(57)【要約】【課題】軽量であり、高温環境下での剪断強度および剪断弾性率が高いサンドイッチ構造を提供することにある。【解決手段】芯材として少なくとも一部あるいは全部の厚みが２０ｍｍ以下のウレタン発泡体芯材ａと、表面材として少なくとも一部あるいは全部の厚みが０．０２〜４ｍｍの範囲内である繊維複合材料表面材ｂからなり、１００℃での剪断強度／２３℃での剪断強度が０．５〜０．９５であることを特徴とするサンドイッチ構造部材。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材として少なくとも一部あるいは全部の厚みが２０ｍｍ以下のウレタン発泡体からなる芯材と、前記芯材の表面材であって少なくとも一部あるいは全部の厚みが０．０２ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲内の繊維複合材料表面材とを含み、１００℃における剪断強度（Ａ）と２３℃における剪断強度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、０．５以上０．９５以下の範囲内であることを特徴とするサンドイッチ構造部材。
【請求項２】
前記ウレタン発泡体は、有機ポリイソシアネート、ポリオール、水及び／または発泡剤、触媒、整泡剤および助剤の中から選ばれる少なくとも１種を組み合わせてなるウレタン発泡体であって、尿素結合とウレタン結合との比率（尿素結合／ウレタン結合）が、０．１３３以上０．８０１以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のサンドイッチ構造部材。
【請求項３】
前記表面材の少なくとも一部あるいは全部に炭素繊維が含まれていることを特徴とする請求項１または２に記載のサンドイッチ構造部材。
【請求項４】
前記ウレタン発泡体の１００℃における剪断弾性率が、１ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のサンドイッチ構造部材。
【請求項５】
前記ウレタン発泡体の１００℃における剪断強度が、０．０１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のサンドイッチ構造部材。
【請求項６】
前記ウレタン発泡体の密度が、０．０１ｇ／ｃｍ３以上０．３ｇ／ｃｍ３以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のサンドイッチ構造部材。
【請求項７】
前記ウレタン発泡体の独立気泡率が７５％以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のサンドイッチ構造部材。
【請求項８】
自動車用部材として使われることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のサンドイッチ構造部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐熱性に優れ、高温環境下でも剪断強度、剪断弾性率が高いウレタン発泡体を使用したサンドイッチ構造部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウレタン発泡体は非常に断熱性に優れた材料であり、冷蔵庫や住宅パネルなどに多く使用されているが、最近では、繊維強化複合材料（以降、ＦＲＰと呼ぶ）用の芯材としても使用され始めている。特に、ＦＲＰなどの剛性の高い表面材と、低密度の芯材で構成されているサンドイッチ構造は、軽量かつ高剛性な構造部材を作れることから、自動車、車輌、航空機などの輸送機器産業から大きな注目を浴びている。
【０００３】
例えば、特開平１１−７８８７４号公報には、高速鉄道車両用のサンドイッチ構造外壁の芯材として、かさ密度が０．０２〜０．２（上記公報と同じ単位の密度に直すと２０ｋｇ／ｍ３から２００ｋｇ／ｍ３となる）の範囲内の硬質発泡合成樹脂を使用する技術が開示されている。該公報では、ポリメタクリルイミド等からなる硬質発泡合成樹脂のかさ密度を０．０２〜０．２の範囲内で調整することで高速鉄道車両の外壁の強度を向上させ、かつ軽量化を図ることが可能となると記載されている。しかし、発泡体の密度を大きくすることで、その強度、剛性が高くすると、サンドイッチ構造部材の重量が重くなるので問題であった。
【０００４】
また、特開２０００−１６７９６５号公報では、高温環境下での熱変形率異方性が小さい発泡体を芯材として使用し、サンドイッチ構造部材とすることで、高温環境下でも寸法安定性に優れ、サンドイッチ構造部材内部に発生する熱応力により熱応力破壊しない、すなわち全体の強度が低下することのないサンドイッチ構造部材を提供できることが記載されている。
【０００５】
しかし、サンドイッチ構造部材が上記のような熱応力ではなく、例えば人が寄りかかったり、柱で支えられていたり、物がぶつかったりするなど、局部的な曲げ荷重を受けたとき、芯材の剪断方向への破壊（具体的には、サンドイッチ構造部材の厚み方向に対して約４５°の方向に亀裂が進展する）がおこり、サンドイッチ構造部材の特徴である高い剛性を維持できなくなってしまう問題があった。このような局所的な曲げ荷重による芯材の破壊を軽減するため、芯材の剪断強度を大きくする必要があり、従来は芯材の密度を大きくすることで芯材の剪断強度を高めていたが、ここでもサンドイッチ構造部材の重量が重くなってしまい、サンドイッチ構造を利用するメリットが低減してしまっていた。
【０００６】
また、室温下だけでなく、使用環境温度下、特に高温となる部分での剪断強度、剪断弾性率の絶対値は設計上非常に重要となる。すなわち、使用する地域（沖縄など）によっては輸送機器の表面温度が日中１００℃近くの温度に達しており、サンドイッチ構造部材の芯材の剪断強度低下に伴い全体曲げ強度が低下してしまう。そのため局所的な曲げ荷重による芯材での剪断破壊が進行しやすくなり問題となっている。ここでも芯材の密度を高くすることで、剪断強度を高くすることは出来るが、部材全体の重量が重くなる問題があった。これに対し、従来は、多くのエネルギーを吸収する塑性変形可能な金属を表面材とした構成とすることで、芯材の剪断破壊を減らしてきたが、金属の密度が繊維強化複合材料の密度にくらべ大きいため、サンドイッチ構造部材の軽量化を促進することが出来ない。
【０００７】
また、高温環境下ではサンドイッチ構造部材の芯材の弾性率低下に伴い全体剛性が低下するため、その低下率の大きさによっては構造部材として成り立たなくなる。さらに、高温環境下で走行すると、走行時に受ける風などによって輸送機器の車体が微妙に変形し車体抵抗が増すため、燃費が悪くなったり、振動が増えるため走行安定性が悪くなる問題があり好ましくない。サンドイッチ構造部材の全体剛性を高めるため、芯材の密度を高くすることで対応することも出来るが、前述の通り部材全体の重量が重くなってしまう。また、サンドイッチ構造部材における芯材の厚みを厚くして芯材の剪断弾性率を高くする、あるいは表面材の厚みを厚くして表面材の剛性を高くする方法があるが、これでは部材全体の重量が重くなるばかりか、部材全体の厚み増加に伴う、組み立て部品の取り合いの問題が発生し、極めて実用化の可能性が低くなってしまった。
【０００８】
すなわち軽量性を損なうことなくサンドイッチ構造部材を設計するため、芯材として、低密度で、高温環境下での剪断強度および剪断弾性率が高い、サンドイッチ構造材用芯材の開発が急務である。繰り返しになるが、発泡体の密度を高くし、その剪断強度および剪断弾性率を高くすると、サンドイッチ構造部材全体の重量増加という問題が発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記した従来技術の問題点を解決すること、すなわち、軽量であり、高温環境下での剪断強度および剪断弾性率が高いウレタン発泡体を芯材として使用した、サンドイッチ構造を提供することにある。このようなウレタン発泡体は高剛性なサンドイッチ構造部材のさらなる軽量化を促進させることが出来るばかりでなく、高温環境下で局所的な集中荷重にも耐え、自動車、車輌、航空機などの輸送機器用構造部材として好適に適用できるものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
（１）芯材として少なくとも一部あるいは全部の厚みが２０ｍｍ以下のウレタン発泡体からなる芯材と、前記芯材の表面材であって少なくとも一部あるいは全部の厚みが０．０２ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲内の繊維複合材料表面材とを含み、１００℃における剪断強度（Ａ）と２３℃における剪断強度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、０．５以上０．９５以下の範囲内であることを特徴とするサンドイッチ構造部材。
【００１１】
（２）前記ウレタン発泡体は、有機ポリイソシアネート、ポリオール、水及び／または発泡剤、触媒、整泡剤および助剤の中から選ばれる少なくとも１種を組み合わせてなるウレタン発泡体であって、尿素結合とウレタン結合との比率（尿素結合／ウレタン結合）が、０．１３３以上０．８０１以下の範囲内であることを特徴とする（１）に記載のサンドイッチ構造部材。
【００１２】
（３）前記表面材の少なくとも一部あるいは全部に炭素繊維が含まれていることを特徴とする（１）または（２）に記載のサンドイッチ構造部材。
【００１３】
（４）前記ウレタン発泡体の１００℃における剪断弾性率が、１ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の範囲内であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のサンドイッチ構造部材。
【００１４】
（５）前記ウレタン発泡体の１００℃における剪断強度が、０．０１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の範囲内であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のサンドイッチ構造部材。
【００１５】
（６）前記ウレタン発泡体の密度が、０．０１ｇ／ｃｍ３以上０．３ｇ／ｃｍ３以下の範囲内であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載のサンドイッチ構造部材。
【００１６】
（７）前記ウレタン発泡体の独立気泡率が、少なくとも７５％以上であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載のサンドイッチ構造部材。
【００１７】
（８）自動車用部材として使われることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載のサンドイッチ構造部材。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るサンドイッチ構造部材について、実施の形態とともに詳細に説明する。
本発明のサンドイッチ構造部材は、図１に示すように、ウレタン発泡体芯材ａと表面材ｂの積層構成からなる。
【００１９】
本発明のサンドイッチ構造部材のウレタン発泡体芯材ａは少なくとも一部あるいは全部の厚みが２０ｍｍ以下である。厚みが２０ｍｍを越えると、サンドイッチ構造部材の断面２次モーメントが高くなるため高剛性となるが、一方、部材の厚みが厚くなるため、部品の取り合い上不都合な部分が生じ好ましくない。また、熱を放出する電気系統部品や動力系統部品の周囲にある部材などの場合、サンドイッチ構造部材への伝熱を少しでも少なくするため電気系統部品や動力系統部品とサンドイッチ構造部材の間隔を大きくする必要があり、サンドイッチ構造部材の厚みが厚くなると、その間隔が小さくなり、サンドイッチ構造部材をさらに耐熱性の高いものにしなくてはならず好ましくない。さらに好ましくは１５ｍｍ以下である。
【００２０】
本発明における表面材ｂは少なくとも一部あるいは全部の厚みが０．０２ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲内である。０．０２ｍｍより小さいと、表面部材単体の剛性が小さいため、例えばゴルフボールのようなボールや、石ころがサンドイッチ構造部材の表面に当たった時、表面材を貫通してしまう問題が生じ好ましくない。４ｍｍより大きいと、他の部品との取り合いが問題となるばかりでなく、表面材の密度が芯材の密度に対して非常に大きいため、サンドイッチ構造部材の軽量化を促進することが出来なく好ましくない。さらに好ましくは０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００２１】
本発明のサンドイッチ構造部材を構成するウレタン発泡体芯材ａは、１００℃での剪断強度（Ａ）と２３℃での剪断強度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が０．５以上０．９５以下である。０．５より小さいと、構造部材設計上、１００℃での全体強度を補うため、ウレタン発泡体芯材ａの密度を高くしたり、発泡体の厚みを増したりしなければならず、構造部材全体としての重量が増加し、金属板で作られた構造部材に対して重量軽減のメリットがなくなってしまうので好ましくない。１００℃での剪断強度と２３℃での剪断強度の比は、１に近ければ近いほど材料としての信頼性が高くなり、さらに１００℃までの高温環境下で使用する構造部材において、設計上、大きな重量増加がなくなり好ましい。
【００２２】
本発明におけるウレタン発泡体芯材ａは、有機ポリイソシアネート、ポリオール、水及び／または発泡剤、触媒、整泡剤およびその他の助剤類から得られるウレタン発泡体芯材であり、尿素結合とウレタン結合の比率（尿素結合／ウレタン結合）が、０．１３３以上０．８０１以下であると良い。０．１３３より小さいと、樹脂軟化点（動的粘弾性測定におけるＴａｎδ値）が１５０℃を下回り、高温時の物性低下を招く。また、０．８０１を越えると離型性が低下し、発泡体の表面品質が低下し好ましくない。ウレタン発泡体芯材の表面品質を向上させることで、得られたウレタン発泡体を用いてサンドイッチ構造部材を成形したとき、表面材に使用する樹脂や、表面材のを貼り合わせる接着剤などがウレタン発泡体表面のボイド部分への入り込みや、表面にひけと呼ばれる凹みを防止することができ、または接着性を均一に保つことができるなどして、意匠面および構造面で選りすぐれたものを得ることができる。
【００２３】
サンドイッチ構造部材の表面材ｂは繊維強化複合材料であると好ましい。繊維強化複合材料を構成する繊維としては、ポリアラミド、ナイロン６、ナイロン６６、ビニロン、ビリデン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、アクリル、ポリアラミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサドール、ポリベンゾビスオキサドール、ポリグリルアミド、ビニロン、ＰＢＴ、ＰＶＡ、ＰＢＩ、ＰＰＳなどからなる有機繊維や、炭素繊維、ガラス繊維、シリコンカーバイド繊維などの無機繊維であっても、実際の製品形状としたとき十分な全体剛性を得ることが出来ればいかなる繊維であってもよいが、中でも炭素繊維、ガラス繊維、シリコンカーバイド繊維などの無機繊維は、耐熱性も高く、繊維の弾性率が高いので、サンドイッチ構造部材を設計するにあたり、軽量化を促進させることが出来るので好ましい。
【００２４】
また、表面材ｂの強化繊維として、炭素繊維が表面材の少なくとも一部に使われていると好ましい。炭素繊維は他の繊維にはない高い弾性率を持っているので、炭素繊維を表面材ｂの一部に使うだけで、十分高い弾性率を発揮することが出来るため、サンドイッチ構造部材とした時、最も軽量化を促進することが出来る。
【００２５】
表面材ｂの繊維強化複合材料を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、変性エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、または、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱可塑性樹脂、およびこれらの樹脂をアロイ化した変性樹脂などが挙げられるが、どのような樹脂であってもよい。
【００２６】
ウレタン発泡体芯材ａの１００℃での剪断弾性率は１ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下であると好ましい。サンドイッチ構造部材の３点曲げたわみδは次式（１）のように、表面材ｂの引張弾性率とウレタン発泡体芯材ａの剪断弾性率によってあらわされる。
【００２７】
【数１】
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【００２８】
上式において、Ｐは曲げ荷重、ｌはスパン間距離、Ｅｆは表面材の引張弾性率、ｔｆは表面材の厚み、ｂは芯材の幅、Ｇｃは芯材の剪断弾性率、ｔｃは芯材の厚みである。この式の右辺第２項から明らかなように、サンドイッチ構造部材の曲げたわみは、芯材の剪断弾性率に大きく依存している。ここで芯材の剪断弾性率が１ＭＰａよりも小さいと、高温環境下で走行すると、輸送機器走行時、車体が受ける風などによって変形し車体抵抗が増すため、燃費が悪くなる問題がある。さらに車体が受ける空気抵抗により、車体本体の振動が増えるため走行安定性が悪くなり、車内での居住性を得ることが出来ない。剪断弾性率は、高い値を示すものほどサンドイッチ構造部材の全体剛性が高くなり、軽量化が促進でき好ましい。１０〜１６０ＭＰａであると、サンドイッチ構造部材の曲げ応力により発生するたわみへの、芯材の寄与が十分小さくなり、芯材部分での破壊が極端に少なくなるのでさらに好ましい。
【００２９】
ウレタン発泡体芯材ａの１００℃での剪断強度は０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であると好ましい。０．１ＭＰａより小さいと、高温環境下でサンドイッチ構造部材に人が寄りかかったりした時、芯材部分に非常に大きい剪断変形が生じ、芯材の層間剪断破壊や、芯材の荷重方向に対して４５°の方向にクラックが入る破壊など芯材内部で破壊が発生し好ましくない。このような破壊はサンドイッチ構造部材の内部での破壊であり目に見えないため、破壊している場所を特定できず、修理できないという問題がある。このような剪断強度の小さい発泡体を芯材として使うとき、サンドイッチ構造部材のたわみを出来るだけ小さくするため、密度の高い表面材の板厚を増す方法があるが、これでは部材の重量が極度に増えてしまうので好ましくない。１００℃での剪断強度は、高い値を示すものほどサンドイッチ構造部材の軽量設計が可能になり好ましい。さらに好ましくは０．５ＭＰａ以上８ＭＰａ以下である。
【００３０】
ウレタン発泡体芯材ａの密度（発泡体の密度は、ＪＩＳ　Ｋ　７２２２により測定する）は０．０１ｇ／ｃｍ３以上０．３ｇ／ｃｍ３以下であると好ましい。０．０１ｇ／ｃｍ３より小さいと、ウレタン発泡体を構成する気泡（セルと呼ぶ）壁の厚みが極端に薄くなり、剛性不足となるので好ましくない。０．３ｇ／ｃｍ３より大きいと、従来技術である航空機や船舶のサンドイッチ構造体用芯材、すなわちアルミニウム製やノメックスペーパー製のハニカム材や、バルサなどの軽量木材に対し、軽量化効果を得ることができないので好ましくない。より好ましくは、０．０２５〜０．２４ｇ／ｃｍ３である。
【００３１】
ウレタン発泡体芯材ａの独立気泡率は７５％以上であると好ましい。サンドイッチ構造部材は他の部品と接合するため穴加工し、芯材であるウレタン発泡体部分が外部環境に暴露されることがあり、独立気泡率が７５％より小さいと、湿度が高い環境や、雨の降る環境にさらされた時、芯材の連続気泡部分に水分が取り込まれ、ウレタン発泡体芯材ａが軟化し、結果サンドイッチ構造部材の表面にうねりがでてきてしまうため好ましくない。さらには、サンドイッチ構造部材は芯材が表面材により包まれているため、吸収された水分はほとんど揮発せず、サンドイッチ構造部材の重量が経時的に増加することになり好ましくない。さらに好ましくは８０％以上である。
【００３２】
また、独立気泡率が７５％より小さいと、接着層となる樹脂が発泡体の内部に含浸することで、表面材／芯材間に接着層がなくなってしまい、接着強度が非常に弱くなる場合がある。また、このように樹脂や接着剤が発泡体の中に含浸すると、サンドイッチ構造部材の表面に存在する樹脂が少なくなってしまい、表面平滑性がなく、ざらざらな表面形態となってしまい好ましくない。
【００３３】
以下、上記ウレタン発泡体芯材に用いるウレタン発泡体に関し、さらに具体的に説明する。
ウレタン発泡体は、有機ポリイソシアネート、ポリオール、水及び／または発泡剤、触媒、整泡剤およびその他の助剤類からなるウレタン発泡体であって、寸法安定性が極めて優れ、表面品質が良好であり、サンドイッチ構造部材の芯材として、好適なウレタン発泡体である。以下、まずこれら製造に用いられる各成分およびウレタン発泡体の製造方法について詳細に説明する。
【００３４】
（有機ポリイソシアネート）
本発明に用いられるイソシアネート化合物としては、ポリウレタンの製造に用いるものであれば用いることができる。これらのイソシアネートは、単独でも複数を併用してもよく、それらのヌレート変性、プレポリマー変性、ウレトジオン変性等の変性をした変性体を用いてもよく、複数のポリイソシアネートや変性体をそれぞれ併用してもよい。
【００３５】
脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、１、６−ジイソシアナトヘキサン（ＨＤＩ）等を挙げることができる。
【００３６】
脂環族ポリイソシアネート化合物としては、２、５−または２、６−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ［２、２、１］ヘプタン（ＮＢＤＩ）、３、３、５−トリメチル−１−イソシアナト−５−イソシアナトメチルシクロヘキサン（ＩＰＤＩ）、１、６−ビスイソシアナトメチルシクロヘキサン（Ｈ６−ＸＤＩ）、１、６−ジイソシアナトヘキサン（ＨＤＩ）、ビス（４、４’イソシアナトシクロヘキシル）メタン（Ｈ１２−ＭＤＩ）を挙げることができる。
【００３７】
芳香族に少なくとも２ヶ以上のイソシアネート基が直接結合する化合物としては、具体的に、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート（４，４’−ＭＤＩ）、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート（２，４’−ＭＤＩ）、２，４−トルエンジイソシアナート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアナート（２，６−ＴＤＩ）およびこれらの２量体、３量体または多量体、あるいはそれらの混合物である粗製ＴＤＩ、粗製ＭＤＩと称されるもの、並びにこれらの混合物が挙げられる。
【００３８】
芳香族基に直接結合しない少なくとも２個のＮＣＯ基を有するイソシアネート化合物としては、１、６−ビスイソシアナトメチルベンゼン（ＸＤＩ）等をあげることができる。
【００３９】
本発明においては、有機ポリイソシアネートとして、ジフェニルメタンジイソシアネート誘導体が好適に使用できる。ジフェニルメタンジイソシアネート誘導体は、分子骨格中に芳香環を有し、分子中の芳香環濃度が高く、耐熱性良好である。さらに、ウレタン発泡体としても高温時の物性低下を抑制できるので好適であ。しかも、常温で液状であるジフェニルメタンジイソシアネート誘導体化合物及びそれらの混合物が、取扱い上容易であり、更に好適である。
【００４０】
発泡体を製造する場合の有機ポリイソシアナートの使用量は、通常のウレタン発泡体の場合とほぼ同様であり、ＮＣＯ／ＯＨ（モル比）は、好ましくは０．７〜５．０、更に好ましくは１．０〜３．０、特に好ましくは１．０〜１．４である。
【００４１】
（ポリオール）
本発明におけるポリオール化合物としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール等のウレタン発泡体の製造に使用される公知のものを挙げることができるが、特にポリエーテルポリオールが好ましい。ポリエーテルポリオールとは分子内に２個以上の水酸基を持つ化合物にアルキレンオキシドを付加したものであり、ソルビトール／水／トリレンジアミン／トリエタノールアミン混合物にプロピレンオキシドを付加した水酸基価３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオールが好適である。それ以外に例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサングリコール、グリセリン、トリ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、トリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ショ糖等の多価アルコール、トリレンジアミン等の芳香族アミン類やエチレンジアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の脂肪族アミン類の単独または混合系にアルキレンオキシドを付加重合させて得たヒドロキシル価２００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール等がある。ここでアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等が挙げられる。
【００４２】
また、ポリエステルポリオールとしては公知のものがすべて使用できるが、脂肪族系多塩基酸、芳香族系多塩基酸及びその無水物と多価アルコ−ル類から生成するヒドロキシル価２００−５００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエステルジオール、ポリエステルトリオール等がある。脂肪族系多塩基酸及びその無水物としては例えばシュウ酸、マロン酸、アジピン酸、コハク酸、無水コハク酸などが挙げられる。また芳香族系多塩基酸及びその無水物としては例えばテレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などが挙げられる。多価アルコ−ルとしては２〜８官能のもので、例えばエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、ブタンジオ−ル、プロパンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、トリメチルペンタンジオ−ル、グリセリン、ペンタンジオ−ル、ソルビト−ル、シュ−クロ−ス及び、これら多価アルコ−ル類のアルキレンオキシド付加物が使用可能である。また、これらのポリエステルポリオールにアルキレンオキシドを付加重合させて得た化合物も使用できる。さらに、ポリアルキレンテレフタレ−ト又はその釜残査をポリオ−ル中で加熱分解して得た生成物やポリカプロラクトンコポリエステルポリオ−ルも使用できる。
【００４３】
ポリマーポリオールとはポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリウレア等を前述のポリエーテルポリオールに分散させたものである。これらのポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオールは併用してもよい。これらは、単独または、混合ポリオールの官能基数は、２以上８以下が好ましく、３以上６以下であることが更に好ましく、４以上５以下であることが特に好ましい。
【００４４】
本発明では、成形時の表面品質が良好なポリエーテルポリオール類が好適に使用できる。それらのヒドロキシル価は、２００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇが好適であり、更に好ましくは、３００〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、官能基数は、得られた発泡体の機械強度から４以上５以下であることが特に好ましい。
【００４５】
（発泡剤）
本発明における発泡剤としては、ウレタンの発泡体の製造に供することができるものであれば、水、二酸化炭素ガス、炭化水素類、ハイドロクロロフルオロカーボン類（ＨＣＦＣ類）、ハイドロフルオロカーボン類（ＨＦＣ類）、ハイドロフルオロエーテル類（ＨＦＥ類）が挙げられる。これら発泡剤は、単独で使用してもよいが、複数を併用して用いてもよい。例えば水と二酸化炭素、水とメタン、エタン、プロパン、ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン等低沸点炭化水素類、水とハロゲン化炭化水素等を併用することができる。
【００４６】
本発明では、水、二酸化炭素などの環境負荷の少ない発泡剤を使用することが特に好ましい。水は、ポリイソシアナートと反応して二酸化炭素を発生することにより発泡剤として使用され、通常、イオン交換水、蒸留水が用いられるが、場合により、工業用水をそのまま用いることもできる。水の量は、全ポリオール成分１００重量部当たり、０．５〜１０重量部用いることができ、更に好ましくは１．０〜９．５重量部である。
【００４７】
本発明においては、得られる発泡体において、高温時の機械物性の低下を抑制するため、尿素結合とウレタン結合の比率（尿素結合／ウレタン結合）が、０．１３３以上０．８０１以下であることが好ましく、これらの点からも発泡剤として使用する水の量は、全ポリオール成分１００重量部当たり、特に好ましくは１．５〜９．０重量部である。
【００４８】
（触媒）
触媒としては、通常ウレタン発泡に用いられる公知の触媒すべてを使用することができる。例えば、トリメチルアミノエチルピペラジン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、Ｎ−メチルモルフォリン、Ｎ−エチルモルフォリン、トリエチレンジアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジアゾビシクロウンデセン、１，３，５−トリス（ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン等のトリアジン類、２−エチルアジリジン等のアジリジン類等のアミン系化合物、３級アミンのカルボン酸塩等の４級アンモニウム化合物、アリルグリシジルエーテル、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル、スチレンオキサイド等のアルカリ金属塩、ナフテン酸鉛、オクチル酸鉛等の鉛化合物、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート等の錫化合物、ナトリウムメトキシド等のアルコラート化合物、カリウムフェノキシド等のフェノラート化合物、塩化鉄、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化錫等の金属ハロゲン化物、アセチルアセトン金属塩等の金属錯化合物等を挙げることができる。これらの触媒は、単独または、２種以上併用して用いることができ、その使用量は、ポリオール１００重量部に対して、０．００１〜１５．０重量部が適当である。製造時のプロセスにも依存するが、製品品質獲得と生産性を考慮した場合、取扱い上比較的安全であり、発泡体製造後も発泡体中に金属分を含有しない、有機アミン類を０．１〜５重量部の範囲で使用することが特に好ましい。
【００４９】
（整泡剤）
整泡剤としては、従来公知の含珪素有機系の界面活性剤が用いられる。例えば、日本ユニカ−（株）製のＳＺ−１１２７、ＳＺ−１１４２、ＳＺ−１６０５、ＳＺ−１６４２、ＳＺ−１６４９、ＳＺ−１６５５、Ｌ−５８０、Ｌ−５７４０、Ｌ−５４２０、Ｌ−５４２１等、東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製のＳＦ−２９３５Ｆ、ＳＦ−２９３８Ｆ、ＳＦ−２９４０Ｆ、ＳＦ−２９４５Ｆ、ＳＦ−２９０８、ＳＲＸ−２９４Ａ、ＳＨ−１９０、ＳＨ−１９２、ＳＨ−１９３等、信越化学工業（株）製のＦ−３２７、Ｆ−３４５、Ｆ−３０５、Ｘ−２０−１３２８等が適当である。これらの整泡剤の使用量は、ポリオールと有機ポリイソシアネートの総和１００重量部に対して０．０１〜１０重量部である。経済性の点から、０．０１〜５重量部の範囲で使用するのが特に好ましい。
【００５０】
（その他ポリウレタン製造時の添加剤）
本発明においては、必要に応じて助触媒、難燃剤、可塑剤、安定剤、充填剤、着色剤等の助剤を添加することができる。助触媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物やリン酸エステル、亜リン酸エステル等のリン酸化合物等を挙げることができる。難燃剤としては、通常住宅・建材用断熱ポリウレタンフォーム製造時に用いられる、トリス（クロロプロピル）ホスフェート等を挙げることができる。
【００５１】
（ウレタン発泡体の製造方法）
本発明に係るウレタン発泡体の製造方法とは、以下のようにして製造する。有機ポリイソシアネートとポリオールは発泡直前で混合することが好ましい。その他の発泡剤、触媒及び整泡剤、適宜使用する助剤類は、必要に応じてポリイソシアネートまたはポリオールと予め混合することが一般的であり、それら混合物は混合後直ちに使用しても、貯留し必要量を適宜使用してもよい。その他の成分の混合は必要に応じて適宜その混合の組み合わせ、混合順序、混合後の貯留時間等を決定することができる。
【００５２】
このような混合物のうちポリオールとその他の成分の混合物、即ちポリオールと発泡剤、触媒、整泡剤等、必要に応じて使用するその他添加剤を混合したものをレジンプレミックスと呼称することがある。これらの組成は必要とされるウレタン発泡体の品質によって適宜設定することができる。このレジンプレミックスはポリイソシアネートと反応させる。
【００５３】
ポリイソシアネートは未変性のものでも変性したものでも又それらの混合物のいずれであってもよい。使用するレジンプレミックスの粘度は発泡機での混合性、ウレタン発泡体の成形性の観点から２，５００ｍＰａ・ｓ／２５℃以下が好ましい。
【００５４】
混合方法は、有機ポリイソシアネートとレジンプレミックスを混合する上で、均一に混合可能であれば、いかなる装置でも使用することができる。例えば、衝突混合、撹拌混合いずれでの混合方法を用いてもよい。衝突混合装置としては、一般のウレタン発泡体製造用の高圧発泡機を使用することができる。また、撹拌混合装置としては、例えば、小型ミキサーや一般のウレタン発泡体製造用の低圧発泡機を使用することができる。混合温度、圧力は目的のウレタン発泡体の品質、原料の種類や組成によって必要に応じて任意に設定することができ、混合に先立ち必要に応じて加熱することもできる。
【００５５】
イソシアネート基と活性水素基の割合（ＮＣＯ／ＯＨ当量比）は、０．７〜５．０の範囲、好ましくは１．０〜３．０の範囲であり、１．０〜１．４の範囲が特に好適である。ＮＣＯ／ＯＨ当量比を０．５以下とすることで、よりすぐれた表面品質を発現できるので好ましい。
【００５６】
また、得られる発泡体において、高温時の機械物性の低下を抑制するため、尿素結合とウレタン結合の比率（尿素結合／ウレタン結合）が、０．１３３以上０．８０１以下に配合設計することが特に好ましい。尿素結合とウレタン結合の比率（尿素結合／ウレタン結合）が０．１３３未満では、樹脂軟化点（動的粘弾性測定におけるＴａｎδ値）が１５０℃以上となり、高温時の物性をより高く保つことができるので好ましい。また、０．８０１以下とすることで発泡体の表面品質をよりすぐれたものにすることができる。
【００５７】
発泡方法としては、スラブ、モールド発泡、注入発泡、スプレー発泡、ラミネート発泡など、公知のあらゆる成形技術を用いても差し支えない。発泡時、有機ポリイソシアネート及びレジンプレミックスを液温１５〜８０℃、好ましくは２０〜５０℃で混合し、常圧或いは場合により減圧または、高圧下で、必要に応じて温度制御の可能な金型に導入する事により好適なウレタン発泡体を得ることができる。
【００５８】
本発明のウレタン発泡体を芯材とするサンドイッチ構造部材は、自動車、高速車両、高速船艇、単車、自転車、航空機など輸送機器のサンドイッチ構造部材用芯材として、また冷蔵庫、温調機、スピーカーなどの電化製品や、風車、低温倉庫、冷蔵倉庫、低温試験室畜舎、サイロ、ビル、住宅、工場など建築材料のサンドイッチ断熱構造部材用芯材として好適に利用することができる。具体的には、輸送機器のサンドイッチ構造部材としては、ドア、ボンネット、フェンダー、トランクリッド、ハードトップ、サイドミラーカバー、プラットホーム等の自動車部材、また先頭車両ノーズ、ルーフ、サイドパネル、ドア等の車輌用部材、ウイングトラックにおけるウイングのイナーパネル、アウターパネル、ルーフ、フロアー等、自動車や単車に装着するエアースポイラーやサイドスカートなどのエアロパーツ等、またフレーム、ハンドル、変速レバー、ブレーキバー、フロントハブ、クランク、フリーハブ、ディレイラー、シートピラー、サドル等の自転車である。また、電化製品としては、冷蔵庫、温調機などの断熱、防音部材や、建築材料としては、住宅用断熱ボード、外壁材、内装材、タンク、配管などの断熱部材としても好適に使用できる。
【００５９】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。なお、実施例、比較例において、各種サンプルの作成、物性値の測定は次に示すような条件で行った。
【００６０】
（ウレタン発泡体の作成）
（使用原料）
有機ポリイソシアナートＡ：コスモネートＭ−２００（三井武田ケミカル（株）社製の有機ポリイソシアナート。ＮＣＯ％＝３１．４％）。
ポリオールＸ：以下に記載のポリオールＡ、ポリオールＢ、ポリオールＣのそれぞれ２８：１２：６０重量比の混合ポリオール（三井武田ケミカル（株）社製のポリオール。水酸基価３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ）
ポリオールＡ：ペンタエリスリトールに水酸化カリウムを触媒として反応温度１１０℃でプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価が３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール。ポリオールＢ：トリレンジアミンとトリエタノールアミンの７０：３０重量比の混合物に、水酸化カリウムを触媒として反応温度１１０℃でプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール。
ポリオールＣ：ソルビトールと水の９７：３重量比の混合物に、水酸化カリウムを触媒として反応温度１１０℃でプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール。
触媒Ａ：カオライザーＮｏ．１０（花王（株）社製でＮ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン）。
シリコーン整泡剤Ａ：Ｘ−２０−１３２８（信越化学工業（株）製のポリジメチルシロキサン誘導体）。
発泡剤Ａ：代替フロンＨＣＦＣ−１４１ｂ（ダイキン工業（株）社製で１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン）
【００６１】
（発泡方法）
発泡は次のように行った。ポリオールＸ１００重量部に対し、シリコーン整泡剤Ａを２重量部、目的密度のウレタン発泡体を得るための所定量の水および／または物理発泡剤（炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類）、触媒Ａをゲルタイム８０±５秒とするための必要量混合した液に、有機ポリイソシアナートＡをＮＣＯ／ＯＨ当量比が１．１となるように加え、液温２５℃で高速回転ラボスターラーを用い６，０００ｒｐｍで約６秒間混合し、この混合物を幅３００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、高さ３００ｍｍの蓋のない木製のボックス内に素早く注入し、室温下で硬化した後、注入後１５分で型から取り出し、ウレタン発泡体を作成した。
【００６２】
（ウレタン発泡体の密度の測定）
上記の方法で得たウレタン発泡体を翌日スリッターで幅９５ｍｍ、長さ９５ｍｍ、厚み９５ｍｍの試験片を切り出し、ＪＩＳ　Ｋ　７２２２に準拠して、発泡体内部のフリー密度（見掛け密度）を測定した。
【００６３】
（ウレタン発泡体の独立気泡率の測定）
上記の方法で得たウレタン発泡体を翌日スリッターで幅２５ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚み３５ｍｍの試験片を切り出し、通常硬質ポリウレタンフォームの独立気泡率測定に用いられる方法に従った。具体的には「空気式見掛け容積測定器」を使用して、ＡＳＴＭ　Ｄ−２８５６に記載の方法により測定される見掛け容積率（％）である。本発明に係る独立気泡率は、東芝ベックマン空気比重計モデル９３０を用いて測定した値である。
【００６４】
（ウレタン発泡体の剪断強度、弾性率の測定）
上記の方法で得たウレタン発泡体から、ＡＳＴＭＣ２７３に準拠して、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚み１０ｍｍの試験片を切り出し、剪断弾性率を測定した。高温環境下の測定にさいしては、１００℃のオーブン中で測定を行った。
【００６５】
（サンドイッチ構造部材の作成）
図２は、本発明の繊維強化複合材を製造中の複合材とその製造装置の平面図である。
まず、サンドイッチ構造部材の作成方法を説明する前にこれら図面の説明をすると、図２において、１は剛体片面型として用いるアルミニウム板である。２はブリーザー（通気材）として用いるガラス繊維織物、３、５は強化繊維基材である炭素繊維織物、４は芯材であるウレタン発泡体、６はピールプライ（剥離を容易にするための被覆材）として用いるポリエステルタフタ、７は樹脂拡散媒体であるプラスチック製メッシュである。９，１２はそれぞれ空気（樹脂含む）吸引用、マトリクス樹脂注入用のアルミニウム製チャンネルであり、図示しないマトリクス樹脂容器への接続路であるＡ路からはマトリクス樹脂を注入でき、一方真空ポンプへの接続路であるＢ路へは強化繊維２〜樹脂拡散媒体７部内から空気を吸引できるようになっている。なお、吸引路Ｂには吸引した樹脂を除去するため図示しないトラップが設けられている。また、１３は減圧時に外部から空気が内部に流入するのを防ぐためのシリコーンシーラント、８は可撓性フィルムとして用いるナイロン製フィルム、１０と１１はそれぞれ空気の吸引口とマトリクス樹脂の注入口となるポリエチレン製チューブである。
【００６６】
図２において、剛体の片面型と可撓性フィルムおよび樹脂拡散媒体を用いるＲＴＭ法（レジントランスファーモールディング法）により繊維強化複合材を作成した。具体的な製造手順を以下に示す。
【００６７】
図２のアルミニウム板１として５００ｍｍ×５００ｍｍのものを用い、その成形する表面に離型剤（ダイキン工業社製ＧＡ−６０１０）をスプレーした。アルミニウム板１の一辺に、平行にガラス繊維織物２としてテープ状のものを置いた。炭素繊維織物３として長さ３５０ｍｍ幅３５０ｍｍに切り出した織物（東レ社製ＣＫ６２４３Ｃ、炭素繊維品種：Ｔ７００Ｓ、組織：平織、目付：３００ｇ／ｍ２）を用い、この３枚を一辺がガラス繊維織物２とわずかに重なるように置いた。ウレタン発泡体４として上記で作成した長さ３００ｍｍ、幅３００ｍｍ、高さ３００ｍｍのウレタン発泡体を高さ１０ｍｍとなるよう切り出し、その後、図３に示すようにウレタン発泡体４の片表面に深さ２ｍｍ、幅１ｍｍの溝を３０ｍｍピッチで加工し、溝Ｃを加工した面が見えないよう下向きに炭素繊維織物３の上に置いた。続いて、炭素繊維織物５として長さ３７０ｍｍ幅３７０ｍｍに切り出した織物（東レ社製ＣＫ６２４３Ｃ、炭素繊維品種：Ｔ７００Ｓ、組織：平織、目付：３００ｇ／ｍ２）を用い、この３枚を炭素繊維織物３を覆うようにウレタン発泡体４の上に置いた。炭素繊維織物５よりやや大きめに切り出したポリエステルタフタ６で炭素繊維織物を覆った。また、樹脂拡散媒体としてプラスチック製メッシュ７（三井石化産資社製ＴＳＸ−１６０）を炭素繊維織物５が、ガラス繊維織物２と重なっていない部分を覆うように置いた。そして、空気および樹脂の吸引路としてアルミニウム製チャンネル９をガラス繊維織物２上に置き、樹脂注入路としてもう一つのアルミニウム製チャンネル１２をプラスチック製メッシュ７のガラス繊維織物２と対向する辺付近に置いた。アルミニウム板１の周囲にシリコーンシーラント１３を置き、全体をナイロン製フィルム８で覆った。そして、ガラス繊維織物２上に置いたアルミニウムチャンネル９の端面を覆うナイロン製フィルム８に穿孔し、これにポリエチレン製チューブ１０を挿入してチューブ１０とフィルム９が接する部分をシリコーンシーラントで密封し、吸引口とした。さらにプラスチック製メッシュ５上に置いたアルミニウム製チャンネル１２側にも同様にポリエチレン製チューブ１１を挿入し、注入口とした。
【００６８】
そして、上記図２の全体をホットプレート上に設置し、樹脂注入口側のチューブ１１をエポキシ樹脂組成物の温水ジャケット付き容器に接続し、吸引口側のチューブ１０をガラス製トラップとバルブを介して真空ポンプに接続し、樹脂容器と装置全体を４０℃に加温した。図示しない真空ポンプを作動させて吸引し、型内にエポキシ樹脂組成物を注入した。エポキシ樹脂組成物が型内を満たし、トラップに流出するエポキシ樹脂組成物に概ね気泡がみられなくなったことを目視で確認後、バルブを閉じ、注入口側と吸引口側のチューブを切断して、装置を４０℃になっている熱風オーブン中に移した。オーブンを昇温速度１．５℃／ｍｉｎで９０℃まで昇温し、９０℃で３時間保持して硬化を行った。硬化終了後装置を解体して繊維強化複合材の板を取り出し、プラスチック製メッシュとポリエステルタフタを剥ぎ取った。
【００６９】
エポキシ樹脂組成物としては、セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル化学工業（株）製エポキシ樹脂）２５．０重量部、ＥＲＬ−４２９９（ユニオンカーバイド日本（株）製エポキシ樹脂）７５．０重量部、ジエチレングリコール（和光純薬工業（株）製）９．６重量部、ＳＥＥＳＯＲＢ　７０４（シプロ化成（株）製、紫外線吸収剤）０．１重量部、リカシッド　ＭＨ−７００（新日本理化（株）製酸無水物）９１．３重量部、キュアゾール１，２−ＤＭＺ（四国化成工業（株）製イミダゾール）５．７重量部を調合し、エポキシ樹脂組成物を得た。
【００７０】
得られたサンドイッチ構造部材は、表面にボイド等ないものであった。
（サンドイッチ構造部材の剪断強度の測定）
上記の方法で得たサンドイッチ構造部材から、ＡＳＴＭＣ２７３に準拠して、幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、実際の成形品厚みのサイズに試験片を切り出し、１００℃および２３℃におけるラップシェアー試験を行い、サンドイッチ構造部材の剪断強度を測定した。ここでサンドイッチ構造部材を切り出す時、溝部分がサンプルに入らないよう、丁寧に切断した。その後、ここから得られる１００℃の剪断強度／２３℃の剪断強度の値を算出した。
【００７１】
【実施例】
（実施例１）
ポリオールＸ１００重量部に対し、触媒Ａを０．８重量部と、シリコーン整泡剤Ａを２重量部と、水を５重量部とを混合した液に、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が１．１となるよう有機ポリイソシアナートＡを１７３．５重量部加え、液温２５℃で高速回転ラボスターラーを用い６，０００ｒｐｍで約６秒間混合し、この混合物を幅３００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、高さ３００ｍｍの蓋のない木製のボックス内に素早く注入し、室温下で硬化した後、注入後１５分で型から取り出し、ウレタン発泡体を作成した。このときの（尿素結合／ウレタン結合）比率は０．４４５である。
【００７２】
成形したウレタン発泡体の密度、剪断強度、および剪断弾性率を前述の方法により測定したところ、密度は０．０７ｇ／ｃｍ３、独立気泡率は９３％、２３℃での剪断強度は０．１ＭＰａ、１００℃での剪断強度は０．０５ＭＰａであり、１００℃での剪断強度／２３℃での剪断強度の比が０．５であった。また、１００℃での芯材の剪断弾性率は５ＭＰａであった。
【００７３】
次に、このウレタン発泡体を芯材として前述の方法でサンドイッチ構造部材を成形し、前述の方法よりサンドイッチ構造部材の剪断強度を測定したところ、１００℃の剪断強度／２３℃の剪断強度の値は０．５５であった。
【００７４】
（実施例２）
ポリオールＸ１００重量部に対し、触媒Ａを０．８重量部と、シリコーン整泡剤Ａを２重量部と、水を１．５重量部とを混合した液に、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が１．１となるよう有機ポリイソシアナートＡを１１６．３重量部加えた以外は実施例１と同様にして、ウレタン発泡体を作成した。このときの（尿素結合／ウレタン結合）比率は０．１３４である。
【００７５】
成形したウレタン発泡体の密度、剪断強度、および剪断弾性率を前述の方法により測定したところ、密度は０．２６ｇ／ｃｍ３、独立気泡率は９４％、２３℃での剪断強度は１３．５ＭＰａ、１００℃での剪断強度は９．５ＭＰａであり、１００℃での剪断強度／２３℃での剪断強度の比が０．７であった。また、１００℃での芯材の剪断弾性率は１５０ＭＰａであった。
【００７６】
次に、このウレタン発泡体を芯材として前述の方法でサンドイッチ構造部材を成形し、前述の方法よりサンドイッチ構造部材の剪断強度を測定したところ、１００℃の剪断強度／２３℃の剪断強度の値は０．８であった。
【００７７】
（比較例１）
ポリオールＸ１００重量部に対し、触媒Ａを０．８重量部と、シリコーン整泡剤Ａを２重量部と、水を１．０重量部と、発泡剤Ａを２６．０重量部を混合した液に、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が１．１となるよう有機ポリイソシアナートＡを１０８．１重量部加えた以外は実施例１と同様にして、ウレタン発泡体を作成した。このときの（尿素結合／ウレタン結合）比率は０．０８９である。
【００７８】
成形したウレタン発泡体の密度、剪断強度、および剪断弾性率を前述の方法により測定したところ、密度は０．０７ｇ／ｃｍ３、独立気泡率は８９％、２３℃での剪断強度は０．０８ＭＰａ、１００℃での剪断強度は０．００９ＭＰａであり、１００℃での剪断強度／２３℃での剪断強度の比が０．１であった。また、１００℃での芯材の剪断弾性率は０．９ＭＰａであった。
【００７９】
次に、このウレタン発泡体を芯材として前述の方法でサンドイッチ構造部材を成形し、前述の方法よりサンドイッチ構造部材の剪断強度を測定したところ、１００℃の剪断強度／２３℃の剪断強度の値は０．１であった。
【００８０】
（比較例２）
ポリオールＸ１００重量部に対し、触媒Ａを０．８重量部と、シリコーン整泡剤Ａを２重量部と、水を１．０重量部と、発泡剤Ａを３．２重量部とを混合した液に、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が１．１となるよう有機ポリイソシアナートＡを１０８．１重量部加えた以外は実施例１と同様にして、ウレタン発泡体を作成した。このときの（尿素結合／ウレタン結合）比率は０．０８９である。
【００８１】
成形したウレタン発泡体の密度、剪断強度、および剪断弾性率を前述の方法により測定したところ、密度は０．２６ｇ／ｃｍ３、独立気泡率は９０％、２３℃での剪断強度は１１ＭＰａ、１００℃での剪断強度は３．３ＭＰａであり、１００℃での剪断強度／２３℃での剪断強度の比が０．３であった。また、１００℃での芯材の剪断弾性率は８５ＭＰａであった。
【００８２】
次に、このウレタン発泡体を芯材として前述の方法でサンドイッチ構造部材を成形し、前述の方法よりサンドイッチ構造部材の剪断強度を測定したところ、１００℃の剪断強度／２３℃の剪断強度の値は０．４５であった。
以上の結果は表１にまとめた。
【００８３】
【表１】
2004058493.tif 000004
【００８４】
表１に示すように、実施例１、２のものは、（尿素結合／ウレタン結合）比率が０．４４５および０．１３４であり、このようなウレタン発泡体をサンドイッチ構造部材の芯材とすることで、１００℃での剪断強度／２３℃での剪断強度の比が０．５５および０．８となり、低下率を小さくすることができた。また、この時、ウレタン発泡体芯材の１００℃での剪断強度／２３℃での剪断強度の比は０．５および０．７であった。
【００８５】
一方、比較例１、２においては、（尿素結合／ウレタン結合）比率がどちらも０．０８９であり、このようなウレタン発泡体をサンドイッチ構造部材の芯材とすること、１００℃での剪断強度／２３℃での剪断強度の比が０．１および０．４５となり、低下率の大きいものであった。また、この時、ウレタン発泡体芯材の１００℃での剪断強度／２３℃での剪断強度の比は０．１および０．３であった。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のサンドイッチ構造部材によれば、軽量であり、高温環境下での剪断強度および剪断弾性率を高めることができる。また、本発明に使用するウレタン発泡体はサンドイッチ構造部材のさらなる軽量化を促進させることが出来るばかりでなく、高温環境下で局所的な集中荷重にも耐えるので、自動車、車輌、航空機などの輸送機器用構造部材として好適に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサンドイッチ構造部材の概略部分断面図である。
【図２】本発明のサンドイッチ構造部材を製造中の複合材とその製造装置の一部破断部を示す平面図である。
【図３】本発明のサンドイッチ構造部材の製造に使用する芯材の一例を示す透視斜視図である。
【符号の説明】
ａ　芯材
ｂ　表面材
１　アルミニウム板
２　ガラス繊維織物
３　炭素繊維織物
４　ウレタン発泡体
５　炭素繊維織物
６　ポリエステルタフタ
７　プラスチック製メッシュ
８　ナイロン製フィルム
９　アルミニウム製チャンネル
１０　ポリエチレン製チューブ
１１　ポリエチレン製チューブ
１２　アルミニウム製チャンネル
１３　シリコーンシーラント
Ａ　樹脂容器への接続路
Ｂ　真空ポンプへの接続路
Ｃ　溝
【図１】
2004058493.tif 000005
【図２】
2004058493.tif 000006
【図３】
2004058493.tif 000007