TWI661938B

TWI661938B - 纖維強化複合體

Info

Publication number: TWI661938B
Application number: TW106130803A
Authority: TW
Inventors: 福永洋一郎; 中村真章
Original assignee: 日商積水化成品工業股份有限公司
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2019-06-11
Also published as: JP2018161775A; JP6731875B2; TW201834842A; WO2018173322A1

Abstract

本發明係提供一種纖維強化複合體，其係即便鄰接發泡樹脂層的端部而形成纖維強化樹脂，亦能夠減低在此等之境界之應力集中。本發明之纖維強化複合體具備：第1複合部，其係具有第1纖維強化樹脂層11、第2纖維強化樹脂層12、及形成在前述第1與第2纖維強化樹脂層11、12之間之發泡樹脂層13；及第2複合部20，其係鄰接發泡樹脂層13的端部13a而形成，且由纖維強化樹脂所構成；發泡樹脂層13之中，相較於發泡樹脂層13的其它部分，鄰接第2複合部20之部分係成為密度較高的高密度層13b。

Description

纖維強化複合體

本發明係有關於一種具備纖維強化樹脂及發泡樹脂之纖維強化複合體。

已知藉由碳纖維、玻璃纖維等的強化纖維來強化樹脂(塑膠)而成之纖維強化樹脂(FRP)。近年來，因為FRP係輕量且具有優異的剛性，所以在飛機、汽車、船舶、及建築物等各式各樣的領域成為不可缺少的構成構件。

為了減低對地球環境的負荷，一般認為飛機、汽車、及船舶等的交通工具必須提升燃料消耗率，因此，FRP亦被要求進一步輕量化。鑒於此種情形，例如，已提案揭示一種纖維強化複合體，其係具備：第1纖維強化樹脂層；第2纖維強化樹脂層；及形成在第1與第2纖維強化樹脂層之間之發泡樹脂層(例如，參照專利文獻1)。依照該技術，因為在纖維強化複合體具備比纖維強化樹脂(FRP)更輕量的發泡樹脂層，所以能夠謀求進一步輕量化。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2016-49766號公報

但是專利文獻1的纖維強化複合體的端面，發泡樹脂層的端面為直接露出。在此，例如欲將包含纖維強化複合體的端面之端部進一步強化時，設想重新並設纖維強化樹脂層時，起因於該纖維強化樹脂層與發泡樹脂層之間的強度差，而有應力集中在該境界部分之情形。

本發明係鑒於前述課題而進行者，其目的係提供一種即便鄰接發泡樹脂層的端部而形成纖維強化樹脂，亦能夠減低在該等境界的應力集中之纖維強化複合體。

鑒於前述課題，本發明之纖維強化複合體係具備：第1複合部，其係具有第1纖維強化樹脂層、第2纖維強化樹脂層、及形成在前述第1與第2纖維強化樹脂層之間之發泡樹脂層；及第2複合部，其係鄰接前述發泡樹脂層的端部而形成且由纖維強化樹脂所構成；前述發泡樹脂層之中，相較於前述發泡樹脂層的其它部分，鄰接前述第2複合部之部分係成為密度較高的高密度層。

依照本發明，因為第1複合部係在第1與第2纖維強化樹脂層之間形成有發泡樹脂層，所以能夠使纖維強化複合體更輕量化，同時能夠提高纖維強化複合體的衝撃吸收性。

而且，因為發泡樹脂層之中，相較於發泡樹脂層的其它部分，鄰接第2複合部的部分係成為密度較高的高密度層，所以相較於發泡樹脂層的其它部分之密度，高密度層的密度接近第2複合部的纖維強化樹脂之密度。藉此，即便鄰接發泡樹脂層的端部而使第2複合部的纖維強化樹脂形成一體，該等強度差亦變小，所以能夠減低在該等境界之應力集中。

作為更佳之態樣，前述高密度層的層厚度比前述發泡樹脂層的其它部分的層厚度更薄。依照該態樣，因為高密度層的層厚度比發泡樹脂層的其它部分的層厚度還薄，所以能夠縮小發泡樹脂層的高密度層接觸第2複合部之部分(端部)。因此，能夠縮小高密度層與第2複合部的界面，且抑制該等之剝落。

作為更佳之態樣，前述高密度層的層厚度隨著接近前述第2複合部而變薄。依照該態樣，因為高密度層的層厚度隨著接近第2複合部而變薄，所以在高密度層難以形成段差等，且能夠減低在高密度層之應力集中。

作為更佳之態樣，前述高密度層的密度係隨著接近前述第2複合部而變高。若依照該態樣，因為高密度層的密度隨著接近第2複合部而變高，所以高密度層的強度隨著接近第2複合部而接近第2複合部的強度。藉此，不僅是能夠減低起因於發泡樹脂層與第2複合部的強度差之應力集中，且亦能夠避免起因於在高密度層與其它發泡樹脂層的境界之強度差的應力集中。

作為更佳之態樣，前述第2複合部係包含與前述第1纖維強化樹脂層的至少一部分連續而形成之第1連續層；及與前述第2纖維強化樹脂層的至少一部分連續而形成之第2連續層。依照該態樣，因為第2複合部係具有分別連續至第1及第2纖維強化樹脂層而形成之第1及第2連續層，所以能夠提高第1複合部與第2複合部之間的強度。

具有第1及第2連續層之更佳態樣，係前述第2複合部中，在前述第1連續層與前述第2連續層之間進一步層積有第3纖維強化樹脂層。

若依照本發明，因為能夠在第1連續層與第2連續層之間形成第3纖維強化樹脂層，所以能夠更提高第2複合部的強度。藉此，能夠簡單地在第2複合部穿設貫穿孔等的機械加工等。

具有第1及第2連續層之另一較佳態樣，前述第2複合部係將前述第1連續層與前述第2連續層接合並層積而成之積層結構。若依照該態樣，因為第2複合部係將第1連續層與第2連續層接合並層積而成之積層結構，所以能夠使第2複合部整體成為連續至第1複合部之部分。藉此，能夠提高第1複合部與第2複合部之間的強度。

更佳之態樣，前述第2複合部係形成在前述纖維強化複合體的端部。若依照該態樣，因為將前述第2複合部形成在纖維強化複合體的端部，故提高纖維強化複合體的端部強度之同時，因能夠將發泡樹脂層形成在其它部分之，所以能夠謀求纖維強化複合體的輕量化且提高衝撃吸收性。

再另一較佳態樣，係在前述纖維強化複合體的周緣部，以包圍前述第1複合部的周圍之方式形成前述第2複合部。若依照該態樣，因為以包圍第1複合部的周圍之方式形成第2複合部，所以能夠提高纖維強化複合體的整體之強度。又，在周緣部以外的部分係形成發泡樹脂層，所以能夠謀求纖維強化複合體的輕量化，且提高衝撃吸收性。

若依照本發明之纖維強化複合體，即便鄰接發泡樹脂層的端部而形成纖維強化樹脂，亦能夠減低在該等境界之應力集中。

1‧‧‧纖維強化複合體

1A‧‧‧纖維強化複合體

1a‧‧‧底部

1b‧‧‧上升部

1c‧‧‧周緣部

1d‧‧‧開口部

10‧‧‧第1複合部

10’‧‧‧積層體

11‧‧‧第1纖維強化樹脂層

11’‧‧‧纖維強化樹脂片

11a‧‧‧外側層

11a’‧‧‧纖維強化樹脂片

11b‧‧‧內側層

11b’‧‧‧纖維強化樹脂片

12‧‧‧第2纖維強化樹脂層

12’‧‧‧纖維強化樹脂片

12a‧‧‧外側層

12a’‧‧‧纖維強化樹脂片

12b‧‧‧內側層

12b’‧‧‧纖維強化樹脂片

12c‧‧‧端部被覆層

12d‧‧‧連續層

13‧‧‧發泡樹脂層

13’‧‧‧發泡樹脂片

13a‧‧‧端部

13b‧‧‧高密度層

15‧‧‧樹脂積存部

15’‧‧‧嵌入材

20‧‧‧第2複合部

20A‧‧‧第2複合部

20B‧‧‧第2複合部

21‧‧‧第1連續層

22‧‧‧第2連續層

23‧‧‧第3纖維強化樹脂層

23’‧‧‧纖維強化樹脂塊

51‧‧‧上塑模

51A‧‧‧上塑模

52‧‧‧下塑模

52A‧‧‧下塑模

b‧‧‧寬度

t‧‧‧層厚度

T‧‧‧層厚度

第1圖係用以說明本發明第1實施形態之纖維強化複合體的構造之示意性立體圖。

第2圖係沿著第1圖顯示的纖維強化複合體的A-A線之剖面圖。

第3圖(a)係沿著第1圖顯示的纖維強化複合體的B-B線之剖面圖，(b)係沿著第1圖顯示的纖維強化複合體的C-C線之剖面圖。

第4圖係用以說明第1圖顯示的纖維強化複合體的製造方法之圖。

第5圖(a)至(c)係顯示第1圖所示的纖維強化複合體的變形例之重要部分剖面圖。

第6圖係用以說明本發明第2實施形態之纖維強化複合體的構造之示意性立體圖。

第7圖係沿著第6圖顯示的纖維強化複合體的D-D線之剖面圖。

第8圖係用以說明第7圖顯示的纖維強化複合體的製造方法之圖。

第9圖係顯示第6圖顯示的纖維強化複合體的變形例之示意性立體圖。

第10圖(a)至(c)係顯示第7圖顯示的纖維強化複合體的變形例之重要部分剖面圖。

第11圖(a)係用以說明本發明第3實施形態之纖維強化複合體的重要部分之示意性剖面圖，(b)係用以說明(a)的參考例之纖維強化複合體的重要部分之示意性剖面圖。

第12圖係實施例之纖維強化複合體的剖面照片。

以下，一邊參照第1圖~第9圖，一邊說明以下本發明之第1及第2實施形態之纖維強化複合體。

[第1實施形態]

1.關於纖維強化複合體1

如第1圖顯示，第1實施形態之纖維強化複合體1係平板狀的形狀，具備第1複合部10及第2複合部20。第2複合部20係形成在纖維強化複合體1的兩端部，在該等之間，第1複合部10係與各第2複合部20形成一體。在本實施形態，第1及第2複合部10、20係大略相同厚度。又，在本實施形態，纖維強化複合體1為平板狀，例如亦可為其彎曲而成之形狀、扭曲而成之形狀，其形狀係沒有特別限定。又，在本實施形態，第1及第2複合部10、20係大略相同的厚度，但是例如只要在第1複合部10與第2複合部20之間不產生應力集中，該等厚度亦可為不同的厚度。

如第2圖及第3圖(a)所示，第1複合部10係具有第1纖維強化樹脂層11、第2纖維強化樹脂層12、及形成在第1及第2纖維強化樹脂層11、12之間的發泡樹脂層13之積層結構。第2複合部20係鄰接發泡樹脂層13的端部13a，而以與其接觸的方式形成，且由纖維強化樹脂所構成之部分，在本實施形態係層積複數纖維強化樹脂層而成之積層結構。

第1複合部10係如上述，具備第1纖維強化樹脂層11、第2纖維強化樹脂層12、及形成在第1與第2纖維強化樹脂層11、12之間的發泡樹脂層13。第1及第2纖維強化樹脂層11、12係具備相當於纖維強化複合體1的外皮之外側層11a、12a、及相當於其內側之內側層11b、12b，該等係全部由纖維強化樹脂(FRP)所構成。

如第2圖及第3圖(b)顯示，第2複合部20係鄰接發泡樹脂層13的端部13a而形成，且由纖維強化樹脂所構成。第2複合部20係包含連續至第1纖維強化樹脂層11的至少一部分之外側層11a而成之第1連續層21、及連續至第2纖維強化樹脂層12的至少一部分之外側層12a而成之第2連續層22。藉此，因為第2複合部20具有分別連續至第1及第2纖維強化樹脂層11、12的外側層11a、12a而成之第1及第2連續層21、22，所以能夠提高第1複合部10與第2複合部20之間的強度。

特別是第2複合部20的第1連續層21，係以與構成第1纖維強化樹脂層11的強化纖維之基材(例如織物基材)連續而形成之層為佳。同樣地，第2複合部20的第2連續層22，係以與構成第2纖維強化樹脂層12的強化纖維之基材(例如織物基材)連續而形成之層為佳。藉此，能夠更進一步提高第1複合部10與第2複合部20之間的強度。

第2複合部20亦可在第1連續層21與第2連續層22之間進一步層積第3纖維強化樹脂層23。第3纖維強化樹脂層係層積有複數纖維強化樹脂層之層。如此，因為將第3纖維強化樹脂層23形成在第1連續層21與第2連續層22之間，所以能夠更進一步提高第2複合部20的強度。藉此，能夠簡單地進行在第2複合部20穿設貫通孔等的機械加工。

在此、第1複合部10及第2複合部20的纖維強化樹脂，係由強化纖維、及使強化纖維彼此間結合之合成樹脂(基質樹脂)所構成。強化纖維可舉出玻璃纖維、碳纖維、碳化矽纖維、氧化鋁纖維、基拉諾纖維(Tyranno fiber)、玄武岩纖維、陶瓷纖維等的無機纖維；不鏽鋼纖維、鋼絲纖維等的金屬纖維；芳醯胺纖維(aramid fiber)、聚乙烯纖維、聚對伸苯基苯并雙唑(poly para-phenylene benzobisoxazole；PBO)纖維等的有機纖維；或硼纖維等。強化纖維可單獨使用1種，亦可併用2種以上。其中，以碳纖維、玻璃纖維、或芳醯胺纖維為佳，以碳纖維為較佳。雖然該等強化纖維為輕量，但是具有優異的機械強度。

強化纖維可為長纖維或短纖維的任一種，但較佳係使用來作為被加工成為所希望的形狀之強化纖維基材。強化纖維基材可舉出使用強化纖維而成之織物、編織物、不織布、或將強化纖維朝一方向拉齊而成之纖維束(股線)以紗線進行纏結(縫合)而成之面材等。織物的編織方法係可舉出平織、斜紋組織、緞紋組織等。纖維強化基材可不層積僅一片纖維強化而使用，亦可層積複數片纖維強化基材而使用作為積層纖維強化基材。

合成樹脂係被含浸在強化纖維而將強化纖維彼此間結合之樹脂。藉由使其含浸之合成樹脂，而能夠使強化纖維彼此間黏結一體化。使其含浸在強化纖維之合成樹脂，可為熱硬化性樹脂或熱塑性樹脂的任一種的樹脂，但以熱硬化性樹脂為更佳。熱硬化性樹脂係沒有特別限定，例如可舉出環氧系樹脂、不飽和聚酯系樹脂、酚系樹脂、三聚氰胺系樹脂、聚胺甲酸酯系樹脂、聚矽氧系樹脂、順丁烯二醯亞胺系樹脂、乙烯酯系樹脂、氰酸酯系樹脂、或使順丁烯二醯亞胺系樹脂及氰酸酯系樹脂預聚合而成之樹脂等。熱硬化性樹脂可單獨使用1種，亦可併用2 種以上。其中，以環氧系樹脂、或乙烯酯系樹脂為佳。若使用該等合成樹脂，能夠形成具有優異的彈性之纖維強化樹脂，且能夠提升所得到的纖維強化複合體1之耐衝撃性。又，熱硬化性樹脂亦可含有硬化劑、硬化促進劑等的添加劑。纖維強化樹脂亦可藉由薄片成型塑料(Sheet Molding Compound；SMC)而成形。

在纖維強化樹脂之熱硬化性樹脂的含量，係以20~70重量%為佳，以30~60重量%為較佳。熱硬化性樹脂的含量太少時，強化纖維之間的結著性和第1及第2纖維強化樹脂層11、12與發泡樹脂層13之接著性變為不充分，有無法充分地提升第1及第2纖維強化樹脂層11、12的機械強度和纖維強化複合體1的耐衝撃性之可能性。又，熱硬化性樹脂的含量太多時，第1及第2纖維強化樹脂層11、12的機械強度降低，有無法充分地提升纖維強化複合體1的耐衝撃性之可能性。

構成纖維強化複合體1之發泡樹脂層13亦可含有發泡後的合成樹脂作為原材料。合成樹脂係以具有氰基、羥基、羰基、胺基、環氧基、鹵素原子、側氧基、或苯基等的極性基為佳。藉由使用具有極性基之合成樹脂，能夠使含有其之發泡樹脂層13與第1及第2纖維強化樹脂層11、12牢固地一體化。藉此，在對纖維強化複合體1施加衝撃時，能夠減低發泡樹脂層13與第1及第2纖維強化樹脂層11、12之剝離，且可更提升纖維強化複合體1的耐衝撃性。

能夠使用在發泡樹脂層13之合成樹脂，具體而言，可舉出聚碳酸酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、熱塑性聚酯系樹脂、聚甲基丙烯醯亞胺系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚醯胺系樹脂、或聚丙烯系樹脂等。又，合成樹脂可單獨使用1種，亦可併用2種以上。其中，因為能夠使發泡樹脂層13與第1及第2纖維強化樹脂層11、12更牢固地形成一體，以熱塑性聚酯系樹脂或聚醯胺系樹脂為佳，以熱塑性聚酯系樹脂為較佳。

在本實施形態中，相較於發泡樹脂層13的其它部分，發泡樹脂層13之鄰接第2複合部20之部分(端部13a)係成為密度較高的高密度層13b。更具體地，高密度層13b的密度係隨著接近第2複合部20而變高。高密度層13b的密度係以0.2~0.9g/cm³的範圍為佳，發泡樹脂層13的其它部分，係以高密度層13b的密度較高作為前提，以0.05~0.3g/cm³的範圍為佳。又，在本說明書所稱之高密度層的密度，係指依據JIS K7222：2005「發泡塑膠及橡膠-表觀密度的測定」所測定之值。

如此，因為在發泡樹脂層13係形成高密度層13b，所以相較於發泡樹脂層13的其它部分之密度，高密度層13b的密度係接近第2複合部20的纖維強化樹脂之密度。藉此，即便鄰接發泡樹脂層13的端部而使第2複合部20的纖維強化樹脂一體地形成，該等強度差亦變小，所以能夠減低在該等境界之應力集中。

此外，在本實施形態中，因為高密度層13b 的密度隨著接近第2複合部20而變高，所以高密度層13b的強度隨著接近第2複合部20而接近第2複合部20的強度。如此方式，不僅能夠減低起因於發泡樹脂層13與第2複合部20的強度差之應力集中，亦能夠避免起因於在高密度層13b內之強度差的應力集中。

又，在本實施形態，高密度層13b的層厚度比發泡樹脂層13的其它部分之層厚度還薄。更具體地，高密度層13b的層厚度隨著接近第2複合部20而變薄。而且，鄰接高密度層13b之第1纖維強化樹脂層係形成樹脂積存部15。該樹脂積存部15係藉由上述的纖維強化樹脂或合成樹脂的任一者所形成，且能夠選自後述嵌入材15’的原材料。

在本實施形態，高密度層13b的層厚度比發泡樹脂層13的其它部分之層厚度還薄，所以能夠減小發泡樹脂層13的高密度層13b接觸第2複合部20之部分(端部)。因此，能夠減小高密度層13b與第2複合部20之界面，且抑制該等之剝離。

此外，因為高密度層13b的厚度隨著接近第2複合部20而變薄，所以在高密度層13b難以形成段差等，且能夠減低在發泡樹脂層13之應力集中。而且，藉由設置樹脂積存部15，能夠避免在纖維強化複合體1形成空隙。

在此，高密度層13b的寬度(相對於層厚度方向為正交之方向的長度)b係以5~20mm為較佳，除了高密度層13b以外之其它部分的層之厚度(亦即高密度層13b之層的最大厚度)t係以1~20mm為較佳，t/b係以5~20mm的範圍為更佳。藉由滿足該範圍，即便鄰接發泡樹脂層13的端部13a而使纖維強化樹脂形成一體，亦能夠減低在該等境界之應力集中。

而且，除了高密度層13b以外之其它部分的層厚度t與第1及第2纖維強化樹脂的各層厚度T之比亦即t/T，係以0.5~0.225的範圍為更佳。藉由滿足該範圍，在確保纖維強化複合體1的剛性之同時，能夠更確保纖維強化複合體1的衝撃吸收性。

2.關於纖維強化複合體1的製造方法

第4圖係用以說明第1圖顯示之纖維強化複合體1的製造方法之圖。如第4圖顯示，準備相當於纖維強化複合體1的內側層11b、12b之纖維強化樹脂片11b’、12b’，在該等之間，形成夾入預發泡後的發泡樹脂片13’而成之積層體10’。其次，將積層體10’配置在上塑模51與下塑模52之間。

其次，配置將複數纖維強化樹脂片層積在鄰接積層體10’的發泡樹脂片13’的位置而成之纖維強化樹脂塊23’。其次，將嵌入材15’配置在積層體10’與纖維強化樹脂塊23’之間。嵌入材15’可由與纖維強化樹脂片的樹脂相同種類之合成樹脂所構成，亦可為於強化纖維含浸合成樹脂而成之纖維強化樹脂。其次，以將該等覆蓋的方式，層積相當於外側層11a、12a及連續層21、22之纖維強化樹脂片11a’、12a’。

而且，將被覆纖維強化樹脂片11a’、12a’之積層體10’、纖維強化樹脂塊23’、嵌入材15’配置在上塑模51與下塑模52之間，一邊藉由上塑模51及下塑模52加壓該等，一邊加熱。又，此時的加熱溫度，係以發泡樹脂片13’進行發泡之溫度以上作為前提，而且纖維強化樹脂片的合成樹脂為熱塑性樹脂時，係其軟化點溫度以上。另一方面，纖維強化樹脂片的合成樹脂為熱硬化性樹脂時，係硬化點溫度以上。

藉由鎖模，發泡樹脂片13’係發泡至預定厚度，且發泡樹脂片13’的端部13a’係被嵌入材15’按壓。藉此，能夠抑制發泡樹脂片13’的端部13a’之發泡，在發泡樹脂層13中，使鄰接第2複合部20的部分係成形為比發泡樹脂層13的其它部分有更高的密度之高密度層13b。高密度層13b的密度隨著接近第2複合部20而變高。

而且，因為嵌入材15’係藉由按壓而使發泡樹脂片13’的端部13a’產生變形，所以能夠使高密度層13b的層厚度比發泡樹脂層13的其它部分之層厚度還薄，且能夠使高密度層13b層厚度隨著接近第2複合部20而變薄。

3.其它變形例

第5圖(a)~第5圖(c)係顯示第1圖所示之纖維強化複合體1的變形例之重要部分剖面圖。例如在第2圖，藉由使發泡樹脂層13的高密度層13b的一側(第1纖維強化樹脂層11側)之界面傾斜，高密度層13b的層厚度隨著接近第2複合部20而變薄。

但是，如第5圖(a)顯示，亦可藉由使發泡樹脂層13的高密度層13b之雙方(第1纖維強化樹脂層11側及第2纖維強化樹脂層12側)的界面傾斜，以使高密度層13b的層厚度隨著接近第2複合部20而變薄。此種形狀的高密度層13b，係藉由在積層體10’與纖維強化樹脂塊23’之間的兩側配置嵌入材15’來成形。

而且，如第5圖(b)所示，可藉由使發泡樹脂層13的一側凹陷下，以使高密度層13b的層厚度大略均勻，如第5圖(c)所示，亦可藉由使發泡樹脂層13的兩側凹陷，以使高密度層13b的層厚度大略均勻。

[第2實施形態]

1.關於纖維強化複合體1A

第6圖係用以說明本發明的第2實施形態之纖維強化複合體1A的構造之示意性立體圖，第7圖係沿著第6圖顯示之纖維強化複合體1A的D-D線之剖面圖。又，與第1實施形態相同的構成係附加相同符號而省略詳細的說明。

在本實施形態，有關第2實施形態之纖維強化複合體1A為立體形狀(板狀)。纖維強化複合體1A的底部1a及上升部1b藉由第1複合部10而形成，且以包圍第1複合部10的周圍之方式，形成第2複合部20。亦即，在本實施形態係將環狀的第2複合部20形成在纖維強化複合體1A的周緣部1c。又，在本實施形態，纖維強化複合體1A為板狀，但是亦可為例如杯狀、平板狀、有底筒狀、或圓頂狀等，只要以包圍第1複合部10的周圍之方式形成第2複合部20即可，其形狀無特別地限定。

如此，因為以包圍第1複合部10的周圍之方式形成第2複合部20，藉由提高纖維強化複合體1A的周緣部1c之強度，可提高纖維強化複合體1A整體的強度。又，因為以包圍第1複合部10的周圍之方式形成第2複合部20，所以能夠避免水分侵入發泡樹脂層13。而且，因為在周緣部1c以外的部分形成第1複合部10的發泡樹脂層13，所以能夠謀求纖維強化複合體1A的輕量化，並提高衝撃吸收性。

在此，如第7圖顯示，第2複合部20係將第1連續層21與第2連續層22接合並層積而成之積層結構。因此，與第1實施形態不同，能夠使第2複合部20整體成為與第1複合部10連續而形成之部分。藉此，能夠提高第1複合部10與第2複合部20之間的強度。而且，在本實施形態，與第1實施形態同樣地，因為相較於發泡樹脂層13其它部分，在發泡樹脂層13，鄰接第2複合部20之部分係成為密度較高的高密度層13b，所以能夠避免第1複合部10與第2複合部20之間的應力集中。

又，高密度層13b的密度隨著接近第2複合部20而變高，且高密度層13b的層厚度比發泡樹脂層13的其它部分之層厚度還薄，且隨著接近第2複合部20而變薄。藉此，能夠期待與第1實施形態所說明的效果同樣的效果。

2.關於纖維強化複合體1A的製造方法，

第8圖係用以說明第7圖顯示之纖維強化複合體1A的製造方法之圖。如第8圖顯示，準備相當於纖維強化複合體1A的第1及第2纖維強化樹脂層11、12之纖維強化樹脂片11’、12’，在該等之間形成夾入預發泡後的發泡樹脂片13’而成之積層體10’。

而且，在上塑模51A與下塑模52A之間配置積層體10’，藉由上塑模51A及下塑模52A一邊加壓該等，一邊加熱。又，此時的加熱溫度係與在第1實施形態已說明的溫度同樣。

藉由鎖模，發泡樹脂片13’係發泡至預定厚度為止，但是因為發泡樹脂片13’的端部13a’係被上塑模51A按壓，所以相較於其它之部分，能夠抑制發泡。藉此，在發泡樹脂層13，鄰接第2複合部20的部分之密度相較於發泡樹脂層13的其它部分之密度係變高，該部分係成形為高密度層13b。高密度層13b的密度係隨著接近第2複合部20而變高。

進而，藉由上塑模51A的形狀使發泡樹脂片13’的端部變形，能夠使高密度層13b的層厚度比發泡樹脂層13的其它部分的層厚度還薄，且能夠使高密度層13b的層厚度隨著接近第2複合部20而薄化。

3.其它的變形例

第9圖係顯示第6圖所示之纖維強化複合體1A的變形例之示意性立體圖。如第9圖所示，纖維強化複合體1A係纖維強化複合體1A的底部1a及周緣部1c藉由第2複合部20A、20B所形成，上升部1b係藉由第1複合部10所形成。在底部1a係形成有開口部1d。

在該變形例中，係以包圍纖維強化複合體1A的上升部1b的第1複合部10之底部側周圍之方式形成圓板狀的第2複合部20A，且以包圍纖維強化複合體1A的上升部1b的第1複合部10之開口側包圍之方式，形成環狀的第2複合部20B。藉此，即便在底部1a形成開口部1d，亦無第1複合部10的發泡樹脂層露出。

第10圖(a)~第10圖(c)係顯示第7圖所示之纖維強化複合體1A的變形例之重要部分剖面圖。例如，在第7圖，藉由使發泡樹脂層13的高密度層13b的一側(第1纖維強化樹脂層11側)的界面傾斜，高密度層13b的層厚度係隨著接近第2複合部20而變薄。

但是，如第10圖(a)顯示，藉由使發泡樹脂層13的高密度層13b之雙方(第1纖維強化樹脂層11側及第2纖維強化樹脂層12側)的界面傾斜，高密度層13b的層厚度隨著接近第2複合部20而變薄。

而且，如第10圖(b)顯示，可藉由使發泡樹脂層13的一側凹陷，以使高密度層13b的層厚度大略均勻，如第10圖(c)顯示，亦可藉由使發泡樹脂層13的兩側凹陷，以使高密度層13b的層厚度大略均勻。

[第3實施形態]

第11圖(a)係用以說明第3實施形態之纖維強化複合體1B的重要部分之示意性剖面圖，第11圖(b)係用以說明第11圖(a)的參考例之纖維強化複合體1B的重要部分之示意性剖面圖。本實施形態與第1實施形態不同之點，係進一步設置端部被覆層12c及連續層12d之點。又，與第1實施形態相同之構成，係附加相同符號而省略詳細的說明。

在本實施形態，係與第2纖維強化樹脂層12的內側層12b連續而形成包覆第1複合部10的端面之端部被覆層12c，且與端部被覆層12c連續而進一步形成被層積之連續層12d作為第2複合部20的一部分。內側層12b的強化纖維之織物基材時，該織物基材係在端部被覆層12c及連續層12d連續形成。

端部被覆層12c係形成在將第1及第2複合部10、20隔開之位置，端部被覆層12的強化纖維係沿著該等鄰接的端面而配向。依照該實施形態，因為與第2纖維強化樹脂層12的內側層12b連續地而形成端部被覆層12c、連續層12d，所以能夠提高第1複合部10與第2複合部20的接合強度。

此外，端部被覆層12c係將第1複合部10的端面覆蓋，且端部被覆層12c的強化纖維配向在第1複合部10的端面，所以在製造時，能夠抑制第3纖維強化樹脂層23的合成樹脂被發泡樹脂層13含浸。該結果，第3纖維強化樹脂層23的合成樹脂被含浸在發泡樹脂層13，可抑制在纖維強化複合體1B的表面形成凹陷。

又，在本實施形態，其前提係將高密度層13b形成在發泡樹脂層13，但是如第11圖(b)所示，亦可不設置高密度層13b而形成端部被覆層12c。即使為該情況，在製造時亦能夠抑制在纖維強化複合體1B的表面形成凹陷，並提高第1複合部10與第2複合部20的接合強度。

[實施例]

以下，使用實施例而更具體地說明本發明，但是本發明係不限定於此。

參照第4圖所說明的製造方法而製造第1圖顯示之纖維強化複合體。首先，準備將未硬化的環氧系樹脂含浸在相當於纖維強化複合體的內側層之碳纖維的織物基材而成之纖維強化樹脂片(預浸材)，並形成在該等之間夾入預發泡後的發泡樹脂片(聚酯系樹脂發泡片)而成之積層體。

將層積有複數層與上述物同樣的纖維強化樹脂片之纖維強化樹脂板，配置在鄰接該積層體的發泡樹脂片之位置。其次，將由纖維強化樹脂所構成之嵌入材配置在積層體與纖維強化樹脂板之間。而且以將該等覆蓋的方式層積外皮用纖維強化樹脂片。

然後，在上塑模與下塑模之間配置被外皮用纖維強化樹脂片覆蓋之積層體、纖維強化樹脂板、及嵌入材，藉由上塑模與下塑模一邊加壓該等，一邊在130℃實施熱處理30分鐘，且自然冷卻至成為40℃為止。觀察所得到的纖維強化複合體之剖面。將該結果顯示在第12圖。如第12圖顯示，在第1複合部的第1及第2纖維強化樹脂層(FRP層)之間係形成發泡樹脂層，且隨著接近第2複合部而層厚度變薄。

進而，在第12圖顯示之剖面，測定隨著接近第2複合部而層厚度變薄之發泡樹脂層的密度、及發泡樹脂層的其它部分之密度。該結果，得知層厚度變薄之發泡樹脂層的密度比發泡樹脂層的其它部分之密度還高，且變薄的發泡樹脂層係形成隨著接近第2複合部而變高的高密度層。

以上，詳述有關本發明若干實施形態，但是本發明係不被前述實施形態限定，在不脫離申請專利範圍之本發明精神的範圍，能夠進行各種設計變更。

例如，亦能夠將第2圖及第5圖顯示之第1實施形態的構造，應用在第7圖及第10圖顯示之第2實施形態的構造，亦能夠將第7圖及第10圖顯示之第2實施形態的構造應用在第2圖及第5圖顯示之第1實施形態的構造。

Claims

一種纖維強化複合體，係具備：第1複合部，其係具有第1纖維強化樹脂層、第2纖維強化樹脂層、及形成在前述第1與第2纖維強化樹脂層之間之發泡樹脂層；及第2複合部，其係鄰接前述發泡樹脂層的端部而形成，且由纖維強化樹脂所構成；前述發泡樹脂層之中，相較於前述發泡樹脂層的其它部分，鄰接前述第2複合部之部分係成為密度較高的高密度層，前述高密度層的密度係隨著接近前述第2複合部而變高。
如申請專利範圍第1項所述之纖維強化複合體，其中前述高密度層的層厚度係比前述發泡樹脂層的其它部分的層厚度還薄。
如申請專利範圍第2項所述之纖維強化複合體，其中前述高密度層的層厚度係隨著接近前述第2複合部而變薄。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之纖維強化複合體，其中前述第2複合部係包含：與前述第1纖維強化樹脂層的至少一部分連續而形成之第1連續層；及與前述第2纖維強化樹脂層的至少一部分連續而形成之第2連續層。
如申請專利範圍第4項所述之纖維強化複合體，其中前述第2複合部中，係在前述第1連續層與前述第2連續層之間進一步層積有第3纖維強化樹脂層。
如申請專利範圍第4項所述之纖維強化複合體，其中前述第2複合部係將前述第1連續層與前述第2連續層接合並層積而成之積層結構。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之纖維強化複合體，其中前述第2複合部係形成在前述纖維強化複合體的端部。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之纖維強化複合體，其中在前述纖維強化複合體的周緣部，以包圍前述第1複合部的周圍之方式，形成有前述第2複合部。