WO2019035299A1 - 繊維強化体及びそれを用いた部材 - Google Patents

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早陽 李
勇 大澤
博昭 圖子
高橋　淳
成瀬　新二
竜士 藤森
孝一 浮ヶ谷
千尋 近藤
松木　寿嗣
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国立大学法人 東京大学
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    • C08J2477/10—Polyamides derived from aromatically bound amino and carboxyl groups of amino carboxylic acids or of polyamines and polycarboxylic acids

Definitions

  • the present invention relates to a fiber reinforced material.
  • the present invention relates to a fiber reinforced structural member which is excellent in impact resistance and is suitable for use in automotive structural materials, aircraft structural materials, other industrial structural materials, sports equipment and the like.
  • the invention further relates to a method of producing a fiber reinforcement.
  • fiber reinforced composites using glass fibers or carbon fibers as reinforcing fibers that is, glass fiber reinforced plastics or carbon fiber reinforced plastics
  • Fiber reinforced composites with excellent properties such as light weight, high strength and high elasticity have room for improvement in terms of impact resistance, and have appropriate impact resistance in terms of static strength and high modulus of elasticity.
  • the weight reduction by fiber reinforced composites has been limited in terms of impact resistance.
  • Patent Document 1 describes a method of incorporating inorganic particles in a matrix component resin. There is.
  • the impact resistance of the material by this method has room for improvement.
  • the inorganic particles have a large specific gravity, the weight reduction may be insufficient.
  • the present invention solves the above-mentioned problems while maintaining the excellent properties of the fiber reinforced material, and provides a fiber reinforced material having particularly excellent impact resistance, particularly a fiber reinforced sheet.
  • the purpose is to Another object of the present invention is to provide a fiber reinforced member obtained by three-dimensionally deforming the fiber reinforced body.
  • Another object of the present invention is to provide an efficient method for producing the fiber reinforced material.
  • the present inventors discover that the said subject can be solved by preparing the fiber reinforced body in which the said matrix component and the said sheet component show interpenetrating ability, and this We came to complete the invention. That is, the present invention includes the following aspects. 1. A fiber reinforced body comprising a fiber component, a matrix component and a sheet component, wherein the matrix component and the sheet component exhibit an interpenetrating ability. 2. A sea-island structure in which a matrix component and a fiber component form a sea-island structure, and a sheet comprising a sheet component are integrated through mutual penetration of the matrix component and the sheet component. The fiber reinforced body as described. 3.
  • the aramid sheet comprises metaphenylene isophthalamide. 7.
  • the fiber reinforced material of the present invention is useful as a fiber reinforced material having high bending impact resistance, because it has a high three-point bending maximum strength, a three-point bending fracture strain, and a high IZOD impact energy absorption. Further, the fiber reinforced body of the present invention using an aramid sheet or the like as a sheet composed of sheet components has characteristics such as good molding processability, flame retardancy and heat resistance, and is also suitable for three-dimensional processing is there.
  • any fiber component can be selected as the fiber component used in the present invention.
  • carbon fiber, glass fiber, aramid fiber and the like can be mentioned.
  • carbon fibers are preferable, and carbon fibers having high strength and high elastic modulus are particularly preferably used.
  • As a carbon fiber precursor any of the following fibers can be selected.
  • PAN polyacrylonitrile
  • pitch high-boiling point / aromatic component in petroleum or coal
  • cellulosic fibers rayon, and other polymer fibers Is used.
  • carbon fibers having a tensile modulus of 100 to 800 GPa, a tensile strength of 1000 to 8000 MPa and an elongation at break of 0.1 to 5% are preferable.
  • the fiber component used in the present invention may have a sizing agent attached to the surface.
  • the kind of the said sizing agent can be suitably selected according to the kind of a fiber component and a matrix component, It does not specifically limit.
  • a multifilament obtained by bundling a plurality of filaments may be used, or a monofilament consisting of one filament may be used.
  • the yarn diameter is 1 ⁇ m to 5000 ⁇ m, preferably 50 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • its single yarn diameter is 0.1 ⁇ m to 5000 ⁇ m, preferably 2 ⁇ m to 100 ⁇ m. More preferably, it is 3 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the number of filaments of the multifilament is preferably 1 to 100,000, more preferably 5 to 500, and still more preferably 10 to 100.
  • the cross-sectional shape of the fiber component is preferably a circle or an ellipse, but is not limited.
  • the form of the fiber component is also optional, and an appropriate one can be selected depending on the application when the fiber reinforced body is formed into a sheet shape or when it is used as a member and how load is applied. Specific shapes may be long fibers, short fibers, mill-like structures, woven structures, strand structures, or structures combining them, but particularly short fibers that can be easily formed into a sheet shape preferable.
  • the content of the fiber component to be blended into the fiber reinforced material is optionally selected in the range not to impair the effects of the present invention, but is preferably 1 to 40% by volume based on the volume of the entire fiber reinforced material. And still more preferably 5 to 30% by volume, and most preferably 10 to 20% by volume.
  • the content of the fiber component is preferably 40% by volume or less from the viewpoint of generation of voids at the time of molding of the fiber reinforced body, and the content of the fiber component is 1% from the viewpoint of strength of the fiber reinforced body. It is preferably at least the volume.
  • the fiber reinforcement of the present invention comprises a matrix component.
  • the resin used for the matrix component can be arbitrarily selected to exhibit interpenetrating ability to the sheet component described later when it is melted.
  • the requirements for developing interpenetrating ability are similar molecular structures, for example, a polyamide resin having an amide bond in the molecule is molded together with an aramid-based sheet component having an amide bond in the molecule as described later If you do, you express the ability to interpenetrate.
  • any one of a thermoplastic resin and a thermosetting resin may be used as long as it exhibits an interpenetrating ability to the sheet component.
  • thermoplastic resins are preferable.
  • the matrix component in the case of an aramid sheet whose main component is an aramid, the sheet whose main component is a polyamide resin or phenoxy fiber, a sheet whose main component is an epoxy resin or polyester fiber
  • a polyolefin resin may, for example, be mentioned.
  • a combination of an aramid sheet and a polyamide resin which are easy to mold and high in heat resistance is preferably used.
  • polymers such as polyamide 6, polyamide 66, polyamide 612, polyamide 11, polyamide 12, copolymerized polyamide, polyamide MXD 6, polyamide 46, methoxymethylated polyamide, semi-aromatic polyamide, etc. containing an amide bond, or Examples thereof include, but are not limited to, polymers containing a polyamide resin composition as shown in JP-2006-321951, or a mixture thereof.
  • a plurality of resins can be mixed and used as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the following additives may be included.
  • Additives include, for example, flame retardants, flame retardant aids, dripping inhibitors when heated, plasticizers, antioxidants, mold release agents, light stabilizers, weathering agents, colorants, pigments, , Antistatic agents, hydrolysis inhibitors, fillers, reinforcing agents other than fiber components (talc, clay, mica, glass flakes, milled glass, glass beads, crystalline silica, alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron Well-known additives, such as a nitride etc., are mentioned.
  • the amount of the additive is, for example, preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the matrix component.
  • the sheet component in the present invention can be arbitrarily selected from those having a high interpenetrating ability with respect to the above-mentioned matrix component and having a heat resistance higher than that of the matrix resin as a main component.
  • the area of the interface between the matric component and the sheet component after the above-mentioned molding is larger, because the adhesion between the matric component and the sheet component is further improved.
  • the smaller the air permeability per unit thickness of the sheet component the easier the matrix component enters into the interior of the sheet component at the time of molding, and the area of the above-mentioned interface becomes larger. It is particularly preferable to be (seconds / ⁇ m) or less.
  • the sheet component examples include an aramid-based sheet having an amide bond when the matrix component contains an amide bond, and a polyester containing an ester bond when the matrix component contains an ester bond. If the polymer whose heat resistance is higher than that of the matrix resin is the main component, the sheet component is higher because the sheet component maintains its shape even when the matrix resin is melted at the time of molding. It is preferable because impact absorption can be expected.
  • the content of the sheet component to be blended in the fiber reinforced material is arbitrarily selected within the range that does not impair the effect of the present invention, it is 0.3 to 30% by volume based on the volume of the entire fiber reinforced material. Is more preferably 0.5 to 20% by volume, and most preferably 1 to 15% by volume.
  • the blending amount of the sheet component is preferably 30% by volume or less, and from the viewpoint of the impact resistance of the fiber reinforced body material, The blending amount is preferably 0.3% by volume or more.
  • aramid means a linear polymer compound (aromatic polyamide) in which 60% or more of amide bonds are directly bonded to an aromatic ring.
  • aromatic polyamide examples include polymetaphenylene isophthalamide and copolymers thereof, polyparaphenylene terephthalamide and copolymers thereof, and poly (paraphenylene) -copoly (3,4 diphenyl ether) terephthalamide.
  • Be These aramids are manufactured industrially by, for example, conventionally known interfacial polymerization method using isophthalic acid chloride and metaphenylene diamine, solution polymerization method, etc., and can be obtained as commercial products, but are limited thereto It is not something to be done.
  • polymetaphenylene isophthalamide has characteristics such as good moldability, heat adhesion, flame retardancy, heat resistance, etc., and in particular, various three-dimensional members after being surface-formed. It is preferably used from the viewpoint of processability and easiness of trimming.
  • an aramid fibrid is a film-like aramid particle having papermaking properties, and is also called aramid pulp (see, for example, Japanese Patent Publication Nos. 35-11851 and 37-5732).
  • Aramid fibrids are widely known to be subjected to disaggregation and beating as in the case of ordinary wood pulp and used as a papermaking material, and so-called beating can be applied for the purpose of maintaining the quality suitable for papermaking.
  • This refining process can be carried out by a discriminator, a beater or any other mechanical processing device for processing the papermaking material. In this operation, the morphological change of the fibrid can be monitored by the freeness test method defined in Japanese Industrial Standard P8121.
  • the freeness of the aramid fibrid after the beating treatment is preferably in the range of 10 cm 3 to 300 cm 3 (Canadian freeness).
  • a fibrid with a freeness greater than this range can reduce the strength of the multi-thermal electrically insulating sheet material formed therefrom.
  • the utilization efficiency of the input mechanical power decreases, and the amount of treatment per unit time often decreases, and further, the micronization of the fibrid is Since it progresses too much, the so-called binder function tends to be deteriorated. Therefore, even if it is attempted to obtain a freeness of less than 10 cm 3 as such, no remarkable advantage is recognized.
  • Aramid staple fibers are fibers obtained by cutting aramid materials, and as such fibers, for example, "Teijin Conex (registered trademark)” by Teijin Limited, “Nomex (registered trademark)” by DuPont And the like, but is not limited thereto.
  • the length of the aramid staple fiber can be generally selected from the range of 1 mm or more and less than 50 mm, preferably in the range of 2 to 10 mm. If the length of the short fibers is less than 1 mm, the mechanical properties of the sheet material are degraded, while those with 50 mm or more are prone to the generation of "entanglement", "union” and the like in the production of aramid sheet by the wet method. It is easy to cause a defect.
  • the aramid sheet is a sheet mainly composed of the aramid fibrids, aramid staple fibers, or a mixture thereof, and generally has a thickness in the range of 20 ⁇ m to 1000 ⁇ m. Furthermore, the aramid sheet generally has a basis weight in the range of 10 g / m 2 to 1000 g / m 2 .
  • thermoplastic polymer fibers composed of polypropylene, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, nylon, rayon, ethylene tetrafluoride ethylene, polyvinylidene fluoride in addition to aramid fibrid as a binder
  • epoxy resin, phenol resin, polyurethane resin, and melamine resin can be used.
  • aramid fibrid in addition to aramid staple fibers as main fibers, polyphenylene sulfide, wholly aromatic polyester, glass fiber, polyimide, polyamide imide, polyether imide, polytetrafluorinated ethylene, polyamino bis It is possible to use a heat resistant fiber selected from maleimide and carbon fiber. Further, as another papermaking material, it is possible to use a papermaking material which has been subjected to high pressure injection processing by the method described in Japanese Patent Application No. 2013-001706.
  • an aramid sheet containing at least aramid staple fibers and aramid fibrids is preferable, and at least aramid staple fibers and aramid fibrids, and a papermaking raw material subjected to high-pressure jet processing according to the method described in Japanese Patent Application No. 2013-001706.
  • Aramid sheets are particularly preferred because of their reduced air permeability / thickness.
  • the aramid sheet is generally manufactured by a method of forming a sheet after mixing the aramid fibrid and the aramid short fiber described above. Specifically, for example, after dry blending the above aramid fibrids and aramid staple fibers, a method of forming a sheet by using an air flow, after dispersion and mixing of aramid fibrids and aramid staple fibers in a liquid medium, a liquid A method may be applied in which a sheet is discharged onto a permeable support, such as a net or a belt, and the liquid is removed and dried. Among them, the so-called wet paper making method using water as a medium is preferably selected. Ru.
  • the mixing ratio of aramid fibrid and aramid short fiber can be arbitrary, it is preferable to set the ratio (mass ratio) of aramid fibrid / aramid short fiber to 1/9 to 9/1, and more preferable. Preferably, it is 2/8 to 8/2. Further, the addition of a papermaking raw material which has been subjected to a high pressure injection treatment according to the method described in Japanese Patent Application No. 2013-001706 to the above-mentioned aramid sheet further improves the bending impact resistance.
  • an aqueous slurry of a single or a mixture containing at least aramid fibrids and aramid staple fibers is fed to a paper machine for dispersion and then wound as a sheet by dewatering, water squeezing and drying operations.
  • the method is common.
  • a papermaking machine a fourdrinier papermaking machine, a cylinder papermaking machine, an inclined papermaking machine, and a combination papermaking machine combining these, etc. are used.
  • composite sheets composed of a plurality of paper layers can be obtained by sheet-forming and combining slurries of different blending ratios.
  • the aramid sheet obtained as described above is known to improve density, crystallinity, heat resistance, dimensional stability and mechanical strength by hot pressing at high temperature and high pressure between a pair of rolls. .
  • the conditions of the heat and pressure can be exemplified at a temperature of 100 to 400 ° C. and a linear pressure of 50 to 400 kg / cm, but are not limited thereto.
  • a plurality of aramid sheets can also be laminated during hot pressing. It is also possible to carry out the above-mentioned hot-pressing process several times in arbitrary order.
  • the fiber reinforced body (preferably a fiber reinforced sheet) in the present invention is obtained by molding and processing the above-mentioned fiber component, matrix component and sheet component.
  • the molding method include generally known injection molding, compression molding, extrusion molding, blow molding, press molding and the like. More specifically, in the fiber reinforced body in the present invention, a sea-island structure in which a matrix component and a fiber component form a sea-island structure, and a sheet composed of a sheet component, interpenetrate the matrix component and the sheet component. It is preferred to have an integrated structure (fiber-reinforced structure I).
  • the sea-island structure in which the matrix component and the fiber component form a sea-island structure can be easily prepared by impregnating the assembly of the fiber component with the matrix component. Impregnation can be performed, for example, by introducing a matrix component solution prepared by dissolving the matrix component in a solvent into the voids of the assembly of fiber components, and then removing the solvent by evaporation or the like.
  • JP-A-2013-56985 that is, a paper making process in which a fiber component is wet-made into a paper sheet and processed into a paper sheet, and a fiber component of the paper sheet is bound with a binder fiber to form a fiber substrate
  • the method of making a matrix component impregnate etc. is mentioned to this, it is not limited to this. It can also be done by heat melting the matrix component and then introducing it into the voids of the assembly of fiber components. A void such as air may exist in the obtained sea-island structure.
  • the matrix component and the sheet component can be performed using a solvent capable of dissolving only the matrix component, or a solvent capable of dissolving both the matrix component and the sheet component.
  • a solvent capable of dissolving only the matrix component or a solvent capable of dissolving both the matrix component and the sheet component.
  • a matrix obtained by placing an assembly of fiber components on a sheet composed of sheet components and dissolving the matrix components in a solvent It is preferable to introduce the component solution into the voids of the assembly of fiber components and to integrate the fiber component, the matrix component and the sheet component through the interpenetration of the matrix component and the sheet component.
  • the sea-island structure and the sheet be integrated via a film made of a matrix component (fiber reinforced structure II).
  • a sea-island structure in which a matrix component and a fiber component form a sea-island structure and a sheet made of a sheet component are laminated via a film made of a matrix component and then (pressure) heated
  • the sea-island structure and the film, and the matrix components and the matrix component and the sheet component present in the adhesion portion between the film and the sheet are respectively fused to thermally fuse the sea-island structure, the film, and the sheet.
  • a film composed of a matrix component is provided on the surface of the sheet constituting the outermost layer (fiber-reinforced structure III).
  • this structure III a film consisting of a matrix component is laminated on the surface of a sheet of structure I or structure II, and then (pressure) heating is carried out to form the matrix component and the sheet present in the contact portion between the film and the sheet. It is preferable to manufacture by mutually fusing the components and thermally fusing the film and the sheet.
  • one or a plurality of laminates of a laminate I formed by laminating a plurality of sea-island structures and a film consisting of a film / sheet component consisting of a matrix component / a three-layer laminate of a film consisting of a matrix component II And are preferably integrated (fiber-reinforced structure IV).
  • This structure IV can be easily manufactured by applying the manufacturing method described above to the structures I to III.
  • the sheet composed of the sheet component used in the present invention preferably has a thickness of 10 ⁇ m to 1000 ⁇ m, and more preferably the air permeability and the thickness satisfy the following formula. Air permeability / thickness ⁇ 20 (seconds / ⁇ m)
  • the thickness is preferably 50 ⁇ m to 50 mm, but is not limited thereto.
  • the cohesive failure start time satisfies the following formula when 180 degree peel test is carried out at a speed of 50 mm / min between the matrix component and the sheet component.
  • Cohesive failure start time ⁇ 20 (seconds) (Cohesive failure start time)
  • the cohesive failure initiation time in the present invention indicates the time when cohesive failure of the sheet component and / or matrix component starts when the peeling test of the interface between the matric component and the sheet component after molding is carried out.
  • cohesive failure of the sheet component and / or the matrix component tends to start early. That is, when the interface is firmly adhered, cohesive failure of the sheet component and / or the matrix component starts because the strength of the sheet component and / or the matrix component itself is lower than the strength of the interface.
  • cohesive failure starts peel strength begins to decrease from that point on, so the time when cohesive failure starts may be considered to be the same as the time showing maximum peel strength.
  • the IZOD impact energy absorption amount satisfies the following formula.
  • the IZOD impact energy absorption can be measured as the energy absorption per unit cross-sectional area in accordance with JIS K7110.
  • the fiber reinforced material of the present invention can also be three-dimensionally deformed by known processing methods and processed and used as various molded articles. For example, they can be three-dimensionally deformed and used for automobile structural materials, aircraft structural materials, other industrial structural materials, sports equipment, and the like.
  • the present invention will be described by way of examples. Note that these examples are for explaining the contents of the present invention by way of examples, and do not limit the contents of the present invention at all.
  • Measurement of Length-Weighted Average Fiber Length The length-weighted average fiber length of about 4000 fine particles was measured using a Fiber Quality Analyzer manufactured by Op Test Equipment.
  • Measurement of basis weight and thickness Measured according to JIS C2300-2.
  • Calculation of density Calculated by basis weight / thickness.
  • Measurement of cohesive failure start time by peel test Using a Tensilon tensile tester, the test was performed at a width of 15 mm, a length of 70 mm, a grip length of 10 mm, a peel angle of 180 degrees, and a peel speed of 50 mm / min. The time at which the maximum peel strength was exhibited was taken as the cohesive failure start time.
  • JP-A-52-15621 discloses a device for producing pulp particles (wet precipitator) comprising a combination of a stator and a rotor as described in JP-A-52-15621 to produce a polymetaphenylene isophthalamide fibrid (hereinafter referred to as aramid fibrid). did. This was treated with a disintegrator and a disintegrator to adjust the length weighted average fiber length to 0.9 mm (freeness of aramid fibrid: 100 ml (Canadian freeness)).
  • DuPont polymetaphenylene isophthalamide fiber Nomex (registered trademark), single yarn fineness 2 denier
  • aramid short fiber 6 mm in length
  • the prepared aramid fibrids and aramid short fibers were dispersed in water to prepare a slurry. These slurries were mixed such that the fibrid and aramid short fibers had a mixing ratio (mass ratio) of 1/1, and a sheet-like material was produced by a tappy-type hand paper machine (cross-sectional area 625 cm 2 ). . Subsequently, this was hot-pressed at a temperature of 330 ° C.
  • the calendered aramid paper was subjected to high pressure jet treatment according to the method described in Japanese Patent Application No. 2013-001706 to obtain a raw material for papermaking in which the length weighted average fiber length was adjusted to 0.4 mm.
  • Examples 1 to 3 Comparative Example (Production of fiber reinforced sheet)
  • the prepared raw materials for papermaking, the prepared aramid fibrids, and the prepared aramid short fibers were dispersed in water to prepare a slurry. These slurries were mixed so as to have a blending ratio (mass ratio) shown in Table 1, and a sheet-like material was produced by a tappy type hand-made machine (cross-sectional area 625 cm 2 ). Subsequently, the resultant was hot-pressed by a metal calender roll at a temperature of 330 ° C. and a linear pressure of 300 kg / cm to obtain an aramid sheet.
  • Example 1 the lamination order (ii) ⁇ 24 / ((iii) / (i) / (iii)) in Example 1 was 24 sheets of CARMIX CFRP (PA 6) (ii), polyamide 6 film (iii) / The laminate of the aramid sheet (i) / polyamide 6 film (iii) was laminated, inserted into a mold, and pressed under the conditions shown in Table 1 is shown. Also, in order to carry out the peeling test, laminate them to the ratio shown in Table 2 and secure a 10 mm (15 mm width) unpressed part so that it can be gripped by the tensile test chuck, The pressing was performed under the conditions shown in Table 2. Table 2 shows the results of the peeling test on the interface between the polyamide 6 film and the aramid sheet.
  • the fiber-reinforced sheet of the present invention (Examples 1 to 3) has high three-point bending maximum strength, three-point bending fracture strain, and high IZOD impact energy absorption, so it is resistant to bending impact. It is considered to be useful as a high fiber reinforced sheet.
  • it contains an aramid sheet made of polymetaphenylene isophthalamide, it is considered to be suitable for three-dimensional processing because it has excellent molding processability, flame retardancy, heat resistance and other properties.

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Abstract

繊維成分と、マトリックス成分と、シート成分を含んでなる繊維強化体であって、前記マトリックス成分と前記シート成分が、相互浸透能力を示す繊維強化体、並びにそれからなる部材を提供する。この繊維強化体は、耐曲げ衝撃性に優れている。

Description

繊維強化体及びそれを用いた部材
　本発明は、繊維強化体に関するものである。特に、耐衝撃性に優れ、自動車用構造材、航空機構造材、その他の産業用構造材、スポーツ用具などに用いられるのに適した繊維強化体製部材に関するものである。本発明は、さらに、繊維強化体の製造方法に関する。
　従来、自動車用の構造部材としては、一般に、鉄、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属材料が使用されている。近年、軽量化のニーズから、一部、ガラス繊維或いは炭素繊維を強化繊維として使用した繊維強化複合材、即ち、ガラス繊維強化プラスチック或いは炭素繊維強化プラスチックが採用され始めている。
　軽量、高強度、高弾性などの優れた特性を持つ繊維強化複合材は耐衝撃性の面で改良の余地があり、静的な強度や弾性率の高さに相応の耐衝撃性を備えていることが少なく、用途によっては繊維強化複合材による軽量化が耐衝撃性の点から制限されることがあった。
　このように繊維強化複合材の耐衝撃性を向上することが望まれており、耐衝撃性を向上させる手段として、特許文献１には、マトリックス成分樹脂に無機粒子を含有させる方法が記載されている。しかしながら、本発明者らの検討によれば、この方法による材料の耐衝撃性は改良の余地があった。また、無機粒子は比重が大きいため、軽量化が不十分になる場合もあるといった難点もあった。
特開２００１－１８１４０６号公報
　このような観点から、本発明は、繊維強化体の優れた特性を保持しながら、上記のような問題点を解決し、さらに優れた耐衝撃性を有する繊維強化体、特に繊維強化シートを提供することを目的とする。
　本発明は、又、該繊維強化体を３次元的に変形させた繊維強化部材を提供することを目的とする。
　本発明は、又、該繊維強化体の効率的な製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、前記マトリックス成分と前記シート成分が、相互浸透能力を示す繊維強化体を調製することにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は以下の態様を包含する。
１.　繊維成分と、マトリックス成分と、シート成分を含んでなる繊維強化体であって、前記マトリックス成分とシート成分が相互浸透能力を示すことを特徴とする繊維強化体。
２.　マトリックス成分と繊維成分とが海島構造を形成する海島構造体と、シート成分からなるシートとが、マトリックス成分とシート成分の相互浸透を介して一体化していることを特徴とする上記１に記載の繊維強化体。
３.　海島構造体とシートが、マトリックス成分からなるフィルムを介して一体化している上記２に記載の繊維強化体。
４.　マトリックス成分がアミド結合を有する樹脂であり、シートがアラミドシートである上記１～３のいずれかに記載の繊維強化体。
５.　マトリックス成分がアミド結合を有する熱可塑性樹脂である上記４に記載の繊維強化体。
６.　アラミドシートがメタフェニレンイソフタルアミドを含んでなる上記４に記載の繊維強化体。
７.　繊維成分が炭素繊維である上記１～６のいずれかに記載の繊維強化体。
８.　シート成分の体積分率が下式を満たす上記１～７のいずれかに記載の繊維強化体。
　　　　　０．３（体積％）　≦　シート成分　≦　３０（体積％）
９.　繊維成分とマトリックス成分との容量比が、１/９９～４０/６０である上記１～８のいずれかに記載の繊維強化体。
１０.　前記マトリックス成分とシート成分の間で１８０度剥離試験を５０ｍｍ／分の速度で実施したときに、凝集破壊が開始する時間が下式を満たす上記１～９のいずれかに記載の繊維強化体。
　　　　　凝集破壊開始時間　≦　２０　（秒）
１１.　シート成分からなるシートの透気度、厚みが下式を満たす上記１～１０のいずれかに記載の繊維強化体。
　　　　透気度／厚み　≦２０　（秒／μｍ）
１２.　IZOD衝撃エネルギー吸収量が下式を満たすことを特徴とする上記１～１１のいずれかに記載の繊維強化体。
　　　　IZOD衝撃エネルギー吸収量　≧　１６（ｋJ／ｍ2）
１３.　上記１～１２のいずれかに記載の繊維強化体を３次元的に変形させたことを特徴とする繊維強化部材。
１４.　マトリックス成分と繊維成分とが海島構造を形成する海島構造体と、シート成分からなるシートとを積層し、次いで加圧加熱して、海島構造体とシートの密着部分に存在しているマトリックス成分とシート成分とを相互浸透させて、海島構造体とシートを熱融着させることを特徴とする上記２に記載の繊維強化体の製造方法。
１５.　マトリックス成分と繊維成分とが海島構造を形成する海島構造体と、シート成分からなるシートとを、マトリックス成分からなるフィルムを介して積層し、次いで加圧加熱して、海島構造体とフィルム、並びにフィルムとシートの密着部分に存在しているマトリックス成分同士、並びにマトリックス成分とシート成分とを、それぞれ相互浸透させて、海島構造体とフィルムとシートを熱融着させることを特徴とする上記３に記載の繊維強化体の製造方法。
　本発明の繊維強化体は、三点曲げ最大強度、三点曲げ破壊ひずみ、ＩＺＯＤ衝撃エネルギー吸収量が高いことから、耐曲げ衝撃性の高い繊維強化体として有用である。又、シート成分からなるシートとして、アラミドシートなどを用いた本発明の繊維強化体は、良好な成型加工性、難燃性、耐熱性などの特性を備えており、３次元加工にも好適である。
　以下、本発明について詳細に説明する。
（繊維成分）
　本発明で用いる繊維成分としては、任意の繊維成分を選択することができる。たとえば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などがあげられる。これらの中でも、炭素繊維が好ましく、特に高強度かつ高弾性率の炭素繊維が好ましく用いられる。炭素繊維の前駆体としては、以下の繊維のうちで任意の繊維を選択することができる。炭素繊維の前駆体として一般的には、ポリアクリロニトリル（以下、ＰＡＮという）系繊維、ピッチ（石油または石炭中の高沸点・芳香族成分）系繊維、セルロース系繊維、レーヨン、およびその他のポリマー繊維が用いられる。具体的には、引張弾性率が100～800GPa、引張強度が1000～8000MPa、破断伸び0.1～5％の炭素繊維であることが好ましい。
　本発明に用いられる繊維成分は、表面にサイズ剤が付着しているものであってもよい。サイズ剤が付着している繊維成分を用いる場合、当該サイズ剤の種類は、繊維成分及びマトリックス成分の種類に応じて適宜選択することができるものであり、特に限定されるものではない。
　繊維成分は、フィラメントを複数本束ねたマルチフィラメントを用いても、また、フィラメント一本からなるモノフィラメントを用いてもよい。マルチフィラメントとして用いる場合、その糸径は１μｍ～５０００μｍであり、好ましくは５０μｍ～１０００μｍである。モノフィラメントとして用いる場合は、その単糸径は０．１μｍ～５０００μｍであり、好ましくは２μｍ～１００μｍである。さらに好ましくは３μｍ～５０μｍである。マルチフィラメントのフィラメント数としては、１本～１０００００本が好ましく、より好ましくは５本～５００本、さらに好ましくは１０本～１００本である。直径が小さいと強度が低下しハンドリングが困難となり、また、直径が大きい場合にはフレキシブル性が犠牲になる。繊維成分の断面形状としては円または楕円であることが好ましいが、限定されるものではない。
　また、繊維成分の形態も任意であり、繊維強化体をシート形状に成形したときや部材としたときの用途や負荷のかかり方によって適切なものを選択することができる。具体的な形状としては、長繊維、短繊維、ミル状構造、織物構造、ストランド構造であっても、またそれらを組み合わせた構造であってもよいが、特にシート状に成形しやすい短繊維が好ましい。
　繊維強化体に配合される繊維成分の含有率は、本発明の効果を損なわない範囲で任意に選択されるが、繊維強化体全体の体積を基準として、１～４０体積％であることが好ましく、５～３０体積％であることがよりさらに好ましく、１０～２０体積％であることが最も好ましい。
　繊維強化体の成形時のボイドの発生などの点から、繊維成分の配合量は４０体積％以下であるのが好ましく、又、繊維強化体の強度の点から、繊維成分の配合量は１％体積以上であるのが好ましい。
（マトリックス成分）
　本発明の繊維強化体はマトリックス成分を含んでなる。マトリックス成分に用いられる樹脂は溶融したときに、後述するシート成分に相互浸透能力を示すものを任意に選択することができる。相互浸透能力を発現する要件としては、分子構造が類似であること、例えば、分子内にアミド結合を有するポリアミド樹脂は後述する同じく分子内にアミド結合を有するアラミドを主成分とするシート成分とともに成形する場合、相互浸透能力を発現する。他にも上述のようにマトリックス成分とシート成分の分子内に類似の分子構造が存在すれば、特に制限はない。相互浸透能力を示すことにより、シート成分との接着性が飛躍的に向上し、耐衝撃性が向上する。また、相互浸透能力が高いほど、後述する凝集破壊開始時間が短くなるとの利点がある。
　マットリックス成分としては、シート成分に対して相互浸透能力を示すものであれば、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれであってもよい。このうち、熱可塑性樹脂であるのが好ましい。
　マットリックス成分の具体的な例としては、シート成分がアラミドを主成分とするアラミドシートの場合、ポリアミド樹脂、フェノキシ繊維を主成分とするシートの場合、エポキシ樹脂、ポリエステル繊維を主成分とするシートの場合、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン繊維を主成分とするシートの場合、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。これらのうち、成形が容易であり、耐熱性の高いアラミドシートとポリアミド樹脂の組み合わせが好ましく用いられる。
　ポリアミド樹脂としては、アミド結合を含有するポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、共重合ポリアミド、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミド４６、メトキシメチル化ポリアミド、半芳香族ポリアミドなどのポリマー、あるいは特開２００６－３２１９５１に示されるようなポリアミド樹脂組成物を含有するポリマーあるいはそれらの混合物などがあげられるが、これらに限定されるものではない。
　また、物性改良のために、本発明の効果を損なわない範囲で、複数の樹脂を混合して用いることもできる。あるいは下記添加剤を含んでもよい。
　添加剤としては、例えば、難燃剤、難燃助剤、加熱された際の垂れ（ドリップ）防止剤、可塑剤、酸化防止剤、離型剤、耐光剤、耐候剤、着色剤、顔料、改質剤、帯電防止剤、加水分解防止剤、充填剤、繊維成分以外の補強剤（タルク、クレー、マイカ、ガラスフレーク、ミルドガラス、ガラスビーズ、結晶性シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド等）等の周知の添加剤が挙げられる。
　添加剤は、例えば、マトリックス成分１００質量部に対し、１０質量部以下が好ましく、５質量部以下がさらに好ましい。
（シート成分）
　本発明におけるシート成分とは前述のマトリックス成分に対して高い相互浸透能力を示し、マトリックス樹脂よりも耐熱性の高いポリマーを主成とするものから任意に選択することができる。
　また、上述の成形後のマットリクス成分とシート成分の界面の面積は広い方がマットリクス成分とシート成分の接着力がさらに向上するため、好ましい。具体的にはシート成分の単位厚みあたりの透気度が小さい方が、成形時にマトリックス成分が、シート成分の内部まで入りやすく、上記界面の面積が広くなるため好ましく、透気度／厚みが２０（秒／μｍ）以下であることが特に好ましい。
　シート成分の具体的な例としては、マトリックス成分がアミド結合を含有する場合は、アミド結合を有するアラミドを主成分とするシート、マトリックス成分がエステル結合を含有する場合は、エステル結合を含有するポリエステルを主成分とするシートなどが挙げられるが、マトリックス樹脂よりも耐熱性の高いポリマーが主成分であれば、成形時にマトリックス樹脂が溶融したときも、シート成分が形状を維持するために、より高い耐衝撃吸収性が期待できるので、好ましい。
　繊維強化体に配合されるシート成分の含有率は、本発明の効果を損なわない範囲で任意に選択されるが、繊維強化体全体の体積を基準として、０．３～３０体積％であることが好ましく、０．５～２０体積％であることがよりさらに好ましく、１～１５体積％であることが最も好ましい。
　繊維強化体材料の成形時にボイドの発生などの問題を抑制するために、シート成分の配合量が３０体積％以下であるのが好ましく、繊維強化体材料の耐衝撃性の観点から、シート成分の配合量が０．３体積％以上であるのが好ましい。
（アラミド）
　本発明において、アラミドとは、アミド結合の６０％以上が芳香環に直接結合した線状高分子化合物（芳香族ポリアミド）を意味する。このようなアラミドとしては、例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミドおよびその共重合体、ポリパラフェニレンテレフタルアミドおよびその共重合体、ポリ（パラフェニレン）－コポリ（３，４ジフェニルエーテル）テレフタールアミドなどが挙げられる。これらのアラミドは、例えばイソフタル酸塩化物およびメタフェニレンジアミンを用いた従来既知の界面重合法、溶液重合法等により工業的に製造されており、市販品として入手することができるが、これに限定されるものではない。これらのアラミドの中で、ポリメタフェニレンイソフタルアミドが、良好な成型加工性、熱接着性、難燃性、耐熱性などの特性を備えており、特に面状体した後の種々の三次元部材への加工性、トリミングの容易性から好ましく用いられる。
（アラミドファイブリッド）
　本発明において、アラミドファイブリッドとは、抄紙性を有するフィルム状のアラミド粒子であり、アラミドパルプとも呼ばれる（特公昭３５－１１８５１号公報、特公昭３７－５７３２号公報等参照）。
　アラミドファイブリッドは、通常の木材パルプと同様に、離解、叩解処理を施し抄紙原料として用いることが広く知られており、抄紙に適した品質を保つ目的でいわゆる叩解処理を施すことができる。この叩解処理は、デイスクリファイナー、ビーター、その他の機械的切断作用を及ぼす抄紙原料処理機器によって実施することが出来る。この操作において、ファイブリッドの形態変化は、日本工業規格Ｐ８１２１に規定の濾水度試験方法（フリーネス）でモニターすることができる。本発明において、叩解処理を施した後のアラミドファイブリッドの濾水度は、１０ｃｍ3～３００ｃｍ3（カナディアンフリーネス）の範囲内にあることが好ましい。この範囲より大きな濾水度のファイブリッドでは、それから成形される多熱性電気絶縁シート材料の強度が低下する可能性がある。一方、１０ｃｍ3よりも小さな濾水度を得ようとすると、投入する機械動力の利用効率が小さくなり、また、単位時間当たりの処理量が少なくなることが多く、さらに、ファイブリッドの微細化が進行しすぎるためいわゆるバインダー機能の低下を招きやすい。したがって、このように１０ｃｍ3よりも小さい濾水度を得ようとしても、格段の利点が認められない。
（アラミド短繊維）
　アラミド短繊維は、アラミドを材料とする繊維を切断したものであり、そのような繊維としては、例えば帝人（株）の「テイジンコーネックス（登録商標）」、デュポン社の「ノーメックス（登録商標）」などの商品名で入手することができるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　アラミド短繊維の長さは、一般に１ｍｍ以上５０ｍｍ未満、好ましくは２～１０ｍｍの範囲内から選ぶことができる。短繊維の長さが１ｍｍよりも小さいと、シート材料の力学特性が低下し、他方、５０ｍｍ以上のものは、湿式法でのアラミドシートの製造にあたり「からみ」、「結束」などが発生しやすく欠陥の原因となりやすい。
（アラミドシート）
　本発明において、アラミドシートとは、前記のアラミドファイブリッド、アラミド短繊維、又はこれらの混合物から主として構成されるシート状物であり、一般に２０μｍ～１０００μｍの範囲内の厚さを有している。さらに、アラミドシートは、一般に１０ｇ/ｍ2～１０００ｇ/ｍ2の範囲内の坪量を有している。
　ここで、アラミド短繊維を用いる場合は、バインダーとしてアラミドファイブリッドの他に、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、レーヨン、エチレン－４フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、からなる熱可塑性高分子繊維、さらにはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂を用いることができる。また、バインダーとしてアラミドファイブリッドを用いる場合は、主体繊維としてアラミド短繊維の他に、ポリフェニレンサルファイド、全芳香族ポリエステル、ガラス繊維、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリ４フッ化エチレン、ポリアミノビスマレイミド、炭素繊維から選ばれる耐熱性繊維を用いることかできる。また、他の抄紙原料として特願２０１３－００１７０６に記載の方法で高圧噴射処理をした抄紙原料を用いることができる。この中でも少なくともアラミド短繊維とアラミドファイブリッドを含有するアラミドシートが好ましく、なかでも少なくともアラミド短繊維とアラミドファイブリッドと特願２０１３－００１７０６に記載の方法で高圧噴射処理をした抄紙原料とを含有するアラミドシートが、透気度／厚みが小さくなるために、特に好ましい。
　アラミドシートは、一般に、前述したアラミドファイブリッドとアラミド短繊維とを混合した後シート化する方法により製造される。具体的には、例えば、上記アラミドファイブリッド及びアラミド短繊維を乾式ブレンドした後に、気流を利用してシートを形成する方法、アラミドファイブリッド及びアラミド短繊維を液体媒体中で分散混合した後、液体透過性の支持体、例えば網またはベルト上に吐出してシート化し、液体を除いて乾燥する方法などが適用できるが、これらのなかでも水を媒体として使用する、いわゆる湿式抄造法が好ましく選択される。ここで、アラミドファイブリッドとアラミド短繊維の混合割合は任意とすることができるが、アラミドファイブリッド/アラミド短繊維の割合（質量比）を１/９～9/１とするのが好ましく、より好ましくは２/８～８/２とするのがよい。また、上記アラミドシートに特願２０１３－００１７０６に記載の方法で高圧噴射処理をした抄紙原料を追加するとさらに、耐曲げ衝撃性が向上する。
　湿式抄造法では、少なくともアラミドファイブリッド、アラミド短繊維を含有する単一または混合物の水性スラリーを、抄紙機に送液し分散した後、脱水、搾水および乾燥操作することによって、シートとして巻き取る方法が一般的である。抄紙機としては長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜型抄紙機およびこれらを組み合わせたコンビネーション抄紙機などが利用される。コンビネーション抄紙機での製造の場合、配合比率の異なるスラリーをシート成形し合一することで複数の紙層からなる複合体シートを得ることができる。抄造の際に必要に応じて分散性向上剤、消泡剤、紙力増強剤などの添加剤が使用される。
　上記のようにして得られたアラミドシートは、一対のロール間にて高温高圧で熱圧することにより、密度、結晶化度、耐熱性、寸法安定性ほか機械強度を向上することが知られている。熱圧の条件は、たとえば金属製ロール使用の場合、温度１００～４００℃、線圧５０～４００ｋｇ／ｃｍの範囲内を例示することができるが、これらに限定されるものではない。熱圧の際に複数のアラミドシートを積層することもできる。上記の熱圧加工を任意の順に複数回行うこともできる。
（繊維強化体）
　本発明における繊維強化体（好ましくは繊維強化シート）とは、上述の繊維成分と、マトリックス成分と、シート成分を成形加工することにより得られる。成形加工の方法としては、通常公知の射出成形、圧縮成形、押出成形、ブロー成形、プレス成形などを挙げることができる。
　本発明における繊維強化体は、より具体的には、マトリックス成分と繊維成分とが海島構造を形成する海島構造体と、シート成分からなるシートとが、マトリックス成分とシート成分の相互浸透を介して一体化している構造を有するのが好ましい（繊維強化体構造Ｉ）。
　ここで、マトリックス成分と繊維成分とが海島構造を形成する海島構造体は、繊維成分の集合体にマトリックス成分を含浸させることにより、容易に調製することができる。含浸は、例えば、マトリックス成分を溶媒に溶解してなるマトリックス成分溶液を繊維成分の集合体の空隙に導入し、次いで溶媒を蒸発などにより除去する方法により行うことができる。具体的には、特開2013-56985に記載の方法、すなわち、繊維成分を湿式抄紙して抄紙シートに加工する抄紙工程と、抄紙シートの繊維成分をバインダー繊維で結合して繊維基材とし、これにマトリックス成分を含浸させる方法などが挙げられるが、これに限定されるものではではない。
　又、マトリックス成分を熱溶融させ、次いで繊維成分の集合体の空隙に導入することによっても、行うことができる。
　得られた海島構造体には、空気などのボイドが存在していてもよい。
　マトリックス成分とシート成分の相互浸透を介して一体化させるには、マトリックス成分のみを溶解できる溶媒、又はマトリックス成分とシート成分の両方を溶解できる溶媒を用いて行うことができる。特に、マトリックス成分と繊維成分とが海島構造を形成する海島構造体を調製する際に、シート成分からなるシートの上に、繊維成分の集合体を置き、マトリックス成分を溶媒に溶解してなるマトリックス成分溶液を繊維成分の集合体の空隙に導入し、かつマトリックス成分とシート成分の相互浸透を介して、繊維成分、マトリックス成分及びシート成分を一体化させるのが好ましい。　又、海島構造体と、シート成分からなるシートとを積層した後、（加圧）加熱して、海島構造体とシートの密着部分に存在しているマトリックス成分シート成分とを融和させて、海島構造体とシートを熱融着させて一体化させるのも好ましい。
　本発明では、海島構造体とシートが、マトリックス成分からなるフィルムを介して一体化しているのが好ましい（繊維強化体構造II）。この構造IIは、例えば、マトリックス成分と繊維成分とが海島構造を形成する海島構造体と、シート成分からなるシートとを、マトリックス成分からなるフィルムを介して積層し、次いで（加圧）加熱して、海島構造体とフィルム、並びにフィルムとシートの密着部分に存在しているマトリックス成分同士、並びにマトリックス成分とシート成分とを、それぞれ融和させて、海島構造体とフィルムとシートを熱融着させることにより製造するのが好ましい。
　本発明では、又、最外層を構成するシートの表面に、マトリックス成分からなるフィルムが設けられているのが好ましい（繊維強化体構造III）。この構造IIIは、構造Ｉ又は構造IIのシートの表面に、マトリックス成分からなるフィルムを積層し、次いで、（加圧）加熱して、フィルムとシートの密着部分に存在しているマトリックス成分とシート成分とを、それぞれ融和させて、フィルムとシートを熱融着させることにより製造するのが好ましい。
　さらに、本発明では、海島構造体を複数層重ねてなる積層体Ｉ、及びマトリックス成分からなるフィルム/シート成分からなるシート/マトリックス成分からなるフィルムの３層積層体の１又は複数の積層体ＩＩとが一体化してなるのも好ましい（繊維強化体構造IV）。この構造IVは、構造Ｉ～IIIについて、上述した製造方法を適用して、容易に製造することができる。
　本発明において使用するシート成分からなるシートとしては、厚みが１０μｍ～１０００μｍであるのが好ましく、透気度と厚みが下式を満たすのがさらに好ましい。
　　　透気度／厚み　≦２０　（秒／μｍ）
　本発明の繊維強化体がシート形状の場合には、厚みが５０μｍ～５０ｍｍであるのが好ましいが、これらに限定されるものではない。
　本発明の繊維強化体は、マトリックス成分とシート成分の間で１８０度剥離試験を５０ｍｍ／分の速度で実施したときに、凝集破壊が開始する時間が下式を満たすのが好ましい。
　　　　　凝集破壊開始時間　≦　２０　（秒）
（凝集破壊開始時間）
　本発明における凝集破壊開始時間とは、成形後のマットリクス成分とシート成分の界面の剥離試験を実施したときに、シート成分および／またはマトリックス成分の凝集破壊が始まる時間のことを示す。
　マットリクス成分とシート成分の界面が強固に接着している場合、シート成分および／またはマトリックス成分の凝集破壊が早く始まる傾向がある。すなわち、界面が強固に接着している場合、界面の強度よりもシート成分および／またはマトリックス成分自体の強度が低いため、シート成分および／またはマトリックス成分の凝集破壊が始まるのである。通常、凝集破壊が始まると、その時点から、剥離強度が低下し始めるため、凝集破壊が開始する時間は、最大剥離強度を示す時間と同じであると考えてよい。
　本発明の繊維強化体は、又、IZOD衝撃エネルギー吸収量が下式を満たすのが好ましい。
　　　　IZOD衝撃エネルギー吸収量　≧　１６（ｋJ／ｍ2）
　IZOD衝撃エネルギー吸収量は、ＪＩＳ　Ｋ７１１０に準拠し、単位断面積あたりのエネルギー吸収量として測定できる。
　本発明の繊維強化体は、また、公知の加工方法により３次元的に変形させ、各種成形品に加工し利用することができる。例えば、３次元的に変形させて、自動車用構造材、航空機構造材、その他の産業用構造材やスポーツ用具などに用いることができる。
　以下、本発明について実施例を挙げて説明する。なお、これらの実施例は、本発明の内容を、例を挙げては説明するためのものであり、本発明の内容を何ら限定するものではない。
（測定方法）
（１）長さ加重平均繊維長の測定
　Op Test Equipment社製Fiber Quality Analyzerを用い、約４０００個の微粒子についての長さ加重平均繊維長を測定した。
（２）坪量、厚みの測定
　ＪＩＳ　Ｃ２３００－２に準じて測定した。
（３）密度の計算
　坪量÷厚みで計算した。
（４）剥離試験による凝集破壊開始時間の測定
　テンシロン引張試験機を使用し、幅１５ｍｍ、長さ７０ｍｍ、掴み長さ１０ｍｍ、剥離角度１８０度、剥離速度５０ｍｍ／分で実施した。最大剥離強度を示した時間を凝集破壊開始時間とした。
（５）透気度の測定
　ＪＩＳ Ｐ８１１７に規定されたガーレー透気度測定器を使用し、外径２８.６mmの円孔を有する締め付け板により押さえられたシート試料(面積６４２mm2）を１００cc（０.１dm3）の空気が通過する時間（秒）を測定した。
（６）三点曲げ試験による三点曲げ最大強度、三点曲げ破壊ひずみの測定
　幅１２ｍｍ、長さ６５ｍｍの試験片を使用し、圧子半径５ｍｍ、支点半径２ｍｍ、支点間距離４０ｍｍ、曲げ速度１ｍｍ／秒で三点曲げ試験を実施し、最大強度を示したときの強度を、三点曲げ最大強度、試験片が破断したときのひずみを三点曲げ破壊ひずみとした。
（７）ＩＺＯＤ衝撃試験によるエネルギー吸収量の測定
　ＪＩＳ　Ｋ７１１０に準拠し、単位断面積あたりのエネルギー吸収量を測定した。
（原料調成１）
　特開昭５２－１５６２１号公報に記載のステーターとローターの組み合わせで構成されるパルプ粒子の製造装置（湿式沈殿機）を用いて、ポリメタフェニレンイソフタルアミドのファイブリッド（以下アラミドファイブリッド）を製造した。これを、離解機、叩解機で処理し長さ加重平均繊維長を０．９ｍｍに調節した（アラミドファイブリッドの濾水度：１００ml（カナディアンフリーネス））。
　一方、デュポン社製ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（ノーメックス（登録商標）、単糸繊度２デニール）を、長さ６ｍｍに切断（以下「アラミド短繊維」と記載）した。
（カレンダー加工されたアラミド紙の製造）
　調製したアラミドファイブリッドとアラミド短繊維をおのおの水中で分散しスラリーを作成した。これらのスラリーを、ファイブリッドとアラミド短繊維とが１／１の配合比率（質量比）となるように混合し、タッピー式手抄き機（断面積６２５ｃｍ2）にてシート状物を作製した。次いで、これを金属製カレンダーロールにより温度３３０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍで熱圧加工し、カレンダー加工されたアラミド紙を得た。
（原料調成２）
　上記カレンダー加工されたアラミド紙を特願２０１３－００１７０６に記載の方法で高圧噴射処理を実施し長さ加重平均繊維長を０．４ｍｍに調節した抄紙用原料を得た。
（実施例１～３、対照例）
（繊維強化シートの製造）
　調製した抄紙用原料、調製したアラミドファイブリッド、調製したアラミド短繊維を、おのおの水に分散してスラリーを作製した。これらのスラリーを、表１に示す配合比率（質量比）となるように混合し、タッピー式手抄き機（断面積６２５ｃｍ2）にてシート状物を作製した。次いで、これを金属製カレンダーロールにより温度３３０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍで熱圧加工し、アラミドシートを得た。また、炭素繊維とポリアミド６からなるシートとして、CARMIX　CFRP（PA6）（阿波製紙（株）製、ポリアミド６　８０体積％、カーボンファイバー　２０体積％、厚さ１１４０μｍ）、ポリアミド６フィルム（厚さ５０μｍ）を表１に示す比率になるように積層し、シートと同サイズの金型に挿入し、表１に示す条件でプレス加工を実施した。
　このようにして得られた繊維強化シートの主要特性値を表１に示す。尚、三点曲げ試験に関しては繊維強化シートの上面から圧子をあてた。ＩＺＯＤ衝撃試験に関しては繊維強化シートの上面から衝撃を与えた。
　表１中、実施例１における積層順(ii)×24/（(iii)/(i)/(iii)）は、CARMIX　CFRP（PA6）（ii）２４枚を、ポリアミド６フィルム（iii）/アラミドシート（i）/ポリアミド６フィルム（iii）の積層体に、積層し、金型に挿入し、表１に示す条件でプレス加工を実施したことを示している。
　また、剥離試験を実施するために、表２に示す比率になるように積層し、引っ張り試験のチャックで掴めるように、１０ｍｍ（１５ｍｍ幅）の未プレス部分を確保し、
表２に示す条件でプレス加工を実施した。ポリアミド６フィルムとアラミドシートの境界面での剥離試験を実施した結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１及び表２の結果から、本発明（実施例１～３）の繊維強化シートは、三点曲げ最大強度、三点曲げ破壊ひずみ、ＩＺＯＤ衝撃エネルギー吸収量が高いことから、耐曲げ衝撃性の高い繊維強化シートとして有用であると考えられる。また、ポリメタフェニレンイソフタルアミドからなるアラミドシートを含有するため、良好な成型加工性、難燃性、耐熱性などの特性を備えており、３次元加工にも適応すると考えられる。
（比較例）
（繊維強化シートの製造）
　実施例と同様の方法で、アラミドシートを得た。また、炭素繊維とポリプロピレンからなるシートとして、CARMIX　CFRP（PP）（阿波製紙（株）製、ポリプロピレン　８０体積％、カーボンファイバー　２０体積％）、ポリプロピレンフィルムを表３に示す比率になるように積層し、シートと同サイズの金型に挿入し、表３に示す条件でプレス加工を実施した。
　このようにして得られた繊維強化シートの主要特性値を表３に示す。尚、三点曲げ試験に関しては繊維強化シートの上面から圧子をあてた。
　また、剥離試験を実施するために、表４に示す比率になるように積層し、引っ張り試験のチャックで掴めるように、１０ｍｍ（１５ｍｍ幅）の未プレス部分を確保し、表４に示す条件でプレス加工を実施した。ポリプロピレンフィルムとアラミドシートの境界面での剥離試験を実施した結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表３及び表４の結果から、ポリプロピレン（マトリックス成分）とアラミドシート（シート成分）との間の接着力が十分ではなく、三点曲げ最大強度も小さかったので、十分な耐曲げ衝撃性が得られていないと考えられる。

Claims (15)

  1. 　繊維成分と、マトリックス成分と、シート成分を含んでなる繊維強化体であって、前記マトリックス成分とシート成分が相互浸透能力を示すことを特徴とする繊維強化体。
  2. 　マトリックス成分と繊維成分とが海島構造を形成する海島構造体と、シート成分からなるシートとが、マトリックス成分とシート成分の相互浸透を介して一体化していることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化体。
  3. 　海島構造体とシートが、マトリックス成分からなるフィルムを介して一体化している請求項２に記載の繊維強化体。
  4. 　マトリックス成分がアミド結合を有する樹脂であり、シートがアラミドシートである請求項１～３のいずれか１項に記載の繊維強化体。
  5. 　マトリックス成分がアミド結合を有する熱可塑性樹脂である請求項４に記載の繊維強化体。
  6. 　アラミドシートがメタフェニレンイソフタルアミドを含んでなる請求項４に記載の繊維強化体。
  7. 　繊維成分が炭素繊維である請求項１～６のいずれか１項に記載の繊維強化体。
  8. 　シート成分の体積分率が下式を満たす請求項１～７のいずれか１項に記載の繊維強化体。
    　　　　　０．３（体積％）　≦　シート成分　≦　３０（体積％）
  9. 　繊維成分とマトリックス成分との容量比が、１/９９～４０/６０である請求項１～８のいずれか１項に記載の繊維強化体。
  10. 　前記マトリックス成分とシート成分の間で１８０度剥離試験を５０ｍｍ／分の速度で実施したときに、凝集破壊が開始する時間が下式を満たす請求項１～９のいずれか１項に記載の繊維強化体。
    　　　　　凝集破壊開始時間　≦　２０　（秒）
  11. 　シート成分からなるシートの透気度、厚みが下式を満たす請求項１～１０のいずれか１項に記載の繊維強化体。
    　　　　透気度／厚み　≦２０　（秒／μｍ）
  12. 　IZOD衝撃エネルギー吸収量が下式を満たすことを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の繊維強化体。
    　　　　IZOD衝撃エネルギー吸収量　≧　１６（ｋJ／ｍ2）
  13. 　請求項１～１２のいずれか１項に記載の繊維強化体を３次元的に変形させたことを特徴とする繊維強化部材。
  14. 　マトリックス成分と繊維成分とが海島構造を形成する海島構造体と、シート成分からなるシートとを積層し、次いで加圧加熱して、海島構造体とシートの密着部分に存在しているマトリックス成分とシート成分とを相互浸透させて、海島構造体とシートを熱融着させることを特徴とする請求項２に記載の繊維強化体の製造方法。
  15. 　マトリックス成分と繊維成分とが海島構造を形成する海島構造体と、シート成分からなるシートとを、マトリックス成分からなるフィルムを介して積層し、次いで加圧加熱して、海島構造体とフィルム、並びにフィルムとシートの密着部分に存在しているマトリックス成分同士、並びにマトリックス成分とシート成分とを、それぞれ相互浸透させて、海島構造体とフィルムとシートを熱融着させることを特徴とする請求項３に記載の繊維強化体の製造方法。
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