CN103079810A - 纤维增强的成型体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维增强的成型体(10)，所述纤维增强的成型体(10)包含芯材(11)、层压在所述芯材(11)的至少一个表面上的纤维增强材料(21)、以及层压在所述纤维增强材料(21)上的表面材料(25)。所述芯材(11)、所述纤维增强材料(21)和所述表面材料(25)一体化。所述纤维增强材料(21)包含纤维织物(21A)和浸渗到所述纤维织物(21)中并固化的热固性树脂(11B、21B)。所述表面材料(25)包含具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡的多孔片(25A)和从所述纤维织物(21)中移出到所述多孔片(25A)中并固化的热固性树脂(11B、21B)，且所述表面材料(25A)具有30μm以下的表面粗糙度Rz。

Description

纤维增强的成型体及其制造方法
技术领域
本发明涉及纤维增强的成型体及其制造方法，在所述纤维增强的成型体中在芯材的至少一个表面上层压纤维增强材料和表面材料，使得所述纤维增强材料和所述表面材料与所述芯材一体化。
背景技术
近年来，已经提出将纤维增强的成型体作为需要高刚性的构件如膝上型计算机的壳体。作为纤维增强的成型体，例如，已知通过层压碳纤维预浸料并然后使得层压的碳纤维预浸料反应并固化而得到的碳纤维增强体。例如，已知使用碳纤维的这种纤维增强的成型体如下。
专利文献1公开了一种纤维增强成型产品，其中将通过将连续碳纤维以片状排列在一个方向上而得到的多个纤维增强层在特定排列方向上相互层压。
专利文献2公开了一种夹心构造体，其包含具有孔的芯材和布置在该芯材的两个表面上并由连续碳纤维和基体树脂构成的纤维增强材料。
专利文献3公开了一种复合成型制品，其中将包含至少碳纤维的连续纤维增强织物布置在软质构件层的两个表面上以制造片，将制得的片配置在注射模具中，然后在所述片的侧部将树脂部分注射成型。
此外，专利文献4公开了一种制造具有弹性的夹心型复合材料的方法，其中将由浸渗有环氧树脂的玻璃纤维形成的织物片在模具中叠置，然后将聚氨酯树脂发泡体在织物片之间发泡(参见专利文献4的实施例1)。
然而，在具有纤维织物如碳纤维织物或玻璃纤维织物的纤维增强的成型体中，在成型体的表面上，在其中纤维叠加的部分215和织构(織
Figure BDA00002870626100021
目)间隙216之间产生阶差部分，如图8中所示。结果，表面的表面粗糙度由于阶差部分的影响而增大，且即使进行外部涂覆，阶差部分的影响也不能降低。由此，难以得到平滑表面。标号221表示横向纤维且标号222表示纵向纤维。
此外，当实施外部涂覆时，气泡残留在阶差部分中，从而会在涂膜的表面上产生针孔。特别地，从提高美观等的观点来看，对于通常实施外部涂覆的用途而言，外部涂覆之后的外观状态是重要的。通常，诸如碳纤维的无机材料与聚氨酯涂料或UV涂料的相容性(粘附性)不好，由此还存在涂膜会剥离的可能性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-209717号公报
专利文献2：WO2006/028107号公报
专利文献3：日本特开2007-038519号公报
专利文献4：日本特开平01-163020号公报
发明内容
本发明要解决的问题
因此，为了解决上述问题而完成了本发明，本发明的目的是提供一种纤维增强的成型体及其制造方法，所述纤维增强的成型体在涂覆之前的表面的表面粗糙度低且在涂覆之后的外观良好，由此消除了涂膜会剥离的可能性。
解决所述问题的手段
为了实现所述目的，根据本发明，提供一种纤维增强的成型体，包含：芯材；层压在所述芯材的至少一个表面上的纤维增强材料；以及层压在所述纤维增强材料上的表面材料。所述芯材、所述纤维增强材料和所述表面材料一体化。所述纤维增强材料包含纤维织物和浸渗到所述纤维织物中并固化的热固性树脂。所述表面材料包含具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡的多孔片和浸渗到所述多孔片中并固化的热固性树脂。所述表面材料具有30μm以下的表面粗糙度Rz。
在上述纤维增强的成型体中，所述多孔片可由树脂发泡体制成。
在上述纤维增强的成型体中，所述树脂发泡体可以为聚氨酯树脂发泡体。
在上述纤维增强的成型体中，所述树脂发泡体可以为除去了气泡膜(セル膜)的聚氨酯树脂发泡体。
在上述纤维增强的成型体中，所述芯材可包含具有连续气泡的芯材用构件和浸渗到所述芯材用构件中并固化的芯材用热固性树脂；且所述芯材、所述纤维增强材料和所述表面材料可通过所述热固性树脂和所述芯材用热固性树脂一体化。
在上述纤维增强的成型体中，所述芯材用热固性树脂可以与所述热固性树脂相同。
在上述纤维增强的成型体中，可以在所述芯材的两个表面上分别层压有所述纤维增强材料，并且可以在所述纤维增强材料的至少一个表面上层压有所述表面材料。
在上述纤维增强的成型体中，所述芯材可包含多个芯材用构件。
在上述纤维增强的成型体中，所述表面材料的表面可具有涂膜，且所述涂膜可具有25μm以下的表面粗糙度。
此外，根据本发明，提供一种制造纤维增强的成型体的方法。所述纤维增强的成型体包含：芯材，其包含芯材用构件；纤维增强材料，其包含纤维织物并层压在所述芯材的至少一个表面上；以及表面材料，其包含多孔片并层压在所述纤维增强材料上。所述方法包括：利用热固性树脂对所述芯材用构件和所述纤维织物中的至少一种进行浸渗的浸渗步骤；在所述芯材用构件的至少一个表面上依次层压所述纤维织物和所述多孔片的层压步骤，所述多孔片具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡且厚度为0.4～3.0mm；以及对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行压缩和加热，由此利用所述热固性树脂对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行浸渗，对所述热固性树脂进行固化并将所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片一体化的压缩加热步骤。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，可以在所述芯材的两个表面上分别层压所述纤维增强材料。所述浸渗步骤可包括以使得由下式(B1)限定的树脂比率R为50%～80%的方式利用所述热固性树脂对所述芯材用构件进行浸渗。所述层压步骤可包括在所述芯材用构件的另一个表面上层压至少所述纤维织物。所述压缩加热步骤可包括以其中以使得由下式(A1)限定的压缩率C为200%～5000%的方式在对所述芯材用构件进行压缩的状态下对所述热固性树脂进行固化。纤维增强的成型体可具有30GPa以上的弯曲模量。
C=(Tb-Ta)/Ta×100           (A1)
(Ta：压缩后的芯材用构件的厚度，Tb：压缩前的芯材用构件的厚度，C：压缩率)。
R=(Wb-Wa)/Wb×100        (B1)
(Wa：芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，Wb：浸渗热固性树脂之后的芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，且R：树脂比率)。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，所述芯材用构件的压缩率可以为1000%～2600%。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，所述多孔片可由除去了气泡膜的聚氨酯树脂发泡体制成。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，所述浸渗步骤可包括利用由相同材料制成的所述热固性树脂对所述芯材用构件和所述纤维织物两者都进行浸渗。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，所述层压步骤可包括：制造具有浸渗有所述热固性树脂的所述纤维织物和层压在所述纤维织物上的所述多孔片的预浸料；以及以使得所述纤维织物接触所述芯材用构件的方式在所述芯材用构件上层压所述预浸料。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，所述层压步骤可包括：制造各自具有浸渗有所述热固性树脂的所述纤维织物和层压在所述纤维织物上的所述多孔片的两片预浸料；以及以使得所述预浸料中的一片的所述纤维织物接触所述芯材用构件且使得所述预浸料中的另一片的所述多孔片接触所述芯材用构件的方式将所述预浸料分别层压在所述芯材用构件的两个表面上。
此外，根据本发明，提供一种纤维增强的成型体，所述纤维增强的成型体包含：芯材，其包含具有连续气泡的芯材用构件；纤维增强材料，其包含纤维织物并层压在所述芯材的两个表面上；以及表面材料，其包含多孔片并层压在所述纤维增强材料的至少一个表面上。所述芯材、所述纤维增强材料和所述表面材料通过热固性树脂一体化。所述芯材通过利用所述热固性树脂对所述芯材用构件进行浸渗并在对所述芯材用构件进行压缩的状态下对所述热固性树脂进行固化而形成，并具有200%～5000%的由下式(A1)限定的压缩率C。所述热固性树脂具有50%～80%的由下式(B1)限定的树脂比率R。所述纤维增强的成型体具有30GPa以上的弯曲模量。
C=(Tb-Ta)/Ta×100         (A1)
(Ta：压缩后的芯材用构件的厚度，Tb：压缩前的芯材用构件的厚度，C：压缩率)
R=(Wb-Wa)/Wb×100      (B1)
(Wa：芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，Wb：浸渗热固性树脂之后的芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，且R：树脂比率)。
此外，根据本发明，提供一种制造纤维增强的成型体的方法。所述纤维增强的成型体包含：芯材，其包含芯材用构件；纤维增强材料，其包含纤维织物并层压在所述芯材的两个表面上；以及表面材料，其包含具有连续气泡的多孔片并层压在所述纤维增强材料的至少一个表面上。所述方法包括：利用热固性树脂对所述芯材用构件和所述纤维织物中的至少一种进行浸渗的浸渗步骤；在所述芯材用构件的各个表面上层压所述纤维织物并在所述经层压的纤维织物的至少一个表面上层压所述多孔片的层压步骤；以及对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行压缩和加热，由此利用所述热固性树脂对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行浸渗，对所述热固性树脂进行固化并将所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片一体化的压缩加热步骤。以使得由下式(B1)限定的树脂比率R为50%～80%的方式实施所述浸渗步骤中的浸渗。以使得由下式(A1)限定的压缩率C为200%～5000%的方式实施所述压缩加热步骤中的压缩。
C=(Tb-Ta)/Ta×100     (A1)
(Ta：压缩后的芯材用构件的厚度，Tb：压缩前的芯材用构件的厚度，C：压缩率)
R=(Wb-Wa)/Wb×100(B1)
(Wa：芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，Wb：浸渗热固性树脂之后的芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，且R：树脂比率)。
发明效果
根据本发明的纤维增强的成型体，通过毛细管作用将热固性树脂浸渗到具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡的多孔片中，然后将所述热固性树脂固化而形成所述表面材料。因此，热固性树脂能够容易地通过连续气泡渗出到表面上，由此渗出到所述表面材料的表面上的热固性树脂能够形成平滑表面。结果，所述表面材料的表面粗糙度能够为30μm以下，由此实现表面粗糙度下降且外观良好的纤维增强的成型体。
此外，因为平滑表面的大部分由从多孔片中渗出的热固性树脂形成，所以将所述表面与所述纤维增强的成型体一体化，由此防止表面与涂膜一起剥离。另外，本发明的纤维增强的成型体具有良好的涂膜粘附性，因为所述热固性树脂对所述涂膜的粘附性高。
根据本发明的制造纤维增强的成型体的方法，能够易于得到如上所述的具有优异外观的纤维增强的成型体。
另外，根据本发明的纤维增强的成型体，将树脂比率R设定为50%～80%，并将压缩率C设定为200%～5000%。由此，能够在不存在间隙的条件下利用所述热固性树脂致密地填充所述芯材，从而能够得到具有足够高刚性的纤维增强的成型体。此外，因为表面材料包括具有连续气泡的多孔片，所以通过毛细管作用从所述多孔片中渗出的热固性树脂能够在所述多孔片的表面上固化，由此得到具有外观优异的平滑表面的纤维增强的成型体。
此外，根据本发明制造纤维增强的成型体的方法，能够容易地得到如上所述的具有高刚性和优异外观的纤维增强的成型体。
附图说明
图1是显示根据本发明实施方式1的纤维增强的成型体的横截面图。
图2是显示图1的纤维增强的成型体的横截面图，其中在其表面材料的表面上设置有涂膜。
图3是显示根据本发明实施方式1-(1)的制造方法的步骤的图。
图4是显示根据本发明实施方式1-(2)的制造方法的步骤的图。
图5是显示根据本发明实施方式1-(3)的制造方法的步骤的图。
图6是显示根据本发明实施方式1-(4)的制造方法的步骤的图。
图7是显示根据本发明实施方式1-(4)的变形例的制造方法的步骤的图。
图8(a)是显示纤维织物的平面图且图8(b)是其横截面图。
具体实施方式
现在将参考附图对根据本发明实施方式的纤维增强的成型体进行详细说明。
图1中所示的根据本发明实施方式的纤维增强的成型体10包含芯材11、一体地层压在芯材11的两个表面上的纤维增强材料21以及一体地层压在芯材11的一侧的纤维增强材料21的表面上的表面材料25，且在对表面材料25的表面进行涂覆之后，纤维增强的成型体10能够用于便携式装置如笔记本电脑的壳体。
在所示的实例中，在其上要实施涂覆的纤维增强的成型体10的侧A侧，在芯材11上层压纤维增强材料21和表面材料25，且在其上不进行涂覆的B侧，仅层压纤维增强材料21，而不层压表面材料25。然而，根据纤维增强的成型体10的用途等，可在不形成涂层的B侧不层压纤维增强材料21和表面材料25。此外，在其中在纤维增强的成型体10的两侧都实施涂覆的用途的情况中，可优选在芯材11两侧的纤维增强材料21的表面上层压表面材料25。
纤维增强的成型体10是具有预定尺寸的板状构件。所述纤维增强的成型体10具有0.3～2.0mm的厚度并具有30GPa以上且60GPa以下、优选35GPa以上且55GPa以下的弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)。纤维增强的成型体10的比重为1.2以上且1.5以下，优选1.28以上且1.35以下。
如果纤维增强的成型体10的厚度小于0.3mm，则不能获得刚性，且如果厚度大于2.0mm，则整个便携式装置变厚。当将纤维增强的成型体10用作便携式装置的壳体时，通过所谓的注塑成型如注射成型将壳体的侧壁等直立布置在预定的表面位置处。
芯材11具有片状芯材用构件并优选通过利用热固性树脂(芯材用热固性树脂)对具有连续气泡的芯材用树脂发泡体进行浸渗并通过对所述热固性树脂进行固化而形成。芯材用构件的材料没有特别限制且能够选自热固性树脂发泡体如聚氨酯树脂发泡体或三聚氰胺树脂发泡体。当纤维增强的成型体10需要阻燃性时，芯材用构件优选具有阻燃性。在这点上，三聚氰胺树脂发泡体适合作为芯材用构件，因为三聚氰胺树脂发泡体具有良好的阻燃性。
芯材11更优选在使芯材用构件处于压缩状态下将芯材用热固性树脂固化而得到。通过在使芯材用构件处于压缩状态下将芯材用热固性树脂固化，能够实现纤维增强的成型体10的厚度的下降和刚性的提高。同时，优选以使得当按下述制造纤维增强的成型体时所述纤维增强的成型体可得到0.3mm～2.0mm厚度的方式设置压缩程度。
芯材用构件的压缩前的厚度能够随压缩率而变化，但当试图得到具有例如2mm以下厚度的纤维增强的成型体时，优选为1mm～25mm。当压缩前的厚度在这种范围内时，能够浸渗适当量的芯材用热固性树脂且加热压缩之后的收率也能够提高。
当压缩前的厚度小于1mm时，不能将经浸渗的芯材用热固性树脂保持在芯材用构件中，为此，产生树脂比率的不均匀性，由此降低弯曲模量(刚性)。如果压缩前的厚度大于25mm，则当试图得到具有2mm以下厚度的纤维增强的成型体时，难以对芯材用构件进行压缩，由此不能得到具有均匀厚度的纤维增强的成型体。此外，从压缩容易性、浸渗能力、轻质性和刚性考虑，芯材用构件在压缩之前优选具有5kg/m3～80kg/m3的密度。
芯材用热固性树脂的材料没有特别限制，但为了提高纤维增强的成型体10的刚性，芯材用热固性树脂自身需要具有特定程度的刚性。在这点上，芯材用热固性树脂可选自环氧树脂、酚醛树脂以及环氧树脂和酚醛树脂的混合物。当纤维增强的成型体10需要阻燃性时，芯材用热固性树脂优选具有阻燃性。酚醛树脂适合作为芯材用热固性树脂，因为酚醛树脂具有良好的阻燃性。
通过利用热固性树脂(增强材料用热固性树脂)对纤维织物进行浸渗并对热固性树脂进行固化，形成纤维增强材料21。纤维织物的实例包括由玻璃纤维、碳纤维等形成的织物，但在轻质性和高刚性方面，特别优选将碳纤维织物作为纤维织物。另外，纤维织物可优选为其纤维不仅在一个方向上对齐，而且被编织的织物。例如，由经线和纬线形成的平纹织物、斜纹织物和缎织物，以及由三个方向的线形成的三轴织物是合适的。此外，当将碳纤维织物用作纤维织物时，从热固性树脂的浸渗和刚性考虑，碳纤维织物的纤维重量优选为90g/m2～400g/m2。
增强材料用热固性树脂没有特别限制，但为了提高纤维增强的成型体10的刚性，增强材料用热固性树脂自身需要具有特定程度的刚性。在这点上，增强材料用热固性树脂可选自环氧树脂、酚醛树脂以及环氧树脂和酚醛树脂的混合物。此外，当纤维增强的成型体10需要阻燃性时，增强材料用热固性树脂优选具有阻燃性。酚醛树脂适合作为增强材料用热固性树脂，因为酚醛树脂具有良好的阻燃性。另外，芯材用热固性树脂和增强材料用热固性树脂可以为相同的热固性树脂。
优选地，当将三聚氰胺树脂用作芯材11用树脂发泡体并将酚醛树脂用作芯材用热固性树脂和增强材料用热固性树脂时，即使不使用另外的阻燃材料也能够得到具有足以用于便携式装置如膝上型计算机的壳体的阻燃性的纤维增强的成型体。
优选地，以使得由下式(B1)表示的树脂比率R(重量百分比)为50%～80%、更特别地55%～70%的方式，设置包括芯材用热固性树脂和增强材料用热固性树脂的热固性树脂在整个纤维增强的成型体10中的总量。
由于这种树脂比率，所以即使其厚度下降，纤维增强的成型体10仍能够在轻质性和刚性方面得到提高。
R=(Wb-Wa)/Wb×100        (B1)
(Wa：芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，Wb：浸渗热固性树脂之后的芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，且R：树脂比率)。
如果使用溶于溶剂中的热固性树脂，则树脂比率的式(B1)中的浸渗热固性树脂之后的重量为在浸渗之后通过干燥除去溶剂之后的重量。
表面材料25由其中浸渗并固化了芯材用热固性树脂和增强材料用热固性树脂(下文中，当对芯材用热固性树脂和增强材料用热固性树脂进行说明而未相互具体区分时，将芯材用热固性树脂和增强材料用热固性树脂仅称作热固性树脂)中的至少一种热固性树脂的多孔片形成。此外，在按下述制造纤维增强的成型体10中的压缩加热步骤期间，浸渗到多孔片中的热固性树脂渗出到多孔片的表面上并在表面上固化，从而在表面材料25的表面上形成平滑的树脂层。结果，表面材料25具有30μm以下、更优选24μm以下的表面粗糙度。如果表面粗糙度大于30μm，则能够在对表面进行涂覆之后在表面材料25的表面上观察到凹凸，结果，难以得到良好的涂覆表面。此外，当在将热固性树脂固化之后对表面材料25的表面进行研磨时，能够进一步降低表面粗糙度。
通过毛细管作用将热固性树脂浸渗到具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡的多孔片中并然后对热固性树脂进行固化，形成如上所述的表面材料。因此，热固性树脂可以容易地通过连续气泡渗出到表面上，并由此，渗出到表面材料的表面上的热固性树脂能够形成平滑表面。结果，使得表面材料的表面粗糙度为30μm以下，由此实现表面粗糙度下降且外观良好的纤维增强的成型体。
此外，因为平滑表面的大部分由从多孔片中渗出的热固性树脂形成，所以将表面与纤维增强的成型体一体化，由此防止表面与涂膜一起剥离。另外，热固性树脂对涂膜的粘附性高，由此实现了良好的涂膜粘附性。
多孔片由具有连续气泡的多孔材料形成，以使得良好地浸渗热固性树脂并在其表面上形成均匀的树脂层。多孔片的材料没有特别限制，但除了孔隙率之外，还优选为不会因压缩加热步骤中的热而熔化并具有足以防止孔关闭的耐热性的材料。多孔片的类型也没有特别限制且能够适当选自织物、无纺布、纸、发泡体等。
当将具有连续气泡的树脂发泡体用作多孔片时，树脂发泡体具有比由纤维形成的多孔体更稳定的树脂骨架，由此保持空隙。结果，透气性和基体树脂的流动性能够提高且热固性树脂能够容易地渗出到多孔片的表面上，从而能够容易地实现平滑表面。在具有连续气泡的树脂发泡体中，由聚氨酯树脂发泡体形成的多孔片是优选的，因为所述多孔片能够容易地处理、具有良好的轻质性并有效降低了由压缩造成的纤维增强材料21的纤维织物的织构的间隙部分等的阶差。
此外，当多孔片由聚氨酯树脂发泡体形成时，更优选的是，通过已知的除膜处理如溶解处理或爆炸处理将气泡膜除去。除去了气泡膜的聚氨酯树脂发泡体具有提供良好的液体透过性的连续气泡结构，从而使得在压缩加热步骤期间热固性树脂易于浸渗到多孔片中并然后渗出到多孔片的表面上。由此，通过热固性树脂的固化，使得芯材11与纤维增强材料21和表面材料25更确实地一体化，此外通过从多孔片的表面渗出的热固性树脂的固化，易于得到平滑表面。
相反，未除去气泡膜的聚氨酯树脂发泡体具有残留在其中的气泡膜，从而在用作多孔片时热固性树脂的浸渗和渗出差。结果，表面平滑性和涂层粘附性(即剥离涂膜的难度)下降。
多孔片优选具有8～80个连续气泡/25mm的连续气泡数(JISK6400-1)。如果连续气泡数小于8个连续气泡/25mm，则当以薄片形式进行加工时空隙(气孔)过大，由此倾向于难以保持填充纤维织物的凹凸所需要的热固性树脂的量。相反，如果连续气泡数大于80个连续气泡/25mm，空隙变小而降低热固性树脂的浸渗能力，由此热固性树脂难以充分从多孔片表面渗出。
所用多孔片的厚度能够随其材料而变化，但在压缩前状态(在制造纤维增强的成型体之前)下为0.4mm～3.0mm，优选0.6mm～3.0mm。如果在压缩前状态下的厚度小于0.4mm，则难以在制造纤维增强的成型体10中的压缩加热步骤期间在表面材料25的表面上形成均匀的树脂层，由此降低了纤维增强的成型体10的表面粗糙度。相反，如果在压缩前状态(在制造纤维增强的成型体之前)下的多孔片的厚度大于3.0mm，则纤维增强的成型体10的弯曲模量下降且此外在制造纤维增强的成型体10时热固性树脂倾向于从多孔片中不均匀地渗出，由此降低表面材料25的表面平滑性。
通过在芯材和纤维织物中的至少一种上涂布或向其内部浸渗热固性树脂，在芯材的至少一个表面上依次层压纤维织物和多孔片，然后在压缩状态下将热固性树脂固化，能够实施芯材11与纤维增强材料21和表面材料25的一体化。
当将热固性树脂涂布在芯材和纤维织物两者上或浸渗到芯材和纤维织物两者中时，芯材用热固性树脂和纤维增强材料用热固性材料可以为相同类型或不同类型，但为了芯材11与纤维增强材料21之间的良好粘附性，优选相同类型。
以用途所决定的方法对纤维增强的成型体10的表面材料25的表面进行涂覆以形成涂膜。涂覆材料的实例包括聚氨酯类、丙烯酸类、聚酯类、乙酸类涂料等，涂覆方法的实例包括喷雾、涂布机加工、浸渍等。尽管涂覆量可任选确定，但能够例如以具有5～40μm膜厚度的形式形成涂膜27。图2显示了具有通过对表面材料25的表面进行涂覆而形成的涂膜27的纤维增强的成型体。涂膜27的表面粗糙度为25μm以下，更优选小于20μm。
同时，优选在芯材11的两个表面上层压纤维增强材料21。当在两个表面上层压纤维增强材料21时，在纤维增强的成型体的两个表面中的拉伸强度能够提高且整个纤维增强的成型体的弯曲强度提高。在此情况中，当仅考虑拉伸强度时，可以优选将纤维增强材料21布置在纤维增强的成型体的最外层中。
然而，在制造纤维增强的成型体时，能够发生其中热固性树脂不聚集在纤维增强材料21的纤维织物的表面周围的情况，由此在表面中造成凹凸并因此劣化纤维增强的成型体的外观。因此，将与热固性树脂的相容性良好并比芯材11更薄的表面材料(多孔片)25布置在纤维织物上以在纤维织物的表面中形成其中要流入热固性树脂的空隙，从而使得多孔片能够通过毛细管作用吸收浸透纤维织物的热固性树脂。然后，通过将渗出到多孔片表面的热固性树脂的薄层固化，可以在纤维增强的成型体上形成平滑表面。由此，能够实现弯曲强度与外观相容的纤维增强的成型体。
下文中，将对根据本发明实施方式1-(1)～1-(4)的制造纤维增强的成型体的方法进行说明。
<实施方式1-(1)>
首先，参考图3对根据本发明实施方式1-(1)的制造纤维增强的成型体的方法进行说明。制造纤维增强的成型体10的方法包括如下所述的浸渗步骤、层压步骤以及压缩加热步骤。在如下所述的根据实施方式1-(1)的制造纤维增强的成型体的方法中，在浸渗步骤期间仅利用增强材料用热固性树脂21B对纤维织物21A进行浸渗。
在如图3(3-1)中所示的浸渗步骤中，将增强材料用热固性树脂21B浸渗到纤维织物21A中或涂布在纤维织物21A上，由此得到经浸渗的纤维织物21C。如本文中所使用的，术语“浸渗”是指，除了所示出的将纤维织物21A浸渍到容纳液态的增强材料用热固性树脂21B的槽中之外，还包括通过喷雾器或辊涂机附着或涂布增强材料用热固性树脂，或者以其他方式将增强材料用热固性树脂21B适当保持在纤维织物21中。
关于纤维织物21A和增强材料用热固性树脂21B，使用如上所述的材料。增强材料用热固性树脂21B由未固化的液体形成。此外，优选将增强材料用热固性树脂21B溶于溶剂中以促进浸渗，并且在浸渗之后，在不会引发增强材料用热固性树脂21B的固化反应的温度下对经浸渗的纤维织物21C进行干燥，由此将溶剂从经浸渗的纤维织物21C中除去。
在该浸渗步骤中，优选将增强材料用热固性树脂21B浸渗到纤维织物21A中，使得由下式(B1)表示的树脂比率R为50%～80%、特别地为55%～70%。
R=(Wb-Wa)/Wb×100      (B1)
(Wa：芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，Wb：浸渗热固性树脂之后的芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，且R：树脂比率)。
在浸渗步骤中，浸渗到纤维织物21A中的热固性树脂21B的总重量为等于树脂比率R的式(B1)中的Wb-Wa的值。此外，如果使用溶于溶剂中的热固性树脂，则在树脂比率R的式(B1)中的浸渗热固性树脂之后的重量为在浸渗之后通过干燥除去溶剂之后的重量。
然后，在如图3(3-2)中所示的层压步骤中，将经浸渗的纤维织物21C布置在芯材用构件11A的两个表面上，然后将多孔片25A另外布置在芯材用构件11A一侧的经浸渗的纤维织物21C的表面上，由此得到层压体10A。关于芯材用构件11A和多孔片25A，使用如上所述的材料。此处使用的多孔片25A为具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡并具有0.4～3.0mm厚度的片。
通过在用于随后的压缩加热步骤中的下模具(压制成形用下模具)31的上表面上依次叠加经浸渗的纤维织物21C、芯材用构件11A、经浸渗的纤维织物21C和多孔片25，可实施层压操作。另外，经浸渗的纤维织物21C、芯材用构件11A和多孔片25A优选具有相同的平面尺寸，但如果平面尺寸不同，则可在如下所述的压缩加热步骤之后进行修剪。
接下来，在如图3(3-3)中所示的压缩加热步骤中，通过下模具31和上模具33对层压体10A进行加热和压缩。以使得由下式A1限定的压缩率C为200%～5000%、优选1000%～2600%的方式设置压缩程度。通过该压缩率C的范围，能够提高纤维增强的成型体10的薄度和刚性。
C=(Tb-Ta)/Ta×100(A1)
(Ta：压缩后的芯材用构件的厚度，Tb：压缩前的芯材用构件的厚度，C：压缩率)
优选以使得层压体10A具有0.3～2.0mm厚度的方式实施压缩。在压缩加热步骤中，将间隔物布置在下模具31与上模具33之间的适当位置处，使得下模具31与上模具33之间隔开的距离为预定间隔(即层压体10A的预定压缩厚度)。此外，对层压体10A进行加热的方法没有特别限制，但通过具有加热手段如加热器的下模具31和上模具33来实施加热是简单的方法。将加热温度设定为等于或高于所浸渗的增强材料用热固性树脂21B的固化反应温度。
当在压缩加热步骤期间对层压体10A进行压缩时，增强材料用热固性树脂21B从层压体10A的经浸渗的纤维织物21C中挤出，浸渗到与经浸渗的纤维织物21C接触的芯材用构件11A中或涂布在其上并还浸渗到多孔片25A中。浸渗到多孔片25A中的增强材料用热固性树脂21B渗出到多孔片25A的表面上并固化，由此形成具有平滑表面的树脂层。
以这种方式，因为通过毛细管作用将热固性树脂21B浸渗到具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡的多孔片25A中并然后将热固性树脂21B固化来形成表面材料25A，所以热固性树脂21B可以容易地通过连续气泡渗出到表面上。由此，渗出到表面材料25的表面上的热固性树脂21B形成平滑表面。结果，表面材料25的表面粗糙度能够变为30μm以下，由此实现表面粗糙度下降且外观良好的纤维增强的成型体。此外，因为平滑表面由从多孔片21A中渗出的热固性树脂21B形成，所以将平滑表面与纤维增强的成型体一体化，由此防止了表面与涂膜27一起剥离。另外，热固性树脂21B对涂膜27具有高粘附性，由此实现了良好的涂膜粘附性。
在压缩加热步骤期间，将超过压缩之后的芯材用构件11A、纤维织物21A和多孔片25A的空间容积的过剩的增强材料用热固性树脂21B挤出到模具的外部。此外，以使得除了在增强材料用热固性树脂21B中存在的微小空穴或无意地在其中产生的微小空隙之外，在层压体10A中基本不存在空隙的方式对增强材料用热固性树脂21B进行致密填充。结果，可以提高层压体10A的刚性。
通过加热引发浸渗到层压体10A中的增强材料用热固性树脂21B的固化反应并由此在对层压体10A进行压缩的状态下对增强材料用热固性树脂21B进行固化。当芯材用构件11A具有连续气泡时，浸渗到经浸渗的纤维织物21C的增强材料用热固性树脂21B渗出并浸渗到芯材用构件11A中，且在对层压体10A进行压缩的状态下对增强材料用热固性树脂21B进行固化。此外，当多孔片25A由聚氨酯树脂发泡体形成时，在也对多孔片25A进行压缩的状态下对增强材料用热固性树脂进行固化。由此，通过增强材料用热固性树脂21B的固化，使得芯材用构件11A、纤维织物21A和多孔片25A一体化。
结果，通过芯材用构件11A形成芯材11，通过经浸渗的纤维织物21C形成纤维增强材料21，通过多孔片25A形成表面材料25，并通过增强材料用热固性树脂使得芯材11、纤维增强材料21和表面材料25一体化，由此形成纤维增强的成型体10。
然后，当停止加热和压缩时，能够得到纤维增强的成型体10。以此方式，通过渗出到多孔片25A的表面上的增强材料用热固性树脂21B的固化，使得纤维增强的成型体10的表面材料25的表面变为平滑表面。
此外，当将树脂比率R和压缩率C设定为如上所述的预定范围时，能够提供重量轻且刚性高的纤维增强的成型体。此时，为了实现高压缩率，优选将树脂发泡体用作芯材用构件11A。
当将具有连续气泡的芯材用构件用作芯材用构件11A时，热固性树脂21B附着在芯材用构件11A的连续气泡结构上，从而将热固性树脂21B均匀地分散在芯材用构件11A中。在这种状态中，通过对热固性树脂21B进行固化，可以将热固性树脂21B致密地填充在芯材用构件11A中，由此得到其中弯曲强度和芯材与纤维增强材料21之间的粘合强度提高的纤维增强的成型体。
此外，当将由式(A1)和(B1)限定的压缩率C和树脂比率R分别设定为200%～5000%和50%～80%时，能够减小在纤维增强的成型体中所含有的微小空隙的尺寸。另外，当将压缩率C和树脂比率R设定为预定范围并还将树脂发泡体用作芯材用构件11A时，可以提高分散在热固性树脂21B中的树脂发泡体的发泡树脂骨架的均匀性，从而使得纤维增强的成型体的强度可以均匀。换言之，将纤维增强的成型体的强度弱的部分除去。在此情况中，当通过在压缩状态下对树脂发泡体进行固化来制造纤维增强的成型体时，树脂发泡体的骨架之间的距离变得小于压缩前的骨架之间的距离，且树脂发泡体的骨架也在纤维增强的成型体的厚度方向上变平坦。
<实施方式1-(2)>
接下来，参考图4对根据本发明实施方式1-(2)的纤维增强的成型体及其制造方法进行说明。
在上述实施方式1-(1)中，在浸渗步骤期间利用增强材料用热固性树脂21B对纤维织物21A进行浸渗，由此形成经浸渗的纤维织物21C。相反，在实施方式1-(2)中，在浸渗步骤期间利用芯材用热固性树脂11B对芯材11A进行浸渗，由此形成经浸渗的芯材用构件11C。
当将具有连续气泡的树脂发泡体用作芯材用构件11A时，将芯材用热固性树脂11B浸渗到芯材用构件11A中。另一方面，当将难以浸渗的构件如非多孔构件用作芯材用构件11A时，可将芯材用热固性树脂11B附着在芯材用构件11A的表面上。同时，在如下说明中，除非有其他说明，否则将芯材用热固性树脂11B附着在芯材用构件11A的表面上也旨在包括将芯材用热固性树脂11B浸渗到芯材用构件11A中。
芯材用构件11A和芯材用热固性树脂11B与关于纤维增强的成型体10所述的相同。用于浸渗步骤中的芯材用热固性树脂11B由未固化的液体形成。此外，优选将芯材用热固性树脂11B溶于溶剂中以促进浸渗，并且在浸渗之后，在不会引发芯材用热固性树脂11B的固化反应的温度下对经浸渗的芯材用构件11C进行干燥，由此从经浸渗的芯材用构件11C中除去溶剂。
通过合适的方法如将芯材用构件11A浸渍到容纳液态的芯材用热固性树脂11B的槽中、通过喷雾器涂布热固性树脂或通过辊涂机涂布热固性树脂而实施浸渗。优选将芯材用热固性树脂11B浸渗到芯材11A上或附着在其上，使得如上所述的树脂比率R为50%～80%、特别地为55%～70%。在浸渗步骤中，浸渗到芯材用构件11A中的芯材用热固性树脂11B的重量为等于树脂比率R的式(B1)中的Wb-Wa的值。如果使用溶于溶剂中的热固性树脂，则在树脂比率R的式中的浸渗热固性树脂之后的重量为在浸渗之后通过干燥除去溶剂之后的重量。
然后，在如图4(4-2)中所示的层压步骤中，将纤维织物21A布置在经浸渗的芯材用构件11C的两个表面上，然后将多孔片25A另外布置在芯材用构件11C一侧的纤维织物21A的表面上，由此得到层压体10B。纤维织物21A和多孔片25A与关于纤维增强的成型体10所述的相同。
通过在用于随后的压缩加热步骤中的下模具31的上表面上依次叠加纤维织物21A、经浸渗的芯材用构件11C、纤维织物21A和多孔片25，可实施层压操作。另外，经浸渗的芯材用构件11C、纤维织物21A和多孔片25优选具有相同的平面尺寸，但如果平面尺寸不同，则可在如下所述的压缩加热步骤之后进行修剪。
接下来，在如图4(4-3)中所示的压缩加热步骤中，通过下模具31和上模具33对层压体10B进行加热和压缩。以使得由下式(A1)限定的压缩率C为200%～5000%、优选1000%～2600%的方式设置压缩程度。通过该压缩率C的范围，能够提高纤维增强的成型体110的薄度和刚性。
C=(Tb-Ta)/Ta×100      (A1)
(Ta：压缩后的芯材用构件的厚度，Tb：压缩前的芯材用构件的厚度，C：压缩率)
优选以使得层压体10B具有0.3～2.0mm厚度的方式实施压缩。在压缩加热步骤中，将间隔物布置在下模具31与上模具33之间的适当位置处，使得下模具31与上模具33之间隔开的距离为预定间隔(即层压体的预定压缩厚度)。此外，对层压体进行加热的方法没有特别限制，但通过具有加热手段如加热器的下模具31和上模具33来实施加热是简单的方法。将加热温度设定为等于或高于所浸渗的芯材用热固性树脂11B的固化反应温度。
当在压缩加热步骤期间对层压体10B进行压缩时，如果芯材用构件11A由具有连续气泡的树脂发泡体形成，则芯材用热固性树脂11B从经浸渗的芯材用构件11C中挤出，浸渗到与经浸渗的芯材用构件11C接触的纤维织物21A中或涂布在其上并也浸渗到多孔片25A中。另一方面，如果芯材用构件11A由难以浸渗的构件如非多孔构件形成，则芯材用热固性树脂11B通过压缩从附着的芯材用构件11C的表面浸渗到纤维织物21A中并也浸渗到多孔片25A中。
通过压缩将浸渗到多孔片25A中的芯材用热固性树脂11B渗出到多孔片25A的表面上并固化，由此形成由树脂层形成的平滑表面。
以这种方式，因为通过毛细管作用将热固性树脂11B浸渗到具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡的多孔片25A中并然后将热固性树脂11B固化来形成表面材料25，所以热固性树脂11B可以容易地通过连续气泡渗出到表面上。由此，渗出到表面材料25的表面上的热固性树脂11B形成平滑表面。结果，使得表面材料25的表面粗糙度为30μm以下，由此实现表面粗糙度下降且外观良好的纤维增强的成型体。此外，因为平滑表面由从多孔片21A中渗出的热固性树脂11B形成，所以将平滑表面与纤维增强的成型体一体化，由此防止了表面与涂膜27一起剥离。另外，热固性树脂11B对涂膜27具有高粘附性，由此实现了良好的涂膜粘附性。
在压缩加热步骤期间，将超过压缩之后的芯材用构件11A、纤维织物21A和多孔片25A的空间容积的过剩的芯材用热固性树脂11B挤出到模具的外部。此外，以使得除了在芯材用热固性树脂11B中存在的微小空穴或无意地在其中产生的微小空隙之外，在层压体10B中基本不存在空隙的方式对芯材用热固性树脂11B进行致密填充。结果，可以提高层压体10A的刚性。
通过加热引发浸渗到全部层压体10B中的芯材用热固性树脂11B的固化反应并由此在压缩状态下对芯材用热固性树脂11B进行固化。当芯材用构件11A由具有连续气泡的树脂发泡体形成时，在压缩状态下对芯材用热固性树脂11B进行固化。此外，当多孔片25A由聚氨酯树脂发泡体形成时，在也对多孔片25A进行压缩的状态下对芯材用热固性树脂11B进行固化。
通过如上所述的压缩加热步骤，通过经浸渗的芯材用构件11C形成芯材11，通过纤维织物21A形成纤维增强材料21，通过多孔片25A形成表面材料25，并使得芯材11、纤维增强材料21和表面材料25一体化，由此得到纤维增强的成型体10。然后，当停止这种加热和压缩时，能够得到纤维增强的成型体10。以此方式，通过渗出到多孔片25A的表面上的芯材用热固性树脂11B的固化，在纤维增强的成型体10的表面材料25的表面上形成具有平滑表面的树脂层。
此外，当将树脂比率R和压缩率C设定为如上所述的预定范围时，能够提供重量轻且刚性高的纤维增强的成型体。此时，为了实现高压缩率，优选将树脂发泡体用作芯材用构件11A。
当将具有连续气泡的芯材用构件用作芯材用构件11A时，热固性树脂11B附着在芯材用构件11A的连续气泡结构上，从而将热固性树脂11B均匀地分散在芯材用构件11A中。在这种状态中，通过对热固性树脂11B进行固化，可以将热固性树脂11B致密地填充在芯材用构件11A中，由此得到其中弯曲强度和芯材与纤维增强材料21之间的粘合强度提高的纤维增强的成型体。
此外，当将由式(A1)和(B1)限定的压缩率C和树脂比率R分别设定为200%～5000%和50%～80%时，能够减小在纤维增强的成型体中所含有的微小空隙的尺寸。另外，当将压缩率C和树脂比率R设定为预定范围并还将树脂发泡体用作芯材用构件11A时，可以提高分散在热固性树脂11B中的树脂发泡体的发泡树脂骨架的均匀性，从而使得纤维增强的成型体的强度可以均匀。换言之，将纤维增强的成型体的强度弱的部分除去。在此情况中，当通过在压缩状态下对树脂发泡体进行固化来制造纤维增强的成型体时，树脂发泡体的骨架之间的距离变得小于压缩前的骨架之间的距离，且树脂发泡体的骨架也在纤维增强的成型体的厚度方向上变平坦。
<实施方式1-(3)>
接下来，参考图5对根据本发明实施方式1-(3)的制造纤维增强的成型体的方法进行说明。在上述实施方式1-(1)和1-(2)中，利用热固性树脂11B或21B对芯材用构件11A和纤维织物21A中的任一种进行浸渗。然而，在根据本实施方式的浸渗步骤中，如图5(5-1)所示，利用芯材用热固性树脂11B对芯材11A进行浸渗以得到经浸渗的芯材用构件11C，并也利用增强材料用热固性树脂21B对纤维织物21A进行浸渗以形成经浸渗的纤维织物21C。
芯材用构件11A、芯材用热固性树脂11B、纤维织物21A和增强材料用热固性树脂21B与关于纤维增强的成型体10所述的相同。在浸渗期间所使用的热固性树脂11B和21B由未固化的液体形成。
此外，优选将热固性树脂11B和21B溶于溶剂中以促进浸渗，并且在浸渗之后，在不会引发热固性树脂11B和21B的固化反应的温度下对经浸渗的芯材用构件11C和经浸渗的纤维织物21C进行干燥，由此从经浸渗的芯材用构件11C和经浸渗的纤维织物21C中除去溶剂。通过合适的方法如将芯材用构件11A或纤维织物21A浸渍到容纳液态的热固性树脂11B或21B的槽中、通过喷雾器涂布热固性树脂或通过辊涂机涂布热固性树脂来实施浸渗。
在浸渗步骤中，优选将芯材用热固性树脂11B浸渗到芯材11A中并将增强材料用热固性树脂21B浸渗到纤维织物21A中，使得树脂比率R为50%～80%、特别地为55%～70%。在浸渗步骤中，浸渗到芯材用构件11A中的芯材用热固性树脂11B的重量与浸渗到纤维织物21A中的增强材料用热固性树脂21B的重量之和为等于树脂比率R的式(B1)中的Wb-Wa的值。如果使用溶于溶剂中的热固性树脂，则在树脂比率的式中的浸渗热固性树脂之后的重量为在浸渗之后通过干燥除去溶剂之后的重量。
在如图5(5-2)中所示的层压步骤中，将经浸渗的纤维织物21C布置在经浸渗的芯材用构件11C的两个表面上，然后将多孔片25A另外布置在经浸渗的芯材用构件11C一侧的经浸渗的纤维织物21C的表面上，由此得到层压体10C。多孔片25A与关于纤维增强的成型体10所述的相同。
通过在用于随后的压缩加热步骤中的下模具31的上表面上依次叠加经浸渗的纤维织物21C、经浸渗的芯材用构件11C、经浸渗的纤维织物21C和多孔片25，可实施层压操作。另外，经浸渗的芯材用构件11C、经浸渗的纤维织物21C和多孔片25A优选具有相同的平面尺寸，但如果平面尺寸不同，则可在如下所述的压缩加热步骤之后进行最终修剪。
接下来，在如图5(5-3)中所示的压缩加热步骤中，通过下模具31和上模具33对层压体10C进行加热和压缩。以使得由下式(A1)限定的压缩率C为200%～5000%、优选1000%～2600%的方式设置压缩程度。通过该压缩率C的范围，能够提高纤维增强的成型体110的薄度和刚性。
C=(Tb-Ta)/Ta×100            (A1)
(Ta：压缩后的芯材用构件的厚度，Tb：压缩前的芯材用构件的厚度，C：压缩率)
优选以使得层压体10C具有0.3～2.0mm厚度的方式实施压缩。在压缩加热步骤中，将间隔物布置在下模具31与上模具33之间的适当位置处，使得下模具31与上模具33之间隔开的距离为预定间隔(即层压体的预定压缩厚度)。
加热方法没有特别限制，但通过具有加热手段如加热器的下模具31和上模具33来实施加热是简单的方法。将加热温度设定为等于或高于所浸渗的热固性树脂的固化反应温度。
通过压缩加热步骤中的压缩，经浸渗的纤维织物21C中的增强材料用热固性树脂21B能够确实地与经浸渗的芯材用构件11C中的芯材用热固性树脂11B接触，并且增强材料用热固性树脂21B也能够确实地浸渗到多孔片25A中。此外，浸渗到多孔片25A中的增强材料用热固性树脂21B渗出到多孔片25A的表面上，由此形成具有平滑表面的树脂层。
以这种方式，因为通过毛细管作用将热固性树脂11B和21B浸渗到具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡的多孔片25A中并然后将热固性树脂11B和21B固化来形成表面材料25，所以热固性树脂11B和21B可以容易地通过连续气泡渗出到表面上。由此，渗出到表面材料25的表面上的热固性树脂11B和21B形成平滑表面。结果，使得表面材料25的表面粗糙度为30μm以下，由此实现表面粗糙度下降且外观良好的纤维增强的成型体。此外，因为平滑表面由从多孔片21A中渗出的热固性树脂11B和21B形成，所以将平滑表面与纤维增强的成型体一体化，由此防止了表面与涂膜27一起剥离。另外，热固性树脂11B和21B对涂膜27具有高粘附性，由此实现了良好的涂膜粘附性。
将超过压缩之后的芯材用构件11A、纤维织物21A和多孔片25A的空间容积的过剩的热固性树脂11B和21B挤出到模具的外部。此外，以使得除了在热固性树脂11B和21B中存在的微小空穴或无意地在其中产生的微小空隙之外，在纤维增强的成型体10中基本不存在空隙的方式对热固性树脂11B和21B进行致密填充。结果，可以提高纤维增强的成型体的刚性。
在压缩加热步骤期间通过加热引发热固性树脂11B和21B的固化反应，由此在压缩状态下对层压体10C进行固化。当芯材用构件11A由具有连续气泡的树脂发泡体形成时，在压缩状态下对芯材用热固性树脂11B进行固化。此外，当多孔片25A由聚氨酯树脂发泡体形成时，在也对多孔片25A进行压缩的状态下对增强材料用热固性树脂21B进行固化。
由此，通过经浸渗的芯材用构件11C形成芯材11，通过经浸渗的纤维织物21C形成纤维增强材料21，通过多孔片25A形成表面材料25，并使得芯材11、纤维增强材料21和表面材料25一体化，由此形成纤维增强的成型体10。然后，当停止这种加热和压缩时，能够得到纤维增强的成型体10。以此方式，通过渗出到多孔片25A表面上的热固性树脂的固化，使得在纤维增强的成型体10的表面材料25的表面上形成具有平滑表面的树脂层。
此外，当将树脂比率R和压缩率C设定为如上所述的预定范围时，能够提供重量轻且刚性高的纤维增强的成型体。此时，为了实现高压缩率，优选将树脂发泡体用作芯材用构件11A。
当将具有连续气泡的芯材用构件用作芯材用构件11A时，热固性树脂11B和21B附着在芯材用构件11A的连续气泡结构上，从而将热固性树脂11B和21B均匀地分散在芯材用构件11A中。在这种状态中，通过对热固性树脂11B和21B进行固化，可以将热固性树脂11B和21B致密地填充在芯材用构件11A中，由此得到其中弯曲强度和芯材与纤维增强材料之间的粘合强度提高的纤维增强的成型体。
此外，当将由式(A1)和(B1)限定的压缩率C和树脂比率R分别设定为200%～5000%和50%～80%时，能够减小在纤维增强的成型体中所含有的微小空隙的尺寸。另外，当将压缩率C和树脂比率R设定为预定范围内并还将树脂发泡体用作芯材用构件11A时，可以提高分散在热固性树脂11B和21B中的树脂发泡体的发泡树脂骨架的均匀性，从而使得纤维增强的成型体的强度可以均匀。换言之，将纤维增强的成型体的强度弱的部分除去。在此情况中，当通过在压缩状态下对树脂发泡体进行固化来制造纤维增强的成型体时，树脂发泡体的骨架之间的距离变得小于压缩前的骨架之间的距离，且树脂发泡体的骨架也在纤维增强的成型体的厚度方向上变平坦。
<实施方式1-(4)>
下文中，参考图6对根据本发明实施方式1-(4)的纤维增强的成型体及其制造方法进行说明。
首先，在如图6(6-1)中所示的浸渗步骤中，利用增强材料用热固性树脂21B对两片纤维织物21A进行浸渗，由此得到两片经浸渗的纤维织物21C。然后，在两片经浸渗的纤维织物21C上各自层压多孔片25A。为了将增强材料用热固性树脂21B中所含有的溶剂除去，在不会使其固化的温度下对增强材料用热固性树脂21B进行干燥，由此形成两片半固化的预浸料20。半固化的预浸料20具有以特定程度的强度相互粘合的纤维织物21A和多孔片25A，由此其易于处理。或者，可以在多孔片25A上层压纤维织物21A并然后可以通过涂布喷雾器或涂布辊将在纤维织物21A上涂布热固性树脂21B，由此形成经浸渗的碳纤维织物21C并同时产生预浸料20。通过对由各自具有长长度的纤维织物和多孔片制成的长预浸料进行切割，可形成预浸料20。
除了纤维织物21A之外，还可利用芯材用热固性树脂11B对芯材用构件21进行浸渗，由此形成经浸渗的芯材用构件11C。在此情况中，如果增强材料用热固性树脂21B和芯材用热固性树脂11B是相同的材料，则这是优选的，因为能够提高芯材11与纤维增强材料21之间的粘附性。
在浸渗步骤中，优选将芯材用热固性树脂11B浸渗到芯材11A中和/或将增强材料用热固性树脂21B浸渗到纤维织物21A中，使得由上式(B1)限定的树脂比率R为50%～80%、特别地为55%～70%。
此外，浸渗到芯材用构件11A中的芯材用热固性树脂11B的重量和/或浸渗到纤维织物11A中的增强材料用热固性树脂21B的重量为等于树脂比率的式(B1)中的Wb(=浸渗热固性树脂之后的芯材用构件(热固性树脂发泡体)、纤维织物(碳纤维织物)和多孔片的总重量)-Wa(=浸渗热固性树脂之前的芯材用构件(热固性树脂发泡体)、纤维织物(碳纤维织物)和多孔片的总重量)的值。如果使用溶于溶剂中的热固性树脂，则在树脂比率的式(B1)中的浸渗热固性树脂之后的重量为在浸渗之后通过干燥将溶剂除去之后的重量。
作为用于芯材用构件11A、纤维织物21A、多孔片25A、芯材用热固性树脂11B和增强材料用热固性树脂21B的材料，能够使用与上述实施方式中相同的材料。
然后，在如图6(6-2)中所示的层压步骤中，在芯材用构件21A的两个表面上分别层压两片预浸料20，由此形成层压体10D。此时，在芯材用构件11A上层压各预浸料20，使得经浸渗的纤维织物21C与芯材用构件11A接触。
尽管出于显示目的在图6(6-2)中使得两片预浸料20和芯材用构件11A相互隔开，但是实际上在不相互隔开的条件下对预浸料20和芯材用构件11A进行层压。如果在用于如下所述的压缩加热步骤中的模具31和32中对预浸料20和芯材用构件11A进行层压，则这是优选的，因为能够把将层压体10D布置在模具中从层压步骤中省略掉。
然后，在如图6(6-3)中所示的压缩加热步骤中，对层压体10D进行压缩和加热。由此，能够得到其中从底部依次层压表面材料25、纤维增强材料21、芯材11、纤维增强材料21和表面材料的纤维增强的成型体。
例如，通过按所示出的将层压体10D布置在下模具31与上模具22之间，使得下模具31和上模具33相互接近，直至其间隔开的距离变为预定距离，并通过下模具31和上模具33对层压体10D进行加热，能够实施压缩加热步骤。优选以使得由式(A1)限定的压缩率C为200%～5000%、优选1000%～2600%并还使得层压体10D具有0.3～2.0mm厚度的方式对压缩进行调节。
此外，通过调节下模具31与上模具33之间隔开的距离，可以自由地设定压缩率。通过在下模具31与上模具33之间布置并调节间隔物，能够容易地调节下模具31与上模具33之间隔开的距离。
在压缩加热步骤中，通过对层压体10D进行压缩，使得增强材料用热固性树脂21B从经浸渗的纤维织物21C中渗出到芯材用构件11A和多孔片25上。通过在压缩状态下对层压体10D进行加热，通过增强材料用热固性树脂21B的固化使得芯材用构件10A、纤维织物21A和多孔片25一体化。
以这种方式，因为通过毛细管作用将热固性树脂21B浸渗到具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡的多孔片25A中并然后将热固性树脂21B固化来形成表面材料25，所以热固性树脂11B和21B可以容易地通过连续气泡渗出到表面上。渗出到表面材料25的表面上的热固性树脂11B和21B形成平滑表面。结果，使得表面材料25的表面粗糙度为30μm以下，由此实现表面粗糙度下降且外观良好的纤维增强的成型体。此外，因为平滑表面由从多孔片21A中渗出的热固性树脂11B和21B形成，所以将平滑表面与纤维增强的成型体一体化，由此防止了表面与涂膜27一起剥离。另外，热固性树脂11B和21B对涂膜27具有高粘附性，由此实现了良好的涂膜粘附性。
此外，当将树脂比率R和压缩率C设定为如上所述的预定范围时，能够提供重量轻且刚性高的纤维增强的成型体。此时，为了实现高压缩率，优选将树脂发泡体用作芯材用构件11A。
当将具有连续气泡的芯材用构件用作芯材用构件11A时，热固性树脂11B和21B附着在芯材用构件11A的连续气泡结构上，从而将热固性树脂11B和21B均匀地分散在芯材用构件11A中。在这种状态中，通过对热固性树脂11B和21B进行固化，可以将热固性树脂11B和21B致密地填充在芯材用构件11A中，由此得到其中弯曲强度和芯材与纤维增强材料之间的粘合强度提高的纤维增强的成型体。
此外，当将由式(A1)和(B1)限定的压缩率C和树脂比率R分别设定为200%～5000%和50%～80%时，能够减小在纤维增强的成型体中所含有的微小空隙的尺寸。另外，当将压缩率C和树脂比率R设定为预定范围并还将树脂发泡体用作芯材用构件11A时，可以提高分散在热固性树脂11B和21B中的树脂发泡体的发泡树脂骨架的均匀性，从而使得纤维增强的成型体的强度可以均匀。换言之，将纤维增强的成型体的强度弱的部分除去。在此情况中，当通过在压缩状态下对树脂发泡体进行固化来制造纤维增强的成型体时，树脂发泡体的骨架之间的距离变得小于压缩前的骨架之间的距离，且树脂发泡体的骨架也在纤维增强的成型体的厚度方向上变平坦。
如上所述，根据实施方式1-(4)的制造方法，能够容易地制造具有分别布置在层压体10D的两个表面上的多孔片25的纤维增强的成型体，并由此，所述方法适用于其两个表面都用作设计表面的纤维增强的成型体。
<变形例>
尽管通过在关于根据实施方式1-(4)的制造方法的上述说明中的层压步骤在芯材用构件11A上层压预浸料20以使得经浸渗的纤维织物21C与芯材用构件11A接触，但是本发明不限于此。
如图7的变形例中所显示的，可以在芯材用构件11A的两个表面上分别层压预浸料20，使得可以以经浸渗的纤维织物20C与芯材用构件11A接触的方式布置一个预浸料20，但可以以多孔片25A与芯材用构件11A接触的方式布置另一个预浸料20，由此形成层压体10E。由此还能够说，根据该变形例的纤维增强的成型体由两个包含芯材用构件11A和多孔片25A的芯材用构件层(芯材用树脂发泡体层)构成。以此方式，纤维增强的成型体可包含由几片芯材用构件(芯材用树脂发泡体)形成的芯材11。
根据变形例的制造纤维增强的成型体的方法适用于仅将一个表面用作设计表面的纤维增强的成型体。此外，预浸料20和经浸渗的碳纤维织物21C不需要分别制备，由此降低了制造成本。另外，因为纤维增强的成型体的一个表面覆盖有纤维增强材料，所以纤维增强的成型体具有期望的弯曲刚性。
如上述各实施方式中所述，在浸渗步骤中，利用热固性树脂11B和21B对芯材用构件11A和纤维织物21A中的至少一种进行浸渗，但不利用热固性树脂11B和21B对多孔片25A进行浸渗，并且在随后的压缩加热步骤中，首次利用热固性树脂11A和21B对多孔片25A进行浸渗。因此，能够在层压步骤中在不松弛的条件下层压多孔片25A，由此防止产生褶皱。
此外，如图2中所示，当表面材料25的表面具有涂膜27时，在上述各实施方式中的压缩加热步骤之后实施涂覆步骤，从而在表面材料25的表面上形成涂膜27。在涂覆步骤中，通过喷雾、涂布机加工、浸渍等对表面材料25的表面进行涂覆并然后固化，由此在表面材料的表面上形成涂膜27。涂覆材料没有特别限制，但其实例包括聚氨酯类、丙烯酸类、聚酯类、乙酸类涂料等。另外，以获得例如5～40μm膜厚度的预定膜厚度的方式实施涂覆。
根据本发明的一个方面，提供一种纤维增强的成型体，包含：芯材；层压在所述芯材的至少一个表面上的纤维增强材料；以及层压在所述纤维增强材料上的表面材料。所述芯材、所述纤维增强材料和表面材料一体化。所述纤维增强材料包含纤维织物和浸渗到所述纤维织物中并固化的热固性树脂。所述表面材料包含具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡的多孔片和浸渗到所述多孔片中并固化的热固性树脂。所述表面材料具有30μm以下的表面粗糙度Rz。
根据上述本发明的纤维增强的成型体，因为热固性树脂可以容易地通过表面材料的连续气泡渗出到表面材料的表面上，所以渗出到表面材料的表面上的热固性树脂形成平滑表面。结果，使得表面材料的表面粗糙度为30μm以下，由此得到表面粗糙度下降且外观良好的纤维增强的成型体。
此外，因为平滑表面的大部分由从多孔片中渗出的热固性树脂形成，所以将平滑表面与纤维增强的成型体一体化，由此防止了表面与涂膜一起剥离。另外，热固性树脂对涂膜的粘附性高，由此实现了良好的涂膜粘附性。
此外，根据本发明的另一个方面，提供一种制造纤维增强的成型体的方法。所述纤维增强的成型体包含：芯材，其包含芯材用构件；纤维增强材料，其包含纤维织物并层压在所述芯材的至少一个表面上；以及表面材料，其包含多孔片并层压在所述纤维增强材料上。所述方法包括：利用热固性树脂对所述芯材用构件和所述纤维织物中的至少一种进行浸渗的浸渗步骤；在所述芯材用构件的至少一个表面上依次层压所述纤维织物和所述多孔片的层压步骤，所述多孔片具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡且厚度为0.4～3.0mm；以及对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行压缩和加热，由此利用所述热固性树脂对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行浸渗，对所述热固性树脂进行固化并将所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片一体化的压缩加热步骤。
根据上述本发明制造纤维增强的成型体的方法，能够容易地得到如上所述的具有优异外观的纤维增强的成型体。
根据本发明的还一个方面，提供一种纤维增强的成型体，所述纤维增强的成型体包含：芯材，其包含具有连续气泡的芯材用构件；纤维增强材料，其包含纤维织物并层压在所述芯材的各个表面上；以及表面材料，其包含多孔片并层压在所述纤维增强材料上。所述芯材、所述纤维增强材料和所述表面材料通过热固性树脂相互一体化。所述芯材通过利用所述热固性树脂对所述芯材用构件进行浸渗并在对所述芯材用构件进行压缩的状态下对所述热固性树脂进行固化而形成，并具有200%～5000%的由下式(A1)限定的压缩率C。所述热固性树脂具有50%～80%的由下式(B1)限定的树脂比率R。所述纤维增强的成型体具有30GPa以上的弯曲模量。
C=(Tb-Ta)/Ta×100            (A1)
(Ta：压缩后的芯材用构件的厚度，Tb：压缩前的芯材用构件的厚度，C：压缩率)
R=(Wb-Wa)/Wb×100         (B1)
(Wa：芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，Wb：浸渗热固性树脂之后的芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，且R：树脂比率)。
在上述纤维增强的成型体中，所述多孔片可以由除去了气泡膜的聚氨酯树脂发泡体制成。
在上述纤维增强的成型体中，所述芯材用构件可以由聚氨酯树脂发泡体或三聚氰胺树脂发泡体制成。
在上述纤维增强的成型体中，所述芯材用构件可浸渗有选自环氧树脂、酚醛树脂以及环氧树脂和酚醛树脂的混合物的热固性树脂。
在上述纤维增强的成型体中，所述纤维增强材料可浸渗有选自环氧树脂、酚醛树脂以及环氧树脂和酚醛树脂的混合物的热固性树脂。
在上述纤维增强的成型体中，所述芯材用构件和所述纤维增强材料可浸渗有由相同材料制成的热固性树脂。
在上述纤维增强的成型体中，由所述式(A1)限定的压缩率C可以为1000%～2600%。
在上述纤维增强的成型体中，压缩前的形成表面材料的所述多孔片的厚度相对于压缩前的形成芯材的所述芯材用构件和所述多孔片的总厚度的百分比可以为2%～30%。
根据上述本发明的纤维增强的成型体，因为将树脂比率和压缩率设定为预定范围，所以能够提供重量轻且刚性高的纤维增强的成型体。另外，将热固性树脂附着在芯材用构件的连续气泡结构上，使得将热固性树脂均匀分散在芯材用构件中。在这种状态下，通过对热固性树脂进行固化，可以将热固性树脂致密地填充在芯材用构件中，由此得到其中弯曲强度和芯材与纤维增强材料之间的粘合强度提高的纤维增强的成型体。
此外，根据本发明的还一个方面，提供一种制造纤维增强的成型体的方法。所述纤维增强的成型体包含：芯材，其包含具有连续气泡的芯材用构件；纤维增强材料，其包含纤维织物并层压在所述芯材的两个表面上；以及表面材料，其包含具有连续气泡的多孔片并层压在所述纤维增强材料的至少一个表面上。所述方法包括：利用热固性树脂对所述芯材用构件和所述纤维织物中的至少一种进行浸渗的浸渗步骤；在所述芯材用构件的各个表面上层压所述纤维织物并在所述经层压的纤维织物的至少一个表面上层压所述多孔片的层压步骤；以及对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行压缩和加热，由此利用所述热固性树脂对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行浸渗，对所述热固性树脂进行固化并将所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片一体化的压缩加热步骤。以使得由下式(B1)限定的树脂比率R为50%～80%的方式实施所述浸渗步骤中的浸渗。以使得由下式(A1)限定的压缩率C为200%～5000%的方式实施所述压缩加热步骤中的压缩。
C=(Tb-Ta)/Ta×100       (A1)
(Ta：芯材用构件压缩之后的厚度，Tb：芯材用构件压缩之前的厚度，C：压缩率)
R=(Wb-Wa)/Wb×100       (B1)
(Wa：芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，Wb：芯材用构件、纤维织物和多孔片在浸渗热固性树脂之后的总重量，且R：树脂比率)。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，所述芯材用构件的压缩率可以为1000%～2600%。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，所述多孔片可由除去了气泡膜的聚氨酯树脂发泡体制成。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，所述浸渗步骤可包括利用由相同材料制成的热固性树脂对所述芯材用构件和所述纤维织物两者都进行浸渗。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，所述层压步骤可包括：制造各自具有浸渗有所述热固性树脂的所述纤维织物和层压在所述纤维织物上的所述多孔片的两片预浸料；以及以使得所述纤维织物接触所述芯材用构件的方式分别在所述芯材用构件的两个表面上层压所述预浸料。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，所述层压步骤可包括：制造各自具有浸渗有所述热固性树脂的所述纤维织物和层压在所述纤维织物上的所述多孔片的两片预浸料；以及以使得所述预浸料中的一个的所述纤维织物接触所述芯材用构件且使得所述预浸料中的另一个的多孔片接触所述芯材用构件的方式分别在所述芯材用构件的两个表面上层压所述预浸料。
在上述制造纤维增强的成型体的方法中，压缩前的形成表面材料的所述多孔片的厚度相对于压缩前的形成芯材的所述芯材用构件和所述多孔片的总厚度的百分比可以为2%～30%。
根据上述本发明制造纤维增强的成型体的方法，可以容易地得到如上所述的刚性高且弯曲强度和芯材与纤维增强材料之间的粘合强度也提高的纤维增强的成型体。
实施例
根据本发明上述实施方式1-(3)的方法制造实施例1-1～1-9的纤维增强的成型体并根据本发明的上述实施方式1-(4)的制造方法及其变形例制造实施例1-10和1-11的纤维增强的成型体，然后将这些纤维增强的成型体与比较例1-1～1-3的纤维增强的成型体进行比较。
实施例1-1
在30重量%的浓度下将作为热固性树脂的酚醛树脂(PAPS-4，商品名，由旭有机材料株式会社制造和六亚甲基四胺，商品名，由旭有机材料株式会社制造，在100:12的比例下的混合物)溶于甲醇中。在这种酚醛树脂溶液中浸渍作为纤维织物的平织的碳纤维织物(W-3101，商品名，由东邦耐克丝株式会社(TOHO TENAX Co.Ltd.)制造，并具有200g/m2的基本重量)。在从溶液中取出之后，在25℃的室温下将碳纤维织物自然干燥2小时，然后在60℃的气氛下进一步干燥1小时，由此形成两片经浸渗的纤维织物。使用切割成200×300mm的平面尺寸的碳纤维织物(重量为12g/片)。干燥后的经浸渗的碳纤维织物具有28g/片的重量。
此外，以与纤维织物的情况相同的方式，将作为芯材用构件的具有连续气泡并切割成10mm厚度和200×300mm的平面尺寸(重5.4g)的三聚氰胺树脂发泡体(Basotect V3012，商品名，由巴斯夫公司(BASF)制造并具有9kg/cm3的密度)浸渍在酚醛树脂溶液中。在从溶液中取出之后，在25℃的室温下将树脂发泡体自然干燥2小时，然后在60℃的气氛下进一步干燥1小时，由此形成经浸渗的芯材用构件。干燥后的经浸渗的芯材用热构件具有27g的重量。此外，在纤维织物和芯材用构件的整体中的树脂比率为65%。
接下来，将经浸渗的纤维织物、经浸渗的芯材用构件、经浸渗的纤维织物和多孔片依次叠加在其表面已经预先涂覆有脱模剂的由SUS制成的压制成形用下模具(平板状)上。通过这样做，将层压体设置在压制成形用下模具上，在所述层压体中将经浸渗的纤维织物布置在经浸渗的芯材用构件的两个表面上并将多孔片另外布置在芯材用构件一侧的纤维织物的表面上。
作为多孔片，使用已经通过溶解处理除去了气泡膜并已经切割成在非压缩状态下为0.4mm厚度的聚氨酯树脂发泡体(MF-50，商品名，由井上株式会社制造并具有0.03的体积比重和50个连续气泡/25mm的连续气泡数)。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为4%。另外，所使用的聚氨酯树脂发泡体的孔隙率为97.1%。通过下式计算孔隙率：孔隙率(%)=(聚氨酯树脂的真比重-体积比重(≈聚氨酯树脂的表观密度))/聚氨酯树脂的真比重×100。
在将层压体设置在压制成形用下模具上的状态中，在5MPa的表面压力下在180℃下通过压制成形用上模具(平板状)将层压体压制3分钟，从而对层压体进行压缩和加热且在压缩状态下使酚醛树脂反应和固化。在此情况中，通过安装在压制成形用上模具和下模具上的镶铸式加热器实施层压体的加热。
将由SUS制成并具有0.9mm厚度的隔离物布置在压制成形用下模具和压制成形用上模具之间，从而对下模具与上模具之间的间隔，即层压体的压缩厚度进行调节。然后，在室温下对压制成形用下模具和上模具进行冷却，并打开下模具和上模具。结果，得到了其中在芯材的两个表面上层压有纤维增强材料并另外在一侧的纤维增强材料上一体地层压有由多孔片形成的表面材料的纤维增强的成型体。将该纤维增强的成型体修剪成170×260mm以制造实施例1-1的纤维增强的成型体。
实施例1-2
除了多孔片的厚度(非压缩状态的厚度)为0.6mm之外，以与实施例1-1中相同的方式制造了根据实施例1-2的纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为6%。
实施例1-3
除了多孔片的厚度(非压缩状态的厚度)为1.0mm之外，以与实施例1-1中相同的方式制造了根据实施例1-3的纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为10%。
实施例1-4
除了多孔片的厚度(非压缩状态的厚度)为2.0mm之外，以与实施例1-1中相同的方式制造了根据实施例1-4的纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为20%。
实施例1-5
除了多孔片的厚度(非压缩状态的厚度)为3.0mm之外，以与实施例1-1中相同的方式制造了根据实施例1-5的纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为30%。
实施例1-6
除了使用已经通过溶解处理除去了气泡膜并具有95.2%的孔隙率和1.0mm非压缩时的厚度的聚氨酯树脂发泡体(MF-80，商品名，由井上株式会社制造并具有0.05的体积比重和80个连续气泡/25mm的连续气泡数)代替实施例1-1中的多孔片之外，以与实施例1-1中相同的方式制造了根据实施例1-6的纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为10%。
实施例1-7
除了使用已经通过溶解处理除去了气泡膜并具有97.3%的孔隙率和1.0mm非压缩时的厚度的聚氨酯树脂发泡体(MF-10，商品名，由井上株式会社制造并具有0.028的体积比重和10个连续气泡/25mm的连续气泡数)代替实施例1-1中的多孔片之外，以与实施例1-1中相同的方式制造了根据实施例1-7的纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为10%。
实施例1-8
除了使用已经通过溶解处理除去了气泡膜并具有97.4%的孔隙率和1.0mm非压缩时的厚度的聚氨酯树脂发泡体(MF-8，商品名，由井上株式会社制造并具有0.027的体积比重和8个连续气泡/25mm的连续气泡数)代替实施例1-1中的多孔片之外，以与实施例1-1中相同的方式制造了根据实施例1-8的纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为10%。
实施例1-9
除了使用未除去气泡膜而在其上残留有气泡膜并具有97.0%的孔隙率和1.0mm非压缩时的厚度的聚氨酯树脂发泡体(SP-50，商品名，由井上株式会社制造并具有0.031的体积比重和50个连续气泡/25mm的连续气泡数)代替实施例1-1中的多孔片之外，以与实施例1-1中相同的方式制造了根据实施例1-9的纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为10%。
实施例1-10
在50重量%下在乙醇中对作为增强材料用热固性树脂的酚醛树脂(phenolite5010，商品名，由DIC株式会社制造并具有60%的固体)进行混合。将平织的碳纤维织物(W-3101，商品名，由东邦耐克丝株式会社制造，并具有200g/m2的基本重量)浸渍在酚醛树脂溶液中，然后将多孔片(MF-50LE，商品名，由井上株式会社制造并具有0.03的体积比重和50个连续气泡/25mm的连续气泡数)布置在其上，由此得到预浸料。
作为多孔片，使用已经通过溶解处理除去了气泡膜并切割成在非压缩状态下为0.7mm厚度的聚氨酯树脂发泡体。另外，所使用的聚氨酯树脂发泡体的孔隙率为97.1%。通过下式计算孔隙率。
孔隙率(%)=(聚氨酯树脂的真比重-体积比重(≈聚氨酯树脂发泡体的表观密度))/聚氨酯树脂的真比重×100。
同时，所使用的碳纤维织物具有380×260mm的尺寸(重量为19.8g/片)。干燥后的经浸渗的碳纤维织物具有36g/片的重量。在87℃的气氛下将以这种方式得到的两片预浸料干燥5分钟。
以与碳纤维织物的情况中相同的方式，将作为芯材用构件的具有连续气泡并切割成7.5mm厚度和380×260mm的平面尺寸(重量为6.0g/片)的三聚氰胺树脂发泡体(Basotect V3012，商品名，由巴斯夫公司制造并具有9kg/cm3的密度)浸渍在酚醛树脂溶液中。在从溶液中取出之后，在100℃的气氛下将树脂发泡体干燥31分钟，由此形成经浸渗的芯材用构件。干燥后的经浸渗的芯材用构件具有67g的重量。此外，纤维织物和芯材用构件中的树脂比率为64%。
然后，在其表面已经预先涂覆有脱模剂的由SUS制成的压制成形用平板状下模具上依次层压以使得多孔片朝上取向的方式布置的预浸料、经浸渗的热固性树脂发泡体和以使得多孔片朝上取向的方式布置的预浸料，由此形成层压体。换言之，所述层压体包含从底部依次层压的纤维织物、多孔片、芯材用构件、纤维织物和多孔片。将该层压体放置在压制成形用下模具上。形成表面材料的多孔片的厚度相对于形成芯材的芯材用构件和多孔片的总厚度的百分比为9%。
在将层压体放置在压制成形用下模具上的状态中，在5MPa的表面压力下在145℃下通过压制成形用上模具(平板状)将层压体压制8分钟，从而对层压体进行压缩和加热且在压缩状态下使酚醛树脂反应和固化。在此情况中，通过连接在压制成形用上模具和下模具上的铸入式加热器实施层压体的加热。
另外，在压制成形用下模具与压制成形用上模具之间设置1.0mm的间隔以对层压体的压缩厚度进行调节。然后，打开下模具和上模具，结果，得到了其中在芯材的两个表面上层压有纤维增强材料并另外在一侧的纤维增强材料上一体地层压有由多孔片形成的表面材料的纤维增强的成型体。
实施例1-11
使用以与上述实施例1-10中相同的方式得到的预浸料。然而，在其表面已经预先涂覆有脱模剂的由SUS制成的(平板状)压制成形用下模具上依次层压以使得多孔片朝下取向的方式布置的预浸料、经浸渗的热固性树脂发泡体和以使得多孔片朝上取向的方式布置的预浸料，由此形成层压体。换言之，所述层压体包含从底部依次层压的多孔片、纤维织物、芯材用构件、纤维织物和多孔片。将该层压体放置在压制成形用下模具上。形成表面材料的多孔片的总厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为19%。
在将层压体放置在压制成形用下模具上的状态中，在5MPa的表面压力下在145℃下通过压制成形用上模具(平板状)将层压体压制8分钟，从而对层压体进行压缩和加热且在压缩状态下使酚醛树脂反应和固化。在此情况中，通过连接在压制成形用上模具和下模具上的铸入式加热器实施层压体的加热。另外，在压制成形用下模具与压制成形用上模具之间设置1.0mm的间隔以对层压体的压缩厚度进行调节。
然后，打开下模具和上模具，结果，得到了在芯材的两个表面上层压有纤维增强材料并另外在纤维增强材料上一体地层压有由多孔片形成的表面材料的纤维增强的成型体。
比较例1-1
以从实施例1-1中的表面消除多孔片的状态制造了根据比较例1-1的纤维增强的成型体。
比较例1-2
除了表面上的多孔片的厚度(非压缩状态的厚度)为4.0mm之外，以与实施例1-1中相同的方式制造了根据比较例1-2的纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用构件的总厚度的百分比为40%。
比较例1-3
除了使用已经通过溶解处理除去了气泡膜并具有92.8%的孔隙率和1.0mm非压缩时的厚度的聚氨酯树脂发泡体(MF-100，商品名，由井上株式会社制造并具有0.075的体积比重和100个连续气泡/25mm的连续气泡数)代替实施例1-1中的多孔片之外，以与实施例1-1中相同的方式制造了根据比较例1-3的纤维增强的成型体。
关于各个实施例和比较例，对表面材料的涂覆前的总厚度、弯曲模量(JIS K7074-1998方法A，纤维方向)和表面粗糙度进行了测定。通过使用表面粗糙度计(Surfcom113A，商品名，由东京精密制造)在表面材料的表面上沿20mm的参考长度测定10个点处的平均粗糙度(RzJIS82)，获得了表面粗糙度。RzJIS82是根据旧标准JIS B0601:1982得到的10个点处的平均粗糙度且是在参考长度的横截面曲线中最高峰到第五高的峰的平均高度与最深的谷到第五深的谷的平均深度之和。将测定结果示于表1中。
此外，关于各个实施例和比较例，通过喷涂在表面材料的表面(在比较例1-1的情况中为纤维织物的表面)上以20μm的膜厚度涂覆双液固化型聚氨酯类涂覆材料，由此形成涂膜。然后，对涂层的外观、经涂覆表面的表面粗糙度和涂层粘附性进行研究。
涂层外观是指涂膜的外观，并且当目视观察干燥后的涂膜表面时，将完全观察不到凹凸的情况判定为E(优异)，将稍微观察到凹凸的情况判定为G(良好)，并将明确观察到凹凸的情况判定为B(差)。
将经涂覆表面的表面粗糙度表示为通过使用表面粗糙度计(Surfcom，商品名，由东京精密制造)对干燥后的涂膜表面测定Rz；10个点处的平均粗糙度而得到的平均表面粗糙度(μm)。
涂层粘附性是指涂膜的粘附性并按如下确定。使用切割机在1mm的间隔下在涂膜的表面中形成格子状的横切以形成100个块。将具有25mm宽度和75mm长度的玻璃纸带粘合在通过横切形成的100个块上。然后，将玻璃纸带剥除，由此涂膜未剥离的块的数目表示涂覆粘附性。将测定结果示于表1中。
表1
Figure BDA00002870626100451
*分母是100个块且分子是未剥离的块的数目。
与其中表面不具有多孔片的比较例1-1相比，其中表面具有多孔片(表面材料)的实施例1-1～1-9在涂覆前的表面粗糙度和涂覆后的表面粗糙度两方面都小并还具有优异的涂层外观和优异的涂层粘附性，由此涂膜不易剥离。特别地，当将不同之处仅在于是否存在多孔片的实施例1-1和比较例1-1相互比较时，不具有多孔片的比较例1-1的涂覆前的表面粗糙度和涂覆后的表面粗糙度是实施例1-1的涂覆前的表面粗糙度和涂覆后的表面粗糙度的两倍以上，此外在涂层外观和涂层粘附性方面比实施例1-1中显著更差。
此外，当将其中从多孔片除去了气泡膜的实施例1-3与其中未从多孔片除去气泡膜的实施例1-9进行比较时，其中除去了气泡膜的实施例1-3的涂覆前和涂覆后的表面粗糙度为实施例1-9的涂覆前和涂覆后的表面粗糙度的一半以下并具有非常小的凹凸。此外，实施例1-3在涂层外观和涂层粘附性方面比实施例1-9中优异。
另外，除了将多孔片的厚度(非压缩状态的厚度)从实施例1-1中的0.4mm变为4.0mm，与实施例1-1相比具有一半的弯曲模量并具有约两倍的涂覆前和涂覆后的表面粗糙度以及非常大的凹凸之外，比较例1-2和实施例1-1相同。此外，比较例1-2在涂层外观和涂层粘附性方面比实施例1-1差。此外，其中形成表面材料的压缩前的多孔片的总厚度相对于形成芯材的压缩前的芯材用构件和多孔片的总厚度的百分比为4%～30%的实施例1-1～1-11具有大于其中所述百分比为40%的比较例1-2的弯曲模量。
与除了连续气泡数之外与比较例1-3相同的实施例1-3(50个连续气泡/25mm的连续气泡数)、实施例1-6(80个连续气泡/25mm的连续气泡数)、实施例1-7(10个连续气泡/25mm的连续气泡数)和实施例1-8(8个连续气泡/25mm的连续气泡数)相比，其中多孔片的连续气泡数为100个连续气泡/25mm的比较例1-3具有约2～约4倍的涂覆前和涂覆后的表面粗糙度并具有非常大的凹凸。此外，比较例1-3在涂层外观和涂层粘附性方面比实施例1-3、1-6、1-7和1-8差。
另外，在实施例1-1～1-9与实施例1-10和1-11之间未发现明显差别。因此发现，通过其中将热固性树脂浸渗到芯材用构件和纤维织物中的至少一种中并然后将各个构件相互层压的制造方法、或者通过其中由纤维织物和多孔片制造预浸料并然后将所述预浸料层压在芯材用构件上的制造方法的任一种，能够得到涂层外观和涂层粘附性优异的纤维增强的成型体。
由此，根据本发明实施例的制品厚度薄且刚性高，并且在涂覆后还具有良好的外观，由此消除了涂膜会剥离的可能性。因此，所述制品适用于便携式装置如膝上型计算机的壳体。另外，根据纤维增强的成型体的用途，可仅在芯材的一侧设置纤维增强材料和表面材料。
在此情况中，为了得到薄的纤维增强的成型体，必须使得含有热固性树脂并充当用于调节芯材厚度的间隔物的芯材用树脂发泡体的厚度薄。然而，当在未对其进行压缩的情况下将芯材用树脂发泡体用作芯材时，存在如下两个问题：
a.难以薄且均匀地对用作芯材用树脂发泡体的树脂发泡体进行切片。特别地，当对作为芯材用树脂发泡体的树脂发泡体进行薄切片时，其厚度易于不均匀。
b.考虑到处于非压缩状态的作为芯材用树脂发泡体的经切片的树脂发泡体的切割表面，在纵向上具有发泡体的单元骨架的横截面和不具有单元骨架的横截面能够在经切片的树脂发泡体中同时存在。因此，当在未压缩的情况下使用树脂发泡体形成纤维增强的成型体时，热固性树脂的树脂比率与各切割表面不同，且总弯曲模量由于弱切割表面的影响而下降。
因此，根据本发明的纤维增强的成型体，以厚的状态对作为芯材用树脂发泡体的芯材用树脂发泡体进行加工并然后压缩，由此获得如下效果：
-芯材用树脂发泡体的厚度的不均匀性随压缩率增大而减少。
-通过压缩将随机堆叠在芯材用树脂发泡体中的单元骨架折叠，由此使得各个切割表面中的树脂比率的不均匀性下降。
-厚的芯材用树脂发泡体易于被热固性树脂浸渗。
因此，在根据下述实施例的纤维增强的成型体中，以厚的状态使用芯材用树脂发泡体并以在其中浸渗有热固性树脂的状态对其进行压缩，并将压缩率和浸渗量设定在特定范围内。下面将对此进行详细说明。
根据本发明上述实施方式1-(1)的制造方法制造实施例2-8的纤维增强的成型体，根据本发明上述实施方式1-(2)的制造方法制造实施例2-9的纤维增强的成型体，根据本发明上述实施方式1-(3)的制造方法制造实施例2-1～2-7和2-10～2-14的纤维增强的成型体，根据本发明上述实施方式1-(4)的制造方法制造实施例2-15和2-16的纤维增强的成型体，并然后将这些纤维增强的成型体与比较例2-1～2-10的纤维增强的成型体进行比较。
实施例2-1
在30重量%的浓度下将作为热固性树脂的酚醛树脂(PAPS-4，商品名，由旭有机材料株式会社制造和六亚甲基四胺，商品名，由旭有机材料株式会社制造，在100:12的比例下的混合物)溶于甲醇中。在这种酚醛树脂溶液中浸渍作为纤维织物的平织的纤维织物(碳纤维织物，W-3101，商品名，由东邦耐克丝株式会社制造，并具有200g/m2的基本重量)。在从溶液中取出之后，在25℃的室温下将纤维织物自然干燥2小时，然后在60℃的气氛下进一步干燥1小时，由此形成两片经浸渗的纤维织物。使用切割成200×300mm的平面尺寸的纤维织物(重量为12g/片)。干燥后的经浸渗的碳纤维织物具有28g/片的重量。
此外，以与纤维织物的情况相同的方式，将作为芯材用树脂发泡体的具有连续气泡并切割成10mm厚度和200×300mm的平面尺寸(重5.4g)的三聚氰胺树脂发泡体(Basotect V3012，商品名，由巴斯夫公司制造并具有9kg/cm3的密度)浸渍在酚醛树脂溶液中。在从溶液中取出之后，在25℃的室温下将树脂发泡体自然干燥2小时，然后在60℃的气氛下进一步干燥1小时，由此形成经浸渗的芯材用树脂发泡体。干燥后的经浸渗的芯材用树脂发泡体具有27g的重量。此外，在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为65%。
接下来，将经浸渗的纤维织物、经浸渗的芯材用树脂发泡体、经浸渗的纤维织物和多孔片依次叠加在其表面已经预先涂覆有脱模剂的由SUS制成的压制成形用下模具(平板状)上。通过这样做，将层压体设置在压制成形用下模具上，在所述层压体中将经浸渗的纤维织物布置在经浸渗的芯材用树脂发泡体的两个表面上并将多孔片另外布置在芯材用树脂发泡体一侧的纤维织物的表面上。
作为多孔片，使用已经通过溶解处理除去了气泡膜并已经切割成在非压缩状态下为0.4mm厚度的聚氨酯树脂发泡体(MF-50，商品名，由井上株式会社制造并具有0.03的体积比重和50个连续气泡/25mm的连续气泡数)。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为4%。另外，所使用的聚氨酯树脂发泡体的孔隙率为97.1%。通过下式计算孔隙率：孔隙率(%)=(聚氨酯树脂的真比重-体积比重(≈聚氨酯树脂发泡体的表观密度))/聚氨酯树脂的真比重×100。
在将层压体设置在压制成形用下模具上的状态中，在5MPa的表面压力下在180℃下通过压制成形用上模具(平板状)将层压体压制3分钟，从而对层压体进行压缩和加热且在压缩状态下使酚醛树脂反应和固化。在此情况中，通过安装在压制成形用上模具和下模具上的镶铸式加热器实施层压体的加热。将由SUS制成并具有0.9mm厚度的隔离物布置在压制成形用下模具和压制成形用上模具之间，从而对下模具与上模具之间的间隔，即层压体的压缩厚度进行调节。
然后，在室温下对压制成形用下模具和上模具进行冷却，并打开下模具和上模具。结果，得到了通过在芯材的两个表面上层压纤维增强材料并另外在一侧的纤维增强材料上层压由多孔片形成的表面材料而一体地形成的纤维增强的成型体。将该纤维增强的成型体修剪成170×260mm，以制造实施例1的纤维增强的成型体。
对实施例2-1的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.30，总厚度为0.89mm且芯材的厚度为0.43mm。构成芯材的热固性树脂发泡体的压缩率为2225%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例1的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为50GPa(沿纤维方向)。
实施例2-2
除了芯材用树脂发泡体的厚度为5mm且以使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为65%的方式调节芯材用树脂发泡体中的热固性树脂的浸渗量之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为8%。
对实施例2-2的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.29，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为1062%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(5mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-2的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为49GPa(沿纤维方向)。
实施例2-3
除了芯材用树脂发泡体的厚度为11.5mm且以使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为65%的方式调节芯材用树脂发泡体中的热固性树脂的浸渗量之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为3%。
对实施例2-3的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.32，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.44mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为2513%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(11.5mm)和芯材的厚度(0.44mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-3的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为51GPa(沿纤维方向)。
实施例2-4
除了芯材用树脂发泡体的厚度为1.4mm且以使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为65%的方式调节芯材用树脂发泡体中的热固性树脂的浸渗量之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为29%。
对实施例2-4的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.28，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为225%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(1.4mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-4的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为46GPa(沿纤维方向)。
实施例2-5
除了芯材用树脂发泡体的厚度为22mm且以使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为65%的方式调节芯材用树脂发泡体中的热固性树脂的浸渗量之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为2%。
对实施例2-5的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.35，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.44mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为4900%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(22mm)和芯材的厚度(0.44mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-5的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为51GPa(沿纤维方向)。
实施例2-6
除了干燥后的经浸渗的纤维织物具有35g/片的重量，干燥后的经浸渗的芯材用树脂发泡体具有45g的重量且在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为74%之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为4%。
对实施例2-6的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.45，总厚度为1.0mm且芯材的厚度为0.52mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为1823%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(0.52mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-6的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为55GPa(沿纤维方向)。
实施例2-7
除了干燥后的经浸渗的纤维织物具有22g/片的重量，干燥后的经浸渗的芯材用树脂发泡体具有16g的重量且在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为51%之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为4%。
对实施例2-7的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.30，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为2225%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-7的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为45GPa(沿纤维方向)。
实施例2-8
除了干燥后的经浸渗的纤维织物具有44g的重量，未利用树脂对芯材用树脂发泡体进行浸渗且在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为66%之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为4%。
对实施例2-8的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.30，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为2225%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-8的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为50GPa(沿纤维方向)。
实施例2-9
除了未利用树脂对纤维织物进行浸渗，干燥后的经浸渗的芯材用树脂发泡体具有40g的重量且在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为54%之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为4%。
对实施例2-9的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.30，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为2225%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-9的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为46GPa(沿纤维方向)。
实施例2-10
除了将具有连续气泡的聚氨酯树脂发泡体(由井上株式会社制造并具有72kg/m3密度的moltoprene MF80)用作芯材用树脂发泡体且以使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为65%的方式调节芯材用树脂发泡体中的热固性树脂的浸渗量之外，以与实施例2-2中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为8%。
对实施例2-10的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.35，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.44mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为1036%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(5mm)和芯材的厚度(0.44mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-10的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为35GPa(沿纤维方向)。
实施例2-11
除了将环氧树脂(EPICLON850，商品名，由DIC株式会社制造和WH-108S，商品名，由DIC株式会社制造，在100:30的比例下的混合物)用作热固性树脂之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为65%。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为4%。
对实施例2-11的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.30，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。构成芯材的芯材用树脂发泡体的压缩率为2225%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-11的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为49GPa(沿纤维方向)。
实施例2-12
除了将具有连续气泡并切割成2.2mm厚度和200×300mm平面尺寸(重1.2g)的三聚氰胺树脂发泡体(Basotect V3012，商品名，由巴斯夫公司制造并具有9kg/cm3的密度)用作芯材用树脂发泡体之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。另外，干燥后的经浸渗的芯材用树脂发泡体具有16g的重量。此外，在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为65%。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为18%。
对实施例2-12的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.28，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为411%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(2.2mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-12的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为46GPa(沿纤维方向)。
实施例2-13
除了芯材用树脂发泡体的厚度为3mm且以使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率为65%的方式调节芯材用树脂发泡体中的热固性树脂的浸渗量之外，以与实施例2-12中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为13%。
对实施例2-13的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.29，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为597%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(3mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-13的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074)进行了测定。结果，弯曲模量为47GPa(沿纤维方向)。
实施例2-14
除了芯材用树脂发泡体的厚度为4mm且以使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率为65%的方式调节芯材用树脂发泡体中的热固性树脂的浸渗量之外，以与实施例2-12中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为10%。
对实施例2-14的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.29，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为830%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(4mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-14的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074)进行了测定。结果，弯曲模量为49GPa(沿纤维方向)。
实施例2-15
在50重量%下在乙醇中对酚醛树脂(phenolite5010，商品名，由DIC株式会社制造并具有60%的固体)进行混合。将平织的碳纤维织物(W-3101，商品名，由东邦耐克丝株式会社制造，并具有200g/m2的基本重量)浸渍在酚醛树脂溶液中，然后将多孔片(MF-50LE，商品名，由井上株式会社制造并具有0.03的体积比重和50个连续气泡/25mm的连续气泡数)布置在其上，由此得到预浸料。
作为多孔片，使用已经通过溶解处理除去了气泡膜并切割成在非压缩状态下为0.7mm厚度的聚氨酯树脂发泡体。另外，所使用的聚氨酯树脂发泡体的孔隙率为97.1%。通过下式计算孔隙率。
孔隙率(%)=(聚氨酯树脂的真比重-体积比重(≈聚氨酯树脂发泡体的表观密度))/聚氨酯树脂的真比重×100。
所使用的碳纤维织物具有380×260mm的尺寸(重量为19.8g/片)。干燥后的经浸渗的碳纤维织物具有36g/片的重量。
在87℃的气氛下将以这种方式得到的两片预浸料干燥5分钟。
以与碳纤维织物的情况中相同的方式，将作为芯材用树脂发泡体的具有连续气泡并切割成7.5mm厚度和380×260mm的平面尺寸(重量为6.0g/片)的三聚氰胺树脂发泡体(Basotect V3012，商品名，由巴斯夫公司制造并具有9kg/cm3的密度)浸渍在酚醛树脂溶液中。在从溶液中取出之后，在100℃的气氛下将树脂发泡体干燥31分钟，由此形成经浸渗的芯材用树脂发泡体。干燥后的经浸渗的芯材用构件具有67g的重量。此外，纤维织物和芯材用构件中的树脂比率为64%。
然后，在其表面已经预先涂覆有脱模剂的由SUS制成的压制成形用平板状下模具上依次层压以使得多孔片朝上取向的方式布置的预浸料、经浸渗的芯材用树脂发泡体和以使得多孔片朝上取向的方式布置的预浸料，由此形成层压体。换言之，所述层压体包含从底部依次层压的纤维织物、多孔片、芯材用树脂发泡体、纤维织物和多孔片。将该层压体放置在压制成形用下模具上。形成表面材料的多孔片的厚度相对于形成芯材的芯材用构件和多孔片的总厚度的百分比为9%。
在将层压体放置在压制成形用下模具上的状态中，在5MPa的表面压力下在145℃下通过压制成形用上模具(平板状)将层压体压制8分钟，从而对层压体进行压缩和加热且在压缩状态下使酚醛树脂反应和固化。
在此情况中，通过连接在压制成形用上模具和下模具上的铸入式加热器实施层压体的加热。另外，在压制成形用下模具与压制成形用上模具之间设置1.0mm的间隔以对层压体的压缩厚度进行调节。然后，打开下模具和上模具，结果，得到了其中在芯材的两个表面上层压有纤维增强材料并另外在一侧的纤维增强材料上一体地层压有由多孔片形成的表面材料的纤维增强的成型体。
对实施例2-15的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.40，总厚度为1.0mm且芯材的厚度为0.48mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为1462%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(7.5mm)和芯材的厚度(0.48mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-15的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定，结果，弯曲模量为48GPa。
实施例2-16
使用以与上述实施例2-15中相同的方式得到的预浸料。然而，在其表面已经预先涂覆有脱模剂的由SUS制成的(平板状)压制成形用下模具上依次层压以使得多孔片朝下取向的方式布置的预浸料、经浸渗的芯材用树脂发泡体和以使得多孔片朝上取向的方式布置的预浸料，由此形成层压体。换言之，所述层压体包含从底部依次层压的多孔片、纤维织物、芯材用树脂发泡体、纤维织物和多孔片。将该层压体放置在压制成形用下模具上。形成表面材料的多孔片的总厚度相对于芯材用构件的厚度的百分比为19%。
在将层压体放置在压制成形用下模具上的状态中，在5MPa的表面压力下在145℃下通过压制成形用上模具(平板状)将层压体压制8分钟，从而对层压体进行压缩和加热且在压缩状态下使酚醛树脂反应和固化。在此情况中，通过连接在压制成形用上模具和下模具上的铸入式加热器实施层压体的加热。另外，在压制成形用下模具与压制成形用上模具之间设置1.0mm的间隔以对层压体的压缩厚度进行调节。然后，打开下模具和上模具，结果，得到了在芯材的两个表面上层压有纤维增强材料并另外在纤维增强材料上一体地层压有由多孔片形成的表面材料的纤维增强的成型体。
对实施例2-16的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.40，总厚度为1.0mm且芯材的厚度为0.48mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为1462%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(7.5mm)和芯材的厚度(0.48mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价实施例2-16的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定，结果，弯曲模量为42GPa。
比较例2-1
除了芯材用树脂发泡体的厚度为0.95mm且以使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为65%的方式调节芯材用树脂发泡体中的热固性树脂的浸渗量之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为42%。
对比较例2-1的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.28，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为121%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(0.95mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价比较例2-1的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为24GPa(沿纤维方向)。与上述各实施例相比，压缩率低，由此弯曲模量(刚性)低。
比较例2-2
除了芯材用树脂发泡体的厚度为30mm且以使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率的式(B1)计算的值)为65%的方式调节芯材用树脂发泡体中的热固性树脂的浸渗量之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。然而，树脂发泡体未被充分压缩，从而仅得到了厚度的不均匀性大的成型体。同时，形成表面材料的多孔片的厚度相对于芯材用树脂发泡体的厚度的百分比为1%。
假设制得的芯材的厚度与实施例2-1中的厚度相同(0.43mm)，则比较例2中的压缩率为6877%，所述值是使用芯材用树脂发泡体的厚度(30mm)根据压缩率的式子计算得到的。因此，因为压缩率超过5000%，所以根据比较例2-2不能得到良好的成型体。
比较例2-3
除了使用具有独立气泡并切割成200×300×5mm厚度(重9g)的聚氨酯树脂发泡体(THERMAX，商品名，由井上株式会社制造并具有30kg/m3的密度)代替具有连续气泡的树脂发泡体作为芯材用树脂发泡体且在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率式(B1)计算的值)为57%之外，以与实施例2-8中相同的方式得到了纤维增强的成型体。
对比较例2-3的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.29，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.44mm。构成芯材的芯材用树脂发泡体的压缩率为1036%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(5mm)和芯材的厚度(0.44mm)根据压缩率的式子计算得到的。
此外，为了评价比较例2-3的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为22GPa(沿纤维方向)。与上述各实施例相比，因为使用具有独立气泡的发泡体作为芯材，所以热固性树脂不均匀地分散并保持在芯材中，且弯曲模量(刚性)低。
比较例2-4
除了在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率(通过树脂比率式(B1)计算的值)为45%之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。
对比较例2-4的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.28，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.43mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为2225%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(0.43mm)根据压缩率的式子计算得到的。
此外，为了评价比较例2-4的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074-1988方法A)进行了测定。结果，弯曲模量为27GPa(沿纤维方向)。与上述各实施例相比，因为树脂比率过低，所以所含有的热固性树脂的量小且弯曲模量(刚性)低。
比较例2-5
除了在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率为85%之外，以与实施例2-1中相同的方式得到了纤维增强的成型体。然而，因为树脂比率太高，所以在纤维织物和树脂发泡体中所含有的热固性树脂的量过大，从而未实施充分压缩，结果，仅得到了厚度的不均匀性大的成型体。
比较例2-6
使用具有独立气泡并切割成200×300×1.4mm厚度(重2.5g)的聚氨酯树脂发泡体(THERMAX，商品名，由井上株式会社制造并具有30kg/m3的密度)代替具有连续气泡的树脂发泡体作为芯材用树脂发泡体。因为发泡体具有独立气泡并由此不能被热固性树脂浸渗，所以利用热固性树脂对纤维织物进行浸渗。
对干燥后的经浸渗的纤维织物进行调节以具有37g/片的重量，从而使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率为65%。除了上述之外，以与实施例2-8中相同的方式得到了比较例2-6的纤维增强的成型体。
对比较例2-6的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.28，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.44mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为218%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(1.4mm)和芯材的厚度(0.44mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价比较例2-6的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074)进行了测定。结果，弯曲模量为18GPa(沿纤维方向)。
比较例2-7
使用具有独立气泡并切割成200×300×2.3mm厚度(重4.1g)的热固性树脂发泡体(THERMAX，商品名，由井上株式会社制造并具有30kg/m3的密度)作为芯材用树脂发泡体，对干燥后的经浸渗的纤维织物进行调节以具有38g/片的重量，从而使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率为65%。除了上述之外，以与比较例2-6中相同的方式得到了纤维增强的成型体。
对比较例2-7的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.29，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.44mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为422%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(2.3mm)和芯材的厚度(0.44mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价比较例2-7的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074)进行了测定。结果，弯曲模量为20GPa(沿纤维方向)。
比较例2-8
使用具有独立气泡并切割成200×300×3mm厚度(重5.4g)的树脂发泡体(THERMAX，商品名，由井上株式会社制造并具有30kg/m3的密度)作为芯材用树脂发泡体，对干燥后的经浸渗的纤维织物进行调节以具有39g/片的重量，从而使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率为65%。除了上述之外，以与比较例2-6中相同的方式得到了纤维增强的成型体。
对比较例2-8的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.29，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.44mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为581%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(3mm)和芯材的厚度(0.44mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价比较例2-8的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074)进行了测定。结果，弯曲模量为21GPa(沿纤维方向)。
比较例2-9
使用具有独立气泡并切割成200×300×4mm厚度(重7.2g)的热固性树脂发泡体(THERMAX，商品名，由井上株式会社制造并具有30kg/m3的密度)作为芯材用树脂发泡体，对干燥后的经浸渗的纤维织物进行调节以具有41g/片的重量，从而使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率为65%。除了上述之外，以与比较例2-6中相同的方式得到了纤维增强的成型体。
对比较例2-9的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.30，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.44mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为809%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(4mm)和芯材的厚度(0.44mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价比较例2-9的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074)进行了测定。结果，弯曲模量为21GPa(沿纤维方向)。
比较例2-10
使用具有独立气泡并切割成200×300×5mm厚度(重9g)的热固性树脂发泡体(THERMAX，商品名，由井上株式会社制造并具有30kg/m3的密度)作为芯材用树脂发泡体，对干燥后的经浸渗的纤维织物进行调节以具有43g/片的重量，从而使得在纤维织物和芯材用树脂发泡体的整体中的树脂比率为65%。除了上述之外，以与比较例2-6中相同的方式得到了纤维增强的成型体。
对比较例2-10的纤维增强的成型体的比重和总厚度以及芯材的厚度进行了测定。比重为1.30，总厚度为0.9mm且芯材的厚度为0.44mm。芯材用树脂发泡体的压缩率为1036%，所述值是使用压缩前的芯材用树脂发泡体的厚度(5mm)和芯材的厚度(0.44mm)根据压缩率的式子计算得到的。此外，为了评价比较例2-10的纤维增强的成型体的刚性，对其弯曲模量(JIS K7074)进行了测定。结果，弯曲模量为22GPa(沿纤维方向)。
将关于各个实施例和比较例的压缩率、树脂比率、比重、总厚度和弯曲模量示于表2中。
表2
Figure BDA00002870626100661
在表2中，在其中芯材用树脂发泡体与纤维织物是同一类型并具有相同树脂比率的实施例2-1～2-5和2-12～2-14中，具有225%低压缩率的实施例2-4具有比其他实施例更低的弯曲模量(刚性)，而具有4900%高压缩率的实施例2-5具有比其他实施例更高的比重。由此，存在当压缩率小时，弯曲模量(刚性)相应变小的倾向，另一方面，存在当压缩率大时，比重相应变大的倾向。从该点考虑，压缩率为200%～5000%，更优选1000%～2600%。
在其中芯材用树脂发泡体和纤维织物为同一类型并具有相同压缩率的实施例2-1、2-7～2-9和比较例2-4中，具有45%树脂比率的比较例2-4具有27GPa的低弯曲模量，而具有66%树脂比率的实施例8具有50GPa的更高弯曲模量。因此发现，当树脂比率高时，弯曲模量(刚性)变大。
另外，具有基本与实施例2-1、2-7～2-9和比较例2-4中相同的压缩率并具有74%的高树脂比率的实施例2-6具有1.45的比重，而具有45%树脂比率的比较例2-4具有1.28的比重且具有51%树脂比率的实施例2-7具有1.30的比重。因此发现，当树脂比率高时，比重变大。从该点考虑，树脂比率为50%～80%，更优选55%～50%。
与其中芯材用树脂发泡体具有连续气泡的实施例和其他比较例相比，其中芯材用树脂发泡体具有独立气泡的比较例2-3和2-6～2-10具有极低的弯曲模量。此外，其中形成表面材料的压缩前的多孔片的总厚度相对于形成芯材的压缩前的芯材用构件和多孔片的总厚度的百分比为2%～29%的实施例2-1～2-16具有比其中所述百分比为40%的比较例2-4更大的弯曲模量。
另外，当将其中仅在纤维增强的成型体的一个表面上覆盖多孔片的实施例2-15和其中在纤维增强的成型体的两个表面上都覆盖多孔片的实施例2-16进行比较时发现，尽管实施例2-16的弯曲模量低于实施例2-15的弯曲模量，但是实施例2-16具有高弯曲模量。换言之，即使当在两个表面上都布置具有连续气泡的多孔片以提高设计能力时，仍能够充分保持弯曲模量(刚性)。由此，根据本发明的纤维增强的成型体，刚性能够与美观相容。
如上所述，根据本发明实施例的制品重量轻、厚度薄且刚性高，并在涂覆之后具有良好的外观，由此消除了涂膜会发生剥离的可能性。因此，所述制品适用于便携式装置如膝上型计算机的壳体。
根据本发明，可预先利用热固性树脂对用于层压步骤中的多孔片进行浸渗。在此情况下，即使在随后的压缩加热步骤中的压缩率低，仍能够将热固性树脂布置在多孔片的表面上以容易地形成均匀的树脂层，由此得到具有良好的表面平滑度的纤维增强的成型体。
尽管已经参考详细且具体的实施方式对本发明进行了说明，但是对本领域技术人员应显而易见的是，能够在不背离本发明的范围和主旨的条件下完成许多变化和改变。
本申请是以2010年8月30日提交的日本专利申请2010-191850号和2010年11月4日提交的日本专利申请2010-247288号为基础的，通过参考将其完整内容并入本文中。
产业实用性
根据本发明的纤维增强的成型体具有平滑表面，因为在构成纤维增强材料的纤维织物的织构等中产生的阶差部分可以填充有浸渗到多孔片中的热固性树脂并固化。结果，根据本发明的纤维增强的成型体因为纤维增强材料而具有高刚性并还因为平滑表面而具有良好的外观和对涂覆材料的良好粘附性。此外，根据本发明的制造纤维增强的成型体的方法，可以容易地得到具有高刚性和良好外观的纤维增强的成型体。
附图标记
10                       纤维增强的成型体
10A、10B、10C、10D、10E  层压体
11                       芯材
11A                      芯材用构件
11B                      热固性树脂
11C                      经浸渗的芯材用构件
21                       纤维增强材料
21A                      纤维织物
21B                      热固性树脂
21C                      经浸渗的纤维织物
25                       表面材料
25A                      多孔片
27                       涂膜
20A                      预浸料
31                       下模具
33                       上模具

Claims (18)

1.一种纤维增强的成型体，包含：
芯材；
层压在所述芯材的至少一个表面上的纤维增强材料；以及
层压在所述纤维增强材料上的表面材料，
其中所述芯材、所述纤维增强材料和所述表面材料一体化，
所述纤维增强材料包含纤维织物和浸渗到所述纤维织物中并固化的热固性树脂，
所述表面材料包含具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡的多孔片和浸渗到所述多孔片中并固化的热固性树脂，且
所述表面材料具有30μm以下的表面粗糙度Rz。
2.如权利要求1所述的纤维增强的成型体，其中所述多孔片由树脂发泡体制成。
3.如权利要求2所述的纤维增强的成型体，其中所述树脂发泡体为聚氨酯树脂发泡体。
4.如权利要求2所述的纤维增强的成型体，其中所述树脂发泡体为除去了气泡膜的聚氨酯树脂发泡体。
5.如权利要求1～4中任一项所述的纤维增强的成型体，其中所述芯材包含具有连续气泡的芯材用构件和浸渗到所述芯材用构件中并固化的芯材用热固性树脂；且
所述芯材、所述纤维增强材料和所述表面材料通过所述热固性树脂和所述芯材用热固性树脂一体化。
6.如权利要求5所述的纤维增强的成型体，其中所述芯材用热固性树脂与所述热固性树脂相同。
7.如权利要求1～6中任一项所述的纤维增强的成型体，其中在所述芯材的两个表面上层压有所述纤维增强材料，且
在所述纤维增强材料的至少一个表面上层压有所述表面材料。
8.如权利要求1～7中任一项所述的纤维增强的成型体，其中所述芯材包含多个芯材用构件。
9.如权利要求1～8中任一项所述的纤维增强的成型体，其中所述表面材料的表面具有涂膜，且所述涂膜具有25μm以下的表面粗糙度。
10.一种制造纤维增强的成型体的方法，所述纤维增强的成型体包含：
芯材，其包含芯材用构件；
纤维增强材料，其包含纤维织物并层压在所述芯材的至少一个表面上；以及
表面材料，其包含多孔片并层压在所述纤维增强材料上，
所述方法包括：
利用热固性树脂对所述芯材用构件和所述纤维织物中的至少一种进行浸渗的浸渗步骤；
在所述芯材用构件的至少一个表面上依次层压所述纤维织物和所述多孔片的层压步骤，所述多孔片具有数目为8～80个连续气泡/25mm的连续气泡且厚度为0.4～3.0mm；以及
对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行压缩和加热，由此利用所述热固性树脂对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行浸渗，对所述热固性树脂进行固化并将所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片一体化的压缩加热步骤。
11.如权利要求10所述的制造纤维增强的成型体的方法，其中在所述芯材的两个表面上层压所述纤维增强材料，
所述浸渗步骤包括以使得由下式B1限定的树脂比率R为50%～80%的方式利用所述热固性树脂对所述芯材用构件进行浸渗，
所述层压步骤包括在所述芯材用构件的另一个表面上层压至少所述纤维织物，
所述压缩加热步骤包括以其中使得由下式A1限定的压缩率C为200%～5000%的方式在对所述芯材用构件进行压缩的状态下对所述热固性树脂进行固化，且
所述纤维增强的成型体具有30GPa以上的弯曲模量，
A1：C=(Tb-Ta)/Ta×100
其中Ta为压缩后的芯材用构件的厚度，Tb为压缩前的芯材用构件的厚度，且C为压缩率；
B1：R=(Wb-Wa)/Wb×100
其中Wa为芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，Wb为浸渗热固性树脂之后的芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，且R为树脂比率。
12.如权利要求11所述的制造纤维增强的成型体的方法，其中所述芯材用构件的压缩率为1000%～2600%。
13.如权利要求11或12所述的制造纤维增强的成型体的方法，其中所述多孔片由除去了气泡膜的聚氨酯树脂发泡体制成。
14.如权利要求10～13中任一项所述的制造纤维增强的成型体的方法，其中所述浸渗步骤包括利用由相同材料制成的所述热固性树脂对所述芯材用构件和所述纤维织物两者都进行浸渗。
15.如权利要求10～14中任一项所述的制造纤维增强的成型体的方法，其中所述层压步骤包括：
制造具有浸渗有所述热固性树脂的所述纤维织物和层压在所述纤维织物上的所述多孔片的预浸料；以及
以使得所述纤维织物接触所述芯材用构件的方式在所述芯材用构件上层压所述预浸料。
16.如权利要求10～14中任一项所述的制造纤维增强的成型体的方法，其中所述层压步骤包括：
制造各自具有浸渗有所述热固性树脂的所述纤维织物和层压在所述纤维织物上的所述多孔片的两片预浸料；以及
以使得所述预浸料中的一片的所述纤维织物接触所述芯材用构件且使得所述预浸料中的另一片的所述多孔片接触所述芯材用构件的方式将所述预浸料分别层压在所述芯材用构件的两个表面上。
17.一种纤维增强的成型体，包含：
芯材，其包含具有连续气泡的芯材用构件；
纤维增强材料，其包含纤维织物并层压在所述芯材的两个表面上；以及
表面材料，其包含多孔片并层压在所述纤维增强材料上，
其中所述芯材、所述纤维增强材料和所述表面材料通过热固性树脂一体化，
所述芯材通过利用所述热固性树脂对所述芯材用构件进行浸渗并在对所述芯材用构件进行压缩的状态下对所述热固性树脂进行固化而形成，并具有200%～5000%的由下式A1限定的压缩率C，
所述热固性树脂具有50%～80%的由下式B1限定的树脂比率R，且
所述纤维增强的成型体具有30GPa以上的弯曲模量；
A1：C=(Tb-Ta)/Ta×100
其中Ta为压缩后的芯材用构件的厚度，Tb为压缩前的芯材用构件的厚度，且C为压缩率；
B1：R=(Wb-Wa)/Wb×100
其中Wa为芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，Wb为浸渗热固性树脂之后的芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，且R为树脂比率。
18.一种制造纤维增强的成型体的方法，所述纤维增强的成型体包含：
芯材，其包含具有连续气泡的芯材用构件；
纤维增强材料，其包含纤维织物并层压在所述芯材的两个表面上；以及
表面材料，其包含具有连续气泡的多孔片并层压在所述纤维增强材料的至少一个表面上，
所述方法包括：
利用热固性树脂对所述芯材用构件和所述纤维织物中的至少一种进行浸渗的浸渗步骤；
在所述芯材用构件的两个表面上层压所述纤维织物并在所述经层压的纤维织物的至少一个表面上层压所述多孔片的层压步骤；以及
对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行压缩和加热，由此利用所述热固性树脂对所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片进行浸渗，对所述热固性树脂进行固化并将所述芯材用构件、所述纤维织物和所述多孔片一体化的压缩加热步骤，
其中以使得由下式B1限定的树脂比率R为50%～80%的方式实施所述浸渗步骤中的浸渗，且
以使得由下式A1限定的压缩率C为200%～5000%的方式实施所述压缩加热步骤中的压缩；
A1：C=(Tb-Ta)/Ta×100
其中Ta为压缩后的芯材用构件的厚度，Tb为压缩前的芯材用构件的厚度，且C为压缩率；
B1：R=(Wb-Wa)/Wb×100
其中Wa为芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，Wb为浸渗热固性树脂之后的芯材用构件、纤维织物和多孔片的总重量，且R为树脂比率。
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