TW201829158A - 構造體及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供剛性及輕量性優異之具有山形的形狀之構造體。本發明係一種構造體，其係具有樹脂、強化纖維與空隙之構造體，其中將彎曲彈性模數當作Ec，將密度當作ρ時，以Ec1/3‧ρ-1表示的比彎曲剛性為2.5以上，具有山形的形狀。

Description

構造體及其製造方法
本發明關於具有山形的形狀之具有樹脂與強化纖維與空隙之構造體及其製造方法。
近年來，關於汽車、航空器、運動製品等之產業用製品，對於輕量性的提高之市場要求係逐年升高。再者，要求賦予有各式各樣的形狀之構造體且均質性高之構造體。為了應付如此的要求，剛性和輕量性優異的纖維強化樹脂係廣泛利用於各種產業用途。具體而言，探討一種構造體，其係積層有由連續纖維所成之單向強化纖維配向之材料(專利文獻1)。為了滿足輕量性，亦探討藉由發泡性樹脂的發泡而形成有空隙之構造體，或在成形後去除強化纖維，形成空隙之構造體(參照專利文獻2、3)。又，亦探討使用由強化纖維所成之不織布墊，利用墊的回彈(復原力)，形成空隙之構造體(專利文獻4)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2001-306062號公報
專利文獻2：日本特開2006-63149號公報
專利文獻3：日本特公昭62-38712號公報
專利文獻4：日本特表2014-508055號公報
可是，使用單向強化纖維配向之材料者，雖然在纖維方向中展現非常高的力學特性，但是在纖維垂直方向中力學特性係顯著地降低。又，連續纖維係難以賦形為複雜的形狀。因此，材料的配置等之製品設計變重要，設計自由度係受到限制。又，使用發泡性樹脂者，雖然在賦予形狀之觀點中優異，但是由於不得不含有本來非必要的材料，無法避免構造體的力學特性降低。於成形後去除纖維時，如果為形狀單純者也許容易，但是作成複雜的形狀時，變得難以藉由去除纖維而形成空隙，難以展現本來的特性，形狀係有某程度的限制。利用不織布墊之回彈者，雖然展現比較高的力學特性，但在輕量性之觀點上差，若欲提高輕量性，則力學特性變差。根據以上，當務之急為提供剛性及輕量性優異之構造體。
因此，本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供剛性及輕量性優異之具有山形的形狀之構造體。
本發明為以下之(1)。
(1)一種構造體，其係具有樹脂、強化纖維與空隙之構造體，其特徵為： 將彎曲彈性模數當作Ec，將密度當作ρ時，以Ec1/3‧ρ-1表示的比彎曲剛性為2.5以上，具有山形的形狀。
依照本發明之構造體，可提供剛性及輕量性優異之具有山形的形狀之構造體。
1‧‧‧構造體
2‧‧‧上面部
3‧‧‧側面部
4‧‧‧頂點
5‧‧‧重心
6‧‧‧樹脂
7‧‧‧強化纖維
8‧‧‧空隙
9‧‧‧單纖維
10‧‧‧凸緣部
圖1係本發明之實施形態的構造體之示意圖。
圖2係說明本發明之實施形態的構造體之構造之圖。
圖3係本發明之實施形態的其它例之構造體之示意立體圖。
圖4係本發明之實施形態的其它例之構造體之示意側視圖。
圖5係顯示本發明之實施形態的構造體之剖面放大構造之示意圖。
圖6係顯示本發明之實施形態所用的強化纖維墊中之強化纖維的分散狀態之一例之示意圖。
圖7係顯示本發明之實施形態的構造體之剖面構造的一例之示意圖。
圖8係說明本發明之實施形態的構造體之同心圓均質度之示意圖。
圖9係說明本發明之實施形態的構造體之放射均質度之示意圖。
圖10係本發明之實施形態的其它例之構造體之剖面放大圖。
圖11係顯示強化纖維墊之製造裝置的一例之示意圖。
[實施發明之形態]
以下，說明本發明之構造體。
圖1(a)係顯示本發明之實施形態的構造體1之示意立體圖，圖1(b)為構造體1之俯視圖，圖1(c)為構造體1之側視圖。如圖1(a)所示，本發明之實施形態的構造體1具有山形的形狀。具體而言，具有圓狀的上面部2與和上面部2的外周相接之圓錐台狀的側面部3。上面部2及側面部3具有指定之厚度，上面部2與側面部3所包圍的空間為空洞。還有，此處所言之「山形的形狀」，只要是具有從構造體的中央往構造體的外側傾斜地擴展之形狀即可，例如是錐體或錐台。此時，側面部3係從頂點4(參照圖4(a))或上面部2(參照圖1(a))之全部的外周起連續地形成。從側面部3之上面部2(或頂點4)到另一端為止的長度係沒有特別的限定，但從形狀的平衡之觀點來看，較佳為相同。從賦予設計或特性之觀點來看，側面部3亦可從側面部3之上面部2(或頂點4))到另一端為止的長度為部分地相異，但最短部較佳為最長部之30%以上的長度，更佳為50%以上(參照圖1(d))。
本發明的構造體中之山形的形狀，係除了構造體1所示的圓錐台狀，還可為由半球台狀、多角錐台 狀、或不具有上面部2的圓錐狀、半球狀、多角錐狀所選出之形狀。底面之形狀為圓時，山形的形狀為圓錐狀或圓錐台狀，底面之形狀為三角形、四角形、六角形等之多角形時，山形的形狀成為多角錐狀或多角錐台狀。從提高構造體的剛性之觀點來看，山形的形狀較佳為具有角的多角錐狀或多角錐台狀，其中更佳為線對稱的正多角形作為底面之正多角錐狀或正多角錐台狀。從構造體的均質性之觀點來看，山形的形狀較佳為由點對稱的圓作為構造體之底面的圓錐狀或圓錐台狀、半球狀或半球台狀所選出。又，本發明之構造體亦可為圖3所示之形狀。圖3係本發明之實施形態的其它例之構造體1A、1B之示意立體圖。構造體1A具有上面部2與側面部3，加上由側面部3所延伸出的凸緣(flange)部10。構造體1A係側面部3之底面形狀為圓，凸緣部10之底面形狀成為八角形，構造體1B係凸緣部10之底面形狀成為圓形。
此處所言的「構造體之底面」是例如於實施形態1之構造體1中，如圖1(b)所示，以構造體1之側面部3的水平投影面積(從山形的形狀之高度方向(上面)來觀測時的面積)成為最大之方式，且以構造體1之側面部3的垂直投影面(垂直於前述水平投影面，面積成為最大之面)中的重心5成為地面側時，構造體1與地面之接地面，而為圖1之下側的面(底面)。
圖2係說明本發明之實施形態1的構造體1之構造的圖。本發明之構造體的形狀(剖面形狀)係如圖 2(a)所示，將構造體1的垂直投影面之面積當作S1，如圖2(b)所示，將構造體1的垂直投影面之頂點4與底面所形成的三角形之面積當作S2時，S1與S2之比(S1/S2)宜為0.3~1.7。從山形的形狀之賦形容易度之觀點來看，較佳為0.5~1.6，更佳為0.8~1.5。此處所言的「構造體的垂直投影面之頂點4」是於如圖1(c)所示的垂直投影面(山形的形狀之剖面)中，從垂直投影面的重心5起連接底面的垂直線S與構造體1的最高位置之之交點(頂點4)。將連接此頂點4與底面的兩端之三角形的面積當作S2。S1與S2之比(S1/S2)小於0.3時，構造體1的垂直投影面成為如T字形，形狀的賦形可能變困難或力學特性可能變不均。又，比(S1/S2)大於1.7時，構造體1的垂直投影面可能變成大型。
山形的形狀之側面方向中的剖面形狀係如圖4所示，可舉出(a)三角形、(b)梯形等。又，山形的形狀之斜邊係不限於直線，亦可為曲線，若為在上側具有鼓起的曲線，則成為如圖4(c)所示之半圓，若為在下側具有鼓起的曲線，則可舉出如圖4(d)所示之形狀等。再者，若為在斜邊具有複數的頂點之線，則亦可舉出如圖4(e)所示的形狀等。此時，未必需要線對稱，如圖4(f)所示之形狀亦為山形的形狀之剖面形狀的1種。
圖5係顯示本發明之構造體1的剖面放大構造之示意圖。如圖5所示，本發明之構造體1係由樹脂6、強化纖維7與空隙8所構成。此處，作為樹脂6，可例示熱塑性樹脂或熱硬化性樹脂。又，於本發明中，亦 可摻合熱硬化性樹脂與熱塑性樹脂。
於本發明的1個形態中，樹脂6宜包含至少1種類以上的熱塑性樹脂。作為熱塑性樹脂，可例示由以下所選出的熱塑性樹脂：「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)、液晶聚酯等之聚酯、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等之聚烯烴、聚甲醛(POM)、聚醯胺(PA)、聚苯硫(PPS)等之聚芳硫、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)、聚四氟乙烯等之氟系樹脂、液晶聚合物(LCP)」等之結晶性樹脂、「除了苯乙烯系樹脂以外，還有聚碳酸酯(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(PAR)」等之非晶性樹脂，還有酚系樹脂、苯氧樹脂，更且聚苯乙烯系、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、氟系樹脂及丙烯腈系等之熱塑性彈性體等，或此等的共聚物及改質體等。其中，從所得之構造體1的輕量性之觀點來看，宜為聚烯烴，從強度之觀點來看，宜為聚醯胺，從表面外觀之觀點來看，宜為如聚碳酸酯或苯乙烯系樹脂之非晶性樹脂，從耐熱性之觀點來看，宜為聚芳硫，從連續使用溫度之觀點來看，宜為聚醚醚酮，再者從耐藥品性之觀點來看，宜使用氟系樹脂。
於本發明之1個形態中，樹脂6宜包含至少 1種類以上的熱硬化性樹脂。作為熱硬化性樹脂，可例示不飽和聚酯、乙烯酯、環氧樹脂、酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、熱硬化性聚醯亞胺、此等之共聚物、改質體及摻合有此等的至少2種類之樹脂。
又，於不損害本發明目的之範圍內，本發明之構造體亦可含有彈性體或橡膠成分等之耐衝擊性提高劑、其它的填充材或添加劑作為樹脂6的成分之1個。作為填充材或添加劑之例，可例示無機填充材、難燃劑、導電性賦予劑、結晶核劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、減振劑、抗菌劑、防蟲劑、防臭劑、防著色劑、熱安定劑、脫模劑、抗靜電劑、塑化劑、滑劑、著色劑、顏料、染料、發泡劑、抑泡劑或偶合劑。
將構造體1的體積含有率當作100體積%時，本發明之構造體1較佳為滿足以下之(1)~(3)。
(1)樹脂6的體積含有率為2.5~85體積%
(2)強化纖維7的體積含有率為0.5~55體積%
(3)空隙8的體積含有率為10~97體積%
即，將構造體1的體積含有率當作100體積%時，樹脂6的體積含有率較佳在2.5體積%以上85體積%以下之範圍內。樹脂6的體積含有率為2.5體積%以上時，由於可黏接構造體1中的強化纖維彼此，使強化纖維7的補強效果成為充分者，可滿足構造體的力學特性，尤其彎曲特性而較佳。另一方面，若樹脂6的體積含有率為85體積%以下，則不阻礙空隙8之形成而較佳。
本發明之構造體1包含強化纖維7。而且， 作為強化纖維7，可例示鋁、黃銅、不鏽鋼等之金屬纖維、PAN系、縲縈系、木質素系、瀝青系之碳纖維、石墨纖維、玻璃等之絕緣性纖維、芳香族聚醯胺、PBO、聚苯硫、聚酯、丙烯酸、尼龍、聚乙烯等之有機纖維、碳化矽、氮化矽等之無機纖維。又，亦可對於此等纖維施予表面處理。作為表面處理，除了作為導電體的金屬之黏附處理，還有藉由偶合劑的處理、藉由上漿劑的處理、藉由捆紮劑的處理、添加劑之附著處理等。還有，此等之纖維係可單獨使用1種類，也可併用2種類以上。其中，從輕量化效果之觀點來看，宜使用比強度、比剛性優異之PAN系、瀝青系、縲縈系等之碳纖維。另外，從提高所得之構造體1的經濟性之觀點來看，宜使用玻璃纖維，尤其從力學特性與經濟性之平衡來看，宜併用碳纖維與玻璃纖維。再者，從提高所得之構造體1的衝擊吸收性或賦形性之觀點來看，宜使用芳香族聚醯胺纖維，尤其從力學特性與衝擊吸收性之平衡來看，宜併用碳纖維與芳香族聚醯胺纖維。還有，從提高所得之構造體1的導電性之觀點來看，亦可使用由具有導電性的金屬所成之金屬纖維或被覆有鎳或銅或鐿等的金屬之強化纖維。於此等之中，可更宜使用選自由強度與彈性模數等之力學特性優異的金屬纖維、瀝青系碳纖維及PAN系碳纖維所組成之群組的強化纖維。
強化纖維7宜為不連續，無規地分散於構造體1中。又，分散狀態更佳為略單絲狀。藉由使強化纖維7成為如此的態樣，當將外力施加於片狀構造體1的 前驅物或構造體1而進行成形時，對於複雜形狀的賦形變容易。另外，藉由使強化纖維7成為如此的態樣，經由強化纖維7所形成的空隙係緻密化，構造體1中的強化纖維7之纖維束端的弱部係可極小化，故除了優異的補強效率及可靠性，還亦賦予等向性。
此處，略單絲狀是指強化纖維單紗以少於500條的細纖度股束(strand)存在者。更佳為單絲(monofilament)狀，即作為單紗(single yarn)分散。
此處，略單絲狀或單絲狀分散是指對於在構造體1中任意選擇的強化纖維7，其二次元接觸角為1°以上的單纖維之比例(以下，亦稱為纖維分散率)係80%以上者，換言之，指構造體1中的單纖維之2條以上接觸且平行的束小於20%者。因此，於此特佳為至少強化纖維7中的纖絲數100條以下之纖維束的質量分率相當於100%者。
再者，強化纖維7特佳為無規地分散。此處，強化纖維7無規地分散是指構造體1中經任意選擇的強化纖維7之二次元配向角的算術平均值在30°以上60°以下之範圍內者。該二次元配向角是由強化纖維7的單纖維與和此單纖維交叉的單纖維所形成之角度，於交叉的單纖維彼此所形成的角度之中，定義為在0°以上90°以下之範圍內的銳角側之角度。
對於此二次元配向角，使用圖式進一步說明。圖6係顯示本發明所用的強化纖維墊中之強化纖維的分散狀態之一例的示意圖，圖6(a)係從面方向來觀看 之圖，圖6(b)係從厚度方向來觀看之圖。於圖6(a)、(b)中，將單纖維9a當作基準時，單纖維9a係與其它的單纖維9b~9f交叉。此處，交叉是意指在所觀察的二次元平面中，看到成為基準的單纖維與其它的單纖維相交之狀態，單纖維9a與單纖維9b~9f不一定需要接觸，在投影觀看時看到相交的狀態亦不是例外。即，對於成為基準的單纖維9a觀看時，單纖維9b~9f全部為二次元配向角之評價對象，於圖6(a)中二次元配向角係在交叉的2條單纖維所形成的2個角度之中，0°以上90°以下之範圍內的銳角側之角度A。
作為測定二次元配向角之方法，並沒有特別的限制，例如可例示自構成要素的表面來觀察強化纖維7的配向之方法，可採取與上述之二次元接觸角的測定方法同樣之手段。二次元配向角的平均值係用以下的步驟測定。即，測定對於經隨意選擇的單纖維(圖6中的單纖維9a)已交叉的全部單纖維(圖6中的單纖維9b~9f)之二次元配向角的平均值。例如，當交叉於某單纖維的其它單纖維為多數時，亦可代替地使用隨意地選出20條交叉的其它單纖維而測定的算術平均值。以其它的單纖維作為基準，重複合計5次的此測定，算出其算術平均值當作二次元配向角的算術平均值。
藉由強化纖維7為略單絲狀且無規地分散，可將經由上述略單絲狀分散的強化纖維7所給予的性能提高到最大限度。又，於構造體1中可將等向性賦予至力學特性。基於如此的觀點，強化纖維7的纖維分散率 宜為90%以上，愈接近100%愈更佳。另外，強化纖維7的二次元配向角之算術平均值宜在40°以上50°以下之範圍內，愈接近理想角度的45°愈佳。
另一方面，作為強化纖維7不採取不織布形態之例，有強化纖維7經單向排列而成的片狀基材、織物基材及無捲縮基材等。此等之形態由於強化纖維7規則緻密地配置，構造體1中的空隙8會變少，樹脂6之含浸變極困難，或形成未含浸部，或有大幅限定含浸手段或樹脂種類的選項之情況。
作為強化纖維7之形態，可為與構造體1相同程度的長度之連續性強化纖維或經切斷成指定長度的有限長度之不連續性強化纖維的任一者，但從容易含浸樹脂6或可容易調整其量之觀點來看，宜為不連續性強化纖維。
強化纖維7的質量平均纖維長度宜在1mm以上15mm以下之範圍內。藉此，可提高強化纖維7的補強效率，給予構造體1優異的力學特性。強化纖維7的質量平均纖維長度為1mm以上時，由於可高效率地形成構造體1中的空隙，故能降低密度，換言之，由於能得到雖然相同厚度但是輕量的構造體而較佳。另一方面，強化纖維7的質量平均纖維長度為15mm以下時，構造體1中強化纖維7不易因本身重量而彎曲，不阻礙力學特性的展現而較佳。質量平均纖維長度係可藉由將構造體1的樹脂成分燒掉或溶出等之方法而去除，自殘留的強化纖維7中隨意地選出400條，測定其長度直到10μm 單位為止，作為此等之質量平均纖維長度算出。
將構造體1的體積含有率當作100體積%時之強化纖維7的體積含有率，較佳在0.5體積%以上55體積%以下之範圍內。強化纖維7的體積含有率為0.5體積%以上時，由於來自強化纖維7的補強效果成為充分而較佳。另一方面，強化纖維7的體積含有率為55體積%以下時，相對於強化纖維7而言樹脂6的體積含有率係相對地變多，可黏接構造體1中的強化纖維7彼此，使強化纖維7的補強效果成為充分者，故可滿足構造體1的力學特性，尤其彎曲特性而較佳。
強化纖維7係被樹脂6所被覆，所被覆的樹脂6之厚度(被覆厚度)宜在1μm以上15μm以下之範圍內。經樹脂6所被覆的強化纖維7之被覆狀態，只要是至少構成構造體1的強化纖維7之單纖維彼此交叉之點經被覆，則從構造體1的形狀安定性或厚度控制的容易度及自由度之觀點來看為充分，但作為更佳的態樣，則宜為樹脂6以上述之厚度被覆於強化纖維7的周圍之狀態。此狀態係強化纖維7的表面因樹脂而不露出，換言之意指強化纖維7係藉由樹脂6形成電線狀的皮膜。藉此，構造體1更具有形狀的安定性，同時充分地展現力學特性。又，經樹脂6所被覆的強化纖維7之被覆狀態係未必需要被覆該強化纖維7之全部，只要在不損害本發明之構造體1的形狀安定性或壓縮彈性模數、彎曲彈性模數、彎曲強度之範圍內即可。
本發明之構造體1具有空隙8。而且本發明 中空隙8是指經樹脂6所被覆的強化纖維7成為柱狀的支撐體，藉由其進行疊合或交叉而形成的空間。例如將強化纖維7經樹脂6所預先含浸的構造體前驅物予以加熱而得到構造體1時，藉由加熱所伴隨的樹脂6之熔融或軟化，強化纖維7起毛而形成空隙8。此係基於在構造體前驅物中，因加壓而成為壓縮狀態之內部的強化纖維7係藉由源自其彈性模數的起毛力而起毛之性質。
又，將構造體1的體積含有率當作100體積%時，空隙8的體積含有率在10體積%以上97體積%以下之範圍內。由於空隙8的含有率為10體積%以上，構造體1之密度變低，可滿足輕量性而較佳。另一方面，空隙8的含有率為97體積%以下時，換言之，被覆在強化纖維7之周圍的樹脂6之厚度變充分，故可充分地進行構造體1中的強化纖維7彼此之補強，力學特性變高而較佳。空隙8的體積含有率之上限值宜為97體積%。於本發明中，體積含有率係將構成構造體1的樹脂6與強化纖維7與空隙8各自之體積含有率的合計當作100體積%。
將構造體1的剖面方向中之強化纖維7的配向角度當作θf時，從更有效果地展現構造體1中的補強機能之觀點來看，強化纖維7的配向角度θf宜為60°以下，更佳為45°以下。此時，構造體1的剖面方向中之強化纖維7的配向角度θf，是對於構造體1的剖面方向之傾斜程度，換言之，是強化纖維7相對於厚度方向之傾斜程度。值愈大表示愈偏向厚度方向站立，給予0°以 上90°以下之範圍。又，強化纖維7的配向角度θf為3°以上時，由於構造體1中的強化纖維7成為在厚度方向、換言之三次元配向之狀態，構造體1之厚度的自由度增加，可滿足輕量性而較佳。因此，強化纖維7的配向角度θf較佳為3°以上。
強化纖維7的配向角度θf係可以對於構造體1的面方向呈垂直剖面的觀察為基礎而測定。圖7係顯示在本發明之構造體1的厚度方向及纖維長度方向所形成之面(圖7(a))以及在厚度方向及纖維長度方向垂直之方向所形成之面(圖7(b))的剖面構造之一例的示意圖。圖7(a)中，單纖維9g、9h之剖面係為了使測定成為簡便而近似橢圓形狀。此處，單纖維9h之剖面係橢圓縱橫比(=橢圓長軸/橢圓短軸)看起來小，相對地單纖維9g之剖面係橢圓縱橫比看起來大。另一方面，依照圖7(b)，單纖維9h係對於平面方向Y具有幾乎平行的斜度，單纖維9g係對於平面方向Y具有一定量的斜度。此時，關於單纖維9g，構造體1的平面方向X與纖維主軸(橢圓中的長軸方向)α所成之角度θx係與單纖維9g之厚度方向的配向角度θf大致相等。另一方面，關於單纖維9h，角度θx與配向角度θf所顯示的角度係大大地背離，不能說角度θx反映配向角度θf。因此，自對於構造體1的面方向呈垂直剖面來讀取配向角度θf時，藉由抽出纖維剖面的橢圓縱橫比為一定值以上者，可提高配向角度θf的檢測精度。
作為成為抽出對象的橢圓縱橫比之指標，當 單纖維的剖面形狀接近真圓，即當對於強化纖維之長邊方向呈垂直的剖面中之纖維縱橫比為1.1以下時，可利用對於橢圓縱橫比為20以上的強化纖維，測定平面方向X與纖維主軸α所成的角度θx，採用此作為配向角度θf之方法。另一方面，當單纖維的剖面形狀為橢圓形或繭形等，纖維縱橫比大於1.1時，可為著眼於具有更大的橢圓縱橫比之強化纖維，測定配向角度θf之方式，當纖維縱橫比為1.1以上且小於1.8時，可選擇橢圓縱橫比為30以上之強化纖維，當纖維縱橫比為1.8以上且小於2.5時，可選擇橢圓縱橫比為40以上之強化纖維，當纖維縱橫比為2.5以上時，可選擇橢圓縱橫比為50以上之強化纖維，測定配向角度θf。
將構造體1之彎曲彈性模數當作Ec，將構造體1之密度當作ρ時，以Ec1/3‧ρ-1表示的構造體1之比彎曲彈性模數為2.5以上。構造體1之比彎曲剛性為2.5以上時，為彎曲彈性模數高、密度低之狀態，可得到所欲的輕量化效果因而較佳。另一方面，構造體1之比彎曲剛性的上限值係沒有特別的限制，但宜為20以下，藉由設為20以下，在輕量化效果與彎曲彈性模數之平衡優異之點上較佳。一般而言，鋼材或鋁之比彎曲彈性模數為1.5以下，比彎曲剛性為2.5以上的本發明之構造體1係具有比此等的金屬材料更極優異的比彎曲剛性。本發明之構造體1具有比著眼於輕量化效果的碳纖維強化樹脂複合材料之一般的比彎曲剛性之2.3更大的2.5以上之比彎曲剛性，本發明之構造體1之比彎曲剛性更佳為5 以上。
於本發明之構造體1中，山形的形狀之同心圓均質度宜為20%以下，較佳為10%以下。同心圓均質度為20%以下時，山形的形狀之同心圓中的力學特性之不均少，可抑制構造體1之破損，再者構造體1之設計自由度降低。又，只要山形的形狀中之同心圓均質度為20%以下，則當更使用於振動板等的音響構件時，能發出均質的聲音或所欲表現的聲音。
此處所言的「同心圓均質度」是如圖8(a)所示，表示從頂點4起等距離r1、即同心圓上的位置之力學特性的不均。作為測定同心圓均質度之方法，並沒有特別的限制，例如如同圖8(a)中所示，將以後述交點作為中心的合計8個試驗片，例如如同圖8(b)之12a所示地切出，使用此等試驗片進行彎曲試驗；該等交點分別為：通過頂點4的1條直線L與以頂點4作為中心之半徑r1的同心圓之交點11a、11b，自直線L傾斜45°、90°、135°的通過頂點4之合計4條直線與以頂點4作為中心之半徑r1的同心圓之交點11c、11d、11e、11f、11g、11h。將各位置的彎曲彈性模數當作Eci，將所得之全部數據的平均彎曲彈性模數當作Ec時，由所得的彎曲彈性模數之值Eci、Ec及下式，可算出同心圓均質度。
‧同心圓均質度(%)={Σ(Eci-Ec)2/i}0.5/Ec×100
Eci：彎曲彈性模數之個別值(i=1、2、......8)(GPa)
Ec：平均彎曲彈性模數(GPa)
構造體1的彎曲彈性模數Ec宜為3GPa以 上，更佳可為6GPa以上。構造體1的彎曲彈性模數Ec為3GPa以上時，由於可放大作為構造體1使用的範圍而較佳。又，為了使構造體1之設計成為容易，彎曲彈性模數Ec宜具有等向性。彎曲彈性模數Ec之上限係不設限制，但一般於具有強化纖維7與樹脂6之構造體1中，由其構成成分的強化纖維7及樹脂6各自之彈性模數所算出的值可作為上限。於本發明之構造體1中，單獨使用構造體1時或與其它構件組合使用時，為了使用構造體1本身之彎曲彈性模數進行構件的設計而供實用，只要有5GPa即為充分。
於本發明之構造體1中，山形的形狀之放射均質度，在不損害本發明的特徵之範圍內，亦可按照意圖變更。從得到符合目的之構造體1的觀點來看，例如構造體1之底面的外周或頂點4的附近係在使構造體1落下時，與地面等直接接觸的可能性高，為了基於緩和衝擊之目的將構造體1軟化(低彈性模數化)並展現作為構造體1的剛性，其以外的部分亦可變硬(高彈性模數化)。另一方面，於作成相反的構成時，亦可設計成在構造體1全體吸收衝擊，使有可能接觸的地方不破損。
於本發明之構造體1中，山形的形狀之放射均質度可為20%以下，宜為10%以下。放射均質度意外地大於20%時，在山形的形狀會發生力學特性的不均，構造體1的設計自由度會降低。又，亦有無法賦予目的之形狀的情況。
此處所言的「放射均質度」是如圖9(a)所示， 表示從頂點4朝向底面畫線(放射線)時，在距離頂點不同的距離上存在的同一放射線上之力學特性的不均。作為測定放射均質度之方法，並沒有特別的限制，但例如如同圖9(a)所示，將以後述交點作為中心的合計8個試驗片，例如如同圖9(b)之14a所示地切出，使用此等試驗片進行彎曲試驗；該等交點分別為：通過頂點4的1條直線L(同一放射線上)與以頂點4作為中心之半徑r2、r3的同心圓之交點13a、13b、13c、13d，及將與通過頂點4的直線L垂直的通過頂點4之另1條直線與以頂點4作為中心之半徑r2、r3的同心圓之交點13e、13f、13g、13h。將各位置的彎曲彈性模數當作Eri，將所得之全部數據的平均彎曲彈性模數當作Er時，由所得的彎曲彈性模數之值Eri、Er及下式，可算出放射均質度。
‧放射均質度(%)={Σ(Eri-Er)2/i}0.5/Er×100
Eri：彎曲彈性模數之個別值(i=1、2、......8)(GPa)
Er：平均彎曲彈性模數(GPa)
構造體1之厚度宜為0.2mm以上。若小於0.2mm，則構造體1之平衡崩潰，若以剛性為優先則輕量性差，若以輕量性為優先則剛性差。關於構造體1之厚度，從剛性與輕量性的平衡之觀點來看，較佳為0.5mm以上，更佳為1.0mm以上。關於厚度之上限，並沒有特別的限定，但較佳為20mm以下，從構造體1的質量之觀點來看，更佳為10mm以下。此處所言的構造體1之厚度是在評價構造體1之比彎曲剛性時所測定的構造體1之厚度的平均值。
構造體1之密度ρ宜為0.9g/cm3以下。構造體1之密度ρ為0.9g/cm3以下的情況，是意指作成構造體1時的質量減少，結果對於成為製品時的質量之輕量化作出貢獻而較佳。密度之下限係不設限制，但一般於具有強化纖維7與樹脂6的構造體1中，自作為其構成成分的強化纖維7、樹脂6及空隙8各自之體積比例所算出之值係可成為下限。於本發明之構造體1中，單獨使用構造體1時或與其它構件組合使用時，構造體本身之密度皆隨著所使用的強化纖維7或樹脂6而不同，但從保持構造體1的力學特性之觀點來看，宜為0.03g/cm3以上。
從構造體1的表面起到厚度方向的中點位置為止之30%以內的部分中之空隙8的體積含有率宜在0體積%以上且小於10體積%之範圍內，剩餘部分之空隙8的體積含有率宜在10體積%以上99體積%以下之範圍內。該空隙8的體積含有率愈小則力學特性愈優異，另外愈大則輕量性愈優異。換言之，當構造體1由相同構成之材料所成時，藉由從構造體1的表面起到厚度方向的中點位置為止之30%以內的部分中之空隙的體積含有率為0體積%以上且小於10體積%，可擔保構造體的力學特性，藉由剩餘部分之空隙的體積含有率在10體積%以上99體積%以下之範圍內，可滿足輕量特性而較佳。
本發明中構造體1之厚度係可自連接欲求得厚度的表面上之1點與其背側的表面之最短距離而求得。厚度方向的中點是意指構造體1之厚度的中間點。 從構造體1的表面起到厚度方向的中點位置為止之30%以內的部分是意指將構造體1的表面與到其厚度方向的中點為止距離當作100%時，包含從構造體1的表面起到30%之距離為止之部分者。此處剩餘部分是意指從構造體1中去除從構造體1的一表面起到厚度方向的中點位置為止之30%以內的部分及從構造體1的另一表面起到厚度方向的中點位置為止之30%以內的部分後之剩餘部分。圖10係本發明之實施形態的其它例之構造體1C的剖面放大圖。如圖10中所示，從構造體1C的表面起到厚度方向的中點位置為止之30%以內的部分R1及剩餘部分R2係可存在於構造體1C之厚度方向的不同位置。
本發明中的強化纖維7採取不織布狀的形態者，從樹脂6對於強化纖維7的含浸容易度之觀點來看較佳。再者，藉由強化纖維7具有不織布狀的形態，除了不織布本身的操縱性之容易度，還有即使於一般被視為高黏度的熱塑性樹脂之情況中，也可容易含浸而較佳。此處，不織布狀的形態是指強化纖維7的股束及/或單絲不規則性地分散成面狀之形態，可例示短切股束墊、連續股束墊、抄紙墊、梳理墊、氣流成網墊等(以下，將此等統稱為強化纖維墊)。
作為構成構造體1的強化纖維墊之製造方法，例如有將強化纖維預先分散成股束及/或略單絲狀，製造強化纖維墊之方法。作為強化纖維墊之製造方法，以眾所周知技術而言，可舉出將強化纖維7以空氣流分散片化之氣流成網法，或一邊將強化纖維7予以機械地 梳分一邊調整形狀而片化之梳理法等之乾式製程，在水中攪拌強化纖維7及抄紙之藉由萊特萊德法的濕式製程。作為使強化纖維7更接近單絲狀之手段，於乾式製程中，可例示設置開纖棒之方法或更使開纖棒振動之方法，更且使梳理機之縫變細之方法，或調整梳理機的旋轉速度之方法等。於濕式製程中，可例示調整強化纖維7的攪拌條件之方法，將分散液的強化纖維濃度予以稀薄化之方法，調整分散液的黏度之方法，於移送分散液之際抑制渦流之方法等。強化纖維墊特佳為以濕式製程製造，藉由增加投入纖維7的濃度，或調整分散液的流速(流量)與網狀輸送帶的速度，可容易地調整強化纖維墊的強化纖維7之比例。例如，藉由相對於分散液的流速，減慢網狀輸送帶的速度，所得之強化纖維墊中的纖維之配向係變難以朝向牽引方向，可製造大體積的強化纖維墊。強化纖維墊係可由強化纖維單質所構成，也可將強化纖維7與粉末形狀或纖維形狀的基質樹脂成分混合，或將強化纖維7與有機化合物或無機化合物混合，或強化纖維彼此被樹脂成分所填縫。於此等之製造方法中，所得之不織布狀形態的強化纖維7宜成為預先賦予至構造體之山形的形狀。從所得之構造體的均質性升高之觀點來看，宜使強化纖維墊成為山形的形狀。具體而言，可將山形的形狀之模具或網眼使用於製程中而得。
再者，亦可於強化纖維墊中預先含浸樹脂，作為構造體前驅物。作為製造本發明之構造體前驅物的方法，可舉出對於強化纖維墊，將已熔融或軟化的狀態 之樹脂加壓或減壓之方法。具體而言，從製造的容易度之觀點來看，較佳可例示從強化纖維墊之厚度方向的兩側，加熱、加壓已配置有樹脂的積層物，使樹脂熔融含浸之方法。
作為實現上述各方法用的設備，可適宜使用壓縮成形機或雙帶壓機。分批式之情況為前者，藉由並列有加熱用與冷卻用的2機以上之間歇式加壓系統，而謀求生產性的提高。連續式之情況為後者，由於可容易地進行連續的加工，而連續生產性優異。
於製造本發明的構造體之際，採用藉由依順序至少具有以下之步驟的製造方法者，從得到製造的容易度及均質度高之構造體的觀點來看較佳。
步驟[1]：將至少包含樹脂與強化纖維之纖維強化樹脂(構造體前驅物)加熱直到樹脂的拉伸強度成為10MPa以下為止之步驟。
步驟[2]：於將前述纖維強化樹脂(構造體前驅物)加熱直到前述樹脂的拉伸強度成為10MPa以下為止之狀態下，給予壓力，賦予形狀之步驟。
步驟[3]：藉由進行前述纖維強化樹脂(構造體前驅物)之厚度調整而使其膨脹之步驟。
步驟[1]係將用於成形的纖維強化樹脂(構造體前驅物)加熱之步驟。此時，從操作性之觀點來看，構造體前驅物較佳為不膨脹，從提高賦形性之觀點來看，較佳為膨脹。
步驟[2]係對於經加熱的纖維強化樹脂(構造 體前驅物)，給予壓力，賦予形狀之步驟。此時，若樹脂的拉伸強度為10MPa以下，則由於在賦予壓力時，構造體前驅物不裂開，可容易賦形為目的之形狀而較佳。樹脂的拉伸強度之下限係沒有特別的限定，但從賦予形狀時黏結纖維強化樹脂之觀點來看，較佳為1MPa以上。
步驟[3]係藉由調整纖維強化樹脂之厚度而使其膨脹，形成空隙之步驟。作為進行厚度控制之方法，只要是能將所加熱的構造體前驅物控制在目的之厚度則不論方法為何，但從製造的簡便性之觀點來看，可例示使用金屬板等來拘束厚度之方法、藉由給予複合構造體前驅物的壓力而厚度控制之方法等當作較佳的方法。作為實現上述方法用的設備，可適宜使用壓縮成形機或雙帶壓機。分批式之情況為前者，藉由並列有加熱用與冷卻用的2機以上之間歇式加壓系統，而謀求生產性的提高。連續式之情況為後者，由於可容易地進行連續的加工，而連續生產性優異。
作為強化纖維墊不採取不織布形態之例，有強化纖維經單向排列而成的片狀基材、織物基材及無捲縮基材等。此等之形態由於強化纖維規則緻密地配置，故強化纖維墊中的空隙部少，由於熱塑性樹脂形不形成充分的錨定構造，故接合能力降低。又，當樹脂為熱塑性樹脂時，含浸變極困難，或形成未含浸部，或有大幅限定含浸手段或樹脂種類的選項之情況。
於本發明中，在不損害本發明之特徵的範圍內，亦可將構造體或構造體前驅物使用於芯層，且將在 連續的強化纖維中含浸有樹脂之片狀中間基材使用於皮層而成為三明治構造體。此處，連續的強化纖維是指在至少一方向中以100mm以上的長度連續者，該多數條在單向中排列的集合體，強化纖維束是指在三明治構造體的全長中連續者。作為由連續的強化纖維所成之片狀中間基材的形態，為由多數條連續的強化纖維所成之強化纖維束所構成的布(cloth)、由多數條連續的強化纖維在單向中排列的強化纖維束(單向性纖維束)、由此單向性纖維束所構成之單向性布等。強化纖維係可由相同形態的複數條纖維束所構成，或也可由不同形態的複數條纖維束所構成。構成一個強化纖維束的強化纖維數通常為300~48,000條，但若考慮預浸漬物的製造或布的製造，則宜為300~24,000條，更佳為1,000~12,000條。
使用不織布以外的強化纖維墊時，為了控制構造體的彎曲彈性模數Ec，宜使用改變強化纖維的方向而積層之形態。在有效率地提高三明治構造體的彈性模數或強度之方面，特佳為使用將纖維束單向並絲之連續的強化纖維(稱為UD)，改變強化纖維的配向方向進行積層。
構造體例如可舉出「個人電腦、顯示器、OA機器、行動電話、攜帶資訊終端、PDA(電子筆記本等之攜帶資訊終端)、攝影機、光學機器、音響裝置、空調機、照明機器、娛樂用品、玩具用品、其它家電製品等之殼體、托盤、底盤、內裝構件、振動板、揚聲器錐盆或其外殼」等之電氣、電子機器零件、「揚聲器錐盆」等之 音響構件、「各種構件、各種框架、各種鉸鏈、各種臂、各種車軸、各種車輪用軸承、各種樑」、「罩蓋、車頂、車門、擋泥板、行李箱蓋、側面板、後端板、車身前部、車身底部、各種柱、各種構件、各種框架、各種樑、各種支架、各種導軌、各種鉸鏈」等之外板或本體零件、「保險桿、保險桿橫樑、造型、底罩、引擎蓋、整流板、擾流板、百葉罩、空氣動力零件」等之外裝零件、「儀表板、片框、門飾、柱飾、方向盤、各種模組」等之內裝零件、或「馬達零件、CNG桶槽、汽油箱」等之汽車、二輪車用構造零件、「電池托盤、頭燈支架、踏板外殼、保護器、車燈反射鏡、燈罩、噪音遮罩、備胎罩」等之汽車、二輪車用零件、「隔音壁、防音壁等之壁內構件」等之建材、「起落架艙、小翼、擾流板、邊緣、舵、升降台、整流片、肋、片」等之航空器用零件。從力學特性及形狀賦形性之觀點來看，宜用於汽車內外裝、電氣‧電子機器殼體、自行車、運動用品用構造材、航空器內裝材、輸送用箱體、建材。其中，尤其適合由複數的零件所構成之模組構件。從力學特性及均質性之觀點來看，宜用於振動板或揚聲器錐盆等之音響零件。
[實施例]
以下，藉由實施例更詳細地說明本發明。
(1)構造體中之強化纖維的體積含有率Vf
測定構造體之質量Ws後，將構造體在空氣中以500℃加熱30分鐘而燒掉樹脂成分，測定殘留的強化纖維之質量Wf，藉由下式算出。此時，強化纖維及樹脂之 密度係使用依照JIS Z8807(2012)的液中秤量法所測定之結果。
Vf(體積%)=(Wf/ρf)/{Wf/ρf+(Ws-Wf)/ρr}×100
ρf：強化纖維之密度(g/cm3)
ρr：樹脂之密度(g/cm3)
(2)構造體之彎曲試驗
從構造體中切出試驗片，依照ISO178法(1993)測定彎曲彈性模數。試驗片係對於將任意的方向當作0°方向時+45°、-45°、90°方向之4個方向切出而製作試驗片，對於各自之方向，測定數n=5，將算術平均值當作彎曲彈性模數Ec。作為測定裝置，使用「Instron(註冊商標)」5565型萬能材料試驗機(INSTRON日本(股)製)。自所得之結果，藉由下式算出構造體之比彎曲彈性模數。
比彎曲剛性=Ec1/3/ρ
(3)構造體之同心圓均質度
將從構造體之頂點起到底面的端部為止之最小距離當作r時，於通過從頂點起距離r的50%之位置r50與頂點的任意1條直線以及通過與該直線傾斜45°、90°、135°的頂點之合計4條直線之交點，與上述(2)項同樣地進行彎曲試驗。將距離r50的彎曲彈性模數當作Eci。又，將所得之全部的數據之平均彎曲彈性模數當作Ec。由所得的彎曲彈性模數之值及下式，算出同心圓均質度。
‧同心圓均質度(%)={Σ(Eci-Ec)2/i}0.5/Ec×100
Eci：在距離r50的彎曲彈性模數之個別值(i=1、2、......8) (GPa)
Ec：在距離r50的平均彎曲彈性模數(GPa)
(4)構造體之放射均質度
將通過構造體之頂點的任意1條直線及與該直線傾斜90°的直線之合計2條直線與從頂點起到底面的端部為止之最小距離當作r時，在從頂點起距離r的30%之位置r30、從頂點起距離r的70%之位置r70之交點，與上述(2)項同樣地進行彎曲試驗。將在各交點的彎曲彈性模數當作Eri。又，將所得之全部數據的平均彎曲彈性模數當作Er。由所得的所得之彎曲彈性模數之值及下式，算出放射均質度。
‧放射均質度(%)={Σ(Eri-Er)2/i}0.5/Er×100
Eri：在各位置的彎曲彈性模數之個別值(i=1、2、......8)(GPa)
Er：在各位置的平均彎曲彈性模數(GPa)
(5)構造體之密度ρ
從構造體中切出試驗片，參考JIS K7222(2005)，測定構造體的表觀密度。試驗片之尺寸為縱100mm、橫100mm。以測微計測定試驗片的縱、橫、厚度，自所得之值算出試驗片的體積V。又，以電子天平測定所切出的試驗片之質量M。藉由將所得之質量M及體積V代入下式，算出構造體之密度ρ。
ρ[g/cm3]=103×M[g]/V[mm3]
(6)構造體之空隙的體積含有率
從構造體中切出縱10mm、橫10mm的試驗片，藉由 掃描型電子顯微鏡(SEM)(日立高科技(股)製S-4800型)觀察剖面，自構造體之表面，以1000倍的倍率等間隔地拍攝10處。對於各自之影像，求出影像內的空隙之面積Aa。再者，藉由將空隙的面積Aa的合計除以影像全體的面積而算出空隙率。構造體之空隙的體積含有率係在5片的試驗片中各自拍攝各10處，自合計50處的空隙率，藉由算術平均而求出。再者，於構造體中，為了判斷從表面起到厚度方向的中點位置為止的空隙率與剩餘部分的空隙率為不同之情況，於前述等間隔地拍攝之10處，算出各自之空隙的體積含有率，辨別空隙的體積含有率在0體積%以上10體積%之範圍內者與空隙的體積含有率為10體積%以上99體積%以下者而求出。
(7)構造體中之樹脂的體積含有率
使用由(1)、(6)所求得的構造體中之強化纖維的體積含有率與空隙的體積含有率之值，藉由下式求出樹脂的體積含有率。
樹脂的Vr(體積%)=100-(Vf+Va)
Vf：強化纖維的體積含有率(體積%)
Va：空隙的體積含有率(體積%)
於下述之實施例及比較例中，使用以下之材料。
[碳纖維1]
從以聚丙烯腈作為主成分之共聚物起，進行紡絲、培燒處理及表面氧化處理，得到總單紗數12,000條之連續碳纖維。此連續碳纖維之特性係如以下所示。
單纖維直徑：7μm
密度：1.78g/cm3
拉伸強度：4600MPa
拉伸彈性模數：220GPa
[PP樹脂]
製作由80質量%的未改質聚丙烯樹脂(Prime Polymer(股)製「Prime Polypro」(註冊商標)J105G)與20質量%的酸改質聚丙烯樹脂(三井化學(股)製「Admer」QB510)所成之單位面積重量100g/m2的樹脂片。
[PA樹脂]
製作由尼龍6樹脂(東麗(股)製「Amilan」(註冊商標)CM1021T)所成之單位面積重量124g/m2的樹脂薄膜。
[強化纖維墊1]
用美工刀將碳纖維1切割成6mm，得到短切碳纖維。製作由水與界面活性劑(NACALAI TESQUE(股)製，聚氧乙烯月桂基醚(商品名))所成的濃度0.1質量%之分散液，使用此分散液與短切碳纖維，使用圖11中所示的強化纖維墊之製造裝置，製造強化纖維墊。圖11中所示的製造裝置具備在作為分散槽之容器下部具有開口旋塞的直徑1000mm之圓筒形狀的容器、連接分散槽與抄紙槽之直線狀的輸送部(傾斜角30°)。於分散槽之上面的開口部附設攪拌機，可從開口部投入短切碳纖維及分散液(分散介質)。抄紙槽係在底部具備具有寬度500mm的抄 紙面之網狀輸送帶，將能搬運碳纖維基材(抄紙基材)的輸送帶連接至網狀輸送帶。抄紙係將分散液中的碳纖維濃度設為0.05質量%而進行。經抄紙的碳纖維基材係在200℃的乾燥爐中乾燥30分鐘，而得到不織布狀的強化纖維墊1。所得之單位面積重量為50g/m2。
[強化纖維墊2]
除了用美工刀將碳纖維1切割成3mm以外，與強化纖維墊1同樣地得到不織布狀的強化纖維墊2。
(實施例1)
製作依[樹脂片/強化纖維墊/樹脂片/強化纖維墊/強化纖維墊/樹脂片/強化纖維墊/樹脂片]之順序配置有強化纖維墊1作為強化纖維墊、PP樹脂作為樹脂片之積層物。接著，藉由經過以下之步驟(I)~(IV)而得到構造體前驅物。
(I)將積層物配置於經預熱至230℃的加壓成形機之熱盤之間，關閉模具。
(II)接著，保持120秒後，給予3MPa的壓力，更保持60秒。
(III)於步驟(II)之後，在保持壓力之狀態下將熱盤之溫度冷卻到50℃為止。
(IV)打開加壓成形機之熱盤，取出構造體前驅物。
於經設定在200℃的烘箱中，加熱所得之構造體前驅物3分鐘。事先，測定在200℃的烘箱中加熱PP樹脂 時的拉伸強度，確認在3分鐘以上的加熱後拉伸強度變成10MPa以下，將加熱時間設定為3分鐘。
接著，將經加熱之狀態的構造體前驅物配置於能成形為圖1所示的構造體之已設定在表面溫度230℃的模具中，進行3MPa之加壓。然後，開放模具，在其末端插入金屬間隔物，以得到構造體時之厚度成為1.68mm之方式調整，再度鎖緊模具。於保持在3MPa之壓力的狀態下將模具表面溫度冷卻到50℃為止，打開模具，取出構造體。表1中顯示實施例1之構造體的特性。
(實施例2)
除了製作依[樹脂片/強化纖維墊/樹脂片/強化纖維墊/樹脂片/強化纖維墊/樹脂片/強化纖維墊/強化纖維墊/樹脂片/強化纖維墊/樹脂片/強化纖維墊/樹脂片/強化纖維墊/樹脂片]之順序配置有強化纖維墊1作為強化纖維墊、PP樹脂作為樹脂片之積層物以外，與實施例1同樣地得到構造體。表1中顯示實施例2之構造體的特性。
(實施例3)
除了製作依[樹脂片/強化纖維墊/強化纖維墊/樹脂片]之順序配置有強化纖維墊1作為強化纖維墊、PP樹脂作為樹脂片之積層物，以得到構造體時之厚度成為1.40mm之方式調整以外，與實施例1同樣地得到構造體。表1中顯示實施例3之構造體的特性。
(實施例4)
除了將用於成形的模具設為如圖4(c)所示之具有剖面形狀的半球狀以外，與實施例1同樣地得到構造體。表1中顯示實施例4之構造體的特性。
(實施例5)
除了將用於成形的模具設為成底面為正方形且如圖4(b)所示之四角錐台狀以外，與實施例1同樣地得到構造體。表1中顯示實施例5之構造體的特性。
(實施例6)
除了將用於成形的模具設為如圖4(d)所示之形狀以外，與實施例1同樣地得到構造體。表2中顯示實施例6之構造體的特性。
(實施例7)
除了將強化纖維墊從強化纖維墊1變更為強化纖維墊2，形成構造體前驅物以外，與實施例1同樣地得到構造體。表2中顯示實施例7之構造體的特性。
(實施例8)
除了將樹脂片從PP樹脂變更為Ny樹脂，形成構造體前驅物，將烘箱之溫度設為230℃，將模具之溫度設為260℃以外，與實施例1同樣地得到構造體。表2中顯示實施例8之構造體的特性。
(實施例9)
作為材料，使用碳纖維強化環氧樹脂(商品名：「Torayca」預浸漬物P3252S-10，東麗(股))及發泡聚丙烯片(商品名：Efcel RC2010(2倍發泡，厚度1.0mm)，古河電氣工業(股))，得到[預浸漬物(0°方向)/預浸漬物(90°方向)/預浸漬物(0°方向/預浸漬物(90°方向)/Efcel/預浸漬物(90°方向)/預浸漬物(0°方向)/預浸漬物(90°方向)/預浸漬物(0°方向)]之積層體。將此積層體配置於表面溫度經設定在150℃的模具中，進行0.5MPa之加壓。保持壓力30分鐘後，打開模具而得到構造體。表2中顯示實施例9之構造體的特性。
(比較例1)
作為材料，乾摻合50質量%的玻璃纖維強化聚丙烯樹脂(商品名：「Mostron」L-3040P，Prime Polypro(股))、50質量%之比率的發泡劑(商品名：Polythlene EE206，永和化成工業(股))，於料筒溫度230℃、模具溫度50℃，使用與實施例1之構造體成為相同形狀的模具進行射出成形，得到構造體。表3中顯示比較例1之構造體的特性。
(比較例2)
作為材料，積層7片的碳纖維強化環氧樹脂(商品名：「Torayca」F6343B-05P，東麗(股))，得到積層體。 除了使用此積層體以外，與實施例1同樣地，得到構造體。表3中顯示比較例2之構造體的特性。
[探討]
明確地，實施例1~9係滿足構造體的比彎曲剛性之具有山形的形狀之構造體。於實施例1~3中，顯示可意圖地使比彎曲剛性變化，按照所要求的特性，變更構成。於實施例4及5中，為側面部或底面不同之山形的形狀之構造體，實施例4由於是點對稱，可在全方向中展現 均質的特性。實施例5由於是具有角之構造體，可提高構造體之剛性。於實施例6中，可得到具有斜面的斜度陡之剖面形狀的構造體。於實施例7中可得到變更纖維長度之構造體，於實施例8中可得到變更樹脂之構造體。於實施例9中，可以使用連續纖維之三明治構成，得到構造體。再者，於實施例1~8中，同心圓狀及/或放射線狀的均質性優異。另一方面，於比較例1及比較例2中，無法滿足比彎曲剛性及均質性。
[產業上之可利用性]
依照本發明，可提供剛性及輕量性優異之具有山形的形狀之構造體。再者，可提供均質性優異之構造體。

Claims (11)

  1. 一種構造體，其係具有樹脂、強化纖維與空隙之構造體，其中，將彎曲彈性模數當作Ec，將密度當作ρ時，以Ec 1/3‧ρ -1表示的比彎曲剛性為2.5以上，具有山形的形狀。
  2. 如請求項1之構造體，其中該山形的形狀中之同心圓均質度為20%以下。
  3. 如請求項1之構造體，其中該山形的形狀係選自由圓錐狀、半球狀、多角錐狀、圓錐台狀、半球台狀及多角錐台狀所組成之群組的形狀。
  4. 如請求項1之構造體，其中將該構造體的垂直投影面之面積當作S1，將該構造體的垂直投影面之頂點與底面所形成的三角形之面積當作S2時，S1與S2之比(S1/S2)為0.3~1.7。
  5. 如請求項1至4中任一項之構造體，其中該彎曲彈性模數(Ec)為3GPa以上。
  6. 如請求項1至4中任一項之構造體，其中該山形的形狀中之放射均質度為20%以下。
  7. 如請求項1至4中任一項之構造體，其中該構造體之厚度為0.2mm以上。
  8. 如請求項1至4中任一項之構造體，其滿足以下之(1)~(3)；(1)該樹脂的體積含有率為2.5~85體積%(2)該強化纖維的體積含有率為0.5~55體積% (3)該空隙的體積含有率為10~97體積%。
  9. 如請求項1至4中任一項之構造體，其中該強化纖維為略單絲狀，在構造體中無規地分散，由質量平均纖維長度1~15mm的不連續強化纖維所構成之不織布狀的形態。
  10. 如請求項1至4中任一項之構造體，其中該強化纖維係選自由金屬纖維、瀝青系碳纖維及PAN系碳纖維所組成之群組的任一者。
  11. 一種構造體之製造方法，其係如請求項1至10中任一項之構造體之製造方法，其中依順序至少具有以下之步驟；步驟[1]：將至少包含樹脂與強化纖維之纖維強化樹脂(構造體前驅物)加熱直到該樹脂的拉伸強度成為10MPa以下為止之步驟；步驟[2]：於將該纖維強化樹脂(構造體前驅物)加熱直到該樹脂的拉伸強度成為10MPa以下為止之狀態下，給予壓力，賦予形狀之步驟；步驟[3]：藉由進行該纖維強化樹脂(構造體前驅物)之厚度調整而使其膨脹之步驟。
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