TW201518085A

TW201518085A - 夾芯構造體、使用其之一體化成形品及該等之製造方法

Info

Publication number: TW201518085A
Application number: TW103126690A
Authority: TW
Inventors: Kazuhiro Hatanaka; Satomi Matsuo; Atsuki Tsuchiya
Original assignee: Toray Industries
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2015-05-16
Also published as: TWI636879B; EP3040195A4; US20160214346A1; EP3040195B1; EP3040195A1; PT3040195T; JP6406011B2; CN105492200A; US9962904B2; KR20160051727A; WO2015029634A1; JPWO2015029634A1; CN111452445A; ES2759527T3

Abstract

本發明係關於夾芯構造體、使用該夾芯構造體之一體化成形品及該等之製造方法；該夾芯構造體係由包含不連續的強化纖維、熱塑性樹脂及空隙之芯材、與包含連續強化纖維及基質樹脂之表皮材所構成的夾芯構造體，該芯材中，不連續的強化纖維之30%以上係以熱塑性樹脂被覆，同時不連續的強化纖維之單纖維彼此經由熱塑性樹脂而交叉。

Description

夾芯構造體、使用其之一體化成形品及該等之製造方法

本發明係關於輕量性、薄壁性、剛性優良之夾芯構造體，更詳細而言，係關於將特定芯材及纖維強化材料使用於表皮材而在輕量性及剛性方面特別具有優良特性的夾芯構造體。

以連續強化纖維群所強化之纖維強化樹脂(FRP)，在飛機、汽車、二輪車、自行車等輸送機器用途，網球、高爾夫球、釣竿等運動用品用途，耐震補強材等建設構造物用途等方面，頻繁地被用作要求輕量性及力學特性之構造體的材料。

就確保力學特性且提高輕量性之構造體而言，已知有在輕量之芯材上配置作為表皮材之FRP而形成的夾芯構造體。為試圖使構造體輕量化，乃選擇更輕量的芯材，而頻繁地使用輕木芯材(balsa core)、蜂巢式芯材或胺基甲酸酯發泡芯材等作為芯材。又，關於力學特性，藉著與實用上要求之特性合併設計，夾芯構造體已被廣泛地使用於以飛機之二次構造材料為首，以及汽車零件、建造物構件或面板構件等方面。

在專利文獻1中，就夾芯構造體之芯材而言，揭示樹脂發泡而成之發泡芯材，及不連續的強化纖維之單纖維彼此經由熱塑性樹脂交叉而成之芯材。在專利文獻2中，揭示一種輕量複合材料，其具有由多孔質纖維層、及含補強用纖維之纖維強化樹脂層所構成的層狀構成，其中該多孔質纖維層係將分散於任意方向之補強用短纖維形該等之交點以黏合劑黏結而形成。

不過，就此等夾芯構造體或複合材料而言，很難兼具剛性及輕量性，或者在量產性良好地製造薄壁且具有複雜形狀之成形體方面有所限制。專利文獻1中所揭示之夾芯構造體，由於使用熱塑性樹脂之粒子且與不連續的強化纖維一起來製作芯材，所以雖然不連續的強化纖維之單纖維彼此經由熱塑性樹脂而交叉，但芯材難以兼具剛性及輕量性。在專利文獻2中所揭示之輕量複合材料，由於使用將熱固性樹脂等燒結所得到之碳化物作為芯材之樹脂，所以芯材之成形性差。

另一方面，就FRP之用途而言，有個人電腦、辦公室自動化機器、視聽機器、行動電話、電話機、傳真機、家電製品、玩具用品等電氣‧電子機器之機殼。此等不僅被要求量產性、成形性、生產性、經濟性，近年更被期望為薄型、輕量。針對此種要求，雖可活用薄壁性及剛性優良之鎂合金，然而由於金屬材料比重大，從輕量性之觀點而言，至今未必能滿足要求。尤其，筆記型個人電腦、電話、資訊終端機等電子機器朝可攜帶化進展，另一方面，預測今後用戶層之高齡化將越來越快速，對於此等電子機器之機殼，應尋求更輕量化。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]國際公開第2006/028107號公報

[專利文獻2]日本特開昭63-60743號公報

本發明之目的，鑑於相關之先前技術，係提供輕量性及剛性優良之夾芯構造體。本發明之另一目的係提供將此種夾芯構造體與其他構件一體化而成之輕量性、剛性優良的一體化成形體。本發明之再一目的係提供夾芯構造體或一體化成形品之製造方法，其能以良好量產性製造該夾芯構造體或一體化成形品。

為解決前述課題，本發明之夾芯構造體具有以下之構成。

‧一種夾芯構造體，其係由包含不連續的強化纖維、熱塑性樹脂及空隙之芯材、與包含連續強化纖維及基質樹脂之表皮材所構成的夾芯構造體，在芯材中，不連續的強化纖維之30%以上係以熱塑性樹脂被覆，同時不連續的強化纖維之單纖維彼此經由熱塑性樹脂而交叉。

又，為解決前述課題，本發明之夾芯構造體的製造方法，具有以下之構成。

‧一種前述之夾芯構造體的製造方法，其具有以下之步驟[1]~[3]。

步驟[1]：在將熱塑性樹脂加熱至熔融或軟化之溫度狀態賦予壓力，使得熱塑性樹脂含浸於芯材所用之強化纖維中，而形成芯材之前驅體的步驟；步驟[2]：以連續強化纖維及基質樹脂進行表皮材之成形的步驟；步驟[3]：藉由將芯材之前驅體，於加熱狀態以成為設定之膨脹倍率的方式進行厚度調整，而使其膨脹，形成芯材的步驟。

又，為解決前述課題，本發明之一體化成形品具有以下之構成。

‧一種一體化成形品，其係將由前述之夾芯構造體所構成之第1構件、及由其他成形體所構成之第2構件接合而成。

再者，為解決前述課題，本發明之一體化成形品的製造方法具有以下任一項之構成。

‧一種一體化成形品之製造方法，其為製造前述之一體化成形品的方法，其中第2構件為藉由射出成形所製成之成形體，且將第2構件藉由插入(insert)射出成形或外插(outsert)射出成形而接合於第1構件上。

‧一種一體化成形品之製造方法，其為製造前述之一體化成形品的方法，其中第2構件為藉由加壓成形所製成之成形體，且將第2構件藉由加壓成形而接合於第1構件上。

在本發明中，連續強化纖維意指於至少一方向涵蓋15mm以上，較佳為100mm以上的長度而連續的強化纖維。

本發明之夾芯構造體，基於其特徵性芯材之設計，具有優良之力學特性、輕量性、且薄壁性。本發明之夾芯構造體的製造方法具有優良之量產性，其生產效率比先前經濟許多。本發明之夾芯構造體及一體化成形體適合用作筆記型個人電腦等電氣‧電子機器的零件、構件或機殼。

1‧‧‧群集體

2、3、4‧‧‧群集體中之直線

5‧‧‧夾芯構造體

6‧‧‧芯材之熱塑性樹脂

7‧‧‧表皮材之基質樹脂

8‧‧‧貫穿基質樹脂之不連續的強化纖維

9‧‧‧芯材之不連續的強化纖維貫穿表皮材的距離

10、11、12、13、14、15、16‧‧‧芯材之不連續的強化纖維(單纖維)

17‧‧‧二次元接觸角、二次元配向角

18、21‧‧‧一體化成形品

19、22‧‧‧夾芯構造體

20、23‧‧‧第2構件

第1圖為本發明中所用之芯材之群集體(cluster)的模式圖。

第2圖為展示在本發明之夾芯構造體中芯材與表皮材之界面層之一例的模式圖。

第3圖為展示在本發明中所用之芯材中不連續的強化纖維之分散狀態之一例的模式圖。

第4圖為實施例1中所製作之夾芯構造體的截面照片。

第5圖為本發明之實施例中所得到之一體化成形品的斜視圖。

第6圖為本發明之實施例中所得到之一體化成形品的斜視圖。

[實施發明之形態]

本發明人等追求由包含不連續的強化纖維、熱塑性樹脂及空隙之芯材、與包含連續強化纖維及基質樹脂之纖維強化材所構成之夾芯構造體的剛性及輕量性，結果發現用於夾芯構造體之芯材之特定構造會影響此等特性，而完成本發明。以下，將詳細地說明本發明。

夾芯構造體意指包含芯材及表皮材且芯材被表皮材包挾而成之構造體。在本發明中，芯材包含不連續的強化纖維、熱塑性樹脂及空隙，表皮材包含連續強化纖維及基質樹脂。

本發明中，芯材所用之強化纖維為不連續者，其可使用之強化纖維的種類無特別限制，可列舉如：鋁纖維、黃銅纖維、不鏽鋼纖維等金屬纖維、聚丙烯腈(PAN)系碳纖維、縲縈系碳纖維、木質素系碳纖維、瀝青系碳纖維等碳纖維(包含石墨纖維)；玻璃纖維等絕緣性纖維；聚芳醯胺(aramid)纖維、聚對亞苯基苯并唑(PBO)纖維、聚苯硫醚纖維、聚酯纖維、丙烯酸纖維、尼龍纖維、聚乙烯纖維等有機纖維；碳化矽纖維、氮化矽纖維等無機纖維。又，亦可為於此等纖維施行表面處理者。就表面處理而言，除為導電體之金屬的沉積處理之外，可為藉由偶合劑之處理、藉由上漿劑(sizing agent)之處理、藉由凝聚劑處理、添加劑之附著處理等。又，此等強化纖維可單獨使用1種，亦可將2種以上併用。其中，從輕量化效果之觀點而言，以使用比強度、比剛性優良之PAN系碳纖維、瀝青系碳纖維、縲縈系碳纖維等碳纖維為較佳。又，從提高所得到之成形品之經濟性的觀點而言，以使用玻璃纖維為較佳，尤其從力學特性及經濟性之平衡而言，以將碳纖維及玻璃纖維併用為特佳。再者，從提高所得到之成形品之衝擊吸收性或賦形性之觀點而言，以使用聚芳醯胺纖維為較佳，尤其從力學特性及衝擊吸收性之平衡而言，以將碳纖維及聚芳醯胺纖維併用為特佳。又，從提高所得到之成形品之導電性的觀點而言，亦可使用被覆鎳、銅、鐿等金屬的強化纖維。此等之中，就在本發明中，於芯材內之不連續的強化纖維而言，以使用不連續的碳纖維為更佳，就碳纖維而言，以使用強度及彈性模數等之力學特性優良的PAN系碳纖維為特佳。

其中，在本發明中之不連續的強化纖維意指纖維長度小於15mm之強化纖維，在芯材中，包含多條不連續的強化纖維，而構成不連續的強化纖維群。此種不連續的強化纖維群，以由0質量%以上50質量%以下之纖維長度大於10mm，小於15mm之強化纖維，50質量%以上100質量%以下之纖維長度2mm以上10mm以下之強化纖維，0質量%以上50質量%以下之纖維長度小於2mm之強化纖維所構成為較佳，若比10mm長而小於15mm之強化纖維超過50質量%，則有積層步驟或成形步驟中之厚度膨脹變大，損及操作性的情形。又，若纖維長度小於2mm之強化纖維超過50質量%，則有所得到之強化纖維基材之力學特性降低的情形。從此等觀點而言，此種不連續強化纖維群，更佳為由0質量%以上20質量%以下之纖維長度超過8mm而小於15mm之強化纖維，80質量%以上100質量%以下之纖維長度3mm以上8mm以下之強化纖維，0質量%以上20質量%以下之纖維長度小於3mm之強化纖維所構成。又，亦以不連續的強化纖維群中之纖維長度分布至少具有2個波峰，其中一個波峰在纖維長度5mm以上10mm以下之範圍內，另一個波峰在2mm以上小於5mm之範圍內者為較佳。藉由形成具有此種纖維長度分布之不連續的強化纖維群，可併用確保力學特性之強化纖維與確保積層步驟乃至成形步驟中芯材之操作性的強化纖維，而容易兼具兩者之特性。再者，其中之強化纖維的質量比率係表示將不連續的強化纖維群中全體纖維條數當作100%時，各纖維長度之以數平均值計之纖維條數的比率。

就測定強化纖維之纖維長度的方法而言，例如，直接從強化纖維群摘出強化纖維，藉由顯微鏡觀察而測定之方法。在樹脂附著於強化纖維群之情況中，從強化纖維群，使用只溶解其中所含之樹脂的溶劑使樹脂溶解，將殘餘之強化纖維過濾，並藉由顯微鏡觀察而測定的方法(溶解法)；或在無溶解樹脂之溶劑的情況，於不會使強化纖維氧化減量之溫度範圍內，只燒化樹脂，而將強化纖維分開，並藉由顯微鏡觀察而測定的方法(燒化法)等。從強化纖維群隨機地選出400條強化纖維，藉由光學顯微鏡測定其長度至1μm單位，可求取纖維長度及其比率。再者，將直接從強化纖維群摘出強化纖維之方法，與藉由燒化法或溶解法摘出強化纖維之方法比較時，藉由適當地選定條件，在所得到之結果上不會產生特別的差異。在此等測定方法中，從強化纖維之質量變化少之點而言，以採用溶解法為較佳。

又，不連續的強化纖維，從夾芯構造體之剛性的觀點言之，較佳使用其拉伸彈性模數係在200GPa以上1000GPa以下者，更佳使用其拉伸彈性模數係在220GPa以上500GPa以下之範圍內者。在強化纖維之拉伸彈性模數小於200GPa之情況，夾芯構造體之剛性會變差，在大於1000GPa之情況，必須提高強化纖維之結晶性，製造此種強化纖維變得困難。從夾芯構造體之剛性、強化纖維之製造性的觀點而言，以不連續的強化纖維的拉伸彈性模數於前述範圍內者為較佳。再者，強化纖維之拉伸彈性模數，可依照JIS R7601-1986所記載之股拉伸試驗而測定。

本發明中，使用於芯材之不連續的強化纖維的體積含有率，相對於芯材之表觀體積，以1%以上30%以下為較佳，從兼具輕量性及力學特性之觀點而言，以3%以上10%以下為更佳。不連續的強化纖維之體積含有率若少於1%，則剛性不足，若超過30%，則芯材之體積比重(bulk specific gravity)變大。其中，芯材之表觀體積包含不連續的強化纖維的體積、熱塑性樹脂的體積、空隙的體積。芯材之表觀體積，及構成芯材之不連續的強化纖維的體積、熱塑性樹脂的體積、空隙的體積，可藉由X射線檢査裝置(電腦斷層攝影)(X射線CT)測定。

在本發明中，用於芯材之不連續的強化纖維，其表面30%以上以熱塑性樹脂被覆甚為重要。亦即，以相對於不連續的強化纖維的全部表面積，使被覆率成為30%以上之方式，用熱塑性樹脂被覆。此種被覆率，較佳為50%以上，更佳為80%以上。藉由形成此種被覆率，由於夾芯構造體之芯材成為經纖維強化之熱塑性樹脂，所以可提高剛性，又，形成如後述之芯材時，藉由加熱使其膨脹時，可得到膨脹倍率的自由度。此種被覆率，可藉由掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察強化纖維之截面，區別強化纖維及樹脂而測定。再者，若為較佳態樣，藉由不連續的強化纖維呈被熱塑性樹脂被覆的狀態，由於強化纖維之表面藉由熱塑性樹脂被覆而未露出，換句話說，強化纖維可藉由熱塑性樹脂以電線狀被覆。藉此，就芯材而言，可採取均勻之構造，尺寸之差異變少。

又，在本發明中，就芯材而言，不連續的強化纖維之單纖維彼此經由熱塑性樹脂而交叉甚為重要。藉此，不連續的強化纖維之單纖維彼此藉由熱塑性樹脂而接合，芯材之剪斷彈性模數變高，因此所形成之夾芯構造體之剛性變高。相對於不連續的強化纖維之單纖維彼此交叉之總交叉部分個數，不連續的強化纖維之單纖維彼此經由熱塑性樹脂而交叉之交叉部分之個數的比率為50%以上，較佳為70%以上，更佳為90%以上，其藉由有效地賦予芯材之剪斷彈性模數，夾芯構造體之剛性變得更高。

在本發明中，芯材中所用之熱塑性樹脂，可為結晶性，亦可為非晶性。

就結晶性之熱塑性樹脂而言，可列舉如：聚酯、聚烯烴、聚氧亞甲基(POM)、聚醯胺(PA)、聚芳硫醚(polyarylene sulfide)、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)、氟系樹脂、液晶聚合物(LCP)等。就聚酯而言，可例示聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶聚酯等。又，就聚烯烴而言，可例示聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等。又，就聚芳硫醚而言，可例示聚苯硫醚(PPS)。又，就氟系樹脂而言，可例示聚四氟乙烯。

就非晶性之熱塑性樹脂而言，除聚苯乙烯之外，可例示聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPE)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚碸(PSU)、聚醚碸、聚芳酯化合物(polyarylate(PAR))等。就芯材中所用之熱塑性樹脂而言，除上述外，可為苯氧樹脂、再者可為聚苯乙烯系、聚烯烴系、聚胺基甲酸酯系、聚酯系、聚醯胺系、聚丁二烯系、聚異戊二烯系、氟樹脂系、或丙烯腈系等熱塑性彈性體，又，亦可為共聚物或改質物。其中，就芯材中所用之熱塑性樹脂而言，較佳為使用聚烯烴、聚醯胺、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、改質聚苯醚、聚芳硫醚。從所得到之成形品之輕量性的觀點而言，以使用聚烯烴為較佳，從強度之觀點而言，以聚醯胺為較佳，從吸濕性之觀點而言，以聚酯為較佳，從表面外觀之觀點而言，以如聚碳酸酯、聚苯乙烯、改質聚苯醚之非晶性樹脂為較佳，從耐熱性之觀點而言，以聚芳硫醚為較佳，從連續使用溫度之觀點而言，以聚醚醚酮為較佳。

如上述，從所得到之成形品之輕量性的觀點而言，以使用聚烯烴為較佳，然而聚烯烴可大致分為未改質聚烯烴及改質聚烯烴。尤其，在本發明中，就芯材中所用之熱塑性樹脂而言，以將未改質聚烯烴及改質聚烯烴混合使用為特佳。

其中，未改質聚烯烴意指官能基未改質之聚烯烴，亦即實質上未包含如下述之官能基的聚烯烴，改質聚烯烴意指官能基經改質之聚烯烴，亦即，包含如下述之官能基的聚烯烴。

就改質聚烯烴中藉由改質形成之官能基而言，較佳可例示：羧基、酸酐、羥基、環氧基、胺基。再者，官能基量可用酸價、OH價、環氧價、胺價等作為指標而加以確認。在改質聚烯烴中，從操作性、改質之容易性而言，以酸改質聚烯烴為特佳。

從提高接著力之觀點而言，改質聚烯烴中由改質所形成之官能基量越多越好。就聚烯烴之改質方法而言，無特別限制，可例示：含有官能基之化合物的接枝反應或對末端的加成反應、或含有官能基之嵌段的共聚等。其中，藉由具有雙鍵且含有官能基之化合物接枝於不飽和聚烯烴之反應而改質的技術，從提高官能基量之觀點而言，為更佳。

就聚烯烴而言，在將未改質聚烯烴及改質聚烯烴混合使用的情況，從操作之觀點而言，相對於聚烯烴之總質量，改質聚烯烴之摻入量係以5質量%以上為較佳，而以10質量%以上50質量%以下為更佳。此時，就改質聚烯烴而言，在使用酸改質聚烯烴之情況，酸改質聚烯烴之酸價係以10以上為較佳，以20以上為更佳，以30以上為進一步更佳。酸改質聚烯烴之酸價若太大，則由於樹脂之黏度變高，操作性將變差，故以60以下為較佳。

在前述群中所例示之熱塑性樹脂中，在無損於本發明之目的之範圍，可添加彈性體或橡膠成分等耐衝擊性提高劑、或其他充填材料或添加劑。就此等實例而言，可列舉：無機充填材料、難燃劑、導電性賦予劑、結晶核劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、制振劑、抗菌劑、防蟲劑、防臭劑、著色防止劑、熱安定劑、脫模劑、抗靜電劑、可塑劑、滑劑、著色劑、顏料、染料、發泡劑、制泡劑、或偶合劑。

尤其，在本發明中，以在芯材中所用之熱塑性樹脂中添加抗氧化劑為特佳。

就抗氧化劑而言，可列舉：酚系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、受阻胺系抗氧化劑、受阻酚系抗氧化劑。其中，使用磷系抗氧化劑及受阻酚系抗氧化劑，由於在摻入有無機充填劑、顏料等之樹脂中，可發揮優良之抗氧化效果，故為較佳。

藉由將抗氧化劑加入用於芯材之熱塑性樹脂中，於將熱塑性樹脂成形時，由於可抑制熱塑性樹脂之熱分解，成形性變得良好。

抗氧化劑在用於芯材之熱塑性樹脂中的添加量，從兼具熱塑性樹脂之熱分解抑制及成形性兩者的觀點而言，相對於熱塑性樹脂之全體質量，以成為0.1質量 %以上5質量%以下為較佳，以成為0.1質量%以上3質量%以下之範圍為更佳，以成為0.1質量%以上1質量%以下之範圍為進一步更佳。

在本發明中，用於芯材之熱塑性樹脂的體積含有率，相對於芯材之表觀體積，以10%以上80%以下為較佳，從兼具輕量性及力學特性之觀點而言，以10%以上40%以下為更佳。熱塑性樹脂之體積含有率，若少於10%，則容易發生剛性不足，若超過80%，則芯材之體積比重變得過大。

在本發明中，芯材中空隙之體積含有率，相對於芯材之表觀體積，以10%以上85%以下為較佳，以20%以上85%以下為更佳，從兼具輕量性及力學特性之觀點而言，以50%以上80%以下為進一步更佳。

在本發明中，於芯材中，構成該芯材之不連續的強化纖維及熱塑性樹脂通常係形成群集體。觀察芯材之截面時，此種群集體之最大長度的平均值為100μm以上，較佳為200μm以上，更佳為300μm以上，由於藉此不連續的強化纖維與熱塑性樹脂強固地結合，可更為提高芯材之剪斷彈性模數，所以從夾芯構造體及芯材之剛性的觀點而言為較佳。再者，在群集體之最大長度之平均值過大的情況，由於研判芯材中空隙之體積含有率變小，會影響作為芯材之輕量性，故群集體之最大長度的平均值以800μm以下為較佳。再者，群集體意指在夾芯構造體或芯材之厚度方向截面中，使用雷射顯微鏡以200倍之倍率觀察芯材部分時，所見到之不連續的強化纖維與熱塑性樹脂的集合體，具體而言，意指由不連續的強化纖維與熱塑性樹脂所形成的塊狀體。在截面之觀察視野中，群集體通常為互相不接觸之集合。又，群集體之最大長度，表示於夾芯構造體或芯材之厚度方向截面，用雷射顯微鏡所觀察到之芯材部分之圖像中，於群集體內畫直線時的最大長度。群集體，如在以第1圖表示之態樣中所例示，該情況之群集體之最大長度，為直線2、3、4中最長的直線2。於是，在改變觀察部位下製作3張芯材部分之觀察圖像，從各觀察圖像任意選出10個群集體，分別在此等群集體中畫直線，並分別求取最大長度。藉由將所測定之10個群集體的最大長度平均，可求取群集體之最大長度的平均值。

在本發明中，不連續的強化纖維，通常其表面之30%以上係以熱塑性樹脂被覆，不連續強化纖維之單纖維彼此經由熱塑性樹脂而交叉，同時形成群集體。藉由群集體中不連續的強化纖維之總表面積之30%以上以熱塑性樹脂被覆，形成經纖維強化之熱塑性樹脂，因此，作為芯材之剛性變高，且使用該芯材之夾芯構造體的剛性顯著地提高。

在本發明中，芯材之彎曲彈性模數，從夾芯構造體之剛性的觀點而言，較佳為2.5GPa以上20GPa以下，更佳為3.0GPa以上15GPa以下。芯材之彎曲彈性模數若小於2.5GPa，則夾芯構造體之剛性不足，若大於20GPa，則夾芯構造體之輕量性不足。芯材之彎曲彈性模數，係在支點間距離為試驗片厚度之16倍下進行3點彎曲試驗，並依據ASTM D790而求得。又，彎曲彈性模數係使用以5個樣本之平均值評價的結果。

在本發明中，芯材之體積比重，從輕量性的觀點而言，較佳為0.01以上0.6以下，更佳為0.1以上0.6以下。若芯材之體積比重小於0.01，則芯材之空隙變多，夾芯構造體之剛性不足，若大於0.6，則無法達成夾芯構造體之輕量性。芯材之體積比重，係藉由從夾芯構造體只將芯材切出並切成橫100mm、縱100mm(厚度為芯材全體之厚度)之樣本，然後從其質量W(g)及表觀體積V(cm³)，依據下式求得。

體積比重=W/V

在本發明中，表皮材中所用之連續強化纖維，可使用例如與前述之芯材中所用之不連續的強化纖維相同種類的強化纖維。表皮材中之連續強化纖維，以連續之碳纖維為特佳。

又，連續強化纖維之拉伸彈性模數，從夾芯構造體之剛性的觀點而言，較佳在360GPa以上1000GPa以下之範圍內，更佳在500GPa以上800GPa以下之範圍內。強化纖維之拉伸彈性模數若小於360GPa時，則有夾芯構造體之剛性變差的情形；若大於1000GPa時，則必須提高強化纖維的結晶性，製造此種強化纖維將變得困難。強化纖維之拉伸彈性模數在前述範圍內，從夾芯構造體之剛性進一步提高、強化纖維之製造性提高的觀點而言為較佳。再者，強化纖維之拉伸彈性模數，可依照JIS R7601-1986所記載之股(strand)拉伸試驗來測定。

在本發明中，表皮材中所用之基質樹脂，較佳可使用不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、環氧樹脂、酚(酚醛樹脂(resol)型)樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、馬來醯亞胺樹脂、苯并樹脂等熱固性樹脂等。此等之中，亦適合使用將2種以上摻合而成之樹脂等。其中，從成形體之力學特性、耐熱性之觀點而言，環氧樹脂為特佳。環氧樹脂由於表現該優良之力學特性，故而以作為所用樹脂之主成分之方式被包含為較佳，具體而言，以相對於樹脂組成物之總質量而言包含60質量%以上為較佳。

就環氧樹脂而言，以使用以胺類、酚類、具有碳-碳雙鍵之化合物作為前驅體的環氧樹脂為較佳。

就環氧樹脂之硬化劑而言，只要為具有可與環氧基反應之活性基的化合物，即可使用。就硬化劑而言，以具有胺基、酸酐基或疊氮(azide)基之化合物為宜。就硬化劑而言，更具體地，可列舉如：二氰二胺(dicyandiamide)、二胺基二苯基甲烷(包含各種異構物)、二胺基二苯基碸(包含各種異構物)、胺基苯甲酸酯類、各種酸酐、酚型酚醛清漆(phenol novolac)樹脂、甲酚型酚醛清漆(cresol novolac)樹脂、多元酚(polyphenol)化合物、咪唑衍生物、脂肪族胺、四甲基胍、硫脲加成胺、羧酸酐(例如，甲基六氫酞酸酐)、羧醯肼、羧醯胺、多元硫醇(polymercaptan)、路易士酸錯合物(例如，三氟化硼乙胺錯合物)等。此等硬化劑可單獨使用，亦可併用。

藉由使用芳香族二胺作為硬化劑，可得到耐熱性良好之硬化樹脂。尤其，二胺基二苯基碸之各種異構物，由於可得到耐熱性良好之硬化樹脂，最為適合。在使用芳香族二胺作為硬化劑之情況，其添加量以成為化學理論上之當量之方式添加為較佳，不過，視情況，例如可藉由使用當量比在0.7以上0.8以下附近者，得到高彈性模數之硬化樹脂。

又，藉由使用二氰二胺與尿素化合物(例如，3,4-二氯苯基-1,1-二甲基脲)之組合，或者咪唑類作為硬化劑，可於較低溫硬化，同時得到高耐熱耐水性。使用酸酐進行硬化，與使用胺化合物作為硬化劑之情況相比，賦予吸水率低之硬化樹脂。此外，可使用將此等硬化劑潛藏化者，例如微膠囊化者。

在環氧樹脂之硬化劑中，使用二氰二胺與尿素化合物之組合，由於可容易在145℃以上之溫度，於10分鐘以內硬化，故為較佳。

又，亦可將此等環氧樹脂及硬化劑，或者使此等之一部分預先反應之物，摻入組成物中。此種方法，有對黏度調節或保存安定性提高有效的情形。

亦以將熱塑性樹脂溶解並添加於上述環氧樹脂組成物為較佳。就此種熱塑性樹脂而言，一般以主鏈上具有選自碳-碳鍵結、醯胺鍵結、醯亞胺鍵結、酯鍵結、醚鍵結、碳酸酯鍵結、胺基甲酸酯鍵結、硫醚鍵結、碸鍵結或羰基鍵結之鍵結的熱塑性樹脂為較佳，不過部分具有交聯構造也無妨。又，其可具有結晶性，亦可為非晶性。尤其，以將選自包含聚醯胺、聚碳酸酯、聚縮醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚芳酯化合物、聚酯、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺(例如，具有苯基三甲基二氫茚構造之聚醯亞胺)、聚醚醯亞胺、聚碸、聚醚碸、聚醚酮、聚醚醚酮、聚芳醯胺、聚醚腈及聚苯并咪唑之群組中的至少1種樹脂溶解於環氧樹脂組成物為較佳。

又，就表皮材中所用之基質樹脂而言，亦以使用熱塑性樹脂為較佳，可例示與前述之芯材中所用之熱塑性樹脂相同種類者。

繼而，對於本發明之夾芯構造體，進一步詳細說明。

本發明之夾芯構造體，係將使用於芯材之熱塑性樹脂的一部分含浸於表皮材，其含浸部位之最大含浸距離，從芯材與表皮材之接合強度的觀點而言，以自芯材算起10μm以上為較佳，以15μm以上為更佳。最大含浸距離之測定方法無特別限制，例如，可藉由夾芯構造體之截面觀察而觀察表皮材與芯材之界面，藉此可測定用於芯材中之熱塑性樹脂含浸於表皮材的含浸距離。

本發明之夾芯構造體中，芯材，如後述，其前驅體通常具有加熱膨脹性。加熱膨脹性意指藉由將芯材之前驅體加熱至構成該前軀體之熱塑性樹脂的熔點以上並加壓至成為壓縮狀態之前驅體，其內的強化纖維群藉由來自強化纖維之彈性模數的起毛力而膨脹。藉此，形成具有空隙之構造，使得芯材可在強化纖維及熱塑性樹脂之特性容許的範圍內自由地控制厚度。

其中芯材之前驅體，係表示實質上不含空隙，由不連續的強化纖維及熱塑性樹脂所構成之芯材的材料。再者，其中若相對於芯材之前驅體的表觀體積，空隙之體積含有率為5%以下，通常視為實質上不含空隙。

本發明之夾芯構造體中，以芯材中不連續的強化纖維的一部分貫穿表皮材為較佳。不連續的強化纖維貫穿表皮材之狀態，可例示如第2圖中所示之態樣。亦即，如第2圖所示，在構成表皮材之基質樹脂及構成芯材之熱塑性樹脂所形成的界面層，包含基質樹脂7及熱塑性樹脂6之態樣中有不連續的強化纖維8存在，換句話說，藉由不連續的強化纖維造成之錨固作用(anchoring)，基質樹脂及熱塑性樹脂成為強固之接合狀態。不連續的強化纖維的貫穿程度(第2圖中貫穿之單纖維8的貫穿程度)，在無損於本發明之效果的範圍內將無限制，不過從包含不連續的強化纖維之芯材有作為接合媒介之功能而影響表皮材與芯材之接合性的觀點而言，以具有「芯材之不連續的強化纖維貫穿表皮材的最大貫穿距離較佳為5μm以上，更佳為10μm以上」的貫穿狀態為較佳。芯材之不連續的強化纖維貫穿表皮材的貫穿距離，係表示在貫穿之不連續的強化纖維中，纖維前端於表皮材之基質樹脂側之深度(水平面)，至表皮材之基質樹脂與芯材之熱塑性樹脂的交界處之貫穿點為止的最短距離，在第2圖中不連續的強化纖維8的情況，係以符號9之距離來表示。於是，在所測定之貫穿距離中，將最大值當作最大貫穿距離。芯材之不連續的強化纖維貫穿表皮材的最大貫穿距離，具體而言，可如以下方式測定。將夾芯構造體之表皮材及芯材之接合部分切出，對於其厚度方向截面，使用雷射顯微鏡以1000倍之倍率於任意10處攝影(10張圖像)，從所得到之圖像，對芯材中不連續的強化纖維貫穿至表皮材的各單纖維求取貫穿距離，將其最大值當作最大貫穿距離。

在本發明之夾芯構造體中，用於芯材之不連續的強化纖維，只要以可使芯材之前驅體具有加熱膨脹性之方式配置即可，不過以約略單纖維狀(更佳為單纖維狀)分散為較佳，此外，以強化纖維係無規則分布為更佳。例如，由於藉由製成薄氈(mat)賦形性變得優良，所以賦形成複雜形狀變得容易。又，由於薄氈所形成之空隙緻密化，基質樹脂及熱塑性樹脂形成更複雜之界面，而表現優良的接合能力。再者，由於不連續的強化纖維束端的弱部極小化，除賦予優良之接合能力、補強效率及信賴性之外，亦賦予等方性。其中，約略單纖維狀意指單纖維係以小於500條之細纖度股(strand)存在。

在芯材中之不連續的強化纖維的分散狀態，可藉由例如對於芯材之厚度方向截面，以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察強化纖維而特定。

再者，所謂「以單纖維狀分散」意指夾芯構造體之芯心中任意所選之不連續的強化纖維，其二次元接觸角為1度以上之單纖維的比率(以下，亦稱為纖維分散率)為80%以上，換句話說，意指在構成要素中，2支以上之單纖維接觸且並行而成之束為小於20%。此處只以「在至少包含強化纖維之薄氈中單纖維數為100條以下之纖維束的質量分率係100%者」為對象。

其中，二次元接觸角，意指不連續的強化纖維的單纖維與該單纖維所接觸之單纖維所形成的角度，在接觸之單纖維彼此形成之角度中，定義為0度以上90度以下之銳角側的角度。關於此二次元接觸角，使用圖式進一步說明。第3圖(a)、(b)為本發明中之一實施態樣，將夾芯構造體中之不連續強化纖維，從面方向(a)及厚度方向(b)觀察之情況的模式圖。若以單纖維11為基準，可觀察到單纖維11在第3圖(a)中與單纖維12至16交叉，然而在第3圖(b)中單纖維11未與單纖維15及16接觸。在此種情況，對於為基準之單纖維11，二次元接觸角度之評價對象為單纖維12~14，接觸之2個單纖維所形成之2個角度中，0度以上90度以下之銳角側之角度17。

就測定二次元接觸角之方法而言，無特別限制，不過可例示例如研磨夾芯構造體之表面，使芯材之不連續的強化纖維露出，然後觀察不連續強化纖維之配向的方法。又，亦可例示進行X射線CT透過觀察，拍攝不連續的強化纖維之配向圖像的方法。在X射線透過性高之強化纖維的情況中，若將追蹤用之纖維混合於強化纖維中，或將追蹤用之藥劑塗布在強化纖維上，則由於觀察強化纖維變得容易，故為較佳。又，在以上述方法測定有困難的情況，可例示將夾芯構造體藉由加熱爐等，於高溫下將熱塑性樹脂成分燒去後，從取出之包含強化纖維的薄氈，使用光學顯微鏡或電子顯微鏡，觀察強化纖維之配向的方法。依據前述觀察方法，纖維分散率係依照以下之順序測定。對於隨機選擇之單纖維(第3圖中之單纖維11)，測定其與所接觸之所有單纖維(第3圖中之單纖維12~14)的二次元接觸角。對於100條單纖維進行該測定，從已測定二次元接觸角之所有單纖維的總條數，及二次元接觸角為1度以上之單纖維之條數，算出比率。

再者，不連續的強化纖維，以無規則地分散為特佳。其中，不連續的強化纖維無規則地分散意指夾芯構造體之芯材中任意選擇之強化纖維之二次元配向角的平均值為30度以上60度以下。該二次元配向角係不連續的強化纖維的單纖維與該單纖維所交會之單纖維形成的角度，且被定義為：在交會之單纖維彼此所形成的角度之中，0度以上90度以下之銳角側的角度。關於該二次元配向角，使用圖式進一步說明。在第3圖(a)、(b)中，若以單纖維11為基準，則單纖維11與其他單纖維12~16交會。此處交會意指在所觀察之二次元平面中，可觀察到為基準之單纖維與其他單纖維呈交會之狀態，單纖維11與單纖維12~16非必須接觸，縱使以投影觀察而觀察到交會之狀態亦非在排除之列。亦即，在以單纖維11為基準所見之情況，單纖維12~16皆為二次元配向角之評價對象，在第3圖(a)中，二次元配向角係交會之2個單纖維所形成的2個角度中，0度以上90度以下之銳角側的角度17。

就測定二次元配向角之方法而言，無特別限制，然而可例示例如從構成要素之表面，觀察不連續的強化纖維之配向的方法，可採取與上述之二次元接觸角之測定方法同樣的手段。二次元配向角之平均值，具體而言，係依照以下順序測定。對於隨機選擇之單纖維(第3圖中之單纖維11)，測定與其交錯之所有單纖維(第3圖中之單纖維12~16)之二次元配向角的平均值。例如，在與該單纖維交錯之其他單纖維為多條的情況，可隨機選出20條交錯之其他單纖維進行測定所得的平均值來代替。關於前述測定，以其他單纖維為基準重複進行總計5次，算出其平均值，作為二次元配向角之平均值。

若不連續的強化纖維以單纖維狀且無規則地分散，則可將藉由上述以略單纖維狀分散之不連續的強化纖維賦予的性能提高到最大限度，而於界面層表現特優之接合性。又，夾芯構造體及使用其之一體化成形品，由於可在力學特性上賦予等方性，因異方性而於界面層產生的內部應力小，所以可於界面層賦予優良的力學特性。從此觀點而言，由強化纖維所構成之薄氈的纖維分散率以90%以上為較佳，以越接近100%為更佳。又，就強化纖維之二次元配向角的平均值而言，以40度以上50度以下為較佳，以越接近理想角度之45度為更佳。

適用於芯材之前驅體之由不連續的強化纖維所構成的薄氈(以下亦簡稱為不連續強化纖維薄氈)，例如，可預先將不連續的強化纖維分散成股狀，較佳為約略的單纖維狀，更佳為單纖維狀而製造。就不連續強化纖維薄氈的製造方法而言，具體而言，可列舉：將不連續的強化纖維用空氣流分散而片狀化之氣流成網(air laid)法，或將不連續的強化纖維以機械方式切削同時形成片狀之切削法等乾式製程；或將不連續的強化纖維於水中攪拌而藉由造紙之Radright法的濕式製程，均為周知技術。就將不連續的強化纖維形成更接近單纖維狀之手段而言，在乾式製程中，可例示：設置開纖桿之手段、使開纖桿振動之手段、將凝塊之孔目細緻化之手段、調整凝塊之旋轉速度之手段等；在濕式製程中，可例示：調整不連續的強化纖維之攪拌條件的手段、將分散液之強化纖維濃度稀釋化的手段、調整分散液之黏度的手段、使分散液移送時抑制渦流的手段等。不連續強化纖維薄氈以用濕式法製造為特佳，其藉由一面增加投入纖維之濃度，一面調整分散液之流速(流量)及篩格輸送帶之速度，可容易調整不連續強化纖維薄氈中之強化纖維的比率。例如，對於分散液之流速，藉由將篩格輸送帶之速度減緩，可使所得到之不連續強化纖維薄氈中纖維之配向沿拉取方向之定向變得困難，而可製造蓬鬆之不連續強化纖維薄氈。就不連續強化纖維薄氈而言，可從不連續的強化纖維單體構成，亦可一面使不連續的強化纖維與粉末形狀或纖維形狀之基質樹脂成分混合，一面使不連續的強化纖維與有機化合物或無機化合物混合，而以樹脂成分填入不連續的強化纖維彼此間之空隙。

芯材之前驅體，可藉由使熱塑性樹脂之薄膜或不織布含浸於不連續強化纖維薄氈中而製造。使熱塑性樹脂之薄膜或不織布含浸時的壓力，較佳為0.5MPa以上30MPa以下，更佳為1MPa以上5MPa以下。若壓力比0.5MPa小，則熱塑性樹脂無法含浸於不連續強化纖維薄氈中，又，若比30MPa大，則芯材之前驅體之厚度的調整變得困難。使熱塑性樹脂之薄膜或不織布含浸時的溫度，以在熱塑性樹脂之熔點或玻璃轉移點以上的溫度為較佳，以在比熔點或玻璃轉移點高10℃之溫度以上為更佳，以在比熔點或者玻璃轉移點高20℃之溫度以上為進一步更佳。再者，使熱塑性樹脂之薄膜或不織布含浸時的溫度與熱塑性樹脂之熔點或玻璃轉移點相比溫度過高的情況，由於熱塑性樹脂之分解或劣化會發生，故而以在比熱塑性樹脂之熔點或玻璃轉移點加上150℃之溫度以下為較佳。

上述條件中，就用於使不連續強化纖維薄氈含浸熱塑性樹脂之薄膜或不織布之方法實現的設備而言，較佳可使用加壓成形機、雙帶式加壓機。加壓成形機為批次式，藉由將加熱用及冷卻用之2機以上並列而成之間歇式加壓系統，可試圖將生產性提高。雙帶式加壓機為連續式，由於容易連續加工，所以在連續生產性方面優良。

本發明之夾芯構造體之厚度，較佳為0.4mm以上2mm以下，更佳為0.4mm以上1mm以下。將夾芯構造體之厚度進行薄化，亦有輕量化之效果，比0.4mm薄之夾芯構造體，則剛性有時會變差。

本發明之夾芯構造體，可依照具有以下之步驟[1]~[3]的方法，適當地製造。

步驟[1]為製作芯材之前驅體的步驟，係於熱塑性樹脂加熱至熔融或軟化的溫度，亦即，熱塑性樹脂之熔點或軟化點以上之溫度的狀態，藉由對熱塑性樹脂及強化纖維賦予0.5MPa以上30MPa以下之壓力，使熱塑性樹脂含浸不連續的強化纖維中，而製作芯材之前驅體。然後，視需要可冷卻至低於熱塑性樹脂之熔點或軟化點，於熱塑性樹脂未熔融或軟化之狀態，賦予0.5MPa以上30MPa以下之壓力，製作芯材之前驅體。

步驟[2]為製作表皮材之步驟，例如，藉由對於基質樹脂含浸於連續強化纖維中而成之預浸材(prepreg)賦予0.3MPa以上30MPa以下之壓力，而製作表皮材。

步驟[3]為使芯材之前驅體膨脹，形成具有空隙之芯材的步驟，藉由將芯材之前驅體，於加熱之狀態，以成為設定之膨脹倍率的方式進行厚度調整，並使其膨脹，而製作芯材。此時，由於加熱使熱塑性樹脂對不連續的強化纖維的結合力減弱，強化纖維之殘留應力被釋放，藉由回復原始狀態之彈回(spring back)而膨脹。藉由膨脹，不僅於芯材形成空隙，通常亦形成群集體。

步驟[3]中之膨脹倍率，較佳為1.1倍以上8倍以下，更佳為1.5倍以上4倍以下。在該膨脹倍率小於1.1倍之情況，夾芯構造體之輕量效果容易變小，在大於8倍之情況，夾芯構造體之剛性容易變低。

再者，藉由將本發明之夾芯構造體與其他構件一體化，形成一體化成形品，由於可將其輕量化、剛性活用，故為較佳。此種情況，藉由將夾芯構造體所構成之第1構件，與其他成形體所構成之第2構件接合，可得到一體化成形品。

該被一體化之第2構件無特別限制，不過可列舉如：以具有連續性之強化纖維補強而成之單向(UD)預浸材、織物預浸材、以不連續強化纖維補強而成的玻璃薄氈強化熱塑性塑膠(GMT)、片狀成形複合材料(SMC)、長纖維強化預浸材等纖維強化之成形基材、或樹脂片、發泡體等非纖維強化成形基材。其中，從所得到之成形體之力學特性的觀點而言，以纖維強化之成形基材為較佳，從提高成形體之補強效果的觀點而言，較佳可使用連續纖維強化預浸材，在成形體具有複雜形狀之情況，較佳可使用賦形性優良之不連續纖維強化預浸材。

就使第1構件及第2構件接合之手段而言，無特別限定，然而有例如：(i)將第1構件及第2構件分別預先成形，再將兩者接合之方法；(ii)將第1構件預先成形，然後於將第2構件成形之同時將兩者接合之方法。就前述(i)之具體例而言，將第1構件藉由加壓成形製作，未將第2構件未加壓成形而係以射出成形製作。將製作之各個構件，藉由熱板焊接、振動焊接、超音波焊接、雷射焊接、電阻焊接、感應加熱焊接等周知之焊接手段接合的方法。另一方面，就前述(ii)之具體例而言，有藉由加壓成形製作第1構件，繼而將其插入射出成形模具中，將形成第2構件之材料射出至模具中，成形為第2構件，同時藉由熔融或軟化狀態之材料的熱量使第1構件之被附著面熔融或軟化，而將第2構件接合於第1構件的方法。又，就前述(ii)之其他具體例而言，有藉由加壓成形製作第1構件，繼而將其配置於加壓成形模具內，將形成第2構件之材料配置於加壓成形模具內，藉由加壓成形，而以與前述同樣之原理接合的方法。從一體化成形品之量產性的觀點而言，較佳為採用(ii)之方法，就射出成形而言，較佳可使用插入射出成形或外插射出成形，又，就加壓成形而言，較佳可使用沖壓(stamping)成形或熱與冷(heat and cool)成形。

就藉由本發明之夾芯構造體及包含其之一體化成形品所提供之實裝構件的用途而言，可列舉如「個人電腦、顯示器、OA機器、行動電話、攜帶式資訊末端機、傳真機、光碟、攜帶用MD、攜帶用收錄音機卡匣、PDA(電子記事本等攜帶式資訊末端機)、攝影機、數位攝影機、光學機器、音響、空調、照明機器、娛樂用品、玩具用品、其他家電製品等之機殼、托盤、基座、內裝構件、或其容器」等電氣、電子機器零件；「支柱、面板、補強材」等土木、建材用零件；「各種組件、各種框架、各種絞鏈、各種臂、各種輪軸、各種車輪用軸承、各種樑、傳動軸、車輪、齒輪箱等之懸吊、加速、或轉向零件」；「引擎蓋、車頂、車門、擋泥板、行李箱蓋、側面板、後端面板、上背部面板、車身前部、車身底盤、各種支柱、各種組件、各種框架、各種樑、各種支撐、各種軌道、各種絞鏈等外板、或車體零件」；「保險桿、保險桿樑、鑄造製品、底蓋、引擎蓋、整流板、擾流板、孔罩(cawl-louver)、氣流附件等外裝零件」；「儀表面板、片框架、門飾、柱飾、把手、各種模組等內裝零件」；或「馬達零件、CNG貯箱、油箱、燃料泵、進氣口、進氣歧管、化油器主體、化油器隔板、各種配管、各種閥等燃料系、排氣系、或吸氣系零件」等汽車、二輪車用構造零件、「此外，發電機端子、發電機連接器、IC調節器、調光用電位計基座、引擎冷卻水接頭、空調用恆溫器基座、暖氣溫風氣流控制閥、散熱器馬達用刷架、渦輪葉片、雨刷馬達相關零件、配電盤、啟動開關、啟動繼電器、擋風玻璃清洗噴嘴、空調面板開關基板、燃料相關電磁閥用線圈、電瓶托盤、AT支架、頭燈支撐、踏板外殼、保護器、喇叭端子、步進馬達轉子、燈插座、燈反射鏡、燈殼、制動活塞、噪音屏蔽、備胎罩、機油過濾器、點火裝置盒、防擦板、儀表板」等汽車、二輪車用零件；「起落架艙、翼梢小翼、擾流板、邊緣、方向舵、升降舵、整流罩、肋骨架」等飛機用零件。從力學特性之觀點而言，較佳用於汽車內外裝、電氣‧電子機器機殼、自行車、運動用品用構造材、飛機內裝材、輸送用箱體。其中，尤其以由複數個零件所構成之模組構件為特佳。

[實施例]

以下，藉由實施例，更具體地說明本發明。將實施例中所用之各種材料(連續強化纖維、基質樹脂、不連續的強化纖維、熱塑性樹脂、發泡樹脂芯材、射出成形用樹脂、GMT)、及各種特性(芯材之彎曲彈性模數、芯材之體積比重、芯材之膨脹倍率、芯材中群集體之最大長度的平均值、芯材中不連續的強化纖維以熱塑性樹脂被覆之被覆率、芯材中之不連續的強化纖維、熱塑性樹脂及空隙的體積含有率、芯材中不連續的強化纖維貫穿表皮材之最大貫穿距離、夾芯構造體之剛性、夾芯構造體之體積比重)之測定方法，如以下表示。碳纖維之製作環境及各種特性之評價環境，若無特別預先限定，為溫度25℃±2℃、相對濕度50%的氣體環境。又，本發明不受此等實施例之限定。

<連續強化纖維>

‧碳纖維A(將包含99莫耳%之丙烯腈及1莫耳%之衣康酸的共聚物紡紗，燒結，得到總纖維數12,000，比重1.8，股拉伸強度4.6GPa，股拉伸彈性模數230GPa的碳纖維。繼而，將該碳纖維，以濃度0.05莫耳/公升之硫酸水溶液作為電解質，以每1g碳纖維3庫倫之電量進行電解表面處理。繼而將該已施行電解表面處理之碳纖維水洗，並於150℃溫度之加熱空氣中乾燥，得到為原料之碳纖維。再者，將雙酚A型環氧樹脂(「jER」(註冊商標)825(日本環氧樹脂(股)製))與丙酮混合，得到均勻地溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該丙酮溶液並藉由浸漬法塗布於經表面處理之碳纖維後，以210℃之溫度進行180秒熱處理，得到經上漿劑塗布之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理之碳纖維，上漿劑之附著量調整成為0.5質量份)。

‧碳纖維B(將包含99莫耳%之丙烯腈及1莫耳%之衣康酸的共聚物紡絲，燒結，得到總纖維數12,000支，比重1.75，股拉伸強度4.4GPa，股拉伸彈性模數380GPa之碳纖維。繼而，將該碳纖維以濃度0.05莫耳/公升之硫酸水溶液作為電解質，以每1g碳纖維110庫倫之電量，進行電解表面處理。繼而將施行電解表面處理之碳纖維水洗，並於150℃溫度之加熱空氣中乾燥，得到為原料之碳纖維。再者，將雙酚A型環氧樹脂(「jER」(註冊商標)825(日本環氧樹脂(股)製))與丙酮混合，得到均勻地溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該丙酮溶液，藉由浸漬法塗布於經表面處理之碳纖維後，以210℃之溫度進行180秒熱處理，得到上漿劑塗布碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑之附著量調整成為0.5質量份)。

‧碳纖維C(將包含99莫耳%之丙烯腈及1莫耳%之衣康酸的共聚物紡絲，燒結，得到總纖維數6,000支，比重1.91，股拉伸強度4.1GPa，股拉伸彈性模數540GPa之碳纖維。繼而，將該碳纖維以濃度0.05莫耳/公升之硫酸水溶液作為電解質，以電量每1g碳纖維5庫倫進行電解表面處理。繼而將施行電解表面處理之碳纖維水洗，於150℃溫度之加熱空氣中乾燥，得到為原料之碳纖維。再者，將雙酚A型環氧樹脂(「jER」(註冊商標)825(日本環氧樹脂(股)製))與丙酮混合，得到均勻地溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該丙酮溶液，藉由浸漬法塗布於經表面處理之碳纖維後，於210℃之溫度進行180秒熱處理，得到上漿劑塗布碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑之附著量被調整成為0.5質量份)。

<基質樹脂>

‧環氧樹脂A(35質量份之雙酚F型環氧樹脂(「jER」(註冊商標)4007P(日本環氧樹脂(股)製))、35質量份之三縮水甘油基-對-胺基酚(「Araldite」(註冊商標)MY0510(Huntsman Advanced Materials公司製))、30質量份之雙酚F型環氧樹脂(「Epiclon」(註冊商標)830(DIC(股)製))、5質量份之二氰二胺(硬化劑、DICY-7(三菱化學(股)製))、3質量份之聚乙烯基醇縮甲醛(「Vinylec」(註冊商標)PVF-K(Chisso(股)製))；使用3質量份之3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲(硬化促進劑，DCMU99(保土谷化學工業(股)製))作為硬化補助劑，來調整環氧樹脂)。

‧環氧樹脂B(40質量份之雙酚F型環氧樹脂(「jER」(註冊商標)4007P(日本環氧樹脂(股)製))、45質量份之三縮水甘油基-p-胺基酚(「Araldite」(註冊商標)MY0510(Huntsman Advanced Materials公司製))、15質量份之雙酚F型環氧樹脂(「Epiclon」(註冊商標)830(DIC(股)製)) 、5質量份之二氰二胺(硬化劑、DICY-7(三菱化學(股)製))、3質量份之聚乙烯基醇縮甲醛(「Vinylec」(註冊商標)PVF-K(Chisso(股)製))；使用3質量份之3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲(硬化促進劑，DCMU99(保土谷化學工業(股)製))作為硬化補助劑，來調整環氧樹脂)。

<不連續的強化纖維>

‧不連續的強化纖維A(將碳纖維A用美工刀(cartridge cutter)切成長度6mm，得到切段之強化纖維。然後，製作40公升包含水及界面活性劑(聚氧乙烯十二烷基醚(polyoxyethylene lauryl ether)(商品名)(Nacalai Tesque(股)製))之分散介質，其中界面活性劑之濃度為0.1質量%，然後將該分散介質投入造紙裝置。造紙裝置係包含：具備附有回轉翼之攪拌機的上部造紙槽(容量30公升)，及下部貯水槽(容量10公升)，在造紙槽與貯水槽之間設置多孔支持體。首先，將該分散介質藉由攪拌機攪拌至產生空氣之微小氣泡為止。然後，將調整質量以達到期望基重之切段強化纖維，投入分散有空氣微小氣泡之分散介質中，藉由攪拌，得到分散有強化纖維之漿液。繼而，從貯水層吸引漿液，經由多孔支持體脫水，形成強化纖維造紙體。將前述造紙體藉由熱風乾燥機，於150℃，2小時的條件下乾燥，得到基重100g/m²之不連續的強化纖維A。在所得到之不連續的強化纖維A中，纖維長度超過10mm小於15mm之強化纖維為0質量%，纖維長度2mm以上10mm以下之強化纖維為95質量%，纖維長度小於2mm之強化纖維為5質量%。又，纖維長度超過8mm 小於15mm之強化纖維為0質量%，纖維長度3mm以上8mm以下之強化纖維為93質量%，纖維長度小於3mm之強化纖維為7質量%。又，二次元接觸角及二次元配向角同為40°，纖維分散率為90%)。

‧不連續的強化纖維B(除將碳纖維A用美工刀切成長度3mm，得到切段之強化纖維以外，以與不連續的強化纖維A同樣方式得到基重100g/m²之不連續的強化纖維B。在所得到之不連續的強化纖維B中，纖維長度超過10mm小於15mm之強化纖維為0質量%，纖維長度2mm以上10mm以下之強化纖維為95質量%，纖維長度小於2mm之強化纖維為5質量%。又，纖維長度超過8mm小於15mm之強化纖維為0質量%，纖維長度3mm以上8mm以下之強化纖維為93質量%，纖維長度小於3mm之強化纖維為7質量%。又，二次元接觸角及二次元配向角同為40°，纖維分散率為95%)。

‧不連續的強化纖維C(將碳纖維A用美工刀切成長度10mm，得到切段之強化纖維。將切段之強化纖維投入開綿機，得到幾乎不存在原先粗大之強化纖維束而呈綿狀之強化纖維集合體。將該強化纖維集合體投入具有直徑600mm之圓筒輥的梳理裝置，形成包含強化纖維之片狀織物。此時圓筒輥之旋轉數為320rpm，落紗機(doffer)之速度為13m/分鐘。將該織物重疊，得到基重100g/m²之不連續的強化纖維C。在所得到之不連續的強化纖維C中，纖維長度超過10mm小於15mm之強化纖維為20質量%，纖維長度2mm以上10mm以下之強化纖維為75質量%，纖維長度小於2mm之強化纖維為5質量%。又，纖維長度超過8mm小於15mm之強化纖維為83質量%，纖維長度3mm以上8mm以下之強化纖維為10質量%，纖維長度小於3mm之強化纖維為7質量%。又，二次元接觸角及二次元配向角同為8°，纖維分散率為50%)。

‧不連續的強化纖維D(使用與專利文獻1(國際公開第2006/028107號公報)之參考例2-1所記載之切段之碳纖維相同的不連續的強化纖維D。在不連續的強化纖維D中，纖維長度超過10mm小於15mm之強化纖維為0質量%，纖維長度2mm以上10mm以下之強化纖維為95質量%，纖維長度小於2mm之強化纖維為5質量%。又，纖維長度超過8mm小於15mm之強化纖維為5質量%，纖維長度3mm以上8mm以下之強化纖維為88質量%，纖維長度小於3mm之強化纖維為7質量%。又，二次元接觸角及二次元配向角同為40°，纖維分散率為90%)。

<熱塑性樹脂>

‧聚丙烯(使用將90質量%之未改質聚丙烯(「Prime Polypro」(註冊商標)J106MG(Prime聚合物(股)製))、10質量%之酸改質聚丙烯(「Admer」(註冊商標)QE800(三井化學(股)製))混合形成之母料(masterbatch)，製作基重100g/m²之薄膜。樹脂之熔點：160℃)。

‧聚醯胺6(製作包含「Amilan」(註冊商標)CM1021T(東麗(股)製)之基重124g/m²的樹脂薄膜。樹脂之熔點：225℃)。

‧聚醯胺6粒子(與專利文獻1(國際公開第 2006/028107號公報)之參考例2-1所記載之聚醯胺6樹脂相同之聚醯胺6的粒子)。

‧聚碳酸酯(製作包含「Iupilon」(註冊商標)H-4000(三菱工程塑膠(股)製)之基重132g/m²的樹脂薄膜。樹脂之玻璃轉移點：145℃)。

<發泡樹脂芯材>

‧未交聯低發泡聚丙烯片「Efcell」(註冊商標)(2倍發泡，厚度0.8mm)(古川電氣工業(股)製)。

<射出成形用樹脂>

‧PC混煉物(PC compound)(「Panlite」(註冊商標)GXV-3545WI(帝人化成(股)製))。

<GMT>

‧玻璃纖維強化聚丙烯樹脂成形材料(GMT)(「Unisheet」(註冊商標)P4038-BK31(Quadrant公司製))。

(1)芯材之彎曲彈性模數

從夾芯構造體只將芯材切出並切成長度50mm、寬度25mm(厚度為芯材全體之厚度)之樣本，支點間距離為試驗片厚度之16倍，依據ASTM D790，求取彎曲彈性模數。

(2)芯材之體積比重

從夾芯構造體只將芯材切出並切成橫向100mm、縱向100mm(厚度為芯材全體之厚度)之樣本，藉由下式從其之質量W(g)及表觀體積V(cm³)求取體積比重。

體積比重=W/V

(3)芯材之膨脹倍率

從芯材之膨脹前的厚度(芯材之前驅體之厚度)t₀及膨脹後之厚度(芯材之厚度)t₁，藉由下式，求取膨脹倍率。

膨脹倍率=t₁/t₀

(4)芯材中之群集體之最大長度的平均值

在夾芯構造體之厚度方向截面中，關於其芯材部分，藉由雷射顯微鏡(Keyence(股)製VK-9510)，以倍率200倍，縱1.125mm，橫1.5mm之視野範圍，改變位置，攝取3張觀察圖像後，從各觀察圖像任意選出10個群集體，對此等群集體各拉直線，分別求取直線之最大長度。再者，藉由將所測定之10個群集體的最大長度平均，求取群集體之最大長度的平均值。

(5)芯材中之不連續的強化纖維的分散狀態、及不連續的強化纖維以熱塑性樹脂被覆之被覆率

將芯材之厚度方向截面藉由掃描型電子顯微鏡(SEM)(日立High-Technologies(股)製S-4800型)觀察，並以1500倍之倍率攝影，在所得到之圖像中，抽出任意50處之不連續的強化纖維的截面，並於各個不連續的強化纖維的截面，觀察不連續的強化纖維的分散狀態，同時依照下式從熱塑性樹脂被覆之周長(以熱塑性樹脂被覆之部分之纖維周長)，及熱塑性樹脂未被覆之周長(表面露出部分之纖維周長)，算出不連續的強化纖維以熱塑性樹脂被覆的被覆率。在相對於不連續的強化纖維之直徑Df，Df/4以上厚度有熱塑性樹脂附著之情況，判定為不連續的強化纖維係以熱塑性樹脂被覆。又，截面非為真圓之情況，係將通過截面形狀之重心的最短直線距離當作Df。

不連續的強化纖維以熱塑性樹脂被覆之被覆率(%)=(熱塑性樹脂被覆部分之纖維周長)/(熱塑性樹脂被覆部分之纖維周長+表面露出部分之纖維周長)×100

(6)芯材中之不連續的強化纖維、熱塑性樹脂、空隙的體積含有率

從夾芯構造體中切出橫10mm×縱10mm(厚度為芯材之總厚度)之芯材，藉由X射線CT(Yamato科學(股)製TDM1300-FW)，分別求取不連續的強化纖維、熱塑性樹脂、空隙的體積含有率。測定係以空間解像度當作0.7μm來實施。

(7)芯材中不連續的強化纖維貫穿表皮材之最大貫穿距離

切出夾芯構造體之表皮材及芯材之接合部分，對於其厚度方向截面，使用雷射顯微鏡(Keyence(股)製VK-9510)以1000倍之倍率攝影任意10處(圖像10張)，從所得到之圖像，對於芯材中不連續的強化纖維貫穿表皮材之各單纖維，求取貫穿距離，以其最大值作為最大貫穿距離。

(8)夾芯構造體之剛性

從夾芯構造體，切出橫140mm，縱110mm(厚度為夾芯構造體全體之厚度)之樣本，於外框為橫140mm，縱110mm，內框為橫100mm，縱70mm之鋁合金夾具，以兩面膠帶貼附後，評價施加20N之力時夾芯構造體之撓曲量。

(9)夾芯構造體之體積比重

從夾芯構造體切出橫100mm，縱100mm(厚度為夾芯構造體全體之厚度)之樣本，藉由以下之式，從其質量Ws(g)及表觀體積Vs(cm³)求取體積比重。

體積比重=Ws/Vs

(實施例1)

使用刀塗布器將環氧樹脂A塗布於脫模紙上，製作2片16.1g/m²之樹脂薄膜。繼而，在單向配列成片狀之碳纖維A上，將上述製作之2片樹脂薄膜從碳纖維之兩面疊置，藉由加熱加壓使樹脂含浸，製作單向預浸材，其中碳纖維A之基重為75g/m²，基質樹脂之質量分率為30.0%，使用該單向預浸材作為表皮材。又，就芯材而言，將2片聚丙烯樹脂之薄膜及1片不連續的強化纖維A，於180℃(樹脂之熔點(160℃)+20℃)之溫度加熱，用3MPa之壓力加壓，製作含浸有樹脂之含浸基材。將表皮材及芯材，以成為[預浸材90°/預浸材0°/含浸基材/預浸材0°/預浸材90°]之方式，依序積層，並以150℃、1MPa、30分鐘之條件進行表皮材之預浸材的硬化，及表皮材與芯材之接合。然後，於180℃保持5分鐘，使芯材發泡後，將1mm之隔離板挾持於工具板之間，於100℃冷卻，使芯材固化，得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為1mm。

使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表1。再者，將依照本實施例之夾芯構造體藉由雷射顯微鏡攝影的照片示於第4圖。

(實施例2~6)

除將表皮材中，連續強化纖維、基質樹脂，芯材中，不連續的強化纖維、熱塑性樹脂，如表1所示之方式變更以外，以與實施例1同樣之方式得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為1mm。使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表1。

(實施例7)

除將表皮材中，連續強化纖維、基質樹脂，芯材中，不連續的強化纖維、熱塑性樹脂，如表1所示之方式變更，並就芯材而言，將2片聚醯胺6樹脂之薄膜及1片不連續的強化纖維A，於250℃(樹脂之熔點(225℃)+25℃)之溫度，製作含浸基材以外，以與實施例1同樣方式，得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，為厚度1mm。使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表1。

(實施例8)

除將表皮材中，連續強化纖維、基質樹脂，芯材中不連續的強化纖維、熱塑性樹脂，如表1所示之方式變更，並將2片聚碳酸酯樹脂之薄膜及1片不連續的強化纖維A於290℃(樹脂之玻璃轉移點(145℃)+145℃)之溫度，製作含浸基材以作為芯材之外，以與實施例1同樣之方式得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為1mm。使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表1。

(實施例9)

除將芯材中，不連續的強化纖維、熱塑性樹脂如表1所示之方式變更，並將隔離板變更為0.8mm以外，以與實施例3同樣之方式得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為0.8mm。使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表1。

(實施例10)

除將芯材中，不連續的強化纖維、熱塑性樹脂，以表1所示之方式變更，並將隔離板變更為0.6mm以外，以與實施例3同樣之方式，得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為0.6mm。使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表1。

(比較例1)

使用除了將表皮材中連續強化纖維及基質樹脂以表2所示之方式變更以外，以與實施例1同樣之方式所製作之單向預浸材；又，使用將專利文獻1之參考例2-1所記載的芯材調整成厚度為0.74mm者作為芯材。將表皮材及芯材，以[預浸材90°/預浸材0°/芯材/預浸材0°/預浸材90°]之方式依序積層，並將1mm之隔離板挾持於工具板之間，以150℃、1MPa、30分鐘之條件進行表皮材之預浸材的硬化，及表皮材與芯材之接合，得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為1mm。使用所得到之夾芯構造體，評價各種特性。將所得到之評價結果示於表2。

(比較例2)

除了將芯材變更為專利文獻1之參考例2-2所記載的芯材經調整成厚度0.74mm者以外，以與比較例1同樣之方式得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為1mm。使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表2。

(比較例3)

除了將芯材變更為被切成厚度0.74mm之未交聯低發泡聚丙烯片「Efcellj以外，以與比較例1同樣之方式得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為1mm。使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表2。

(比較例4)

除了在芯材中，使用4片不連續的強化纖維A、及就熱塑性樹脂而言，8片聚丙烯樹脂之薄膜以外，以與實施例1同樣之方式得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為1.11mm。使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表2。

(比較例5)

除了以使芯材之厚度成為0.54mm之方式調整材料以外，以與比較例1同樣之方式得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為0.8mm。使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表2。

(比較例6)

除了以使芯材之厚度成為0.34mm之方式調整材料以外，以與比較例1同樣之方式得到夾芯構造體。所得到之夾芯構造體，厚度為0.6mm。使用所得到之夾芯構造體來評價各種特性。將所得到之評價結果示於表2。

(實施例11)

從實施例1中所得到之夾芯構造體，切出長度250mm、寬度160mm之長方形材料，將其當作第1構件。另一方面，就第2構件而言，將GMT配置於保持在230℃之熱盤加熱型預熱裝置中，賦予0.1MPa之壓力，同時預熱1分鐘。繼而，將第1構件配置於預熱至120℃之加壓成形用模具內，在其上重疊配置預熱完畢之GMT，並關閉模具，以賦予15MPa壓力之狀態保持120秒，使第1構件及第2構件藉由加壓成形接合，得到一體化成形品。將藉由本實施例之一體化成形品示於第5圖。

(實施例12)

從實施例1中所得到之夾芯構造體(縱300mm×橫300mm)，切出長度250mm、寬度160mm之長方形，將其當作第1構件。另一方面，使用PC混煉物作為第2構件。繼而，將依照上述製造之第一構件，以夾芯構造體之側面成為接合面之方式，外插於射出成形用模具，將PC混煉物射出成形，作為第2構件，得到一體化成形品。此時，射出成形機之加熱筒溫度為300℃，模具溫度為60℃。將藉由本實施例之一體化成形品示於第6圖。

在各實施例及比較例1、2、5及6中，於芯材可觀察到群集體，其中不連續的強化纖維之單纖維彼此經由熱塑性樹脂交叉，然而在比較例3、4中，於芯材無法觀察到群集體。

藉由實施例1~8與比較例1~4、實施例9與比較例5、實施例10與比較例6之對比，可知本發明之夾芯構造體，由於將特定之芯材及纖維強化材使用於表皮材，所以輕量性及剛性優良。

又，在實施例11中，藉由使用實施例1之夾芯構造體作為第1構件，並以加壓成形形成第2構件，可得到接合狀態良好之一體化成形品。在實施例12中，藉由使用實施例1之夾芯構造體作為第1構件，並以射出成形形成第2構件，可得到接合狀態良好之一體化成形品。此係由於夾芯構造體具有空隙，所以藉由射出材料之PC混煉物浸入夾芯構造體之空隙，呈現錨固效果，而可得到強固接合之一體化成形品。

[產業上之可利用性]

若藉由本發明之夾芯構造體或一體化成形品，可成為輕量性、薄壁性、剛性優良者。又，若使用本發明之夾芯構造體，可容易形成與其他構件接合而成之一體化成形品。再者，本發明之夾芯構造體或一體化成形品，適合使用於汽車內外裝、電氣‧電子機器機殼、自行車、運動用品用構造材、飛機內裝材、輸送用箱體等廣泛用途。

5‧‧‧夾芯構造體

6‧‧‧芯材之熱塑性樹脂

7‧‧‧表皮材之基質樹脂

8‧‧‧貫穿基質樹脂之不連續的強化纖維

9‧‧‧芯材之不連續的強化纖維貫穿表皮材的距離

10‧‧‧芯材之不連續的強化纖維(單纖維)

Claims

一種夾芯構造體，係由包含不連續的強化纖維、熱塑性樹脂及空隙之芯材與包含連續強化纖維及基質樹脂之表皮材所構成的夾芯構造體，該芯材中，不連續的強化纖維之30%以上係以熱塑性樹脂被覆，並且不連續的強化纖維之單纖維彼此經由熱塑性樹脂而交叉。
如請求項1之夾芯構造體，其中在芯材中，不連續的強化纖維及熱塑性樹脂係以最大長度之平均值為100μm以上的尺寸來形成群集體(cluster)。
如請求項2之夾芯構造體，其中該群集體之最大長度之平均值為200μm以上的尺寸。
如請求項1至3中任一項之夾芯構造體，其中芯材之彎曲彈性模數為2.5GPa以上20GPa以下。
如請求項1至4中任一項之夾芯構造體，其中芯材之體積比重為0.01以上0.6以下。
如請求項1至5中任一項之夾芯構造體，其中表皮材中之連續強化纖維為連續的碳纖維。
如請求項1至6中任一項之夾芯構造體，其中表皮材中之連續強化纖維，其拉伸彈性模數為360GPa以上1000GPa以下。
如請求項1至7中任一項之夾芯構造體，其中芯材中之不連續的強化纖維為不連續的碳纖維。
如請求項1至8中任一項之夾芯構造體，其中芯材中之不連續的強化纖維的一部分貫穿表皮材，不連續的強化纖維對表皮材之最大貫穿距離為5μm以上。
如請求項1至9中任一項之夾芯構造體，其中芯材中之熱塑性樹脂為選自包含聚烯烴、聚醯胺、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、改質聚苯醚、聚芳硫醚、及聚醚醚酮之群組中的至少1種。
一種如請求項1至10中任一項之夾芯構造體之製造方法，其具有以下之步驟[1]~[3]：步驟[1]：在將熱塑性樹脂加熱至熔融或軟化之溫度狀態賦予壓力，使得熱塑性樹脂含浸於芯材所用之強化纖維中，而形成芯材之前驅體的步驟；步驟[2]：以連續強化纖維及基質樹脂進行表皮材之成形的步驟；步驟[3]：藉由將芯材之前驅體，於加熱狀態以成為設定之膨脹倍率的方式進行厚度調整，而使其膨脹，形成芯材的步驟。
如請求項11之夾芯構造體之製造方法，其中膨脹倍率為1.1倍以上8倍以下。
一種一體化成形品，其係將由如請求項1至10中任一項之夾芯構造體所構成之第1構件與由其他成形體所構成之第2構件接合而形成。
一種一體化成形品之製造方法，其為製造如請求項13之一體化成形品的方法，其中第2構件為藉由射出成形所製成之成形體，且將第2構件藉由插入射出成形或外插射出成形而接合於第1構件上。
一種一體化成形品之製造方法，其為製造如請求項13之一體化成形品的方法，其中第2構件為藉由加壓成形所製成之成形體，且將第2構件藉由加壓成形而接合於第1構件上。