JP6140064B2 - 繊維強化複合体の製造方法、繊維強化複合体及び輸送機器構成用部材 - Google Patents

Description

本発明は、繊維強化複合体の製造方法、繊維強化複合体及び輸送機器構成用部材に関する。

近年、繊維で強化された繊維強化プラスチックは軽量で且つ高い機械的強度を有していることから、風車分野、圧力容器分野、家電分野、医療器分野、ロボット分野、自動車分野、船舶分野、航空機分野などの高い機械的強度及び軽量性が求められる分野において使用が拡大している。その中でも自動車用途においては、軽量性を満足しつつ機械的強度を有していることが求められている。

上述の要求を満たすものとして、芯材に発泡体を用い、芯材の表面に繊維強化プラスチック層を積層一体化させてなる繊維強化複合体が提案されている。この繊維強化複合体は、自動車のモノコック・構造などの部材に用いられることが考えられるが、所望の形状に成形後の機械的強度が十分でないという問題点を有する。

繊維強化複合体の製造方法としては、特許文献１に、複合サンドイッチコア成形部材の成形法であって、熱弾性硬質フォームコア（発泡コア）を所望形状に成形し、予備成形フォームコアを織布で包んだ上で、型内に予備成形フォームコアを置いた後、予備成形フォームコアの周りに包まれた織布を包囲しかつ湿潤化するように、液状熱硬化性樹脂を注入し、しかる後、硬質フォームコアを膨張させフォームコアの織布包囲面を型の内部制約面に対して押しつけた後、硬質フォームコアの加熱を終了させる複合サンドイッチコア成形部材の製造方法が提案されている。

又、特許文献２には、芯材の外周面のうち少なくとも上面の大部分に、強化繊維を含んで構成されるプリプレグシートを複数積層して、プリプレグシートの積層体を形成する積層工程と、前記積層工程で形成された積層部材を加熱し熱硬化させて芯材と一体化したＦＲＰ部材を形成する加熱工程と、を含んで構成されるロボットハンド部材の製造方法が開示されている。

特開昭６３−１６２２０７号公報 特開２００２−２９２５９２号公報

しかしながら、特許文献１の複合サンドイッチコア成形部材の製造方法では、予備成形フォームコアを型内に置いた後に、織布が湿潤化するように液状熱硬化性樹脂を注入し、型内に設けられた空気抜きを介して型から余剰の樹脂を排除しており（第５頁右下欄第１５〜第６頁右上欄第７行）、予備成形フォームと型内面との間に形成された隙間には熱硬化性樹脂が充満された状態となっている。

この状態にて硬質フォームコアを膨張させ、この膨張力によってフォームコアの織布を型の内面に押し付けていることから、硬質フォームコアは殆ど膨張することができないことからして、硬質フォームコアの膨張は再発泡によるものではなく、加熱による合成樹脂の線膨張に起因したものであると推察される。このように、硬質フォームコアの膨張が合成樹脂の線膨張に起因したものであることから、硬質フォームコアの周囲に配設した織布を金型内面に押圧する押圧力は非常に小さく、織布を金型内面に沿って正確に成形することができないと共に、織布の金型内面への押圧が不十分となり、織布の表面平滑性が不十分であり、更に、硬質フォームコアと織布との一体化が不十分であって複合体の機械的強度が低いという問題点を有する。

又、特許文献２のロボットハンド部材の製造方法では、段落番号〔００４４〕に記載の通り、積層部材の表面に外型を押し付けることによって芯材とＦＲＰ部材を一体化させており、積層部材の表面に押し付ける外型の押圧力を均一に制御することが難しく、正確な形状を有するロボットハンド部材を製造することが難しいという問題も有する。

本発明は、優れた機械的強度及び軽量性を有し且つ所望形状を有する繊維強化複合体の製造方法、この製造方法で製造された繊維強化複合体、並びに、繊維強化複合体を用いた輸送機器構成用部材を提供する。

本発明の繊維強化複合体の製造方法は、発泡芯材の少なくとも一面に繊維強化プラスチック層が積層一体化されてなる繊維強化複合体を製造する製造方法であって、二次発泡可能な原反発泡体の少なくとも一面に、強化用合成樹脂が含浸された強化繊維を含む繊維強化プラスチック層形成材を積層して積層体を製造する積層工程と、上記積層体を雌雄金型間に形成されたキャビティ内に配設する配設工程と、上記積層体を加熱して上記原反発泡体を二次発泡させて発泡余力を有する二次発泡体とすると共に上記繊維強化プラスチック層形成材を熱成形可能な状態にする二次発泡工程と、上記雌雄金型によって上記積層体の発泡余力を有する二次発泡体を圧縮して上記発泡芯材とし、上記発泡芯材の少なくとも一面に、繊維強化プラスチック層形成材から形成された繊維強化プラスチック層を積層する圧縮工程とを含むことを特徴とする。

先ず、二次発泡可能な原反発泡体１の少なくとも一面に、強化繊維に強化用合成樹脂が含浸された繊維強化プラスチック層形成材２を積層して積層体Ｂを製造する（積層工程）。

二次発泡可能な原反発泡体１としては、加熱によって二次発泡可能であれば、特に限定されない。原反発泡体１の製造方法は公知の製造方法が用いられる。なお、図１では、原反発泡体１の両面に繊維強化プラスチック層形成材２を積層した場合を示したが、原反発泡体の片面にのみ繊維強化プラスチック層形成材２を積層してもよい。又、図１の原反発泡体は、平板状である場合を示したが、所望形状に成形されていてもよい。

原反発泡体１を構成している合成樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂などが挙げられ、繊維強化プラスチック層A2に含浸されている熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂との接着性に優れていることから、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂が好ましい。なお、合成樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

熱可塑性ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸と二価アルコールとが、縮合反応を行った結果得られた高分子量の線状ポリエステルである。熱可塑性ポリエステル樹脂としては、例えば、芳香族ポリエステル樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂が挙げられる。

芳香族ポリエステル樹脂とは、芳香族ジカルボン酸成分とジオール成分とを含むポリエステルであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどが挙げられ、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。なお、芳香族ポリエステル樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

なお、芳香族ポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸成分及びジオール成分以外に、例えば、トリメリット酸などのトリカルボン酸、ピロメリット酸などのテトラカルボン酸などの三価以上の多価カルボン酸やその無水物、グリセリンなどのトリオール、ペンタエリスリトールなどのテトラオールなどの三価以上の多価アルコールなどを構成成分として含有していてもよい。

又、芳香族ポリエステル樹脂は、使用済のペットボトルなどから回収、再生したリサイクル材料を用いることもできる。

ポリエチレンテレフタレートは架橋剤によって架橋されていてもよい。架橋剤としては、公知のものが用いられ、例えば、無水ピロメリット酸などの酸二無水物、多官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物などが挙げられる。なお、架橋剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

ポリエチレンテレフタレートを架橋剤によって架橋する場合には、押出機にポリエチレンテレフタレートと共に架橋剤を供給すればよい。押出機に供給する架橋剤の量は、少なすぎると、ポリエチレンテレフタレートの溶融時の溶融粘度が小さくなりすぎて、破泡してしまうことがあり、多すぎると、ポリエチレンテレフタレートの溶融時の溶融粘度が大きくなりすぎて、発泡体を押出発泡によって製造する場合には押出発泡が困難となることがあるので、ポリエチレンテレフタレート１００重量部に対して０．０１〜５重量部が好ましく、０．１〜１重量部がより好ましい。

脂肪族ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリ乳酸系樹脂が挙げられる。ポリ乳酸系樹脂としては、乳酸がエステル結合により重合した樹脂を用いることができ、商業的な入手容易性及びポリ乳酸系樹脂発泡粒子への発泡性付与の観点から、Ｄ−乳酸（Ｄ体）及びＬ−乳酸（Ｌ体）の共重合体、Ｄ−乳酸又はＬ−乳酸のいずれか一方の単独重合体、Ｄ−ラクチド、Ｌ−ラクチド及びＤＬ−ラクチドからなる群から選択される１又は２以上のラクチドの開環重合体が好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

ポリ乳酸系樹脂は、圧縮工程及び得られる繊維強化複合体の物性に影響を与えない限り、乳酸以外の単量体成分として、例えば、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘプタン酸などの脂肪族ヒドロキシカルボン酸；コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、無水コハク酸、無水アジピン酸、トリメシン酸、プロパントリカルボン酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸などの脂肪族多価カルボン酸；エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリットなどの脂肪族多価アルコールなどを含有していてもよい。

ポリ乳酸系樹脂は、圧縮工程及び得られる繊維強化複合体の物性に影響を与えない限り、アルキル基、ビニル基、カルボニル基、芳香族基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基などのその他の官能基を含んでいてもよい。ポリ乳酸系樹脂はイソシアネート系架橋剤などによって架橋されていてもよく、エステル結合以外の結合手により結合していてもよい。

ポリフェニレンエーテル系樹脂としては、例えば、ポリフェニレンエーテルとポリスチレン系樹脂との混合物、ポリフェニレンエーテルにスチレン系モノマーをグラフト共重合してなる変性ポリフェニレンエーテル、この変性ポリフェニレンエーテルとポリスチレン系樹脂との混合物、フェノール系モノマーとスチレン系モノマーとを銅（II) のアミン錯体などの触媒存在下で酸化重合させて得られるブロック共重合体、このブロック共重合体とポリスチレン系樹脂との混合物などが挙げられる。なお、ポリフェニレンエーテル系樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

ポリフェニレンエーテル系樹脂としては、例えば、ポリ（２、６−ジメチルフェニレン−１、４−エーテル）、ポリ（２、６−ジエチルフェニレン−１、４−エーテル）、ポリ（２、６−ジクロロフェニレン−１、４−エーテル）、ポリ（２、６−ジブロモフェニレン−１、４−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−エチルフェニレン−１、４−エーテル）、ポリ（２−クロロ−６−メチルフェニレン−１、４−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−イソプロピルフェニレン−１、４−エーテル）、ポリ（２、６−ジ−ｎ−プロピルフェニレン−１、４−エーテル）、ポリ（２−ブロモ−６−メチルフェニレン−１、４−エーテル）、ポリ（２−クロロ−６−ブロモフェニレン−１、４−エーテル）、ポリ（２−クロロ−６−エチルフェニレン−１、４−エーテル）などが挙げられる。ポリフェニレンエーテル系樹脂の重合度は、通常、１０〜５０００のものが用いられる。

アクリル系樹脂は、（メタ）アクリル系モノマーを重合させることによって製造される。なお、（メタ）アクリルとは、アクリル又はメタクリルの何れか一方又は双方を意味する。

（メタ）アクリル系モノマーとしては、特に限定されず、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリルアミドなどが挙げられる。

又、アクリル系樹脂は、上記（メタ）アクリル系モノマー以外にこれと共重合可能なモノマー成分を含有していてもよい。このようなモノマーとしては、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸アミド、マレイン酸イミドなどが挙げられる。

ポリスチレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどのスチレン系モノマーをモノマー単位として含む単独重合体又は共重合体、スチレン系モノマーと、このスチレン系モノマーと共重合可能な一種又は二種以上のビニルモノマーとをモノマー単位として含む共重合体などが挙げられ、スチレン系モノマーと、このスチレン系モノマーと共重合可能な一種又は二種以上のビニルモノマーとをモノマー単位として含む共重合体が好ましく、メタクリル酸及び／又はメタクリル酸メチルと、スチレン系モノマーとをモノマー単位として含む共重合体がより好ましい。なお、ポリスチレン系樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

スチレン系モノマーと共重合可能なビニルモノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル（アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなど）、メタクリル酸エステル（メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなど）などのアクリル系モノマー、無水マレイン酸、アクリルアミドなどが挙げられ、アクリル系モノマーが好ましく、メタクリル酸、メタクリル酸メチルを含むことがより好ましく、メタクリル酸、メタクリル酸メチルが特に好ましい。

原反発泡体１は、後述する二次発泡工程において加熱されることによって二次発泡する。原反発泡体１を効果的に二次発泡させるために、原反発泡体１中にはガスが残存されていることが好ましい。

原反発泡体１中の残存ガス量は０．１重量％以上が好ましく、０．２〜１．５重量％がより好ましく、０．３〜１．１重量％が特に好ましい。原反発泡体１中の残存ガス量が少なすぎると、原反発泡体の二次発泡性が低下し、圧縮工程において、二次発泡体を十分に圧縮させることができず、二次発泡体の表面部の気泡の変形が不十分となり、二次発泡体の機械的強度の向上が不十分となる虞れがある。その結果、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができず、二次発泡体を圧縮して得られる発泡芯材と、繊維強化プラスチック層形成材から形成される繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となる虞れが生じたり、繊維強化プラスチック層形成材中に含まれている空気の除去が不十分となって得られる繊維強化複合体の外観若しくは機械的強度が低下する虞れが生じたり、又は、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維を十分に配向させることができずに得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れが生じることがある。一方、原反発泡体１中の残存ガス量が多すぎると、二次発泡体の圧縮時に二次発泡体の気泡に破泡が生じて発泡芯材の機械的強度の低下が生じる虞れがあり、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができなくなり、上記問題を生じる虞れがある。

原反発泡体１中の残存ガス量は下記の要領で測定される。原反発泡体全体の重量Ｗ₁を測定する。原反発泡体中の残存ガス量はガスクロマトグラフを用いて測定することができ、例えば、下記装置を用いて下記条件にて原反発泡体中の残存ガス量を測定することができる。

原反発泡体の試料１０〜３０ｍｇを２０ｍＬバイアル瓶に入れて精秤し、バイアル瓶を密閉してオートサンプラー付ガスクロマトグラフにセットし、バイアル瓶を２１０℃で２０分間に亘って加熱した後、バイアル瓶の上部空間の気体をＭＨＥ（Multiple Headspace Extraction）法にて定量分析し、原反発泡体中の含有ガス量Ｗ₂を測定する。

ここでいうＭＨＥ法とは、気固平衡にある気相ガスの放出を繰り返すことで得られるピーク面積の減衰を利用する定量方法である。
〔ＧＣ測定条件〕
測定装置：ガスクロマトグラフ Clarus500（Perkin-Elmer社製）
カラム：ＤＢ−１（1.0μm×0.25mmφ×60m：J&W社製）
検出器：ＦＩＤ
ＧＣオーブン昇温条件：初期温度５０℃（６分）
昇温速度：４０℃／分（２５０℃まで）
最終温度：２５０℃（１．５分）
キャリアーガス（Ｈｅ），注入口温度：２３０℃，検出温度：３１０℃
レンジ：２０
ベントガス ３０ｍＬ／分（Ｈｅ）、追加ガス ５ｍＬ／分（Ｈｅ）
ガス圧力：初期圧力１８psi（１０分）、昇圧速度：0.5psi/min（24psiまで）
〔ＨＳ測定条件〕
測定装置：HSオートサンプラー TurboMatrix HS40（Perkin-Elmer社製）
加熱温度：210℃，加熱時間：20分，加圧ガス圧：25psi，加圧時間：1分
ニードル温度：210℃，トランスファーライン温度：210℃，試料導入時間：0.08分
〔算出条件〕
検量線用標準ガス：混合ガス（ジーエルサイエンス社製）
混合ガス含有量：i-ブタン 約１重量％，n-ブタン 約１重量％，バランス 窒素
算出方法：MHE法により試料の含有ガス量を算出した。結果は全てi-ブタン換算量とした。

原反発泡体中における残存ガス量は下記式に基づいて算出することできる。
原反発泡体中における残存ガス量（重量％）＝１００×Ｗ₂／Ｗ₁

原反発泡体１の見掛け密度は、小さすぎると、得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下することがあり、大きすぎると、得られる繊維強化複合体の軽量性が低下することがあるので、０．０３〜０．７ｇ／ｃｍ³が好ましく、０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ³がより好ましい。

なお、本発明において、発泡体の見掛け密度は、ＪＩＳ Ｋ７２２２「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」に準拠して測定された値をいう。後述する繊維強化複合体Ａにおける発泡芯材A1の見掛け密度の測定は、繊維強化複合体Ａから繊維強化プラスチック層A2を剥離した後の発泡芯材に基づいて行う。

原反発泡体１の結晶化度は２９％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。原反発泡体１の結晶化度は、高すぎると、原反発泡体の二次発泡性が低下し、圧縮工程において、二次発泡体を十分に圧縮させることができず、二次発泡体の表面部の気泡の変形が不十分となり、二次発泡体の機械的強度の向上が不十分となる虞れがある。その結果、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができず、二次発泡体を圧縮して得られる発泡芯材と、繊維強化プラスチック層形成材から形成される繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となる虞れが生じたり、繊維強化プラスチック層形成材中に含まれている空気の除去が不十分となって得られる繊維強化複合体の外観若しくは機械的強度が低下する虞れが生じたり、又は、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維を十分に配向させることができずに得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れが生じることがある。

なお、本発明において、発泡体の結晶化度は、ＪＩＳ Ｋ７１２２：１９８７「プラスチックの転移熱測定方法」に記載されている方法に準拠して測定された値をいう。

具体的には、示差走査熱量計装置（エスアイアイナノテクノロジー社製 商品名「ＤＳＣ６２２０型」）を用い、アルミニウム製の測定容器の底に隙間のないように、発泡体から切り出した好ましくは直方体形状の試料を約６ｍｇ充填して、試料を窒素ガス流量３０ｍＬ／分の条件下にて３０℃で２分間に亘って保持する。

しかる後、試料を速度１０℃／分で３０℃から２９０℃まで昇温した時のＤＳＣ曲線を得る。その時の基準物質はアルミナを用いた。発泡体の結晶化度は、融解ピークの面積から求められる融解熱量（ｍＪ／ｍｇ）と結晶化ピークの面積から求められる結晶化熱量（ｍＪ／ｍｇ）の差を合成樹脂の完全結晶の理論融解熱量ΔＨ₀で徐して求められる割合である。例えば、ポリエチレンテレフタレートのΔＨ₀は１４０．１ｍＪ／ｍｇである。発泡体の結晶化度は下記式に基づいて算出される。
発泡体の結晶化度（％）
＝１００×（│融解熱量(mJ/mg)│−│結晶化熱量(mJ/mg)│）／ΔＨ₀(mJ/mg)

原反発泡体の後述する二次発泡温度Ｔ₁での体積膨張率は、１〜１００％が好ましく、１〜５０％がより好ましい。原反発泡体の二次泡温度Ｔ₁での体積膨張率が低すぎると、圧縮工程において、二次発泡体を十分に圧縮させることができず、二次発泡体の表面部の気泡の変形が不十分となり、二次発泡体の機械的強度の向上が不十分となる虞れがある。その結果、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができず、二次発泡体を圧縮して得られる発泡芯材と、繊維強化プラスチック層形成材から形成される繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となる虞れが生じたり、繊維強化プラスチック層形成材中に含まれている空気の除去が不十分となって得られる繊維強化複合体の外観若しくは機械的強度が低下する虞れが生じたり、又は、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維を十分に配向させることができずに得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れが生じることがある。原反発泡体の二次発泡温度Ｔ₁での体積膨張率が高すぎると、二次発泡体の圧縮が難しくなり、二次発泡体の表面部における気泡の偏平化が不足し、二次発泡体の機械的強度の向上が不十分となる虞れがあり、その結果、上記と同様の問題を生じる虞れがある。

なお、原反発泡体の二次発泡温度Ｔ₁での体積膨張率はＪＩＳ Ｋ７２１２（プラスチック−熱可塑性プラスチックの熱安定性試験方法−オーブン法）Ａ法に準拠して測定され、具体的には、下記の要領で測定される。原反発泡体から一辺が１５ｃｍの平面正方形状で且つ厚みが１ｃｍのシート状の試験片を切り出す。試験片の厚みを任意の９箇所において測定し、その相加平均値を加熱前厚みＨ₁とする。次に、試験片をその表面温度がＴ₁℃となるように１分間に亘って加熱する。しかる後、試験片の厚みを任意の９箇所において測定し、その相加平均値を加熱後厚みＨ₂とする。加熱前厚みＨ₁及び加熱後厚みＨ₂に基づいて下記式により原反発泡体の二次発泡温度Ｈ₁での体積膨張率を算出する。
原反発泡体の二次発泡温度Ｔ₁での体積膨張率（％）
＝１００×（Ｈ₂−Ｈ₁）／Ｈ₁

原反発泡体１の製造方法としては、二次発泡が可能であれば、公知の製造方法を用いることができる。具体的には、原反発泡体の製造方法としては、（１）合成樹脂発泡粒子を金型内に充填し、熱水や水蒸気などの熱媒体によって合成樹脂発泡粒子を加熱して発泡させ、合成樹脂発泡粒子の発泡圧によって発泡粒子同士を融着一体化させて所望形状を有する原反発泡体を製造する方法（型内発泡成形法）、（２）合成樹脂を押出機に供給して化学発泡剤又は物理発泡剤などの発泡剤の存在下にて溶融混練し押出機から押出発泡させて原反発泡体を製造する方法（押出発泡法）、（３）合成樹脂及び化学発泡剤を押出機に供給して化学発泡剤の分解温度未満にて溶融混練し押出機から発泡性樹脂成形体を製造し、この発泡性樹脂成形体を発泡させて原反発泡体を製造する方法などが挙げられ、所望形状の原反発泡体を容易に製造することができることから、上記（１）の型内発泡成形法が好ましい。

上記（１）の型内発泡成形法で用いられる合成樹脂発泡粒子の製造方法としては、（１）合成樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けたノズル金型から合成樹脂押出物を押出発泡させながら切断した後に冷却して合成樹脂発泡粒子を製造する方法、（２）合成樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けたノズル金型から押出発泡してストランド状の合成樹脂押出物を製造し、この合成樹脂押出物を所定間隔毎に切断して合成樹脂発泡粒子を製造する方法、（３）合成樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けた環状ダイ又はＴダイから押出発泡して発泡シートを製造し、この発泡シートを切断することによって合成樹脂発泡粒子を製造する方法などが挙げられる。

上記（２）の押出発泡法の製造方法としては、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練した後に押出機の先端に取り付けたダイから押出発泡させて原反発泡体を製造する方法が挙げられる。なお、上記ダイとしては、押出発泡において汎用されているものであれば、特に限定されず、例えば、Ｔダイ、サーキュラダイなどが挙げられる。

上記製造方法において、ダイとしてＴダイを用いた場合には、押出機からシート状に押出発泡することによって原反発泡体を製造することができる。一方、ダイとしてサーキュラダイを用いた場合には、サーキュラダイから円筒状に押出発泡して円筒状体を製造し、この円筒状体を徐々に拡径した上で冷却マンドレルに供給して冷却した後、円筒状体をその押出方向に連続的に内外周面間に亘って切断し切り開いて展開することによって原反発泡体を製造することができる。

化学発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾイルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどが挙げられる。なお、化学発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

物理発泡剤は、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサンなどの飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテルなどのエーテル類、塩化メチル、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、モノクロロジフルオロメタンなどのフロン、二酸化炭素、窒素などが挙げられ、ジメチルエーテル、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が好ましく、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンがより好ましく、ノルマルブタン、イソブタンが特に好ましい。なお、物理発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

原反発泡体１の少なくとも一面に繊維強化プラスチック層形成材２を積層して積層体Ｂを製造する。繊維強化プラスチック層形成材２は、強化繊維に強化用合成樹脂を含浸させてなる。繊維強化プラスチック層形成材２は、原反発泡体１の片面又は両面の何れに積層させてもよいが、得られる繊維強化複合体の寸法安定性に優れていることから、原反発泡体１の両面に積層させることが好ましい。

繊維強化プラスチック層形成材２を構成している強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維、玄武岩繊維、セラミックス繊維などの無機繊維；ステンレス繊維やスチール繊維などの金属繊維；アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサドール（ＰＢＯ）繊維などの有機繊維；ボロン繊維などが挙げられる。強化繊維は、一種単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。なかでも、炭素繊維、ガラス繊維及びアラミド繊維が好ましく、炭素繊維がより好ましい。これらの強化繊維は、軽量であるにも関わらず優れた機械的物性を有している。

強化繊維は、所望の形状に加工された強化繊維基材として用いられることが好ましい。強化繊維基材としては、強化繊維を用いてなる織物、編物、不織布、及び強化繊維を一方向に引き揃えた繊維束（ストランド）を糸で結束（縫合）してなる面材などが挙げられる。織物の織り方としては、平織、綾織、朱子織などが挙げられる。また、糸としては、ポリアミド樹脂糸やポリエステル樹脂糸などの合成樹脂糸、及びガラス繊維糸などのステッチ糸が挙げられる。

強化繊維基材は、一枚の強化繊維基材のみを積層せずに用いてもよく、複数枚の強化繊維基材を積層して積層強化繊維基材として用いてもよい。複数枚の強化繊維基材を積層した積層強化繊維基材としては、（１）一種のみの強化繊維基材を複数枚用意し、これらの強化繊維基材を積層した積層強化繊維基材、（２）複数種の強化繊維基材を用意し、これらの強化繊維基材を積層した積層強化繊維基材、（３）強化繊維を一方向に引き揃えた繊維束（ストランド）を糸で結束（縫合）してなる強化繊維基材を複数枚用意し、これらの強化繊維基材を繊維束の繊維方向が互いに相違した方向を指向するように重ね合わせ、重ね合わせた強化繊維基材同士を糸で一体化（縫合）してなる積層強化繊維基材などが用いられる。なお、糸としては、ポリアミド樹脂糸やポリエステル樹脂糸などの合成樹脂糸、及びガラス繊維糸などのステッチ糸が挙げられる。

強化繊維に含浸されている強化用合成樹脂としては、熱可塑性樹脂又は硬化前の熱硬化性樹脂の何れも用いることができ、熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、マレイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、マレイミド樹脂とシアン酸エステル樹脂とを予備重合した樹脂などが挙げられ、耐熱性、衝撃吸収性又は耐薬品性に優れていることから、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂には、硬化剤、硬化促進剤などの添加剤が含有されていてもよい。なお、熱硬化性樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

又、熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂、アミド系樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、サルファイド系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられ、発泡芯材との接着性又は繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維同士の接着性に優れていることから、ポリエステル系樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂が好ましい。なお、熱可塑性樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

熱可塑性エポキシ樹脂としては、エポキシ化合物同士の重合体又は共重合体であって直鎖構造を有する重合体や、エポキシ化合物と、このエポキシ化合物と重合し得る単量体との共重合体であって直鎖構造を有する共重合体が挙げられる。具体的には、熱可塑性エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、長鎖脂肪族型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などが挙げられ、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂が好ましい。なお、熱可塑性エポキシ樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

熱可塑性ポリウレタン樹脂としては、ジオールとジイソシアネートとを重合させて得られる直鎖構造を有する重合体が挙げられる。ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオールなどが挙げられる。ジオールは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。ジイソシアネートとしては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートが挙げられる。ジイソシアネートは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なお、熱可塑性ポリウレタン樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

繊維強化プラスチック層形成材２の強化用合成樹脂のガラス転移温度は、（原反発泡体を構成している熱可塑性樹脂のガラス転移温度−１０℃）〜（原反発泡体を構成している熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋１５０℃）であることが好ましく、（原反発泡体を構成している熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋５℃）〜（原反発泡体を構成している熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋１００℃）であることがより好ましい。繊維強化プラスチック層形成材２の強化用合成樹脂のガラス転移温度が、原反発泡体を構成している熱可塑性樹脂のガラス転移温度に比して低すぎると、繊維強化プラスチック層形成材中の強化用合成樹脂が、後述する二次発泡工程又は圧縮工程において、繊維強化プラスチック層形成材から多量に流出し、得られる繊維強化プラスチック層の機械的強度又は外観が低下することがある。繊維強化プラスチック層形成材２の強化用合成樹脂のガラス転移温度が、原反発泡体を構成している熱可塑性樹脂のガラス転移温度に比して高すぎると、繊維強化プラスチック層形成材の熱成形に必要な温度において、二次発泡体が破泡を生じてしまい、後述する圧縮工程において、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができず、二次発泡体を圧縮して得られる発泡芯材と、繊維強化プラスチック層形成材から形成される繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となる虞れが生じたり、繊維強化プラスチック層形成材中に含まれている空気の除去が不十分となって得られる繊維強化複合体の外観若しくは機械的強度が低下する虞れが生じたり、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維を十分に配向させることができずに得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下したり、又は、得られる繊維強化複合体の発泡芯材の機械的強度が低下する虞れが生じることがある。

なお、本発明において、熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、ＪＩＳ Ｋ７１２１：１９８７「プラスチックの転移温度測定方法」に記載されている方法で測定する。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下のように行う。示差走査熱量計装置を用いアルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約６ｍｇ充てんして、窒素ガス流量２０ｍＬ／分のもと、試料を３０℃から−４０℃まで降温した後に１０分間に亘って保持した後、試料を−４０℃から２９０℃まで昇温（１ｓｔ Ｈｅａｔｉｎｇ）し２９０℃に１０分間に亘って保持した後に２９０℃から−４０℃まで降温（Ｃｏｏｌｉｎｇ）、１０分間に亘って保持した後に−４０℃から２９０℃まで昇温（２ｎｄ Ｈｅａｔｉｎｇ）した時のＤＳＣ曲線を得た。なお、全ての昇温速度及び降温速度は１０℃／分で行い、基準物質としてアルミナを用いる。本発明において、ガラス転移温度とは、２ｎｄ Ｈｅａｔｉｎｇ過程で得られたＤＳＣ曲線より得られた中間点ガラス転移温度のことをいう。又、この中間点ガラス転移温度はＪＩＳ Ｋ７１２１：１９８７（９．３「ガラス転移温度の求め方」）より求める。なお、示差走査熱量計装置としては、例えば、エスアイアイナノテクノロジー社から商品名「ＤＳＣ６２２０型」で市販されている示差走査熱量計装置を用いることができる。

本発明において、熱硬化性樹脂のガラス転移温度は下記の要領で測定された温度をいう。熱硬化性樹脂のガラス転移温度を測定する場合には熱硬化性樹脂を予め硬化させる必要がある。熱硬化性樹脂の硬化温度はＪＩＳ Ｋ７１２１：１９８７において測定される発熱ピーク温度±１０℃が目安とされる。熱硬化性樹脂の硬化時間は６０分間が目安とされ、硬化後の熱硬化性樹脂の発熱ピークをＪＩＳ Ｋ７１２１：１９８７に準拠して測定した際に、発熱ピークが観察されなければ、硬化が完了されたとみなせ、この硬化後の熱硬化性樹脂を用いて、後述する要領で熱硬化性樹脂のガラス転移温度を測定する。なお、上述した熱硬化性樹脂の硬化温度の目安となる発熱ピーク温度の詳細な測定方法は、下記の通りである。熱硬化性樹脂の発熱ピーク温度は、ＪＩＳ Ｋ７１２１：１９８７「プラスチックの転移温度測定方法」に記載されている方法で測定する。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下の要領で行う。示差走査熱量計装置を用いてアルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約６ｍｇ充てんして、窒素ガス流量２０ｍＬ／分のもと、基準物質としてアルミナを用い、試料を３０℃から２２０℃まで速度５℃／分で昇温させる。本発明において、熱硬化性樹脂の発熱ピーク温度とは１回目昇温時のピークトップの温度を読みとった値である。なお、示差走査熱量計装置としては、例えば、エスアイアイナノテクノロジー社から商品名「ＤＳＣ６２２０型」にて市販されている示差走査熱量計装置を用いることができる。

繊維強化プラスチック層形成材２中における強化用合成樹脂の含有量は、２０〜７０重量％が好ましく、３０〜６０重量％がより好ましい。強化用合成樹脂の含有量が少なすぎると、強化繊維同士の結着性や、得られる繊維強化複合体において繊維強化プラスチック層と発泡芯材との接着性が不十分となり、繊維強化プラスチック層の機械的物性や繊維強化複合体の表面硬度又は曲げ弾性率などの機械的強度を十分に向上させることができない虞れがある。又、強化用合成樹脂の含有量が多すぎると、繊維強化プラスチック層の機械的物性が低下して、繊維強化複合体の表面硬度又は曲げ弾性率などの機械的強度を十分に向上させることができない虞れがある。

繊維強化プラスチック層形成材２の厚みは、０．０２〜２ｍｍが好ましく、０．０５〜１ｍｍがより好ましい。厚みが上記範囲内である繊維強化プラスチック層形成材は、軽量であるにも関わらず機械的物性に優れている。

繊維強化プラスチック層形成材の目付は、５０〜４０００ｇ／ｍ²が好ましく、１００〜２０００ｇ／ｍ²がより好ましい。目付が上記範囲内である繊維強化プラスチック層形成材は、軽量であるにも関わらず機械的物性に優れている。

強化用繊維中に強化用合成樹脂を含浸させる方法としては、特に限定されず、例えば、（１）強化繊維を強化用合成樹脂中に浸漬して強化繊維中に強化用合成樹脂を含浸させる方法、（２）強化繊維に強化用合成樹脂を塗布し、強化繊維に強化用合成樹脂を含浸させる方法などが挙げられる。

なお、繊維強化プラスチック層形成材は市販されているものを用いることができる。強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸した繊維強化プラスチック層形成材は、例えば、三菱レイヨン社から商品名「パイロフィルプリプレグ」にて市販されている。強化繊維基材は、例えば、三菱レイヨン社から商品名「パイロフィル」にて市販されている。強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸した繊維強化プラスチック層形成材は、例えば、長瀬ケムテック社から商品名「ＮＮＧＦ６０−０３ｓ」にて市販されている。

次に、図２に示したように、雌雄金型Ｃ、Ｄを開いた上で積層体Ｂを雌雄金型Ｃ、Ｄ間に配設した後、雌雄金型Ｃ、Ｄを閉止することによって、上記積層体Ｂを雌雄金型Ｃ、Ｄ間に形成されたキャビティＥ内に配設する（配設工程）。この際、雌金型Ｃに対する雄金型Ｄの相対的な変位方向と、原反発泡体１に対する繊維強化プラスチック層形成材２の積層方向（図２において上下方向）とが合致するように、キャビティＥ内に積層体Ｂを配設することが好ましい。

雄金型Ｄの凸部D1を雌金型Ｃの凹部C1に嵌め込むことによってキャビティＥが形成され、雄金型Ｄの凸部D1の雌金型Ｃの凹部C1への嵌め込み度合いを調整することによってキャビティＥの容量が変化できるように構成されており、配設工程においては、雌金型Ｃの凹部C1に対する雄金型Ｄの凸部D1の嵌め込み度合いを小さくしてキャビティＥの容量を大きくしている。

積層体Ｂは、雌雄金型Ｃ、Ｄ間に形成されたキャビティＥ内に配設する前に予備加熱されていてもよい。積層体Ｂの予備加熱温度は、後述する二次発泡工程における積層体Ｂの原反発泡体１の二次発泡温度をＴ₁としたとき、（Ｔ₁−１２０℃）〜（Ｔ₁−５℃）が好ましい。積層体Ｂを上述の温度範囲に予備加熱することによって、二次発泡工程の時間短縮を図ることができると共に、原反発泡体に結晶性樹脂が含有している場合、原反発泡体の結晶化度の上昇に起因した原反発泡体の二次発泡性の低下を抑制して、優れた外観を有する繊維強化複合体を得ることができるので好ましい。なお、原反発泡体１の二次発泡温度Ｔ₁は、雌雄金型Ｃ、Ｄにおけるキャビティの壁面の温度をいう。積層体Ｂの予備加熱温度は、積層体Ｂの繊維強化プラスチック層形成材２の表面温度をいう。

積層体Ｂを雌雄金型Ｃ、Ｄ間に形成されたキャビティＥ内に配設した状態において、キャビティＥ内に積層体Ｂが配設されていない空間部が形成されていることが好ましい。キャビティＥ内に空間部が形成されていることによって、積層体Ｂの原反発泡体１の二次発泡を円滑に行うことができ好ましい。積層体Ｂを雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥ内に配設し且つ原反発泡体１を二次発泡させる前において、積層体Ｂが雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥの容積の６０〜９９％を占めていることが好ましく、７０〜９７％を占めていることがより好ましく、７０〜９０％が特に好ましい。

雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥの容積に対する積層体Ｂの占める割合（積層体占有割合）が小さすぎると、後述する圧縮工程において、積層体と雌雄金型との間に存在している空気を十分に排除することができず、雌雄金型による押圧力を積層体に十分に加えることができないために二次発泡体を十分に圧縮させることができず、二次発泡体の表面部の気泡の変形が不十分となり、二次発泡体の機械的強度の向上が不十分となる虞れがある。その結果、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができず、二次発泡体を圧縮して得られる発泡芯材と、繊維強化プラスチック層形成材から形成される繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となる虞れが生じたり、繊維強化プラスチック層形成材中に含まれている空気の除去が不十分となって得られる繊維強化複合体の外観若しくは機械的強度が低下する虞れが生じたり、又は、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維を十分に配向させることができずに得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れが生じることがある。一方、雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥの容積に対する積層体Ｂの占める割合（積層体占有割合）が大きすぎると、原反発泡体の二次発泡が不十分となり、圧縮工程において二次発泡体の表面部の気泡を十分に偏平化させようとすると、二次発泡体の厚みが薄くなりすぎて、得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下することがある。

又、雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥ内に積層体Ｂを配設し且つ原反発泡体１を二次発泡させる前の状態において、圧縮工程における二次発泡体３の圧縮方向に対して交差する方向（図２において左右方向）の原反発泡体１の端面11、好ましくは、圧縮工程における二次発泡体３の圧縮方向に対して直交する方向の原反発泡体１の端面11は、雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥの壁面E1に近接した状態にあることが好ましい。このように、圧縮工程における二次発泡体の圧縮方向に対して交差する方向の原反発泡体１の端面11がキャビティＥの壁面E1に近接した状態としておくことによって、圧縮工程での二次発泡体３の圧縮方向に原反発泡体１の二次発泡を促進させることができ、二次発泡体３を圧縮させて得られる発泡芯材A1の厚みを十分なものとし、得られる繊維強化複合体の機械的強度をより向上させることができる。なお、「近接した状態」とは、原反発泡体１の端面11がキャビティＥの壁面E1に接触している状態及び原反発泡体１の端面11とこれに対向するキャビティＥの壁面E1との間隔が１ｍｍ以内にある状態をいう。

次に、図３に示したように、雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥ内に配設した積層体Ｂを二次発泡温度Ｔ₁に加熱して積層体Ｂの原反発泡体１を二次発泡させて発泡余力を有する二次発泡体３とすると共に、繊維強化プラスチック層形成材２を熱成形可能な状態とする（二次発泡工程）。二次発泡工程において、積層体Ｂの原反発泡体１の二次発泡が完了した状態にて、雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥ内は積層体Ｂによって充填された状態となっていることが好ましい。繊維強化プラスチック層形成材２の強化用合成樹脂が未硬化の熱硬化性樹脂を含む場合、未硬化の熱硬化性樹脂を軟化させて硬化させることなく流動性を有する状態とする。熱硬化性樹脂は、加熱によって熱硬化する前に流動性を有する状態となるので、この流動性を有する状態を二次発泡工程中及び後述する圧縮工程の二次発泡体の圧縮中において維持するように温度制御する。強化用合成樹脂が熱可塑性樹脂を含む場合、二次発泡工程中及び後述する圧縮工程の二次発泡体の圧縮中において、熱可塑性樹脂が流動性を有する状態となるように温度制御する。なお、積層体Ｂの加熱は、雌雄金型Ｃ、Ｄを加熱することによって行えばよい。

本発明において「二次発泡体が発泡余力を有する」とは下記の通り定義される。原反発泡体を二次発泡温度Ｔ₁に加熱して原反発泡体に外力を加えることなく完全に二次発泡させて完全発泡体を得る。この完全発泡体の見掛け密度Ｇ₁よりも二次発泡体の見掛け密度が大きい場合、二次発泡体は発泡余力を有しているとする。

本発明においては、積層体Ｂの原反発泡体１の二次発泡が完了して得られた二次発泡体は発泡余力を有している。二次発泡体が発泡余力を有していることによって、後述する圧縮工程において、発泡余力を有する二次発泡体を圧縮した際に、気泡内の発泡ガスが気泡を内部から支持する作用を示し、二次発泡体に加えられる圧縮力によって二次発泡体の気泡が圧壊されて潰れ又は気泡壁が屈曲されるような事態を生じることなく、二次発泡体の気泡を圧縮し、特に、二次発泡体の表面部の気泡を偏平化することができる。従って、得られる繊維強化複合体の発泡芯材は、軽量性を維持しつつ、機械的強度に優れている。更に、発泡芯材は、繊維強化プラスチック層の積層面の表面性に優れており、繊維強化プラスチック層を強固に積層一体化させることができ、得られる繊維強化複合体は優れた外観及び機械的強度を有する。

更に、発泡余力を有する二次発泡体を圧縮することによって、二次発泡体に含有されている発泡ガスが微細な気泡を生成し、その結果、得られる繊維強化複合体の発泡芯材は優れた機械的強度を有する。

積層体Ｂの原反発泡体１の二次発泡が完了した直後の二次発泡体の見掛け密度Ｇ₂と、上記完全発泡体の見掛け密度Ｇ₁との比（Ｇ₂／Ｇ₁）は、１．０１〜２．００が好ましく、１．０２〜１．５がより好ましい。原反発泡体１の二次発泡が完了した直後の二次発泡体の見掛け密度Ｇ₂と、上記完全発泡体の見掛け密度Ｇ₁との比（Ｇ₂／Ｇ₁）は、小さすぎると、気泡内の発泡ガスが二次発泡体に加えられる圧縮力に対して気泡を内側から支持することができず、気泡が圧壊されて潰れたり又は気泡壁が屈曲してしまい、発泡芯材の機械的強度が低下し、又は、発泡芯材と繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となり、得られる繊維強化複合体の機械的強度又は外観が低下することがある。原反発泡体１の二次発泡が完了した直後の二次発泡体の見掛け密度Ｇ₂と、上記完全発泡体の見掛け密度Ｇ₁との比（Ｇ₂／Ｇ₁）は、大きすぎると、二次発泡体の圧縮が難しくなり、二次発泡体の表面部における気泡の偏平化が不足し、二次発泡体の機械的強度の向上が不十分となる虞れがあり、その結果、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができず、二次発泡体を圧縮して得られる発泡芯材と、繊維強化プラスチック層形成材から形成される繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となる虞れが生じたり、繊維強化プラスチック層形成材中に含まれている空気の除去が不十分となって得られる繊維強化複合体の外観若しくは機械的強度が低下する虞れが生じたり、又は、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維を十分に配向させることができずに得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れが生じることがある。

二次発泡温度Ｔ₁と、原反発泡体１を構成している合成樹脂のガラス転移温度Ｔ₂との差（Ｔ₁−Ｔ₂）は、５〜９０℃が好ましく、１０〜８０℃がより好ましい。二次発泡温度Ｔ₁と、原反発泡体１を構成している合成樹脂のガラス転移温度Ｔ₂との差（Ｔ₁−Ｔ₂）が小さいと、原反発泡体の二次発泡性が低下し、圧縮工程において、二次発泡体を十分に圧縮させることができず、二次発泡体の表面部の気泡の変形が不十分となり、二次発泡体の機械的強度の向上が不十分となる虞れがある。その結果、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができず、二次発泡体を圧縮して得られる発泡芯材と、繊維強化プラスチック層形成材から形成される繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となる虞れが生じたり、繊維強化プラスチック層形成材中に含まれている空気の除去が不十分となって得られる繊維強化複合体の外観若しくは機械的強度が低下する虞れが生じたり、又は、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維を十分に配向させることができずに得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れが生じることがある。二次発泡温度Ｔ₁と、原反発泡体１を構成している合成樹脂のガラス転移温度Ｔ₂との差（Ｔ₁−Ｔ₂）が大きいと、原反発泡体の二次発泡時に破泡が生じて、得られる二次発泡体の機械的強度が低下し、上記と同様の問題を生じる虞れがある。

原反発泡体１を二次発泡させて得られる二次発泡体３は、これが有する発泡力によって繊維強化プラスチック層形成材２をキャビティＥの壁面に押圧し、繊維強化プラスチック層形成材２を二次発泡体３の表面又は雌雄金型Ｃ、Ｄのキャビティの壁面に沿った状態に予備成形すると共に、繊維強化プラスチック層形成材２中に含まれている空気の一部を除去し、更に、繊維強化プラスチック層形成材２中に含まれている強化用合成樹脂を繊維強化プラスチック層形成材２の表面に滲出させる。

圧縮工程において、二次発泡体３が雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥの壁面を二次発泡方向に押圧する最も高い圧力（プレス圧力）は、０．０２〜８ＭＰａが好ましく、０．０２〜５ＭＰａがより好ましい。二次発泡体３が雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥの壁面を二次発泡方向に押圧する最も高い圧力が小さすぎると、繊維強化プラスチック層内に含まれている空気（ボイド）を排除することができず、得られる繊維強化プラスチック層の機械的強度又は外観が低下することがある。二次発泡体３が雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥの壁面を二次発泡方向に押圧する最も高い圧力が大きすぎると、二次発泡体の圧縮時に二次発泡体の気泡に破泡が生じて発泡芯材の機械的強度の低下が生じる虞れがあり、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができなくなる。その結果、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができず、二次発泡体を圧縮して得られる発泡芯材と、繊維強化プラスチック層形成材から形成される繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となる虞れが生じたり、繊維強化プラスチック層形成材中に含まれている空気の除去が不十分となって得られる繊維強化複合体の外観若しくは機械的強度が低下する虞れが生じたり、又は、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維を十分に配向させることができずに得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れが生じることがある。

原反発泡体１の二次発泡完了直後の二次発泡体３の見掛け密度は、０．０２〜０．６ｇ／ｃｍ³が好ましく、０．０５〜０．４ｇ／ｃｍ³がより好ましい。原反発泡体１の二次発泡完了直後の二次発泡体３の見掛け密度が小さすぎると、後述する圧縮工程において二次発泡体に破泡を生じ、二次発泡体が雌雄金型からの圧縮力を受止することができなくなり、二次発泡体に繊維強化プラスチック層形成材を雌雄金型によって十分に押圧することができず、二次発泡体を圧縮して得られる発泡芯材と、繊維強化プラスチック層形成材から形成される繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となる虞れが生じたり、繊維強化プラスチック層形成材中に含まれている空気の除去が不十分となって得られる繊維強化複合体の外観若しくは機械的強度が低下する虞れが生じたり、又は、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維を十分に配向させることができずに得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れが生じることがある。原反発泡体１の二次発泡完了直後の二次発泡体３の見掛け密度が大きすぎると、得られる繊維強化複合体の軽量性が低下する虞れがある。

原反発泡体１の二次発泡完了直後の二次発泡体３の見掛け密度と原反発泡体１の見掛け密度との比（原反発泡体１の二次発泡完了直後の二次発泡体３の見掛け密度／原反発泡体１の見掛け密度）は、０．５〜０．９が好ましい。原反発泡体１の二次発泡完了直後の二次発泡体３の見掛け密度と原反発泡体１の見掛け密度との比が小さすぎると、二次発泡体の気泡が大きくなりすぎて、二次発泡体の表面部の気泡を偏平化することができず、得られる繊維強化複合体の機械的強度又は外観が低下することがある。原反発泡体１の二次発泡完了後の二次発泡体３の見掛け密度と原反発泡体１の見掛け密度との比が大きすぎると、圧縮工程において二次発泡体の表面部の気泡を十分に偏平化させようとすると、二次発泡体の厚みが薄くなりすぎて、得られる繊維強化複合体の機械的強度が却って低下することがある。

しかる後、図４に示したように、雄金型Ｄの凸部D1の雌金型Ｃの凹部C1への嵌め込み度合いを大きくすることによって、キャビティＥの容量を配設工程時のキャビティＥの容量よりも小さくし、積層体Ｂの発泡余力を有する二次発泡体３を該二次発泡体３に対する繊維強化プラスチック層形成材２の積層方向（図４において上下方向、雌金型Ｃに対する雄金型Ｄの相対的な移動方向）に圧縮して発泡芯材A1とする（圧縮工程）。積層体Ｂの二次発泡体３の圧縮中は、積層体Ｂの二次発泡体３を構成している熱可塑性樹脂が軟化した状態を維持するように積層体Ｂを加熱している。

積層体Ｂの二次発泡体３はその表面部が中央部に比して高く加熱されていることから、積層体Ｂの二次発泡体３の圧縮によって、二次発泡体３の表面部が中央部に比して圧縮され易くなっている。従って、圧縮工程において、二次発泡体３の表面部の気泡が雌雄金型Ｃ、Ｄによる圧縮力によって偏平化して二次発泡体３の機械的強度が向上する。二次発泡体３の機械的強度が向上することにより、二次発泡体３は、雌雄金型による圧縮力を十分に受止することができる。そして、繊維強化プラスチック層形成材２を雌雄金型Ｃ、Ｄによって二次発泡体３に十分な押圧力でもって押圧することができる。

従って、二次発泡体３を圧縮して形成される発泡芯材A1に、繊維強化プラスチック層形成材２から形成された繊維強化プラスチック層A2を強固に積層一体化させることができると共に、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維の配向度合いを向上させることができ、得られる繊維強化複合体は優れた機械的強度を有している。

更に、繊維強化プラスチック層形成材２を押圧することによって、積層体Ｂの二次発泡体３の繊維強化プラスチック層形成材２に含まれている空気を除去することができ、強化繊維同士を強化用合成樹脂によって強固に結着一体化して機械的強度に優れた繊維強化プラスチック層A2を形成することができ、得られる繊維強化複合体は優れた機械的強度を有していると共に外観にも優れている。

又、二次発泡体３が雌雄金型Ｃ、Ｄによる圧縮力を十分に受止しながら、繊維強化プラスチック層形成材２が二次発泡体３の表面に雌雄金型Ｃ、Ｄによって十分な押圧力でもって押圧されるので、繊維強化プラスチック層A2を発泡芯材A1の表面に二次発泡体３の表面又はキャビティＥの壁面に沿って熱成形しながら積層させることができる。従って、二次発泡体３から形成される発泡芯材A1の表面に、繊維強化プラスチック層形成材２から形成される繊維強化プラスチック層A2を所望形状に熱成形しつつ強固に積層一体化させることができ、得られる繊維強化複合体は優れた機械的強度及び外観を有する。

そして、上述の通り、二次発泡体３を圧縮して形成される発泡芯材A1は、その表面部の気泡が偏平化されて機械的強度が向上されているので、得られる繊維強化複合体は、発泡芯材A1を有していることによって軽量性に優れているにもかかわらず優れた機械的強度も有している。

発泡芯材A1の見掛け密度は、小さすぎると、得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下することがあり、大きすぎると、得られる繊維強化複合体の軽量性が低下することがあるので、０．０３〜０．７ｇ／ｃｍ³が好ましく、０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ³がより好ましい。

圧縮前後の二次発泡体の見掛け密度の比（圧縮前の二次発泡体の見掛け密度／圧縮後の二次発泡体の見掛け密度）、即ち、原反発泡体１の二次発泡完了直後における二次発泡体３の見掛け密度と発泡芯材A1の見掛け密度との比（原反発泡体１の二次発泡完了直後における二次発泡体３の見掛け密度／発泡芯材A1の見掛け密度）は、０．４〜０．９が好ましく、０．５〜０．８がより好ましい。原反発泡体１の二次発泡完了直後における二次発泡体３の見掛け密度と発泡芯材A1の見掛け密度との比が小さすぎると、二次発泡体を圧縮しすぎてしまい、二次発泡体に破泡が生じて発泡芯材の機械的強度が低下し、得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れがある。原反発泡体１の二次発泡完了直後における二次発泡体３の見掛け密度と発泡芯材A1の見掛け密度との比が大きすぎると、二次発泡体の圧縮が不十分となり、発泡芯材と、繊維強化プラスチック層形成材から形成された繊維強化プラスチック層との一体化が不十分となったり、繊維強化プラスチック層形成材中に含まれている空気の除去が不十分となって得られる繊維強化複合体の外観若しくは機械的強度が低下する虞れが生じたり、又は、繊維強化プラスチック層形成材を構成している強化繊維を十分に配向させることができずに得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下する虞れがある。

原反発泡体１の見掛け密度と発泡芯材A1の見掛け密度との比は、より優れた機械的強度及び軽量性を備えた繊維強化複合体を得ることができるので、０．６〜１．５が好ましく、０．７〜１．３がより好ましい。

又、発泡芯材が結晶性樹脂を含む場合には、圧縮工程時及び必要に応じて行われる熱硬化性樹脂の硬化過程において、結晶性樹脂の結晶化度を上昇させて、得られる繊維強化複合体の耐熱性及び機械的強度を向上させることが好ましい。

次に、積層体Ｂの二次発泡体３を圧縮した後、繊維強化プラスチック層形成材２に未硬化の熱硬化性樹脂が含浸されている場合には、積層体Ｂの繊維強化プラスチック層形成材２に含有されている未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させて、繊維強化プラスチック層形成材の強化繊維同士を硬化した熱硬化性樹脂で結着、固定して繊維強化プラスチック層形成材２を繊維強化プラスチック層A2とし、この繊維強化プラスチック層を硬化した熱硬化性樹脂によって発泡芯材A1（二次発泡体３を圧縮して形成された発泡芯材A1）の少なくとも一面に積層一体化させて繊維強化複合体Ａを製造する。

積層体Ｂの繊維強化プラスチック層形成材２に含有されている未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させるための加熱温度は、圧縮工程時の加熱温度と同一であってもよいし変化させてもよいが、熱硬化性樹脂の硬化を促進するために、積層体Ｂの二次発泡体３を圧縮させる時の積層体Ｂの加熱温度よりも高いことが好ましい。

積層体Ｂの繊維強化プラスチック層形成材２に含有されている未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させるための加熱温度は、低すぎると、熱硬化性樹脂の硬化が不十分となって、得られる繊維強化複合体の機械的強度が低下することがあり、高すぎると、得られる発泡芯材の気泡が熱によって破壊されて、得られる繊維強化複合体の軽量性及び機械的強度が低下することがあるので、（熱硬化性樹脂のガラス転移温度−５０℃）〜（熱硬化性樹脂のガラス転移温度＋５０℃）が好ましく、（熱硬化性樹脂のガラス転移温度−４０℃）〜（熱硬化性樹脂のガラス転移温度＋４０℃）がより好ましい。強化用合成樹脂中に二種類以上の熱硬化性樹脂が含有されている場合、熱硬化性樹脂のガラス転移温度は、強化用合成樹脂に含まれている熱硬化性樹脂のガラス転移温度のうちの最も高いガラス転移温度とする。

又、繊維強化プラスチック層形成材２に含浸させている強化用合成樹脂が熱可塑性樹脂である場合、熱硬化性樹脂の場合と異なり、上述した硬化過程は必要なく、後述するように冷却することによって熱可塑性樹脂を固化させて、繊維強化プラスチック層形成材の強化繊維同士を固化した熱可塑性樹脂で結着、固定して繊維強化プラスチック層形成材２を繊維強化プラスチック層A2とし、この繊維強化プラスチック層A2を固化した熱可塑性樹脂によって発泡芯材A1（二次発泡体３を圧縮して形成された発泡芯材A1）の少なくとも一面に積層一体化させて繊維強化複合体Ａを製造する。

次に、繊維強化複合体Ａを必要に応じて冷却した後、雌雄金型Ｃ、Ｄを開いて繊維強化複合体Ａを取り出して繊維強化複合体Ａを得ることができる。得られた繊維強化複合体Ａは、熱可塑性樹脂又は硬化した熱硬化性樹脂によって強化繊維同士が結着された繊維強化プラスチック層A2が発泡芯材A1の表面に沿って全面的に密着した状態に積層一体化されている。

このようにして得られた繊維強化複合体Ａは、発泡芯材A1の表面に、熱可塑性樹脂又は硬化した熱硬化性樹脂で強化繊維同士が強固に結着されてなる繊維強化プラスチック層A2が強固に積層一体化されており、優れた機械的強度を有していると共に、一部に発泡体を有していることから軽量性及び衝撃吸収性にも優れている。

更に、得られた繊維強化複合体Ａの発泡芯材A1の表面部の気泡は偏平化されて機械的強度が向上しており、得られる繊維強化複合体Ａは優れた機械的強度を有している。

又、得られた繊維強化複合体Ａの繊維強化プラスチック層A2を構成している強化繊維同士は、空気が殆ど入らない状態で強化用合成樹脂によって結着一体化され且つ配向性が高められていることから優れた機械的強度を有しており、得られる繊維強化複合体は優れた機械的強度を有している。

繊維強化複合体Ａの発泡芯材A1の結晶化度は、低すぎると、繊維強化複合体の機械的強度又は耐熱性が低下することがあり、高すぎると、繊維強化複合体が脆く割れやすくなり、繊維強化複合体の不要部分を切除する際に繊維強化複合体に割れが生じることがあるので、１０〜３５％が好ましく、１５〜３０％がより好ましい。

上記では、積層体Ｂを雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥ内に配設した状態（配設工程）において、キャビティＥ内に積層体Ｂが配設されていない空間部が生じている場合を説明したが、図５に示した通り、積層体Ｂを雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥ内に配設した状態（配設工程）において、キャビティＥ内に積層体ＢをキャビティＥ内に空間部が形成されないように配設し、積層体Ｂの原反発泡体１の二次発泡に連動させて、雄金型Ｄの凸部D1の雌金型Ｃの凹部C1への嵌め込み度合いを小さくすることによってキャビティＥの容量を大きくするようにしてもよい。

このようにして得られた繊維強化複合体は、圧縮強度などの機械的強度及び軽量性に優れているため、自動車、航空機、鉄道車輛又は船舶などの輸送機器分野、家電分野、情報端末分野、家具の分野などの広範な用途に用いることができる。

例えば、繊維強化複合体は、輸送機器の部品、及び、輸送機器の本体を構成する構造部材を含めた輸送機器構成用部材（特に自動車用部材）、ヘルメット用緩衝材、農産箱、保温保冷容器などの輸送容器、部品梱包材として好適に用いることができる。

本発明の繊維強化複合体の製造方法は、上述の構成を有していることから、得られる繊維強化複合体は、発泡芯材と繊維強化プラスチック層とが強固に一体化し且つ優れた機械的強度を有する繊維強化プラスチック層とを有しおり、機械的強度及び軽量性に優れた繊維強化複合体を製造することができる。

積層体の一例を示した模式断面図である。 配設工程時の状態を示した模式断面図である。 二次発泡工程時の状態を示した模式断面図である。 圧縮工程時の状態を示した模式断面図である。 配設工程時の別の状態を示した模式断面図である。 実施例で用いられた変性ポリエチレンテレフタレート粒子の製造装置を示した模式断面図である。 実施例で用いられた変性ポリエチレンテレフタレート粒子の製造装置におけるマルチノズル金型を示した正面図である。

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本実施例に何ら限定されるものでない。

（実施例１〜６、９〜１４、比較例２）
図６及び図７に示した製造装置を用いた。先ず、１，４−シクロヘキサンジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート（イーストマン社製 商品名「ＥＮ０９９」、ガラス転移温度Ｔ₂：７８℃、融点：２３８．５℃）１００重量部、ポリエチレンテレフタレートにタルクを含有させてなるマスターバッチ（ポリエチレンテレフタレート含有量：６０重量％、タルク含有量：４０重量％）１．８重量部及び無水ピロメリット酸０．２６重量部を含む１，４−シクロヘキサンジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート組成物を口径が６５ｍｍで且つＬ／Ｄ比が３５の単軸押出機に供給して２９０℃にて溶融混練した。

続いて、押出機の途中から、イソブタン３５重量％及びノルマルブタン６５重量％からなるブタンを１，４−シクロヘキサンジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンテレフタレートの総量１００重量部に対して表１に示した所定量となるように溶融状態の１，４−シクロヘキサンジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート組成物（以下、単に「変性ポリエチレンテレフタレート組成物」という）に圧入して、１，４−シクロヘキサンジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンテレフタレートの混合物（以下、単に「変性ポリエチレンテレフタレート」という）中に均一に分散させた。

しかる後、押出機の前端部において、溶融状態の変性ポリエチレンテレフタレート組成物を２８０℃に冷却した後、押出機の前端に取り付けたマルチノズル金型６の各ノズルから変性ポリエチレンテレフタレート組成物を押出発泡させた。

なお、マルチノズル金型６は、出口部61の直径が１ｍｍのノズルを２０個有しており、ノズルの出口部61は全て、マルチノズル金型６の前端面60に想定した、直径が１３９．５ｍｍの仮想円Ｆ上に等間隔毎に配設されていた。

そして、回転軸７の後端部外周面には、２枚の回転刃５が回転軸７の周方向に１８０°の位相差でもって一体的に設けられており、各回転刃５はマルチノズル金型６の前端面60に常時、接触した状態で仮想円Ｆ上を移動するように構成されていた。

更に、冷却部材４は、正面円形状の前部41aと、この前部41aの外周縁から後方に向かって延設され且つ内径が３２０ｍｍの円筒状の周壁部41bとからなる冷却ドラム41を備えていた。そして、供給管41d及び冷却ドラム41の供給口41cを通じて冷却ドラム41内に２０℃の冷却水42が供給されていた。冷却ドラム41内の容積は１７６８４ｃｍ³であった。

冷却水42は、供給管41dから冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に供給される際の流速に伴う遠心力によって、冷却ドラム41の周壁部41b内周面に沿って螺旋状を描くように前方に向かって進んでおり、冷却液42は、周壁部41bの内周面に沿って進行中に、徐々に進行方向に直交する方向に広がり、その結果、冷却ドラム41の供給口41cより前方の周壁部41bの内周面は冷却液42によって全面的に被覆された状態となっていた。

そして、マルチノズル金型６の前端面60に配設した回転刃５を２５００ｒｐｍの回転数で回転させてあり、マルチノズル金型６の各ノズルの出口部1bから押出発泡された変性ポリエチレンテレフタレート押出物を回転刃５によって切断して略球状の変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子を製造した。変性ポリエチレンテレフタレート押出物は、マルチノズル金型６のノズルから押出された直後の未発泡部と、この未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなっていた。そして、変性ポリエチレンテレフタレート押出物は、ノズルの出口部1bの開口端において切断されており、変性ポリエチレンテレフタレート押出物の切断は未発泡部において行われていた。

なお、上述の型内発泡成形用変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子の製造にあたっては、先ず、マルチノズル金型６に回転軸７を取り付けず且つ冷却部材４をマルチノズル金型６から退避させておいた。この状態で、押出機から変性ポリエチレンテレフタレート押出物を押出発泡させ、変性ポリエチレンテレフタレート押出物が、マルチノズル金型６のノズルから押出された直後の未発泡部と、この未発泡部に連続する発泡途上の発泡部とからなることを確認した。次に、マルチノズル金型６に回転軸７を取り付け且つ冷却部材４を所定位置に配設した後、回転軸７を回転させ、変性ポリエチレンテレフタレート押出物をノズルの出口部61の開口端において回転刃５で切断して変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子を製造した。

この変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子は、回転刃５による切断応力によって外方或いは前方に向かって飛ばされ、冷却部材４の冷却ドラム41の内面に沿って流れている冷却水42にこの冷却水42の流れの上流側から下流側に向かって冷却水42を追うように冷却水42の表面に対して斜交する方向から衝突し、変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子は冷却水42中に進入して直ちに冷却された。

冷却された変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子は、冷却ドラム41の排出口41eを通じて冷却水42と共に排出された後、脱水機にて冷却水42と分離された。

金型（雄金型と雌金型）を備えた型内発泡成形機を用意した。雄金型と雌金型とを型締めした状態において、雌雄金型間には内法寸法が縦３００ｍｍ×横４００ｍｍ×高さ３０ｍｍの直方体形状のキャビティが形成されていた。

型内発泡成形機の金型のキャビティ内に変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子を充填して金型を型締めした。しかる後、水蒸気を一方の金型からキャビティ内に導入し、他方の金型に通過させる一方加熱工程において表１に示したゲージ圧力の水蒸気にて変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子を表１に示した時間に亘って加熱し、次に、水蒸気を他方の金型からキャビティ内に導入し、一方の金型に通過させる逆一方加熱工程において表１に示したゲージ圧力の水蒸気にて変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子を表１に示した時間に亘って加熱し、更に、水蒸気を両方の金型からキャビティ内に導入し、キャビティ内に供給した水蒸気を排出しない両面加熱工程において変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子を表１に示したゲージ圧力の水蒸気にて表１に示した時間に亘って加熱して変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子を二次発泡させ、変性ポリエチレンテレフタレート発泡粒子を二次発泡させて得られた発泡粒子同士をこれらの発泡圧力によって熱融着一体化させた後に水蒸気の供給だけを止めて金型を大気放冷させる３秒間の保熱工程を行った。

次に、金型のキャビティに１０℃の冷却水を６０秒間に亘って供給して発泡芯材を冷却した後に、真空放冷して発泡芯材を冷却固化させて（水冷工程）、キャビティを開いて縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚み１０ｍｍの直方体形状（平板状）の原反発泡体を得た。得られた原反発泡体を表１に示した温度にて表１に示した時間に亘って養生した。

原反発泡体の後述する二次発泡温度Ｔ₁での体積膨張率、残存ガス量、見掛け密度及び結晶化度を表１に示した。原反発泡体を後述する二次発泡温度Ｔ₁に加熱して原反発泡体に外力を加えることなく完全に二次発泡させて完全発泡体を得た。完全発泡体の見掛け密度Ｇ₁を表１に示した。比較例２の原反発泡体は、二次発泡しなかった。

炭素繊維からなる綾織の織物から形成された強化繊維基材（三菱レイヨン社製 商品名「パイロフィルプリプレグ ＴＲ３５２３ ３９５ＧＭＰ」、目付：２００ｇ／ｍ²、厚み：０．２３ｍｍ）を４枚、用意した。強化繊維基材には、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（ガラス転移温度：１２１℃）が４０重量％含有されていた。

２枚の強化繊維基材をそれらの経糸の長さ方向が互いに４５°の角度をなすように重ね合わせた。２枚の強化繊維基材が全て重なり合っている部分を切り出して、縦２００ｍｍ、横２００ｍｍの平面長方形状で且つ厚みが０．４６ｍｍの繊維強化プラスチック層形成材として原反発泡体の表裏に積層させて用いた。互いに隣接する強化繊維基材同士は、強化繊維基材に含まれているエポキシ樹脂によって一体化した。

原反発泡体１の両面のそれぞれに繊維強化プラスチック層形成材２、２を積層して積層体Ｂを作製した（積層工程）。

雌雄金型Ｃ、Ｄを用意した。雌雄金型Ｃ、Ｄは、雌金型Ｃの凹部C1に雄金型Ｄの凸部D1を嵌め込んで完全に閉止した状態において、雌雄金型Ｃ、Ｄ間には、縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×高さ３ｍｍの直方体形状のキャビティＥが形成されるように構成されていた。又、雄金型Ｄは、その凸部D1を雌金型Ｃの凹部C1に嵌め込んだ状態において雌金型Ｃに対して相対的に移動させることによって、キャビティＥの容積（高さ）を変化させることができるように構成されていた。

雌雄金型Ｃ、Ｄを開いて雌金型Ｃの凹部C1内に積層体Ｂを配設した。しかる後、雄金型Ｄの凸部D1を雌金型Ｃの凹部C1内に嵌め込んで雌雄金型Ｃ、Ｄを閉止した（配設工程）。この状態において、雄金型Ｄの凸部D1は雌金型Ｃの凹部C1内に完全に嵌め込まれておらず、雌雄金型Ｃ、Ｄ間には、縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ、表１に示した高さの直方体形状のキャビティＥが形成されており、積層体Ｂの一方の繊維強化プラスチック層形成材２と、これに対向する雄金型Ｄの凸部D1との間には空間部が形成されていた。積層体Ｂの他方の繊維強化プラスチック層形成材２と、これに対向する雌金型Ｃの凹部C1との間には空間部は形成されていなかった。キャビティＥの容量に対して積層体Ｂが占める容積の割合（％）を表１の「積層体占有割合」の欄に記載した。

次に、雌雄金型Ｃ、Ｄを加熱することによって雌雄金型Ｃ、ＤにおけるキャビティＥの壁面を表１に示した温度（二次発泡温度Ｔ₁）に加熱し、積層体Ｂを二次発泡温度Ｔ₁に加熱して繊維強化プラスチック層形成材２に含浸されている未硬化のエポキシ樹脂を軟化させて硬化させることなく流動性を有する状態とすると共に、原反発泡体１をその厚み方向（原反発泡体１に対する繊維強化プラスチック層形成材２の積層方向）にキャビティＥ内の空間部が無くなるまで二次発泡させて二次発泡体３とした（発泡工程）。この状態において積層体Ｂが二次発泡体の発泡力によって雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥの壁面を押圧した状態となっていた。この状態において、二次発泡体３（原反発泡体１の二次発泡完了直後）の見掛け密度及び厚み、並びに、積層体Ｂ全体の厚みを表１に示した。

しかる後、雌金型Ｃの凹部C1内への雄金型Ｄの凸部D1の嵌め込み度合いが大きくなるように雄金型Ｄを雌金型Ｃに対して相対的に移動させることによってキャビティＥの容積を小さくすることにより、積層体Ｂの二次発泡体３をその厚み方向に表１に示した厚み（発泡芯材の厚み）となるまで圧縮して発泡芯材とする共に、繊維強化プラスチック層形成材２、２を二次発泡体の表面に沿って熱成形した。二次発泡体を構成しているポリエチレンテレフタレートの結晶化度を上昇させた。なお、キャビティＥの容積を小さくする際に検出された、二次発泡体３が雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥの壁面を二次発泡方向に押圧している最も高い圧力（プレス圧力）を測定して表１に示した。

次に、積層体Ｂを１４５℃に５分間に亘って加熱して、繊維強化プラスチック層形成材２、２に含有されている未硬化のエポキシ樹脂を硬化させて、繊維強化プラスチック層形成材２の強化繊維同士を硬化したエポキシ樹脂で結着、固定して繊維強化プラスチック層形成材２、２を繊維強化プラスチック層A2とし、この繊維強化プラスチック層A2を硬化したエポキシ樹脂によって発泡芯材A1の両面に積層一体化させて繊維強化複合体Ａを製造した（圧縮工程）。

しかる後、繊維強化複合体Ａを３０℃以下に冷却した後、雌雄金型Ｃ、Ｄを開いて繊維強化複合体Ａを得た。得られた繊維強化複合体Ａは、硬化した熱硬化性樹脂によって強化繊維同士が結着され且つ表１に示した厚み及び目付を有する繊維強化プラスチック層A2が発泡芯材A1の両面のそれぞれに沿って全面的に密着した状態に積層一体化されていた。発泡芯材A1の厚み、見掛け密度及び結晶化度を表１に示した。

（実施例７）
積層体Ｂを４５℃に予備加熱した後に雌雄金型Ｃ、ＤのキャビティＥ内に配設したこと以外は実施例１と同様にして繊維強化複合体Ａを製造した。

（実施例８）
１，４−シクロヘキサンジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート組成物の代わりに、スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体（ＰＳジャパン社製 商品名「ＭＭ２９０」、スチレン単位の含有量：８４重量％、メタクリル酸単位の含有量：１１重量％、メタクリル酸メチル単位の含有量：５重量％、ガラス転移温度：１３０℃）１００重量部、及び、スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体（ＰＳジャパン社製 商品名「ＭＭ２９０」、スチレン単位の含有量：８４重量％、メタクリル酸単位の含有量：１１重量％、メタクリル酸メチル単位の含有量：５重量％、ガラス転移温度：１３０℃）にタルクを含有させてなるマスターバッチ（スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体含有量：６０重量％、タルク含有量：４０重量％）１．０重量部を含むスチレン系樹脂組成物を単軸押出機に供給したこと以外は実施例１と同様にして繊維強化複合体を得た。

（比較例１）
圧縮工程において、雄金型Ｄを雌金型Ｃに対して相対的に移動させず、二次発泡体の圧縮を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして繊維強化複合体を得た。

（比較例３）
配設工程において、雌雄金型Ｃ、Ｄ間に、縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×高さ３０．０ｍｍのキャビティＥが形成されていたこと以外は実施例１と同様にして繊維強化複合体を得た。原反発泡体を二次発泡させて得られた二次発泡体は発泡余力を有していなかった。

得られた繊維強化複合体について、厚み均一性及び外観を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。

（厚み均一性）
得られた繊維強化複合体の任意の１０点における厚みをノギスを用いて測定し、最大厚みと最小厚みの差を算出し、この差を厚み均一性の指標とした。

（外観）
得られた繊維強化複合体における繊維強化プラスチック層の任意の部分に一辺が１０ｃｍ²の測定領域を定め、この測定領域を目視観察してボイド数を測定し、単位面積当たりのボイド数（個／ｃｍ²）を算出した。

１ 原反発泡体
２ 繊維強化プラスチック層形成材
３ 二次発泡体
Ａ 繊維強化複合体
A1 発泡芯材
A2 繊維強化プラスチック層
Ｂ 積層体
Ｃ 雌金型
C1 凹部
Ｄ 雄金型
D1 凸部
Ｅ キャビティ
E1 壁面

Claims (7)

1. 発泡芯材の少なくとも一面に繊維強化プラスチック層が積層一体化されてなる繊維強化複合体を製造する製造方法であって、二次発泡可能な原反発泡体の少なくとも一面に、強化用合成樹脂が含浸された強化繊維を含む繊維強化プラスチック層形成材を積層して積層体を製造する積層工程と、上記積層体を雌雄金型間に形成されたキャビティ内に配設する配設工程と、上記積層体を加熱して上記原反発泡体を二次発泡させて発泡余力を有する二次発泡体とすると共に上記繊維強化プラスチック層形成材を熱成形可能な状態にする二次発泡工程と、上記雌雄金型によって上記積層体の発泡余力を有する二次発泡体を圧縮して上記発泡芯材とし、上記発泡芯材の少なくとも一面に、繊維強化プラスチック層形成材から形成された繊維強化プラスチック層を積層する圧縮工程とを含むことを特徴とする繊維強化複合体の製造方法。
2. 繊維強化プラスチック層形成材の強化用合成樹脂のガラス転移温度が（原反発泡体を構成している熱可塑性樹脂のガラス転移温度−１０℃）〜（原反発泡体を構成している熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋１５０℃）であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化複合体の製造方法。
3. 原反発泡体中の残存ガス量が０．１重量％以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の繊維強化複合体の製造方法。
4. 配設工程において、雌雄金型間に形成されたキャビティ内に積層体を配設した状態にて、上記積層体が上記キャビティの容積の６０〜９９％を占めていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の繊維強化複合体の製造方法。
5. 圧縮工程において、圧縮前後の二次発泡体の見掛け密度の比（圧縮前の二次発泡体の見掛け密度／圧縮後の二次発泡体の見掛け密度）が０．４〜０．９となるように上記二次発泡体を圧縮することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の繊維強化複合体の製造方法。
6. 原反発泡体の二次発泡温度をＴ₁としたとき、積層体の原反発泡体を（Ｔ₁−１２０℃）〜（Ｔ₁−５℃）に加熱した上で上記積層体を雌雄金型のキャビティ内に配設することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の繊維強化複合体の製造方法。
7. 圧縮工程において、積層体の二次発泡体を雌雄金型によって上記二次発泡体に対する繊維強化プラスチック層形成材の積層方向に圧縮することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の繊維強化複合体の製造方法。

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