TW201800218A - 纖維強化複合材料之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的纖維強化複合材料之製造方法係使熱硬化性樹脂含浸至強化纖維基材，再進一步使其硬化的纖維強化複合材料之製造方法，其包含以下所示的步驟(II)~(IV)。步驟(II)：將強化纖維基材以及滿足以下之條件1及/或條件2的熱硬化性樹脂基材供應至成型機構。步驟(III)：藉由成型機構的加壓，從熱硬化性樹脂基材將熱硬化性樹脂供給、含浸至強化纖維基材。步驟(IV)：藉由成型機構的加熱，使熱硬化性樹脂硬化。條件1：熱硬化性樹脂基材包含熱硬化性樹脂與不織布狀基材。條件2：熱硬化性樹脂基材係包含熱硬化性樹脂以及多孔質片狀基材或薄膜狀基材之基材，在40℃下的熱硬化性樹脂之黏度為1,000Pa‧s以上，從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時的熱硬化性樹脂之最低黏度為10Pa‧s以下。

Description

纖維強化複合材料之製造方法
本發明關於在不損害品質下，使賦形性優異的成形品之生產性提高的纖維強化複合材料之製造方法。
由強化纖維與基質樹脂所成之纖維強化複合材料，由於比強度、比剛性優異，而廣泛應用於從航空機構造構件起到壓力容器或高爾夫桿為止。特別是對於輕量化的貢獻，而在汽車構件的需求係逐年增加。
此處，作為製造纖維強化複合材料之方法，一般為將在連續的強化纖維束中含浸有基質樹脂之預浸漬物予以積層，接著加熱加壓而使基質樹脂硬化之成型方法。預浸漬物由於可均勻且高精度地含浸基質樹脂而成形品的品質優異，但是另一方面，由於基質樹脂拘束強化纖維而凹凸形狀或直立壁等複雜的賦形差。
因此，作為能賦形為汽車構件等複雜形狀的纖維強化複合材料之製造方法，有提案使用不含樹脂的強化纖維基材之RTM(樹脂轉移模塑)法(專利文獻1)或RFI(樹脂薄膜浸漬)法(專利文獻2)。
RTM法係製造已將不含樹脂的強化纖維基材賦形為指定形狀之預形體，將此配置於模具內後，將 液狀的熱硬化性樹脂注入模具內，一邊將樹脂供給至強化纖維基材一邊使其硬化之製造賦形性優異的纖維強化複合材料之方法。
RFI法係將不含樹脂的強化纖維基材與未硬化的熱硬化性樹脂之薄膜在模具中積層後，藉由加熱加壓而使薄膜液狀化，一邊將樹脂供給至強化纖維基材一邊使樹脂硬化之製造賦形性優異的纖維強化複合材料之方法。
又，專利文獻3中提案將不含樹脂的強化纖維基材與未硬化的熱硬化性樹脂加熱而成為半硬化狀態(B階段)，將已吸入至軟質的發泡體而成的樹脂擔持體在模具中積層後，藉由加熱加壓而一邊將半硬化狀態的熱硬化性樹脂供給至強化纖維基材一邊完成硬化之製造賦形性優異的纖維強化複合材料之方法。
再者，專利文獻4中提案使不含樹脂的強化纖維基材與未硬化的熱硬化性樹脂吸入於軟質的發泡體後，將冷卻而固化成所欲的形狀之預形體在模具中積層後，藉由加熱加壓而使熱硬化性樹脂液狀化，一邊將樹脂供給至強化纖維基材一邊使樹脂硬化之製造賦形性優異的纖維強化複合材料之方法。
於專利文獻1~4提案之製造方法中，作為強化纖維基材，適宜使用賦形性良好的織物。
另一方面，專利文獻5中提案將不含樹脂的強化纖維基材與含有未硬化的熱硬化性樹脂之預浸漬物或SMC(片模塑材料)在模具中積層，藉由加熱加壓而 使熱硬化性樹脂邊流動邊硬化之製造表面品質優異的纖維強化複合材料之方法。
又，專利文獻6提案將不含樹脂的強化纖維基材與在經開孔的聚醯亞胺薄膜中填充有未硬化的醯亞胺寡聚物薄膜之薄膜在模具中積層後，藉由加熱加壓而使醯亞胺寡聚物液狀化，一邊將醯亞胺寡聚物供給至強化纖維基材一邊使其硬化之RFI法。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2003-71856號公報
專利文獻2 日本特開2003-11231號公報
專利文獻3 日本特開2002-234078號公報
專利文獻4 日本特開2006-305867號公報
專利文獻5 日本特開2008-246981號公報
專利文獻6 日本特開2004-99731號公報
然而，專利文獻1中記載的RTM法係在熱硬化性樹脂的注入步驟中，必須使樹脂流動到強化纖維基材的各個角落為止，且使其含浸至纖維束。同時為了提高生產性，必須使熱硬化性樹脂以高速硬化，流動與硬化之控制係成為技術課題。若提高流動則含浸性升高，雖然品質上優異，但是成為硬化慢而損害生產性之結果。另一方面，若以高速使其硬化，則雖然生產性升 高，但是流動變困難而阻礙含浸，成為損害品質之結果。因此，現狀為RTM法由於兩者的約束，而限定適用條件。
又，專利文獻2中記載的RFI法，由於積層熱硬化性樹脂的薄膜，供給樹脂的負擔係可大幅減輕減，只要是在對於纖維束的含浸期間樹脂為流動狀態即可。然而，熱硬化性樹脂的薄膜之操作性係大的問題。即，當薄膜的剛性低時，賦形性變良好，但是形狀亦不安定，因本身重量而變形、崩塌等，搬運不容易，由於沾黏而積層變困難。另一方面，當薄膜的剛性高時，雖然可確保形狀，但是賦形變困難。因溫度而樹脂之黏度變化為極端，難以得到適合的操作性。
另外，專利文獻3中記載之方法，係藉由使用發泡狀的樹脂擔持體，而對於熱硬化性樹脂的薄膜改善操作性。然而，雖然使用室溫下液狀的樹脂，但是搬運等操作時之樹脂漏出係成為新的問題，必須有藉由加熱使熱硬化性樹脂半硬化而成為非流動狀態之步驟。又，由於熱硬化性樹脂係在B階段激烈地進行反應，在其管理上有很大的生產性負擔，而且若熱硬化性樹脂成為非流動狀態，則含浸性顯著地降低，在品質上發生問題。
還有，專利文獻4中記載之方法，係針對使用室溫下液狀的樹脂之問題，為了以固體形狀操作，使熱硬化性樹脂吸入於發泡材料後，必須進行冷卻，進一步固定形狀之預成形步驟。此係在時間與勞力之觀點上等於實施2次的成形，而成為明顯損及生產性之結果。
又，專利文獻5中記載之方法係藉由在預浸漬物層之間，隔著不含樹脂的強化纖維基材作為緩衝材，而可改善纖維強化複合材料的尺寸安定性及表面品質。然而，課題是對於不含樹脂的強化纖維基材的含浸性。即，若不是預浸漬物對於不含樹脂的強化纖維基材之樹脂供給量少，單位面積重量小之不含樹脂的強化纖維基材，則樹脂的供給量不足，會發生表面品質變差之問題。又，若欲提高成型壓力而從預浸漬物榨出樹脂，則預浸漬物會橫流，發生尺寸安定性變差之問題。
又，專利文獻6中記載之方法係藉由將以熱安定的樹脂薄膜所形成的袋體使用於擔持體，而改善薄膜化困難的熱硬化性樹脂之操作性。然而，必須對於袋體進行樹脂供給之加工，開孔之情況由於在搬運時會有樹脂漏出或袋體破裂的情形，而有損害生產性之問題。另一方面，不開孔之情況係樹脂供給的控制變困難，有所得之纖維強化複合材料的品質降低之問題。
本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種纖維強化複合材料之製造方法，其可使熱硬化性樹脂適宜地含浸至強化纖維基材，使用操作性優異的熱硬化性樹脂基材，而不降低成形品的品質，可提高賦形性與生產性。
本發明的纖維強化複合材料之製造方法係使熱硬化性樹脂(a)含浸至強化纖維基材(A)，再進一步使其硬化的纖維強化複合材料之製造方法，其特徵為，包含以下所示的步驟(II)~(IV)。
步驟(II)：將強化纖維基材(A)以及滿足以下之條件1及/或條件2的熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構。
步驟(III)：藉由成型機構的加壓，從熱硬化性樹脂基材(B)將熱硬化性樹脂(a)供給、含浸至強化纖維基材(A)。
步驟(IV)：藉由成型機構的加熱，使熱硬化性樹脂(a)硬化。
條件1：熱硬化性樹脂基材(B)包含熱硬化性樹脂(a)與不織布狀基材。
條件2：熱硬化性樹脂基材(B)係包含熱硬化性樹脂(a)以及多孔質片狀基材(b)或薄膜狀基材(c)之基材，在40℃下的熱硬化性樹脂(a)之黏度為1,000Pa‧s以上，從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時的熱硬化性樹脂(a)之最低黏度為10Pa‧s以下。
依照本發明，可提供一種纖維強化複合材料之製造方法，其可使熱硬化性樹脂適宜地含浸至強化纖維基材，使用操作性優異的熱硬化性樹脂基材，而不降低成形品的品質，可提高賦形性與生產性。
1‧‧‧熱硬化性樹脂基材
2‧‧‧強化纖維基材
3‧‧‧預形體
4A‧‧‧雙面模具(上)
4B‧‧‧雙面模具(下)
5‧‧‧坯料托架
6‧‧‧單面模具
7‧‧‧覆蓋膜
8‧‧‧吸引口
9A‧‧‧中空模具(上)
9B‧‧‧中空模具(下)
10‧‧‧砂心模具
11‧‧‧貫通模具
12‧‧‧推壓式模具
13‧‧‧角度θ
14A‧‧‧雙帶壓製機(上帶)
14B‧‧‧雙帶壓製機(下帶)
15‧‧‧芯材
16‧‧‧包含強化纖維基材及熱硬化性樹脂基材的積層體
17‧‧‧多孔質片狀基材
18‧‧‧夾子
圖1係本發明之製造方法中使用的強化纖維基材與熱硬化性樹脂基材之積層體的一例之剖面的示意圖。
圖2係顯示本發明之一實施例的使用雙面模具的纖維強化複合材料之製造方法的一例之剖面的示意圖。
圖3係顯示本發明之一實施例的使用雙面模具與坯料托架的纖維強化複合材料之製造方法的一例之剖面的示意圖。
圖4係顯示本發明之一實施例的使用單面模具與覆蓋膜的纖維強化複合材料之製造方法的一例之剖面的示意圖。
圖5係顯示本發明之一實施例的使用中空模具與砂心模具的纖維強化複合材料之製造方法的一例之剖面的示意圖。
圖6係顯示本發明之一實施例的使用貫通模具(貫通式拉拔型)的纖維強化複合材料之製造方法的一例之剖面的示意圖。
圖7係顯示本發明之一實施例的使用推壓式模具(推壓式拉拔型)的纖維強化複合材料之製造方法的一例之剖面的示意圖。
圖8係顯示本發明之一實施例的使用雙帶壓製機的纖維強化複合材料之製造方法的一例之剖面的示意圖。
圖9係本發明之製造方法中使用的熱硬化性樹脂基材被強化纖維基材所覆蓋之態樣的一例之剖面示意圖。
圖10係本發明之製造方法中使用的熱硬化性樹脂基材被強化纖維基材所覆蓋之態樣的一例之剖面示意圖。
圖11係本發明之製造方法中使用的交替積層有4層以上的強化纖維基材與熱硬化性樹脂基材之積層體的一例之剖面示意圖。
圖12係本發明之製造方法中使用的積層有強化纖維基材、熱硬化性樹脂基材及芯材之積層體的一例之剖面示意圖。
圖13係顯示本發明之製造方法中使用的抓住多孔質片狀基材的兩端而搬運之狀況的示意圖。
實施發明的形態
以下，說明本發明之第1及第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法。
[第1態樣]
本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法係使熱硬化性樹脂(a)含浸至強化纖維基材(A)，再進一步使其硬化的纖維強化複合材料之製造方法，其係包含以下所示之步驟(II)~(IV)的纖維強化複合材料之製造方法。
步驟(II)：將強化纖維基材(A)以及包含熱硬化性樹脂(a)與不織布狀基材的熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構。
步驟(III)：藉由成型機構的加壓，從熱硬化性樹脂基材(B)將熱硬化性樹脂(a)供給、含浸至強化纖維基材(A)。
步驟(IV)：藉由成型機構的加熱，使熱硬化性樹脂(a)硬化。
還有，經供給至強化纖維基材(A)的熱硬化性樹脂(a)及熱硬化性樹脂基材(B)中殘留的熱硬化性樹脂(a)係在成型步驟(步驟(IV))中硬化，而成為纖維強化複合材料的基質樹脂。
<強化纖維基材(A)>
作為強化纖維基材(A)，只要是包含強化纖維的基材，則沒有特別的限定，但較佳為由織物基材、單向基材及蓆基材中選出的至少1種。具體而言，較宜使用強化纖維束單質、使強化纖維束單向排列且藉由縫線縫合一體化之物、將由連續纖維所成的織物基布單獨或積層者、藉由縫線將由連續纖維所成的織物基布予以縫合一體化之物、立體織物或編織物等之纖維構造物、使不連續纖維成為不織布形態者等。還有，所謂的連續纖維，就是意指不將強化纖維切斷成短纖維的狀態，而將強化纖維束以連續的狀態並絲之強化纖維。
於本態樣中，關於強化纖維基材(A)中使用的強化纖維之形態或排列，可自經單向並絲的長纖維、織物、粗紗等之連續纖維的形態中適宜選擇。
又，強化纖維基材(A)只要是包含強化纖維，甚至是於至少一部分中具有不含樹脂的未含浸部者，則亦可包含其它物質，例如各種的添加劑等。然而，從成型時的賦形性之觀點來看，強化纖維基材(A)較佳為不含樹脂之狀態，即乾狀態者。即，強化纖維基材(A)較佳為僅以強化纖維所構成。
基於得到高力學特性的纖維強化複合材料之目的，作為強化纖維基材(A)，較佳為使用以連續纖維所構成的織物基材或單向基材。又，基於加快從熱硬化性樹脂基材(B)所供給的熱硬化性樹脂(a)之含浸速度，提高纖維強化複合材料的生產性之目的，作為強化纖維基材(A)，較佳為使用以不連續纖維所構成的蓆基材。
強化纖維之種類係沒有特別的限定，可適宜使用玻璃纖維、芳香族聚醯胺纖維、金屬纖維等，更佳為碳纖維。作為碳纖維，並沒有特別的限定，但從力學特性的提高、纖維強化複合材料的輕量化效果之觀點來看，較宜使用例如聚丙烯腈(PAN)系、瀝青系、縲縈系等之碳纖維，此等係可為1種或合併使用2種以上。於碳纖維之中，從所得之纖維強化複合材料的強度與彈性模數的平衡之觀點來看，更佳為PAN系碳纖維。強化纖維之股束(strand)強度較佳為3.0GPa以上，更佳為4.0GPa以上，尤佳為4.5GPa以上。強化纖維之股束彈性模數較佳為200GPa以上，更佳為220GPa以上，尤佳為240GPa以上。由於在較佳的範圍內使用強化纖維之股束強度與股束彈性模數，故可進一步提高所得之纖維強化複合材料的力學特性。
<熱硬化性樹脂基材(B)>
熱硬化性樹脂基材(B)係包含熱硬化性樹脂(a)與不織布狀基材之基材。即，熱硬化性樹脂基材(B)係在不織布狀基材上擔持有熱硬化性樹脂(a)者。還有，熱硬化性樹脂基材(B)只要是包含熱硬化性樹脂(a)與不 織布狀基材，則亦可包含其它物質，例如各種的添加劑等。
作為熱硬化性樹脂基材(B)之形態，較佳為片狀。從樹脂供給性或力學特性之觀點來看，熱硬化性樹脂基材(B)之厚度較佳為0.5mm以上，更佳為1mm以上，尤佳為1.5mm以上。又，從操作性、成形性之觀點來看，熱硬化性樹脂基材(B)之厚度較佳為100mm以下，更佳為60mm以下，尤佳為30mm以下。
熱硬化性樹脂基材(B)中的不織布狀基材之質量含有率Wb1，從操作性之觀點來看，較佳為0.5%(質量基準)以上，更佳為1.0%(質量基準)以上，尤佳為1.5%(質量基準)以上。又，從樹脂供給性之觀點來看，前述質量含有率Wb1較佳為30%(質量基準)以下，更佳為22%(質量基準)以下，尤佳為15%(質量基準)以下。由於將纖維強化樹脂基材(B)中的不織布狀基材之質量含有率Wb1設為0.5%(質量基準)以上30%(質量基準)以下，故可兼顧室溫下的操作性與成型時的樹脂供給性。
還有，熱硬化性樹脂基材(B)中的不織布狀基材之質量含有率Wb1係藉由下述式求出。
Wb1=W11/(W11+W12)×100(%)
W11：熱硬化性樹脂基材(B)中的不織布狀基材之質量(g)
W12：熱硬化性樹脂基材(B)中的熱硬化性樹脂之質量(g)
此處，熱硬化性樹脂基材(B)中的不織布狀基材之質量含有率Wb1係可自後述條件下切出的樣品中僅去除熱硬化性樹脂(a)之前後的質量差求得。作為自熱硬化性樹脂基材(B)中僅去除熱硬化性樹脂(a)之方法，可例示將熱硬化性樹脂基材(B)放置於加熱條件下，燒掉熱硬化性樹脂(a)之方法，或在不織布狀基材不溶解但熱硬化性樹脂(a)溶解的溶劑中浸漬之方法。
作為切出熱硬化性樹脂基材(B)之方法，當熱硬化性樹脂(a)在室溫為固體時，只要是以不粉碎的方式留意地切出此即可，當熱硬化性樹脂(a)在室溫為液體時，只要是在凍結條件下切出即可。作為凍結條件，可例示比藉由示差掃描熱量測定(DSC)所求得的熱硬化性樹脂(a)之熔點低10℃以上的溫度環境。當熔點無法檢測時，可例示代替使用玻璃轉移點而求出之方法。
本態樣中之熱硬化性樹脂基材(B)中的不織布狀基材之體積含有率Vb1，從操作性之觀點來看，較佳為0.3%(體積基準)以上，更佳為0.6%(體積基準)以上，尤佳為1.0%(體積基準)以上。又，從樹脂供給性之觀點來看，前述體積含有率Vb1較佳為20%(體積基準)以下，更佳為15%(體積基準)以下，尤佳為10%(體積基準)以下。由於將纖維強化樹脂基材(B)中的不織布狀基材之體積含有率Vb1設為0.3%(體積基準)以上20%(體積基準)以下，可兼顧室溫下的操作性與成型時的樹脂供給性。
還有，熱硬化性樹脂基材(B)中的不織布狀基材之體積含有率Vb1係藉由下述式求出。
Vb1=Faw1/(ρ1×Tb1×10)(%)
Faw1：不織布狀基材的單位面積重量(g/m2)
ρ1：不織布狀基材的構成材料之密度(g/cm3)
Tb1：熱硬化性樹脂基材(B)之厚度(mm)
作為切出熱硬化性樹脂基材(B)之方法，當熱硬化性樹脂(a)在室溫為固體時，只要是以不粉碎的方式留意地切出此即可，當熱硬化性樹脂(a)在室溫為液體時，只要是在凍結條件下切出即可。作為凍結條件，可例示比藉由示差掃描熱量測定(DSC)所求得的熱硬化性樹脂(a)之熔點低10℃以上的溫度環境。當熔點無法檢測時，可例示代替使用玻璃轉移點而求出之方法。
又，可使用厚度Tb1(單位：mm)與不織布狀基材之單位面積重量Faw1(單位：g/m2)、不織布狀基材的構成材料之密度ρ1(單位：g/cm3)，藉由上式求出不織布狀基材之體積含有率Vb1。厚度Tb1係藉由顯微鏡，自熱硬化性樹脂基材(B)的縱50mm、橫50mm之範圍內的任意10點之厚度平均求出。
<熱硬化性樹脂(a)>
作為熱硬化性樹脂(a)，只要是具有熱硬化性的樹脂，則沒有特別的限定，但較佳為由環氧樹脂、乙烯酯樹脂、酚樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂及雙馬來醯亞胺樹脂所選出的至少1種熱硬化性樹脂。於此等的熱硬化性 樹脂之中，從熱硬化性樹脂基材(B)之隨著時間經過的安定性與所得之纖維強化複合材料的力學特性之平衡來看，作為熱硬化性樹脂(a)，特佳為環氧樹脂。環氧樹脂除了以單質使用，還可使用以環氧樹脂作為主成分的熱硬化性樹脂之共聚物、改性體及摻合有2種以上的熱硬化性樹脂等。
本態樣中的熱硬化性樹脂(a)較佳為顯示在40℃的黏度為1000Pa‧s以上，且從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時之最低黏度為10Pa‧s以下之特性。關於熱硬化性樹脂(a)，由於將在40℃的黏度設為1000Pa‧s以上，將從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時之最低黏度設為10Pa‧s以下，而可兼顧將熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構時的操作性與在成型機構中藉由加壓及加熱而製造纖維強化複合材料時的熱硬化性樹脂(a)對於強化纖維基材(A)之含浸性。
從操作性之觀點來看，在40℃的熱硬化性樹脂(a)之黏度較佳為1000Pa‧s以上，從調製熱硬化性樹脂基材(B)時的熱硬化性樹脂(a)之加工性之觀點來看，較佳為10kPa‧s以下。又，從成型時對於強化纖維基材(A)的含浸性之觀點來看，熱硬化性樹脂(a)係從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時之最低黏度較佳為10Pa‧s以下，從熱硬化性樹脂(a)的硬化物之力學特性之觀點來看，較佳為1mPa‧s以上。
由於將熱硬化性樹脂(a)在40℃的黏度設為1000Pa‧s以上，作為熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型 機構時，可防止熱硬化性樹脂(a)從熱硬化性樹脂基材(B)垂下流出。熱硬化性樹脂(a)從熱硬化性樹脂基材(B)垂流者，係不僅污染成型機構周邊，而且由於預先調製供應的強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)之投入量被擾亂，以所欲的構成製造纖維強化複合材料者係變困難。
另一方面，由於將熱硬化性樹脂(a)從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時之最低黏度設為10Pa‧s以下，在將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構，藉由加熱及加壓而製造纖維強化複合材料時，可將熱硬化性樹脂(a)立刻供給至強化纖維基材(A)，展現良好的含浸性。由於含浸性良好，可抑制所得之纖維強化複合材料中生成的空隙，而且製程的設計自由度變高。
再者，本態樣之熱硬化性樹脂(a)係在150℃經加熱5分鐘時的以離子黏度計所測定之固化指數較佳為85%以上。所謂的固化指數，就是表示熱硬化性樹脂(a)的硬化反應程度之指標，由於固化指數變高，從所得之纖維強化複合材料的成型機構來脫模變容易，可以短時間進行加熱熱硬化性樹脂(a)而使其硬化成為纖維強化複合材料之時間。因此，縮短將熱硬化性樹脂基材(B)與強化纖維基材(A)供應至成型機構而製造的步驟之加熱時間，可提高生產性。在150℃經加熱5分鐘的熱硬化性樹脂(a)時之以離子黏度計所測定之固化指數較佳為100%以下。
本態樣中之熱硬化性樹脂基材(B)中的熱硬化性樹脂(a)在後述成型步驟的預備加熱溫度及成型溫度下之黏度係在任一溫度皆較佳為1000Pa‧s以下，更佳為100Pa‧s以下，尤佳為10Pa‧s以下。由於將熱硬化性樹脂基材(B)中的熱硬化性樹脂(a)在預備加熱溫度及成型溫度之黏度設為1000Pa‧s以下，熱硬化性樹脂(a)係充分地含浸至強化纖維基材(A)，可抑制所得之纖維強化複合材料中發生的空隙。
<不織布狀基材>
本態樣中的不織布狀基材係沒有特別的限定，但較佳為由不連續纖維所構成，不連續纖維以束形狀或短纖維形狀分散，於纖維間具有熱硬化性樹脂之含浸空隙的構造。作為適合不織布狀基材的不連續纖維，可舉出天然纖維、合成纖維等之有機纖維、或碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維等之無機纖維。其中，作為適合不織布狀基材的不連續纖維，較佳為比強度、比彈性模數優異之碳纖維。不織布狀基材之形態或形狀係沒有限制，例如可混合2種以上的纖維，或混合有機化合物或無機化合物，纖維彼此被其它成分所填縫，或纖維與樹脂成分接著。從容易製造纖維分散的構造之觀點來看，作為不織布狀基材，可例示以由乾式法或濕式法所得的不織布形態，纖維被充分地開纖，而且纖維彼此以由有機化合物所成的黏結劑接著之不織布狀基材當作較佳的形狀。
又，本態樣中的不織布狀基材，以提高熱硬化性樹脂基材(B)的操作性為目的，較佳係在40℃下的不織布狀基材之拉伸強度σrt1為0.5MPa以上，而且下述的拉伸強度比σr1為0.5以上者。
在40℃的不織布狀基材之拉伸強度σrt1，係在依據JIS-L1913(2010)「一般不織布試驗方法」中規定的拉伸強度之測定方法進行評價時，表示不織布狀基材的力學特性之1個指標。又，此處所言的「拉伸強度比σr1」，就是在下述溫度T(℃)之不織布狀基材的拉伸強度σT1與在40℃的拉伸強度σrt1之比，可用下式表示。
σr1=σT1/σrt1
σrt1：在40℃的不織布狀基材之拉伸強度
σT1：在溫度T(℃)的不織布狀基材之拉伸強度
T：將熱硬化性樹脂(a)從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時，熱硬化性樹脂(a)顯示最低黏度之溫度
此處，所謂的溫度T，就是將熱硬化性樹脂(a)從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度加熱時，熱硬化性樹脂(a)之黏度變成最小的溫度，當熱硬化性樹脂(a)之黏度變成最小的溫度為複數時，將其中最低的溫度當作溫度T。
本態樣中的不織布狀基材之拉伸強度σrt1較佳為0.5MPa以上，例如以夾子抓住不織布狀基材的兩端而搬運時，從防止因張力或本身重量而不織布狀基材斷裂之觀點來看，更佳為1MPa以上，尤佳為3MPa以上1000MPa以下。藉由使用如此的不織布狀基材，於抓住 時可施予高的張力，將熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構時，可在不切斷的狀態下搬運，故可提高成型機構的設計自由度。
另一方面，在溫度T(℃)的拉伸強度σT1係表示將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構，藉由加壓及加熱而製造纖維強化複合材料時的不織布狀基材之力學特性，此等之比的拉伸強度比σr1(=σT1/σrt1)較佳為0.5以上，更佳為0.5以上0.99以下。藉由使用如此的不織布狀基材來調製熱硬化性樹脂基材(B)，搬運、積層時係操作性良好，於供應至成型機構，藉由加壓及加熱而製造纖維強化複合材料時，可在不發生不織布狀基材的切斷或破裂等狀態下製造纖維強化複合材料，故製程安定。
構成不織布狀基材的纖維之平均纖維長度較佳為0.1mm以上，更佳為1mm以上，尤佳為2mm以上。又，前述纖維之平均纖維長度較佳為100mm以下，更佳為50mm以下，尤佳為10mm以下。
作為平均纖維長度之測定方法，例如有自不織布狀基材中直接取出纖維之方法，或使用僅溶解熱硬化性樹脂基材(B)中的熱硬化性樹脂(a)之溶劑使其溶解，過濾分離所殘留的纖維，藉由顯微鏡觀察而測定之方法(溶解法)。當沒有能溶解熱硬化性樹脂的溶劑時，有將纖維在不會氧化減量的溫度範圍中僅燒掉熱硬化性樹脂(a)，分離纖維，藉由顯微鏡觀察而測定之方法方法(燒掉法)等。測定係可藉由任意地選出400條的纖維， 用光學顯微鏡測定其長度至1μm單位為止，算出纖維長度與其比例而進行。還有，比較自不織布狀基材中直接取出纖維之方法與以燒掉法或溶解法取出纖維之方法時，藉由適當地選定條件，於所得之結果中不會發生特別的差異。
不織布狀基材的X-Y面(意指基材面內，本態樣中將與不織布狀基材面內的某軸(X軸)正交之軸當作Y軸，將基材厚度方向(即，與基材面垂直的方向)當作Z軸)之纖維配向較佳為等向性。以後述之測定法所測定的X-Y面之纖維二次元配向角的平均值較佳為5度以上，更佳為20度以上，尤佳為30度以上。愈接近理想的角度之45度愈佳。由於將不織布狀基材的X-Y面之纖維二次元配向角的平均值設為5度以上，不織布狀基材的力學特性接近等向性，故可容易地設定作為熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構時的積層構成。
為了提高熱硬化性樹脂基材(B)中的熱硬化性樹脂(a)之擔持性，以後述之測定法所測定的與不織布狀基材之X-Y面正交的面之纖維二次元配向角的平均值較佳為5度以上，更佳為10度以上，尤佳為20度以上。又，與不織布狀基材之X-Y面正交的面之纖維二次元配向角的平均值較佳為85度以下，更佳為80度以下，尤佳為75度以下。由於將與不織布狀基材之X-Y面正交的面之纖維二次元配向角的平均值設為5度以上85度以下，熱硬化性樹脂(a)之擔持性升高，故可適宜地實施成型時的樹脂對於強化纖維基材(A)之供給。
本態樣所較佳使用的不織布狀基材之每單位面積的質量較佳為1g/m2以上，更佳為10g/m2以上，尤佳為30g/m2以上。由於將不織布狀基材之每單位面積的質量設為1g/m2以上，故而熱硬化性樹脂(a)的擔持性與調製熱硬化性樹脂基材(B)時的操作性升高。
本態樣中較宜使用之不織布狀基材內之纖維彼此，較佳為以黏結劑接著而成。藉此，操作性或生產性、作業性升高，而且可保持不織布狀基材的網絡構造。作為黏結劑，並沒有特別的限制，較宜使用聚乙烯醇、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯樹脂、苯乙烯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚酯系樹脂、聚苯硫樹脂、改性聚苯醚樹脂、聚縮醛樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、氟樹脂、熱塑性丙烯酸樹脂、熱塑性聚酯樹脂、熱塑性聚醯胺醯亞胺樹脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物等之熱塑性樹脂、胺甲酸酯樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、熱硬化型丙烯酸樹脂、酚樹脂、環氧樹脂、熱硬化型聚酯等之熱硬化性樹脂。從所得之纖維強化複合材料的力學特性之觀點來看，不織布狀基材的黏結劑較宜使用具有由環氧基、羥基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、醯胺基、羧基、酸酐基、胺基、亞胺基所選出的至少1個官能基之樹脂。此等的黏結劑樹脂係可單獨或以二種以上組合使用。將不織布狀基材之質量當作100質量%時，從與操作性有關的不織布狀基材 的形態安定性之觀點來看，黏結劑之附著量較佳為0.01質量%以上，更佳為0.1質量%以上，尤佳為1質量%以上。又，從不織布狀基材的生產性之觀點來看，黏結劑之附著量較佳為20質量%以下，更佳為15質量%以下，尤佳為10質量%以下。由於將黏結劑之附著量設為0.01質量%以上20質量%以下，可高效率地生產操作性良好的不織布狀基材。
<X-Y面之纖維二次元配向角的平均值導出法>
所謂X-Y面之纖維二次元配向角的平均值，就是用以下之程序I、II測定。還有，如上述，X軸、Y軸、Z軸係互相正交，X-Y面係基材面內，Z軸係基材厚度方向。
I.對於在X-Y面任意選出的不織布狀基材中之單纖維，測定交叉的全部的單纖維之二次元配向角的平均值。當單纖維中交叉的單纖維為多數時，亦可代替性使用任意地選出20條交叉的單纖維所測定出的平均值。
II.著眼於另外的單纖維，重複合計5次的上述I之測定，算出其平均值來當作纖維二次元配向角之平均值。
自熱硬化性樹脂基材(B)來測定不織布狀基材之纖維二次元配向角的平均值之方法係沒有特別的限制，例如可例示自熱硬化性樹脂基材(B)的表面來觀察纖維的配向之方法。此時，研磨熱硬化性樹脂基材(B)之表面而使纖維露出者，由於更容易觀察纖維而較宜。又， 可例示對於熱硬化性樹脂基材(B)，利用穿透光觀察纖維的配向之方法。此時，薄切熱硬化性樹脂基材(B)者，由於更容易觀察纖維而較宜。再者，亦可例示以X射線CT穿透觀察熱硬化性樹脂基材(B)，拍攝纖維的配向影像之方法。當為X射線穿透性高的纖維時，由於若預先在纖維中混合示蹤用的纖維，或預先在纖維上塗布示蹤用的藥劑，則更容易觀察纖維而較宜。
又，以上述方法難以測定時，可例示以不崩壞纖維的構造之方式去除熱硬化性樹脂後，觀察纖維的配向之方法。例如，可以2片的不銹鋼製篩網夾住熱硬化性樹脂基材(B)，用螺絲等固定而使熱硬化性樹脂基材(B)不會移動之後，燒掉熱硬化性樹脂成分，以光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察所得之纖維基材而測定。
<與X-Y面正交的面之纖維二次元配向角的平均值導出法>
與X-Y面正交的面之纖維二次元配向角的平均值係用以下之程序I、II測定。
I.測定在與X-Y面正交的面任意選出的單纖維之纖維二次元配向角。纖維二次元配向角係將平行於Z軸時當作0度，將垂直於Z軸時當作90度。因此，纖維二次元配向角之範圍成為0~90度。
II.於合計50條的單纖維，實施上述I之測定，算出其平均值當作與X-Y面正交的面之纖維二次元配向角的平均值。
自熱硬化性樹脂基材(B)來測定纖維傾斜角之平均值的方法係沒有特別的限制，例如可例示自熱硬化性樹脂基材(B)的Y-Z面(Z-X面)來觀察纖維的配向之方法。此時，研磨熱硬化性樹脂基材(B)的剖面而使纖維露出者，由於更容易觀察纖維而較宜。又，可例示對於熱硬化性樹脂基材(B)，利用穿透光觀察纖維的配向之方法。此時，薄切熱硬化性樹脂基材(B)者，由於更容易觀察纖維而較佳。再者，亦可例示以X射線CT穿透觀察熱硬化性樹脂基材(B)，拍攝纖維的配向影像之方法。當為X射線穿透性高的纖維時，由於若預先在纖維中混合示蹤用的纖維，或預先在纖維上塗布示蹤用的藥劑，則更容易觀察纖維而較宜。
又，以上述方法難以測定時，可例示以不崩壞纖維的構造之方式去除熱硬化性樹脂後，觀察纖維的配向之方法。例如，可以2片的不銹鋼製篩網夾住熱硬化性樹脂基材(B)，用螺絲等固定而使熱硬化性樹脂基材(B)不會移動之後，燒掉熱硬化性樹脂成分，以光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察所得之纖維基材而測定。
<製造方法>
本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法係使熱硬化性樹脂(a)含浸至強化纖維基材(A)，再進一步使其硬化的纖維強化複合材料之製造方法，其特徵為，包含後述的步驟(II)~(IV)之部分。而且，作為更佳的態樣，具有後述的步驟(I)。以下，說明如此的本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法。
<步驟(I)>
本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法較佳為在步驟(II)之前，包含使熱硬化性樹脂(a)擔持於不織布狀基材上，調製熱硬化性樹脂基材(B)之步驟(I)。作為使熱硬化性樹脂(a)擔持於不織布狀基材上而調製熱硬化性樹脂基材(B)之方法，例如可例示使熱硬化性樹脂(a)成為符合指定的單位面積重量之薄膜形狀，貼附於不織布狀基材的至少單面上，於熱硬化性樹脂(a)不會進行硬化反應的溫度下加熱加壓，而使熱硬化性樹脂(a)擔持於不織布狀基材上，再加以捲取之方法。又，當熱硬化性樹脂(a)之黏度低而難以加工薄膜形狀時，亦可舉出在不織布狀基材上直接塗布熱硬化性樹脂(a)，或將不織布狀基材浸漬於熱硬化性樹脂(a)中，而使熱硬化性樹脂(a)擔持於不織布狀基材上之方法。
作為使熱硬化性樹脂(a)擔持於不織布狀基材上時的加熱加壓方法，可舉出使用具有加熱器等的熱源之多段輥、雙帶壓製機等之方法。此等之方法由於可連續地在加熱加壓機構上搬運熱硬化性樹脂(a)與不織布狀基材，具有得到長條的熱硬化性樹脂基材(B)之優點。
又，亦可例示以分割方式調製熱硬化性樹脂基材(B)之方法。將經裁切成指定尺寸的不織布狀基材與經預先秤量的熱硬化性樹脂(a)配置於封閉空間內，將該封閉空間內減壓，藉由以熱硬化性樹脂(a)不會進行硬化反應的溫度加熱指定時間，將不織布狀基材內存在的 空氣置換成熱硬化性樹脂(a)，而使熱硬化性樹脂(a)擔持於不織布狀基材上之真空袋方法等。
於步驟(I)中，使熱硬化性樹脂(a)擔持於不織布狀基材上時，較佳為以熱硬化性樹脂(a)不會進行硬化反應之溫度內將熱硬化性樹脂(a)加熱。藉由加熱而熱硬化性樹脂(a)之黏度降低，具有促進熱硬化性樹脂(a)對於不織布狀基材之滲透的效果。又，在硬化反應不會進行的溫度下之熱硬化性樹脂(a)之黏度較佳為1000Pa‧s以下，更佳為100Pa‧s以下，尤佳為10Pa‧s以下。由於將在硬化反應不會進行的溫度下之熱硬化性樹脂(a)之黏度設為1000Pa‧s以下，熱硬化性樹脂(a)係可充分地滲透不織布狀基材，而減少所得之熱硬化性樹脂基材(B)的樹脂含有不均或厚度不均，使用此所製造的纖維強化複合材料由於熱硬化性樹脂(a)對於強化纖維基材(A)的供給不均少，成為空隙少的高品質之纖維強化複合材料，故較佳。
於步驟(I)中，使熱硬化性樹脂(a)擔持於不織布狀基材上時，更佳為進行加壓。藉由加壓而促進熱硬化性樹脂(a)對於不織布狀基材之滲透。作為加壓的壓力之範圍，較佳為0.1MPa以上10MPa以下之範圍。由於設為如此的範圍，可充分得到因加壓所致的滲透促進效果，高效率地使熱硬化性樹脂(a)滲透至不織布狀基材，故較佳。
<步驟(II)>
本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法包含將強化纖維基材(A)以及包含熱硬化性樹脂(a)與不織布狀基材的熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構之步驟(II)。作為將強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構之形態，以分割方式來說，可例示將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)裁切成所欲的形狀‧尺寸，並進行積層而形成預形體，再供應至成型機構之方法。作為成型機構，只要是投入預形體，賦予形狀之機構，則沒有限定，可舉出具備公母一對雙面模具之壓製機、或在單面具有形狀的賦形模具等之成型機構。
又，較佳為強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)係長條狀，將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)連續地供應至成型機構。此處，所謂的長條狀，就是意指基材之長度方向的長度為10m以上者。作為連續地供應之方法，可例示將長條狀的強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)分別掛在筒架上送出，在以捲繞機等的捲取機構邊施加張力邊捲取的製程內進行配置，於此製程內的送出-捲取機構間具備成型機構之方法。於前述方法中，具有能連續地將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構之優點。作為成型機構，只要是賦予形狀之機構，則沒有限定，可舉出多段輥或雙帶壓製機等之可連續成型的機構。
另外，於步驟(II)中，由於以強化纖維基材(A)密封熱硬化性樹脂基材(B)的至少1個側面之方式， 供應至成型機構，而阻擋熱硬化性樹脂基材(B)的流動，因而可將熱硬化性樹脂(a)有效率地供給至強化纖維基材(A)。此處，所謂的熱硬化性樹脂基材(B)之側面，就是意指與熱硬化性樹脂基材(B)之厚度方向平行的面。雖然亦取決於所得之纖維強化複合材料的形狀或模具的形狀，但較佳為預先密封熱硬化性樹脂基材(B)的至少1個側面，更佳為密封全部的側面。藉由強化纖維基材(A)密封熱硬化性樹脂基材(B)之方法係沒有特別的限制，例如可例示以強化纖維基材(A)包入熱硬化性樹脂基材(B)之方法，或以2片的強化纖維基材(A)夾持熱硬化性樹脂基材(B)，夾緊接縫之方法。又，密封的強化纖維基材(A)係可密接於熱硬化性樹脂基材(B)之側面，也可具有空間。
<預備加熱步驟>
還有，於本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法中，在步驟(II)之前，較佳為具有預先加熱(預備加熱)熱硬化性樹脂基材(B)之步驟。於供應至成型機構之前預備加熱，由於熱硬化性樹脂基材(B)係以軟化之狀態供應至成型機構，與在室溫狀態下供應至成型機構之情況比較下，形狀追隨性升高。
預備加熱之溫度係可與後述的步驟(IV)中之使熱硬化性樹脂(a)硬化的溫度相同，也可相異。當預備加熱之溫度與硬化溫度相同時，從熱硬化性樹脂(a)之硬化反應所伴隨的黏度上升之觀點來看，預備加熱時間較佳為10分鐘以內。
又，從樹脂流動與形狀追隨性之觀點來看，預備加熱之溫度較佳為比以1.5℃/分鐘的升溫速度加熱熱硬化性樹脂(a)時之顯示最低黏度的溫度更低10℃以上之溫度。由於將預備加熱之溫度設為比以1.5℃/分鐘的升溫速度加熱熱硬化性樹脂(a)時之顯示最低黏度的溫度更低10℃以上之溫度，熱硬化性樹脂基材(B)係良好地追隨所欲的形狀，賦形性升高，而可容易得到複雜形狀的纖維強化複合材料，故較佳。
作為預備加熱之方法，可例示與具備加熱器等的熱板直接接觸之方法，或於經由熱風調溫的空間中進行加熱之環境加熱方法等。
<步驟(III)>
本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法包含藉由成型機構的加壓，從熱硬化性樹脂基材(B)將熱硬化性樹脂(a)供給、含浸至強化纖維基材(A)之步驟(III)。作為步驟(III)中的加壓方法，可舉出連續方式與分割方式。
作為連續方式，可例示一邊將供應至成型機構的強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)本身搬運，一邊以加壓的多段輥或雙帶壓製機等進行加壓之方法。
作為分割方式，可例示預先從強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)來形成預形體，進行加壓之方法。作為分割方式中進行加壓的方法，可舉出將雙面模具安裝於壓製機，將該雙面模具鎖模並進行加壓之 方法，或於以單面的賦形模具與具有可撓性的薄膜所構成的封閉空間內，配置包含強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)的預形體，將該封閉空間減壓之方法。於後者之情況，由於成型空間的封閉空間係比外部更減壓，而成為將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)之積層體(預形體)加壓之狀態。
又，於步驟(III)中，因加壓所致的熱硬化性樹脂基材(B)之以下述式表示的面內伸長比較佳為1.2以下，更佳為1.1以下。
面內伸長比=(加壓後的投影面積)/(加壓前的投影面積)
此處，所謂的投影面積，就是於步驟(II)中供應至成形機構之前的最廣面之投影面積，一般而言因加壓而增大。加壓後的投影面積係可自將所得之纖維強化複合材料分解或剖面觀察等來容易地測定。以熱硬化性樹脂基材(B)之面內伸張比成為1.2以下之方式控制加壓力，可抑制熱硬化性樹脂基材(B)之流動，有效率地將樹脂供給至強化纖維基材(A)。面內伸張比之下限係沒有特別的限定，但較佳為0.7以上，更佳為1.0以上。
<步驟(IV)>
本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法包含藉由成型機構的加熱，使熱硬化性樹脂(a)硬化之步驟(IV)。加熱溫度係可根據熱硬化性樹脂(a)的硬化速度與將強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)投入成型機構內後到取出的時間(成型時間)來設定，較 佳為100℃以上300℃以下之範圍。由於將加熱溫度設為如此的範圍，可縮短成型周期，可提高纖維強化複合材料的生產性而較宜。
<步驟(III)與步驟(IV)之同時進行>
又，於本態樣中，較佳為同時地進行步驟(III)之加壓與步驟(IV)之加熱。此時，所謂同時地進行步驟(III)之加壓與步驟(IV)之加熱，就是意指在步驟(III)之加壓與步驟(IV)之加熱兩者進行的時間有重疊，即同時地實施兩者的時間係存在。因此，在步驟(III)之開始時間及結束時間與步驟(IV)之開始時間及結束時間亦可有差異。即，亦包含：同時地開始加壓與加熱，同時地結束加壓與加熱之態樣；包含於開始加壓後開始加熱，然後結束加壓，最後結束加熱之態樣；或於開始加壓後開始加熱，然後結束加熱，最後結束加壓之態樣；或同時地開始加壓與加熱，然後結束加壓，最後結束加熱之態樣等。
由於同時地實施步驟(III)之加壓與步驟(IV)之加熱兩邊的時間存在，故可利用因步驟(III)之加壓而促進形狀賦形效果及熱硬化性樹脂(a)對於強化纖維基材(A)的含浸之效果，以及因步驟(IV)之加熱而熱硬化性樹脂基材(B)之軟化所致的形狀追隨性升高之效果及熱硬化性樹脂(a)之黏度降低所伴隨的對於強化纖維的含浸性升高之效果雙方，故較佳。
<藉由雙面模具的壓製成型>
本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法，較佳為成型機構具有一對的雙面模具，將包含前述強化纖維基材(A)與前述熱硬化性樹脂基材(B)的預形體在該雙面模具內成型之方法(以下，將此方法稱為壓製成型方法)(圖2)。作為如此的成型方法之一例，預先製作包含強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)的預形體3，配置於模具(雙面模具4A、4B)內，以雙面模具進行鎖模而加壓賦形，將熱硬化性樹脂(a)供給、含浸至強化纖維基材(A)。然後，加熱前述模具而使熱硬化性樹脂(a)硬化。模具亦可在配置預形體3之前加熱到成型溫度為止，也可將已加熱到預形體3軟化之溫度的模具予以加壓後，升溫到成型溫度為止。前者由於不需要模具的冷卻‧加熱，具有縮短成型周期之效果，後者由於形狀追隨性升高，具有所得之纖維強化複合材料的表面品質升高之效果。
預形體3若在配置於雙面模具中之前(步驟(II)之前)預備加熱，使熱硬化性樹脂基材(B)預先軟化，則由於形狀追隨性升高而更佳。
於雙面模具上配置預形體3時，為了保持預形體3，較佳為使用坯料托架5(圖3)。藉由坯料托架5夾入預形體3之端部，由於可固定預形體3之端部，而能防止自熱硬化性樹脂基材1所排出的熱硬化性樹脂(a)之橫漏，不浪費熱硬化性樹脂(a)而使其含浸至強化纖維基材2。此外，亦具有能輔助預形體3對於模具的設置、取出之優點。
又，於步驟(III)中，以面壓P1(MPa)開始鎖模後，較佳為以比面壓P1更高的面壓P2(MPa)完成鎖模，面壓P2更佳為面壓P1之2倍以上，面壓P2尤佳為面壓P1之3倍以上。即，於鎖模開始時，由於樹脂之黏度高，以更低壓優先地實現預形體之賦形，於鎖模完成時對於經賦形的預形體，以更高壓實施樹脂之供給，可兼顧複雜形狀的成形與樹脂的安定含浸。於本實施態樣中，鎖模開始時的面壓P1與鎖模完成時的面壓P2之關係只要滿足條件：P2>P1，則途中階段的面壓值或大小關係沒有特別的限定，但較佳為以鎖模開始的面壓P1保持而進行預形體的賦形後，提高壓力直到鎖模完成的面壓P2為止之方法。
<藉由單面模具與覆蓋膜的成型>
本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法，較佳為成型機構具有單面模具6，將包含前述強化纖維基材(A)與前述熱硬化性樹脂基材(B)的預形體3配置於該單面模具6上，再以覆蓋膜7包裝而成型(圖4)。作為如此的成型方法之一例，製造包含強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)的預形體3，配置於單面模具6上。於覆蓋膜7與單面模具6之間設置該預形體3，使用密封材料來使比預形體3大尺寸的覆蓋膜7之端部密接於單面模具。於覆蓋膜7與單面模具6的密接面之一部分上，設置吸引口8，使用真空泵，從吸引口8抽吸成型空間(由配置有預形體3的單面模具6與覆蓋膜7所構成之空間)內存在的空氣，而將該成型空間內予以減 壓。此時，由於成型空間成為比外部更減壓狀態，而形成預形體3經加壓之狀態。然後，因投入熱風烘箱等中，進行加熱，而熱硬化性樹脂(a)熔融，含浸至強化纖維基材(A)，同時硬化反應進行，可得到纖維強化複合材料。於如此的成型方法中，由於抽吸成型空間中存在的氣體而減壓，而亦可去除強化纖維基材(A)中所含有的空氣等，故能夠抑制所得之纖維強化複合材料中的空隙形成，會有具有良好的力學特性、表面品質之效果。
藉由真空泵的減壓係可在加熱時停止，也可連續減壓，但從抑制所得之纖維強化複合材料的空隙之觀點來看，較佳為在加熱中亦連續減壓。又，由於在前述覆蓋膜7使用具有可撓性的薄膜，對於單面模具的追隨性良好而較宜。
<藉由中空模具的成型>
本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法，較佳為成型機構具有中空模具，於中空部內配置包含前述強化纖維基材(A)與前述熱硬化性樹脂基材(B)的預形體，將該中空部加壓。作為如此的成型方法之一例，製作包含強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)的預形體，以貼附於中空模具內的成型面之方式配置。藉由將中空部加壓而將預形體賦形，同時對於強化纖維基材(A)供給熱硬化性樹脂(a)，加熱中空模具內而使熱硬化性樹脂(a)硬化。中空模具係可在配置預形體之前加熱到成型溫度為止，也可在已加熱到預形體軟化的溫度之中空模具的中空部內配置預形體，加壓中空部後， 升溫到成型溫度為止。前者由於不需要中空模具的冷卻‧加熱，具有縮短成型周期之效果，後者由於形狀追隨性升高，具有所得之纖維強化複合材料的表面品質升高之效果。又，中空模具係可由具有中空部的一個剛體所成之一體成形的模具，也可為組合複數個剛體來構成中空部之分割式模具。作為加壓中空部之方法，可例示使壓縮空氣流入前述中空部之方法等。
<藉由砂心模具的成型>
更佳為成型機構可進一步具有砂心模具(圖5)。於如此的成型方法中，除了前述中空模具(9A、9B)，成型機構還具有砂心模具10。可於中空模具(9A、9B)之中空部內配置包含前述強化纖維基材(A)與前述熱硬化性樹脂基材(B)的預形體3，插入砂心模具10，也可將在砂心模具10之表面上配置有前述預形體3者插入由中空模具(9A、9B)所形成的中空部內。作為加壓方法，較佳為將氣體導入至砂心模具10中而使其膨脹。作為砂心模具10，較宜使用即使高溫也能均勻地負荷壓力之熱塑性樹脂性的氣囊(bladder)。於如此的成型方法中，由於將預形體3之外表面推壓至模具，具有可容易製造中空形狀的纖維強化複合材料之效果。
<藉由牽引機構的成型>
本發明之第1態樣的纖維強化複合材料之製造方法，較佳為成型機構具有將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)邊加壓邊牽引的機構。作為如此的成型方法之一例，將包含長條狀的強化纖維基材(A)及熱硬 化性樹脂基材(B)的積層體16(參照圖1)連續地供給至成型機構，同時加壓賦形，而將熱硬化性樹脂(a)供給至強化纖維基材(A)，加熱而在成型機構內使熱硬化性樹脂(a)硬化，連續地製造固定剖面的纖維強化複合材料。從連續成型周期之觀點來看，成型較佳為同時地進行步驟(III)之加壓與步驟(IV)之加熱。於如此的成型方法中，具有能容易製造長條且固定剖面的纖維強化複合材料之效果。作為成型機構，可為開有貫通孔的貫通模具，也可為在剛體的表面具有賦形面之推壓式模具，藉由作成為具備加熱器等之加熱機構的模具，則可同時地進行加壓與加熱。
作為貫通模具11，可舉出如圖6所示之具有貫通孔的剛體，在單面具有能供給包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16之供給口，於與供給口相反之面具有能拉拔所得到之纖維強化複合材料之拉拔口者。於成型時，從供給口連續地送進包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16，藉由可通過貫通孔而從拉拔口拉拔，則可在貫通模具11內加壓並賦形，同時將熱硬化性樹脂(a)供給至強化纖維基材(A)，加熱而使熱硬化性樹脂(a)硬化。作為貫通模具11之形狀，供給口大於拉拔口且貫通孔成為錐狀的形狀由於容易給予壓力而較佳。於如此的成型機構中，除了在爐內進行加熱的環境加熱者之外，還可例示在貫通模具11本身具有加熱器等之加熱機構而直接加熱者。
又，作為推壓式模具12，可使用由如圖7所示的剛體所構成，在成型時具有能將包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16予以均勻地加壓之加壓面的模具。在成型時以對於包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16施加張力之狀態，連續地搬運，藉由推壓至推壓式模具12之成型面而加壓賦形，同時將熱硬化性樹脂(a)供給至強化纖維基材(A)，加熱而使熱硬化性樹脂(a)硬化。作為推壓式模具12之形狀，較佳為模面與所供應之包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16之表面相接的角度θ13為15°~45°之範圍內，更佳為25°~40°之範圍內。若角度小，則無法給予充分的壓力，故不僅熱硬化性樹脂(a)對於強化纖維基材(A)的供給變不充分，而且會發生無法成型為所欲形狀的問題。另一方面，角度θ13大時，由於會附加過多應力，而在成型時包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16會在成型中被切斷。於如此的成型機構中，除了在爐內進行加熱的環境加熱者之外，還可例示在推壓式模具12本身具有加熱器等之加熱機構而直接加熱者。
另外，於邊加壓邊牽引的機構中，在加壓機構可適宜使用雙帶壓製機(14A、14B)(圖8)。藉由如此的加壓機構，由於可容易地進行連續的纖維強化複合材料之成型，而會具有提高纖維強化複合材料的生產性之效果。
還有，亦較佳為使用並列有加熱用與冷卻用的2個機器以上之間歇式加壓系統。藉由成為分割有加熱用與冷卻用的成型機構之加壓系統，由於不需要使成型機構內之溫度升溫、降溫之步驟，而可提高纖維強化複合材料的生產性，故較佳。
<步驟(II)中的強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)的適宜態樣>
於本態樣中，在步驟(II)中，熱硬化性樹脂基材(B)較佳為被強化纖維基材(A)所覆蓋，更佳為熱硬化性樹脂基材(B)完全被強化纖維基材(A)所覆蓋，而沒有熱硬化性樹脂基材(B)露出之部分之形態。於如此的形態中，除了防止從熱硬化性樹脂基材(B)所排出的熱硬化性樹脂(a)往成型區域外之洩漏的效果之外，還具有可不浪費地將樹脂供給至強化纖維基材(A)的效果。如圖9、10中所示，以強化纖維基材(A)覆蓋熱硬化性樹脂基材(B)時，可例示將強化纖維基材(A)捲繞於熱硬化性樹脂基材(B)上之形態，或使複數片強化纖維基材(A)被覆於熱硬化性樹脂基材(B)上之形態。
於藉由連續方式的成型中，以對於將包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體往成型機構搬運的方向呈正交方向之剖面成為如圖9、10所示的構成，可展現前述效果。
另一方面，於藉由分割方式的成型中，以預形體的任意剖面成為如圖9、10所示的構成，可展現前述效果。
於本態樣中，在步驟(II)中，較佳為以強化纖維基材(A)接觸成形機構之方式供應至成形機構，接著，熱硬化性樹脂基材(B)的至少一部分係被強化纖維基材(A)所覆蓋。由於成為成型機構與強化纖維基材(A)接觸之形態，因而減低與成型機構之摩擦，形狀追隨性升高，故較佳。作為以強化纖維基材(A)接觸成型機構之方式供應至成型機構之方法，當成型機構為以上下夾住的加壓機構時，可舉出在成型機構中的最下面或最上面配置強化纖維基材(A)之方法。
於本態樣中，在步驟(II)中，較佳為使強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)直接接觸，而供應至成型機構。藉由使強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)直接接觸而供應至成型機構，在步驟(III)中供給熱硬化性樹脂(a)時，成為在接觸面進行熱硬化性樹脂(a)的供給之面注入形態。因此，含浸性升高，可縮短成型周期。
作為使強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)直接接觸之形態，可各自積層各一片，也可積層複數片。
於本態樣中，在步驟(II)中，較佳為將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)合計積層4層以上而供應至成型機構。其中，從熱硬化性樹脂(a)的含浸性之觀點來看，較佳為交替地積層4層以上的強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)(圖11)，具有使纖維強化複合材料之厚度的設計自由度提高之效果。積層片數之 上限係沒有特別的限定，但從所得之纖維強化複合材料的品質之觀點來看，積層數較佳為100層以下。由於使強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)成為如此的形態而供應至成型機構，所以可以任意的厚度來製造良好品質的纖維強化複合材料，故較佳。
於本態樣中，在步驟(II)中，較佳為除了強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)之外，還將芯材(C)(芯材15)供應至成型機構。由於以如此的構成而供應至成型機構，故可容易控制所得之纖維強化複合材料的厚度增加、剛性提高、輕量化等(圖12)。
較佳為可在芯材(C)之表面上積層強化纖維基材(A)，成為不使芯材(C)與熱硬化性樹脂基材(B)直接接觸之構成。由於成為如此的構成，故可抑制熱硬化性樹脂(a)對於芯材(C)之含浸，能夠得到輕量且高品質的纖維強化複合材料。
還有，作為芯材(C)，宜使用發泡體。適合作為芯材(C)的發泡體係可為具有獨立氣泡的發泡體，也可為具有連續氣泡的發泡體，但從抑制熱硬化性樹脂(a)對於發泡體的含浸之觀點來看，較佳為具有獨立氣泡的發泡體。作為發泡體，除了硬質胺甲酸酯發泡體或硬質丙烯酸發泡體之外，還可例示於使強化纖維表面起毛而形成的網絡構造上塗布有樹脂之發泡材。
[實施例]
以下顯示實施例，更具體說明本態樣。
<使用的材料>
[熱硬化性樹脂(a-1)]
將30質量份的「jER(註冊商標)」828(三菱化學(股)製)、35質量份的「jER(註冊商標)」1001、35質量份的「jER(註冊商標)」154投入捏合機中，邊混練邊升溫到150℃為止，於150℃混練1小時而得到透明的黏稠液。將黏稠液邊混練邊降溫到60℃為止後，摻合3.7質量份作為硬化劑的DYCY7(三菱化學(股)製)、3質量份作為硬化促進劑的DCMU99(保土谷化學工業(股)製)、3質量份作為粒子的「Matsumoto Microsphere(註冊商標)」M(松本油脂製藥(股)製)，藉由在60℃混練30分鐘而調製熱硬化性樹脂組成物。使用薄膜塗布機將該熱硬化性樹脂組成物塗布於離型紙上，製作每單位面積的質量為50g/m2與100g/m2的薄膜狀熱硬化性樹脂(a-1)。
再者，積層1層的50g/m2之熱硬化性樹脂(a-1)與7層的100g/m2之熱硬化性樹脂(a-1)，製作由合計8層所成的750g/m2之熱硬化性樹脂(a-1)。
[不織布狀基材]
用以下之程序準備由強化纖維所成之不織布狀基材。
(程序1)從以PAN為主要成分的共聚物來進行紡絲、燒成處理、表面處理，得到總單纖維數12,000條的連續碳纖維。此連續碳纖維的特性係如以下所示。
單纖維徑：7μm
每單位長度的質量：0.8g/m
密度：1.8g/m3
拉伸強度：4600MPa
拉伸彈性模數：220GPa
(程序2)用匣刀將上述(程序1)所得之連續碳纖維切割成長度6mm，而得到短切纖維。製作由水與界面活性劑(聚氧乙烯月桂基醚(商品名)，Nacali Tesque(股)製)所成之分散液，使用此分散液與上述短切纖維，以抄紙基材的製造裝置製造抄紙基材。抄紙係藉由調整分散液中的纖維濃度，而調整每單位面積的質量。於抄紙基材上，附著約5質量%作為黏結劑的聚乙烯醇水溶液(Kuraray Poval，KURARAY(股)製)，在140℃的乾燥爐中乾燥1小時，製作每單位面積的質量為100g/m2的不織布狀基材。
[強化纖維基材(A-1)]
將東麗(股)公司製之「Torayca」布CO6343B(平織，纖維單位面積重量198g/m2)當作強化纖維基材(A-1)。
[熱硬化性樹脂基材(B-1)]
以成為熱硬化性樹脂(a-1)/不織布狀基材/熱硬化性樹脂(a-1)之方式，積層不織布狀基材及750g/m2的熱硬化性樹脂(a-1)，於經調溫至70℃的壓製機中，在面壓0.1MPa之加壓下加熱1.5小時，製作熱硬化性樹脂基材(B-1)。此熱硬化性樹脂基材(B-1)中的不織布狀基材之質量含有率Wb1為6.3%(質量基準)，體積含有率Vb1為4.3%(體積基準)。
(實施例1)
於熱硬化性樹脂基材(B-1)之表與背，積層各2層的強化纖維基材(A-1)，即以成為強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式積層而形成積層體。將該積層體配置於已安裝在壓製機的雙面模具內，將雙面模具鎖模，施加面壓1MPa的壓力。將壓製機所具備的熱盤予以調溫，使雙面模具以1.5℃/分鐘的升溫速度從室溫(25℃)升溫到150℃為止，到達150℃後，保持10分鐘，而製造纖維強化複合材料。於10分鐘的保持後，釋放雙面模具之加壓，將纖維強化複合材料(1)脫模。
纖維強化複合材料(1)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。又，熱硬化性樹脂基材(B)之面內伸長比為1.10。
(實施例2)
於熱硬化性樹脂基材(B-1)之表與背，積層各2層的強化纖維基材(A-1)，即以成為強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式積層而形成積層體。將在成型面的一部分具備凹凸形狀的雙面模具安裝於壓製機，藉由將該壓製機所具備的熱盤予以調溫， 而將雙面模具調溫至70℃。將前述積層體配置於經調溫至70℃的前述雙面模具內，將雙面模具鎖模，於面壓為零壓力下預熱10分鐘。10分鐘後，升降雙面模具而施加面壓1MPa的壓力，同時以1.5℃/分鐘的升溫速度使雙面模具升溫到150℃為止，到達150℃後，保持10分鐘而製造纖維強化複合材料。於10分鐘的保持後，釋放雙面模具之加壓，將纖維強化複合材料(2)脫模。
纖維強化複合材料(2)之表面品質良好，形成追隨雙面模具的凹凸形狀之形狀。進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。又，熱硬化性樹脂基材(B)之面內伸長比為1.05。
(實施例3)
於熱硬化性樹脂基材(B-1)之表與背，積層各2層的強化纖維基材(A-1)，即以成為強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式積層而形成積層體。將該積層體配置於單面模具上，以密封材料(密封覆蓋膜與模具，密閉模內)覆蓋單面模具的周圍後，於前述積層體的外圓周部配置由厚的不織布所成之洩放器(發揮成為空氣或樹脂的通道之間隔物的作用)。於洩放器上配置作為吸引口的管後，以覆蓋膜覆蓋單面模具之方式，使密封材料與覆蓋膜密接。於覆蓋膜使用具有可撓性者。將真空泵連接至作為吸引口的管，藉由抽吸成 型空間(包含由單面模具與覆蓋膜所構成的積層體之空間)內的空氣，將成型空間內減壓，而加壓積層體。然後，將單面模具投入經調溫至150℃的烘箱內，保持30分鐘而製造纖維強化複合材料。於30分鐘的保持後，取出單面模具，將纖維強化複合材料(3)脫模。
纖維強化複合材料(3)之表面品質良好，以顯微鏡觀察表面，看不到空隙。又，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。又，熱硬化性樹脂基材(B)之面內伸長比為1.01。
(實施例4)
準備聚丙烯製的氣囊作為中空的砂心模具，同時於前述氣囊之外圓周全面，以成為(氣囊)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/(外表面)之方式積層及暫時固定，製作預形體。將形成已仿造風車葉片的形狀之模腔部的分割中空模具予以開放，將前述預形體供應至模腔部並鎖模後，使壓縮空氣流入氣囊的中空部而使氣囊膨脹，加壓中空模具的中空部。然後，將中空模具投入經調溫至130℃的烘箱內，保持30分鐘而製造纖維強化複合材料。於30分鐘的保持後，取出中空模具，將纖維強化複合材料(4)脫模，從纖維強化複合材料(4)去除氣囊。
纖維強化複合材料(4)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。又，纖維強化複合材料4具有中空構造。另外，熱硬化性樹脂基材(B)之面內伸長比為1.12。
(實施例5)
除了以比熱硬化性樹脂基材(B-1)大的尺寸準備強化纖維基材(A-1)，於熱硬化性樹脂基材(B-1)之表與背，積層各2層的強化纖維基材(A-1)，即以成為強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式積層，形成如圖10所示的端部構成之積層體以外，以與實施例1同樣之方法製造纖維強化複合材料(5)。
纖維強化複合材料(5)之表面品質良好，在端部經覆蓋的強化纖維基材(A-1)亦含浸熱硬化性樹脂(a-1)，於成型過程看不到熱硬化性樹脂(a-1)漏出之樣子。進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。又，熱硬化性樹脂基材(B)之面內伸長比為1.05。
(實施例6)
除了以成為強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材 (B-1)/強化纖維基材(A-1)之方式，交替地積層合計5層強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂基材(B-1)而形成積層體以外，以與實施例1同樣之方法製造纖維強化複合材料(6)。
纖維強化複合材料(6)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的最外層及中間層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。又，熱硬化性樹脂基材(B)各層之面內伸長比的平均為1.13。
(實施例7)
除了強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂基材(B-1)，還使用ACHILLES(股)公司製的「Achilles Board(註冊商標)」作為芯材(C)，以成為強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/芯材(C)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式積層而形成積層體。將該積層體配置於單面模具上，以密封材料(密封覆蓋膜與模具，密閉模內)覆蓋單面模具的周圍後，於前述積層體的外圓周部配置由厚的不織布所成之洩放器(發揮成為空氣或樹脂的通道之間隔物的作用)。於洩放器上配置作為吸引口的管後，以覆蓋膜覆蓋單面模具之方式，使密封材料與覆蓋膜密接。於覆蓋膜使用具有可撓性者。將真空泵連接至作為吸引口的管，藉由抽吸成 型空間(包含由單面模具與覆蓋膜所構成的積層體之空間)內的空氣，將成型空間內減壓，而加壓積層體。然後，將單面模具投入經調溫至130℃的烘箱內，保持60分鐘而製造纖維強化複合材料。於60分鐘之保持後，取出單面模具，將纖維強化複合材料(7)脫模。
纖維強化複合材料(7)之表面品質良好，包含空隙部，為厚物形狀且輕量。進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。又，熱硬化性樹脂基材(B)各層之面內伸長比為1.02。
(比較例1)
以成為強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂(a-1)/熱硬化性樹脂(a-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式，積層750g/m2的薄膜狀熱硬化性樹脂(a-1)及強化纖維基材(A-1)。於積層時，熱硬化性樹脂(a-1)係在體溫下軟化伸展，有一部分的單位面積重量變小。將該積層體配置於已安裝在壓製機的雙面模具內，升降雙面模具而施加面壓1MPa的壓力。將壓製機所具備的熱盤予以調溫，使雙面模具以1.5℃/分鐘的升溫速度從室溫(25℃)升溫到150℃為止，到達150℃後，保持10分鐘，而製造纖維強化複合材料。於10分鐘的保持後，釋放雙面模具之加壓，將纖維強化複合材料(8)脫模。
纖維強化複合材料(8)之表面係強化纖維基材(A-1)被擾亂，形成富含樹脂部分，而且表面的一部分具有未含浸部。
[第2態樣]
本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法係使熱硬化性樹脂(a)含浸至強化纖維基材(A)，再進一步使其硬化的纖維強化複合材料之製造方法，在40℃下的熱硬化性樹脂(a)之黏度為1,000Pa‧s以上，從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時的熱硬化性樹脂(a)之最低黏度為10Pa‧s以下，為包含以下所示的步驟(II)~(IV)的纖維強化複合材料之製造方法。
步驟(II)：將強化纖維基材(A)以及熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構。此處，熱硬化性樹脂基材(B)係包含熱硬化性樹脂(a)以及多孔質片狀基材(b)或薄膜狀基材(c)之基材。
步驟(III)：藉由成型機構的加壓，從熱硬化性樹脂基材(B)將熱硬化性樹脂(a)供給、含浸至強化纖維基材(A)。
步驟(IV)：藉由成型機構的加熱，使熱硬化性樹脂(a)硬化。
還有，已供給至強化纖維基材(A)的熱硬化性樹脂(a)及熱硬化性樹脂基材(B)中殘留的熱硬化性樹脂(a)係在成型步驟(步驟(IV))中硬化，而成為纖維強化複合材料的基質樹脂。
<強化纖維基材(A)>
作為強化纖維基材(A)，只要是包含強化纖維的基材，則沒有特別的限定，但較佳為由織物基材、單向基材及蓆基材中選出的至少1種。具體而言，較宜使用強化纖維束單質、使強化纖維束單向排列且藉由縫線縫合一體化之物、將由連續纖維所成的織物基布單獨或積層者、藉由縫線將由連續纖維所成的織物基布予以縫合一體化之物、立體織物或編織物等之纖維構造物、使不連續纖維成為不織布形態者等。還有，所謂的連續纖維，就是意指不將強化纖維切斷成短纖維的狀態，而將強化纖維束以連續的狀態並絲之強化纖維。
於本態樣中，關於強化纖維基材(A)中使用的強化纖維之形態或排列，可自經單向並絲的長纖維、織物、粗紗等之連續纖維的形態中適宜選擇。
又，強化纖維基材(A)只要是包含強化纖維，甚至是於至少一部分中具有不含樹脂的未含浸部者，則亦可包含其它物質，例如各種的添加劑等。然而，從成型時的賦形性之觀點來看，強化纖維基材(A)較佳為不含樹脂之狀態，即乾狀態者。即，強化纖維基材(A)較佳為僅以強化纖維所構成。
基於得到高力學特性的纖維強化複合材料之目的，作為強化纖維基材(A)，較佳為使用以連續纖維所構成的織物基材或單向基材。又，基於加快從熱硬化性樹脂基材(B)所供給的熱硬化性樹脂(a)之含浸速度，提高纖維強化複合材料的生產性之目的，作為強化纖維基材(A)，較佳為使用以不連續纖維所構成的蓆基材。
強化纖維之種類係沒有特別的限定，可適宜使用玻璃纖維、芳香族聚醯胺纖維、金屬纖維等，更佳為碳纖維。作為碳纖維，並沒有特別的限定，但從力學特性的提高、纖維強化複合材料的輕量化效果之觀點來看，可較宜使用例如聚丙烯腈(PAN)系、瀝青系、縲縈系等之碳纖維，此等係可為1種或合併使用2種以上。於碳纖維之中，從所得之纖維強化複合材料的強度與彈性模數的平衡之觀點來看，更佳為PAN系碳纖維。強化纖維之股束強度較佳為3.0GPa以上，更佳為4.0GPa以上，尤佳為4.5GPa以上。強化纖維之股束彈性模數較佳為200GPa以上，更佳為220GPa以上，尤佳為240GPa以上。由於在較佳的範圍內使用強化纖維之股束強度與股束彈性模數，可進一步提高所得之纖維強化複合材料的力學特性。
<熱硬化性樹脂基材(B)態樣1>
以下，記載熱硬化性樹脂基材(B)為包含熱硬化性樹脂(a)與多孔質片狀基材(b)之基材的態樣。
熱硬化性樹脂基材(B)為包含熱硬化性樹脂(a)與多孔質片狀基材(b)之基材。即，熱硬化性樹脂基材(B)係使熱硬化性樹脂(a)擔持於多孔質片狀基材(b)上者。還有，熱硬化性樹脂基材(B)只要是包含熱硬化性樹脂(a)與多孔質片狀基材(b)，則亦可包含其它物質，例如各種的添加劑等。
作為熱硬化性樹脂基材(B)之形態，較佳為片狀。從樹脂供給性或力學特性之觀點來看，熱硬化性 樹脂基材(B)之厚度較佳為0.5mm以上，更佳為1mm以上，尤佳為1.5mm以上。又，從操作性、成形性之觀點來看，熱硬化性樹脂基材(B)之厚度較佳為100mm以下，更佳為60mm以下，尤佳為30mm以下。
從操作性之觀點來看，熱硬化性樹脂基材(B)中的多孔質片狀基材(b)之質量含有率Wb2較佳為0.5%(質量基準)以上，更佳為1.0%(質量基準)以上，尤佳為1.5%(質量基準)以上。又，從樹脂供給性之觀點來看，前述質量含有率Wb2較佳為30%(質量基準)以下，更佳為22%(質量基準)以下，尤佳為15%(質量基準)以下。由於將熱硬化性樹脂基材(B)中的多孔質片狀基材(b)之質量含有率Wb2設為0.5%(質量基準)以上30%(質量基準)以下，所以可兼顧室溫下的操作性與成型時的樹脂供給性。
還有，熱硬化性樹脂基材(B)中的多孔質片狀基材(b)之質量含有率Wb2係藉由下述式求出。
Wb2=W21/(W21+W22)×100(%)
W21：熱硬化性樹脂基材(B)中的多孔質片狀基材(b)之質量(g)
W22：熱硬化性樹脂基材(B)中的熱硬化性樹脂之質量(g)
此處，熱硬化性樹脂基材(B)中的多孔質片狀基材(b)之質量含有率Wb2係可自後述條件下切出的樣品中僅去除熱硬化性樹脂(a)之前後的質量差求得。作為自熱硬化性樹脂基材(B)中僅去除熱硬化性樹脂(a)之 方法，可例示將熱硬化性樹脂基材(B)放置於加熱條件下，燒掉熱硬化性樹脂(a)之方法，或在多孔質片狀基材(b)不溶解但熱硬化性樹脂(a)溶解的溶劑中浸漬之方法。
作為切出熱硬化性樹脂基材(B)之方法，當熱硬化性樹脂(a)在室溫為固體時，只要是以不粉碎的方式留意地切出此即可，當熱硬化性樹脂(a)在室溫為液體時，只要是在凍結條件下切出即可。作為凍結條件，可例示比藉由示差掃描熱量測定(DSC)所求得的熱硬化性樹脂(a)之熔點低10℃以上的溫度環境。當熔點無法檢測時，可例示代替使用玻璃轉移點而求出之方法。
從操作性之觀點來看，本態樣中之熱硬化性樹脂基材(B)中的多孔質片狀基材(b)之體積含有率Vb2較佳為0.3%(體積基準)以上，更佳為0.6%(體積基準)以上，尤佳為1.0%(體積基準)以上。又，從樹脂供給性之觀點來看，前述體積含有率Vb2較佳為20%(體積基準)以下，更佳為15%(體積基準)以下，尤佳為10%(體積基準)以下。由於將熱硬化性樹脂基材(B)中的多孔質片狀基材(b)之體積含有率Vb2設為0.3%(體積基準)以上20%(體積基準)以下，所以可兼顧室溫下的操作性與成型時的樹脂供給性。
還有，熱硬化性樹脂基材(B)中的多孔質片狀基材(b)之體積含有率Vb2係藉由下述式求出。
Vb2=Faw2/(ρ2×Tb2×10)(%)
Faw2：多孔質片狀基材(b)的單位面積重量(g/m2)
ρ2：多孔質片狀基材(b)的構成材料之密度(g/cm3)
Tb2：熱硬化性樹脂基材(B)之厚度(mm)
作為切出熱硬化性樹脂基材(B)之方法，當熱硬化性樹脂(a)在室溫下為固體時，只要是以不粉碎的方式留意地切出此即可，當熱硬化性樹脂(a)在室溫下為液體時，只要是在凍結條件下切出即可。作為凍結條件，可例示比藉由示差掃描熱量測定(DSC)所求得的熱硬化性樹脂(a)之熔點低10℃以上的溫度環境。當熔點無法檢測時，可例示代替使用玻璃轉移點而求出之方法。
又，可使用厚度Tb2(單位：mm)與多孔質片狀基材(b)之單位面積重量Faw2(單位：g/m2)、多孔質片狀基材(b)的構成材料之密度ρ2(單位：g/cm3)，藉由上式求出多孔質片狀基材(b)之體積含有率Vb2。厚度Tb2係藉由顯微鏡，自熱硬化性樹脂基材(B)的縱50mm、橫50mm之範圍內的任意10點之厚度平均求出。
<多孔質片狀基材(b)>
本態樣中的多孔質片狀基材(b)係可例示熱硬化性樹脂發泡體、熱塑性樹脂發泡體等，並沒有特別的限定，但以提高熱硬化性樹脂基材(B)的操作性為目的，較佳係在40℃的多孔質片狀基材(b)之拉伸強度σrt2為0.5MPa以上，而且下述的拉伸強度比σr2為0.5以上者。
在40℃的多孔質片狀基材(b)之拉伸強度σrt2，係在依據JIS-L1913(2010)「一般不織布試驗方法」中規定的拉伸強度之測定方法進行評價時，表示多孔質片狀基材的力學特性之1個指標。又，此處所言的「拉伸強度比σr2」，就是在下述溫度T(℃)之多孔質片狀基 材(b)的拉伸強度σT2與在40℃的拉伸強度σrt2之比，可用下式表示。
σr2=σT2/σrt2
σrt2：在40℃的多孔質片狀基材(b)之拉伸強度
σT2：在溫度T(℃)的多孔質片狀基材(b)之拉伸強度
T：將熱硬化性樹脂(a)從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時，熱硬化性樹脂(a)顯示最低黏度之溫度
此處，所謂的溫度T，就是將熱硬化性樹脂(a)從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度加熱時，熱硬化性樹脂(a)之黏度變成最小的溫度，當熱硬化性樹脂(a)之黏度變成最小的溫度為複數時，將其中最低的溫度當作溫度T。
本態樣中的多孔質片狀基材(b)之拉伸強度σrt2較佳為0.5MPa以上，例如如同圖13(i)中所示，以夾子18抓住多孔質片狀基材17的兩端而搬運時，從防止因張力或本身重量而多孔質片狀基材17斷裂(圖13(iii))之觀點來看，更佳為1MPa以上，尤佳為3MPa以上1000MPa以下。藉由使用如此的多孔質片狀基材(b)，於抓住時可施予高的張力，將熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構時，可在不切斷下搬運(圖13(ii))，故可提高成型機構的設計自由度。
另一方面，在溫度T(℃)的拉伸強度σT2係表示將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構，藉由加壓及加熱而製造纖維強化複合材料時的多孔質片狀基材(b)之力學特性，此等之比的拉伸強 度比σr2(=σT2/σrt2)較佳為0.5以上，更佳為0.5以上0.99以下。藉由使用如此的多孔質片狀基材(b)來調製熱硬化性樹脂基材(B)，搬運、積層時係操作性良好，於供應至成型機構，藉由加壓及加熱而製造纖維強化複合材料時，可不發生多孔質片狀基材(b)的切斷或破裂等，製造纖維強化複合材料，故製程安定。
<熱硬化性樹脂基材(B)態樣2>
以下，記載熱硬化性樹脂基材(B)為包含熱硬化性樹脂(a)與薄膜狀基材(c)之基材的態樣。
熱硬化性樹脂基材(B)為包含熱硬化性樹脂(a)與薄膜狀基材(c)之基材。即，熱硬化性樹脂基材(B)係使熱硬化性樹脂(a)擔持於薄膜狀基材(c)上者。還有，熱硬化性樹脂基材(B)只要是包含熱硬化性樹脂(a)與薄膜狀基材(c)，則亦可包含其它物質，例如各種的添加劑等。
本態樣之熱硬化性樹脂基材(B)較佳為由薄膜狀基材(c)與熱硬化性樹脂(a)所構成之片狀。從樹脂供給性或力學特性之觀點來看，熱硬化性樹脂基材(B)之片厚度較佳為0.5mm以上。又，從操作性、賦形性之觀點來看，熱硬化性樹脂基材(B)之片厚度較佳為100mm以下，更佳為60mm以下，尤佳為30mm以下。
<薄膜狀基材(c)>
薄膜狀基材(c)之形態圍沒有特別的限定，但較佳為薄膜、多孔質膜等。作為薄膜狀基材(c)，使用多孔質膜時，配合所使用的熱硬化性樹脂(a)在25℃的黏 度，較宜使用具有熱硬化性樹脂(a)不穿透之孔徑的多孔質膜。
薄膜狀基材(c)之主成分係可為通常的熱塑性樹脂，並沒有特別的限定，但從賦形性或柔軟性之觀點來看，較宜使用聚烯烴、聚醯胺、聚酯。此處所言的主成分，就是指在100質量%的薄膜狀基材(c)中佔有比例為70質量%以上100質量%以下之成分。若薄膜狀基材(c)的柔軟性高，則以薄膜狀基材(c)覆蓋熱硬化性樹脂(a)之加工容易進行，可容易提高所形成的封閉空間中佔有的熱硬化性樹脂(a)之比例。
將薄膜狀基材(c)之以拉伸試驗(JIS K 7127(1999))所測定的在降伏點的拉伸荷重F除以試驗片的寬度W而得之值X，係在25℃時較佳為1N/mm以上，更佳為2N/mm以上。由於將在25℃時的值X設為1N/mm以上，所以於熱硬化性樹脂基材(B)之搬運時或積層時等情況下，被膜不會破裂，可容易地操作。
又，在溫度T時，值X較佳為小於1N/mm，更佳為小於0.5N/mm。由於將在溫度T時的值X設為小於1N/mm，所以薄膜狀基材(c)在成型中變得容易破裂，可有效率地將熱硬化性樹脂(a)供給到強化纖維基材(A)。
薄膜狀基材(c)之厚度較佳為1μm以上300μm以下，更佳為1μm以上150μm以下，特佳為1μm以上100μm以下。由於將薄膜狀基材(c)之厚度設為1μm以上300μm以下，故操作性變良好。再者，薄膜狀基材(c)之厚度愈薄，愈可提高熱硬化性樹脂基材(B)之每單位 厚度的熱硬化性樹脂(a)之保有量。即，因為熱硬化性樹脂基材(B)之每單位厚度所能供給的熱硬化性樹脂(a)之量變多，所以薄膜狀基材(c)之厚度較佳為薄。又，由於薄膜狀基材(c)之厚度愈薄，在溫度T時的值X愈小，薄膜狀基材(c)愈容易破裂，故較佳。
再者，本態樣中通常前述薄膜狀基材(c)係形成封閉空間而成。因此，於成型前不需要對於薄膜狀基材(c)開孔，由於熱硬化性樹脂(a)存在的區域可成為對於外界隔著薄膜狀基材(c)的封閉空間，未硬化樹脂不會漏出，而亦可使用低黏度的熱硬化性樹脂(a)。還有，所謂的封閉空間，就是意指以熱硬化性樹脂(a)在25℃、大氣壓下不穿透過的薄膜狀基材(c)所包圍的空間，於形成空間的薄膜狀基材(c)中亦可開出在25℃、大氣壓下熱硬化性樹脂(a)不穿透的程度之孔。
<熱硬化性樹脂(a)>
本態樣中的熱硬化性樹脂(a)會顯示出在40℃下的黏度為1000Pa‧s以上、從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時之最低黏度為10Pa‧s以下之特性。關於熱硬化性樹脂(a)，由於將在40℃下的黏度設為1000Pa‧s以上，將從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時之最低黏度設為10Pa‧s以下，而可兼顧將熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構時的操作性與在成型機構中藉由加壓及加熱而製造纖維強化複合材料時的熱硬化性樹脂(a)對於強化纖維基材(A)之含浸性。
從操作性之觀點來看，在40℃下的熱硬化性樹脂(a)之黏度較佳為1000Pa‧s以上，從調製熱硬化性樹脂基材(B)時的熱硬化性樹脂(a)之加工性之觀點來看，較佳為10kPa‧s以下。又，從成型時對於強化纖維基材(A)的含浸性之觀點來看，熱硬化性樹脂(a)係從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時之最低黏度較佳為10Pa‧s以下，從熱硬化性樹脂(a)的硬化物之力學特性之觀點來看，較佳為1mPa‧s以上。
由於將熱硬化性樹脂(a)在40℃下的黏度設為1000Pa‧s以上，故在當作為熱硬化性樹脂基材(B)而供應至成型機構時，可防止熱硬化性樹脂(a)從熱硬化性樹脂基材(B)垂下流出。熱硬化性樹脂(a)從熱硬化性樹脂基材(B)垂流者，係不僅污染成型機構周邊，而且由於預先調製供應的強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)之投入量被擾亂，而變得難以依所欲的構成來製造纖維強化複合材料。
另一方面，由於將熱硬化性樹脂(a)從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時之最低黏度設為10Pa‧s以下，故在將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構，藉由加熱及加壓而製造纖維強化複合材料時，可將熱硬化性樹脂(a)立刻供給至強化纖維基材(A)，展現出良好的含浸性。由於含浸性良好，可抑制所得之纖維強化複合材料中生成的空隙，而且製程的設計自由度變高。
作為本態樣中的熱硬化性樹脂(a)，只要是具有熱硬化性且具有前述黏度特性的樹脂，則沒有特別的限定，但較佳為由環氧樹脂、乙烯酯樹脂、酚樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂及雙馬來醯亞胺樹脂中選出的至少1種熱硬化性樹脂。於此等的熱硬化性樹脂之中，從熱硬化性樹脂基材(B)之隨著時間經過的安定性與所得之纖維強化複合材料的力學特性之平衡來看，作為熱硬化性樹脂(a)，特佳為環氧樹脂。環氧樹脂除了以單質使用，還可使用以環氧樹脂作為主成分的熱硬化性樹脂之共聚物、改性體及摻合有2種以上的熱硬化性樹脂等。
再者，本態樣之熱硬化性樹脂(a)係在150℃經加熱5分鐘時的以離子黏度計所測定之固化指數較佳為85%以上。所謂的固化指數，就是表示熱硬化性樹脂(a)的硬化反應程度之指標，由於固化指數變高，從所得之纖維強化複合材料的成型機構來脫模變容易，可以短時間進行加熱熱硬化性樹脂(a)而使其硬化並作成為纖維強化複合材料之時間。因此，縮短將熱硬化性樹脂基材(B)與強化纖維基材(A)供應至成型機構而製造的步驟之加熱時間，可提高生產性。在150℃經加熱5分鐘時的熱硬化性樹脂(a)之以離子黏度計所測定之固化指數較佳為100%以下。
本態樣中之熱硬化性樹脂基材(B)中的熱硬化性樹脂(a)在後述成型步驟的預備加熱溫度及成型溫度之黏度係在任一溫度皆較佳為1000Pa‧s以下，更佳 為100Pa‧s以下，尤佳為10Pa‧s以下。由於將熱硬化性樹脂基材(B)中的熱硬化性樹脂(a)在預備加熱溫度及成型溫度之黏度設為1000Pa‧s以下，所以熱硬化性樹脂(a)係充分地含浸至強化纖維基材(A)，可抑制所得之纖維強化複合材料中發生的空隙。
<製造方法>
本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法係使熱硬化性樹脂(a)含浸至強化纖維基材(A)，再進一步使其硬化的纖維強化複合材料之製造方法，其特徵為，包含後述的步驟(II)~(IV)之部分。而且，作為更佳的態樣，具有後述的步驟(I)。以下，說明如此的本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法。
<步驟(I)>
本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法較佳為在步驟(II)之前，包含使熱硬化性樹脂(a)擔持於多孔質片狀基材(b)或薄膜狀基材(c)上，調製熱硬化性樹脂基材(B)之步驟(I)。作為使熱硬化性樹脂(a)擔持於多孔質片狀基材(b)或薄膜狀基材(c)上而調製熱硬化性樹脂基材(B)之方法，例如在使用多孔質片狀基材(b)時，可例示使熱硬化性樹脂(a)成為符合指定的單位面積重量之薄膜形狀，貼附於多孔質片狀基材(b)的至少單面上，於熱硬化性樹脂(a)不進行硬化反應的溫度下加熱加壓，而使熱硬化性樹脂(a)擔持於多孔質片狀基材(b)上，捲取之方法。又，當熱硬化性樹脂(a)之黏度低而往薄膜形狀的加工為困難時，亦可舉出在多孔質片狀基材(b)上 直接塗布熱硬化性樹脂(a)，或將多孔質片狀基材(b)浸漬於熱硬化性樹脂(a)中，而使熱硬化性樹脂(a)擔持於多孔質片狀基材(b)上之方法。
作為使熱硬化性樹脂(a)擔持於多孔質片狀基材(b)上時的加熱加壓方法，可舉出使用具有加熱器等的熱源之多段輥、雙帶壓製機等之方法。此等之方法由於可連續地在加熱加壓機構上搬運熱硬化性樹脂(a)與多孔質片狀基材(b)，因而具有得到長條的熱硬化性樹脂基材(B)之優點。
又，亦可例示以分割方式調製熱硬化性樹脂基材(B)之方法。將經裁切成指定尺寸的多孔質片狀基材(b)與經預先秤量的熱硬化性樹脂(a)配置於封閉空間內，將該封閉空間內減壓，藉由以熱硬化性樹脂(a)不進行硬化反應的溫度加熱指定時間，將多孔質片狀基材(b)內存在的空氣置換成熱硬化性樹脂(a)，而使熱硬化性樹脂(a)擔持於多孔質片狀基材(b)上之真空袋方法等。
於步驟(I)中，使熱硬化性樹脂(a)擔持於多孔質片狀基材(b)上時，較佳為以熱硬化性樹脂(a)不進行硬化反應之溫度內將熱硬化性樹脂(a)加熱。藉由加熱而熱硬化性樹脂(a)之黏度降低，具有促進熱硬化性樹脂(a)對於多孔質片狀基材(b)之滲透的效果。又，在硬化反應不進行的溫度下之熱硬化性樹脂(a)之黏度較佳為1000Pa‧s以下，更佳為100Pa‧s以下，尤佳為10Pa‧s以下。由於將在硬化反應不進行的溫度下之熱硬化性樹脂(a)之黏度設為1000Pa‧s以下，所以熱硬化性樹脂(a) 係充分地滲透至多孔質片狀基材(b)，可減少所得之熱硬化性樹脂基材(B)的樹脂含有不均或厚度不均，使用此所製造的纖維強化複合材料，由於熱硬化性樹脂(a)對於強化纖維基材(A)的供給不均少，而成為空隙少的高品質之纖維強化複合材料，故較佳。
於步驟(I)中，更佳的是在使熱硬化性樹脂(a)擔持於多孔質片狀基材(b)上時，進行加壓。藉由加壓而促進熱硬化性樹脂(a)對於多孔質片狀基材(b)之滲透。作為加壓的壓力之範圍，較佳為0.1MPa以上10MPa以下之範圍。藉由設為如此的範圍，則可充分得到因加壓所造成的滲透促進效果，能高效率地使熱硬化性樹脂(a)滲透至多孔質片狀基材(b)，故較佳。
又，作為使熱硬化性樹脂(a)擔持於薄膜狀基材(c)上而調製熱硬化性樹脂基材(B)之方法，例如可舉出以下之方法。將經由吹脹法形成管狀的薄膜狀基材(c)之一邊予以接合，製作三邊封閉的袋子。另外，也可以藉由以下方法來製造袋子：重疊2片的薄膜狀基材(c)，留下裝入熱硬化性樹脂(a)的開口，接合其餘者之方法；或者是，折回1片的薄膜狀基材(c)，留下裝入熱硬化性樹脂(a)的開口，接合其餘者之方法。可於所得之袋子中置入熱硬化性樹脂(a)，接合開口，而調製熱硬化性樹脂基材(B)。當熱硬化性樹脂(a)能作成為薄膜狀時，亦可以薄膜狀基材(c)夾住作成薄膜狀的熱硬化性樹脂(a)，並接合端部而調製。
<步驟(II)>
本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法包含將強化纖維基材(A)以及熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構之步驟(II)。作為將強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構之形態，以分割方式來說，可例示將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)裁切成所欲的形狀‧尺寸，並進行積層而形成預形體，再供應至成型機構之方法。作為成型機構，只要是投入預形體，賦予形狀之機構，則沒有限定，可舉出具備公母一對的雙面模具之壓製機、或在單面具有形狀的賦形模具等之成型機構。
又，較佳為強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)係長條狀，將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)連續地供應至成型機構。此處，所謂的長條狀，就是意指基材之長度方向的長度為10m以上者。作為連續地供應之方法，可例示將長條狀的強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)分別掛在筒架上送出，在以捲繞機等的捲取機構邊施加張力邊捲取的製程內配置，於此製程內的送出-捲取機構間具備成型機構之方法。於前述方法中，具有能連續地將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構之優點。作為成型機構，只要是賦予形狀之機構，則沒有限定，可舉出多段輥或雙帶壓製機等之可連續成型的機構。
另外，於步驟(II)中，由於是以強化纖維基材(A)密封熱硬化性樹脂基材(B)的至少1個側面之方 式，供應至成型機構，因而可阻擋熱硬化性樹脂基材(B)的流動，將熱硬化性樹脂(a)有效率地供給至強化纖維基材(A)。此處，所謂的熱硬化性樹脂基材(B)之側面，就是意指與熱硬化性樹脂基材(B)之厚度方向平行的面。雖然亦取決於所得之纖維強化複合材料的形狀或模具的形狀，但較佳為預先密封熱硬化性樹脂基材(B)的至少1個側面，更佳為密封全部的側面。藉由強化纖維基材(A)密封熱硬化性樹脂基材(B)之方法係沒有特別的限制，例如可例示以強化纖維基材(A)包入熱硬化性樹脂基材(B)之方法，或以2片的強化纖維基材(A)夾持熱硬化性樹脂基材(B)，夾緊接縫之方法。又，密封的強化纖維基材(A)係可密接於熱硬化性樹脂基材(B)之側面，也可具有空間。
<預備加熱步驟>
還有，於本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法中，在步驟(II)之前，較佳為具有預先加熱(預備加熱)熱硬化性樹脂基材(B)之步驟。於供應至成型機構之前預備加熱，由於熱硬化性樹脂基材(B)係以軟化之狀態供應至成型機構，與在室溫狀態下供應至成型機構之情況比較下，形狀追隨性升高。
預備加熱之溫度係可與後述的步驟(IV)中之使熱硬化性樹脂(a)硬化的溫度相同，也可相異。當預備加熱之溫度與硬化溫度相同時，從熱硬化性樹脂(a)之硬化反應所伴隨的黏度上升之觀點來看，預備加熱時間較佳為10分鐘以內。
又，從樹脂流動與形狀追隨性之觀點來看，預備加熱之溫度較佳為比以1.5℃/分鐘的升溫速度加熱熱硬化性樹脂(a)時之顯示最低黏度的溫度更低10℃以上之溫度。由於將預備加熱之溫度設為比以1.5℃/分鐘的升溫速度加熱熱硬化性樹脂(a)時之顯示最低黏度的溫度更低10℃以上之溫度，所以熱硬化性樹脂基材(B)係良好地追隨所欲的形狀，賦形性升高，而可容易得到複雜形狀的纖維強化複合材料，故較佳。
作為預備加熱之方法，可例示與具備加熱器等的熱板直接接觸之方法，或於經由熱風調溫的空間中加熱之環境加熱方法等。
<步驟(III)>
本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法包含藉由成型機構的加壓，從熱硬化性樹脂基材(B)將熱硬化性樹脂(a)供給、含浸至強化纖維基材(A)之步驟(III)。作為步驟(III)中的加壓方法，可舉出連續方式與分割方式。
作為連續方式，可例示一邊將供應至成型機構的強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)本身搬運，一邊以加壓的多段輥或雙帶壓製機等進行加壓之方法。
作為分割方式，可例示預先從強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)來形成預形體，進行加壓之方法。作為分割方式中加壓的方法，可舉出將雙面模具安裝於壓製機，將該雙面模具鎖模並加壓之方法，或 於以單面的賦形模具與具有可撓性的薄膜所構成的封閉空間內，配置包含強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)的預形體，將該封閉空間減壓之方法。於後者之情況，由於成型空間的封閉空間係比外部更減壓，而成為將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)之積層體(預形體)加壓之狀態。
<步驟(IV)>
本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法包含藉由成型機構的加熱，使熱硬化性樹脂(a)硬化之步驟(IV)。加熱溫度係可根據熱硬化性樹脂(a)的硬化速度與將強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)投入成型機構內後到取出的時間(成型時間)來設定，較佳為100℃以上300℃以下之範圍。由於將加熱溫度設為如此的範圍，可縮短成型周期，可提高纖維強化複合材料的生產性，故較佳。
<步驟(III)與步驟(IV)之同時進行>
又，於本態樣中，較佳為同時地進行步驟(III)之加壓與步驟(IV)之加熱。此時，所謂同時地進行步驟(III)之加壓與步驟(IV)之加熱，就是意指在步驟(III)之加壓與步驟(IV)之加熱兩者進行的時間有重疊，即同時地實施兩者的時間係存在。因此，在步驟(III)之開始時間及結束時間與步驟(IV)之開始時間及結束時間亦可有差異。即，如有包含同時地開始加壓與加熱，同時地結束加壓與加熱之態樣，則亦包含於開始加壓後開始加熱，然後結束加壓，最後結束加熱之態樣，或於開始加 壓後開始加熱，然後結束加熱，最後結束加壓之態樣，或同時地開始加壓與加熱，然後結束加壓，最後結束加熱之態樣等。
由於同時地實施步驟(III)之加壓與步驟(IV)之加熱兩邊的時間存在，可利用因步驟(III)之加壓而促進形狀賦形效果及熱硬化性樹脂(a)對於強化纖維基材(A)的含浸之效果，以及因步驟(IV)之加熱而熱硬化性樹脂基材(B)之軟化所致的形狀追隨性升高之效果及熱硬化性樹脂(a)之黏度降低所伴隨的對於強化纖維的含浸性升高之效果雙方，故較佳。
<藉由雙面模具的壓製成型>
本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法，較佳為成型機構具有一對的雙面模具，將包含前述強化纖維基材(A)與前述熱硬化性樹脂基材(B)的預形體在該雙面模具內成型之方法(以下，將此方法稱為壓製成型方法)(圖2)。作為如此的成型方法之一例，預先製作包含強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)的預形體3，配置於模具(雙面模具4A、4B)內，以雙面模具進行鎖模而加壓賦形，將熱硬化性樹脂(a)供給、含浸至強化纖維基材(A)。然後，加熱前述模具而使熱硬化性樹脂(a)硬化。模具亦可在配置預形體3之前加熱到成型溫度為止，也可將已加熱到預形體3軟化之溫度的模具予以加壓後，升溫到成型溫度為止。前者由於不需要模具的冷卻‧加熱，具有縮短成型周期之效果，後者由於形狀追隨性升高，具有所得之纖維強化複合材料的表面品質升高之效果。
預形體3若在配置於雙面模具中之前(步驟(II)之前)預備加熱，使熱硬化性樹脂基材(B)預先軟化，則由於形狀追隨性升高而更佳。
於雙面模具上配置預形體3時，為了保持預形體3，較佳為使用坯料托架5(圖3)。藉由坯料托架5夾入預形體3之端部，由於可固定預形體3之端部，而能防止自熱硬化性樹脂基材1所排出的熱硬化性樹脂(a)之橫漏，不浪費熱硬化性樹脂(a)而使其含浸至強化纖維基材2。此外，亦具有能輔助預形體3對於模具的設置、取出之優點。
又，於步驟(III)中，以面壓P1(MPa)開始鎖模後，較佳為以比面壓P1更高的面壓P2(MPa)完成鎖模，面壓P2更佳為面壓P1之2倍以上，面壓P2尤佳為面壓P1之3倍以上。即，於鎖模開始時，由於樹脂之黏度高，以更低壓優先地實現預形體之賦形，於鎖模完成時對於經賦形的預形體，以更高壓實施樹脂之供給，可兼顧複雜形狀的成形與樹脂的安定含浸。於本實施態樣中，鎖模開始時的面壓P1與鎖模完成時的面壓P2之關係只要滿足條件：P2>P1，則途中階段的面壓值或大小關係沒有特別的限定，但較佳為以鎖模開始的面壓P1保持而進行預形體的賦形後，提高壓力直到鎖模完成的面壓P2為止之方法。
<藉由單面模具與覆蓋膜的成型>
本發明之第2態樣之製造方法，較佳為成型機構具有單面模具6，將包含前述強化纖維基材(A)與 前述熱硬化性樹脂基材(B)的預形體3配置於該單面模具6上，再以覆蓋膜7包裝而成型(圖4)。作為如此的成型方法之一例，製造包含強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)的預形體3，配置於單面模具6上。於覆蓋膜7與單面模具6之間設置該預形體3，使用密封材料來使比預形體3大尺寸的覆蓋膜7之端部密接於單面模具6。於覆蓋膜7與單面模具6的密接面之一部分上，設置吸引口8，使用真空泵，從吸引口8抽吸成型空間(由配置有預形體3的單面模具6與覆蓋膜7所構成之空間)內存在的空氣，而將該成型空間內減壓。此時，由於成型空間成為比外部更減壓狀態，而形成預形體3經加壓之狀態。然後，可投入熱風烘箱等中，進行加熱，而熱硬化性樹脂(a)熔融，含浸至強化纖維基材(A)，同時硬化反應進行，得到纖維強化複合材料。於如此的成型方法中，由於抽吸成型空間中存在的氣體而減壓，亦去除強化纖維基材(A)中所含有的空氣等，故抑制所得之纖維強化複合材料中的空隙形成，具有良好的力學特性、表面品質之效果。
藉由真空泵的減壓係可在加熱時停止，也可連續減壓，但從抑制所得之纖維強化複合材料的空隙之觀點來看，較佳為在加熱中亦先連續減壓。又，由於在前述覆蓋膜7使用具有可撓性的薄膜，對於單面模具的追隨性良好，故較佳。
<藉由中空模具的成型>
本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法，較佳為成型機構具有中空模具，於中空部內配置包含前述強化纖維基材(A)與前述熱硬化性樹脂基材(B)的預形體，將該中空部加壓。作為如此的成型方法之一例，製作包含強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)的預形體，以貼附於中空模具內的成型面之方式配置。藉由將中空部加壓而將預形體賦形，同時對於強化纖維基材(A)供給熱硬化性樹脂(a)，加熱中空模具內而使熱硬化性樹脂(a)硬化。中空模具係可在配置預形體之前加熱到成型溫度為止，也可在已加熱到預形體軟化的溫度之中空模具的中空部內配置預形體，加壓中空部後，升溫到成型溫度為止。前者由於不需要中空模具的冷卻‧加熱，具有縮短成型周期之效果，後者由於形狀追隨性升高，具有所得之纖維強化複合材料的表面品質升高之效果。又，中空模具係可為由具有中空部的一個剛體所成之一體成形之模具，也可為組合複數個剛體來構成中空部之分割式模具。作為加壓中空部之方法，可例示使壓縮空氣流入前述中空部之方法等。
<藉由砂心模具的成型>
更佳為成型機構可進一步具有砂心模具(圖5)。於如此的成型方法中，除了前述中空模具(9A、9B)之外，成型機構還具有砂心模具10。可於中空模具(9A、9B)之中空部內配置包含前述強化纖維基材(A)與前述熱硬化性樹脂基材(B)的預形體3，插入砂心模具10，也可將在砂心模具10之表面上配置有前述預形體3者插入由 中空模具(9A、9B)所形成的中空部內。作為加壓方法，較佳為將氣體導入至砂心模具10中而使其膨脹。作為砂心模具10，較宜使用即使高溫也能均勻地負荷壓力之熱塑性樹脂性的氣囊。於如此的成型方法中，由於將預形體3之外表面推壓至模具，所以具有可容易製造中空形狀的纖維強化複合材料之效果。
<藉由牽引機構的成型>
本發明之第2態樣的纖維強化複合材料之製造方法，較佳為成型機構具有將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)邊加壓邊牽引的機構。作為如此的成型方法之一例，將包含長條狀的強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16(參照圖1)連續地供給至成型機構，同時加壓、賦形，將熱硬化性樹脂(a)供給至強化纖維基材(A)，並予以加熱而在成型機構內使熱硬化性樹脂(a)硬化，連續地製造固定剖面的纖維強化複合材料。從連續成型周期之觀點來看，成型較佳為同時地進行步驟(III)之加壓與步驟(IV)之加熱。於如此的成型方法中，具有能容易製造長條且固定剖面的纖維強化複合材料之效果。作為成型機構，可為開有貫通孔的貫通模具，也可為在剛體的表面具有賦形面之推壓式模具，藉由具備加熱器等之加熱機構的模具，可同時地進行加壓與加熱。
作為貫通模具11，可舉出如圖6所示之具有貫通孔的剛體，在單面具有能供給包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16之供給口，於與 供給口相反之面具有能拉拔所得之纖維強化複合材料之拉拔口者。於成型時，從供給口連續地送進包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16，藉由可通過貫通孔而從拉拔口拉拔，可在貫通模具11內加壓、賦形，同時將熱硬化性樹脂(a)供給至強化纖維基材(A)，並予以加熱而使熱硬化性樹脂(a)硬化。作為貫通模具11之形狀，供給口大於拉拔口且貫通孔成為錐狀的形狀由於容易給予壓力而較宜。於如此的成型機構中，除了在爐內進行加熱的環境加熱者之外，還可例示在貫通模具11本身具有加熱器等之加熱機構而直接加熱者。
又，作為推壓式模具12，可使用由如圖7所示的剛體所構成，在成型時具有能將包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16予以均勻地加壓之加壓面的模具。在成型時以對於包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16施加張力之狀態，連續地搬運，藉由推壓至推壓式模具12之成型面而予以加壓、賦形，同時將熱硬化性樹脂(a)供給至強化纖維基材(A)，並加熱而使熱硬化性樹脂(a)硬化。作為推壓式模具12之形狀，較佳為模面與所供應之包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16之表面相接的角度θ13為15°~45°之範圍內，更佳為25°~40°之範圍內。若角度小，則無法給予充分的壓力，故不僅熱硬化性樹脂(a)對於強化纖維基材(A)的供給變不充分，而且會發生無法成型為所欲形狀的問題。另一方面，角度θ13大時，由於附加過多應力，在成型時包含強化纖維基材 (A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體16會在成型中被切斷。於如此的成型機構中，除了在爐內進行加熱的環境加熱者之外，還可例示在推壓式模具12本身具有加熱器等之加熱機構而直接加熱者。
另外，於邊加壓邊牽引的機構中，在加壓機構可適宜使用雙帶壓製機(14A、14B)(圖8)。藉由如此的加壓機構，由於可容易地進行連續的纖維強化複合材料之成型，而具有提高纖維強化複合材料的生產性之效果。
還有，亦較佳的是使用並列有加熱用與冷卻用的2個機器以上之間歇式加壓系統。藉由成為分割有加熱用與冷卻用的成型機構之加壓系統，由於不需要使成型機構內之溫度升溫、降溫之步驟，可提高纖維強化複合材料的生產性，故較佳。
<步驟(II)中的強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)的適宜態樣>
於本態樣中，在步驟(II)中，熱硬化性樹脂基材(B)較佳為被強化纖維基材(A)所覆蓋，更佳的是熱硬化性樹脂基材(B)完全被強化纖維基材(A)所覆蓋，而為沒有熱硬化性樹脂基材(B)露出部分之形態。於如此的形態中，除了防止從熱硬化性樹脂基材(B)所排出的熱硬化性樹脂(a)往成型區域外之洩漏的效果之外，還具有可不浪費地將樹脂供給至強化纖維基材(A)的效果。如圖9、10中所示，以強化纖維基材(A)覆蓋熱硬化性樹脂基材(B)時，可例示將強化纖維基材(A)捲繞於熱硬化性樹 脂基材(B)上之形態，或使複數片強化纖維基材(A)被覆於熱硬化性樹脂基材(B)上之形態。
於藉由連續方式的成型中，以對於將包含強化纖維基材(A)及熱硬化性樹脂基材(B)的積層體往成型機構搬運的方向呈正交方向之剖面成為如圖9、10所示的構成，可藉此而展現出前述效果。
另一方面，於藉由分割方式的成型中，以預形體的任意剖面成為如圖9、10所示的構成，而可展現出前述效果。
於本態樣中，在步驟(II)中，較佳為以強化纖維基材(A)接觸成形機構之方式供應至成形機構，接著，熱硬化性樹脂基材(B)的至少一部分係被強化纖維基材(A)所覆蓋。由於成為成型機構與強化纖維基材(A)接觸之形態，而會減低與成型機構之摩擦，形狀追隨性升高，故較佳。作為以強化纖維基材(A)接觸成型機構之方式供應至成型機構之方法，當成型機構為以上下夾住的加壓機構時，可舉出在成型機構中的最下面或最上面配置強化纖維基材(A)之方法。
於本態樣中，在步驟(II)中，較佳為使強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)直接接觸，而供應至成型機構。藉由使強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)直接接觸而供應至成型機構，在步驟(III)中供給熱硬化性樹脂(a)時，成為在接觸面進行熱硬化性樹脂(a)的供給之面注入形態。因此，含浸性升高，可縮短成型周期。
作為使強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)直接接觸之形態，可分別積層各一片，也可基層複數片。
於本態樣中，在步驟(II)中，較佳為將強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)合計積層4層以上而供應至成型機構。其中，從熱硬化性樹脂(a)的含浸性之觀點來看，較佳為交替地積層4層以上的強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)(圖11)，具有使纖維強化複合材料之厚度的設計自由度提高之效果。積層片數之上限係沒有特別的限定，但從所得之纖維強化複合材料的品質之觀點來看，積層數較佳為100層以下。由於使強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)成為如此的形態而供應至成型機構，所以可依任意厚度來製造良好品質的纖維強化複合材料，故較佳。
於本態樣中，在步驟(II)中，較佳為除了強化纖維基材(A)與熱硬化性樹脂基材(B)之外，也將芯材(C)(芯材15)供應至成型機構。由於以如此的構成供應至成型機構，可容易控制所得之纖維強化複合材料的厚度增加、剛性提高、輕量化等(圖12)。
較佳為可在芯材(C)之表面上積層強化纖維基材(A)，成為不使芯材(C)與熱硬化性樹脂基材(B)直接接觸之構成。由於成為如此的構成，可抑制熱硬化性樹脂(a)對於芯材(C)之含浸，得到輕量且高品質的纖維強化複合材料。
還有，作為芯材(C)，宜使用發泡體。適合作為芯材(C)的發泡體係可為具有獨立氣泡的發泡體，也可為具有連續氣泡的發泡體，但從抑制熱硬化性樹脂(a)對於發泡體的含浸之觀點來看，較佳為具有獨立氣泡的發泡體。作為發泡體，除了硬質胺甲酸酯發泡體或硬質丙烯酸發泡體之外，還可例示於使強化纖維表面起毛而形成的網絡構造上塗布有樹脂之發泡材。
[實施例]
以下顯示實施例，更具體說明本態樣。首先，以下記述本發明中使用的評價方法。
(評價方法1)熱硬化性樹脂之黏度測定
熱硬化性樹脂之黏度係使用動態黏彈性裝置ARES-2KFRTN1-FCO-STD(TA儀器(股)製)，於上下部測定夾具中使用直徑40mm的平板之平行板，以上部與下部的夾具間成為1mm之方式，設置熱硬化性樹脂後，以扭轉模式(測定頻率：0.5Hz)、30℃的測定開始溫度、1.5℃/分鐘的升溫速度來測定。自所得之數據，求出在溫度40℃下的黏度，及將所測定的樹脂黏度變成最小的溫度當作T(℃)，求出在溫度T(℃)的黏度。
(評價方法2)熱硬化性樹脂之固化指數
作為離子黏度計，使用介電測定裝置(Holometrix-Micromet公司製，MDE-10固化監視器)。於在下面埋設有TMS-1吋型感測器的可程式化之小型壓製機MP2000之下面，設置內徑32mm、厚度3mm之維頓(Viton)製O環，將壓製機之溫度設定在150℃，於O 環之內側注入熱硬化性樹脂，關閉壓製機，追蹤熱硬化性樹脂的離子黏度之時間變化。測定係以10、100、1,000及10,000Hz之各頻率進行，使用附屬的軟體，得到不會依存於頻率的離子黏度之對數Logα。此處，藉由下式算出在150℃下經加熱5分鐘時的固化指數(%)。
固化指數=(Logαt-Logαmin)/(Logαmax-Logαmin)×100
αt：5分鐘經過時的離子黏度(單位：Ω‧cm)
αmin：離子黏度的最小值(單位：Ω‧cm)
αmax：離子黏度的最大值(單位：Ω‧cm)
(評價方法3)多孔質片狀基材之拉伸強度σrt2
使用多孔質片狀基材，將某方向當作0°之基準，於+45°、+90°、-45°之方向中切出寬度50mm、長度280mm之試驗片，依據JIS-L1913(2010)「一般不織布試驗方法」中規定的拉伸強度之測定方法，評價在40℃下的拉伸強度。作為試驗機，使用「Instron」(註冊商標)萬能試驗機(INSTRON公司製)。於本發明中，所謂的拉伸強度，就是指將斷裂點的荷重除以剖面積者。將各試驗片的拉伸強度之平均值當作σθ(θ=0°、+45°、+90°、-45°)，將此等之平均值當作多孔質片狀基材之拉伸強度σrt2。
(評價方法4)在溫度T(℃)的多孔質片狀基材之拉伸強度σT2
使用與評價方法1所得之拉伸強度σrt2相同方向的試驗片，於以槽內溫度成為評價方法1所得的 溫度T(℃)之方式而經溫度調整的恒溫槽內，進行與評價方法3同樣的拉伸評價。將此時的拉伸強度當作在溫度T(℃)的拉伸強度σT2。
(評價方法5)薄膜狀基材的拉伸試驗方法
依據JIS K 7127(1999)，使用拉伸試驗機(5565地板放置型萬能試驗系統，INSTRON製)來實施拉伸試驗。拉伸試驗係在25℃及在評價方法1所得之溫度T(℃)下實施。在溫度T(℃)下實施時，於槽內溫度成為溫度T(℃)的恒溫槽內設置試驗片後，放置5分鐘後，進行拉伸試驗，將在降伏點的拉伸荷重F除以試驗片的寬度W而得到值X。當拉伸荷重F為試驗機的檢測極限以下時，判斷為無法測定，將值X判斷為小於0.01N/mm。
<所使用的材料>
[熱硬化性樹脂(a-1)]
將30質量份的「jER(註冊商標)」828(三菱化學(股)製)、35質量份的「jER(註冊商標)」1001、35質量份的「jER(註冊商標)」154投入捏合機中，邊混練邊升溫到150℃為止，於150℃混練1小時而得到透明的黏稠液。將黏稠液邊混練邊降溫到60℃為止後，摻合3.7質量份作為硬化劑的DYCY7(三菱化學(股)製)、3質量份作為硬化促進劑的DCMU99(保土谷化學工業(股)製)、3質量份作為粒子的「Matsumoto Microsphere(註冊商標)」M(松本油脂製藥(股)製)，藉由在60℃混練30分鐘而調製熱硬化性樹脂組成物。使用薄膜塗布機將該熱硬化性樹脂 組成物塗布於離型紙上，製作每單位面積的質量為50g/m2與100g/m2的薄膜狀熱硬化性樹脂(a-1)。熱硬化性樹脂(a-1)之特性係如表1中所示。
[熱硬化性樹脂(a-2)]
將30質量份的「jER(註冊商標)」828(三菱化學(股)製)、35質量份的「jER(註冊商標)」1001、35質量份的「jER(註冊商標)」154投入捏合機中，邊混練邊升溫到150℃為止，於150℃混練1小時而得到透明的黏稠液。將黏稠液邊混練邊降溫到60℃為止後，摻合3.7質量份作為硬化劑的DYCY7(三菱化學(股)製)、3質量份作為硬化促進劑的DCMU99(保土谷化學工業(股)製)、10質量份作為粒子的「Matsumoto Microsphere(註冊商標)」M(松本油脂製藥(股)製)，藉由在60℃混練30分鐘而調製熱硬化性樹脂組成物。使用薄膜塗布機將該熱硬化性樹脂組成物塗布於離型紙上，製作每單位面積的質量為50g/m2與100g/m2的薄膜狀熱硬化性樹脂(a-2)。熱硬化性樹脂(a-2)之特性係如表1中所示。
[熱硬化性樹脂(a-3)]
將30質量份的「jER(註冊商標)」828(三菱化學(股)製)、20質量份的「jER(註冊商標)」1001、15質量份的「jER(註冊商標)」1007、35質量份的「jER(註冊商標)」154投入捏合機中，邊混練邊升溫到150℃為止，於150℃混練1小時而得到透明的黏稠液。將黏稠液邊混練邊降溫到60℃為止後，摻合3.5質量份作為硬化劑的DYCY7(三菱化學(股)製)、3質量份作為硬化促進 劑的DCMU99(保土谷化學工業(股)製)、3質量份作為粒子的「Matsumoto Microsphere(註冊商標)」M(松本油脂製藥(股)製)，藉由在60℃混練30分鐘而調製熱硬化性樹脂組成物。使用薄膜塗布機將該熱硬化性樹脂組成物塗布於離型紙上，製作每單位面積的質量為50g/m2與100g/m2的薄膜狀熱硬化性樹脂(a-3)。熱硬化性樹脂(a-3)之特性係如表1中所示。
[熱硬化性樹脂(a-4)]
將30質量份的「jER(註冊商標)」828(三菱化學(股)製)、35質量份的「jER(註冊商標)」1001、35質量份的「jER(註冊商標)」154投入捏合機中，邊混練邊升溫到150℃為止，於150℃混練1小時而得到透明的黏稠液。將黏稠液邊混練邊降溫到60℃為止後，摻合3.7質量份作為硬化劑的DYCY7(三菱化學(股)製)、3質量份作為硬化促進劑的Omicure 24(PTI日本(股)製)、3質量份作為粒子的「Matsumoto Microsphere(註冊商標)」M(松本油脂製藥(股)製)，藉由在60℃混練30分鐘而調製熱硬化性樹脂組成物。使用薄膜塗布機將該熱硬化性樹脂組成物塗布於離型紙上，製作每單位面積的質量為50g/m2與100g/m2的薄膜狀熱硬化性樹脂(a-4)。熱硬化性樹脂(a-4)之特性係如表1中所示。
[熱硬化性樹脂(a-5)]
將20質量份的「jER(註冊商標)」828(三菱化學(股)製)、40質量份的「jER(註冊商標)」1001、40質量份的「Sumiepoxy(註冊商標)」ELM434投入捏合 機中，邊混練邊升溫到150℃為止，於150℃混練1小時而得到透明的黏稠液。將黏稠液邊混練邊降溫到60℃為止後，摻合4.8質量份作為硬化劑的DYCY7(三菱化學(股)製)、2質量份作為硬化促進劑的DCMU99(保土谷化學工業(股)製)、3質量份作為粒子的「Matsumoto Microsphere(註冊商標)」M(松本油脂製藥(股)製)，藉由在60℃混練30分鐘而調製熱硬化性樹脂組成物。使用薄膜塗布機將該熱硬化性樹脂組成物塗布於離型紙上，製作每單位面積的質量為50g/m2與100g/m2的薄膜狀熱硬化性樹脂(a-5)。熱硬化性樹脂(a-5)之特性係如表1中所示。
[熱硬化性樹脂(a-6)]
將100質量份的「jER(註冊商標)」828(三菱化學(股)製)投入捏合機中，邊混練邊升溫到150℃為止，於150℃混練1小時而得到透明的黏稠液。將黏稠液邊混練邊降溫到60℃為止後，摻合4.2質量份作為硬化劑的DYCY7(三菱化學(股)製)、3質量份作為硬化促進劑的DCMU99(保土谷化學工業(股)製)，藉由在60℃混練30分鐘而調製熱硬化性樹脂組成物。使用薄膜塗布機將該熱硬化性樹脂組成物塗布於離型紙上，製作每單位面積的質量為50g/m2與100g/m2的薄膜狀熱硬化性樹脂(a-6)。熱硬化性樹脂(a-6)之特性係如表1中所示。
[熱硬化性樹脂(a-7)]
將20質量份的「jER(註冊商標)」828(三菱化學(股)製)、40質量份的「jER(註冊商標)」1007、 40質量份的「jER(註冊商標)」154投入捏合機中，邊混練邊升溫到150℃為止，於150℃混練1小時而得到透明的黏稠液。將黏稠液邊混練邊降溫到60℃為止後，摻合3.3質量份作為硬化劑的DYCY7(三菱化學(股)製)、3質量份作為硬化促進劑的DCMU99(保土谷化學工業(股)製)，藉由在60℃混練30分鐘而調製熱硬化性樹脂組成物。使用薄膜塗布機將該熱硬化性樹脂組成物塗布於離型紙上，製作每單位面積的質量為50g/m2與100g/m2的薄膜狀熱硬化性樹脂(a-7)。熱硬化性樹脂(a-7)之特性係如表1中所示。
[多孔質片狀基材(b-1)]
準備INOAC CORPORATION(股)製的胺甲酸酯發泡體「Moltopren(註冊商標)」ER-1作為多孔質片狀基材(b-1)。多孔質片狀基材(b-1)之特性係如表2中所示。
[多孔質片狀基材(b-2)]
準備Rogers Inoac(股)製的矽發泡體「NanNex(註冊商標)」HT-800作為多孔質片狀基材(b-2)。多孔質片狀基材(b-2)之特性係如表2中所示。
[薄膜狀基材(c-1)]
使用熱塑性樹脂(J106MG(Prime Polymer(股)製，聚丙烯顆粒，熔點165℃))的顆粒，藉由壓製機製造薄膜，而得到薄膜狀基材(c-1)。薄膜狀基材(c-1)之厚度為93μm。
[強化纖維基材(A-1)]
將東麗(股)公司製的「Torayca」布，CO6343B(平織，纖維單位面積重量198g/m2)當作強化纖維基材(A-1)。
[熱硬化性樹脂基材(B-1)]
積層1層的50g/m2之熱硬化性樹脂(a-1)與7層的100g/m2之熱硬化性樹脂(a-1)，製作由合計8層所成的750g/m2之熱硬化性樹脂(a-1)。以成為熱硬化性樹脂(a-1)/多孔質片狀基材(b-1)/熱硬化性樹脂(a-1)之方式，積層多孔質片狀基材(b-1)及前述750g/m2之熱硬化性樹脂(a-1)，於經調溫至70℃的壓製機中，在面壓0.1MPa之加壓下加熱1.5小時，製作熱硬化性樹脂基材(B-1)。表3中彙總與此熱硬化性樹脂基材(B-1)有關的特性。
[熱硬化性樹脂基材(B-2)]
除了使用熱硬化性樹脂(a-2)代替熱硬化性樹脂(a-1)以外，與製作前述熱硬化性樹脂基材(B-1)之方法同樣地進行操作，製作熱硬化性樹脂基材(B-2)。表3中彙總與此熱硬化性樹脂基材(B-2)有關的特性。
[熱硬化性樹脂基材(B-3)]
除了使用熱硬化性樹脂(a-3)代替熱硬化性樹脂(a-1)以外，與製作前述熱硬化性樹脂基材(B-1)之方法同樣地進行操作，製作熱硬化性樹脂基材(B-3)。表3中彙總與此熱硬化性樹脂基材(B-3)有關的特性。
[熱硬化性樹脂基材(B-4)]
除了使用熱硬化性樹脂(a-4)代替熱硬化性樹脂(a-1)以外，與製作前述熱硬化性樹脂基材(B-1)之方法同樣地進行操作，製作熱硬化性樹脂基材(B-4)。表3中彙總與此熱硬化性樹脂基材(B-4)有關的特性。
[熱硬化性樹脂基材(B-5)]
除了使用熱硬化性樹脂(a-5)代替熱硬化性樹脂(a-1)以外，與製作前述熱硬化性樹脂基材(B-1)之方法同樣地進行操作，製作熱硬化性樹脂基材(B-5)。表3中彙總與此熱硬化性樹脂基材(B-5)有關的特性。
[熱硬化性樹脂基材(B-6)]
除了使用熱硬化性樹脂(a-6)代替熱硬化性樹脂(a-1)以外，與製作前述熱硬化性樹脂基材(B-1)之方法同樣地進行操作，製作熱硬化性樹脂基材(B-6)。表4中彙總與此熱硬化性樹脂基材(B-6)有關的特性。
[熱硬化性樹脂基材(B-7)]
除了使用熱硬化性樹脂(a-7)代替熱硬化性樹脂(a-1)以外，與製作前述熱硬化性樹脂基材(B-1)之方法同樣地進行操作，製作熱硬化性樹脂基材(B-7)。表4中彙總與此熱硬化性樹脂基材(B-7)有關的特性。
[熱硬化性樹脂基材(B-8)]
除了使用多孔質片狀基材(b-2)代替多孔質片狀基材(b-1)以外，與製作前述熱硬化性樹脂基材(B-1)之方法同樣地進行操作，製作熱硬化性樹脂基材(B-8)。表4中彙總與此熱硬化性樹脂基材(B-8)有關的特性。
[熱硬化性樹脂基材(B-9)]
積層1層的50g/m2之熱硬化性樹脂(a-1)與7層的100g/m2之熱硬化性樹脂(a-1)，製作由合計8層所成的750g/m2之熱硬化性樹脂(a-1)。以2片的薄膜狀基材(c-1)夾住所得之熱硬化性樹脂(a-1)，對於薄膜狀基材的4邊，在自邊端起1cm的地方進行熱封，得到熱硬化性樹脂基材(B-9)。表4中彙總與此熱硬化性樹脂基材(B-9)有關的特性。
Figure TW201800218AD00001
Figure TW201800218AD00002
Figure TW201800218AD00003
Figure TW201800218AD00004
(實施例11)
於熱硬化性樹脂基材(B-1)之表與背，積層各2層的強化纖維基材(A-1)，即以成為強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式進行積層而形成積層體。將該積層體配置於已安裝在壓製機的雙面模具內，將雙面模具鎖模，施加面壓1MPa的壓力。將壓製機所具備的熱盤予以調溫，使雙面模具以1.5℃/分鐘的升溫速度從室溫(25℃)升溫到150℃為止，到達150℃後保持10分鐘，而製造纖維強化複合材料。於10分鐘的保持後，釋放雙面模具之加壓，將纖維強化複合材料(11)脫模。此時，纖維強化複合材料(11)中的熱硬化性樹脂之硬化係充分地完成，能脫模。
纖維強化複合材料(11)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(實施例12)
除了使用熱硬化性樹脂(B-2)代替熱硬化性樹脂基材(B-1)以外，以與實施例11同樣之方法製造纖維強化複合材料(12)。此時，纖維強化複合材料(12)中的熱硬化性樹脂之硬化係充分地完成，能脫模。
纖維強化複合材料(12)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂 (a-2)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(實施例13)
除了使用熱硬化性樹脂(B-3)代替熱硬化性樹脂基材(B-1)以外，以與實施例11同樣之方法製造纖維強化複合材料(13)。此時，纖維強化複合材料(13)中的熱硬化性樹脂之硬化係充分地完成，能脫模。
纖維強化複合材料(13)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-3)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(實施例14)
除了使用熱硬化性樹脂(B-4)代替熱硬化性樹脂基材(B-1)以外，在150℃的保持時間為5分鐘以外，以與實施例11同樣之方法製造纖維強化複合材料(14)。此時，纖維強化複合材料(14)中的熱硬化性樹脂之硬化係充分地完成，能脫模。
纖維強化複合材料(14)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-4)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(實施例15)
除了使用熱硬化性樹脂(B-5)代替熱硬化性樹脂基材(B-1)以外，在150℃的保持時間為5分鐘以外，以與實施例11同樣之方法製造纖維強化複合材料(15)。此時，纖維強化複合材料(15)中的熱硬化性樹脂之硬化係充分地完成，能脫模。
纖維強化複合材料(15)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-5)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(實施例16)
除了使用熱硬化性樹脂(B-8)代替熱硬化性樹脂基材(B-1)以外，以與實施例11同樣之方法製造纖維強化複合材料(16)。熱硬化性樹脂基材(B-8)係在積層、搬運步驟中具有良好的操作性。此時，纖維強化複合材料(16)中的熱硬化性樹脂之硬化係充分地完成，能脫模。
纖維強化複合材料(16)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(實施例17)
除了使用熱硬化性樹脂(B-9)代替熱硬化性樹脂基材(B-1)以外，以與實施例11同樣之方法製造纖維強化複合材料(17)。此時，纖維強化複合材料(17)中的熱硬化性樹脂之硬化係充分地完成，能脫模。
纖維強化複合材料(17)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(實施例18)
於熱硬化性樹脂基材(B-1)之表與背，積層各2層的強化纖維基材(A-1)，即以成為強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式進行積層而形成積層體。將該積層體配置於單面模具上，以密封材料(密封覆蓋膜與模具，密閉模內)覆蓋單面模具的周圍後，於前述積層體的外圓周部配置由厚的不織布所成之洩放器(發揮成為空氣或樹脂的通道之間隔物的作用)。於洩放器上配置作為吸引口的管後，以覆蓋膜覆蓋單面模具之方式，使密封材料與覆蓋膜密接。於覆蓋膜使用具有可撓性者。將真空泵連接至作為吸引口的管，藉由抽吸成型空間(包含由單面模具與覆蓋膜所構成的積層體之空間)內的空氣，將成型空間內減壓，而加壓積層體。然後，將單面模具投入經調溫至150℃的烘箱內，保持30分鐘而製造纖維強化複合材料(18)。於30分鐘 的保持後，取出單面模具，將纖維強化複合材料(18)脫模。
纖維強化複合材料(18)之表面品質良好，以顯微鏡觀察表面，看不到空隙。又，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(實施例19)
準備聚丙烯製的氣囊作為中空的砂心模具，同時於前述氣囊之外圓周全面，以成為(氣囊)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/(外表面)之方式進行積層並暫時固定，製作預形體。將形成已仿造風車葉片的形狀之模腔部的分割中空模具予以開放，將前述預形體供應至模腔部並予以鎖模之後，使壓縮空氣流入氣囊的中空部而使氣囊膨脹，加壓中空模具的中空部。然後，將中空模具投入經調溫至150℃的烘箱內，保持30分鐘而製造纖維強化複合材料(19)。於30分鐘的保持後，取出中空模具，將纖維強化複合材料(19)脫模，從纖維強化複合材料9去除氣囊。
纖維強化複合材料(19)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。又，纖維強化複合材料(19)具有中空構造。
(實施例20)
除了以比熱硬化性樹脂基材(B-1)大的尺寸準備強化纖維基材(A-1)，於熱硬化性樹脂基材(B-1)之表與背，積層各2層的熱硬化性樹脂基材強化纖維基材(A-1)，即以成為強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式進行積層，形成如圖10中所示的端部構成之積層體以外，以與實施例1同樣之方法製造纖維強化複合材料(20)。此時，纖維強化複合材料(20)中的熱硬化性樹脂之硬化係充分地完成，能脫模。
纖維強化複合材料(20)之表面品質良好，在端部經覆蓋的強化纖維基材(A-1)亦含浸有熱硬化性樹脂(a-1)，於成型過程中，看不到熱硬化性樹脂(a-1)漏出之樣子。進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(實施例21)
除了以成為強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)之方式，交替地積層合計5層的強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂基材(B-1)而形成積層體以外，以與實施例11同樣之方法製造纖維強化複合材料(21)。此時，纖維強化複合材料(21)中的熱硬化性樹脂之硬化係充分地完成，能脫模。
纖維強化複合材料(21)之表面品質良好，進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的最外層及中間層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(實施例22)
除了強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂基材(B-1)，還使用作為芯材(C)的ACHILLES(股)公司製之「Achilles Board(註冊商標)」，以成為強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/芯材(C)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式進行積層而形成積層體，將該積層體配置於單面模具上，以密封材料(密封覆蓋膜與模具，密閉模內)覆蓋單面模具的周圍後，於前述積層體的外圓周部配置由厚的不織布所成之洩放器(發揮成為空氣或樹脂的通道之間隔物的作用)。於洩放器上配置作為吸引口的管後，以覆蓋膜覆蓋單面模具之方式，使密封材料與覆蓋膜密接。於覆蓋膜使用具有可撓性者。將真空泵連接至作為吸引口的管，藉由抽吸成型空間(包含由單面模具與覆蓋膜所構成的積層體之空間)內的空氣，將成型空間內減壓，而加壓積層體。然後，將單面模具投入經調溫至130℃的烘箱內，保持60分鐘而製造纖維強化複合材料(22)。於60分鐘的保持後，取出單面模具，將纖維強化複合材料(22)脫模。
纖維強化複合材料(22)之表面品質良好，包含空隙部，為厚物形狀且輕量。進行剖面觀察，於由強化纖維基材(A-1)與熱硬化性樹脂(a-1)所成的層中看不到空隙。還有，本實施例中有無空隙係藉由顯微鏡觀察影像中有無具有5μm以上的直徑之空隙而判斷。
(比較例11)
於熱硬化性樹脂基材(B-6)之表與背，積層各2層的強化纖維基材(A-1)，即以強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-6)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式進行積層而製作積層體，但在搬運時熱硬化性樹脂(a-6)從熱硬化性樹脂基材(B-6)垂落，污染作業場所，而且無法製作標的物之積層體。
(比較例12)
於熱硬化性樹脂基材(B-7)之表與背，積層各2層的強化纖維基材(A-1)，即以強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)/熱硬化性樹脂基材(B-7)/強化纖維基材(A-1)/強化纖維基材(A-1)之方式進行積層而形成積層體。將該積層體配置於已安裝在壓製機的雙面模具內，升降雙面模具而施加面壓1MPa的壓力。將壓製機所具備的熱盤予以調溫，使雙面模具以1.5℃/分鐘的升溫速度從室溫(25℃)升溫到150℃為止，到達150℃後，保持10分鐘，而製造纖維強化複合材料。於10分鐘的保持後，釋放雙面模具之加壓，將纖維強化複合材料(23)脫模。此時，纖維強化複合材料(23)中的熱硬化性樹脂之硬化係充分地完成，能脫模。
纖維強化複合材料(23)之表面係含有許多的未含浸區域，亦可看到乾的強化纖維基材(A-1)露出之區域。
產業上的利用可能性
依照本發明，可提供一種纖維強化複合材料之製造方法，其由於使用能將熱硬化性樹脂適宜地含浸至強化纖維基材，且操作性優異之熱硬化性樹脂基材，因而不會降低成形品的品質，能提高賦形性與生產性。
1‧‧‧熱硬化性樹脂基材
2‧‧‧強化纖維基材
16‧‧‧包含強化纖維基材及熱硬化性樹脂基材的積層體

Claims (20)

  1. 一種纖維強化複合材料之製造方法，其係使熱硬化性樹脂(a)含浸至強化纖維基材(A)，再進一步使其硬化的纖維強化複合材料之製造方法，其特徵為，包含以下所示的步驟(II)~(IV)；步驟(II)：將強化纖維基材(A)以及滿足以下之條件1及/或條件2的熱硬化性樹脂基材(B)供應至成型機構；步驟(III)：藉由成型機構的加壓，從熱硬化性樹脂基材(B)將熱硬化性樹脂(a)供給、含浸至強化纖維基材(A)；步驟(IV)：藉由成型機構的加熱，使熱硬化性樹脂(a)硬化；條件1：熱硬化性樹脂基材(B)包含熱硬化性樹脂(a)與不織布狀基材；(以下，將滿足條件1的熱硬化性樹脂基材稱為熱硬化性樹脂基材(B-1))條件2：熱硬化性樹脂基材(B)係包含熱硬化性樹脂(a)以及多孔質片狀基材(b)或薄膜狀基材(c)之基材，在40℃下的熱硬化性樹脂(a)之黏度為1,000Pa‧s以上，從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時的熱硬化性樹脂(a)之最低黏度為10Pa‧s以下；(以下，將滿足條件2的熱硬化性樹脂基材稱為熱硬化性樹脂基材(B-2))。
  2. 如請求項1之纖維強化複合材料之製造方法，其中在150℃下經加熱5分鐘時的以離子黏度計所測定的該熱硬化性樹脂(a)之固化指數為85%以上。
  3. 如請求項1或2之纖維強化複合材料之製造方法，其中在該步驟(II)之前，包含以下之步驟(I)。 步驟(I)：當熱硬化性樹脂基材(B)滿足條件1時，使熱硬化性樹脂(a)擔持於不織布狀基材上，另外，當熱硬化性樹脂基材(B)滿足條件2時，使熱硬化性樹脂(a)擔持於多孔質片狀基材(b)或薄膜狀基材(c)上，而調製熱硬化性樹脂基材(B)。
  4. 如請求項1至3中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中在該步驟(II)之前，預先加熱該熱硬化性樹脂基材(B)。
  5. 如請求項1至4中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中於該步驟(II)中，以該強化纖維基材(A)密封該熱硬化性樹脂基材(B)的至少1個側面之方式，供應至成型機構。
  6. 如請求項1至5中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中同時進行該步驟(III)之加壓與該步驟(IV)之加熱。
  7. 如請求項1至6中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中於該步驟(III)中，因加壓所致的該熱硬化性樹脂基材(B-1)之以下述式表示的面內伸長比為1.2以下；面內伸長比=(加壓後的投影面積)/(加壓前的投影面積)。
  8. 如請求項1至7中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中該成型機構具有一對的雙面模具，將包含 該強化纖維基材(A)與該熱硬化性樹脂基材(B)的預形體(preform)在該雙面模具內成型。
  9. 如請求項8之纖維強化複合材料之製造方法，其中於該步驟(III)中，以第1面壓開始鎖模後，以比第1面壓更高的第2面壓完成鎖模。
  10. 如請求項1至9中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中該成型機構具有單面模具，將包含該強化纖維基材(A)與該熱硬化性樹脂基材(B)的預形體配置於該單面模具上，再以覆蓋膜包裝而成型。
  11. 如請求項1至10中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中該成型機構具有中空模，於中空部中配置包含該強化纖維基材(A)與該熱硬化性樹脂基材(B)的預形體，加壓該中空部。
  12. 如請求項11之纖維強化複合材料之製造方法，其中該成型機構進一步具有砂心模具(core mold)。
  13. 如請求項1至7中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中於該步驟(II)中，該強化纖維基材(A)與該熱硬化性樹脂基材(B)係長條狀，將該強化纖維基材(A)與該熱硬化性樹脂基材(B)連續地供應至該成型機構。
  14. 如請求項13之纖維強化複合材料之製造方法，其中該成型機構具有將該強化纖維基材(A)與該熱硬化性樹脂基材(B)邊加壓邊牽引之機構。
  15. 如請求項1至14中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中於該步驟(II)中，該熱硬化性樹脂基材(B)係被該強化纖維基材(A)所覆蓋。
  16. 如請求項1至15中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中於該步驟(II)中，以該強化纖維基材(A)接觸成形機構之方式供應至成形機構，接著，該熱硬化性樹脂基材(B)之至少一部分被該強化纖維基材(A)所覆蓋。
  17. 如請求項1至16中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中於該步驟(II)中，使該強化纖維基材(A)與該熱硬化性樹脂基材(B)直接接觸而供應。
  18. 如請求項1至17中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中於該步驟(II)中，使該強化纖維基材(A)與該熱硬化性樹脂基材(B)交替地積層合計4層以上而供應。
  19. 如請求項1至18中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中於該步驟(II)中，進一步將芯材(C)供應至成型機構。
  20. 如請求項1至19中任一項之纖維強化複合材料之製造方法，其中該多孔質片狀基材(b)具有在40℃下的拉伸強度σrt2為0.5MPa以上，且以下式表示的拉伸強度比σr2為0.5以上之特性；σr2=σT2/σrt2 σT2：在溫度T(℃)的多孔質片狀基材(b)之拉伸強度T：將熱硬化性樹脂(a)從30℃以1.5℃/分鐘的升溫速度升溫時，熱硬化性樹脂(a)顯示最低黏度之溫度。
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