纤维增强复合材料、其制造方法、使用了该纤维增强复合材料的电梯用构成部件和电梯轿厢的制作方法_3

文档序号:8926272阅读:来源:国知局
[0089] 接着,用第2脱模用片13b覆盖用纤维结构体10夹住发泡体31的两侧表面而成 的结构体的表面(步骤S27)。
[0090] 接着,用第2树脂扩散用片12b覆盖第2脱模用片13b的表面(步骤S28)。
[0091] 接着,以覆盖用纤维结构体10夹住发泡体31的两侧表面而成的结构体的方式盖 上密闭用膜14,利用密封材料15将密闭用膜14内的空间与外部隔离(步骤S29)。在该阶 段,如图5所示,成型准备完成(步骤S30)。
[0092] 接着,驱动真空泵16,对密闭用膜14内的空气进行排气(步骤S31)。
[0093] 接着,将粉末状阻燃剂21和含溴树脂22混合,使粉末状阻燃剂21分散于含溴树 脂22中(步骤S32)。
[0094] 接着,将填充至树脂罐17中的粉末状阻燃剂21和含溴树脂22的混合物从树脂注 入口 18注入密闭用膜14内的空间,使其渗入纤维结构体10中(步骤S33)。此时,粉末状 阻燃剂21和含溴树脂22的混合物在纤维基材的开口部被过滤,粉末状阻燃剂21集中存在 于纤维结构体10的表层。
[0095] 接着,使注入密闭用膜14内的含溴树脂22固化(步骤S34)。此处,作为固化的方 法,通过选择含溴树脂22的种类和催化剂,可以进行室温固化或加热固化。
[0096] 接着,在含溴树脂22固化到能够卸下成型模具11的程度后,将第2脱模用片13b 与第2树脂扩散用片12b -起剥下,将用渗入有含溴树脂22且粉末状阻燃剂21集中存在 于表层的纤维结构体10夹住发泡体31的两侧表面而成的夹层板以成型体形式从成型模具 11卸下(步骤S35)。
[0097] 接着,根据需要利用干燥炉对所卸下的成型体实施后固化处理(步骤S36)。
[0098] 如此,完成由夹层板构成的成型体(步骤S37)。
[0099] 如此,在上述夹层板的制造方法中,与实施方式1同样,可以得到粉末状阻燃剂21 集中存在于纤维结构体10的表层的难燃性高的夹层板。
[0100] 关于纤维结构体10,其可以使用与实施方式1和2同样的物质。关于粉末状阻燃 剂21和含溴树脂22,其可以使用与实施方式1同样的物质。
[0101] 作为发泡体31,例如由聚氯乙烯树脂、聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚 丙烯树脂、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、聚甲基丙烯酰亚胺树脂、环氧树脂、乙烯丙烯橡胶等硬 质泡沫(发泡材料)形成。需要说明的是,在发泡体31用于整体成型的情况下,优选使用发 泡部分不连续而具有独立气泡的发泡体。另外,作为发泡体31,还可以使用铝泡沫等无机质 泡沫、或者复合泡沫塑料(syntactic foam)。特别是,在上述树脂材料中混合阻燃剂并使其 发泡而成的难燃性泡沫以及酚醛树脂泡沫的难燃性优异,因而其作为发泡体31是优选的。 通过使用难燃性泡沫作为发泡体31,难燃性进一步提高,因而所得到的夹层板适宜作为要 求高可靠性的电梯用构成部件。也可以使用蜂窝体以代替发泡体31作为芯材。
[0102] 为了实现夹层板的进一步轻量化,作为发泡体31,优选使用密度在0. 01~0. 2g/ cm3的范围的物质。发泡体31的密度小于O.Olg/cm 3时,夹层板容易引起压曲。另一方面, 发泡体31的密度大于0. 2g/cm3时,夹层板的轻量化有时会受到抑制。
[0103] 纤维增强复合材料的纤维体积含量和厚度与上述实施方式1相同。
[0104] 如上所述,根据实施方式3,使用成本比较低的材料,通过基于大气压真空注入法 的简便工艺,可以制造具有适合于电梯用构成部件的高难燃性的夹层板。另外,通过制造设 备和制造工艺的简化,可以降低生产成本、缩短生产时间、对夹层板进行量产。
[0105] 实施方式4.
[0106] 该实施方式中,使用碳纤维作为实施方式1或2中的纤维,从碳纤维结构体的表面 方向渗入粉末状阻燃剂21和含溴树脂21的混合物,从而制造粉末状阻燃剂21集中存在于 碳纤维结构体的表层的碳纤维增强复合材料(CFRP :Carbon Fiber Reinforced Plastics, 碳纤维增强塑料)。
[0107] 作为碳纤维基材,可以使用平织、斜织、缎纹等的各种碳纤维布;或者将在一个方 向排列的碳纤维用其它纤维捆束而形成了片状的单向布。另外,对连续碳纤维的纤维径没 有特别限定,优选I ym~20 μπι。
[0108] 粉末状阻燃剂21和含溴树脂22可以使用与实施方式1同样的物质。
[0109] 关于日本的建筑基准法的难燃材料,在日本的建筑基准法施行令第108条的2中 有下述规定:"(1)该材料不燃烧。(2)该材料不产生防火上有害的变形、熔融、龟裂和其他 损伤。(3)该材料不产生避难上有害的烟或气体。"。此处,为了受到国土交通大臣的认可而 被认定为难燃材料,需要在由国土交通大臣指定的性能评价机构进行的难燃性能试验中规 定的放热性试验或模型箱试验的任一项试验中合格,并且在气体有毒性试验中合格。
[0110] 将关于实施方式4的碳纤维增强复合材料的放热性试验的结果的一例示于图7。 图7的(a)表示放热速度,图7的(b)表示总放热量。另外,在图7的(a)和(b)中,(彳) 表示使不含溴树脂渗入碳纤维结构体中得到的碳纤维增强复合材料的结果,(口)表示使 含溴树脂渗入碳纤维结构体中得到的碳纤维增强复合材料的结果,(/、)表示使相对于含 溴树脂100重量份添加了 120重量份的氢氧化铝和6重量份的三氧化锑而成的树脂混合物 渗入碳纤维结构体中得到的碳纤维增强复合材料(实施方式4)的结果。
[0111] 由图7的(a)和(b)中的(彳)与(口)的比较可知:通过使用含溴树脂,放热速 度被抑制,总放热量降低,但树脂成分完全燃烧掉了。
[0112] 与此相对,在(/、)中,放热速度上升开始的时间、即着火时间被抑制,实现了上述 的"(1)加热开始后5分钟的总放热量为8MJ/m2以下。(2)加热开始后5分钟,最高放热速 度继续10秒以上不超过200kW/m2"。
[0113] 该着火时间的滞后和放热速度的抑制是粉末状阻燃剂与含溴树脂的协同效应。这 样,与现有材料相比,实施方式4的碳纤维增强复合材料可以提高难燃性,可达到与日本的 建筑基准法所规定的难燃材料基准相当的程度。即,在实施方式4的碳纤维增强复合材料 中,作为高难燃性纤维的碳纤维成为具有耐热性的热隔离层,可抑制树脂的持续燃烧,可发 挥阻燃效果,进而除了含溴树脂的阻燃效果外,由于选自氢氧化铝和氢氧化镁中的至少一 种的存在,树脂量降低、燃烧量被抑制,同时热分解时的吸热作用所引起的温度上升也被抑 制,可以得到由产生水蒸气引起的灭火作用。
[0114] 此外,如图7中说明的那样,选自氢氧化铝和氢氧化镁中的至少一种的热分解时 的吸热作用可以得到使溴引起的阻燃效果长时间持续的协同效应。另外,选自氢氧化铝和 氢氧化镁中的至少一种在热分解后残留的无机物停留于碳纤维的间隙,从而可以进一步提 高热屏蔽效果,可以得到高难燃性。
[0115] 另外,在使用连续碳纤维的情况下,燃烧后可以保持形状,同时可以通过纤维增强 而达到高强度。
[0116] 碳纤维增强复合材料的纤维体积含量和厚度与上述实施方式1相同。
[0117] 如上所述,根据实施方式4,能够利用简便的工艺以低成本得到具有高难燃性、同 时轻量且高强度的碳纤维增强复合材料。实施方式4的碳纤维增强复合材料可达到与日本 的建筑基准法所规定的难燃材料基准相当的程度,因此可以适合用于电梯用构成部件。
[0118] 实施方式5.
[0119] 该实施方式中,制造粉末状阻燃剂集中存在于结构体的表面的碳纤维增强复合材 料板(下文中称为夹层板),所述结构体是用碳纤维结构体夹住由发泡体构成的芯材的两 侧表面而成的。这样的夹层板可以通过用接合剂将实施方式4中制作的碳纤维增强复合材 料粘贴至芯材的方法、或者实施方式3的整体成型来制造。
[0120] 图8是示出实施方式5的夹层板的截面图。图8中,夹层板中由发泡体31构成的 芯材的两侧表面通过接合剂51与碳纤维增强复合材料52接合。接合剂51可以使用环氧系 接合剂、丙烯酸系接合剂、硅酮系接合剂、难燃性接合剂等。另外,作为接合剂51,可以使用 用于碳纤维增强复合材料52中的含溴树脂22,从而能够使接合剂层与碳纤维增强复合材 料52整体化。需要说明的是,碳纤维增强复合材料52也可以仅接合于发泡体31的单面。
[0121] 粉末状阻燃剂21和含溴树脂22可以使用与实施方式1同样的物质。
[0122] 发泡体31可以使用与实施方式3同样的物质。碳纤维基材和连续碳纤维可以使 用与实施方式4同样的物质。
[0123] 纤维增强复合材料的纤维体积含量和厚度与上述实施方式1相同。
[0124] 与实施方式4的碳纤维增强复合材料的难燃性提高的机理同样,通过构成材料的 协同效应,实施方式5的夹层板与现有材料相比可以提高难燃性,可达到与日本的建筑基 准法所规定的难燃材料基准相当的程度。
[0125] 如上所述,根据实施方式5,能够利用简便的工艺以低成本得到具有高难燃性、同 时轻量、但具有与金属匹敌的高刚性和强度的夹层板。实施方式5的夹层板具有与金属匹 敌的高刚性和强度,而且可以达到与日本的建筑基准法所规定的难燃材料基准相当的程 度,因此可以适合用于电梯用构成部件、特别是电梯轿厢。
[0126] 实施方式6.
[0127] 该实施方式中,对采用了实施方式4中制作的碳纤维增强复合材料的电梯的轿厢 (轿厢室和轿厢架)进行说明。
[0128] 参照图9~12对将上述碳纤维增强复合材料适用于电梯的轿厢室或轿厢架的构 成部件(轿厢用构成部件)的电梯的轿厢进行说明。
[0129] 如图9所示,电梯的轿厢具备容纳人或物等的轿厢室61、用于人等出入的轿厢门 62和轿厢架63。如图10所示,轿厢架63是为了增强轿厢室61而设置的。碳纤维增强复 合材料可以特别地用于轿厢架63的整体或者斜撑63a(支撑部)等的一部分。
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