
前記発泡剤は、第１温度において発泡を開始し、前記高温硬化剤は、前記第１温度よりも高い第２温度において前記エポキシ樹脂との反応を開始するシート材。
【００１１】
項２．項１に記載のシート材を用いて、発泡体を製造する方法であって、
前記シート材を、前記第２温度以上の温度で加熱することで、前記発泡剤の熱膨張を生じさせた後、前記エポキシ樹脂と前記高温硬化剤との反応を生じさせて、前記シート材を硬化させる発泡硬化行程を有する発泡体の製造方法。
【００１２】
項３．前記シート材を板材の表面に貼り付ける貼付工程と、
前記シート材が貼り付けられた板材を用いて、内部の壁面に前記シート材が貼り付けられた箱体を形成する箱体形成工程とをさらに備え、
前記発泡硬化工程では、前記箱体が前記第２温度以上の温度で加熱される、請求項２に記載の発泡体の製造方法。
【００１３】
項４．前記板材や、前記箱体を構成する他の板材は、炭素繊維プリプレグである、項３に記載の発泡体の製造方法。
【００１４】
項５．発泡体を製造するために使用される成形材料であって、
樹脂組成物と、
繊維不織布とを含み、
前記樹脂組成物には、エポキシ樹脂と、第１温度において熱膨張を開始する発泡剤と、前記第１温度よりも高い第２温度において前記エポキシ樹脂との反応を開始する高温硬化剤と、前記第１温度よりも低い第３温度において前記エポキシ樹脂との反応を開始する低温硬化剤とが含まれる成形材料。
【００１５】
項６．前記エポキシ樹脂は、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂のいずれかであり、
前記低温硬化材は、アミンアダクト系の硬化剤、マイクロカプセル型の硬化剤のいずれかであり、
前記高温硬化剤は、ジシアンジアミド、芳香族アミン系の異性体、イミダゾール化合物、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、又は酸無水物のうちのいずれか１種又は２種以上の組み合わせである、項５に記載の成形材料。
【００１６】
項７．前記繊維不織布は、ガラス繊維、カーボン繊維、有機繊維のいずれから形成されている項５又は６に記載の成形材料。
【００１７】
項８．前記発泡剤は、揮発性液体を熱可塑性高分子殻で内包した熱膨張性マイクロカプセル、或いは、加熱による分解で、窒素ガス、炭酸ガス、一酸化炭素、アンモニアガス、又は水素ガスを発生する薬剤である、請求項５乃至７のいずれかに記載の成形材料。
【００１８】
項９．項５乃至８のいずれかに記載の成形材料を用いて、中間体としてのシート材を製造する方法であって、
２つのロールの間に、前記繊維不織布や前記樹脂組成物を供給して、前記２つのロールによる加圧で、前記樹脂組成物に前記繊維不織布を埋め込む加圧工程と、
前記繊維不織布が埋め込まれた前記樹脂組成物を、前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱することで、前記低温硬化剤と前記高温硬化剤とのうち、前記低温硬化剤のみを前記エポキシ樹脂と反応させることで、前記樹脂組成物の粘性を高めて、前記樹脂組成物を、未硬化の樹脂シートにする加熱工程とを有するシート材の製造方法。
【００１９】
項１０．前記加圧工程では、前記樹脂組成物の流れを境とする両側から前記繊維不織布が前記樹脂組成物に埋め込まれる項９に記載のシート材の製造方法。
【００２０】
項１１．前記加圧工程では、ロールコーターが備える第１及び第２のロールの間に、一対の前記繊維不織布や、これらの間に流し込まれる前記樹脂組成物が供給されることで、第１及び第２のロールによる加圧によって、前記樹脂組成物の流れを境とする両側から前記繊維不織布が前記樹脂組成物に埋め込まれ、
前記加熱工程では、前記繊維不織布が埋め込まれた前記樹脂組成物が、乾燥炉内で前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱されることで、前記樹脂組成物が、前記未硬化の樹脂シートとされる項１０に記載のシート材の製造方法。
【００２１】
項１２．前記加圧工程では、ロールコーターが備える第１及び第２のロールの間に、一対の離型紙或いは離型フィルムや、これらの間に配置される一対の前記繊維不織布や、これらの間に流し込まれる前記樹脂組成物が供給され、
前記加熱工程では、前記繊維不織布が埋め込まれた前記樹脂組成物と、当該樹脂組成物を挟み込む前記一対の離型紙或いは離型フィルムとが、乾燥炉内で前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱されることで、前記一対の離型紙或いは離型フィルムに挟み込まれた前記樹脂組成物が、前記未硬化の樹脂シートとされる項１１に記載のシート材の製造方法。
【００２２】
項１３．前記加圧工程では、グラビアコーターが備える第３及び第４のロールの間に、前記繊維不織布が供給されるとともに、第３のロールの表面に塗布された前記樹脂組成物が、第３のロールの回転によって第３及び第４のロールの間に供給されることで、第３及び第４のロールによる加圧で、前記樹脂組成物の流れを境とする一方側から前記繊維不織布が樹脂組成物に埋め込まれ、
前記加熱工程では、前記繊維不織布が埋め込まれた前記樹脂組成物が、乾燥炉内で前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱されることで、前記繊維不織布が埋め込まれた前記樹脂組成物が、前記未硬化の樹脂シートとされる項９に記載のシート材の製造方法。
【００２３】
項１４．前記加熱工程の後に実施される挟み込み工程をさらに有し、
前記挟み込み工程では、前記繊維不織布が前記樹脂シートに埋め込まれているシート材が、一対の離型紙或いは離型フィルムによって挟み込まれる請求項１３に記載のシート材の製造方法。
【００２４】
項１５．前記加圧工程の前に実施される塗布工程をさらに有し、  前記塗布工程では、第５のロールによって搬送される第１の離型紙或いは離型フィルムの表面に、コンマコーターを用いて前記樹脂組成物を塗布することが行われ、
前記加圧工程では、ロールコーターが備える第６及び第７のロールの間に、前記繊維不織布や、前記樹脂組成物が塗布された前記第１の離型紙或いは離型フィルムが供給されることで、第６及び第７のロールによる加圧で、前記樹脂組成物の流れを境とする一方側から前記繊維不織布が前記樹脂組成物に埋め込まれ、
前記加熱工程では、前記樹脂組成物が表面に塗布され、且つ、当該樹脂組成物に前記繊維不織布が埋め込まれている前記第１の離型紙或いは離型フィルムが、乾燥炉内で前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱されることで、前記繊維不織布が埋め込まれた樹脂組成物が、前記未硬化の樹脂シートとされる項９に記載のシート材の製造方法。
【００２５】
項１６．前記加熱工程の後に実施される重ね合わせ工程をさらに有し、
前記重ね合わせ工程では、前記繊維不織布が前記樹脂シートに埋め込まれているシート材の上に第２の離型紙或いは離型フィルムが重ね合わされることで、前記シート材が、前記第１及び第２の離型紙或いは離型フィルムによって挟み込まれた状態とされる項１５に記載のシート材の製造方法。
【００２６】
項１７．項５乃至８のいずれかに記載の成形材料を用いて、中間体としてのシート材を製造する方法であって、
前記樹脂組成物を、前記第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱することで、前記低温硬化剤と前記高温硬化剤とのうち、前記低温硬化剤のみを前記エポキシ樹脂と反応させることで、前記樹脂組成物の粘性を高めて、前記樹脂組成物を、未硬化の樹脂シートにする加熱工程と、
２つのロールの間に、前記繊維不織布や前記樹脂シートを供給して、前記２つのロールによる加圧で、前記樹脂シートに前記繊維不織布の繊維を埋め込む加圧工程とを有するシート材の製造方法。
【００２７】
項１８．前記加圧工程では、前記樹脂組成物の流れを境とする両側から前記繊維不織布が前記樹脂組成物に埋め込まれる項１７に記載のシート材の製造方法。
【００２８】
項１９．前記加熱工程では、前記樹脂組成物が、乾燥炉内で第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱されることで、前記樹脂組成物が、前記未硬化の樹脂シートとされ、
前記加圧工程では、熱ロールラミネーターが備える第８及び第９のロールの間に、一対の離型紙或いは離型フィルムと、これらの間に配置される一対の前記繊維不織布と、これらの間に配置される前記樹脂シートとを供給することで、第８及び第９のロールによる加熱及び加圧で、前記樹脂シートを軟化させて、前記樹脂シートの流れを境とする両側から前記繊維不織布が前記樹脂シートに埋め込まれる項１８に記載のシート材の製造方法。
【００２９】
項２０．前記加圧工程では、熱ロールラミネーターが備える第８及び第９のロールの間に、一対の離型紙或いは離型フィルムと、これらの間に配置される一対の前記繊維不織布と、これらの間に配置される前記樹脂シートとが供給される項１９に記載のシート材の製造方法。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のシート材や発泡体の製造方法によれば、第２温度以上の温度で加熱されることで、発泡剤の熱膨張が生じた後、エポキシ樹脂と高温硬化剤との反応が生じて、シート材が硬化することで、発泡体が得られる。発泡剤が熱膨張する間では、発泡剤の周囲にあるエポキシ樹脂が発泡剤によって加圧されることで、発泡粒子（熱膨張した発泡剤）の間にあるエポキシ樹脂の部分が薄膜になる現象が生じる一方で、発泡剤の熱膨張により、繊維不織布の繊維がほぐれていき、エポキシ樹脂の全体に繊維が行き渡る。これにより、発泡体は、発泡粒子の間で薄膜となっているエポキシ樹脂の部分に繊維が入り込んだものとなり、高い強度を有する。
【００３１】
本発明の成形材料やシート材の製造方法によれば、加圧によって樹脂組成物に繊維不織布を埋め込んだ後、繊維不織布が埋め込まれた樹脂組成物を第３温度以上前記第１温度未満の温度で加熱して樹脂組成物を樹脂シートとすること、或いは、樹脂組成物を第３温度以上第１温度未満の温度で加熱して樹脂シートを得た後、加圧によって樹脂シートに繊維不織布を埋め込むことによって、中間体としてのシート材を得ることができる。そして、シート材を第２温度以上の温度で加熱することで発泡体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る発泡体を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシート材を示す断面図である。
【図３】シート材を成形するために使用される成形システムを示す模式図である。
【図４】シート材を成形するために使用される成形システムを示す模式図である。
【図５】シート材を成形するために使用される成形システムを示す模式図である。
【図６】シート材を成形するために使用される成形システムを示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る発泡体を備える成形品を製造する方法を示す断面図である。
【図８】従来の発泡体を示す断面図である。
【図９】従来のシート材を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る発泡体１を示す断面図である。
【００３４】
発泡体１は、硬化したエポキシ樹脂Ｅの中に発泡粒子Ｈや繊維Ｓを含むものである。この発泡体１は、発泡粒子Ｈの周囲にあるエポキシ樹脂Ｅの部分に繊維Ｓが分散していることで高い強度を有しており、航空機、自動車、ロボット、机、ドア、レーシングカー等を製造するために使用され得る。
【００３５】
上記の発泡体１は、樹脂組成物４（後述の図３〜図６）と繊維不織布５（後述の図２〜図６）とを含む成形材料を用いて製造される。
【００３６】
繊維不織布５は、ガラス繊維、カーボン繊維、有機繊維のいずれから形成されている。
【００３７】
樹脂組成物４には、エポキシ樹脂と、発泡剤６（後述の図２）と、高温硬化剤と、低温硬化剤とが含まれている。発泡剤６は第１温度において熱膨張を開始するものである。高温硬化剤は、第１温度よりも高い第２温度においてエポキシ樹脂との反応を開始するものである。低温硬化剤は、第１温度よりも低い第３温度においてエポキシ樹脂との反応を開始するものである（高温硬化剤の「高温」は、第２温度が第１温度よりも高いことで記載し、低温硬化剤の「低温」は、第３温度が第１温度よりも低いことで記載している）。
【００３８】
エポキシ樹脂は、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂のいずれかである。
【００３９】
ビスフェノール型エポキシ樹脂には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などが含まれる。
【００４０】
ノボラック型エポキシ樹脂には、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などが含まれる。
【００４１】
グリシジルアミン型エポキシ樹脂には、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノフェノール、テトラグリシジルキシレンジアミンなどの樹脂が含まれる。
【００４２】
ナフタレン型エポキシ樹脂は、常温で液状を呈するものである。このナフタレン型エポキシ樹脂には、固形であったものを液状に溶かしたものも含まれる。
【００４３】
発泡剤６は、例えば８０℃〜２００℃の範囲内にある第１温度において熱膨張を開始するものである。
【００４４】
発泡剤６は、例えば、揮発性液体を熱可塑性高分子殻(シェル)で内包した熱膨張性マイクロカプセルや、加熱による分解で窒素ガス・炭酸ガス・一酸化炭素、アンモニアガス・水素ガス等のガスを発生する薬剤である。
【００４５】
上記の熱膨張性マイクロカプセルとして、例えば、Expancel（日本フィライト株式会社製）や、マツモトマイクロスフェアー（松本油脂製薬株式会社製）を使用できる。
【００４６】
上記加熱による分解でガスを発生する薬剤として、例えば、ビニホール,スパンセル,セルラー,セルボン,ネオセルボン,エクセラー（永和化成工業株式会社）を使用できる。
【００４７】
なお発泡剤６は、１１０〜１５０℃で発泡を開始するものが好ましい。また発泡剤６の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、１０〜３０質量部であることが好ましい。発泡剤６の含有量が10質量部未満である場合には、充分な発泡量が得られない。発泡剤６の含有量が３０質量部を超える場合には、発泡量が多くなりすぎて、発泡体１の強度の低下等が生じ得る。
【００４８】
高温硬化剤は、例えば１２０〜１８０℃の範囲内にある第２温度において、エポキシ樹脂との反応を開始して、分子量を増大させ且つ架橋するものである。
【００４９】
上記の高温硬化剤として、例えば、ジシアンジアミド、芳香族アミン系の異性体、イミダゾール化合物、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、又は酸無水物のうちのいずれか１種又は２種以上の組み合わせを使用できる。
【００５０】
なお樹脂組成物４の単位体積当たりにおける高温硬化剤の添加量は、最適添加量とされる量の１／５〜４／５の量とすることが好ましい。高温硬化剤の添加量が最適添加量の１/５未満では、高温硬化剤の不足による耐熱性等の発泡体１の物性が低下する。高温硬化剤の添加量が最適添加量の４／５を超えると、高温硬化剤の含有量が過剰となり、耐湿性の低下等が生じる。
【００５１】
低温硬化剤は、例えば６０℃〜１２０℃の範囲内にある第３温度において、エポキシ樹脂との反応を開始して、分子量を増大させるものである。
【００５２】
低温硬化剤は、例えば、アミンアダクト型潜在性硬化剤、固形或いは液状の変性アミン化合物、マイクロカプセル型潜在性硬化促進剤、ポリアミドアミンを含有する硬化剤、ポリチオールを含有する硬化剤である。
【００５３】
上記のアミンアダクト型潜在性硬化剤として、アミキュアPN-23,PN-F,PN-23J,PN-31J,PN-40J（味の素ファインテクノ株式会社製）や、アデカハードナーEH5030S（株式会社ADEKA製）を使用できる。
【００５４】
また上記の固形の変性アミン化合物として、フジキュアーFXR-1020 FXR-1081 FXR-1121 FXR-1032（株式会社T&K TOKA製）を使用できる。
【００５５】
また上記の液状の変性アミン化合物として、フジキュアー7001 7500（株式会社T&K TOKA製）を使用できる。
【００５６】
また上記のマイクロカプセル型潜在性硬化促進剤として、ノバキュアHX3941HP,ノバキュアHX3921HP,ノバキュアHX3748、ノバキュアHX3742,ノバキュアHX3741,ノバキュアHX3722,ノバキュアHX3721,ノバキュアHX3613,ノバキュアHX3088（旭化成イーマテリアルズ株式会社製）を使用できる。
【００５７】
また上記のポリアミドアミンを含有する硬化剤として、EPCLON B-065（DIC株式会社製）を使用できる。
【００５８】
また上記のポリチオールを含有する硬化剤として、カレンズMT PE1（昭和電工株式会社製）を使用できる。
【００５９】
なお樹脂組成物４の単位体積当たりにおける低温硬化剤の添加量は、最適添加量とされる量の１／５〜４／５の量とすることが好ましい。低温硬化剤の添加量が最適添加量の１/５未満では、樹脂組成物４の粘度を高める効果が乏しくなる。低温硬化剤の添加量が最適添加量の４／５を超えると、樹脂組成物４の粘度が高くなりすぎて発泡が生じ難くなる虞がある。
【００６０】
図１に示す発泡体１を製造する際には、まず、上述した樹脂組成物４や繊維不織布５を含む成形材料を用いて、中間体としてのシート材１０（図２）を製造することが行われ、この後、シート材１０を加熱することで発泡体１が製造される。以下、シート材１０の特徴や、シート材１０の製造方法について説明する。
【００６１】
図２に示すように、シート材１０は、樹脂シート１１や、上述した繊維不織布５を有するものであり、樹脂シート１１の中に繊維不織布５が埋め込まれている。
【００６２】
樹脂シート１１は、上述した樹脂組成物４を第３温度以上第１温度未満の温度で加熱することで形成されたものであり、樹脂シート１１には、未反応のエポキシ樹脂や、未反応の高温硬化剤や、未発泡の発泡剤６や、低温硬化物とエポキシ樹脂との反応物（硬化したエポキシ樹脂）が含まれている。すなわち、樹脂組成物４が第３温度以上の温度で加熱されたことで、樹脂組成物４に含まていた低温硬化剤が、樹脂組成物４に含まていたエポキシ樹脂の一部と反応を生じており、このことから、樹脂シート１１は、低温硬化物とエポキシ樹脂との反応物を含み、粘性が高められたものとなっている。また樹脂組成物４の加熱温度が第１温度未満であり第２温度に達していなかったことで、樹脂組成物４に含まれていた高温硬化剤はエポキシ樹脂と反応しておらず、このことから、樹脂シート１１は、未反応のエポキシ樹脂や高温硬化剤を含み、未硬化の状態とされている。さらに樹脂組成物４の加熱温度が第２温度未満であったことで、樹脂シート１１には、発泡剤６が未発泡の状態（熱膨張していない状態）で含まれている。
【００６３】
図３〜図６は、上述した樹脂組成物４や繊維不織布５を含む成形材料を用いて、中間体としてのシート材１０（図２）を製造可能な成形システム２０，２１，２２，２３を示す模式図である。このうち、図３〜図５に示す成形システム２０，２１，２２は、以下に示すタイプ１の方法でシート材１０を製造し、図６に示す成形システム２３は、以下に示すタイプ２の方法でシート材１０を製造するものである。
【００６４】
＜タイプ１の方法＞
２つのロールの間に、繊維不織布５や樹脂組成物４を供給して、２つのロールによる加圧で、樹脂組成物４に繊維不織布５を埋め込む加圧工程を行った後、
繊維不織布５が埋め込まれた樹脂組成物４を、第３温度以上第１温度未満の温度で加熱することで、低温硬化剤と高温硬化剤とのうち、低温硬化剤のみをエポキシ樹脂と反応させることで、樹脂組成物４の粘性を高めて、樹脂組成物４を未硬化の樹脂シート１１にする加熱工程を行うシート材１０の製造方法。
【００６５】
＜タイプ２の方法＞
樹脂組成物４を、第３温度以上第１温度未満の温度で加熱することで、低温硬化剤と高温硬化剤とのうち、低温硬化剤のみをエポキシ樹脂と反応させることで、樹脂組成物４の粘性を高めて、樹脂組成物４を未硬化の樹脂シート１１にする加熱工程を行った後、
２つのロールの間に、繊維不織布５や樹脂シート１１を供給して、２つのロールによる加圧で、樹脂シート１１に繊維不織布５を埋め込む加圧工程を行うシート材１０の製造方法。
【００６６】
タイプ１の方法と、タイプ２の方法とは、いずれも、樹脂組成物４を第３温度以上第１温度未満の温度で加熱することで樹脂組成物４を樹脂シート１１にするものであるが、タイプ１の方法では、樹脂シート１１になる以前の樹脂組成物４に繊維不織布５が埋め込まれるのに対して、タイプ２の方法では、樹脂シート１１に繊維不織布５が埋め込まれる。
【００６７】
また上述したように、図３〜図５の成形システム２０，２１，２２は、いずれもタイプ１の方法を採用するものではあるが、図３の成形システム２０では、加圧工程において、樹脂組成物４の流れを境とする両側から、繊維不織布５，５が樹脂組成物４に埋め込まれるのに対して、図４及び図５の成形システム２１，２２では、加圧工程において、樹脂組成物４の流れを境とする一方側のみから、繊維不織布５が樹脂組成物４に埋め込まれる。またタイプ２の方法を採用する図６の成形システム２３では、加圧工程において、樹脂シート１１の流れを境とする両側から、繊維不織布５，５が樹脂シート１１に埋め込まれる。
【００６８】
以下、図３〜図６に示す成形システム２０，２１，２２，２３で行われる工程の詳細について説明する。
【００６９】
図３に示す成形システム２０では、加圧工程がロールコーター３０によって実施され、加熱工程が乾燥炉１００によって実施される。
【００７０】
加圧工程では、ロールコーター３０が備える第１及び第２のロール３１，３２の間に、一対の離型紙３３，３３或いは離型フィルムや、これら離型紙３３，３３或いは離型フィルムの間に配置される一対の繊維不織布５，５や、これら不織布５，５の間に流し込まれる樹脂組成物４を供給することが行われる。これにより、第１及び第２のロール３１，３２による加圧によって、樹脂組成物４の流れを境とする両側から繊維不織布５，５が樹脂組成物４に埋め込まれる。
【００７１】
加熱工程では、繊維不織布５，５が埋め込まれた樹脂組成物４と、当該樹脂組成物４を挟み込む一対の離型紙３３，３３或いは離型フィルムとが、乾燥炉１００内で第３温度以上第１温度未満の温度で加熱される。これにより、樹脂組成物４が、未硬化の樹脂シート１１とされる。この結果、繊維不織布５，５が樹脂シート１１に埋め込まれたシート材１０が、一対の離型紙３３，３３或いは離型フィルムに挟み込まれた状態で得られる。
【００７２】
図４に示す成形システム２１では、加圧工程がグラビアコーター３５によって実施され、加熱工程が乾燥炉１００によって実施される。
【００７３】
加圧工程では、グラビアコーター３５が備える第３及び第４のロール３６，３７の間に、繊維不織布５を供給するとともに、第３のロール３６の表面に塗布された樹脂組成物４を、第３のロール３６の回転によって第３及び第４のロール３６，３７の間に供給することが行われる。これにより、第３及び第４のロール３６，３７による加圧で、樹脂組成物４の流れを境とする一方側から繊維不織布５が樹脂組成物４に埋め込まれる。
【００７４】
加熱工程では、繊維不織布５が埋め込まれた樹脂組成物４が、乾燥炉１００内で第３温度以上第１温度未満の温度で加熱される。これにより、樹脂組成物４が、未硬化の樹脂シート１１とされる。この結果、繊維不織布５が樹脂シート１１に埋め込まれたシート材１０が得られる。この後、一対の離型紙３８，３８或いは離型フィルムによって、シート材１０を挟み込む挟み込み工程が実施される。
【００７５】
図５に示す成形システム２２では、加圧工程が実施される以前に、第１の離型紙４５或いは離型フィルムに樹脂組成物４を塗布する塗布工程が実施される。塗布工程はコンマコーター４１や第５のロール４２によって実施され、加圧工程はロールコーター４３によって実施され、加熱工程は乾燥炉１００によって実施される。
【００７６】
塗布工程では、第５のロール４２によって搬送される第１の離型紙４５或いは離型フィルムの表面に、コンマコーター４１を用いて樹脂組成物４を塗布することが行われる。
【００７７】
ついで加圧工程では、ロールコーター４３が備える第６及び第７のロール４６，４７の間に、樹脂組成物４が塗布された第１の離型紙４５或いは離型フィルムや、繊維不織布５を供給することが行われる。これにより、第６及び第７のロール４６，４７による加圧で、樹脂組成物４の流れを境とする一方側から繊維不織布５が樹脂組成物４に埋め込まれる（離型紙４５或いは離型フィルムの表面に塗布された樹脂組成物４に、繊維不織布５が埋め込まれる）。
【００７８】
ついで加熱工程では、樹脂組成物４が表面に塗布され、且つ、樹脂組成物４に繊維不織布５が埋め込まれている第１の離型紙４５或いは離型フィルムが、乾燥炉１００内で第３温度以上第１温度未満の温度で加熱される。これにより、樹脂組成物４が未硬化の樹脂シート１１とされる。この結果、繊維不織布５が樹脂シート１１に埋め込まれたシート材１０が、第１の離型紙４５或いは離型フィルムの表面に貼り付いた状態で得られる。この後、シート材１０の上に第２の離型紙４８或いは離型フィルムを重ね合せる重ね合わせ工程が実施されることで、一対の離型紙４５，４８或いは離型フィルムによって、シート材１０が挟み込まれた状態とされる。
【００７９】
図６に示す成形システム２３は、上述したタイプ２の方法を採用するものであり、加熱工程が乾燥炉１００によって実施され、加圧工程が熱ロールラミネーター５０によって実施される。
【００８０】
加熱工程では、樹脂組成物４が、乾燥炉１００内で第３温度以上第１温度未満の温度で加熱される。これにより、樹脂組成物４が、未硬化の樹脂シート１１とされる。
【００８１】
加圧工程では、熱ロールラミネーター５０が備える第８及び第９のロール５１，５２の間に、一対の離型紙５３，５３或いは離型フィルムと、これら離型紙５３，５３或いは離型フィルムの間に配置される一対の繊維不織布５，５と、これら不織布５，５の間に配置される樹脂シート１１とを供給することで、第８及び第９のロール５１，５２による加熱及び加圧で、樹脂シート１１を軟化させて、樹脂シート１１の流れを境とする両側から繊維不織布５，５が樹脂シート１１に埋め込まれる。これにより、繊維不織布５，５が樹脂シート１１に埋め込まれたシート材１０が、一対の離型紙５３，５３或いは離型フィルムに挟み込まれた状態で得られる。
【００８２】
以上の成形システム２０，２１，２２，２３で実施される製法によれば、樹脂組成物４や樹脂シート１１に繊維不織布５が埋没されることで、エポキシ樹脂に繊維Ｓが含有されたシート材１０（図２）が得られる。このシート材１０は、常温に冷却されることで、流動性のないエポキシ樹脂の中に繊維Ｓを含有したものとなる。
【００８３】
シート材１０から発泡体１を製造する際には、金型内や乾燥炉内で、シート材１０を第２温度以上の温度で加熱することが行われる。この加熱は、発泡剤６の熱膨張を生じさせた後、エポキシ樹脂と高温硬化剤との反応を生じさせて、シート材１０を硬化させるものであり、その結果、発泡体１が得られる。上述した発泡剤６の熱膨張が生じる間では、発泡剤６の周囲にあるエポキシ樹脂Ｅが発泡剤６によって加圧されることで、発泡粒子Ｈ（熱膨張した発泡剤６）の間にあるエポキシ樹脂Ｅの部分が薄膜になる現象が生じる一方で、発泡剤６の熱膨張により、繊維不織布５の繊維Ｓがほぐれていき、エポキシ樹脂Ｅの全体に繊維Ｓが行き渡る現象も生じる。これにより、発泡体１は、発泡粒子Ｈの間で薄膜となっているエポキシ樹脂Ｅの部分に繊維Ｓが入り込んだものとなり、高い強度を有する。
【００８４】
なお、繊維不織布５に含まれる繊維Ｓの長さは、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることが好ましい。繊維Ｓの長さが３ｍｍよりも短い場合は、繊維不織布５としての取り扱い上、バインダーを多く使う必要があり、発泡剤６の膨張を阻害する。繊維Ｓの長さが５０ｍｍより長い場合には、エポキシ樹脂Ｅにおける繊維Ｓの分散が不均一になる。
【００８５】
また図３〜図５の成形システム２０，２１，２２による製法では、樹脂組成物４に埋め込む繊維不織布５の目付を調整することで、発泡剤６を除いた樹脂組成物４の中に30〜50vol%の繊維Ｓを充填することが好ましい。また図６の成形システム２３による製法では、樹脂シート１１に埋め込む繊維不織布５の目付を調整することで、発泡剤６を除いた樹脂シート１１の中に30〜50vol%の繊維Ｓを充填することが好ましい。樹脂組成物４や樹脂シート１１における繊維Ｓの充填割合が30vol%より低い場合には、繊維Ｓによる補強が現れ難い。また繊維Ｓの充填割合が50vol%を超えるとエポキシ樹脂中への繊維Ｓの埋め込みが困難となり、シート材１０から繊維Ｓが露出した状態となって、シート材１０と他の素材（例えば離型紙或いは離型フィルム）との接着が不良となる。
【００８６】
また発泡体１が膨張していく過程で、繊維不織布５の繊維Ｓをほぐして、エポキシ樹脂Ｅの全体に繊維Ｓを分散させるために、繊維不織布５の繊維密度は低いほうがよい。例えば、繊維不織布５がガラス繊維から形成される場合には、繊維不織布５の繊維密度は０．１０ｇ／ｃｍ３以上０．１３ｇ／ｃｍ３以下とされることが好ましい。
【００８７】
また上述したように、繊維不織布５は、ガラス繊維・カーボン繊維・有機繊維等から形成され得るが、シート材１０の製造コストを抑える観点においては、安価なガラス繊維を使用することが好ましい。またエポキシ樹脂と繊維との接着性を高める観点においては、ガラス繊維やカーボン繊維を使用することが好ましく、特にカーボン繊維を使用することが好ましい。また、カーボン繊維が使用される場合には、ガラス繊維が使用される場合に比べて、シート材１０を軽量且つ高強度のものにすることができる。また環境面から、繊維複合材の原料、中間品、成形品から排出される不具合品、半端品、品質低下品、廃棄品等を再利用（リサイクル）することが望まれており、この再利用（リサイクル）を図る観点においては、カーボン繊維を使用することが好ましい。
【００８８】
また図６の製法によれば、樹脂シート１１の流れを境とする両側から繊維不織布５，５が樹脂シート１１に埋め込まれることで、樹脂シート１１の表面側或いは裏面側に繊維Ｓを確実に位置づけることができる。このため、発泡体１の表面側或いは裏面側に、繊維Ｓを含まない発泡樹脂層が形成されることを回避できる。
【００８９】
また上述したタイプ１の製法（図３〜図５の製法）によって、樹脂組成物４に繊維不織布５を埋め込む場合には、樹脂組成物４の粘度が低いことで、図４や図５の製法のように、樹脂組成物４の流れを境とする一方側のみから繊維不織布５が樹脂組成物４に埋め込まれてもよいが、図３の製法のように、樹脂組成物４の流れを境とする両側から繊維不織布５，５が樹脂組成物４に埋め込まれば、発泡体１の表面側或いは裏面側に、繊維Ｓを含まない発泡樹脂層が形成されることを確実に防止できる。
【００９０】
また図３〜図６の成形システム２０，２１，２２，２３による製法では、樹脂シート１１を保護するために、樹脂シート１１を一対の離型紙或いは離型フィルムで挟み込んでいるが、例えば、樹脂シート１１の形成後、直ちに発泡体１の製造が開始される場合などには、必ずしも、樹脂シート１１を一対の離型紙或いは離型フィルムで挟み込まなくてもよい。この場合、図３〜図６の成形システム２０，２１，２２，２３による製法は、それぞれ以下のように変更され得る。
【００９１】
＜図３の成形システム２０による製法の変更例＞
図３の成形システム２０による製法では、一対の離型紙３３，３３或いは離型フィルムが省略されることで、加圧工程では、ロールコーター３０が備える第１及び第２のロール３１，３２の間に、一対の繊維不織布５，５や、これら不織布５，５の間に流し込まれる樹脂組成物４が供給されることで、第１及び第２のロール３１，３２による加圧によって、樹脂組成物４の流れを境とする両側から繊維不織布５，５が樹脂組成物４に埋め込まれる。そして、加熱工程では、繊維不織布５，５が埋め込まれた樹脂組成物４が、乾燥炉１００内で第３温度以上第１温度未満の温度で加熱されることで、樹脂組成物４が、未硬化の樹脂シートとされる。
【００９２】
＜図４の成形システム２１による製法の変更例＞
図４の成形システム２１による製法では、グラビアコーター３５による加圧工程や、乾燥炉１００による加熱工程のみが実施されて、一対の離型紙３８，３８或いは離型フィルムによってシート材１０を挟み込む工程（挟み込み工程）は省略される。
【００９３】
＜図５の成形システム２２による製法の変更例＞
図５の成形システム２２による製法では、コンマコーター４１や第５のロール４２による塗布工程や、ロールコーター４３による加圧工程や、乾燥炉１００による加熱工程のみが実施されて、シート材１０の上に第２の離型紙４８或いは離型フィルムを重ね合せる重ね合わせ工程は省略される（第１の離型紙４５或いは離型フィルムについては、塗布工程や加圧工程や加熱工程で使用される）。
【００９４】
＜図６の成形システム２３による製法の変更例＞
図６の成形システム２３による製法では、加熱工程において、樹脂組成物４が、乾燥炉１００内で第３温度以上第１温度未満の温度で加熱されることで、樹脂組成物４が、未硬化の樹脂シート１１とされる。そして、加圧工程では、一対の離型紙５３，５３或いは離型フィルムが省略されることで、熱ロールラミネーター５０が備える第８及び第９のロール５１，５２の間に、一対の繊維不織布５，５と、これら不織布５，５の間に配置される樹脂シート１１とが供給されて、第８及び第９のロール５１，５２による加熱及び加圧で、樹脂シート１１が軟化して、樹脂シート１１の流れを境とする両側から繊維不織布５，５が樹脂シート１１に埋め込まれる。
【００９５】
また上述した実施形態では、樹脂組成物４を粘性の高い樹脂シート１１とすべく、樹脂組成物４に低温硬化剤を含有させているが、エポキシ樹脂と発泡剤６と高温硬化剤との混合物から、形状安定性を有する樹脂シート１１が得られる場合には、低温硬化剤は樹脂組成物４に含まれなくてもよい。この場合、樹脂組成物４を第３温度以上第１温度未満の温度で加熱する工程は省略される。
【００９６】
次に、本発明の発泡体１を備える成形品の製造方法の一例について説明する。
【００９７】
図７は、発泡体１を備える成形品７０の製造方法を示す概略断面図である。図７（ｂ）に示す成形品７０は、外郭が炭素繊維強化プラスチック複合材料７１（ＣＦＲＰ７１）から構成され、中身が発泡体１から構成されるものであり、机の天板、ドア、レーシングカーのウィング等として使用される。図７に示す方法は、シート材１０の加熱によって発泡体１を得ると同時に、成形品７０を完成させるものである。以下、図７に示す方法について具体的に説明する。
【００９８】
まず、シート材１０を、板材７２の表面に貼り付ける貼付工程が実施される。板材７２は、炭素繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませた炭素繊維プリプレグである。繊維材料に含まれる樹脂は、半硬化状態（溶剤が蒸発して揮発分がなくなった状態から一部硬化反応が進んだ状態）とされており、常温で、表面にタック性がある半固体状から、固体状を呈している。
【００９９】
ついで、シート材１０が貼り付けられた板材７２（以下、貼付板材７２）と、他の板材７３とを組み合わせることで、図５に示す箱体７４を組み立てる組み立て工程が実施される。箱体７４は、上壁及び下壁が貼付板材７２によって構成され、上壁と下壁とを繋ぐ側壁が、他の板材７２から構成されたものである。この箱体７４は、貼付板材７２や板材７３によって囲まれる内部空間７５を有しており、当該内部空間７５の壁面にシート材１０が貼り付けられたものとされる。他の板材７３は、貼付板材７２と同様、炭素繊維プリプレグからなる。また箱体７４を構成する板材７２，７３は、螺子、接着剤、凹凸嵌合など、公知の手段・方法によって、接合されて一体とされる。
【０１００】
ついで、箱体７４を、第２温度以上の温度とされた金型内部に投入することで、箱体７４を加熱する発泡硬化工程が実施される。この発泡硬化工程が実施される間では、まずシート材１０の温度が第１温度に到達することで、シート材１０に含まれる発泡剤６の熱膨張が生じる。この際には、シート材１０の側方が板材７３で囲まれ、シート材１０の下方或いは上方に貼付板材７２が位置することで、発泡剤６の熱膨張によるシート材１０の拡大が、貼付板材７２が存在しない上方或いは下方に生じる（下側のシート材１０では、シート材１０の拡大が上方に生じ、上側のシート材１０では、シート材１０の拡大が下方に生じる）。そして先の貼付工程で貼付板材７２に貼り付けられるシート材１０の厚さ等を調整しておくことで、図７（ｂ）に示すように、箱体７４の内部空間７５がシート材１０で満たされるまで、発泡剤６の熱膨張によるシート材１０の拡大が生じる。そして発泡剤６の熱膨張が終了した後に、シート材１０の温度が第２温度に到達することで、シート材１０に含まれる高温硬化剤とエポキシ樹脂との反応が生じて、シート材１０が硬化して発泡体１が得られる。
【０１０１】
そして上記の発泡硬化工程では、板材７２，７３を構成する炭素繊維プリプレグも加熱されることで、当該炭素繊維プリプレグに含まれる半硬化状態の樹脂も硬化する。すなわち炭素繊維プリプレグに含まれる樹脂は、一旦、溶融してから、高分子化及び架橋反応が進むことで、ゲル化して硬化する。この硬化によって、炭素繊維プリプレグであった板材７２，７３がそれぞれＣＦＲＰ７１になる。
【０１０２】
そして上記の発泡硬化工程によって、シート材１０が硬化した発泡体１となり、炭素繊維プリプレグであった板材７２，７３がＣＦＲＰ７１となることで、外郭がＣＦＲＰ７１から構成され、中身が発泡体１から構成された成形品７０が得られる。
【０１０３】
上記の成形品７０の製造方法によれば、発泡体１の完成と同時に、外郭がＣＦＲＰ７１から構成され、中身が発泡体１から構成された成形品７０が得られる。したがって、発泡体を得た後に発泡体をＣＦＲＰに接合するような手間を要せず、外郭がＣＦＲＰ７１から構成され、中身が発泡体１から構成された成形品７０を容易に得ることができる。
【０１０４】
なお上記の方法は、箱体７４の上壁及び下壁を、貼付板材７２（シート材１０を貼り付けた板材７２）によって構成するものであるが、箱体７４のあらゆる壁が貼付板材７２で構成され得る。なお図７のように、箱体７４の上壁及び下壁を、シート材１０を貼り付けた貼付板材７２によって構成すれば、発泡剤６の膨張によるシート材１０の拡大が、内部空間の上側及び下側から接近するよう生じて、上側及び下側のシート材１０が会合することで、内部空間７５を発泡体１によって閉塞することができる。これにより中実で高強度な成形品７０を得ることができる。また、必ずしも複数の板材７２，７３を用いて箱体７４を構成する必要はなく、一つの板材７２を金型内部に投入して、当該一つの板材７２に貼り付けたシート材１０の発泡及び硬化を生じさせることで、板材７２に発泡体１が付いた発泡体を得てもよい。
【０１０５】
また本発明者らは、本発明の樹脂シート１１から得られる発泡体１の強度を確認する試験を行っている。以下、この試験について説明する。
【０１０６】
本試験では、図６の成形システム２３を用いて、実施例のシート材や比較例のシート材を作成した。
【０１０７】
実施例のシート材は、樹脂シート１１（サンユレック株式会社製ＤＲＳ−１１９）にガラス繊維からなる繊維不織布５（オリベスト株式会社製：ＦＥＯ−０４５）を埋め込んだものである。実施例のシート材１０が製造される際には、乾燥炉１００による加熱工程で厚さ５ｍｍの樹脂シート１１が形成され、熱ロールラミネーター５０による加圧工程で樹脂シート１１の流れの両側から繊維不織布５，５を樹脂シート１１に埋め込むことが行われており、樹脂シート１１には発泡倍率が８倍の発泡剤６が含まれ、繊維不織布５，５の目付は４５ｇ／ｍ２とされている。
【０１０８】
比較例のシート材は、乾燥炉１００による加熱工程のみから得られる樹脂シート１１（サンユレック株式会社製ＤＲＳ−１１９）である。つまり、比較例のシート材は、熱ロールラミネーター５０による加圧工程が行われていないものであり、実施例のシート材から繊維不織布５，５を省略したものに相当する。
【０１０９】
そして、実施例のシート材を加熱することで実施例の発泡体を得て、比較例のシート材を加熱することで比較例の発泡体を得た。そして、実施例や比較例の発泡体をそれぞれ２４ｍｍ幅長さ１００ｍｍに切断することで、実施例の発泡体の試験片や、比較例の発泡体の試験片を得て、これら試験片に対して曲げ試験を行った。この試験は、各試験片の中央に荷重を負荷して、各試験片の曲げ強さを確認したものである。その結果、以下の表１に示す測定値が得られた。
【０１１０】
【表１】
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【０１１１】
表１に示す測定値から、実施例の発泡体の試験片では、比較例の発泡体の試験片よりも、７倍以上の曲げ強さを有することが確認された。このことから、繊維不織布５が埋め込まれた本発明のシート材によれば、繊維不織布５が埋め込まれていないシート材に比べて、曲げ強度の高い発泡体が得られることが確認された。
【符号の説明】
【０１１２】
１  発泡体、
４  樹脂組成物、
５  繊維不織布、
６  発泡剤、
１０  シート材、
１１  樹脂シート、
３０  ロールコーター、
３１  第１のロール
３２  第２のロール
３３，３８，４５，４８，５３  離型紙、
３５  グラビアコーター、
３６  第３のロール
３７  第４のロール
４１  コンマコーター、
４２  第５のロール、
４３  ロールコーター、
４６  第６のロール、
４７  第７のロール、
５０  熱ロールラミネーター、
５１  第８のロール、
５２  第９のロール、
７２  板材、
７３  箱体を構成する他の板材、
７４  箱体、
７５  内部空間、
１００  乾燥炉、
Ｅ  エポキシ樹脂、
Ｈ  発泡粒子、
Ｓ  繊維
【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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