(57)【要約】【課題】成形時の樹脂のハンドリング性が良好で、成形後に優れた難燃性を有すると共に燃焼させた場合おいてもハロゲン含有ガスを発生することなく且つ軽量で高剛性を有する難燃性繊維強化複合材料を提供すること。【解決手段】本発明の難燃性繊維強化複合材料は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種１００質量部に対し、５０％粒子径Ｄ５０が１０μｍ以下であり且つ９５％粒子径Ｄ９５が３０μｍ以下である有機リン酸金属塩粒子を１０質量部以上１７質量部以下添加したマトリクス樹脂を、繊維基材に含浸硬化させて得られるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種１００質量部に対し、５０％粒子径Ｄ５０が１０μｍ以下であり且つ９５％粒子径Ｄ９５が３０μｍ以下である有機リン酸金属塩粒子を１０質量部以上１７質量部以下添加したマトリクス樹脂を、繊維基材に含浸硬化させて得られる難燃性繊維強化複合材料。
【請求項２】
前記有機リン酸金属塩は、有機ホスフィン酸金属塩であることを特徴とする請求項１に記載の難燃性繊維強化複合材料。
【請求項３】
前記有機ホスフィン酸金属塩は、有機ホスフィン酸アルミニウムであることを特徴とする請求項２に記載の難燃性繊維強化複合材料。
【請求項４】
前記難燃性繊維強化複合材料の片側表面又は両側表面に、下地層として銅めっき及びその上の上地層としてニッケルめっきを備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の難燃性繊維強化複合材料。
【請求項５】
前記下地層の厚みは５μｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の難燃性繊維強化複合材料。
【請求項６】
前記難燃性繊維強化複合材料の片側表面又は両側表面に、下地層として銅めっき及びその上の上地層としてシリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂又はアクリル系樹脂からなる焼付被膜を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の難燃性繊維強化複合材料。
【請求項７】
発泡体又はハニカム体からなるコア材の両側表面を、請求項１〜６の何れか一項に記載の難燃性繊維強化複合材料で挟み込んで一体化されていることを特徴とするサンドイッチパネル。
【請求項８】
繊維基材上に、樹脂透過性離型用シート及び樹脂拡散用メッシュを順次積層する工程と、
該繊維基材、該樹脂透過性離型用シート及び該樹脂拡散用メッシュからなる積層体を密閉用フィルムで覆って、該積層体を外気から遮断する工程と、
該密閉用フィルム内を減圧する工程と、
ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種１００質量部に対し、５０％粒子径Ｄ５０が１０μｍ以下であり且つ９５％粒子径Ｄ９５が３０μｍ以下である有機リン酸金属塩粒子を１０質量部以上１７質量部以下添加したマトリクス樹脂を、該密閉用フィルム内に該樹脂拡散用メッシュを通じて注入し、該繊維基材に含浸させる工程と、
該マトリクス樹脂を硬化させる工程と、
該樹脂透過性離型用シートを剥離することにより該樹脂拡散用メッシュを分離し、難燃性繊維強化複合材料を得る工程と
を備えることを特徴とする難燃性繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項９】
前記得られた難燃性繊維強化複合材料の片側表面又は両側表面に、無電解銅めっきにより無電解銅めっき層を形成し、その上に電気銅めっきにより電気銅めっき層を形成し、更にその上に電気ニッケルめっきにより電気ニッケルめっき層を形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の難燃性繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項１０】
発泡体又はハニカム体からなるコア材の両側表面を繊維基材で挟み込んでなる構造体の両側表面に、樹脂透過性離型用シート及び樹脂拡散用メッシュをそれぞれ順次積層する工程と、
該構造体、該樹脂透過性離型用シート及び該樹脂拡散用メッシュからなる積層体を密閉用フィルムで覆って、該積層体を外気から遮断する工程と、
該密閉用フィルム内を減圧する工程と、
ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種１００質量部に対し、５０％粒子径Ｄ５０が１０μｍ以下であり且つ９５％粒子径Ｄ９５が３０μｍ以下である有機リン酸金属塩粒子を１０質量部以上１７質量部以下添加したマトリクス樹脂を、該密閉用フィルム内に該樹脂拡散用メッシュを通じて注入し、該繊維基材に含浸させる工程と、
該マトリクス樹脂を硬化させる工程と、
該樹脂透過性離型用シートを剥離することにより該樹脂拡散用メッシュを分離し、サンドイッチパネルを得る工程と
を備えることを特徴とするサンドイッチパネルの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜６の何れか一項に記載の難燃性繊維強化複合材料又は請求項７に記載のサンドイッチパネルを構成部材として使用したことを特徴とするエレベータかご。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃性繊維強化複合材料、サンドイッチパネル、それらの製造方法及びエレベータかごに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化複合材料は、軽量・高剛性という特性を有することから、電気・電子機器、鉄道車両、航空機、建築材料など幅広い分野で使用されている。近年、これらの使用分野において、繊維強化複合材料の難燃性を向上させることが重要となっている。繊維強化複合材料の難燃化には、その構成材料である樹脂の難燃化が必須である。これまで、樹脂の難燃化には、ハロゲン系難燃剤と難燃助剤である三酸化アンチモンとを配合する手法が採られてきたが、近年の環境問題等への取り組みの中で、ハロゲン・アンチモンフリー化が求められている。
【０００３】
ハロゲン・アンチモンを含有しない樹脂組成物の難燃化技術として、ハロゲンを含有しないエポキシ樹脂、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物、ガラス転移温度が１２０℃以上の熱可塑性樹脂及びエポキシ樹脂用硬化剤を含有するマトリクス樹脂と、繊維強化材とからなる繊維強化樹脂複合材料が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、リン酸エステルなどの液状難燃剤を樹脂に配合する手法も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４７９６５号公報
【特許文献２】特開２００９−１２０７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術で十分な難燃化効果を得るためには、金属酸化物を多量に添加する必要がある。このため、樹脂の粘度が高くなり、樹脂が繊維強化材へ含浸しない部分が生じたり、ボイドが発生したりするという問題があった。また、特許文献２に記載の技術では、樹脂硬化物のＴｇの低下や強度低下などの問題があった。
【０００６】
従って、本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、樹脂の未含浸部分やボイドがなく、優れた難燃性を有すると共に燃焼させた場合おいてもハロゲン含有ガスを発生することなく且つ軽量で高剛性を有する難燃性繊維強化複合材料及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種１００質量部に対し、５０％粒子径Ｄ５０が１０μｍ以下であり且つ９５％粒子径Ｄ９５が３０μｍ以下である有機リン酸金属塩粒子を１０質量部以上１７質量部以下添加したマトリクス樹脂を、繊維基材に含浸硬化させて得られる難燃性繊維強化複合材料である。
また、本発明は、繊維基材上に、樹脂透過性離型用シート及び樹脂拡散用メッシュを順次積層する工程と、該繊維基材、該樹脂透過性離型用シート及び該樹脂拡散用メッシュからなる積層体を密閉用フィルムで覆って、該積層体を外気から遮断する工程と、該密閉用フィルム内を減圧する工程と、上記したマトリクス樹脂を、該密閉用フィルム内に該樹脂拡散用メッシュを通じて注入し、該繊維基材に含浸させる工程と、該マトリクス樹脂を硬化させる工程と、該樹脂透過性離型用シートを剥離することにより該樹脂拡散用メッシュを分離し、難燃性繊維強化複合材料を得る工程とを備えることを特徴とする難燃性繊維強化複合材料の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、樹脂の未含浸部分やボイドがなく、優れた難燃性を有すると共に燃焼させた場合おいてもハロゲン含有ガスを発生することなく且つ軽量で高剛性を有する難燃性繊維強化複合材料及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１による難燃性繊維強化複合材料の模式断面図である。
【図２】特定の粒子径を有する有機リン酸金属塩粒子のマトリクス樹脂に対する添加量と、難燃性及び成形性との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１による難燃性繊維強化複合材料の製造方法に使用する真空含浸装置の概観図である。
【図４】本発明の実施の形態２によるサンドイッチパネルの模式断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２によるサンドイッチパネルの製造方法に使用する真空含浸装置の概観図である。
【図６】本発明の実施の形態３による難燃性繊維強化複合材料の模式断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４によるエレベータかごを備えるエレベータ装置の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態４によるエレベータかごのかご室の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の難燃性繊維強化複合材料、サンドイッチパネル、それらの製造方法及びエレベータかごについて詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係る難燃性繊維強化複合材料の模式断面図である。図１において、難燃性繊維強化複合材料１０は、難燃剤として有機リン酸金属塩粒子１１を含有するマトリクス樹脂１２が繊維基材１３に含浸され硬化された形態をとる。本実施の形態による難燃性繊維強化複合材料１０では、マトリクス樹脂１２の未含浸部分がなく、また、難燃剤である有機リン酸金属塩粒子１１が偏在することなくマトリクス樹脂１２中に均一に分散した状態となっている。
【００１１】
マトリクス樹脂１２としては、成形体の大きさに応じて硬化速度が調節でき、注型中に希釈剤成分が蒸発しても増粘しにくい樹脂が望ましく、特に、後述するVacuum assisted Resin Transfer Molding法（以下、ＶａＲＴＭ法と略記する場合がある）により成形する場合、低粘度で室温〜１００℃で硬化する樹脂が好ましい。このような樹脂の具体例としては、ビニルエステル樹脂、スチレン樹脂、シアネートエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられ、中でも、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びシリコーン樹脂がより好ましく、ビニルエステル樹脂をスチレンモノマーで希釈したビニルエステル系樹脂が最も好ましい。このビニルエステル系樹脂は、低粘度であり、触媒の添加量により硬化速度を調節することができる室温硬化型樹脂であり、樹脂注入後の加熱硬化が不要という点で優れる。
【００１２】
マトリクス樹脂１２中に均一に分散されるノンハロゲン系の有機リン酸金属塩としては、有機ホスフィン酸金属塩がマトリクス樹脂１２への分散性の点で好ましく、特に、ジエチルホスフィン酸アルミニウム等の有機ホスフィン酸アルミニウムが難燃効率の高さ、マトリクス樹脂（特にビニルエステル樹脂）との熱分解温度のマッチング、粉砕・分散の容易さの点で優れる。
一般的に、難燃剤は粒子径が小さいほど表面積が大きくなるので、難燃効率が高まるが、反面、マトリクス樹脂の増粘作用が大きくなりマトリクス樹脂の拡散性が低下するという問題がある。また、後述するＶａＲＴＭ法でマトリクス樹脂を注入する場合、難燃剤は、樹脂透過性離型用シートを透過できる粒度分布を有することが必要であり、樹脂透過性離型用シートとの離型性が良好であることも求められる。
本発明者らは、これらを鑑みた上で有機リン酸金属塩粒子１１の５０％粒子径Ｄ５０を１０μｍ以下、９５％粒子径Ｄ９５を３０μｍ以下と規定した。
なお、本発明におけるＤ５０及びＤ９５は次のように定義される。Ｄ５０とは、測定される粒子の体積割合の合計値に対して、ある粒子径以下の体積割合の合計が５０％となるときの粒子径の値を表す。同様に、Ｄ９５とは、測定される粒子の体積割合の合計値に対して、ある粒子径以下の体積割合の合計が９５％となるときの粒子径の値を表す。
【００１３】
更に、一般的に、難燃剤は添加量を増大させるほど難燃性が向上するが、反面、マトリクス樹脂が増粘するという問題がある。
本発明者らは、有機リン酸金属塩粒子１１の粒子径及び添加量について鋭意検討した結果、図２に示すような知見を得た。図２は、マトリクス樹脂１００質量部に対する特定の粒子径を有する有機リン酸金属塩粒子１１の添加量と、難燃性及び成形性との関係を示す図である。図２から分かるように、５０％粒子径Ｄ５０が１０μｍ以下であり且つ９５％粒子径Ｄ９５が３０μｍ以下である有機リン酸金属塩粒子１１であっても、添加量が２５質量部以上となるとＶａＲＴＭ法による成形性を確保することができない。また、５０％粒子径Ｄ５０が１０μｍ以下であり且つ９５％粒子径Ｄ９５が３０μｍ以下である有機リン酸金属塩粒子１１であっても、添加量が１０質量部未満となるとＶ−０レベルの難燃性を達成することができない。本発明者らは、これらを鑑みた上で５０％粒子径Ｄ５０が１０μｍ以下であり且つ９５％粒子径Ｄ９５が３０μｍ以下である有機リン酸金属塩粒子１１の添加量を、マトリクス樹脂１００質量部に対して１０質量部以上１７質量部以下と規定した。
【００１４】
このように特定範囲の粒子径を有する有機リン酸金属塩粒子１１を特定範囲の量で添加することによって、十分な難燃化効果を備え且つ成形時の樹脂のハンドリング性が良好な含浸用樹脂組成物とすることができる。
【００１５】
繊維基材１３としては、高強度で、高弾性率で、軽量である繊維であればよく、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維等を用いることができるが、軽量・高強度の点から炭素繊維が好ましい。繊維基材１３の織り方は、平織が強度の異方性がない点で好ましいが、一方向に引き揃えた繊維、綾織を用いることもできる。マトリクス樹脂１２の良好な含浸及び有機リン酸金属塩粒子１１の均一な分散を確保する観点から、１，０００以上１２，０００以下のフィラメント数及び９２ｇ／ｍ２以上４８０ｇ／ｍ２以下の繊物重量（目付け）を有する繊維基材１３が好ましい。
【００１６】
次に、本実施の形態に係る難燃性繊維強化複合材料１０の製造方法について説明する。
図３は、難燃性繊維強化複合材料１０の製造方法に使用する真空含浸装置の概観図である。図３において、真空含浸装置１４は、成形型１５と、この成形型１５の上面を覆うバギングフィルム等の密閉用フィルム１６と、この密閉用フィルム１６と成形型１５との間の隙間を塞いで内部を気密にする粘着性のシール材１７ａ，１７ｂと、一方のシール材１７ａを貫通し先端部が気密空間内に通じ、他端部が樹脂タンク１８に接続されている注入配管１９と、他方のシール材１７ｂを貫通し先端部が気密空間内に通じ、他端部が真空ポンプ２０に接続されている吸引配管２１とを備えている。
【００１７】
この真空含浸装置１４を用いて難燃性繊維強化複合材料１０をＶａＲＴＭ法により製造するには、先ず、成形型１５上に繊維基材１３を配置し、この繊維基材１３の上面に樹脂透過性離型用シート２２（ピールプライと呼ぶことがある）及び樹脂拡散用メッシュ２３（樹脂フローメディアと呼ぶことがある）を順次積層する。この積層体の厚みは、繊維基材１３の層数により適宜設定される。その後、繊維基材１３、樹脂透過性離型用シート２２及び樹脂拡散用メッシュ２３からなる積層体の上面を密閉用フィルム１６（バギングフィルムと呼ぶことがある）で覆い、密閉用フィルム１６の縁部をシール材１７ａ，１７ｂで成形型１５に接着し、積層体を外気から遮断する。次に、真空ポンプ２０を駆動し、密閉用フィルム１６内の空気を吸引配管２１を介して吸引し、密閉用フィルム１６内を減圧する。真空吸引後、樹脂タンク１８内の上述した有機リン酸金属塩粒子１１を含有するマトリクス樹脂１２が、注入配管１９を通り、減圧された密閉用フィルム１６内に注入される。水平方向におけるマトリクス樹脂１２の拡散性は、繊維基材１３よりも樹脂拡散用メッシュ２３の方が著しく大きいので、マトリクス樹脂１２が、密閉用フィルム１６内に注入されると、主に樹脂拡散用メッシュ２３を通じて繊維基材１３の内部に含浸が進行する。含浸後、所定の硬化方法にてマトリクス樹脂１２を硬化させた後、樹脂透過性離型用シート２２を剥離することにより樹脂拡散用メッシュ２３を分離し、難燃性繊維強化複合材料１０が得られる。
【００１８】
こうして得られる難燃性繊維強化複合材料１０では、マトリクス樹脂１２の未含浸部分がなく、また、難燃剤である有機リン酸金属塩粒子１１が偏在することなくマトリクス樹脂１２中に均一に分散した状態となる。そのため、本実施の形態による難燃性繊維強化複合材料は、優れた難燃性を有すると共に接炎時においてもハロゲン含有ガスを発生することなく且つ軽量で高剛性を有するものとなる。
【００１９】
本実施の形態による難燃性繊維強化複合材料１０の製造方法は、プリプレグを積層して加圧成形する従来法とは異なり、オートクレーブ（加圧炉）などの大掛かりな設備が不要である上に、成形型を適宜選択することにより平面、曲面、Ｌ字、筒型又は箱型の形状の成形が可能となる。接炎時にハロゲン含有ガスを発生しない難燃性繊維強化複合材料を得ようとするのに、従来法では、マトリクス樹脂にノンハロゲン系難燃剤を多量に添加する必要があったが、本実施の形態では少量の添加で達成可能である。
【００２０】
なお、難燃性及び防食性を高めるために、後述するめっき処理により、難燃性繊維強化複合材料１０の片側表面又は両側表面に下地層を形成してもよく、更にその上に上地層を形成してもよい。
【００２１】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係るサンドイッチパネルの模式断面図である。図４において、サンドイッチパネル３０は、発泡体又はハニカム体からなるコア材３１の両側表面を、実施の形態１に記載の難燃性繊維強化複合材料１０で挟み込んで一体化させたものである。このような構成とすることで、実施の形態１による難燃性繊維強化複合材料１０よりも、軽量で高剛性を有する成形体の低コスト化を図ることができる。
【００２２】
コア材３１としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂又はポリウレタン樹脂の発泡体（フォーム）を用いることができる。中でも、難燃性を有する樹脂素材であるフェノール樹脂を用いることが好ましい。また、アルミニウムフォーム等の無機質フォームやシンタクチックを用いることができる。更に、アルミニウムハニカム、紙ハニカム、ポリアラミド繊維紙のハニカムにフェノール樹脂を含浸してなるハニカム体を用いることもできる。
【００２３】
次に、本実施の形態に係るサンドイッチパネル３０の製造方法について説明する。
図５は、サンドイッチパネル３０の製造方法に使用する真空含浸装置の概観図である。図５において、真空含浸装置１４は、成形型１５と、この成形型１５の上面を覆うバギングフィルム等の密閉用フィルム１６と、この密閉用フィルム１６と成形型１５との間の隙間を塞いで内部を気密にする粘着性のシール材１７ａ，１７ｂと、一方のシール材１７ａを貫通し先端部が気密空間内に通じ、他端部が樹脂タンク１８に接続されている注入配管１９と、他方のシール材１７ｂを貫通し先端部が気密空間内に通じ、他端部が真空ポンプ２０に接続されている吸引配管２１とを備えている。
【００２４】
この真空含浸装置１４を用いてサンドイッチパネル３０をＶａＲＴＭ法により製造するには、先ず、発泡体又はハニカム体からなるコア材３１の両側表面を繊維基材１３で挟み込んだ構造体を用意し、その構造体の両側表面に樹脂透過性離型用シート２２及び樹脂拡散用メッシュ２３をそれぞれ順次積層し、その積層体を成形型１５上に配置する。この積層体の厚みは、コア材３１の厚さや繊維基材１３の層数により適宜設定される。その後、構造体、樹脂透過性離型用シート２２及び樹脂拡散用メッシュ２３からなる積層体の上面を密閉用フィルム１６で覆い、密閉用フィルム１６の縁部をシール材１７ａ，１７ｂで成形型１５に接着し、積層体を外気から遮断する。次に、真空ポンプ２０を駆動し、密閉用フィルム１６内の空気を吸引配管２１を介して吸引し、密閉用フィルム１６内を減圧する。真空吸引後、樹脂タンク１８内の有機リン酸金属塩粒子１１を含有するマトリクス樹脂１２が、注入配管１９を通り、減圧された密閉用フィルム１６内に注入される。水平方向におけるマトリクス樹脂１２の拡散性は、繊維基材１３よりも樹脂拡散用メッシュ２３の方が著しく大きいので、マトリクス樹脂１２が、密閉用フィルム１６内に注入されると、主に樹脂拡散用メッシュ２３を通じて繊維基材１３の内部に含浸が進行する。含浸後、所定の硬化方法にてマトリクス樹脂１２を硬化させた後、樹脂透過性離型用シート２２を剥離することにより樹脂拡散用メッシュ２３を分離し、サンドイッチパネル３０が得られる。なお、ここで使用する繊維基材１３、有機リン酸金属塩粒子１１及びマトリクス樹脂１２は実施の形態１と同じであるのでその説明は省略する。
【００２５】
こうして得られるサンドイッチパネル３０では、マトリクス樹脂１２の未含浸部分がなく、また、難燃剤である有機リン酸金属塩粒子１１が偏在することなくマトリクス樹脂１２中に均一に分散した状態の難燃性繊維強化複合材料１０からなるスキン材で、発泡体又はハニカム体からなるコア材３１を挟み込んで一体化しているので、優れた難燃性を有すると共に接炎時においてもハロゲン含有ガスを発生することなく且つ軽量で高剛性を有する成形体でありながら、低コスト化を図ることができる。
【００２６】
本実施の形態によるサンドイッチパネル３０の製造方法は、難燃性繊維強化複合材料１０をスキン材とし、発泡体又はハニカム体をコア材３１とする一体成形体を得ることができる。また、成形型を適宜選択することにより平面、曲面、Ｌ字、筒状又は箱型の成形が可能となる。また、コア材とスキン材とを一体成形可能であるので、スキン材とコア材３１とを個別に成形して貼り合わせるよりも工数を削減することができる。
【００２７】
実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係るめっき処理サンドイッチパネル４０の模式断面図である。図６において、めっき処理サンドイッチパネル４０は、実施の形態２によるサンドイッチパネル３０の両側表面に、下地層４１及びその上に形成された上地層４２を備えるものである。下地層４１は、無電解銅めっきにより形成された銅めっきであるか又は無電解銅めっき及び電気銅めっきにより形成された銅めっきであることが好ましく、上地層４２は、電気ニッケルめっきにより形成されたニッケルめっきであることが好ましい。このような構成とすることで、実施の形態２によるサンドイッチパネル３０よりも、難燃性を更に高めることができる上に、防食性も向上させることができる。
ここで、発明者らの評価によれば、下地層４１として銅めっきを形成する場合、無電解銅めっき層の厚さは数ｎｍ程度であり、その無電解銅めっき層の上にムラなく電気銅めっき層を形成しようとすると、下地層４１の厚みは少なくとも５μｍ必要になることが分かった。一方、電気銅めっき層を厚くするに従い、反りが大きくなる傾向があり、また、生産性も阻害され、コストも上昇してしまうことになることから、電気銅めっき層が薄い方が好ましく、適切な厚みを設定する必要があることが分かった。
【００２８】
次に、本実施の形態に係るめっき処理サンドイッチパネル４０の製造方法について説明する。
サンドイッチパネル３０を作製するまでは実施の形態２と同様であるのでその説明は省略する。実施の形態２と同様の方法で得られるサンドイッチパネル３０は、難燃性繊維強化複合材料１０をスキン材としているので電気伝導性に乏しい。そのため、まず、スキン材である難燃性繊維強化複合材料１０の表面に、無電解銅めっきによって所望の厚さの無電解銅めっき層を形成して（必要に応じて、その上に電気銅めっきによって所望の厚さの電気銅めっき層を形成して）下地層４１とし、その後、電気ニッケルめっきによって所望の厚さの上地層４２を形成することが望ましい。この下地層４１及び上地層４２の形成は、主に、（１）脱脂・整面工程、（２）表面粗化工程、（３）触媒付与工程、（４）触媒活性化工程及び（５）めっき処理工程からなる。各工程間は水洗処理を行う。各工程について以下に説明する。
【００２９】
（１）脱脂・整面工程
油脂、指紋、埃等を除去すると同時に後に示すエッチング液による濡れ性を改善するための工程である。難燃性繊維強化複合材料１０の表面を脱脂処理する。処理液としては、例えばアルカリタイプの脱脂剤を用いることができる。
（２）表面粗化工程
めっきの密着性を向上させるための工程である。脱脂処理された難燃性繊維強化複合材料１０をプリエッチングし、表面近傍の組織を膨潤化させると共に低分子物質を溶出させることにより後工程のエッチングを選択的に促進するものである。その後、酸等でエッチングして表面に凹凸を形成する。ここで形成された凹凸にめっき被膜を析出させることで、アンカー効果による物理的な密着力を得ることができる。
（３）触媒付与工程
めっき液中の還元剤の酸化を開始させるためには、表面を触媒化処理する必要があり、この工程では、無電解めっきの析出に必要な触媒核を表面に吸着させる。触媒を付与する方法としては、キャタリスト−アクセラレーター法が挙げられる。この方法では、塩化パラジウム−塩化第一錫保護コロイド溶液からなる触媒液に浸漬することにより表面に触媒を付与することができる。
（４）触媒活性化工程
表面に析出した錫は無電解めっき液に不要であるため、酸又はアルカリを用いて除去し、パラジウムを活性化させる。
（５）めっき処理工程
触媒化処理された表面に無電解銅めっきにより無電解銅めっき層を形成する。その後、電気めっきする場合は、無電解銅めっき層を電極として電気めっき層（電気銅めっき層や電気ニッケルめっき層）を形成することができる。必要に応じて、下地層４１と上地層４２との間に中間層を設けることもできる。
【００３０】
本実施の形態によるめっき処理サンドイッチパネル４０の製造方法では、製造可能なめっき処理サンドイッチパネル４０の大きさは、めっき槽の大きさで決まるので、所望の容量のめっき槽を用意すれば、大型の成形体であっても比較的容易に製造することができる。
【００３１】
なお、上地層４２は、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂もしくはアクリル系樹脂からなる焼付被膜としてもよい。上地層４２としてシリコーン系樹脂を用いる場合、その塗布量は、発火（燃焼）を抑えて防錆効果を確保する観点から、３０ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２以下に設定することが望ましいことが発明者らの評価によって分かった。
また、図６では、めっき処理サンドイッチパネル４０の両側表面に下地層４１及び上地層４２が形成されているが、求められる特性に応じて、それらを片側表面のみに形成してもよいし、片側表面又は両側表面に下地層４１のみを形成してもよい。
【００３２】
実施の形態４．
図７は、実施の形態４に係るエレベータかごを備えるエレベータ装置の斜視図である。本実施に形態において、エレベータかごの構成部材には、実施の形態１〜３による難燃性繊維強化複合材料又はサンドイッチパネルを使用している。図７において、エレベータ装置は、駆動シーブを有する巻上機５０と、巻上機５０により昇降路内を昇降されるエレベータかご５１及び釣合おもり５２と、駆動シーブに巻き掛けられ、エレベータかご５１及び釣合おもり５２を吊り下げるロープ５３とを備えており、エレベータかご５１のかご室は、床板５４、側板５５、天板５６、背板５７等のかご室パネルと、かごドア５８とを有している。実施の形態１〜３による難燃性繊維強化複合材料又はサンドイッチパネルは、軽量で高い機械的強度を備えていることから、床板５４、床板５５、天板５６、背板５７等のかご室パネル、かごドア５８のパネルに好適であり、また、乗場ドアのパネルに用いることもできる。
【００３３】
図８は、エレベータかご５１のかご室の分解斜視図である。かご室は、断面Ｌ字形状の連結部材５９（例えば、アングル材）で連結された床板５４、床板５５、天板５６及び背板５７により構成されている。このかご室は、所定の大きさの難燃性繊維強化複合材料又はサンドイッチパネルを複数準備し、隣接する難燃性繊維強化複合材料又はサンドイッチパネルを断面Ｌ字形状の連結部材５９で連結することにより製造することができる。連結部材５９の材質は、床板５４、床板５５、天板５６及び背板５７を高強度に固定することができるものであれば特に限定されるものではなく、金属であってもよいし、本発明の難燃性繊維強化複合材料であってもよい。このように、かご室を構成する床板５４、床板５５、天板５６及び背板５７に実施の形態１〜３による難燃性繊維強化複合材料又はサンドイッチパネルを用いることで、軽量で高剛性なエレベータかご室とすることができる。
【実施例】
【００３４】
本発明の難燃性繊維強化複合材料について、実施例を挙げて具体的に説明する。実施例１〜５及び比較例１〜５の繊維強化複合材料は、下記の材料及び図３に示した真空含浸装置を用いて作製した。なお、各難燃剤のＤ５０及びＤ９５はメーカーカタログ値である。
【００３５】
＜使用材料＞
マトリクス樹脂：ビスフェノールＡ型ビニルエステル樹脂（昭和電工株式会社製リポキシ（登録商標）Ｒ８０６）
硬化剤：有機過酸化物（化薬アクゾ株式会社製３２８Ｅ）
硬化促進剤：オクチル酸コバルト（昭和電工株式会社製リゴラック（登録商標）コバルトＯ）
難燃剤１：有機リン酸塩（クラリアント社製エクソリット（登録商標）ＯＰ９３５、Ｄ５０＝２〜３μｍ、Ｄ９５＝１０μｍ）
難燃剤２：有機リン酸塩（クラリアント社製エクソリット（登録商標）ＯＰ９３０、Ｄ５０＝３〜５μｍ、Ｄ９５＝２０μｍ）
難燃剤３：有機リン酸塩（クラリアント社製エクソリット（登録商標）ＯＰ９３５をナノジェットマイザーにより可能な限り粉砕し、Ｄ５０＝０．６５μｍ、Ｄ９５＝５μｍまで微細化したもの）
難燃剤４：ジエチルホスフィン酸アルミニウム（Ｄ５０＝２〜３μｍ、Ｄ９５＝１０μｍ）
難燃剤５：Ａｌ（ＯＨ）３（ナバルテック社製ＡＰＹＲＡＬ（登録商標）６０ＣＤ、Ｄ５０＝１．１μｍ）
難燃剤６：有機リン酸塩（クラリアント社製エクソリット（登録商標）ＯＰ１２４０、Ｄ５０＝２５〜５０μｍ、Ｄ９５＝５０μｍ超）
繊維基材：炭素繊維平織りクロス（東レ株式会社製トレカ（登録商標）Ｔ３００−３０００、フィラメント数：３，０００、織物重量：１９８ｇ／ｍ２）
【００３６】
［実施例１］
繊維基材を１２枚（ply）積層したものを成形型上に配置し、その上にピールプライ及び樹脂フローメディアを順に配置した。これらをバギングフィルムで覆い、バギングフィルムと成形型と間の隙間を粘着剤で塞ぎ完全に密閉し、密閉された空間内を真空ポンプで減圧した。その後、減圧された密閉空間内に、マトリクス樹脂１００質量部に対し難燃剤１を１７質量部、硬化剤を１質量部及び硬化促進剤を０．２質量部添加した樹脂組成物（２５℃における粘度：３０５ｍＰａｓ・ｓ）を注入配管から注入し、繊維基材に含浸させた。２時間後、樹脂が硬化していることを確認した後、バギングフィルムを除去し、繊維強化複合材料を取り出した。完全硬化させるため、１５０℃のオーブンに５時間静置し、実施例１の繊維強化複合材料を得た。
【００３７】
［実施例２］
難燃剤１の代わりに難燃剤２を１７質量部添加した樹脂組成物（２５℃における粘度：２６２ｍＰａｓ・ｓ）を使用した以外は実施例１と同様の方法で、実施例２の繊維強化複合材料を得た。
【００３８】
［実施例３］
難燃剤１を１０質量部した樹脂組成物（２５℃における粘度：２４６ｍＰａｓ・ｓ）を使用した以外は実施例１と同様の方法で、実施例３の繊維強化複合材料を得た。
【００３９】
［実施例４］
難燃剤１の代わりに難燃剤３を１７質量部添加した樹脂組成物（２５℃における粘度：４００ｍＰａｓ・ｓ）を使用した以外は実施例１と同様の方法で、実施例４の繊維強化複合材料を得た。
【００４０】
［実施例５］
難燃剤１の代わりに難燃剤４を１７質量部添加した樹脂組成物（２５℃における粘度：３０５ｍＰａｓ・ｓ）を使用した以外は実施例１と同様の方法で、実施例５の繊維強化複合材料を得た。
【００４１】
［比較例１］
難燃剤１の代わりに難燃剤６を３０質量部添加した樹脂組成物（２５℃における粘度：３５６．６ｍＰａｓ・ｓ）を使用した以外は実施例１と同様の方法で、比較例１の繊維強化複合材料を得た。
【００４２】
［比較例２］
難燃剤１の代わりに難燃剤６を４０質量部添加した樹脂組成物（２５℃における粘度：１，０００ｍＰａｓ・ｓ超）を使用した以外は実施例１と同様の方法で繊維強化複合材料の作製を試みたところ、注入配管から注入した樹脂組成物は、粘度が高く、樹脂フローメディアを拡散せずに成形不良となった。
【００４３】
［比較例３］
難燃剤１を５質量部した樹脂組成物（２５℃における粘度：２０２ｍＰａｓ・ｓ）を使用した以外は実施例１と同様の方法で、比較例３の繊維強化複合材料を得た。
【００４４】
［比較例４］
難燃剤１を４０質量部した添加した樹脂組成物（２５℃における粘度：３，０００ｍＰａｓ・ｓ超）を使用した以外は実施例１と同様の方法で繊維強化複合材料の作製を試みたところ、注入配管から注入した樹脂組成物は、粘度が高く、樹脂フローメディアを拡散せずに成形不良となった。
【００４５】
［比較例５］
難燃剤１の代わりに難燃剤７を１０質量部添加した樹脂組成物（２５℃における粘度：２１０ｍＰａｓ・ｓ超）を使用した以外は実施例１と同様の方法で繊維強化複合材料の作製を試みたところ、ピールプライの目開きが５０μｍ程度であるため、樹脂組成物中の難燃剤がピールプライで目詰まりし、繊維強化複合材料に難燃剤を分散させることができず、成形不良となった。
【００４６】
＜成形性評価＞
成形物に未含浸部分はなく、ピールプライに難燃剤の目詰まりが見られないものを◎、成形物に未含浸部分はないが、ピールプライに難燃剤の僅かな目詰まりが見られたものを○、多少のボイドが残ったものの、成形は可能であったものを△、成形不良となったものを×とそれぞれ評価した。結果を表１及び２に示す。
【００４７】
＜繊維強化複合材料の難燃性評価＞
ＵＬ９４燃焼試験に従い、垂直燃焼試験により難燃性を評価した。評価にあたっては幅１２．７±０．１ｍｍ、長さ１２７±１ｍｍの試験片を用いた。バーナーの炎の高さを１９ｍｍに設定し、垂直に保持した試験片の下端に１０秒間接炎（以下、一次接炎と呼ぶ）後、試験片から炎を離して燃焼時間を計測した。消炎後、直ちにバーナーを１０秒間接炎（以下、二次接炎と呼ぶ）し、燃焼時間を計測した。有炎滴下物（ドリップ）がなく、５本の試験片で燃焼時間が５０秒以内であれば、「Ｖ−０」と判定した。２５０秒以内であれば、「Ｖ−１」と判定した。Ｖ−１と同じ燃焼時間でも有炎滴下物（ドリップ）がある場合は「Ｖ−２」、燃焼時間がそれより長い場合は「全焼」と判定した。結果を表１及び２に示す。
【００４８】
＜繊維強化複合材料の機械的強度評価＞
繊維強化複合材料を１０ｍｍ×８００ｍｍ×３ｍｍの形状の試験片に加工し、３点曲げ試験を行ったところ、実施例１の繊維強化複合材料の曲げ強度は６５２ＭＰａであり、実施例２の繊維強化複合材料の曲げ強度は６２０ＭＰａであった。また、他の繊維強化複合材料についても同程度の曲げ強度が得られた。なお、難燃剤を添加せずに作製した繊維強化複合材料の曲げ強度は６０６ＭＰａであった。
【００４９】
【表１】
2012214651.tif 000003
【００５０】
【表２】
2012214651.tif 000004
【００５１】
表１から分かるように、実施例１、４及び５の繊維強化複合材料は、一次及び二次接炎後の燃焼時間が共に０秒であり、「Ｖ−０」レベルの難燃性が得られた。実施例２及び３の繊維強化複合材料は、「Ｖ−０」レベルの難燃性が得られるものの、燃焼時間が長く、実施例１、４及び５よりやや劣る結果となった。また、実施例４では、成形物に未含浸部分がなく成形性は良好であったが、樹脂拡散性は実施例１よりやや劣っていた。
【００５２】
表２から分かるように、比較例１の繊維強化複合材料は、一次接炎での燃焼時間が０秒、二次接炎で全焼し、難燃性を確保できなかった。これは水酸化アルミニウムの難燃効率が低いためである。比較例３の繊維強化複合材料は、一次接炎での燃焼時間が０秒、二次接炎で全焼し、難燃性が確保できなかった。これは難燃剤の添加量不足である。
【００５３】
［実施例６］
実施例１と同様の方法で得られた繊維強化複合材料に、下記（１）〜（５）の工程に従って下地層に銅めっき層、上地層にニッケルめっき層を形成した。
（１）脱脂・整面工程
５０ｇ／Ｌ アルカリ性脱脂剤（奥野製薬工業株式会社製エースクリーンＡ−２２０）の水溶液中に繊維強化複合材料を５０℃で５分間浸漬した。
（２）表面粗化工程
繊維強化複合材料を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中に２５℃で５分間浸漬した後、４００ｇ／Ｌ 無水クロム酸及び４００ｇ／Ｌ ９８％硫酸の水溶液中に６７℃で１０分間浸漬した。その後、３５％塩酸及び還元剤（奥野製薬工業株式会社製トップキャッチ（登録商標）ＣＲ−２００）の水溶液中に２５℃で１分間浸漬し、繊維強化複合材料の表面に付着したクロム化合物を除去した。
（３）触媒付与工程
プリディップ処理として、５０ｍＬ／Ｌ ３５％塩酸の水溶液中に繊維強化複合材料を２５℃／１分間浸漬下した後、塩化パラジウム−塩化第一錫保護コロイド溶液からなる触媒液（０．３２ｇ／Ｌ 塩化パラジウム、２９ｇ／Ｌ 塩化第一錫、３００ｍＬ／Ｌ ３５％塩酸）中に３０℃で６分間浸漬し、繊維強化複合材料の表面を触媒化処理した。
（４）触媒活性化工程
１００ｇ／Ｌ 硫酸の水溶液中に繊維強化複合材料を４０℃で５分浸漬し、上記（３）工程にて吸着したパラジウム−錫化合物の錫を除去し、パラジウムを活性化した。
（５）めっき処理工程
繊維強化複合材料の下地層として密着性の高い無電解銅めっき及び電気銅めっきを形成し、上地層として防食性の高いニッケルめっきを電気めっきにより形成する。以下に工程を具体的に説明する。
繊維強化複合材料を、金属塩として１０ｇ／Ｌ 硫酸銅、還元剤として２０ｍｌ／Ｌ ホルマリン、ｐＨ緩衝剤として１０ｇ／Ｌ 水酸化ナトリウム及び錯化剤として２５ｇ／Ｌ ＥＤＴＡ４Ｎａを含有する自己触媒型無電解銅めっき液中に７０℃で５分間浸漬した。その後、電気銅めっきに切り替えて、２００ｇ／Ｌ 硫酸銅、５５ｇ／Ｌ 硫酸及び４０ｍｇ／Ｌ 塩化物イオンを含有する銅めっき液中に繊維強化複合材料を浸漬し、２５℃で１０分間、電流密度３Ａ／ｄｍ２の電気めっきにより膜厚５〜７μｍの銅めっきを形成した。
次いで、通常のワット浴を用い、３００ｇ／Ｌ 硫酸ニッケル、５０ｇ／Ｌ 塩化ニッケル及び４０ｇ／Ｌ ホウ酸を含有するニッケルめっき液中に繊維強化複合材料を浸漬し、６０℃で５分間、電流密度３Ａ／ｄｍ２の電気めっきにより膜厚２〜３μｍのニッケルめっきを形成した。
【００５４】
［実施例７］
ニッケルめっきの形成を省略したこと以外は実施例６と同様の方法で、下地層として膜厚５〜７μｍの銅めっきが形成された繊維強化複合材料を得た。
【００５５】
［実施例８］
実施例６と同様の方法で下地層として膜厚５〜７μｍの銅めっきを形成した後、防食効果を高める目的で、銅めっき上にシリコーン系樹脂焼付コート処理を施した。コート量は３０ｇ／ｍ２とした。
【００５６】
＜難燃性＞
実施例６〜８で得られた繊維強化複合材料は、国土交通省建築基準法に定める発熱性試験により難燃性を評価した。発熱性試験にはコーンカロリーメーターを用い、１００ｍｍ□（ｔ＜５０ｍｍ）の平板に５０ｋＷ／ｍ２の輻射熱（約６５０℃）を与えながら、イグナイターにて発生させる電気スパークを点火源として燃焼させるもので、経時的な発熱速度と総発熱量を求めることができる。発熱速度や発熱量は「酸素消費法」により算出している。これは有機材料において燃焼により生ずる発熱量は物質の種類によらず、ほぼ一定の数値（酸素１ｋｇあたり１３．１ＭＪ）になることを利用している。なお、建築基準法ではグレードの低い順に難燃材料、準不燃材料、不燃材料にカテゴリ分けされており、エレベータかごへの適用には「難燃グレード」以上が必要となる。具体的にはコーンカロリーメーターによる燃焼性試験において試験開始から５分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下、発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ２超えないことが求められる。結果を表３に示す。
【００５７】
【表３】
2012214651.tif 000005
【００５８】
表３から分かるように、実施例６〜８の繊維強化複合材料は、エレベータかごに要求される難燃性を十分に備えている。
【符号の説明】
【００５９】
１０  難燃性繊維強化複合材料、１１  有機リン酸金属塩粒子、１２  マトリクス樹脂、１３  繊維基材、１４  真空含浸装置、１５  成形型、１６  密閉用フィルム、１７ａ，１７ｂ  シール材、１８  樹脂タンク、１９  注入配管、２０  真空ポンプ、２１  吸引配管、２２  樹脂透過性離型用シート、２３  樹脂拡散用メッシュ、３０  サンドイッチパネル、３１  コア材、４０  めっき処理サンドイッチパネル、４１  下地層、４２  上地層、５０  巻上機、５１  エレベータかご、５２  釣合おもり、５３  ロープ、５４  床板、５５  側板、５６  天板、５７  背板、５８  かごドア、５９  連結部材。
【図１】
2012214651.tif 000006
【図２】
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【図３】
2012214651.tif 000008
【図４】
2012214651.tif 000009
【図５】
2012214651.tif 000010
【図６】
2012214651.tif 000011
【図７】
2012214651.tif 000012
【図８】
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