CN114761213A - 纤维增强复合材料及夹层结构体 - Google Patents

纤维增强复合材料及夹层结构体 Download PDF

Info

Publication number
CN114761213A
CN114761213A CN202080082191.4A CN202080082191A CN114761213A CN 114761213 A CN114761213 A CN 114761213A CN 202080082191 A CN202080082191 A CN 202080082191A CN 114761213 A CN114761213 A CN 114761213A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
composite material
reinforced composite
reinforcing
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080082191.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114761213B (zh
Inventor
今井直吉
筱原光太郎
本间雅登
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of CN114761213A publication Critical patent/CN114761213A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114761213B publication Critical patent/CN114761213B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
    • B29C70/14—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat oriented
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/003—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised by the matrix material, e.g. material composition or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/22—Corrugating
    • B29C53/24—Corrugating of plates or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/003—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised by the matrix material, e.g. material composition or physical properties
    • B29C70/0035—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised by the matrix material, e.g. material composition or physical properties comprising two or more matrix materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • B29C70/081—Combinations of fibres of continuous or substantial length and short fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0089—Producing honeycomb structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/28—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer comprising a deformed thin sheet, i.e. the layer having its entire thickness deformed out of the plane, e.g. corrugated, crumpled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/253—Preform
    • B29K2105/256—Sheets, plates, blanks or films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
    • B29K2307/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037—Other properties
    • B29K2995/0094—Geometrical properties
    • B29K2995/0096—Dimensional stability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00—Flat articles, e.g. films or sheets
    • B29L2007/002—Panels; Plates; Sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/20—All layers being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/02—Cellular or porous
    • B32B2305/026—Porous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/07—Parts immersed or impregnated in a matrix
    • B32B2305/076—Prepregs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本发明的目的在于得到以高水平同时实现了轻质性和力学特性的纤维增强复合材料。本发明为纤维增强复合材料，其具有：纤维增强结构部，其包含树脂(A)和增强纤维(B)，并具有增强纤维(B)的平均纤维取向角为0°以上45°以下的面内取向部、和增强纤维(B)的平均纤维取向角大于45°且为90°以下的面外取向部；和空洞部，其是由该纤维增强结构部的上述面内取向部及上述面外取向部划分出的。

Description

纤维增强复合材料及夹层结构体
技术领域
本发明涉及同时实现轻质性和力学特性的纤维增强复合材料。
背景技术
使用热固性树脂、热塑性树脂作为基体、并且与碳纤维、玻璃纤维等增强纤维组合而成的纤维增强复合材料由于质量轻、且强度、刚性等力学特性、阻燃性、耐腐蚀性优异，因此被应用于航空·航天、汽车、铁路车辆、船舶、土木建筑、电子设备、产业机械、及运动用品等大量领域。另一方面，从燃料消耗的改善、携带性的观点考虑，作为构件、壳体，要求进一步的轻质化，也开发了在内部形成有孔隙的多孔质纤维增强复合材料。然而，这样的多孔质纤维增强复合材料存在下述这样的课题：越出于轻质化的目的使孔隙的比例变大，则力学特性越急剧下降。因此，要求一种使纤维增强复合材料轻质化、并且同时实现力学特性的技术。
作为同时实现纤维增强复合材料的轻质化和力学特性的技术，专利文献1公开了一种复合结构体，其具有增强纤维、树脂和孔隙，并且具有用于增强的突出部。专利文献2公开了一种由固化树脂和无纺片材构成且截面为锯齿状的芯结构体。专利文献3公开了由包含异径截面的碳纤维的纸构成的结构体、和将上述结构体以截面成为锯齿状的方式进行折叠而得的芯结构体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/117181号
专利文献2：日本特表2012-500864号公报
专利文献3：日本特表2013-511629号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1是通过增加微细孔隙的总量来实现轻质化的技术，存在与轻质化相伴随力学特性的下降显著这样的课题。在该文献中，采用了肋纹、凸台这样的增强结构，但其为配置于复合结构体的表面上的增强结构，需要特定的成型模具，并且在薄壁化的方面存在课题。在专利文献2及专利文献3所记载的方法中，在不控制孔隙的直径、量的情况下含浸了树脂，此外，就锯齿状的结构而言，容易因弯曲方向的负载而导致锯齿状的结构开孔，不足以同时实现轻质化和力学特性。本发明的目的在于提供同时实现了轻质性和力学特性的纤维增强复合材料。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的本发明为纤维增强复合材料，其具有：纤维增强结构部，其包含树脂(A)和增强纤维(B)，并具有增强纤维(B)的平均纤维取向角为0°以上45°以下的面内取向部、和增强纤维(B)的平均纤维取向角大于45°且为90°以下的面外取向部；和空洞部，其是由该纤维增强结构部的上述面内取向部及上述面外取向部划分出的。
发明的效果
通过本发明，能够得到以高水平同时实现轻质性和力学特性的纤维增强复合材料。
附图说明
[图1]为示出本发明的纤维增强复合材料的一个实施方式的示意图。
[图2]为将本发明的纤维增强复合材料的划分出空洞部的纤维增强结构部的一个实施方式放大的示意图。
[图3]为示出本发明的纤维增强复合材料的一个实施方式的截面示意图。
[图4]为将本发明的纤维增强复合材料的一个实施方式中的纤维增强结构部放大的示意图。
[图5]为用于说明预浸料坯的一个实施方式中的增强纤维基材(B’)的折叠角度的示意图。
[图6]为示出预浸料坯的一个实施方式中的增强纤维基材(B’)的折叠状态的示意图。
[图7]为示出预浸料坯的一个实施方式的截面示意图。
[图8]为将图7所示的实施方式的预浸料坯的一部分放大的截面示意图。
[图9]为将预浸料坯的一个实施方式中的增强纤维基材(B’)的周围放大的示意图。
[图10]为示出实施例1中制作的预浸料坯中的增强纤维基材(B’)的折叠状态的示意图。
[图11]为示出比较例1中制作的预浸料坯中的增强纤维基材(B’)的折叠状态的示意图。
[图12]为将图7所示的实施方式的预浸料坯的一部分放大的截面示意图。
[图13]为示出本发明的纤维增强复合材料的一个实施方式的示意图。
[图14]为示出比较例1及3中制作的纤维增强复合材料的一个实施方式的示意图。
具体实施方式
＜纤维增强复合材料＞
本发明的纤维增强复合材料由纤维增强结构部和空洞部构成，所述纤维增强结构部包含树脂(A)和增强纤维(B)，并具有增强纤维(B)的平均纤维取向角为0°以上45°以下的面内取向部、和增强纤维(B)的平均纤维取向角大于45°且为90°以下的面外取向部，所述空洞部是由该纤维增强结构部的上述面内取向部及上述面外取向部划分出的。
以下，适当参照附图对本发明的纤维增强复合材料进行说明，但本发明不限于这些附图。然而，如本领域技术人员所容易理解的，与附图中记载的实施方式有关的说明也能够作为与本发明的纤维增强复合材料(其为上位概念)有关的说明发挥功能。
图1是将本发明的纤维增强复合材料的一个实施方式与纤维增强结构部的放大图像一同示出的示意图。示出了由纤维增强结构部6划分出的粗大空洞部4，其是截面(定义如后文所述)为大致三角形的空间。如放大图像所示，纤维增强结构部6包含树脂(A)2和增强纤维(B)3。需要说明的是，图1的实施方式中，纤维增强结构部6也包含微多孔5。
图3为图1的实施方式的纤维增强复合材料的、与空洞部的延伸方向正交的截面的截面示意图。另外，图2是将划分出空洞部的纤维增强结构部的一个实施方式放大的示意图。需要说明的是，本说明书中，下文在没有特别说明的情况下，纤维增强复合材料的“截面”是指与空洞部的延伸方向正交的截面。即，本发明的纤维增强复合材料的空洞部是延伸的。
纤维增强复合材料的截面中，观察到空洞部的开口部、和将该开口部包围的纤维增强结构部。即，空洞部作为被纤维增强结构部包围的隧道状空间而存在。
就空洞部而言，优选截面开口部的最大长度的平均值超过500μm。此处，截面开口部的最大长度是指在纤维增强复合材料的截面中的开口部内能够以直线画出的最大长度。开口部的最大长度的平均值超过500μm时，能够获得显著的轻质化效果。空洞部的截面开口部的最大长度的平均值优选为1000μm以上、10000μm以下，更优选为1500μm以上、6500μm以下，进一步优选为2500μm以上、4500μm以下。
图3所示的实施方式中，在截面中，空洞部的开口部图示为三条边被纤维增强结构部包围的大致三角形。另外，图13所示的实施方式中，在截面中空洞部的开口部图示为由纤维增强结构部构成三条边的大致梯形。
如前文所述，本发明的空洞部被纤维增强结构部包围，但即使是上述的开口部为由纤维增强结构部构成三条边的大致梯形的空洞部(即一条边未被包围的空洞部)，如后文所述，在纤维增强结构部具有平均纤维取向角为0°以上45°以下的面内取向部、和平均纤维取向角大于45°且为90°以下的面外取向部的情况下，也可作为本发明的空洞部。本发明的空洞部优选被纤维增强结构部包围。
空洞部的截面开口部的形状没有特别限定，优选为大致多边形或大致椭圆形(包括大致圆形)，更优选为大致三角形或大致圆形。
本发明中，纤维增强结构部具有增强纤维(B)的纤维取向即平均纤维取向角不同的面内取向部和面外取向部，空洞部是由该面内取向部和面外取向部划分出的。
此处，所谓平均纤维取向角，当在纤维增强复合材料的截面中在面内方向假设一基准线(0°)并着眼于与该基准线交叉的增强纤维时，是指该基准线与该增强纤维所成的锐角的算术平均值。
纤维增强结构部的某部分是面内取向部还是面外取向部的判定方法如下所示。如图2所示，首先，求出截面中观察到的纤维增强复合材料的厚度7的算术平均值，在以该厚度7的算术平均值的1/5长度为边长的正方形方格中将纤维增强结构部分割。以下，将如此分割的纤维增强结构部的截面称为“分割截面”。然后，对于每个分割截面，在使上述基准线沿厚度方向移动的同时，测定平均纤维取向角，将具有平均纤维取向角为0°以上、45°以下的分割截面的部分作为面内取向部，将具有大于45°且为90°以下的分割截面的部分作为面外取向部。
例如在图2中，举出以上述方式分割的1个纤维增强结构部的分割截面6A为例时，针对该分割截面求出平均纤维取向角，确定该分割截面是面内取向部还是面外取向部。
本发明的纤维增强复合材料中，空洞部是由以上述方式识别的面内取向部及面外取向部划分出的空间。换言之，空洞部与1个以上的面内取向部及1个以上的面外取向部相面对。空洞部优选由平均纤维取向角为0°以上、30°以下的面内取向部划分出，更优选由0°以上、15°以下的面内取向部划分出。另外，空洞部优选由平均纤维取向角为60°以上、90°以下的面外取向部划分出，更优选由75°以上、90°以下的面外取向部划分出。
此外，空洞部优选由平均纤维取向角为0°以上、30°以下的面内取向部及平均纤维取向角60°以上、90°以下的面外取向部划分出，进一步优选由平均纤维取向角为0°以上、15°以下的面内取向部及75°以上、90°以下的面外取向部划分出。此外，空洞部优选仅由平均纤维取向角为0°以上、30°以下的面内取向部及平均纤维取向角60°以上、90°以下的面外取向部划分出，进一步优选仅由平均纤维取向角为0°以上、15°以下的面内取向部及75°以上、90°以下的面外取向部划分出。通过具有该结构，能够提高增强纤维(B)对空洞部的增强效果。
进而，通过求出纤维增强结构部的分割截面6A的截面积，可知面内取向部及面外取向部的截面积。针对观察图像中的全部分割截面，进行同样的判定和截面积的测定，分别对面内取向部和面外取向部进行求和，由此可求出在纤维增强复合材料的观察图像中所占的面内取向部的截面积和面外取向部的截面积。本发明的纤维增强复合材料的截面中，纤维增强结构部的面外取向部的截面积优选为面内取向部的截面积的0.5倍以上、10倍以下，更优选为0.6倍以上、2倍以下，进一步优选为0.6倍以上、0.8倍以下。通过使其在上述范围内，从而认可在面内方向和面外方向这两者上获得增强效果，能够同时实现由空洞部带来的轻质化和对孔隙变形的抑制，以高水平同时实现轻质化和对力学特性降低的抑制，故优选。
本发明中，构成纤维增强结构部的基体的树脂(A)可以为热塑性树脂，也可以为热固性树脂，但优选为热塑性树脂。使树脂(A)为热固性树脂的情况下，耐热性优异，但在使用了后述的预浸料坯的制造方法中，若树脂(A)固化，则有时不理想。预浸料坯由树脂(A)、和作为片状增强纤维(B)的增强纤维基材(B’)形成，若树脂(A)固化，则有时呈现不出预浸料坯的增强纤维基材(B’)的折叠结构的复原力。通过使树脂(A)为热塑性树脂，从而加热成型中的树脂(A)的熔融、软化稳定地进行，可得到轻质性优异的纤维增强复合材料，故优选。
作为热塑性树脂，例如，可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、改性聚丙烯等聚烯烃、聚甲醛、聚酰胺6、聚酰胺66等聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚亚苯基硫醚等聚亚芳基硫醚、聚苯醚、改性聚苯醚、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、改性聚砜、聚醚砜、聚酮、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮等聚亚芳基醚酮、聚芳酯、聚醚腈、苯氧基树脂等。另外，这些热塑性树脂可以为共聚物、改性物及/或两种以上掺混而成的树脂等。
这些之中，从成型加工性与耐热性、力学特性的均衡性方面考虑，热塑性树脂更优选为选自由聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚亚芳基硫醚、聚酰胺、聚甲醛、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚亚芳基醚酮组成的组中的至少1种，从生产率和成本的观点考虑，进一步优选为聚丙烯。
树脂(A)可以根据用途等在不损害本发明目的的范围内适当还含有其他填充材料、添加剂。例如，可举出无机填充材料、阻燃剂、导电性赋予剂、结晶成核剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、阻尼剂、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、制泡剂、偶联剂等。
用作树脂(A)的热塑性树脂的熔点优选为100℃以上400℃以下，更优选为120℃以上300℃以下，进一步优选为140℃以上250℃以下。通过使其在上述温度范围，能够同时实现向纤维增强复合材料的成型加工性和得到的纤维增强复合材料的耐热性，故优选。另外，关于用作树脂(A)的热塑性树脂的玻璃化转变温度，优选为0℃以上250℃以下，更优选为50℃以上200℃以下，进一步优选为100℃以上160℃以下。尤其是在树脂(A)为非晶性热塑性树脂的情况下，通过使热塑性树脂的玻璃化转变温度在上述范围内，能够同时实现向纤维增强复合材料的成型加工性和得到的纤维增强复合材料的耐热性，故优选。
增强纤维(B)可举出碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、芳香族聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维、玄武岩纤维等。这些可以单独使用，也可以适当并用两种以上而使用。这些之中，从轻质性和力学特性优异的观点考虑，增强纤维(B)优选为碳纤维。增强纤维(B)的弹性模量优选为200GPa以上。另外，作为增强纤维，优选碳纤维，特别优选弹性模量为200GPa以上的碳纤维。
本发明中，增强纤维(B)优选为不连续纤维，更具体而言，数均纤维长度优选为1mm以上、50mm以下，数均纤维长度更优选为3mm以上、20mm以下，进一步优选为4mm以上、10mm以下。通过使其在上述范围内，容易将增强纤维(B)间的间隔扩大，容易控制微多孔的形成，故优选。另外，在纤维增强结构部中，优选不连续纤维是随机分散的。通过使不连续纤维随机分散，从而树脂(A)与增强纤维(B)的浓度不均变小，可得到各向同性优异的纤维增强复合材料。
如图1所示，纤维增强结构部6优选在包含增强纤维(B)3和作为基体的树脂(A)2的同时，在树脂(A)2中具有大量微多孔5。需要说明的是，纤维增强结构部无需在其整体中具有微多孔，只要在增强纤维(B)所存在的区域形成有微多孔即可。例如如图3所示，当不仅在增强纤维(B)3所存在的区域的内部而且在增强纤维(B)3所存在的区域的外部具有仅包含树脂(A)2的区域的情况下，本说明书中将两者(增强纤维(B)3所存在的区域及仅包含树脂(A)2的区域)统称为纤维增强结构部，但后者的仅包含树脂(A)2的区域中可以不形成微多孔。
如图4所示，优选的是，纤维增强结构部是在由增强纤维(B)构成的网络之间含浸树脂(A)而成的，且在上述增强纤维(B)间的树脂(A)中具有微多孔。通过形成该结构，从而认可作为多孔质体而实现轻质化，并且能够发挥由增强纤维(B)带来的增强效果。
纤维增强结构部优选具有由压汞法测定的平均细孔直径为500μm以下的微多孔。平均细孔直径优选为200μm以下，更优选为10μm以上150μm以下，进一步优选为30μm以上100μm以下。平均细孔直径过小时，存在轻质化效果不充分的情况，过大时，存在力学特性下降的情况。
压汞法是指使用压汞仪(mercury intrusion porosimeter)进行的细孔径的测定方法，将汞以高压注入样品中，可以根据施加的压力和注入的汞的量求出细孔径。平均细孔直径为可由下述式(1)求出的值。
(平均细孔直径)＝4×(细孔容积)/(比表面积)···式(1)。
另外，本发明中，纤维增强结构部的比重优选为0.3g/cm3以上、0.8g/cm3以下，更优选为0.4g/cm3以上、0.7g/cm3以下。小于上述范围时，存在力学特性下降的情况，大于上述范围时，存在轻质化效果不足的情况。此处的比重是将仅切出纤维增强结构部而得的样品的质量[g]除以根据样品形状求出的体积[cm3]而得的值，是由随机选取的5个样品测得的比重的算术平均值。
作为纤维增强复合材料整体，优选比重为0.001g/cm3以上、0.2g/cm3以下，更优选为0.01g/cm3以上、0.15g/cm3以下，进一步优选为0.01g/cm3以上、0.1g/cm3以下。小于该范围时，存在力学特性变得不足的情况。大于该范围时，存在轻质化效果变得不足的情况。比重为0.1g/cm3以下的情况下，通常特别难以呈现力学特性，能够有效地发挥本发明的效果，故优选。此处的比重为样品质量[g]除以根据样品形状求出的体积[cm3]而得的值。
另外，就本发明的纤维增强复合材料而言，将树脂(A)设为100质量份时，增强纤维(B)优选为10质量份以上、100质量份以下，增强纤维(B)更优选为20质量份以上、50质量份以下。小于该范围时，存在由增强纤维(B)带来的增强效果变得不足的情况。大于该范围时，存在由增强纤维(B)带来的轻质化效果变得不足的情况。
纤维增强复合材料的厚度优选为0.1mm以上、5mm以下，更优选为0.6mm以上、3mm以下。通过使其在上述范围内，即使为薄壁也能够有效地发挥本发明的效果(即轻质且力学特性优异)，故优选。特别地，对于具有孔隙的纤维增强复合材料而言，有在压制工序这样的使其他材料压接的工序中难以维持压力的倾向。通过控制孔隙而同时实现了轻质性和力学特性的本发明中的纤维增强复合化材料也能够合适地应用于这样的压接工序中，故优选。
此外，本发明的纤维增强复合材料优选具有在截面中空洞部的开口部在面内方向上排列的结构，进而，还可以具有将具备这样的结构的层层叠多层而成的层叠结构。通过具有该层叠结构，容易得到厚壁、或厚度存在偏差的成型品，故优选。另外，更优选具有开口部在面内方向上排列的层在各层中改变空洞部的延伸方向的同时进行层叠而得的层叠结构，进一步优选具有以各层中空洞部的延伸方向正交的方式进行层叠而得的层叠结构。在该情况下，在与上述的本发明的纤维增强复合材料有关的说明中，使用空洞部的延伸方向进行说明的内容应该理解为针对各层的说明。作为层叠数，优选为2层以上、50层以下，更优选为2层以上、10层以下。
层叠方法没有特别限制，可示例在层叠后对预浸料坯进行加热的方法、将已预先加热成型的纤维增强复合材料层叠的方法。层叠时，各层间的接合没有特别限制，可示例利用粘接剂进行的接合、热熔接等。尤其如后文所述膨胀力优异的本发明的纤维增强复合材料在热熔接时的加热加压工艺中孔隙的保持能力也优异，故优选。
＜夹层结构体＞
本发明的纤维增强复合材料也优选制成在其两面配置由其他纤维增强树脂形成的表皮层而得的夹层结构体。优选的是，表皮层为弹性模量高于纤维增强复合材料的层。将表皮层接合的方法没有特别限制，可示例利用粘接剂进行的接合、热熔接等。尤其是后述的膨胀力优异的本发明的纤维增强复合材料、其层叠体在热熔接时的加热加压工艺中孔隙的保持能力也优异，故优选。
作为表皮层的纤维增强树脂中包含的增强纤维，可优选使用与上述的增强纤维(B)同种的纤维，从轻质性和力学特性、经济性的观点考虑，优选碳纤维。就构成表皮层的纤维增强树脂的增强纤维而言，数均纤维长度优选为100mm以上，更优选为150mm以上。增强纤维的长度的上限没有特别限制，增强纤维可以在纤维取向方向整个表皮层范围内是连续的，也可以在中途断开。需要说明的是，从夹层结构体的力学特性的观点考虑，优选连续的增强纤维沿单向排列。另外，从力学特性的各向同性的观点考虑，表皮层特别优选具有下述结构：增强纤维沿单向排列的纤维增强树脂层在改变层叠角度的同时(即改变各层的增强纤维的排列方向的同时)而层叠多层。
另外，表皮层的纤维增强树脂中包含的树脂优选为热固性树脂。作为热固性树脂，例如，包括不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、热固化聚酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并噁嗪树脂、或者它们的共聚物、改性物及将它们中的至少两种进行掺混而得的树脂。其中，作为热固性树脂，优选力学特性、耐热性、与增强纤维的粘接性优异的环氧树脂。
＜纤维增强复合材料的制造方法＞
作为一例，本发明的纤维增强复合材料可通过将下述预浸料坯加热至树脂(A)熔融或软化的温度以上并进行成型来制造，所述预浸料坯是将树脂(A)含浸于作为片状的增强纤维(B)的增强纤维基材(B’)而成的预浸料坯，且增强纤维基材(B’)在预浸料坯中以具有折叠角度为0°以上且小于90°的多个折痕的折叠状态存在。通过将增强纤维基材(B’)以0°以上且小于90°的折叠角度进行折叠，从而之后折痕欲伸长而恢复到折叠前的结构的复原力(即作为折叠角扩大的方向上的力的复原力)被释放，在预浸料坯向纤维增强复合材料的成型中，能够得到预浸料坯的厚度方向上的膨胀力。需要说明的是，预浸料坯中的增强纤维基材(B’)经过该加热、成型而成为纤维增强复合材料的纤维增强结构部中的增强纤维(B)。
以下，对这样的预浸料坯进行说明。需要说明的是，本说明书中的所谓折叠角度，在对与折痕的方向正交的截面(以下，本说明书中除非特别说明，预浸料坯的“截面”是指与折痕的方向正交的截面。)进行观察的情况下，如图5所示，是指以增强纤维基材(B’)3的折痕31为中心的弯曲部所成的角度θ。增强纤维基材(B’)的折叠角度优选为0°以上75°以下，更优选为0°以上45°以下，进一步优选为0°以上15°以下，特别优选为1°以上5°以下。通过使其在上述范围内，能够提高向纤维增强复合材料的成型中的膨胀力，故优选。
在截面中，将任意选择的折痕设为第1折痕的情况下，当依次将与该第1折痕的两侧相邻的2个折痕计为第2折痕、将进一步与该第2折痕的外侧相邻的2个折痕计为第3折痕、将进一步与该第3折痕的外侧相邻的2个折痕计为第4折痕时，增强纤维基材(B’)优选以上述第1折痕与第n(n为4以上的整数)折痕的2个折痕中的至少一者接近的形态被折叠。通过如此折叠，折痕伸展时被折入接近的折痕间的区域容易形成空间，容易形成空洞部。需要说明的是，本说明书中，“接近”这样的术语作为表示接触的情况也包括在内的概念的术语使用。另外，以下本说明书中，针对以这样的形式接近的第1折痕、和与第1折痕接近的第n折痕，有时简称为“接近的一对折痕”。另外，增强纤维基材(B’)为大致梯形的情况下，与较短的底边的两端对应的一对的折痕对应于“接近的一对折痕”。
另外，在该情况下，在截面中，将接近的一对折痕间的直线距离设为Lr、将接近的一对折痕间沿着增强纤维基材(B’)连接的距离设为Lf的情况下，Lr/Lf为0.3以下且Lf为1mm以上200mm以下是优选的。Lr/Lf更优选为0.2以下，进一步优选为0.05以下。Lf更优选为1mm以上100mm以下，进一步优选为2mm以上50mm以下，特别优选为3mm以上10mm以下。通过使其在上述范围内，容易控制成型为纤维增强复合材料时的孔隙径，故优选。
以下，为了更容易理解，一边参照具体地图示增强纤维基材(B’)的折叠状态的附图，一边对增强纤维基材(B’)的折叠状态进行说明。增强纤维基材(B’)的折叠状态不受这些附图限定。
图6是为了对一个实施方式中的预浸料坯中的增强纤维基材(B’)的折叠状态进行说明而仅将增强纤维基材(B’)取出并图示的立体示意图。另外，图7为同一实施方式的预浸料坯的截面示意图，图8是将其一部分进一步放大的截面示意图。
本实施方式中，在截面中，将任意选择的折痕设为第1折痕的情况下，增强纤维基材(B’)呈包含Z字状结构的折叠状态，所述Z字状结构以与该第1折痕相邻的第2折痕中的一者和第1折痕作为弯曲点。例如，将图8中31A所示的折痕设为第1折痕时，在该截面中，增强纤维基材(B’)以形成将该第1折痕、和与该第1折痕相邻的第2折痕中的一个31B所示的折痕作为弯曲点的Z字状结构的方式折叠。通过形成这样的折叠结构，从而可产生Z字状结构欲上下伸展的力，容易在纤维增强复合材料中形成空洞部。增强纤维基材(B’)以这样的Z字状结构连续的折叠状态存在时，整体能够得到大的复原力。
更详细而言，本实施方式中，在截面中，将某折痕设为第1折痕时，当将与第1折痕的两侧相邻的2个折痕设为第2折痕、将进一步与该第2折痕的外侧相邻的2个折痕设为第3折痕、将进一步与该第3折痕的外侧相邻的2个折痕设为第4折痕的情况下，增强纤维基材(B’)具有包含大致三角形结构的弯折结构，所述大致三角形结构是通过上述第4折痕中的一者与上述第1折痕接近而形成的。例如，将图8中31A所示的折痕设为第1折痕时，第2折痕中的一者成为31B所示的折痕，第3折痕中的一者成为31C所示的折痕，第4折痕中的一者成为31D所示的折痕，增强纤维基材(B’)具有包含大致三角形结构的弯折结构，所述大致三角形结构是通过第1折痕31A与第4折痕31D接近而形成的。此处，第1折痕31A与第4折痕31D可以接触，也可以以一定程度隔开间隔。即，依照上述说明，本实施方式中折痕31A与折痕31D为接近的一对折痕。前者的情况下，可认为由第1折痕31A与第4折痕31D的接触点、第2折痕31B、和第3折痕31C形成大致三角形结构；后者的情况下，可认为通过第1折痕31A与第4折痕31D隔开间隔而形成一端开口的大致三角形结构。本说明书中，“大致三角形”作为包括这样的结构的术语使用。通过形成这样的折叠结构，从而可产生大致三角形结构欲上下伸展的力，能够得到复原力。
此外，本实施方式中，如图7所示，增强纤维基材(B’)具有包含该大致三角形结构的弯折结构在翻转的同时连续的折叠结构。通过具有如此规则的折叠结构，容易将膨胀力控制在所期望的方向。需要说明的是，不限于本实施方式，为了得到均等的膨胀力，增强纤维基材(B’)优选在预浸料坯整体范围内具有规则的折叠结构。
另外，本实施方式中，将第1折痕与接近于该第1折痕的第4折痕的直线距离设为Lr、将从第1折痕至第4折痕为止沿着增强纤维基材(B’)连接的距离设为Lf时，Lr/Lf为0.3以下且Lf为1mm以上200mm以下是优选的。如图8所示，Lr为接近的1对折痕中的增强纤维基材(B’)表面彼此的最短距离。Lf对应于接近的1对折痕间、即图8中的第1折痕31A至第4折痕31D为止的增强纤维基材(B’)的长度。Lr/Lf优选为0.2以下，更优选为0.05以下。Lf更优选为1mm以上100mm以下，进一步优选为2mm以上50mm以下，特别优选为3mm以上10mm以下。通过使Lr相对于Lf之比在上述范围内，从而容易消除面内方向的复原力而抑制向面内方向的膨胀，容易形成具有与Lf对应的周长的空洞部，容易控制空洞部的孔径。
另外，将第1折痕与接近的第4折痕的直线距离设为Lr时，将存在于下述方向上的第2折痕与第1折痕的直线距离设为Ls，所述方向为与测定从第1折痕至第4折痕为止沿着增强纤维基材(B’)连接的距离Lf的方向相反的方向。在该情况下，成为上述Lr和Ls沿着预浸料坯的表面交替地连续的构成。例如，将图12中31A所示的折痕设为第1折痕时，第2折痕中的一者成为31B所示的折痕，第3折痕中的一者成为31C所示的折痕，第4折痕中的一者成为31D所示的折痕，增强纤维基材(B’)具有包含通过第1折痕31A与第4折痕31D接近而形成的截面为大致三角形结构的弯折结构。另一方面，第2折痕中的另一者31E与31A的直线距离成为Ls。
Ls优选为0.1mm以上50mm以下，更优选为1mm以上10mm以下，进一步优选为2mm以上5mm以下。此外，Lr/Ls优选为0以上且小于0.8，更优选为0以上0.3以下，进一步优选为0以上0.2以下。通过使其在上述范围内，从而在使预浸料坯膨胀而得到的纤维增强复合材料中，能够控制截面开口部的最大长度、面内取向部与面外取向部的比率，能够控制负载时的挠曲，故优选。
增强纤维基材(B’)优选为由不连续的增强纤维(B)构成的无纺布。图9是将上述的预浸料坯中包含的增强纤维基材(B’)的一个实施方式与含浸于其中的树脂(A)一同放大的示意图。本实施方式中，增强纤维基材(B’)为由不连续的增强纤维构成的无纺布。在含浸有树脂(A)、并处于压缩状态的增强纤维基材(B’)中，树脂(A)熔融或软化而使得压缩状态被释放，由此产生回弹。通过该回弹，从而如图4所示，在增强纤维间、树脂(A)中形成微细的孔隙。即，在增强纤维基材(B’)中形成微多孔。作为增强纤维基材(B’)，特别优选为不连续的增强纤维(B)随机分散的无纺布形状，上述无纺布可利用气流成网法、梳棉法、抄纸法等来制造。
另外，本发明的纤维增强复合材料所具有的空洞部可通过上述的预浸料坯中的增强纤维基材(B’)的折叠结构欲伸展的复原力而形成。图3为示出使用图7所示的预浸料坯进行成型而得的纤维增强复合材料的一例的截面示意图。通过加热预浸料坯，从而树脂(A)成为熔融或软化的状态，增强纤维基材(B’)的折叠结构的复原力被释放。该复原力成为预浸料坯的厚度方向的膨胀力，通过该膨胀力，形成被增强纤维基材(B’)大致包围的空洞部。
因此，增强纤维基材的折叠结构与上述的预浸料坯中的折叠结构大致相同，对折叠结构的说明遵照上述的预浸料坯中的记载。但是，使用上述的预浸料坯进行成型的情况下，增强纤维基材(B’)的折叠角度因成型而变大。
此外，本实施方式中，树脂(A)为含浸于增强纤维基材(B’)的树脂，更具体而言，是含浸于增强纤维基材(B’)的内部、和通过上述的增强纤维基材(B’)的折叠而形成于增强纤维基材(B’)间的空间这两者中的树脂。此外，如图3所示，空洞部优选采取增强纤维(B)的接近的1对折痕31之间通过树脂(A)而结合的结构。通过形成该结构，从而抑制在对纤维增强复合材料施加负载时由接近的1对折痕处的开孔引起的变形。
作为一例，上述这样的预浸料坯可利用依次具有以下的工序[1]及[2]的制造方法而制造。
工序[1]：将增强纤维基材(B’)折叠而成为具有多个折痕的折叠状态的工序；
工序[2]：使树脂(A)与折叠状态的增强纤维基材(B’)复合化的工序。
工序[1]中，将增强纤维基材(B’)折叠成上述的折叠状态。通常，越为弹性模量高的增强纤维，则伸长率越低，有容易因弯曲而断裂的倾向。工序[1]中，通过预先折叠增强纤维基材(B’)，从而借助增强纤维间的空隙来抑制增强纤维单丝的曲率，能够在抑制纤维断裂的情况下折叠。
工序[2]中，作为使树脂(A)与增强纤维基材(B’)复合化的方法，可举出：使熔融状态的树脂(A)直接注入于增强纤维基材(B’)的方法；使膜状、粉末状或纤维状的树脂(A)与增强纤维基材(B’)复合化，通过加热熔融而含浸的方法。从制造的容易度的观点考虑，优选下述方法：在加热至树脂(A)熔融或软化的温度以上的状态下赋予压力，使树脂(A)含浸于增强纤维基材(B’)。作为用于实现该含浸方法的设备，可优选使用压制成型机、双带式压制机。间歇式的情况为前者，通过形成将加热用和冷却用的2台以上并列而得的间歇式压制体系，可实现生产率的提高。连续式的情况为后者，由于能够容易地进行连续加工，因此连续生产率优异。
本发明的纤维增强复合材料可通过下述方式制造：将上述的预浸料坯加热至树脂(A)熔融或软化的温度以上，进行成型。通过加热至树脂(A)熔融或软化的温度以上而软化，从而增强纤维基材(B’)的折叠结构欲恢复至折叠之前的结构的复原力、即折叠角度扩大的方向的力被释放。该复原力成为预浸料坯的厚度方向上的膨胀力，通过具有该膨胀力的增强纤维基材(B’)，预浸料坯以被增强纤维基材(B’)上推的形式膨胀。图3为示出使用图7所示的预浸料坯进行成型而得的纤维增强复合材料的一例的截面示意图。如此，通过加热预浸料坯而使树脂(A)软化，从而增强纤维基材(B’)在增强纤维基材(B’)的折叠角度扩大的方向上变形，预浸料坯发生膨胀。典型而言，如图3所示，通过该膨胀，形成具有面内取向部和面外取向部的纤维增强结构部，并且，形成由纤维增强结构部的面内取向部及面外取向部划分出的空洞部4。
关于树脂(A)熔融或软化的温度，具体而言，树脂(A)为结晶性热塑性树脂的情况下，只要为高于熔点的温度即可，优选为比熔点高20℃以上的温度。另外，树脂(A)为非晶性热塑性树脂的情况下，只要是比玻璃化转变温度高的温度即可，优选为比玻璃化转变温度高20℃以上的温度。作为上限温度，优选赋予树脂(A)的热分解温度以下的温度。
另外，成型中，优选对因加热而膨胀的预浸料坯的厚度进行调整。作为进行厚度控制的方法，只要得到的纤维增强复合材料能够控制成目标厚度，则方法不受限制，从制造的简便度的观点考虑，使用金属板等限制厚度的方法、通过调节加压力而直接控制厚度的方法等是优选的。作为用于实现该方法的设备，可优选使用压制成型机、双带式压制机。间歇式的情况为前者，通过形成将加热用和冷却用的2台以上并列而得的间歇式压制体系，可实现生产率的提高。连续式的情况为后者，由于能够容易地进行连续加工，因此连续生产率优异。
实施例
实施例及比较例中使用的材料如下文所述。
[PP树脂]
使用下述结晶性的聚丙烯树脂组合物，其包含80质量％聚丙烯(Prime Polymer(株)制“Prime Polypro”(注册商标)J105G)和20质量％酸改性聚丙烯(三井化学(株)制“ADMER”QB510)，按照JIS K7121(2012)测得的熔点为160℃。就该聚丙烯树脂组合物而言，使作为热塑性树脂的聚丙烯和酸改性聚丙烯为原料，以上述质量比混合，利用料筒温度为200℃的双螺杆挤出机进行熔融混炼，制作成树脂粒料。进而，使用以模具表面温度成为180℃、膜厚成为0.22mm的方式进行了调节的压制成型机，将该树脂粒料压制成型，制作了单位面积重量为200g/cm2的PP树脂膜。
[PC树脂]
使用下述非晶性的聚碳酸酯树脂，其由聚碳酸酯(Mitsubishi Engineering-Plastics(株)制“Iupilon”(注册商标)H-4000)形成，按照JIS K7121(2012)测得的玻璃化转变温度为150℃。使用以模具表面温度成为240℃、膜厚成为0.17mm的方式进行了调节的压制成型机，将作为热塑性树脂的聚碳酸酯的树脂粒料压制成型，制作了单位面积重量为200g/cm2的PC树脂膜。
[碳纤维无纺布]
从以聚丙烯腈为主成分的共聚物进行纺丝、烧成处理、及表面氧化处理，得到总单丝数12,000根的碳纤维束。就该碳纤维束的特性而言，按照JIS R7608(2007)测得的拉伸弹性模量为220GPa，是单纤维直径7μm的圆形截面。使用上述碳纤维束，使用筒式切割机(cartridge cutter)切成6mm长度，得到短切碳纤维。制作包含水和表面活性剂(NACALAITESQUE(株)制，聚氧乙烯月桂基醚(商品名))的浓度0.1质量％的分散液，使用该分散液和短切碳纤维，制作了碳纤维基材。制造装置具备在容器下部具有开闭旋塞的直径1000mm的圆筒状容器作为分散槽，且具备将分散槽与抄纸槽连接的直线状输送部(倾斜角30°)。在分散槽的上表面的开口部，附带有搅拌机，能够从开口部投入短切碳纤维及分散液(分散介质)。抄纸槽具备在底部具有宽500mm的抄纸面的网状输送机(mesh conveyor)，将能够搬运碳纤维基材(抄纸基材)的输送机连接至网状输送机。在分散液中的碳纤维浓度为0.05质量％的条件下进行抄纸。经抄纸的碳纤维基材在200℃的干燥炉中干燥30分钟，制成碳纤维的单丝的取向方向随机分散的碳纤维无纺布。
[表皮层中使用的热固性预浸料坯]
从以聚丙烯腈为主成分的共聚物进行纺丝、烧成处理、及表面氧化处理，得到总单丝数12,000根的碳纤维束。就该碳纤维束的特性而言，按照JIS R7608(2007)测得的拉伸弹性模量为220GPa，是单纤维直径7μm的圆形截面。
利用捏合机，在环氧树脂(Japan Epoxy Resins(株)制“EPIKOTE(注册商标)”828：30质量份、“EPIKOTE(注册商标)”1001：35质量份、“EPIKOTE(注册商标)”154：35质量份)中加热混炼5质量份的聚乙烯醇缩甲醛(CHISSO(株)制“Vinylec(注册商标)”K)，使聚乙烯醇缩甲醛均匀地溶解后，利用捏合机将3.5质量份的固化剂双氰胺(Japan Epoxy Resins(株)制DICY7)和7质量份的固化剂4,4-亚甲基双(苯基二甲基脲)(PTI Japan(株)“Omicure”(注册商标)52)进行混炼，制备了未固化的环氧树脂组合物。使用刮刀涂布机，从该未固化的环氧树脂组合物制作了单位面积重量为132g/m2的环氧树脂膜。
然后，准备使碳纤维束沿单向取向而得的片材，在其两面分别重叠环氧树脂膜，通过加热、加压使环氧树脂含浸，制成每单位面积的碳纤维的质量为125g/m2、纤维体积含有率为60％、厚度为0.125mm的热固性预浸料坯。
各实施例·比较例中的结构、物性等的评价方法如下文所述。
[折叠角度的评价]
以与碳纤维无纺布的折痕正交的截面成为观察面的方式，从预浸料坯切出样品，以能够观察到碳纤维无纺布的折痕的截面的方式进行研磨。用激光显微镜(Keyence(株)制，VK-9510)对得到的样品进行观察，在观察图像中，利用装置附带的软件进行角度的测定，针对各折痕，如图5所示，求出以碳纤维无纺布3的折痕31为中心的弯曲部所成的角度θ。针对共计20处折痕，求出折叠角度，并求出算术平均值。
[Lr及Lf的评价]
以与碳纤维无纺布的折痕正交的截面成为观察面的方式，从预浸料坯切出样品，以能够观察到碳纤维无纺布的接近的1对折痕、和连续碳纤维无纺布将该接近的1对折痕间连接的截面的方式进行研磨。利用激光显微镜(Keyence(株)制，VK-9510)对得到的样品进行观察，在观察图像中，利用装置附带的软件进行长度测定，求出接近的1对折痕间的直线距离(Lr)、和将该接近的1对折痕间沿着碳纤维无纺布连接的距离(Lf)。针对共计20处的接近的折痕，求出Lr、Lf及Lr/Lf，并求出算术平均值。
[Ls的评价]
以与碳纤维无纺布的折痕正交的截面成为观察面的方式，从预浸料坯切出样品，以能够观察到碳纤维无纺布的接近的1对折痕在多个位置连接的截面的方式进行研磨。使用激光显微镜(Keyence(株)制，VK-9510)对得到的样品进行观察，在观察图像中利用装置附带的软件进行长度测定。求出以接近的1对折痕的一个折痕为起点、直至存在于与成对的折痕相反的方向上的另一折痕为止的直线距离(Ls)。以共计20处不同的接近的折痕为起点求出Ls，求出算术平均值。进而，通过Ls的算术平均值和上述Lr的算术平均值，求出Lr/Ls。
[空洞部的评价]
以与空洞部的延伸方向正交的截面成为观察面的方式，从纤维增强复合材料切出样品，以能够观察到碳纤维无纺布的接近的1对折痕、和连续碳纤维无纺布将该接近的1对折痕间连接的截面的方式进行研磨。使用激光显微镜(Keyence(株)制，VK-9510)对得到的样品进行观察，由此将空洞部的截面作为平面状的截面开口部进行观察。利用装置附带的软件进行长度测定，求出能够在截面开口部内画出的最大直线长度。对共计20处截面开口部进行测定，将其算术平均值作为截面开口部的最大长度。需要说明的是，准备接近的各截面开口部、在深度方向上隔开5cm以上间隔的样品，使用它们的测定结果作为算术平均所使用的值。
[面内取向部和面外取向部的评价]
以与纤维增强复合材料的厚度方向平行的截面、即与纤维增强复合材料的空洞部的延伸方向正交的截面成为观察面的方式，通过研磨制作了观察样品。使用观察样品，进行纤维增强结构部的截面观察，观察是使用激光显微镜(Keyence(株)制，VK-9510)进行的。从截面中观察到的纤维增强复合材料的共计10处，求出厚度的算术平均值，在以该厚度的算术平均值的1/5长度为边长的正方形方格中将纤维增强结构部的截面分割。
针对每个分割截面，在面内方向假设一基准线(0°)，着眼于与该基准线交叉的各增强纤维，在400倍的放大图像中对定义为该基准线与该增强纤维所成的锐角的纤维取向角进行测定。需要说明的是，在截面图像中仅露出增强纤维(B)的截面的情况下，设置与增强纤维(B)的截面内切的椭圆来作为近似于增强纤维(B)的取向方向的纤维椭圆，针对该纤维椭圆的由长轴长度/短轴长度表示的长径比为20以上的增强纤维(B)，求出纤维椭圆的长轴方向与上述基准方向所成的角作为该增强纤维(B)的纤维取向角。对各分割截面测定共计400根增强纤维(B)的纤维取向角，求出它们的算术平均值作为平均纤维取向角。通过这样的方法，将平均纤维取向角为0°以上、45°以下的分割截面设为面内取向部，将大于45°且为90°以下的分割截面设为面外取向部。
接着，根据观察图像，分别求出面内取向部的截面积和面外取向部的截面积。面内取向部的截面积比率作为将面内取向部的截面积除以面内取向部的截面积与面外取向部的截面积之和并乘以100而得的比率(％)求出，面外取向部的截面积比率作为将面外取向部的截面积除以面内取向部的截面积与面外取向部的截面积之和并乘以100而得的比率(％)求出。面外取向部的截面积相对于面内取向部的截面积的倍率通过将面外取向部的截面积除以面内取向部的截面积而求出。
进而，将上述面内取向部的增强纤维(B)的纤维取向角合并，再次计算算术平均值，将其作为面内取向部整体的平均纤维取向角。另外，将上述面外取向部的增强纤维(B)的纤维取向角合并，再次计算算术平均值，将其作为面外取向部整体的平均纤维取向角。
[平均细孔直径的评价]
作为压汞仪，使用Micromeritics公司制Autopore IV9510，在汞压入压力4kPa至400MPa的范围内，进行细孔径的测定。平均细孔直径根据作为测定结果得到的细孔容积和比表面积由式(1)求出。
(平均细孔直径)＝4×(细孔容积)/(比表面积)···式(1)。
[纤维增强结构部的比重的评价]
就纤维增强结构部的比重而言，准备从纤维增强复合材料中切出纤维增强结构部而得的样品，将样品质量[g]除以根据样品的外周而求出的体积[cm3]所得的值，由随机选取的5个样品所测得的比重的算术平均值得到。
[纤维增强复合材料的比重的评价]
纤维增强复合材料的比重可作为下述值求出，所述值为纤维增强复合材料的质量[g]除以根据纤维增强复合材料的外周求出的体积[cm3]而得的值。
[增强纤维(B)的数均纤维长度的评价]
从纤维增强复合材料，以质量成为2g的方式切出样品，将该样品在电炉内于500℃下加热1小时，由此将树脂(A)烧除，将增强纤维(B)分离。使用激光显微镜(Keyence(株)制，VK-9510)进行观察，利用装置附带的软件对共计400根增强纤维(B)测定纤维长度，求出它们的算术平均值作为增强纤维(B)的数均纤维长度。
[负载时挠曲的评价]
作为试验机，使用“Instron”(注册商标)5565型万能材料试验机(Instron·Japan(株)制)，在具有边长100mm的正方形的内径的下压头之上，以覆盖上述内径的方式设置样品，从上述正方形的内径的对角线的交点的正上方，利用平面面积为10mm2的圆筒状上压头逐渐施加负载，将50N负载时的位移减去0.1N负载时(接触开始时)的位移而得的值作为挠曲量[mm]，按以下的3个等级进行评价，将good及fair评价为合格。
good：挠曲量为2mm以下。
fair：挠曲量大于2mm且为3mm以下。
bad：挠曲量大于3mm。
以下，对实施例及比较例中制作的预浸料坯、纤维增强复合材料及夹层结构体进行说明。
[实施例1]
作为增强纤维基材(B’)，准备将以上述方式制作的碳纤维无纺布折叠成图10所示的截面结构而得的单位面积重量为100g/cm2的折叠基材。此时，在制成预浸料坯时，在增强纤维基材(B’)的接近的1对折痕8中，以接近的1对折痕间的直线距离(Lr)成为0mm、即接触的方式进行折叠，并以将该接近的1对折痕间沿着碳纤维无纺布连接的距离(Lf)成为10mm、将接近的1对折痕的一个折痕作为起点直至存在于与成对的折痕相反的方向上的另一折痕为止的直线距离(Ls)成为5mm的方式进行折叠。此外，以将折叠基材的表面和背面合在一起观察时接近的1对折痕的构成比率9成为对称结构的方式进行折叠。即，以在一个面在接近的1对折痕与配置于其旁边的接近的1对折痕的中间配置另一个面的接近的1对折痕并重复的方式进行折叠。接着，在碳纤维无纺布上，层叠作为树脂(A)的单位面积重量为200g/cm2的PP树脂膜，进行加热压制。在加热压制工序中，在模具温度为180℃、压力为3MPa的条件下加压10分钟，由此使PP树脂含浸于碳纤维无纺布，得到1边为200mm的预浸料坯。
另外，使用以模具表面温度成为180℃、成型品厚度成为2.8mm的方式进行了调节的压制成型机，使得到的1张预浸料坯加热膨胀10分钟，由此成型为纤维增强复合材料。得到的纤维增强复合材料具有图1所示这样的由纤维增强结构部将三条边包围的截面为大致三角形的开口部。空洞部的开口部在面内方向上排列。将评价结果示于表1。
[实施例2]
作为增强纤维基材(B’)，以Lr成为1mm、Lf成为9mm的方式变更折叠基材的构成，除此以外，与实施例1同样地进行加工，得到预浸料坯和纤维增强复合材料。得到的纤维增强复合材料具有图1所示这样的由纤维增强结构部将三条边包围的截面为大致三角形的开口部。空洞部的开口部在面内方向上排列。将评价结果示于表1。
[实施例3]
作为增强纤维基材(B’)，以Lr成为2mm、Lf成为8mm的方式变更折叠基材的构成，除此以外，与实施例1同样地进行加工，得到预浸料坯和纤维增强复合材料。得到的纤维增强复合材料具有图13所示这样的由纤维增强结构部构成三条边的截面为大致梯形的开口部。空洞部的开口部在面内方向上排列。将评价结果示于表1。
[实施例4]
作为增强纤维基材(B’)，使用与实施例1同样的折叠基材，作为树脂(A)，将单位面积重量为200g/cm2的PC树脂膜层叠，进行加热压制。在加热压制工序中，在模具温度为240℃、压力为3MPa的条件下加压10分钟，由此使PC树脂含浸于碳纤维无纺布，得到1边为200mm的预浸料坯。使用以模具温度成为240℃、成型品厚度成为2.2mm的方式进行了调节的压制成型机，使得到的1张预浸料坯加热膨胀10分钟，由此成型为纤维增强复合材料。得到的纤维增强复合材料具有图1所示这样的由纤维增强结构部将三条边包围的截面为大致三角形的开口部。空洞部的开口部在面内方向上排列。将评价结果示于表1。
[实施例5]
将实施例1中得到的预浸料坯层叠2张而制成预成型体，使用以模具温度成为180℃、成型品厚度成为4.8mm的方式进行了调节的压制成型机加热10分钟，由此成型为作为层叠体的纤维增强复合材料。得到的纤维增强复合材料具有图1所示这样的由纤维增强结构部将三条边包围的截面为大致三角形的开口部，其为层叠成2层的结构。空洞部的开口部在面内方向上排列。将评价结果示于表1。
[实施例6]
作为增强纤维基材(B’)，以Lr成为3mm、Lf成为7mm的方式变更折叠基材的构成，除此以外，与实施例1同样地进行加工，得到预浸料坯和纤维增强复合材料。得到的纤维增强复合材料具有图13所示这样的由纤维增强结构部构成三条边的截面为大致梯形的开口部。空洞部的开口部在面内方向上排列。将评价结果示于表1。
[实施例7]
将实施例1中得到的纤维增强复合材料用于芯层，在其外侧配置以上述方式制作的热固性预浸料坯作为表皮层，将一个表皮层的表面的增强纤维的取向方向设为0°，以此为基准，以层叠构成成为[0°/90°/纤维增强复合材料/90°/0°]的方式层叠。接着，在模具温度为150℃、压力为1MPa的条件下加热压制10分钟，由此使热固性预浸料坯固化，得到夹层结构体。得到的夹层结构体中的纤维增强复合材料的厚度为2.4mm，在制成夹层结构体时也不压坏，能够良好地用作芯层。
[实施例8]
将实施例5中得到的层叠体的纤维增强复合材料用于芯层，在其外侧，配置热固性预浸料坯作为表皮层，将一个表皮层的表面的增强纤维的取向方向设为0°，以此为基准，以层叠构成成为[0°/90°/纤维增强复合材料/90°/0°]的方式层叠。接着，在模具温度为150℃、压力为1MPa的条件下加热压制10分钟，由此使热固性预浸料坯固化，得到夹层结构体。得到的夹层结构体中的层叠体的厚度为4.3mm，制成夹层结构体时也不压坏，能够良好地用作芯层。
[比较例1]
准备下述单位面积重量为100g/cm2的基材，其是将碳纤维无纺布以成为图11所示的具有锯齿结构的顶点10的截面结构的方式产生折痕而得的。此时，以锯齿结构的顶点间的重复间隔11等间隔地成为5mm的方式产生折痕。接着，在上述基材上，层叠单位面积重量为200g/cm2的PP树脂膜，进行加热压制。在加热压制工序中，在模具温度为180℃、压力为3MPa的条件下加压10分钟，由此使PP树脂含浸于上述基材，得到1边为200mm的预浸料坯。使用以模具温度成为180℃、成型品厚度成为2.8mm的方式进行了调节的压制成型机，使得到的1张预浸料坯加热膨胀10分钟，由此成型为纤维增强复合材料。就得到的纤维增强复合材料而言，图14所示这样的纤维增强结构部6的截面为锯齿结构。将评价结果示于表1。
[比较例2]
在平面状且无折痕的100g/cm2的碳纤维无纺布上，层叠单位面积重量为200g/cm2的PP树脂膜，进行加热压制。在加热压制工序中，在模具温度为180℃、压力为3MPa的条件下加压10分钟，由此使PP树脂含浸于上述基材，得到1边为200mm的预浸料坯。使用模具温度调节为180℃的压制成型机，使得到的1张预浸料坯加热膨胀10分钟，由此成型为纤维增强复合材料。使模具的上模具与下模具的距离为2.8mm，以成型品厚度成为2.8mm为目的进行成型，但预浸料坯未膨胀至模具的上模具与下模具之间的厚度，得到的纤维增强复合材料中未形成空洞部，厚度仅为0.9mm。将评价结果示于表1。
[比较例3]
作为增强纤维基材(B’)，以Lr成为4mm、Lf成为6mm的方式变更折叠基材的构成，除此以外，与实施例1同样地进行加工，得到预浸料坯和纤维增强复合材料。就得到的纤维增强复合材料而言，图14所示这样的纤维增强结构部的截面为锯齿结构。将评价结果示于表1。
[比较例4]
将比较例1中得到的纤维增强复合材料用于芯层，在其外侧配置热固性预浸料坯作为表皮层，将一个表皮层的表面的增强纤维的取向方向设为0°，以此为基准，以热固性预浸料坯的层叠构成成为[0°/90°/纤维增强复合材料/90°/0°]的方式层叠。接着，在模具温度为150℃、压力为1MPa的条件下加热压制10分钟，由此使热固性预浸料坯固化，得到夹层结构体。得到的夹层结构体中的纤维增强复合材料的厚度为0.6mm，因制作夹层结构体的成型压力而压坏，无法用作芯层。
Figure BDA0003662617280000281
产业上的可利用性
本发明的纤维增强复合材料可合适地用于航空器结构构件、风车的叶片、汽车结构构件及IC托盘、笔记本电脑的壳体等用途等。
附图标记说明
1 预浸料坯
2 树脂(A)
3 增强纤维(B)或增强纤维基材(B’)
31 增强纤维(B)的折痕或增强纤维基材(B’)的折痕
31A 增强纤维基材(B’)的折痕(第1折痕)
31B 增强纤维基材(B’)的折痕(第2折痕)
31C 增强纤维基材(B’)的折痕(第3折痕)
31D 增强纤维基材(B’)的折痕(第4折痕)
31E 增强纤维基材(B’)的折痕(另一第2折痕)
Lr 第1折痕与最接近的折痕(第4折痕)的距离
Lf 从第1折痕起直至最接近于第1折痕的折痕(第4折痕)为止沿着增强纤维基材(B’)连接的距离
Ls 以接近的1对折痕的一个折痕为起点、直至存在于与成对的折痕相反的方向上的另一折痕为止的直线距离
θ 折叠角度
4 截面为大致三角形的空间(空洞部)
5 微多孔
6 纤维增强结构部
6A 纤维增强结构部的分割截面
7 纤维增强复合材料的厚度
8 增强纤维基材(B’)的接近的1对折痕
9 将折叠基材的表面和背面合在一起观察时接近的1对折痕的构成比率
10 锯齿结构的顶点
11 锯齿结构的顶点间的重复间隔
12 截面为大致梯形的空间(空洞部)

Claims (15)

1.纤维增强复合材料，其具有：
纤维增强结构部，其包含树脂(A)和增强纤维(B)，并具有增强纤维(B)的平均纤维取向角为0°以上45°以下的面内取向部、和增强纤维(B)的平均纤维取向角大于45°且为90°以下的面外取向部；和
空洞部，其是由该纤维增强结构部的所述面内取向部及所述面外取向部划分出的。
2.如权利要求1所述的纤维增强复合材料，其中，在与所述空洞部的延伸方向正交的截面中，面外取向部的截面积相对于面内取向部的截面积为0.5倍以上、10倍以下。
3.如权利要求1或2所述的纤维增强复合材料，其中，所述空洞部是由平均纤维取向角为0°以上、30°以下的面内取向部及平均纤维取向角为60°以上、90°以下的面外取向部划分出的。
4.如权利要求1～3中任一项所述的纤维增强复合材料，其中，树脂(A)为热塑性树脂。
5.如权利要求4所述的纤维增强复合材料，其中，所述热塑性树脂为选自由聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚亚芳基硫醚、聚酰胺、聚甲醛、聚醚酰亚胺、聚醚砜、及聚亚芳基醚酮组成的组中的至少1种热塑性树脂。
6.如权利要求1～5中任一项所述的纤维增强复合材料，其中，增强纤维(B)是数均纤维长度为1mm以上50mm以下的不连续纤维。
7.如权利要求6所述的纤维增强复合材料，其中，在所述纤维增强结构部中，增强纤维(B)是随机分散的。
8.如权利要求1～7中任一项所述的纤维增强复合材料，其中，增强纤维(B)为碳纤维。
9.如权利要求1～8中任一项所述的纤维增强复合材料，其中，所述纤维增强结构部具有平均细孔直径为500μm以下的微多孔。
10.如权利要求1～9中任一项所述的纤维增强复合材料，其中，所述纤维增强结构部的比重为0.3g/cm3以上0.8g/cm3以下。
11.如权利要求1～10中任一项所述的纤维增强复合材料，其中，所述空洞部的截面开口部的最大长度的平均值为1000μm以上、10000μm以下。
12.如权利要求1～11中任一项所述的纤维增强复合材料，其比重为0.001g/cm3以上0.2g/cm3以下。
13.如权利要求1～12中任一项所述的纤维增强复合材料，其厚度为0.1mm以上、5mm以下。
14.如权利要求1～13中任一项所述的纤维增强复合材料，其具有下述层被层叠多层而成的层叠结构，所述层是在与所述空洞部的延伸方向正交的截面中空洞部的开口部在面内方向上排列的层。
15.夹层结构体,其是在权利要求1～14中任一项所述的纤维增强复合材料的两面配置表皮层而成的。
CN202080082191.4A 2019-11-29 2020-11-16 纤维增强复合材料及夹层结构体 Active CN114761213B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019216112 2019-11-29
JP2019-216112 2019-11-29
PCT/JP2020/042587 WO2021106650A1 (ja) 2019-11-29 2020-11-16 繊維強化複合材料およびサンドイッチ構造体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114761213A true CN114761213A (zh) 2022-07-15
CN114761213B CN114761213B (zh) 2024-07-09

Family

ID=

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5714226A (en) * 1991-05-04 1998-02-03 Hoechst Aktiengesellschaft Porous honeycomb material and manufacture and use thereof
US5721031A (en) * 1993-07-21 1998-02-24 Unitika Ltd. Fiber-reinforced porous plastic tube
JP2013056976A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Teijin Ltd 繊維強化複合材料から構成される成形体の製造方法
JP2014055239A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Teijin Ltd 繊維強化プラスチック成形用基材
WO2014103711A1 (ja) * 2012-12-26 2014-07-03 東レ株式会社 中空構造を有する成形体およびその製造方法
US20140265043A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Bell Helicopter Textron Inc. Composite core and method of making same
WO2018117180A1 (ja) * 2016-12-22 2018-06-28 東レ株式会社 構造体及びその製造方法
CN108495703A (zh) * 2016-01-22 2018-09-04 东丽株式会社 流体分离膜、流体分离膜组件及多孔质碳纤维
US20190126572A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-02 Airbus Operations S.L. Modular mold and method for manufacturing a panel of fiber reinforced material
WO2019189384A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 東レ株式会社 成形品の製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5714226A (en) * 1991-05-04 1998-02-03 Hoechst Aktiengesellschaft Porous honeycomb material and manufacture and use thereof
US5721031A (en) * 1993-07-21 1998-02-24 Unitika Ltd. Fiber-reinforced porous plastic tube
JP2013056976A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Teijin Ltd 繊維強化複合材料から構成される成形体の製造方法
JP2014055239A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Teijin Ltd 繊維強化プラスチック成形用基材
WO2014103711A1 (ja) * 2012-12-26 2014-07-03 東レ株式会社 中空構造を有する成形体およびその製造方法
US20140265043A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Bell Helicopter Textron Inc. Composite core and method of making same
CN108495703A (zh) * 2016-01-22 2018-09-04 东丽株式会社 流体分离膜、流体分离膜组件及多孔质碳纤维
WO2018117180A1 (ja) * 2016-12-22 2018-06-28 東レ株式会社 構造体及びその製造方法
US20190126572A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-02 Airbus Operations S.L. Modular mold and method for manufacturing a panel of fiber reinforced material
WO2019189384A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 東レ株式会社 成形品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4067033A4 (en) 2023-12-20
US20220410502A1 (en) 2022-12-29
EP4067033A1 (en) 2022-10-05
TW202130715A (zh) 2021-08-16
JPWO2021106650A1 (zh) 2021-06-03
WO2021106650A1 (ja) 2021-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7285287B2 (ja) 一方向繊維強化テープを作製するための開繊機要素
US20210146653A1 (en) Laminated substrate using fiber-reinforced thermoplastic plastic, and molded product manufacturing method using same
KR101643114B1 (ko) 적층 기재 및 그의 제조 방법
CN110072693B (zh) 复合结构体及其制造方法
CN108431098B (zh) 结构体
KR20150138202A (ko) 샌드위치 적층체, 샌드위치 구조체와 그것을 사용한 일체화 성형품, 및 그들의 제조 방법
KR101279522B1 (ko) 내열 및 접착성이 우수한 열가소성 기지재 섬유를 이용한 자동차 천정재용 경량 천연섬유강화복합보드 및 그 제조 방법
KR20150100607A (ko) 섬유 강화 수지 시트, 일체화 성형품 및 그들의 제조 방법
CN110603145B (zh) 层叠复合体及其制造方法
JP2014004797A (ja) 成形用複合材及びその製造方法
JP6435696B2 (ja) 積層基材の製造方法
US20220410502A1 (en) Fiber-reinforced composite material and sandwich structure
KR20220110179A (ko) 샌드위치 구조체 및 그 제조 방법
CN114761213B (zh) 纤维增强复合材料及夹层结构体
CN114761212A (zh) 纤维增强复合材料及夹层结构体
US12030291B2 (en) Fiber-reinforced composite material and sandwich structure
CN114746489A (zh) 预浸料坯、预成型体、纤维增强复合材料、及它们的制造方法
KR20200093536A (ko) 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료
CN111417674A (zh) 耐火构件
JP6477114B2 (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂積層体及びその製造方法
JPH07156341A (ja) 繊維強化樹脂板状体およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant