纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、其制造方法、使用了該纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的電梯用構(gòu)成部件和電梯轎廂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、其制造方法、使用了該纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的電梯 用構(gòu)成部件和電梯轎廂。
【背景技術(shù)】
[0002] 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP :Fiber Reinforced Plastics，纖維增強(qiáng)塑料）具有輕量 和高強(qiáng)度的特征。特別是，將玻璃纖維和樹脂組合而成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料被用于頭盔、滑 雪板（鞋）、球拍、浴缸、建材、工業(yè)用電子設(shè)備材料、小型船舶、汽車等許多工業(yè)領(lǐng)域中。另 外，利用了碳纖維的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度更高，期待能夠作為鐵或鋁等金屬的輕量化 替代材料加以利用。
[0003] 在擴(kuò)大纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的適用領(lǐng)域，將其作為民生的電器產(chǎn)品、鐵路車輛的構(gòu) 成材料或建筑材料使用的情況下，要求其具有難燃性。作為難燃性的基準(zhǔn)，有與電器產(chǎn)品普 遍有關(guān)的美國UL(Underwriters Laboratories，保險商實(shí)驗(yàn)室）的"UL94標(biāo)準(zhǔn)"、與鐵路車 輛有關(guān)的"鐵道車輛用材料的燃燒性標(biāo)準(zhǔn)"（也被稱為日本國運(yùn)輸省式燃燒試驗(yàn)方法）、與 建筑用材料有關(guān)的日本的建筑基準(zhǔn)法所規(guī)定的難燃標(biāo)準(zhǔn)。從全世界來看，日本的建筑基準(zhǔn) 法所規(guī)定的難燃標(biāo)準(zhǔn)中的難燃性標(biāo)準(zhǔn)也是特別高的。
[0004] 在電器產(chǎn)品中，電梯轎廂的構(gòu)成材料被要求使用日本的建筑基準(zhǔn)法所規(guī)定的難燃 材料?，F(xiàn)有的電梯轎廂中轎廂室和轎廂架是利用鋼或鋁合金制作的，但這種轎廂重、需要大 的驅(qū)動力，而且慣性大，因而在運(yùn)轉(zhuǎn)時需要高度的控制。因此提出了輕量的電梯轎廂，其采 用了以纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為表面材料、以發(fā)泡體作為芯材的夾層板結(jié)構(gòu)；或者以纖維增 強(qiáng)復(fù)合材料作為表面材料和縱梁的中空截面板結(jié)構(gòu)（例如參見專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平8-73157號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 對于民生的電器產(chǎn)品、鐵路車輛、航空器、包括電梯轎廂在內(nèi)的建筑相關(guān)產(chǎn)品等中 使用的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來說，除了要求輕量和高強(qiáng)度之外，還要求其具有高難燃性。但 是，迄今為止尚未得到兼具高度的難燃性的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。特別是，尚未得到可達(dá)到日 本的建筑基準(zhǔn)法所規(guī)定的難燃基準(zhǔn)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
[0010] 本發(fā)明是為了解決上述課題而進(jìn)行的，其目的在于提供具有高難燃性、輕量且高 強(qiáng)度的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其制造方法。
[0011] 用于解決課題的方案
[0012] 本發(fā)明涉及一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法，其包括：利用真空壓力與大氣壓 的差壓使樹脂滲入纖維結(jié)構(gòu)體后使樹脂固化的步驟，其中，使粉末狀阻燃劑與含溴樹脂的 混合物從纖維結(jié)構(gòu)體的表面方向滲入，使粉末狀阻燃劑集中存在于纖維結(jié)構(gòu)體的表層，所 述粉末狀阻燃劑包含選自氫氧化鋁和氫氧化鎂中的至少一種且平均粒徑在0. 1~20 μ m的 范圍，所述纖維結(jié)構(gòu)體中由纖維圍出的各個開口部的大小的眾數(shù)在0.03~3mm2的范圍且 開口率在〇. 1~10%的范圍。
[0013] 發(fā)明的效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，可以簡便地制造具有高難燃性、輕量且高強(qiáng)度的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
【附圖說明】
[0015] 圖1是用于制造本發(fā)明的實(shí)施方式1的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造裝置的截面圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式1的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法的流程圖。
[0017] 圖3是利用本發(fā)明的實(shí)施方式1的制造方法所制造的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的截面 圖。
[0018] 圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的制造方法中的含溴樹脂的滲入情況的圖。
[0019] 圖5是用于制造本發(fā)明的實(shí)施方式3的夾層板的制造裝置的截面圖。
[0020] 圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式3的夾層板的制造方法的流程圖。
[0021] 圖7是示出關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式4的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的放熱性試驗(yàn)的結(jié)果 的一例的說明圖。
[0022] 圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5的夾層板的截面圖。
[0023] 圖9是示出適用了本發(fā)明的實(shí)施方式6的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的電梯的轎廂的結(jié) 構(gòu)的立體圖。
[0024] 圖10是示出適用了本發(fā)明的實(shí)施方式6的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的電梯的轎廂架 的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0025] 圖11是示出適用了本發(fā)明的實(shí)施方式6的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和本發(fā)明的實(shí)施 方式7的夾層板的電梯用轎廂室的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0026] 圖12是示出現(xiàn)有的電梯板的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面，利用附圖對本發(fā)明的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、其制造方法以及電梯用構(gòu)成部件 的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。對于各圖中同一部分或相當(dāng)?shù)牟糠?，進(jìn)行說明時加添同一符號。
[0028] 實(shí)施方式1.
[0029] 該實(shí)施方式中，對用于制造在纖維結(jié)構(gòu)體的表面集中有粉末狀阻燃劑存在的纖維 增強(qiáng)復(fù)合材料的制造裝置和在纖維結(jié)構(gòu)體的表面集中有粉末狀阻燃劑存在的纖維增強(qiáng)復(fù) 合材料的制造方法進(jìn)行說明。
[0030] 圖1是用于制造實(shí)施方式1的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造裝置的截面圖。如圖1 所示，用于制造纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造裝置具備：配置紡織品、無紡布、無紡布狀成型物 等纖維結(jié)構(gòu)體10的成型模具11 ;第1樹脂擴(kuò)散用片12a ;具有樹脂透過性的第1脫模用片 13a ;具有樹脂透過性的第2脫模用片13b ;第2樹脂擴(kuò)散用片12b ;密閉用膜14 ;將密閉用 膜14內(nèi)的空間與外部隔離的密封材料15 ;將密閉用膜14內(nèi)抽真空的真空泵16 ;和向密閉 用膜14內(nèi)供給含溴樹脂的樹脂罐17。
[0031] 另外，制造裝置中設(shè)有用于將由樹脂罐17供給的含溴樹脂注入密閉用膜14內(nèi)的 樹脂注入口 18。此外，制造裝置中設(shè)有對密閉用膜14內(nèi)的空氣進(jìn)行排氣的排氣口 19。該 排氣口 19還兼作將密閉用膜14內(nèi)的剩余的含溴樹脂排出的排出口。需要說明的是，設(shè)置 于成型模具11上的第1樹脂擴(kuò)散用片12a和第1脫模用片13a可以省略。此時，為了防止 含溴樹脂的固著，優(yōu)選在成型模具11上實(shí)施脫模處理。
[0032] 接著，參照圖2對利用上述制造裝置的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法的一例進(jìn)行 說明。
[0033] 首先，準(zhǔn)備纖維基材（步驟SI)。
[0034] 接著，將該纖維基材剪裁成規(guī)定的形狀（步驟S2)。
[0035] 接著，在成型模具11上依次層積第1樹脂擴(kuò)散用片12a和第1脫模用片13a (步 驟S3)。需要說明的是，該工序也可以省略。
[0036] 接著，將所剪裁的纖維基材層積到第1脫模用片13a (在省略了第1樹脂擴(kuò)散用片 12a和第1脫模用片13a的情況下，積層到經(jīng)脫模處理的成型模具11)上而形成纖維結(jié)構(gòu)體 10 (步驟 S4)。
[0037] 接著，在纖維結(jié)構(gòu)體10的周圍配置密封材料15 (步驟S5)。
[0038] 接著，設(shè)置樹脂注入口 18和排氣口 19 (步驟S6)。
[0039] 接著，用第2脫模用片13b覆蓋纖維結(jié)構(gòu)體10的表面（步驟S7)。
[0040] 接著，用第2樹脂擴(kuò)散用片12b覆蓋第2脫模用片13b的表面（步驟S8)。
[0041] 接著，以覆蓋纖維結(jié)構(gòu)體10的方式蓋上密閉用膜14,利用密封材料15將密閉用膜 14內(nèi)的空間與外部隔離（步驟S9)。在該階段，如圖1所示，成型準(zhǔn)備完成（步驟S10)。
[0042] 接著，驅(qū)動真空泵16,對密閉用膜14內(nèi)的空氣進(jìn)行排氣（步驟S11)。
[0043] 接著，將含溴樹脂和粉末狀阻燃劑混合，使粉末狀阻燃劑分散于含溴樹脂中（步 驟 S12)。
[0044] 接著，將填充至樹脂罐17中的粉末狀阻燃劑和含溴樹脂的混合物從樹脂注入口 18注入密閉用膜14內(nèi)的空間，使其滲入纖維結(jié)構(gòu)體10中（步驟S13)。此時，粉末狀阻燃 劑和含溴樹脂的混合物在纖維基材的開口部被過濾，粉末狀阻燃劑集中存在于纖維結(jié)構(gòu)體 10的表層。
[0045] 接著，使注入密閉用膜14內(nèi)的含溴樹脂固化（步驟S14)。此處，作為固化的方法， 通過選擇含溴樹脂的種類和催化劑，可以進(jìn)行室溫固化或加熱固化。
[0046] 接著，含溴樹脂固化到能夠卸下成型模具11的程度后，將第2脫模用片13b與第 2樹脂擴(kuò)散用片12b -起剝下，將含溴樹脂滲入纖維結(jié)構(gòu)體10中的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以成 型體形式從成型模具11卸下（步驟S15)。
[0047] 接著，根據(jù)需要利用干燥爐對所卸下的成型體實(shí)施后固化處理（步驟S16)。
[0048] 如此，完成由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)成的成型體（步驟S17)。
[0049] 如此，在上述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法中，如圖3所示，可以得到粉末狀阻燃 劑21集中存在于纖維結(jié)構(gòu)體10的表層的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。步驟S13中，如圖4所示，由 樹脂罐注入的粉末狀阻燃劑21和含溴樹脂22的混合物通過樹脂擴(kuò)散用片而在纖維結(jié)構(gòu)體 10的表面方向鋪展。該混合物滲入纖維結(jié)構(gòu)體10時，粉末狀阻燃劑21被纖維基材的開口 部所過濾，因此難以滲入纖維結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)部而集中存在于纖維結(jié)構(gòu)體10的表層。
[0050] 需要說明的是，在配置于成型模具11上的纖維結(jié)構(gòu)體10中，存在于纖維結(jié)構(gòu)體10 的各層（纖維基材）的開口部的位置因堆積而偏移，越堆積纖維基材，則目視時貫通表里的 開口部的數(shù)量越少。粉末狀阻燃劑21和含溴樹脂22的混合物的一部分在滲入時通過纖維 基材的開口部和纖維結(jié)構(gòu)體10的層間，滲入纖維結(jié)構(gòu)體10整體。
[0051] 作為粉末狀阻燃劑21的集中存在的狀態(tài)，其包括下述情況：僅在表層存在粉末狀 阻燃劑21的情況；僅在表層附近和表層附近的開口部內(nèi)存在粉末狀阻燃劑21的情況；圖4 所示的表層附近和表層附近的開口部中的粉末狀阻燃劑21的濃度特別高且纖維結(jié)構(gòu)體10 的內(nèi)部的粉末狀阻燃劑21的濃度低的情況；粉末狀阻燃劑21從纖