CN110088174A

CN110088174A - 结构体及其制造方法

Info

Publication number: CN110088174A
Application number: CN201780078538.6A
Authority: CN
Inventors: 藤冈圣; 武部佳树; 本间雅登
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-08-02
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: US10947352B2; EP3560985A4; JPWO2018117180A1; JP7143588B2; EP3560985A1; TW201829158A; WO2018117180A1; TWI778002B; US20190382543A1; CN110088174B; KR20190098973A

Abstract

本发明提供刚性和轻量性优异的具有山形的形状的结构体。本发明是一种结构体，是具有树脂、增强纤维和空隙的结构体，在将弯曲弹性模量设为Ec，将密度设为ρ时，以Ec^1/3·ρ^‑1表示的比弯曲刚性为2.5以上，所述结构体具有山形的形状。

Description

结构体及其制造方法

技术领域

本发明涉及具有山形的形状的、具有树脂、增强纤维和空隙的结构体及其制造方法。

背景技术

近年来，关于汽车、航空器、体育制品等产业用制品，对刚性、轻量性提高的市场要求逐年提高。进一步，要求赋予了各种形状的结构体、并且均质性高的结构体。为了应对这样的要求，刚性、轻量性优异的纤维增强树脂在各种产业用途中被广泛利用。具体而言，研究了将由连续纤维形成的、增强纤维沿一个方向取向的材料叠层而得的结构体(专利文献1)。为了满足轻量性，也研究了通过发泡性树脂的发泡而形成了空隙的结构体、在成型后将增强纤维除去而形成空隙的结构体(参照专利文献2、3)。此外也研究了使用由增强纤维形成的无纺织物毡，利用毡的回弹(复原力)，形成空隙的结构体(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-306062号公报

专利文献2：日本特开2006-63149号公报

专利文献3：日本特公昭62-38712号公报

专利文献4：日本特表2014-508055号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，对于使用了增强纤维沿一个方向取向的材料的结构体，在纤维方向表现非常高的力学特性，但在纤维垂直方向力学特性显著降低。此外连续纤维难以赋形为复杂形状。因此，材料的配置等制品设计变得重要，设计自由度受限制。此外对于使用了发泡性树脂的结构体，从赋形形状的观点考虑是优异的，但不得不含有本来没有必要的材料，因此无法避免结构体的力学特性降低。在成型后将纤维除去的情况下，如果形状单纯，则可能容易，但在制成复杂形状的情况下难以通过将纤维除去而形成空隙，难以表现本来的特性，形状某种程度受限制。利用了无纺织物毡的回弹的结构体虽然表现比较高的力学特性，但从轻量性的观点考虑差，如果要提高轻量性则力学特性差。基于以上，提供刚性和轻量性优异的结构体成为当务之急。

因此本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的是提供刚性和轻量性优异的具有山形的形状的结构体。

用于解决课题的手段

本发明是以下的(1)。

(1)一种结构体，是具有树脂、增强纤维和空隙的结构体，其特征在于，

在将弯曲弹性模量设为Ec，将密度设为ρ时，以Ec^1/3·ρ^-1表示的比弯曲刚性为2.5以上，

上述结构体具有形成山形的形状的侧面部。

发明的效果

根据本发明涉及的结构体，可以提供刚性和轻量性优异的具有山形的形状的结构体。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的结构体的示意图。

图2是对本发明的实施方式涉及的结构体的结构进行说明的图。

图3是本发明的实施方式的其它例涉及的结构体的示意立体图。

图4是本发明的实施方式的其它例涉及的结构体的示意侧视图。

图5是显示本发明的实施方式涉及的结构体的截面放大结构的示意图。

图6是显示本发明的实施方式中使用的增强纤维毡中的增强纤维的分散状态的一例的示意图。

图7是显示本发明的实施方式涉及的结构体的截面结构的一例的示意图。

图8是对本发明的实施方式涉及的结构体的同心圆均质度进行说明的示意图。

图9是对本发明的实施方式涉及的结构体的放射均质度进行说明的示意图。

图10是本发明的实施方式的其它例涉及的结构体的截面放大图。

图11是显示增强纤维毡的制造装置的一例的示意图。

具体实施方式

以下，对本发明涉及的结构体进行说明。

图1(a)是显示本发明的实施方式涉及的结构体1的示意立体图，图1(b)是结构体1的俯视图，图1(c)是结构体1的侧视图。如图1(a)所示，本发明的实施方式涉及的结构体1具有山形的形状。具体而言，具有圆状的顶面部2、和与顶面部2的外周相接的圆锥台状的侧面部3。顶面部2和侧面部3具有规定厚度，被顶面部2和侧面部3包围的空间是空洞。需要说明的是，这里所谓“山形的形状”，只要是从结构体的中央向结构体的外侧以某倾斜度扩展的形状即可，例如为锥体或锥台。此时，侧面部3从顶点4(参照图4(a))或顶面部2(参照图1(a))的整个外周起连续地形成。从侧面部3的顶面部2(或顶点4)到另一端的长度没有特别限定，从形状的平衡的观点考虑优选为相同。从设计、赋予特性的观点考虑，侧面部3从侧面部3的顶面部2(或顶点4))到另一端的长度可以部分不同，但是优选最短部为最长部的30％以上的长度，更优选为50％以上(参照图1(d))。

本发明的结构体中的山形的形状，除了结构体1所示的圆锥台状以外，还可以为选自半球台状、多棱锥台状、或不具有顶面部2的圆锥状、半球状、多棱锥状中的形状。在底面的形状为圆的情况下，山形的形状为圆锥状或圆锥台状，在底面的形状为三角形、四边形、六边形等多边形的情况下，山形的形状为多棱锥状或多棱锥台状。从提高结构体的刚性的观点考虑，作为山形的形状，优选为具有角的多棱锥状或多棱锥台状，其中更优选为线对称的正多边形成为底面的正多棱锥状或正多棱锥台状。从结构体的均质性的观点考虑，作为山形的形状，优选选自点对称的圆成为结构体的底面的圆锥状或圆锥台状、半球状或半球台状。此外，本发明的结构体可以为图3所示的形状。图3为本发明的实施方式的其它例涉及的结构体1A、1B的示意立体图。结构体1A除了顶面部2和侧面部3以外，还具有从侧面部3延伸出的凸缘部(flange portion)10。结构体1A的侧面部3的底面的形状为圆，凸缘部10的底面的形状为八边形，结构体1B的凸缘部10的底面的形状为圆形。

这里所谓“结构体的底面”，例如，在实施方式1的结构体1中，如图1(b)所示，是以结构体1的侧面部3的水平投影面积(从山形的形状的高度方向(顶面)观测时的面积)成为最大的方式、并且将结构体1的侧面部3的垂直投影面(与上述水平投影面垂直，并且面积成为最大的面)中的重心5设为地面侧时的、结构体1与地面的接地面，是图1的下侧的面(底面)。

图2是对本发明的实施方式1涉及的结构体1的结构进行说明的图。本发明的结构体的形状(截面形状)，如图2(a)所示，在将结构体1的垂直投影面的面积设为S1，如图2(b)所示，在将结构体1的垂直投影面的顶点4、与底面形成的三角形的面积设为S2时，期望S1与S2的比(S1/S2)为0.3～1.7。从山形的形状的赋形容易性的观点考虑优选为0.5～1.6，进一步优选为0.8～1.5。这里所谓“结构体的垂直投影面的顶点4”，在如图1(c)所示那样的垂直投影面(山形的形状的截面)中，是从垂直投影面的重心5连结底面的垂直线S与结构体1的最高位置的交点(顶点4)。将连结该顶点4与底面的两端的三角形的面积设为S2。在S1与S2的比(S1/S2)小于0.3的情况下，结构体1的垂直投影面变为T字形那样，形状的赋形困难、力学特性可能变得不均匀。此外在比(S1/S2)大于1.7的情况下，结构体1的垂直投影面可能变得大型。

山形的形状的侧面方向的截面形状，如图4所示，可举出(a)三角形、(b)梯形等。此外山形的形状的斜边不限于直线，可以为曲线，如果是上侧具有鼓起的曲线，则成为图4(c)所示那样的半圆，如果是下侧具有鼓起的曲线，则可举出图4(d)所示那样的形状等。进一步，如果是斜边具有多个顶点的线，则也可举出图4(e)所示那样的形状等。此时，不需要一定是线对称，关于图4(f)所示那样的形状，也为山形的形状的截面形状的1种。

图5是显示本发明涉及的结构体1的截面放大结构的示意图。如图5所示，本发明涉及的结构体1由树脂6、增强纤维7和空隙8构成。

这里，作为树脂6，可以例示热塑性树脂、热固性树脂。此外，在本发明中，热固性树脂与热塑性树脂可以被掺混。

在本发明中的1个方案中，期望树脂6包含至少1种以上热塑性树脂。作为热塑性树脂，可以例示选自“聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、液晶聚酯等聚酯、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等聚烯烃、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等聚芳硫醚、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)、聚四氟乙烯等氟系树脂、液晶聚合物(LCP)”等结晶性树脂、“苯乙烯系树脂、以及聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚醚砜、聚芳酯(PAR)”等非晶性树脂、以及酚系树脂、苯氧基树脂、进而聚苯乙烯系、聚烯烃系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、聚异戊二烯系、氟系树脂、和丙烯腈系等热塑性弹性体等、它们的共聚物和改性体等中的热塑性树脂。其中，从所得的结构体1的轻量性的观点考虑期望使用聚烯烃，从强度的观点考虑期望使用聚酰胺，从表面外观的观点考虑期望使用聚碳酸酯、苯乙烯系树脂那样的非晶性树脂，从耐热性的观点考虑期望使用聚芳硫醚，从连续使用温度的观点考虑期望使用聚醚醚酮，进一步从耐化学品性的观点考虑期望使用氟系树脂。

在本发明中的1个方案中，期望树脂6包含至少1种以上热固性树脂。作为热固性树脂，可以例示不饱和聚酯、乙烯基酯、环氧树脂、酚树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、热固性聚酰亚胺、它们的共聚物、改性体、和将它们的至少2种掺混而得的树脂。

此外，在不损害本发明的目的的范围，本发明涉及的结构体可以含有弹性体或橡胶成分等耐冲击性改进剂、其它填充材料、添加剂作为树脂6的成分之一。作为填充材料、添加剂的例子，可以例示无机填充材料、阻燃剂、导电性赋予剂、结晶成核剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、减振剂、抗菌剂、防虫剂、防臭剂、防着色剂、热稳定剂、脱模剂、抗静电剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、颜料、染料、发泡剂、消泡剂或偶联剂。

在将结构体1的体积含有率设为100体积％时，本发明的结构体1优选满足下述的(1)～(3)。

(1)树脂6的体积含有率为2.5～85体积％

(2)增强纤维7的体积含有率为0.5～55体积％

(3)空隙8的体积含有率为10～97体积％

即，将结构体1的体积含有率设为100体积％时的树脂6的体积含有率优选在2.5体积％以上且85体积％以下的范围内。在树脂6的体积含有率为2.5体积％以上的情况下，可以将结构体1中的增强纤维彼此粘结，使增强纤维7的增强效果充分，可以满足结构体1的力学特性、特别是弯曲弹性模量，因此是期望的。另一方面，如果树脂6的体积含有率为85体积％以下，则不阻碍空隙8的形成，因此是优选的。

本发明的结构体1包含增强纤维7。而且作为增强纤维7，可以例示铝、黄铜、不锈钢等金属纤维、PAN系、人造丝系、木质素系、沥青系的碳纤维、石墨纤维、玻璃等绝缘性纤维、芳族聚酰胺、PBO、聚苯硫醚、聚酯、丙烯酸系、尼龙、聚乙烯等有机纤维、碳化硅、氮化硅等无机纤维。此外，可以为对这些纤维实施了表面处理的增强纤维。作为表面处理，除了作为导电体的金属的粘附处理以外，还有采用偶联剂的处理、采用上浆剂的处理、采用捆扎剂的处理、添加剂的附着处理等。此外，这些纤维可以单独使用1种，也可以并用2种以上。其中，从轻量化效果的观点考虑，期望使用比强度、比刚性优异的PAN系、沥青系、人造丝系等的碳纤维。此外，从提高所得的结构体1的经济性的观点考虑，期望使用玻璃纤维，特别是从力学特性与经济性的平衡考虑，期望并用碳纤维与玻璃纤维。进一步，从提高所得的结构体1的冲击吸收性、赋形性的观点考虑，期望使用芳族聚酰胺纤维，特别是从力学特性与冲击吸收性的平衡考虑，期望并用碳纤维与芳族聚酰胺纤维。此外，从提高所得的结构体1的导电性的观点考虑，也可以使用由具有导电性的金属形成的金属纤维、被覆了镍、铜、镱等金属的增强纤维。其中，可以更期望使用强度和弹性模量等力学特性优异的选自金属纤维、沥青系碳纤维、和PAN系碳纤维中的增强纤维。

期望增强纤维7不连续，在结构体1中无规则地分散着。此外更优选分散状态为大致单丝状。通过使增强纤维7为这样的形态，在施加外力将片状的结构体1的前体或结构体1成型的情况下，向复杂形状的赋形变得容易。此外，通过使增强纤维7为这样的形态，由增强纤维7形成的空隙致密化，结构体1中的增强纤维7的纤维束端的弱部可以极小化，因此除了优异的增强效率和可靠性以外，还赋予各向同性。

这里，所谓大致单丝状，是指增强纤维单丝以小于500根的细纤度丝束存在。进一步期望为单丝状，即以单丝的形式分散着。

这里，所谓大致单丝状、或单丝状地分散着，是指关于在结构体1中任意选择的增强纤维7，其二维接触角为1°以上的单纤维的比例(以下，也称为纤维分散率)为80％以上，换言之，是指在结构体1中单纤维的2根以上接触而平行的束小于20％。因此，这里，特别优选为至少增强纤维7中的长丝数100根以下的纤维束的质量分率相当于100％的增强纤维。

进一步，特别期望增强纤维7无规则地分散着。这里，所谓增强纤维7无规则地分散着，是指结构体1中的任意选择的增强纤维7的二维取向角的算术平均值在30°以上且60°以下的范围内。这样的所谓二维取向角，是增强纤维7的单纤维与和该单纤维交叉的单纤维形成的角度，定义为交叉的单纤维彼此形成的角度之中的、在0°以上且90°以下的范围内的锐角侧的角度。

关于该二维取向角，使用附图进一步说明。图6是显示本发明中使用的增强纤维毡中的增强纤维的分散状态的一例的示意图，图6(a)是从面方向观察的图，图6(b)是从厚度方向观察的图。在图6(a)、(b)中，如果以单纤维9a作为基准，则单纤维9a与其它单纤维9b～9f交叉。这里，所谓交叉，是指在进行观察的二维平面中，观察到成为基准的单纤维与其它单纤维相交的状态，单纤维9a与单纤维9b～9f不需要一定接触，关于在投影观察的情况下观察到相交的状态也不例外。即，在对成为基准的单纤维9a进行观察的情况下，单纤维9b～9f全部为二维取向角的评价对象，在图6(a)中二维取向角是交叉的2个单纤维所形成的2个角度之中，在0°以上且90°以下的范围内的锐角侧的角度A。

作为测定二维取向角的方法，没有特别限制，可以例示例如，从构成要素的表面观察增强纤维7的取向的方法，可以采用与上述的二维接触角的测定方法同样的方法。二维取向角的平均值通过以下步骤测定。即，测定任意选择的单纤维(图6中的单纤维9a)与和其交叉的全部单纤维(图6中的单纤维9b～9f)的二维取向角的平均值。例如，在与某单纤维交叉的其它单纤维为多数的情况下，可以代替使用任意选择20根交叉的其它单纤维进行测定而得的算术平均值。以其它单纤维作为基准将该测定重复合计5次，将其算术平均值作为二维取向角的算术平均值而算出。

通过增强纤维7为大致单丝状，并且无规则地分散着，从而可以将通过上述大致单丝状地分散的增强纤维7而提供的性能提高到最大限度。此外，在结构体1中可以对力学特性赋予各向同性。从这样的观点考虑，期望增强纤维7的纤维分散率为90％以上，越接近于100％则越期望。此外，期望增强纤维7的二维取向角的算术平均值在40°以上且50°以下的范围内，越接近于作为理想的角度的45°越期望。

另一方面，作为增强纤维7不采用无纺织物状的形态的例子，有增强纤维7沿一个方向排列而成的片基材、织物基材、和无皱折(non-crimp)基材等。这些形态由于增强纤维7被规则地紧密配置，因此结构体1中的空隙8变少，树脂6的含浸变得极其困难，有时形成未含浸部、或大大限制含浸方法、树脂种类的选择。

作为增强纤维7的形态，可以为与结构体1同等程度的长度的连续性增强纤维、或切断成规定长度的有限长度的不连续性增强纤维中的任一种，但从使树脂6容易含浸、或可以容易地调整其量的观点考虑，期望为不连续性增强纤维。

期望增强纤维7的质均纤维长度在1mm以上且15mm以下的范围内。由此，可以提高增强纤维7的增强效率，对结构体1提供优异的力学特性。在增强纤维7的质均纤维长度为1mm以上的情况下，可以高效率地形成结构体1中的空隙，因此能够使密度低，换言之，可以获得虽然为相同厚度但是轻量的结构体，因此是期望的。另一方面，在增强纤维7的质均纤维长度为15mm以下的情况下，在结构体1中增强纤维7不易因为自重而弯曲，不损害力学特性的表现，因此是期望的。关于质均纤维长度，可以通过烧去、溶出等方法将结构体1的树脂成分除去，从剩下的增强纤维7任意选择400根，测定其长度直到10μm单位，作为它们的质均纤维长度而算出。

将结构体1的体积含有率设为100体积％时的增强纤维7的体积含有率优选在0.5体积％以上且55体积％以下的范围内。在增强纤维7的体积含有率为0.5体积％以上的情况下，可以使来源于增强纤维7的增强效果充分，因此是期望的。另一方面，在增强纤维7的体积含有率为55体积％以下的情况下，树脂6相对于增强纤维7的体积含有率相对变多，可以将结构体1中的增强纤维7彼此粘结，使增强纤维7的增强效果充分，因此可以满足结构体1的力学特性、特别是弯曲特性，因此是期望的。

期望增强纤维7被树脂6被覆，被覆的树脂6的厚度(被覆厚度)在1μm以上且15μm以下的范围内。关于被树脂6被覆的增强纤维7的被覆状态，如果至少构成结构体1的增强纤维7的单纤维彼此的交叉点被被覆，则从结构体1的形状稳定性、厚度控制的容易性和自由度的观点考虑是充分的，但如果为进一步期望的形态，则期望为树脂6以上述厚度被覆在增强纤维7周围的状态。该状态是指增强纤维7的表面因为树脂而不露出，换言之，增强纤维7通过树脂6而形成电线状的皮膜。由此，结构体1进一步具有形状稳定性，并且使力学特性的表现充分。此外，关于被树脂6被覆的增强纤维7的被覆状态，不需要该增强纤维7的全部被被覆，只要在不损害本发明涉及的结构体1的形状稳定性、弯曲弹性模量、抗弯强度的范围内即可。

本发明的结构体1具有空隙8。而且本发明中的所谓空隙8，是指被树脂6被覆的增强纤维7成为柱状的支持体，通过其重叠或交叉而形成的空间。例如在将在增强纤维7中预先含浸了树脂6的结构体前体加热而获得结构体1的情况下，通过伴随加热的树脂6的熔融或软化，增强纤维7起毛从而形成空隙8。这基于下述性质：在结构体前体中，通过加压而成为压缩状态的内部的增强纤维7通过来源于其弹性模量的起毛力而起毛。

此外将结构体1的体积含有率设为100体积％时的、空隙8的体积含有率在10体积％以上且97体积％以下的范围内。通过空隙8的含有率为10体积％以上，从而结构体1的密度变低因此可以满足轻量性，因此是期望的。另一方面，在空隙8的含有率为97体积％以下的情况下，换言之，由于被覆在增强纤维7周围的树脂6的厚度变得充分，因此可以充分地进行结构体1中的增强纤维7彼此的增强，力学特性变高，因此是期望的。期望空隙8的体积含有率的上限值为97体积％。在本发明中，体积含有率将构成结构体1的树脂6、增强纤维7和空隙8各自的体积含有率的合计设为100体积％。

在将结构体1的截面方向的增强纤维7的取向角度设为θf时，从使结构体1中的增强功能更有效地表现的观点考虑，期望增强纤维7的取向角度θf为60°以下，进一步更期望为45°以下。此时，所谓结构体1的截面方向的增强纤维7的取向角度θf，是指相对于结构体1的截面方向的倾斜程度，换言之，是增强纤维7相对于厚度方向的倾斜程度。值越大则表示越沿厚度方向直立地倾斜，在0°以上且90°以下的范围提供。此外，在增强纤维7的取向角度θf为3°以上的情况下，结构体1中的增强纤维7变为沿厚度方向、换言之三维地取向的状态，因此结构体1的厚度的自由度增加，可以满足轻量性，因此是期望的。因此增强纤维7的取向角度θf优选为3°以上。

增强纤维7的取向角度θf可以基于相对于结构体1的面方向的垂直截面的观察来测定。图7是显示在本发明涉及的结构体1的厚度方向和纤维长度方向形成的面(图7(a))、以及在厚度方向和与纤维长度方向垂直的方向形成的面(图7(b))的截面结构的一例的示意图。在图7(a)中，为了使测定简便，单纤维9g、9h的截面与椭圆形状近似。这里，单纤维9h的截面中，椭圆长宽比(＝椭圆长轴/椭圆短轴)看起来小，与此相对，单纤维9g的截面中，椭圆长宽比看起来大。另一方面，根据图7(b)，单纤维9h相对于平面方向Y具有几乎平行的倾斜，单纤维9g相对于平面方向Y具有一定量的倾斜。在该情况下，关于单纤维9g，结构体1的平面方向X与纤维主轴(椭圆中的长轴方向)α所成的角度θx、与单纤维9g的厚度方向的取向角度θf几乎相等。另一方面，关于单纤维9h，角度θx与取向角度θf所示的角度具有大的偏离，不能说角度θx反映出取向角度θf。因此，在从相对于结构体1的平面方向的垂直截面读取取向角度θf的情况下，通过抽取纤维截面的椭圆长宽比为一定值以上的增强纤维，可以提高取向角度θf的检测精度。

作为成为抽取对象的椭圆长宽比的指标，在单纤维的截面形状与正圆接近，即增强纤维的与长度方向垂直的截面中的纤维长宽比为1.1以下的情况下，可以利用下述方法：对于椭圆长宽比为20以上的增强纤维，测定平面方向X与纤维主轴α所成的角度θx，采用其作为取向角度θf。另一方面，在单纤维的截面形状为椭圆形、茧形等，纤维长宽比大于1.1的情况下，着眼于具有更大的椭圆长宽比的增强纤维，测定取向角度θf为好，在纤维长宽比为1.1以上且小于1.8的情况下选择椭圆长宽比为30以上的增强纤维，在纤维长宽比为1.8以上且小于2.5的情况下选择椭圆长宽比为40以上的增强纤维，在纤维长宽比为2.5以上的情况下选择椭圆长宽比为50以上的增强纤维，测定取向角度θf为好。

在将结构体1的弯曲弹性模量设为Ec，将结构体1的密度设为ρ时，以Ec^1/3·ρ^-1表示的结构体1的比弯曲刚性为2.5以上。在结构体1的比弯曲刚性为2.5以上的情况下，为弯曲弹性模量高，密度低的状态，可获得所希望的轻量化效果，因此是期望的。另一方面，结构体1的比弯曲刚性的上限值没有特别限制，期望为20以下，通过为20以下，从而从轻量化效果与弯曲弹性模量的平衡优异方面考虑是期望的。一般而言钢材、铝的比弯曲刚性为1.5以下，比弯曲刚性为2.5以上的本发明的结构体1与这些金属材料相比具有极其优异的比弯曲刚性。本发明的结构体1具有2.5以上的比弯曲刚性，这比着眼于轻量化效果的碳纤维增强树脂复合材料的一般的比弯曲刚性2.3大，但进一步期望本发明的结构体1的比弯曲刚性为5以上。

在本发明的结构体1中，山形的形状的同心圆均质度为20％以下，期望为10％以下为好。在同心圆均质度为20％以下的情况下，山形的形状的同心圆中的力学特性的不均少，可以抑制结构体1的破损，进一步结构体1的设计自由度降低。此外山形的形状中的同心圆均质度如果为20％以下，则进一步用于振动板等音响构件的情况下，能够发出均质的声音、想要表现的声音。

这里所谓“同心圆均质度”，如图8(a)所示，表示距顶点4相等的距离r1、即同心圆上的位置的力学特性的不均。作为测定同心圆均质度的方法，没有特别限制，例如，如图8(a)所示，将以通过顶点4的1条直线L与以顶点4作为中心的半径r1的同心圆的交点11a、11b、从直线L倾斜了45°、90°、135°的通过顶点4的合计4条直线与以顶点4作为中心的半径r1的同心圆的交点11c、11d、11e、11f、11g、11h作为中心的合计8个试验片，例如，如图8(b)的12a所示那样切出，使用这些试验片进行弯曲试验。在将各位置的弯曲弹性模量设为Eci，将所得的全部数据的平均弯曲弹性模量设为Ec时，由所得的弯曲弹性模量的值Eci、Ec和下式，可以算出同心圆均质度。

·同心圆均质度(％)＝{Σ(Eci-Ec)²/i}^0.5/Ec×100

Eci：弯曲弹性模量的各自值(i＝1，2，···8)(GPa)

Ec：平均弯曲弹性模量(GPa)

结构体1的弯曲弹性模量Ec期望为3GPa以上，更期望为6GPa以上为好。在结构体1的弯曲弹性模量Ec为3GPa以上的情况下，可以扩大作为结构体1使用的范围，因此是期望的。此外，为了使结构体1的设计容易，期望弯曲弹性模量Ec具有各向同性。关于弯曲弹性模量Ec的上限，不设限制，但一般而言对于具有增强纤维7和树脂6的结构体1，由作为其构成成分的增强纤维7和树脂6各自的弹性模量算出的值能够成为上限。在本发明涉及的结构体1中，无论在单独使用结构体1的情况下，还是在与其它构件合并使用的情况下，都使用结构体1本身的弯曲弹性模量进行构件的设计，为了供于实用，只要具有5GPa就是充分的。

在本发明的结构体1中，山形的形状的放射均质度可以在不损害本发明的特征的范围内有意地变更。从获得与目的对应的结构体1的观点考虑，例如，在使结构体1落下的情况下，结构体1的底面的外周、顶点4的附近与地面等直接接触的可能性高，为了在缓和冲击的目的下使结构体1柔软(低弹性模量化)，并表现作为结构体1的刚性，也可以使其以外的部分硬(高弹性模量化)。另一方面，即使在为相反构成的情况下，也能够以结构体1整体吸收冲击，具有接触的可能性的位置不破损的方式进行设计。

在本发明的结构体1中，山形的形状的放射均质度为20％以下，期望为10％以下为好。在放射均质度不有意地设定而大于20％的情况下，山形的形状产生力学特性的不均，有时结构体1的设计自由度降低。此外也有不能赋形成目标形状的情况。

这里所谓“放射均质度”，如图9(a)所示，表示从顶点4向底面引出线(放射线)的情况下的、距顶点不同的距离存在的同一放射线上的力学特性的不均。作为测定放射均质度的方法，没有特别限制，例如，如图9(a)所示，将以通过顶点4的1条直线L(同一放射线上)与以顶点4作为中心的半径r2、r3的同心圆的交点13a、13b、13c、13d、以及与通过顶点4的直线L垂直的通过顶点4的另1条直线与以顶点4作为中心的半径r2、r3的同心圆的交点13e、13f、13g、13h作为中心的合计8个试验片，例如，如图9(b)的14a所示那样切出，使用这些试验片进行弯曲试验。在将各位置的弯曲弹性模量设为Eri，将所得的全部数据的平均弯曲弹性模量设为Er时，由所得的弯曲弹性模量的值Eri、Er和下式，可以算出放射均质度。

·放射均质度(％)＝{Σ(Eri-Er)²/i}^0.5/Er×100

Eri：弯曲弹性模量的各自值(i＝1，2，···8)(GPa)

Er：平均弯曲弹性模量(GPa)

期望结构体1的厚度为0.2mm以上。如果小于0.2mm，则结构体1的平衡崩溃，如果以刚性优先则轻量性差，如果以轻量性优先则刚性差。关于结构体1的厚度，从刚性与轻量性的平衡的观点考虑，更优选为0.5mm以上，进一步优选为1.0mm以上。关于厚度的上限，没有特别限定，优选为20mm以下，从结构体1的质量的观点考虑，更优选为10mm以下。这里所谓结构体1的厚度，是对结构体1的比弯曲刚性进行评价时测定的结构体1的厚度的平均值。

期望结构体1的密度ρ为0.9g/cm³以下。在结构体1的密度ρ为0.9g/cm³以下的情况下，意味着制成结构体1的情况下的质量减少，结果，对制成制品的情况下的质量的轻量化有贡献，因此是期望的。关于密度的下限，不设限制，但一般而言对于具有增强纤维7和树脂6的结构体1，由作为其构成成分的增强纤维7、树脂6、和空隙8各自的体积比例算出的值能够成为下限。在本发明涉及的结构体1中，无论是在单独使用结构体1的情况下，还是在与其它构件合并使用的情况下，结构体本身的密度都根据所使用的增强纤维7、树脂6不同而不同，但从保持结构体1的力学特性这样的观点考虑，期望为0.03g/cm³以上。

期望结构体1的从表面起到厚度方向的中点位置为止的30％以内的部分中的空隙8的体积含有率在0体积％以上且小于10体积％的范围内，剩下的部分的空隙8的体积含有率在10体积％以上且99体积％以下的范围内。该空隙8的体积含有率越小则力学特性越优异，此外，越大则轻量性越优异。换言之，在结构体1由相同结构的材料形成的情况下，通过结构体1的从表面起到厚度方向的中点位置为止的30％以内的部分中的空隙的体积含有率为0体积％以上且小于10体积％，可以确保结构体的力学特性，通过剩下的部分的空隙的体积含有率在10体积％以上且99体积％以下的范围内，可以满足轻量特性，因此是期望的。

在本发明中结构体1的厚度可以由连结想要求出厚度的表面上的1点与其背面侧的表面的最短距离求出。所谓厚度方向的中点，是指结构体1的厚度的中间点。所谓结构体1的从表面起到厚度方向的中点位置为止的30％以内的部分，是指在将结构体1的表面与其厚度方向的中点的距离设为100％时，包含从结构体1的表面起到30％的距离为止的部分。这里所谓剩下的部分，是指除去结构体1的从一个表面起到厚度方向的中点位置为止的30％以内的部分和结构体1的从另一个表面起到厚度方向的中点位置为止的30％以内的部分后的剩下的部分。图10是本发明的实施方式的其它例涉及的结构体1C的截面放大图。如图10所示，结构体1C的从表面起到厚度方向的中点位置为止的30％以内的部分R1和剩下的部分R2可以存在于结构体1C的厚度方向的不同位置。

本发明中的增强纤维7采用无纺织物状的形态，这从树脂6向增强纤维7的含浸的容易性的观点考虑是期望的。进一步，通过增强纤维7具有无纺织物状的形态，从而除了无纺织物本身的操作性容易以外，即使在一般被认为是高粘度的热塑性树脂的情况下也可以使含浸容易，因此是期望的。这里，所谓无纺织物状的形态，是指增强纤维7的丝束和/或单丝没有规则性地分散成面状的形态，可以例示短切原丝毡、连续原丝毡、抄纸毡、梳棉毡、气流成网毡等(以下，将它们合并称为增强纤维毡)。

作为构成结构体1的增强纤维毡的制造方法，有例如将增强纤维预先分散成丝束和/或大致单丝状而制造增强纤维毡的方法。作为增强纤维毡的制造方法，可以举出将增强纤维7利用空气流进行分散片化的气流成网法、将增强纤维7一边机械梳分一边整理形状进行片化的梳棉法等干式工艺、采用将增强纤维7在水中搅拌进行抄纸的Radright法的湿式工艺作为公知技术。作为使增强纤维7更接近于单丝状的方法，在干式工艺中，可以例示设置开纤棒的方法、进一步使开纤棒振动的方法、进一步使梳理机的眼精细的方法、调整梳理机的旋转速度的方法等。在湿式工艺中，可以例示调整增强纤维7的搅拌条件的方法、将分散液的增强纤维浓度稀薄化的方法、调整分散液的粘度的方法、在移送分散液时抑制涡流的方法等。特别是，期望增强纤维毡通过湿式工艺制造，通过增加投入纤维7的浓度、或调整分散液的流速(流量)和网格输送机的速度而可以容易地调整增强纤维毡的增强纤维7的比例。例如，通过相对于分散液的流速使网格输送机的速度慢，从而所得的增强纤维毡中的纤维的取向不易朝向牵引方向，能够制造膨松的增强纤维毡。增强纤维毡可以由单独的增强纤维构成，也可以增强纤维7与粉末形状、纤维形状的基体树脂成分混合，或增强纤维7与有机化合物、无机化合物混合，或增强纤维彼此通过树脂成分被填塞。在这些制造方法中，期望所得的无纺织物状的形态的增强纤维7预先成为对结构体赋予的山形的形状。从所得的结构体的均质性提高的观点考虑，期望使增强纤维毡为山形的形状。具体而言，能够通过将山形的形状的模、网格用于制造工序而获得。

进一步，也可以在增强纤维毡中预先含浸树脂，预先制成结构体前体。作为制造本发明涉及的结构体前体的方法，可举出对增强纤维毡将熔融或软化了的状态的树脂加压或减压的方法。具体而言，从制造的容易性的观点考虑，可以期望例示将从增强纤维毡的厚度方向的两侧配置了树脂的叠层物进行加热、加压而使树脂熔融含浸的方法。

作为用于实现上述各方法的设备，可以适合使用压缩成型机、双带压力机。在间歇式的情况下为前者，通过制成并列了加热用与冷却用的2机以上的间歇式加压系统，可以实现生产性的提高。在连续式的情况下为后者，可以容易地进行连续的加工，因此连续生产性优异。

在制造本发明涉及的结构体时，采用至少依次具有以下工序的制造方法从制造的容易性和获得均质度高的结构体的观点考虑是优选的。

工序[1]：将至少包含树脂和增强纤维的纤维增强树脂(结构体前体)加热直到树脂的抗拉强度变成10MPa以下的工序。

工序[2]：对纤维增强树脂(结构体前体)在加热直到树脂的抗拉强度变成了10MPa以下的状态下施与压力，赋形形状的工序。

工序[3]：通过调整纤维增强树脂(结构体前体)的厚度来使其膨胀的工序。

工序[1]是将用于成型的纤维增强树脂(结构体前体)加热的工序。此时，从操作性的观点考虑优选结构体前体不膨胀，从提高赋形性的观点考虑优选膨胀。

工序[2]是对加热了的纤维增强树脂(结构体前体)施与压力，赋形形状的工序。此时，如果树脂的抗拉强度为10MPa以下，则在施与压力时，结构体前体不开裂而易于赋形成目标形状，因此是优选的。树脂的抗拉强度的下限没有特别限定，从赋形成形状时预先使纤维增强树脂粘结的观点考虑，优选为1MPa以上。

工序[3]是通过调整纤维增强树脂的厚度来使其膨胀，形成空隙的工序。作为控制厚度的方法，只要可以将被加热的结构体前体控制为目标厚度，则何种方法均可，但从制造的简便性的观点考虑，可例示使用金属板等来约束厚度的方法、通过施与于结构体前体的压力来控制厚度的方法等作为优选的方法。作为用于实现上述方法的设备，可以适合使用压缩成型机、双带压力机。在间歇式的情况下为前者，通过制成并列了加热用与冷却用的2机以上的间歇式加压系统，从而实现生产性的提高。在连续式的情况下为后者，可以容易地进行连续的加工，因此连续生产性优异。

作为增强纤维毡不采用无纺织物状的形态的例子，有增强纤维沿一个方向排列而成的片基材、织物基材、和无皱折基材等。这些形态由于增强纤维规则地紧密配置，因此增强纤维毡中的空隙部少，热塑性树脂不形成充分的锚固结构，因此接合能力降低。此外，在树脂为热塑性树脂的情况下，含浸变得极其困难，形成未含浸部、或大大限制含浸方法、树脂种类的选择。

在本发明中，也可以在不损害本发明的特征的范围内，制成将结构体或结构体前体用于芯层，并且，将使树脂含浸于连续的增强纤维而得的片状中间基材用于表层的夹层结构体。这里，所谓连续的增强纤维，是至少沿一个方向以100mm以上的长度连续的增强纤维，其多根沿一个方向排列的集合体、所谓的增强纤维束在夹层结构体的全长连续。作为由连续的增强纤维形成的片状中间基材的形态，为由多根连续的增强纤维形成的增强纤维束所构成的布、多根连续的增强纤维沿一个方向排列而成的增强纤维束(单向性纤维束)、由该单向性纤维束构成的单向性布等。增强纤维可以由相同形态的多根纤维束构成，或者，也可以由不同形态的多根纤维束构成。构成一个增强纤维束的增强纤维数通常为300～48,000根，但如果考虑预浸料的制造、布的制造，则期望为300～24,000根，更期望为1,000～12,000根。

在使用无纺织物以外的增强纤维毡的情况下，为了控制结构体的弯曲弹性模量Ec，期望使用改变增强纤维的方向进行叠层的形态。特别是在有效率地提高夹层结构体的弹性模量、强度方面，期望使用将纤维束沿一个方向拉齐的连续的增强纤维(称为UD)，并且改变增强纤维的取向方向进行叠层。

结构体可举出例如，“个人电脑、显示器、OA设备、移动电话、移动信息终端、PDA(电子手帐等移动信息终端)、摄像机、光学设备、音频、空调器、照明设备、娱乐用品、玩具用品、其它家电制品等的壳体、托盘、底盘、内装构件、振动板、扬声器纸盆(speaker cone)、或其壳体”等电气、电子设备部件、“扬声器纸盆”等音响构件、“各种元件、各种框架、各种铰链、各种臂、各种车轴、各种车轮用轴承、各种梁”、“车罩、车顶、车门、挡泥板、行李箱盖、侧板、后围板、前部车身、底部车身、各种立柱、各种元件、各种框架、各种梁、各种支架、各种轨道、各种铰链”等的外板、或车身部件、“缓冲器、缓冲器梁、饰带、底罩、发动机罩、整流板、阻流板、前罩板通风孔、流线型零部件”等外装部件、“仪表板、座椅骨架、门饰板、立柱装饰件、方向盘、各种模块”等内装部件、或“电动机部件、CNG罐、汽油罐”等汽车、双轮车用结构部件、“蓄电池托盘、前大灯支架、踏板外壳、保护器、灯光反射器、灯壳、隔音罩、备胎罩”等汽车、双轮车用部件、“隔音壁、防音壁等壁内构件”等建材、“起落架吊舱、翼尖小翼、阻流板、前缘、舷梯、升降舵、整流罩、肋、座椅”等航空器用部件。从力学特性和形状赋形性的观点考虑，期望使用汽车内外装、电气/电子设备壳体、自行车、体育用品用结构材、航空器内装材、运输用箱体、建材。其中，特别适合于由多个部件构成的模块构件。从力学特性和均质性的观点考虑，期望使用于振动板、扬声器纸盆等音响部件。

实施例

以下，通过实施例进一步详细地说明本发明。

(1)结构体中的增强纤维的体积含有率Vf

测定了结构体的质量Ws后，将结构体在空气中在500℃下加热30分钟而烧掉树脂成分，测定剩下的增强纤维的质量Wf，通过下式算出。此时，增强纤维和树脂的密度使用按照JIS Z8807(2012)的液中称量法测定的结果。

Vf(体积％)＝(Wf/ρf)/{Wf/ρf+(Ws-Wf)/ρr}×100

ρf：增强纤维的密度(g/cm³)

ρr：树脂的密度(g/cm³)

(2)结构体的弯曲试验

从结构体切出试验片，按照ISO178法(1993)测定弯曲弹性模量。关于试验片，对将任意方向设为0°方向的情况下+45°、-45°、90°方向这4个方向切出而制造试验片，关于各个方向，使测定数为n＝5，将算术平均值设为弯曲弹性模量Ec。作为测定装置，使用了“インストロン(注册商标)”5565型万能材料试验机(インストロン·ジャパン(株)制)。由所得的结果通过下式，算出结构体的比弯曲刚性。

比弯曲刚性＝Ec^1/3/ρ

(3)结构体的同心圆均质度

在将从结构体的顶点到底面的端部的最小距离设为r的情况下，在距顶点距离为r的50％的位置r50、与通过顶点的任意1条直线和从该直线倾斜45°、90°、135°的通过顶点的合计4条直线的交点，与上述(2)项同样地操作而进行了弯曲试验。将距离r50处的弯曲弹性模量设为Eci。此外将所得的全部数据的平均弯曲弹性模量设为Ec。由所得的弯曲弹性模量的值和下式，算出同心圆均质度。

·同心圆均质度(％)＝{Σ(Eci-Ec)²/i}^0.5/Ec×100

Eci：距离r50处的弯曲弹性模量的各自值(i＝1，2，···8)(GPa)

Ec：距离r50处的平均弯曲弹性模量(GPa)

(4)结构体的放射均质度

在通过结构体的顶点的任意1条直线和从该直线倾斜了90°的直线的合计2条直线、与在将从顶点到底面的端部的最小距离设为r的情况下距顶点距离为r的30％的位置r30、距顶点距离为r的70％的位置r70的交点，与上述(2)项同样地操作而进行了弯曲试验。将各交点处的弯曲弹性模量设为Eri。此外将所得的全部数据的平均弯曲弹性模量设为Er。由所得的弯曲弹性模量的值和下式，算出放射均质度。

·放射均质度(％)＝{Σ(Eri-Er)²/i}^0.5/Er×100

Eri：各位置处的弯曲弹性模量的各自值(i＝1，2，···8)(GPa)

Er：各位置处的平均弯曲弹性模量(GPa)

(5)结构体的密度ρ

从结构体切出试验片，按照JIS K7222(2005)测定了结构体的表观密度。试验片的尺寸设为纵100mm、横100mm。用测微计测定试验片的纵、横、厚度，由所得的值算出试验片的体积V。此外，用电子天平测定切出的试验片的质量M。通过将所得的质量M和体积V代入下式而算出结构体的密度ρ。

ρ[g/cm³]＝10³×M[g]/V[mm³]

(6)结构体的空隙的体积含有率

从结构体切出纵10mm、横10mm的试验片，通过扫描型电子显微镜(SEM)((株)日立ハイテクノロジーズ制S-4800型)对截面进行观察，以1000倍的倍率自结构体的表面等间隔地对10处进行拍摄。关于各个图像，求出图像内的空隙的面积A_a。进一步，通过将空隙的面积A_a的合计除以图像整体的面积而算出空隙率。结构体的空隙的体积含有率是在5片试验片中分别拍摄各10处，由合计50处的空隙率通过算术平均而求出。

需要说明的是，在结构体中，为了判断从表面开始到厚度方向的中点位置为止的空隙率与剩下的部分的空隙率不同的情况，在上述等间隔地拍摄的10处，算出各自的空隙的体积含有率，分成空隙的体积含有率为0体积％以上且小于10体积％的范围内的情况、和空隙的体积含有率为10体积％以上且99体积％以下的情况而求出。

(7)结构体中的树脂的体积含有率

使用由(1)、(6)求出的结构体中的增强纤维的体积含有率和空隙的体积含有率的值，通过下式求出树脂的体积含有率。

树脂的Vr(体积％)＝100-(Vf+Va)

Vf：增强纤维的体积含有率(体积％)

Va：空隙的体积含有率(体积％)

在下述实施例和比较例中，使用了以下材料。

[碳纤维1]

由以聚丙烯腈为主成分的共聚物进行纺丝、烧成处理、和表面氧化处理，获得了总单丝数12,000根的连续碳纤维。该连续碳纤维的特性如下所述。

单纤维直径：7μm

密度：1.78g/cm³

抗拉强度：4600MPa

拉伸弹性模量：220GPa

[PP树脂]

制作出由未改性聚丙烯树脂(プライムポリマー(株)制“プライムポリプロ”(注册商标)J105G)80质量％、与酸改性聚丙烯树脂(三井化学(株)制“アドマー”QB510)20质量％形成的目付100g/m²的树脂片。

[PA树脂]

制作出由尼龙6树脂(東レ(株)制“アミラン”(注册商标)CM1021T)形成的目付124g/m²的树脂膜。

[增强纤维毡1]

将碳纤维1用筒形切割机切割成6mm，获得了短切碳纤维。制作由水和表面活性剂(ナカライテクス(株)制，聚氧乙烯月桂基醚(商品名))构成的浓度0.1质量％的分散液，使用该分散液和短切碳纤维使用图11所示的增强纤维毡的制造装置，制造出增强纤维毡。图11所示的制造装置具备作为分散槽的在容器下部具有开口旋塞的直径1000mm的圆筒形状的容器、和将分散槽与抄纸槽连接的直线状的输送部(倾斜角30°)。在分散槽的顶面的开口部附带搅拌机，能够从开口部投入短切碳纤维和分散液(分散介质)。抄纸槽在底部具备具有宽度500mm的抄纸面的网格输送机，能够运送碳纤维基材(抄纸基材)的输送机与网格输送机连接。抄纸时使分散液中的碳纤维浓度为0.05质量％而进行。将进行抄纸而得的碳纤维基材在200℃的干燥炉中干燥30分钟，获得了无纺织物状的增强纤维毡1。所得的目付为50g/m²。

[增强纤维毡2]

将碳纤维1用筒形切割机切割成3mm，除此以外，与增强纤维毡1同样地操作而获得了无纺织物状的增强纤维毡2。

(实施例1)

制作出将作为增强纤维毡的增强纤维毡1、作为树脂片的PP树脂按照[树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片]的顺序配置而得的叠层物。接着，通过经过以下工序(I)～(IV)而获得了结构体前体。

(I)将叠层物配置在预热到230℃的加压成型机的热盘之间并关闭模具。

(II)接着，保持120秒后，施与3MPa的压力并进一步保持60秒。

(III)在工序(II)之后，在保持压力的状态下将热盘的温度冷却直到50℃。

(IV)打开加压成型机的热盘取出结构体前体。

将所得的结构体前体用设定为200℃的烘箱加热3分钟。预先测定用200℃的烘箱加热PP树脂时的抗拉强度，确认了通过3分钟以上的加热而抗拉强度变为10MPa以下，将加热时间设定为3分钟。

接着，将经加热的状态的结构体前体配置于能够成型图1所示的结构体的表面温度设定为230℃的模具，进行了3MPa的加压。然后，打开模具，在其末端插入金属间隔物，以获得结构体时的厚度成为1.68mm的方式调整，再次将模具闭合。在保持了3MPa的压力的状态下冷却直到模具表面温度变为50℃，打开模具取出结构体。将实施例1的结构体的特性示于表1中。

(实施例2)

制作出将作为增强纤维毡的增强纤维毡1、作为树脂片的PP树脂按照[树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片]的顺序配置的叠层物，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体。将实施例2的结构体的特性示于表1中。

(实施例3)

制作出将作为增强纤维毡的增强纤维毡1、作为树脂片的PP树脂按照[树脂片/增强纤维毡/增强纤维毡/树脂片]的顺序配置的叠层物，以获得结构体时的厚度成为1.40mm的方式调整，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体。将实施例3的结构体的特性示于表1中。

(实施例4)

使成型所使用的模具为具有图4(c)所示那样的截面形状的半球状，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体。将实施例4的结构体的特性示于表1中。

(实施例5)

使成型所使用的模具为底面为正方形且为图4(b)所示那样的四棱锥台状，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体。将实施例5的结构体的特性示于表1中。

(实施例6)

使成型所使用的模具为图4(d)所示那样的形状，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体。将实施例6的结构体的特性示于表2中。

(实施例7)

将增强纤维毡由增强纤维毡1变更为增强纤维毡2而制成结构体前体，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体。将实施例7的结构体的特性示于表2中。

(实施例8)

将树脂片由PP树脂变更为Ny树脂而制成结构体前体，使烘箱的温度为230℃，使模具的温度为260℃，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体。将实施例8的结构体的特性示于表2中。

(实施例9)

作为材料，使用碳纤维增强环氧树脂(商品名：“トレカ”预浸料P3252S-10，東レ(株))和发泡聚丙烯片(商品名：エフセルRC2010(2倍发泡，厚度1.0mm)，古河电气工业(株))，获得了[预浸料(0°方向)/预浸料(90°方向)/预浸料(0°方向/预浸料(90°方向)/エフセル/预浸料(90°方向)/预浸料(0°方向)/预浸料(90°方向)/预浸料(0°方向)]的叠层体。将该叠层体配置于将表面温度设定为150℃的模具，进行了0.5MPa的加压。保持压力30分钟后，打开模具而获得了结构体。将实施例9的结构体的特性示于表2中。

(比较例1)

作为材料，将玻璃纤维增强聚丙烯树脂(商品名：“モストロン”L-3040P，(株)プライムポリプロ)以50质量％的比率、将发泡剂(商品名：ポリスレンEE206，永和化成工业(株))以50质量％的比率进行干式掺混，在料筒温度230℃、模具温度50℃下使用与实施例1的结构体为相同形状的模具进行注射成型，获得了结构体。将比较例1的结构体的特性示于表3中。

(比较例2)

作为材料，将碳纤维增强环氧树脂(商品名：“トレカ”F6343B-05P，東レ(株))7片叠层，获得了叠层体。使用该叠层体，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体。将比较例2的结构体的特性示于表3中。

[表1]

[表2]

[表3]

(表3)

〔研究〕

明确了实施例1～9为满足结构体的比弯曲刚性的具有山形的形状的结构体。在实施例1～3中，显示出能够使比弯曲刚性有意地变化，根据要求的特性能够使构成变更。在实施例4和5中，是成为侧面部或底面不同的山形的形状的结构体，实施例4中为点对称，因此能够沿全部方向表现均质的特性。实施例5是具有角的结构体，因此可以提高结构体的刚性。在实施例6中，获得了具有斜面的倾斜陡峭的截面形状的结构体。在实施例7中获得了变更了纤维长度的结构体，在实施例8中获得了变更了树脂的结构体。在实施例9中，可以以使用了连续纤维的夹层构成获得结构体。进一步在实施例1～8中，同心圆状和/或放射线状的均质性优异。另一方面，在比较例1和比较例2中，比弯曲刚性和均质性不能满足。

产业可利用性

根据本发明，可以提供刚性和轻量性优异的具有山形的形状的结构体。进一步，可以提供均质性优异的结构体。

符号的说明

1 结构体

2 顶面部

3 侧面部

4 顶点

5 重心

6 树脂

7 增强纤维

8 空隙

9 单纤维

10 凸缘部。

Claims

1.一种结构体，是具有树脂、增强纤维和空隙的结构体，

所述结构体具有山形的形状。

2.根据权利要求1所述的结构体，所述山形的形状的同心圆均质度为20％以下。

3.根据权利要求1或2所述的结构体，其特征在于，所述山形的形状为选自圆锥状、半球状、多棱锥状、圆锥台状、半球台状、和多棱锥台状中的形状。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的结构体，在将所述结构体的垂直投影面的面积设为S1，将由所述结构体的垂直投影面的顶点与底面形成的三角形的面积设为S2时，S1与S2之比即S1/S2为0.3～1.7。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的结构体，所述弯曲弹性模量Ec为3GPa以上。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的结构体，所述山形的形状的放射均质度为20％以下。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的结构体，所述结构体的厚度为0.2mm以上。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的结构体，其满足以下的(1)～(3)：

(1)所述树脂的体积含有率为2.5～85体积％，

(2)所述增强纤维的体积含有率为0.5～55体积％，

(3)所述空隙的体积含有率为10～97体积％。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的结构体，所述增强纤维为大致单丝状，在结构体中无规则地分散着，且为由质均纤维长度1～15mm的不连续的增强纤维构成的无纺织物状的形态。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的结构体，所述增强纤维选自金属纤维、沥青系碳纤维、和PAN系碳纤维。

11.一种结构体的制造方法，是权利要求1～10中任一项所述的结构体的制造方法，其至少依次具有以下工序：

工序[1]：将至少包含树脂和增强纤维的纤维增强树脂即结构体前体加热直到所述树脂的抗拉强度变成10MPa以下的工序；

工序[2]：对所述纤维增强树脂即结构体前体在加热直到所述树脂的抗拉强度变成了10MPa以下的状态下施与压力，赋形形状的工序；

工序[3]：通过调整所述纤维增强树脂即结构体前体的厚度来使其膨胀的工序。