CN110234685A - 纤维增强材料和结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供难以断裂的纤维增强材料和结构体，本纤维增强材料具有：纤维集合体(15)；和，覆盖纤维集合体(15)的基质材料(12)，基质材料(12)是将聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、和具有跟聚酰胺树脂反应的反应性基团的改性弹性体配混而成的热塑性树脂组合物。以1m/秒以上且4m/秒以下的撞针速度进行刺穿试验的情况下，将施加最大冲击力时的位移量设为PM、将断裂点处的位移量设为PB的情况下，为PB/PM≥4。进而，将直至施加最大冲击力所吸收的能量设为E1、将施加最大冲击力后直至断裂点所吸收的能量设为E2、将E1与E2的总计吸收能量设为ET的情况下，E2相对于ET的比率为70％以上。本结构体由本纤维增强材料形成。

Description

纤维增强材料和结构体
技术领域
本发明涉及纤维增强材料和结构体。更详细而言，涉及具有优异的冲击吸收力的纤维增强材料和结构体。
背景技术
一直以来，已知有被称为纤维增强塑料的复合材料。一般而言，纤维增强塑料如下得到：将玻璃纤维无纺布等纤维集合体作为芯材，将该芯材用作为基质材料的树脂(基质树脂)覆盖后，固化从而得到。此时，基质树脂中大多采用热固性树脂。从容易浸渗至芯材内部的观点出发，大多选择未固化状态下的流动性优异的树脂。然而，热固性树脂存在如下缺点：如果固化，则脆性变大，容易断裂。因此，寻求更难以断裂的纤维增强材料和结构体。从这样的观点出发，考虑采用热塑性树脂作为基质树脂。
作为耐冲击性优异的热塑性树脂，已知有下述专利文献1～3。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-147647号公报
专利文献2：日本特开2013-147646号公报
专利文献3：日本特开2013-147645号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上述，考虑采用热塑性树脂作为基质树脂的情况下，在熔融状态下流动性优异，且固化状态下柔软性和耐冲击性优异，因此，例如考虑采用尼龙6等聚酰胺树脂。然而，聚酰胺树脂虽然对于较低速输入的冲击能发挥优异的耐冲击性，但是随着输入的冲击高速化，存在难以维持充分的耐冲击性的问题。
需要说明的是，上述专利文献1中公开一种热塑性树脂组合物，其为将聚烯烃树脂与聚酰胺树脂与增容剂配混而成的热塑性树脂组合物，其具有相分离结构，所述相分离结构具有：连续相、分散相、和进一步分散于分散相内的微分散相。示出该热塑性树脂组合物发挥优异的耐冲击性。
另外，上述专利文献2中公开了如下方案：采用PA11、PA610、PA614、PA1010和/或PA10T作为聚酰胺树脂，采用酸改性烯烃系热塑性弹性体作为增容剂的情况下，将聚烯烃树脂与聚酰胺树脂与增容剂熔融混合而成的热塑性树脂组合物能发挥优异的耐冲击性。
进而，上述专利文献3中示出：将聚酰胺树脂和增容剂熔融混炼而得到的混合树脂、与聚烯烃树脂熔融混炼而成的热塑性树脂组合物中，可以发挥优异的耐冲击性。
然而，上述专利文献1～3中，关于对纤维增强材料和结构体的应用，尚未进行研究。
本发明是鉴于上述实际情况而作出的，其目的在于，提供：与以往相比，更难以断裂的纤维增强材料和结构体。
用于解决问题的方案
即，为了解决上述问题，本发明如以下所述。
技术方案1中记载的纤维增强材料的主旨在于，其具有：纤维；和，覆盖前述纤维的基质材料，
前述基质材料是将聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、和具有跟前述聚酰胺树脂反应的反应性基团的改性弹性体配混而成的热塑性树脂组合物。
技术方案2中记载的纤维增强材料的主旨在于，技术方案1中记载的纤维增强材料中，前述纤维为纤维集合体。
技术方案3中记载的纤维增强材料的主旨在于，技术方案1或2中记载的纤维增强材料中，以1m/秒以上且4m/秒以下的撞针速度进行刺穿试验的情况下，
将施加最大冲击力(N)时的位移量(mm)设为PM、
将断裂点处的位移量(mm)设为PB的情况下，PB/PM≥4。
技术方案4中记载的纤维增强材料的主旨在于，技术方案3中记载的纤维增强材料中，进而，将直至施加最大冲击力(N)所吸收的能量(Nmm)设为E1、
将施加最大冲击力(N)后直至达到断裂点所吸收的能量(Nmm)设为E2、
将前述能量E1与前述能量E2的总计吸收能量(Nmm)设为ET的情况下，E2相对于ET的比率(E2/ET)为70％以上。
技术方案5中记载的纤维增强材料的主旨在于，技术方案1至4中任一项所述的纤维增强材料中，前述纤维集合体为编织物。
技术方案6中记载的纤维增强材料的主旨在于，技术方案1至4中任一项所述的纤维增强材料中，前述纤维集合体为无纺布。
技术方案7中记载的纤维增强材料的主旨在于，技术方案1至6中任一项所述的纤维增强材料中，前述热塑性树脂组合物具有：
包含前述聚烯烃树脂的连续相(A)；和，
分散于前述连续相(A)中的、包含前述聚酰胺树脂的分散相(B)。
技术方案8中记载的纤维增强材料的主旨在于，技术方案7中记载的纤维增强材料中，前述分散相(B)进而包含前述改性弹性体，
前述分散相(B)具有：包含前述聚酰胺树脂的连续相(B1)；和，分散于前述连续相(B1)中的包含前述改性弹性体的微分散相(B2)。
技术方案9中记载的结构体的主旨在于，其是由技术方案1至8中任一项所述的纤维增强材料形成的。
发明的效果
根据本发明的纤维增强材料，可以形成与以往相比更难以断裂的纤维增强材料。特别是可以增大直至断裂为止的期间裂纹进展所消耗的能量，通过该作用，可以得到更难以断裂的纤维增强材料。
根据本发明的结构体，可以形成与以往相比更难以断裂的结构体。特别是可以增大直至断裂为止的期间裂纹进展所消耗的能量，通过该作用，可以得到更难以断裂的结构体。
附图说明
对于本发明，列举本发明的典型的实施方式的非限定性的例子，参照提及的多个附图、且用以下的详细的记载进一步进行说明，但同样的参照符号如附图中的几个图那样表示同样的部件。
图1为用于说明本纤维增强材料和本结构体的一例的示意图。
图2为用于说明本纤维增强材料和本结构体的另一例的示意图。
图3为用于说明构成本纤维增强材料和本结构体的热塑性树脂组合物的相结构的一例的示意图。
图4为用于说明构成本纤维增强材料和本结构体的热塑性树脂组合物的相结构的另一例的示意图。
图5为标绘将各实施例和比较例的试验片供至刺穿试验(撞针速度1m/秒)而得到的冲击力与位移量的相关性的图。
图6为标绘将各实施例和比较例的试验片供至刺穿试验(撞针速度4m/秒)而得到的冲击力与位移量的相关性的图。
具体实施方式
此处所示的事项是示例的事项和用于示例性说明本发明的实施方式的事项，为了提供认为是最有效且不难以理解的说明而说明本发明的原理和概念性的特征。这一点，不意图示出本发明的结构的详细情况至为了本发明的根本理解所需的程度以上，通过配合附图的说明，本领域技术人员显而易见的是，本发明的几个方式实际上是如何具体化的。
[1]纤维增强材料
本纤维增强材料(10)具有：纤维(15)；和，覆盖纤维(15)的基质材料(12)(参照图1和图2)。
其中，基质材料(12)是将聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、和具有跟聚酰胺树脂反应的反应性基团的改性弹性体配混而成的热塑性树脂组合物。
〈1〉关于纤维
纤维15为在纤维增强材料10内成为加强材料的材料。该纤维15可以分散于纤维增强材料10内而包含，也可以聚集而包含。通常，纤维长度短的情况下(即，为短纤维的情况下)，优选分散含有(参照图1)。另外纤维长度长的情况下(即，为长纤维的情况下)，优选以纤维集合体15的形式包含(参照图2)。即，纤维1为纤维集合体15的情况下，本纤维增强材料10具有：纤维集合体15；和，覆盖前述纤维集合体15的基质材料12，前述基质材料12成为将聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、和具有跟前述聚酰胺树脂反应的反应性基团的改性弹性体配混而成的热塑性树脂组合物即纤维增强材料10。
纤维15为短纤维的情况通常是指，纤维长度低于15mm的情况。为短纤维(包含纤维填料)的情况下，该纤维长度优选1mm以上、更优选3mm以上、进一步优选5mm以上。另一方面，纤维15为长纤维的情况下，纤维长度优选15mm以上。通过纤维长度为15mm以上，从而形成纤维集合体的情况下，构成该纤维集合体的构成纤维(单纤维)彼此变得容易形成与1条以上的其他构成纤维相互交叉的状态，可以提高作为纤维集合体15的撕裂强度。从这样的观点出发，为长纤维的情况下，该纤维长度优选50mm以上、更优选100mm以上、进一步优选500mm以上。为长纤维的情况下，该最大纤维长度没有限定，例如，对于由本纤维增强材料形成的结构体，可以包含：从其一端至另一端系列地连续的纤维。上述情况下，最大纤维长度例如可以设为1×106mm以下。
以纤维集合体15的形式包含纤维15的情况下，纤维集合体15在纤维增强材料10内成为芯材。纤维15为纤维集合体15的情况下，构成纤维集合体15的构成纤维的集合形态没有限定，可以举出织物、针织物、无纺布(包含纤维堆积物等)等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。此时的织物的针织形态、针织物的编织形态、无纺布的堆积形态等没有限定。
纤维集合体15的厚度也没有限定，例如可以设为1×10-3mm以上且100mm以下。另外，纤维集合体15的单位面积重量也没有限定，例如可以设为0.1g/m2以上且100000g/m2以下。
构成形成纤维15和纤维集合体15的构成纤维的材料没有限定，可以使用无机材料，也可以使用有机材料，还可以将它们组合使用。
作为无机纤维，可以举出玻璃纤维、碳纤维、活性炭纤维、陶瓷纤维(硅酸盐、钛酸盐、氧化铝等)、金属纤维、硼纤维等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
作为有机纤维，可以举出天然纤维、合成纤维等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。其中，作为天然纤维，可以举出植物性纤维(洋麻纤维等)、动物性纤维(动物毛、丝绸等)等。另外作为合成纤维，可以举出将合成树脂赋型为纤维形状的纤维。作为这样的合成树脂制纤维，可以举出聚酰胺树脂纤维(脂肪族聚酰胺(尼龙纤维等)、芳香族聚酰胺(芳族聚酰胺纤维、商品名“KevLar”等)等)、聚酯树脂纤维(脂肪族聚酯、芳香族聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维等)等)、聚烯烃树脂纤维(高分子量聚烯烃(商品名“Dyneema”等)等)、聚苯唑树脂纤维(聚-对苯撑苯并二噁唑纤维(商品名“ZyLon”等)等)。此外，还可以举出维尼纶纤维、聚芳酯纤维等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
进而，纤维的形态没有限定，可以为细纱，也可以为长丝纱，还可以将它们组合使用。进而，可以使用单丝，也可以使用复丝，还可以将它们组合使用。
需要说明的是，作为纤维15，均可以包含短纤维和长纤维。即，例如可以举出包含纤维集合体15和纤维填料的纤维增强材料等。
〈2〉关于基质材料
基质材料12是覆盖纤维15的材料，对于本纤维增强材料10，为热塑性树脂组合物(参照图1和图2)。另外，通常基质材料12粘结在纤维15的表面。即，构成基质材料12的热塑性树脂组合物与纤维15粘结。
而且，特别是纤维15为纤维集合体15的情况下，构成基质材料12的热塑性树脂组合物与构成纤维集合体15的构成纤维粘结，基质材料12通常浸渗至纤维集合体15的内部。即，纤维15为纤维集合体15的情况下，构成纤维集合体15的表面侧的基质材料12与构成纤维集合体15的背面侧的基质材料12在纤维集合体15内一体地融合(参照图2)。进而，换言之，纤维集合体15埋设于基质材料12中。
另外，基质材料12是将聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、和具有跟聚酰胺树脂反应的反应性基团的改性弹性体配混而成的热塑性树脂组合物。
(1)聚烯烃树脂
聚烯烃树脂为烯烃的均聚物(均聚物)和/或烯烃的共聚物(共聚物)。
构成聚烯烃树脂的烯烃没有特别限定，可以举出乙烯、丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
即，作为聚烯烃树脂，可以举出聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚1-丁烯、聚1-己烯、聚4-甲基-1-戊烯等。这些聚合物可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。即，聚烯烃树脂可以为上述聚合物的混合物。
作为上述聚乙烯树脂，可以举出乙烯均聚物、和乙烯与其他烯烃的共聚物。作为后者，可以举出乙烯·1-丁烯共聚物、乙烯·1-己烯共聚物、乙烯·1-辛烯共聚物、乙烯·4-甲基-1-戊烯共聚物等(其中，全部结构单元数中的50％以上为源自乙烯的单元)。
另外，作为聚丙烯树脂，可以举出丙烯均聚物、和丙烯与其他烯烃的共聚物。
另一方面，作为构成丙烯与其他烯烃的共聚物的其他烯烃，可以举出前述各种烯烃(其中，除丙烯之外)。其中，优选乙烯和1-丁烯等。即，优选丙烯·乙烯共聚物、丙烯·1-丁烯共聚物。
另外，丙烯与其他烯烃的共聚物可以为无规共聚物也可以为嵌段共聚物。
需要说明的是，丙烯与其他烯烃的共聚物为全部结构单元数中的50％以上为源自丙烯的单元。
热塑性树脂组合物中，聚烯烃树脂优选包含均聚物，进而，优选以均聚物为主成分(相对于整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。即，优选以乙烯、丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等烯烃中的1种为单体的均聚物、或其混合物。它们之中，特别优选包含丙烯均聚物，进而，优选以丙烯均聚物为主成分(相对于整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。
另外，作为聚烯烃树脂为以均聚物为主成分、且以丙烯均聚物为主成分时，作为除丙烯均聚物以外的其他均聚物，可以举出乙烯均聚物和/或1-丁烯均聚物等。
需要说明的是，聚烯烃树脂为对聚酰胺树脂不具有亲和性的聚烯烃、且为不具有能跟聚酰胺树脂反应的反应性基团的聚烯烃。在这一点，不同于改性弹性体。
热塑性树脂组合物中，聚烯烃树脂的平均分子量(重均分子量)没有特别限定，优选10000以上且500000以下，更优选100000以上且450000以下，特别优选200000以上且400000以下。
该重均分子量为基于凝胶渗透色谱法(GPC)的聚苯乙烯换算的重均分子量。另外本发明中，使用均聚物作为聚烯烃树脂的情况下，上述重均分子量的各数值范围可以分别换成为数均分子量的数值范围。
(2)聚酰胺树脂
聚酰胺树脂为具有借助酰胺键(-NH-CO-)多个单体聚合而成的链状骨架的聚合物。
作为构成聚酰胺树脂的单体，可以举出6-氨基己酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸、对氨基甲基苯甲酸等氨基酸、ε-己内酰胺、十一内酰胺、ω-十二内酰胺等内酰胺等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
进而，聚酰胺树脂也可以由二胺与二羧酸的共聚而得到。上述情况下，作为单体的二胺中，可以举出乙二胺、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷、1,11-二氨基十一烷、1,12-二氨基十二烷、1,13-二氨基十三烷、1,14-二氨基十四烷、1,15-二氨基十五烷、1,16-二氨基十六烷、1,17-二氨基十七烷、1,18-二氨基十八烷、1,19-二氨基十九烷、1,20-二氨基二十烷、2-甲基-1,5-二氨基戊烷、2-甲基-1,8-二氨基辛烷等脂肪族二胺、环己烷二胺、双-(4-氨基环己基)甲烷等脂环式二胺、苯二甲胺(对苯二胺和间苯二胺等)等芳香族二胺等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
进而，作为单体的二羧酸中，可以举出草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十八烷二酸那样的脂肪族二羧酸、环己烷二羧酸那样的脂环式二羧酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸那样的芳香族二羧酸等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
即，作为聚酰胺树脂，可以举出聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺614、聚酰胺12、聚酰胺6T、聚酰胺6I、聚酰胺9T、聚酰胺M5T、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺10T、聚酰胺MXD6、聚酰胺6T/66、聚酰胺6T/6I、聚酰胺6T/6I/66、聚酰胺6T/2M-5T、聚酰胺9T/2M-8T等。这些聚酰胺可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
另外，本发明中，上述各种聚酰胺树脂中，可以使用源自植物的聚酰胺树脂。源自植物的聚酰胺树脂为使用由植物油等源自植物的成分得到的单体的树脂，因此，从环境保护的观点(特别是碳中和的观点)出发，为理想。
作为源自植物的聚酰胺树脂，可以举出聚酰胺11(以下，也简称为“PA11”)、聚酰胺610(以下，也简称为“PA610”)、聚酰胺612(以下，也简称为“PA612”)、聚酰胺614(以下，也简称为“PA614”)、聚酰胺1010(以下，也简称为“PA1010”)、聚酰胺1012(以下，也简称为“PA1012”)、聚酰胺10T(以下，也简称为“PA10T”)等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
上述中，PA11具有碳原子数为11的单体借助酰胺键键合而成的结构。PA11中，可以使用以蓖麻油为原料的氨基十一烷酸作为单体。源自碳原子数为11的单体的结构单元在PA11内、优选为全部结构单元中的50％以上，可以为100％。
PA610具有碳原子数为6的单体与碳原子数为10的单体借助酰胺键键合而成的结构。PA610中，可以使用以蓖麻油为原料的癸二酸作为单体。源自碳原子数为6的单体的结构单元和源自碳原子数为10的单体的结构单元，在PA610内，其总计优选全部结构单元中的50％以上，可以为100％。
PA1010具有碳原子数为10的二胺与碳原子数为10的二羧酸共聚而成的结构。PA1010中，可以使用以蓖麻油为原料的1,10-癸二胺(十亚甲基二胺)和癸二酸作为单体。源自这些碳原子数为10的二胺的结构单元和源自碳原子数为10的二羧酸的结构单元，在PA1010内，其总计优选全部结构单元中的50％以上，可以为100％。
PA614具有碳原子数为6的单体与碳原子数为14的单体借助酰胺键键合而成的结构。PA614中，可以使用源自植物、且碳原子数14的二羧酸作为单体。源自这些碳原子数为6的单体的结构单元和源自碳原子数为14的单体的结构单元，在PA614内，其总计优选全部结构单元中的50％以上，可以为100％。
PA10T具有碳原子数为10的二胺与对苯二甲酸借助酰胺键键合而成的结构。PA10T中，可以使用以蓖麻油为原料的1,10-癸二胺(十亚甲基二胺)作为单体。源自这些碳原子数为10的二胺的结构单元和源自对苯二甲酸的结构单元，在PA10T内，其总计优选全部结构单元中的50％以上，可以为100％。
上述5种源自植物的聚酰胺树脂中，PA11与其他4种源自植物的聚酰胺树脂相比，在低吸水性、低比重和植物化度高的观点上更优异。
聚酰胺610在吸水率、耐化学药品性和冲击强度的方面比PA11差，但在耐热性(熔点)和刚性(强度)的观点上优异。进而，与聚酰胺6、聚酰胺66相比，低吸水性且尺寸稳定性良好，因此，可以作为聚酰胺6、聚酰胺66的代替材料而使用。
聚酰胺1010与PA11相比，在耐热性和刚性的观点上优异。进而，植物化度也与PA11等同，可以用于更需要耐久性的部位。
聚酰胺10T在分子骨架中包含芳香环，因此，与聚酰胺1010相比，熔点更高，为高刚性。因此，可以在严苛环境下使用(耐热部位、强度输入部位)。
聚酰胺树脂的重均分子量没有特别限定，例如可以设为5000以上且100000以下，优选7500以上且50000以下、更优选10000以上且50000以下。
需要说明的是，聚酰胺树脂的重均分子量为基于凝胶渗透色谱法(GPC)的聚苯乙烯换算的重均分子量。
(3)改性弹性体
改性弹性体为具有跟聚酰胺树脂反应的反应性基团的弹性体。该改性弹性体进而优选的是：利用上述反应性基团对于聚酰胺树脂体现亲和性、同时另外对于聚烯烃树脂也体现亲和性的弹性体。即，改性弹性体优选的是：具有跟聚酰胺树脂反应的反应性基团、且对聚烯烃树脂和聚酰胺树脂这两者具有相容性的增容剂。
需要说明的是，改性弹性体可以在热塑性树脂组合物内，以未反应的改性弹性体的形式包含，也可以与聚酰胺树脂的反应物的形式包含，还可以以这些两者的形态包含。
作为上述反应性基团，可以举出酸酐基(-CO-O-OC-)、羧基(-COOH)、环氧基{-C2O(由2个碳原子与1个氧原子形成的三元环结构)}、噁唑啉基(-C3H4NO)和异氰酸酯基(-NCO)等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
这些反应性基团可以对改性前的弹性体(未改性弹性体)、通过改性而导入。具体而言，可以举出弹性体的酸改性物、弹性体的环氧改性物、和弹性体的噁唑啉改性物等。其中，优选弹性体的酸改性物，进而，更优选基于酸酐或羧酸的弹性体的改性物。
该改性弹性体特别优选在分子的侧链或末端具有酸酐基或羧基。酸改性量没有特别限定，例如，1分子的改性弹性体中所含的酸酐基或羧基的数量优选1以上、更优选2以上且50以下，进一步优选3以上且30以下，特别优选5以上且20以下。
上述改性弹性体可以单独使用、或以2种以上的组合使用。
作为改性前的弹性体，例如可以举出烯烃系弹性体、苯乙烯系弹性体等。从对聚烯烃树脂的相容性的观点出发，特别优选烯烃系弹性体。
作为上述烯烃系弹性体，优选包含源自碳数为3～8的α-烯烃的结构单元的α-烯烃系共聚物，可以设为乙烯·α-烯烃共聚物、α-烯烃共聚物、α-烯烃·非共轭二烯共聚物、或、乙烯·α-烯烃·非共轭二烯共聚物。其中，特别优选乙烯·α-烯烃共聚物、α-烯烃共聚物、和乙烯·α-烯烃·非共轭二烯共聚物。
需要说明的是，作为非共轭二烯，可以举出1,4-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、1,6-己二烯等直链的非环状二烯化合物；5-甲基-1,4-己二烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯、5,7-二甲基辛-1,6-二烯、3,7-二甲基-1,7-辛二烯、7-甲基辛-1,6-二烯、二氢月桂烯等支链的非环状二烯化合物；四氢茚、甲基四氢茚、二环戊二烯、双环[2.2.1]-庚-2,5-二烯、5-亚甲基-2-降冰片烯、5-乙叉基-2-降冰片烯、5-丙烯基-2-降冰片烯、5-异丙叉基-2-降冰片烯、5-环己叉基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯等脂环式二烯化合物等。
作为具体的烯烃弹性体，可以举出乙烯·丙烯共聚物、乙烯·1-丁烯共聚物、乙烯·1-戊烯共聚物、乙烯·1-己烯共聚物、乙烯·1-辛烯共聚物、丙烯·1-丁烯共聚物、丙烯·1-戊烯共聚物、丙烯·1-己烯共聚物、丙烯·1-辛烯共聚物等。其中，优选乙烯·丙烯共聚物、乙烯·1-丁烯共聚物和乙烯·1-辛烯共聚物。
另外，作为上述苯乙烯系弹性体(即，具有苯乙烯骨架的苯乙烯系热塑性弹性体)，可以举出芳香族乙烯基化合物与共轭二烯化合物的嵌段共聚物和其氢化物。
作为上述芳香族乙烯基化合物，可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯等烷基苯乙烯；对甲氧基苯乙烯、乙烯基萘等。
另外，作为上述共轭二烯化合物，可以举出丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、甲基戊二烯、苯基丁二烯、3,4-二甲基-1,3-己二烯、4,5-二乙基-1,3-辛二烯等。
作为具体的苯乙烯系弹性体，可以举出苯乙烯·丁二烯·苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯·异戊二烯·苯乙烯共聚物(SIS)、苯乙烯·乙烯/丁烯·苯乙烯共聚物(SEBS)、苯乙烯·乙烯/丙烯·苯乙烯共聚物(SEPS)等。
另外，作为酸改性用的酸酐，可以举出马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐、琥珀酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、柠康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、丁烯基琥珀酸酐等。其中，优选马来酸酐、邻苯二甲酸酐和衣康酸酐。
另外，作为羧酸，可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸等。
作为热塑性树脂组合物中的改性弹性体，上述各种改性弹性体中，优选经酸酐改性的弹性体，特别优选经马来酸酐改性的弹性体，进而优选包含源自碳数为3～8的α-烯烃的结构单元的α-烯烃系共聚物的酸改性物。具体而言，优选以乙烯或丙烯与碳数3～8的α-烯烃的共聚物为骨架的烯烃系热塑性弹性体，更具体而言，优选马来酸酐改性乙烯·丙烯共聚物、马来酸酐改性乙烯·1-丁烯共聚物、马来酸酐改性乙烯·1-己烯共聚物和马来酸酐改性乙烯·1-辛烯共聚物等利用马来酸酐改性而得到的弹性体。具体而言，可以使用三井化学株式会社制的α-烯烃共聚物“TAFMER系列”(商品名)、Dow CHemicaL Company制的“AMPLIFY系列”(商品名)等。
热塑性树脂组合物中的改性弹性体的重均分子量没有特别限定，例如可以设为10000以上且500000以下，优选20000以上且500000以下，更优选30000以上且300000以下。
需要说明的是，改性弹性体的重均分子量是基于凝胶渗透色谱法(GPC)的聚苯乙烯换算的重均分子量。
(4)其他成分
热塑性树脂组合物不含前述聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和改性弹性体以外的热塑性树脂，作为热塑性树脂，可以仅由前述热塑性树脂构成，除这些之外，可以含有其他成分。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
作为其他成分，可以举出其他热塑性树脂。具体而言，可以举出聚酯系树脂(聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丁二酸亚丁酯、聚丁二酸亚乙酯、聚乳酸)等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
包含其他热塑性树脂的情况下，将前述聚烯烃树脂和聚酰胺树脂和改性弹性体和其他热塑性树脂的总计设为100质量％的情况下，其他热塑性树脂优选25质量％以下(进而20质量％以下，进而15质量％以下，进而10质量％以下，进而5质量％以下，1质量％以上)。
另外，作为能配混的添加剂，可以举出成核剂、抗氧化剂、热稳定剂、耐气候剂、光稳定剂、增塑剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、阻燃剂、增滑剂、防粘连剂、防雾剂、润滑剂、颜料、染料、分散剂、防铜害剂、中和剂、防气泡剂、焊接强度改良剂、天然油、合成油、蜡等。它们可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。
作为上述成核剂和加强填料，可以举出滑石、二氧化硅、粘土、蒙脱石、高岭土等硅酸盐；碳酸钙、碳酸锂、碳酸镁等碳酸盐；氧化铝、氧化钛、氧化锌等金属氧化物；铝、铁、银、铜等金属；氢氧化铝、氢氧化镁等氢氧化物；硫酸钡等硫化物；木炭、竹炭等碳化物；钛酸钾、钛酸钡等钛化物；纤维素微纤维、醋酸纤维素等纤维素类；富勒烯等碳类等。
作为上述抗氧化剂，可以举出酚系化合物、有机亚磷酸酯系化合物、硫醚系化合物等。
作为上述热稳定剂，可以举出受阻胺系化合物等。
作为上述紫外线吸收剂，可以举出二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、苯甲酸酯系化合物等。
作为上述抗静电剂，可以举出非离子系化合物、阳离子系化合物、阴离子系化合物等。
作为上述阻燃剂，可以举出卤素系化合物、磷系化合物(含氮磷酸盐化合物、磷酸酯等)、氮系化合物(胍、三嗪、三聚氰胺或它们的衍生物等)、无机化合物(金属氢氧化物等)、硼系化合物、有机硅系化合物、硫系化合物、红磷系化合物等。
作为上述阻燃助剂，可以举出锑化合物、锌化合物、铋化合物、氢氧化镁、粘土质硅酸盐等。
〈3〉关于相结构
热塑性树脂组合物是将聚烯烃树脂和聚酰胺树脂和改性弹性体配混而成的。该热塑性树脂组合物可以呈现任意相结构，其相结构没有特别限定，例如可以采用下述相结构(1)～(3)。即，
相结构(1)：具有包含聚烯烃树脂的连续相(A)、和分散于连续相(A)中的、包含聚酰胺树脂的分散相(B)的相结构(参照图3)。其中，具有包含聚酰胺树脂的连续相、和分散于该连续相中的分散相的其他相结构不共存。
相结构(2)：具有包含聚酰胺树脂的连续相、和分散于该连续相中的、包含聚烯烃树脂的分散相的相结构。其中，具有包含聚烯烃树脂的连续相、和分散于该连续相中的分散相的其他相结构不共存。
相结构(3)：具有包含聚烯烃树脂的连续相(A1)、分散于连续相(A1)中的、包含聚酰胺树脂的分散相(BA1)、包含聚酰胺树脂的连续相(A2)、和分散于连续相(A2)中的、包含改性弹性体的分散相(BA2)的相结构(参照图4)。
这些相结构中，优选呈现上述相结构(1)或相结构(3)。
对相结构(1)更详细说明时，相结构(1)可以具有：连续相(A)，其包含聚烯烃树脂；和，分散相(B)，其为分散于该连续相(A)内的分散相，且包含聚酰胺树脂，该分散相(B)除聚酰胺树脂以外可以包含改性弹性体。
此外，分散相(B)可以具有：连续相(B1)，其为该分散相(B)内的连续相，且包含聚酰胺树脂；和，微分散相(B2)，其为分散于该连续相(B1)内的微分散相，且包含改性弹性体(参照图3)。上述情况下，相结构(1)呈现在分散相(B)内进一步具有微分散相(B1)的多重相结构。
需要说明的是，相结构(1)为不具有除连续相(A)以外的连续相的相结构。另外，相结构(1)中，改性弹性体可以为未反应的改性弹性体，也可以为与聚酰胺树脂的反应物，还可以为它们的混合物。
另一方面，对相结构(3)更详细说明时，相结构(3)可以具有：连续相(A1)，其包含聚烯烃树脂；和，分散相(BA1)，其为分散于该连续相(A1)内的分散相，且包含聚酰胺树脂。该分散相(BA1)除聚酰胺树脂以外可以包含改性弹性体。
进而，相结构(3)中，与连续相(A1)和分散相(BA1)一起可以具有：连续相(A2)，其包含聚酰胺树脂；和，分散相(BA2)，其为分散于连续相(A2)内的分散相，且包含改性弹性体(参照图4)。即，相结构(3)可以呈现连续相(A1)和连续相(A2)这2个连续相共存的共连续相结构。
需要说明的是，其中，分散相(BA1)可以具有：连续相(BA11)，其为该分散相(BA1)内的连续相，且包含聚酰胺树脂；和，微分散相(BA12)，其为分散于该连续相(BA11)内的微分散相，且包含改性弹性体。上述情况下，相结构(3)呈现分散相(BA1)内进一步具有微分散相(BA12)的多重相结构。
另外，相结构(3)为不具有除连续相(A1)和连续相(A2)以外的连续相的相结构。另外，相结构(3)中，改性弹性体可以为未反应的改性弹性体，也可以为与聚酰胺树脂的反应物，还可以为它们的混合物。
上述相结构(1)的情况下，连续相(A)包含聚烯烃树脂。聚烯烃树脂优选为连续相(A)的主成分(相对于连续相A整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。另外，分散相(B)包含聚酰胺树脂，进而，可以包含改性弹性体。聚酰胺树脂(分散相(B)中包含改性弹性体的情况下，聚酰胺树脂和改性弹性体)优选为分散相(B)的主成分(相对于分散相B整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。
进而，分散相(B)可以具有：该分散相(B)内的连续相(B1)；和，分散于该连续相(B1)内的微分散相(B2)。其中，连续相(B1)包含聚酰胺树脂。聚酰胺树脂优选为连续相(B1)的主成分(相对于连续相B1整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。另外，微分散相(B2)包含改性弹性体。改性弹性体优选为微分散相(B2)的主成分(相对于微分散相B2整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。
上述相结构(3)的情况下，连续相(A1)包含聚烯烃树脂。聚烯烃树脂优选为连续相(A1)的主成分(相对于连续相A1整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。另外，对于连续相(A1)的分散相(BA1)包含聚酰胺树脂，进而，可以包含改性弹性体。聚酰胺树脂(分散相(B)中包含改性弹性体的情况下，聚酰胺树脂和改性弹性体)优选为分散相(BA1)的主成分(相对于分散相BA1整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。
进而，分散相(BA1)可以具有该分散相(BA1)内的连续相(BA11)、和分散于该连续相(BA11)内的微分散相(BA12)(也可以不具有它们)。具有该多重相结构的情况下，连续相(BA11)包含聚酰胺树脂。聚酰胺树脂优选为连续相(BA11)的主成分(相对于连续相BA11整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。另外，微分散相(BA12)包含改性弹性体。改性弹性体优选为微分散相(BA12)的主成分(相对于微分散相BA12整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。
另外，连续相(A2)包含聚酰胺树脂。聚酰胺树脂优选为连续相(A2)的主成分(相对于连续相A2整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。另外，连续相(A2)中的分散相(BA2)包含改性弹性体。改性弹性体优选为分散相(BA2)的主成分(相对于分散相BA2整体，通常为70质量％以上，可以为100质量％)。
具有这样的相结构(1)或相结构(3)的情况下，对于本纤维增强材料，可以发挥更优异的冲击吸收力。该相结构如后述，可以通过将聚酰胺树脂和改性弹性体的熔融混炼物与聚烯烃树脂进行熔融混炼而得到。
需要说明的是，本纤维增强材料的热塑性树脂组合物中，聚酰胺树脂与改性弹性体可以反应。即，可以为改性弹性体所具有的反应性基团跟聚酰胺树脂反应的反应物(聚酰胺树脂与改性弹性体的反应物)。例如，相结构(1)中，在连续相(A)与分散相(B)的界面、和/或连续相(B1)与微分散相(B2)的界面，可以存在有上述反应物。同样地，相结构(3)中，在连续相(A1)与连续相(A2)的界面、连续相(A1)与分散相(BA1)的界面、连续相(BA11)与微分散相(BA12)的界面等中可以存在有上述反应物。
对于各种相结构，经氧等离子体蚀刻处理后，进而，实施锇涂布处理，对所得试验片(热塑性树脂组合物的试验片)的处理面用场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM)进行观察。特别是，分散相和微分散相可以在该方法中放大至1000倍以上(通常10000倍以下)的图像中进行观察。另外，构成各相的成分可以通过在使用场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM)的观察时进行能量色散型X射线分析(EDS)而特定。
热塑性树脂组合物的分散相(图3中的分散相B、图4中的分散相BA1)的大小没有特别限定，其分散直径(平均分散直径)优选10000nm以下、更优选50nm以上且8000nm以下，进一步优选100nm以上且4000nm以下。
该分散相的分散直径可以如下测定：使用电子显微镜得到的1000倍以上的放大图像中进行测定。即，测定从图像内的规定的区域内随机选择的20个分散相的各自的最长直径，将所得最长直径的平均值作为第1平均值。然后，图像内的不同的5个区域中测定的第1平均值的进一步的平均值为分散相的平均分散直径(长轴平均分散直径)。
热塑性树脂组合物的分散相(图3中的分散相B、图4中的分散相BA1)内所含的微分散相(图3中的微分散相B2、图4中的微分散相BA12)的大小没有特别限定，其分散直径(平均分散直径)优选5nm以上且1000nm以下、更优选5nm以上且600nm以下，进一步优选10nm以上且400nm以下，特别优选15nm以上且350nm以下。
该微分散相的分散直径可以如下测定：使用电子显微镜得到的1000倍以上的放大图像中进行测定。即，测定从图像内的规定的区域内随机选择的20个微分散相的各自的最长直径，将所得最长直径的平均值作为第1平均值。然后，图像内的不同的5个区域中测定的第1平均值的进一步的平均值为微分散相的平均分散直径(长轴平均分散直径)。
〈4〉关于配混
热塑性树脂组合物中，将聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和改性弹性体的总计设为100质量％的情况下，聚烯烃树脂的比率可以设为2质量％以上且90质量％以下。其比率优选5质量％以上且85质量％以下、进而优选10质量％以上且83质量％以下、进而优选15质量％以上且80质量％以下、进而优选20质量％以上且78质量％以下、进而优选25质量％以上且75质量％以下、进而优选30质量％以上且73质量％以下、进而优选35质量％以上且70质量％以下。上述范围时，可以得到冲击吸收特性优异的纤维增强材料、和由该纤维增强材料得到的结构体。
热塑性树脂组合物中，将聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和改性弹性体的总计设为100质量％的情况下，聚酰胺树脂和改性弹性体(它们的一部分或全部可以彼此反应。以下同样)的比率可以设为10质量％以上且98质量％以下。其比率优选15质量％以上且95质量％以下、进而优选17质量％以上且90质量％以下、进而优选20质量％以上且85质量％以下、进而优选22质量％以上且80质量％以下、进而优选25质量％以上且75质量％以下、进而优选27质量％以上且70质量％以下、进而优选30质量％以上且65质量％以下。上述范围时，可以得到冲击吸收特性优异的纤维增强材料、和由该纤维增强材料得到的结构体。
热塑性树脂组合物中，将聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和改性弹性体的总计设为100质量％的情况下，聚酰胺树脂的比率可以设为1质量％以上且75质量％以下。其比率优选15质量％以上且72质量％以下、进而优选20质量％以上且70质量％以下、进而优选22质量％以上且68质量％以下、进而优选25质量％以上且65质量％以下、进而优选27质量％以上且57质量％以下、进而优选29质量％以上且53质量％以下、进而优选33质量％以上且49质量％以下。上述范围时，可以得到冲击吸收特性优异的纤维增强材料、和由该纤维增强材料得到的结构体。
热塑性树脂组合物中，将聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和改性弹性体的总计设为100质量％的情况下，改性弹性体的比率可以设为1质量％以上且60质量％以下。其比率优选5质量％以上且53质量％以下、进而优选11质量％以上且45质量％以下、进而优选12质量％以上且40质量％以下、进而优选13质量％以上且38质量％以下、进而优选14质量％以上且36质量％以下、进而优选15质量％以上且35质量％以下、进而优选18质量％以上且34质量％以下。上述范围时，可以得到冲击吸收特性优异的纤维增强材料、和由该纤维增强材料得到的结构体。
另外，热塑性树脂组合物中，将聚烯烃树脂和聚酰胺树脂的总计设为100质量％的情况下，聚酰胺树脂的比率可以设为1.5质量％以上且88质量％以下。其比率优选3质量％以上且75质量％以下、进而优选5质量％以上且70质量％以下、进而优选10质量％以上且65质量％以下、进而优选15质量％以上且60质量％以下、进而优选18质量％以上且55质量％以下、进而优选20质量％以上且50质量％以下、进而优选25质量％以上且45质量％以下。上述范围时，可以得到冲击吸收特性优异的纤维增强材料、和由该纤维增强材料得到的结构体。
进而，热塑性树脂组合物中，将聚酰胺树脂和改性弹性体的总计设为100质量％的情况下，改性弹性体的比率可以设为20质量％以上且90质量％以下。其比率优选22质量％以上且88质量％以下、进而优选25质量％以上且86质量％以下、进而优选27质量％以上且75质量％以下、优选29质量％以上且70质量％以下、进而优选32质量％以上且66质量％以下、进而优选36质量％以上且60质量％以下。上述范围时，可以得到冲击吸收特性优异的纤维增强材料、和由该纤维增强材料得到的结构体。
需要说明的是，对于将前述聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和改性弹性体的总计设为100质量％时的聚烯烃树脂的比率，前述相结构(1)(参照图3)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的连续相(A)的比率相等。另一方面，参照相结构(3)(图4)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的连续相(A1)的比率相等。此处所谓比率为体积比率，通常，也与该体积比率所反映的面积比率相等(以下，同样)。
对于将前述聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和改性弹性体的总计设为100质量％时的、聚酰胺树脂和改性弹性体的比率，前述相结构(1)(参照图3)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的分散相(B)的比率相等。另一方面，相结构(3)(参照图4)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的、分散相(BA1)和连续相(A2)和分散相(BA2)的总计比率相等。
对于将前述聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和改性弹性体的总计设为100质量％时的聚酰胺树脂的比率，前述相结构(1)(参照图3)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的连续相(B1)的比率相等。另一方面，相结构(3)(参照图4)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的、连续相(A2)和分散相内连续相(BA11)的总计比率相等。
对于将前述聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和改性弹性体的总计设为100质量％时的改性弹性体的比率，前述相结构(1)(参照图3)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的微分散相(B2)的比率相等。另一方面，相结构(3)(参照图4)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的、微分散相(BA12)和分散相(BA2)的总计比率相等。
对于将前述聚烯烃树脂和聚酰胺树脂的总计设为100质量％时的聚酰胺树脂的比率，前述相结构(1)(参照图3)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的连续相(B1)的比率相等。另一方面，相结构(3)(参照图4)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的、连续相(A2)、不具有微分散相(BA12)的分散相(BA1)、和具有微分散相(BA12)的分散相(BA1)中分散相内连续相(BA11)的总计比率相等。
对于将前述聚酰胺树脂和改性弹性体的总计设为100质量％时的改性弹性体的比率，前述相结构(1)(参照图3)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的微分散相(B2)的比率相等。另一方面，相结构(3)(参照图4)的情况下，通常与将相整体设为100质量％时的、分散相(BA2)和微分散相(BA12)的总计比率相等。
〈5〉关于冲击吸收特性
根据本发明的纤维增强材料和后述的结构体，可以发挥优异的冲击吸收特性。具体而言，以1m/秒以上且4m/秒以下的撞针速度进行刺穿试验的情况下，
将施加最大冲击力(N)时的位移量(mm)设为PM、将断裂点处的位移量(mm)设为PB的情况下，可以设为PB/PM≥4(通常为PB/PM≤10)。
即，是指，产生了裂纹后直至断裂的位移量比由于输入冲击而直至产生裂纹的位移量大4倍以上。因此，在直至产生裂纹能吸收的能量的基础上，裂纹进展时也可以进行巨大的能量吸收，因此，可以增大直至断裂的期间的总能量吸收量，可以发挥更优异的冲击吸收力。即，本纤维增强材料和本结构体可以说是更难以断裂的材料。一般而言，材料通过断裂而能进行冲击吸收，但断裂后，冲击吸收力会急剧降低，因此，总吸收能量以大于直至产生裂纹时能吸收的能量的方式进行设计。因此，需要向进一步增加厚度等成为长大重的方向进行设计迁移，但本纤维增强材料和本结构体中，可以为更薄、轻且小的设计，且增大总吸收能量。
上述值进而可以设为4≤PB/PM≤10，进而可以设为4.5≤PB/PM≤9.8，进而可以设为5.0≤PB/PM≤9.6，进而可以设为5.5≤PB/PM≤9.4。
进而，上述刺穿试验中，将直至施加最大冲击力(N)所吸收的能量(Nmm)设为E1、将施加最大冲击力(N)后直至达到断裂点所吸收的能量(Nmm)设为E2、将该能量E1与能量E2的总计吸收能量(Nmm)设为ET的情况下，E2相对于ET的比率(E2/ET)可以设为70％以上。
即，是指，施加最大冲击力(N)后直至达到断裂点所吸收的能量E2(Nmm)在总吸收能量中所占的比率为70％以上(通常90％以下)。即，由于输入冲击而产生裂纹后直至断裂所吸收的能量为直至产生裂纹所吸收的能量的2.3倍以上。如此，本纤维增强材料和本结构体中，裂纹进展时可以进行巨大的能量吸收，因此，直至断裂的期间，可以发挥优异的冲击吸收力。
上述值进而可以设为70≤E2/ET(％)≤90，进而可以设为70.5≤E2/ET(％)≤88。尤其是，本纤维增强材料和本结构体中，在撞针速度4m/秒的试验条件(即，高速冲击输入)下，进而可以设为72≤E2/ET(％)≤87，进而可以设为74≤E2/ET(％)≤86，进而可以设为76≤E2/ET(％)≤85。
需要说明的是，上述刺穿试验为依据JIS K7211-2的试验。此时，试验体(纤维增强材料10)中，作为纤维集合体15，使用单位面积重量200g/m2的碳纤维制织物，作为基质材料12，利用使用单位面积重量600g/m2的热塑性树脂组合物而得到的纤维增强材料10(厚度0.5～0.8mm的范围)。进而，刺穿试验装置中，将上述试验体水平固定在规定的卡盘上，从垂直上方以撞针速度1m/秒以上且4m/秒以下发射直径1/2英寸(12.7mm)的圆棒形状、且前端为半球形状的撞针(载荷容量20KN)，而进行试验。然后，记录进行该试验时的冲击力(N)和伴随其的位移量(mm)，从而可以算出上述各参数(更详细而言，依据后述的实施例的试验条件)。
[2]结构体
本发明的结构体(50)由前述本发明的纤维增强材料(10)形成。即，本结构体50可以说是本纤维增强材料10的赋型物。更具体而言，可以举出：对纤维增强材料10赋予规定的形状(包含平板状)的结构体50；裁切了纤维增强材料10的周围的不需要的部分的结构体50等。
本结构体50的形状、大小和厚度等的尺寸也没有特别限定，其用途也没有特别限定。该结构体例如可以作为汽车、铁道车辆、船舶和飞行机等的外饰材料、内饰材料、结构材料(主体外壳、车体、航空机用主体)和冲击吸收材等使用。其中，作为汽车用品，可以举出汽车用外饰材料、汽车用内饰材料、汽车用结构材料、汽车用冲击吸收材料、发动机机房等。具体而言，可以举出保险杠、扰流板、整流罩、出风格栅、装饰品、引擎盖、行李箱盖、前罩板通风孔、挡泥板、踏脚板、门板、车身顶盖、仪表板、中心仪表、门饰板、侧围内饰板、车顶内衬、车顶侧装饰、底板侧装饰、汽车后座板、行李盘、仪表盘、手饰箱、顶板、开关座、座椅背板、座椅框架、扶手、遮阳板、进气歧管、发动机前盖、发动机底护盖、滤油器壳体、车载用电子部件(ECU、TV监视器等)的壳体、空气过滤器盒、灯箱等能量吸收体、前端模块等主体外壳构成部件等。
进而，例如可以举出建筑物和家具等的内饰材料、外饰材料和结构材料等。即，可以形成门表饰材料、门结构材料、各种家具(桌子、椅子、架子、衣柜等)的表饰材料、结构材料、进而整体浴室、化粪池等。此外，也可以作为包装体、收容体(盘等)、保护用构件和分区构件等使用。另外，也可以形成家电制品(薄型TV、电冰箱、洗衣机、吸尘器、移动电话、移动游戏机、笔记本型个人电脑等)的筐体和结构体等成型体。
另外，纤维15为短纤维的情况下，短纤维可以形成包含于上述基质材料内的粒料。上述情况下，无论本纤维增强材料的制法如何，例如可以将作为基质材料12的热塑性树脂组合物和纤维15混合后，形成粒料形状，得到上述粒料。另外，制备热塑性树脂组合物时，可以配混纤维15。例如，将配混有纤维15的聚烯烃树脂、与聚酰胺树脂和改性弹性体的熔融混炼物进行熔融混炼，将所得组合物制成粒料形状，可以得到上述粒料。
[3]纤维增强材料和结构体的制造方法
纤维增强材料和结构体的制造方法没有限定，例如可以用以下的(1)～(7)方法制造。
(1)通过将包含纤维(短纤维)的热塑性树脂组合物成型，从而可以制造本纤维增强材料和本结构体。即，例如，将基质材料内包含前述短纤维的粒料(注射成型用粒料)成型，可以制造本纤维增强材料和本结构体。此时的成型方法可以使用公知的方法。例如可以举出注射成型、挤出成型、吹塑成型、组合了它们的成型方法等。
(2)将纤维集合体(例如薄膜状、片状、垫状、板状等)、和由热塑性树脂组合物形成的薄膜(可以为片状)在层叠了的状态下进行加热压缩，使经软化或熔融的热塑性树脂组合物浸渗于纤维集合体内，之后，进行冷却(也可以为自然冷却)，将热塑性树脂组合物固化，从而可以制造本纤维增强材料和本结构体。
需要说明的是，上述层叠中，可以将1层纤维集合体与1层热塑性树脂组合物薄膜层叠，也可以将1层纤维集合体用2层热塑性树脂组合物薄膜夹持并层叠。另外，得到板状的结构体后，进行加热赋型，从而也可以形成更复杂的形状的结构体。
(3)从纤维集合体(例如薄膜状、片状、垫状、板状等)的一面(通常为上表面)散布由热塑性树脂组合物形成的粉体后，进行加热压缩，从而使热塑性树脂组合物在纤维集合体内软化或熔融，之后，进行冷却(也可以为自然冷却)，从而可以在纤维集合体内将热塑性树脂组合物固化，制造本纤维增强材料和本结构体。
需要说明的是，上述粉体可以以更容易分散在纤维集合体内的方式进行振动施加。上述情况下，得到板状的结构体后，进行加热赋型，也可以形成更复杂的形状的结构体。
(4)将作为纤维集合体的构成纤维、和将热塑性树脂组合物加工成纤维状的热塑性树脂组合物纤维进行混纤，成型为垫状(例如，利用气流等使其堆积能形成垫状)后，进行加热压缩，仅使热塑性树脂组合物纤维软化或熔融，之后，进行冷却(也可以为自然冷却)，使热塑性树脂组合物固化，从而可以制造本纤维增强材料和本结构体。
需要说明的是，上述情况下，得到板状的结构体后，进行加热赋型，也可以形成更复杂的形状的结构体。
(5)使作为纤维集合体的构成纤维、和将热塑性树脂组合物加工成纤维状的热塑性树脂组合物纤维进行液体分散后，将该分散液中的构成纤维和热塑性树脂组合物纤维通过抄纸法形成为垫状，之后，进行加热压缩，仅使热塑性树脂组合物纤维软化或熔融，接着，进行冷却(也可以为自然冷却)，使热塑性树脂组合物固化，从而可以制造本纤维增强材料和本结构体。
需要说明的是，上述情况下，得到板状的结构体后，进行加热赋型，也可以形成更复杂的形状的结构体。
(6)利用在作为纤维集合体的构成纤维的表面覆盖(涂覆)有热塑性树脂组合物的芯鞘纤维(即，芯材为构成纤维，鞘材为热塑性树脂组合物)，形成期望的纤维集合体后，进行加热压缩，仅使鞘材(热塑性树脂组合物)软化或熔融，之后，进行冷却(也可以为自然冷却)，使热塑性树脂组合物固化，从而可以制造本纤维增强材料和本结构体。
需要说明的是，作为能利用芯鞘纤维形成的纤维集合体，可以举出：通过织造、编织、无纺布化(例如利用气流等使其堆积可以形成为垫状)而得到的、织物、针织物、无纺布等。上述情况下，得到板状的结构体后，进行加热赋型，也可以形成更复杂的形状的结构体。
(7)在纤维集合体(例如使纤维(长纤维)沿单向(Uni Direction)并丝而成的纤维集合体、作为将纤维织造而成的织物的纤维集合体)上吹送形成液态的热塑性树脂组合物后，层叠涂覆有液态树脂组合物的纤维集合体，或边层叠边成型(Tape Laying System)，从而可以制造本纤维增强材料和本结构体。
另外，本发明中使用的热塑性树脂可以任意制备，可以将聚酰胺树脂和改性弹性体的熔融混炼物、以及聚烯烃树脂进行熔融混炼而得到。即，优选的是，与聚烯烃树脂分开，将聚酰胺树脂和改性弹性体预先进行熔融混炼，事先得到它们的熔融混炼物，将该熔融混炼物和聚烯烃树脂进行熔融混炼，得到热塑性树脂组合物。
如此，认为，通过形成聚酰胺树脂和改性弹性体的熔融混炼物，从而对聚酰胺树脂表面加成改性弹性体的反应性基团，可以形成键合有改性弹性体反应物的聚酰胺树脂颗粒。而且，通过进一步的混炼，表面键合有改性弹性体反应物的聚酰胺树脂颗粒被剪切，未反应的聚酰胺树脂的表面出现。如此认为，对于该未反应表面，未反应的改性弹性体进一步进行反应。如此认为，键合有改性弹性体反应物的聚酰胺树脂颗粒被剪切，未反应的聚酰胺树脂的表面出现，对于该未反应表面，未反应改性弹性体进行反应，重复上述过程，从而可以不依赖于高的剪切地稳定地形成更小的、键合有改性弹性体反应物的聚酰胺树脂颗粒。
需要说明的是，上述熔融混炼物可以为熔融状态的组合物、或软化状态的组合物，也可以通过通过粒料化等而固体化者。
上述熔融混炼物的制备、和、该熔融混炼物和聚烯烃树脂的熔融混炼中，均可以使用任意熔融混炼装置。例如可以使用挤出机(单螺杆挤出机、双螺杆混炼挤出机等)、捏合机、混合机(高速流动式混合机、桨式混合机、螺带式混合机等)等。这些装置可以仅使用1种也可以组合使用2种以上。另外，使用2种以上的情况下，可以连续地运转，也可以间歇地(以分批式)运转。进而，各原料可以一并混合，也可以分多次添加投入(多级配混)而混合。
另外，聚酰胺树脂和改性弹性体的熔融混炼温度没有限定，例如优选190℃以上且350℃以下、更优选200℃以上且330℃以下、进一步优选205℃以上且310℃以下。
另一方面，聚酰胺树脂和改性弹性体的熔融混炼物、与聚烯烃树脂的熔融混炼温度没有限定，例如优选190℃以上且350℃以下、更优选200℃以上且300℃以下、进一步优选205℃以上且260℃以下。
实施例
以下，根据实施例对本发明具体进行说明。
[1]纤维增强材料的制作
〈1〉实施例1的纤维增强材料
(1)热塑性树脂组合物制薄膜的制备
将下述聚酰胺树脂的粒料、与下述改性弹性体的粒料干混后，投入至双螺杆熔融混炼挤出机，在混炼温度210℃下进行熔融混炼，借助造粒机得到由聚酰胺树脂和改性弹性体的熔融混炼物形成的粒料。进而，将上述粒料(由聚酰胺树脂和改性弹性体的熔融混炼物形成的粒料)、与下述聚烯烃树脂的粒料干混后，投入至双螺杆熔融混炼挤出机，在混炼温度210℃下进行熔融混炼，借助T模头挤出机得到单位面积重量300g/m2的热塑性树脂组合物制的薄膜。
需要说明的是，聚烯烃树脂与聚酰胺树脂与改性弹性体的配混比率以质量比计设为55：25：20。
·聚烯烃树脂：聚丙烯树脂、均聚物、Japan Polypropylene Corporation制、品名“Novatec MA1B”、重均分子量312000、熔点165℃)
·聚酰胺树脂：尼龙11树脂、ARKEMA K.K.,制、品名“RiLSan BMN O”、重均分子量18000、熔点190℃
·改性弹性体：马来酸酐改性乙烯·丁烯共聚物(改性EBR)、三井化学株式会社制、品名“TAFMER MH7020”
(2)纤维增强材料的制作
准备碳纤维(3K：包含3000条单纤维的复丝)以平纹编织进行了织造的单位面积重量200g/m2的碳纤维制织物作为纤维集合体(15)。
将上述纤维集合体的片1张在中央夹持，在其上下各1张地分别配置上述(1)中得到的热塑性树脂组合物制薄膜，在温度240℃、加压压力1×107N/m2的条件下进行120秒的加热压缩后，进而，在室温(约25℃)、加压压力5×106N/m2的条件下进行120秒的冷却压缩，得到实施例1的纤维增强材料(即，板形状的结构体)(厚度0.6mm)。
〈2〉比较例1的纤维增强材料
(1)聚烯烃树脂制薄膜的制备
使用T模头挤出机，将下述聚烯烃树脂成型为单位面积重量300g/m2的薄膜。
·聚烯烃树脂：聚丙烯树脂、嵌段聚合物、Prime Polymer Co.,Ltd.制、品名“J-452HP”、熔点165℃
(2)纤维增强材料的制作
与上述〈1〉(2)同样地，准备单位面积重量200g/m2的碳纤维制织物(3K复丝·平纹编织)作为纤维集合体(15)。然后，将该纤维集合体的片1张在中央夹持，在其上下各1张地分别配置上述(1)中得到的聚烯烃树脂制薄膜，在温度240℃、加压压力1×107N/m2的条件下进行120秒的加热压缩后，进而，在室温(约25℃)、加压压力5×106N/m2的条件下进行120秒的冷却压缩，得到比较例1的纤维增强材料(厚度0.6mm)。
〈3〉比较例2的纤维增强材料
(1)聚酰胺树脂制薄膜的制备
使用T模头挤出机，将下述聚酰胺树脂成型为单位面积重量300g/m2的薄膜。
·聚酰胺树脂：尼龙6树脂、东丽株式会社制、品名“Amilan CM1021FS”、熔点225℃
(2)纤维增强材料的制作
与上述〈1〉(2)同样地，准备单位面积重量200g/m2的碳纤维制织物(3K复丝·平纹编织)作为纤维集合体(15)。然后，将该纤维集合体的片1张在中央夹持，在其上下各1张地分别配置上述(1)中得到的聚酰胺树脂制薄膜，在温度260℃、加压压力1×107N/m2的条件下进行120秒的加热压缩后，进而，在室温(约25℃)、加压压力5×106N/m2的条件下进行120秒的冷却压缩，得到比较例2的纤维增强材料(厚度0.6mm)。
[2]纤维增强材料的评价
(1)刺穿试验(撞针速度1m/秒)
依据JIS K7211-2，进行刺穿试验。作为试验体(纤维增强材料)，利用从上述[1]中得到的“实施例1”、“比较例1”和“比较例2”的各纤维增强材料中切出的试验片(120mm×150mm)。
具体而言，在刺穿试验装置(株式会社岛津制作所制、高速冲击试验机、型号“EHF-22H-20L”的卡盘上，水平地固定上述各试验片，从垂直上方以撞针速度1m/秒发射直径1/2英寸(12.7mm)的圆棒形状、且前端为半球形状的撞针(载荷容量20KN)，记录此时的冲击力(N)和伴随其的位移量(mm)。将其结果分别以图示于图5。
(2)刺穿试验(撞针速度4m/秒)
使撞针速度为4m/秒，除此之外，与上述(1)同样地，记录冲击力(N)和伴随其的位移量(mm)。将其结果分别以图示于图6。
(3)评价方法
对于上述(1)和上述(2)的刺穿试验中得到的图，设定下述的PM、PB、E1、E2、ET。
“PM(mm)”：上述(1)中得到的图中，将能得到各试验中的冲击力(N)的最大值的位移量(mm)设为PM，示于图5和图6。认为，得到该最大冲击力(N)时，产生裂纹。
“PB(mm)”：上述(1)中得到的图中，遍及位移量2mm以上的范围内，将冲击力(N)即将成为0N以下前的位移量(mm)设为断裂点PB，示于图5和图6。认为，从该PM达到PB时，引起裂纹进展。
“E1(Nmm)”：上述(1)中得到的图中，引出与通过PM的Y轴平行的线段LE(参照图5和图6中的左侧的虚线LE)的情况下，将位于该线段LE的左侧(位移量更少的区域)的区域设为E1，示于图5和图6。进而，算出区域E1的面积，示于图5和图6。
“E2(Nmm)”：上述(1)中得到的图中，引出与通过PM的Y轴平行的线段LE(参照图5和图6中的左侧的虚线LE)的情况下，将位于该线段LE的右侧(位移量更多的区域)的区域设为E2，示于图5和图6。进而，算出区域E2的面积，示于图5和图6。
“ET(Nmm)”：将区域E1的面积和区域E2的面积的总计面积设为ET，示于图5和图6。
需要说明的是，图5和图6中，线段LB(参照图5和图6中的右侧的虚线LB)为与通过PB的Y轴平行的线段。
[3]实施例的效果
根据图5和图6，使用聚烯烃树脂作为基质材料12的比较例1中，比较例1-1(撞针速度1m/秒)中，为PB/PM＝2.94，比较例1-2(撞针速度4m/秒)中，为PB/PM＝2.56。即，可知，相对于直至产生裂纹的位移量，裂纹进展所需的位移量小。
另外，使用聚酰胺树脂作为基质材料12的比较例2中，比较例2-1(撞针速度1m/秒)中，为PB/PM＝8.75，比较例2-2(撞针速度4m/秒)中，为PB/PM＝5.31。即，可知，相对于直至产生裂纹的位移量，裂纹进展所需的位移量大。然而，可知，在撞针速度1m/秒下，PB/PM大，而在撞针速度4m/秒下，PB/PM缩小。另外，在撞针速度4m/秒下，为PM＝2.81，可知，直至产生裂纹所需的位移量小。即，可知，聚酰胺树脂能对以低速输入的冲击发挥高的冲击吸收能力，有越以更高速输入冲击，冲击吸收能力越降低的倾向。
与此相对，使用规定的热塑性树脂组合物作为基质材料12的实施例1中，实施例1-1(撞针速度1m/秒)中，为PB/PM＝5.96，实施例1-2(撞针速度4m/秒)中，为PB/PM＝7.17。进而，实施例1-1中，为PM＝4.56，实施例1-2中，为PM＝3.83，可知，不依赖于撞针速度地，直至产生裂纹所需的位移量也大。即，可知，通过利用规定的热塑性树脂组合物，无论从低速至高速输入的冲击的速度如何，均可以发挥高的冲击吸收能力。其结果，可以认为，实施例1-1和实施例1-2中的断裂体现为韧性断裂。
进而，由图5和图6可知，使用聚烯烃树脂作为基质材料12的比较例1中，比较例1-1(撞针速度1m/秒)中，为E2/ET×100＝57.8％，比较例1-2(撞针速度4m/秒)中，为E2/ET×100＝77.6％。即，可知，相对于直至产生裂纹的位移量，裂纹进展时能吸收的能量小。
另外，使用聚酰胺树脂作为基质材料12的比较例2中，比较例2-1(撞针速度1m/秒)中，为E2/ET×100＝71.7％，比较例2-2(撞针速度4m/秒)中，为E2/ET×100＝68.5％。即，可知，相对于直至产生裂纹的位移量，裂纹进展时能吸收的能量大。然而，可知，在撞针速度1m/秒下，E2/ET比率大，而在撞针速度4m/秒下，E2/ET比率缩小。
与此相对，使用规定的热塑性树脂组合物作为基质材料12的实施例1中，实施例1-1(撞针速度1m/秒)中，为E2/ET×100＝71.3％，实施例1-2(撞针速度4m/秒)中，为E2/ET×100＝82.0％，可知，不依赖于撞针速度地，直至产生裂纹能吸收的能量大。即，通过利用规定的热塑性树脂组合物，无论从低速至高速输入的冲击的速度如何，均可以发挥高的冲击吸收能力。
前述的例子只是单纯地为了说明，不解释为限定本发明。列举典型的实施方式的例子对本发明进行说明，但本发明的记载和图示中使用的术语不是限定性的术语，可以理解为说明的术语和示例的术语。如此处详述那样，该方式中，在不脱离本发明的范围或主旨的情况下，可以在所附权利要求的保护范围内进行变更。此处，本发明的详述中参照了特定的结构、材料和实施例，但不意图将本发明限定于此处记载的公开特征，可以说，本发明言及与所附权利要求的保护范围内的、功能上等同的结构、方法、应用的全部。
附图标记说明
10；纤维增强材料、
12；基质材料、
15；纤维、纤维集合体、
50；结构体、
A；连续相、
B；分散相、
B1；连续相(分散相B内的连续相)、
B2；微分散相(分散相B内的分散相)、
A1、A2；连续相、
BA1、BA2；分散相、
BA11；连续相(分散相BA1内的连续相)、
BA12；微分散相(分散相BA1内的分散相)。

Claims (9)

1.一种纤维增强材料，其特征在于，具有：纤维；和，覆盖所述纤维的基质材料，
所述基质材料是将聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、和具有跟所述聚酰胺树脂反应的反应性基团的改性弹性体配混而成的热塑性树脂组合物。
2.根据权利要求1所述的纤维增强材料，其中，所述纤维为纤维集合体。
3.根据权利要求1或2所述的纤维增强材料，其中，以1m/秒以上且4m/秒以下的撞针速度进行刺穿试验的情况下，
将施加最大冲击力(N)时的位移量(mm)设为PM、
将断裂点处的位移量(mm)设为PB的情况下，PB/PM≥4。
4.根据权利要求3所述的纤维增强材料，其中，进而，将直至施加最大冲击力(N)所吸收的能量(Nmm)设为E1、
将施加最大冲击力(N)后直至达到断裂点所吸收的能量(Nmm)设为E2、
将所述能量E1与所述能量E2的总计吸收能量(Nmm)设为ET的情况下，E2相对于ET的比率(E2/ET)为70％以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的纤维增强材料，其中，所述纤维集合体为编织物。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的纤维增强材料，其中，所述纤维集合体为无纺布。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的纤维增强材料，其中，所述热塑性树脂组合物具有：
包含所述聚烯烃树脂的连续相(A)；和，
分散于所述连续相(A)中的、包含所述聚酰胺树脂的分散相(B)。
8.根据权利要求7所述的纤维增强材料，其中，
所述分散相(B)进而包含所述改性弹性体，
所述分散相(B)具有：包含所述聚酰胺树脂的连续相(B1)；和，分散于所述连续相(B1)中的包含所述改性弹性体的微分散相(B2)。
9.一种结构体，其特征在于，其是由权利要求1至8中任一项所述的纤维增强材料形成的。
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