(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維に樹脂を含浸させた難燃性複合材料であって、
前記炭素繊維は、織物状、または連続繊維が積層された構造を有し、
前記樹脂は、
臭素含有量が５〜６０％の臭素化不飽和ポリエステル樹脂および臭素化エポキシアクリレート樹脂の少なくとも一方を含み、
平均粒径が３０μｍ以下の水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの少なくとも１つが、前記樹脂を含む樹脂１００重量部に対して、１０〜２００重量部分散されるとともに、三酸化アンチモンが樹脂１００重量部に対して、１〜２０重量部分散されており、
前記炭素繊維の繊維体積含有率は、２５〜８５重量％である
ことを特徴とする難燃性複合材料。
【請求項２】
炭素繊維に樹脂を含浸させた複合材料と基材とからなる難燃性複合材料であって、
前記炭素繊維は、織物状、または連続繊維が積層された構造を有し、
前記樹脂は、
臭素含有量が５〜６０％の臭素化不飽和ポリエステル樹脂および臭素化エポキシアクリレート樹脂の少なくとも一方を含み、
平均粒径が３０μｍ以下の水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの少なくとも１つが、前記樹脂を含む樹脂１００重量部に対して、１０〜２００重量部分散されるとともに、三酸化アンチモンが樹脂１００重量部に対して、１〜２０重量部分散されており、
前記炭素繊維の繊維体積含有率は２５〜８５体積％であり、
前記複合材料の片面または両面に基材が配置されている
ことを特徴とする難燃性複合材料。
【請求項３】
前記基材は、密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲にある発泡材であることを特徴とする請求項２に記載の難燃性複合材料。
【請求項４】
前記発泡材は、フェノール樹脂からなる独立気泡構造を有することを特徴とする請求項３に記載の難燃性複合材料。
【請求項５】
前記基材は、ハニカム構造体であることを特徴とする請求項２に記載の難燃性複合材料。
【請求項６】
前記ハニカム構造体は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項５に記載の難燃性複合材料。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の難燃性複合材料を用いたエレベータのかご用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、難燃性複合材料および難燃性複合材料を用いたエレベータのかご用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量で高強度な素材として、繊維強化複合材料（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）が各種産業分野で注目されている。例えば、ガラス繊維や有機繊維を使用した繊維強化複合材料は、浴槽やプレジャーボートの船体、農業用水管、ヘルメット等に用いられている。また、炭素繊維を使用した繊維強化複合材料は、人工衛星の構造体やレーシングカーの筐体等に用いられている。
【０００３】
これらの繊維強化複合材料は、特に軽量性や強度、剛性が求められるものであり、特に、炭素繊維を用いたものは、いわゆる民生の電気製品等に適用されるものではなかったので、これまで難燃性が求められることはなかった。しかしながら、民生の電気製品や鉄道車両、航空機、建築用材料等に関しては、それぞれの用途毎に定められた難燃規格に適合する難燃性が求められる。
【０００４】
難燃性の基準として、例えば、電気製品一般に関しては、米国ＵＬ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）の「ＵＬ９４規格」、鉄道車両に関しては、運輸省式燃焼試験方法とも呼ばれる「鉄道車両用材料の燃焼性規格」、建築用材料に関しては、日本の建築基準法に定められる難燃規格がある。
【０００５】
これらの中でも、日本の建築基準法に定められる難燃規格は、特に難燃性の高い規格である。また、電気製品の中では、エレベータのかごの構成材料に関して、日本の建築基準法において、高い難燃性が求められている。なお、以下において、建築基準法と記載した場合には、日本の建築基準法を指すものとする。
【０００６】
建築基準法施行令第１２９条の６「エレベーターのかごの構造」の第二号には、「構造上軽微な部分を除き、難燃材料で造り、又は覆うこと。ただし、地階又は三階以上の階に居室を有さない建築物に設けるエレベーターのかごその他防火上支障のないものとして国土交通大臣が定めるエレベーターのかごにあつては、この限りでない。」と規定されている。
【０００７】
すなわち、地階または三階以上の階に居室を有する建築物に設けるエレベータのかごについては、難燃材料で製造等する必要がある。そのため、従来のエレベータのかごでは、難燃性を確保するために、ほとんどのかご室やかご枠が、アルミニウム合金板やスチール板等の金属板によって構成されている。
【０００８】
ここで、エレベータのかごは、床板、天井板、側板および背板からなるボックス状のかご室、出入り口となるかごドア並びにかご枠によって構成される。かご枠は、かご室を支持し、これを補強するとともに、かごの昇降を案内するガイドレールに転がり接触するガイドロール等が取り付けられる部材である。
【０００９】
また、床板、天井板、側板および背板等として適用されるエレベータ用パネルは、荷物を搬出入する際の台車の衝突、手荷物の衝突、または自転車を乗り入れた際の衝突等によって生じる各種の衝撃力に対して、壁面が変形することを防止する必要があった。また、エレベータ用パネルは、びびりと呼ばれる小振動による騒音が、エレベータの運転時に発生することを防止する必要もあった。
【００１０】
そこで、強度を確保するために、エレベータ用パネルには、ある程度以上の厚さの金属板が用いられてきた。また、具体的な例として、金属製の表板と、表板の裏面に固着されて断面に凸形状を有する金属製の補強部材とからなるエレベータ用パネルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
しかしながら、金属板を使用した場合には、エレベータ用パネルの重量が重くなるので、エレベータを据え付ける際に２人以上の作業員が必要になる等、据え付け作業に大きな労力が必要となる。また、エレベータ用パネルの重量が重くなるのに伴って慣性が大きくなるので、エレベータの運転に際して高度な制御が必要となる。
【００１２】
したがって、これらの部材には、十分な強度を保ちつつ、軽量化を図ることが求められている。このような軽量化の要求に対して、繊維強化複合材料（ＦＲＰ）をスキン材とし、発泡材をコア材としたサンドイッチパネル構造、またはＦＲＰをスキン材およびストリンガとした中空断面パネル構造を採用したエレベータのかごが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】実開昭６１−１２７１６９号公報
【特許文献２】特開平８−７３１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
民生の電気製品や鉄道車両、航空機、エレベータのかごを含む建築関係製品等に用いられる繊維強化複合材料には、軽量性や強度に加えて、高い難燃性が求められる。具体的には、これらの用途に適用される繊維強化複合材料には、難燃レベルに関して、ＵＬ９４の難燃規格に定められるＶ０レベル以上の難燃性を有し、かつ軽量および高強度であることが求められる。しかしながら、特許文献１、２に記載されたものでは、これらの要求を全て満たすことができないという問題がある。
【００１５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高い難燃性を有するとともに、軽量かつ高強度な難燃性複合材料、および難燃性複合材料を用いたエレベータのかご用部材を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係る難燃性複合材料は、炭素繊維に樹脂を含浸させた難燃性複合材料であって、炭素繊維は、織物状、または連続繊維が積層された構造を有し、樹脂は、臭素含有量が５〜６０％の臭素化不飽和ポリエステル樹脂および臭素化エポキシアクリレート樹脂の少なくとも一方を含み、平均粒径が３０μｍ以下の水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの少なくとも１つが、樹脂を含む樹脂１００重量部に対して、１０〜２００重量部分散されるとともに、三酸化アンチモンが樹脂１００重量部に対して、１〜２０重量部分散されており、炭素繊維の繊維体積含有率は、２５〜８５重量％であるものである。
【００１７】
この発明に係る難燃性複合材料は、炭素繊維に樹脂を含浸させた複合材料と基材とからなる難燃性複合材料であって、炭素繊維は、織物状、または連続繊維が積層された構造を有し、樹脂は、臭素含有量が５〜６０％の臭素化不飽和ポリエステル樹脂および臭素化エポキシアクリレート樹脂の少なくとも一方を含み、平均粒径が３０μｍ以下の水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの少なくとも１つが、樹脂を含む樹脂１００重量部に対して、１０〜２００重量部分散されるとともに、三酸化アンチモンが樹脂１００重量部に対して、１〜２０重量部分散されており、炭素繊維の繊維体積含有率は２５〜８５体積％であり、複合材料の片面または両面に基材が配置されているものである。
【００２０】
この発明に係るエレベータのかご用部材は、難燃性複合材料を用いたものである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係る難燃性複合材料によれば、繊維に樹脂を含浸させた難燃性複合材料であって、樹脂は、臭素化不飽和ポリエステル樹脂および臭素化エポキシアクリレート樹脂の少なくとも一方を含み、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの少なくとも１つが分散されるとともに、三酸化アンチモンが分散されている。
そのため、高い難燃性を有するとともに、軽量かつ高強度な難燃性複合材料、および難燃性複合材料を用いたエレベータのかご用部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料の炭素繊維の織り方を例示する説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料の樹脂中の臭素含有量および水酸化アルミニウムの添加量と、難燃レベルとの関係を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料が適用されたエレベータのかごの構造を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料が適用されたエレベータのかご枠の構造を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料が適用されたエレベータのかご室の構造を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料が適用されたエレベータ用パネルの構造を示す斜視図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料についての発熱性試験の結果を例示する説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る難燃性複合材料を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る難燃性複合材料を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係る難燃性繊維強化複合材料を製造するための製造装置を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る難燃性繊維強化複合材料の製造方法のプロセスを示すフロー図である。
【図１３】この発明の実施の形態５に係るサンドイッチパネルを製造するための製造装置を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態５に係るサンドイッチパネルの製造方法のプロセスを示すフロー図である。
【図１５】この発明の実施例１〜３を示す説明図である。
【図１６】この発明の比較例１〜４を示す説明図である。
【図１７】この発明の実施例４〜１１を示す説明図である。
【図１８】この発明の比較例７〜９を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明に係る難燃性繊維強化複合材料、難燃性複合材料およびそれらの製造方法、並びにエレベータのかご用部材の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００２４】
実施の形態１．
炭素繊維強化複合材料（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）
この実施の形態では、難燃性炭素繊維強化複合材料の一例と、難燃性炭素繊維強化複合材料を適用したエレベータのかご（かご室およびかご枠）について説明する。
【００２５】
図１は、この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料１０を示す断面図である。図１において、難燃性炭素繊維強化複合材料１０は、炭素繊維１１にマトリクス樹脂１２を含浸させた難燃性繊維強化複合材料であって、炭素繊維１１は、織物状、または連続繊維が積層された構造を有している。
【００２６】
マトリクス樹脂１２は、臭素化不飽和ポリエステル樹脂および臭素化エポキシアクリレート樹脂の少なくとも一方を含んでいる。また、マトリクス樹脂１２には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモンおよびホウ酸亜鉛の１つまたは複数が分散物１３として分散されている。
【００２７】
水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムは、臭素化不飽和ポリエステル樹脂、または臭素化エポキシアクリレート樹脂を含む樹脂１００重量部に対して、１０〜２００重量部含むことが好ましい。また、三酸化アンチモンまたはホウ酸亜鉛は、上記樹脂１００重量部に対して、１〜２０重量部含むことが好ましい。
【００２８】
特に、難燃剤として機能する水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムの何れか一方は、必須成分とすることが好ましく、これに臭素の難燃作用に対して難燃助剤として機能する三酸化アンチモンまたはホウ酸亜鉛の何れか一方を組み合わせることが好ましい。具体的には、水酸化アルミニウムと三酸化アンチモンとの組み合わせが、難燃性の観点から特に好ましい。
【００２９】
また、難燃性炭素繊維強化複合材料１０の全体積のうち、繊維が占める体積の比率を示す繊維体積含有率（Ｖｆ）は、高強度および難燃性の観点から、２５〜８５体積％であることが好ましく、４０〜７５体積％であることが特に好ましい。なお、２５体積％未満だと、繊維による強化効果が十分でなく、また難燃性も十分でない。一方、８５体積％よりも高くなると、樹脂が繊維を結びつける効果が小さくなり、結果的に強度が低下するとともに、成型が困難になる。
【００３０】
難燃性炭素繊維強化複合材料１０の厚さは、強度設計と経済的な理由とから選択されるが、約１００μｍ〜３ｃｍの厚さが好ましく、０．５ｍｍ〜１ｃｍの厚さがより好ましい。なお、この厚さが１００μｍよりも薄いと、十分な強度を得ることが難しい。一方、厚さが３ｃｍを超えると、重量が増加し、難燃性炭素繊維強化複合材料１０に求められる軽量性を失う。また、炭素繊維１１が高価なので、経済的にも好ましくない。
【００３１】
炭素繊維１１としては、図２に例示するように、平織り（図２（ａ））、綾織り（図２（ｂ））、朱子織り（図２（ｃ））等の各種クロスや、一方向に並べた繊維を別の繊維で束ねてシート状にした一方向クロス（図２（ｄ））を用いることができる。また、連続繊維を型に巻きつけた状態で準備し、樹脂を含浸する方法（フィラメントワインディング法）を用いることもできる。
【００３２】
臭素化不飽和ポリエステル樹脂は、製造段階において臭素を導入したものや、臭素化したモノマーを混合したものを用いることができる。なお、製造段階において臭素を導入する方法として、例えば以下に挙げる４つの方法を用いることができる。
【００３３】
まず、第１の方法として、多価アルコール成分として、ジブロモネオペンチルグリコールを用いる方法がある。また、第２の方法として、飽和二塩基酸またはその無水物としてテトラブロムフタル酸およびその無水物を用いる方法がある。
【００３４】
また、第３の方法として、飽和二塩基酸またはその無水物としてテトラヒドロフタル酸およびその無水物またはエンドメチレンテトラヒドロフタル酸およびその無水物等を用いて不飽和ポリエステルを製造した後、この飽和二塩基酸成分の二重結合に臭素を付加する方法がある。
【００３５】
さらに、第４の方法として、飽和二塩基酸成分の機能とα，β−不飽和二塩基酸成分の機能とを併せ持つジシクロペンタジエン−マレイン酸付加物を原料の一部として不飽和ポリエステルを製造した後、ジシクロペンタジエンの残存二重結合に臭素を付加する方法がある。
【００３６】
また、臭素化エポキシアクリレート樹脂も、製造段階において臭素を導入したものや、臭素化したモノマーを混合したものを用いることができる。なお、製造段階において臭素を導入する方法として、例えばエポキシ化合物として含ブロムエポキシ型エポキシ樹脂を使用する方法がある。
【００３７】
ここで、臭素化エポキシアクリレート樹脂としては、例えばテトラブロムビスフェノールＡ型エポキシ（メタ）アクリレート、テトラブロムビスフェノールＦ型エポキシ（メタ）アクリレート、テトラブロムビスフェノールＳ型エポキシ（メタ）アクリレート等が、可撓性に優れることから好ましい。
【００３８】
また、臭素化不飽和ポリエステル樹脂、または臭素化エポキシアクリレート樹脂の臭素含有量は、５〜６０重量％であることが好ましく、１０〜４０重量％であることが特に好ましい。なお、臭素含有量が５重量％未満では、十分な難燃性を得ることができず、一方、６０重量％を超えるものは、燃焼時の毒性が高く、また、入手が困難である。
【００３９】
以上に述べた難燃性炭素繊維強化複合材料１０の樹脂中の臭素含有量および水酸化アルミニウムの樹脂１００重量部に対する比率と、難燃レベルとの関係を図３に示す。なお、詳細については、後述する実施例において説明する。
【００４０】
また、マトリクス樹脂１２に混合する水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモンまたはホウ酸亜鉛は、樹脂に溶解することはなく、固体粉末として分散している。ここで、固体粉末は、樹脂の繊維への含浸を阻害しないように、繊維の隙間を樹脂とともに浸透する必要がある。そのため、固体粉末の平均粒径は、３０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下が特に好ましい。なお、粒径が３０μｍ以上になると、繊維の編み目や繊維の交差する点に生じる隙間を通ることができなくなり、目詰まりを起こして、成型が難しくなる。
【００４１】
次に、図４〜７を参照しながら、上述した難燃性炭素繊維強化複合材料を、エレベータのかご室またはかご枠の構成部材（かご用部材）に適用したエレベータのかごについて説明する。
【００４２】
図４に示すように、エレベータのかご２は、人や物等を収容するかご室２１、人等が出入りするためのかごドア２２およびかご枠２３を備えている。かご枠２３は、図５に示すように、かご室２１を補強するために設けられている。難燃性炭素繊維強化複合材料は、特に、かご枠２３の全体、または斜め控え２３ａ（支え部）等の一部に使用することができる。
【００４３】
また、難燃性炭素繊維強化複合材料は、図６に示すように、かご室２１の床板、天井板、側板および背板として適用されるエレベータ用パネル２１ａに使用することもできる。また、難燃性炭素繊維強化複合材料を、エレベータ用パネルの構成材料の一部として用いることもできる。例えば、図７に示すように、金属製の表板２１１の裏面に固着される補強材２１２として、難燃性炭素繊維強化複合材料を用いることができる。
【００４４】
上述した難燃性炭素繊維強化複合材料を用いたエレベータのかご用部材では、従来の材料と遜色のない十分な強度を確実に維持することができる。具体的には、重量あたりの強度で表される比強度（相対表示）が、難燃性炭素繊維強化複合材料が約５であるのに対して、鉄が約０．５、アルミニウムが約０．８であり、同様の構造にすると、その重量を、従来のエレベータ用パネルの重量の、例えば１／６〜１／１０にまで軽減することができる。
【００４５】
また、建築基準法の難燃材料について、建築基準法施行令第１０８条の２には、「（１）燃焼しないものであること。（２）防火上有害な変形、溶融、き裂その他の損傷を生じないものであること。（３）避難上有害な煙又はガスを発生しないものであること。」と規定されている。ここで、国土交通大臣の認定を受け、難燃材料と認められるためには、国土交通大臣が指定した性能評価機関による難燃性能試験に規定された発熱性試験また模型箱試験の何れかに合格し、かつガス有毒性試験に合格することが必要となる。
【００４６】
難燃性能試験には、発熱性試験または模型箱試験の２種類があり、何れかの試験を選択することができる。発熱性試験では、輻射電気ヒーターの輻射熱５０ｋＷ／ｍ２に対して、「（１）加熱開始後５分間の総発熱量が、８ＭＪ／ｍ２以下であること。（２）加熱開始後５分間、最高発熱速度が、１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ２を超えないこと。（３）加熱開始後５分間、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴がないこと。」が判定基準とされている。
【００４７】
また、ガス有毒性試験では、マウスを使用した試験において、加熱を開始してから、マウスの行動が停止するまでの時間を８匹のマウス毎に測定し、マウスの平均行動停止時間が６．８分以上であることが合格の判定基準とされている。
【００４８】
この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料についての発熱性試験の結果を、図８に例示する。図８（ａ）は発熱速度を示し、図８（ｂ）は総発熱量を示している。また、図８（ａ）、（ｂ）において、（イ）は樹脂が臭素化されていない場合を示し、（ロ）は樹脂が臭素化されている場合を示し、（ハ）は臭素化樹脂１００重量部に対して、１２０重量部の水酸化アルミニウムと６重量部の三酸化アンチモンとを含む場合（実施の形態１の場合）を示している。
【００４９】
図８（ａ）、（ｂ）より、（イ）と（ロ）との比較から、樹脂の臭素化により発熱速度が抑えられ、総発熱量が低減しているものの、樹脂分が完全に燃焼したことが分かる。
【００５０】
これに対して、（ハ）では、発熱速度が上昇開始する時間、つまり着火時間が抑えられており、上記「（１）加熱開始後５分間の総発熱量が、８ＭＪ／ｍ２以下であること。（２）加熱開始後５分間、最高発熱速度が、１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ２を超えないこと。」が達成されている。
【００５１】
この着火時間の遅れと、発熱速度の抑制とが、この発明で知り得た水酸化アルミニウムと臭素化樹脂との相乗効果であり、この結果、この実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料は、従来の材料よりも難燃性の向上を達成し、建築基準法に定める難燃材料基準相当に達することが可能となった。
【００５２】
すなわち、高難燃性繊維である炭素繊維が、織物状、または連続繊維が積層された構造を有しているので、耐熱性のある熱遮断層となり、樹脂の燃焼持続が抑制され、難燃効果が発揮される。また、臭素化樹脂の難燃効果に加え、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムの混合により、樹脂量低減による燃焼量の抑制効果および熱分解時の吸熱作用による温度上昇抑制効果と、発生水蒸気による消火作用とを得ることができる。
【００５３】
さらに、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムの熱分解時の吸熱作用が、臭素による難燃効果を長時間にわたり持続させる相乗効果を得ることができる。また、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムの熱分解後に残る無機物が炭素繊維の隙間に留まることにより、さらに熱遮蔽効果を高めることができ、高い難燃性を得ることができる。
【００５４】
また、連続繊維状なので、燃焼後に形状が保持されるとともに、繊維強化により高強度であり、炭素繊維を用いる場合には、特に軽量化を達成することができる。また、臭素化不飽和ポリエステル樹脂または臭素化エポキシアクリレート樹脂を用いることにより、室温での硬化を可能とし、製造プロセスの簡易化を達成することができる。
【００５５】
また、難燃性炭素繊維強化複合材料をエレベータのかご用部材として用いた場合には、慣性が小さく、運転の制御が容易なエレベータのかごを作製することができ、モータ容量の小型化等、エレベータシステム全体の小型化を達成することができる。また、建築基準法施行令第１０８条の２に定められる上述した条件を満たすことができる。さらに、エレベータのかごの軽量化により、据え付け作業の省力化を達成することができる。
【００５６】
以上のように、実施の形態１によれば、難燃性繊維強化複合材料は、炭素繊維に樹脂を含浸させた難燃性繊維強化複合材料であって、炭素繊維は、織物状、または連続繊維が積層された構造を有し、樹脂は、臭素化不飽和ポリエステル樹脂および臭素化エポキシアクリレート樹脂の少なくとも一方を含み、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモンおよびホウ酸亜鉛の少なくとも１つが分散されている。
そのため、高い難燃性を有するとともに、軽量かつ高強度な難燃性繊維強化複合材料、難燃性繊維強化複合材料を用いた難燃性複合材料およびそれらの製造方法、並びに難燃性繊維強化複合材料を用いたエレベータのかご用部材を得ることができる。
【００５７】
なお、上記実施の形態１では、難燃性炭素繊維強化複合材料を、エレベータのかご用部材に適用した場合について例に挙げて説明したが、この発明の実施の形態１に係る難燃性炭素繊維強化複合材料の用途は、これに限定されるものではない。
【００５８】
実施の形態２．
発泡材パネル
この実施の形態では、難燃性繊維強化複合材料と発泡材とからなる難燃性複合材料の一例であるサンドイッチパネル（発泡材パネル）と、サンドイッチパネルを適用したエレベータのかご（かご室およびかご枠）について説明する。
【００５９】
図９は、この発明の実施の形態２に係るサンドイッチパネル３０（難燃性複合材料）を示す断面図である。図９において、サンドイッチパネル３０は、基材（コア材）として発泡材３１を使用する。発泡材３１は、接着剤３２によって、難燃性繊維強化複合材料３３と接合されている。接着剤３２は、難燃性繊維強化複合材料３３に使用したマトリクス樹脂で兼用することができる。なお、難燃性繊維強化複合材料３３は、発泡材３１の片面のみに接合されてもよい。また、基材としては、フォームや発泡材、ハニカム構造体が挙げられる。
【００６０】
難燃性繊維強化複合材料３３は、繊維からなる織物、不織布または不織布状成型物にマトリクス樹脂を含浸させたものである。マトリクス樹脂は、臭素化不飽和ポリエステル樹脂および臭素化エポキシアクリレート樹脂の少なくとも一方を含んでいる。また、マトリクス樹脂には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモンおよびホウ酸亜鉛の１つまたは複数が分散物として分散されている。
【００６１】
樹脂および水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモンおよびホウ酸亜鉛の種類、特性、添加量、難燃性繊維強化複合材料３３の繊維体積率、厚さについては、上述した実施の形態１と同様である。
【００６２】
また、繊維の種類は、炭素繊維、ガラス繊維やアルミナ繊維等の無機繊維、またはアラミド等の有機繊維等を使用することができる。特に、軽量、高強度の観点から、炭素繊維が好ましい。なお、炭素繊維を用いる場合、炭素繊維は、実施の形態１と同様に、織物状、または連続繊維が積層された構造とする。
【００６３】
発泡材３１は、例えばポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、エポキシ樹脂、またはエチレンプロピレンゴム等の硬質フォーム（発泡材）から形成されている。
【００６４】
また、アルミフォーム等の無機質フォーム、またはシンタクチックフォームを用いることもできる。特に、上述した樹脂材料に難燃剤を混合して発泡させたフォームやフェノール樹脂フォームが難燃性に優れ、発泡材３１の材料として好ましい。難燃性のフォームは、エレベータ用パネルの材料として難燃性を向上させることができ、難燃性に関する信頼性をさらに向上させることができる。
【００６５】
また、サンドイッチパネル３０のさらなる軽量化を図るために、発泡材３１として、その密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲にあるものを用いることが好ましい。なお、発泡材３１の密度が０．０１ｇ／ｃｍ３よりも小さくなると、サンドイッチパネル３０が座屈を起こしやすくなり、一方、発泡材３１の密度が０．２ｇ／ｃｍ３よりも大きくなると、サンドイッチパネル３０の軽量化が阻害される。
【００６６】
難燃性繊維強化複合材料３３の厚さは、強度設計と経済的な理由とから選択されるが、約１００μｍ〜３ｃｍの厚さが好ましく、０．２〜５ｍｍの厚さがより好ましい。なお、この厚さが１００μｍより薄いと、サンドイッチパネル３０として十分な強度を得ることが難しい。一方、厚さが３ｃｍを超えると、サンドイッチパネル３０の重量が増加してしまい、サンドイッチパネル３０の軽量化が妨げられる。また、経済的にも好ましくない。
【００６７】
また、接着剤３２は、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤および難燃性接着剤等を使用することができる。また、難燃性繊維強化複合材料３３に使用したマトリクス樹脂を接着剤３２として使用することにより、接着剤層を難燃性繊維強化複合材料層に一体化することもできる。
【００６８】
この実施の形態２に係る難燃性複合材料は、従来の材料よりも難燃性の向上を達成しており、建築基準法に定める難燃材料基準相当に達することが可能となった。
【００６９】
次に、上述したサンドイッチパネルを、エレベータのかご室またはかご枠の構成部材（かご用部材）に適用したエレベータのかごについて説明する。サンドイッチパネルは、例えば図６に示すように、かご室２１の床板、天井板、側板および背板として適用されるエレベータ用パネル２１ａに使用することができる。なお、床板、天井板、側板および背板のうち、少なくとも１つにサンドイッチパネルが適用されてもよい。
【００７０】
上述したサンドイッチパネルを適用したエレベータ用パネルでは、衝撃力に対して、金属板で作られた従来のエレベータ用パネルと遜色のない十分な強度と小さなたわみ性を確実に維持することができる。また、その重量を、従来のエレベータ用パネルの重量（鉄製で約３６ｋｇ、アルミ混合で約２０ｋｇ）の、例えば１／３〜１／５（ＣＦＲＰサンドイッチパネルで約７ｋｇ）にまで軽減することができる。
【００７１】
このように、臭素化樹脂の難燃効果に加え、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムの混合により、樹脂量低減による燃焼量の抑制効果および熱分解時の吸熱作用による温度上昇抑制効果と、発生水蒸気による消火作用とを得ることができる。また、炭素繊維を用いる場合には、高難燃性繊維である炭素繊維が、織物状、または連続繊維が積層された構造を有しているので、耐熱性のある熱遮断層となり、樹脂の燃焼持続が抑制され、難燃効果が発揮される。
【００７２】
さらに、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムの熱分解時の吸熱作用が、臭素による難燃効果を長時間にわたり持続させる相乗効果を得ることができる。また、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムの熱分解後に残る無機物が炭素繊維の隙間に留まることにより、さらに熱遮蔽効果を高めることができ、高い難燃性を得ることができる。
【００７３】
また、連続繊維状なので、燃焼後に形状が保持されるとともに、繊維強化により高強度であり、炭素繊維を用いる場合には、特に軽量化を達成することができる。また、臭素化不飽和ポリエステル樹脂または臭素化エポキシアクリレート樹脂を用いることにより、室温での硬化を可能とし、製造プロセスの簡易化を達成することができる。
【００７４】
さらに、発泡材をコア材として、難燃性繊維強化複合材料と組み合わせることにより、軽量でありながら、金属に匹敵する高い剛性や強度を得ることができる。また、発泡材をフェノール樹脂とすることにより、コア材にも難燃性を与えることができ、全体としての難燃性を強化することができる。
【００７５】
また、難燃性複合材料をエレベータのかご用部材として用いた場合には、慣性が小さく、運転の制御が容易なエレベータのかごを作製することができ、モータ容量の小型化等、エレベータシステム全体の小型化を達成することができる。また、建築基準法施行令第１０８条の２に定められる上述した条件を満たすことができる。
【００７６】
以上のように、実施の形態２によれば、難燃性複合材料は、繊維からなる織物、不織布または不織布状成型物に樹脂を含浸させた難燃性繊維強化複合材料と、基材としての発泡材とを積層して構成される難燃性複合材料であって、樹脂は、臭素化不飽和ポリエステル樹脂および臭素化エポキシアクリレート樹脂の少なくとも一方を含み、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモンおよびホウ酸亜鉛の少なくとも１つが分散され、難燃性繊維強化複合材料が発泡材の片面または両面に配置される。
そのため、高い難燃性を有するとともに、軽量かつ高強度な難燃性繊維強化複合材料、難燃性繊維強化複合材料を用いた難燃性複合材料およびそれらの製造方法、並びに難燃性繊維強化複合材料を用いたエレベータのかご用部材を得ることができる。
【００７７】
なお、上記実施の形態２では、難燃性複合材料を、エレベータのかご用部材に適用した場合について例に挙げて説明したが、この発明の実施の形態２に係る難燃性繊維強化複合材料の用途は、これに限定されるものではない。
【００７８】
実施の形態３．
ハニカム構造体パネル
この実施の形態では、難燃性繊維強化複合材料とハニカム構造体とからなる難燃性複合材料の一例であるサンドイッチパネル（ハニカム構造体パネル）と、サンドイッチパネルを適用したエレベータのかご（かご室およびかご枠）について説明する。
【００７９】
ハニカムとは、「蜂の巣」から転じて、工業材料として用いられる六角形の小部屋（セル）の集合体を意味するが、現在では、六角セル以外でも同一形状のセルの集合体を総称してハニカムと呼ぶ。ハニカム構造体の例として、ハニカムコア、ロールコア、フェザーコア、ＯＸコア、フレックスコア、バイセクトコア、コルゲートコア等が挙げられる。
【００８０】
図１０は、この発明の実施の形態３に係るサンドイッチパネル４０（難燃性複合材料）を示す断面図である。図１０において、サンドイッチパネル４０は、基材（コア材）としてハニカム構造体４１を使用する。ハニカム構造体４１は、接着剤４２によって、難燃性繊維強化複合材料４３と接合されている。接着剤４２は、難燃性繊維強化複合材料４３に使用したマトリクス樹脂で兼用することができる。なお、難燃性繊維強化複合材料４３は、ハニカム構造体４１の片面のみに接合されてもよい。
【００８１】
難燃性繊維強化複合材料４３は、上述した実施の形態２と同様である。また、ハニカム構造体４１の種類としては、アルミハニカム、アラミドハニカム等があり、必要とされる強度等によりその材質、寸法を選択することができる。また、ハニカム構造体４１の材料としては、アルミニウム、ステンレス、チタン、ペーパー、不燃紙、アラミド紙が挙げられる。
【００８２】
難燃性繊維強化複合材料４３の厚さは、強度設計と経済的な理由とから選択されるが、約１００μｍ〜３ｃｍの厚さが好ましく、０．２〜５ｍｍの厚さがより好ましい。なお、この厚さが１００μｍより薄いと、サンドイッチパネル４０として十分な強度を得ることが難しい。一方、厚さが３ｃｍを超えると、サンドイッチパネル４０の重量が増加してしまい、サンドイッチパネル４０の軽量化が妨げられる。また、経済的にも好ましくない。
【００８３】
また、難燃性繊維強化複合材料４３とハニカム構造体４１との接合部に使用される接着剤４２は、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤および難燃性接着剤等を使用することができる。また、難燃性繊維強化複合材料４３に使用したマトリクス樹脂を接着剤４２として使用することもできる。
【００８４】
この実施の形態３に係る難燃性複合材料は、従来の材料よりも難燃性の向上を達成しており、建築基準法に定める難燃材料基準相当に達することが可能となった。
【００８５】
ここで、上述したサンドイッチパネルは、実施の形態２と同様に、かご室の床板、天井板、側板および背板として適用されるエレベータ用パネルに使用することができる。上述したサンドイッチパネルを適用したエレベータ用パネルでは、衝撃力に対して、金属板で作られた従来のエレベータ用パネルと遜色のない十分な強度と小さなたわみ性を確実に維持することができるとともに、その重量を軽減することができる。
【００８６】
また、実施の形態２の効果に加えて、ハニカム構造体をコア材として、難燃性繊維強化複合材料と組み合わせることにより、軽量でありながら、金属に匹敵する高い剛性や強度を得ることができる。また、ハニカム構造体をアルミニウムとすることにより、特に軽量化を達成することができる。
【００８７】
以上のように、実施の形態３によれば、難燃性複合材料は、繊維からなる織物、不織布または不織布状成型物に樹脂を含浸させた難燃性繊維強化複合材料と、基材としてのハニカム構造体とを積層して構成される難燃性複合材料であって、樹脂は、臭素化不飽和ポリエステル樹脂および臭素化エポキシアクリレート樹脂の少なくとも一方を含み、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモンおよびホウ酸亜鉛の少なくとも１つが分散され、難燃性繊維強化複合材料がハニカム構造体の片面または両面に配置される。
そのため、高い難燃性を有するとともに、軽量かつ高強度な難燃性繊維強化複合材料、難燃性繊維強化複合材料を用いた難燃性複合材料およびそれらの製造方法、並びに難燃性繊維強化複合材料を用いたエレベータのかご用部材を得ることができる。
【００８８】
なお、上記実施の形態３では、難燃性複合材料を、エレベータのかご用部材に適用した場合について例に挙げて説明したが、この発明の実施の形態３に係る難燃性繊維強化複合材料の用途は、これに限定されるものではない。
【００８９】
実施の形態４．
この実施の形態では、難燃性繊維強化複合材料を製造するための製造装置と、難燃性繊維強化複合材料の製造方法について説明する。この実施の形態で製造される難燃性繊維強化複合材料は、閉じられた空間内で、所定の形状に、繊維からなる織物、不織布または不織布状成型物等を積層し、所定の樹脂を含浸させることによって製造する。
【００９０】
図１１に示すように、難燃性繊維強化複合材料を製造するための製造装置は、織物、不織布または不織布状成型物等の材料となる繊維（二点鎖線参照）５０が順次載置されて積層される成形型５１、第１樹脂拡散用シート５２ａ、樹脂透過性を有する第１離型用シート５３ａ、樹脂透過性を有する第２離型用シート５３ｂ、第２樹脂拡散用シート５２ｂ、密閉用フィルム５４、密閉用フィルム５４内の空間を外部と遮断するシール材５５、密閉用フィルム５４内を真空引きする真空ポンプ５６、および密閉用フィルム５４内に樹脂を供給する樹脂タンク５７を備えている。
【００９１】
また、製造装置には、樹脂タンク５７から供給される樹脂を密閉用フィルム５４内に導入する樹脂注入口５８が設けられている。さらに、製造装置には、密閉用フィルム５４内を排気する排気口５９が設けられている。この排気口５９は、密閉用フィルム５４内の余剰の樹脂を排出する排出口も兼ねている。なお、成形型５１上に設置する第１樹脂拡散用シート５２ａ、第１離型用シート５３ａは、省略することが可能である。このとき、成形型５１上は、樹脂の固着を防ぐ離型処理をすることが好ましい。
【００９２】
次に、図１２を参照しながら、上記製造装置による難燃性繊維強化複合材料の製造方法の一例について説明する。
まず、繊維５０を用意する（ステップＳ１）。
続いて、その繊維５０を所定の形状に裁断する（ステップＳ２）。
【００９３】
次に、成形型５１の上に、第１樹脂拡散用シート５２ａおよび第１離型用シート５３ａを順次積層する（ステップＳ３）。なお、この工程は省略することもできる。
続いて、裁断された繊維５０を、第１離型用シート５３ａ（離型用シートを省略した場合、離型処理された成形型５１）の上に順次載置して積層する（ステップＳ４）。
次に、積層された繊維５０の周囲にシール材５５を配置する（ステップＳ５）。
【００９４】
続いて、樹脂注入口５８および排気口５９を設置する（ステップＳ６）。
次に、繊維５０の表面を第２離型用シート５３ｂにて覆う（ステップＳ７）。
続いて、第２離型用シート５３ｂの表面を第２樹脂拡散用シート５２ａにて覆う（ステップＳ８）。
【００９５】
次に、積層された繊維５０を覆うように密閉用フィルム５４を被せ、シール材５５にて密閉用フィルム５４内の空間を外部と遮断する（ステップＳ９）。この段階で、図１１に示すように、成型準備が完了する（ステップＳ１０）。
【００９６】
続いて、真空ポンプ５６を駆動させて、密閉用フィルム５４内の空気を排気する（ステップＳ１１）。
次に、樹脂タンク５７の樹脂を、樹脂注入口５８から密閉用フィルム５４内の空間に注入する（ステップＳ１２）。
【００９７】
続いて、密閉用フィルム５４内に注入された樹脂を、繊維５０に含浸させて硬化させる（ステップＳ１３）。ここで、硬化の方法としては、樹脂の種類と触媒とを選択することによって、室温硬化または加熱硬化が可能である。
【００９８】
次に、成形型５１を取り外すことができる程度に樹脂が硬化したら、第２樹脂拡散用シート５２ｂとともに第２離型用シート５３ｂを剥がし、繊維５０に樹脂を含浸させた難燃性繊維強化複合材料を成形体として成形型５１から取り外す（ステップＳ１４）。
【００９９】
続いて、必要に応じて、取り外された成形体に、乾燥炉による後硬化処理を実施する（ステップＳ１５）。
こうして、難燃性繊維強化複合材料からなる成形体が完成する（ステップＳ１６）。
【０１００】
このように、上述した難燃性繊維強化複合材料の製造方法では、比較的安価な資材を用い、大気圧真空注入法による簡便なプロセスによって、難燃性繊維強化複合材料を製造することができる。また、製造設備および製造プロセスの簡略化によって、生産コストを低減し、生産時間を短縮して、難燃性繊維強化複合材料を量産することができる。
【０１０１】
以上のように、実施の形態４によれば、難燃性繊維強化複合材料の製造方法は、離型処理された成形型上に、繊維を積層するステップと、繊維の表面を離型用シートおよび樹脂拡散用シートで覆うステップと、繊維を密閉用フィルムで覆って外気と遮断するステップと、密閉用フィルム内の空気を真空吸引するステップと、離型用シートおよび樹脂拡散用シートを通じて、繊維に樹脂を含浸させるステップと、樹脂を硬化させるステップと、樹脂拡散用シートとともに、離型用シートを剥離するステップとを備えている。
そのため、簡易なプロセスを用いて、難燃性繊維強化複合材料を成形することにより、作業の効率化および生産コストの低減を達成することができる。
【０１０２】
実施の形態５．
この実施の形態では、難燃性繊維強化複合材料と発泡材（基材）とからなるサンドイッチパネルを製造するための製造装置と、サンドイッチパネルの製造方法について説明する。サンドイッチパネルは、閉じられた空間内で、所定の形状に、繊維からなる織物、不織布、不織布状成型物または連続繊維と発泡材とを積層し、所定の樹脂を含浸させることによって製造される。
【０１０３】
図１３に示すように、難燃性繊維強化複合材料と発泡材とからなるサンドイッチパネルを製造するための製造装置は、織物、不織布または不織布状成型物等の材料となる繊維６１（または連続繊維）と発泡材６２とが順次載置されて積層される成形型５１、第１樹脂拡散用シート５２ａ、樹脂透過性を有する第１離型用シート５３ａ、樹脂透過性を有する第２離型用シート５３ｂ、第２樹脂拡散用シート５２ｂ、密閉用フィルム５４、密閉用フィルム５４内の空間を外部と遮断するシール材５５、密閉用フィルム５４内を真空引きする真空ポンプ５６、および密閉用フィルム５４内に樹脂を供給する樹脂タンク５７を備えている。
【０１０４】
また、製造装置には、樹脂タンク５７から供給される樹脂を密閉用フィルム５４内に導入する樹脂注入口５８が設けられている。さらに、製造装置には、密閉用フィルム５４内を排気する排気口５９が設けられている。この排気口５９は、密閉用フィルム５４内の余剰の樹脂を排出する排出口も兼ねている。
【０１０５】
次に、図１４を参照しながら、上記製造装置によるサンドイッチパネルの製造方法の一例について説明する。
まず、繊維６１および発泡材６２を用意する（ステップＳ２１）。
続いて、その繊維６１および発泡材６２を所定の形状に裁断する（ステップＳ２２）。
【０１０６】
次に、成形型５１の上に、第１樹脂拡散用シート５２ａおよび第１離型用シート５３ａを順次積層する（ステップＳ２３）。
続いて、裁断された繊維６１および発泡材６２を、発泡材６２を下方および上方から繊維６１にて挟み込む態様で、第１離型用シート５３ａの上に順次載置して積層する（ステップＳ２４）。なお、繊維６１は発泡材６２の片面のみに載置されてもよい。
次に、積層された繊維６１および発泡材６２の周囲にシール材５５を配置する（ステップＳ２５）。
【０１０７】
続いて、樹脂注入口５８および排気口５９を設置する（ステップＳ２６）。
次に、繊維６１の表面を第２離型用シート５３ｂにて覆う（ステップＳ２７）。
続いて、第２離型用シート５３ｂの表面を第２樹脂拡散用シート５２ａにて覆う（ステップＳ２８）。
【０１０８】
次に、積層された繊維６１および発泡材６２を覆うように密閉用フィルム５４を被せ、シール材５５にて密閉用フィルム５４内の空間を外部と遮断する（ステップＳ２９）。この段階で、図１３に示すように、成型準備が完了する（ステップＳ３０）。
【０１０９】
続いて、真空ポンプ５６を駆動させて、密閉用フィルム５４内の空気を排気する（ステップＳ３１）。
次に、樹脂タンク５７の樹脂を、樹脂注入口５８から密閉用フィルム５４内の空間に注入する（ステップＳ３２）。
【０１１０】
続いて、密閉用フィルム５４内に注入された樹脂を、繊維６１に含浸させて硬化させる（ステップＳ３３）。ここで、硬化の方法としては、樹脂の種類と触媒とを選択することによって、室温硬化または加熱硬化が可能である。
【０１１１】
次に、成形型５１を取り外すことができる程度に樹脂が硬化したら、第２樹脂拡散用シート５２ｂとともに第２離型用シート５３ｂを剥がし、繊維６１に樹脂を含浸させた難燃性繊維強化複合材料と発泡材６２とからなる成形体を成形型５１から取り外す（ステップＳ３４）。
【０１１２】
続いて、必要に応じて、取り外された成形体に、乾燥炉による後硬化処理を実施する（ステップＳ３５）。
こうして、難燃性繊維強化複合材料と発泡材６２とからなる成形体が完成する（ステップＳ３６）。
【０１１３】
このように、上述したサンドイッチパネルの製造方法では、比較的安価な資材を用い、大気圧真空注入法による簡便なプロセスによって、エレベータ用パネルに適用されるサンドイッチパネルを製造することができる。また、製造設備おおび製造プロセスの簡略化によって、生産コストを低減し、生産時間を短縮して、サンドイッチパネルを量産することができる。
【０１１４】
以上のように、実施の形態５によれば、難燃性複合材料の製造方法は、離型処理された成形型上に、基材および繊維を積層するステップと、基材および繊維の表面を離型用シートおよび樹脂拡散用シートで覆うステップと、基材および繊維を密閉用フィルムで覆って外気と遮断するステップと、密閉用フィルム内の空気を真空吸引するステップと、離型用シートおよび樹脂拡散用シートを通じて、繊維に樹脂を含浸させるステップと、樹脂を硬化させるステップと、樹脂拡散用シートとともに、離型用シートを剥離するステップとを備えている。
そのため、簡易なプロセスを用いて、基材および難燃性繊維強化複合材料からなる難燃性複合材料を成形することにより、作業の効率化および生産コストの低減を達成することができる。
【０１１５】
なお、上記実施の形態１〜５では、エレベータのかご用部材を適用例として例示しているが、この発明に係る難燃性繊維強化複合材料および難燃性繊維強化複合材料を用いた難燃性複合材料は、電気製品、建築製品、機械製品等のどの分野にも適用することができる。
【０１１６】
また、上記実施の形態２〜３、５では、サンドイッチパネルとして、エレベータ用パネルに適用されるサンドイッチパネルを例に挙げて説明した。しかしながら、サンドイッチパネルとしては、エレベータ用パネルに限られず、例えば人工衛星の構造体等としても適用することができる。
【０１１７】
また、難燃性の基準に関しては、最もレベルの高い難燃性をターゲットとしているが、一般電気製品に適用されているＵＬ９４に定められる難燃規格Ｖ０に関し、Ｖ０レベルを優にクリアする高い難燃性を有しているので、高度な難燃性を必要とする用途に、特に適用が可能である。
【０１１８】
以下、これらの実施の形態における実施例１〜１１と、実施例１〜１１と比較するための比較例１〜９とについて説明する。なお、この発明は、記載された実施例に限定されるものではない。
【０１１９】
実施例１〜３について．
実施例１〜３では、図１５の表に記載された構成にて、上記実施の形態１で説明した難燃性炭素繊維強化複合材料を作製した。樹脂には、臭素化不飽和ポリエステル樹脂（日本ユピカ製ＦＬＨ−３５０Ｒ、臭素含有量１１〜１３重量％、硬化促進剤入り）、または、臭素化エポキシアクリレート樹脂（日本ユピカ製８１９７、臭素含有量２５〜２７重量％）を使用した。
【０１２０】
また、臭素化不飽和ポリエステル樹脂（上述の日本ユピカ製ＦＬＨ−３５０Ｒ）１００重量部に対して、硬化剤として、メチルエチルケトンパーオキサイド・フタル酸ジメチル溶液濃度５５％（日油製パーメックＮ）１重量部を配合した。また、臭素化エポキシアクリレート樹脂（上述の日本ユピカ製８１９７）１００重量部に対して、硬化剤として、化薬アクゾ製３２８Ｅを１重量部、硬化促進剤としてオクテン酸コバルト（金属８％）溶液を０．２重量部添加した。
【０１２１】
実施例１〜２については、離型剤を塗布した金型上で、炭素繊維クロス（東レ製トレカＴ−３００−３０００）と、水酸化アルミニウム（昭和電工製ＨＰ−３６０、平均粒径３μｍ）および三酸化アンチモン（第一工業製薬製ＡＮ−８００（Ｔ）、平均粒径０．９４μｍ）を分散混合した樹脂とを塗り重ね、プレスして硬化させるハンドレイアップ法にて作製した。硬化は、室温で脱型できるまで硬化させ、その後、４０℃１６時間で本硬化させた。
【０１２２】
また、実施例３については、上記実施の形態４の製造方法によって作製した。室温硬化後、脱型したあと、８０℃２時間、１００℃２時間、１２０℃２時間の３ステップで本硬化させた。
【０１２３】
難燃性の評価は、ＵＬ９４規格の燃焼試験と建築基準法準拠の難燃性試験とを実施した。ＵＬ９４規格の燃焼試験では、Ｖ０レベルの難燃性を確認後、３０秒間継続的に燃焼したときの自己消火性をもって、Ｖ０レベル以上のレベルと判定した。
【０１２４】
また、建築基準法準拠の難燃性試験では、コーンカロリーメータを使用した発熱性試験と有毒性ガス試験とを実施した。発熱性試験では、建築基準法施行令第１０８条の２に規定された発熱性試験に準拠して、試験体１片の長さが１００ｍｍの試験体を、輻射強度５０ｋＷ／ｍ２、試験時間５分間の諸条件で試験し、最大発熱速度および総発熱量を計測した。
【０１２５】
発熱性試験の合否の判定基準は、以下の通りである。
最大発熱速度：１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ２を超えないこと
総発熱量：８ＭＪ／ｍ２以下であること
その他：防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴がないこと
【０１２６】
有毒性ガス試験では、同省令に規定された有毒性ガス試験に準拠して、１辺２２０ｍｍの正方形のサンプルで、熱輻射領域を１辺１８０ｍｍとし、ＬＰガスバーナ＋１．５ｋＷ電熱器で６分間、排気口の到達温度が１９５±２０℃になるように加熱し、発生ガスを回転かご中のメスのマウス８匹に暴露して実施した。有毒性ガス試験の合否の判定基準は、マウス８匹の平均行動停止時間が６．８分以上であれば合格である。
【０１２７】
比較例１〜４について．
図１６の表に記載された構成にて、比較例１〜４の炭素繊維強化複合材料を作製した。ここで、比較例１〜３は、上記実施例１〜３と同様にして試料を作製した。また、比較例４は、上記実施例２において、炭素繊維クロスの代わりに、炭素繊維クロスと同量の炭素繊維チョップドストランド（繊維裁断物）を樹脂、水酸化アルミニウム、三酸化チタン等の構成材料とともに混合した後、金型に入れて硬化させた。
【０１２８】
上記実施例１〜３と上記比較例１〜４とを比較すると、比較例１〜３と比べて、実施例１〜３では、難燃性が格段に向上した。さらに、比較例４では、燃焼後に成型物が灰化して形状を保持することができないのに対して、実施例１〜３では、炭素繊維クロスの難燃性および形状保持の効果により、その形状を保持することができる。また、特に実施例１〜３では、建築基準法に定める難燃材料基準相当に達した。
【０１２９】
実施例４〜１１について．
実施例４〜１１では、図１７の表に記載された構成材料にて、上記実施の形態５で説明した製造方法により、上記実施の形態２、３で示した難燃性繊維強化複合材料を含むサンドイッチパネルを作製した。
【０１３０】
これらの実施例では、コア材となる発泡材として、厚さ２５ｍｍのフェノール樹脂フォーム（旭化成製ネオマフォーム、密度０．０２７ｇ／ｃｍ３）、またはアルミニウム製ハニカムパネルを使用し、その表面および裏面に、それぞれ炭素繊維クロス（東レ製トレカＴ−３００−３０００）４枚を含む厚さ０．８〜１ｍｍの炭素繊維複合材料層を設置した。また、それぞれのサンドイッチパネルを使用してエレベータ用パネルを作製した。
【０１３１】
ここで、サンドイッチパネルに求められるたわみ許容量は、例えば２ｃｍ四方に人間の全体重６０ｋｇが掛かったときのたわみが１２ｍｍ以下と規定して、そのときの応力に十分耐えうる応力を有していればよい。このサンドイッチパネルの場合、最大たわみ時の発生応力が１００ＭＰａ程度であるのに対し、圧縮応力および引張応力が、ともに３００ＭＰａ以上を有しており、十分な強度を有していた。
【０１３２】
また、難燃性の評価は、上記実施例１〜３の場合と同様に実施した。また、これらの実施例のエレベータ用パネル（サイズ：長さ２４００ｍｍ、幅６００ｍｍ、厚み２５〜２７ｍｍ）の重量は、約７〜８ｋｇであった。
【０１３３】
比較例５〜６について．
比較例５に係る従来のエレベータ用パネル（特許文献１の図２参照）は、両側部を裏側に折り曲げられた表板と、この表板の裏面に固着されて全体の剛性を高くする補強部材とからなるパネルである。比較例１の亜鉛メッキ性鋼板で形成されるエレベータ用パネルの重量は、長さ２４００ｍｍ、幅６００ｍｍ、厚み２５ｍｍの場合、３６ｋｇであった。また、強度を保持しながら、補強部をアルミニウムで形成するなどした、比較例６に係るエレベータ用パネルの重量は、約２０ｋｇであった。
【０１３４】
比較例７〜９について．
図１８の表に記載された構成にて、上記実施例４〜１１と同様にして、比較例７〜９の繊維強化複合材料を含むサンドイッチパネルを作製した。
【０１３５】
上記実施例４〜１１と上記比較例５〜９とを比較すると、比較例５〜６の従来エレベータ用パネルの重量に対して、実施例４〜１１では、約１／３〜１／５の軽量化を達成した。また、比較例７〜９と比べて、実施例４〜１１では、難燃性が向上していることが明らかである。
【０１３６】
上述した、難燃性炭素繊維強化複合材料の樹脂中の臭素含有量および水酸化アルミニウムの樹脂１００重量部に対する比率と、難燃レベルとの関係を示した図３において、実施例４〜８、１０、１１および比較例７〜９のポイントを記載した。
【０１３７】
図３において、特に、実施例４〜９では、発熱性試験において、５分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下であり、発熱速度が２００ｋＷ／ｍ２以下であり、貫通穴も生じず、有毒性ガス試験も合格し、建築基準法に定める難燃材料基準相当を達成した。また、実施例１０〜１１では、ＵＬ９４の難燃規格に定められるＶ０レベルを超える高度な難燃性を達成した。
【０１３８】
また、エレベータ用パネルに求められるたわみ許容量は、例えば人間の体重を６０ｋｇとして、その全体重が２ｃｍ四方の領域に作用したときのたわみが１２ｍｍ以下であると規定され、実施例４〜１１のエレベータ用パネルは、そのときの応力に十分耐えうる応力を有していればよい。このエレベータ用パネルでは、最大たわみ時の発生応力が１００ＭＰａ程度であるのに対して、圧縮応力および引張応力が、ともに３００ＭＰａ以上を有しており、十分な強度を有する。
【０１３９】
したがって、実施例４〜１１に係るエレベータ用パネルでは、従来のエレベータ用パネルに対して、軽量化を達成できることが実証された。また、実施例４〜９に係るエレベータ用パネルでは、建築基準法に規定される難燃性試験に合格していることが実証された。
【符号の説明】
【０１４０】
１０  難燃性炭素繊維強化複合材料、１１  炭素繊維、１２  マトリクス樹脂、１３  分散物、２  エレベータのかご、２１  かご室、２１ａ  エレベータ用パネル、２１１  表板、２１２  補強材、２２  かごドア、２３  かご枠、２３ａ  斜め控え、３０  サンドイッチパネル、３１  発泡材（基材）、３２  接着剤、３３  難燃性繊維強化複合材料、４０  サンドイッチパネル、４１  ハニカム構造体（基材）、４２  接着剤、４３  難燃性繊維強化複合材料、５０  繊維、５１  成形型、５２ａ  第１樹脂拡散用シート、５２ｂ  第２樹脂拡散用シート、５３ａ  第１離型用シート、５３ｂ  第２離型用シート、５４  密閉用フィルム、５５  シール材、５６  真空ポンプ、５７  樹脂タンク、５８  樹脂注入口、５９  排気口、６１  繊維、６２  発泡材。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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