(57)【要約】【課題】優れた機械的物性を示しつつ、美麗な外観を有する発泡成形体を製造し得る発泡粒子を提供することを課題とする。【解決手段】ポリカーボネート系樹脂を含む基材樹脂から構成された発泡粒子であり、前記発泡粒子が、３０倍で１１．９ｍｍ２の面積を撮影した断面写真において、１０μｍ以上かつ２００μｍ未満の気泡径の小気泡と３００μｍ以上かつ１５００μｍ以下の気泡径の大気泡とを備えることを特徴とする発泡粒子により、上記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート系樹脂を含む基材樹脂から構成された発泡粒子であり、前記発泡粒子が、３０倍で１１．９ｍｍ２の面積を撮影した断面写真において、１０μｍ以上かつ２００μｍ未満の気泡径の小気泡と３００μｍ以上かつ１５００μｍ以下の気泡径の大気泡とを備えることを特徴とする発泡粒子。
【請求項２】
前記大気泡が、前記発泡粒子１つに対してただ１つ存在する請求項１に記載の発泡粒子。
【請求項３】
ポリカーボネート系樹脂を含む基材樹脂から構成された発泡成形体であり、前記発泡成形体が、複数の発泡粒子から構成され、前記発泡粒子が、３０倍で１１．９ｍｍ２の面積を撮影した断面写真において、１０μｍ以上かつ２００μｍ未満の気泡径の小気泡と３００μｍ以上かつ１５００μｍ以下の気泡径の大気泡とを備えることを特徴とする発泡成形体。
【請求項４】
前記大気泡が、前記発泡粒子１つに対してただ１つ存在する請求項３に記載の発泡成形体。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の発泡成形体と、この発泡成形体の表面に積層一体化された繊維強化プラスチック層とを有することを特徴とする繊維強化複合体。
【請求項６】
風車翼、ロボットアーム、自動車用部品に用いられる請求項５に記載の繊維強化複合体。
【請求項７】
請求項３又は４に記載の発泡成形体又は請求項５に記載の繊維強化複合体から構成される自動車用部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡粒子、発泡成形体、繊維強化複合体及び自動車用部品に関する。更に詳しくは、本発明は、機械的物性が向上した発泡成形体を与え得る発泡粒子、及びその発泡粒子から得られた発泡成形体、繊維強化複合体及び自動車用部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、航空機、自動車、船舶等の乗り物は、地球環境への負荷低減のために燃費向上が必要とされており、これらの乗り物を構成する金属材料を樹脂材料へ転換し、大きな軽量化を図る流れが強くなってきている。これらの樹脂材料としては、繊維強化プラスチックが挙げられるが、一部に軽量コア材を使用することで更なる軽量化や高剛性化を図ることも検討されている。軽量コア材として用いられる材料として高い圧縮強度を有するポリスチレン発泡体が検討されている。
しかしながら、ポリスチレン系樹脂は、ガラス転移温度が低いため、耐熱性のような機械的物性が十分でなかった。そのため、機械的物性が向上した発泡成形体及びその発泡成形体を製造し得る発泡粒子の提供が望まれていた。
そこで、本願出願人は、ポリスチレン系樹脂に代えて他の種類の樹脂を使用すれば機械的物性が向上するのではないかとの考えの下で試験を繰り返した。その結果、ポリカーボネート系樹脂を発泡粒子の基材樹脂として使用すれば機械的物性のある程度向上された高倍の発泡成形体を得られることを見出した（特許第６２７９４９６号公報：特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６２７９４９６号公報
【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、特許文献１の発泡成形体は外観が美麗ではなかった。そこで、本発明は、優れた機械的物性を示しつつ、美麗な外観を有する発泡成形体及びその発泡成形体を製造し得る発泡粒子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の発明者等は、特許文献１の技術について更に検討したところ、小気泡と大気泡とを備えた発泡粒子であれば、機械的物性を向上しつつ、美麗な外観を有する発泡成形体を提供できることを意外にも見出すことで本発明を完成するに至った。
【０００６】
かくして本発明によれば、ポリカーボネート系樹脂を含む基材樹脂から構成された発泡粒子であり、前記発泡粒子が、３０倍で１１．９ｍｍ２の面積を撮影した断面写真において、１０μｍ以上かつ２００μｍ未満の気泡径の小気泡と３００μｍ以上かつ１５００μｍ以下の気泡径の大気泡とを備えることを特徴とする発泡粒子が提供される。
また、本発明によれば、ポリカーボネート系樹脂を含む基材樹脂から構成された発泡成形体であり、前記発泡成形体が、複数の発泡粒子から構成され、前記発泡粒子が、３０倍で１１．９ｍｍ２の面積を撮影した断面写真において、１０μｍ以上かつ２００μｍ未満の気泡径の小気泡と３００μｍ以上かつ１５００μｍ以下の気泡径の大気泡とを備えることを特徴とする発泡成形体が提供される。
更に、本発明によれば、上記の発泡成形体と、この発泡成形体の表面に積層一体化された繊維強化プラスチック層とを有することを特徴とする繊維強化複合体が提供される。
また、本発明によれば、上記の発泡成形体又は繊維強化複合体から構成される自動車用
部品が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、優れた機械的物性を示しつつ、美麗な外観を有する発泡成形体及びその発泡成形体を製造し得る発泡粒子を提供できる。
また、大気泡が、発泡粒子１つに対してただ１つ存在する場合、より優れた機械的物性を示しつつ、美麗な外観を有する発泡成形体、及びその発泡成形体を製造し得る発泡粒子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の発泡粒子及び発泡成形体の外観及び断面の写真である。
【図２】比較例１の発泡粒子及び発泡成形体の外観の写真である。
【図３】実施例１及び実施例２の発泡粒子及び発泡成形体の断面の電子顕微鏡写真である。
【図４】実施例３〜５の発砲粒子及び発泡成形体の断面の電子顕微鏡写真である。
【図５】比較例１及び比較例２の発泡粒子及び発泡成形体の断面の電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（１）発泡粒子
（１−１）基材樹脂
発泡粒子は、ポリカーボネート系樹脂を含む基材樹脂から構成される。基材樹脂中にポリカーボネート系樹脂が占める割合は、７０重量％以上であることが好ましく、８５重量％以上であることがより好ましく、１００重量％であってもよい。
（ａ）ポリカーボネート系樹脂
ポリカーボネート系樹脂は、炭酸とグリコール又は２価のフェノールとのポリエステル構造を有することが好ましい。耐熱性をより一層高める観点からは、ポリカーボネート系樹脂は、芳香族骨格を有することが好ましい。ポリカーボネート系樹脂の具体例としては、２，２−ビス（４−オキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−オキシフェニル）ブタン、１，１−ビス（４−オキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−オキシフェニル）ブタン、１，１−ビス（４−オキシフェニル）イソブタン、１，１−ビス（４−オキシフェニル）エタン等のビスフェノールから誘導されるポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
ポリカーボネート系樹脂としては、直鎖状ポリカーボネート樹脂及び分岐状ポリカーボネート樹脂等が挙げられ、これら両者がブレンドされていてもよい。
【００１０】
（ｂ）他の樹脂
基材樹脂は、ポリカーボネート系樹脂以外の他の樹脂を含んでいてもよい。他の樹脂としては、アクリル系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及びポリフェニレンオキサイド系樹脂等が挙げられる。
（ｃ）添加剤
基材樹脂には必要に応じて、樹脂以外に添加剤が含まれていてもよい。添加剤としては、可塑剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、展着剤、気泡調整剤、充填剤、着色剤、耐候剤、老化防止剤、滑剤、防曇剤、香料等が挙げられる。
【００１１】
（１−２）構成
発泡粒子は、３０倍で１１．９ｍｍ２の面積を撮影した断面写真において、１０μｍ以上かつ２００μｍ未満の気泡径の小気泡と３００μｍ以上かつ１５００μｍ以下の気泡径の大気泡とを備えている。
また、発泡粒子１つに対する大気泡の数は特に限定されず、複数個であってもよいが、多すぎると気泡率が高くなり、発泡成形体の機械的物性の低下を招くことになる。このようなことから、大気泡の気泡径にもよるが、大気泡は、発泡粒子１つに対してただ１つ存在するのが好ましい。
また、小気泡の平均気泡径と大気泡の平均気泡径とは３００μｍ以上の差があることが好ましい。この差があることで、機械的物性の向上した発泡成形体を与える発泡粒子を提供できる。より好ましい差は３００μｍ〜６００μｍである。ここで、小気泡の平均気泡径は２０μｍ〜６０μｍの範囲内に存在することが好ましく、大気泡の平均気泡径は４００μｍ〜１０００μｍの範囲内に存在することが好ましい。
【００１２】
発泡粒子の平均粒子径は、２０００μｍ〜４０００μｍであることが好ましく、２５００μｍ〜３５００μｍであることがより好ましい。
発泡粒子の外形は、発泡成形体を製造できさえすれば特に限定されず、例えば、球状、略球状、円筒形等が挙げられる。発泡粒子は、０．７以上の平均のアスペクト比で示される外形を有していることが好ましい（上限は１の真球状）。
発泡粒子は、３０倍〜２倍の嵩倍数を有することが好ましい。嵩倍数が３０倍より大きい場合、発泡粒子の連続気泡率が上昇して、発泡成形の発泡時に発泡粒子の発泡性が低下することがある。２倍より小さい場合、発泡粒子の気泡が不均一となって、発泡成形時における発泡粒子の発泡性が不十分となることがある。嵩倍数は、２５倍〜３倍がより好ましく、２０倍〜５倍が特に好ましい。
【００１３】
（１−３）製造方法
発泡粒子の製造方法としては、樹脂粒子に発泡剤を気相含浸させて発泡性粒子を得、発泡性粒子を発泡させる方法が挙げられる。
樹脂粒子は、公知の製造方法及び製造設備を使用して得ることができる。ここで、以下で説明するボイドの数の調整は、例えば、樹脂への化学気泡剤等の添加量の調整により行うことができる。
例えば、押出機を使用して原料樹脂を溶融混練し、次いで押出、水中カット（アンダーウォーターカット）、ストランドカット等により造粒することによって、樹脂粒子を製造できる。溶融混練時の温度、時間、圧力等は、使用原料及び製造設備に合わせて適宜設定できる。
溶融混練時の押出機内の溶融混練温度は、原料樹脂が十分に軟化する温度である、２７０℃〜３５０℃が好ましく、２９０℃〜３００℃がより好ましい。溶融混練温度とは、押出機ヘッド付近の溶融混練物流路の中心部温度を熱伝対式温度計で測定した押出機内部の溶融混練物の温度を意味する。
本発明の発泡粒子の特徴の１つである大気泡は、樹脂粒子の製造時に周囲からの急冷により樹脂粒子の中心領域に形成されるボイドに由来するものと考えられる。したがって、発泡粒子の製造では、急冷制御が容易な水中カットが特に好ましい。
なお、押出機には気泡調整剤が供給されることが好ましい。気泡調整剤としては、ポリテトラフルオロエチレン粉末、アクリル樹脂で変性されたポリテトラフルオロエチレン粉末、タルク等が挙げられる。気泡調整剤の量は、樹脂組成物１００重量部に対して０．０１重量部〜５重量部が好ましい。気泡調整剤の量が０．０１重量未満の場合、発泡粒子の気泡が粗大となり、得られる発泡成形体の外観が低下することがある。５重量部より多い場合、破泡により発泡粒子の独立気泡率が低下することがある。気泡調整剤の量は、０．０５重量部〜３重量部がより好ましく、０．１重量部〜２重量部が特に好ましい。
【００１４】
次に、発泡性粒子の製造方法としては、密閉し得る容器中で、発泡剤を樹脂粒子に気相含浸させる方法が挙げられる。発泡剤としては、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサン等の飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテルのようなエーテル類、塩化メチル、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、モノクロロジフルオロメタン等のフロン、二酸化炭素、窒素等の無機ガスが挙げられる。中でも、ジメチルエーテル、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が好ましく、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素がより好ましく、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が特に好ましい。なお、発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
容器に投入される発泡剤量は、少なすぎると、発泡粒子を所望の発泡倍率まで発泡できないことがある。発泡剤量は、多すぎると、発泡剤が可塑剤として作用することから基材樹脂の粘弾性が低下し過ぎて発泡性が低下し良好な発泡粒子を得ることができないことがある。従って、発泡剤量は、原料樹脂１００重量部に対して０．１重量部〜５重量部が好ましく、０．２重量部〜４重量部がより好ましく、０．３重量部〜３重量部が特に好ましい。
更に、発泡粒子の製造方法としては、密閉し得る容器中で、水蒸気のような加熱媒体で加熱する方法が挙げられる。加熱条件としては、例えば、０．３ＭＰａ〜０．５ＭＰａのゲージ圧、１２０℃〜１５９℃の温度、１０秒〜１８０秒が挙げられる。
発泡粒子の粒径は押出機の前端に取り付けたマルチノズル金型の直径を変えること等によって変動させることができる。
【００１５】
（２）発泡成形体
（２−１）基材樹脂
発泡成形体を構成する基材樹脂は、上記発泡粒子の基材樹脂と同様である。
（２−２）物性
発泡成形体は、３０倍で１１．９ｍｍ２の面積を撮影した断面写真において、１０μｍ以上かつ２００μｍ未満の気泡径の小気泡と３００μｍ以上かつ１５００μｍ以下の気泡径の大気泡を備えた複数の発泡粒子から構成され、発泡粒子は互いに融着している。
また、発泡粒子１つに対する大気泡の数は特に限定されず、複数個であってもよいが、多すぎると気泡率が高くなり、発泡成形体の機械的物性の低下を招くことになる。このようなことから、大気泡の気泡径にもよるが、大気泡は、発泡粒子１つに対してただ１つ存在するのが好ましい。
また、小気泡の平均気泡径と大気泡の平均気泡径とは３００μｍ以上の差があることが好ましい。この差があることで、機械的物性の向上した発泡成形体を与える発泡粒子を提供できる。より好ましい差は３００μｍ〜６００μｍである。ここで、小気泡の平均気泡径は２０μｍ〜６０μｍの範囲内に存在することが好ましく、大気泡の平均気泡径は４００μｍ〜１０００μｍの範囲内に存在することが好ましい。
【００１６】
発泡成形体を構成する融着した発泡粒子の平均粒子径は、２０００μｍ〜４０００μｍであることが好ましく、２５００μｍ〜３５００μｍであることがより好ましい。
融着した発泡粒子の外形は、発泡成形体を維持できさえすれば特に限定されない。
発泡成形体は、３０倍〜２倍の倍数を有することが好ましい。倍数が３０倍より大きい場合、機械的物性が不十分となることがある。２倍より小さい場合、重量が増えるため発泡の利点が小さくなることがある。倍数は、２５倍〜２倍がより好ましく、２０倍〜５倍が特に好ましい。
したがって、発泡成形体は、０．０６ｇ／ｃｍ３〜０．２４ｇ／ｃｍ３（６０ｋｇ／ｍ３〜２４０ｋｇ／ｍ３）の密度を有することが好ましい。
発泡成形体における単位密度当たりの曲げ最大点応力は、０．０１ＭＰａ／（ｋｇ／ｍ３）以上が好ましい。曲げ最大点応力が小さすぎると、発泡成形体が容易に破断することがある。
発泡成形体における単位密度当たりの曲げ弾性率は、０．２ＭＰａ／（ｋｇ／ｍ３）以上が好ましい。曲げ弾性率が小さすぎると、発泡成形体の表面に繊維強化プラスチックのような表皮材を積層一体化する際に加えられる圧力によって発泡成形体が変形することがある。
【００１７】
（２−３）製造方法
発泡成形体の製造方法としては、発泡粒子を金型のキャビティ内に充填し、キャビティ内に加熱媒体を供給して、発泡粒子を加熱して再発泡させ、再発泡させた発泡粒子同士をこれらの発泡圧力によって互いに熱融着一体化させることによって発泡成形体を得る方法
が挙げられる。加熱媒体としては、例えば、水蒸気、熱風、温水等が挙げられ、水蒸気が好ましい。
【００１８】
（２−４）用途
発泡成形体は、軽量性、耐熱性及び機械的物性に優れており、特に、高温環境下での耐荷重性に優れている。そのため、例えば、自動車、航空機、鉄道車輛、船舶等の輸送機器の部品に好適に用いることができる。自動車用部品としては、例えば、エンジン付近に用いられる部品、外装材等が挙げられる。
自動車用部品としては、例えば、フロアパネル、ルーフ、ボンネット、フェンダー、アンダーカバー、ホイール、ステアリングホイール、コンテナ（筐体）、フードパネル、サスペンションアーム、バンパー、サンバイザー、トランクリッド、ラゲッジボックス、シート、ドア、カウル等の部品が挙げられる。
【００１９】
発泡成形体の表面に表皮材を積層一体化させて強化複合体として用いてもよい。発泡成形体が発泡シートである場合、発泡成形体の両面に積層一体化されている必要はなく、発泡成形体の両面のうち少なくとも一方の面に表皮材が積層一体化されていればよい。表皮材の積層は、強化複合体の用途に応じて決定すればよい。なかでも、強化複合体の表面硬度や機械的物性を考慮すると、発泡成形体の厚み方向における両面のそれぞれに表皮材が積層一体化されていることが好ましい。
表皮材としては、特に限定されず、繊維強化プラスチック、金属シート、合成樹脂フィルム等が挙げられる。この内、繊維強化プラスチックが好ましい。繊維強化プラスチックを表皮材とする強化複合体を繊維強化複合体と称する。
繊維強化プラスチックを構成している強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維、玄武岩繊維、セラミックス繊維等の無機繊維；ステンレス繊維、スチール繊維等の金属繊維；アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサドール（ＰＢＯ）繊維等の有機繊維；ボロン繊維が挙げられる。強化繊維は、一種単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。なかでも、炭素繊維、ガラス繊維及びアラミド繊維が好ましく、炭素繊維がより好ましい。これらの強化繊維は、軽量であるにも関わらず優れた機械的物性を有している。
【００２０】
強化繊維は、所望の形状に加工された強化繊維基材として用いられることが好ましい。強化繊維基材としては、強化繊維を用いてなる織物、編物、不織布、及び強化繊維を一方向に引き揃えた繊維束（ストランド）を糸で結束（縫合）してなる面材等が挙げられる。織物の織り方としては、平織、綾織、朱子織等が挙げられる。また、糸としては、ポリアミド樹脂糸、ポリエステル樹脂糸等の合成樹脂糸、及びガラス繊維糸のようなステッチ糸が挙げられる。
強化繊維基材は、一枚の強化繊維基材のみを積層せずに用いてもよく、複数枚の強化繊維基材を積層して積層強化繊維基材として用いてもよい。複数枚の強化繊維基材を積層した積層強化繊維基材としては、（１）一種のみの強化繊維基材を複数枚用意し、これらの強化繊維基材を積層した積層強化繊維基材、（２）複数種の強化繊維基材を用意し、これらの強化繊維基材を積層した積層強化繊維基材、（３）強化繊維を一方向に引き揃えた繊維束（ストランド）を糸で結束（縫合）してなる強化繊維基材を複数枚用意し、これらの強化繊維基材を繊維束の繊維方向が互いに相違した方向を指向するように重ね合わせ、重ね合わせた強化繊維基材同士を糸で一体化（縫合）してなる積層強化繊維基材等が用いられる。
【００２１】
繊維強化プラスチックは強化繊維に合成樹脂が含浸されてなるものである。含浸させた合成樹脂によって強化繊維同士を結着一体化させている。
強化繊維に合成樹脂を含浸させる方法としては、特に限定されず、例えば、（１）強化
繊維を合成樹脂中に浸漬する方法、（２）強化繊維に合成樹脂を塗布する方法等が挙げられる。
強化繊維に含浸させる合成樹脂としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のいずれも用いることができ、熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。強化繊維に含浸させる熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、マレイミド樹脂とシアン酸エステル樹脂とを予備重合した樹脂等が挙げられ、耐熱性、衝撃吸収性又は耐薬品性に優れていることから、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂には、硬化剤、硬化促進剤等の添加剤が含有されていてもよい。なお、熱硬化性樹脂は、単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
【００２２】
また、強化繊維に含浸させる熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂、アミド系樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、サルファイド系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられ、発泡成形体との接着性又は繊維強化プラスチックを構成している強化繊維同士の接着性に優れていることから、ポリエステル系樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂が好ましい。なお、熱可塑性樹脂は、単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
熱可塑性エポキシ樹脂としては、エポキシ化合物同士の重合体又は共重合体であって直鎖構造を有する重合体や、エポキシ化合物と、このエポキシ化合物と重合し得る単量体との共重合体であって直鎖構造を有する共重合体が挙げられる。具体的には、熱可塑性エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、長鎖脂肪族型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられ、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂が好ましい。なお、熱可塑性エポキシ樹脂は、単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
【００２３】
熱可塑性ポリウレタン樹脂としては、ジオールとジイソシアネートとを重合させて得られる直鎖構造を有する重合体が挙げられる。ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール等が挙げられる。ジオールは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。ジイソシアネートとしては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートが挙げられる。ジイソシアネートは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なお、熱可塑性ポリウレタン樹脂は、単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
繊維強化プラスチック中における合成樹脂の含有量は、２０重量％〜７０重量％が好ましい。含有量が２０重量％未満の場合、強化繊維同士の結着性や繊維強化プラスチックと発泡成形体との接着性が不十分となり、繊維強化プラスチックの機械的物性や繊維強化複合体の機械的物性を十分に向上できないことがある。７０重量％より多い場合、繊維強化プラスチックの機械的物性が低下して、繊維強化複合体の機械的物性を十分に向上できないことがある。含有量は３０重量％〜６０重量％がより好ましい。
繊維強化プラスチックの厚みは、０．０２ｍｍ〜２ｍｍが好ましく、０．０５ｍｍ〜１ｍｍがより好ましい。厚みがこの範囲内である繊維強化プラスチックは、軽量であるにも関わらず機械的物性に優れている。
繊維強化プラスチックの目付は、５０ｇ／ｍ２〜４０００ｇ／ｍ２が好ましく、１００ｇ／ｍ２〜１０００ｇ／ｍ２がより好ましい。目付がこの範囲内である繊維強化プラスチックは、軽量であるにも関わらず機械的物性に優れている。
【００２４】
次に、強化複合体の製造方法を説明する。発泡成形体の表面に表皮材を積層一体化させ
て強化複合体を製造する方法としては、特に限定されず、例えば、（１）発泡成形体の表面に接着剤を介して表皮材を積層一体化する方法、（２）発泡成形体の表面に、強化繊維に熱可塑性樹脂が含浸されてなる繊維強化プラスチック形成材を積層し、強化繊維中に含浸させた熱可塑性樹脂をバインダーとして発泡成形体の表面に繊維強化プラスチック形成材を繊維強化プラスチックとして積層一体化する方法、（３）発泡成形体の表面に、強化繊維に未硬化の熱硬化性樹脂が含浸された繊維強化プラスチック形成材を積層し、強化繊維中に含浸させた熱硬化性樹脂をバインダーとして、熱硬化性樹脂を硬化させて形成された繊維強化プラスチックを発泡成形体の表面に積層一体化する方法、（４）発泡成形体の表面に、加熱されて軟化状態の表皮材を配設し、発泡成形体の表面に表皮材を押圧させることによって表皮材を必要に応じて発泡成形体の表面に沿って変形させながら発泡成形体の表面に積層一体化させる方法、（５）繊維強化プラスチックの成形で一般的に適用される方法等が挙げられる。発泡成形体は高温環境下における耐荷重性のような機械的物性に優れている観点では、上記（４）の方法も好適に用いることができる。
繊維強化プラスチックの成形で用いられる方法としては、例えば、オートクレーブ法、ハンドレイアップ法、スプレーアップ法、ＰＣＭ（Ｐｒｅｐｒｅｇ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）法、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）法、ＶａＲＴＭ（Ｖａｃｕｕｍ  ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｒｅｓｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）法等が挙げられる。
【００２５】
このようにして得られた繊維強化複合体は、耐熱性、機械的物性及び軽量性に優れている。そのため、自動車、航空機、鉄道車輛、船舶等の輸送機器分野、家電分野、情報端末分野、家具の分野等の広範な用途に用いることができる。
例えば、繊維強化複合体は、輸送機器の部品、及び、輸送機器の本体を構成する構造部品を含めた輸送機器構成用部品（特に自動車用部品）、風車翼、ロボットアーム、ヘルメット用緩衝材、農産箱、保温保冷容器等の輸送容器、産業用ヘリコプターのローターブレード、部品梱包材として好適に用いることができる。
自動車用部品としては、例えば、フロアパネル、ルーフ、ボンネット、フェンダー、アンダーカバー、ホイール、ステアリングホイール、コンテナ（筐体）、フードパネル、サスペンションアーム、バンパー、サンバイザー、トランクリッド、ラゲッジボックス、シート、ドア、カウル等の部品が挙げられる。
【実施例】
【００２６】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本実施例に何ら限定されるものでない。まず、実施例及び比較例中の測定方法及び評価方法について説明する。
【００２７】
（嵩密度及び嵩倍数）
嵩密度は、ＪＩＳ  Ｋ６９１１：１９９５年「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定した。即ち、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、下記式に基づいて嵩密度を測定した。
発泡粒子の嵩密度（ｇ／ｃｍ３）＝〔試料を入れたメスシリンダーの重量（ｇ）−メスシリンダーの重量（ｇ）〕／〔メスシリンダーの容量（ｃｍ３）〕
嵩倍数は、嵩密度の逆数に樹脂の密度を積算した値とした。
【００２８】
（気泡数）
発泡粒子及び発泡成形体中の気泡の気泡数は、次の要領で測定した。まず、切断面を走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製「ＳＵ１５１０」）により３０倍で１１．９ｍｍ２の面積を撮影した。発泡粒子については発泡粒子の中心部で略二分割した断面の中心部を撮影した。撮影した画像をＡ４用紙に印刷し、すべての気泡において平均気泡径を算出した。なお、気泡径は、気泡断面の長径及び短径を測定し、短径と長径の相加平均値により得られた値とした。具体的には、気泡断面の外側輪郭線上において相互の距離が最大となる任意の２点を選び、この２点間の距離を「気泡の長径」とした。また、この気泡の長径に対して直交する直線と気泡断面の外側輪郭線とが交わる任意の２点のうち相互の距離が最大となる任意の２点を選び、この２点間の距離を「気泡の短径」とした。平均気泡径が、１０μｍ以上かつ２００μｍ未満の気泡径の小気泡と３００μｍ以上かつ１５００μｍ以下の気泡径の大気泡について、用紙上で個別気泡数を計数した。
上述と同様の要領で９個の発泡粒子及び発泡成形体をそれぞれ切断し、拡大写真を得、これらの拡大写真に基づいて上述と同様の要領で小気泡の個別気泡数と大気泡の個別気泡数を算出した。１０個の個別気泡数の相加平均値を気泡数とした。
【００２９】
（外観）
発泡成形体の表面を指で触った場合、融着した発泡粒子間の境界がハッキリと感じられる場合を不可（×）とし、ハッキリとは感じられない場合を可（○）とした。
【００３０】
（曲げ試験：密度ならびに最大点の荷重、応力、変位及びエネルギー）
最大点の荷重、応力、変位及びエネルギーはＪＩＳ  Ｋ７２２１−１：２００６「硬質発泡プラスチック−曲げ試験−第１部：たわみ特性の求め方」に準拠した方法により測定した。即ち、発泡成形体から、縦２０ｍｍ×横２５ｍｍ×高さ１３０ｍｍの直方体形状の試験片を切り出した。測定には、テンシロン万能試験機（オリエンテック社製「ＵＣＴ−１０Ｔ」）を用いた。曲げ強度の曲げ最大点応力は、万能試験機データ処理システム（ソフト・ブレーン社製「ＵＴＰＳ−２３７Ｓ  Ｖｅｒ，１．００」）を用いて算出した。
短冊状試験片を支持台に載置し、ロードセル１０００Ｎ、試験速度１０ｍｍ／分、支持台の先端治具５Ｒ、開き幅１００ｍｍの条件下で曲げ最大点応力を測定した。試験片の数は５個以上とし、ＪＩＳ  Ｋ  ７１００：１９９９の記号「２３／５０」（温度２３℃、相対湿度５０％）、２級の標準雰囲気下で１６時間かけて状態調整した後、同じ標準雰囲気下で測定した。各試験片の曲げ最大点応力の相加平均値をそれぞれ、発泡成形体の曲げ最大点応力とした。
また、単位密度当たりの曲げ最大点応力は、曲げ最大点応力を発泡成形体の密度で除して算出した。
なお、発泡成形体から切り出した試験片の重量（ａ）と体積（ｂ）を測定し、式（ａ）／（ｂ）により発泡成形体の密度（ｋｇ／ｍ３）を求めた。
【００３１】
（曲げ試験：弾性率）
曲げ弾性率はＪＩＳ  Ｋ７２２１−１：２００６「硬質発泡プラスチック−曲げ試験−第１部：たわみ特性の求め方」に準拠した方法により測定した。即ち、発泡成形体から、縦２０ｍｍ×横２５ｍｍ×高さ１３０ｍｍの直方体形状の試験片を切り出した。測定には、テンシロン万能試験機（オリエンテック社製「ＵＣＴ−１０Ｔ」）を用いた。曲げ弾性率は、万能試験機データ処理システム（ソフト・ブレーン社製「ＵＴＰＳ−２３７Ｓ  Ｖｅｒ，１．００」）を用いて算出した。試験片の数は５個以上とし、ＪＩＳ  Ｋ  ７１００：１９９９の記号「２３／５０」（温度２３℃、相対湿度５０％）、２級の標準雰囲気下で１６時間かけて状態調整した後、同じ標準雰囲気下で測定した。各試験片の圧縮弾性率の相加平均値をそれぞれ、発泡成形体の曲げ弾性率とした。
曲げ弾性率は、荷重−変形曲線の始めの直線部分を用いて次式により計算した。
Ｅ＝Δσ／Δε
Ｅ：曲げ弾性率（ＭＰａ）
Δσ：直線上の２点間の応力の差（ＭＰａ）
Δε：同じ２点間の変形の差（％）
また、単位密度当たりの曲げ弾性率は、曲げ弾性率を発泡成形体の密度で除して算出した。
【００３２】
（実施例１）
（樹脂粒子製造工程）
ポリカーボネート系樹脂粒子（帝人社製パンライト、Ｌ−１２５０Ｙ  密度１．２０ｇ／ｃｍ３）を１２０℃で４時間乾燥させた。得られた乾燥物を口径が４０ｍｍの単軸押出機に時間当たり１０ｋｇ／ｈｒの割合で供給して２９０℃で溶融混練した。続いて、単軸押出機の先端部に装着したダイス（温度：２９０℃、入り口側樹脂圧：１３ＭＰａ）のダイス孔（直径１．５ｍｍのノズルが４個配置）から約１０℃の冷却水を収容したチャンバー内に押出し、４枚の切断刃を有する回転刃の回転軸を５０００ｒｐｍの回転数で回転させ、粒状に切断することで、前記冷却水で冷却させて樹脂粒子を作製した。
【００３３】
（含浸工程）
上記樹脂粒子１００重量部を圧力容器中に密閉し、圧力容器内を炭酸ガスで置換した後、炭酸ガスを、含浸圧（ゲージ圧）２．５ＭＰａまで圧入した。２０℃の環境下に静置し、含浸時間２４時間が経過した後、５分間かけて圧力容器内をゆっくりと除圧した。このようにして、樹脂粒子に炭酸ガスを含浸させて、発泡性粒子を得た。
（発泡工程）
上記含浸工程における除圧の後直ぐに、圧力容器から発泡性粒子を取り出した後、炭酸カルシウム０．１重量部を添加し、混合した。その後、水蒸気を用いて、発泡温度１４７℃で１５秒間撹拌しながら、高圧の発泡槽で、上記含浸物を水蒸気により発泡させた。発泡後に、高圧の発泡槽から粒子を取り出して、塩化水素水溶液で炭酸カルシウムを除去した後に、気流乾燥機にて乾燥を行い、発泡粒子を得た。上述した方法により、得られた発泡粒子の嵩密度を測定したところ、０．１４０ｇ／ｃｍ３（発泡倍率８．６倍）であった。
【００３４】
（成形工程）
得られた発泡粒子を１日間室温（２３℃）に放置した後、圧力容器中に密閉し、圧力容器内を窒素ガスで置換した後、窒素ガスを、含浸圧（ゲージ圧）１．６ＭＰａまで圧入した。２０℃の環境下に静置し、加圧養生を８時間実施した。取り出し後、３０ｍｍ×３００ｍｍ×４００ｍｍの成形用金型に充填し、０．８５ＭＰａの水蒸気にて２０秒間加熱を行い、次いで、発泡成形体の最高面圧が０．０５ＭＰａに低下するまで冷却することで、発泡成形体を得た。
【００３５】
（実施例２）
ポリカーボネート系樹脂粒子として、帝人社製パンライト(Ｚ−２６０１  密度１．２０ｇ／ｃｍ３）を使用したこと以外は、実施例１の含浸工程、発泡工程及び成形工程を経て、発泡成形体を得た。
【００３６】
（実施例３）
含浸圧を２．０ＭＰａとしたこと以外は、実施例１の含浸工程、発泡工程及び成形工程を経て、発泡成形体を得た。
【００３７】
（実施例４）
含浸圧を１．５ＭＰａとしたこと以外は、実施例１の含浸工程、発泡工程及び成形工程を経て、発泡成形体を得た。
【００３８】
（実施例５）
発泡時間を１０秒としたこと以外は、実施例１の含浸工程、発泡工程及び成形工程を経て、発泡成形体を得た。
【００３９】
（比較例１）
ポリカーボネート系樹脂粒子（帝人社製パンライト、Ｌ−１２５０Ｙ  密度１．２ｇ／ｃｍ３）を１２０℃で４時間乾燥させた。得られた乾燥物を金型口径が１．５ｍｍの押出機で溶融混練し、ダイからストランド状に押出した。次いで押出したストランド状の樹脂を、冷却水槽中を通過させて冷却し、ペレタイザーで長さＬ／Ｄ＝１．３ｍｍ〜１．８ｍｍ／１．０ｍｍ〜１．２ｍｍにカットすることで樹脂粒子を得た。
上記樹脂粒子を使用すること以外は、実施例１の含浸工程、発泡工程及び成形工程を経て、発泡成形体を得た。
【００４０】
（比較例２）
含浸圧を４．０ＭＰａとしたこと以外は、実施例１の含浸工程、発泡工程及び成形工程を経て、発泡成形体を得た。
【００４１】
上記実施例１〜５並びに比較例１及び２の発泡粒子及び発泡成形体の物性を表１にまとめて示す。
また、実施例１の発泡粒子の外観及び断面の写真、発泡成形体の外観及び断面の写真を図１（ａ）〜（ｄ）に示す。更に、比較例１の発泡粒子及び発泡成形体の外観の写真を図２（ａ）及び（ｂ）に示す。また更に、実施例１〜５並びに比較例１及び２の発泡粒子と発泡成形体の断面を３０倍及び２００倍で撮影した電子顕微鏡写真を図３〜５に示す。
【００４２】
【表１】
2019183099.tif 000003
【００４３】
表１から、特定の範囲の気泡径の小気泡と大気泡を有する発泡粒子から得られた発泡成形体は、優れた機械的物性と美麗な外観を有していることが分かる。
【図１】
2019183099.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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