CN116056850A - 热塑性预浸料坯、纤维增强塑料及它们的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供保持轻量性及力学特性，并且可应对更复杂形状的纤维增强塑料。热塑性预浸料坯，其是热塑性树脂含浸于不连续增强纤维网而成的，前述热塑性预浸料坯满足以下的特征(A)或特征(B)中的至少一者。特征(A)：具有将构成前述不连续增强纤维网的不连续增强纤维的至少一部分切断的多个切口。特征(B)：具有构成前述不连续增强纤维网的不连续增强纤维的纤维长度的变异系数为40％以上的纤维长度变异区域。

Description

热塑性预浸料坯、纤维增强塑料及它们的制造方法
技术领域
本发明涉及包含增强纤维和热塑性基体树脂的热塑性预浸料坯及其制造方法，以及由该预浸料坯基材成型的纤维增强塑料及其制造方法。
背景技术
由增强纤维和基体树脂形成的纤维增强塑料的比强度、比刚性优异，广泛用于电机·电子用途、土木·建筑用途、汽车用途、运动用途、航空器用途等。近年来，特别是对于面向汽车、航空器、运动制品等产业用制品的纤维增强塑料对于成型时的成型材料对复杂形状的追随性、成型品的轻量性的市场要求逐年提高。为了应对这样的要求，具有复杂形状且力学特性、轻量性优异的纤维增强塑料的压制成型品被广泛用于各种产业用途。
具体而言，专利文献1中公开了下述切口预浸料坯：对在一个方向上排列的连续增强纤维中含浸有树脂的单向预浸料坯设置将增强纤维切断的切口，提高成型时的形状追随性。
另外，专利文献2中公开了下述预浸料坯：通过使增强纤维为不连续纤维，并且制成在多个方向上分散的成型材料，从而成型时对复杂形状的追随性与成型品的力学特性的平衡优异。
此外，专利文献3公开了下述技术：规定对成型基材进行加压时产生的面内方向的变形量与加压后除压时的面外方向的变形量之比，同时实现成型品的力学特性和成型时对复杂形状的追随性。
作为用于实现成型品的轻量化的一个方法，专利文献4中公开了利用低比重的芯材。
但是，低比重的芯材具有作为单一材料的力学特性差的倾向。因此，在利用这样的芯材的情况下，为了保证成型品的力学特性，专利文献5公开了进行在芯材的外周配置高刚性的表皮(skin)材料等的制品设计。但是，在这样设计的制品中，质量必然增加，或者不得不增大厚度。即，即使作为结果能够实现制品的轻量化，其程度也相对变小。另外，为了保证成型品的力学特性而使用的表皮材料通常对复杂形状的形状追随性差，因此可成型的形状有限。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-207544号公报
专利文献2：日本特开2010-235779号公报
专利文献3：国际公开第2019/189384号
专利文献4：国际公开第2017/110528号
专利文献5：国际公开第2015/029634号
发明内容
发明所要解决的课题
用于产业用制品的纤维增强塑料为了提高力学特性及功能性，要求具有凸棱形状、拉深部、壁厚变化部等凹凸部，要求成型材料具有对复杂形状的追随性，但在专利文献1记载的发明中，由于纤维的取向方向为单向，因此形状追随性存在各向异性，可成型的形状存在限制。另外，由于制成的增强纤维塑料的力学特性也产生各向异性，因此需要设计纤维的取向方向并进行层叠。
专利文献2记载的发明中，由于增强纤维不连续，因此虽然具有一定的形状追随性，但是在不连续纤维沿多个方向取向的情况下，由于取向方向互不相同的纤维彼此干涉，因此对于用于伴有大变形的成型而言是不充分的。
另外，专利文献3记载的发明中，虽然通过面内变形和面外变形而复杂形状的成型是容易的，但是能够成型的形状存在限制，难以成型为所希望的形状。
并且，专利文献4、专利文献5中记载的结构体的制造方法中，成型时的形状追随性有限，有时难以成型为复杂形状。
由以上情况可知，需要具有高的力学特性且具备对复杂形状的追随性、轻量性的纤维增强塑料材料。本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供能够同时实现成型品的高力学特性、成型时对复杂形状的追随性、成型品的轻量性的纤维增强塑料材料。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的本发明的一个方式为热塑性预浸料坯，其是热塑性树脂含浸于不连续增强纤维网而成的，前述热塑性预浸料坯满足以下的特征(A)或特征(B)中的至少一者，
特征(A)：具有将构成前述不连续增强纤维网的不连续增强纤维的至少一部分切断的多个切口；
特征(B)：具有构成前述不连续增强纤维网的不连续增强纤维的纤维长度的变异系数为40％以上的纤维长度变异区域。
另外，作为典型地将该热塑性预浸料坯成型而得到的纤维增强塑料而被掌握的本发明的其它方式为下述纤维增强塑料，其具有包含不连续增强纤维和热塑性树脂的热塑性树脂层，前述纤维增强塑料满足以下的特征(C)或特征(D)中的至少一者，
特征(C)：在前述热塑性树脂层中存在沿3个方向以上取向的前述不连续增强纤维的端部连续排列的端部排列结构；
特征(D)：具有包含于前述热塑性树脂层的不连续增强纤维的纤维长度的变异系数为40％以上的纤维长度变异部。
此外，如上所述的热塑性预浸料坯的制造方法、以及使用本发明的热塑性预浸料坯的纤维增强塑料的制造方法也作为本发明的一个方式来掌握。
发明的效果
根据本发明，能够得到对复杂形状的追随性高且能够表现高的力学特性的热塑性预浸料坯，由此，能够得到即使复杂形状，表面品质也良好且具有高的力学特性和轻量性的纤维增强塑料。
附图说明
图1是示出本发明的热塑性预浸料坯的一例的示意图。
图2是示出本发明的热塑性预浸料坯的厚度方向截面的一例的示意图。
图3是示出本发明的热塑性预浸料坯的切口的配置的一例的示意图。
图4是示出本发明的热塑性预浸料坯的纤维长度变异区域、或纤维增强塑料的纤维长度变异部中的典型的纤维长度分布的直方图的一例。
图5是示出本发明的热塑性预浸料坯的增强纤维的取向状态的一例的示意图。
图6是示出本发明的纤维增强塑料的连续排列的端部排列结构的一例的示意图。
图7是示出本发明的实施方式的一例的示意图。
图8是用于补充关于成型性试验的说明的示意图。
具体实施方式
＜热塑性预浸料坯＞
本发明的热塑性预浸料坯(以下有时简称为“预浸料坯”)是热塑性树脂含浸于不连续增强纤维网而成的，前述热塑性预浸料坯满足以下的特征(A)或特征(B)中的至少一者，
特征(A)：具有将构成前述不连续增强纤维网的不连续增强纤维的至少一部分切断的多个切口；
特征(B)：具有构成前述不连续增强纤维网的不连续增强纤维的纤维长度的变异系数为40％以上的纤维长度变异区域。
不连续增强纤维网是不连续增强纤维的聚集体，并且至少具有构成该聚集体的不连续增强纤维彼此直接接触的部位、或构成该聚集体的不连续增强纤维彼此经由后述粘合剂树脂而粘接的部位。
对于作为不连续增强纤维(以下有时简称为“增强纤维”)而使用的增强纤维没有特别限制，例如能够使用碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维、金属纤维、天然纤维、矿物纤维等，也可以并用它们之中的2种以上。其中，从比强度、比刚性高且轻量化效果优异的观点考虑，优选使用PAN系、沥青系、人造丝系等碳纤维。另外，从提高所得到的成型品的经济性的观点考虑，能够优选使用玻璃纤维。从力学特性与经济性的平衡的观点考虑，并用碳纤维和玻璃纤维也是优选方式。并且，从提高所得到的成型品的冲击吸收性、赋形性的观点考虑，能够优选使用芳族聚酰胺纤维。从力学特性与冲击吸收性的平衡的观点考虑，并用碳纤维和芳族聚酰胺纤维也是优选的方式。或者，从提高所得到的成型品的导电性的观点考虑，也能够使用被覆有镍、铜、镱等金属的增强纤维。
本发明的热塑性预浸料坯中所含的增强纤维是不连续增强纤维。通过使预浸料坯中所含的增强纤维不连续，从而容易制造形状追随性优异、具有复杂形状纤维增强塑料。本说明书中，不连续增强纤维是指平均纤维长度为100mm以下的增强纤维。不连续增强纤维的平均纤维长度优选在2mm以上20mm以下的范围内。通过设定为该范围，能够使力学特性与形状追随性的平衡优异。
作为用于测定增强纤维的纤维长度的方法，例如有下述方法：从不连续增强纤维网中直接摘取出增强纤维进行测量的方法；使用仅使预浸料坯中或成型后的纤维增强塑料中的热塑性树脂溶解的溶剂进行溶解，滤出残留的增强纤维并通过显微镜观察进行测定的方法(溶解法)。另外，在没有溶解热塑性树脂的溶剂的情况下，有在增强纤维不发生氧化减量的温度范围内仅将热塑性树脂烧除，将增强纤维分开并通过显微镜观察进行测定的方法(烧除法)。通过这样的方法，从预浸料坯或成型后的纤维增强塑料中随机地取出100根不连续增强纤维，利用光学显微镜测定各自的长度至达到1μm单位，将平均值作为平均纤维长度。需要说明的是，在将从不连续增强纤维网直接取出增强纤维的方法与在烧除法、溶解法中取出增强纤维的方法进行比较的情况下，通过适当地选定条件，所得到的结果不会产生显著的差异，但是在本发明中，在由通过任一种方法取出而测定的纤维长度计算出的平均纤维长度及其变异系数包含于前述数值范围的情况下，设为满足前述条件。需要说明的是，在选定条件时，在溶解法中，通过在事先确认过所使用的溶剂是否能够溶解热塑性树脂，或者溶解所需要的时间、溶剂的需要量的基础上选定溶剂，从而能够选定适当的条件，在烧除法中，能够在事先确认了热塑性树脂的热分解温度、所需时间等的基础上设定适当的条件。
作为不连续增强纤维网，优选通过干式法或湿式法得到的无纺布。通过干式法或湿式法得到的无纺布容易使不连续增强纤维无规地分散，其结果是，能够得到具有各向同性的力学特性、成型性的预浸料坯。
就不连续增强纤维网而言，增强纤维彼此也可以利用粘合剂树脂等其它成分进行填充。就粘合剂树脂而言，从树脂与增强纤维的粘接性、及仅对增强纤维进行填缝来确保操作性的观点考虑，选自热塑性树脂、热固性树脂中的任一者是优选的。从树脂与增强纤维的粘接性的观点考虑，选择与后述被含浸的热塑性树脂同种或具有相溶性的树脂，从确保增强纤维的操作性的观点考虑，选择热固性树脂、热塑性树脂的水溶液、分散液，乳状液(emulsion)是优选的。
这样的不连续增强纤维网中所含的不连续增强纤维通常在面内沿3个方向以上取向。通过该方式，从而具有成型时的形状追随性、制成纤维增强塑料时的力学特性高的各向同性。另外，通常在增强纤维经单向并丝的预浸料坯(以下称为单向预浸料坯)的情况下，为了表现出所希望的形状追随性、力学特性，需要将多张单向预浸料坯进行层叠的工序，而且，为了得到准各向同性，有时层叠张数(即，成型品的厚度)受到限制，与此相对，像本发明的热塑性预浸料坯这样使增强纤维在面内沿3个方向以上取向，从而在节省了层叠预浸料坯的时间的同时，能够在任意的层叠张数中得到各向同性。
以下示出增强纤维在面内沿3个方向以上取向的确认方法。选择1根预浸料坯中所含的不连续增强纤维，将该不连续增强纤维的预浸料坯的面内中的取向方向(连接不连续增强纤维的两端的直线的方向)定义为0°的方向。此处，所谓预浸料坯的面内，表示在投影于与不连续增强纤维预浸料坯平行的面的面中进行判断。此时，在与该不连续增强纤维在面内以10°以上的角度交叉的其他不连续增强纤维以0°为基准存在于顺时针侧、逆时针侧这两侧的情况下，在本发明中视为增强纤维在面内沿3个方向以上取向。需要说明的是，此处的“交叉”是指未必需要使作为对象的2根不连续增强纤维在厚度方向上重叠，也包括使各个不连续增强纤维在取向方向上延长的延长线交叉的情况。
作为增强纤维的取向状态的测定方法，例如能够例示出从预浸料坯的表面观察增强纤维的取向的方法。在该情况下，通过对预浸料坯表面进行研磨而使纤维露出，从而更容易观察增强纤维。另外，也能够例示出对预浸料坯利用透射光观察增强纤维的取向的方法。在该情况下，通过将预浸料坯切成薄片，从而更容易观察增强纤维。并且，也能够例示出利用X射线CT对预浸料坯进行透射观察并拍摄增强纤维的取向图像的方法。在X射线透射性高的增强纤维的情况下，若在增强纤维中混合示踪用的纤维，或者对增强纤维涂布示踪用的药剂，则更容易观察增强纤维。
作为本发明的预浸料坯中使用的含浸于不连续增强纤维网的热塑性树脂没有特别限制，例如可举出“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)等聚亚芳基硫醚、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、“除苯乙烯系树脂以外，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、以及酚醛系树脂、苯氧基树脂、以及聚苯乙烯系、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、以及丙烯腈系等热塑性弹性体等、它们的共聚物及改性物等的热塑性树脂。其中，从所得到的成型品的轻量性的观点考虑，优选使用聚烯烃，从强度的观点考虑，优选使用聚酰胺，从表面品质的观点考虑，优选使用聚碳酸酯、苯乙烯系树脂这样的非晶性树脂，从耐热性的观点考虑，优选使用聚亚芳基硫醚，从连续使用温度的观点考虑，优选使用聚醚醚酮，并且，从耐化学药品性的观点考虑，优选使用氟系树脂。
也可以使用包含多种上述热塑性树脂的共混树脂(blend resin)作为热塑性树脂，只要上述热塑性树脂基体的主要成分(将基体整体设为100重量％时大于50重量％的成分)是热塑性树脂，则也可以使用混合有热固性树脂的共混树脂。
本发明的热塑性预浸料坯优选包含40重量％以上90重量％以下的前述热塑性树脂、10重量％以上60重量％以下的前述不连续增强纤维。通过为该方式，形状追随性与力学特性的平衡优异，因此优选。只要在上述范围内，则前述热塑性树脂和前述不连续增强纤维的重量比例分别没有特别限定，其中，在重视形状追随性与力学特性的平衡的情况下，优选包含50重量％以上80重量％以下的前述热塑性树脂、20重量％以上50重量％以下的前述不连续增强纤维；在重视形状追随性的情况下，优选包含60重量％以上90重量％以下的前述热塑性树脂、10重量％以上40重量％以下的前述不连续增强纤维；在重视力学特性的情况下，优选包含40重量％以上70重量％以下的前述热塑性树脂、30重量％以上60重量％以下的前述不连续增强纤维。
对于本发明的热塑性预浸料坯而言，作为第1方式，可举出具有将构成不连续增强纤维网的不连续增强纤维的至少一部分切断的多个切口的、满足特征(A)的方式。通过切口，一部分的增强纤维的纤维长度进一步变短，并且被切断的增强纤维的端部以直线状或曲线状排列，因此在复杂形状的成型时，在增强纤维不会紧绷而使切口开口。另外，通过利用切口切断增强纤维，增强纤维彼此的干涉的传递中断，容易追随复杂形状。
以下，为了容易理解，适当参照附图对本发明进行说明，但本发明不受这些附图的任何限定。另外，对于附图示出的特定实施方式的说明也可以理解为本发明的热塑性预浸料坯的上位概念的说明。
图1示出的实施方式中，热塑性预浸料坯3具有将不连续增强纤维的至少一部分切断的切口1。切口可以遍及热塑性预浸料坯表面的整面而设置，也可以仅设置于一部分。另外，在切口未在不连续增强纤维网的厚度方向上贯通的情况下，可以设置于两面，也可以仅设置于任一面。本说明书中，将在热塑性预浸料坯表面设置有切口的区域称为“切口区域”。如图1所示，切口区域2的边界由线段组进行划分，前述线段组是将连接存在于该区域的最外侧的切口的端部的线段连接而成的。这样的线段组以包含该线段组内的全部切口、并且该线段组的长度的合计成为最小的方式被画线。即，本发明的热塑性预浸料坯可以是表面的整面为切口区域，也可以是在表面的一部分设置有切口区域。需要说明的是，图1中，切口区域在(a)示出的范围内仅有一处，但也可以设置多处。在切口区域相邻的情况下，在判断是多个切口区域还是一个大的切口区域时，首先在假定为两个相邻的切口区域的情况下，求出相邻的各切口区域中的切口的平均距离，若平均距离的任一者比假定为相邻的两个区域间的最端距离短，则作为该假定正确的情况而设为两个区域。
切口的形状没有特别限定，可以是直线形状、可以是具有折线部的形状、也可以是一部分或全部具有曲线部的形状，但为了稳定地设置切口，优选切口为直线形状。
切口的长度没有特别限定，为了在成型时使切口容易开口，优选为0.1mm以上、更优选为0.5mm以上。另一方面，为了在将本发明的热塑性预浸料坯成型而制成纤维增强塑料时具有充分的力学特性，切口的长度优选为50mm以下、更优选为10mm以下。需要说明的是，切口的长度是指从作为对象的切口的一侧的端部至另一侧的端部的沿着切口的长度。需要说明的是，在切口的长度在预浸料坯的厚度方向上变化的情况下，将从预浸料坯表面的切口的一侧的端部至另一侧的端部的沿着切口的长度作为切口的长度。
切口优选为到达前述不连续增强纤维网的厚度方向50％以上100％以下的深度的切口。通过成为该形态，从而在成型时切口容易开口，表现出高的形状追随性。切口的深度可以是在全部切口中相同，也可以是每个切口不同，但从容易控制形状追随性的观点考虑，更优选全部切口具有相同的切口深度。此处，使用图2对切口的到达的深度进行说明。图2是包含热塑性预浸料坯的切口的与在厚度方向平行的截面的示意图。切口的深度是指在不连续增强纤维网4中，从插入有切口1的一侧的表面5至切口的前端7的、厚度方向的距离8。本说明书中，观察预浸料坯的厚度方向的截面且在该截面上露出10个以上的切口的截面，从该截面所包含的切口中任意抽出10个切口，测量前述切口的深度，将所抽出的10个切口的深度的平均值作为切口深度。另外，不连续增强纤维网的厚度是指，在测量了该截面的切口的深度的切口附近处分别测量不连续增强纤维网的两个表面间的距离9，将所测量的10个位置的表面间的距离的平均值作为不连续增强纤维网的厚度。在切口1贯通不连续增强纤维网4的情况下的切口的深度8与不连续增强纤维网的厚度9为相同值。切口深度的比例由(切口的深度的平均值)÷(不连续增强纤维网的厚度的平均值)×100(％)来计算。
在切口区域中，优选切口被规则地配置。通过为该方式，能够发挥均质的形状追随性，并且能够抑制在成型时切口彼此连接而产生的大规模的破损。需要说明的是，若使用图3进行说明，则前述切口被规则地配置是指热塑性预浸料坯的前述切口区域2的面积的90％以上是成为覆盖了包括两个以上的切口1的切口单位10的配置的情况。
优选的是，在切口区域中，相邻切口彼此的间隔全部恒定，并且全部切口的长度恒定。相邻切口是指相对于任意的一个切口而言的与该切口不同的其它切口，且各切口彼此的间隔最短的切口。切口彼此的间隔是指将沿着各切口的切口的长度二等分的点(切口的中点)彼此的距离。通过包含于一个切口区域的切口的、相邻切口彼此的间隔全部恒定，且全部切口的长度恒定，从而在该切口区域中得到均质的性质的热塑性预浸料坯，因此优选。
在切口区域中的换算为每1m2的切口长度之和优选为40m以上。通过该方式，从而预浸料坯的形状追随性大幅提高。更优选换算为每1m2的切口长度之和为100m以上、更优选为200m以上。切口长度之和的上限没有特别限制，但为了在成型时预浸料坯不会大幅断裂，优选1000m以下。在对切口长度之和进行换算的情况下，分别计算前述切口区域2的、在面积至少为0.01m2以上的预浸料坯的表面、背面露出的切口长度之和，由该值换算为每1m2的切口长度之和。在表面和背面的切口长度之和不同的情况下，采用较大的值作为切口长度之和。例如，在表面背面两面的切口区域2的面积均为0.01m2的预浸料坯的一个表面的切口长度之和为0.5m、另一个表面的切口长度之和为1m的情况下，换算为每1m2的切口长度之和为100m。
在切口区域中的换算为每1m2的切口长度之和更优选为40m以上500m以下。通过该方式，能够使预浸料坯的面外方向的形状追随性表现得高，并且也能够将面内方向的形状追随性维持得高，对各方向的形状追随性的平衡优异。
对于本发明的热塑性预浸料坯而言，作为第2方式，可举出具有构成前述不连续增强纤维网的不连续增强纤维的纤维长度的变异系数为40％以上的纤维长度变异区域的满足特征(B)的方式。变异系数是由标准偏差÷平均值×100计算的值。在纤维长度变异区域存在纤维长度分布宽的不连续增强纤维，其结果是，能够使预浸料坯的纤维长度变异区域的形状追随性优异。
纤维长度变异区域中的纤维长度的变异系数优选为50％以上、更优选为60％以上。为了更好地表现形状追随性与力学特性的平衡，变异系数优选为200％以下。另一方面，若纤维长度的变异系数小于40％，则有时难以同时实现力学特性和形状追随性。本发明的热塑性预浸料坯通过具有由纤维长度变异区域带来的高的形状追随性，从而能够得到具有复杂形状并且力学特性、轻量性优异的纤维增强塑料。
本发明中，只要在预浸料坯中的至少一部分存在纤维长度变异区域即可。具体而言，在俯视观察下，在将预浸料坯分割为包含50mm×50mm见方的正方形要素的格子的情况下，只要在一个以上的要素中的纤维长度的变异系数为40％以上即可。另外，本发明中，在这样分割的情况下，将纤维长度的变异系数为40％以上的要素的集合作为“纤维长度变异区域”。预浸料坯中的纤维长度变异区域所占的比例没有特别限定，应当根据成型品的形状等适当设计。本发明中，也可以是预浸料坯整体由纤维长度变异区域形成。需要说明的是，在作为对象的预浸料坯不满足格子尺寸的情况下，将该预浸料坯整体视为一个前述要素。
本发明的预浸料坯优选在前述纤维长度变异区域中，在下述条件下制成表示前述不连续增强纤维的纤维长度分布的直方图时，最高频率为70％以下，
条件：测量从包含于纤维长度变异区域的不连续增强纤维中随机地选择的不连续增强纤维的长度，通过将从最小的纤维长度至最大的纤维长度的范围均等地分割成9份从而制成组数为9的直方图。在将前述随机地选择的不连续增强纤维的根数作为100％时，频率设为属于各组的不连续增强纤维的根数所占的比例[％]。
此处，使用图4对上述条件进行详细说明。图4是示意性地示出纤维长度变异区域中所含的不连续增强纤维的典型的纤维长度分布的直方图的图。图4中，纵轴为频率，横轴为不连续增强纤维的纤维长度。由根据上述增强纤维的平均纤维长度的测定方法随机测量的100根的增强纤维的纤维长度，制成组数为9的直方图。组是指，通过将所测定的100根中的从最小的纤维长度至最大的纤维长度的范围均等地分割成9份从而将组数设为9。另外，从纤维长度短的组开始依次称为第一组、第二组、第三组、…、第九组。例如，在所测量的100根纤维长度中，最小的纤维长度为1.0mm、最大的纤维长度为19.0mm的情况下，第一组为1.0mm以上、小于3.0mm；第二组为3.0mm以上、小于5.0mm；第三组为5.0mm以上、小于7.0mm；第四组为7.0mm以上、小于9.0mm；第五组为9.0mm以上、小于11.0mm；第六组为11.0mm以上、小于13.0mm；第七组为13.0mm以上、小于15.0mm；第八组为15.0mm以上、小于17.0mm；第九组为17.0mm以上19.0mm以下。本直方图中，在将前述随机选择的不连续增强纤维的根数作为100％时，频率设为属于各组的不连续增强纤维的根数所占的比例[％]。
前述直方图中，与频率最高的组11相比，纤维长度较长的组12由本发明的预浸料坯中所含的不连续增强纤维之中具有比较长的纤维长度的不连续增强纤维形成，因此将它们统称为长纤维组群13。与此相对，频率最高的组11和纤维长度比该组短的组14由比较短的纤维长度的不连续增强纤维形成，因此将它们统称为短纤维组群15。属于前述长纤维组群13的不连续增强纤维在使用本发明的预浸料坯制成纤维增强塑料时，具有轻量且表现出高的力学特性的效果。另一方面，属于短纤维组群15的不连续增强纤维在使用本发明的预浸料坯制成纤维增强塑料时，能够表现出对复杂形状的高的追随性和高的尺寸精度。需要说明的是，当确定频率最高的组时，在存在多个频率相同的组的情况下，采用这些组中纤维长度较长的组。
在纤维长度变异区域中，前述直方图中的最高频率优选为70％以下。由此，能够得到不连续增强纤维的纤维长度的平衡优异，并且同时实现力学特性和形状追随性的纤维增强塑料。前述直方图中的最高频率的更优选范围为60％以下、更优选为50％以下。
另外，在纤维长度变异区域中，前述直方图中的频率为10％以上的组存在3个以上是更优选的。这意味着不连续增强纤维的纤维长度分布的宽度广，其结果是，更容易达成形状追随性和力学特性的同时实现。频率为10％以上的组的更优选的数量为4个以上、更优选为5个以上。
本发明的热塑性预浸料坯满足前述特征(A)或前述特征(B)中的至少一者。通过满足前述特征(A)和前述特征(B)者两者，从而对面内方向及面外方向这两者的形状追随性优异，并且所成型的纤维增强塑料表现出优异的力学特性，因此更优选。
通过将本发明的热塑性预浸料坯加热至使前述热塑性树脂熔融或软化的温度以上，从而由不连续增强纤维的起毛力带来膨胀。特别是在将从本发明的热塑性预浸料坯仅切出前述切口区域或前述纤维长度变异区域而成的前体的厚度设为R[mm]，将前述前体加热至使前述热塑性树脂熔融或软化的温度以上后在大气压下将前述前体保持1小时而得的纤维增强塑料的厚度设为S[mm]时，由S/R求出的膨胀倍率为2.0以上，这从对复杂形状的追随性和制成纤维增强塑料时的轻量性的观点考虑是优选的。膨胀倍率的更优选范围为3.0以上、更优选为5.0以上。
更优选的是，本发明的热塑性预浸料坯满足前述特征(A)及前述特征(B)，在前述纤维长度变异区域形成有将包含于不连续增强纤维网的增强纤维的至少一部分切断的多个切口。通过切口，一部分的增强纤维的纤维长度变短，能够容易形成不连续增强纤维的纤维长度的变异状态，并且被切断的增强纤维的端部以直线状或曲线状排列，因此，在复杂形状的成型时，在增强纤维不会紧绷而使切口开口。另外，通过利用切口切断增强纤维，从而增强纤维彼此的干涉的传递被中断，容易追随复杂形状。作为形成于纤维长度变异区域的切口，能够使用与上述切口相同方式的切口。通过该方式，从而对面内方向和面外方向的形状追随性优异，而且能够以所谓切口插入的高效的手段形成纤维长度变异区域，因此能够得到生产率优异的热塑性预浸料坯。
本发明的热塑性预浸料坯中，优选不连续增强纤维为单纤维状。通过前述增强纤维为单纤维状，从而预浸料坯具有更均质的形状追随性，在成型时表现出均质的力学特性，并且能够抑制应力向增强纤维端部集中，表现出高的力学特性。此处，增强纤维为单纤维状是指在预浸料坯中，增强纤维单丝不成束而独立分散的状态。本发明中，对于从预浸料坯中任意选择出的增强纤维单丝和与该增强纤维单丝交叉的增强纤维单丝，在测量后述的二维取向角时，若是该二维取向角为1°以上的增强纤维单丝的比例为80％以上的状态，则判断为不连续增强纤维是单纤维状。此处，由于难以全部确定与所选择的增强纤维单丝交叉的增强纤维单丝，因此随机选择20根交叉的增强纤维单丝来测定二维取向角。用其它增强纤维单丝共计重复5次该测定，计算二维取向角为1°以上的单纤维的比例。
使用图5对二维取向角进行详细说明。图5是从本发明的热塑性预浸料坯中仅抽出增强纤维并从厚度方向观察时的表示增强纤维的分散状态的示意图。此处，从厚度方向观察时是指观察向与热塑性预浸料坯平行的面的投影像。若着眼于增强纤维单丝16a，则增强纤维单丝16a与增强纤维单丝16b～16f交叉。此处的交叉是指在所观察的二维平面中，观察到所关注的增强纤维单丝与其它增强纤维单丝交叉的状态，在实际的预浸料坯中，增强纤维单丝16a与增强纤维单丝16b～16f不一定必须接触。二维取向角定义为所交叉的2根增强纤维单丝形成的两个角度中的0°以上90°以下的角度17。
具体而言，由热塑性预浸料坯测定二维取向角的平均值的方法没有特别限制，例如能够例示出与从预浸料坯的表面观察增强纤维的取向的方法相同的方法。
并且，本发明的热塑性预浸料坯中，优选不连续增强纤维在面内无规地取向。通过该方式，从而表现出各向同性的形状追随性、及力学特性。本发明中，增强纤维在面内无规地取向是指，增强纤维的二维取向角的平均值在30°以上60°以下的范围内的状态。二维取向角的平均值更优选在40°以上50°以下的范围内，越接近作为理想的角度的45°越优选。本发明的二维取向角的平均值通过算出与随机选择出的增强纤维单丝(图5中的增强纤维单丝16a)交叉的全部增强纤维单丝(图5中的增强纤维单丝16b～16f)的二维取向角的平均值从而进行测定。在与增强纤维单丝16a交叉的增强纤维单丝为多根的情况下，随机选择20根交叉的增强纤维单丝进行测定，用其它增强纤维单丝共重复5次该测定，将100个二维取向角的平均值设为二维取向角的平均值。
通过将如上所述的热塑性预浸料坯单独、或将2张以上层叠并进行成型，从而能够得到纤维增强塑料。特别是通过将2张以上的热塑性预浸料坯进行一体成型，从而在成型时该预浸料坯成为一体并变形，因此能够防止仅特定的预浸料坯变形而导致大规模的破损，因此优选。另外，能够具有厚度的设计的自由度，扩大能够成型的形状的范围。本发明中，具有2张以上热塑性预浸料坯形成的方式没有特别限定，可以是多张热塑性预浸料坯的侧面彼此相连并在面内排列的方式，但优选的是，就前述2张以上的热塑性预浸料坯相互层叠的方式、即在厚度方向上相邻的热塑性预浸料坯彼此而言，在厚度方向上观察时相互的至少一部分重合的方式。另外，一体化是指，各个热塑性预浸料坯与相邻的热塑性预浸料坯相互粘接的状态。作为粘接的方法，例如可以对热塑性预浸料坯层叠体的整体或一部分进行加热而使树脂软化后，通过冷却使树脂固化来进行粘接，也可以设置预浸料坯层间的粘接层，经由该粘接层的成分进行粘接。
另外，为了提高机械特性、设计性等，这样的纤维增强塑料也可以具有来自本发明的预浸料坯以外的层。
＜热塑性预浸料坯的制造方法＞
作为一例，本发明的热塑性预浸料坯能够通过具有下述工序的制造方法来制造：制作不连续增强纤维网的工序(网制作工序)；使热塑性树脂含浸于不连续增强纤维网的工序(含浸工序)；和以将包含于不连续增强纤维网的不连续增强纤维的至少一部分切断的方式插入多个切口的工序(切口工序)。
作为网制作工序，例如优选使用干式抄纸法、湿式抄纸法由分散的不连续增强纤维制作不连续增强纤维网。
作为含浸工序，例如可举出下述方法：将一层以上的前述不连续增强纤维网和一层以上的热塑性树脂片交替地层叠来制作层叠体，使该层叠体上升至热塑性树脂的熔点以上而使热塑性树脂软化后，施加压力以使热塑性树脂含浸于不连续增强纤维网的空隙内，从而制成一层的预浸料坯。
作为切口工序，例如可举出下述方法：使用切割工具(cutter)手工操作或利用截断机在不连续增强纤维网中切入切口的方法，将在规定位置配置有刀刃的旋转辊按压于不连续增强纤维网的方法，等等。在简易地在不连续增强纤维网中切入切口的情况下，前者适合，而在考虑生产效率而大量制作的情况下，后者适合。在使用旋转辊的情况下，也可以直接切削辊并在规定位置设置刀刃，但通过在磁辊(magnet roller)等上切出平板而卷绕将刀刃配置于规定位置的片状的模具，从而容易更换刀刃，因此优选。
含浸工序及切口工序的顺序可以是任一者在先，但通过在含浸工序后实施切口工序，从而增强纤维不易脱离刀刃，能够得到稳定的品质，并且能够生产率好地制造预浸料坯，因此优选。
＜纤维增强塑料的制造方法＞
本发明的包含热塑性预浸料坯的成型基材(以下有时简称为“成型基材”)能够用于具有下述加热加压工序的纤维增强塑料的制造方法：在将前述热塑性树脂加热而使其熔融或软化的状态下进行加压。换言之，本说明书中，将包含热塑性预浸料坯的成型基材进行成型而得到的材料称为“纤维增强塑料”。成型基材可以包含本发明的热塑性预浸料坯以外的材料，也可以是与其它材料层叠而成的层叠体。该层叠体可以一体化，也可以不一体化，但一体化能够防止表面品质、力学特性变差，因此优选。作为成型基材，更优选使用至少包含1张以上的本发明的热塑性预浸料坯的预浸料坯层叠体。前述预浸料坯层叠体的层叠面的各个接触面彼此可以粘接，也可以不粘接，但从生产效率的观点考虑，优选面彼此粘接，预浸料坯层叠体被一体化。被一体化是指热塑性预浸料坯与相邻的本发明的热塑性预浸料坯或其它基材相互粘接的状态。作为粘接方法，例如可以对热塑性预浸料坯层叠体的整体或一部分进行加热，使热塑性树脂软化后，通过冷却使热塑性树脂固化来进行粘接，也可以在预浸料坯层间设置粘接层，经由该粘接层的成分进行粘接。在其它基材包含热固性树脂的情况下，也可以利用热固性树脂的粘性进行粘接。
通过具有加热加压工序，从而包含于前述预浸料坯层叠体的热塑性树脂软化，在加压时属于前述短纤维组群的不连续增强纤维、切口周边的不连续增强纤维变得容易移动，容易追随复杂形状。为了使其熔融或软化，优选于热塑性树脂的熔点或软化点以上的温度进行加热，具体而言，优选相对于热塑性树脂的熔点或软化点而言高10℃以上，并且于热塑性树脂的热分解温度以下的温度进行加热。
前述加热加压工序中，以在前述成型基材的厚度方向上的投影面积增加的方式使前述成型基材变形的增强纤维塑料的制造方法是优选的。此处，厚度方向上的投影面积是指，向与预浸料坯层叠体的层叠方向垂直的面投影的投影面积。更具体的例子为，在使用后述上模具、下模具的热压成型中，投影于模具的合模方向的投影面积成为在厚度方向上的投影面积。在通过对成型基材进行加热，从而使成型基材中所含的热塑性树脂软化、切口开口而成为容易变形的状态下，或者在属于前述短纤维组群的不连续增强纤维成为容易移动的状态下，通过对该成型基材进行加压，使在该成型基材的厚度方向上的投影面积较之加压前增加，从而能够与成型基材追随于模具表面的凹凸时的面积增加相对应，能够将复杂形状的纤维增强塑料成型。投影面积的测量方法没有特别限定，例如可举出下述方法：从相同角度以相同倍率对成型前的成型基材和成型后的纤维增强塑料的图像进行拍摄，使用通常的图像处理软件除去背景来测量成型基材、纤维增强塑料的区域的面积。更具体而言，在将在加压前的前述成型基材的厚度方向上的投影面积设为S1、将加压后的投影面积设为S2时，优选以成为S2/S1≥1.6的方式对前述成型基材进行加压。通过为该方式，热塑性树脂、增强纤维流入由于切口的开口而形成的空间，来自切口开口部的缝隙(void)、表面的凹凸被抑制，因此优选。更优选S2/S1的范围为2.0以上。在成型过程中，从抑制热塑性预浸料坯大幅断裂的观点考虑，S2/S1的上限优选为10.0。
对成型基材进行加热·加压的手段没有特别限定，通过使用模具进行热压成型，从而能够生产率良好地得到纤维增强塑料，因此优选。具体而言，例如可举出下述方法：在由上模具和下模具形成的模具的任一成型面配置成型基材，将成型基材加热至成型温度附近后，关闭模具而对成型基材进行加压，使其沿着模具的成型面形状变形。在利用热压的成型中，厚度方向与对成型基材进行加压时模具移动的方向一致。
成型时的加热温度没有特别限定，为了使成型基材容易追随模具的成型面形状，优选为预浸料坯中所含的热塑性树脂的熔点、或软化点以上。
另外，为了得到尺寸精度高的纤维增强塑料，也可以还具有下述固化工序：在加热·加压后，在关闭上下模具的状态下降低模具的温度，从而使包含于成型基材的热塑性树脂固化。
本发明的预浸料坯能够用于依次具有膨胀工序、固化工序的纤维增强塑料的制造方法，其中，前述膨胀工序进一步将在前述加热加压工序中赋予的压力降低至由前述不连续增强纤维的起毛力引起的前述成型基材的膨胀压力以下，前述固化工序冷却前述成型基材，并固化前述热塑性树脂。
本发明的纤维增强塑料的制造方法中，通过具有膨胀工序，从而本发明的热塑性预浸料坯由不连续增强纤维的起毛力引起膨胀，对复杂形状进行追随且制成纤维增强塑料时的密度下降，能够得到轻量的材料。
作为将前述加热加压工序中赋予的压力降低至由前述不连续增强纤维的起毛力引起的前述成型基材的膨胀压力以下的方法，可举出在前述加热加压工序后扩大上下模具间的间隔的方法。另外，还可举出通过在前述加热加压工序后对压力进行卸荷，从而使成型基材膨胀的方法。在该情况下，通过在压力卸荷后确认成型基材膨胀、上下模具的间隔增加，从而能够确认将在前述加热加压工序中赋予的压力降低至由前述不连续增强纤维的起毛力引起的前述成型基材的膨胀压力以下。
本发明的纤维增强塑料的制造方法中，通过具有固化工序，从而能够使在前述膨胀工序中膨胀的成型基材的形状固定，能够得到具有复杂形状且具有轻量、高力学特性的纤维增强塑料。在固化工序中进行的操作只要能够使在膨胀工序中膨胀的成型基材的形状固定即可，没有限定，具体而言，可举出下述方法：将在前述膨胀工序中膨胀的前述成型基材中所含的热塑性树脂冷却至小于熔点或软化点的温度。
另外，在前述膨胀工序与前述固化工序之间还可包括下述厚度调整工序：在实施前述膨胀工序后，再次对成型基材赋予压力，形成所希望的厚度。
作为本发明的纤维增强塑料的制造方法的更优选方式，可举出使用下述热塑性预浸料坯的制造方法：作为前述热塑性预浸料坯，满足前述特征(A)，并且在将形成有前述切口的切口区域中的换算为每1m2的切口长度之和设为X[m]、将通过下述确定的前述热塑性预浸料坯的切口区域以外的区域中的最大膨胀率设为Y时，满足5≤X/Y≤100。
最大膨胀率Y：将从前述热塑性预浸料坯取出前述切口区域以外的区域而得的前体的厚度设为P[mm]，将在前述加热加压工序中将前述前体加热至使前述热塑性树脂熔融或软化的温度后在大气压下将前述前体保持1小时而得的纤维增强塑料的厚度设为Q[mm]，由Q/P求出的值。
作为测量最大热膨胀率Y的具体方法，例如可举出下述方法：在加热加压工序中，在升温至使热塑性树脂熔融或软化的温度的恒温槽内，配置从热塑性预浸料坯切出切口区域以外的区域而得的前体，保持1小时，通过不连续增强纤维的起毛力使其膨胀而制成纤维增强塑料后，从恒温槽中取出该纤维增强塑料，使用游标卡尺、千分尺测量其厚度Q，使用预先测量的膨胀前的前体的厚度P来计算Q/P。
X成为表示形成于切口区域的切口的量的指标，具有值越大形状追随性越提高的倾向。Y成为表示预浸料坯的膨胀性的指标，具有值越大膨胀性越优异的倾向。通过在形状追随时表面积增加，从而具有每单位面积的基材量下降、膨胀性也下降的倾向。即，形状追随性和膨胀性具有折衷的倾向，在作为其指标的X、Y中，相对于Y而言，若X过大，则膨胀性差，难以得到复杂形状且轻量的纤维增强塑料。另一方面，相对于Y而言，若X过小，则虽然充分膨胀，但是形状追随性差，仍然难以得到复杂形状的纤维增强塑料。切口区域的X/Y的更优选范围为10≤X/Y≤80、更优选为20≤X/Y≤60。
＜纤维增强塑料＞
将本发明的热塑性预浸料坯成型而得到的纤维增强塑料典型地具有以下特征。即，纤维增强塑料，其具有包含不连续增强纤维和热塑性树脂的热塑性树脂层，前述纤维增强塑料满足以下的特征(C)或特征(D)中的至少一者，
特征(C)：在前述热塑性树脂层中存在沿3个方向以上取向的前述不连续增强纤维的端部连续排列的端部排列结构；
特征(D)：具有包含于前述热塑性树脂层的不连续增强纤维的纤维长度的变异系数为40％以上的纤维长度变异部。
前述端部排列结构来自设置于本发明的热塑性预浸料坯的切口，因此，通过其存在于纤维增强塑料的复杂形状部，从而增强纤维不会紧绷，能够抑制褶皱、纤维的混乱，因此表面品质优异。
前述纤维长度变异部来自本发明的热塑性预浸料坯的纤维长度变异区域，因此，通过其存在于纤维增强塑料的复杂形状部，从而增强纤维根据纤维长度来分担作用，形状追随性和力学特性优异。
热塑性树脂层只要存在于纤维增强塑料的至少一部分即可，特别优选存在于具有复杂形状的部分。需要说明的是，本发明中，在纤维增强塑料是将本发明的热塑性预浸料坯单层成型而成的情况下，也视为存在热塑性树脂层。
在热塑性树脂层中，在将纤维增强塑料成型时未实施前述膨胀工序的情况下，若不连续增强纤维和热塑性树脂的体积含有率的合计为90％以上，则包含于纤维增强塑料的缝隙少、力学特性优异，因此优选。不连续增强纤维和热塑性树脂的体积含有率的合计更优选为95％以上。
此处，使用图6对端部排列结构进行详细说明。图6是本发明的纤维增强塑料中的端部排列结构周边的示意图。增强纤维的端部排列是指2根增强纤维单丝的端部间的距离处于0.1mm以下的关系的状态。即，在将某特定的增强纤维单丝18的端部作为中心的面内的半径0.1mm的圆19内存在其它增强纤维单丝20的端部的情况下，视为某特定的增强纤维18与另一增强纤维20的端部相排列。通过使用显微镜观察平行于纤维增强塑料的面内方向的截面，将连接沿不同方向取向并且连接处于相互排列关系的2根增强纤维单丝的端部间的线段21依次接合，形成线段组22，从而能够确认增强纤维端部连续排列。此处，在线段组由5根以上的线段形成的情况下，视为增强纤维端部连续排列。需要说明的是，在确定连接2根增强纤维单丝的端部间的线段时，在存在多个与特定的增强纤维单丝18的端部相排列的另外的增强纤维单丝20的端部的情况下，选择与特定的增强纤维单丝18的端部最接近的其它增强纤维单丝20的端部，将已经设定了线段的其它增强纤维单丝20的端部从选项中排除。
前述增强纤维群在面内沿不同方向取向是指能够通过以下方法来确认。首先，观察与纤维增强塑料的面内方向平行的截面。需要说明的是，在纤维增强塑料具有三维形状的情况下，在纤维增强塑料中选定一处作为平板状的形状的平板部，只要进行该平板部中的面内方向(换言之，与层叠方向垂直的方向)的截面观察即可。在纤维增强塑料中不存在前述平板部的情况下，在纤维增强塑料的任意的位置设定观察区域，在使属于该观察区域的热塑性树脂层的截面露出的基础上，从与该观察区域的投影面积为最大的平面相垂直的方向来观察使用照相机、显微镜所拍摄到的截面图像。然后，从不连续增强纤维组中选择1根不连续增强纤维，将该不连续增强纤维的面内的取向方向定义为0°的方向。此时，在存在与该不连续增强纤维以10°以上的角度交叉的其它不连续增强纤维的情况下，判断为不连续增强纤维彼此在面内沿不同方向取向。需要说明的是，此处的“交叉”是指，与热塑性预浸料坯的情况相同，2根不连续增强纤维未必需要在厚度方向上重叠，也包括使各个不连续增强纤维在取向方向上延长的延长线交叉的情况。
本发明的纤维增强塑料中，优选满足前述特征(C)，并且包含后述的前述端部排列结构的长度短于包含于热塑性树脂层的不连续增强纤维的平均纤维长度的端部排列结构。通过具有该形态，从而具有复杂形状且表面品质优异，并且能够抑制由切口引起的损伤，力学特性优异。此处，端部排列结构的长度是指形成1个端部排列结构的前述线段组的长度。从强度的观点考虑，端部排列结构的长度优选较短，特别是若长于不连续增强纤维的平均纤维长度，则有时容易从切口的端部产生损伤，力学特性下降。更优选在纤维增强塑料表面有10个以上前述端部排列结构，从其中随机选择的10个前述端部排列结构的长度的平均值优选短于热塑性树脂层中所含的不连续增强纤维的平均纤维长度。
接下来，对纤维长度变异部进行说明。本发明的纤维增强塑料中，只要在热塑性树脂层中的至少一部分存在纤维长度变异部即可。具体而言，在将包含于纤维增强塑料的热塑性树脂层分割为投影于该纤维增强塑料的投影面积成为最大的平面时在该平面中与包含50mm×50mm见方的正方形要素的格子对应的热塑性树脂层的区域的情况下，只要在一个以上的前述区域中的纤维长度的变异系数为40％以上即可。另外，本发明中，在这样分割的情况下，将纤维长度的变异区域为40％以上的前述区域的集合作为“纤维长度变异部”。热塑性树脂层中的纤维长度变异部所占的比例没有特别限定，应当根据纤维增强塑料的形状等适当设计。本发明中，也可以是热塑性树脂层整体由纤维长度变异部形成。需要说明的是，在作为对象的热塑性树脂层不满足格子尺寸的情况下，将该热塑性树脂层整体视为一个前述区域。包含于热塑性树脂层的增强纤维的纤维长度的测定方法能够应用上述本发明的热塑性预浸料坯中所含的增强纤维的测定方法来测定。
作为本发明的更优选方式，更优选具有下述多孔质结构：前述不连续增强纤维彼此交叉的接触点中的至少一部分由前述热塑性树脂粘接，并且包含作为前述不连续增强纤维及前述热塑性树脂均不存在的部分的空隙。
对于包含于前述多孔质结构的热塑性树脂及不连续增强纤维的方式而言，与上述本发明的热塑性预浸料坯涉及的说明相同，因此省略说明。
不连续增强纤维彼此交叉的接触点中的至少一部分由热塑性树脂粘接是指，相互交叉的不连续增强纤维彼此经由热塑性树脂粘接的状态，能够通过利用显微镜观察多孔质结构表面来确认。通过为该方式，从而形成包含于本发明的纤维增强塑料的不连续增强纤维彼此经由前述热塑性树脂接合而成的网络，轻量且力学特性优异。
包含作为不连续增强纤维及热塑性树脂均不存在的部分的空隙能够通过截面观察来确认。具体而言，取得多孔质结构的截面，对该截面进行研磨后，在用显微镜观察研磨后的截面时，由不连续增强纤维与热塑性树脂形成闭合曲线，在该闭合曲线内部存在不连续增强纤维和热塑性树脂均不存在的区域的情况下，满足本要件。通过为该方式，从而成为轻量性优异的纤维增强塑料。
在本发明的多孔质结构中，空隙的含有率优选在10体积％以上、99体积％以下的范围内。空隙的含有率的上限优选为97体积％。需要说明的是，本发明中，将包含于多孔质结构的热塑性树脂、不连续增强纤维、及空隙的各自的体积含有率的合计作为100％。作为空隙的含有率的测量方法，有下述方法：取得本发明的多孔质结构的截面图像，通过将该截面图像中所含的空隙的面积的合计除以截面图像整体的面积从而算出的方法；根据成型前的层叠体的体积V1和成型后的纤维增强塑料的体积V2，通过(V2-V1)/V2×100来计算的方法。
本发明的纤维增强塑料更优选前述端部排列结构或前述纤维长度变异部位于复杂形状部。通过为该方式，从而成为复杂形状部的尺寸精度优异的纤维增强塑料。此处，复杂形状部例如可举出纤维增强塑料中厚度变化的区域、表面为曲面的区域、肋部或凸台(boss)等具有向面外方向的形状变化的区域等，但不限定于此，只要具有三维结构即可。
实施例
以下，通过实施例更详细地说明本发明。但是，本发明的范围不限定于这些实施例。需要说明的是，对于评价而言，只要没有特别说明，则测定n数为1。
＜评价方法＞
(1)热塑性预浸料坯中的增强纤维的取向角的测定
用显微镜观察热塑性预浸料坯表面，随机选定1根增强纤维单丝，通过图像观察测定与交叉于该增强纤维单丝的其它增强纤维单丝的二维取向角。二维取向角采用交叉的2根增强纤维单丝形成的两个角度中的0°以上90°以下的角度(锐角侧)。将所测定的增强纤维单丝的每1根二维取向角的测定数量设为n＝20。并且，根据所测定的共计20个二维取向角来确认相对于前述随机选定的增强纤维单丝的取向方向而言，在面内以10°以上的角度交叉的其它不连续增强纤维是否分别存在于顺时针侧、逆时针侧，从而判断不连续增强纤维是否沿3个方向以上取向。
另外，对与上述测定不同的4根增强纤维单丝也进行相同的测定，在测量了共计100个二维取向角中，在二维取向角为1°以上的比例为80％以上的情况下，判断增强纤维为单纤维状。并且，在测量了共计100个二维取向角的平均值在30°以上60°以下的范围内的情况下，判断增强纤维为无规地取向。
(2)热塑性树脂、不连续强纤维的重量比例的测量
根据按照后述方法制作的不连续增强纤维网的单位面积重量计算出100mm×100mm尺寸的热塑性预浸料坯中所含的不连续增强纤维的重量。另外，测量100mm×100mm的热塑性预浸料坯的重量，通过从其中减去不连续增强纤维的重量来算出热塑性树脂的重量。根据不连续增强纤维和热塑性树脂的重量算出各自的重量比例。
(3)切口的深度的测定
以10个以上的切口露出截面的方式拍摄与热塑性预浸料坯的厚度方向平行的截面图像。接下来，在露出于观察截面的切口中随机选择10个切口，测量各切口的深度，计算平均值来作为该热塑性预浸料坯的切口的深度。另外，在所选择的10个切口附近测量不连续增强纤维网的表面间距离，计算平均值作为不连续增强纤维网的厚度。计算(切口的深度的平均值)÷(不连续增强纤维网的厚度的平均值)×100[％]来作为本发明的切口深度的比例。需要说明的是，在切口贯通不连续增强纤维网的情况下，切口的深度与不连续增强纤维网的厚度为相同值。
(4)包含于热塑性预浸料坯的增强纤维的纤维长度的评价
将50mm×50mm尺寸的热塑性预浸料坯在空气中于500℃加热1小时，使树脂成分烧除。随机选出100根残留的增强纤维，利用光学显微镜测定其长度至达到1μm单位，计算纤维长度的平均值作为平均纤维长度。另外，以100根的纤维长度数据为基础，计算纤维长度的变异系数并制成组数为9的直方图。
(5)切口长度之和的测量
测定设置于1张实施例中使用的热塑性预浸料坯的切口长度之和作为换算为每1m2的长度的数值。对两个表面进行切口长度之和的测定，采用切口长度之和较大的表面的数值。
(6)伸长率的测量
使用数码照相机从厚度方向以相同倍率取得成型前的成型基材和成型后的纤维增强塑料的图像。接下来，利用图像处理软件从图像中删除成型基材和纤维增强塑料以外的背景，测量前述成型基材的投影面积S1和前述纤维增强塑料的投影面积S2，将以S2/S1算出的数值作为伸长率。
(7)端部排列结构的长度的测定
用显微镜观察纤维增强塑料的面内方向的截面，选择一个切口开口部附近的增强纤维端部。接下来，将端部间的距离为0.1mm以下的端部间依次用线段连接，从而形成线段组，通过测定线段组的长度来取得端部排列结构的长度。
(8)成型性试验1
将300mm×300mm的铁制的2张板作为上下模具来使用，将模具升温至表面温度为180℃后，将包含热塑性预浸料坯的成型基材配置于下模具表面，将上模具载置于成型基材之上，在保持30秒后，以使前述成型基材负载有表1中记载的规定压力的方式关闭上下模具。在关闭上下模具的状态下保持5分钟后，进行冷却、卸荷，得到纤维增强塑料。
(9)成型性试验2
将图7中记载的具有成型面形状的上下模具升温至模具的表面温度为180℃后，将本发明的成型基材配置于模具表面，将上模具载置于前述成型基材之上并保持30秒后，以使前述成型基材负载有表1中记载的规定压力的方式关闭上下模具。在关闭上下模具的状态下保持5分钟后，进行冷却、卸荷，得到纤维增强塑料。
(10)成型性试验3
将图8示出的凹凸形状的上下模具升温至模具的表面温度为180℃后，将本发明的成型基材配置于下模具表面，将上模具载置于前述成型基材之上并保持30秒后，以使前述成型基材负载有表1中记载的规定压力的方式关闭上下模具，从而实施加热加压工序。在关闭上下模具的状态下保持5分钟后，使上下模具的间隙(clearance)增加3mm，实施膨胀工序。并且，在保持模具间隙的状态下使模具温度降温至100℃，实施固化工序。在固化工序后，从上下模具中取出纤维增强塑料，得到纤维增强塑料。
(11)外观评价1
通过目视确认在成型性试验1或成型性试验2中得到的纤维增强塑料的表面，以下述所示的A、B、C、D这4个等级来评价表面状态。需要说明的是，纤维增强塑料表面按照A、B、C、D依次地具有高的表面品质。另外，对于纤维增强塑料的伸长率为1.0以下的纤维增强塑料，视为对复杂形状未产生追随，未进行外观评价。
A：切口的开口部不明显，具有良好的表面品质。
B：观察到切口的开口部，但开口部未连接，具有良好的表面品质。
C：切口的开口部一部分连接，但端部排列结构的长度小于平均纤维长度。
D：切口开口部连接，具有端部排列结构的长度为平均纤维长度以上的大的破损。
(12)外观评价2
通过目视确认在成型性试验3中得到的纤维增强塑料的表面，以下述所示的A、B、C、D这4个等级来评价表面状态。需要说明的是，纤维增强塑料按照A、B、C、D依次地具有高的表面品质。
A：追随凹凸形状，切口不明显，得到了良好的表面品质。
B：追随凹凸形状，但通过目视稍微观察到切口。
C：追随凹凸形状，但通过目视容易观察到切口。
D：未追随凹凸，观察到大的破损。
(13)力学特性评价
从成型性试验1中得到的纤维增强塑料切出宽度10mm、长度100mm的矩形试验片，依据JIS K 7074(1988)进行三点弯曲试验，测定弯曲强度及弯曲模量。
(14)膨胀倍率的测量
从热塑性预浸料坯仅切出50mm×50mm尺寸的前述切口区域或前述纤维长度变异区域，使用千分尺测量3个位置的厚度，将它们的平均值作为加热前的热塑性预浸料坯的厚度R。接下来，在将气氛温度设定为180℃的恒温槽内放置1小时，使热塑性预浸料坯膨胀，使用千分尺测量3个位置的厚度，将它们的平均值作为纤维增强塑料的厚度S，由S/R来测量膨胀倍率。
(15)最大膨胀率的测量
将实施例中插入切口前的热塑性预浸料坯切出50mm×50mm尺寸，使用千分尺测量3个位置的厚度，将它们的平均值作为热塑性预浸料坯的厚度P[mm]。接下来，在将气氛温度设定为180℃的恒温槽内放置1小时，使热塑性预浸料坯膨胀，得到纤维增强塑料。取出该纤维增强塑料，使用千分尺测量3个位置的厚度，将它们的平均值作为纤维增强塑料的厚度Q[mm]。使用所测量的P、Q计算Q/P，得到最大膨胀率Y。
(16)形状评价
在成型性试验3得到的纤维增强塑料中，着眼于与图8的(a)示出的下模具接触的一侧的表面，以下述所示的A、B、C、D这4个等级评价在形状评价位置23处的角的品质。需要说明的是，下模具的角部的形状为直角，按照A、B、C、D依次地评价模具形状的再现程度高、尺寸精度优异。
A：具有与模具形状同等的垂直的角。
B：具有半径小于1mm的微圆的角部。
C：具有半径1mm以上、小于3mm的小圆的角部。
D：具有半径为3mm以上的大圆的角部。
(17)密度
从在成型性试验3中得到的纤维增强塑料切出10mm×10mm×纤维增强塑料的厚度[mm]的长方体形状的试验片，用千分尺测定该试验片的纵、横、厚，通过所得到的值来计算试验片的体积V[mm3]。另外，用电子天秤测定用于测定的试验片的质量M[g]。通过将所得到的质量M及体积V代入下式来计算纤维增强塑料的密度ρ。
ρ[g/cm3]＝103×M[g]/V[mm3]。
(实施例1)
[热塑性树脂片(1)]
制作由未改性聚丙烯树脂(Prime Polymer(株)制“Primepolypro”(注册商标)J105G)50重量％、和酸改性聚丙烯树脂(三井化学(株)制“Admer”QB510)50重量％形成的单位面积重量100g/m2的热塑性树脂片(1)。
[不连续增强纤维网(1)]
将增强纤维(1)(拉伸强度：4900MPa、拉伸模量：230GPa、总单丝数12,000根的PAN系连续碳纤维束)用机卡式刀具(cartridge cutter)切割成6mm，得到不连续增强纤维。
调制由水和表面活性剂(nacalai tesque(株)制、Polyoxyethylene LaurylEther(商品名))组成的浓度为0.1重量％的分散液。
使用该分散液和上述不连续增强纤维，利用不连续增强纤维网的制造装置来制造不连续增强纤维网(1)。
不连续增强纤维网的制造装置具有在下部具有开口旋塞的直径1000mm的圆筒形状的分散槽、和抄纸槽，并且具备连接分散槽和抄纸槽的直线状的输送部(倾斜角30°)。在分散槽的上表面的开口部附有搅拌机，可从开口部投入不连续增强纤维及分散液(分散介质)。抄纸槽是在底部具备具有宽度500mm的抄纸面的网带输送机的槽，能够搬运抄纸基材的输送机与网带输送机连接。
抄纸是使分散液中的不连续增强纤维浓度为0.05重量％而进行的。将抄纸后的不连续增强纤维在200℃的干燥炉中干燥30分钟。所得到的不连续增强纤维网(1)的宽度为500mm、长度为500mm、单位面积重量为100g/m2。
[树脂含浸基材(1)]
使用不连续增强纤维网(1)、热塑性树脂片(1)，以[热塑性树脂片(1)/不连续增强纤维网(1)/热塑性树脂片(1)]的顺序进行层叠，在230℃的温度的条件下施加2分钟5MPa的压力，制作在不连续增强纤维网(1)中含浸有热塑性树脂的树脂含浸基材(1)。
通过对树脂含浸基材(1)按压在规定位置设置有刀刃的旋转刀刃，从而以换算为每1m2的切口长度之和在表面背面两面均为100m的方式插入图3的(b)示出的规则图形的切口，得到热塑性预浸料坯。切口以遍及热塑性预浸料坯表面的整面的方式设置，切口的深度达到不连续增强纤维网厚度的60％的位置。
上述＜评价方法＞(1)根据热塑性预浸料坯中的增强纤维的取向角的测定来测量热塑性预浸料坯的面内的纤维取向方向时，确认了不连续增强纤维沿3个方向以上取向。另外，热塑性预浸料坯的二维取向角为1°以上的比例为90％。并且，二维取向角的平均值为40°。即，增强纤维为单纤维状，并且无规地取向。
另外，根据上述(2)测量包含于热塑性预浸料坯的热塑性树脂与不连续增强纤维的重量比例时，热塑性树脂为67重量％、不连续增强纤维为33重量％。
使用下述成型基材实施成型性试验1：将该热塑性预浸料坯截断成100mm×100mm的尺寸并层叠4张后，在140℃的恒温槽内进行加热、以1MPa的压力进行加压而一体化的成型基材。
另外，使用下述成型基材实施成型性试验2：将该热塑性预浸料坯截断成150mm×150mm的尺寸并层叠4张后一体化的成型基材。
(实施例2)
以贯通不连续增强纤维网的方式设置切口，除此以外，按照与实施例1相同的方法制作热塑性预浸料坯，实施成型性试验1。
根据上述(4)取得包含于热塑性预浸料坯的不连续增强纤维的纤维长度分布，制成纤维长度的直方图。纤维长度的变异系数、制成的直方图中的频率为最大的组、及频率为10％以上的组数分别在表1示出。
使用下述成型基材实施成型性试验3：将该热塑性预浸料坯截断成100mm×100mm尺寸并层叠4张后，在140℃的恒温槽内进行加热，以1MPa的压力进行加压而一体化的预浸料坯层叠体。
(实施例3)
使用切割工具通过手工操作而不规则地插入切口，除此以外，按照与实施例2相同的方法制作热塑性预浸料坯，实施成型性试验1。
(实施例4)
以换算为每1m2的切口长度之和在表面背面两面均成为20m的方式插入切口，除此以外，按照与实施例2相同的方法制作热塑性预浸料坯，实施成型性试验1、成型性试验3。
(实施例5)
以换算为每1m2的切口长度之和在表面背面两面均成为40m的方式插入切口，除此以外，按照与实施例2相同的方法制作热塑性预浸料坯，实施成型性试验1、成型性试验3。
(实施例6)
以换算为每1m2的切口长度之和在表面背面两面均成为400m的方式插入切口，除此以外，按照与实施例2相同的方法制作热塑性预浸料坯，实施成型性试验1、成型性试验3。
(实施例7-1)
以换算为每1m2的切口长度之和在表面背面两面均成为200m的方式插入切口，除此以外，按照与实施例2相同的方法制作热塑性预浸料坯，实施成型性试验1、成型性试验3。
(实施例7-2)
使用实施例7-1中制作的热塑性预浸料坯，在层叠后未进行一体化而制作成型基材，使用该成型基材实施成型性试验1。
(实施例7-3)
[热固性预浸料坯]
将环氧树脂(Japan Epoxy Resin(株)制“Epikote(注册商标)”828：40质量份、Japan Epoxy Resin(株)制“Epikote(注册商标)”1007FS：25质量份、DIC(株)制“EPICLON(注册商标)”N740：35质量份)、和热塑性树脂聚乙烯醇缩甲醛(CHISSO(株)制“VINYLEC(注册商标)”K：3质量份)投入烧杯内，升温至80℃，进行30分钟加热混炼。
将树脂温度降温至30℃后，加入固化剂双氰胺(Japan Epoxy Resin(株)制DICY7)3.5质量份、和固化促进剂2,4-甲苯双(二甲基脲)(PTI Japan(株)制“OMICURE(注册商标)”24)2质量份，搅拌10分钟后，从捏合机中取出，得到环氧树脂组合物。
使用逆辊式涂布机(reverse roll coater)将得到的环氧树脂组合物涂布于经有机硅涂布的厚度100μm的脱模纸上，制作29g/m2的热固性树脂片(1)。
使增强纤维(1)在片材上沿一个方向排列，从该片材的两面重叠热固性树脂片(1)，通过加热加压使树脂组合物含浸，在增强纤维单位面积重量为100g/m2、增强纤维为63重量％的条件下制作增强纤维沿单向排列的热固性预浸料坯(1)。
在与实施例7-1相同的成型基材的上下两面各配置1层与热塑性预浸料坯相同尺寸的热固性预浸料坯(1)，实施成型性试验1。此时，两面的热固性预浸料坯(1)的纤维取向方向为相同方向。
结果，伸长率为1.8，在外观评价中具有“A”的表面品质。但是，仅热塑性预浸料坯的投影面积明确增加，热固性预浸料坯(1)的投影面积在压制前后几乎无变化。另外，力学评价的结果是弯曲强度为1200MPa、弯曲模量为90.0GPa。需要说明的是，在力学特性评价中，以表层的热固性预浸料坯(1)的纤维取向方向沿着试验片的长度方向的方式制作试验片。
(实施例8)
以换算为每1m2的切口长度之和在表面背面两面均成为800m的方式插入切口，除此以外，按照与实施例2相同的方法制作热塑性预浸料坯，实施成型性试验1、成型性试验3。
(比较例1)
不在树脂含浸基材(1)中插入切口而直接作为热塑性预浸料坯使用，实施成型性试验1及成型性试验2、成型性试验3。
各实施例、比较例中制作的热塑性预浸料坯的构成和成型性试验结果在表1示出。
表1-1
Figure BDA0004103914730000351
表1-2
Figure BDA0004103914730000361
附图标记说明
1：切口
2：切口区域
3：热塑性预浸料坯
4：不连续增强纤维网
5：插入有切口1的一侧的表面
6：插入有切口1的表面的相反侧的表面
7：切口的前端
8：切口的深度
9：不连续增强纤维网的厚度
10：切口单位
11：频率最高的组
12：纤维长度比频率最高的组长的组
13：长纤维组群
14：纤维长度比频率最高的组短的组
15：短纤维组群
16：增强纤维单丝
17：二维取向角
18：特定的增强纤维单丝
19：以特定的增强纤维单丝的端部为中心的圆
20：其它增强纤维单丝
21：线段
22：线段组
23：形状评价位置
24：下模具
25：上模具
26：纤维增强塑料
27：角部的半径

Claims (26)

1.热塑性预浸料坯，其是热塑性树脂含浸于不连续增强纤维网而成的，所述热塑性预浸料坯满足以下的特征(A)或特征(B)中的至少一者，
特征(A)：具有将构成所述不连续增强纤维网的不连续增强纤维的至少一部分切断的多个切口；
特征(B)：具有构成所述不连续增强纤维网的不连续增强纤维的纤维长度的变异系数为40％以上的纤维长度变异区域。
2.如权利要求1所述的热塑性预浸料坯，其包含：40重量％以上90重量％以下的所述热塑性树脂、10重量％以上60重量％以下的所述不连续增强纤维。
3.如权利要求1或2所述的热塑性预浸料坯，其中，热塑性预浸料坯满足所述特征(A)，
所述切口是到达所述不连续增强纤维网的厚度方向50％以上100％以下的深度的切口。
4.如权利要求1～3中任一项所述的热塑性预浸料坯，其中，热塑性预浸料坯满足所述特征(A)，
所述切口被规则地配置。
5.如权利要求1～4中任一项所述的热塑性预浸料坯，其中，热塑性预浸料坯满足所述特征(A)，
所述不连续增强纤维的平均纤维长度在2mm以上20mm以下的范围内。
6.如权利要求1～5中任一项所述的热塑性预浸料坯，其中，热塑性预浸料坯满足所述特征(A)，
在形成有所述切口的切口区域中的换算为每1m2的切口长度之和为40m以上。
7.如权利要求1～6中任一项所述的热塑性预浸料坯，其中，热塑性预浸料坯满足所述特征(A)，
在形成有所述切口的切口区域中的换算为每1m2的切口长度之和为40m以上500m以下。
8.如权利要求1或2所述的热塑性预浸料坯，其中，所述热塑性预浸料坯满足特征(B)，
在所述纤维长度变异区域中，在下述条件下制成表示所述不连续增强纤维的纤维长度分布的直方图时，最高频率为70％以下，
条件：测量从包含于纤维长度变异区域的不连续增强纤维中随机地选择的不连续增强纤维的长度，通过将从最小的纤维长度至最大的纤维长度的范围均等地分割成9份以制成组数为9的直方图；在将所述随机地选择的不连续增强纤维的根数作为100％时，频率设为属于各组的不连续增强纤维的根数所占的比例[％]。
9.如权利要求8所述的热塑性预浸料坯，其中，在所述直方图中，存在3个以上频率为10％以上的组。
10.如权利要求1～9中任一项所述的热塑性预浸料坯，其中，在将从所述热塑性预浸料坯仅切出具有所述多个切口的区域或所述纤维长度变异区域而成的前体的厚度设为R[mm]，将所述前体加热至使所述热塑性树脂熔融或软化的温度以上后在大气压下将所述前体保持1小时而得的纤维增强塑料的厚度设为S[mm]时，由S/R求出的膨胀倍率为2.0以上。
11.如权利要求1、8～10中任一项所述的热塑性预浸料坯，其中，热塑性预浸料坯满足所述特征(A)及所述特征(B)，
在所述纤维长度变异区域形成有将包含于不连续增强纤维网的增强纤维中的至少一部分切断的多个切口。
12.如权利要求1～11中任一项所述的热塑性预浸料坯，其中，所述不连续增强纤维为单纤维状。
13.如权利要求1～12中任一项所述的热塑性预浸料坯，其中，所述不连续增强纤维在面内无规地取向。
14.纤维增强塑料，其是将权利要求1～13中任一项所述的热塑性预浸料坯单独、或2张以上层叠并进行成型而成的。
15.热塑性预浸料坯的制造方法，其为制造权利要求1～13中任一项所述的热塑性预浸料坯的方法，所述方法具有：
网制作工序，其制作不连续增强纤维网；
含浸工序，其使热塑性树脂含浸于不连续增强纤维网；
切口工序，其以将构成不连续增强纤维网的不连续增强纤维的至少一部分切断的方式插入多个切口。
16.纤维增强塑料的制造方法，其具有加热加压工序，其中，对包含权利要求1～13中任一项所述的热塑性预浸料坯的成型基材在将所述热塑性树脂加热而使其熔融或软化的状态下进行加压。
17.如权利要求16所述的纤维增强塑料的制造方法，其中，在所述加热加压工序中，以在所述成型基材的厚度方向上的投影面积增加的方式使所述成型基材变形。
18.如权利要求17所述的纤维增强塑料的制造方法，其中，在将加压前的所述成型基材的厚度方向上的投影面积设为S1、将加压后的投影面积设为S2时，以成为S2/S1≥1.6的方式对所述成型基材进行加压。
19.如权利要求16所述的纤维增强塑料的制造方法，其依次具有：
膨胀工序，其进一步将在所述加热加压工序中赋予的压力降低至由所述不连续增强纤维的起毛力引起的所述成型基材的膨胀压力以下；
固化工序，其冷却所述成型基材，并固化所述热塑性树脂。
20.如权利要求16所述的纤维增强塑料的制造方法，其中，作为所述热塑性预浸料坯，使用下述热塑性预浸料坯：满足所述特征(A)，并且在将形成有所述切口的切口区域中的换算为每1m2的切口长度之和设为X[m]、将通过下述确定的所述热塑性预浸料坯的所述切口区域以外的区域中的最大膨胀率设为Y时，满足5≤X/Y≤100，
最大膨胀率Y：将从所述热塑性预浸料坯取出所述切口区域以外的区域而得的前体的厚度设为P[mm]，将在所述加热加压工序中将所述前体加热至使所述热塑性树脂熔融或软化的温度后在大气压下将所述前体保持1小时而得的纤维增强塑料的厚度设为Q[mm]，由Q/P求出的值。
21.纤维增强塑料，其具有包含不连续增强纤维和热塑性树脂的热塑性树脂层，所述纤维增强塑料满足以下的特征(C)或特征(D)中的至少一者，
特征(C)：在所述热塑性树脂层中存在沿3个方向以上取向的所述不连续增强纤维的端部连续排列的端部排列结构；
特征(D)：具有包含于所述热塑性树脂层的不连续增强纤维的纤维长度的变异系数为40％以上的纤维长度变异部。
22.如权利要求21所述的纤维增强塑料，其具有下述多孔质结构：所述不连续增强纤维彼此交叉的接触点中的至少一部分由所述热塑性树脂粘接，并且包含作为所述不连续增强纤维及所述热塑性树脂均不存在的部分的空隙。
23.如权利要求22所述的纤维增强塑料，其满足所述特征(C)，
所述端部排列结构存在于所述多孔质结构的内部，该端部排列结构的长度短于所述不连续增强纤维的平均纤维长度。
24.如权利要求21～23中任一项所述的纤维增强塑料，其满足所述特征(C)，
所述端部排列结构的长度短于所述增强纤维的平均纤维长度。
25.如权利要求21～24中任一项所述的纤维增强塑料，其满足所述特征(D)，
在所述纤维长度变异部，在按照下述条件制成表示所述不连续增强纤维的纤维长度分布的直方图时，最高频率为70％以下，
条件：测量从包含于纤维长度变异部的不连续增强纤维中随机地选择的不连续增强纤维的长度，通过将从最小的纤维长度至最大的纤维长度的范围均等地分割成9份以制成组数为9的直方图；在将所述随机地选择的不连续增强纤维的根数作为100％时，频率设为属于各组的不连续增强纤维的根数所占的比例[％]。
26.如权利要求25所述的纤维增强塑料，其中，在所述直方图中，频率为10％以上的组存在3个以上。
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