TW202216422A - 纖維強化塑膠及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種纖維強化塑膠，其包含強化纖維群、熱固性樹脂層、及含有第一熱塑性樹脂的熱塑性樹脂層，其具有前述熱塑性樹脂層以作為前述纖維強化塑膠的表層，前述熱塑性樹脂層與前述熱固性樹脂層的界面位於前述強化纖維群的內部，前述熱固性樹脂層具有以第二熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相的海島結構。

Description

纖維強化塑膠及其製造方法
本發明係關於纖維強化塑膠及其製造方法。
使用熱固性樹脂作為基質樹脂並且與碳纖維或玻璃纖維等強化纖維組合而成的纖維強化塑膠，儘管為輕量，但強度及剛性等力學特性以及耐熱性、耐蝕性仍優良，因此被應用於航空．太空、汽車、鐵路車輛、船舶、土木建築及運動用品等多種領域。
然而，此等的纖維強化塑膠並不適合以單一的成形步驟製造具有複雜形狀的零件或成形體，在上述用途中，必須製作包含纖維強化塑膠的構件，然後藉由與其他構件接合、緊固等而藉此使其一體化。
例如，作為使與纖維強化塑膠同種或不同種的構件一體化的手法，係採用：螺栓、鉚釘、螺釘等的機械接合方法：或是透過接著劑進行接合的方法。機械接合方法中，因為會在纖維強化塑膠及其他構件上進行開孔，而有孔部強度降低的課題。透過接著劑的情況中，則因為在纖維強化塑膠成形體與其他構件之交界面會剝離等而有發生接合．接著不良的課題。又，此等的接合，需要開孔步驟及接著劑的塗布步驟等預先將接合部分加工的步驟，而具有製程性降低的課題。
於是，作為不在纖維強化塑膠上進行開孔而與其他構件接合的手法、或是不透過接著劑而與其他構件接合的手法，有人提案一種在表面具備熱塑性樹脂的纖維強化塑膠。
專利文獻1中揭示了一種積層體與其製造方法，該積層體係使配置於表面的熱塑性樹脂層與作為纖維強化塑膠之基質樹脂的熱固性樹脂層進行具有凹凸形狀的一體化而成。藉由使熱塑性樹脂層與熱固性樹脂層進行具有凹凸形狀的一體化，可使此等穩固接合。再者，藉由在表面配置熱塑性樹脂層，可使該熱塑性樹脂層熔融，而進行其他被附著體與纖維強化塑膠的接合。
專利文獻2中揭示了一種積層體與其製造方法，該積層體係在被附著體層與為纖維強化塑膠之基質樹脂的熱固性樹脂層之間具有接著樹脂層，該接著樹脂層包含熱固性樹脂與作為連續相而存在的熱塑性樹脂。接著樹脂層中作為連續相而存在的熱塑性樹脂會發揮錨定的作用，接著樹脂層中的熱塑性樹脂與熱固性樹脂會穩固地接合。再者，藉由使接著樹脂層所包含的熱塑性樹脂熔融，可提升被附著體與纖維強化塑膠的接合強度。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2004/060658號 [專利文獻2]日本特開2006-198784號公報
[發明欲解決之課題]
專利文獻1及專利文獻2中的積層體，不需要開孔或接著劑，而可有效活用纖維強化塑膠的強度及剛性等特性，且接合步驟簡易，因此具有高製程性。然而，為了擴大作為產品的應用範圍，不僅期望進一步提升與被附著體之接合強度，還需要提高接合結構的可靠度。專利文獻1中，強化纖維與熱塑性樹脂的複合結構呈現出高韌性，但另一方面則因應力集中於韌性不佳之熱固性樹脂而有產生裂縫的疑慮。專利文獻2中，熱塑性樹脂作為連續相而存在於韌性不佳的熱固性樹脂中，但另一方面則因應力集中於兩樹脂之界面而有導致剝離的疑慮。 本發明之課題在於提供一種纖維強化塑膠，不僅可以優良的接合強度與其他被附著體接合，並且可達成接合結構的高可靠度。 [用以解決課題之手段]
本案發明人反覆詳細研究檢討的結果，發現能夠解決上述課題，進而完成本發明。亦即本發明如下。 [1] 一種纖維強化塑膠，其包含強化纖維群、熱固性樹脂層、及含有第一熱塑性樹脂的熱塑性樹脂層，其中 具有前述熱塑性樹脂層作為前述纖維強化塑膠的表層， 前述熱塑性樹脂層與前述熱固性樹脂層的界面位於前述強化纖維群的內部， 前述熱固性樹脂層具有以第二熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。 [2] 如[1]之纖維強化塑膠，其中前述第二熱塑性樹脂係與前述第一熱塑性樹脂相同種類的樹脂。 [3] 如[2]之纖維強化塑膠，其中前述第二熱塑性樹脂係與前述第一熱塑性樹脂相同的樹脂。 [4] 如[1]或[2]之纖維強化塑膠，其中前述第二熱塑性樹脂及前述橡膠聚合物的熔點高於前述第一熱塑性樹脂的熔點。 [5] 如[1]至[4]中任一項之纖維強化塑膠，其中前述島相包含前述海相之熱固性樹脂的成分。 [6] 如[1]至[5]中任一項之纖維強化塑膠，其中前述島相偏向存在於前述熱固性樹脂層與前述熱塑性樹脂層的界面附近。 [7] 如[1]至[6]中任一項之纖維強化塑膠，其中在厚度方向剖面中之最外側纖維朝向前述熱固性樹脂層側在厚度方向上100μm的範圍中，前述島相的體積比例相對於前述範圍100體積%而言為1體積%以上。 [8] 如[1]至[7]中任一項之纖維強化塑膠，其中在厚度方向剖面中之前述島相的平均粒徑為0.1μm以上10μm以下。 [9] 如[1]至[8]中任一項之纖維強化塑膠，其中前述島相的長軸長度為3μm以上30μm以下。 [10] 如[1]至[9]中任一項之纖維強化塑膠，其中前述島相的彈性係數低於前述海相的彈性係數。 [11] 如[1]至[10]中任一項之纖維強化塑膠，其中前述島相的玻璃轉移溫度低於前述海相的玻璃轉移溫度。 [12] 如[1]至[11]中任一項之纖維強化塑膠，其中使用由威廉米(Wilhelmy)法所測量之表面自由能為10～50mJ/m 2的強化纖維，作為前述強化纖維。 [13] 一種纖維強化塑膠的製造方法，其係如[1]至[12]中任一項之纖維強化塑膠的製造方法，其包含： 使前述島相之前驅物及前述熱固性樹脂層之前驅物含浸構成前述強化纖維群之強化纖維片的兩面，而形成前述島相及前述熱固性樹脂層的步驟； 於形成有前述島相及前述熱固性樹脂層的前述強化纖維片之至少一面，使前述島相之前驅物及前述熱塑性樹脂層之前驅物軟化或熔融而進行配置，形成前述島相及前述熱塑性樹脂層而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。 [14] 一種纖維強化塑膠的製造方法，其係如[1]至[12]中任一項之纖維強化塑膠的製造方法，其包含： 使前述島相之前驅物及前述熱固性樹脂層之前驅物含浸構成前述強化纖維群的強化纖維片之兩面，而形成前述島相及前述熱固性樹脂層的步驟； 於形成有前述島相及前述熱固性樹脂層的前述強化纖維片的至少一面，使前述熱塑性樹脂層之前驅物軟化或熔融而進行配置，形成前述熱塑性樹脂層而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。 [15] 一種纖維強化塑膠的製造方法，其係如[1]至[12]中任一項之纖維強化塑膠的製造方法，其包含： 使前述熱固性樹脂層之前驅物含浸構成前述強化纖維群之強化纖維片的兩面，而形成前述熱固性樹脂層的步驟； 於形成有前述熱固性樹脂層的前述強化纖維片之至少一面，使前述島相之前驅物及前述熱塑性樹脂層之前驅物軟化或熔融而進行配置，形成前述島相及前述熱塑性樹脂層而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。 [16] 一種纖維強化塑膠的製造方法，其係如[1]至[12]中任一項之纖維強化塑膠的製造方法，其包含： 使前述熱塑性樹脂層之前驅物含浸構成前述強化纖維群之強化纖維片的單面而形成前述熱塑性樹脂層後，施加振動，使前述熱塑性樹脂層之前驅物分散於前述強化纖維片中的步驟；及 使前述熱固性樹脂層之前驅物含浸前述強化纖維片的另一面而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。 [發明之效果]
根據本發明，可得到不僅能夠以優良的接合強度與其他被附著體接合、亦可達成接合結構之高可靠度的纖維強化塑膠。
[用以實施發明的形態]
以下適當參照圖式說明本發明，圖式係用以使本發明容易理解，並未對於本發明有任何限定。
＜纖維強化塑膠＞ [纖維強化塑膠的構成] 本發明的實施型態之纖維強化塑膠，其包含強化纖維群、熱固性樹脂層、及含有第一熱塑性樹脂的熱塑性樹脂層，其中 具有前述熱塑性樹脂層以作為前述纖維強化塑膠的表層， 前述熱塑性樹脂層與前述熱固性樹脂層的界面位於前述強化纖維群的內部， 前述熱固性樹脂層具有以第二熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。 本發明之實施型態的纖維強化塑膠，在將纖維強化塑膠與相同種類或不同種類的構件接合時，可藉由具有高製程性之熱熔接來形成具有優良之接合強度的一體成形品，而不需要在纖維強化塑膠進行開孔並緊固、或是透過接著劑。
本發明之實施型態的纖維強化塑膠5，例如圖1所示，其包含：具有強化纖維1的強化纖維群、熱固性樹脂層3、及熱塑性樹脂層4，纖維強化塑膠的表層為熱塑性樹脂層4，熱塑性樹脂層4與熱固性樹脂層3的界面6位於強化纖維群的內部，熱固性樹脂層3具有海島結構，其中以熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分的島相7分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相8。
熱固性樹脂層3因為具有以熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分之島相7分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相8的海島結構，因此熱固性樹脂層3的韌性提高，不僅接合強度提升，從抑制裂縫的產生及傳播的觀點來看，亦可達成作為接合結構的可靠度。
又，本發明的實施型態中，熱塑性樹脂層4與熱固性樹脂層3的界面必須位於強化纖維群的內部。藉此，可將熱固性樹脂層3與熱塑性樹脂層4穩固接合，從抑制兩層之剝離的觀點來看，可達成作為接合結構的可靠度。再者，在熱固性樹脂層3與熱塑性樹脂層4的界面6中，強化纖維群的一部分化學性及/或物理性地與熱固性樹脂層3及熱塑性樹脂層4的兩層結合，此點從將熱固性樹脂層3與熱塑性樹脂層4更穩固接合的觀點來看較佳。
本發明的實施型態中，島相7若偏向存在於熱固性樹脂層3與熱塑性樹脂層4之界面6的附近，不會大幅損及熱固性樹脂層的特性，從效率良好地提高應力集中之熱塑性樹脂層附近的熱固性樹脂之韌性的觀點來看較佳。 具體而言，界面6與島相7的距離較佳為100μm以下，更佳為70μm以下，再佳為50μm以下。 此處，熱固性樹脂層3與熱塑性樹脂層4的界面6與島相7的距離，係針對熱固性樹脂層3與熱塑性樹脂層4的界面6和隨機選定之島相7剖面之外周的最短距離，測量10處並取其平均值。上述最短距離，例如，可使用對於與纖維強化塑膠之纖維方向正交的剖面進行觀察的習知手法來測量。可列舉例如：從使用X射線CT所取得之剖面影像進行測量的方法、從以能量散射型X射線光譜儀(EDS)所得到的元素分析分佈影像進行測量的方法、或是從以光學顯微鏡、掃描式電子顯微鏡(SEM)或穿透式電子顯微鏡(TEM)所得到的剖面觀察影像並進行測量的方法。
以第二熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分之島相，可存在於熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層的兩層，又亦可僅存在於熱固性樹脂層。從提升纖維強化塑膠的接合強度的觀點來看，以第二熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分之島相較佳係存在於熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層之界面附近的熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層的兩層，從製程性的觀點來看，較佳係僅存在於熱固性樹脂層。
此處，從能夠以相同製程溫度加工的觀點來看，第二熱塑性樹脂較佳為與第一熱塑性樹脂相同種類的樹脂，更加為相同的熱塑性樹脂。 本發明中「相同種類」係指除了添加劑等以外的主成分相同。又，「主成分相同」係指主要的骨架相同，亦包含重複單元數或末端處理不同者。作為以熱塑性樹脂作為主成分之島相或以橡膠聚合物作為主成分之島相與熱塑性樹脂層的分析方法，可例示：從以微差掃描熱量計(DSC)所得到的玻璃轉移溫度進行分析的方法、從以能量散射型X射線光譜儀(EDS)所得到的元素分析分佈影像進行分析的方法、從以奈米刻痕法所得到的彈性係數進行分析的方法。
此外，第二熱塑性樹脂或橡膠聚合物，從抑制製程溫度下之結構變化的觀點來看，具有比第一熱塑性樹脂更高的熔點亦較佳。第二熱塑性樹脂及橡膠聚合物的熔點較佳係高於第一熱塑性樹脂的熔點。
此處，從抑制強化纖維之對準偏差的觀點來看，島相的平均粒徑較佳為0.1μm以上10μm以下，更佳為0.3μm以上5μm以下，再佳為0.5μm以上3μm以下。尤其是要求高品質的情況，期望強化纖維整齊對準。
從提高熱固性樹脂之韌性的觀點來看，以第二熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分之島相的長軸長度較佳為3μm以上30μm以下，更佳為5μm以上25μm以下，再佳為5μm以上20μm以下。島相的長軸沿著強化纖維而存在，具有可抑制強化纖維之對準偏差的情況，因而較佳。 島相的平均粒徑及長軸長度，例如，可藉由以光學顯微鏡觀察與纖維強化塑膠之纖維方向正交之剖面來確認。平均粒徑可藉由觀察強化纖維的正交剖面並針對隨機選擇的至少20個島相從約略代表外形之圓的直徑來算出。又，可以所觀察之剖面的島相的最大長度作為島相的長軸長度來進行測量。另外，島相的長軸，係從上述剖面觀察影像中通過所確認之島相內部的直線之中通過島相外周之中相隔最遠之2點的線段來算出。
從纖維強化塑膠的厚度方向剖面中的最外側纖維朝向熱固性樹脂層側在厚度方向上100μm的範圍中，島相的體積比例，相對於該範圍100體積%，只要在0.1體積%以上即可，從更提高熱固性樹脂之韌性的觀點來看，較佳為1體積%以上，更佳為10體積%以上。又，作為上限值，只要在不會大幅損及熱固性樹脂之力學特性的範圍內即可，較佳為95體積%以下，更佳為80體積%以下。 此處，為了輔助說明島相之體積比例的測量而在圖2中顯示與纖維強化塑膠的平面垂直之剖面的示意圖。與纖維強化塑膠的纖維方向正交的剖面中，將最靠近纖維強化塑膠表面9的纖維設為最外側纖維10，從通過最外側纖維10之中心並且與纖維強化塑膠表面水平的基準線11朝向熱固性樹脂層3側在厚度方向上100μm之測量範圍12之中，算出島相7的體積%。
[熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層的界面] 纖維強化塑膠中，熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層的界面位於強化纖維群的內部。
作為該界面的形狀，從更提高機械性結合力的觀點來看，較佳為凹凸形狀。藉此，本發明的實施型態之纖維強化塑膠與其他結構構件透過熱塑性樹脂層結合而成的一體成形品具有優良的接合強度。確認界面凹凸形狀的手段並未特別限制，可藉由觀察與纖維強化塑膠之纖維方向正交的剖面來確認。 此處，作為確認界面之凹凸形狀的方法，可使用習知的手法。可列舉例如：從使用X射線CT所取得之剖面影像進行確認的方法、從以能量散射型X射線光譜儀(EDS)所得到的元素分析分佈影像進行確認的方法、或以光學顯微鏡或掃描電子顯微鏡(SEM)或穿透型電子顯微鏡(TEM)所得到的剖面觀察影像進行確認的方法。觀察中，為了調整對比，熱固性樹脂層及/或熱塑性樹脂層亦可被染色。
本發明的實施型態之纖維強化塑膠中，熱固性樹脂及熱塑性樹脂(以下有時僅將熱固性樹脂及熱塑性樹脂統稱為樹脂)對於強化纖維群的含浸率，較佳為80%以上。此含浸率更佳為85%以上，再佳為90%以上。 此處的含浸率，係樹脂含浸構成纖維強化塑膠之強化纖維群至何種程度的比例。含浸率可以特定方法測量未含浸樹脂之處的比例而藉此求得。含浸率越大表示纖維強化塑膠中所包含的空隙越少，從表面外觀以及更提高力學特性的觀點來看，較佳為高含浸率。 作為含浸率的測量方法，可列舉：在與纖維強化塑膠的纖維方向正交之剖面的觀察中，將纖維強化塑膠中包含空隙部的纖維強化塑膠之總剖面積設為A0，將空隙的剖面積設為A1時，以下式(1)求出含浸率的方法。
含浸率(%)=(A0-A1)×100/A0・・・(1)
以下詳細說明構成本發明之纖維強化塑膠的各要件。
[熱固性樹脂層] 熱固性樹脂層，具有以第二熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又，熱塑性樹脂層與前述熱固性樹脂層的界面位於前述強化纖維群的內部。 熱固性樹脂層，可藉由強化纖維群與熱固性樹脂形成。 分別詳細說明強化纖維群與熱固性樹脂組成物。
(強化纖維群) 強化纖維群係指強化纖維的集合體(纖維束)，其可為連續纖維、不連續纖維的任一種，可適當選自：排列配置於一個方向的型態及其積層型態或是織物的型態等。從輕量且耐久性達到更高水準的纖維強化塑膠的觀點來看，較佳為強化纖維排列配置於一個方向上的連續纖維或織物。 此纖維束，可由相同的強化纖維構成，或是亦可由不同的強化纖維所構成。構成強化纖維束的纖維數量並未特別限定，可例示300～60,000條，從生產性的觀點來看，較佳為300～48,000條，更佳為1,000～24,000條。
構成強化纖維群的強化纖維之種類並無特別限制，可使用例如碳纖維、玻璃纖維、聚芳醯胺纖維、氧化鋁纖維、碳化矽纖維、硼纖維、金屬纖維、天然纖維、礦物纖維等，此等亦可併用1種或2種以上。其中，從比強度、比剛性高而輕量化之效果的觀點來看，較佳係使用PAN(聚丙烯腈)系、瀝青系、嫘縈系等的碳纖維。又，從提高所得之纖維強化塑膠之經濟性的觀點來看，較佳可使用玻璃纖維，尤其從力學特性與經濟性之平衡來看，較佳係併用碳纖維與玻璃纖維。再者，從提高所得之纖維強化塑膠的衝擊吸收性及賦形性的觀點來看，較佳可使用聚芳醯胺纖維，尤其從力學特性與衝擊吸收性之平衡來看，較佳係併用碳纖維與聚芳醯胺纖維。又，從提高所得之纖維強化塑膠之導電性的觀點來看，亦可使用被覆有鎳、銅或鐿等金屬的強化纖維或瀝青系的碳纖維。
從提升力學特性的觀點來看，構成強化纖維群的強化纖維較佳係經過上漿劑進行表面處理。作為上漿劑，可列舉：多官能環氧樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、丙烯酸系聚合物、多元醇、聚乙烯亞胺、脂肪族醇的環氧乙烷加成物等，具體而言，可列舉：甘油三縮水甘油醚、二甘油聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚、山梨糖醇聚縮水甘油醚、阿拉伯糖醇聚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、新戊四醇聚縮水甘油醚等脂肪族多元醇的聚縮水甘油醚、聚丙烯酸、丙烯酸與甲基丙烯酸的共聚物、丙烯酸與馬來酸的共聚物、或此等2種以上的混合物、聚乙烯醇、甘油、二甘油、聚甘油、山梨糖醇、阿拉伯糖醇、三羥甲基丙烷、新戊四醇、1分子中含有更多胺基的聚乙亞胺、聚氧伸乙基油基醚等，此等之中，從1分子中含有多個反應性高的環氧基且水溶性高、容易塗布來看，較佳係使用甘油三縮水甘油醚、二甘油聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚。
又，作為強化纖維，較佳係使用藉由威廉米(Wilhelmy)法所測量之表面自由能為10～50mJ/m 2者。藉由將表面自由能控制在此範圍內，與熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層的親和性提高，抑制強化纖維彼此的凝聚，而使各層內的分散狀態變得良好。結果，促進層內的樹脂流動，而在熱固性樹脂中促進熱塑性樹脂之分散相的形成。此外，強化纖維與熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層呈現高度親和性，強化纖維跨越熱固性樹脂與熱塑性樹脂的交界面而存在於其間，展現出高接合強度。強化纖維的表面自由能較佳為15～40mJ/m 2，更佳為18～35mJ/m 2。
作為控制強化纖維之表面自由能的方法，有：對於表面進行氧化處理而調整如羧基或羥基的含氧官能基的量以進行控制的方法、以及使單體或多種化合物附著於表面以進行控制的方法。使多種化合物附著於表面的情況，亦可將表面自由能高者與低者混合而使其附著。以下說明強化纖維的表面自由能的計算方法。表面自由能可採用下述方法計算：分別測量強化纖維相對於3種溶劑(精製水、乙二醇、磷酸三甲苯酯)之接觸角後，使用Owens的近似式算出表面自由能。以下雖顯示計算過程，但測量設備及詳細的方法並不限於以下所述。
使用DataPhysics公司製DCAT11，首先從強化纖維束取出1條單纖維，裁切成長度12±2mm的8條之後，使單纖維之間為2～3mm而平行地貼附於專用夾持具FH12(表面塗有黏著物質的平板)。之後，將單纖維之前端切齊，安置於夾持具的DCAT11。測量係：使裝入有各溶劑的容器以0.2mm/s的速度接近8條單纖維的下端，使其浸漬到從單纖維前端起算5mm為止。之後，以0.2mm/s的速度拉起單纖維。重複此操作4次以上。以電子天秤測量浸漬於液中時單纖維所承受的力F。使用此值以下式算出接觸角θ。 COSθ=(8條單纖維所承受的力F(mN))/((8(單纖維的數量)×單纖維的圓周(m)×溶劑的表面張力(mJ/m 2)) 另外，係針對從強化纖維束的不同3處拔出的單纖維實施測量。亦即，對於一條強化纖維束求出共24條單纖維之接觸角的平均值。
強化纖維的表面自由能γ f係當作表面自由能的極性成分γ p f及表面自由能的非極性成分γ d f的和而算出。 表面自由能的極性成分γ p f係依下述方法求得：將各液體之表面張力的成分、接觸角代入下式所示之Owens的近似式(由各溶劑既有的表面張力之極性成分與非極性成分、以及接觸角θ所構成的式子)描繪出X、Y後，利用以最小平方法進行直線近似時的斜率a之平方求得。表面自由能的非極性成分γ d f係利用切片b之平方求得。強化纖維的表面自由能γ f為斜率a之平方與切片b之平方的和。 Y=a・X+b X=√(溶劑之表面張力的極性成分(mJ/m 2))/√(溶劑之表面張力的非極性成分(mJ/m 2) Y=(1+COSθ)・(溶劑之表面張力的極性成分(mJ/m 2))/2√(溶劑之表面張力的非極性成分(mJ/m 2) 強化纖維的表面自由能的極性成分γ p f=a 2強化纖維的表面自由能的非極性成分γ d f=b 2總表面自由能γ f=a 2+b 2。 各溶劑之表面張力的極性成分及非極性成分如下所述。 ・精製水 表面張力72.8mJ/m 2，極性成分51.0mJ/m 2，非極性成分21.8(mJ/m 2) ・乙二醇 表面張力48.0mJ/m 2，極性成分19.0mJ/m 2，非極性成分29.0(mJ/m 2) ・磷酸三甲酚 表面張力40.9mJ/m 2，極性成分1.7mJ/m 2，非極性成分39.2(mJ/m 2)。
又，就強化纖維束而言，若依照JIS R7608(2007)的樹脂含浸股線(strand)試驗法所測量之股線拉伸強度在3.5GPa以上，則因可得到除了具有拉伸強度亦具有優良接合強度的強化塑膠而為較佳，再佳為4.0GPa以上。此處所述的接合強度係指依照ISO4587(1995)所求出的拉伸剪切接著強度。
纖維強化塑膠中構成強化纖維群之強化纖維的質量含有率較佳為30～90質量%，更佳為35～85質量%，再佳為40～80質量%。強化纖維的質量含有率若為較佳的範圍，則可得到比強度與比彈性係數更為優良的纖維強化塑膠。
又，熱固性樹脂層所包含的強化纖維的體積，從纖維強化塑膠的力學特性與第2構件的熔接性之平衡的觀點來看，較佳為纖維強化塑膠整體所包含的強化纖維之總體積的50～99%，更佳為75～95%。
熱固性樹脂層中的強化纖維量之測量方法，例如，可例示：使用纖維強化塑膠的小片的X射線CT影像進行分段(segmentation)分析，以熱固性樹脂層中所存在之強化纖維的體積除以上述小片中所包含之強化纖維的總體積而求出比例[%]的方法；或是從以光學顯微鏡或掃描式電子顯微鏡(SEM)或穿透型電子顯微鏡(TEM)觀察該小片之剖面所得到的影像中，以熱固性樹脂層中所存在的強化纖維之面積除以小片整體所包含之強化纖維的面積而求出比例[%]的方法。觀察中，為了調整對比，熱固性樹脂層及/或熱塑性樹脂層亦可被染色。
(熱固性樹脂組成物) 熱固性樹脂組成物亦可含有熱固性樹脂，並且因應纖維強化塑膠的用途更包含添加劑等。
熱固性樹脂組成物所含有之熱固性樹脂的種類並無特別限制，例如具有不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、氰酸酯樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、苯并㗁𠯤樹脂、或此等的共聚物、改質體、及將此等至少2種混合而成的樹脂。為了提升耐衝擊性，亦可在熱固性樹脂中添加彈性體或橡膠成分。其中，環氧樹脂因為力學特性、耐熱性及與強化纖維的接著性優良而為較佳。
作為環氧樹脂的主劑，可列舉例如：雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂、四溴雙酚A二縮水甘油醚等溴化環氧樹脂、具有聯苯骨架的環氧樹脂、具有萘骨架的環氧樹脂、具有二環戊二烯骨架的環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂、N,N,O-三縮水甘油間胺基苯酚、N,N,O-三縮水甘油鄰胺基苯酚、N,N,O-三縮水甘油-4-胺基-3-甲基苯酚、N,N,N’,N’-四縮水甘油-4,4’-亞甲基二苯胺、N,N,N’,N’-四縮水甘油-2,2’-二乙基-4,4’-亞甲基二苯胺、N,N,N’,N’-四縮水甘油間苯二甲基二胺、N,N-二縮水甘油苯胺、N,N-二縮水甘油鄰甲苯胺等縮水甘油胺型環氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚、三縮水甘油三聚異氰酸酯等。
熱固性樹脂組成物亦可包含硬化劑。作為硬化劑，可列舉例如：二氰二胺、芳香族胺化合物、苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、聚酚化合物、咪唑衍生物、四甲基胍、硫基脲加成胺、羧酸醯肼、羧酸醯胺、聚硫醇等。 又，此等的硬化劑較佳為熱固性樹脂之反應官能基數的0.8～1.2當量。
再者，熱固性樹脂組成物中，亦可因應纖維強化塑膠的用途添加雲母、滑石、高嶺石、水滑石、絹雲母、皂土、硬矽鈣石、海泡石、膨潤石、蒙脫石、矽灰石、二氧化矽、碳酸鈣、玻璃珠、玻璃片、玻璃微球、黏土、二硫化鉬、氧化鈦、氧化鋅、氧化銻、多磷酸鈣、石墨、硫酸鋇、硫酸鎂、硼酸鋅、硼酸亞鈣、硼酸鋁晶鬚、鈦酸鉀晶鬚及高分子化合物等的填充材料、金屬系、金屬氧化物系、碳黑及石墨粉末等賦予導電性的材料、溴化樹脂等的鹵素系阻燃劑、三氧化銻或五氧化銻等銻系阻燃劑、聚磷酸銨、芳香族磷酸酯及紅磷等磷系阻燃劑、有機硼酸金屬鹽、羧酸金屬鹽及芳香族磺醯亞胺金屬鹽等有機酸金屬鹽系阻燃劑、硼酸鋅、鋅、氧化鋅及鋯化物等無機系阻燃劑、三聚氰酸、異三聚氰酸、三聚氰胺、三聚氰胺聚氰酸酯、三聚氰胺磷酸酯及氮化胍等氮系阻燃劑、PTFE等氟系阻燃劑、聚有機矽氧烷等聚矽氧系阻燃劑、氫氧化鋁或氫氧化鎂等金屬氫氧化物系阻燃劑，還有其他阻燃劑、氧化鎘、氧化鋅、氧化亞銅、氧化銅、氧化亞鐵、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化鉬、氧化錫及氧化鈦等的阻燃助劑、顏料、染料、潤滑劑、脫模劑、相容劑、分散劑、雲母、滑石及高嶺石等結晶核劑、磷酸酯等塑化劑、熱穩定劑、抗氧化劑、防著色劑、紫外線吸收劑、流動性改質劑、發泡劑、抗菌劑、制震劑、防臭劑、滑動性改質劑、及聚醚酯醯胺等抗靜電劑等。尤其在用途為電性．電子設備、汽車、飛機等的情況中，會有要求阻燃性之情況，較佳為添加磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、無機系阻燃劑。 上述阻燃劑在呈現阻燃效果的同時，為了使所使用之樹脂的力學特性及成形時的樹脂流動性等保持良好的特性平衡，相對於樹脂100質量份，阻燃劑較佳為1～20質量份，更佳為1～15質量份。
(第二熱塑性樹脂) 第二熱塑性樹脂係以熱塑性樹脂作為主成分，除此之外並未特別限制，為了提升熱固性樹脂層的韌性，較佳可使用韌性高的樹脂。又，島相可使用含有熱塑性樹脂作為主成分的熱塑性樹脂組成物來形成。熱塑性樹脂組成物，亦可因應纖維強化塑膠的用途而包含添加劑等。
可作為主成分而含有於島相之中的第二熱塑性樹脂的種類並無特別限制，可列舉例如：自「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)、液晶聚酯等聚酯、或是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等聚烯烴、或是聚甲醛(POM)、聚醯胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等聚芳硫醚、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)、聚四氟乙烯等氟系樹脂」等結晶性樹脂；「苯乙烯系樹脂之外、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPE)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚碸(PSU)、聚醚碸、聚芳香酯(PAR)」等非晶性樹脂；其他之酚系樹脂、苯氧基樹脂；以及聚苯乙烯系、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、及丙烯腈系等的熱塑彈性體等；此等的共聚物及改質體等之中所選出的熱塑性樹脂。
其中，從所得之纖維強化塑膠的輕量性之觀點來看，較佳為聚烯烴。從耐熱性的觀點來看，較佳為聚苯硫醚(PPS)等聚芳硫醚、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚酮酮(PEKK)。
又，從接合強度的觀點來看，第二熱塑性樹脂較佳係以選自包含聚醯胺、聚芳酯、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚碸、聚醚碸之群組中的1種以上的樹脂作為主成分。其中，更佳為聚醯胺或聚醯亞胺，再者，最佳為因為優良的韌性而可大幅提升耐衝擊性的聚醯胺。
又，從與熱固性樹脂層之接著的觀點來看，島相較佳為包含熱固性樹脂，更佳為包含海相的熱固性樹脂的成分。又，第二熱塑性樹脂較佳為包含熱固性樹脂，更佳為包含海相的熱固性樹脂的成分。此處，「海相的熱固性樹脂的成分」，係指與海相所含有的熱固性樹脂相同種類的樹脂成分。例如，若藉由第二熱塑性樹脂與熱固性樹脂的組合而形成半IPN結構(互穿聚合物網絡結構)，從可抑制島相與海相剝離的觀點來看更佳。作為採用半IPN結構的組合，可例示選自聚醯胺12、聚醯胺6、聚醯胺11、聚醯胺6/12共聚物之中的聚醯胺與環氧化物。 第二熱塑性樹脂與熱固性樹脂的成分的比例(質量%)可在95：5～70：30的範圍內使用，更佳為90：10～80：20的範圍。此處，作為熱固性樹脂，不限於環氧化物，亦可選自不飽和聚酯、乙烯基酯樹脂、苯并㗁𠯤樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂及聚醯亞胺樹脂。熱固性樹脂更加為與海相相同的熱固性樹脂之成分。
再者，第二熱塑性樹脂中，亦可因應其用途而添加雲母、滑石、高嶺石、水滑石、絹雲母、皂土、硬矽鈣石、海泡石、膨潤石、蒙脫石、矽灰石、二氧化矽、碳酸鈣、玻璃珠、玻璃片、玻璃微球、黏土、二硫化鉬、氧化鈦、氧化鋅、氧化銻、多磷酸鈣、石墨、硫酸鋇、硫酸鎂、硼酸鋅、硼酸亞鈣、硼酸鋁晶鬚、鈦酸鉀晶鬚及高分子化合物等的填充材料、金屬系、金屬氧化物系、碳黑及石墨粉末等賦予導電性的材料、溴化樹脂等的鹵素系阻燃劑、三氧化銻或五氧化銻等銻系阻燃劑、聚磷酸銨、芳香族磷酸酯及紅磷等磷系阻燃劑、有機硼酸金屬鹽、羧酸金屬鹽及芳香族磺醯亞胺金屬鹽等有機酸金屬鹽系阻燃劑、硼酸鋅、鋅、氧化鋅及鋯化物等無機系阻燃劑、三聚氰酸、異三聚氰酸、三聚氰胺、三聚氰胺聚氰酸酯、三聚氰胺磷酸酯及氮化胍等氮系阻燃劑、PTFE等氟系阻燃劑、聚有機矽氧烷等聚矽氧系阻燃劑、氫氧化鋁或氫氧化鎂等金屬氫氧化物系阻燃劑、或其他阻燃劑、氧化鎘、氧化鋅、氧化亞銅、氧化銅、氧化亞鐵、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化鉬、氧化錫及氧化鈦等的阻燃助劑、顏料、染料、潤滑劑、脫模劑、相容劑、分散劑、雲母、滑石及高嶺石等結晶核劑、磷酸酯等塑化劑、熱穩定劑、抗氧化劑、防著色劑、紫外線吸收劑、流動性改質劑、發泡劑、抗菌劑、制震劑、防臭劑、滑動性改質劑、及聚醚酯醯胺等抗靜電劑等。尤其在用途為電性．電子設備、汽車、飛機等的情況中，具有要求阻燃性之情況，較佳為添加磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、無機系阻燃劑。
上述阻燃劑在呈現阻燃效果的同時，為了使所使用之樹脂的力學特性及成形時的樹脂流動性等保持良好的特性平衡，相對於第二熱塑性樹脂100質量份，阻燃劑較佳為1～20質量份，更佳為1～15質量份。
(以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相的形狀) 以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相的形狀並未特別限制，只要是分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相的海島結構即可。島相的形狀可為例如纖維形狀或粒子形狀，從抑制強化纖維之對準偏差的觀點來看，較佳為球狀。例如，觀察與纖維強化塑膠平面垂直的剖面中，以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相的剖面形狀更加為圓形、橢圓形、包含凹凸的略圓形。其中，再佳為應力集中之起點少的圓形。
以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相的彈性係數，從提升熱固性樹脂之韌性的觀點來看，較佳係低於以熱固性樹脂作為主成分之海相的彈性係數，更佳為以熱固性樹脂作為主成分之海相的彈性係數的70%以下，再佳為50%以下。 作為以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相與以熱固性樹脂作為主成分之海相的彈性係數之測量的一例，可列舉：藉由奈米刻痕法對於從纖維強化塑膠裁切出來的剖面中以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相與以熱固性樹脂作為主成分之海相分別進行評價的方法。
以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相的玻璃轉移溫度較佳係低於以熱固性樹脂作為主成分之海相的玻璃轉移溫度。藉由使以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相的玻璃轉移溫度低於以熱固性樹脂作為主成分之海相的玻璃轉移溫度，可進一步提升熱固性樹脂層的韌性。 作為以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相與以熱固性樹脂作為主成分之海相的玻璃轉移溫度之測量方法的一例，可列舉：從纖維強化塑膠裁切出來的剖面分別提取以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相與以熱固性樹脂作為主成分之海相，再藉由微差掃描熱量計(DSC)進行評價的方法。
(橡膠聚合物) 橡膠聚合物，較佳係以橡膠聚合物作為主成分，除此之外未特別限制，亦可因應用途含有添加劑等。橡膠聚合物，係含有玻璃轉移溫度低於室溫的聚合物且分子間的一部分由共價鍵、離子鍵、凡德瓦力、交纏等而互相拘束的聚合物。 作為橡膠聚合物的一例，可列舉：烯烴系樹脂、丙烯酸系橡膠、聚矽氧系橡膠、氟系橡膠、腈系橡膠、乙烯基系橡膠、胺基甲酸酯系橡膠、聚醯胺彈性體、聚酯彈性體、離子聚合物等。
橡膠聚合物中可含有的添加劑，可列舉與上述第二熱塑性樹脂中可含有的添加劑，較佳的例子亦相同。
(橡膠聚合物島相的形狀) 以橡膠聚合物作為主成分之島相的形狀，可列舉與上述的以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相相同的形狀，較佳的例子亦相同。
又，以橡膠聚合物作為主成分之島相的彈性係數，亦與以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相的彈性係數相同，較佳為低於以熱固性樹脂作為主成分之海相的彈性係數，較佳的範圍亦相同。
以橡膠聚合物作為主成分之島相，亦與以熱塑性樹脂作為主成分之島相相同，較佳為形成半IPN結構，較佳的範圍亦與熱塑性樹脂相同。
[熱塑性樹脂層] 熱塑性樹脂層含有第一熱塑性樹脂，除此之外未特別限制，較佳為含有第一熱塑性樹脂作為主成分，亦可因應纖維強化塑膠的用途進一步包含添加劑等。
作為熱塑性樹脂層所含有的第一熱塑性樹脂，可列舉上述的第二熱塑性樹脂中所例示之樹脂，較佳的例子亦相同。
第一熱塑性樹脂層中可含有的添加劑，可列舉上述第二熱塑性樹脂中可含有的添加劑，較佳的例子亦相同。
纖維強化塑膠中的熱塑性樹脂層的基重，從確保適合與第2構件之熔接的樹脂量以提高品質的觀點來看，較佳為10g/m 2以上500g/m 2以下，更佳為20g/m 2以上200g/m 2以下。 此處，基重係指纖維強化塑膠每1m 2所包含的熱塑性樹脂層的質量(g)。
本發明的實施型態中，熱塑性樹脂層亦可作為纖維強化塑膠表層的一部分而存在。存在於纖維強化塑膠表層的熱塑性樹脂層可與其他構件熔接而藉此實現一體化，較佳的型態中，可使熱塑性樹脂層的部位停留於最小限度，而可提高力學特性優良之纖維強化塑膠的效率。
＜製造方法＞ 作為製作本發明之實施型態的纖維強化塑膠的方法，並未特別限制，可列舉例如以下製造方法(I)～(IV)的方法。
製造方法(I) 製造方法(I)係一種纖維強化塑膠的製造方法，其包含下述步驟：使島相之前驅物及熱固性樹脂層之前驅物含浸構成強化纖維群的強化纖維片的兩面，而形成島相及熱固性樹脂層的步驟； 於形成有島相及熱固性樹脂層的強化纖維片的至少一面，使島相之前驅物及熱塑性樹脂層之前驅物軟化或熔融而進行配置，形成島相及熱塑性樹脂層而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。
製造方法(II) 製造方法(II)係一種纖維強化塑膠的製造方法，其包含下述步驟：使島相之前驅物及熱固性樹脂層之前驅物含浸構成強化纖維群的強化纖維片的兩面，而形成島相及熱固性樹脂層的步驟； 於形成有島相及熱固性樹脂層的強化纖維片的至少一面，使熱塑性樹脂層之前驅物軟化或熔融而進行配置，形成熱塑性樹脂層而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。
製造方法(III) 製造方法(III)係一種纖維強化塑膠的製造方法，其包含下述步驟：使熱固性樹脂層之前驅物含浸構成強化纖維群的強化纖維片的兩面，而形成熱固性樹脂層的步驟； 於形成有熱固性樹脂層的強化纖維片的至少一面，使島相之前驅物及熱塑性樹脂層之前驅物軟化或熔融而進行配置，形成島相及熱塑性樹脂層而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。
製造方法(IV) 製造方法(IV)係一種纖維強化塑膠的製造方法，其包含下述步驟：使熱塑性樹脂層之前驅物含浸構成強化纖維群的強化纖維片之單面，形成熱塑性樹脂層後施加振動，使熱塑性樹脂層之前驅物分散於強化纖維片中的步驟； 使熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片的另一面而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。
本發明的實施型態中，使熱固性樹脂層成為具有以第二熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構而成之層的方法並未特別限制，可列舉例如，在前述纖維強化塑膠的製造方法中，使用以下(i)～(vii)的任一方法。又，此等的方法可組合其之多種。 (i)使熱塑性樹脂層之前驅物含有島相之前驅物的步驟。 (ii)使熱固性樹脂層之前驅物含有島相之前驅物的步驟。 (iii)使熱固性樹脂層之前驅物及熱塑性樹脂層之前驅物的雙方含有島相之前驅物的步驟。 (iv)在使熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維群所形成之中間體的至少一面上塗布島相之前驅物，再使熱塑性樹脂層之前驅物進行含浸的步驟。 (v)在使熱塑性樹脂層之前驅物含浸強化纖維群所形成之中間體上塗布島相之前驅物的步驟。 (vi)在熱塑性樹脂層之前驅物的單側表面塗布島相之前驅物，再使熱塑性樹脂層之前驅物進行含浸的步驟。 (vii)對於使熱塑性樹脂之前驅物含浸強化纖維群所形成之中間體，藉由振動棒等施加振動，而使熱塑性樹脂之前驅物分散於強化纖維群中的步驟。
[熱固性樹脂層之前驅物] 熱固性樹脂層之前驅物，係含浸強化纖維群而成為熱固性樹脂層的組成物。使熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維群的方法並未特別限制，可列舉例如：藉由熱輥進行加熱加壓而使其軟化或熔融以進行含浸的方法。 熱固性樹脂層之前驅物，只要是含浸強化纖維群而成為熱固性樹脂層者，其型態並無限制，可列舉例如：液體狀、片狀、不織布狀、粒子狀等。然而，從可均勻地含浸強化纖維群的觀點來看，熱固性樹脂層之前驅物較佳為片狀。
[熱塑性樹脂層之前驅物] 熱塑性樹脂層之前驅物係含浸強化纖維群而成為熱塑性樹脂層的組成物。使熱塑性樹脂層之前驅物含浸強化纖維群的方法並未特別限制，可列舉例如：藉由熱輥進行加熱加壓而使其熔融以進行含浸的方法。 熱塑性樹脂層之前驅物，只要是含浸強化纖維群而成為熱塑性樹脂層者，則其型態未限制，可列舉例如：液體狀、片狀、不織布狀、粒子狀等。然而，從可均勻地含浸強化纖維群的觀點來看，熱塑性樹脂層之前驅物較佳為片狀。 又，為了藉由相同之前驅物同時形成熱塑性樹脂層與島相，島相之前驅物及/或熱塑性樹脂層之前驅物的形狀較佳為粉末狀。藉由使前驅物的形狀為粉末狀，其一部分含浸熱固性樹脂層，剩餘部分在纖維強化塑膠的表面熔融，而可形成熱塑性樹脂層。
作為使熱塑性樹脂層之前驅物熔融的溫度，在作為熱塑性樹脂層之前驅物的主成分的第一熱塑性樹脂為結晶性的情況中較佳係以熔點+30℃以上的溫度，在非晶性的情況較佳係以其玻璃轉移溫度+30℃以上的溫度進行加熱/加壓成形。
又，熱塑性樹脂層，只要至少配置於成為與其他構件之接合面的部分即可，但有時為了確保穩定的熱熔接性而需要預留既定接合面的裕度(margin)，從此觀點來看，較佳係存在纖維強化塑膠表層面積的50%以上，更佳為80%以上。
[島相之前驅物] 島相之前驅物，只要是成為存在於纖維強化塑膠中之熱固性樹脂層的島相者，則未特別限制。作為島相之前驅物的形狀，可列舉例如：液體狀、片狀、不織布狀、粒子狀等。然而，從可均勻地存在於熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層之界面的觀點來看，島相之前驅物較佳為粒子狀，更佳為粉末狀。
預先使熱固性樹脂層之前驅物含有島相之前驅物的情況，相對於熱固性樹脂層之前驅物100質量份而言，島相之前驅物較佳為10～40質量份的範圍，更佳為15～40質量份的範圍，再佳為25～40質量份的範圍。藉由使島相的摻合量在此範圍，可取得纖維強化塑膠之中間體彼此的接著性與纖維強化塑膠接合強度的平衡。
相同地，預先使熱塑性樹脂層之前驅物含有島相之前驅物的情況，相對於熱塑性樹脂層之前驅物100質量份而言，島相之前驅物較佳為10～40質量份的範圍，更佳為15～40質量份的範圍，再佳為25～40質量份的範圍。藉由使島相的摻合量在此範圍內，可取得纖維強化塑膠之中間體彼此的接著性與纖維強化塑膠接合強度的平衡。
製造本發明之實施型態的纖維強化塑膠的較佳態樣，可例示使用以前述定義為基準的高含浸率之預浸漬物、以及含浸率低的稱為半預浸漬(semipreg)之中間體而進行成形的方法。此成形步驟中，對於纖維強化塑膠賦形而使其成為預期的結構體，並且促進熱固性樹脂的硬化反應。
此處，熱固性樹脂的玻璃轉移溫度，從作為結構體使用的觀點來看，較佳為120℃以上，更佳為150℃以上，再佳為180℃以上。經過此成形步驟，熱固性樹脂的玻璃轉移溫度，可控制為高於島相的熱塑性樹脂或橡膠聚合物的玻璃轉移溫度。
本發明的實施型態之纖維強化塑膠，可使前述中間體單獨成形，又，亦可將其積層多片而成形，又，亦可與其他材料積層而成形。關於積層的構成，只要在位於成形體表面最外側的任一積層單元上配置中間體，除此之外無特別限制，可因應用途積層預浸漬物、膜、片、不織布、多孔質體、金屬等。
作為本發明的實施型態之纖維強化塑膠，不限於使中間體進行成形的例子，只要通過預浸漬物的高壓釜成形、壓製成形、抽拉成形、樹脂轉注成型(RTM)、樹脂滲透(RI)成形的過程而成為本發明之實施型態者，皆可較佳地選擇。
本發明的纖維強化塑膠的結構並未特別限制，可因應用途選擇平板或曲面板、凹凸結構、中空結構、三明治結構等多種結構。
本發明的纖維強化塑膠，可作為隔著配置於表層的熱塑性樹脂層與其他構件熔接而成的一體成形品。此時的接合方法並未限制，可列舉例如：熱板熔接、振動熔接、超音波熔接、雷射熔接、電阻熔接、感應熔接、嵌入射出成型、外插射出成型等熔接法。
本發明的纖維強化塑膠可較佳地用於飛機結構構件、風車扇葉、汽車外板及IC托盤或筆記型電腦的殼體等電腦用途，再者可用於高爾夫球桿及網球拍等運動用途。 [實施例]
以下，藉由實施例更詳細說明本發明。然而，本發明的範圍不限於此等實施例。
＜強化纖維束＞ ・A-1 由以聚丙烯腈作為主成分的聚合物進行紡線、燒成處理及表面氧化處理，得到包含總單線數24,000條之連續碳纖維的強化纖維束A-1，將其用於形成強化纖維群。此碳纖維束A-1的特性如下。 單纖維徑：7μm 密度：1.8g/cm 3拉伸強度：4.2GPa 拉伸彈性係數：230GPa 表面自由能：15mJ/m 2
以A-1為基質，將各種上漿劑用化合物與丙酮混合，得到化合物已均勻溶解的約1質量%的溶液。藉由浸漬法將各化合物塗布於上述碳纖維束後，於210℃熱處理90秒，相對於各化合物所附著的碳纖維100質量份，將各化合物的附著量調整為0.5質量份。用於各碳纖維的上漿劑用化合物及上漿劑塗布後的表面自由能如下。 ・A-2 山梨糖醇聚縮水甘油醚(「Denacol」(註冊商標)EX-614B，Nagase Chemtex股份有限公司製) 表面自由能：32mJ/m 2・A-3 雙酚A型二縮水甘油醚(「jER」(註冊商標)828，Mitsubishi Chemical股份有限公司製) 表面自由能：9mJ/m 2・A-4 聚乙二醇二縮水甘油醚(「Denacol」(註冊商標)EX-841，Nagase Chemtex股份有限公司製) 表面自由能：20mJ/m 2
＜島相之前驅物＞ ・D-1 90質量份的透明聚醯胺(grilamid(註冊商標)TR55，EMS CHEMIE JAPAN股份有限公司製)，7.5質量份的環氧樹脂(jER(註冊商標)828，(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))及2.5質量份的硬化劑(tohmide(註冊商標)＃296，T&K TOKA股份有限公司製)添加至300質量份之氯仿與100質量份之甲醇的混合溶劑中，得到均勻溶液。接著，使用塗裝用的噴槍將所得之均勻溶液以噴霧狀噴灑至攪拌中的3000質量份的正己烷之液面，以使溶質析出。將所析出之固體過濾出來，以正己烷仔細清洗後，於100℃的溫度進行真空乾燥24小時，得到以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相之前驅物D-1，亦即具有球狀半IPN結構的環氧改質聚醯胺粒子。所得之以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相之前驅物D-1的平均粒徑為13μm，熔點為250℃。
・D-2 使用聚胺基甲酸酯微粒子(DAIMIC BEADS(註冊商標)UCN-5150D，大日精化工業股份有限公司製)作為以橡膠聚合物作為主成分之島相之前驅物D-2。以橡膠聚合物作為主成分之島相之前驅物D-2的平均粒徑為15μm，玻璃轉移溫度為-27℃。
・D-3 使低熔點聚醯胺(AMILAN(註冊商標)CM4000(Toray股份有限公司製)，3元共聚合聚醯胺樹脂，熔點155℃)為粉末狀，而成為以熱塑性樹脂作為主成分之島相之前驅物D-3。以熱塑性樹脂作為主成分之島相之前驅物D-3的平均粒徑為25μm。
・D-4 使用聚醯胺12微粒子(SP-500(Toray股份有限公司製)，平均粒徑5μm，真球狀)作為前驅物D-4。
＜熱固性樹脂層之前驅物＞ ・B-1 在揉合裝置中分別投入30質量份、40質量份、30質量份的環氧樹脂主劑(jER(註冊商標)828(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))、(jER(註冊商標)1001(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))、(jER(註冊商標)154(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))，於150℃進行加熱揉合，揉合至各成分相容為止。接著，在持續進行揉合的狀態下降溫至80℃後，投入26質量份的硬化劑(3,3’DAS(3,3’-二胺基二苯基碸，MITSUBISHI FINE CHEMICALS股份有限公司製))，於80℃揉合30分鐘，藉此得到熱固性樹脂層之前驅物B-1。
・B-2 在揉合裝置中分別投入30質量份、40質量份、30質量份的環氧樹脂主劑(jER(註冊商標)828(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))、(jER(註冊商標)1001(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))、(jER(註冊商標)154(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))，於150℃進行加熱揉合，揉合至各成分相容為止。之後，加入30質量份的以熱塑性樹脂作為主成分之島相之前驅物D-1，揉合至D-1分散為止。接著，在持續進行揉合的狀態下降溫至80℃後，投入26質量份的硬化劑(3,3’DAS(3,3’-二胺基二苯基碸，MITSUBISHI FINE CHEMICALS股份有限公司製))，於80℃揉合30分鐘，藉此得到含D-1的熱固性樹脂層之前驅物B-2。
・B-3 在揉合裝置中分別投入30質量份、40質量份、30質量份的環氧樹脂主劑(jER(註冊商標)828(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))、(jER(註冊商標)1001(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))、(jER(註冊商標)154(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))，於150℃進行加熱揉合，揉合至各成分相容為止。之後降溫至80℃後，加入30質量份的以熱塑性樹脂作為主成分之島相之前驅物D-2，揉合至D-2分散為止。接著，在持續揉合的狀態下投入26質量份的硬化劑(3,3’DAS(3,3’-二胺基二苯基碸，MITSUBISHI FINE CHEMICALS股份有限公司製))，於80℃揉合30分鐘，藉此得到包含D-2的熱固性樹脂層之前驅物B-3。
・B-4 在揉合裝置中分別投入50質量份、50質量份、7質量份的環氧樹脂主劑(Araldite(註冊商標)MY721(Huntsman Advanced Materials公司製))、(jER(註冊商標)825(Mitsubishi Chemical股份有限公司製))、(Sumikaexcel(註冊商標)PES5003P(Sumitomo Chemical股份有限公司製))，於150℃進行加熱揉合，揉合至各成分相容為止。接著，在持續進行揉合的狀態下降溫至80℃後，投入45.1質量份的硬化劑(SEIKACURE-S，(Wakayama Seika Kogyo股份有限公司製))，於80℃揉合30分鐘，藉此得到熱固性樹脂之前驅物B-4。
＜熱塑性樹脂層之前驅物＞ ・C-1 將低熔點聚醯胺(AMILAN(註冊商標)CM4000(Toray股份有限公司製)，3元共聚合聚醯胺樹脂，熔點155℃)進行片材化，得到熱塑性樹脂層之前驅物C-1。
・C-2 在雙軸擠製機中投入100質量份的低熔點聚醯胺(AMILAN(註冊商標)CM4000(Toray股份有限公司製)，3元共聚合聚醯胺樹脂，熔點155℃)、30質量份的熱塑性樹脂區域之前驅物D-1，於180℃進行加熱揉合。將所得之揉合物進行片材化，得到熱塑性樹脂層之前驅物C-2。
・C-3 使低熔點聚醯胺(AMILAN(註冊商標)CM4000(Toray股份有限公司製)，3元共聚合聚醯胺樹脂，熔點155℃)成為粉末狀，以作為熱塑性樹脂層之前驅物C-3。熱塑性樹脂層之前驅物C-3的平均粒徑為25μm。
・C-4 將聚醯胺12(Rilsamid(註冊商標)AMNO TLD(ARKEMA股份有限公司製)，熔點175℃)進行片材化，得到熱塑性樹脂層之前驅物C-4。
・C-5 將聚苯硫醚(TORELINA(註冊商標)A670T05(Toray股份有限公司製)，熔點278℃)進行片材化，得到熱塑性樹脂層之前驅物C-5。
・C-6 將聚醚酮酮(Kepstan(註冊商標)7002(ARKEMA股份有限公司製)，熔點332℃)進行片材化，得到熱塑性樹脂層之前驅物C-6。
＜預浸漬物的製作方法＞ ・P-1 使強化纖維束在一個方向上整齊排列並且開纖，而作為形成連續狀態之強化纖維群的強化纖維片。使強化纖維片的基重為200g/m 2。使用刀式塗布機將熱固性樹脂層之前驅物塗布於脫模紙上，製作熱固性樹脂層之前驅物膜後，重合於該強化纖維片的兩面上，使用熱輥於80℃以0.5MPa進行加熱加壓，得到使熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片而成的預浸漬物中間體。所製作之熱固性樹脂層之前驅物膜的基重為50g/m 2。 接著，將熱塑性樹脂層之前驅物配置於上述預浸漬物之中間體的單邊表面上，使用保持在熱塑性樹脂層之前驅物的熔點+30℃以上的熱輥，以0.5MPa加壓，藉此得到熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層的界面位於強化纖維群內部的預浸漬物。熱塑性樹脂層之前驅物係以基重成為50g/m 2的方式配置於預浸漬物中間體的單邊表面上。
・P-2 使強化纖維束在一個方向上整齊排列並且開纖，而作為形成連續狀態之強化纖維群的強化纖維片。強化纖維片的基重為200g/m 2。使用刀式塗布機將熱固性樹脂層之前驅物塗布於脫模紙上，製作熱固性樹脂層之前驅物膜後，重合於該強化纖維片的兩面上，一邊使用熱輥於80℃以0.5MPa加熱加壓一邊使熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片，而得到預浸漬物中間體。所製作之熱固性樹脂層之前驅物膜的基重為50g/m 2。 接著，以投料機將以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相之前驅物散布於上述預浸漬物中間體的單邊表面上。以散布量成為11.5g/m 2的方式散布。 之後，在上述預浸漬物中間體中散布有以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相的前驅物的表面上配置熱塑性樹脂層之前驅物。將熱塑性樹脂層之前驅物以使基重成為38.5g/m 2的方式配置於預浸漬物中間體的單邊表面上，使用保持在熱塑性樹脂層之前驅物的熔點+30℃以上的熱輥，於0.5MPa加壓，得到熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層的界面位於強化纖維群內部、且以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相並且存在於界面附近的預浸漬物。
・P-3 使強化纖維束在一個方向上整齊排列並且開纖，而作為形成連續狀態之強化纖維群的強化纖維片。使強化纖維片的基重為200g/m 2。使用刀式塗布機將熱固性樹脂層之前驅物塗布於脫模紙上，製作熱固性樹脂層之前驅物膜之後，將其重合於該強化纖維片的兩面上，使用熱輥於80℃以0.5MPa加熱加壓，得到僅熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片而成的預浸漬物。熱固性樹脂層之前驅物係使用B-1。
・P-4 使用作為熱固性樹脂層之前驅物B-3，除此之外，以與P-3相同的方法，得到僅熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片而成的預浸漬物。
・P-5 使強化纖維束在一個方向上整齊排列並且開纖，而作為形成連續狀態之強化纖維群的強化纖維片。強化纖維片的基重為200g/m 2。將熱塑性樹脂層之前驅物配置於上述纖維強化片的單邊表面上，使用保持在熱塑性樹脂層之前驅物的熔點+30℃以上的熱輥於0.5MPa加壓，得到使熱塑性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片而成的預浸漬物中間體。熱塑性樹脂層之前驅物係以基重成為50g/m 2的方式配置於預浸漬物中間體的單邊表面上。 在上述使用熱輥所進行的加熱加壓之後立即使其通過進行周期性振動的超音波產生裝置，藉此施加振動，而使熱塑性樹脂相之前驅物分散於強化纖維片中。此時，超音波產生裝置的頻率為20kHz，振幅為100%，壓力為1.0MPa。又超音波產生裝置的喇叭(horn)與預浸漬物中間體接觸的距離約為25mm，施予超音波振動的時間約為1.0秒。 接著，使用刀式塗布機將熱固性樹脂層之前驅物塗布於脫模紙上以製作熱固性樹脂層之前驅物膜之後，將其重合於該強化纖維片中配置有熱塑性樹脂層之前驅物的相反側，使用熱輥於80℃以0.5MPa加熱加壓，得到使熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片而成的預浸漬物中間體。所製作之熱固性樹脂層之前驅物膜的基重為50g/m 2。
＜評價方法＞ (1)纖維強化塑膠中的島相之體積比例的測量 在纖維強化塑膠中與最表層之纖維方向正交的剖面中，將最靠近纖維強化塑膠表面的纖維視為最外側纖維，在從通過最外側纖維之中心並與纖維強化塑膠之表面呈水平的基準線開始往熱固性樹脂層側於厚度方向上100μm的測量範圍中，求出島相的體積比例(體積%)。
(2)纖維強化塑膠的接合強度的測量方法 將所製作之預浸漬物裁切成既定的尺寸，在以前述P-1、P-2或P-5的方法所製作的預浸漬物中，每一種皆準備2片，並且準備6片以前述P-3或P-4的方法所製作的預浸漬物。 將強化纖維的纖維方向定義為0°，將與纖維方向正交的方向定義為90°，以[0°/90°] 2s(記號s表示鏡像對稱)進行積層，製作預浸漬物積層體。此時，以使兩面上各最外層的2片成為以前述P-1、P-2或P-5的方法所製作之預浸漬物的方式進行積層，並且以積層體的表層成為熱塑性樹脂層的方式進行配置。將此積層體設置於壓製成形模具中，因應需求使用治具或間隔器，在維持此形狀的狀態下，以壓機施加0.6MPa的壓力，於180℃加溫2小時，藉此得到纖維強化塑膠。
以相對於所含之強化纖維的纖維方向角度為0°的方向作為試片的長度方向，將所得之前述纖維強化塑膠裁切成寬度250mm、長度100mm的形狀，並裁切出2片，以作為2片板材。將該板材在真空烘箱中乾燥24小時後，以重合長度為12.5mm的方式將其重合，在比熱塑性樹脂層的熔點高出20℃的溫度下施加3MPa的壓力並保持1分鐘，藉此使重合面熔接，得到接合體。依照ISO4587：1995(JIS K6850(1994))將舌片接著於所得之接合體上，裁切成寬度25mm而得到試片。 將所得之試片在真空烘箱中乾燥24小時，根據ISO4587：1995(JIS K6850(1994))，評價環境溫度23℃接合強度(MPa)。
(實施例1) 使用A-1作為強化纖維束、使用B-2作為熱固性樹脂層之前驅物、使用C-1作為熱塑性樹脂層之前驅物、使用D-1作為島相之前驅物，藉由上述P-2的方法製作預浸漬物。使用所製作之預浸漬物製作適用於各種評價的試片，並進行評價。 所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與前述熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束A-1所形成之強化纖維群的內部，熱固性樹脂層具有以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又，熱塑性樹脂層與熱固性樹脂層的界面附近包含以熱塑性樹脂作為主成分的島相。 在使熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片時，以熱固性樹脂層之前驅物B-2所包含的熱塑性樹脂作為主成分之島相偏向存在於強化纖維單邊表面上，因此接合強度優良。
(實施例2) 使用A-1作為強化纖維束，使用B-2作為熱固性樹脂層之前驅物，使用C-2作為熱塑性樹脂層之前驅物，使用D-1作為島相之前驅物，藉由上述P-2的方法製作預浸漬物。使用所製作之預浸漬物，製作適用於各種評價的試片，並進行評價。 所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與前述熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束A-1所形成的強化纖維群的內部，熱固性樹脂層具有以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層之界面附近包含以熱塑性樹脂作為主成分之島相。 使熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片時，以熱固性樹脂層之前驅物所包含的第二熱塑性樹脂作為主成分之島相偏向存在於強化纖維單邊表面，再者，熱塑性樹脂層中亦存在以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相，因此接合強度優良。
(實施例3) 使用A-1作為強化纖維束，使用B-3作為熱固性樹脂層之前驅物，使用C-1作為熱塑性樹脂層之前驅物，使用D-2作為島相之前驅物，藉由上述P-2的方法製作預浸漬物。使用所製作之預浸漬物，製作適用於各種評價的試片，並進行評價。 所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與前述熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束A-1所形成的強化纖維群的內部，熱固性樹脂層具有以橡膠聚合物作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又，熱塑性樹脂層及熱塑性樹脂層的界面附近包含以橡膠聚合物作為主成分之島相。 使熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片時，以熱固性樹脂層之前驅物B-3所包含的橡膠聚合物作為主成分之島相偏向存在於強化纖維的單邊表面，因此接合強度優良。
(實施例4) 使用A-1作為強化纖維束，使用B-1作為熱固性樹脂層之前驅物，使用C-3作為熱塑性樹脂層之前驅物，使用D-3作為以熱塑性樹脂作為主成分之島相的前驅物，藉由上述P-2的方法製作預浸漬物。使用所製作之預浸漬物，製作適用於各種評價的試片，並進行評價。 所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與前述熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束A-1所形成的強化纖維群的內部，熱固性樹脂層具有以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層的界面附近包含以熱塑性樹脂作為主成分之島相。 使熱塑性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片時，因為熱塑性樹脂層之前驅物為粉末狀，其一部分侵入熱固性樹脂層而成為偏向存在於熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層之界面附近的以熱塑性樹脂作為主成分的島相，因此接合強度優良。
(實施例5) 使用A-1作為強化纖維束，使用B-1作為熱固性樹脂層之前驅物，使用C-1作為熱塑性樹脂層之前驅物，使用D-1作為以熱塑性樹脂作為主成分之島相之前驅物，藉由上述P-2的方法製作預浸漬物。使用所製作之預浸漬物，製作適用於各種評價的試片，並進行評價。 所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與前述熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束A-1所形成的強化纖維群的內部，熱固性樹脂層具有以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層的界面附近包含以熱塑性樹脂作為主成分之島相。 使熱固性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片時，以熱固性樹脂層之前驅物所包含之第二熱塑性樹脂作為主成分之島相偏向存在於強化纖維單邊表面，再者熱塑性樹脂層中亦存在以第二熱塑性樹脂作為主成分之島相，因此接合強度優良。
(實施例6) 使用A-1作為強化纖維束，使用B-1作為熱固性樹脂層之前驅物，使用C-1作為熱塑性樹脂層之前驅物，使用D-2作為以橡膠聚合物作為主成分之島相之前驅物，藉由上述P-2的方法製作預浸漬物。使用所製作之預浸漬物，製作適用於各種評價的試片，並進行評價。 所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與前述熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束A-1所形成的強化纖維群的內部，熱固性樹脂層具有以橡膠聚合物作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又，熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層的兩層中的界面附近包含以橡膠聚合物作為主成分的島相。以橡膠聚合物作為主成分之島相偏向存在於熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層的界面附近，再者熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層的兩層內存在島相，因此接合強度優良。
(實施例7) 使用A-3作為強化纖維，使用C-1作為熱塑性樹脂層之前驅物，使用D-1作為島相之前驅物，除此之外，以與實施例4相同的方法製作預浸漬物，並將其提供至各種評價。 所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與前述熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束A-3所形成之強化纖維群的內部，具有島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又，熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層的界面附近包含以熱塑性樹脂作為主成分之島相。 使熱塑性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片時，熱塑性樹脂層之前驅物為粉末狀，因此其一部分侵入熱固性樹脂層而成為偏向存在於熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層之界面附近的以熱塑性樹脂作為主成分的島相，因此接合強度優良。
(實施例8) 使用A-2作為強化纖維，使用C-4作為熱塑性樹脂相之前驅物，使用D-4作為島相之前驅物，除此之外，以與實施例4相同的方法製作預浸漬物，並將其提供至各種評價。 所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束A-2所形成之強化纖維群的內部，具有島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又，熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層的界面附近包含以熱塑性樹脂作為主成分之島相。據認為藉由使用與熱固性樹脂及熱塑性樹脂之親和性高的碳纖維A-2，確保碳纖維的分散性，樹脂流動性良好，亦促進了島相的形成。 使熱塑性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片時，熱塑性樹脂層之前驅物為粉末狀，因此其一部分侵入熱固性樹脂層而成為偏向存在於熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層之界面附近的以熱塑性樹脂作為主成分的島相，因此接合強度優良。
(實施例9) 使用A-4作為強化纖維束，使用B-3作為熱固性樹脂層之前驅物，使用C-5作為熱塑性樹脂層之前驅物，藉由上述P-5的方法製作預浸漬物。使用所製作之預浸漬物，製作適用於各種評價的試片，並進行評價。 所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束A-3所形成之強化纖維群的內部，具有島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又，熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層的界面附近包含以熱塑性樹脂作為主成分之島相。 使熱塑性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片時，藉由施加振動而使其一部份分散於強化纖維片中而成為偏向存在於熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層之界面附近的以熱塑性樹脂作為主成分的島相，因此接合強度優良。
(實施例10) 使用C-6作為熱塑性樹脂相之前驅物，除此之外，以與實施例9相同的方法製作預浸漬物，並將其提供至各種評價。 所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束A-4所形成之強化纖維群的內部，具有島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。又，熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層的界面附近包含以熱塑性樹脂作為主成分之島相。 使熱塑性樹脂層之前驅物含浸強化纖維片時，藉由施加振動，其一部份分散於強化纖維片中而成為偏向存在於熱固性樹脂層及熱塑性樹脂層之界面附近的以熱塑性樹脂作為主成分的島相，因此接合強度優良。
(比較例1) 使用A-1作為強化纖維束，使用B-1作為熱固性樹脂層之前驅物，使用C-1作為熱塑性樹脂層之前驅物，藉由上述P-1的方法，製作預浸漬物。使用所製作之預浸漬物，製作適用於各種評價的試片，並進行評價。 所得之預浸漬物及試片不含島相，因此接合強度低。
(比較例2～4) 如表1所示製作預浸漬物，使用此等進行各種評價。所得之預浸漬物的熱固性樹脂層與前述熱塑性樹脂層的界面位於由碳纖維束所形成之強化纖維群的內部，除了熱塑性樹脂層與熱固性樹脂層以外並不包含島相。
表1
　 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4
強化纖維束 A-1 A-1 A-1 A-1 A-1 A-1 A-3 A-2 A-4 A-4 A-1 A-3 A-4 A-4
強化纖維束的表面自由能 (mJ/m 2) 15 15 15 15 15 15 9 32 20 20 15 32 20 20
熱固性樹脂層的前驅物 B-2 B-2 B-3 B-1 B-1 B-1 B-1 B-1 B-3 B-3 B-1 B-1 B-3 B-3
熱可塑性樹脂層的前驅物 C-1 C-2 C-1 C-3 C-1 C-1 C-1 C-4 C-5 C-6 C-1 C-4 C-5 C-6
島相的前驅物 D-1 D-1 D-2 D-3 D-1 D-2 D-1 D-4 - - - - - -
接著面之預浸漬物的 製造方法 P-2 P-2 P-2 P-2 P-2 P-2 P-2 P-2 P-5 P-5 P-1 P-1 P-1 P-1
纖維強化塑膠中的島相之 體積比例[體積%] 24 42 28 18 33 36 5 30 4 2 0 0 0 0
纖維強化樹脂之接合強度[MPa] 45.0 48.0 42.5 42.0 46.5 44.0 40.5 42.5 44.5 49.5 39.0 36.5 35.0 43.0
本發明雖詳細說明或參照特定的實施型態說明，但對於本業者而言應明瞭在不脫離本發明之精神與範圍，可施加各種變更或修改。本申請案根據2020年6月3日提出申請的日本專利申請(日本特願2020-096946)，將其內容作為參照而引用於此。
1:強化纖維 3:熱固性樹脂層 4:熱塑性樹脂層 5:纖維強化塑膠 6:界面 7:島相 8:以熱固性樹脂作為主成分之海相 9:纖維強化塑膠的表面 10:最外側纖維 11:基準線 12:測量範圍
圖1係顯示本發明之纖維強化塑膠的一實施型態的示意圖。 圖2係本發明中與纖維強化塑膠的平面垂直之剖面的示意圖，其用以輔助說明纖維強化塑膠中的島相之體積比例的測量。
1:強化纖維
3:熱固性樹脂層
4:熱塑性樹脂層
5:纖維強化塑膠
6:界面
7:島相
8:以熱固性樹脂作為主成分之海相

Claims (16)

  1. 一種纖維強化塑膠，其包含強化纖維群、熱固性樹脂層、及含有第一熱塑性樹脂的熱塑性樹脂層，其中， 具有該熱塑性樹脂層作為該纖維強化塑膠的表層， 該熱塑性樹脂層與該熱固性樹脂層的界面位於該強化纖維群的內部， 該熱固性樹脂層具有以第二熱塑性樹脂或橡膠聚合物作為主成分之島相分散於以熱固性樹脂作為主成分之海相而成的海島結構。
  2. 如請求項1之纖維強化塑膠，其中該第二熱塑性樹脂係與該第一熱塑性樹脂相同種類的樹脂。
  3. 如請求項2之纖維強化塑膠，其中該第二熱塑性樹脂係與該第一熱塑性樹脂相同的樹脂。
  4. 如請求項1或2之纖維強化塑膠，其中該第二熱塑性樹脂及該橡膠聚合物的熔點高於該第一熱塑性樹脂的熔點。
  5. 如請求項1至4中任一項之纖維強化塑膠，其中該島相包含該海相之熱固性樹脂的成分。
  6. 如請求項1至5中任一項之纖維強化塑膠，其中該島相偏向存在於該熱固性樹脂層與該熱塑性樹脂層的界面附近。
  7. 如請求項1至6中任一項之纖維強化塑膠，其中在厚度方向剖面中之最外側纖維朝向該熱固性樹脂層側在厚度方向上100μm的範圍中，該島相的體積比例相對於該範圍100體積%而言為1體積%以上。
  8. 如請求項1至7中任一項之纖維強化塑膠，其中在厚度方向剖面中之該島相的平均粒徑為0.1μm以上10μm以下。
  9. 如請求項1至8中任一項之纖維強化塑膠，其中該島相的長軸長度為3μm以上30μm以下。
  10. 如請求項1至9中任一項之纖維強化塑膠，其中該島相的彈性係數低於該海相的彈性係數。
  11. 如請求項1至10中任一項之纖維強化塑膠，其中該島相的玻璃轉移溫度低於該海相的玻璃轉移溫度。
  12. 如請求項1至11中任一項之纖維強化塑膠，其中使用以威廉米(Wilhelmy)法所測量之表面自由能在10～50mJ/m 2的強化纖維，作為該強化纖維。
  13. 一種纖維強化塑膠的製造方法，其係如請求項1至12中任一項之纖維強化塑膠的製造方法，其包含： 使該島相之前驅物及該熱固性樹脂層之前驅物含浸構成該強化纖維群的強化纖維片之兩面，而形成該島相及該熱固性樹脂層的步驟； 於形成有該島相及該熱固性樹脂層的該強化纖維片的至少一面，使該島相之前驅物及該熱塑性樹脂層之前驅物軟化或熔融而進行配置，形成該島相及該熱塑性樹脂層而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。
  14. 一種纖維強化塑膠的製造方法，其係如請求項1至12中任一項之纖維強化塑膠的製造方法，其包含： 使該島相之前驅物及該熱固性樹脂層之前驅物含浸構成該強化纖維群的強化纖維片之兩面，而形成該島相及該熱固性樹脂層的步驟； 於形成有該島相及該熱固性樹脂層的該強化纖維片的至少一面，使該熱塑性樹脂層之前驅物軟化或熔融而進行配置，形成該熱塑性樹脂層而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。
  15. 一種纖維強化塑膠的製造方法，其係如請求項1至12中任一項之纖維強化塑膠的製造方法，其包含： 使該熱固性樹脂層之前驅物含浸構成該強化纖維群的強化纖維片的兩面，而形成該熱固性樹脂層的步驟； 於形成有該熱固性樹脂層的該強化纖維片的至少一面，使該島相之前驅物及該熱塑性樹脂層之前驅物軟化或熔融而進行配置，形成該島相及該熱塑性樹脂層而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。
  16. 一種纖維強化塑膠的製造方法，其係如請求項1至12中任一項之纖維強化塑膠的製造方法，其包含： 使該熱塑性樹脂層之前驅物含浸構成該強化纖維群的強化纖維片之單面而形成該熱塑性樹脂層後，施加振動，使該熱塑性樹脂層之前驅物分散於該強化纖維片中的步驟； 使該熱固性樹脂層之前驅物含浸該強化纖維片的另一面而作成中間體的步驟；及 使所得之中間體成形的步驟。
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